Сложный грунт и высокий уровень грунтовых вод (УГВ): выбор опор и фундамента

Геология участка — определяющий фактор безопасности при проектировании наружного освещения. Ошибки в расчетах ветровых и грунтовых нагрузок ведут к серьезным деформациям: появляются крены опор, просадки бетона, а зимой происходит выдавливание базы на поверхность. Если на объекте выявлен сложный грунт, типовые заводские чертежи применять нельзя. Особенно сильно на несущую способность металла и бетона влияет высокий уровень грунтовых вод, требующий полного пересмотра типа основания и методов защиты стали.

Что такое сложные грунты: классификация для проектировщика

Прибрежные, болотистые и низинные территории требуют внимательного изучения геоподосновы перед началом строительства. Обычно проблемными и сложными инженеры считают 3 основных типа проблемных грунтов.

Пучинистые грунты (глины, суглинки, супеси)

Физика морозного пучения основана на расширении воды при замерзании. Накопленная в порах суглинков влага превращается в лед, увеличивается в объеме примерно на девять процентов и с огромной силой выталкивает бетон наружу. Возникающие при этом силы способны разорвать ствол конструкции.

Водонасыщенные и слабые грунты

К этой категории относятся торфяники, плывуны и песчаные пылеватые массы. Главная проблема таких слоев в их подвижности и очень низкой несущей способности, которая часто не превышает 1-1,5 кг/см2. Нагрузка от тяжелой мачты просто продавливает почву вниз.

Химическая агрессивность грунтовых вод

Жидкость в почве редко бывает нейтральной. Растворенные в ней сульфаты, хлориды и кислоты постепенно разрушают структуру бетона и многократно ускоряют коррозию стальных элементов под землей.

Сравнение фланцевых и прямостоечных конструкций в условиях обводнения

Выбор типа конструкции зависит от гидрогеологической обстановки на объекте. Постоянный приток воды в котлован диктует четкие правила производства работ.

Прямостоечные опоры

При таком решении ствол погружается в землю на полную глубину подземной части и затем бетонируется.

При сильном обводнении прямостоечная опора становится очень неудобной в работе: возникает потребность в постоянной откачке жидкости из глубокого котлована во время заливки бетона, иначе цементная смесь теряет свою марочную прочность.

Фланцевые конструкции

Конструкция разделена на подземный анкерный элемент и надземный ствол. Фланцевая опора освещения более технологична в установке. Сборочный процесс разделяется на два независимых этапа: сначала в землю устанавливается закладная для опоры освещения, а после набора прочности бетона на фланец крепится сама мачта.

Читайте также: Преимущества использования фланцевых трубчатых опор в строительстве

Сравнительная таблица для проектировщика

Разница между двумя типами конструкций хорошо видна при сравнении их характеристик.

Фундаменты для мокрых грунтов: от куба до винтовых свай

Слабая несущая способность земли требует правильного распределения нагрузок от опрокидывающего момента ветра. Надежный фундамент опоры освещения обязан выдерживать вибрации и сопротивляться морозному пучению.

Рассмотрим разные типы фундаментов:

1. Традиционный монолитный. Высокая парусность надземной части требует заливки массивного объема бетона. На болотистых участках применение такого монолитного блока экономически нецелесообразно. Затраты на водопонижение насосами, укрепление осыпающихся стенок котлована шпунтами и установку опалубки многократно превышают стоимость стальных стоек.

2. Готовые железобетонные фундаментные блоки (ФМ). Применение таких блоков решает проблему размыва жидкой смеси на объекте. Плюсы заключаются в заводском качестве бетона и высокой марке водонепроницаемости (W6-W8). Главный минус — в потребности использовать тяжелую грузоподъемную технику, которая быстро вязнет в слабой почве.

3. Винтовые сваи как альтернатива. Стальные сваи закручиваются ниже глубины промерзания и уровня залегания торфа, достигая плотных пластов. Для правильного сопряжения применяется трубчатая винтовая свая с приваренным ответным фланцем. Такой вариант упрощает монтаж опор освещения, полностью исключает мокрые процессы из строительного цикла.

Антикоррозийная защита для агрессивной подземной среды

Металл под землей постоянно подвергается жесткому воздействию влаги, солей и блуждающих токов. Проектировщику важно закладывать усиленные меры барьерной защиты в чертежи заранее.

Горячее цинкование по ГОСТ 9.307-89 — это основа. Цинковое покрытие толщиной от 70 до 120 микрон выступает базовым стандартом защиты на заводах.

Но одного цинка недостаточно для кислых и сульфатных почв, нужна усиленная защита зоны перехода из земли в воздух. Граница раздела сред (примерно 30 см под землей и 15 см над поверхностью) — самая уязвимая точка мачты. В этом месте всегда максимальный доступ кислорода в сочетании с повышенной влажностью.

На обводненных участках закладная для опоры освещения в обязательном порядке обрабатывается дополнительными составами поверх оцинковки. В проектах применяют:

• Специальные термоусадочные муфты, плотно облегающие металл при нагреве.

• Полимерно-битумные мастики горячего или холодного нанесения толстым слоем.

• Двухкомпонентные эпоксидные эмали высокой плотности.

Читайте также: Антикоррозийная защита опор освещения: что это такое?

Дренаж и предотвращение застойных явлений у цоколя

Грамотное водоотведение на месте установки продлевает срок службы стальных деталей на десятилетия. Накопление стоячей жидкости у базы недопустимо, важна правильная организация отмостки. Вокруг ствола обустраивается плотный уклон из бетона или асфальта. Такое простое решение эффективно отводит дождевые и талые потоки в сторону от металлического основания.

Защита ревизионного люка и ПНД-труб для силового кабеля препятствует попаданию почвенных вод внутрь ствола. Внутренняя коррозия опасна своим незаметным течением, поэтому плотная герметизация вводов полиуретановыми составами обязательна.

Работа на участках с повышенной влажностью требует комплексного инженерного подхода. Неправильно оцененный сложный грунт и высокий уровень грунтовых вод всегда ведут к аварийным кренам конструкций. Застройщикам важно привлекать инженеров завода-производителя металлоконструкций к расчетам до момента окончательного утверждения спецификаций.

Мы производим и поставляем надежные опоры наружного освещения для объектов любой степени сложности. Наши специалисты выполнят точные расчеты с учетом вашей климатической зоны, подберут правильную защиту от коррозии, порекомендуют тип фундамента и обеспечат объект сертифицированной продукцией.