8.3. Регулирование параметров колебаний при реконструкции фундаментов под машины (ч. 5)

При переустройстве фундаментов под ударные машины с целью снижения их колебаний рекомендуется принимать надфундаментную прокладку такой жесткости, чтобы получить отношение предельной круговой частоты свободных вертикальных колебаний машины на упругой надфундаментной прокладке λ2 к предельной круговой частоте свободных вертикальных колебаний всей установки на грунте λz в пределах 0,4 < λ2z < 1 или λ2z < 3. Для этого следует выбирать резиновую прокладку с более низким модулем деформации (Е = 2÷3 МПа), возможно более высоким коэффициентом неупругого сопротивления (γp ≥ 0,25) и толщиной не более 50 мм. При оптимальном варианте толщина составной прокладки принимается равной толщине заменяемой. В противном случае с помощью муфт увеличивают длину анкерных болтов, крепящих машину к фундаменту. Параметры колебаний фундаментов ударных машин регулировать предлагаемым способом можно для оборудования с массой падающих частей до 5 т. Для более мощных машин рекомендуется применять подшаботную рессорную виброизоляцию [103].

Изменение параметров прокладки, позволяющее снизить амплитуду и частоту колебаний фундамента, приводит к уменьшению ускорения колебаний грунта основания, что способствует приостановлению осадок колонн и стен зданий» вызванных распространением упругих волн от фундаментов ударных машин.

Рассмотренный способ регулирования параметров колебаний: фундаментов под ударные машины был применен на одном из машиностроительных заводов в Донбассе для снижения вибраций фундамента под формовочную машину типа 29514 с массой падающих частей 1700 кг. В результате изменения жесткостных и демпфирующих характеристик надфундаментной прокладки амплитуда колебаний фундамента снизилась на 33 %, а частота его свободных колебаний — на 50 %.

При работе машин с динамическими нагрузками между засыпкой грунта и фундаментом с течением времени образуются (особенно под воздействием длительных горизонтальных вибраций) пустоты. В результате этого засыпка участвует в колебаниях не по всей высоте боковой поверхности фундамента, вследствие чего изменяются первоначальные динамические характеристики колеблющейся системы основание — фундамент — машина и ухудшаются условия эксплуатации установленного оборудования. Устранение отмеченного может быть достигнуто при применении несложного устройства (рис. 8.18), позволяющего регулировать динамические характеристики фундамента1.

Схема устройства для регулирования величины горизонтальной динамической характеристики усиливаемого фундамента
Рис.8.18. Схема устройства для регулирования величины горизонтальной динамической характеристики усиливаемого фундамента

Вдоль стен существующего заглубленного массивного фундамента 3 в направлении, перпендикулярном действию горизонтальной динамической нагрузки в засыпке устраивают щели 4. В эти щели с зазором по отношению к фундаменту устанавливают вертикальные упорные плиты 2 с начальным наклоном в его сторону. Понизу плиты присоединяются шарниром 1 к фундаменту. Между плитами и фундаментом сверху в нескольких местах помещают клинья 6, после чего производят засыпку и уплотнение грунта боковой засыпки 5 за плитой. По мере образования и увеличения пустот между фундаментом и грунтом засыпки клинья 6 под действием упругих элементов 8, фиксируемых упором 7, опускаются вниз, осуществляя распор с постоянным удельным давлением плит 2 на засыпку 5 и обеспечивая контакт поверхностей фундамента с грунтом. При этом первоначальный угол наклона плит уменьшается и в предельном положении они устанавливаются вертикально. Винтом 9 осуществляется вертикальное перемещение клиньев 6, что позволяет изменить усилие прижима плиты 2 к грунту котлована, обеспечить стабильность и регулировать величину горизонтальной динамической характеристики переустраиваемого фундамента.

Параметры колебаний массивного фундамента в процессе эксплуатации или при замене установленной на нем машинной установки можно также регулировать путем изменения высоты и плотности грунта обратной засыпки. Для этих целей по периметру боковой поверхности фундамента на всю высоту его заглубленной части устанавливают с зазором ограждающие конструкции любого вида. Зазор сверху перекрывают плитами. При необходимости изменения амплитуд колебаний фундамента или соотношения частот его собственных и вынужденных колебаний зазор между ограждающими конструкциями и боковой поверхностью фундамента заполняют плотно утрамбованным грунтом.

Первоначально зазор заполняют грунтом на высоту, равную 0,4 размера стороны подошвы фундамента, которая параллельна направлению горизонтальных колебаний [116]. В дальнейшем зазор заполняют слоями толщиной 0,1—0,2 м до достижения требуемых амплитуд колебаний и максимальной отстройки частот вынужденных колебаний от собственных. Полученные параметры колебаний устанавливают по данным непосредственных замеров уровня вибраций фундамента. По окончании работ по регулированию колебаний фундамента, зазор вокруг фундамента перекрывают плитами. В общем случае высота боковой засыпки в зазоре может достигать размера заглубленной части фундамента.

В качестве грунта боковой засыпки может использоваться как несвязный, так и связный грунт. В последнем случае необходимо предусматривать конструктивные мероприятия, исключающие замачивание грунта боковой засыпки для предотвращения образования щелей между фундаментом и основанием. Использование боковой засыпки грунта для регулирования параметров колебаний массивных фундаментов под машины с динамическими нагрузками позволяет добиваться оптимального режима их эксплуатации.

Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов