KONFERENCJA ELEKTROENERGETYCZNA LINIE NAPOWIETRZNE I KABLOWE WYSOKICH I NAJWYŻSZYCH NAPIĘĆ Ograniczenie kosztów budowy linii 110-400 kv przez zastosowanie nowoczesnych fundamentów prefabrykowanych Opracował: Piotr Czkuj SPIE Elbud Gdańsk S.A. T +48 58 769 48 95 M +48 605 057 934 E piotr.czkuj@spie.com
Fundamenty monolityczne na liniach 400kV? To już przeszłość! VS Fundament monolityczny Fundament prefabrykowany EC SF znacznie krótszy czas montażu między 7 8 dni roboczych, mniejsza objętość betonu między 5-10m3/1 stopę, mniejsza objętość wykopu o ok. 1/4, mniejsze zużycie stali profilowej dochodzące nawet do 1,0 ton/na stan., oszczędność wykonania stanowiska sięgająca nawet 30-36%, Fundamenty prefabrykowane EC SF
Fundamenty prefabrykowane EC SF 400 kv FMP 400 kv SF EC 110 kv
Prefabrykowane fundamenty liniowe EC SF to nowość przeznaczona do stosowania w liniach elektroenergetycznych o napięciu 400 kv. Produkowane są w czterech standardowych wysokościach: 3,62; 3,72; 4,22 i 4,32 m (dodatkowo dla kotew KZ-65 zaprojektowano 2 niższe trzony 2,27 i 2,77) oraz w dwóch wariantach łączenia płyt: z otworami przelotowymi na elementy złączne oraz z zabetonowaną kotwą śrubową. Projekt został zastrzeżony w Urzędzie Patentowym i jest własnością SPIE Elbud Gdańsk S.A. oraz WPŻ Elbud Gdańsk sp. z o.o.. Beton C30/37 W8
Co wyróżnia fundamenty EC SF? Ocynkowany ogniowo kołpak ochronny który stanowi integralną część trzonu i kotwy i w pełni zabezpiecza przed ewentualnymi uszkodzeniami mechanicznymi, działaniem niekorzystnych warunków atmosferycznych oraz wód opadowych. Dzięki temu wyeliminowano konieczność zabezpieczania i konserwacji górnej części trzonu farbami antykorozyjnymi. Rozwiązanie jest alternatywą dla kitów uszczelniających stosowanych na styku kotwy z betonem. Znacznie poprawia estetykę wykonania. Rozwiązanie zostało objęte ochroną patentową. Kołpak ochronny z produkcji wraz z zastosowaniem w trzonie
Płyta nakładkowa - umieszczana pomiędzy płytą główną fundamentu, a trzonem. Poprawa parametrów pracy fundamentu w gruncie na wyciąganie co przekłada się na wzrost nośności do 40% (w zależności od zastosowanej płyty). Prefabrykat spełnia swoją funkcję bez konieczności zagęszczania gruntu pod płytą, którą zaprojektowano tak, aby przenosiła obciążenie gruntu, którym jest zasypana. Płyty produkowane są w dwóch wariantach: 300x500cm i 300x600cm i grubości 20/25cm. Fundament EC SF - montaż z zastosowaniem płyty nakładkowej
Elementy złączne (szpilki) są trwale zabetonowane w płycie fundamentowej. Zastosowanie tego ostatniego rozwiązania stało się hitem budowlanym, ponieważ bardzo przyspieszyło proces montażu i ustawienia fundamentu w wykopie. Dół płyty stanowi płaską powierzchnię, z której nie wystają stalowe elementy śrubowe, co umożliwia bezproblemowe przesuwanie fundamentu w wykopie. Najważniejszym argumentem przemawiającym za wdrożeniem rozwiązania z zabetonowanymi kotwami śrubowymi jest bezpieczeństwo pracowników wykonujących montaż, którzy nie muszą już przebywać pod fundamentem podczas skręcania prefabrykatów, co eliminuje ryzyko wypadku. Fundament EC SF - montaż płyty z trzonem
Montaż płyty z trzonem na placu budowy (szpilki przelotowe) linia 400kV Gdańsk-Pelplin-Grudziądz
Montaż płyty z trzonem na placu budowy (szpilki zabetonowane) linia 400kV Gdańsk-Pelplin-Grudziądz
Wysokie parametrami wytrzymałościowe, którymi charakteryzują się fundamenty, zostały potwierdzone koreferatem oraz badaniami. Fundamenty spełniają wymagania materiałowe i wytrzymałościowe norm europejskich EUROKOD. Fot. Budowa linii 400 kv Mikułowa Czarna Pobrano ze strony http://www.liniamikulowaczarna.pl/galeria.html
Badania wytrzymałościowe fundamentów EC SF 400 kv Badania przeprowadzono: - w sierpniu 2017 r., przy współpracy z niezależnymi laboratoriami, wykonano pomiar siły pionowej, powodującej wyrywanie fundamentu EC SF 300x380-4/362 [KZ-80]. Nośność fundamentu na wyrywanie według obliczeń określono na poziomie Vz = 1650 kn. W badaniu osiągnięto wartość 2027 kn (badanie przerwano ze względu na możliwość uszkodzenia badawczego układu hydraulicznego). - w maju 2018 r. powtórzono badanie z jednoczesnym wprowadzeniem sił bocznych, zadawanych skokowo. Skok 300 kn dla siły wyrywającej i 30 kn siły dla bocznej. Osiągnięto wartości 1846 kn dla siły wyrywającej oraz 187,9 kn dla siły bocznej. Wartości obliczeniowe przekroczono o ok. 12-15%. Po zakończonej próbie fundament odkopano i umyto w celu sprawdzenia stanu powierzchni. Na fundamencie nie znaleziono żadnych oznak zniszczenia, przemieszczenia, rys czy uszkodzeń jakiegokolwiek elementu. Podczas prób obecni byli przedstawiciele wielu renomowanych biur projektowych i wykonawczych: PSE, BSiPE Energoprojekt Poznań S.A., SPIE Elbud Gdańsk S.A., Elfeko S.A., Enprom Sp. z o.o. czy Elbud Projekt Warszawa Sp. z o.o..
Film z badania wytrzymałości prefabrykatów:
Na żądanie Inspektora budowlanego z ramienia inwestora PSE S.A. przeprowadzono badanie niszczące losowo wybranego fundamentu EC SF z kotwą KZ-65 z linii 400kV Gdańsk Pelplin Grudziądz
Zalety fundamentów EC SF: znacznie krótszy czas montażu w stosunku do fundamentów monolitycznych, niższe koszty prac ziemnych związanych z wywozem/wymianą gruntów + ekologia z tym związana, brak szalunków, mniejsza powierzchnia wykopu, zastosowanie stóp zawiasowych zamiast kątownikowych - mniejsze zużycie stali dochodzące nawet do 1,0t/na stan., montaż słupów bezpośrednio po posadowieniu prefabrykatów, na odcinkach leśnych niższe opłaty ze względu na krótki czas montażu (liczony od czasu rozpoczęcia do zakończenia prac), krótszy czas realizacji zadań przy wyłączeniach linii NN (Najwyższych Napięć), krótszy czas utrzymania drogi technologicznej do stanowiska, brak konieczności wykonywania kitów uszczelniających na styku kotwy z betonem, brak konieczności wykonywania izolacja przeciwwilgociowej dla całej powierzchni, brak kosztów ochrony mniejsze prawdopodobieństwo kradzieży ze względu na gabaryty, gwarancja dotrzymania parametrów materiałów i jakości wykonania,
Przykładowe wyliczenie oszczędności jakie można uzyskać przy zastosowaniu fundamentów prefabrykowanych Założenia: Koszt stali: Koszt zakopania prefabrykatów: Koszt wykonania monolitu: Typ fundamentu 7 21000 1500 Seria słupa TYP słupa P+10 P+15 PL+0 EC SF 300x380-3/362 [KZ-65-2] Oszczędność rzędu 30-36% zł/kg zł/stanowisko zł/m3 Koszt Typ fundamentu Objętość prefabrykatu monolitycznego monolitu [m3] [zł/szt] 8800 920 344 65 240,00 zł 58 608,00 zł 10,2 350x60/350 9,8 9500 920 344 65 240,00 zł 61 408,00 zł 5,9 1000 370 80 200,00 zł 73 590,00 zł 1100 320 96 500,00 zł 73 240,00 zł 1000 420 80 200,00 zł 73 940,00 zł 1100 400 115 100,00 zł 73 800,00 zł 1400 485 117 200,00 zł 74 395,00 zł 1100 400 135 500,00 zł 77 800,00 zł 1400 485 117 200,00 zł 78 395,00 zł 8,2 24,1 7,8 35,9 36,5 42,6 33,1 1440 485 137 880,00 zł 96 395,00 zł 30,1 EC SF 300x380-4/362 [KZ-70] PL+15 400x60/350 12,2 PNL-6 450x60/350 14,8 PL spec+10 400x60/350 12,2 E33GPG EC SF 300x380-4/422 [KZ-80] EC SF 320x420-1/432 [KZ-80-1], EC SF 320x500-1/432 [KZ-80-1] PNL+0 450x70/350 17,9 PNL+0 500x70/350 21,3 PNL spec+0 450x70/350 17,9 500x70/350 21,3 PNL spec+0 Koszt prefabrykatu Przewidywana (szpilki) + stopa + oszczędność [%] roboc. [zł/stanowisko] 9,8 P+10 EC SF 300x380-4/362 [KZ-80] Koszt wykonania monolitu (roboc.+kotwa) [zł/stanowisko] 350x60/350 EC SF 300x380-4/422 [KZ-65-2] PL-5 Kotwa Kotwa kątownikowa zawiasowa monolit prefab. [kg/stanowisko] [kg/stanowisko] 12500 12500 13500 PNL spec+6 M1 M3 18000
Fundamenty prefabrykowane Zastosowanie fundamentów prefabrykowanych na wybranych liniach 400 kv wybudowanych w latach 2010-2016 100% 80% 60% 38% 40% 40% 20% 3% 3% 21% 0% Kromolice - Pątnów Olsztyn - Ostrołęka Dobrzeń - Pasikurowice Kozienice - Siedlce Ełk - Łomża
Zastosowanie fundamentów prefabrykowanych na budowanych oraz nowo projektowanych liniach 110 kv 400 kv w latach 2017-2021 100% 100% 80% 60% 56% 57% 59% 60% 63% 71% 78% 40% 34% 20% 0% 400kV Jasiniec - Grudziądz Węgrowo 400kV Krajnik - Baczyna * 400kV Chełm - Lublin * 400kV Piła Krzewina - Plewiska 400kV Baczyna - Plewiska * 400kV Grudziadz - Pelplin - Gdańsk Przyjaźń 400kV Mikułowa - Czarna 220 kv Radkowice - Kielce Piaski 2x110 kv Czersk - Brusy - GPZ Karsin * - zakładane wykorzystanie fundamentów prefabrykowanych
Fundamenty EC SF 400kV Fundamenty EC SF 400kV Zastosowanie fundamentów prefabrykowanych przy budowie linii energetycznych NN na przestrzeni lat Naszym celem jest zaprojektowanie i wykorzystanie w 100% fundamentów prefabrykowanych do budowy linii NN 100% 80% 61% 60% 40% 21% 20% 5% 0% 2000-2009 2010-2016 2017-2021 2022-2025
Fundamenty monolityczno-prefabrykowane FMP Tańsze i szybsze w budowie rozwiązanie, przewidziane dla linii 110 kv do 400 kv, stanowiące alternatywę dla fundamentów monolitycznych, polegające na wykorzystaniu nowych systemów szalunków traconych. Prefabrykowane elementy są jednocześnie szalunkiem i fundamentem, gdyż zastosowano system zbrojeń zintegrowanych z prefabrykatami. Podstawowym założeniem FMP jest wyeliminowanie trudności, jakie wykonawcy napotykają w procesie deskowania, zbrojenia oraz montażu kotwy kątownikowej. Instalowane już w procesie produkcji zbrojenie stanowi gwarancję wysokiej wytrzymałości fundamentu FMP, a użycie żelbetonowego trzonu pozwala na szybki i precyzyjny montaż kotwy, w sposób uniemożliwiający jej przesunięcie podczas zalewania betonem. Ponadto konstrukcja fundamentu (boki prefabrykatu wykonane są pod kątem) sprawia, iż podczas wykonywania prac nie ma problemu z osuwającą się z bocznych ścian wykopu ziemią, a prefabrykat stopy bez problemu przenosi jej nacisk. Istnieje możliwość osadzenia fundamentów na trzech głębokościach: 3,1; 3,6 oraz 4,1 m. Beton C30/37 W8 Fot. Fundament FMP
Fundamenty monolityczno-prefabrykowane FMP Fot. Fundament FMP po złożeniu
Fundamenty monolityczno-prefabrykowane FMP Fot. Fundamenty FMP po wyprodukowaniu i złożeniu
Fundamenty monolityczno-prefabrykowane FMP Zalety fundamentów FMP: niższe koszty budowy przy zachowaniu wysokich parametrów wytrzymałościowych, czas wykonania gotowych fundamentów pod stanowisko słupowe wynosi 2-3 dni robocze, mniejsze zużycie betonu, brak konieczności rozszalowywania, a co za tym idzie mniejsze ryzyko uszkodzenia szalunków, brak konieczności konserwacji szalunków w stosunku do tradycyjnych, zachowanie niezmiennej otuliny prętów, możliwość zastosowania kotwy zawiasowej lub kątownikowej, brak konieczności wykonywania chudziaka, powierzchnia dna wykopu zmniejsza się o ok. ¼ w stosunku do fundamentów szalowanych na budowie, mała masa eliminuje konieczność wykorzystywania urządzeń dźwigowych wszystkie prace mogą zostać zrealizowane przy użyciu koparki.
Płyty szalunkowe nowość dedykowana dla płyt fundamentowych wylewanych na placu budowy Główną zaletą płyt szalunkowych jest mniejsze zużycie betonu sięgające między 3-9m 3 /1 stopę
Fundamenty prefabrykowane SF EC 110 kv Stanowią alternatywę dla dotychczas stosowanych fundamentów składanych SF. Fundamenty spełniają wymagania materiałowe i wytrzymałościowe norm europejskich EUROKOD. Beton C30/37 W8 Producenci prefabrykatów: WPŻ Elbud Gdańsk Sp. z o.o. Ensta Sp. z o.o. F.H.U.Leśniewski Fot. Fundament SF EC 110 kv
ROZSZERZONA RZECZYWISTOŚĆ FUNDAMENTY EC SF
Dziękuję za uwagę i zapraszam do współpracy Piotr Czkuj piotr.czkuj@spie.com T +48 58 769 48 95 M +48 605 057 934 ONE SPIE ONE TEAM ONE FUTURE