Методика обследования фундамента под машины

Работа выполнена с целью повышения эксплуатационной надежности конструкций фундамента под компрессор. Объектом обследования явились строительные конструкции фундамента под установку компрессора для производства метанола, воспринимающего и передающего нагрузки при эксплуатации компрессора на грунтовое  основание.

Предварительно было выполнено поэлементное обследование строительных конструкций фундамента включая состояние анкерных болтов и узлов крепления оборудования.

Железобетонный, монолитный фундамент под компрессор имеет сложное очертание в плане, его основные конструктивные элементы воспринимают нагрузки от электродвигателя, корпуса коленчатого вала, шести цилиндров и шести направляющих. Отметка основных элементов фундамента – 5.05м от уровня пола 1-го этажа. Глубина заложения фундамента составляет 2.2 м. Нагрузки от элементов оборудования на фундамент передаются через анкерные болты, выпуски арматуры и подбетонки. При этом вертикальные нагрузки от собственного веса оборудования составляют: суммарная от корпуса коленчатого вала 13,2 тс, от корпусов направляющих на различных ступенях - 4,2…6 тс. Схема фундамента под компрессор показана на рис.1.

Рис.1. Схема фундамента под компрессор

При обследовании не были обнаружены признаки неравномерных осадок фундамента и грунтового основания, что обосновывается следующими факторами:

• отсутствие признаков зон просадок и выпоров грунта на территории прилегающей к фундаменту;
• не обнаружены смещения элементов фундамента относительно друг друга и повреждения характерные при неравномерных деформациях (силовые вертикальные трещины по всей высоте, трещины в примыканиях и сопряжениях различных частей фундамента, отклонения в работе технологического оборудования)

Тем не менее, в конструкции фундамента под направляющую II ступени (на рис.1 обозначена штриховкой) установлен ряд дефектов влияющих на работу технологического оборудования (увеличение амплитуд вынужденных колебаний до величин превышающих предельные значения [1]):

• вертикальные и горизонтальные трещины в подбетонке под направляющие;
• зазоры (смятие бетона) в примыкании корпусов направляющих по всем периметру с подбетонкой;
• местное отслоение бетона и коррозия арматуры в технологической нише под анкерный болт направляющей II ступени со стороны I ступени.

Очевидно, причиной указанных дефектов является плохое качество работ при изготовлении подбетонки при ее заливке через специальные отверстия в корпусе направляющей. Разработка проекта усиления конструкции фундамента под направляющую II ступени осложнялась двумя факторами: во-первых – не была установлена полная картина разрушений и развития трещин, в виду того, что конструкция фундамента с одной стороны скрыта фундаментом под электродвигатель и сверху – металлическим корпусом под направляющую; во-вторых приходилось учитывать пожелание заказчика не останавливать компрессор на длительное время, т.е. провести ремонтные работы без демонтажа технологического оборудования.

С учетом отмеченных особенностей был разработан комплекс конструктивных мероприятий по повышению несущей способности и эксплуатационной надежности конструкции фундамента, исходя из предпосылки, что трещины и разрушения образовались на стыке подбетонки с телом фундамента. Суть этих мероприятий сводится к следующему: во-первых - «лечение» бетона конструкций существующего фундамента инъецированием по известной методике [2] через горизонтальные инъекторы И-1, проходящие по стыку подбетонки с фундаментом (заполнение трещин зазоров в разрушенной подбетонке); во-вторых - дополнительное увеличение опорной части фундамента, путем создания вокруг направляющей Р-1 армированного пояса из полимерных материалов с надежной анкеровкой инъекторами И-2 и И3, в виду того, что инъецирование может не дать гарантированных результатов. Схема усиления фундамента приведена на рис. 2.

Рис.2. Схема усиления конструкции фундамента II ступени

Опорная часть корпуса направляющей была увеличена с 1.16 м²  до 1.51 м² (на 30%), а 19 анкеров из труб диаметром 25мм и толщиной стенки 3 мм (инъекторы - И-2, И-3), общей площадью сечений в поперечном направлении 19х2,1=39,9 см² способны выдержать нагрузку на срез – 47 т.

В настоящее время, после проведения работ по усилению фундамента установка введена в работу, при этом амплитуды вынужденных  колебаний корпуса направляющей не превышают предельных значений.