عنوان مقاله : فونداسیون برج های خطوط انتقال نیرو/ نشریه شماره 401

فونداسیون برج فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
1
جمهوری اسلامی ایران
سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور- وزارت نیرو
نشریه شماره 401
معاونت امور فنی- دفتر امور فنی وتدوین معیارها
وزارت نیرو
1386
فونداسیون برجهای
خطوط انتقال نیرو
2 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
پیشگفتار
استانداردسازی خطوط فوق توزیع و انتقال به هدف کاهش ز مان طراحی و هزینه خدمات مهندسی، تنو عزدایی، حفظ کیفیت و
غیره امری است که بایستی همگام با پیشرفت تکنولوژی مورد استفاده در صنعت برق مورد تجدیدنظر و اصلاح قرار گیرد.
مطابق قرارداد شمار ه « مشخصات فنی عمومی و اجرایی خطوط فوق توزیع و انتقال » در این راستا استاندارد
81 از طرف سازمان مدیریت و برنام ه ریزی کشور بر عهده این /6/ 27300 مورخ 6 / 273-81-17 طی نامه شماره 9119
مهندسین مشاور قرار گرفت.
مطابق شرح خدمات تعریف شده در قرارداد، ساختار فرعی هر استاندارد به شرح زیر م یباشد:
الف)شناخت موضوع و تحقیقات : در این فصل شناخت ک املی از موضوع و اطلاع از جزئیات تجهیز یا سیستم ارائه شده
است.
ب) مهندسی یا طراحی : این قسمت عمدتاً مربوط به طراحی یا نحوه انتخاب سیستمها و تجهیزات خطوط فوق توزیع و
انتقال بوده و به عنوان اسناد طراحی و مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد.
ج) ویژگی کالا : این قسمت مربوط به سفارش، خرید و یا تهیه تجهیزات یا سیستمها بوده و به عنوان اسناد سفارش خرید و یا
ساخت (اسناد مناقصه ) مورد استفاده قرار گرفته و به عنوان مشخصات فنی قراردادهای طرحها و پروژه ها تلقی م یگردد. علاوه بر
موارد فوق، مسائل مربوط به نصب و راه اندازی نیز در این قسمت ارائه خواهد شد. این قسمت به دو زبان فارسی و انگلیسی
ارائه می شود.
ارائه شده است . این IEC د) آزمون: در این بخش نحوه انجام آزمونهای نوعی، جاری و ویژه تجهیزات، مطابق استاندارد
قسمت عمدتاً برای تحویل گرفتن تجهزات یا تأسیسات و اجراء آن و نحوه حصول اطمی نان از رعایت مشخصات ارائه شده
است.
ه) دستورالعمل بهره برداری: این قسمت عمدتاً برای بهره برداری، نگهداری و تعمیرات و سایر موارد مربوطه در این
خصوص بوده و به عنوان دستورالعملهای بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرد. در این بخش نحوه بهره برداری، بازدیدها و
سرویسهای دوره ای ارائه خواهد شد.
جهت تسهیل استفاده از استانداردهای موضوع این پروژه، در بسیاری موارد استاندارد یک تجهیز یا سیستم در دو مجلد ارائه
شده است که در جلد اول بخش ج یعنی ویژگی کالا به دو زبان فارسی و انگلیسی گنجانده شده و در جلد دوم مباحث شناخت،
طراحی و مهندسی، آزمونها و مسائل بهره برداری ارائه شده است.
گزارشات پروژه در چهار بخش و به شرح زیر تدوین شد هاند:
بخش اول  کلیات:
در این بخش معیارها و عوامل پایه ای که در طراحی خطوط فو قتوزیع و انتقال مؤثرند ارائه شده است.
بخش دوم  تجهیزات:
در این بخش معی ارهای طراحی و مهندسی تجهیزات مورد استفاده در خطوط فو قتوزیع و انتقال، مشخصات فنی، دستورالعمل
نصب و بهره برداری و آزمونهای مربوط به هر تجهیز ارائه شده است.
الف
فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
3
بخش سوم  سیستمها:
در این بخش معیارهای طراحی و مهندسی سیستمهای مورد استفاده در خطوط فوق توزیع و انتقال و نحوه انتخاب تجهیزات این
سیستمها و مشخصات فنی آنها ارائه شده است.
بخش چهارم  مباحث ساختمانی:
استاندارد فونداسیون خطوط فو قتوزیع و انتقال در این بخش ارائه شده است.
ب
4 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
اعضا کمیسیون استاندارد "فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو"
رئیس سمت یا نمایندگی
مهندس جمال بیاتی وزارت نیرو - سازمان توانیر - مجری طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت برق
اعضا به ترتیب حروف الفبا
مهندس بهمن الله مرادی سازمان توسعه برق
مهندس حمیدرضا پوربیک شرکت مشانیر
مهندس علی رحیم زاده خوشرو معاونت برنامه ریزی – دفتر فنی شبکه
مهندس حسین دانشور شرکت قدس نیرو
دکتر عارف درودی مهندسین مشاور نیرو
مهندس حمیدرضا سمیع پور مهندسین مشاور نیرو
مهندس اباذر میرزایی مشاور معاون هماهنگی و نظارت بر بهره برداری سازمان توانیر
دبیر
مهندس احسان الله زمانی وزارت نیرو - سازمان توانیر- دبیر کمیته فنی طرح
فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
5

فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
1
سری استانداردهای خطوط فوق توزیع و انتقال
١-کلیات ٢- تجهیزات ٣- سیستمها ٤- مباحث ساختمانی
کد جلد عنوان
١٠١ مسیریابی
١٠٢ زمین شناسی
١٠٣ نقشه برداری
١٠٤ طراحی عمومی
کد جلد عنوان
٢٠١ برج*
٢٠٢ هادی *
٢٠٣ مقره *
٢٠٤ یراق آلات*
کد جلد عنوان
٣٠١ حفاظت از صاعقه*
٣٠٢ سیستم زمین *
کد جلد عنوان
٤٠١ فونداسیون
*این استانداردها دردو جلد یه شده اند.

فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
1
فهرست مندرجات
عنوان صفحه
فصل اول  اهداف، کلیات و تعاریف
-1-1 کلیات ................................................................................................................................................................... 1
-2-1 انواع فونداسیون ها ............................................................................................................................................... 1
فصل دوم  طراحی فونداسیون های خطوط انتقال نیرو
-1-2 شرایط زمین ........................................................................................................................................................ 11
-2-2 محاسبه نیروهای وارد بر فونداسیون .................................................................................................................. 16
-3-2 طراحی فونداسیو نها .......................................................................................................................................... 18
-4-2 مثالهای کاربردی ................................................................................................................................................ 32
فصل سوم  ضوابط اجرایی فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
-1-3 کلیات ................................................................................................................................................................... 54
-2-3 آئین نامه های معتبر .............................................................................................................................................. 54
-3-3 عملیات حفاری .................................................................................................................................................... 55
-4-3 بتن ....................................................................................................................................................................... 56
-5-3 مصالح بتن ........................................................................................................................................................... 56
-6-3 مخلوط کردن بتن ................................................................................................................................................ 59
-7-3 آزمایش بتن ......................................................................................................................................................... 60
-8-3 حمل و نقل بتن .................................................................................................................................................. 61
-9-3 بتن ریزی .............................................................................................................................................................. 61
-10-3 بتن محافظ ....................................................................................................................................................... 62
-11-3 عمل آوردن و نگهداری بتن ............................................................................................................................. 62
-12-3 آرماتور ............................................................................................................................................................... 63
-13-3 قالب ................................................................................................................................................................... 64
-14-3 دستورالعمل های اجرائی برای برخی از انواع فونداسیون ................................................................................ 65
-15-3 فونداسیون شمع بتنی ........................................................................................................................................ 67
-16-3 خاکریزی فونداسیونها ...................................................................................................................................... 67
-17-3 حفاظت فونداسیونه ا........................................................................................................................................... 68
-18-3 تسطیح محوطه ................................................................................................................................................. 69
-19-3 حدود خطا در فونداسیونها ................................................................................................................................ 69
منابع و مراجع .................................................................................................................................................................. 74

فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
1
فصل اول
اهداف، کلیات و تعاریف
مقدمه
طراحی فونداسیون بخش مهمی از طراحی یک سازه را تشکیل می دهد و از اینرو توجه کافی و کامل به آن جزو اولوی ت ها
محسوب می شود. در این نشریه سعی بر آن است تا با معرفی انواع فونداسیون ها و ارائه رو ش طراحی برای برخی از آنها (که در
خطوط انتقال نیرو متداول تر هستند) به این مهم در حد توان جامه عمل پوشانده شود.
-1-1 کلیات
در طراحی و اجرای اولین برج های انتقال نیرو، فونداسیون ها هم امتداد با پایه های برج در خاک فرو می رفتند بدون آنکه توجه
زیادی به شرایط خاک معطوف گردد . بعدها با افزایش وزن و اندازه برج ها، فونداسیون ها نیز تغییر نموده و بصورت گریلاژهای
فولادی که در زیر پایه قرار می گرفتند در آمدند . اما گریلاژهای فولادی اغلب دچار خوردگی م ی شدند و به همین دلیل استفاده از
بالشتک های بتنی به جای گریلاژهای فولادی ترجیح داده شد . در این حالت قسمت کوچکی از نبشی در داخل ستون بتنی روی
بالشتک فرو می رفت و انتقال بار از این طریق میسر می گردید. سستی خاک ، تداخل خط با رودخانه و عوامل مشابه دیگر که استفاده
از فونداسیون های معمول تر را غیر ممکن می ساخت توجه طراحان را به فونداسیون های عمیق مانند شمع جلب نمود . انواع
فونداسیون هایی که امروزه مشاهده می شود نتیجه تغییراتی است که در دهه های گذشته در برج ها و مکانیزم انتقال بار آنها صورت
گرفته است.
-2-1 انواع فونداسیون
-1-2-1 بالشتک بتنی همراه با ستون
این نوع فونداسیون ساده ترین نوع فونداسیون خطوط بوده که از یک بالشتک بت نی ساده و ستون روی آن تشکیل شده است. ابعاد
و عمق فونداسیون براساس سطح لازم برای تحمل نیروهای قائم رو به پایین ، مقاومت در برابر نیروهای بالا برنده و مسائل مربوط به
برش تعیین می شود.
نبشی های ریشه در داخل بتن قرار می گیرند و به وسیله نبشی ها و میله هایی در انتها مهار می شوند. ترکیب ستون و نبشی مانند
1). در نوع پلکانی باید دقت زیادی - یک عضو مختلط عمل می کند. بالشتکهای بتنی بصورت هرمی یا پلکانی اجرا می شوند (شکل 1
در حفظ پیوستگی لای ه ها (پله ها) مبذول گردد . برای این منظور می توان از مضرس کردن سطوح بت نریزی شده ب ه شیوه ای مناسب
بهره برد . از طرفی مخارج قالب بندی در نوع هرمی بیش از نوع پلکانی می باشد. در این نوع فونداسیون ستون لاغر است و بارهای
جانبی در آن تولید لنگر خمشی می نمایند، بنابراین لازم است ترکیبی از نیروهای کششی ، برشی و خمشی در طراحی این نوع
فونداسیون مد نظر قرار گیرد.
2 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
1: فونداسیون های پلکانی و هرمی - شکل 1
-2-2-1 گریلاژ فولادی
گریلاژهای فولادی به شکل های مختلف طراحی می گردند. در نوع مرسوم آن ،گریلاژ فولادی معمولاً از یک لایه تیرهای فلزی
بصورت بالشتک تشکیل می شود. عکس العمل فونداسیون توسط تیرچه های سنگین تر یا ناودان یهای متقاطع به برج منتقل م یشود.
در برج های کوچکتر، برش افقی فونداسیون ناشی از مؤلفه افقی نیرو در اعضای قطری، توسط صفحات برشی که ضخامت و
2-الف). نقطه ای که اعضای قطری پایه، یکدیگر را قطع می کنند معمولاً - بزرگی لازم را دارا باشند به خاک منتقل م ی شود (شکل 1
یک متر پائین تر از سطح خاک قرار دارد . در بر جهای سنگین مثل بر جهای زاویه و انتهایی، نیروهای جانبی و برشی با اضافه کردن
2- ب ) نشان داده شده به تیرهای گریلاژ انتقال داده می شوند. برای احتیاط یک لایه - اعضای مهاری مناسب چنانکه در شکل ( 1
پوشش بیتیوماستیک 1 به قسمت بالای فونداسیون زده می شود تا از خوردگی محافظت گردد . وقتی خاکریز به اندازه کافی متراکم
شود (بطوریکه حباب های هوا کاملاً خارج شوند ) قسمت های تحتانی از تخریب محافظت می گردند . استفاده از فولاد گالوانیزه نیز
امکان خوردگی را از بین می برد ولی هیچ کدام از این عوامل در مواردی که خاک از لحاظ شیمیائی فعال باشد مانع از خوردگی
نخواهد شد . در مواقعی که در مورد جنس خاک تردید وجود دارد، بهتر است قبل از اینکه فونداسیون بصورت گریلاژ طراحی گردد،
خاک مورد آزمایش قرار گرفته و میزان خورندگی آن مشخص شود.
١. Bitumastic
فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
3
فونداسیون گریلاژ نسبت به فونداسیون بتنی به فولاد بیشتری نیاز دارد اما هزینه آن جزئی از هزینه ساخت فونداسیون بتنی را
تشکیل می دهد که باعث اقتصادی شدن و تسریع در کار می گردد. مزیت دیگر این فونداسیون آن است که م ی توان فونداسیون را
همراه با سایر اعضای برج بصورت پی شساخته از سازنده تحویل گرفت.
2: انواع گریلاژ - شکل 1
-3-2-1 فونداسیون سطحی منفرد
فونداسیون های سطحی منفرد به انواع مختلفی تقسیم می شوند. دو نوع متداول آن که به صور ت های معمولی و شیبدار اجرا
3 نشان داده شده اند. در نوع پدستالی شیبدار محور پدستال در امتداد محور پایه برج قرار دارد . مانند گریلاژ، - شده اند در شکل 1
فونداسیون بالشتک و ستون روی آنها، این مسئله باعث حذف برش در پدستال می شود و لنگر واژگونی به لنگر ناشی از مؤلفه افقی
نیرو در عضو قطری متصل به بالای پدستال محدود می گردد. این برش افقی یا به خاک مجاور منتقل می شود و یا در بیشتر موارد
پدستال بصورت یک تیر کنسولی که از مقاومت کمکی خاک مجاور آن صرف نظر می شود طرح م یگردد . فونداسیون منفرد برای
انواع مختلف خاک قابل استفاده است . وقتی خاک زیر فونداسیون ضعیف باشد و قابلیت انتقال ب ار را نداشته باشد، از شمع استفاده
می شود.
فونداسیون های منفرد از تمام انواع فونداسیون ها گرانتر هستند ولی از لحاظ سازه ای بهترین نوع م یباشند . اگر فونداسیون بطور
صحیح زیر بارهای وارده قرار گیرد امکان ضعیفی برای شکست هر قسمت وجود دارد.
4 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
الف- پدستال معمولی ب- پدستال شیبدار
3: دو نوع فونداسیون سطحی منفرد بتنی - شکل 1
-4-2-1 فونداسیون استوانه ای
فونداسیون استوانه ای که بصورت در جا در محل ریخته می شود به شکل وسیعی در خطوط نیرو مورد استفاده قرار می گیرد (شکل
-4-1 الف). مزیت اصلی این فونداسیون صرفه جویی در زمان و نیروی انسانی می باشد. معمولاً یک متۀ موتوری که روی کامیون
نصب م ی شود حفره ای به قطر لازم ایجاد می نماید. قسمت انتهایی فونداسیون را می توان برجسته (زنگوله ای) ساخت تا مقاومت آن
4-ب). قطر حفره تا 1 متر و عمق آن به 6 متر می رسد. جداره های حفره نباید قبل - در مقا بل نیروهای اعمالی افزایش یابد (شکل 1
از کارگذاری میلگردها ریزش کنند . بنابراین همه انواع خاک برای این نوع فونداسیون مناسب نیستند . معمولاً رس محکم یا شن
متراکم خاک های نسبتاً خوبی محسوب می شوند در حالیکه مص الح دانه ای سست تا زمان برپا شدن فونداسیون مشکل ساز خواهند
بود. دوغاب بنتونیتی یا مصالح مشابه برای پایدار کردن جدار حفره بکار م ی روند اما این مصالح اصطکاک لازم را از بین م ی برند . در
خاک های نرم می توان یک غلاف فلزی در حفره قرارداد تا در حین عملیات حفاری، حف ره باز بماند. مقاومت در مقابل نیروهای بالا
برنده در فونداسیون استوانه ای بدون برجستگی انتهایی توسط اصطکاک جانبی فونداسیون با خاک اطراف و وزن فونداسیون تأمین
می شود. از این رو مقاومت در برابر نیروهای بالابرنده محدود می باشد. در خاک های دانه ای غیر متراکم، اجرای فو نداسیون بدون
غلاف دائمی باعث متخلخل شدن بتن در اثر از دست دادن آب داخل آن م ی شود. فونداسیون استوان های را می توان بر حسب مورد
.(5- قائم یا مورب ساخت یا اینکه چند برجستگی در نقاط مختلف آن پی شبینی کرد (شکل 1
فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
5
4: فونداسیون استوانه ای با برجستگی انتهایی و بدون برجستگی انتهایی - شکل 1
5: فونداسیون استوانه ای با برجستگ یهای میانی - شکل 1
الف- برجستگی تک ب- برجستگی دوتایی
قطر لوله
میلگردهای اصلی
خاموت
قطر لوله
میلگردهای اصلی
خاموت
قطر برجستگی
الف- نوع معمولی ب- نوع زنگوله ای
6 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
-5-2-1 فونداسیون بصورت تزریق ملات در سنگ
این نوع فونداسیون که در سنگ مهار می شود برای زمین هایی که از لایه های سنگی تشکیل شده اند مناسب است و برحسب
اینکه مقاومت لازم در مقابل نیروهای بالا برنده چه مقدار باشد از یک یا چند مهار که به پایه برج وصل م ی گردد تشکیل می شود .
ساختمان فونداسیون با حفاری یک سوراخ بق طر 100 الی 150 میلیمتر تحت زاویه مناسب شروع م یشود . در همین حال مهار کار
.(6- گذاشته می شود و ملات ماسه سیمان که به آن مواد افزودنی منبسط کننده اضافه شده تزریق م یگردد ( شکل 1
در مورد بر ج های سنگین که سطح مقطع مهار کافی نیست، قلاب های اضافی به نبشی پایه برج وصل شده و به سن گ مهار
می شوند. در این حالت معمولاً یک حفره نسبتاً بزرگ در سنگ حفر شده و به منظور کاهش مقدار بتن مصرفی و افزایش کارایی سعی
می شود حتی المقدور کناره های حفره قائم باقی بمانند.
این فونداسیون از لحاظ قیمت ارزانتر از سایر فونداسیو ن هایی است که در خاک های معمولی ساخته م یشود. مشکل اساسی این
نوع فونداسیون عدم امکان تعیین جنس سنگ در محل و انتخاب صحیح مصالح قبل از اتمام آزمایشات کامل مکانیک خاک است.
مقاومت مهار بستگی به چسبندگی بین ملات و میل مهارها دارد و اغلب توسط آزمایش تعیین می شود. حداقل پوشش لازم برای
میلگرد نرمه معمولی از رابطه زیر بدست می آید:
L = 4,5 ´ d (1-1 )
که در آن :
قطر میلگرد بر حسب میلیمتر و : d
حداقل طول پوشش بر حسب سانتیمتر می باشد. : L
این رابطه بر این اساس که مقاومت نهایی میلگرد و سنگ مساوی هستند بدست آمده است . میزان چسبندگی بین میلگرد و
ملات و همینطور ملات و سنگ تعیین کننده نم یباشد.
6 : فونداسیون بصورت تزریق ملات در سنگ - شکل 1
فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
7
-6-2-1 فونداسیون های پیش ساخته
با توجه به اینکه معمولاً در محل نصب برج نمی توان بتن با کیفیت مناسب تهیه کرد، این نوع فونداسیون بصورت مسلح یا پیش
تنیده در کارخانه ساخته می شود. در برخی کشورها ، فونداسیون منفرد بصورت پیش ساخته و مسلح ساخته شده و به راحتی مورد
استفاده قرار می گیرد. مزایای فونداسیون های پیش ساخته عبارتند از:
- کنترل بهتر کیفیت بتن و ساخت
- صرفه جویی در نیروی کار
- استفاده مجدد از قالب و استفاده اقتصادی از مصالح بعلت شرایط کار در کارخانه
مشکل اساسی دراستفاده از فونداسیون های پیش ساخته، محدودیت در حمل و نقل و امکانات موجود برای نصب آن در محل
است. برای غلبه بر این مشکلات، فونداسیون باید بصورت اجزای جداگانه ساخته شود و سپس به کارگاه حمل و در آنجا سوار گردد .
این امر مستلزم اتصال اجزا بصورت مکانیکی در کارگاه و تهیه جزئیات دقیق در مرحله طراحی است . دو نمونه فونداسیون پیش ساخته
7 آمده است . فونداسیون پیش ساخته وقتی در حجم زیاد ساخته شود و امکانات حمل و نقل کافی موجود باشد کاملاً - در شکل 1
اقتصادی است و با انواع دیگر رقابت می نماید.
ب- فونداسیون پیش ساخته با کف مربعی الف- فونداسیون پیش تنیده پیش ساخته با کف دایره ای
شکل 1 7: فونداسیون پی شساخته
-7-2-1 فونداسیون با شمع
شمع ها اعضایی از جنس فولاد ، بتن، بتن مسلح و چوب هستند که در صورت مناسب نبودن ظرفیت باربری زمین برای استفاده از
فونداسیون های سطحی، از آنها برای ساخت فونداسیون های عمیق (فونداسیون های شمعی ) استفاده می شود . مخارج احداث
فونداسیون های شمعی خیلی بیشتر از فونداسیون های سطحی است . علیرغم مخارج بیشتر، در عمل موارد متعددی وجود دارد که برای
8 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
ایمنی سازه در مقابل نشست و عوامل دیگر، از فونداسیون های شمعی استفاده می شود . در ذیل بعضی از ش رایطی که استفاده از
فونداسیون های شمعی را ایجاب می نماید، شرح داده می شود.
- وقتی که لایه یا لایه های فوقانی خاک دارای تراکم کم و یا خیلی ضعیف باشند به طوری که نتوان از فونداسیو ن های سطحی
برای توزیع بار استفاده کرد، فونداسیون های شمعی برای انتقال بار به لایه های تحتانی محکم تر و یا سنگ بستر مورد استفاده
قرار می گیرند. وقتی که بستر سنگی و یا لایه محکم تر تحتانی در عمق معقولی از سطح زمین قرار نداشته باشد، از شمع برای
انتقال تدریجی بار استفاده می شود. در این حالت بیشتر مقاومت شمع از طریق اصطکاک بین سطح تماس شمع و خاک
(مقاومت جلدی) تأمین می شود.
- در خیلی از موارد در منطقه مورد نظر برای احداث سازه با خاک قابل تورم و یا فروریزشی روبرو می شویم . این لای ه ها ممکن
است دارای عمق قابل توجهی باشند . خاکهای قابل تورم در اثر افزایش یا کاهش میزان رطوبت، تورم یا کاهش حجم پیدا
می کنند. فشار تورم چنین خاکهایی ممکن است به طرز قابل توجهی زیاد باشد . اگر در چنین خاکهایی از فونداسیو نهای سطحی
استفاده شود، سازه ممکن است با صدمات جدی روبرو شود . در این حالت فونداسیون های شمعی که از لایه قابل تورم عبور کرده
و وارد لایه پایدار شده اند، می توانند مورد توجه قرار گیرند.
- فونداسیون برخی از خطوط انتقال ، در نقاطی که سطح آب زیرزمینی بالا می باشد، ممکن است تحت تأثیر نیروهای بالابرنده قرار
گیرند. برای مقابله با نیروهای بالابرنده، در چنین حالاتی می توان از فونداسیون های شمعی استفاده نمود.
- به خاطر وجود مسئله آب شستگی و فرسایش در محل پایه برج ها ، این پایه ها اغلب روی فونداسیون های شمعی احداث
می شوند.
شمع ها را می توان به سه گروه عمده شمع اتکایی، شمع اصطکاکی و شمع تراکمی تقسی مبندی نمود.
-1-7-2-1 شمع اتکایی
اگر بستر سنگی و یا لایه شبیه سنگ (خیلی متراکم) در عمق منطقی قرار داشته باشد، شمع را می توان تا آن لایه ادامه داد . در
این حالت ظرفیت باربری شمع کاملا بستگی به ظرفیت باربری بستر سنگی در مقابل نوک شمع خواهدداشت . به همین علت ، این
شمع ها را اتکایی می نامند. در چنین حالتی با توجه به معلوم بودن عمق بستر س نگی از روی گمانه های حفر شده ، تعیین طول شمع
کار چندان مشکلی نخواهد بود.
-2-7-2-1 شمع اصطکاکی
در صورتی که عمق بستر سنگی یا لایه شبیه به سنگ زیاد باشد، طول لازم برای شمع اتکایی غیراقتصادی خواهد شد . در چنین
شرایطی شمع به عمق مناسبی در لایه نرم فوقانی بدون اینکه به لایه سخت برسد، کوبیده می شود. از آنجایی که مقاومت اتکایی
نسبت اً کوچک است، ظرفیت باربری نهایی شمع به ظرفیت باربری اصطکاکی محدود می گردد . انتخاب نام اصطکاکی برای این
شمع ها، از آنجا ناشی می شود که اکثر مقاومت آنها به وسیله اصطکاک جدار تأمین می گردد. البته این نام بعضی مواقع م ی تواند
گمراه کننده باشد، زیرا مقاومت شمع هایی که در لایه رسی کوبیده می شوند، بستگی به چسبندگی بین جدار شمع و رس دارد.
فصل اول _ اهدا ف، کلیات و تعاریف
9
-3-7-2-1 شمع تراکمی
در بعضی موارد شمع ها به منظور بوجودآوردن تراکم مناسب در لایه های سطحی د ر خاکهای دان های کوبیده م یشوند. این شمع ها
به شم عهای تراکمی موسومند. طول شمع های تراکمی به عوامل زیر بستگی دارد:
- تراکم نسبی خاک قبل از تراکم
- تراکم نسبی مورد نیاز بعد از تراکم
- عمق لازم برای تراکم
شمع های تراکمی معمولا کوتاه هستند ، لیکن برای تعیین طول مناسب برای آنها ، بعضی آزمایشات صحرایی لازم است . در
8 یک فونداسیون شمعی برای نمونه آورده شده است. - شکل 1
8 : انواع شمع ها - شکل 1
-8-2-1 انواع خاص فونداسیون
فونداسیون ها را می توان به شکل های مختلف ساخت از آن جمله فونداسیون بلوکی حجیم، فونداسیون با شمع لوله ای و
فونداسیون مهاری از فولاد فشرده که هرکدام تحت شرایط خاصی بکار می روند. انتخاب نوع مناسب فونداسیون، تحت تأثیر نیروهای
وارده، وضعیت خاک و شرایط حمل و نقل و سایر امکانات ساختمانی می باشد . بررسی نتایج آزمایشات مکانیک خاک و مقدار و
طبیعت بارها ، مصالح موجود و امکانات ساختمانی یک طراح با تجربه را قادر می سازد که انواع متفاوت فونداسیو ن ها را بررسی و به
اقتضای موقعیت و شرایط دیگر مناسب ترین فونداسیون را پیشنهاد دهد. جدا از انواع معمول فونداسیو نها، در موقعیت های خاص و
سرپوش بتن مسلح
مهارها
میلگرد
جهت مسلح کردن
10 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
تقاطع خط با رودخانه، انواع ویژ ه ای از فونداسیون به اشکال و اندازه های غیر معمول را ایجاب می کند که چند نوع از آنها در شکل
9-1 ) آورده شده است. )
9: فونداسیون های خاص - شکل 1
ب- فونداسیون بلوک با سایز یکنواخت الف- فونداسیون با پهلوهای شیبدار
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
11
فصل دوم
طراحی فونداسیون های خطوط انتقال نیرو
مقدمه
فونداسیون های خطوط انتقال نیرو به علت نقش مهمی که در نگهداری و امنیت مجموعه دارند دارای اهمیت فراوان بوده و
طراحی و نظارت بر اجرای صحیح آنها به توجه خاصی نیاز دارد . همچنین باتوجه به هزینه نسبتاً بالای احداث فونداسیون برج ها که
حدود ده درصد هزینه احداث خط را شامل می شود، طراحی اقتصادی آنها کمک قابل توجهی به کاهش هزین هها خواهد کرد.
به دلیل قرارگیری فونداسیون ها در بستر خاک، مشخصه خاکهای مسیر عبور خطوط نیرو عامل مهمی در طراحی و تعیین ابعاد
فونداسیون می باشد. با توجه به وجود ط یف وسیعی از خاکها در مسیر یک خط ، لازم است با دسته بندی های مناسب، اقدام به طر احی
و ساخت فونداسیو نهای مناسب با نوع خاک مسیر نمود.
اصول اولیه طراحی فونداسیون بر این مبناست که زمین زیر پایه برج بتواند نیروهای وارد بر آن را به گونه ای مناسب تحمل نماید .
از طرفی لازم است وزن فونداسیون و خاک روی آن در مقابل نیروهای کششی که تمایل به بیرون کشیدن فونداسیون از زمین را
دارند، مقاومت نماید.
در این فصل پس از معرفی ویژگیهای بستر زمین و خاک های مختلف، نیروهای وارد بر فونداسیو ن ها بطور خلاصه شرح داده
می شوند. در ادامه ضوابط طراحی فونداسیو نهای مختلف به همراه مثالهای کاربردی ارائه خواهند شد.
-1-2 شرایط زمین
یکی از اساسی ترین اصولی که در طراحی فونداسیون برج های انتقال نیرو در نظر گرفته می شود، شرایط زمین مورد استفاده است .
نوع زمین نقش مهمی در انتخاب نوع و ابعاد فونداسیون دارد . طراحی فونداسیون بستگی به طبیعت بارهای وارده و وضعیت خاکی
دارد که بار را تحمل می نماید. روش های مختلفی برای جمع آوری اطلاعات مربوط به خاک وجود دارد.
انتخاب هر یک از این روش ها بستگی به هزینه آن و نسبت این هزینه به کل هزینه دارد . وسعت آزمایشات مکانیک خاک، تعداد،
عمق و موقعیت گمانه ها بوسیله طراح تعیین می شود. بسته به موقعیت توپوگر افی و جغرافیایی معمولاً در طول خط گمان ه هایی در
محل برج زاویه اصلی یا در هر یک کیلومتر خط یا در محل هر برج لازم است.
لازم است امکان رانش خاک یا روانگرایی در منطقه مورد مطالعه قرار گیرد و در صورت لزوم تدابیری جهت حفاظت از
فونداسیون ها در این مناطق به کار گرفته شود.
-1-1-2 رده بندی لایه های زمین
مصالح تشکیل دهنده لایه بیرونی سطح کره زمین را به طور کلی به سنگ ها و خاک ها تقسیم بندی می نمایند. سنگ ها توده هایی
سخت و شکننده و خاک ها از ذراتی تشکیل شده اند که فضای بین آنها از آب و هوا پر شده است.
12 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
-1-1-1-2 رده بندی سن گها
به طور کلی سن گها به سه دسته عمده به شرح زیر طبق هبندی می شوند.
- سنگ های آذرین
- سنگ های رسوبی
- سنگ های دگرگونی
مقاومت فشاری مجاز تعدادی از سن گها در جدول زیر آمده است:
1: مقاومت فشاری مجاز تعدادی از سنگ ها - جدول 2
(kg/cm نوع سنگ فشار مجاز ( 2
سنگ های آذرین بیش از 50
سنگ های گنیس بیش از 50
سنگ های آهکی و ماسه و سنگ های سخت 30
سسیت ها و تخته سنگ ها 20
سنگ های رسی و لای سنگ 10
بلوک های گچی سخت 6
-2-1-1-2 رده بندی خاک ها
خاک ها معمولاً از لحاظ وضعیت ظاهری و خواص مکانیکی و شیمیایی رده بندی می شوند و برای بدست آوردن اطلاعات دقیق در
مورد خاک بایستی آن را تحت آزمای شهای مختلف قرار داد.
بر حسب درشتی دانه ها، خاک ها به گروه های مختلف تقسیم می شوند. خاک ها از قلوه سنگ، شن و ماسه و لای شروع م یشوند و
به انواع رس ها ختم می گردند. در جدول زیر، طبقه بندی خا کها بر حسب درشتی دان هها آورده شده است.
2: طبقه بندی خاک ها بر حسب درشتی دانه ها - جدول 2
شن ریز ماسه درشت ماسه ماسه ریز ماسه خیلی ریز لای رس
درشت متوسط ریز درشت متوسط ریز درشت متوسط ریز
(clay) رس (silt) لای (sand) ماسه
٠/٠٠٥ ٠/٠٥ ٠/١ ٠/٢٥ ٠/٥ ١/٠ ٢/٠ (mm)
٠/٠٠٠٢ ٠/٠٠٠٦ ٠/٠٠٢ ٠/٠٠٦ ٠/٠٢ ٠/٠٦ ٠/٢ ٠/٦ ٢/٠ (mm)
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
13
مقاومت خا کها از دو خاصیت فیزیکی آنها ناشی می شود:
- خاصیت چسبندگی
- خاصیت اصطکاک بین ذرات
بر حسب اینکه آیا مقاومت خاک فقط از چسبندگی است و یا خیر، آنها را به انواع خا ک های چسبنده و غیرچسبنده نیز تقسیم
می نمایند.
مقاومت خاک های غیرچسبنده از اصطکاک داخلی ذرات آن بدست می آید . وقتی خاک های غ یرچسبنده در داخل آب قرار
می گیرند ذرات آنها در آب غوطه ور شده و به اندازه وزن آب هم حجم خود سبک می گردند و در نتیجه از مقاومت ناشی از اصطکاک
داخلی آن کاسته می شود زیرا هر چه فشار وارده بر خاک های غیرچسبنده کمتر باشد، مقاومت آن نیز کمتر است . تقریباً ظرفیت
فشاری خاک های اشباع نصف خاک مشابه در حالت خشک است. بنابراین برای فونداسیون های در حدود سطح زمین که در داخل و یا
نزدیکی های آب های زیرزمینی هستند ظرفیت تحمل فشاری را باید نصف مقدار نظیرش برای شرایط خشک اختیار کرد . این موضوع
در جداول زیر نشان داده شده است.
3: مقاومت فشاری تعدادی از خاک های چسبنده - جدول 2
(kg/cm نوع خاک فشار مجاز ( 2
6- رس های خیلی سفت و سخت 3
3-1/ رس های سخت 5
1/5-0/ رس های محکم 75
0/75- رس های نرم و لای 0
رس های خیلی نرم صفر
4: مقاومت فشاری تعدادی از خاک های غیرچسبنده (خشک و اشباع) - جدول 2
نوع خاک
فشار مجاز خاک خشک
(kg/cm2)
فشار مجاز خاک اشباع
(kg/cm2)
سنگریزه متراکم و سنگریزه ماسه ای با شن متراکم بیش از 6 بیش از 3
3-1 6- شن با تراکم متوسط، شن ماسه ای با تراکم متوسط 2
شن سست و شل و شن ماسه ای و شل کمتر از 2 کمتر از 1
1/ ماسه متراکم بیش از 3 بیش از 5
1/5-0/5 3- ماسه با تراکم متوسط 1
0/ ماسه سست و شل کمتر از یک کمتر از 5
14 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
5: مشخصه انواع خاک ها - جدول 2
طبقه بندی
علامت
مشخصه
رنگ نوع
وزن مخصوص
حد روانی مقاومت Ton/m3
2,0 - خوب - شن ماسه ای مخلوط خوب 2,2 GW
GP
قرمز
1,8 - خوب - شن ماسه ای مخلوط نامتجانس 2,0
1,9 - خوب - شن لای دار 2,2 GM
شن و خاکهای
شنی
GC
زرد
1,8 - خوب - شن رسی 2,1
1,7 - خوب - ماسه شنی مخلوط خوب 2,1 SW
SP
قرمز
1,6 - خوب تا متوسط - ماسه شنی مخلوط بد 1,9
1,7 - خوب تا متوسط - ماسه لای دار 2,0 SM
ماسه و خاکهای
ماسه ای
SC
زرد
1,9 - متوسط - ماسه رسی 2,0
1,5 بد - لای ماس های یا شنی 1,9 ML
50 1,5 > متوسط - رسی ماس های یا شنی 1,9 CL
OL
سبز
1,3 متوسط - لای آلی، مخلوط با مواد آلی 1,6
1,1 بد - لای رسی 1,5 MH
50 1,2 < متوسط تا بد - رس 1,7 CH
لای و رس
OH
آبی
1,0 خیلی بد - رس مخلوط با مواد آلی 1,6
نارنجی مواد آلی* - - * PT مواد آلی
* لازم است لایه های خاک آلی برداشت شده و با خاک مناسب جایگزین شود.
-2-1-2 مقاومت برشی خاک
خاک ها بر خلاف سایر مصالح ساختمانی دارای مقاومت برشی متغیر می باشند. مقاومت برشی نه تنها از یک نمونه خاک به نمونه
دیگر فر ق می کند بلکه در یک نوع خاک هم بر حسب مقدار درصد آب و سایر عوامل دیگر تغییر می نماید. از این جهت در آزمایشگاه
تنها به تعیین مقاومت برشی خاک نباید اکتفا کرد بلکه باید عواملی را که باعث تغییر مقاومت خاک م ی شوند نیز در نظر داشته و بر
مبنای آنها مقاومت مجاز خاک را تعیین کرد.
-3-1-2 ظرفیت باربری خاک و نشست مجاز
فونداسیون یک سازه باید به نحوی طرح و محاسبه گردد که در اثر انتقال بارها به زمین مقدار تنش های ایجاد شده در سطوح
مختلف خاک از میزان معین تجاوز نکند . انتقال فشارهای زیاد از حد باعث نشست زیاد فونداسیون، فرور فتن ناگهانی آن در اثر ایجاد
سطوح لغزش و جابجاشدن خا کهای زیر فونداسیون م یگردد.
به زمین انتقال یابد و منحنی تغییر نشست فونداسیون را A توسط یک فونداسیون با سطح مقطع Q اگر فرض کنیم که بار منفرد
A بر حسب مقدار
1) بدست می آید. شکل این منحنی بستگی به نوع خاک، دانه بندی آن و - رسم نمائیم منحنی شکل ( 2 q = Q
و چندین عامل دیگر از قبیل عمق فونداسیون و میزان رطوبت دارد . مشاهده می شود که رابطه بین A همچنین شکل و اندازه سطح
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
15
تقریباً خطی است . اگر میزان نشست از حد مجازی که بستگی به نوع آن سازه دارد (a در ابتدا (تا نقطه q نشست فونداسیون و مقدار
تجاوز نکند خطری برای سازه پیش نخواهد آمد.
1: منحنی تغییر نشست فونداسیون - شکل 2
را باز هم اضافه کنیم نشست فونداسیون به میزان زیادی افزایش یافته تا جایی که فونداسیون ناگهان شروع به q اگر مقدار
فرورفتن می نماید. فرورفتن فونداسیون به این جهت صورت م یگیرد که در سطوح معین از خاک مقدار تنش برش ی از حد مقاومت
A برشی خاک تجاوز کرده و در نتیجه باعث شده خاک های زیرین روی این سطوح شروع به لغزش نمایند . مقدار
را زمانی که q = Q
.(2- نمایش می دهند (شکل 2 qu خاک شروع به حرکت م ینماید مقاومت نهایی خاک نامیده آن را به صورت
2: سطوح لغزش خاک - شکل 2
نشست فونداسیون در نتیجه اعمال بارها شامل دو قسمت نشست آنی و نشست تحکیمی م یشود. مجموع نشست آنی و تحکیمی
2 سانتیمتر برای نشست نسبی و 5 سانتیمتر برای نشست مطلق گردد. / فونداسیون در برجها نباید بیشتر از 5
نشست فونداسیون
16 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
-2-2 محاسبه نیروهای وارد بر فونداسیون
برای محاسبه بارهای وارد بر فونداسیون خطوط هوایی نیرو باید کلیه نیروهای اعمال شده به برج را به روی فونداسیون منتقل
کرد. برای این کار کافی است همه نیروهای وارده بر برج را بر مرکز سطح مقطع برج در ارتفاع روی فونداسیون انتقال داده و س پس
.(3- از آنجا به ریشه ها منتقل کرد (شکل 2
در نظر گرفته شده و روابط تعادل لنگر و نیرو OXYZ در محورهای مختصات سه بعدی X.Y.Z بنابراین نیروها در سه امتداد
بررسی می شوند. O نسبت به نقطه
åPx = 0 åMx = 0 (1-2)
åPy = 0 åMy = 0 (2-2)
åPz = 0 åMz = 0 (3-2)
بدست آورد. z و y ،x در سه جهت O از روابط فوق م یتوان مقادیر لنگرها و نیروها را در نقطه
4، به سر ریشه منتقل م یشوند. برای مثال در یک برج با مقطع مستطیل شکل - نیروها و لنگرها به ترتیب زیر و مطابق شکل 2
از روابط زیر بدست می آیند: My و Mx نیروهای قائم حاصل از لنگرهای
(4-2) ( a e )
M
S x
x 2 - 2
=
(5-2) ( b e )
M
S y
y 2 - 2
=
.(3- فاصله مرکز ثقل ریشه از بال آن م یباشد (شکل 2 ،e که در آن
3: انتقال نیروهای وارد بر برج به پایه های آن - شکل 2
T= افقی
L= طولی
V= قائم
W= باد
تراز ریشه
A-A مقطع
فاصله مرکز ثقل :e
ریشه از لبه آن
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
17
4: محاسبه نیروهای وارد بر فونداسیون - شکل 2
4) پایه شماره 2 تحت فشار ماکزیمم و پایه شماره 4 تحت کشش ماکزیمم قرار دارد . بنابراین برآیند نیروها - مطابق شکل ( 2
6) خواهد بود. - مطابق جدول ( 2
6: نیروهای برآیند - جدول 2
b
HTX P S .tan Mz
x
x = 4 - a - 4
a
HTY P S .tan Mz
y
y
= 4 - b + نیروهای بالابرنده 4
1 4 t 4
x y z u
T = S + S + P +( F - ) / -W
b
HCY P S .tan Mz
x
x = 4 - a + 4
a
HCY P S tan Mz
y.
y
= 4 - b - نیروهای فشاری 4
4 4 z t
x y
C = S + S + P +W
18 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
در جدول فوق:
نیروهای افقی وارد بر فونداسیون وقتی کشیده م یشود :HTY,HTX
نیروی کششی که بر فونداسیون وارد م یشود :T
نیروهای افقی وارد بر فونداسیون وقتی فشرده م یشود :HCX,HCY
نیروی فشاری که بر فونداسیون وارد م یشود :C
وزن برج م یباشد. :Wt
قابل ذکر است که:
1 در نظر گرفته می شود. برای مسیرهایی که به صورت / بستگی به مسیر خط داشته و مقدار آن از صفر تا 5 (Fu) - ضریب بالابر
یکنواخت و دشت هستند این ضریب صفر و برای مسیرهایی که در کوه اجرا می شوند (از آنجا که امکان دارد برج تحت کشش
0 برای این ضریب پیشنهاد م یشود. / 0 در نظر گرفته می شود، ولی عموماً مقدار 4 / دو برج طرفین قرار گیرد) بیشتر از 5
- معمولاً بارهای فشاری و کششی و افقی که به این ترتیب بدست می آید را ده درصد افزایش داده و به عنوان بار روی فونداسیون
در نظر می گیرند.
-3-2 طراحی فونداسیون ها
فلسفه طراحی بایستی مرتبط با قواعد و اصول حاکم بر طراحی برج ها باشد . همچنانکه فونداسیون ضعیف طراحی صحیح برج را
بی فایده می نماید، طراحی یک فونداسیون قوی برای برج ضعیف اتلاف هزینه می باشد. فونداسیون باید مقاوم و پایدار بوده و بارهای
مرده و زنده که باعث رانش عمودی می شوند و نیز نیروهای بالابرنده و عکس العمل های افقی را تحمل نماید . همچنین فونداسیون
باید قادر به انتقال نیروها به خاک باشد به طوریکه حاشیه ای مناسب بین ظرفیت نهایی خاک و فشار وارده وجود داشته باشد.
نشست و چرخش فونداسیون بایستی کمتر از حد مجاز گردد . حدود نشست و تغییر مکان مجاز، بستگی به شکل و طبیعت برج
دارد. نشست زیاد باعث تنش های ثانویه قابل توجه در اعضا و خرابی برج م یشود.
به طور کلی نسبت عرض پای هها و ارتفاع، تغییر مکان مجاز فونداسیون را مشخص می نماید.
برج هایی که پایه های عریض داشته باشند، نشستی معادل 20 تا 25 میلی متر را بدون فشار زیاد تحمل م ینمایند. علاوه بر اینها
می بایستی در مقابل کشش یا نیروهای بالابرنده قدرت نگهداری لازم وجود داشته باشد.
به طور خلاصه در یک طرح مناسب باید به نکات زیر توجه نمود.
- شکل و محل فونداسیون به نحوی انتخاب شود که ایمنی اطراف آن در مقابل تحولات قابل پی شبینی برقرار باشد.
- تنش هایی که فونداسیون بر زمین زیرین خود اعمال می کند در محدود های باشد که گسیختگی در آن پدید نیاید.
- فونداسیون از لحاظ اقتصادی دارای بهترین ابعاد باشد، به طوری که کمترین مقدار بتن و فولاد در آن بکار رود.
در این بخش روش طراحی فونداسیون های متداول سازه های خطوط انتقال نیرو مورد بررسی قرار م یگیرد . بطور کلی طراحی
شامل دو بخش زیر خواهد بود:
- آنالیز پایداری
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
19
- طراحی برای مقاومت
آنالیز پایداری شامل کنترل واژگونی و شکستگی فونداسیون در اثر چرخش ، سرخوردن، افزایش فشار خاک نسبت به مقاومت
نهایی و از جا درآمدن فونداسیون است . طراحی برای مقاومت نیز عبارت است از قراردادن صحیح اجزاء به نحوی که فونداسیون بتواند
لنگر، برش، کشش و فشار ناشی از نیروهای وارده را به نحو مطلوب تحمل نماید.
-1-3-2 فونداسیون منفرد با بالشتک
در پایداری فونداسیون های منفرد باید مقاومت در برابر واژگونی و مقاومت در برابر نیروهای بالابرنده کنترل گردد . فشار وارد
برخاک نیز نباید از مقدار معینی تجاوز کند. در طراحی نیز پدستال و بالشتک فونداسیون باید قادر به تحمل تنش های وارد به آن باشد.
-1-1-3-2 کنترل واژگونی
برای مقاومت در برابر واژگونی ناشی از نیروهای جانبی و بالابرنده لازم است روابط زیر برای فونداسیون بالشتک باگودال زیر
5- ب) ارضا شوند. - 5-الف) و بدون گودال زیر (شکل 2 - (شکل 2
6-2 ) (بالشتک با گودال زیر ) ( )
b k
PY HX bc
W . (
6 2
5
3
1
0 67
2 -
+ -
³
7-2 ) (بالشتک بدون گودال زیر) )
( b d )
W PY HX bc
+
+ -
³
3
2
3
1
2
(ب) (الف)
5: بالشتک با گودال زیر و بدون گودال زیر - شکل 2
20 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
در روابط فوق :
وزن مخروط خاک برحسب کیلوگرم :W
وزن فونداسیون برحسب کیلوگرم : c
نیروی قائم برحسب کیلوگرم : P
نیروی جانبی برحسب کیلوگرم : H
ضخامت بالشتک برحسب سانتیمتر : d
فاصلۀ قائم مؤلفه افقی نیرو از کف فونداسیون برحسب سانت یمتر : X
فاصله عمودی نقطه ای که فونداسیون حول آن دوران م یکند از محور ستون یا پدستال بر حسب سانت یمتر : Y
عرض بالشتک بر حسب سانتی متر می باشد. : b
نیز در شکل فوق نشان داده شده است. k مقدار
فرضیات زیر در محاسبات فوق مورد استفاده قرار گرفته است:
6 1 ای به فاصلۀ فونداسیون حول نقطه -
عرض فونداسیون از لبه دوران م یکند.
- وزن فونداسیون در مرکز آن اثر م یکند.
- اساس اً وزن مخ روطی که روی پاشنه قرار می گیرد در پایداری فونداسیون مؤثر است. در طراحی نصف وزن مخروط در
نظر گرفته می شود.
-2-1-3-2 کنترل حداکثر فشار وارد بر خاک
بار قائم معمولا در امتداد محور فونداسیون اعمال می گردد و بنابراین تعیین فشار حداکثر در زیر آن به راحتی از تق سیم بار بر
سطح فونداسیون بدست می آید. وقتی بار بصورت خارج از مرکز وارد شود و یا نیروی جانبی موجود باشد فشار خاک زیر فونداسیون
یکنواخت نخواهد بود. در این حالت برای تعیین حداکثر فشار خاک م یتوان از روابط زیر استفاده نمود:
3 1 ب
رداری نیروها در وقتی جمع –
الف
میانی قرار گیرد :
(8-2) max ) qa
B
( e
BL
q = Q 1+ 6 £
3 1 ب
رداری نیروها خارج از وقتی جمع –
ب
میانی قرار گیرد :
max qa (9-2)
L( B e )
q Q £
-
=
3 2
4
(10-2) Q
M e =
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
21
که در آنها :
حداکثر فشار وارد بر خاک برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع : qmax
فشار مجاز قابل تحمل توسط خاک برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع : qa
لنگر خمشی برحسب کیلوگرم  سانتیمتر : M
بار قائم برحسب کیلوگرم : Q
خروج از مرکزیت برحسب سانتیمتر : e
عرض فونداسیون برحسب سانتیمتر و : B
طول فونداسیون برحسب سانتیمتر م یباشد. : L
6 نشان داده شده اند. - پارامترهای فوق در شکل 2
6: فشار خاک وارد بر فونداسیون وقتی بصورت خارج از مرکز اعمال می شود - شکل 2
-3-1-3-2 کنترل نیروهای بالابرنده
مقاومت در برابر نیروهای بالابرنده توسط وزن فونداسیون و با در نظر گرفتن کاهش ناشی از نیروی ارشمیدس و وزن مخروط
خاک که سطح جانبی آن با محور قائم، زاویه ای مساوی زاویه اصطکاک داخلی خاک می سازد تأمین م یشود. زاویه اصطکاک داخلی
با استفاده از نتایج آزمایشات مکانیک خاک بدست می آید. با توجه به آنچه گفته شد مقاومت در مقابل نیروهای بالابرنده از رابط ۀ زیر
بدست می آید:
(11-2) FS
( V C )
FS
P W C
g +
=
+
£
22 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
: (7- الف  برای فونداسیون مربعی (شکل 2
V = d ( pd 2 tan2 F + 3a 2 + 6ad tanF) ( 12-2)
3
7: مخروط خاک برای فونداسیون مربعی - شکل 2
: (8- ب  برای فونداسیون دایره ای (شکل 2
V d ( 4d 2 tan2 6ad tan 3a 2 ) (13-2)
12
= p F + F +
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
23
8: مخروط خاک برای فونداسیون دایره ای - شکل 2
در روابط فوق :
وزن مخروط خاک برحسب کیلوگرم : W
وزن فونداسیون برحسب کیلوگرم : C
نیروی بالابرنده برحسب کیلوگرم : P
حجم مخروط خاک برحسب سانتیمتر مکعب : V
: وزن مخصوص خاک برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب g
عرض یا قطر حفره در پائین برحسب سانتیمتر : a
عمق حفره برحسب سانتیمتر : d
: زاویه اصطکاک داخلی می باشد. f
(12- باید توجه نمود احجام فوق شامل خود فونداسیون و پدستال روی آن تا سطح زمین نیز م ی شود. به جای استفاده از روابط ( 2
10 ) استفاده نمود. - 9) و ( 2 - 13 ) برای محاسبه حجم مخروط خاک می توان از اشکال ( 2 - و ( 2
24 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
9: نمودار محاسبه حجم مخروط خاک برای فونداسیون مربعی - شکل 2
10 : نمودار محاسبه حجم مخروط خاک برای فونداسیون دایره ای - شکل 2
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
25
-4-1-3-2 طراحی سازه ای
از لحاظ سازه ای، بالشتک فونداسیون سطحی منفرد شبیه یک دال م یباشد که بصورت کنسول از اطراف ستون یا پدستال بیرون
آمده است و تحت فشار رو به بالای خاک قرار دارد . بالشتک در هر دو جهت تحت خمش بوده و بنابراین لازم است میلگردهایی در
در امتداد عمود بر هم در آن تعبیه گردد.
ناشی از بارهای ضریب دار در نظر گرفته م یشود. روش طراحی شرح ، qu در محاسبه نیروهای داخلی فشار خاک زیر فونداسیون
داده شده براساس مقاومت نهایی می باشد. پدستال مثل ستو ن های کوتاه بتنی با در نظر گرفتن خمش مرکب طرح م یشود. باید توجه
داشت که چون این ستون ممکن است به عنوان یک عضو کششی عمل کند، مقدار فولاد لازم برای تحمل این کشش باید کنترل
شود. قابل ذکر است که درصد بالایی از این کشش را ریشه 1 برج داخل ستون مهار م یکند.
-1-4-1-3-2 برش
پس از محاسبۀ سطح بالشتک فونداسیون که بر اساس بارهای بدون ضریب و تنش مجاز خاک بدست می آید، نوبت به انتخاب
ضخامت آن می رسد. در تعیین ضخامت، نیروی برشی نقش تعیین کنند های دارد زیرا به دلیل مسائل اقتصادی و اجرایی سعی بر آن
طوری انتخاب گردد که جوابگوی نیروی d است که میلگردها و کلاهکهای برشی مورد استفاده قرار نگیرند و در مقابل ارتفاع مؤثر
برشی موجود باشد. در فونداسیون های منفرد با بالشتک دو نوع برش باید کنترل گردد که عبارتند از:
الف  برش دوطرفه 2
ب  برش یک طرفه
11 : مقاطع بحرانی برای برش دوطرفه و یک طرفه - شکل 2
11 نشان داده شده است که درآن ستون یا پدستال تمایل دارد به داخل فونداسیون فرو رود - مکانیزم برش دوطرفه در شکل 2
فرورفتن ستون در داخل فونداسیون از یک طرف در محیط اطراف ستون تولید تنش برشی و از طرف دیگر به واسطه .(abcd (مقطع
انتقال نیروی قائم به فونداسیون در آن تولید تنشهای فشاری می نماید . ترکیب تنشهای برشی و فشاری در اطراف ستون باعث
می شود سطح شکست در داخل فونداسیون به شکل هرم ناقص با سطوح جانبی شیبدار و زاویه مایل 45 درجه باشد.
2مقطع بحرانی در دالی که سطح گسیختگی در آن بصورتی است که در بالا شرح داده شد به فاصله d از بر ستون در نظر گرفته
می شود . بتنی که برش را تحمل می کند همچنین تحت تنش فشاری قائم ناشی از نیروی محوری ستون و تنش فشاری افقی ناشی
١. Stub
٢. Punching
26 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
از خمش دال در دو جهت قرار دارد. این وضعیت تنش سه محوره باعث افزایش مقاومت برشی بتن م ی گردد . آزمایشات نشان
می دهند که مقاومت برشی دوطرفه در بتن به مراتب بیش از مقاومت یک طرفه می باشد. به همین علت تنش برشی مق اوم بتن در
مقطع بحرانی برای برش دو طرفه طبق رابطه زیر محاسبه م یشود.
(14-2 )
که در آن :
نسبت ضلع بزرگ مقطع ستون به ضلع کوچک آن. :bc
مقاومت 28 روزه نمونه استوانه ای بر حسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و : fc¢
برش قابل تحمل توسط بتن بر حسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد. :vc
تنش اسمی نهایی در مقطع بحرانی را م یتوان از رابطه زیر محاسبه کرد.
(15-2)
b d
Vn
vb d
V
vn u
°
=
f °
=
که در آن :
نیروی برشی نهایی برحسب کیلوگرم :Vu
0 در نظر گرفته می شود. / : ضریب کاهش ظرفیت که برابر 85
محیط مقطع بحرانی برحسب سانتی متر : b0
ارتفاع مؤثر فونداسیون بر حسب سانتی متر و : d
تنش برشی اسمی در مقطع بحرانی برحسب کیلوگرم بر سانت یمتر مربع می باشد. : vn
باشد. علاوه بر برش vc باید کوچکتر یا مساوی vn ، در صورتی که نخواهیم هیچ گونه آرماتور برشی در فونداسیون تعبیه نمائیم
از بر ستون باید کنترل گردد. تنش برشی اسمی نهایی در این d 11 ) به فاصله - شکل 2 ) ef دوطرفه، برش یک طرفه نیز در مقطع
مقطع برابر است با :
(16-2)
bd
Vn
vbd
Vu
vn =
f
=
عرض فونداسیون برحسب سانتی متر : b
ارتفاع مؤثر فونداسیون برحسب سانتی متر :d
11 ) و - بدست می آید (شکل 2 efgh در سطح qu نیروی برشی نهایی برحسب کیلوگرم که از حاصلضرب :Vu
تنش برشی اسمی نهایی برحسب کیلوگرم می باشد. :Vn
تنش برشی قابل تحمل توسط بتن در برش یک طرفه از رابطه زیر محاسبه م یشود :
(17-2) Vc = 0.53 fc¢
v f
) fc . fc
c
vc . ( ¢ £ ¢
b
= 0 53 1+ 2 1 06
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
27
16 باید به - 15 و 2 - بدست آمده از روابط 2 vn از آنجایی که در طراحی ف ونداسیون ها از آرماتورهای برشی استفاده نم یشود
17 کوچکتر باشند. ضخامت فونداسیون روی میلگردهای تحتانی نباید از 15 سانتیمتر - 14 و 2 - محاسبه شده از روابط 2 vc ترتیب از
برای فونداسیون های متکی بر خاک و 30 سانتیمتر برای فونداسیو نهای واقع بر شمع کمتر باشد .
-2-4-1-3-2 خمش
در هر مقطع دلخواه از بالشتک فونداسیون ، لنگر خمشی ایجاد شده براثر فشار خاک زیر فونداسیون را م ی توان به راحتی با استفاده
ناشی می شود. با داشتن abcd مؤثر برسطح qu از فشار ، cd 12 ) لنگر خمشی در مقطع - از اصول استاتیک محاسبه کرد . در شکل ( 2
نیز قابل محاسب هاند. y را بدست آورد. بطور مشابه میلگردهای امتداد x این لنگر می توان میلگردهای خمشی لازم درامتداد
12 : مقاطع بحرانی برای محاسبه خمش - شکل 2
آرماتورهای خمشی در هر مقطع دلخواه را می توان از روابط زیر بدست آورد .
bd (18-2)
. fcbd
Mn
f y
As . fc
ú ú ú
û
ù
ê ê ê
ë
é
¢
- -
¢
=
0 425 2
0 85 1 1
= , m = 0.9
m
Mu
Mn f
f
(19-2)
در روابط فوق :
لنگر خمشی اسمی قابل تحمل توسط مقطع برحسب کیلوگرم  سانت یمتر : Mn
لنگر خمشی نهایی برحسب کیلوگرم  سانتیمتر : Mu
مقاومت فشاری بتن 28 روزه برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع : f¢c
مقاومت جاری شدن میلگردها برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع : fy
عرض فونداسیون برحسب سانتیمتر و : b
سطح مقطع میلگردها برحسب سانتیمتر مربع می باشد. : As
0,002 بیشتر باشد. در غیر اینصورت حداقل پیشنهاد bd بدست آمده از رابطه فوق باید از حداقل آرماتور حرارتی مورد نیاز یعنی As
شده مورد استفاده قرار می گیرد.
-3-4-1-3-2 فشار و کشش
28 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
لازم است نیروی فشاری اعمال شده روی پدستال از مقدار مقاومت فشاری مقطع بیشتر نشود . مقاومت فشاری مجاز مقطع
پدستال از جمع مقاومت فشاری بتن، ریشه و آرماتور موجود در آن بدست م یآید.
در فونداسیو نهای تحت کشش، از مقاومت کششی بتن صرف نظر شده و نیروی کششی توسط ریشه و آرماتورها تأمین م یشود.
در تعیین تعداد و طول آرماتورهای مورد نیاز در مقاطع مختلف، لازم است طول گیرداری مناسب ب ا توجه به فشاری یا کششی
بودن آرماتورها تأمین شود.
-2-3-2 فونداسیون منفرد استوانه ای
کلیات طراحی ف ونداسیون های استوانه ای مانند کنترل واژگونی، کنترل فشار خاک، کنترل نیروهای بالابرنده و روابط طراحی
سازه ای همانند مطالب ذکرشده برای فونداسیون های منفرد با بالشتک است. در این قسمت روشهای محاسبه نیروهای وارد بر این
فونداسیون ها آمده است. فونداسیون استوانه ای تحت تأثیر بار جانبی مانند یک عضو صلب منفرد عمل م یکند و می توان آن را مثل
یک تیر فرض نمود که در خاک الاستیک مدفون و در انتها ثابت شده است . تحلیل دقیق این فونداسیو ن مستلزم بررسی برهم کنش
بین سازه و خاک و تعیین ضریب واکنش بستر بوده که برای طراحی عادی مشکل و پیچیده است. از این رو از فرضیاتی جهت ساده
شدن تحلیل استفاده م یگردد. این فرضیات عبارتند از :
الف  فونداسیون کاملاً صلب است و مقاومت خاک با عمق بصورت خطی تغییر م یکند.
ب  فشار وارد به فونداسیون در عمق معین از حاصلضرب فشارخاک و تغییر شکل فونداسیون بدست می آید.
ج  دیاگرام فشار اعمال شده برای عرض واحد بشکل سهمی است.
13 : فونداسیون استوانه ای و دیاگرام فشار و تغییر شکل در آن - شکل 2
فشار جانبی مجاز خاک با استفاده از نتایج آزمایشات مکانیک خاک در نظر گرفته خواهد شد.
دیاگرام فشار
اعمال شده
مقاومت خاک تغییر شکل
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
29
در اعماق مختلف می توان از روابط زیر استفاده کرد: (P) برای تعیین فشار وارد بر فونداسیون
P = bz + cz2 (20-2)
(21-2) H
z = y
Q (22-2)
A A A A
A A ( H h )
c
1 4 2 3
3 1 0
-
- +
Q و =
A A A A
A ( H h ) A
b
1 4 2 3
2 0 4
-
+ -
=
که در آنها:
) DH (23-2)
H
A H( H h h
2
1
6
1
2
1
3
1
2
3
1 = m - + +
) DH (24-2)
H
A H( H h h
3
1
12
1
3
1
4
1
3
4
2 = m - + +
2 (25-2)
3
4
2
3
2
3 6
1
12
1
6
1
6
1
12
1 ) DH
H
h
H
A = mH ( H - h + h - +
2 (26-2)
4
5
3
4
2
4 12
1
20
1
12
1
12
1
20
1 ) DH
H
h
H
A = mH ( H - h + h - +
(27-2) H h
D D
-
¢ -
m =
برای محاسبه فشارهای ماکزیمم و موقعیت آنها م یتوان روابط زیر را بکار برد :
(28-2) c
x = - b
P2 = b + c (29-2) c و
P b
4
2
1 = -
نیز از روابط زیر بدست می آید: (M) لنگر خمشی
M = ( DH z )b + ( DH z )c + Q( zH + h0 ), z £ h/H (30-2)
2 3 2 4
12
1
6
1
(31-2)
) DH z c Q( zH h ), z h/H
H
z h
H
H ( Hz hz h
) DH z b
H
z h
H
M H ( Hz hz h
2 + + ³
ú úû
ù
ê êë
é
m - + - +
+
ú úû
ù
ê êë
é
= m - + - +
0
2 4
4
5
3
4
5 4
2 3
3
4
2
3
2 4 3
12
1
20
1
12
1
12
1
20
1
6
1
12
1
6
1
6
1
12
1
13 ) نشان داده شده اند. - در شکل ( 2 h0 , D¢ , D , H ,Q پارامترهای
-3-3-2 ریشه داخل بتن
ریشه و کلیت های آن در فونداسیون بتنی باید در مقابل بارهای وارد از برج ایستادگی کند . مقاومت ریشه با در نظر گرفتن عوامل
زیر بررسی می گردد.
30 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
(Sa) - مقاومت چسبندگی ریشه و بتن
(Sb) - مقاومت باربری کلیت
(Ssc) - مقاومت برشی بتن تحت فشار وارد از برج
(Ssu) - مقاومت برشی بتن تحت کشش وارد از برج
(SB) - مقاومت پیچ های اتصال کلیت به ریشه
برای کنترل نیروهای وارد بر ریشه روابط زیر باید برقرار باشد.
> 1 (32-2)
+
C
Sa Sb
>1 (33-2)
+
T
Sa Sb
>1 (34-2)
+
T
Sa SB
>1 (35-2)
¢ +
C
S a Ssc
>1 (36-2)
¢ +
T
S a Ssu
نیروی فشاری وارده از برج :C
نیروی کششی وارده از برج :T
مقاومت چسبندگی ریشه در طول موثر برای حالت برش بتن تحت فشار و :S¢a
مقاومت چسبندگی ریشه در طول موثر برای حالت برش بتن تحت کشش می باشد. :S¢a
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
31
-4-3-2 فلوچارت طراحی
به طور کلی فلوچارت طراحی یک فونداسیون را م یتوان به شکل زیر نمایش داد:
شروع طراحی
محاسبه بارهای وارده
بار فشاری وارد بر فونداسیون از پایه برج بار کششی وارد بر فونداسیون از پایه برج مجموعه بارهای افقی وارد بر فونداسیون
مشخصات مربوط به خاک، سنگ، بتن و فولاد
کیفیت خاک وزن مخصوص مربوط به مقاومت نهایی بتن، اصطکاک جانبی بتن زاویه مخروطی خشک یا اشباع
بتن، سنگ و خاک سنگ، خاک و فولاد بتن- سنگ و بتن- خاک سنگ و خاک بودن زمین
نیروی کششی نیروی فشاری نیروی افقی وزن واحد حجم خاک زاویه مخروطی خاک اصطکاک جانبی خاک و بتن
تعیین ابعاد
نیروی حاصل از نیروی حاصل از نیروی کششی نیروی فشاری وزن خاک موثر نیروی لازم برای نیروی اصطکاک بتن
باربری زمین لنگر نیروی افقی زیر فونداسیون بریدن تحت زاویه خاک (سنگ) و سطح
زیرپی برش تماس جانبی بتن
تعیین ضخامت
تنش برشی ایجاد شده تنش نهایی برش بتن مقاومت فشاری بتن فشار خاک زیر فونداسیون
تعیین عمق
تعیین آرماتورها
32 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
-4-2 مثالهای کاربردی
-1-4-2 مثال اول
14 ) موجود است. این فونداسیون برای یک پایه زاوی ه ای در یک خط - -1-4-2 فونداسیونی با بالشتک مربعی مطابق شکل ( 2
7) برای حالت های عادی و پارگی هادی ها ارائه - 132 کیلوولت دومداره به کار رفته است . نیروهای وارد بر فونداسیون در جدول ( 2
شده است . مطلوبست کنترل های مورد نیاز برای کفایت فونداسیون، خاک از نوع ماسه نیمه متراکم با وزن مخصوص
1 7 3
m
و تنش مجاز 3 2 j = 30° ، g = . t
cm
qa kg می باشد. ضرایب بار برای شرایط عادی و پارگی هادی ها به ترتیب 2 و =
1/5 در نظر گرفته می شوند.
7: نیروهای وارد بر فونداسیون - جدول 2
مقادیر نیروها (تن)
نوع بار
(× 1/ پارگی هادی ها ( 5 (× شرایط عادی ( 2
45 قائم 40
30 بالابرنده 25
2/5 0/ برش در جهت عرضی 33
1/ برش در جهت طولی __ 6
8: نیروهای ضریب دار - جدول 2
مقادیر نیروها (تن)
نوع بار
شرایط عادی پارگی هادی ها
67/5 قائم 80
45 بالابرنده 50
3/75 0/ برش در جهت عرضی 66
2/ برش در جهت طولی __ 4
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
33
14 : فونداسیون به کار رفته برای خط 132 کیلوولت دومداره - شکل 2
الف) کنترل واژگونی:
باتوجه به ابعاد داده شده در شکل داریم:
B = 1.7m
D = 2.25 + 0.75 = 3.0m
0.567
3.0
1.7
D
B = =
و 0.567 j = 30° 9) برای - با استفاده از شکل ( 2
D
داریم: B =
. V 1.32 ( 3.0)3 . m3
D
V 1 32 35 64 3
= Þ = ´ =
W 35.64 1.7 60.588 ton s وزن مخروط خاکی = ´ =
[ ]
2.5 (0.4) 0.25 1.246 ton
(1.7) (0.4) 1.7 0.4 0.05 (1.7)
3
W (2.5 1.7) (0.4) 2.25 0.75
2
2 2 2 2
f
+ ´ ´ =
úû
ù
êë
= - é ´ + + + ´ + ´
2 :(6- رابطه ( 2
6
5
3
1
0 67 W
z
k
b
Py Hx bc
. £
-
+ -
= اضافه وزن فونداسیون
34 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
0.508 m : 5) داریم - در شکل ( 2
2
2
1.7 0.8
6
5
2
2
b k
6
5
y =
´ -
=
-
=
[ (1.7) 0.4 1.7 0.4 ] 0.05 (1.7) 5.88 ton
3
W 2.5 (0.4)2 2.5 0.75 2 2 2
c = úû
ù
êë
= وزن فونداسیون = é ´ + + + ´ + ´
W Ws Wf Wc 60.588 1.246 5.88 55.954 ton = وزن خاک = + - = + - =
19.34 ton : بارگذاری عادی
2
1.7 0.8
6
5
1.7 5.88
3
60 0.508 0.66 3.30 1
0.67 =
´ -
´ + ´ - ´ ´
25.06 ton : پارگی هاد یها
2
1.7 0.8
6
5
1.7 5.88
3
57 0.508 3.75 3.3 1
0.67 =
´ -
´ + ´ - ´ ´
27.98 ton 25.06 ton o.k.
2
55.954
2
W = = >
ب) کنترل حداکثر فشار وارد بر خاک (بارهای بدون ضریب)
W¢ = (1.7)2 ´1.7 = 4.913 ton
0.024 m : بارگذاری عادی
40 4.913 1.246
0.33 3.3
Q
M
e =
+ +
´
= =
0.161 m : پارگی هاد یها
45 4.913 1.246
2.5 3.3
Q
e M =
+ +
´
= =
6
1
0.095
1.7
0.161
B
e = = <
cm2 o.k.
cm2 3 kg
m2 2.78 kg
27.79 t
)
1.7
6 0.077
(1.7)2 (1
45 4.913 1.246
)
B
6e
(1
BL
Q
qmax
= = <
´
+
+ +
Þ = + =
ج) کنترل نیروهای بالا برنده:
FS :(11- رابطه ( 2
W W
P + c
£
51.53 ton 50 ton o.k.
1.2
55.954 5.88
FS
W W
FS 1.2 c = >
+
=
+
= Þ
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
35
-2 مثال دوم -4-2
مطلوب است طراحی یک فونداسیون استوانه ای با مشخصات زیر:
15 : فونداسیون استوانه ای - شکل 2
١
٢
٣
36 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
الف - محاسبه پارامترهای مهم :
12 2 1131 2
4
2 3142
4
. ( . ) . m
π d Ad
سطح مقطع فونداسیون در بالا : Ad = Þ = ´ =
16 2 2 011 2
4
2 3142
4
. ( . ) . m
π Db Af
سطح مقطع فونداسیون در پائین : Af = Þ = ´ =
قطر مخروط گسیختگی خاک در سطح زمین :Du = Db + 2Dt .tanqÞDu =1.6+ 2´4.50´tan30o = 6.796
ب - محاسبۀ حجم و وزن بتن :
( بالای تراز ( 1 : Vc1 = Ad .h1 ÞVc1 = 1.131´0.3 = 0.339 m3
( بین تراز ( 1)و( 2 : Vc2 = Ad .D f ÞVc2 = 1.131´0.3 = 0.339 m3
o
( بین تراز ( 2)و ( 3 : Vc3 = Ad .Ho ÞVc3 = 1.131´4.1 = 4.637 m3
( 1.6 ) : پائین تراز ( 3 )2 1.6 1.2 (1.2)2 0.620 m3
12
3.141 0.4
(Db )2 Dbd d 2 Vc4
12
πh
c4 V = + ´ + ´ ´ = Þ + + = ÷
ø
ö ç
è
æ
÷ø ö
çè æ
حجم بتن ) )Vc =Vc1 +Vc2 +Vc3 +Vc4 ÞVc = 0.339 +0.339 + 4.637 +0.620 = 5.935m3
Wcc =Vc .γcc ÞWcc = 5.935´2.4 = 14.244 ton
Wct =Vc .γct ÞWcc = 5.935´1.6 = 9.496 ton
ج - محاسبۀ حجم و وزن خاک :
[ (1.6)2 1.6 6.796 (6.796)2 ] 5.257 64.980 m3
12
3.142 4.5
Vst
2 ) Vc
2 Db .Du Du
(Db
12
πDt
Vst
Vst Af .Dt Vc Vst 2.011 4.50 5.257 3.793 m3
Vsc Af .Dc Vc 2.011 4.80 5.596 4.057 m3
Vc Vc3 Vc4 Vc 4.637 0.620 5.257 m3
Vc Vc2 Vc3 Vc4 Vc 0.339 4.637 0.620 5.596 m3
´ + ´ + - =
´
=
¢ = + + - ¢ Þ
¢ = - ¢ Þ ¢ = ´ - =
= - ¢ Þ = ´ - =
¢ = + Þ ¢ = + =
¢ = + + Þ ¢ = + + =
Vsc
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
37
Wst Vst .γst Wst 64.980 1.26 81.875 ton
Wst Vst .γst Wst 3.793 1.26 4.779 ton
Wsc Vsc .γsc Wsc 4.057 1.9 7.70 ton
= Þ = ´ =
¢ = ¢ Þ ¢ = ´ =
= Þ = ´ = 8
د- کنترل نیروهای فشاری :
1.122
157.299 14.244 7.708
FS 100 2.011
C Wcc Wsc
quc .Af
FS =
+ +
Þ = ´
+ +
=
ه- کنترل نیروهای بالابرنده :
3.383
91.148
. . . . .
FS3
T
.Db . .Dt Wct Wst
FS3
1.431
91.148
116.115 9.496 4.779
FS2
T
Rs Wct Wst
FS2
2 /2 Rs tan2( ) 3.142 1.6 1.26 (4.5)2 /2 116.115 ton
Rs (1 tan2Φ).π.Db .γst .Dt
1.002
91.148
9.496 81.875
FS1
T
Wct Wst
FS1
=
´ ´ ´ + +
Þ =
p t + + ¢
=
=
+ +
Þ =
+ + ¢
=
= + Þ = + ´ ´ ´ ´ =
Þ = + =
+
=
úû
ù
êë
é
3 142 1 6 13 4 5 9 496 4 779
1 42
و- کنترل نیروهای جانبی :
Qp = H 2f + Hs2 ÞQp = 25.6742 + 21.3022 = 33.361 kg
1 0
0 4
1 6 1 2 .
.
. .
h
Db d =
-
Þm =
-
m =
38 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
2.778
2
1.2 4.5
6 (4.5)2
(4.10)3
2
4.10
3
4.5
A1 1.0 4.5
2
d.Dt
2
6Dt
3
H0
2
H0
3
Dt
A1 μ.Dt =
´
+
´
+ - ´ ´ = Þ + + - = ÷
÷
ø
ö
ç ç
è
æ
÷ ÷ ÷
ø
ö
ç ç ç
è
æ
1.875
3
1.2 4.5
12 4.53
(4.10)4
3
4.10
4
A2 1.0 4.5 4.5
3
d.Dt
3
12Dt
4
H0
3
H0
4
Dt
A2 μ.Dt . =
´
+
÷ ÷
ø
ö
ç ç
è
æ
´
+ Þ = ´ ´ - +
÷ ÷ ÷
ø
ö
ç ç ç
è
æ
= - +
4.060
6
1.2 4.52
12 4.53
(4.10)4
6 4.52
(4.10)3
6
4.10
12
A3 1.0 4.52 4.5
6
d.D2t
3
12Dt
H 4
2
6Dt
H 3
6
H
12
A3 μ.D2t . Dt
=
´
+
÷ ÷
ø
ö
ç ç
è
æ
´
+
´
= ´ ´ - +
+ Þ
÷ ÷ ÷
ø
ö
ç ç ç
è
æ
= - o + o - o
d f Dt .k d f 4.50 0.372 1.674 m
0.372
2 174.473
129.769
K
2c
b
K
33.361 174.473
2.778 2.035 1.875 4.060
2.778 5.15 4.060
QP c
A1.A4 A2 .A3
A1.H A3
c
33.361 129.769
2.778 2.035 1.875 4.060
1.875 5.15 2.035
Qp b
A1.A4 A2 .A3
A2 .H A4
b
2.035
12
1.2 ( 4.5)2
20 4.54
(4.10)5
12 4.53
(4.10)4
12
4.10
20
A4 1.0 ( 4.5)2 4.5
12
2
d.Dt
4
20Dt
H 5
3
12Dt
H 4
12
H
20
2 . Dt
A4 μ.Dt
= Þ = ´ =
=
´
-
= - Þ = -
´ =
´ - ´
´ -
Þ = -
-
-
= -
´ = -
´ - ´
´ -
Þ =
-
-
=
=
´
+
÷ ÷
ø
ö
ç ç
è
æ
´
-
´
= ´ ´ - +
+ Þ
÷ ÷ ÷
ø
ö
ç ç ç
è
æ
= - ° + ° -
1.575
24.130
37.999
FS
max
Ph
ph
q
FS
q ph (k p .Sk ka ).d f .γsc q ph (5.045 2.406 0.198) 1.674 1.9 37.977 ton/m2
2.406
1.2
4.5
1 0.375
k
S
d
t
D
1 0.375
k
S
) 5.045
2
42
) k p tan2(45
2
φ
k p tan2(45
) 0.198
2
42
tan2(45
a
) k
2
φ
tan2(45
a
k
Phmax b.k c.k2 Phmax 129.769 0.372 174.473 0.3722 24.130t/m2
= Þ = =
= - Þ = ´ - ´ ´ =
= + Þ = + ´ =
= + Þ = + =
= - Þ = - =
= + Þ = - ´ + ´ = -
(عمقی که فشار خاک در آن ماکزیمم است)
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
39
ز- محاسبه آرماتورهای مورد نیاز :
ï ï ï
î
ï ï ï
í
ì
Þ
= = + +
= + + +
2 3
3 4
2 3
0 6 12
2 2
2
1
2
1
dbD y dcD y
Qp .Dt
dy
V dM
M Qp( h Dt y) dbD y dcD y
t t
ï ï ï
î
ï ï ï
í
ì
Þ
´ ´
+
´ - ´
= ´ +
´ ´
+
´ - ´
= ´ + +
3
2
2
2
4
2
3
2
y
3
y 1.2 174.473 (4.5)
2
V 33.361 4.5 1.2 ( 129.769) (4.5)
y
12
y 1.2 174.473 (4.5)
6
M 33.361 (0.30 4.5y) 1.2 ( 129.769) (4.5)
ïî
ïí
ì
= - +
Þ
= ´ + - +
2 3
3 4
V 150.125 1576.693y 1413.231y
M 33.361 (0.30 4.5y) 525.564y 353.308y
d 6 cm
T T (Vc1 Vc2 Ad .ym ).γct T 91.148 (0.339 0.339 1.131 1.71) 2.4 84.879 ton
33.361 (0.30 4.5 0.380) 525.564 0.380 353.308 0.380 45.584 ton.m
V 150.125 1576.693y 1413.231y 0 y 0.380 m, ym 0.380 4.5 1.71 m
3 4
max
2 3
M
¢ =
¢ = - + + Þ ¢ = - + + ´ ´ =
= ´ + ´ - ´ + ´ =
= - + = Þ = = ´ =
3871 kg/cm Fu 4000 kg/cm o.k
65.538 (114 6)
4 45.584 10
65.538
84.879 1000
fs
ΣAs .(d 2d )
4Mmax
ΣAs
T
fs
65.538 cm2
2 2
5
AS
= < =
´ -
Þ = ´ + ´ ´
- ¢
+
¢
=
=
(نیروی کششی در تراز لنگر حداکثر)
40 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
1: محاسبات شمع - پیوست 2
در نقاطی که به علت زیاد بودن نیروها و یا ضعف مقاومت خاک، استفاده از فونداسیو نهای معمولی با ابعاد متعارف امکان پذیر
نباشد، از فونداسیو نهای عمیق (شمع ها) استفاده می شود.
شمع ها عمدتاً برای تحمل نیروهای فشاری و کششی وارد بر آنها طرح می شوند. تحت نیروهای جانبی تغییر مک ان بالای شمع
نیز باید کنترل گردد تا از مقادیر مجاز تجاوز نکند.
ظرفیت باربری نهایی شمع را م یتوان مجموع ظرفیت باربری نوک شمع و ظرفیت باربری اصطکاک جلدی شمع در نظر گرفت :
Qu = Qp + Qs (37 -2)
که در آن :
ظرفیت باربری نهایی شمع :Qu
ظرفیت باربری نوک شمع و :QP
ظرفیت باربری اصطکاکی جدار شمع (ظرفیت باربری جلدی) می باشد. :QS
روش محاسبه این مقادیر در ادامه شرح داده می شود.
(QP) - ظرفیت باربری نوک شمع
ظرفیت باربری نهایی واحد سطح نوک شمع عبارت است از :
* ( 38 -2)
q N q *
c q p = cN + ¢
استفاده شده است. با توجه به رابطۀ فوق q¢ از q توجه شود که در رابطه فوق برای تأکید در استفاده از تنش مؤثر قائم ، به جای
ظرفیت باربری نوک شمع بصورت زیر در می آید :
Q A q A ( cN q Nq ) (39 -2)
*c
P = P p = P + ¢ *
که در آن :
سطح مقطع نوک شمع برحسب سانتیمتر مربع :Ap
چسبندگی خاکی که نوک شمع بر آن متکی است برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع :c
ظرفیت باربری نهایی واحد سطح نوک شمع برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و : qp
ضرایب ظرفیت باربری می باشند. : Nc* , Nq*
روشهای متعددی شامل روش مایرهوف ، روش وسیک و روش جانبو وجود دارد. Nc* , Nq* برای تعیین ضرایب ظرفیت باربری
لازم بذکر است که طراح جهت تعیین ظرفیت باربری مختار به استفاد ه از تمامی روش های فو قالذکر بوده که در این گزارش تنها
به تشریح روش وسیک پرداخته شده است.
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
41
روش وسیک
باتوجه به این روش، بر اساس پارامترهای تنش مؤثر، ظرفیت باربری نوک شمع از رابطه زیر بدست م یآید :
) 2 - 40 ( ) * N *
c QP A q A ( cN = P p = p + s¢o s
که در آن :
: تنش نرمال متوسط زمین (مؤثر) برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در تراز نوک شمع است که از رابطه زیر محاسبه
می شود:
)q (41 -2)
k
( ¢
+
s¢ =
3
1 2 o
o
: تنش قائم مؤثر در تراز نوک شمع برحسب
ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون که از رابطه زیر بدست می آید: : ko
= - f (42 -2) k° 1 sin
39 ) است که در آن: - 40 ) اصلاح شده رابطه ( 2 - توجه شود که رابطه ( 2
ko
*
Nq
N*
1 2
3
+
= s (43 -2)
براساس رابطه زیر تعیین می شود : Nc*
N = ( N* - )cot f (44 -2)
q c
* 1
داریم : Ns* برای
N* = f ( Irr ) (45 -2)
s
شاخص صلبیت کاهش یافته خاک است که برابر است با : Irr که در آن
(46 -2) + D
=
Ir
Ir
Irr
1
شاخص صلبیت خاک است که از رابطه زیر بدست می آید : : Ir
(47 -2) + ¢ f
=
+m + ¢ f
=
c q tan
G
( )(c q tan )
E
Ir s
s
s
2 1
در روابط فوق :
ضریب الاستیسیته خاک برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع : ES
ضریب پواسون خاک :ms
ضریب الاستیسیته برشی خاک ( مدول برشی) برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و :GS
: کرنش حجمی متوسط در ناحیه پلاستیک واقع در زیر نوک شمع می باشد. D
است و در نتیجه خواهیم داشت : D = در شرایطی که هی چگونه تغییر حجمی وجود نداشته باشد (ماسه متراکم و رس اشباع )، 0
Ir = I rr
ارائه شده Irr و f عدد پائینی) برای مقادیر مختلف زاویه اصطکاک داخلی ) Ns* عدد بالایی) و ) Nc* 9) مقادیر - در جدول ( 2
است .
so¢
q¢
42 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
( N ,N* ) 9: ضرایب ظرفیت باربری شالوده عمیق - جدول 2
c
*s
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
43
9 - ادامه جدول 2
44 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
(یعنی رس اشباع زهکشی نشده ) داریم : f برای 0=
1 (48 -2)
2
1
3
4 +
p
+ + = ) rr I (sin N*c
را می توان از آزمایشات تحکیم و سه محوری بر حسب تراز تنش مربوطه تخمین زد . برای محاسبات مقدماتی مقادیر Ir مقادیر
زیر قابل توصیه اند :
Ir 10 : مقادیر پیشنهادی برای - جدول 2
نوع خاک Ir
70-150 ماسه
50-100 لای و رس (زهکشی شده )
100-200 رس (زهکشی نشده )
QS - مقاومت اصطکاکی
مقاومت اصطکاکی یا جلدی شمع بصورت زیر تعریف می شود.
(49 -2)
که در آن :
محیط مقطع شمع برحسب سانتیمتر : p
ثابت فرض شده اند برحسب سانتیمتر f و p جزء طولی از شمع که در آن :DL
برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع م یباشد . z مقاومت اصطکاکی واحد سطح در عمق : f
الف- مقاومت اصطکاکی در ماسه
مقاومت اصطکاکی واحد سطح در هر عمق دلخواه شمع طبق رابطه زیر تعریف می شود :
(50 -2)
که در آن :
ضریب فشار جانبی خاک :K
تنش قائم مؤثر در عمق مورد نظر برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و : sv¢
: زاویه اصطکاک بین شمع و خاک می باشد. d
در بالای شمع و احتمالاً کمتر از ضریب فشار خاک Kp با عمق تغییر می کند و تقریباً مساوی ضریب فشار مقاوم رانکین K مقدار
در نوک شمع می باشد. مقدار آن بستگی به روش اجرا و کوبیدن شمع دارد. بر پایه نتایج موجود در ح ال حاضر، K در حالت سکون 0
به شرح زیر می باشند. K مقادیر متوسط قابل توصیه برای
K = k0 = 1 - sinf : برای شمع های حفاری شده و یا کوبیده شده با جت آب
برای شمع کوبیده شده با جابجائی کم :
0 حد پائین) ) K = k
0 حد بالا) ) K =1.4k
QS =åpDLf
f = Ks¢v tand
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
45
برای شمع های کوبیده شده با جابجائی زیاد :
0 حد پائین) ) K = k
0 حد بالا) ) K =1.8k
برای استفاده د ر روابط فوق با عمق شمع افزایش پیدا کرده و در عمقی حدود 15 تا 20 برابر قطر شمع به sv¢ تنش قائم مؤثر
16 ) نشان داده شده است. این طول بحرانی - مقدار حدی حداکثر خود می رسد و از آنجا به بعد ثابت می ماند. این مسئله در شکل ( 2
بستگی به عوامل متعددی نظیر زاویه اصطکاک داخلی و قابلی ت فشردگی و تراکم نسبی دارد . به طور محافظه کارانه آن را ،L¢
می توان مساوی مقدار زیر در نظر گرفت.
L¢ = 15D
0 نشان می دهد. در انتخاب مقدار آن، قضاوت مهندسی لازم است. / 8 f 0 تا / 5 f را بین d تحقیقات مختلف مقدار
16 : مقاومت اصطکاکی واحد سطح برای شمع در ماسه - شکل 2
مقدار مقاومت اصطکاکی متوسط واحد سطح برای شمع های کوبیده شده با جابجائی زیاد با استفاده از عدد نفوذ استاندارد طبق
رابطه زیر تعیین م یگردد :
(51 -2)
در رابطه فوق :
: عدد نفوذ استاندارد متوسط است.
ب- مقاومت اصطکاکی در خاکهای رسی
برای تعیین مقاومت اصطکاکی واحد سطح جانبی شمع در خاکهای رسی رو شهای متعددی توصیه شده است. در زیر یکی از
روشها را بطور خلاصه بررسی می کنیم.
fav( kN / m2 ) = 2N
N
46 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
l - روش
در این روش فرض می شود که جابجایی خاک به علت کوبیدن شمع، ایجاد فشار جانبی مقاوم در هر عمق می نماید و مقدار
مقاومت جلدی متوسط واحد سطح جانبی با استفاده از رابطه زیر قابل تعیین است.
(52 -2)
که در آن :
تنش قائم مؤثر متوسط برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برای کل طول مدفون شمع :sv¢
) برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع م یباشد. f مقاومت برشی زهکشی نشده متوسط (شرایط 0= :cu
17 ). در نتیجه مقاومت اصطکاکی کل را م یتوان با استفاده از رابطه - بر حسب عمق نفوذ شمع تغییر م یکند شکل ( 2 l مقدار
زیر تعیین نمود :
Qs = PLfav (53 -2)
که در آن :
محیط شمع برحسب سانتیمتر : p
طول شمع برحسب سانتیمتر و : L
مقاومت جلدی متوسط واحد سطح جانبی برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع م یباشد. : fav
¢ در خاکهای لایه بندی شده تعیین مقادیر
18 ) تشریح - باید با دقت توأم باشد . این مسئله را می توان با توجه به شکل ( 2 Cu ,σ V
برابر است با : Cu کرد. با توجه به این شکل، مقدار متوسط
(54 -2)
18 ) نیز تغییرات تنش مؤثر را با عمق نشان می دهد. مقدار تنش قائم مؤثر متوسط برابر است با : - شکل ( 2
(55 -2)
مساحتهای زیر نمودار تنش قائم مؤثر می باشند. A1,A2,A که در آن … , 3
- ظرفیت باربری مجاز شمع
پس از تعیین ظرفیت باربری نهایی شمع با جمع ظرفیت باربری نوک و ظرفیت مقاومت اصطکاکی با اعمال ضریب اطمینان
مناسب، ظرفیت باربری مجاز شمع بدست م یآید :
(56 -2)
که در آن :
ظرفیت باربری مجاز شمع بر حسب کیلوگرم بر سانتی متر مربع : Qall
ضریب اطمینان می باشد. : FS
2 تا 4 می باشد. / مقدار ضریب اطمینان مورد استفاده برحسب عدم قطعی تهای موجود در محاسبه ظرفیت باربری نهایی بین 5
fav = l( sv¢ + 2cu )
L
cu(1)L1 + cu(2)L2 + ...
L
A1 A2 A3 ...
σv
+ + +
¢ =
FS
Qu
Qall =
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
47
برحسب عمق نفوذ شمع l 17 : مقدار - شکل 2
در خاکهای لایه بندی شده s¢v و CU 18 : محاسبه - شکل 2
48 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
- اثر گروهی شمع بر روی ظرفیت باربری شم عها
معمولاً شمع ها بصورت گروهی به کار می روند. به این ترتیب که یک فونداسیون یا سر شمع در بالای آنها قرار گرفته و بارها را
به شمع ها منتقل می کند. با توجه به تأثیری که شمع بر خاک اطر اف خود دارد، امکان تداخل این اثرات در گروه شمع وجود داشته و
باعث کم شدن مقاومت نهایی گروه شمع خواهد شد.
برای منظور کردن این اثر در خاکهای چسبنده می توان کسری از مقاومت نهایی مجموع شمع ها در گروه را با استفاده از رابطه
زیر در نظر گرفت:
(57 -2)
)
mn
( ( n 1)m (m 1)n
90
1
1
a - + -
+
h =
s ، تعداد ردی فهای شمع در دو جهت m و n که در آن
فاصله مرکز تا مرکز s قطر شمع ها و d ، بر حسب درجه a = tan-1 d
شمع ها می باشد.
در صورتی که حداقل ف اصله بدست آمده از رابطه زیر برای محور تا محور شمع ها رعایت شود، نیازی به وارد کردن اثر گروه
شمع ها نیست:
(58 -2) 2
S =1.5 d.L
قطر دایر های با سطحی معادل سطح مقطع شمع م یباشد. d طول شمع و L که در آن
-5 مثال کاربردی
طراحی یک شمع با اطلاعات زیر مورد نظر است :
الف – بارهای وارده
285 تن / فشار : 90
261 تن / کشش : 80
12 تن / برش : 96
ب- شرایط خاک
نوع خاک: رس نرم
1 تن بر مترمکعب / وزن مخصوص : 9
در نوک شمع : 5
نزدیک سطح زمین : 3
1 تن بر مترمربع / چسبندگی : 5
سطح آب : در سطح زمین
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
49
ج – شمع بتنی
40cm ×40cm ×17 m : اندازه
تعداد : 16
حل :
الف- ظرفیت باربری نهایی
Q u = Q p + Q S
Q p = A P (c N*
c)
A p = 0,40 × 0,40 = 0,16 m 2
c = 1,5 t/m 2
درنظر گرفت : Ir برای رس زهکشی نشده بطور متوسط م یتوان مقدار زیر را برای
1 Ir Δ
I r
Irr
150
2
100 200
Ir
+
=
= + =
است و خواهیم داشت : Δ = از آنجایی که رس، اشباع می باشد 0
Irr = Ir = 150
1 10.58
2 π
(ln150 1)
3
4 *
c 1 N
2 π
(lnIrr 1)
3
4 *
cN = + + + = = + + + =
Q p = 0,16 × 1,5× 10,58 = 2,54
Q S = pLf av
p = 4 × 0,4 =1,6 m
L = 17,0 m
fav ( v + 2cu
¢
= l s
λ= 0,22 (17- (از شکل 2
7.82 ton/m2
2
σv¢ = (1.9 - 0.98)´ 17.0 =
f av =0,22 × (7,82 + 2 × 1,5) = 2,38 ton / m2
50 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
Qs= 1,6 × 17,0 × 2,38 = 64,74 ton
Q u = 2,54 + 64,74 = 67,28 ton
ب- ظرفیت باربری مجاز
44.85 ton
1.5
67.28
Qa
FS
Qu
Qa = Þ = =
و وزن شمع مؤثر خواهد بود: Qs برای نیروهای بالابرنده فقط
1.5
Qs Wp
Qa
+
¢ =
Wp که در آن
وزن شمع می باشد . بدین ترتیب :
47.51
1.5
64.74 0.42 17.0 2.4
Qa¢ = + ´ ´ =
ج - ترتیب قرارگیری شم عها
58 ) در صورتی که حداقل فاصله زیر برای شم عها رعایت شود، نیازی به وارد کردن اثر گروه شمع نیست. - طبق رابطه ( 2
2
s = 1.5 d.L
π ´r 2 = (0.40)2 Þr = 0.2257 m
L =13,5 m
s = 1.5´ 0.2257´13.5 = 2.62 m
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
51
19 : ترتیب قرارگیری شمع ها - شکل 2
د- مقاومت فشاری :
فشار بوجود آمده در هر شمع از رابطۀ زیر محاسبه می شود :
å=
+ +
+ +
= n
j 1
2
x j
M.xi
Wp
n
C Wc Ws
Rc,i (59-2)
که در آن :
نیروی فشاری بر حسب تن، : C
وزن بتن بر حسب تن، :Wc
وزن خاک روی سر شمع بر حسب تن، : Ws
تعداد شمع ها : n
وزن شمع بر حسب تن، : WP
لنگر واژگونی ناشی از برش بر حسب تن متر و : M
فاصله از مرکز سطح سر شمع بر حسب متر می باشد. : x i
52 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
20 : ابعاد سر شمع - شکل 2
3.93m
2
x1 7.86
= = 1.31m
2
x2 = 2.62 =
Vc1 = 8,86 2 × 1,0 = 78,50 m 3
(8.86 2 0.54 0.7 2 0.04) 14.12m3
3
1
Vc2 = ´ - ´ =
(0.72 1.05 0.52 0.75) 0.11m3
3
1
Vc3 = ´ - ´ =
Vc = 92,73 m 3
Wc = 92,73 × 2,4 = 222,55 t
Vs = 8,86 2 × 0,5 – 14,12 = 25,13 m 3
Ws = 25,13× 1,9 = 47,75 t
M = 12,96 × (1,5 + 0,4 ) = 24,62 t .m
å=
= + =
n
i 1
2 8(3.932 1.312 ) 137.29 m2
xi
فصل دوم _ طراحی فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو
53
42 ton/pile Qa 44.85ton o.k.
137.29
6.53 24.62 3.93
16
Rc1 = 285.9 + 222.55+47.75 + + ´ = á =
41.51 ton/pile Qa 44.85 ton o.k
137.29
6.53 24.62 1.31
16
Rc2 = 285.9 + 222.55 + 40.21 + + ´ = á =
ه- مقاومت در برابر نیروهای بالا برنده:
نیروی بالابرنده هر شمع را از رابطۀ زیر محاسبه م یکنیم :
å=
= - + n
j 1
2
x j
M.xi
n T
RTi (1 k) (60-2)
by py
by
R nR
R
k
+
= (61-2)
Rby Wc Ws= ¢ + ¢ (62-2)
که در آنها :
ضریب توزیع بار بالابرنده در سر شمع : k
مقاومت سرشمع در مقابل نیروی بالابرنده : Rby
مقاومت شمع در مقابل نیروی بالابرنده : Rpy
وزن بتن مستغرق و :Wc¢
وزن خاک مستغرق می باشد. :Ws¢
Rby= ( 2,4-0,98) × 92,73 + (1,9-0,98) × 25,13 = 154,80 ton
Rpy= 47,51
0.1692
154.80 16 47.51
k 154.80 =
+ ´
=
13.83 t Qa 47.51 ton o.k
137.29
24.62 1.31
16
R (1 0.1692) 261.80
14.30 t Qa 47.51 ton o.k
137.29
24.62 3.93
16
R (1 0.1692) 261.80
T2
T1
= - ´ + ´ = á ¢ =
= - ´ + ´ = á ¢ =
54 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
فصل سوم
ضوابط اجرایی فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
مقدمه
فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو عمدت ا از نوع بتن مس لح طراحی و اجرا می گردند. در این فصل ضوابط و مشخصات فنی لازم
جهت اجرای صحیح و کنترل فونداسیو نهای بتنی اجرا شده ارائه می گردد.
1-3 – کلیات
باتوجه به اینکه فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو عمدت ا در مسیرهای مختلف مانند مسیرهای کوهستانی، دشت، کویر، باتلاقی،
جنگلی و …. ، در شرایط متفاوت آب و هوائی اجرا می گردند، لازم است مشخصات ویژ های جهت اجرای صحیح آن و همچنین کنترل
طرحهای اجرا شده وجود داشته باشد تا نتایج مطلوب و قابل قبول حاصل گردد . هدف اصلی از تدوین این مشخصات فنی ایجاد
مرجعی جهت کنترل دقیق تر عملیات اجرائی فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو می باشد. مطالب مطرح شده در این مشخصات فنی
مشمول کلیه فونداسیو نهای خطوط انتقال نیرو خواهد بود.
-2-3 آئین نامه های معتبر
کلیه مباحثی که در این مشخصات فنی ذکر شده ملاحظات اجرائی آئی ننامه های زیر را برآورده نموده است.
توصیه های اجرایی برای انتخاب نسبت اختلاط بتن. -ACI211
. مشخصات فنی سازه های بتنی – فصول 16 و 17 -ACI301
توصیه های عملی برای بتن ریزی در هوای سرد. -ACI306
آئین نامه اجرایی تهیه جزئیات سازه ای بتن مسلح. -ACI315
آئین نامه سازه های بتن مسلح. -ACI318
توصیه های عملی برای بتن ریزی در هوای گرم. -ACI605
توصیه های عملی برای اندازه گیری مخلوط بتن و اجرای بتن ریزی. -ACI614
مشخصات فنی سازه های فولادی. -ASTM A36
مشخصات فنی میلگردهای فولادی آجدار. -ASTM A615
مشخصات فنی مصالح سنگی بتن. -ASTM C33
مشخصات فنی مخلوط بتن آماده استفاده. -ASTM C94
مشخصات فنی سیمان پرتلند. -ASTM C150
مشخصات فنی سیمان پرتلند هوازا. -ASTM C175
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
55
مشخصات فنی جوش آمریکا. -AWS
مقررات ملی ساختمان ایران ، مبحث 7 : پی و پی سازی
مقررات ملی ساختمان ایران ، مبحث 9 : طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه
-3-3 عملیات حفاری
-1-3-3 گودبرداری
عملیات گودبرداری فونداسیونها باید تا رسیدن به اندازه هائی که روی نقشه ها مشخص شده است ادامه یابد . حفاری چاله
فونداسیونهای بتنی استوانه ای به روشهای دستی و یا با استفاده از مته های دوار با اندازه های مشخص شده بر روی نقشه قابل قبول
است. در صورتی که بتن ریزی در مجاورت خاک دست نخورده عملی نباشد به هیچ وجه نباید از فونداسیون های استوان ه ای استفاده
نمود. محل های گودبرداری شده نباید برای مدتی بیشتر از آنچه برای اجرا لازم است باز بماند . در صورتی که عمق فونداسیون بیشتر
از آنچه بر روی نقشه های مشخص شده انجام شود اضافه خا کبرداری تا رسیدن به عمق مورد نظر باید با بتن ضعیف پر شود.
-2-3-3 ایمنی چاله ها
بمنظور جلوگیری از سقوط افراد و یا جانوران به داخل گودبرداریهای انجام شده، محلهای گودبرداری باید بوسیله حصاری از
طناب یا توری حفاظت شود . حصار انجام شده باید د ارای استحکام کافی باشد و با برخورد اشخاص و یا جانوران با آن دچار تخریب یا
پارگی نگردد.
-3-3-3 آب کشی
در صورتی که سطح آبهای زیرزمینی بقدری بالا باشد که در هنگام چال هکنی به آب برخورد کنیم این آبها باید بوسیله پمپ و یا
ایجاد زهکشی در مجاورت چال هها خارج گردد. در زمان انجام بت نریزی در کف چال هها نباید آب وجود داشته باشد.
-4-3-3 انفجار
- در مواردی که به صخره یا سنگ برخورد شود و سنگها را در موقع خاکبرداری نتوان توسط دست و یا تجهیزات حفاری
برداشت نمود در این صورت در محلهائی که این امکان باشد، انفجارهای محدود مجاز خواهد بود . در چنین شرایطی
می بایستی از حداقل خرج لازم برای منفجر کردن صخره یا سنگ سخت استفاده نمود به نحوی که مصالح کناره گودها
صدمه نبیند.
- عملیات انفجار فقط تحت راهنمایی و نظارت پیوسته افراد دارای تجربه کافی و گواهینامه حمل و استفاده از مواد منفجره
باید انجام شود . عملیات انفجار فقط پس از رعایت احتیاط لازم جهت حفظ جان اشخاص و ساختمانها و تأسیسات نزدیک به
محل مجاز م یباشد.
56 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
- استفاده از چاشنی الکتریکی برای مواد منفجره در نزدیکی خطوط نیرو مجاز نمی باشد. برای محترق کردن خرج از یک فتیله
با فیوز انفجاری استفاده می شود.
- از نگهداری چاشنی یا فیوز همراه با مواد منفجره در یک محل، انبار کردن و حمل آنها در یک وسیله نقلیه جد ا خودد اری
گردد. محل و طرح انبار مهمات ، نحوه حمل و نقل مواد منفجره و بطور کلی احتیاط لازم برای اجتناب از حوادث باید طبق
ضوابط منتشره (دستورالعمل آتشباری ایران) باشد.
-4-3 بتن
بتن مخلوطی است از سیمان پرتلند ،مصالح ریزدانه ،مصالح درشت دانه و آب.
شماره 211 طرح و انتخاب گردد . عمل اختلاط باید به نحوی انجام گیرد که بتنی ACI نسبت اختلاط بتن باید مطابق استاندارد
خمیری، یکنواخت و در عین حال دارای کارائی لازم و بدون تخلخل فراهم شود . برای جلوگیری از جداشدن ذرات به هنگام جابجائی
بتن، میزان اسلامپ به حداکثر 75 میلی متر محدود می گردد. مقاومت مورد نیاز بتن براساس شرایط و مشخصات طراحی فونداسیون
خواهد بود.
-5-3 مصالح بتن
مصالح تشکیل دهندة بتن عبارتند از: سیمان ، شن ، ماسه و آب
-1-5-3 سیمان
باشد . در I هوازا ) نوع ) C و یا 175 C شماره های 150 ASTM سیمان مصرفی در بتن باید از نوع پرتلند و طبق استانداردهای
V صورتی که میزان سولفات موجود در خاک بر اساس گزارش آزمایشگاه مکانیک خاک ازحد متعارف بیشتر باشد باید از سیمان تیپ
از لحاظ حفاظت میلگردها نامناسب V استفاده شود . در محیطهائی که علاوه بر سولفات به املاح کلر نیز آلوده است سیمان تیپ
است. درچنین مواردی که مسئله پایائی بتن در مقابل سولفاتها و حفاظت میلگردها در مقابل حمله نمکهای کلر به طور همزمان
می تواند مؤثر واقع شود. II مطرح باشد استفاده از سیمان پرتلند نوع
سیمان باید در کیسه های محکم ضدآب به کارگاه حمل شود . نگهداری سیمان باید در انبارهای سرپوشیده و کاملا خشک
صورت گیرد . در انبار سیمان مواد و مصالح دیگری نباید نگهداری شود . در انبارکردن کیسه های سیمان و جهت تحت فشار قرار
نگرفتن طبقات تحتانی، سیمان باید حداکثر در ردیفهای د ه تائی روی هم قرار گیرد. سیمانی که بیشتر از دو ماه در کارگاه انبار شود
باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرد . سیمانی که بواسطه عدم دقت در نگهداری یا هر علت دیگر فاسد شده باشد باید فور اً از
کارگاه خارج گردد.
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
57
-2-5-3 شن
شنی که برای ساخت بتن بکار می رود باید تمیز، سخت، بدون خاک و بدون خلل و فرج باشد . معدن شن باید قب لا به تائید
دستگاه نظارت رسیده باشد . شکل دانه های شن باید تقریب اً مکعبی باشد . سنگهائی که برای تهیه شن شکسته م ی شوند نباید دارای
1 تجاوز کند . - مقاومت فشاری کمتر از 300 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشند . دانه بندی شن نباید از حدود مشخص شده در جدول 3
شن ها باید در جای خشک، تمیز و سفت انبار شوند و طوری نگهداری گردند که از آب بار ان و مواد مضر دیگر درامان باشند. شن های
با اندازه های مختلف باید جداگانه نگهداری گردد.
بزرگترین اندازه مصالح سنگی نباید از هیچیک از مقادیر زیر بزرگتر باشد:
الف- یک پنجم کوچکترین فاصله بین قالبها
ب – سه چهارم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها
ج – یک سوم عمق پد فونداسیون بدون فولاد
58 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
1: دانه بندی شن - جدول 3
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
59
-3-5-3 ماسه
ماسه ای که برای ساخت بتن بکار میرود باید تمیز و از سنگهای سخت باشد . مقدار رس سیلت و خاک موجود در این ماسه
نباید از پنج درصد حجم آن تجاوز نماید . ماسه باید از ذراتی که اندازه آنها از پنج میلی متر کمتر و از نیم میل ی متر بیشتر باشد
2 باشد. - تشکیل گردد. بکاربردن ماسه های شیستی یا آهکی سست اکید اً ممنوع است. دانه بندی ماسه باید طبق جدول 3
2: دانه بندی ماسه - جدول 3
اندازه الکهای استاندارد با سوراخ مربع درصد وزنی رد شده از الکهای استاندارد
9/5 میلیمتر 100
95 تا 100 4/76
80 تا 100 2/38
50 تا 85 1/19
25 تا 60 0/6
10 تا 30 0/3
2 تا 10 0/15
باقیمانده مصالح بین هر دو الک متوالی جدول فوق نباید بیش از 45 % وزن کل نمونه باشد.
حداکثر لای و ذرات ریز در ماسه نباید از مقادیر زیر تجاوز نماید :
- در ماسه طبیعی یا ماسه بدست آمده از شن طبیعی 3 درصد حجم
- در ماسه تهیه شده از سنگ شکسته 10 درصد حجم
-4-5-3 آب
آبی که برای ساخت بتن بکار میرود باید تمیز، تازه بدون مواد شیمیائی و مواد آلی باشد. منبع تأمین آب باید به تائید دستگاه
نظارت برسد . آب مورد مصرف باید در مخازنی نگهداری شوند که از آلودگی با مواد مضر محافظت گردد . در حالتی کیفیت آب
مصرفی مورد تائید است که مقاومت فشاری نمونه بتن ساخته شده با آن حداقل 90 درصد نمونه بتن ساخته شده با آب مقطر باشد
بطور کلی آبهای آشامیدنی برای ساخت بتن بلامانع است.
-6 مخلوط کردن بتن -3
شمار ه 318 یا معادل آن عمل میکند، مخلوط گردد . حجم ACI مصالح بتن باید در تراک میکسری که مطابق آیین نامه
مصالحی که مخلوط می شود نباید از ظرفیت اعلام شده از جانب سازنده میکسر بیشتر باشد . هر میکسری باید مجهز به درجه
صحیح میزان آب باشدکه مقدارآب اضافه شده به بتن راپس از ترک بتن ساز 1 نشان دهد. مصالح بتن را باید آنقدر مخلوط کرد تا
توزیع آنها یکنواخت گردد و پیش از آنکه میکسر را مجدد ا پر کنند لازم است بطور کامل آنرا تخلیه نمود. زمان اختلاط بتن حداقل
١. Batching plant
60 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
0 متر مکعب اضافی باید 15 ثانیه به زمان فوق اضافه نمود . در / 0 متر مکعب م یباشد و برای هر 75 / یک دقیقه برای حجم تا 75
1 متر مکعب حداقل / 0 زمان اختلاط سپری گردد اضافه شود . در میکسرهای با حجم 5 / ضمن آب اختلاط باید قبل از آنکه 25
0 متر مکعب اضافه حجم آن افزایش داد. / زمان اختلاط را باید 15 ثانیه بازای هر 4
در صورتیکه دمای هوا بهنگام مخلوط کردن بتن از 5 درجه سانتیگراد کمتر شود، یا اگر احتمال داده شود که در طول
24 ساعت بعد از بتن ریزی دمای هوا کمتر از 5 درجه سانتیگراد گردد، لازم است تجهیزات کافی برای گرم کردن بتن در اختیار
داشته باشیم. هرگز نباید از مصالح یخ زده یا مصالح دارای یخ استفاده نمود.
دمای هر یک از مصالح و آب به هنگام ریختن در م یکسر به تنهائی نباید از 60 درجه سانتیگراد بیشتر باشد و هنگامی که
مصالح بتن در قالب ریخته شد دمای آنها باید بین 10 و 32 درجه سانتیگراد باشد.
بتن مخلوط شده توسط بتن ساز را می بایستی ظرف 90 دقیقه پس از اضافه کردن آب به مصالح به محل مصرف رسانده و
تخلیه نمود.
بهمراه هر بچ 2 بتن لازم است سازنده بتن برگه ای که درآن، زمان اضافه کردن آب قید شده است را ارسال نماید.
تولید و حمل بتنی که برای یک واحد سازه ای یکپارچ ه مصرف می شود باید به نحوی صورت گیرد که فاصله زمانی بین دو بچ
متوالی بیش از 20 دقیقه نباشد.
هنگامی که بر ای گرم کردن مصالح بتن از دمای مصنوعی استفاده می شود لازم است دقت کافی بعمل آید که از خشک شدن
بتن خیس جلوگیری بعمل آید.
-7-3 آزمایش بتن
به منظور کنترل کیفیت بتن، کلیه مصالح بتن به تفکیک و مخلوط بتن باید بطور متناوب (دوره ای )آزمایش شود . ضوابط
شماره 301 را به هنگام اجرای آزمایش مقاومت بتن و تعیین مقدار آن باید در نظر داشت و بکار برد. ACI آئین نامه
ضمناً می باید به تعدادکافی (حداقل 3 عدد) از بتن هر برج نمونه گیری شده و مورد آزمایش فشاری قرار گیرد.
مشخصات بتن در صورتی منطبق بر رده مورد قبول تلقی می شود که یکی از شرایط زیر برقرار باشد .
الف- در آزمایش فشاری سه نمونه متوالی، میانگین مقاومت آنها نباید کمتر از مقاومت مشخصه (در طراحی) باشد.
X1,2,3 ³ fck (1-3)
1/5 بیشتر از مقاومت مشخصه باشد و کوچکترین مقاومت نمونه ها از مقاومت MPa ب – متوسط مقاومتهای نمونه ها حداقل
4 کمتر نباشد. MPa مشخصه منهای
X ³ fck +1.5 MPa (2-3)
Xmin ³ fck - 4 MPa (3-3)
١. Batch
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
61
(MPa) مقاومت هر نمونه : X
و (Mpa) مقاومت مشخصه در طراحی : fck
می باشد. (MPa) متوسط مقاومت نمون هها : X
-8-3 حمل و نقل بتن
بتن را باید به صورتی ازمیکسر تامحل نهایی تخلیه انتقال داد که ازجداشدن دانه های آن از هم جلوگیری شود.
تجهیزاتی که برای شوت کردن، پمپ کردن یا حمل توسط هوای فشرده استفاده م یشود باید اندازه و طرحی را دارا باشد که
جریان پیوسته و عملی بتن ریزی را در انتهای کار بدون جداشدن ذرات از هم تضمین نماید .
-9-3 بتن ریزی
شماره 614 و این مشخصات فنی صورت پذیرد. ACI - کلیه عملیات بتن ریزی باید بر طبق ضواب طعملی آیین نامه
- قبل از اقدام به بتن ریزی باید از موقعیت صحیح آرماتورها، میل مهارها، استابها و کلیه قطعات مدفون در بتن اطمینان
حاصل کنیم. انجام عملیات بتن ریزی باید پس از بازدید ناظر مقیم از محل بت نریزی و تائید کتبی نامبرده صور تپذیرد.
- از وارد ساختن هر گونه ضربه و یا تحت فشار قراردادن قطعاتی که قسمتی از آن در داخل بتن قرار گرفت ه اند می بایستی
حداقل بمدت 12 ساعت بعد از بتن ریزی خودداری گردد.
- بتن را باید حتی الامکان در نزدیکترین محل به مکان استفاده از آن تخلیه کرد تا از جدا شدن ذرات در اثر جابجایی
1 متر ریخته شود . سرعت / جلوگیری بعمل آید . به هنگام بتن ریزی نباید اجازه داد که بتن از ارتفاعی بیش از 2
بتن ریزی باید به نحوی باشد که بتن همواره کیفیت خمیری خود را دارا باشد . بهیچوجه بتنی که قسمتی از آن سخت
شده و یا توسط مصالح خارجی فاسد گردیده نباید تخلیه نمود.
- تا حد ام کان می باید از تعبیه اتصالات اجرایی که در موقع قطع عملیات بتن ریزی و پیش از تکمیل بت نریزی یک قطعه
پیش می آید، در فونداسیونها جلوگیری نمود . در صورت ضرورت به اجرای بتن در چند مرحله می باید علاوه بر قطع بتن
در محلهای دارای حداقل تنش، تمهیدات لازم را برای چسب ندگی بتن با ایجاد پاشنه های برشی و چسب بتن، آرماتور و
غیره انجام داد.
- سطوح بیرونی کلیه فونداسیو ن ها باید تخته ماله زده شود . بلافاصله پس از جمع آوری قالبها ، کلیه بتنهای صدمه دیده و
معیوب باید تعمیر شده و یا برداشته شود و اصلاح گردد . فقط کارگران مجرب مجازند که تعمیرات بتن را انجام دهند .
بتنی که به خوبی ویبره نخورده است باید تخریب شود.
- برای پرکردن گوشه های کنده شده عمیق و با سطح کم باید از ملاتی که خمیری شکل و سفت و
2/ کم آب 1است استفاده شود . عمق قسمتی که برای وصله کاری بت ن کنده می شود باید به اندازه کافی ب وده و حداقل 5
سانتیمتر از نزدیکترین آرماتور به داخل بتن پیش رفته باشد.
1 این استاندارد مراجعه شود. - - در صورت بتن ریزی در هوای گرم یا سرد و زیر آب می توان به دستورالعمل پیوست 3
١. Dry- pack
62 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
-1-9-3 ویبره کردن بتن
پس از ریختن تدریجی بتن باید با وسایل مناسب متراکم گردد. این عمل باید به نحوی انجام شود تا هوای محبوس در داخل
بتن کاملاً خارج شود.
ویبره اطراف آرماتورها، گوشه های قالب و اطراف قطعات مدفون باید با دقت انجام شود تا بتنی یکنواخت و فشرده و بدون خلل
و فرج داشته باشیم.
ویبره بتن باید توسط اشخاص کارآزموده انجام گیرد و ه مواره از تماس شلنگ ویبراتور با قالب، آرماتورها و قطعات مدفون در
بتن خودداری شود.
از ویبره کردن زیاد در یک قسمت خودداری شود. داخل و خارج کردن شلنگ ویبراتور در بتن باید به آرامی صورت گیرد.
فرکانس ویبراتور نباید کمتر از 7000 دور بر ثانیه باشد.
-10-3 بتن محافظ برای میلگردها
ضخامت بتن محافظ برای میلگردها در شرایطی که در تماس با خاک ریخته شود نباید از 75 میلی متر کمتر باشد . اگر سطح
بتن پس از برداشتن قالبها در مجاورت هوا و یا در تماس با خاک قرارگیرد، باید میلگردهای به قطر بیشتر از 16 میلی متر را با بتنی
به ضخامت 50 میلی متر و کمتر از 16 میلی متر را با بتنی به ضخامت 40 میلی متر محافظت نمود.
-11-3 عمل آوردن و نگهداری بتن
- عمل آوردن بتن در میکسر انجام می گیرد و بتن باید از میکسر به جایگاه نهایی خود چنان حمل گردد که ضمن حفظ
کیفیت آن هیچ نوع جدایی و یا کاهش در مواد م تشکله آن پیدا نشود. در مواردی که فاصله حمل طولانی است مصالح
خشک در داخل یک کامیون به محل کار حمل می شود و آب اختلاط در یک تانک مجزا همراه آنها حمل شده و سپس
تحت فشار به یکدیگر افزوده و آنگاه مخلوط می گردد.
- کلیه سطوح خارجی را باید به مدت حداقل هفت روز به نح و مناسبی توسط گونی خیس، مرطوب نگاه داشته و برای
جلوگیری از تبخیر، روی آنرا با ورقه های پلی اتیلن یا کاغذهای مخصوص کرافت 1پوشانید و یا اینکه با پاشیدن
ترکیبات مخصوص، پوششی روی آن ایجاد نمود . اجرای این کار باید مطابق با توصیه های دستگاه نظارت باشد .
دستگاهی که ترکیبات را می پاشد باید قادر به ایجاد پوششی هموار و یکسان باشد . لازم است در طی مدت نگهداری از
هر گونه صدمه به پوشش روی بتن ممانعت بعمل آید . بدیهی است برای سطوحی که م یبایست در آتیه از چسبندگی آن
استفاده شود نم یتوان از این نوع پوشش ها استفاده نمود.
- هر گاه درجه حرارت محیط کمتر از 5 درجه سانتیگراد شود، بتن را باید حداقل به مدت 72 ساعت در دمای بیش از 10
درجه سانتیگراد نگاه داشت و حداقل به مدت 72 ساعت دیگر نیز از یخ زدن آن جلوگیری نمود و یا تا زمانی که لازم به
نظر می رسد به نحو شایسته ای از بتن نگهداری بعمل آورد.
١. Kraft
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
63
- کلیه تدابیر نظیر چادر کشیدن ، پوشانیدن یا هر نوع نگهداری دیگر باید حداقل به مدت 24 ساعت پس از اتمام حرارت
مصنوعی ادامه یابد . از نمک و مواد شیمیایی بمنظور ممانعت از یخ زدگی به هیچوجه نباید استفاده شود . از نظر اجرایی
برای بتن ریزی در هوای سرد قابل اعمال است. ACI کلیه ضوابط و قواعد مندرج در آئی ننامه 306
- تعمیرات قسمتهای کامل نشده بتن باید در فاصله 24 ساعت بعد از بازکردن قالب انجام شود و زوائد بتن از روی آن
پاک شود . بتنی که صدمه دیده و یا کرمو شده است باید تا رسیدن به بتن سالم برداشته شود و سپس با ملات ماس ه
سیمان و یا بتن کم آب پر شود.
-12-3 آرماتور
خواص شیمیائی آرماتورهای مصرفی در بتن باید همان خواص آهن معمولی باشد.
آرماتورها باید بطوری حمل و در جائی انبار شوند که تمیز و مستقیم بدون زنگ بمانند و محل نگهداری آنها باید خشک باشد .
استفاده از آرماتورهائی که ز نگ زده یا پوسته شده باشند بشرطی مجاز است که اولاً زنگ زدگی و پوست ه های آن با برس زدن
0 میلی متر کاسته نشود. / کاملا برطرف گردد و ثانی اً ضخامت آرماتور پس از برس زدن و تمیز کردن بیش از 5
آرماتورهای با اندازه های مختلف باید جداگانه انبار شوند.
به هیچ وجه و تحت هیچ شرایطی جوش دادن آرماتورها مجاز نم یباشد.
-1-12-3 آرماتور بافته شده (مش)
آرماتور بافته شده باید تمام خواص آرماتور معمولی که در بند فوق آمده است را دارا باشد. این آرماتورها باید در کارخانه تهیه
شوند و در نقاط تقاطع جوش داده شده (و یا بافته شده باشند) بطوریکه در موقع حمل و نقل و مصرف از مقاومت کافی برخوردار
باشند. ماکزیمم جابجائی مجاز در اندازه ها 25 میلی متر است.
-2-12-3 مفتول
1 میلی متر باشد. / مفتولی که برای بستن آرماتورها بکار م یرود باید از آهن نرم و قطر آن 5
-3-12-3 خم کردن آرماتورها
تمام آرماتوره ا باید طبق نقشه های اجرائی و بدون حرارت خم شوند . خم کردن آرماتورها باید بوسیله یک پین انجام شود . قطر
این پین باید حداقل پنج برابر قطر آرماتور بوده و در هیچ حالتی نباید کمتر از چهار سانتیمتر باشد . برش بوسیله هواگاز و صاف
کردن خم آرماتور و دوباره خم کردن آن مجاز نم یباشد.
-4-12-3 جوش دادن آرماتورها
اضافه کردن طول آرماتورها بوسیله جوش مجاز نمی باشد. تنها در مواردیکه وزن آرماتورها بسیار سنگین باشد با مجوز مهندس
ناظر م یتوان از جوش استفاده نمود.
64 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
-5-12-3 اضافه کردن طول آرماتورها
آرماتورها باید تا حدود امکان یکپارچه و بطول نشان داده شده در نقشه ها باشند.
اضافه کردن طول آرماتورها فقط با انجام وصله پوششی 1 برای آنها مجاز است . برای آرماتور آجدار طول وصله پوششی از
شماره 318 بدست می آید. آرماتورهای وصله شده باید حداقل بوسیله سه سیم بهم بسته شوند . دادن هرگونه ACI آئین نامه
تغییری در طولهای نشان داده شده بر روی نقش هها باید با تصویب مهندس ناظر باشد.
-13-3 قالب
قالبها باید از چوب  فلز  پلاستیک یا بتن ساخته شوند.
قالبها باید از مقاومت کافی برخوردار بوده تا در موقع بتن ریزی و ویبره کردن بتن جابجا نشوند و تحمل بار و ارده را داشته
باشند.
قالبها باید تا سطح مشخص شده روی نقشه های اجرائی ادامه یابند و آن سطحی که با بتن در تماس است باید صاف و به
نحوی باشد که جلوگیری از رانش آب و شیره بتن بنماید . درز قالب بندی باید کاملاً چسبیده باشد بطوریکه شیره بتن از آن خارج
نگردد.
سطح داخلی قالب نباید با آرماتورها در تماس باشد.
2 سانتیمتر ساخته شده باشند. از مصرف قالبی که الیاف تخته / قالبهای چوبی باید از تخته سالم بدون گره به ضخامت حداقل 5
آن تابدار و پیچ خورده بوده و دارای پیچهای خم شده می باشند باید خودداری نمود.
در قالبهای عمیق و بار یک که غیرقابل دسترسی هستند باید دریچه هائی در قسمتهای زیرین و محلهای لازم ساخته شود
بطوریکه نظافت داخل قالب و بازدید از آن، قبل از بتن ریزی میسر گردد . این دریچ هها باید قبل از شروع بت نریزی به دقت و بطور
ثابت بسته شوند. قالبها قبل از بتن ریزی باید به تائید دستگاه نظارت برسد.
-1-13-3 بازکردن قالب
تا زمانی که بتن از مقاومت کافی برخوردار نشده قالب را نباید باز نمود . قالب باید طوری باز شود که بتن ریخته شده آسیب
نبیند.
اگر مهندس ناظر صلاح بداند می تواند مدت زمان باز کردن قالب را اضافه کند.
قالب برداری باید جزء به جزء و با کشیدن میخها انجام شود. ضربه زدن به قالب و برداشتن ناگهانی قالب بطوریکه آسیبی به
بتن برسد مجاز نیست . بطور کلی قسمتهائی از قالب بندی که بار تحمل می کند نباید قبل از اینکه بتن بحد کافی محکم شده باشد
(حدود 70 درصد تاب فشاری 28 روزه) برداشته شود.
حداقل زمان لازم برای باز کردن قالبها بشرح جدول زیر م یباشد:
١. Over lap
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
65
3: حداقل زمان باز کردن قالبها - جدول 3
نوع کار حداقل زمان (روز)
قالب ستونها  سطح جانبی تیرها  دیوارها 3
بلند کردن اجزاء پیش ساخته 16
-2-13-3 استفاده مجدد از قالب
استفاده مجدد از قالب مجاز است م شروط بر اینکه شکل، استحکام، استواری، آ ببندی و صافی و سایر شرایط مورد نظر در
قالب مطابق مشخصات باقی مانده باشد. قالب چوبی نباید هیچگاه بیشتر از 3 بار مورد استفاده قرار گیرد.
-14-3 دستورالعمل های اجرائی برای برخی از انواع فونداسیون
-1-14-3 فونداسیون استوانه ای
- چاله های گودبرداری شده در این نوع فونداسیون را باید به نحوی محافظت کرد که از ریزش احتمالی کناره آنها به هنگام
بتن ریزی جلوگیری شود.
- فونداسیون زنگوله شکل 1 در مواردی که خاک کاملاً اشباع است می توان استفاده نمود . در خاکهای ماس ه ای سست،
19 ) تماماً در مورد فونداسیون - نمی توان از این نو ع فونداسیون استفاده کرد . ضمناً ضوابط مربوط به خطای مجاز (بند 3
استوانه ای باید رعایت شود.
-2-14-3 فونداسیون شمع فلزی
- شمعها را حتی الامکان باید با طول کامل و تا عمق حداقل خواسته شده و با تعداد ضربات مشخص شده کوبید . بیرون
کشیدن شمع مجاز نمی باشد. برای هر محل، طول شمع باید به نحوی انتخاب گردد که بدون وصله به عمق مورد نیاز
برسد.
مورد تائید قرار AWS - جوشکاریها باید فقط توسط افراد مجرب که مهارت و صلاحیت آنها توسط آزمونهای مندرج در
گرفته است انجام شود.
- سر شمع را باید با کلاهک مناسبی حف اظت نمود. باید دقت شود که کلاهک به نحوی عمل کند که توزیع یکنواختی از
ضربه چکش به شمع وارد شود.
- شمعها را باید در رقوم تعیین شده مطابق نقشه های طراحی قطع نمود. مصالح بایستی نو بوده و مشخصات آنها مطابق
باشد. A شماره 36 ASTM استاندارد
١. Bell type
66 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
- معمولاً شمع ها را قبل از تکمیل گودبرداری نباید کوبید. هرگونه مصالح که بین شم عها بیرون م یزند باید کنار زد و به تراز
صحیح قبل از بتن ریزی فونداسیون رسانید. پیش از آنکه کلیه شم عهای موجود در شعاع 30 متری کوبیده شود نمی توان
عملیات بتن ریزی آن شمع را آغاز نمود.
- در صورت استفاده از شم عهای لوله ای باید دقت شود که در موقع پر کردن آنها بتن به خوبی کوبیده (ویبره ) شود . بدین
منظور لازم است پوسته شمع توسط ویبراتورمکانیکی لرزانده شود که حداکثر تراکم لازم حاصل گردد.
- اندازه چکش باید طوری انتخاب شود تا برای کوبیدن شمع مناسب باشد، نه آنقدر کوچک که قسمت بزرگی از انرژی آن به
هنگام کوبیدن از بین برود و نه آنقدر بزرگ که باعث نفوذ خیلی سریع شمع شده و به آن صدمه رساند . در صورتی که
وزن چکش مناسب نباشد باید نسبت به تعویض آن اقدام شود . شمع ها را باید طوری کوبید که بیش از 2 درصد با شیب
مورد لزوم و 75 میلی متر ازمحل خواسته شده اختلاف نداشته باشد.
- هر شمعی که بنا به عللی بیرون کشیده شده باید مجدداً کوبید تا مقاومت مورد نظر با ضریب اطمینان لازم بدست آید.
- در صورتی که هنگام شمع کوبی به سنگهای بزرگ و یا دیگر موانع برخورد شود و کوبیدن شمع تا عمق لازم و در محل
مورد نظ ر و تا لایه بار برخواسته شده عملی نباشد . عملیات شمع کوبی قطع و تدابیر لازم جهت تکمیل یا اصلاح آن صورت
خواهد گرفت.
در صورتی که امکانات اجرای آزمایشات بارگذاری در اختیار نباشد، ظرفیت باربری ایمن شمع ها را می توان از روابط زیر تعیین
کرد:
4-3 ) برای چکش های وزنی )
5-3 ) برای چکش های یک زمانه )
6-3 ) برای چکش های دو زمان ه )
که در آن :
ظرفیت باربری بر حسب کیلوگرم : P
وزن چکش (برای چکش های دیزلی وزن پیستون یا قطع های که ضربه می زند) برحسب کیلوگرم : W
ارتفاع سقوط (برای چکش های دیزلی ارتفاع سقوط پیستون یا قطع های که ضربه می زند) برحسب متر : H
متوسط میزان نفوذ (در ضربه با چکش های وزنی برای 5 ضربه آخر و در چکش هایی که با بخار و هوا کار م ی کند و : S
چکش های دیزلی برای 10 ضربه آخر) برحسب میلی متر
سطح پیستون بر حسب میلیمتر مربع و : A
فشار هوا یا بخار در چکش برحسب کیلوگرم بر میل یمتر است. : P¢
در چکش های دیزلی که نمی توان انرژی هر ضربه را محاسبه کرد، باید 75 درصد میزان انرژی که تولید کننده برای چکش تعیین
کرده در نظر گرفت. روابط فوق وقتی استفاده م یشود که :
25
167
+
=
S
WH
P
2.5
167
+
=
S
WH
P
2.5
167 ( )
+
+ ¢
=
S
H W AP
P
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
67
- چکش دارای سقوط آزاد باشد.
- سرشمع شکسته نشده باشد.
- عمل نفوذ نسبتاً سریع و یکنواخت باشد.
- پس از هر ضربه چکش، شمع برگشت محسوسی نداشته باشد.
کم کرد و در روابط فوق بکار برد . در مواردی که برای کوبیدن شمع از آب فشان H دو برابر مقدار ارتفاع برگشت را باید از
استفاده می شود ظرفیت باربری با توجه به نتایج کوبیدن شمع پس از آنکه آب فشانها برداشته شد از روابط فوق تعیین م یشود.
-15-3 فونداسیون شمع بتنی
در صورت نیاز به استفاده از فونداسیو نهای شمع بتنی، استفاده از شمع بتنی پیش ساخته مجاز م یباشد.
شمعهای بتنی باید به ابعاد و اندازه های مشخص شده در نقشه ها تهیه گردند و حتی المقدور باید سعی شود تا از ایجاد وصله در
میلگردهای حوالی شمع اجتناب گردد.
سرشمع باید با کلاهک مناسب محافظت شود تا در اثر ضربه آسیب نبیند . استفاده از قطعات فلزی مخروطی شکل که در انتهای
شمع جوش داده می شوند جهت سهولت فرورفتن شمع در زمین بلامانع است.
بخش ابتدائی شمع بتنی مطابق نقشه ها باید تخریب گردیده و از میلگردهای آن جهت اتصال شمع به فونداسیون استفاده نمود .
اقدامات احتیاطی لازم باید جهت جلوگیری از وارد آمدن صدمات به شمع در اثر تخریب بعمل آید.
جهت حصول اطمینان از مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در ساخت شمع باید آزمایشهای لازم و کافی از بتن مذکور بعمل آید.
1) تماماً در مورد فونداسیون شمع -19- 2 (شمعهای فلزی ) و ضوابط مربوط به حدود خطای مجاز (بند 3 -14- ضمن اً ضوابط بند 3
بتنی نیز باید صدق نماید.
-16-3 خاکریزی فونداسیونها 1
- خاکریزی باید پس از تکمیل فونداسیون و بازرسی آن و حداقل یک هفته پس از عملیات بتن ریزی انجام گیرد . محل
گودبرداری باید ب ا استفاده از زهکشی از آبهای سطحی محافظت شود . در صورتی که نتوان عملیات خاکریزی را تکمیل نمود
و در صورت دستور ناظر مقیم باید گود را توسط چادر ضد آب پوشانید . گودهای تکمیل نشده ای که در مسیر انسانها و احشام
قرارداد باید بوسیله حصار حفاظت شود.
- برای خاکریزی همانگ ونه که در نقشه مربوط به فونداسیونها مشخص شده باید از مصالح خاکبرداری شده استفاده نمود،
بشرط اینکه تمام مواد گیاهی و زائد از آن جدا شده و رطوبت آن نزدیک به شرایط طبیعی قبل از گودبرداری باشد . از مصالح
منجمد نباید در خاکریزی استفاده نمود . تحت هیچ شرایطی نباید در محل گودبرداری مواد زائد و یا دور ریز مصالح ریخته
شود.
١. Back fill
68 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
چنانچه لازم شود از مصالح دیگری برای خاکریزی استفاده گردد چنین مصالحی باید از نظر دانه بندی دارای مشخصات جدول
ذیل باشند :
4 : مشخصات مصالح از نظر دانه بندی - جدول 3
درصد وزن رد شده از الک آزمایشگاهی اندازه الک
2 اینچ 100
30-100 شماره 4
حداکثر 60 شماره 50
5-20 شماره 200
خاکریزی باید در لای ههای 30 سانتیمتری انجام و هر لایه بدقت و بطریق زیر کوبیده شود:
الف  خاکهای لای های باید تا جائی کوبیده شود که نشست دیگری انجام نشود.
ب  خاکهای رسی حداقل تا 95 درصد کوبیده شود.
خاکریزها باید بطور مکانیکی کوبیده شود . عملیات خاکریزی م یباید در لایه های 30 سانتیمتری با حداقل دوبار عبور برای هر
لایه انجام گیرد . در موقع کوبیدن دقت کافی باید به عمل آید که فشار یکنواختی دور فونداسیون، مهارها و شمعها وارد آید تا تراز
اولیه حاصل شود . خاکریز اضافی باید روی زمین و با توزیع یکنواخت در ارتفاعی حداقل برابر 30 سانتیمتر بالای تراز مورد نیاز ریخته
شود تا از گود افتادن بعد از نشست خاکریز جلوگیری شود. نواحی پست در مجاورت پایه دکل، باید بنحوی پر گشته و یا تیغ زده شود.
- در مواردی که م صالح گودبرداری شده کافی نباشد خاکریزی اضافی را باید از نواحی مجاور و یا محلهای دیگری تامین کرد .
خاکهای لایه فوقانی (خاک گیاهی) را برای خاکریز نم یتوان استفاده کرد.
- خلل و فرجهائی که زیر سطح زمین بعد از قالب برداری در بدنه چاله ایجاد می شود را باید کاملاً ب ا خاکریزی پر کرده و در
لایه های 30 سانتیمتری کوبید.
-17-3 حفاظت فونداسیونها
-1-17-3 بسترهای شنی
در صورت لزوم عملیات شن ریزی مطابق با جزئیات نقشه های اجرائی در محلهای تعیین شده اجرا م یگردد. مصالح شنی باید تمیز
با زهکشی آسان و عاری از نباتات و چوب و مواد زائد باشد.
-2-17-3 سنگ چینی
لازم است در محلهای مشخص شده و مطابق طرح و ضخامت نقشه های اجرائی برای حفاظت از خاکریزی و یا هر جای دیگری
که خواسته شود، سنگ چینی نمود . سنگ چینی باید در لای ههای پیوسته و به ضخامت 30 سانتیمتر از شن و ماسه و یا از ماسه و
خرده سنگ انجام گیرد.
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
69
- سنگ بکار رفته باید سخت، متراکم و با دوام باشد . برای سنگ چینی باید از سنگهای با گوش ه های تیز و یا شکسته
استفاده نمود. سنگهای با گوشه های گرد قابل قبول نم یباشد. سنگهای بکار برده شده باید دارای دان هبندی مناسب باشد.
- سنگها را لازم نیست با دست کار گ ذاشت اما باید بنحوی تخلیه و پهن نمود که سنگ چین انجام شده پایدار بوده و تمایلی
به لغزش نداشته باشد و حتی الامکان عاری از تخلخل باشد . وجود ذرات ریز نظیر ماسه، گردسنگ و خاک به میزان بیش
از 5 درصد در سنگ چین مجاز نم یباشد.
-18-3 تسطیح محوطه
- تسطیح لازم است د ر محل کلیه پایه های برج صورت پذیرد . ارتفاع سطح بالائی بتن فونداسیون از سطح خاک تسطیح
شده ریویل 1 بتن حداقل 15 و حداکثر 75 سانتیمتر باید باشد. البته مقدار حداکثر م یتواند در حالات خاص مطابق نقشه
اجرائی فونداسیون تغییر نماید.
- در مواردی که تراز بالای بتن از تراز موجود خاک پائین تر است، باید سطحی بفاصله حداقل یک متر در جهات لازم از
پیرامون فونداسیون و به عمق حداقل 15 سانتی متر پائین تر از بالای بت نکنده شود.
1 بیشتر شود مگر اینکه گودبرداری در سنگ باشد که درآن صورت شیب بدست آمده برای : شیب کناره این گودال نباید از 1
کناره همانطور که هست حفظ می شود. کلیه این عملیات باید بنحوی صورت گیرد که آبهای سطحی بخوبی از محوطه زهکشی شود.
خاکهای اضافی حاصل از خاکبرداری فوق را باید بنحوی در محوطه اطراف برج پخش کرد که مانع زهکشی طبیعی نگردد.
-19-3 حدود خطا 2 در فونداسیونها
چاله های فونداسیونها می باید تا عمق تعیین شده و مطابق نقشه ها ایجاد گردد. اگر در موقع حفاری عمق چال ه ها از مقادیر فوق
تجاوز کند و یا خاک پائین تر از فونداسیون دست خورده شود، خاکهای دست خورده را باید خارج کرده و تا تراز فوق را با بتن مگر و
یا مخروطی از سنگ و شن پر نمود.
-1-19-3 حدود خطاهای مجاز فونداسیونها
هر برج را باید به نحوی مستقر نمود که زاویه افقی آن نسبت به مقدار تعیین شده در نقش ه های پلان و پروفیل کمتر از یک
دقیقه باشد.
مرکز نهائی برج در روی زمین می تواند حداکثر در فاصله 100 میلی متری از نقطه میخ کوبیده شده آن واقع شده باشد (خطای
مجاز مرکز برج 100 میلی متر می باشد).
خطای مجاز فاصله مرکز تا مرکز چال ه های فونداسیونهای استوانه ای و فونداسیونهای سطحی منفرد که روی اضلاع و قطرهای
برج اندازه گیری می شود حداکثر 45 میلی متر است.
١. Reveal
٢. Tolerance
70 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
تراز کف فونداسیونها باید دارای خطای مجاز 25 میلی متر در عمق مورد نظر باشد.
1 درجه باشد. / انحراف محوریک فونداسیون استوان های از آنچه خواسته شده، نباید بیش از 5
تراز سطوحی که روی آن ورق زیرستونی 1 قرارداده خواهد شد نباید پایی نتر از آنچه در نقشه اجرائی خواسته شده باشد.
خطای مجاز تراز بالای فونداسیون های بتنی دارای استاب 2 حداکثر باید 13 میلی متر باشد.
قطر فونداسیون استوانه ای نباید از مقدار خواسته شده در نقشه اجرائی کمتر باشد .
-2-19-3 حدود خطای مجاز مربوط به استقرار نبشی استاب
نبشی استاب را باید آنچنان که در نقشه های فونداسیونها نشان د اده شده در فونداسیون مستقر نمود و ضروری است آنرا در نقاط
مناسبی متکی نمود که استقرار آن در حدود خطای مجاز در این بخش باشد . نبشی های استاب را باید به نحوی مستقر نمود که از هر
گونه جابجائی آنها در موقع بتن ریزی جلوگیری شود . نبشی های استاب را باید با خطاهای مجاز زیر (که در پاشنه نبشی اندازه گیری
می شود) تنظیم نمود:
- ارتفاع متوسط نوک استابهای هر برج نباید بیش از حدود 6 میلی متر از ارتفاع واقعی آن تفاوت داشته و ارتفاع نوک دو
استاب مجاور (که بصورت ضلعی قراردارند ) و همچنین دو استاب مقابل (که بصورت قطری قراردارند) در هر برج نباید بیش
از 3 میلی متر تفاوت داشته باشند.
- خطای مجاز فاصله بین نوک دو استاب پای ههای مجاور که بصورت ضلعی قراردارند پشت به پشت 1 در محدوده 6
میلی متری تغییر می نماید.
- خطای مجاز فاصله افقی بین نوک دو استاب پای ههای مقابل که بصورت قطری 2 قرار دارند نیز حداکثر 6 میلی متری است.
1 میلی متر در عرض نبشی باشد (خط مرکز ثقل نبشی استاب / - وجوه نبشی استاب باید موازی اضلاع وخطای مجاز آنها 5
1 میلی متر جابجائی داشته باشد ) و چرخش وجوه نبشی استاب در حول / نسبت به خط مرکز نبشی برج باید حداکثر 5
موقعیت اصلی آن نباید بیش از 2 درجه باشد. (چرخش حول پاشنه نبشی).
0 طول قسمتی از استاب که از فونداسیون بیرون است / - شیب هر وجه نبشی استاب نباید با شیب تعیین شده بیش از 001
تفاوت داشته باشد .
-3-19-3 حدود خطای مجاز مربوط به تهیه بتن
برای ساخت بتن، مصالح لازم باید با تلورانسهای زیر اندازه گیری شوند :
درصد ± سیمان 1%
درصد ± آب 1%
درصد ± دانه های سنگی 2%
١. Base plate
٢. Stub
٣. Back to back
٤. Diagonal
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
71
درصد ± اضافه مخلوط ها 3%
- آرماتورها باید باتلورانسهای زیر در محلهای مشخص شده کار گذاشته شوند.
میلی متر است. ± - در قطعات خمشی و ستونها وقتی که عمق (بعد) 600 میلی متر یا کمتر است تلورانس مجاز 7
میلی متر می باشد. ± - در قطعات خمشی و ستونها وقتی که عمق (بعد) بیشتر از 600 میلی متر است تلورانس مجاز 12
میلی متر است و پوشش بتن مشخص شده در انتهای عضو نباید کاهش یابد. ± - محل خمها وانتهای میل هها با تلورانس 50
72 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
1 : بتن ریزی تحت شرایط خاص - پیوست 3
الف - بتن ریزی در هوای گرم
درجه حرارت بالا سخت شدن بتن را تسریع نموده و برای رسیدن به میزان افت مشخص ، آب اختلاط بیشتری مورد نیاز بوده و در
نتیجه مقاومت پائین آمده و انقباض بتن و عوارض ناشی از آن بیشتر می گردد. بتن هنگام جادادن باید درجه حرارتی کمتر از 30
درجه سانتیگراد داشته باشد.
همزمانی هوای داغ و خشک و باد اثرات جدی به روی بتن می گذارد. مصالح سنگی تاثیر زیادی در تعیین درجه حرارت بتن تازه
دارند چون 60 تا 80 درصد وزن بتن را تشکیل می دهند. بنابراین مصالح سنگی باید خشک و محفوظ از تابش آفتاب بوده و نیز با آب
پاشی مرطوب نگهداشته شوند . قالبها، آرماتورها و زیرسازی قبل از ریختن بتن باید با آب سرد آب پاشی شود . آب پاشی و مرطوب
نمودن محیط اطراف محل کار باعث بالابردن رطوبت نسبی و پائین آوردن درجه حرارت می گردد. در دوره های خیلی گرم بایستی
بتن ریزی منحصراً در س اعتهای بعدازظهر یا شب انجام شود . حمل و نقل و جادادن بتن باید هرچه زودتر و سریع تر انجام شود، تاخیر
باعث پایین آمدن افت بتن وافزایش درجه حرارت آن خواهد گردید . در دوره هوای داغ تخلیه بتن باید حداکثر تا یکساعت و در
صورت امکان تا 45 دقیقه کامل گردد . برای کاهش گرما قالبها باید تا حدامکان سریعاً بدون اینکه آسیبی به بتن برسانند باز شوند .
جهت خنک شدن قالبها و بتن م یتوان از آب در روی سطح باز بتن استفاده کرد.
قالبهای چوبی حتی در موقعیکه هنوز باز نشده اند باید آب پاشی شوند. در غیر اینصورت آب بتن را خواهند مکید . نگه داری بتن
باید بلافاصله بعد از اتمام رویه بتن شروع شده و حداقل تا 24 ساعت ادامه باید در صورت لزوم باید از ورقهای پلاستیک یا
محافظهای دیگر بادشکن استفاده نمود.
ب - بتن ریزی در هوای سرد
حفاظت کافی برای بتن در مواقعی که درجه حرارت محیط بین 15 - تا 5 درجه سا نتیگراد می باشد ، در خلال جادادن آن و
نگهداری اولیه باید اعمال گردد . از بتن هوادار در درجه حرارتهای بین 5- تا 15 درجه سانتیگراد استفاده م یگردد و بت ن ریزی در زیر
درجه حرارت 15 -درجه سانتیگراد باید متوقف گردد.
جدول زیر درجه حرارتهای خواسته شده برای بت ن را در هوای سرد نشان می دهد:
5: درجه حرارتهای خواسته شده برای بتن در هوای سرد - جدول 3
درجه سانتیگراد شرایط بتن
بتن تازه ساخته شده (تازه مخلوط شده) Min (+15)
بتن تازه ریخته شده Min (+10)
میزان مجاز افت تدریجی درجه حرارت در طول 24 ساعت اول بعد از خاتمه بتن ریزی Min (+5)
فصل سوم _ آئی ننامه اجرای فونداسیونهای خطوط انتقال نیرو
73
مدت زمان حافظت بتن در هوای سرد حداقل 5 روز است . مصرف ضد یخ پائین آوردن نقطه انجماد بتن و یا مواد تندگیر بتن
بدون کسب مجوز از دستگاه نظارت مجاز نم ی باشد. از آنجائیکه مصالح سنگی معمولاً مرطوب بوده و امکان ایجاد تود ههای یخ زده در
آنها وجود دارد ب اید قبل از استفاده گرم شده تا یخ آنها ذوب گردد. درجه حرارت متوسط مصالح سنگی گرم شده و آب نباید بیشتر از
65 درجه سانتیگراد باشد . بتن هیچگاه نباید در محل یخ زده ریخته شود . زیرا ایجاد نشستهای غیر مطلوب و ترک خوردگی می نماید .
در داخل قالبها آرماتورها و دیگر اجس امی که در بتن مغروق می گردند باید عاری از برف و یخ باشند. حرارت داخل بتن باید توسط
عایق حفظ گردد . در شرایط هوای سرد قالبها باید تا حداکثر زمان ممکن در محل باقی بمانند . معمولاً باز کردن قالبها باید تا اینکه
بتن به 65 % مقاومت طرح برسد به تعویض انداخته شود.
ج - بتن ریزی در زیر آب
بتن هیچگاه نباید در آب ریخته شود مگر با استفاده از ترمی 1 که عبارت است از یک لوله مستقیم که دارای طول کافی جهت
رسیدن به پائین ترین نقطه آب می باشد و یک قیف در بالای لوله قرار دارد . دهانه تخلیه لوله باید در بتن تازه مغروق بوده تا امکان
تخلیه بتن تحت فشار وجود داشته باشد . بتن مناسب برای اینکار باید خمیری و دارای چسبندگی کافی و سیلان مناسب باشد و
معمولاً اسلامپ بین 150 میلیمتر تا 175 میلیمتر مناسب است.
مخلوط بتن باید سیمان بیشتری از بتنی که در هوا تخلیه می گردد داشته باشد و نباید سیمان آن کمتر از 390 کیلوگرم بر
مترمکعب باشد . همچنین مقدار ماسه در آن بیشتر از بتن نرمال بوده و معمولاً 45 تا 50 درصد کل مصالح سنگی را تشکیل می دهد .
بزرگترین اندازه شن نباید بیشتر از 38 میلیمتر باشد . جادادن یا تخلیه بایستی با کمترین میزان دست خوردگی بتن پایین بطو ر مداوم
ادامه یابد و سطح روئی افقی شود.
١. Term
74 فونداسیون برجهای خطوط انتقال نیرو
منابع و مراجع
1 اصول مهندسی ژئوتکنیک ، جلد دوم ، براجام داس ،ترجمۀ شاپور طاحونی.
2 آنالیز و طراحی سازه های بتنی آرمه ، امیر مسعود کی نیا .
3 طراحی و مهندسی فونداسیون بر جهای انتقال نیرو نوع گسترده منفرد و سیلندری.
4-United States Department of Interior Bureau of Reclamation, Transmission Structures, Chapter 2
Concrete Footing Design and Details.
توصیه های اجرایی برای انتخاب نسبت اختلاط بتن. -ACI211 -5
. مشخصات فنی سازه های بتنی – فصول 16 و 17 -ACI301 -6
توصیه های عملی برای بتن ریزی در هوای سرد. -ACI306 -7
آئین نامه اجرایی تهیه جزئیات سازه ای بتن مسلح. -ACI315 -8
آئین نامه سازه های بتن مسلح. -ACI318 -9
توصیه های عملی برای بتن ریزی در هوای گرم. -ACI605 -10
توصیه های عملی برای اندازه گیری مخلوط بتن و اجرای بتن ریزی. -ACI614 -11
مشخصات فنی سازه های فولادی. -ASTM A36 -12
مشخصات فنی میلگردهای فولادی آجدار. -ASTM A615 -13
مشخصات فنی مصالح سنگی بتن. -ASTM C33 -14
مشخصات فنی مخلوط بتن آماده استفاده. -ASTM C94 -15
مشخصات فنی سیمان پرتلند. -ASTM C150 -16
مشخصات فنی سیمان پرتلند هوازا. -ASTM C175 -17
مشخصات فنی جوش آمریکا. -AWS -18
-19 مقررات ملی ساختمان ایران ، مبحث 7 : پی و پی سازی.
-20 مقررات ملی ساختمان ایران ، مبحث 9 : طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه.های خطوط انتقال نیرو/ نشریه شماره 401