RU35808U1

RU35808U1 - FOUNDATION FOR INDUSTRIAL STRUCTURE

Info

Publication number: RU35808U1
Application number: RU2003128764/20U
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Степанов; Ю.М. Ануров; Г.А. Кириллов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация"
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2004-02-10

Description

2003128764 МПК7Е04Н 5/022003128764 MPK7E04N 5/02

2 в. б jtE02D27/14 2 c. used jtE02D27 / 14

Полезная модель относится к области промышленного строительства и может быть использовано при возведении свайно-плитных фундаментов для промышленных зданий и сооружений, в частности для главных корпусов тепловых электростанций.The utility model relates to the field of industrial construction and can be used in the construction of pile-slab foundations for industrial buildings and structures, in particular for the main buildings of thermal power plants.

Известен свайно-плитный фундамент главного корпуса Шатурской ГРЭС, описанный в книге Купцова И.П. «Проектирование и строительство тепловых электростанций, М., Энергия, 1972, стр.114. Фундамент состоит из буронабивных свай, объединенных монолитным железобетонным ростверком.Known pile-slab foundation of the main building of the Shaturskaya state district power station, described in the book of I.P. Kuptsov "Design and construction of thermal power plants, M., Energy, 1972, p. 114. The foundation consists of bored piles, united by a monolithic reinforced concrete grillage.

Недостатком этого фундамента является то, что жесткая заделка голов свай в монолитном плитном ростверке не обеспечивает гашения фундаментом динамической вибрации здания электростанции от работающего технологического оборудования. При возникновении в ростверке температурных напряжений они провоцируют термоциклические деформации ростверка, приводящие к расшатыванию свай и снижению их несущей способности. Конструкция фундамента-аналога также требует организации специальных виброизолирующих опор для технологического оборудования и периодической рихтовки оборудования во время эксплуатации.The disadvantage of this foundation is that the rigid termination of the heads of piles in a monolithic slab grillage does not ensure that the foundation damps the dynamic vibration of the power plant building from operating technological equipment. When thermal stresses occur in the grill, they provoke thermocyclic deformations of the grill, leading to loosening of the piles and a decrease in their bearing capacity. The design of the foundation-analogue also requires the organization of special vibration-isolating supports for technological equipment and periodic straightening of the equipment during operation.

Прототипом заявляемой полезной модели является сейсмостойкий фундамент промышленного сооружения, в частном случае - электростанции, защищенный патентом US5610962, МПК7 G21C13/024, опубликованным 11.03.97. Сооружение предназначено для возведения на естественном подземном скальном напластовании. Фундамент здания включает организованные в выработанном котловане цилиндрические буронабивные опоры (в частном случае - сваи), возведенные на горизонтальной плите естественного происхождения при помощи кессонов или обсадных труб большого диаметра. Пространство между кессонами заполнено песком, бетоном либо другим подобным материалом. Верхние торцы кессонов подняты на расчетную высоту для поддержания заглубленного горизонтального железобетонного плитного ростверка, снабженного по периферии вертикальной железобетонной стеной. Верхняя кромка вертикальной стены ростверка расположена на уровне планировки и образует вместе с плитой ростверка водонепроницаемое подвальное помещение. На дне подвала установлены комплекты упругих виброизолирующих опор для размещения на них автономно друг от друга строений промышленного объекта. Виброизолирующие опоры поддерживают нижние части строений на расчетной высоте от плиты ростверка для образования смотрового пространства, позволяющего персоналу осуществлять мероприятия по техническому осмотру и ремонту опор.The prototype of the claimed utility model is an earthquake-resistant foundation of an industrial structure, in a particular case, a power plant protected by patent US5610962, IPC7 G21C13 / 024, published on 03/11/97. The structure is intended for erection on a natural underground rock formation. The foundation of the building includes cylindrical bored supports organized in a excavated foundation pit (in particular, piles), erected on a horizontal slab of natural origin using caissons or large-diameter casing pipes. The space between the caissons is filled with sand, concrete or other similar material. The upper ends of the caissons are raised to the calculated height to maintain a buried horizontal reinforced concrete slab grillage equipped with a vertical reinforced concrete wall around the periphery. The upper edge of the vertical wall of the grillage is at the planning level and forms, together with the grillage plate, a waterproof basement. At the bottom of the basement, sets of elastic vibration-isolating supports are installed to place industrial facilities on them autonomously from each other. Vibration isolating supports support the lower parts of buildings at an estimated height from the grillage plate to form a viewing space that allows personnel to carry out technical inspection and repair of the supports.

Автономное расположение строений объекта на отдельных комплектах виброизолирующих опор предназначено для снижения уровня сейсмических нагрузок на строения и поддержания структурной целостности объекта во время землетрясения. Снижения уровня вибрации фундамента добиваются также путем организации насыпного стабилизирующего грунтового вала по периметру вертикальной стены ростверка.The autonomous arrangement of the object’s structures on separate sets of vibration isolating supports is designed to reduce the level of seismic loads on the structures and maintain the structural integrity of the object during an earthquake. Lowering the vibration level of the foundation is also achieved by organizing a bulk stabilizing soil shaft along the perimeter of the vertical wall of the grillage.

Виброизолирующие опоры размещены в верхней части фундамента над плитой ростверка. Массивные буронабивные опоры фундамента совместно с массивным ростверком и насыпным стабилизирующим валом воспринимают динамические нагрузки от подземных толчков, а виброизолирующие опоры, как фильтры колебаний, служат препятствием для передачи колебаний системы «буронабивные опоры - ростверк на верхние строения.Anti-vibration mounts are located in the upper part of the foundation above the grillage plate. Massive bored supports of the foundation, together with a massive grillage and bulk stabilizing shaft, perceive dynamic loads from tremors, and vibration-isolating supports, like vibration filters, serve as an obstacle to the transmission of vibrations of the “bored support - grillage system to the upper structures.

Конструкция фундамента-прототипа обеспечивает сейсмостойкость возведенных на нем сооружений атомных и прочих электростанций, а также других экологически опасных объектов по вьюшему классу.The design of the prototype foundation provides seismic resistance of the structures of nuclear and other power plants built on it, as well as other environmentally hazardous facilities according to the current class.

Однако, для обеспечения высокой сейсмостойкости фундамента и верхних строений требуется проведение большого объема земляных и бетонных работ, что увеличивает капитальные затраты на возведение фундамента и сроки его возведения.However, to ensure high seismic resistance of the foundation and upper structures, a large amount of earthwork and concrete work is required, which increases the capital cost of the foundation and the timing of its construction.

Заявляемая полезная модель рещает задачу создания экономичного, надежного и долговечного фундамента для промышленных сооружений, в том числе - для тепловых электростанций.The claimed utility model solves the problem of creating an economical, reliable and durable foundation for industrial facilities, including thermal power plants.

Технический результат достигается при возведении фундамента для промышленного сооружения, в том числе для главного корпуса тепловой электростанции, содержащего буронабивные сваи, высокий сборно-монолитный плитный ростверк и размещенные под плитным ростверком упругие виброизолирующие опоры, закрепленные на головах свай ограниченно-подвижно в плане с помощью замоноличенной в сваю анкерной арматуры. Плитный ростверк включает омоноличенную жесткую металлическую фундаментную раму верхнего строения, анкерную арматуру для крепления каркаса верхнего строения, а также проложенные сквозь технологические отверстия в балках фундаментной рамы армирующие стержни и сетевые коммуникации.The technical result is achieved by erecting a foundation for an industrial structure, including for the main building of a thermal power plant containing bored piles, a high precast-monolithic slab grillage and elastic vibration-isolating supports placed under the slab grill, fixed on the heads of piles with limited mobility in plan with the help of monolithic in the pile of anchor fittings. The tile grillage includes a monolithic rigid metal foundation frame of the upper structure, anchor fittings for fastening the frame of the upper structure, and reinforcing rods and network communications laid through the technological holes in the beams of the base frame.

Глубина заложения сваи равна величине, определенной по результатам инженерно-геологической разведки грунта в месте сооружения сваи. Отдельные или все сваи могут быть выполнены висячими. На свае может быть выполнено уширение. Сваи образуют свайное поле.The pile laying depth is equal to the value determined by the results of engineering and geological exploration of the soil at the pile construction site. Individual or all piles may be suspended. On the pile, broadening can be performed. Piles form a pile field.

Анкерная арматура для крепления на свае виброизолирующей опоры выполнена в виде анкерного болта, на котором виброизолирующая опора размещена с радиальным зазором.Anchor fittings for fastening the vibration-isolating support to the pile are made in the form of an anchor bolt on which the vibration-isolating support is placed with a radial clearance.

Материалы элементов сборно-монолитного плитного ростверка имеют практически одинаковые или близкие по значению температурные коэффициенты линейного расширения.The materials of elements of a precast monolithic slab grillage have practically the same or close in value temperature coefficients of linear expansion.

Плитный ростверк включает закладные детали для крепления технологического оборудования на полу ростверка как на фундаменте машин с динамическими нагрузками.The plate grillage includes embedded parts for mounting technological equipment on the grillage floor as on the foundation of machines with dynamic loads.

Существо полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображено свайное поле в плане, на фиг. 2 - буронабивные сваи, фронтальный разрез, на фиг.З - голова буронабивной сваи с виброизолирующей опорой для ростверка (вид I фиг.2).The essence of the utility model is illustrated by the drawing, in Fig.1 of which a pile field is shown in plan, in Fig.1. 2 - bored piles, frontal section, in Fig.Z - the head of the bored pile with a vibration-isolating support for grillage (type I of figure 2).

Фундамент здания содержит образующие свайное поле буронабивные сваи 1, высокий сборно-монолитный плитный ростверк 2 и виброизолирующие опоры 3 для плитного ростверка 2. Свая 1 может быть снабжена уширением 4. В голову сваи замоноличен анкерный болт 5 для крепления виброизолирующей опоры 3. Виброизолирующая опора 3 включает упругий элемент 6, установлена на анкерном болте 5 с радиальным зазором «6 и поджата к голове сваи 1 гайкой 7 с шайбой 8.The foundation of the building contains bored piles forming a pile field 1, a high prefabricated monolithic slab grill 2 and vibration isolating supports 3 for a slab grill 2. Pile 1 can be provided with a broadening 4. An anchor bolt 5 is mounted on the pile head for fastening the vibration isolating support 3. The vibration isolating support 3 includes an elastic element 6, mounted on the anchor bolt 5 with a radial clearance of "6 and is pressed against the pile head 1 with nut 7 and washer 8.

Плитный ростверк 2 включает омоноличенную самотвердеющим материалом 9, например бетоном, жесткую металлическую фундаментную раму 10 верхнего строения. Балки 11 жесткой металлической фундаментной рамы 10 установлены в проектном положении на опорных поверхностях 12 виброизолирующих опор 3 и закреплены на них с помощью крепежных элементов 13, 14. Металлические балки 11 выполнены профилированными, например двутавровыми, в стенках 15 балок 11 выполнены технологические сквозные отверстия 16 для прокладки и омоноличивания армирующих стержней 17 и сетевых коммуникаций (технологических трубопроводов 18, кабельных коробов 19 и т.д.). В плитный ростверк также замоноличена анкерная арматура 20 для крепления к фундаментной раме 10 колонн 21 металлического каркаса верхнего строения, закпадные изделия 22 и анкерная арматура 23 для крепления технологического оборудования 24 (например, энергетической установки электростанции) на полу 25 ростверка 2 как на фундаменте машин с динамическими нагрузками.Plate grillage 2 includes monolithic self-hardening material 9, for example concrete, a rigid metal foundation frame 10 of the upper structure. The beams 11 of the rigid metal foundation frame 10 are installed in the design position on the supporting surfaces 12 of the vibration-isolating supports 3 and fixed to them by means of fasteners 13, 14. The metal beams 11 are made profiled, for example, I-beams, through holes 16 are made in the walls 15 of the beams 11 for laying and monopolizing reinforcing rods 17 and network communications (technological pipelines 18, cable ducts 19, etc.). Anchor reinforcement 20 is also included in the slab grillage for fastening 10 columns 21 of the metal frame of the upper structure to the base frame, western products 22 and anchor reinforcement 23 for fastening the technological equipment 24 (for example, the power plant of the power plant) on the floor 25 grillage 2 as on the foundation of machines with dynamic loads.

Индивидуальную глубину заложения сваи 1 от уровня планировки определяют по результату инженерно-геологической разведки грунта в месте сооружения сваи с учетом характера напластований, их физико-механических, деформационных свойств, а также с учетом характеристик возводимого сооружения и свойств строительных материалов. Голову сваи 1 поднимают над уровнем планировки для формирования высокого ростверка 2.The individual pile laying depth 1 from the planning level is determined by the result of engineering and geological exploration of the soil at the pile construction site, taking into account the nature of the strata, their physico-mechanical, deformation properties, as well as taking into account the characteristics of the structure being erected and the properties of building materials. The head of the pile 1 is raised above the level of planning to form a high grillage 2.

Ростверк 2 передает воспринимаемые им нагрузки на сваи 1 через виброизолирующие опоры 3.The grillage 2 transfers the loads perceived by it to the piles 1 through vibration-isolating supports 3.

Практически одинаковые температурные коэффициенты линейного расширения металлических и бетонных элементов сборно-монолитного ростверка 2 обеспечивают равномерность температурных деформаций ростверка 2. Благодаря ограниченной подвижности виброизолирующих опор 3 в плане термоциклические деформации ростверка 2 компенсируются и температурные напряжения в конструкции фундамента не накапливаются. Динамические нагрузки, воспринимаемые ростверком 2 со стороны технологического оборудования 23 электростанции, поглощаются виброизолирующими опорами 3 и на сваи 1 не передаются.Almost the same temperature coefficients of linear expansion of metal and concrete elements of a precast monolithic grill 2 ensure uniform temperature deformations of the grill 2. Due to the limited mobility of the vibration-insulating supports 3 in terms of thermal cyclic deformations, the grill 2 is compensated and temperature stresses do not accumulate in the foundation structure. The dynamic loads perceived by the grillage 2 from the technological equipment 23 of the power plant are absorbed by the vibration isolating supports 3 and are not transferred to the piles 1.

Наличие на свае 1 уширения 4 улучшает восприятие сваей разнонаправленных усилий и повышает ее несущую способность. Конструкция фундамента отвечает требованиям по экономному расходованию строительных материалов.The presence on the pile 1 of broadening 4 improves the perception of piles of multidirectional efforts and increases its bearing capacity. The foundation design meets the requirements for the economical use of building materials.

Деформации сооружения, возведенного на заявляемом фундаменте, (осадка, просадка, горизонтальные перемещения, крен) удовлетворяют технологическим и архитектурным требованиям. Заявляемый фундамент обеспечивает полноценное функционирование энергетической установки 24 без организации специальных виброизолирующих опор непосредственно под агрегатами установки. При этом плитный ростверк 2 исполняет роль фундамента машин сDeformations of the structure erected on the claimed foundation (draft, subsidence, horizontal movement, roll) satisfy the technological and architectural requirements. The inventive foundation ensures the full functioning of the power plant 24 without the organization of special vibration-isolating supports directly under the units of the installation. In this case, the slab grillage 2 plays the role of the foundation of machines with

динамической нагрузкой. Рихтовки оборудования 24 в процессе эксплуатации не требуется.dynamic load. Leveling equipment 24 during operation is not required.

Размещение на головах свай 1 ограниченно подвижных в плане виброизолирующих опор 3 позволяет компенсировать возможные пофешности смещения свай 1 относительно оси свайного поля и допущенные при набивке свай погрешности формы. Применение свайно-плитного фундамента заявляемой конструкции позволяет отказаться от выработки котлована и сократить цикл выполняемых работ.The placement on the heads of piles 1 of vibrationally insulating supports 3, which are limited movable in terms of, makes it possible to compensate for the possible displacements of the piles 1 relative to the axis of the pile field and the shape errors allowed when piling. The use of pile-slab foundation of the claimed design allows you to abandon the excavation of the pit and shorten the cycle of work.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет снизить капитальные затраты на возведение фундамента для промышленного сооружения, в частности для главного корпуса тепловой электростанции, сроки проведения работ при сохранении надежности и долговечности сооружения. Thus, the claimed utility model allows to reduce capital costs for the construction of the foundation for an industrial structure, in particular for the main building of a thermal power plant, the timing of work while maintaining the reliability and durability of the structure.

Claims

1. The foundation for an industrial structure, including for the main building of a thermal power plant, containing bored piles, a slab grill and elastic vibration dampers, characterized in that the vibration dampers are placed under the slab grill, while the anchor reinforcement for limited movable in terms of attaching a vibration-isolating support, the slab grillage includes homogeneous rigid metal foundation frame of the upper structure, anchor reinforcement for attaching the frame erhnego structure and padded through the technological holes in the base frame beams reinforcing rods and network communications.

2. The foundation for an industrial structure according to claim 1, characterized in that the individual pile laying depth is equal to the value determined by the results of engineering and geological exploration of the soil at the pile construction site.

3. The foundation for an industrial structure according to claims 1 and 2, characterized in that some or all of the bored piles are suspended.

4. The foundation for an industrial structure according to claims 1 to 3, characterized in that the piling is made broadening.

5. The foundation for an industrial structure according to claims 1 to 4, characterized in that the piles form a pile field.

6. The foundation for an industrial building according to claims 1-5, characterized in that the anchor reinforcement for fastening the vibration-isolating support to the pile is made in the form of an anchor bolt on which the vibration-isolating support is placed with a radial clearance.

7. The foundation for an industrial building according to claims 1-6, characterized in that the materials of the elements of the precast-monolithic slab grillage have practically identical or close in value temperature coefficients of linear expansion.

8. The foundation for an industrial building according to claims 1-7, characterized in that the slab grillage includes embedded parts for attaching process equipment to the grillage floor, as on the foundation of machines with dynamic loads.