Dobór fundamentów pod słupy aluminiowe typu SAL i MAL

Słup oświetleniowy z zamontowanym wysięgnikiem, oprawą lub innym wyposażeniem w trakcie eksploatacji jest obciążony siłą pochodzącą od masy własnej i od naporu wiatru. W wyniku tych obciążeń na słup działają:

  • siła wypadkowa od naporu wiatru, która jest zaczepiona na pewnej wysokości , bliżej szczytu słupa (T),
  • moment zginający, który jest największy w płaszczyźnie podstawy słupa (Mg),
  • moment skręcający, który występuje dla słupa wyposażonego w niesymetryczny wysięgnik (Mskr)

Te obciążenia musi przejąć fundament osadzony w gruncie.

Dobór fundamentów pod słupy aluminiowe typu SAL i MAL

Słup oświetleniowy z zamontowanym wysięgnikiem, oprawą lub innym wyposażeniem w trakcie eksploatacji jest obciążony siłą pochodzącą od masy własnej oraz od naporu wiatru i śniegu.
W wyniku tych obciążeń na słup działają:

  • siła wypadkowa od naporu wiatru, która jest zaczepiona na pewnej wysokości , bliżej szczytu słupa (T),
  • moment zginający, który jest największy w płaszczyźnie podstawy słupa (Mg),
  • moment skręcający, który występuje dla słupa wyposażonego
    w niesymetryczny wysięgnik (Mskr)

Te obciążenia musi przejąć fundament osadzony w gruncie.

Stabilność osadzenia fundamentu w gruncie jest złożonym zagadnieniem, gdyż na jego stateczność wpływa wiele czynników takich jak: rodzaj, skład granulometryczny i stopień zagęszczenia gruntu, usytuowanie fundamentu w stosunku do skarp i uskoków gruntu, głębokość przemarzania i inne.

W tablicy 1 podano uproszczony podział gruntów na kategorie pod względem ich własności.

Tablica 1. Kategoria i stan gruntu oraz wybrane parametry geotechniczne

   

KATEGORIE I STAN GRUNTU WYBRANE ORIENTACYJNE PARAMETRY GEOTECHNICZNE GRUNTU
φ [°] c
[kNm2]
γ
[kNm3]
C
[kNm3]
f qg
[MPa]
KATEGORIA I
Grunty wytrzymałe
Zwały, rumosze, żwiry, pospółki, piaski grube i średnie-zagęszczone, i średnio zagęszczone, piaski drobne zagęszczone 35 0 18,5 15000 0,55 0,30
Pyły, gliny zwięzłe, iły, żwiry gliniaste, pospółki i piaski półzwarte i twardoplastyczne 20 25 20 20000 0,25
KATEGORIA II
Grunty średnio wytrzymałe
Zwały, rumosze, żwiry, pospółki, paski grube luźne, piaski drobne i pylaste średnio zagęszczone 32 0 17,5 12000 0,45 0,25
Pyły, gliny, gliny zwięzłe, iły, żwiry gliniaste, pospółki i piaski gliniaste plastyczne 15 15 19 10000 0,30
KATEGORIA III
Grunty mało wytrzymałe
Piaski drobne i pylaste, luźne, piaski próchniczne średnio zagęszczone 25 0 15 10000 0,35 0,20
Pyły, gliny, gliny zwięzłe, żwiry gliniaste, pospółki i piaski gliniaste miękko plastyczne 10 5 18 5000 0,10

·

Oznaczenia:
φ - kąt tarcia wewnętrznego,
c – spójność,
γ – ciężar objętościowy,
C – moduł podatności gruntu,
f – współczynnik tarcia gruntu o fundament betonowy,
qg – opór graniczny gruntu.

Ze względu na zapewnienie odpowiedniej stateczności słupa musi byś zastosowany odpowiedni typowy prefabrykowany fundament, lub wykonany w miejscu posadowienia słupa wylewany fundament z zastosowaniem typowego kosza zbrojeniowego.

Dobór prefabrykowanych fundamentów oraz wykonywanie wylewanych fundamentów z zastosowaniem koszy można przeprowadzić na podstawie formuły d’Andree i Norsa:

gdzie:
Ms– moment stateczności fundamentu,
Nc – obciążenie całkowite działające na grunt (suma mas: słupa, wyposażenia i fundamentu),
A – szerokość boku fundamentu,
H – wysokość fundamentu,
qg – opór graniczny gruntu.

Stabilność konstrukcji będzie zachowana, jeżeli zostanie spełniony warunek:

Ms > Mg + (T*H)

gdzie:
Mg – moment działający na słup przy podstawie,
T – siła tnąca działająca na słup przy podstawie,
H – wysokość fundamentu.

Tablica 2. Typy fundamentów i ich momenty stateczności dla III kategorii gruntów (qg = 0,2 MPa)

W tablicy 2 podano dla poszczególnych typów fundamentów prefabrykowanych momenty stateczności
dla III kategorii gruntu przy typowym standardowym obciążeniu słupa.

Typ
fundamentu
Bok fundamentu [mm] Wysokość H
[mm]
Rozstaw
i rodzaj śrub
Masa
[kg]
Moment  stateczności fundamentu przy typowym obciążeniu
Ms [Nm]
B-50 240 900 180 - M14 95 8000
B-51 260 1000 200 - M18 122 10000
B-51A 260 1200 200 - M18 148 14000
B-60 320 1000 250 - M18 168 12000
B-71 400 1000 300 - M24 250 14000
B-70 400 1200 300 - M24 296 20000
B-80 400 1500 300 - M24 380 32000

Tablica 3. Ogólna klasyfikacja fundamentów do rodzajów słupów przy założeniu minimum III kategorii gruntów jak w tablicy 2.

 

Dla przyjętych powyżej założeń, przyporządkowanie typu fundamentu do rodzaju słupa przedstawia się
następująco:

 

Typ fundamentu Wysokość H
[mm]
Typy słupów – średnica przy podstawie z bok podstawy x rozstaw śrub Maksymalne możliwe wysokości  stosowanych słupów
B-50 900 114 120 z podstawą 224x180 w tym SAL SYG 6
B-51 1000 114 D60 120E 146G z podstawą 260x200 7
B-51A 1200 114 D60 120E 146G z podstawą 260x200  * 7
B-60 1000 146 z podstawą 320x250 8
B-71 1000 146H  176 178K 180M z podstawą 400xz300 z pojedynczymi i podwójnymi wysięgnikami do 1,5m długości 12
B-70 1200 176 180M z podstawą 400xz300 w tym wersje wzm 12
B-80 1500 Słupy typu MAL z podstawą 400xz300 16

.

* Fundamenty wyższe o większym momencie stateczności należy stosować w następujących przypadkach:
-w przypadku montowania na słupach wyposażonych w wysięgniki z trzema lub więcej ramionami
- w przypadku montażu na skarpach lub w pobliżu skarp na ich szczycie
- w przypadku osadzenia w gruntach o wytrzymałości bardzo małej i nieutwardzonych o nierozpoznanych dostatecznie własnościach.

W każdym innym przypadku gdy prefabrykowany fundament jest niewystarczający należy wykonać wylewany fundament w miejscu montażu słupa o odpowiednich wymiarach z wykorzystaniem kosza zbrojeniowego typ Z.

Powyższy dobór typu fundamentów do typu słupa jest tylko orientacyjny. Właściwe zastosowanie odpowiedniego fundamentu wymaga szczegółowej analizy warunków gruntowych. Posadowienie fundamentu pod słup oświetleniowy w każdym przypadku odbywa się w określonym, często w niejednorodnym gruncie, który może być tylko szczegółowo rozpoznany przez uprawnione osoby. W związku z tym, zawarty w opisie dobór fundamentów należy traktować jedynie orientacyjnie.