8.2. Увеличение массы и жесткости фундаментов при их усилении (ч. 3)

Усиление фундаментов под машины с динамическими нагрузками выполняется по проекту, в основу которого положен динамический расчет фундамента. Этот расчет в соответствии с работой [99] для данного типа машины производят с учетом фактических динамических нагрузок, действующих на фундамент, и экспериментально определенных значений упругих и демпфирующих характеристик грунтового основания. Высказанные общие соображения по усилению фундаментов машин путем увеличения их массы или жесткости, а также жесткости грунтового основания, проиллюстрируем конкретными примерами из практики. Основными причинами деформаций фундаментов под стержневые и шаровые мельницы на горнообогатительных комбинатах (ГОК), вызывавшими необходимость их усиления, в большинстве случаев являлись недостаточная масса фундаментов или отдельных их частей, недостаточная жесткость элементов фундамента в горизонтальном направлении, а также некачественное выполнение строительных работ при возведении фундамента.

При пробном пуске стержневой мельницы МСЦ 32×45, установленной в главном корпусе обогатительной фабрики ГОКа на Урале выявились значительные колебания ее фундамента. Массивный стенчатый фундамент мельницы (рис. 8.4) выполнен монолитным железобетонным и состоит из нижней плиты и трех пилонов под подшипники мельницы и электродвигатель. Подошва нижней плиты фундамента находится на отметке минус 8,6 м, отметка верха пилонов на отметке 5,9 м.

Основанием фундамента являлись лессовидные непросадочные суглинки твердой консистенции с модулем деформации 13 МПа. Расчетное давление под подошвой фундамента принято при проектировании равным 0,18 МПа.

Для того чтобы установить, представляют ли колебания фундамента мельницы, наблюдавшиеся при ее опробовании, опасность для работы машины и фундамента, были проведены измерения колебаний в точках, указанных на рис. 8.4. Результаты измерений (табл. 8.1) выявили наличие повышенных вибраций опорных пилонов под коренные подшипники мельницы и электродвигатель. Амплитуды колебаний опор в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси барабана мельницы, превосходили допускаемые по СНиП [99] значения в 3,5—8 раз. Это нарушало нормальную работу мельницы, оказывало вредное воздействие на обслуживающий персонал и могло привести к разрушению фундамента.

Экспериментально определенная частота свободных колебаний фундамента составляет 6,6 Гц, а частота возмущающей силы — 6,2 Гц. Такое близкое совпадение свободных и вынужденных частот привело к возникновению биений и значительному росту амплитуд колебаний фундамента, что и явилось причиной повышенных вибраций.

Усиление фундамента, выполненное по проекту Уральского ПромстройНИИпроекта, заключалось в увеличении площади его подошвы и усилении пилонов железобетонной обоймой (рис. 8.5). При этом расход железобетона на фундамент потребовалось увеличить в 2,5 раза.

Колебания усиленного фундамента, как следует из табл. 8.1, существенно уменьшились и не превышали допускаемого значения. Следует отметить, что значительное уширение площади подошвы фундамента вследствие устройства обоймы способствовало повышению жесткости основания, что также положительно сказалось на уменьшении колебаний.

Таблица 8.1. Амплитуды колебаний фундамента стержневой мельницы