6.3. Усиление фундаментов технологического оборудования (ч. 1)
При усилении фундаментов технологического оборудования, а также устройстве дополнительных заглубленных и подвальных помещений в действующих цехах промышленных предприятий возникают трудности из-за стесненности места работ и нередко необходимости их выполнения без остановки производства. В таких случаях следует проектировать методы усиления в увязке с конкретными условиями. В проекте должны предусматриваться дополнительные меры по безопасному ведению работ, а также закладываться порядок демонтажа конструкций, которые мешают производству работ по усилению, и последующего их монтажа. При этом схему монтажа строительных конструкций следует проектировать с учетом условий работы при реконструкции зданий [86]. Все рассмотренные ранее способы укрепления оснований и усиления фундаментов должны применяться в увязке с особенностями работы в закрытом помещении, рядом с действующими механизмами и оборудованием.
Например, при усилении сваями железобетонной фундаментной плиты в подвальном помещении сваи можно погружать через отверстия, пробитые в плите, а при недостаточной для размещения сваепогружающего оборудования высоте подвала все работы можно производить под фундаментной плитой, погружая сваи из располагаемых под плитой раскрепленных штолен [48]. При таком усилении сваи необходимо размещать по возможности по оси несущих стен и колонн.
Передача нагрузки от зданий, сооружений и конструкций на нижележащие прочные грунты возможна также с помощью опускных колодцев, применяемых при усилении крупных сооружений в особых условиях. Такие колодцы устраивают непосредственно под фундаментами или за их пределами, как это делается при устройстве выносных свай. С поверхности земли или из специальных шурфов, под участками фундамента сооружают железобетонные опускные колодцы по известной технологии (рис. 6.7). Форма колодцев в зависимости от конкретных условий может быть круглой, квадратной или прямоугольной. Размеры колодца определяются расчетом, а также требованиями технологии опускания. Грунт внутри колодца разрабатывают вручную или механизированным способом. По окончании опускания, когда низ колодца достигнет проектной отметки, полость колодца заполняют бетоном или балластом (щебень, бутовый камень, песок), а по верху устраивают железобетонный обвязочный пояс. При усилении сооружений выносными колодцами нагрузка на них передается поперечными балками. Число колодцев, возводимых под зданием, определяется расчетом. Колодцы в плане располагают под несущими стенами, под углами здания и в местах сосредоточения нагрузок.
В практике известны случаи усиления фундамента прокатного стана корневидными сваями [48]. Например, монтаж нового прокатного стана на старых фундаментах на металлургическом заводе г. Баньоли (Италия) был произведен путем постепенного демонтажа старого прокатного стана с одновременным усилением фундаментов корневидными сваями, которые "прошивали" старые фундаменты в различных направлениях. Такой метод усиления позволяет использовать существующие фундаменты для устройства усиленной конструкции фундамента под новое оборудование.
В некоторых случаях для усиления фундаментов под оборудование и сооружения можно применять крестовые связи, воспринимающие как растягивающие, так и сжимающие усилия. Например, на Новоздолбуновском цементно-шиферном комбинате [54] крестовыми предварительно сжатыми связями были усилены пространственные фундаменты-опоры под вращающиеся печи (рис. 6.8). Крестовые связи предварительно сжимали с помощью тросов и домкратов. Величина предварительного сжатия крестовых связей устанавливалась из условия, что при любых нагрузках они останутся сжатыми. Однако при этом не исключалось, что в процессе эксплуатации в связях возможно возникновение растягивающих усилий, которые могут привести к разрушению узлов примыкания связей к рамам. Поэтому связи были сконструированы так, что сжимающие усилия передаются лобовым упором на пластины, приваренные к арматуре рамы, а растягивающие — через коротыши вдоль стержней арматуры. При этом стержни арматуры не вырываются из бетона и целость узлов рамы не нарушается.
Подобным образом могут усиливаться и рамные фундаменты — опоры технологических трубопроводов. В таком случае следует лишь тщательно учитывать действующие на опору горизонтальные нагрузки, которые слагаются из ветровой нагрузки и усилий, возникающих вследствие температурного удлинения трубопровода.