Заземление арматуры в фундаменте зачем. Можно ли использовать винтовые сваи как заземление – требования к устройству. Установка свайного основания с заземлением

ОБО БЕТТЕРМАНН: ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

Сергей Соловьев , технический специалист ООО «ОБО Беттерманн»

Заземление является неотъемлимым элементом внешней системы молниезащиты строения. Заземлитель отводит ток молнии в грунт, что позволяет снизить перенапряжения в сети. Заземлитель, установленный в бетонном фундаменте здания, – один из возможных видов такого устройства.

Требования к фундаментным заземлителям, их конфигурации и исполнению изложены в Инструкции по молниезащите зданий и сооружений РД 34.21.122-87.

Эти устройства должны соответствовать отраслевым нормам, действующим в российской электроэнергетике, и требованиям ПУЭ.

При этом необходимо учитывать, что фундаменты полностью тепло- и/или гидроизолированные не могут служить заземлителями. Если фундаменты изолированы по принципу «черной ванны» (многослойной конструкции с применением битума) или с помощью других подобных технологий, то необходимо устраивать дополнительное заземление в грунте.

ОБО Беттерманн – признанный лидер в производстве компонентов для систем заземления с повышенной стойкостью к коррозии. Выпускаемая компанией гамма элементов и конструкций позволяет создать эффективный заземлитель для строений с различными типами фундаментов.

УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

Фундаментный заземлитель должен быть выполнен как замкнутый контур и проложен в фундаментах наружных стен под самым нижним изоляционным слоем (под гидрозамком). Это же относится и к сооружениям, которые строятся с использованием фундаментных плит.
В фундаментах из армированного бетона заземлитель должен быть проложен по самому нижнему ряду арматуры (рис. 1).
В крупногабаритных зданиях нужно выполнять поперечные связи, чтобы внутри контура заземления были ячейки размером 20 - 20 м (уменьшение размера ячеек увеличивает эффективность заземляющего устройства).
Для защиты от коррозии и механического воздействия фундаментный заземлитель необходимо со всех сторон плотно обмуровать слоем бетона толщиной не менее 5 см. Его можно также укладывать непосредственно в траншею, зафиксировав перед бетонированием на дистанционных опорах.
Заземлитель выполняется из оцинкованной полосовой стали сечением минимум 30 . 3,5 мм (толщина цинкового покрытия – 70 мк) или из оцинкованной круглой стали диаметром минимум 10 мм (толщина покрытия – 50 мк). Особую важность имеет цинковое покрытие выпусков из бетона, например лепестковых контактов для уравнивания потенциалов.
Соединение фрагментов полосовой стали между собой или с фрагментами круглой стали допускается только в теле бетона. Но даже здесь, как показывает практика, нужна особая тщательность, иначе еще до бетонирования стыки начинают расходиться. Если требуются дополнительные соединения в грунте вне фундамента, то они должны быть не только качественно выполнены вручную с помощью клемм, винтовых связей или сварки, но и надежно изолированы. Проектирование фундаментного заземлителя, который будет одновременно служить как заземлитель молниеотвода, должно начинаться на ранней стадии работы над проектом, чтобы учесть все необходимые детали – стыки и точки заземления – и спланировать их выполнение при организации работ (рис. 2).
В сооружениях из сборных элементов устройство фундаментного заземлителя, соединения и возможные изменения в процессе работ также должны быть предусмотрены заранее.
Точками заземления являются прочно заделанные в бетон или в кладку точки подключения, которые связаны фундаментным заземлением (рис. 3) и могут быть задействованы в нужный момент. В промышленных зданиях целесообразно оборудовать точкой заземления каждую колонну на всех этажах.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ В ФУНДАМЕНТАХ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ПЕРИМЕТРОМ

Теплообмен здания с внешней средой ограничивается благодаря изоляции периметра, т.е. изоляции стен и фундаментов, соприкасающихся с грунтом. Удельное сопротивление изоляционных плит периметра значительно выше, чем бетона, поэтому теплоизоляция функционирует одновременно как электроизоляция.
Если заземлитель проложен в ленточном фундаменте, внешняя поверхность которого обмурована теплоизоляцией, то следует рассчитывать на высокое сопротивление растекания.
Если, кроме того, изолирована и фундаментная плита, то нужно прояснить, требуются ли дополнительные мероприятия, например устройство глубинного заземлителя. Если изолирован весь фундамент, то, как и в случае с гидроизоляцией фундамента по технологии «черной ванны», он не может служить заземлителем. В такой ситуации возникает необходимость устройства заземления под изоляцией. Этот заземлитель должен иметь ту же ширину ячеек, что и фундаментный заземлитель. В самом фундаменте постройки нужно тоже проложить заземлитель, который будет служить для уравнивания потенциалов. Заземлители молниезащиты также должны быть включены в систему уравнивания потенциалов. Такое решение автоматически делает систему заземления молниезащиты частью функционального заземления электрооборудования здания.
Функциональная пригодность заземляющих проводников и заземлителей, размещаемых в грунте, в значительной мере зависит от выбора материала и соединительных клемм. Обычно для реализации таких систем применяется нержавеющая сталь или сталь горячей оцинковки.

Для эффективного использования железобетонных и стальных каркасов зданий и сооружений в качестве естественных заземляющих устройств необходимо все элементы железобетонных и стальных конструкций (фундаменты, колонны, фермы, стропильные, подкрановые балки и т. п.) соединить между собой таким образом, чтобы они образовали непрерывную электрическую цепь по металлу, а в железобетонных элементах, кроме того, должны предусматриваться закладные детали для присоединения электрического и технологического оборудования.
В зданиях с монолитным железобетонным каркасом непрерывность электрической цепи обеспечивается путем непосредственной сварки арматурных стержней железобетонных изделий.
Непрерывная электрическая цепь, каркаса здания, выполненного из сборных железобетонных элементов, создается непосредственно сваркой закладных изделий, примыкающих друг к другу железобетонных элементов либо при помощи стальных перемычек сечением не менее 100 мм 2 (п. 1.7.78 ПУЭ), которые привариваются к закладным изделиям соединяемых железобетонных элементов. Закладные изделия должны быть приварены к арматуре железобетонных элементов швом длиной не менее 40 и высотой не менее 5 мм (т. е. чтобы сечение сварного шва было не менее 100 мм 2).
В зданиях с металлическим каркасом для создания непрерывной электрической цепи могут быть использованы сварные соединения, но достаточны болтовые и заклепочные соединения, обеспечивающие строительные требования на совместную работу элементов каркаса. В тех местах, где такие соединения отсутствуют, должны быть предусмотрены стальные перемычки, каждая сечением не менее 100 мм 2 , привариваемые к соединяемым конструкциям швом, общее сечение которого должно быть не менее 100 мм 2 .

Рис. 1. Объединение каркаса с помощью молниеприемной сетки:
1 - металлическая сетка; 2 - стальная перемычка; 3 - арматура колонны; 4 - арматура фундамента, 5 - строительные конструкции
Проектные решения, обеспечивающие электрическую непрерывность железобетонного или стального каркаса промышленного здания, приводятся ниже.
Для одноэтажных зданий с железобетонным каркасом применяются следующие способы объединения каркаса здания.
1. Объединение с помощью молниеприемной сетки (рис. 1). Молниеприемная сетка изготовляется из стальных стержней или проволоки диаметром 8 мм с шагом 6 м для зданий с молниезащитой по категории II и с шагом 12 м по категории III. Сетка укладывается по плитам до устройства кровли под слоем утеплителя из негорючих материалов. Узлы сетки в местах пересечения свариваются (рис. 2). Молниеприемная сетка должна соединяться с арматурой колонн и фундаментов.
Технические решения узлов I - IV приводятся соответственно на рис. 3 - 7.
Основные координатные размеры одноэтажных зданий принимаются по ГОСТ 23838 - 79 (табл. 8).
Таблица 8. Основные координатные размеры одноэтажных зданий

Тип здания	Основные координатные размеры, мм
1. Без мостовых подвесных и опорных кранов и оборудованное мостовыми подвесными кранами общего назначения	6000 - 12 000, более 12 000		3000 - 8400, более 8400
2. Оборудованное мостовыми ручными опорными кранами	9000, 12 000, более 12 000		6000 - 9000, более 9000
3. Оборудованное мостовыми электрическими опорными кранами общего назначения

Примечание. Lq - модульные шаги колонн по поперечным координатным осям или модульная ширина пролета; Во - модульные шаги колонн по продольным координатным осям или модульные шаги колонн; Яо - модульные высоты этажей.


Рис. 2. Расположение молниеприемной сетки и соединительных деталей(а) и соединение молниеприемных сеток, расположенных в разных уровнях (б):
1 - металлическая сетка из арматурных стержней диаметром 8 мм; 2 - места установки соединительных деталей; 3 - арматурный стержень диаметром 8 мм
2. Объединение каркаса здания с помощью крановых рельсов (рис. 7). Крановые рельсы, используемые в заземляющем устройстве, показаны в плане на рис. 8 а, проектное решение узла V - на рис. 8 б. Модульная ширина пролета Во, а также Z0 и Я0 устанавливаются по ГОСТ 23838 - 79 (табл. 8).


Рис. 3. Схема соединения закладного изделия колонны и фундамента:
1 - железобетонная колонна; 2 - нижнее закладное изделие колонны; 3 - соединительная перемычка диаметром 12 мм; 4 - закладное изделие фундамента; 5 - стеновые панели

Рис. 4. Соединение молниеприемной сетки с верхним закладным изделием колонны:
1 - моли неприемная сетка; 2 - соединительная деталь; 3 - перемычка диаметром 12 мм; 4 - верхнее закладное изделие колонны; 5 - утеплитель; 6 - плиты перекрытия; 7 - строительная конструкция; S - железобетонная колонна; 9 - стеновые панели

Рис. 5. Узел защиты стеновых панелей:
1 - стеновые панели; 2 - стержень диаметром 8 мм, приваренный к закладным деталям стеновых панелей и проложенный по периметру здания;

1. - перемычка диаметром 8 мм;
2. - молниеприемная сетка; 5 - панель перекрытия

Рис. 6. Узел молниеприемной сетки над местом соединения плит перекрытия:
1 - молниеприемная сетка; 2 - панели перекрытия


Рис. 7. Объединение каркаса здания с помощью крановых рельсов:
1 - строительные железобетонные конструкции; 2 - крановые рельсы; 3 - подкрановые балки; 4 - арматура колонны; 5 - арматура фундамента
3. Объединение каркаса здания с помощью фундаментных балок (рис. 9). Расположение фундаментных балок в плане показано на рис. 10 д. Все фундаментные балки по периметру здания должны соединяться с арматурой фундаментов, например, так, как показано на рис. 10, б.
В местах проемов прокладывается проводник из полосовой или круглой стали так, как показано на рис. 11.
Узел VI решается аналогично приемам, показанным в узле VII. Модульная ширина пролета Во приведена в табл. 8.

Рис. 8. Расположение крановых рельсов зданий (а) и соединение кранового рельса с закладным изделием колонны (б):
1 - крановые рельсы. 2 - кран; 3 - колонны; 4 - подкрановая балка; 5 - стальная перемычка диаметром 12 мм; 6 - вертикальная арматура колонны, 7 - детали крепления подкрановых балок
4. Объединение каркаса здания с помощью стальных ферм (рис. 9). В случае отсутствия молниеприемной сетки, подкрановых балок, рельсов или фундаментных балок, но при наличии металлических (стальных) стропильных и подстропильных ферм эти фермы могут быть использованы для создания непрерывной электрической цепи. Проектное решение узла I показано на рис. 3, узла VII - на рис. 13. Размер L0 соответствует значениям, приведенным в табл. 8.

Рис. 9. Объединение каркаса здания с помощью фундаментных балок:
1 - стропильная конструкция; 2 - арматура колонны; 3 - арматура стропильной конструкции; 4 - фундаментные балки

Рис. 10. Расположение фундаментных балок при использовании их для объединения (а) и соединение арматуры фундаментных балок между собой и арматурой колонны (б):
1 - арматура фундаментных балок; 2 - соединительные стержни диаметром 12 мм; 3 - фундаментные балки; 4 - фундамент; 5 - закладное изделие; б - стеновые панели

Рис. 11. Соединение арматуры фундаментных балок в местах проемов:
I - арматура фундаментных балок, 2 - стальная полоса 3x40 мм или пруток из круглой стали диаметром
12 мм; 3 - стеновые панели; 4 - рама ворот


Рис. 12. Объединение каркаса здания с помощью стальных ферм: 1 - стальная ферма; 2 - арматура колонны; 3 - железобетонная колонна
Для многоэтажных зданий с железобетонным каркасом используются следующие способы объединения каркаса здания,
1. Объединение с помощью ригелей (рис. 14). В промышленных многоэтажных зданиях с железобетонным каркасом при отсутствии молниезащитной сетки для создания электрической непрерывности железобетонного каркаса используется арматура ригелей (не имеющая предварительного напряжения) и крайних плит перекрытия. Техническое решение узла VIII показано на рис. 15, узла / - на рис. 3. Для большей наглядности узел VIII показан в аксонометрии на рис. 16. Основные координатные размеры многоэтажных зданий приведены в табл. 8.

Рис. 13. Пример крепления стальной фермы к железобетонной колонне:
I - железобетонная колонна; 2 - закладное изделие; 3 - стальная ферма, 4 - узел крепления; 5 - анкерные
болты

Рис. 14. Объединение с помощью ригелей:
1 -- арматура ригелей, 2 - закладное изделие для присоединения цепи заземления

Рис. 15. Объединение каркаса здания с помощью ригелей и плит перекрытия:
1 - прямоугольный ригель; 2 - закладные изделия; 3 - крайние плиты перекрытия; 4 - колонна

Рис. 17. Объединение с помощью молниеприемной сетки; 1 - молниеприемная сетка; 2 - закладное изделие


Рис. 16. Соединение арматуры крайних плит перекрытия с арматурой колонн
1,2 - узлы соединения арматуры плит с закладными изделиями колонн

Рис. 18. Вариант соединения молниеприемной сетки с арматурой колонны:
1 - молниеприемная сетка; 2 - соединительная деталь: 3 - плиты перекрытия;
4 - ригели; 5 - колонна
20. Объединение с помощью молниеприемной сетки (рис. 17). Узел соединения IX молниеприемной сетки с арматурой колонн показан на рис. 18.


Рис. 19. Многоэтажное здание с металлическим каркасом:
1 - ферма; 2 - колонна вспомогательная, 3 - основная колонна

Рис. 20. Основные узлы (монтажные) стального каркаса:
I - надопорная стойка; 2 - стальная колонна постоянного сечения; 3 - подкрановая балка

Для многоэтажных зданий с металлическим каркасом электрическая непрерывность обеспечивается с помощью строительных конструкций (рис. 19). На рисунке показана торцевая стена стального каркаса. Основные монтажные узлы стального каркаса X - XII показаны соответственно на рис. 20 - 22. Как видно из рисунков, узлы крепятся либо сваркой, либо на болтах с резьбой не менее М20. Эксперимент показал, что указанные соединения обеспечивают непрерывность электрической цепи без дополнительных монтажных работ.
Непрерывность электрической цепи внутри железобетонных элементов обеспечивается с помощью сварки между собой отдельных арматурных стержней каркаса и закладных изделий железобетонных элементов с арматурой каркаса.
Примеры расположения дополнительных закладных изделий и способы их соединений в колоннах одноэтажных зданий (колонны серий КЭ-01-52, 1.423-3, 1.423-5) приведены в табл. 9, а в колоннах многоэтажных зданий (колонны серии 1.420) - в табл. 10. Закладные изделия для технологических или сантехнических коммуникаций, металлических площадок должны соединяться с вертикальной арматурой колонны, являющейся магистралью заземления. Конструктивное исполнение железобетонных фундаментов, используемых в качестве заземлителей.
Дополнительные закладные изделия, показанные в колоннах на промежуточных отметках, в конкретном проекте принимаются по заданию электроотдела.
Узлы II и III предусматривают связь арматуры ригеля с арматурой колонн. Эти узлы выполняются только в тех колоннах, которые используются для объединения железобетонных конструкций.

Рис. 21. Узлы примыкания стропильных и подстропильных стальных ферм к опорной стойке и установка на оголовок колонны:

1 - подстропильная ферма; 2 - стропильная ферма; 3 - надопорная стойка; 4 - стальная колонна

Рис. 22. Железобетонный фундамент для стальной колонны:
1 - стальная колонна; 2 - железобетонный фундамент; 3 - фундаментные болты

Примеры использования конструкций зданий в качестве заземляющего устройства. При использовании заземляющих свойств зданий необходимо соблюдать следующие общие требования:
соединение арматуры железобетонных колонн с арматурой фундамента, используемого в качестве заземлителя. должно осуществляться перемычкой диаметром не менее 12 мм. Соединение металлических колонн с арматурой железобетонных фундаментов-заземлителей выполняется по рис. 22;
приварка закладных изделий к рабочей арматуре колонн, арматурному каркасу подколонника фундамента, а также приварка всех соединительных элементов-перемычек должны производиться ручной дуговой электросваркой в соответствии с требованиями СН 393-78.

Таблица 9. Основные координатные размеры многоэтажных зданий с железобетонным каркасом (ГОСТ 24336 - 80)

Тип здания	Основной координатный размер, мм
1. С постоянными координатными размерами (шириной пролета и шагом колонны) во всех этажах, с расчетными нагрузками на балки (ригели) перекрытий до 265 к11/м	6000, 12 000, более 12 000		3300, 3600, выше 3600
2. С увеличенной шириной пролета в верхнем этаже (по отношению к нижележащим), оборудованном подвесными электрчиескими однобалочными кранами общего назначения грузоподъемностью от 0,25 до 5 т, с расчетными нагрузками на балки (ригели) перекрытий от 110 до 265 кН/м	6000*, 9000*, 12 000* 18 000, 24 000 **		4800, более 4800 6000. более 6000 **
3. С увеличенной шириной пролета в верхнем этаже (по отношению к нижележащим), оборудованном мостовыми электрическими кранами общего назначения грузоподъемностью от 5 до 10 т, с расчетными нагрузками на балки (ригели) перекрытий от 110 до 265 кН/м	6000* 18 000 * 24 000 **		4800, более 4800 8400, более 8400 **

* Для первого и средних этажей.
** Для верхнего этажа.
Примечание. Обозначение Lq - ширина пролета или модульный шаг колонны по поперечным координатным осям в многоэтажных зданиях с железобетонным каркасом; Во - модульный шаг колонны по продольным координатным осям или шаг колонны; Но - модульная высота этажа.
Не допускается использовать в качестве элементов заземления следующие виды конструкций: железобетонные конструкции с напрягаемой проволочной и прядевой (канатной) арматурой; железобетонные конструкции с напрягаемой стержневой арматурой диаметром менее 12 мм; железобетонные фундаменты с защитными покрытиями поверхности, применяемые в средне- и сильноагрессивных средах; железобетонные фундаменты при расположении их в песках и скальных грунтах с влажностью менее 3%; железобетонные фундаменты из бетона марки В8 по водонепроницаемости и выше; железобетонные конструкции электроустановок, работающих на постоянном токе.

Допускается использование фундаментов в качестве заземлителей в агрессивной среде при концентрации ионов хлора до 0,5 г/л (С1) или сульфатионов до 10 г/л (SO4) в том случае, если плотность токов, длительно стекающих с арматуры фундаментов, соответствует требованиям, изложенным в «Руководстве по использованию заземляющих и зануляющих свойств строительных конструкций производственных зданий и сооружений», разработанных ВНИИПЭМ, НИИЖБ и Госхимпроекгом.
В случае, если фундаменты под колонны не могут быть использованы как заземлители, необходимо устройство наружного контура заземления с присоединением к нему токоотводов от арматуры колонны не менее чем в двух местах. Расположение точек подсоединения определяется заданием электротехнического отдела.
Все открытые части токоотводов должны быть оцинкованы или защищены от коррозии какими-либо другими способами, соответствующими агрессивности воздушной среды. Если строительные конструкции здания используются только для молниезащиты, то:
устройство молниезащиты здания с использованием строительных конструкций включает в себя молниеприемную сетку (или стержневые молниеотводы), соединенную с помощью металлических перемычек с арматурой колонн (или металлическими колоннами) и железобетонных фундаментов- заземлителей;
арматура железобетонных конструкций, используемых в качестве токоотводов, также должна быть непрерывной и обеспечивать передачу электричества к фундаменту-заземлителю;
молниеприемная сетка, применяемая в системе молниезащиты, укладывается по плитам покрытия до устройства кровли под слоем утеплителя из негорючих материалов. Для соединения с арматурой колонн, используемых в качестве токоотводов, молниеприемная сетка приваривается к специальным соединительным изделиям, заложенным в швы между плитами покрытия. Шаг соединительных изделий задается электроотделом.
В зданиях с покрытиями по металлическим фермам или балкам молниеприемная сетка на кровле не укладывается. В этом случае несущие конструкции покрытия должны быть связаны токоотводами из стержней марки стали А1 диаметром 12 мм. Все металлические детали, расположенные на кровле (трубы, вентиляционные устройства, водосточные воронки и пр.), соединяются с молниеприемной сеткой или молниеотводами. На неметаллических возвышающихся частях зданий следует дополнительно уложить металлическую сетку и соединить ее при помощи сварки с молниеприемной сеткой на кровле.
Стержневые молниеотводы, устанавливаемые на кровле одноэтажных зданий, должны быть соединены с колоннами, используемыми в качестве токоотводов (см. узлы п. 2 табл. 12).
В случае применения стержневых молниеотводов в многоэтажных зданиях к закладным изделиям оголовков колонн верхнего этажа необходимо приваривать анкерные болты для крепления молниеотводов.

Если строительные конструкции здания используются для защитного заземления, то:
в качестве элементов заземляющих устройств используются арматура колонн (или металлические колонны), ригелей, плит перекрытий, фундаментов, а также металлические конструкции производственного назначения (рельсы подкрановых путей, балки площадок и т. д.):
непрерывность электрической цепи обеспечивается путем приварки металлических перемычек сечением не менее 100 мм 2 в местах сопряжений конструктивных элементов каркаса.
Для подсоединения защитного заземления оборудования в колоннах предусматриваются закладные изделия в соответствии с заданием электротехнического отдела.
Условные обозначения, применяемые в проектах, приведены в табл. 13.
Таблица 13. Условные обозначения

Обозначение
Наименование проводника

I. Магистраль заземления из полосовой стали сечением 40 х 4 мм
2. Естественные магистрали заземления
3. Колонна с закладной деталью, соединенной с арматурой колонны и фундамента
4. Стержневой молниеотвод на кровле здания
5. Сталь диаметром 8 мм на кровле здания, уложенная под слой гидроизоляции

Ответ: Для заземления электроустановок следует использовать в первую очередь естественные заземлители. К ним относят: металлические части (арматуру) железобетонных конструкций, например фундаментов опор линий электропередачи и подстанций, фундаментов зданий; металлические подземные коммуникации (трубопроводы, броня и оболочки кабелей); некоторые наземные коммуникации (рельсовые пути) и др. Если естественные заземлители обеспечивают выполнение требований, предъявляемых к параметрам заземляющих устройств, то искусственные заземлители нужно применять, лишь когда необходимо уменьшить токи, протекающие по естественным заземлителям или стекающие с них в землю. Таким образом, в ряде случаев можно ограничиваться только использованием естественных заземлителей и отказаться от искусственных, что дает обоснованное снижение затрат материалов, труда, капиталовложений при монтаже и облегчает эксплуатацию заземляющих устройств. Уже накоплен опыт и известны результаты внедрения решений об отказе при определенных условиях от искусственных заземлителей и использовании конструкций промышленных зданий в качестве естественных заземлителей на некоторых предприятиях страны. При выполнении этих решений руководствуются документами Главэлектромонтажа Минмонтажспецстроя, согласованными с Госстроем (Технический циркуляр № 9-6-186/78 «Об использовании железобетонных фундаментов промышленных зданий в качестве заземлителей». Унифицированное задание строительным, проектным организациям по использованию металлических и железобетонных конструкций зданий в качестве заземляющих устройств). Технические требования, содержащиеся в унифицированном задании, являются временными, так как ведутся дальнейшие лабораторные и натурные исследования для их уточнения и возможного расширения применения естественных заземлителей. В настоящее время использование железобетонных фундаментов зданий в качестве заземлителей считается возможным лишь в грунтах влажностью не менее 3 % (из-за высокого электрического сопротивления бетона при меньшей влажности) и только при воздействии на фундаменты неагрессивных или слабоагрессивных грунтовых вод при отсутствии гидроизоляции или при защите поверхности фундаментов битумным (либо битумно-латексным) покрытием в соответствии с требованием СНиП 11-28-73. Железобетонные конструкции, находящиеся в средне- или сильноагрессивных средах, нельзя использовать в заземляющих устройствах, так как это может усилить коррозию конструкций. Не допускается также (до принятия решений по окончании исследований) использовать в заземляющих устройствах железобетонные конструкции (плиты, балки, фермы, колонны) с напрягаемой арматурой, а также металлические и железобетонные конструкции зданий, относимых к первой категории по молниезащите, для защиты этих зданий от прямых ударов молний. Однако и с учетом приведенных ограничений использование конструкций зданий в качестве заземляющих устройств дало на ряде объектов возможность полностью отказаться от выполнения искусственных заземлителей в грунте, резко сократить протяженность заземляющих проводников внутри зданий и получить существенный экономический эффект. Для использования в заземляющих устройствах все элементы металлических и железобетонных конструкций (фундаментов; колонн; ферм; стропильных, подстропильных и подкрановых балок) соединяют так, чтобы имелась непрерывная электрическая цепь по металлу. В железобетонных колоннах, кроме того, предусматривают закладные детали на каждом этаже здания для подсоединения заземляемого электрического и технологического оборудования. Имеющиеся в зданиях сварные, а также болтовые или заклепочные соединения металлических колонн, ферм и балок достаточны для непрерывности электрической цепи. В местах, где отдельные элементы металлоконструкций не имеют таких соединений, предусматривают приварку гибких перемычек сечением не менее 100 мм 2 . Сборные железобетонные фундаменты рекомендовано использовать в качестве заземлителей в тех случаях, когда имеется возможность металлического соединения арматуры отдельных блоков между собой. В свайных фундаментах соединяют вертикальную арматуру свай с арматурой ростверка или с арматурой фундаментных блоков электродуговой сваркой. Пространственные металлические каркасы колонн и стаканов фундаментов, а также арматурные сетки их подошв сваривают точечной сваркой на контактных машинах в соответствии с требованиями СН 393-78. При ручной электродуговой сварке закладных деталей и перемычек руководствуются также требованиями СН 102-76. Рекомендованы закладные детали (изделия) в виде отрезков из угловой стали 63X63X5 длиной 60 мм, привариваемые к арматуре и выступающие на поверхность бетона; металлические перемычки - в виде металлических стержней диаметром не менее 12 мм, привариваемых к закладным деталям. Указания приведенного выше циркуляра 9-6-186/78 согласованы с Главгосэнергонадзором. Институтом Сельэнергопроект они рекомендованы к применению и в сельскохозяйственном производстве. В циркуляре изложена методика расчета сопротивления фундаментов, используемых в качестве заземлителей и выравнивающих проводников. Аналогичные расчеты проведены институтом Энергосетьпроект для фундаментов опор ВЛ. Если на здании сооружается молниеприемная (молниезащитная) сетка, то ее соединяют перемычками в непрерывную электрическую сеть с колоннами, используемыми в качестве токоотводов, и с фундаментами, используемыми в качестве заземлителей. К сетке присоединяют все выступающие над кровлей металлические устройства - вентиляционные шахты и др. При использовании в качестве естественных заземлителей труб водопровода нужно устанавливать на водомерах и задвижках металлические перемычки. При ремонте, когда необходимо снять перемычку, заранее должна быть установлена другая перемычка. Присоединять заземляющие проводники от электрооборудования к линии водопровода нужно за водомером, определяя направление от потребителя воды. Использовать трубопровод канализации не разрешается, так как канализационные трубы не имеют надежного электрического контакта в стыках. На подстанциях естественными заземлителями могут являться железобетонные стойки под оборудование, закрепленные в грунте, и другие конструкции. Малое электрическое сопротивление имеют стойки, изготовленные из бетэла (бетон электротехнический). На линиях электропередачи в качестве естественных заземлителей на протяжении ряда лет используются железобетонные подножники и сваи в наиболее распространенных грунтах с удельным сопротивлением до 300 Ом-м, т. е. глинах, супесях и т. п. Систематические наблюдения и исследования показали, что не только в таких грунтах, но и в песчаных и скальных грунтах наблюдается постоянное увлажнение бетона за счет капиллярного подсоса влаги из прилегающих слоев земли, вследствие чего железобетонные фундаменты через несколько месяцев после их установки становятся естественными заземлителями с мало меняющимися в течение года значениями сопротивлений. Это дало основание рекомендовать их использование в грунтах с сопротивлением не только 300, но и до 1000 Ом-м, что дает экономию металла и затрат (табл. 1). Кроме описанных выше естественных заземлителей, ими могут служить и различные другие, например металлические трубопроводы для негорючих жидкостей, обсадные трубы артезианских колодцев. Таблица 1. Сокращение длины протяженных заземлителей при учете проводимости фундаментов опор, используемых в качестве естественных заземлителей в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением р от 500 до 1000 Ом-м

Напряжение воздушной линии кВ	Тип опор	р. Ом м	Длина одного протяженного заземлителя. м
без учета фундамента	с учетом фундамента
110-220	Одностоечные* на оттяжках	600-600 600-700 700-800 800-1000	20 25 30 35	10 15 20 30
110-330	Портальные железобетонные	500-700 700-800 800-1000	25 30 40	20 25 35
110-220	Одностоечные металлические	500-600 600-700 700-800 800-1000	20, 25 30 35	10 15 20 30
330-500	Одностоечные металлические	500-600 600-700 700-800 800-100	20 25 30 35	5 10 15 20
500-750	Анкерно-угловые трех- стоечные	500-650 650-800 800-1000	15 20 25	-2 _2 -2
500-750	Портальные на оттяжках	500-700 700-800 800-1000	20 25 30	10 15 20

*Одностоечные железобетонные опоры не включены, так как учет проводимости их подземной части в грунтах с Р=500-11000 Ом-м практически не влияет на значение сопротивления растекания.
**Прокладываются лишь перемычки между стойками опоры. Во всех случаях применения естественных заземлителей их конструкция должна отвечать условию, чтобы протекающие при коротком замыкании токи не превышали допустимых для каждого элемента заземлители. Это требование должно обеспечиваться в течение всего заданного числа лет эксплуатации электроустановки, т. е. и тогда, когда стальные элементы заземлители могут уменьшить свои размеры и сечение вследствие коррозии.

В том-то и дело, что фундамент-частично монолит, частично-"подушка"-плиты фундаментные.
Я думаю, что, в принципе, каждый отдельный монолит фундамента, (или подушку) можно считать за отдельный заземляющий электрод, и т.к. они у меня соединены, но не в земле, а на монолитном поясе перекрытия, выступающего из земли, то все же это будет единая система???

Повидимому, в качестве арматуры используется качественная сталь марки А500, которая (в отличие от стали А300) не может подвергаться термообработке, ослабляющей её. Поэтому вместо привычной ранее сварки используется вязка мягкой проволокой. Однако такое соединение не обеспечивает электрического контакта, тем более способного пропускать токи молнии в десятки килоампер. В силу изложенных обстоятельств в мире получила распространение следующая практика превращения железобетонного фундамента в эффективный, долговременный и недорогой заземлитель.
Перед заливкой бетоном ЭЛЕКТРИКИ (монолитчики этого не сумеют) прокладывают в сплетениях арматуры плоский провод 30х3,5 мм из горячеоцинкованной стали следующим образом:
- по периметру фундаментной плиты (или ростверка);
- в форме сетки с ячейками не более, чем 20х20 м;
- в местах взаимного пересечения этих проводов устанавливаются 4-болтовые соединители;
- к каждому из этих проводов, с шагом 5 м, с помощью болтовых соединителей присоединяется БЛИЖАЙШИЙ прут арматуры железобетона;
- от проложенной в будущем бетонном монолите сетки плоских проводников делаются выпуски и (или) закладные детали для ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ присоединений.
На тех участках, где укладывается сборный монолит, перед установкой плит, прокладывается (скорее соединительный, чем заземляющий) плоский провод (см. выше).
Арматуру свай лучше всего присоединять к этой системе в процессе вывязывания арматуры ростверка теми же болтовыми соединителями. Сваи являются наиболее эффективными элементами такого заземлителя, будучи погруженными в глубинные слои грунта, менее подверженные сезонными изменениям влажности.

В нормативах имеются расплывчатые указания о количестве "сварных (надёжных, долговечных) соединений". К тому же сваркой, которой, как мы видели, не будет. Отсутствие вышеописанных проверенных соединений, установленных специалистами-электриками, которые знают, что такое надёжные провода и контакты, могут привести к разрушению несущих железобетонных конструкций при протекании токов молнии.
Наличие закладных деталей даёт возможность присоединить любые внешние искусственные дополнительные заземляющие системы если (паче чаяния), в результате измерений, окажется, что сопротивление не удовлетворяет техзаданию.
Особенно впечатлит сравнение стоимости устройства искусственного заземлителя С ТАКИМ ЖЕ СОПРОТИВЛЕНИЕМ РАСТЕКАНИЯ, как у фундаментного.

Безопасность здания - одна из главных характеристик, определяющих степень готовности объекта к сдаче в эксплуатацию. Одни из ключевых параметров электробезопасности при строительстве дома на сваях - правильно организованное заземление на свайный фундамент. Большинство специалистов рекомендуют при создании заземления применять в качестве проводника винтовые сваи.

Винтовое свайное основание и его заземление

Многие люди задаются вопросом: подходит ли свайный фундамент на винтовых сваях для организации надежного заземления? С одной стороны, глубокое расположение свайного фундамента - обстоятельство, указывающее в пользу создания надежной заземлительной системы.

Однако следует иметь в виду, что сваи до установки их в грунт зачастую обрабатывают лакокрасочными материалами, содержащими полиуретановые смолы. Особенность этих красок в том, что они - отличные диэлектрики. Хотя такие поверхности отличаются повышенной устойчивостью к коррозии (что продлевает срок эксплуатации металла), их нельзя использовать в заземлительном контуре.

Таким образом, заземление свайного фундамента на винтовых сваях - допустимый вариант только при отсутствии диэлектрических покрытий. Для защиты свай от коррозии нужны специальные токопроводящие краски или оцинкованное покрытие.

Обратите внимание! Некоторые строительные компании, желая сэкономить, используют для покраски свай дешевые виды лакокрасочных материалов. В результате покрытие обсыпается уже на этапе ввинчивания опоры в грунт.

Преимущества и недостатки винтовых опор

Винтовые сваи характеризуется целым рядом очевидных преимуществ:

1. Нет нужды в масштабных земляных работах, так как сваи устанавливаются путем ввинчивания в грунт.
2. Уменьшаются финансовые затраты на возведение объекта.
3. Основание обладает достаточной прочностью.
4. Продлеваются сроки эксплуатации свай, что обусловлено достаточной толщиной их стенок.
5. Упрощается монтаж заземлительного контура.
6. Качественное заземление обеспечивается благодаря обширным металлическим поверхностям.

В то же время имеются у винтовых опор и недостатки:

1. Сварные швы - не лучшее решение для создания соединений при обустройстве заземления. Такие участки коррозируют прежде всего.
2. Срок службы винтовых свай существенно сокращается, если поблизости присутствуют источники утечки тока в грунт - заземленная электроподстанция, железная дорога или сотовые передатчики.

Оцинкованные винтовые опоры

Для создания заземления на свайном фундаменте многие специалисты рекомендуют применять оцинкованные опоры. Производство защитных покрытий предполагает обработку базового металла по одной из двух возможных технологий:

1. Холодная оцинковка поверхности. Антикоррозионный слой создается за счет нанесения цинкосодержащих лакокрасочных материалов.
2. Горячая оцинковка. Метод состоит в нанесении на основу расплавленного цинка. Технология доступна к применению только в заводских условиях.

Винтовые опоры с покрытием, выполненным холодным способом, подходят по показателям электропроводимости, но совершенно неустойчивы к износу. Антикоррозионное покрытие быстро разрушается, часто еще при установке свай, так как происходит сильное трение поверхности опоры о грунт. Это обстоятельство делает такие покрытия нежелательным выбором для создания заземлительной системы.

У винтовых свай, обработанных по горячей технологии, недостаток, связанный с низкой износостойкостью, отсутствует. Антикоррозионный слой на таких опорах имеется как на внешних сторонах конструкции, так и на внутренних. Особенность горячей оцинковки такова, что покрытие обладает способностью к самовосстановлению на молекулярном уровне при небольших повреждениях. Единственный существенный недостаток горячей оцинковки - высокая стоимость работ, что резко сокращает круг возможных потребителей, особенно в частном строительстве.

Установка свайного основания с заземлением

Заземлительный контур для здания выполняется в виде замкнутой системы, по форме чаще всего как равносторонний треугольник. По вершинам углов располагают винтовые опоры, задействованные в качестве электродов (заземлительных устройств). Сваи вкручивают так, чтобы они находились ниже уровня промерзания грунта. Точная величина заглубления устанавливается, исходя из нормативов, принятых для того или иного региона. До начала работ производится проба грунта.

Промышленность выпускает определенные типоразмеры винтовых опор. Для заземления частного дома в наибольшей степени подходят сваи диаметром 57 миллиметров и длиной от 2 до 2,5 метра. Такие опоры применимы к условиям большей части регионов с умеренным климатом.

Работы выполняются в таком порядке:

1. Для создания системы заземления подбирают площадку, удаленную от фундамента здания по крайней мере на 1 метр.
2. Проводят разметку участка под дальнейшую установку винтовых свай. Дистанция между отмеченными точками должна быть равна длине опоры или превышать этот показатель.
3. Намеченные точки на вершинах треугольника объединяют траншеей, выкопанной по периметру геометрической фигуры. Рекомендуемая глубина траншеи - не менее 50 сантиметров.
4. По вершинам углов завинчивают опоры.
5. После выполнения соединений (сваркой или, что более предпочтительно, болтами) конструкция превращается в замкнутый контур. В качестве соединителей используют какие-либо металлические изделия (лента, трубы и т. п.). Толщина металлической ленты не должна быть меньше 4 миллиметров. Соединения обрабатывают антикоррозийным составом.
6. От одного из углов контура заземления копают еще одну траншею, направленную к распредщиту. В траншею кладут соединительный проводник.
7. Проводник скрепляют гайкой с заранее приваренным к обвязочному контуру болтом. Оставшийся конец проводника стыкуют с главной шиной заземления распредщита.

Для уменьшения сопротивления заземлителя рекомендуется соединить его с естественными заземляющими предметами.

К числу таковых относят:

• находящиеся в земле водопроводы и другие металлические трубные коммуникации (за исключением труб с горючими составами);
• железобетонные и металлические конструкции зданий, находящиеся в прямом контакте с почвой;
• обсадные трубы скважин.

Важно! До начала работ по установке заземления необходимо изучить ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Проверка системы заземления

Когда монтаж закончен, нужно протестировать сопротивление контура заземления. В соответствии с правилами устройства электроустановок показатель сопротивления для электросети с напряжением 220 Вольт не должен превышать 30 Ом.

Замеры осуществляют в сухую погоду (в такие периоды наблюдается наибольшее сопротивление грунта). Если результаты измерений в пределах нормы, траншею с заземлительным контуром засыпают землей, после чего заземление готово к эксплуатации.

Прежде чем приступать к заземлению свайного фундамента, необходимо провести консультацию со специалистами по энергоснабжению, обслуживающими участок, на котором расположен фундамент. Мастера дадут рекомендации относительно правильного составления расчетов и подбора материалов, предоставят технические регламенты.