У поняття закріплення опор у ґрунті входить сукупність інженерних заходів по вибору конструкції підземної частини опор, що забезпечують необхідну надійність їх роботи в процесі експлуатації ПЛ.
Фундаментом опори називається конструкція, забита в грунт і передає на нього навантаження від опори, ізоляторів, проводів і зовнішніх впливів. Конструкції фундаментів вибираються відповідно до типу опори, що діє на фундамент навантаженням і характеристикою грунту. Одностійкові опори, у яких нижній кінець стійки на 2 - 3,5 м закладається в грунт, встановлюються без фундаментів: фундаментом є низ стійки. Металеві опори та залізобетонні опори з відтяжками встановлюються на фундаменти, які бувають монолітні бетонні або залізобетонні заводського виготовлення або збірні. Перші застосовуються тільки в слабких обводнених ґрунтах.
Основними фізичними характеристиками грунту є питома вага - вага одиниці об'єму мінеральних часток при відсутності пір між ними; об'ємна вага - вага одиниці об'єму грунту в умовах природного природного залягання і вагова вологість - відношення ваги води, що знаходиться в порах грунту до ваги грунту в абсолютно сухому стані.
Розрізняють вологість на межі текучості WL. при незначному збільшенні якої грунт переходить в текучий стан, і вологість на межі розкочування WР. при незначному зменшенні якої грунт переходить в полутвердое стан. Позначимо через W природну вагову вологість грунту. Співвідношення. зване показником консистенції глинистих ґрунтів, є найважливішою характеристикою, що дозволяє точно визначити основні механічні характеристики, необхідні для розрахунку основ фундаментів.
Так, грунти з є досить хорошим природним підставою для фундаменту, а для грунтів з потрібні спеціальні заходи і засоби для надійного закріплення в них опор.
Основною характеристикою піщаних грунтів є коефіцієнт пористості, який визначається як відношення
де Vпор - обсяг пір в грунті, Vскел - обсяг мінеральних часток грунту. Коефіцієнт пористості змінюється в межах 0,45-0,75, і чим вище його значення, тим більш слабким, пухким є грунт, що також вимагає спеціальних засобів для надійного закріплення опор.
Найважливішими нормативними характеристиками грунтів є: кут внутрішнього тертя. питоме зчеплення С Н і модуль деформації Е. характеризують міцність грунту, або його деформативність під навантаженням. Ці характеристики визначені в лабораторних умовах для різних типів грунтів і наведені в додатку М.
Розглянемо типові методики розрахунку закріплення в грунті залізобетонних і металевих опор.
9.1 Розрахунок закріплення вільностоячих залізобетонних опор
без спеціальних фундаментів
Розрахунок підстав фундаментів являє собою перевірку опори на перекидання горизонтальними силами і моментами, що діють в вертикальних площинах. В основі розрахунку лежить метод граничних станів, згідно з яким завдання розрахунку закріплення одностоякових опор зводиться до визначення:
1) стійкості (несучої здатності) під дією розрахункових навантажень;
2) деформації стійки в закладенні під дією нормативних навантажень.
За граничний стан підстав опор прийнято такий стан, при якому забезпечується їх робота. При подальшому збільшенні зовнішніх навантажень вони перестають задовольняти вимогам міцності.
Умовою стійкого закріплення опори в грунті за несучою здатністю є
де kН - коефіцієнт надійності, що задається в залежності від типу опор (для проміжних опор kН = 1 [4, с.264]); mз - коефіцієнт умов роботи закріплення, що залежить від виду грунту (піщаний, глинистий), його консистенції і типу закріплення (з порушеною або непорушеною структурою грунту); Q П - гранична горизонтальне навантаження, прикладена до опори, яка визначається розрахунковим шляхом; Q Р - розрахункова горизонтальна сила, діюча на стійку, яка визначається в результаті розрахунку опори.
Значення навантажень Q П і Q Р визначаються як сили, прикладені до опори на висоті. де М Р - розрахунковий згинальний момент, який визначається як горизонтальними, так і вертикальними навантаженнями на опору. Горизонтальні - це вітрові навантаження на опору, дроти і троси, вертикальні обумовлені власною вагою опори, вагою проводів, тросів, гірлянд ізоляторів, арматури. Відповідно, розрахунковий момент М Р є сумою моментів всіх сил і навантажень. Розрахунок поперечного навантаження Q здійснюється методом послідовних наближень при спільному вирішенні рівняння рівноваги проекцій всіх сил на вертикальну і горизонтальну осі опори і рівняння моментів всіх сил відносно центра ваги епюри тиску грунту в нижній частині опори. Розрахунок досить складний, оскільки в якості вихідних даних містить, окрім характеристик опори, проводів, тросів, районів за вітром і ожеледі, фізичні характеристики грунтів, що обумовлюють сили зчеплення поверхні грунту з матеріалом стійки опори.