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水泵等機(jī)泵類設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范與施工

一、泵基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定

1.設(shè)計機(jī)泵類設(shè)備基礎(chǔ)時,應(yīng)取得以下資料:

(1)機(jī)泵類設(shè)備的型號、轉(zhuǎn)速、功率、規(guī)格及輪廓尺寸圖等;

(2)機(jī)器自重及重心位置或壓縮機(jī)、電動機(jī)及輔助設(shè)備的質(zhì)量分布圖;

(3)基礎(chǔ)模板圖、基礎(chǔ)頂面的設(shè)計標(biāo)高、二次灌漿層厚度、地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置、規(guī)格(或尺寸);

(4)設(shè)備基礎(chǔ)在生產(chǎn)裝置中的坐標(biāo)位置;

(5)建設(shè)場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察資料。

2.對地基的要求:

(1)基礎(chǔ)應(yīng)坐在老土層上;

(2)功率小于100KW的機(jī)泵類設(shè)備基礎(chǔ),當(dāng)對沉降無特殊要求時,可設(shè)置在經(jīng)分層夯實的回填土地基土,其壓實系數(shù)不應(yīng)小于0.93;

(3)基礎(chǔ)頂面高出地面不宜小于200mm,其埋深不宜小于0.8m,且不小于凍結(jié)深度,南方地區(qū)埋置深度應(yīng)在耕土層以下即0.5m;

(4)設(shè)備基礎(chǔ)的地基容許變形值:

3.對基礎(chǔ)的要求:

(1)基礎(chǔ)底板尺寸宜由以下三個條件確定:

?基礎(chǔ)質(zhì)量應(yīng)大于機(jī)器質(zhì)量的3~5倍;

?P≤(0.5~0.7)f式中P—基礎(chǔ)底面處的平均靜壓力設(shè)計植,kpa;f—地基承載力設(shè)計值,kpa;

?基組總重心與基礎(chǔ)底面形心應(yīng)位于同一鉛垂線上,其相對偏心不應(yīng)超過3%;

(2)基礎(chǔ)的混凝土等級用C20,墊層用C10;

(3)基礎(chǔ)的混凝土體積小于20m3時,可不配置表面構(gòu)造鋼筋;混凝土體積為20~40m3時,應(yīng)在基礎(chǔ)頂面配置直徑為10mm、間距為200mm的鋼筋網(wǎng);混凝土體積大于40m3時,尚應(yīng)在基礎(chǔ)四周和頂、底面配置直徑為10~14mm、間距為200~300mm的鋼筋網(wǎng);基礎(chǔ)底板懸臂部分應(yīng)按強(qiáng)度計算配置上、下側(cè)鋼筋,當(dāng)?shù)装鍛冶坶L度小于地板厚度時,可不必配筋;

(4)基礎(chǔ)頂面的二次澆灌層,厚度宜為30~50mm,材料應(yīng)采用細(xì)石混凝土,其強(qiáng)度等級應(yīng)比基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級高一級,當(dāng)厚度小于30mm時可采用1:2水泥砂漿;基礎(chǔ)外露部分用1:2水泥砂漿抹面;

(5)自制地腳螺栓宜采用直鉤式,直鉤段長度不得小于4d(d為地腳螺栓直徑);埋置深度L不得小于20倍直徑,對于帶錨板的地腳螺栓,應(yīng)不小于15倍直徑,構(gòu)造螺栓不受此限,且不得小于300mm;

埋置方法宜采用預(yù)留孔,地腳螺栓預(yù)留孔底至基礎(chǔ)底面的距離,不得小于100mm;地腳螺栓底端至預(yù)留孔底的距離,不得小于50mm;預(yù)留孔邊至基礎(chǔ)邊緣的距離,不得小于100mm;當(dāng)預(yù)埋螺栓時:當(dāng)φ≤20時,不小于100mm,當(dāng)φ>20時,不小于150mm。當(dāng)不滿足時,宜配置直徑為6~8mm,間距為100~150mm的鋼筋網(wǎng);預(yù)留孔內(nèi),應(yīng)采用混凝土強(qiáng)度等級C25細(xì)石混凝土澆灌或高一級基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級;當(dāng)矩形基礎(chǔ)邊長、環(huán)行基礎(chǔ)周長大于40m時,應(yīng)設(shè)后澆帶,帶寬50cm,鋼筋不切斷,待底板澆注后一個月用比原基礎(chǔ)高一等級摻微膨脹劑的混凝土澆注;基礎(chǔ)的混凝土宜一次澆灌完畢,不留施工縫。當(dāng)施工要求必須留施工縫時,應(yīng)嚴(yán)格遵守施工縫的構(gòu)造、操作要求。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時,方可安裝設(shè)備。

4.離心泵的動力計算:

(1)當(dāng)?shù)鼗休d力標(biāo)準(zhǔn)值不小于80kPa、電機(jī)功率不大于560kw且離心泵基礎(chǔ)的質(zhì)量不小于機(jī)器質(zhì)量三倍時,可不作動力計算;

(2)當(dāng)基礎(chǔ)需作動力計算時,基礎(chǔ)的允許振幅,應(yīng)符合下表規(guī)定基礎(chǔ)的允許振幅[A];

(當(dāng)n>1000r/min時,允許振幅[A]可根據(jù)制造廠要求確定,或取0.1mm)

(3)離心泵的擾力值,按下式計算:Pn=mew2,其中:

?Pn—離心泵的擾力值(N);

?e—離心泵偏心距(m);

?w—機(jī)器擾力的圓頻率(1/s),w=0.105n;

?m—電機(jī)轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量(kg)。

二、泵基礎(chǔ)設(shè)計

1.一般要求

(1)水泵基礎(chǔ)設(shè)計必須安全穩(wěn)固,標(biāo)高、尺寸準(zhǔn)確,以保證水泵運行穩(wěn)定,安裝檢修方便。

(2)按GB/T50265-97《泵站設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:單機(jī)功率在160kw以下的立式軸流泵機(jī)組和單機(jī)功率在500kw以下的臥式離心泵機(jī)組,其機(jī)泵基礎(chǔ)可不進(jìn)行動力計算。反之,則必須進(jìn)行計算,尤其是與泵房建筑結(jié)構(gòu)連成整體的機(jī)泵基礎(chǔ)。

2.臥式離心泵基礎(chǔ)設(shè)計要點

(1)基礎(chǔ)形式:按與泵房結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)與否可分為分離式和整體式。地面式泵房宜采用分離式基礎(chǔ),地下式或半地下式泵房一般采用整體式,與鋼筋混凝土底版連成整體,整體式基礎(chǔ)屬泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。

(2)一般功率在100kw以下時,水泵和電動機(jī)帶有底盤,可直接安裝在基礎(chǔ)上;100kw以上時,無底盤,基礎(chǔ)面需墊以鋼板或型鋼。

(3)由于水泵、電動機(jī)設(shè)備經(jīng)常更新變動、各廠家產(chǎn)品規(guī)格也不完全統(tǒng)一。因此在施工圖設(shè)計時,必須獲得生產(chǎn)廠的產(chǎn)品技術(shù)說明等資料,在澆搗基礎(chǔ)之前,最好按實際設(shè)備的尺寸校核。

(4)對于分離式的中、小型水泵基礎(chǔ)可參照下列經(jīng)驗數(shù)據(jù)設(shè)計;整體式基礎(chǔ)可根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整,并結(jié)合泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮。

?基礎(chǔ)材料通常采用不低于C20混凝土;預(yù)留螺孔待地腳螺栓埋入后,用不低于C25細(xì)實混凝土填灌固結(jié)。

?地腳螺栓埋入基礎(chǔ)長度為不低于20倍螺栓直徑(l≥20d),螺栓叉尾長度為4d螺栓;預(yù)留螺孔深度大于螺栓埋入總長度3—5cm。

?臥式水泵一般為塊式基礎(chǔ),其尺寸大小一般均按所選水泵及電動機(jī)安裝尺寸提供的數(shù)據(jù)確定,如無上述資料,可參照下列數(shù)據(jù)確定。

A、對帶底座的小型水泵:

基礎(chǔ)長度L=底座長度L1+(0.20~0.30)(m)。

基礎(chǔ)寬度B=底座螺孔間距(在寬度方向上)B1+0.30(m)。

基礎(chǔ)高度H=底座地腳螺釘?shù)拈L度L2+(0.10~0.15)(m)。

B、對于不帶底座的大、中型水泵:

基礎(chǔ)長度L=水泵和電動機(jī)最外端螺孔間距L1+(0.40~0.60)(m),并長于電動機(jī)總長。

基礎(chǔ)寬度B=水泵和電動機(jī)最外端螺孔間距(取其寬者)B1+(0.40~0.60)(m)。

基礎(chǔ)高度H=底座地腳螺釘?shù)拈L度L2+(0.10~0.15)(m)。

C、基礎(chǔ)高度及重量:

基礎(chǔ)重量>2.5-4.5倍機(jī)組(水泵及電動機(jī))重量。

基礎(chǔ)高度應(yīng)不小于500-700mm;

基礎(chǔ)頂面應(yīng)高出室內(nèi)地坪100-200mm,一般采用200mm。

D、預(yù)留螺孔:

當(dāng)d螺栓≥40mm時,螺孔中心距基礎(chǔ)邊緣300mm。

當(dāng)d螺栓<40mm時,螺孔中心距基礎(chǔ)邊緣>150-200mm,

但基礎(chǔ)螺孔邊緣與基礎(chǔ)邊緣間距不得小于100-150mm。

螺孔尺寸尚需考慮螺桿叉尾長度,地腳螺栓埋入后的混凝土填灌,密實施工條件需要。

螺孔尺寸一般為80-200mm方孔,如100mm×100mm或150mm×150mm方孔;大型水泵則≥200×200mm。

E、電機(jī)功率50kw以下的泵,設(shè)計時可以采用膨脹螺栓固定方式,其它要求與以上條款相同。

三、泵機(jī)組布置

1.水泵機(jī)組宜采用單行排列

2.主要機(jī)組的布置和通道寬度,應(yīng)滿足設(shè)備的運行、維護(hù)、安裝和檢修的要求,并應(yīng)符合下列要求:

(1)水泵基礎(chǔ)間的凈距不宜小于1.0m。

(2)機(jī)組突出部分與墻壁的凈距不宜小于1.2m。

(3)主要通道寬度不宜小于1.5m。

(4)當(dāng)考慮就地檢修時,應(yīng)保證泵軸和電動機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時能拆卸。

(5)當(dāng)設(shè)專用檢修點時,應(yīng)根據(jù)機(jī)組外形尺寸決定,并應(yīng)在周圍設(shè)有不小于0.7m的通道。

(6)有電動起重機(jī)的泵房內(nèi),應(yīng)有吊運設(shè)備的通道。

四、泵基礎(chǔ)施工

水泵基礎(chǔ)的作用是支承并固定機(jī)組,使它運行平穩(wěn),不致發(fā)生劇烈振動,更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷。因此,對基礎(chǔ)的要求是:

(1)堅實牢固,除能承受機(jī)組的靜荷載外,還能承受機(jī)械震動荷載;

(2)要澆制在較堅實的地基上,不宜澆制在松軟地基或新填土上,以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉陷。一般中、小型立式軸流泵都安裝在鋼筋混凝土排架或特制的水泵梁上;而臥式離心泵大多是安裝在混凝土塊體基礎(chǔ)上。

1.混凝土基礎(chǔ)

混凝土基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的平面尺寸,以保證水泵的安裝和固定。其尺寸大小一般均按所選水泵安裝尺寸所提供的數(shù)據(jù)確定。

基礎(chǔ)施工時,要求在規(guī)定的地點先挖好機(jī)坑,下面鋪一層5cm厚的石子或碎磚,用夯打?qū)?,然后澆筑混凝土。混凝土的配合比可用質(zhì)量來計算。一般是1份水泥、2份黃砂、5份石子?;蛘呤?份水泥、2份黃砂、4份石子,以及l(fā)份水泥、3份黃砂、6份石子。采用哪種配合比,可根據(jù)建筑物的重要性以及水泥的質(zhì)量選用。水的質(zhì)量為水泥質(zhì)量40%~60%,加水少強(qiáng)度高。在澆筑時,要在靠近地面以及高出地面的部分放置??颍?蛞鶕?jù)基礎(chǔ)尺寸釘好。

2.底腳螺栓的固定

機(jī)組底座的地腳螺栓的固定分一次澆筑法和二次澆筑法。

一次澆筑法就是在澆注混凝土之前,將地腳螺栓固定在模型架上,在澆注混凝土?xí)r,不需預(yù)留螺栓孔,一次澆成,將地腳螺栓澆筑在混凝土基礎(chǔ)中。該種方法通常用于帶有底座的小型水泵的安裝。這種方法的優(yōu)點是縮短了施工期限;增強(qiáng)了底腳螺絲在基礎(chǔ)內(nèi)的穩(wěn)固性;保證了安裝質(zhì)量。缺點是若地腳螺栓位置固定不正或澆筑地腳螺栓移位,將給水泵機(jī)組的安裝帶來困難。

小型水泵的基礎(chǔ)一般都采用一次灌漿法。通常按照規(guī)定尺寸要求用木板或磚頭立好???,同時在各底腳螺絲的位置釘上有螺絲孔的縱橫板條,以固定底腳螺絲位置,然后再澆筑混凝土。

二次澆筑法是在澆鑄混凝土基礎(chǔ)時,預(yù)先預(yù)留地腳螺栓孔,水泵機(jī)組就位和上好螺栓后再向預(yù)留澆孔內(nèi)澆筑混凝土。這種方法的缺點是增加了基礎(chǔ)模板工程和澆灌工作量,而且分兩次澆筑,前后凝固的混凝土有時結(jié)合得不好,影響底腳螺絲的穩(wěn)固性。

在中、小型水泵機(jī)組的安裝中,為避免上述方法的缺點,可采用強(qiáng)度較高的耐火磚墊在底座的四角,然后放置地腳螺栓,支好模板,一次澆筑成混凝土基礎(chǔ)。

采用二次灌漿法時,須預(yù)先立好模框,并在底腳螺絲位置處立上預(yù)留孔模板。預(yù)留孔的尺寸一般比底腳螺絲直徑大5cm左右。如果不用預(yù)留孔模板,也可在底腳螺絲外面套一根直徑比螺栓直徑大1.5~2倍粗的鐵管或竹管,把底腳螺絲固定在樣板架上。使底腳螺絲稍能偏動,便于對準(zhǔn)底座上的底腳螺絲孔。

大型水泵機(jī)組通常不帶底座,為便于機(jī)組的安裝與調(diào)平找正,常用槽鋼制成整體式底座,在澆筑混凝土基礎(chǔ)時采用一次或二次澆筑法將鋼制機(jī)組底座穩(wěn)好在設(shè)計位置上。該種施工方法的優(yōu)點是鋼制底座與混凝土的結(jié)合較牢固,整體性較好。

運行多年后的泵,地基和地腳螺栓應(yīng)該正確設(shè)計和施工,以支撐泵可以無故障運行多年(15年-30年)。


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