1.4 Спорудження фундаментів

Фундаменти споруджують із бетону, бутобетону, природного каменю й червоної обпаленої цегли. Нижня частина фундаменту називається підошвою. Висота підземної частини (Н₂) називається глибиною закладання. Вона залежить від характеристики ґрунту, глибини його промерзання й рівня ґрунтових вод. Мінімальна глибина закладання фундаменту для неопалюваних і опалювальних приміщень становить відповідно 70 і 50% від глибини промерзання ґрунту.

Висота наземної частини (H₁) залежить від вимог технологічного процесу, зручності експлуатації встаткування й правил техніки безпеки. Для зменшення глибини закладення й тиску на ґрунт іноді збільшують площу підошви фундаменту.

Фундамент виготовляють суцільним, тобто під усю площу машини, або у вигляді стовпів під окремі її частини. Найбільше поширення одержало виготовлення бетонних фундаментів, що складаються із суміші цементу, піску, щебенів або гравію, розведених водою до потрібної консистенції.

Спорудження фундаментів починають із визначення їх місця в приміщенні, виходячи із проектної документації. Попередньо за допомогою кілочків роблять розмітку й риють котлован на необхідну глибину з урахуванням кута природнього укосу φ, щоб запобігти обваленню його стінок (для піщаного ґрунту φ ≈ 30º). Потім вирівнюють основу, а при необхідності роблять механічне або хімічне її зміцнення. Нa основі зводять опалубку з дощок за формою майбутнього фундаменту. Нагорі опалубки строго горизонтально (за рівнем) установлюють і закріплюють шаблон. На шаблоні закріплюють фундаментні болти так, щоб вони перебували в опалубці у вертикальному положенні, після чого заливають опалубку бетоном.

Для закладення фундаментних болтів можна усередину опалубки встановлювати дерев'яні пробки перетином 100×100 мм, а при монтажі великих машин застосовувати короба з дощок. Внутрішню поверхню опалубки й зовнішню поверхню пробок і коробів обгортають толем або пергаментом, щоб їх можна було легко видаляти після затвердіння бетону. Верхню частину фундаменту покривають мокрими ошурками або мішковиною й протягом 7...10 днів змочують водою. Пробки або короби видаляють через добу, а опалубку знімають через 5 діб. Машину або обладнання встановлюють на фундамент, коли його міцність досягнеться не менше 60% від передбаченої проектом, тобто приблизно через 7 діб. Остаточну 100%-ву міцність бетон набуває через 28 діб.

Розрахунки фундаментів виконують простим і широко розповсюдженим статичним методом. Визначають фактичний тиск підошви фундаменту на основу й порівнюють його з нормативним тиском по формулі

(1)

де Q – фактичний тиск на ґрунт, Па;

Р_м – маса машини, кг;

Р_ф – маса фундаменту, кг;

F – площа підошви фундаменту, м²;

α – коефіцієнт зменшення;

R_а – нормативний тиск на ґрунт, Па.

При статичному розрахунку ступінь динамічності машини враховують приблизно, уводячи коефіцієнт зменшення α (α = 0,3...1,0). Наприклад, для сепараторів α = 0,5, для пластинчастих теплообмінних установок α = 0,9...1,0. Значення α тем менше, чим вище ступінь динамічності машин. Якщо при розрахунках фактичний тиск фундаменту на ґрунт буде дорівнює нормативному тиску або менше його, то фундамент не буде давати значної усадки. Площу підошви фундаменту визначають виходячи з габаритних розмірів опорної поверхні рами, даючи з кожної сторони припуск 0,1...0,2 м. Загальна висота фундаменту складається з висоти наземної частини й глибини його закладання

Н = H₁ + Н₂, (2)

де Н – загальна висота фундаменту, м,

Н₁ – висота його наземної частини, м,

Н₂ – глибина закладання, м.

Потім визначають об'єм фундаменту V, м³по формулі

V = FH, м³, (3)

Масу фундаменту обчислюють по формулі

Р_ф= Vγ, (4)

де γ – щільність матеріалу фундаменту. Для бетону γ = 1200...2700 кг/м³.

Масу машини Р_м беруть із її технічної характеристики.

Якщо фактичний тиск фундаменту на ґрунт більше нормативного, то площу підошви необхідно збільшити, при зворотному співвідношенні – зменшити. Знаючи нормативний тиск на ґрунт, і прийнявши певну площу підошви фундаменту, можна обчислити його оптимальну висоту.

При проектуванні необхідно враховувати, щоб центр ваги машини й фундаменту перебували на одній прямій (відхилення не повинне перевищувати 3...5%), що забезпечує гарну стійкість системи (машини й фундаменту). Стійкість системи тем нижче, чим більше відстань від центру ваги фундаменту до центру ваги машини. Під час приймання фундаментів порівнюються фактичні розміри й міцність зразків бетону з даними проекту, СНіП або технічних умов на виробництво й приймання робіт. Прийнятий фундамент не повинен мати поверхневих тріщин, раковин, відшарувань, напливів і масляних забруднень. Приймання оформляють актом, який підписують представники будівельної організації, замовника й монтажної організації.