ФУНДАМЕНТ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО СООРУЖЕНИЯ

2003128764 МПК7Е04Н 5/02
2 в. б jtE02D27/14
Полезная модель относится к области промышленного строительства и может быть использовано при возведении свайно-плитных фундаментов для промышленных зданий и сооружений, в частности для главных корпусов тепловых электростанций.
Известен свайно-плитный фундамент главного корпуса Шатурской ГРЭС, описанный в книге Купцова И.П. «Проектирование и строительство тепловых электростанций, М., Энергия, 1972, стр.114. Фундамент состоит из буронабивных свай, объединенных монолитным железобетонным ростверком.
Недостатком этого фундамента является то, что жесткая заделка голов свай в монолитном плитном ростверке не обеспечивает гашения фундаментом динамической вибрации здания электростанции от работающего технологического оборудования. При возникновении в ростверке температурных напряжений они провоцируют термоциклические деформации ростверка, приводящие к расшатыванию свай и снижению их несущей способности. Конструкция фундамента-аналога также требует организации специальных виброизолирующих опор для технологического оборудования и периодической рихтовки оборудования во время эксплуатации.
Прототипом заявляемой полезной модели является сейсмостойкий фундамент промышленного сооружения, в частном случае - электростанции, защищенный патентом US5610962, МПК7 G21C13/024, опубликованным 11.03.97. Сооружение предназначено для возведения на естественном подземном скальном напластовании. Фундамент здания включает организованные в выработанном котловане цилиндрические буронабивные опоры (в частном случае - сваи), возведенные на горизонтальной плите естественного происхождения при помощи кессонов или обсадных труб большого диаметра. Пространство между кессонами заполнено песком, бетоном либо другим подобным материалом. Верхние торцы кессонов подняты на расчетную высоту для поддержания заглубленного горизонтального железобетонного плитного ростверка, снабженного по периферии вертикальной железобетонной стеной. Верхняя кромка вертикальной стены ростверка расположена на уровне планировки и образует вместе с плитой ростверка водонепроницаемое подвальное помещение. На дне подвала установлены комплекты упругих виброизолирующих опор для размещения на них автономно друг от друга строений промышленного объекта. Виброизолирующие опоры поддерживают нижние части строений на расчетной высоте от плиты ростверка для образования смотрового пространства, позволяющего персоналу осуществлять мероприятия по техническому осмотру и ремонту опор.
Автономное расположение строений объекта на отдельных комплектах виброизолирующих опор предназначено для снижения уровня сейсмических нагрузок на строения и поддержания структурной целостности объекта во время землетрясения. Снижения уровня вибрации фундамента добиваются также путем организации насыпного стабилизирующего грунтового вала по периметру вертикальной стены ростверка.
Виброизолирующие опоры размещены в верхней части фундамента над плитой ростверка. Массивные буронабивные опоры фундамента совместно с массивным ростверком и насыпным стабилизирующим валом воспринимают динамические нагрузки от подземных толчков, а виброизолирующие опоры, как фильтры колебаний, служат препятствием для передачи колебаний системы «буронабивные опоры - ростверк на верхние строения.
Конструкция фундамента-прототипа обеспечивает сейсмостойкость возведенных на нем сооружений атомных и прочих электростанций, а также других экологически опасных объектов по вьюшему классу.
Однако, для обеспечения высокой сейсмостойкости фундамента и верхних строений требуется проведение большого объема земляных и бетонных работ, что увеличивает капитальные затраты на возведение фундамента и сроки его возведения.
Заявляемая полезная модель рещает задачу создания экономичного, надежного и долговечного фундамента для промышленных сооружений, в том числе - для тепловых электростанций.
Технический результат достигается при возведении фундамента для промышленного сооружения, в том числе для главного корпуса тепловой электростанции, содержащего буронабивные сваи, высокий сборно-монолитный плитный ростверк и размещенные под плитным ростверком упругие виброизолирующие опоры, закрепленные на головах свай ограниченно-подвижно в плане с помощью замоноличенной в сваю анкерной арматуры. Плитный ростверк включает омоноличенную жесткую металлическую фундаментную раму верхнего строения, анкерную арматуру для крепления каркаса верхнего строения, а также проложенные сквозь технологические отверстия в балках фундаментной рамы армирующие стержни и сетевые коммуникации.
Глубина заложения сваи равна величине, определенной по результатам инженерно-геологической разведки грунта в месте сооружения сваи. Отдельные или все сваи могут быть выполнены висячими. На свае может быть выполнено уширение. Сваи образуют свайное поле.
Анкерная арматура для крепления на свае виброизолирующей опоры выполнена в виде анкерного болта, на котором виброизолирующая опора размещена с радиальным зазором.
Материалы элементов сборно-монолитного плитного ростверка имеют практически одинаковые или близкие по значению температурные коэффициенты линейного расширения.
Плитный ростверк включает закладные детали для крепления технологического оборудования на полу ростверка как на фундаменте машин с динамическими нагрузками.
Существо полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображено свайное поле в плане, на фиг. 2 - буронабивные сваи, фронтальный разрез, на фиг.З - голова буронабивной сваи с виброизолирующей опорой для ростверка (вид I фиг.2).
Фундамент здания содержит образующие свайное поле буронабивные сваи 1, высокий сборно-монолитный плитный ростверк 2 и виброизолирующие опоры 3 для плитного ростверка 2. Свая 1 может быть снабжена уширением 4. В голову сваи замоноличен анкерный болт 5 для крепления виброизолирующей опоры 3. Виброизолирующая опора 3 включает упругий элемент 6, установлена на анкерном болте 5 с радиальным зазором «6 и поджата к голове сваи 1 гайкой 7 с шайбой 8.
Плитный ростверк 2 включает омоноличенную самотвердеющим материалом 9, например бетоном, жесткую металлическую фундаментную раму 10 верхнего строения. Балки 11 жесткой металлической фундаментной рамы 10 установлены в проектном положении на опорных поверхностях 12 виброизолирующих опор 3 и закреплены на них с помощью крепежных элементов 13, 14. Металлические балки 11 выполнены профилированными, например двутавровыми, в стенках 15 балок 11 выполнены технологические сквозные отверстия 16 для прокладки и омоноличивания армирующих стержней 17 и сетевых коммуникаций (технологических трубопроводов 18, кабельных коробов 19 и т.д.). В плитный ростверк также замоноличена анкерная арматура 20 для крепления к фундаментной раме 10 колонн 21 металлического каркаса верхнего строения, закпадные изделия 22 и анкерная арматура 23 для крепления технологического оборудования 24 (например, энергетической установки электростанции) на полу 25 ростверка 2 как на фундаменте машин с динамическими нагрузками.
Индивидуальную глубину заложения сваи 1 от уровня планировки определяют по результату инженерно-геологической разведки грунта в месте сооружения сваи с учетом характера напластований, их физико-механических, деформационных свойств, а также с учетом характеристик возводимого сооружения и свойств строительных материалов. Голову сваи 1 поднимают над уровнем планировки для формирования высокого ростверка 2.
Ростверк 2 передает воспринимаемые им нагрузки на сваи 1 через виброизолирующие опоры 3.
Практически одинаковые температурные коэффициенты линейного расширения металлических и бетонных элементов сборно-монолитного ростверка 2 обеспечивают равномерность температурных деформаций ростверка 2. Благодаря ограниченной подвижности виброизолирующих опор 3 в плане термоциклические деформации ростверка 2 компенсируются и температурные напряжения в конструкции фундамента не накапливаются. Динамические нагрузки, воспринимаемые ростверком 2 со стороны технологического оборудования 23 электростанции, поглощаются виброизолирующими опорами 3 и на сваи 1 не передаются.
Наличие на свае 1 уширения 4 улучшает восприятие сваей разнонаправленных усилий и повышает ее несущую способность. Конструкция фундамента отвечает требованиям по экономному расходованию строительных материалов.
Деформации сооружения, возведенного на заявляемом фундаменте, (осадка, просадка, горизонтальные перемещения, крен) удовлетворяют технологическим и архитектурным требованиям. Заявляемый фундамент обеспечивает полноценное функционирование энергетической установки 24 без организации специальных виброизолирующих опор непосредственно под агрегатами установки. При этом плитный ростверк 2 исполняет роль фундамента машин с
динамической нагрузкой. Рихтовки оборудования 24 в процессе эксплуатации не требуется.
Размещение на головах свай 1 ограниченно подвижных в плане виброизолирующих опор 3 позволяет компенсировать возможные пофешности смещения свай 1 относительно оси свайного поля и допущенные при набивке свай погрешности формы. Применение свайно-плитного фундамента заявляемой конструкции позволяет отказаться от выработки котлована и сократить цикл выполняемых работ.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет снизить капитальные затраты на возведение фундамента для промышленного сооружения, в частности для главного корпуса тепловой электростанции, сроки проведения работ при сохранении надежности и долговечности сооружения.