Столбчатый фундамент под оборудование

Фундаменты под оборудование — особенности монтажа

Фундаменты под оборудование отличаются от оснований жилых или промышленных строений не только размерами. Суть различий кроется в самой конструкции таких фундаментов. Ведь такие основания ведь должны противостоять не только статическим (несущим), но и динамическим нагрузкам, источником которых является закрепленное на фундаменте оборудование.

К тому же, те условия, в которых эксплуатируется фундамент под оборудование, мягко говоря, далеки от идеала. Ведь помимо вибрации корпуса такое основание поглощает и массу агрессивных веществ – смазок, масел, охлаждающих жидкостей и прочих субстанций, действующих на тело фундамента самым разрушительным образом.

Но в этой статье мы расскажем вам не об отличиях между классическим основанием и фундаментом для оборудования, а о способе строительства конструкций, способных удержать и массу, и вибрацию любых станков и механизмов.

Устройство фундаментов под технологическое оборудование: общие правила

Сооружение фундамента под промышленное оборудование предполагает строительство конструкции с оригинальными качествами, а именно:

• Значительной массой – чем больше вес основания, тем выше сопротивляемость вибрации.
• Повышенной прочностью – чем выше стойкость к статическим и динамическим нагрузкам, тем больше период эксплуатации и самого фундамента, и смонтированного на основании оборудования.
• Высокой устойчивостью к агрессивным средам – чем выше инертность хотя бы верхних слоев фундамента, тем дольше он прослужит в роли основания для станка или механизма.

Причем указанные характеристики дополняются еще и минимальными допусками по габаритам фундамента. То есть, на «своем месте» должны находиться не только болты, с помощью которых производится установка оборудования на фундамент – отклонения от расчетных габаритов (длинны, высоты, ширины) должны сводиться к минимуму.

Уклон ростверка должен отсутствовать в принципе. Иначе эксплуатационные нагрузки распределятся неравномерно, что уменьшит срок службы и основания и станины механизма.

Разновидности конструкций оснований

Подобный набор характеристик могут обеспечить только следующие разновидности конструкций фундаментов:

• Бесподвальное основание плитного типа, гасящее вибрацию своей массой. Такие фундаменты можно залить в опалубку только на первом этаже цеха. Подобная конструкция обойдется в значительную сумму, поскольку на сооружение цельного основания плитного типа тратят максимальный объем строительного материала. Однако самые крупные станки и механизмы монтируют только на таких фундаментах.
• Подвальное основание-перекрытие, монтируемое на втором этаже и выше. Такой фундамент гасит вибрацию, передавая колебания на каркас самого цеха (посредством контакта с межэтажным перекрытием). По сути – это такая же плита, только не залитая, а собранная из железобетонных изделий, установленных на балки межэтажного перекрытия. Подобное основание способно противостоять только статическим нагрузкам или вибрации с минимальной амплитудой.
• Стенчатый фундамент, развивающий идею ленточного основания. Несущую нагрузку и вибрацию в данном случае принимают несущие стены или внутренние перегородки. Как правило, подобные фундаменты подводят под механизмы, расположенные на втором этаже цеха.
• Основания рамного типа (с балочным ростверком). Такая конструкция выдерживает высокочастотную вибрацию. Поэтому в большинстве случаев фундаменты для ударных механизмов имеют «рамную» конструкцию. Ведь в опоры рамы можно вмонтировать демпферы, гасящие вибрацию.

Конструкционные материалы оснований

Разумеется, основания подобного качества невозможно соорудить из первого попавшегося стройматериала.

И в большинстве случаев такие фундаменты строят из:

• Железобетона (методом заливки в опалубку).
• Железобетонных блоков (методом сборки с перевязкой).
• Металла (сборка свайной конструкции с рамным ростверком).
• Железобетона и металла (бетонные сваи или блоки и металлический ростверк).

Подвальные, бесподвальные и стенчатые фундаменты создают из железобетона или железобетонных блоков. Причем железобетон производят на основе раствором М200-М300 (для станков с минимальной массой), или М300-М400 (для действительно тяжелого оборудования). Рамные основания можно собрать из любой разновидности вышеупомянутых материалов.

Расчет фундамента под оборудование

Любое строительство начинается с расчетов самой важной части дома – его фундамента. И сооружение нового рабочего места начинается с расчетов основания под станок или механизм.

В основе таких расчетов лежит сопоставление несущей способности грунта со статической и динамической нагрузкой, генерируемой установленным на фундаменте оборудованием. Причем передаваемая на площадь подошвы фундамента сумма статической и динамической нагрузки должна соответствовать несущей способности опорного грунта.

Характеристики грунта вычисляют на основе инженерно-геологических изысканий, в процессе которых определяют глубину залегания грунтовых вод, состав почвы, глубину промерзания и так далее.

Статическая нагрузка определяется массой оборудования, вычисляемой по спецификации станка или механизма. Динамическая нагрузка определяется по расчетному давлению на ростверк фундамента.

Причем указанное давление, генерируемое массой станка, корректируют с помощью двух коэффициентов:

• Константы условий работы (от 0,5 для кузнечного молота, до 1,0 для токарно-винторезного станка).
• Константы осадки грунта (от 0,7 до 1,0 – в зависимости от влажности почвы).

В итоге, зная массу станка, тип почвы и условия работы, можно высчитать (по несущей способности грунта) габариты основания.

Строительство основания для оборудования

Строительство простейшего основания плитного типа, под станок или маломощный пресс, происходит следующим образом:

• Вначале следует определить месторасположение основания. Фундамент не должен соприкасаться со стенками, колоннами или внутренними перегородками самого здания. Минимальное расстояние от фундамента пресса до фундамента цеха равно 100 сантиметрам. Иначе вибрация перейдет на основание несущих стен, колон или перегородок.
• После этого следует определить положение крепежных (фундаментных) болтов, фиксирующих станину пресса или станка. При этом нужно учитывать, что минимальное расстояние от края фундамента до оси болта рано 20 сантиметра. То есть, фундамент должен выступать за края станины, как минимум на 20-30 сантиметров.
• Определив вышеупомянутые параметры можно приступать к земляным работам (рытью котлована). Причем глубина выемки грунта в не отапливаемом цеху равняется глубине промерзания + 25-40 сантиметров. В отапливаемом цеху глубина фундамента равняется 50-80 сантиметрам. Габариты самого котлована, равны ширине и высоте фундамента + глубина залегания подошвы. Ведь стенки котлована, как правило, обустраивают под наклоном в 45 градусов.
• Завершив земляные работы можно заняться повышением несущей способности грунта, подсыпав на дно двухслойную песчано-гравиевую подушку (по 15-20 сантиметров на каждую фракцию).
• Следующий этап – строительство опалубки, опоясывающей контур фундамента. Ее собирают из съемных металлических или деревянных щитов, соединенных поперечными стяжками.
• На следующем этапе во внутреннюю полость основания вводят армирующий каркас (в основаниях для небольших станков можно обойтись без каркаса), а дно опалубки укрывают слоем гидроизоляции (рубероида). В особых случаях на дно основания укладывают особый материал, гасящий вибрацию (дубовый брус или что-то другое).
• После этого внутреннюю полость заполняют бетоном, укладывая раствор слоями по 10-15 сантиметров.

Причем каждый слой тщательно утрамбовывается. Заливка и тамбовка каждого слоя должна завершиться до схватывания раствора (35-40 минут от момента введения бетона в опалубку).

• В финале в верхний слой заливки вводят фундаментные болты с коническими или загнутыми торцами.

Фундамент считается готовым к эксплуатации спустя 25-30 дней от момента заливки. За это время монолит основания выйдет на расчетную прочность. Раньше этого срока оборудование на фундамент не монтируют.

Источник

Столбчатый

Опорно-столбчатый фундамент — это достаточно распространенный вариант основания для небольших зданий из легких материалов.

Он привлекает невысокой стоимостью и простотой возведения.

Но перед сооружением столбчатого фундамента нужно тщательно рассчитать количество столбов, глубину их заглубления и точки расположения.

Что это такое: понятие и устройство, фото

Столбчатый фундамент — это система столбов, заглубленных в грунт, которые могут скрепляться ростверком или черновым полом строения.

Опоры-столбы устанавливаются в тех местах под зданием, где фундамент будет нести повышенную нагрузку:

• под углами здания;
• в местах пересечения стен;
• вдоль несущих стен.

Соединенный в единую конструкцию набор столбов, при условии грамотного проектирования и качественной установки, не подвержен деформации, опрокидыванию и смещению отдельных элементов.

На фундаментах данного типа строят:

• каркасные и деревянные коттеджи,
• а также бани,
• гаражи,
• террасы,
• времянки,
• летние кухни.

Полновесный дом тоже можно возвести на опорах, но в этом случае нужно больше столбов с большой площадью сечения.

Плюсы и минусы опорно-столбчатого основания

Как и любой другой вид фундамента, столбчатый имеет свои достоинства и недостатки, которые важно учитывать при выборе варианта основания для новой постройки.

К достоинствам относятся такие характеристики:

1. Невысокая стоимость.
2. Быстрое возведение.
3. Возможность построить без применения габаритной спецтехники.
4. Возможность строить на замерзших и твердых грунтах.
5. Не нужно обустраивать тепло- и гидроизоляцию подземной части здания.

Экономичность столбчатого фундамента продиктована минимальными затратами материалов и небольшим объемом земельных работ. Вместо выкапывания котлована под всем домом с последующим его наполнением стройматериалами, используется бурение и установка опор.

Столбчатый фундамент обойдется примерно в два раза дешевле классического ленточного.

Возможность соорудить фундамент без тяжелой техники позволяет строить дома в труднодоступных местах, а также на узких участках. Выкопать ямы для опор можно ручным буром.

Расход материалов для возведения столбов минимальный, при их заносе на стройплощадку не обязательно использовать погрузчик. Наборные опоры из кирпича, блоков или камня легко выложить вручную. Всю столбчатую конструкцию при желании можно обустроить своими руками.

Опорный фундамент невозможно применять при строительстве домов из тяжелых материалов – кирпича, камня, бетона. Это его основной минус.

Еще один недостаток – склонность столбчатой конструкции к горизонтальному перемещению. Переместиться может один столб или сразу несколько. Кроме того, при таком варианте основы для здания невозможно построить подвал или цокольный этаж.

Разновидности

Столбчатые конструкции различаются по нескольким основным параметрам.

По форме опор

Бывают опоры круглого и прямоугольного сечения. Наборные столбы из штучного стройматериала имеют квадратное сечение.

При использовании в качестве несъемной опалубки труб получаются круглые столбы.

Монолитные бетонные опоры могут быть квадратными или круглыми в зависимости от проекта, их форма определяется видом опалубки.

По типу материала

Столбы для фундамента сооружают из кирпича, строительных блоков и труб. Кроме этого они бывают монолитными бетонными и деревянными.

Из кирпича

Полнотелый керамический или силикатный кирпич подходит для возведения опор на участке с плотным грунтом и низким залеганием подземных вод. Отличается долговечностью и прочностью.

Кирпичные столбы выкладываются на цементный раствор. В кладке часто оставляют внутренний колодец, который заливают бетоном или цементом. Подробнее читайте тут.

Из пластиковых и других труб

Стальные, асбестовые и пластиковые трубы являются несъемной опалубкой для армированной бетонной трубы. Труба устанавливается в скважину на песчаную подушку. В нее помещается арматурный каркас, после этого труба заливается бетоном.

О возведении столбчатого фундамента из пластиковых труб расскажет эта статья, из асбестовых, железных, ПВХ — эта.

Из бетонных блоков

Бетонные блоки используются как материал для наборных столбов. Часто применяются блоки размером 20*20*40. Их укладывают по 2 в ряд.

Бетонные столбы прочные и долговечные. Благодаря большим размерам, опоры из них возводятся быстро, с минимальным количеством соединительных швов.

Подробности — в этой и этой статьях.

По глубине заложения

Насколько столбы должны быть вкопаны ниже уровня земли, определяет проектировщик. При этом учитывается ряд факторов – качество грунта, климатические особенности местности, вес будущей постройки.

Мелкозаглубленнй

Данный вариант отличается тем, что предполагает заглубление столбов всего на 40-50 см.

На крупнообломочной или скальной почве с таким фундаментом строятся достаточно габаритные деревянные постройки.

На обычном грунте со слабой пучинистостью мелокзаглубленные фундаменты применяются для строительства легких щитовых и деревянных зданий. Подробнее можно узнать тут.

Незаглубленный

Тип основания с установленными на поверхности земли столбами. Иногда столбы погружают в грунт на 10—15 см. Подходит для возведения негабаритных построек на крупнокаменном или скальном основании, а также для легких хозпостроек на непучинистом грунте.

О возведении незаглубленного СФ читайте тут.

Заглубленный

Чаще всего применяется заглубленный вариант столбчатого фундамента. В этом случае столбы вкапывают на глубину ниже глубины промерзания почвы. Применяется при строительстве жилых домов из легких материалов.

Заглубленный фундамент обеспечивает зданию устойчивость, прочность, сопротивляемость воздействию вибраций.

Заглубленные опоры должны быть установлены с особой тщательностью. Если опорная система будет неправильно рассчитана или некачественно построена, то столбы начнут неравномерно проседать. В результате их придется выравнивать и укреплять, а это достаточно дорого и трудоемко.

По способу возведения

Столбы могут быть сооружены путем сборки, заливки или установки готовой монолитной конструкции.

Сборный

Сборные столбы выкладываются из штучного стройматериала, обычно из полнотелого керамического кирпича или бетонных блоков. В местностях, где осуществляется добыча природного камня, и этот материал доступен по цене, выкладывают опоры из него.

При сооружении сборных столбов особое внимание уделяется цементному составу. От его качества зависит надежность и долговечность опор.

Монолитный

Монолитные столбы получают путем заполнения предварительно подготовленных скважин бетоном. Для повышения прочности используется армирование. Можно привезти на площадку уже готовые монолитные армированные столбы и установить их в скважины.

Столбчато-ленточный

Вариант, совмещающий столбчатую и ленточную технологию. При его использовании сначала прокапывается траншея для мелкозаглубленного ленточного фундамента.

После этого по линии ленты в местах повышенной нагрузки прокапывают ямы для опорных столбов. Далее устанавливаются столбы, и их верхушки связываются ленточной частью конструкции.

Более подробно расскажет эта статья.

По наличию ростверка

Ростверк – это конструкция, соединяющая все столбы фундамента в единое целое, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение нагрузки от дома на столбы.

При помощи ростверка основанию здания придается повышенная прочность. Кроме того, создается защита от смещения столбов по горизонтали.

Ростверк может быть:

Высокий ростверк устанавливается на уровне более 15 см над землей. В этом случае исключается воздействие на него пучинистости грунта. Повышенный ростверк располагается на уровне от 0 до 10 см над землей. Существует еще заглубленный ростверк – частично погруженный в грунт.

Легкие постройки на устойчивых непучинистых грунтах можно строить без ростверка. В этом случае каждая опора накрывается оголовком. Связываются столбы черновым полом дома.

Данный вариант может быть применен только в том случае, если есть уверенность, что под воздействием пучинистости столбы не начнут со временем смещаться, и их не придется укреплять в процессе эксплуатации здания.

Этапы работ по строительству фундамента

Столбчатый фундамент достаточно прост в исполнении. Имея базовые строительные навыки его можно построить самостоятельно. О том, как это сделать своими руками, читайте здесь.

Расчет

Расчет количества столбов осуществляется по формуле — S = 1.4 x P/Ro. Здесь:

• S – суммарная площадь сечения всех столбов в конструкции;
• P – общая масса здания;
• Ro – расчетное сопротивление грунта (показатель из таблицы 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83); 1.4 – коэффициент запаса прочности.

Все о расчетах для столбчатого фундамента расскажет эта публикация.

Разметка

При помощи строительной нити и колышков нужно отметить контур здания на пятне застройки. Второй нитью отмечается внутренний контур ростверка. Разметка должна полностью соответствовать проекту. Подробнее — в этой статье.

Обустройство песчаной подушки

Чем выше опора фундамента и чем меньше ее площадь в подошве, тем больше роль подушки, на которую она опирается. При строительстве столбчатой конструкции подушку обустраивают с особой тщательностью.

Сначала нужно дно ямы, подготовленной для установки опоры, хорошо утрамбовать. Потом засыпать песком или песком со щебнем.

Высота подушки должна составлять от 20 до 30 см. Сверху ее герметизируют полиэтиленом.

Опалубка

Монолитные заливные колонны сооружаются с применением опалубки. Она нужна для формирования стенок опоры и придания ей прочности. Опалубка может быть съемной или несъемной. Первый вариант отличается тем, что после застывания бетона опалубка будет демонтирована.

Материалом для опалубки может послужить:

Об опалубке для СФ читайте тут.

Армирование

Монолитные бетонные столбы-опоры усиливаются армированием. Армирование необходимо для придания бетону сопротивляемости растягивающим и изгибающим нагрузкам.

Для укрепления каждого столба нужно несколько прутков арматуры 10-12 мм, которые устанавливаются вертикально на всю высоту опоры. Они связываются поперечными элементами из арматуры 6 мм.

Подробности — в этом материале.

Обвязка

Верхушки столбов связываются между собой обвязкой ростверком. Обвязку выполняют различными материалами:

• железобетоном;
• строительными блоками, уложенными на каркас;
• швеллером;
• деревянными брусьями;
• двутавровыми балками.

Об обвязке СФ можно узнать тут.

Утепление

Если здание построено с высоким ростверком, между уровнем почвы и дном постройки образуется пустота, которая становится причиной выхолаживания помещений через пол. Кроме того, повышенная влажность может быстро разрушить материал стен и чернового пола.

Чтобы этого избежать, нужно фундамент утеплить. Для этого цоколь закрывается листами пенопласта или пенополистирола. Подробнее читайте здесь.

Чем закрыть?

На последнем этапе столбчатую конструкцию вместе с утеплителем закрывают фальш-цоколем (зибиркой). С этой целью применяется любой облицовочный материал, предназначенный для отделки цоколей.

О том, как и чем закрыть столбчатый фундамент, расскажет эта статья.

Особенности для различных конструкций

Столбчатое снование дома рассчитывается с учетом типа постройки, которая будет на него опираться.

Для бани

Для бани подойдет заглубленный или мелкозаглубленный столбчатый фундамент с высоким ростверком. Рассчитывать количество столбов нужно как для небольшого коттеджа.

Для веранды

Проектируя новый дом, следует рассчитывать конструкцию столбчатого фундамента только для основной части здания.

Под пристройку в виде крыльца или веранды создается отдельный фундамент. Его глубина должна быть такой же, как и под основной постройкой.

Но требования к его прочности не такие строгие. Столбы под верандой могут быть меньшего сечения, и устанавливать их можно с большим шагом. Это касается и пристройки веранды к уже построенному дому, независимо от его типа фундамента.

Как сделать столбчатый фундамент для веранды, можно узнать из этой статьи.

Под колонны

Под колонны промышленных зданий может быть возведен опорный фундамент. Его столбы могут монолитными или наборными. Материал, высота, диаметр и шаг опор рассчитывается с учетом характеристик самого здания и его каркаса в виде комплекса колонн. Более подробно читайте тут.

Для каркасного дома

Такие дома строятся на скальных и крупнокаменных породах с применением мелкозаглубленного столбчатого основания.

На сыпучих почвах сооружаются заглубленные фундаменты. Их количество и сечение рассчитывается с запасом прочности.

Для расчетов используется вес здания, включающий массу всего, что будет в нем находиться в процессе эксплуатации:

• отделка,
• мебель,
• бытовая техника,
• сантехническое оборудование.

Инструкция по возведению столбчатого фундамента для каркасного дома представлена в этой статье.

Ремонт

Если опоры деформируются или разрушаются, их следует заменить.

Дом при помощи домкрата приподнимается, ставится на временные опоры, которые должны быть чуть выше основных, после этого старые опоры демонтируются. На месте демонтированных столбов ставят новые и здание опускают на них.

Если столбы просели, под них делают подкоп, поднимают на нужный уровень, после чего дополнительно связывают их верхушки жесткой обвязкой. Подробнее читайте тут.

Заключение

Опорно-столбчатый фундамент применяется в строительстве легких каркасных, щитовых и деревянных зданий. Он подходит и для не габаритных хозпостроек.

В зависимости от характеристик грунта на стройплощадке, а также конструктивных особенностей будущего здания выбирают тип опорно-столбчатого основания, определяя:

• глубину его вкапывания,
• материал,
• способ обмотки и утепления.

Рассчитать и построить опорное основание можно без помощи проектировщиков и строителей. Для этого нужно знать все характеристики участка.

Источник