1.5. Фундаменты

Фундаменты консольных опор. Под металлические опоры в первые годы электрификации устанавливались в основном монолитные ступенчатые фундаменты. Изготовлялись они на месте из бетона марки М110. Анкерные болты у них проходили сквозь всю призматическую часть и заделывались в ступенчатую часть. Никакой дополнительной арматуры в них не ставилось.

Транстехпроектом в 1954 г. были спроектированы блочные призматические фундаменты с углублениями по боковым сторонам в целях экономии бетона. Они получили марку К (рис. 1.13). Сечение их рассчитывалось, как железобетонное, с учетом работы продольной арматуры. Для изготовления фундаментов типа К должен был применяться бетон марки М110.

Рис. 1.13. Призматические фундаменты консольных опор типов К-1 - K-IV (а) и типов K-V - K-VII (б)

Под анкерные консольные опоры типа МШ были спроектированы два типа фундаментов: бетонные и железобетонные. Бетонные фундаменты имели размер поперечного сечения вверху 600X1200 мм или 500X1200 мм (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Фундаментные блоки опор типа МШ: а, б - бетонные; в - железобетонные

Железобетонные фундаменты по форме напоминали бетонные, но были более тонкими и поэтому армировались сварными каркасами (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Схемы расположения арматуры в железобетонных фундаментных блоках опор типа МШ в стойке (а) и в плите (б

Анкерные болты с арматурным каркасом непосредственно контакта не должны были иметь.

Железобетонные фундаменты изготовлялись из бетона марки М170. Вертикальная арматура в них рассчитывалась на восприятие растягивающего усилия, которое было равно суммарному усилию в анкерных болтах.

Под опоры типа МО устанавливались бетонные фундаменты и железобетонные анкеры (рис. 1.16 и 1.17). Анкерные болты в этих фундахментах проходили на всю высоту и были сварными. Изготовлять их предусматривалось из бетона марки М110.

Рис. 1.16. Фундаменты под опоры типа МО

Для консольных металлических и железобетонных опор был разработан новый проект блочных фундаментов. Вместо типа К стал тип А. У этих фундаментов изменилась привязка анкерных болтов и уменьшился расход материалов. По конструкции они идентичны фундаментам типа К. Для изготовления их применен бетон марки Мl50.

Рис. 1.17. Железобетонные анкеры для опор типа МО

Для 13-метровых опор с двухпутными консолями были спроектированы призматические фундаменты типа П. Они напоминали фундаменты типов К и А, но имели большие размеры поперечного сечения. Анкерные болты в фундаментах типа П пропускались на всю глубину. Состояли они из двух частей, собираемых на сварке. Защитный слой бетона у них должен был составлять не менее 50 мм. Для улучшения фиксации положения анкерных болтов в опалубочных формах при изготовлении фундаментов и увеличения сцепления их с массивом устанавливались хомуты. Изготовлялись фундаменты типа П из бетона марки М150. Для консольных железобетонных опор в 1957 г. разработан проект двутавровых стаканных фундаментов. Они имели одинаковую высоту и ширину сечения (67X67 см), толщину полки и стенки до 7 см. Армирование было выполнено ненапряженной продольной арматурой из стали Ст5 или 25ГС. Поперечная арматура состояла из спирали и плоских сварных каркасов (рис. 1.18). Защитный слой бетона составлял не менее 30 мм от рабочей продольной арматуры и 25 мм от поперечной. Фиксация каркасов в форме при изготовлении фундаментов должна была производиться с помощью цементных прокладок, привязываемых к продольной арматуре. Но реально это делалось далеко не всегда.

Рис. 1.18. Схема расположения арматуры в двутавровых стаканных фундаментах в стаканной (а) и двутавровой (б) частях

Типовой проект двутавровых стаканных фундаментов периодически перерабатывался, но существенных изменений в него внесено не было.

В 1976 г. было предложено перейти на изготовление трехлучевых фундаментов. Соединение их с опорами оставлено, как и прежде, стаканным, а подземная часть выполнена в виде трех лучей (рис. 1.19).

Рис. 1.19. Схема расположения арматуры в трехлучевых фундаментах в стаканной (а) и трехлучевой (б) частях

Недостатком системы армирования подземной части этих фундаментов является то, что каркасы трех лучей слабо соединены между собой. Надлежащей анкеровки поперечной арматуры не было сделано. Это приводило иногда к развитию продольных трещин в зоне сопряжения лучей. В проекте 1983 г. система армирования была улучшена, но не все вопросы фиксации каркасов в опалубочных формах были решены. В этих фундаментах, как и в двутавровых стаканных, толщина защитного слоя не всегда была выдержана.

Рис. 1.20. Типовой ступенчатый фундамент

В стаканных фундаментах паз между опорой и стенками стакана должен был заполняться цементным раствором. Разрешалось при установке фундаментов в зимнее время заполнять его на высоту 40 см от дна стакана мелкозернистым щебнем, а вверху раскреплять опору дубовыми или березовыми клиньями. Для предотвращения попадания воды в стаканы кольцевой зазор должен был законопачиваться несмоленым жгутом и сверху устраиваться слив. С наступлением теплого периода слив и жгут должны были сниматься, а щебень - проливаться цементным раствором состава 1:2. В остальном омоноличивание должно было производиться, как в теплое время года, т. е. остальная часть зазора должна была расчеканиваться цементно-песчаным раствором. Но, к сожалению, после сдачи объектов строители редко проводили надлежащую зачеканку швов. Поэтому многие опоры остались в эксплуатации установленными на клиньях. Сливы с течением времени разрушились, и стаканная часть фундаментов заполнилась (водой.

Кроме рассмотренных фундаментов, под консольные опоры применялись также свайные. Делались они из мостовых свай длиной 8-10 м и сечением 35X35 см. Для соединения этих свай с опорами изготовлялись специальные железобетонные сборные оголовки. Омоноличивание их выполнялось цементно-песчаным раствором. Применялись такие фундаменты редко, в основном тогда, когда несущая способность грунтов была очень низкой и обычные фундаменты не обладали в этих условиях требуемой устойчивостью.

Фундаменты опор гибких поперечин. Под станционные опоры гибких поперечин долгое время применялись ступенчатые монолитные фундаменты с анкерными болтами, заглубленными в ступенчатую часть. Количество анкерных болтов достигало 16 шт. на фундамент, т. е. по 4 шт. в каждом углу. Болты изготовлялись из мягких сталей, коэффициент условий работы их принимался 0,65, т. е. с 35%-ным запасом прочности.

Спроектированные Транстехпроектом в 1954 г. ступенчатые фундаменты в целях экономии бетона имели внутренний колодец (рис. 1.20). Изготовлялись фундаменты из бетона марки М110. Расход материалов на них очень большой, котлованы глубокие, делать их тяжело. Поэтому был разработан одновременно со ступенчатым пустотелым еще и фундамент раздельного типа Р, показанный на рис. 1.21. Для изготовления этих фундаментов применен бетон марки М300. Армирование фундаментов типа Р показано на рис. 1.22.

Рис. 1.21. Типовой фундамент раздельного типа Р

Типовой проект свайных фундаментов для металлических опор гибких поперечин (рис. 1.23) разработан Гипропромтрансстроем в 1960 г. Свайные фундаменты предназначены для металлических опор мощностью до 150 тс•м. Соединение свай с ростверком предусмотрено было в двух вариантах: на сварке и болтовое. Плита ростверка в целях экономии бетона принята в форме двутавра. Длина свай в зависимости от геологических условий и требуемой несущей способности их изменяется в довольно широких пределах (от 5 до 10 м). Армирование ростверков и свай принято в виде пространственных каркасов, свариваемых из плоских сеток (рис. 1.24). Изготовлять свайные фундаменты предполагалось из бетона марки М300.

Рис. 1.22. Схема армирования блока раздельного фундамента

Под опоры гибких поперечин, рассчитанных на изгибающий момент от 250 кН•м (25 тс-м) до 650 кН•м (65 тс•м), были спроектированы и нашли небольшое применение также двутавровые железобетонные фундаменты типа Д с уширенной полкой (рис. 1.25). Армировались эти фундаменты пространственными каркасами (рис. 1.26). Анкерные болты их имели U-образную форму. Для этих фундаментов должен был применяться бетон марки М300.

Рис. 1.23. Свайный фундамент под опору гибкой поперечины