Сооружение линий электропередачи - Бетонные работы на строительстве линий электропередачи

Глава двадцать восьмая
БЕТОННЫЕ РАБОТЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

На линиях электропередачи бетонные фундаменты сооружаются для некоторых типов металлических промежуточных опор с узкой базой для некоторых типов анкерных опор и для всех типов угловых и повышенных опор.
Как правило, бетонные фундаменты представляют собой ступенчатые бетонные массивы с заложенными анкерными болтами диаметром от 25 до 50 мм, к которым крепятся пяты ног опор.
Типы фундаментов различны для разных типов опор: так, анкерные повышенные опоры с широкой базой, а также анкерные опоры портального типа имеют четыре одинаковых фундамента по одному для каждой ноги опоры (фиг. 62); опоры с узкой базой имеют общий фундамент для всей опоры (фиг. 63).
Угловые опоры имеют большие фундаменты для ног, работающих на вырывание, расположенные на внешней стороне угла, и малые фундаменты, работающие на смятие грунта, расположенные внутри угла поворота трассы.
Объем бетонных работ для одной опоры определяется обычно десятками кубометров.
Бетонирование фундаментов для опор производится механизированным способом или иногда вручную.
Ниже приведены основные данные о бетонных работах на линиях.

БЕТОН И ЕГО СВОЙСТВА

Бетонами называются искусственные каменные материалы, получающиеся в результате затвердевания смеси цемента и инертных материалов (гравий, щебень и песок), замешанных в воде.
В зависимости от способа приготовления и принятых заполнителей бетоны различаются по объемному весу.
Объемные веса бетона приведены в табл. 65.
Таблица 65 Объемные веса бетона

Фиг. 62. Бетонный фундамент для анкерной опоры портального типа.

Фиг. 63. Бетонный фундамент для опоры с узкой базой.

В зависимости от обработки бетона и его консистенции различаются бетоны: жесткие, полужесткие, пластичные и литые.
Под прочностью бетона понимается его временное сопротивление сжатию, исходя из нормальных условий работы бетона в строительных конструкциях.
Прочность бетона при материалах определенного качества и дозировки и одинаковых способах приготовления и укладки зависит от водоцементного отношения (вода : цемент = В : Ц). С возрастанием В: Ц прочность бетона убывает.
За временное сопротивление бетона сжатию принимается временное сопротивление сжатию бетонного кубика со стороной ребра в 200 мм.
При кубиках меньших размеров значение временного сопротивления сжатию следует умножить на коэффициент:

В зависимости от прочности бетоны различаются по маркам. Марки характеризуют способность бетона сопротивляться сжатию через 28 дней после его изготовления.
В табл. 66 приведены временные сопротивления бетона на сжатие и растяжение для различных марок.
Таблица 66
Расчетный предел прочности бетона на сжатие и растяжение

Фиг. 64. Конус для определения подвижности бетона.
Для фундаментов опор применяются обычно бетоны марок «70» и «90». В ответственных фундаментах повышенных и других специальных опор применяется бетон марки «110» и «140».
Содержание цемента в бетоне в основном зависит от марки цемента и принятого отношения В : Ц (по весу). Для бетона марки 110—90 количество портланд-цемента марки 300 ориентировочно можно принять 200—250 кг/см³ в зависимости от способа укладки и консистенции бетона. С применением вибрации расход цемента сокращается на 15—20%.
Подвижность бетона — его консистенция — может определяться несколькими способами: столик Скрамтаева, способ конуса и др. В линейных условиях наибольшее распространение получил способ конуса (фиг. 64).
Конус изготовляется из листовой стали в виде усеченного конуса высотой 30 см с верхним диаметром 10 см и нижним диаметром 20 см. Конус открыт с обеих сторон и снабжен вверху двумя ручками, а внизу двумя планками, с помощью которых конус при набивке его бетоном прижимается ногами к площадке бойка.
Консистенция бетона с помощью конуса определяется следующим образом. Конус смачивается изнутри и набивается приготовленной бетонной смесью в 3 слоя. Каждый слой проштыковывается стальным стержнем 25 раз. Когда конус заполнен, излишек бетона срезается линейкой и верх сглаживается.

Таблица 67
Консистенция бетона в зависимости от осадки конуса

Таблица 68
Состав бетона и нормы расхода материалов
Бетон марки 90; временное сопротивление на сжатие 73 кГ/см²
(осадка конуса 5 см)                                                                                   

Фиг. 65. Измерение усадки бетонной массы после снятия конуса.
Затем конус осторожно снимается с бетонной массы и ставится с ней рядом. Бетон, освобожденный от формы, несколько осаживается, больше или меньше, в зависимости от его консистенции. Осадка изменяется в сантиметрах линейкой, положенной на стоящий рядом конус (фиг 65).
В табл. 67 приведены величины осадки в см в зависимости от консистенции бетона.
Подбор состава бетона производится полевой лабораторией. В табл. 68 приведены данные о составе бетона и нормах расхода материалов для бетона марки «90».
Для замедления схватывания бетона по условиям неизбежной перевозки готового бетона на значительные расстояния или, наоборот, для ускорения затвердевания бетона в условиях бетонирования в зимнее время применяются: замедлители схватывания в виде серной кислоты в количестве 0,25—0,50% от веса цемента или ускорители схватывания в виде хлористого кальция или соляной кислоты, добавляемой в количестве 2% от веса цемента.
Применение ускорителей вызывает замедление последующего нарастания прочности бетона после первого 3-дневного интенсивного периода твердения его.
Применение ускорителей для фундаментов линий электропередачи не разрешается.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ РАБОТ

Основными материалами для приготовления бетона являются цемент, гравий (или щебень), песок и вода.

Цемент

В зависимости от состава и свойства различают цементы: портланд-цемент, пуццолановый портланд-цемент, шлакопорт-ландцемент, известково-шлаковый цемент, известково-пуццолановый цемент, глиноземистый цемент и роман-цемент.
Для фундаментов опор на линиях электропередачи применяется обычно портланд-цемент.
В табл. 69 приведены данные о нарастании прочности портланд-цемента в зависимости от времени его затвердевания.
Таблица 69
Пределы прочности портланд-цемента, раствор 1:3

Каждая партия цемента, выпускаемая заводом, должна иметь паспорт, в котором указываются марка цемента и результаты испытания цемента, произведенного в заводской лаборатории, а именно: 1) сроки схватывания, 2) равномерность изменения объема, 3) тонкость помола и 4) сопротивление образцов на разрыв и сжатие.
В случае поступления на стройку цемента без указания марки и без паспорта завода, сорт цемента приближенно определяется по данным, приведенным в табл. 70.
Во избежание лишних потерь цемента, транспортируемого чаще всего навалом, его доставка в район работ должна производиться в специальных контейнерах, и во всяком случае с минимальным количеством перегрузок.
Склады для приема цемента, сооружаемые вблизи железнодорожных путей, представляют собой деревянные сараи с надежной кровлей, полами и стенами, обшитыми изнутри толем.
Во избежание отсырения и порчи цемента пол сарая поднимается от земли не меньше чем на 30 см.
Склады разделяются на отдельные закрома емкостью до 1 вагона каждый. Не допускается разгрузка в один закром цемента из разных вагонов и тем более из разных партий. На каждом закроме ставится указатель с обозначением: вида, марки, времени и прочих технических данных цемента.
Из-за небольших объемов бетонных работ на каждом пикете устройство складов на трассе нецелесообразно, и рекомендуется цемент хранить в особых ящиках с крышкой, обшитой толем (фиг. 66) вместимостью до 2 т.
Ящики устанавливаются вблизи котлованов на специальные подкладки, во избежание проникания влаги.

Таблица 70
Отличительные признаки отдельных видов цемента

Инертные материалы (заполнители)

Вследствие разбросанности небольших объемов бетонных работ вдоль трассы и, как правило, отдаленности трассы от железных дорог поставка инертных материалов из централизованных карьеров нерентабельна.

Фиг. 66. Ящик для хранения цемента на трассе.
Обычно производятся изыскания залежей материалов в районе самой трассы, где и открываются карьеры для добывания местных материалов.
В отдельных случаях, когда трасса проходит по местности, не имеющей залежей требуемых инертных материалов, приходится прибегать к доставке их извне по железным дорогам, разгружая на ближайших к трассе станциях назначения, и оттуда развозить по трассе.

1. Песок (ГОСТ 2781-44).

Для бетонирования фундаментов опор применяется речной и горный песок с диаметром зерен 1,5—2,5 мм, с примесью глины не более 2—3 % по весу. Определение содержания глинистых и пылевидных посторонних примесей производится отмучиванием.
В цилиндрический стеклянный сосуд с делениями насыпается песок на 1/3 высоты и затем почти доверху заливается водой. Закрыв сосуд сверху ладонью руки, его взбалтывают и дают отстояться до прозрачной воды. Замеряя высоту песка и примесей, определяют процент их содержания.
Загрязненность песка органическими примесями определяют пробой на окрашивание.
В стеклянную посуду с песком наливается 3%-ный раствор едкого натра в отношении 1 : 1 к песку. Раствор встряхивают и дают ему отстояться. В зависимости от степени загрязненности песка органическими примесями вода окрашивается в цвета от соломенно-желтого до коричнево-красного.
Песок, дающий соломенно-желтую окраску, пригоден лишь для бетонирования неответственных сооружений с бетоном прочности «50» или «70». Песок, дающий коричнево-красную Окраску, для бетонных работ вообще непригоден.

1. Гравий и щебень (ГОСТ 2779-44 и ГОСТ 2780-44).

В качестве крупного заполнителя для бетона применяется чистый гравий или щебень с зернами или кусками от 5 до 80 мм.
Загрязненный гравий или щебень может быть применен лишь после отсеивания мелких примесей и последующей промывки.
В табл. 71 приведены ориентировочные объемные веса гравия и щебня.
Таблица 71

Гравий или щебень выбирается прочностью, равной не менее 125% прочности заданной марки бетона.
Кирпичный щебень, кроме соответствующей прочности, должен иметь равномерный обжиг (красный цвет), плотную и однородную структуру.
Гравий и щебень должны испытываться на морозоустойчивость. Засоренность органическими примесями проверяется так же, как и песка.
Механизация для добычи и обогащения инертных приведены в гл. 17.

1. Вода.

Вода, применяемая для бетонных работ, не должна содержать вредных примесей. Обычно используется чистая речная, озерная, колодезная и водопроводная вода.
Болотная, загрязненная фабричная, а также стоячая прудовая вода без специального исследования для бетона не применяется.
Кислотность воды определяется с помощью лакмусовой бумажки. Если синяя лакмусовая бумажка, опущенная в воду, порозовеет, это указывает на то, что вода содержит кислоту и ее применять без исследования нельзя.
Для определения наличия в воде сернокислых соединений, наиболее опасных для бетона, в пробирку наливают испытываемую воду и подкисляют ее соляной кислотой (10% от взятой пробы).
После этого добавляют небольшое количество 10%-ного раствора хлористого бария. В случае наличия в воде солей серной кислоты выпадает белый осадок.
При бетонировании фундаментов на стоячей воде или в сомнительных случаях качество воды может быть проверено параллельным испытанием кубиков, изготовленных на испытуемой воде и воде, заведомо годной для бетона. 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КАРЬЕРОВ ИНЕРТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

При механизированной разработке карьеров инертных материалов с применением экскаваторов, гравиесортировок, механических грохотов и сит соблюдаются все правила техники безопасности, предусмотренные при работах с указанными механизмами.
При ручной разработке карьеров надлежит тщательно следить за снимаемым грунтом, ни в коем случае не допуская глубоких подкопов во избежание несчастных случаев при обвале грунта.
Заготовка, облагораживание (обогащение) и доставка инертных материалов на пикеты возлагается на строительно-монтажные участки, ведущие все работы по сооружению данной линии.

РАЗВОЗКА ИНЕРТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ТРАССЕ

Перед началом развозки инертных материалов по трассе составляется рабочая ведомость развозки по форме 12.
Гравий, щебень и песок завозятся на пикет обычно с запасом на потери до 5%.
Форма № 12
ВЕДОМОСТЬ
развозки инертных материалов по трассе линии электропередачи

Инертные материалы складываются в правильные усеченные пирамиды на расстоянии 8—10 м от центра опоры на ровном месте (зимой очищенном от снега) и сдаются по обмеру.
Объем пирамиды определяется по формуле:
 где Н — средняя из высот, замеренных по середине каждой из четырех граней штабеля; В — площадь нижнего основания и b — верхнего основания пирамиды, определяемые как произведение длины и ширины соответствующего основания пирамиды.

Фиг. 67. Тесовое ограждение штабелей с инертными материалами.
В случае заблаговременной завозки песка на пикеты рекомендуется ограждать сложенный штабель песка тесовым ограждением (фиг. 67) во избежание растекания его во время дождей.

ОПАЛУБКА

Бетон для фундаментов опор на линиях электропередачи укладывается в деревянные формы из тесовых щитов, называемые опалубкой, и в точности своими очертаниями воспроизводящие проектные очертания для опалубки разрешается применять не строганые доски, но достаточно чистые и гладкие с внутренней стороны для более легкого отставания бетона.
В целях удешевления стоимости опалубки последняя должна изготовляться на специальных базах и готовыми щитами (фиг. 68) развозиться по пикетам.
Для изготовления опалубки употребляются пиломатериалы II и ПГ сорта. Для большей непроницаемости цементного раствора щиты опалубки изготовляются «в четверть» и достаточно прочными, чтобы быть использованными на нескольких пикетах.

Фиг. 68. Инвентарные щиты разборной опалубки для бетонных фундаментов опор.
Так как при транспортировке, сборке и разборке щиты изнашиваются и требуют ремонта, то при подсчете потребного пиломатериала учитываются потери и запас в размере 10%.
В котлованах щиты опалубки собираются в ящики, заполняемые бетоном.           
Перед установкой нижних ящиков с целью проверки соответствия фактической глубины заложения подошвы фундамента проектной производится окончательная выверка по нивелиру основания всех котлованов.
Наибольшую точность следует соблюдать при установке нижних ящиков опалубки, в значительной степени определяющих положение следующих ящиков и симметрию самих фундаментов.
Установка нижних ящиков производится точно по отвесу в соответствии с установленным наверху и выверенным по оси трассы шаблоном с подвешенными к нему анкерными болтами. Продольные и поперечные стенки нижнего ящика после выверки должны стоять вертикально и соответственно параллельно и перпендикулярно оси трассы и так, чтобы центр нижних ящиков совпадал с центром фундамента ноги.
В таком положении ящики закрепляются с помощью распорок в стенки котлована, после чего опалубка считается установленной. Установка и выверка следующих ярусов опалубки производится по мере заполнения нижних ящиков, причем в этом случае выверка заключается, главным образом, в соблюдении параллельности стенок последующих ящиков со стенками предыдущих ящиков и в совпадении их центров с центрами нижних ящиков.
В случае небольших выступов нижних частей фундаментов против средних разрешается сборка и установка сразу всей опалубки для всех ступеней фундамента.