Сооружение фундаментов и оснований под буровое оборудование и нпо

Содержание

Буроинъекционные сваи

Сооружение фундаментов и оснований под буровое оборудование и нпо

Буроинъекционные сваи (БИС) – технология, широко используемая как в промышленном, так и в гражданском строительстве. БИС представляют собою бетонные конструкции диаметром от 120 до 300 мм и глубиной заложения до 20 метров, изготовленные посредством инъекций бетонного раствора внутрь скважины в процессе ее бурения. 

БИС относятся к категории “висячих” свай, поскольку основную несущую способность они получают не за счет уширения опорной пяты, а за счет прочности контакта боковой поверхности сваи и почвы.

Рис. 1.1: Этапы создания буроинъекционных свай

Рассмотрим основные преимущества буроинъекционных свай:

  • Несущие характеристики данного вида свай в насыщенной влагой почве и грунтах склонных к пучению на порядок превосходят характеристики аналогов;
  • Буроинъекционные сваи обладают небольшими габаритами, в сравнении с буронабивными конструкциями, но при этом не уступают им в плане прочностных характеристик;
  • Буроинъекционная технология возведения свай не оказывает негативного воздействия на грунт и фундаменты уже возведенных зданий, такие сваи могут создаваться в густонаселенной черте города и на склонных к оползням территориях;
  • Экономичность – буроинъекционная технология в большинстве случаев реализуется без использования обсадных труб, что значительно удешевляет ее стоимость;
  • Минимальное количество земляных работ обуславливает высокую скорость монтажа фундамента из буроинъекционных свай.
Важно! среди всех типов свайных фундаментов, БИС являются наиболее оптимальным вариантом в плане соотношения стоимости обустройства и эксплуатационных характеристик.

Где применяются буроинъекционные сваи

К устройству буроинъекционных свай прибегают в случаях, когда в силу особенностей грунта другие виды свайных фундаментов применяться не могут. Также существуют случаи, когда именно буроинъекционные сваи являются наиболее предпочтительным вариантом.

Рис. 1.2: Укрепление фундамента дома буроинъекционными сваями

Разберемся, в каких ситуациях лучше всего применять сваи буроинъекционного типа:

  • Необходимость укрепления уже возведенных перегруженных фундаментов (при надстройке помещений);
  • Для укрепления фундаментов при изменении эксплуатационных нагрузок построек (замена производственного оборудования на более габаритное, увеличение мостов);
  • При возведении построек в сильно застроенной черте города либо при строительных работах в условиях ограниченного пространства (на территории действующих заводов и предприятий);
  • Для исправления крена фундаментов, возникшего в результате их осадки;
  • При строительстве зданий на проблемной почве.

Буроинъекционные сваи очень часто применяются при реконструкции оснований, поскольку инъекционная технология позволяет выполнить укрепление проблемного фундамента не нарушая структуру грунта, на котором расположено здание и, тем самым, не усугубляя аварийную ситуацию.

Совет эксперта! Буроинъекционное укрепление значительно уменьшает объем земляных работ (нет необходимости рыть котлован вокруг здания), что существенно ускоряет темпы реконструкции.

Рис. 1.3: Укрепление грунта буроинъекционными сваями

Виды буроинъекционных свай

Классификация буроинъекционных свай выполняется исходя из технологии из монтажа, согласного которой выделяют:

  • БИС без дополнительной обсадки скважины;
  • БИС с обсадкой скважины;
  • БИС с винтовой навивкой.

Буроинъекционные сваи без обсадки используются для создания фундаментов в нормальной почве, в которой содержится минимальное количество грунтовых вод. БИС без обсадки имеют ограничение в максимальном диаметре, который не может превышать 180 мм.

Тип подачи раствора при возведении БИС без обсадки выбирается исходя из их диаметра – это может быть как самотечная подача в уже пробуренную скважину, так и подача инъекционной трубой, которая наполняет скважину бетоном сразу по достижению буром ее забоя. БИС без обсадки обязательно укрепляются армокаркасом.

В почве с недостаточной несущей способностью (влагонасыщенных и склонных к сдвигам грунтах) практикуется укрепления скважин под БИС обсадными трубами. Такие трубы представляют собою металлическую гильзу, помещенную в пробуренную скважину, внутрь которой нагнетается бетонный раствор.

Рис. 1.4:  Устройство буроинъекционной сваи с обсадной трубой

Метод монтажа БИС с винтовой навивкой отличается от технологии возведения обычных БИС. Скважины для таких свай образуются посредством бурения грунта винтообразным наконечником закрепленным на инъекционной трубе. На стволе инъекционной трубы расположен армокаркас, он погружается в грунт одновременно с бурением скважины.

Важно! Обсадка скважин, хоть и увеличивает стоимость обустройства фундамента, является залогом его прочности и долговечности, пренебрегать ею в пользу экономии категорически нельзя.

Оборудование для установки буроинъекционных свай

Скорость обустройства фундаментов из буроинъекционных свай непосредственно зависит от оборудования, которое используется для их установки
Для монтажа БИС применяются мобильные буровые установки с непрерывным полым шнеком (CFA), попросту говоря – инъекционной трубой. Визуально буровая колонна в CFA установках аналогична колонне обычных ямобуров – та же спиральные лопасти, однако внутри такой колонны расположен канал для подачи бетонного раствора.

Первый цикл работы CFA установок заключается в создании скважины под будущую сваю – грунт по лопастям буровой колонны поднимается наверх, пока не будет достигнута требуемая проектом глубина скважины. При этом инъекционная полость буровой колонны закрыта заглушкой , предотвращающей попадание в отверстие почвы.

Далее, в буровую колонну насосом нагнетается бетонный раствор и происходит поднятие колонны с одновременным заполнением скважины бетоном.

Все современные CFA-установки выполняют подачу бетона под давлением, в результате чего он уплотняется и свая получает большую прочность.

Затем на установку вместо буровой колонны монтируется вибропогружатель и в заполненную бетоном скважину опускается армирующий каркас.

Рис. 1.5:  Установка для бурения под буроинъекционные сваи БМ-881

Строительная компания “Богатырь” обладает парком современного оборудования для бурения лидерных скважин под буроинъекционные сваи:.

  • БМ-881 – установка, обладающая мощным силовым агрегатом, способным выполнять бурение скважин под БИС даже в промерзшем грунте;
  • КГ-12м – наша “тяжелая артиллерия”, оборудованная навесной установкой СО-2, которая может бурить скважины под сваи глубиной до 30 метров.
Важно! современное буровое оборудование обладает высокой продуктивностью – фундамент под дом средних размеров может быть обустроен за 1-2 рабочие смены.

Устройство буроинъекционных свай

Для создания БИС используется бетонная смесь на основе цемента марок М400 и выше, с густотой не выше 29%. Соотношение цемента песка и воды – 1:1:0,4 либо 1:2:0,7. В состав раствора добавляют песок мелких фракций, размером не более 1 миллиметра.

Фактическая прочность бетона буроинъекционной сваи должна составлять не меньше 15 МПа спустя 7 дней после ее создания, и не меньше 30 МПа спустя 28 дней.
Для армирования, в зависимости от габаритов БИС и типа грунта, могут использоваться как единичные арматурные прутья, так и арматурные каркасы. В исключительных ситуациях для армирования могут использовать стальные трубы 

Совет эксперта! Армирование БИС обязательно для свай любой глубины и диаметра.

Рис. 1.6:  Армокаркас для укрепления БИС

Тип армокаркаса определяется в зависимости от особенностей грунта и несущей нагрузки, которую будет испытывать свая.

Каркас может быть либо однородным по все длине БИС (в неустойчивой почве), либо смешанным (сваренный цилиндрический каркас в месте наибольшего изгибающего давления на сваю, и одиночная арматура по остальной длине БИС) в нормальных грунтах.

Армокаркас изготавливается из горячекатаной арматуры классов А5 и А4, диаметр которой для конструкций разного размера определяется требованиями СНиП 2.02.03-85.

Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Усиление аварийных оснований посредством БИС необходимо выполнять сразу же после обнаружения их осадки, первые признаки которой – растрескивание стен. Также усиление является важной частью процесса подготовки существующих помещений к надстройке.

Рис. 1.7:  Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Процесс усиления фундамента БИС выполняется в несколько этапов:

  • Проводятся проектные расчеты и определяется оптимальный диаметр и глубина заложения свай;
  • Рабочая площадка подготавливается к работе, развертывается буровая установка;
  • По периметру аварийного фундамента создается ростверк, соответствующий проектным расчетам;
  • Выполняется бурение скважин и их заполнение бетонным раствором;
  • Сваи укрепляются арматурным каркасом и выполняется опрессовка (уплотнение) бетона.

Наши услуги

Мы базируемся исключительно на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай.

В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке.

Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку:

Статьи по теме

Группа свайных конструкций включает буронабивной фундамент. Его особенность и преимущество – изготовление непосредственно на площадке…

Компания ООО «Богатырь» располагает мощной самоходной колесной буровой машиной БМ-811, которую использует преимущественно для лидерного бурения скважин…

На слабых грунтах (торф, болотистая местность), а также в городах для возведения фундаментов применяются бивные сваи..

Источник: https://kommtex.ru/buroin-ektsionnye-svai.html

Бурение под фундамент, преимущества и недостатки свайного основания

Сооружение фундаментов и оснований под буровое оборудование и нпо

Известно, что возведение фундамента под строительство какого-либо объекта является ответственным и важным этапом. Именно от качества его изготовления зависит срок службы строения. Если слишком мягкий грунт или рельеф с наклоном потребуются дополнительные работы, такие как бурение под фундамент.

Это процесс изготовления скважин под заливку свай, которые будут опираться на более глубокие и твёрдые породы. Они обеспечат прочность и надёжность всей постройки.

Характерные особенности основания на сваях

Часто приходится выполнять строительство на глинистых или суглинистых, рыхлых с примесями перегноя и торфа почвах, а также насыщенных жидкостью грунтах. При таких характеристиках участка не рекомендуется выполнять капитальное строительство объектов. В этом случае идеальным вариантом будет изготовление свайного заливного основания, требующего бурения ям под фундамент.

особенность такой конструкции — это необычный способ её изготовления. Прежде чем установить сваи, бурятся глубокие отверстия в почве, которые затем заливаются бетонным раствором. Глубина должна быть ниже слоя промерзания грунта и рассчитывается в соответствии с характеристикой местности и климата.

Специалисты советуют бурить до глинистого слоя. Предварительно нужно определить глубину его расположения и только после этого осуществлять процесс. Однако не рекомендуется слишком заглублять сваи.

Следовательно, перед тем как приступить к установке фундамента, нужно произвести подготовительный этап работ. В него входит такая процедура, как взятие пробы грунта на строительном участке для определения вида основания, которое будет оптимально подходить под этот объект.

При возведении конструкции не рекомендуется изготавливать подушки из песка во избежание вспучивания грунта. Причина запрета заключается в небольшой площади опоры. Такой метод только сократит несущую её способность.

Опытные строители, чтобы увеличить опорную поверхность сваи применяют очень простой метод. При заливании фундамента немного приподнимают опалубку, в которой помещён бетонный раствор, часть его выливается и благодаря этому получается более широкая поверхность.

Свайные фундаменты применяют в строительстве частных домов, гражданских, промышленных зданий и сооружений. Возведение таких конструкций по сравнению с другими видами не требует больших средств, поэтому считается экономически выгодным.

Технология процесса заключается в перенесении нагрузки с основания объекта на более твёрдый слой грунта, к которому проникают посредством бурения скважин с последующей заливкой бетона.

Преимущества и недостатки

Если площадка, предназначенная для строительства, расположена на мягком грунте или исключена возможность использования тяжёлой спецтехники, нужно применить бурение скважин под фундамент. Такая конструкция имеет свои преимущества:

  1. Высокая степень несущей способности основания за счёт опоры на твёрдый почвенный слой.
  2. Выдерживает нагрузки в несколько тонн даже на слабых нестабильных грунтах.
  3. Доступная для многих стоимость технологии.
  4. Возможность в довольно короткий срок качественно изготовить основание.
  5. Возведение конструкции выполняется на небольших участках и в любое время года.
  6. Задействуется минимальное количество техники.
  7. Опоры устанавливаются как вертикально, так и под углом.
  8. Нижние части свай располагаются ниже уровня промерзания почвы, что повышает устойчивость и прочность строящегося объекта.
  9. Расход бетона значительно сокращается, если сравнивать с другими способами изготовления оснований.
  10. Минимальный уровень вибрации при эксплуатации объекта.

При возведении буронабивного фундамента отсутствуют динамические воздействия на почву, поэтому строительство можно безопасно выполнять даже в условиях плотной городской застройки. Однако абсолютно идеальных технологий не бывает, не лишён недостатков и свайный фундамент:

  1. Необходимость использования спецтехники, хотя и в небольшом количестве.
  2. Контроль над выполняемым технологическим процессом.
  3. Сложность в расчётах.
  4. Прежде чем приступить к работам, необходимо сделать анализ почвы на участке под строительство. Качественно выполненный анализ позволит определить срок службы выбранного типа фундамента. Для этого потребуется консультация геологов.
  5. Для изготовления свай необходимо выбирать только высококачественный материал.

В таких конструкциях ростверк располагается над землёй, поэтому нельзя сделать подвальные помещения или цокольный этаж. Нет смысла заполнять свободное пространство и обустраивать его, так как расход средств окажется не меньшим, чем стоимость самого основания.

Виды буровых опор

Фундамент на сваях значительно отличается от других видов оснований: линейных, монолитных и остальных массивных фундаментов.

Если такие конструкции способны передавать нагрузку по периметру здания или по всей площади (в случае с монолитами), то сваи передают нагрузку непосредственно в месте опоры и на боковые поверхности скважин.

В зависимости от того, какая именно часть несёт основную нагрузку, различают два вида опор:

  1. Свая-стойка. Такая конструкция опирается на твёрдый слой почвы, нагрузка передаётся грунту в месте опоры.
  2. Висячая свая. Этот вид выдерживает нагрузку благодаря окружающей её почве.

Большая часть оснований изготавливаются из висячих буронабивных свай, так как твёрдый слой почвы располагается на большой глубине.

По технологии изготовления опоры бывают двух видов:

  1. Буронабивные. В пробуренную скважину устанавливается каркас из арматуры и слоями по 30 см заливается бетон при помощи рукава с выпуском воздуха и уплотнения.
  2. Буроинъекционные. Отличается от первого вида способом бетонирования. Раствор закладывается посредством полого шнека под давлением.

Внимания заслуживает технология бурения скважин для фундамента с применением обсадной трубы. Такой способ изготовления свай используется на небольших площадях и на плывущем грунте. Обсадная труба сдерживает давление земли, не позволяя ей двигаться и осыпаться.

По мере углубления скважины труба устанавливается секциями, сваренными между собой или скреплёнными специальными зажимами. По окончании процесса она демонтируется или остаётся на месте, заполняется бетонным раствором и после затвердения становится монолитной опорой.

Трубы для обсадки изготавливаются из таких материалов:

  • легированная сталь;
  • пластик;
  • полипропилен;
  • асбестоцемент.

Обсадная труба подвергается внутреннему растяжению, а также внешнему давлению. Следовательно материал должен соответствовать такого вида нагрузкам.

Материал изготовления

Сейчас производство выпускает сваи из разных материалов. Приобретая изделия, нужно учитывать не только их рабочие характеристики, но также доступность цены, удобство монтажа.

Опорные изделия бывают:

  1. Деревянные. В основном продажа предоставляет сваи из сосны и ели, реже из дуба, кедра, лиственницы. Древесину легко обрабатывать и во многих областях является самым доступным материалом. Но есть такие серьёзные недостатки, как малая прочность и предрасположенность к гниению. Поэтому сейчас они не востребованы. Их эффективно используют при сооружении строений с небольшим сроком службы. Диаметр опоры должен быть не менее 180 мм, а длина цельной сваи — не более 16 м. Если потребуется большая длина, можно срастить несколько стволов.
  2. Стальные. Опоры могут быть самой разной конструкции. Обычно это цельнотянутая труба, толщина стенки которой 8−12 мм. Используются также сваи коробчатого сечения из двутавров. Для прочности стальные опоры заливаются бетонным раствором. Сейчас популярны среди покупателей винтовые сваи, внешне напоминающие саморез. Внизу с одной стороны наконечника расположена лопасть, благодаря которой упрощается вкручивание трубы в плотные слои грунта, также выполняет функцию удерживающего анкера. Опоры больших диаметров завинчивают при помощи специального оборудования. Если свая в диаметре не более 100 мм достаточно двух человек, чтобы установить сваю на место. В этом случае потребуется ворот. При необходимости опору можно просто выкрутить и использовать для нового свайного фундамента. Главное, чтобы она не подверглась коррозии, находясь в грунте. Благодаря форме винтовой сваи (в виде резьбы) повышается степень фиксации в почве и даже при малом диаметре основного ствола и слабом грунте опора способна выдерживать значительные нагрузки. Сталь характеризуется прочностью и долговечностью, однако, изделия не из дешёвых и к тому же восприимчивы к коррозии.
  3. Железобетонные. Такие опоры способны выдержать наибольшее количество нагрузок по сравнению с аналогами из других материалов.

Опоры из железобетона бывают квадратной или круглой формы, сплошного или полого сечения с острым концом, облегчающим вход в грунт. Характеризуются прочностью, надёжностью, долговечностью. Однако имеют большой вес, необходима спецтехника для транспортировки и заглубления.

Способы бурения

Фундамент на сваях имеет несущую способность в 200−400 тонн, а более усовершенствованные строительные технологии повышают этот показатель до 600 тонн.

Применяются такие способы бурения:

  1. Самостоятельное изготовление скважин. Потребуется лишь ручной бур и физическая сила. Это дешёвый метод, так как исключает использование дорогостоящей техники, но требует огромных физических усилий, к тому же не гарантирует достижения нужной глубины.
  2. Изготовление скважин при помощи специальной техники. В этом случае процесс бурения значительно ускоряется. Сейчас существуют разные виды строительной техники, имеющие свои плюсы и минусы.

Одни из них подъезжают прямо к месту, где будет располагаться скважина, а другие модели при помощи специальной стрелы осуществляют бурение нескольких колодцев, не двигаясь с места. Основной минус такого способа — большие расходы на аренду техники.

Этапы возведения свайного фундамента

Самостоятельное изготовление основания на опорах вполне возможно. Такой вариант значительно сократит финансовые затраты и выполняется без привлечения специалистов.

К тому же конструкция является универсальной и может использоваться под разные объекты и на любых грунтах.

Строительство свайного фундамента должно проходить строго по проекту и с соблюдением последовательности, иначе конструкция будет ненадёжной:

  1. Произвести расчёты будущего фундамента.
  2. Очистить площадку, чтобы ничто не мешало процессу бурения.
  3. Составить схему и сделать разметку расположения свай. Например, для каркасного сооружения достаточно будет фундамента по периметру с расстоянием между опорами 1,2 метра.
  4. Бурение скважины. Здесь нужно определиться с видом бурения.
  5. Укладка гидроизоляции в колодец — пергамина или толи, благодаря которым бетонный раствор не уйдёт в землю.
  6. Для бурения потребуется спецтехника или оборудование, соответствующее выбранной технологии.
  7. Установить в скважину армированный каркас на расстоянии 10 см от дна и боковых стенок.
  8. Выполнить заливку колодца бетоном. Через каждые 30 см слой несколько раз проткнуть штыком, чтобы выпустить воздух из раствора.
  9. После того как бетон застынет, начать обустраивать ростверк.

Для повышения прочности и надёжности свайной конструкции следует изготовить обвязку ростверком. Ростверк чаще делается из железобетона. Ширина его определяется исходя из веса, который на ней будет. Поэтапное выполнение работ по сооружению фундамента на сваях поможет без особых усилий и очень быстро соорудить фундамент на сваях.

Загрузка…

Источник: https://proagregat.com/burenie/burenie-pod-fundament/

Применение буровых установок в газо- и нефтедобыче

Сооружение фундаментов и оснований под буровое оборудование и нпо

Буровая установка представляет собой разновидность оборудования, которое применяется для создания, углубления и прочистки скважин для добычи полезных ресурсов (нефть, газ). Применение устройства возможно в комплексе с дополнительным и вспомогательным оборудованием.

Любая установка оснащается главным приводом; это может быть дизельный привод с трансмиссией механического типа либо электропривод с цифровой схемой регулировки. Некоторые модели комплектуются приводом на ротор независимой конструкции. Кинетическую основу устройства представляет механизм для бурения, а динамическую – механизм подъемника.

Источник нагрузок и воздействий динамического типа проявляется в виде удара, который появляется при подхвате трубной колонны и переходе каната на новый слой.

Все буровые установки состоят из комплекса сооружений, предназначенных для совместной работы:

  • Оборудование для спуска и поднятия: лебедки, краны, крюки.
  • Оборудование для перегона и циркуляции жидкости: насосы, емкости, вертлюжные элементы.
  • Сооружения для процесса бурения: вышки, мосты, стеллажные конструкции.
  • Устройства, предохраняющие от выбросов жидкости и газа.
  • Оборудование, предназначенное для создания бурового раствора: специальные насосы, воронки, мешалки с гидроприводом.
  • Устройства силового типа (двигатели различной конструкции).

Область применения буровых сооружений

В сфере газо- и нефтедобычи буровая установка используется в следующих случаях:

  1. При создании скважин, чья глубина не превышает 25 метров, а также бурении скважин с диаметром до 20 см, которые обычно устраиваются при исследованиях почвы и горных пород.
  2. При бурении скважин с глубиной до 0,6 километра, которые используются в качестве инструмента разведки при изучении пластов на наличие твердых полезных ресурсов.
  3. При создании скважин, чья глубина доходит до 6 километров. Такие скважины организуются для разработки нефтяных и газовых месторождений, а также в случае проведения глубинной сейсмической разведки.
  4. При бурении особо глубоких скважин: их протяженность составляет до 15 километров, и они делаются для разработки свежих мест с содержанием нефтяных и газовых продуктов.
  5. При создании скважин для водоснабжения.
  6. В ходе работ по капремонту промышленных скважин.
  7. В процессе испытания скважин на наличие в них полезных жидких и газообразных ресурсов.

Буровая установка может иметь разную конструкцию в зависимости от того, для чего она будет применяться. Установки классифицируются по данному критерию следующим образом:

  • Буровые устройства для проведения исследований в области инженерной геологии при возведении строений.
  • Буровые установки для организации систем водоснабжения, теплоэнергетических сооружений и для работ в гидрогеологии.
  • Буровые установки для создания свайных фундаментов, анкеров и прочих несущих элементов.
  • Буровые установки для геологической или сейсмологической разведки.
  • Буровые устройства для создания ЛЭП.

Конструкция оборудования для бурения

Любая буровая установка содержит несколько типов органов, которые отличаются по принципу действия и целям. 

Основные органы бурильного сооружения:

  1. Исполнительные части, которые также обозначаются главными или ключевыми. К ним относят лебедочное оборудование, роторы, подъемные вышки, вертлюжное оборудование, насосы бурового типа, а также системы для циркуляции жидкости.
  2. Органы для обеспечения сооружения энергией: электрические, бензиновые или дизельные моторы, приводы различного типа, гидравлическая система, пневматические устройства.
  3. Дополнительные части (вспомогательного типа). К ним относятся механизмы для транспортировки, металлические изделия, запасные лебедки, осветительные приборы, средства по отоплению, водоснабжению и т.д.
  4. Информационные органы, которые отвечают за регулировку, корректировку и отслеживание параметров процесса бурения.
  5. Органы управления.

Особенности главных органов бурильной установки

Буровая вышкаявляется главным узлом во всем оснащении установок, и к числу ее функций относятся следующие задачи:

  • Поддержка колонны на талевом устройстве.
  • Операции по спуску и подъему, при которых используются трубы различного вида (обсадные, а также изделия для бурения).
  • Расположение в стволе самих труб для процесса бурения.

Классификация вышек возможна по нескольким критериям. По назначению сооружения подразделяются на устройства для капремонта различных скважин, а также другого оборудования, устройства для морских установок под бурение, буровых сооружений мобильного типа (передвижные установки) и устройства для стационарных буровых конструкций. По строению вышки могут быть мачтового типа или в виде башен.

Другим видом важного оборудования для бурения являются лафеты: это навесные устройства, которые устанавливаются на экскаваторную технику. Масса лафета может составлять от 10 и более тонн.

Конструкция лафета состоит из ходовой части, которая работает от мотора гусеничного типа со встроенным тягловым механизмом, имеющим гидравлическую схему устройства.

Навесной лафет может использоваться в работе по уплотнению грунтовых слоев, бурении, которое осуществляется посредством пневматического ударного оборудования, и при бурении под установку свай и анкеров.

Роторные механизмыявляются еще одним важным элементом буровых установок любого типа. Данные устройства используются для вращения инструмента, а также поддержки бурильной колонны в процессе создания скважины.

Для спуска и подъема оборудования на буровую установку ставится лебедка. Данный механизм может применяться для манипуляций с обсадными и буровыми трубами, передаче вращательного момента на конструкцию ротора,  а также передаче того или иного инструмента в зону забоя.

Использование бурильных установок имеет весьма широкий спектр применения. За счет того, что с ними может применяться различное дополнительное оборудование, бурильные сооружения распространены в разных сферах деятельности человека, в том числе в нефтедобыче.

Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/primenenie-burovykh-ustanovok-v-gazo-i-neftedobyche/

Фундаменты под оборудование. Отличия от зданий. Исключения, классификация, материалы и расчеты. Варианты для ударных механизмов

Сооружение фундаментов и оснований под буровое оборудование и нпо

Чем фундаменты под оборудование отличаются от всех прочих? Есть ли какие-то особенности у их конструкции? Какие материалы могут применяться?

Тяжелое промышленное оборудование требовательно к основанию, на которое монтируется.

Отличия от фундаментов зданий

Действительно, почему промышленные фундаменты для станков должны чем-то отличаться от обычного основания для сарая?

Основных причины две.

  • Фундамент под оборудование испытывает, как правило, не только статические, но и динамические нагрузки. Говоря проще, ему предстоит гасить вибрацию от вращения, колебаний или ударов подвижных частей станков.

Важный момент: при установке некоторых видов оборудования вблизи жилых строений или в прочих случаях, когда передача значительных вибраций почве нежелательна, монтируется так называемый виброизолированный фундамент.
Ударная нагрузка гасится составными пружинами с противонаправленными витками внешней и внутренней частей или резиновыми вставками.

  • Промышленное оборудование – это, среди прочего, смазки и прочие технологические жидкости. Порой они достаточно агрессивны; при этом попадание их в почву крайне нежелательно.

Отсюда – особые требования к:

  • Массе и, соответственно, размерам фундамента. Чем он массивнее – тем меньше амплитуда передающихся ему колебаний.
  • Прочности. Ударная нагрузка быстро разрушит материалы со слабой устойчивостью к механическим воздействиям.
  • Стойкости к агрессивным средам. Присутствие смазок, антифризов и т.д. уже упоминалось.
  • Точности размеров. Понятно, что ставить кузнечный молот или гильотинные ножницы на основание с перепадами высоты – значит гарантированно снизить их ресурс и ускорить разрушение самого фундамента: динамическая нагрузка будет распределена крайне неравномерно.

На фото – кузнечный молот с пятитонной ударной частью. Неравномерно распределенная нагрузка от удара способна разрушить самый прочный железобетон.

Исключения

Наряду с промышленным оборудованием, для которого характерны динамические нагрузки, существует огромное количество станков и машин, конструкция которых исключает ударные или эксцентрические воздействия на фундамент в процессе работы.

Типичный пример – паровой пресс для сушки дверных полотен под давлением после склейки фенолформальдегидной смолой. Несмотря на огромную массу подвижных частей, скорость их движения делает нагрузку на основание на протяжение всего производственного цикла статической.

Никаких особых требований к фундаменту, помимо устойчивости к статической массе оборудования и химической стойкости, у таких станков нет.

Оборудование для горячего прессования дверей обеспечивает, несмотря на большую мощность, статическую нагрузку на основание.

Классификация

Устройство фундаментов под технологическое оборудование зависит от массы станков или машин и от частоты вибраций, которые предстоит гасить основанию.

  • Массивные фундаменты наиболее распространены. Конструктивно они представляют собой сплошные блоки или плиты с выемками, шахтами и полостями. Понятно, что чем больше объем пустот, тем меньше цена фундамента; однако для сравнительно маломощного оборудования массивный фундамент чаще всего представляет собой простой монолит.
    Этот тип оснований повсеместно применяется для агрегатов с невысокой частотой вибраций.
  • Рамные конструкции, напротив, предназначены для того, чтобы эффективно гасить высокочастотные колебания. Рама, на которую опирается агрегат, соединяется с монолитным основанием стойками; именно они частично гасят вибрацию.

Массивные фундаменты, в свою очередь, могут классифицироваться еще по ряду критериев:

  • Бесподвальные сооружаются на нижнем этаже и минимально возвышаются над уровнем пола. Эта конструкция типична для всех тяжелых агрегатов.

Прокатный стан на бесподвальном фундаменте.

  • Подвальные, напротив, возвышаются над полом. Благодаря такой планировке они могут сооружаться не только на нижнем этаже, но и на перекрытии достаточной прочности. Функция фундамента в этом случае сводится лишь к распределению давления по большей площади.

Фундаменты подвального типа тоже могут делиться на две категории:

  • Сплошные – представляют собой, что не трудно понять из названия, монолитный блок без полостей.
  • Стенчатые – выше уровня пола, представляют собой набор продольных и поперечных перегородок. Они легче и дешевле; при этом механическая прочность конструкции зачастую почти не уступает сплошному основанию.

Массивные фундаменты по технологии сооружения делятся на фундаменты с подливкой и без нее.

  • Подливка подразумевает, что оборудование выставляется по уровню на подставках (иногда регулируемых). Затем пространство между основанием агрегата и поверхностью фундамента заливается жидким бетоном.

Подливка основания несущей конструкции.

  • В отсутствие подливки поверхность основания выравнивается и железнится сразу; установка оборудования на фундамент выполняется с его креплением болтами, предварительно установленными по шаблону.

Материалы

Для массивных фундаментов сейчас применяется только и исключительно железобетон. Вместе с тем около века назад для промышленного оборудования широко использовались кирпичные или каменные фундаменты. Марка применяемого бетона – не ниже М200; в отдельных случаях при особо сильных вибрационных нагрузках рекомендуется использовать бетон не хуже М300.

Однако: для легких машин, при работе которых не генерируются значительные вибрации (к примеру, для токарно-винторезных или сверлильных станков) допустимо применение бетонного основания без армирования.

Рамные основания могут быть:

  • Монолитно-железобетонными.
  • Сборными, из отдельных железобетонных блоков ( в том числе облегченных за счет полостей и отверстий).
  • Металлическими. Рама и стойки полностью выполняются из стали; железобетон остается лишь в основании, на которое опираются стойки.
  • Комбинированными. Типичное решение – стальная рама на железобетонных ригелях.

Расчеты

Полный расчет фундамента под оборудование выполняется профессионалами на основании большого количества данных:

  • Несущей способности грунта под основанием машины или станка;

Несущая способность грунта на открытой местности определяется по результату геологических исследований.

  • Насыщения грунта влагой;
  • Планируемого долговременного износа;
  • Максимума расчетных динамических нагрузок;
  • Чувствительности к вибрациям расположенных в непосредственной близости объектов;
  • Близости жилых домов;
  • Времени, проводимого вблизи оборудования персоналом. Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН 245-71, при частоте колебаний свыше 5,6 Гц среднеквадратическое значение скорости колебаний не должно превышать 2 миллиметров в секунду. Очевидно, что чем больше частота вибрации, тем меньшая их амплитуда допустима.

Однако: если время, которое персонал проводит вблизи источника вибраций, не превышает 15% от общего рабочего времени, нормы могут быть превышены втрое.

При этом отечественные источники прямо указывают, что точный расчет с учетом всех воздействующих на поведение фундамента факторов невозможен: мы слишком мало знаем о поведении грунтов в условиях динамичных нагрузок.

Упрощенная инструкция по оценке необходимых параметров включает несколько пунктов:

  • Оценку статического давления на грунт. Впрочем, этот пункт редко становится камнем преткновения: в отличие от фундаментов зданий, основания промышленного оборудования давят на почву с усилием не более 0,6 кгс/см2 для бесподвальных конструкций и не более 1,5 кгс/см2 для подвальных.
  • Обеспечение равномерности осадки. Центр тяжести должен быть максимально близко к геометрическому центру конструкции; при этом, чем проще схема основания в плане – тем проще обеспечить равномерное давление на грунт.

Перекос фундамента этого станка стал бы катастрофой для предприятия.

Оценка динамического давления на грунт требует знания несложных формул и констант. На практике может применяться следующая формула:

Pср=m*m1*R.

В этой формуле:

  • Pср – среднее статическое давление на основание. Оно получается делением статической массы агрегата на площадь основания фундамента.

Нюанс: в случае, если массивная плита покоится на гравийной или щебеночной подушке, эффективная площадь опоры будет больше площади бетонной конструкции.

  • m – коэффициент условий работы. Он берется равным 0,8 – 1,0 для машин периодического действия (фрезерные и токарные станки, лесопилки) и 0,5 для агрегатов ударного действия (кузнечные молоты, гильотинные ножницы).
  • m1 – коэффициент, позволяющий оценить поведение грунта при длительных деформирующих динамических нагрузках. Для слабых водонасыщенных грунтов (песков, пластичных глин) он берется равным 0,7; для прочих грунтов – 1,0.
  • R – условное расчетное давление на основание. Этот параметр тоже зависит от типа грунта и берется в таблицах СНиП.

Для удобства читателя приведем несколько справочных значений несущей способности разных грунтов.

  • Насыпной грунт без уплотнения – 1,0 кгс/см2.
  • Насыпной грунт с уплотнением – 1,5 кгс/см2.
  • Твердая глина – 6,0 кгс/см2.
  • Суглинок, супесь – 3,5 кгс/см2.
  • Крупный песок – 6,0 кгс/см2.
  • Средний песок – 5,0 кгс/см2.
  • Мелкий песок – 4,0 кгс/см2.
  • Пыль – 2,0 кгс/см2.
  • Гравий с глиной – 4,0 кгс/см2.
  • Галька с глиной – 4,5 кгс/см2.

Давайте в качестве примера посчитаем необходимую площадь кузнечного пневматического молота М4127 (масса 2100 кг) на влажном песчаном грунте со средним размером зерна.

Кузнечный молот М4127.

  • Расчетная несущая способность интересного нам типа грунта оценивается как 5,0 кгс/см2.
  • Для кузнечного молота, представляющего собой типичный механизм ударного действия, среднее давление на основание должно рассчитываться по формуле Pст=0,5(коэффициент для ударных механизмов)*0,7(коэффициент для слабых влажных грунтов)*5,0кгс/см2=1,75 кгс/см2.
  • Минимальная площадь основания фундамента должна быть равна 2100/1,75=1200 см2, или прямоугольник размером 40*30 сантиметров.

Для справки: габариты молота М4127 (длина и ширина) – 1575х710 миллиметров.
Очевидно, что любой фундамент, на котором физически поместится его основание, будет достаточным для описанного типа грунта.

Фундаменты для ударных механизмов

На практике для механизмов ударного действия основная проблема – это вовсе не осадка фундамента в грунт. Куда более опасно разрушение самого фундамента под действием ударных нагрузок.

Какие решения могут применяться?

  • Виброизолированные конструкции на пружинах и резиновых демпферах уже упоминались.
  • Под шабот – основание наковальни кузнечного молота – часто укладываются щит из дубового бруса. Минимальная толщина дубовой прокладки – 100 миллиметров; однако щиты могут укладываться и в несколько слоев. Впрочем, для молотов с массой ударной части до тонны применимы и более дешевые породы древесины – сосна или лиственница.

Дубовый щит (п.1 на схеме) выступает в роли демпфера ударной нагрузки.Нюанс: на пылевых и водонасыщенных основаниях для молотов рекомендуется устройство свайно-плитного фундамента, передающего вибрации на нижние, более плотные слои грунта.

Технология

Предположим, что нам предстоит своими руками подготовить основание для компрессора небольшой мощности.

С чего начать?

  • Размечаем расположение агрегата. Его основание не должно быть связано с фундаментами стен или опорных колонн; минимальное расстояние от выступающих частей оборудования до колонн или стен – 1 метр.
  • Размечаем границы плиты основания. Важный момент: расстояние от ее краев до осей фундаментных болтов в общем случае должно быть в пределах 120 – 200 мм.
  • Готовим котлован. Его глубина определяется глубиной промерзания; впрочем, в отапливаемом цеху проблема может и не быть актуальной.
  • Засыпаем котлован слоем песка или щебня и уплотняем его. Толщина подсыпки – 100 – 150 мм.
  • Собираем опалубку и укладываем в нее армирующую сетку. На опалубку укладывается шаблон, через отверстия в котором снизу заводятся и фиксируются гайками фундаментные болты.
  • Опалубка заливается бетоном слоями в 100-150 мм с обязательной виброукладкой или штыкованием каждого слоя.
  • Акт готовности фундамента к установке оборудования подписывается лишь после набора бетоном прочности в течение 28 дней, ревизии и прочностных испытаний.

Готовая платформа для компрессора.

Вывод

Если для тяжелого промышленного оборудования необходимы сложные расчеты и услуги специалистов, то фундаменты под оборудование малой мощности могут изготавливаться со сравнительно небольшими затратами времени и материалов. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме. Успехов в строительстве!

Читать далее…

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/59962322a867314473337337/5a263cb21410c3c927f56fd8

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.