Крепление фундаментных стоек в грунте. Фундаменты под оборудование ОРУ всех напряжений в современных проектах выполняют из одной или нескольких железобетонных (металлических) стоек либо свай. Применение стоек или свай диктуется категорией грунтов, на которых сооружаются фундаменты. В грунтах с невысокой несущей способностью применяются сваи соответствующей длины. Широко применяются сваи прямоугольного сечения, которые погружаются вибровдавливающими агрегатами, реже применяются забивные сваи. В грунтах, допускающих большое удельное давление, применяют железобетонные стойки квадратного сечения 20X20 см типа УСО либо другие, которые закрепляют в сверленых котлованах способом, указанным в проекте. В зависимости от назначения применяют стойки различной длины.
При недостаточной длине свай или стоек применяются комбинации, когда сваи или стойки наращивают металлическими наставками в виде труб или решетчатых конструкций из профилированного металла. В целях экономии металла чисто металлические фундаменты применяются крайне редко.
К качеству и надежности закрепления стоек фундаментов предъявляются весьма жесткие требования. Закрепление стоек должно исключать перемещение стоек в вертикальном и горизонтальном направлениях. Стойка не должна проседать под весом смонтированного на ней оборудования или отклоняться от вертикального положения под воздействием горизонтальных усилий, вызванных натяжением ошиновки смонтированного оборудования. На пучинистых грунтах стойки не должны выпучиваться в зимний период.
Железобетонные стойки типа УСО, имеющие сечение 20X20 см, в грунтах, не допускающих больших удельных давлений, устанавливают в сборные или монолитные стаканы, имеющие большую площадь опирания. При очень слабых грунтах стойки фундаментов под масляные выключатели 110 и 220 кВ устанавливают в стаканы, опирающиеся на общую монолитную или сборную для трех фаз плиту. Котлован для таких фундаментов разрабатывается экскаватором. Сооружение такого фундамента весьма трудоемко.
Технология и механизация работ при установке фундаментных стоек в сверленные котлованы значительно проще и может выполняться практически одним механизмом, например бурильно-крановой машиной типа БМ-302. Котлован разрабатывается бурильной машиной. Диаметр котлована принимают равным 350—400 мм. Для установки стоек применяют чаще всего тракторный кран типа ТК-53. Операции по подготовке пробуренного котлована те же, что при заделке железобетонных стоек порталов.
Конец стойки может быть закреплен в грунте несколькими способами. На рисунке а показано закрепление стойки трамбованным щебнем, а на рисунке б — монолитным бетоном.
Заделка стойки
а — щебнем; б — бетоном; 1 — бетон; 2 — щебень.
Закрепление трамбованным щебнем выполняется в следующей последовательности. На дно котлована, очищенное от материкового грунта, слоями по 10 см укладывается щебень фракции 15—25 мм с послойной трамбовкой. Толщина подготовки должна быть не менее 400 мм. Для уплотнения применяют металлические трамбовки с длинными ручками с плоской поверхностью рабочей части диаметром 100—120 мм. При достижении подготовкой проектной отметки устанавливают стойку. На стойке до ее установки выше места выхода из грунта (место выхода заранее замеряют и отмечают на стойке) крепят временный установочный зажим,
Временный установочный зажим
1 — стойка; 2 — стяжной болт; 3 — подкладка; 4 — уголок 75X 75.
состоящий из двух уголков 4 75X75 мм длиной 800 мм, прижатый с двух сторон к телу стойки 1 двумя шпильками 2 диаметром 16—18 мм. Стойка, оснащенная временным установочным сжимом, устанавливается в котлован и выверяется по вертикали и горизонтали. Регулировку положения стойки осуществляют путем подкладки под концы сжимов подкладок 3 нужной толщины из обрезков досок.
Стойка, установленная в проектное положение, засыпается мелким щебнем, послойно уплотняемым трамбовками, рабочая часть которых свободно проходит между телом стойки и стенкой котлована.
Желательно после трамбовки первого слоя полить щебень цементным молоком (2—3 ведра) консистенции жидкой сметаны. Цементное молоко заполнит поры между засыпанным щебнем и подготовкой и хорошо уплотнит комель стойки. Затем пазухи засыпают доверху с послойной трамбовкой через 15—20 см, после чего временные сжимы снимают и устанавливают на следующую стойку.
Закрепление стоек монолитным бетоном выполняют в такой же последовательности, как и закрепление стоек щебнем. Если в проекте предусмотрено омоноличивание только комля, то высота заделки должна быть не менее 600 мм. Остальная часть пазух засыпается послойно трамбуемым щебнем или песком.
Закрепление стоек в железобетонных стаканах требует предварительного выполнения подготовки под стакан (из щебня, бетона или песка) и установки стакана на проектной отметке. Этот метод закрепления более трудоемкий и требует предварительных замеров отметки подготовки, толщины днища стакана и его геометрических размеров, соответствия их размерам комля стойки. Стойка, установленная в стакан, расклинивается, затем заделывается цементным раствором, а пазухи вокруг фундамента засыпаются послойно трамбуемым щебнем пли песком. На уровне планировки вокруг стоек выполняется защита от просачивания по телу стойки атмосферных осадков. Обычно ее выполняют из мятой глины или тощего бетона марки 50.
Для стоек под фундаменты маслонаполненного оборудования, имеющего маслосборные ямы, защита от атмосферных осадков не требуется.
При недостаточной длине фундаментных свай или стоек применяют наращивание их до проектной отметки короткими стойками типа УСО. Оголовки свай и стоек соединяются через закладные части электросваркой, затем выполняется антикоррозийная защита.
Большую точность и хороший внешний вид при наращивании дает применение вместо стоек УСО надставок из труб или решетчатых конструкций (рисунок ниже) оснащенных фланцами. Нижний фланец приваривается на заводе, а верхний — на месте монтажа после выверки отметок верха стоек. Точность отметок погруженных свай имеет значительные отклонения, и на многих сваях требуется удлинять или укорачивать надставку. Металлоконструкция позволяет легко решить такую задачу, при железобетонных надставках для получения требуемой отметки используют подкладки или срезают часть бетонной стойки.
Трубчатая надставка
Фундаменты выключателей. Фундаменты выключателей постоянно нагружены вертикальным усилием, равным весу выключателя. Кроме того, фундаменты выключателей высокого напряжения всех типов при отключении токов короткого замыкания и даже номинальных рабочих токов испытывают вертикальные динамические нагрузки, особенно масляные выключатели с большим объемом масла.
Все три фазы выключателей напряжением до 220 кВ устанавливают на общей раме, а для выключателей напряжением 220 кВ и более фазы устанавливают на индивидуальные рамы. Просадка или выпучивание фундамента вызывают деформацию рамы, что может привести к отказу в работе выключателя. Поэтому работы по сооружению фундаментов выключателей требуют тщательного исполнения всех указаний проекта, соблюдения технологии работ, что возможно при высокой квалификации рабочих.
Фундаменты масляных выключателей с большим и малым объемами масла и воздушных выключателей выполняются на железобетонных стойках или сваях. Способ заделки свай в грунт определяется проектом, а способ заделки стоек зависит от геологии грунтов.
Расстояние между осями фундаментов фаз выключателей имеющих пофазное управление, может отличаться от проектного не более чем на ±30 мм.
Допустимые отклонения фундамента масляного выключателя с пофазным управлением.
При общем приводе на три фазы расстояние между осями фаз фундаментов не может отличаться от проектного более чем на +10 мм:
Допустимые отклонения фундамента масляного выключателя с общим приводом на три фазы.
Отклонение верха переходных металлоконструкций, установленных на стойках фундаментов, от горизонтальной поверхности не должно превышать 1/250 длины конструкции. Толщина прокладок между оголовником стойки и переходной металлоконструкцией должна быть не более 40 мм. Количество металлических плоских пластин в прокладке должно быть не более четырех. При пофазном управлении выключателями переходные металлоконструкции устанавливаются на группу стоек фазы. При общем приводе для трех фаз переходная металлоконструкция должна объединять стойки трех фаз.
Маслосборная яма под масляным выключателем должна быть рассчитана на поглощение 20% объема масла, залитого в бак одной фазы выключателя. Борта маслосборной ямы должны предохранить масло от растекания по площадке за пределами ямы, поэтому стыки между отдельными блоками бортов надежно заделывают.
Дно маслосборной ямы должно быть закрыто утрамбованной мятой глиной слоем толщиной не менее 100 мм. Бетонная или цементная стяжка дна не обязательна. Дно маслосборной ямы должно иметь уклон 1:50 в сторону маслоприемного колодца, отклонение уклона от проектного не должно превышать 10%. Маслоприемный колодец закрывается металлической сеткой с ячейками 40X40 мм. Маслосборная яма засыпается промытым гранитным щебнем или гравием фракции 40—70 мм, уровень засыпки должен быть на 150 мм ниже уровня
кромки борта. Толщина слоя щебня должна быть не менее 25 см. Уровень грунта с внешней стороны маслосборной ямы должен быть на 100 мм ниже кромки борта.
Подводка кабельных коммуникаций должна осуществляться по верху борта маслосборной ямы без его разрушения. Пробивка отверстий в бортах для подводки кабеля или других целей запрещается.
Для обслуживания приводов выключателя (у привода каждой фазы или общего привода для трех фаз) сооружают площадки обслуживания из несгораемого материала. Обычно площадки выполняют из стальных прутков диаметром до 10 мм в раме из уголка с такой же лестницей для подъема на площадку.
Фундаменты разъединителей, измерительных трансформаторов, конденсаторов связи, разрядников ОРУ.
Отклонения от размеров, указанных в проекте, должны быть согласованы с проектной организацией.
Допустимые отклонения стоек (свай) фундаментов под разъединители, разрядники, измерительные трансформаторы, конденсаторы связи, высокочастотные заградители приведены на рисунке и не должны превышать указанных в проекте значений. Большие отклонения должны быть согласованы с проектной организацией.
Допустимые отклонения стоек под оборудование ОРУ.
Стойки под трубопроводы сжатого воздуха, трубы пожаротушения, водородопроводы и другие технологические трубопроводы подстанций. Стойки под трубопроводы должны быть надежно заделаны в грунте в соответствии с проектом.
Отклонение ряда стоек от проектной оси не более 200 мм на длине прямого участка, выход стоек из створа не более 10 мм. Отклонение отметки верха стоек от заданного проектом уклона не более 5%. Наибольшая толщина прокладок (из металлического листа) под переходные металлоконструкции не более 40 мм. Отклонение центра переходной металлоконструкции от центра стойки не более ±5 мм.
Все отступления от проекта должны быть согласованы с проектной организацией. Требования к стойкам и опорам под трубопроводы, запроектированным в других конструкциях (бетонные блоки, металлические стойки и т. д.), те же.
Фундаменты под комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН). Стойки фундаментов КРУН требуют надежной заделки в грунте, исключающей их осадку, которая может привести к тяжелому повреждению оборудования при проседании стоек. Поэтому фундаменты под КРУН должны выполняться в строгом соответствии с указаниями проекта.
Допустимые отклонения фундамента КРУН.
Отклонения, превышающие указанные выше значения, должны быть согласованы с проектной организацией.
В плитах для силового и контрольного кабеля должны пробиваться по месту отверстия, в которые заделываются гильзы из труб длиной, равной толщине плиты. После прокладки кабеля зазор между кабелем и гильзой уплотняется.
Боковые и торцовые вертикальные стороны фундамента после прокладки кабеля нужно закрывать легкосъемными плитами из асбоцемента или другого негорючего материала, указанного в проекте.
Фундаментные стойки под трансформаторы собственных нужд, шкафы управления, сборки зажимов, выносную систему охлаждения силовых трансформаторов, воздухосборники и другие аппараты, устанавливаемые в ОРУ подстанций, ), должны выполняться в соответствии с указаниями проекта:
Допустимые отклонения стоек под вспомогательное оборудование.
Отклонение верха стойки (группы стоек) от проекта не должно превышать +50 и —20 мм. Допустимая толщина прокладки между переходной металлоконструкцией и стойкой 20 мм. Прокладка должна быть из листовой стали. Отклонение стойки от вертикали по высоте не более 2 мм/м. Смещение оси стойки от проектного положения не более 5 мм в любую сторону, а выход стойки из створа не более 10 мм. Допустимый уклон направляющих металлоконструкций не более 1 мм на всю длину элемента. Отклонение параллельности не более 2 мм по концам направляющих. Допустимое смещение осей смежных стоек от проектного положения в плане не более ±10 мм.
Незаглубленные сборные фундаменты, сооружаемые на нулевых отметках. Фундаменты, сооружаемые на нулевых отметках
Допустимые отклонения незаглубленных фундаментов.
широко применяются для блочных комплектных подстанций. Завод-изготовитель поставляет блок со строго установленными размерами опорных мест и со смонтированным оборудованием, которое связано с оборудованием смежных блоков заводскими конструкциями с фиксированными размерами. Это требует особо тщательного монтажа фундаментов и выполнения всех указаний проекта.
Невыполнение проектных решений и указаний по строительной части фундаментов требует переделки фундаментов, так как переделка блоков исключается.
Площадка подстанции должна быть спланирована, в местах установки сборных фундаментов в соответствии с проектом должна быть выполнена подготовка из песка или песчано-гравийной смеси. Подготовка должна быть тщательно послойно утрамбована через 20 см. Устанавливать фундаментные блоки на не утрамбованную подготовку запрещается.
Перед монтажом фундаментных блоков необходимо проверить соответствие размеров поставленных блоков проектным. Фундаментные блоки, не соответствующие проекту или имеющие отклонения от проектных размеров, к монтажу не допускаются. Смещение горизонтальных осей фундаментных блоков против проектных не должно превышать ±5 мм, разница отметок смежных фундаментных блоков не должна превышать ±10 мм, а в пределах одного фундаментного блока ±5 мм.
Заглубленные фундаменты для подстанций типов КТП и КТПБ. Требования к заглубленным фундаментам для комплектных трансформаторных подстанций типов КТП и КТПБ те же, что и к фундаментам, сооружаемым на нулевых отметках. Отклонение размеров как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях не должно отличаться от проектных более чем на ±5 мм независимо от конструкции фундаментов.
Переходные металлоконструкции, устанавливаемые на фундамент под оборудование. Крепление оборудования (выключателей, разъединителей и их приводов, трансформаторов тока и напряжения, конденсаторов связи, шкафов и сборок зажимов, систем охлаждения силовых трансформаторов, воздухосборников, панелей: силовых, управления, релейной защиты и автоматики, шкафов комплектных распределительных устройств и др.) на фундаментных стойках ОРУ
Допустимые отклонения переходных металлоконструкций ОРУ.
стенах, полах ЗРУ, ОПУ:
Допустимые отклонения переходных (закладных) металлоконструкций ЗРУ и ОПУ.
и других помещений осуществляется через промежуточные металлоконструкции согласно проекту.
Переходные металлоконструкции должны поставляться и приниматься в монтаж окрашенными, с хорошим качеством сварки, обработанными краями, без заусенцев. Каждая металлоконструкция должна иметь маркировочный знак, нанесенный несмываемой краской.
Установку переходных металлоконструкций выполняют на закрепленных стойках. Тяжелые металлоконструкции массой более 100 кг поднимают на место установки кранами, легкие — вручную с соблюдением правил безопасности.
Установленные металлоконструкции должны быть надежно закреплены электросваркой на стойках или других конструкциях согласно проекту.
Швы после сварки должны быть очищены от шлака и окрашены. После монтажа оборудования конструкции окрашивают вторично.
Выверку металлоконструкций перед закреплением производят в горизонтальных плоскостях нивелиром либо гидростатическим уровнем; вертикальных осей — теодолитом либо отвесом; расстояний между центрами крепления — рулеткой или мерной линейкой.
При выравнивании конструкции под них разрешается подкладывать не более четырех плоских металлических прокладок толщиной до 40 мм. Все прокладки должны быть сварены между собой и с переходной конструкцией и приварены к закладной части на оголовнике стойки или к другой конструкции согласно проекту. Для подкладок запрещается применение обрезков профильного и круглого металла.
Центры отверстий в металлоконструкциях (для крепления оборудования) после монтажа конструкций и их выверки не должны отклоняться от проектного положения более чем на ±2 мм.
Металлоконструкции для крепления приводов разъединителей, устанавливаемые на боковых гранях стоек, монтируют на проектной отметке (800 мм от уровня чистой планировки) с допуском ±20 мм. Отклонение металлоконструкций от проектной вертикальной оси не должно превышать ±5 мм.
В помещениях ЗРУ и других, где устанавливаются металлоконструкции под КРУ, разница в отметках направляющих металлоконструкций одного ряда не должна превышать 1 мм на 1 м длины, но не более 10 мм на всю длину ряда. Разница в отметках смежных направляющих одного ряда в любом месте не должна превышать 2 мм. Разница в отметках разных рядов не должна превышать 5 мм, допустимое отклонение расстояния между рядами 20 мм.
Направляющие металлоконструкции в помещениях щитов управления (под панели собственных нужд 0,4 кВ, постоянного тока, управления, защиты и автоматики), а также в ЗРУ под шкафы КРУ должны укладываться строго горизонтально параллельными рядами.
В помещениях щитов управления разница в отметках направляющих одного ряда не должна превышать 1 мм на 1 м длины направляющей, но не более 5 мм на всю длину ряда. Отметки смежных рядов составляющих блок панелей не должны отличаться более чем на 2 мм в любом месте рядов.
Расстояние между рядами направляющих металлоконструкций блока (в месте прохода со стороны зажимов панелей) не должно отличаться от проектного более чем на ±3 мм, расстояние между рядами различных блоков (фасадами панелей) не должно отличаться от проектного более чем на ±20 мм. Кривизна направляющих в горизонтальной плоскости не должна превышать 1 мм на 1 м длины направляющих и не более 5 мм на всю длину ряда. Установленные, выверенные и закрепленные направляющие металлоконструкции панелей, шкафов и КРУ подливаются цементным раствором до отметки, указанной в проекте, обычно до уровня опорной плоскости. Подливка выдерживается 3—4 суток при соответствующем уходе за бетонной подливкой. Направляющие, не подлитые раствором, в монтаж сдавать не рекомендуется, так как это усложнит работы по монтажу оборудования, а затем и работы по выполнению подливки.
