技術文章
1.設計機泵類設備基礎時,應取得以下資料:
(1)機泵類設備的型號、轉速、功率、規(guī)格及輪廓尺寸圖等;
(2)機器自重及重心位置或壓縮機、電動機及輔助設備的質量分布圖;
(3)基礎模板圖、基礎頂面的設計標高、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)設備基礎在生產(chǎn)裝置中的坐標位置;
(5)建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。
2.對地基的要求:
(1)基礎應坐在老土層上;
(2)功率小于100KW的機泵類設備基礎,當對沉降無特殊要求時,可設置在經(jīng)分層夯實的回填土地基土,其壓實系數(shù)不應小于0.93;
(3)基礎頂面高出地面不宜小于200mm,其埋深不宜小于0.8m,且不小于凍結深度,南方地區(qū)埋置深度應在耕土層以下即0.5m;
(4)設備基礎的地基容許變形值:
設備基礎類別 | 容許變形值 | |||
中心沉降量(mm) | 傾斜 | |||
常壓裝置 | 高壓裝置 | |||
泵類基礎 | 離心泵 | 0.002 | ||
活塞泵功率≥500KW | 100~200 | 50~100 | 0.002 | |
活塞泵功率≤500KW | 0.003 |
3.對基礎的要求:
(1)基礎底板尺寸宜由以下三個條件確定:
• 基礎質量應大于機器質量的3~5倍;
• P≤(0.5~0.7)f式中 P—基礎底面處的平均靜壓力設計植,kpa;f—地基承載力設計值,kpa;
• 基組總重心與基礎底面形心應位于同一鉛垂線上,其相對偏心不應超過3%;
(2)基礎的混凝土等級用C20,墊層用C10;
(3)基礎的混凝土體積小于20m3時,可不配置表面構造鋼筋;混凝土體積為20~40m3時,應在基礎頂面配置直徑為10mm、間距為200mm的鋼筋網(wǎng);混凝土體積大于40m3時,尚應在基礎四周和頂、底面配置直徑為10~14mm、間距為200~300mm的鋼筋網(wǎng);基礎底板懸臂部分應按強度計算配置上、下側鋼筋,當?shù)装鍛冶坶L度小于地板厚度時,可不必配筋;
(4)基礎頂面的二次澆灌層,厚度宜為30~50mm,材料應采用細石混凝土,其強度等級應比基礎的混凝土強度等級高一級,當厚度小于30mm時可采用1:2水泥砂漿;基礎外露部分用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,應不小于15倍直徑,構造螺栓不受此限,且不得小于300mm;
埋置方法宜采用預留孔,地腳螺栓預留孔底至基礎底面的距離,不得小于100mm;地腳螺栓底端至預留孔底的距離,不得小于50mm;預留孔邊至基礎邊緣的距離,不得小于100mm;當預埋螺栓時:當φ≤20時,不小于100mm,當φ>20時,不小于150mm。當不滿足時,宜配置直徑為6~8mm,間距為100~150mm的鋼筋網(wǎng);預留孔內(nèi),應采用混凝土強度等級C25細石混凝土澆灌或高一級基礎混凝土強度等級;當矩形基礎邊長、環(huán)行基礎周長大于40m時,應設后澆帶,帶寬50cm,鋼筋不切斷,待底板澆注后一個月用比原基礎高一等級摻微膨脹劑的混凝土澆注;基礎的混凝土宜一次澆灌完畢,不留施工縫。當施工要求必須留施工縫 時,應嚴格遵守施工縫的構造、操作要求。當混凝土強度達到70%以上時,方可安裝設備。
4.離心泵的動力計算:
(1)當?shù)鼗休d力標準值不小于80kPa、電機功率不大于560kw且離心泵基礎的質量不小于機器質量三倍時,可不作動力計算;
(2)當基礎需作動力計算時,基礎的允許振幅,應符合下表規(guī)定基礎的允許振幅[A];
機器工作轉數(shù)n(r/min) | [A](mm) |
1000≥n>750 | 0.10 |
750>n≥500 | 0.15 |
n<500 | 0.20 |
(當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—機器擾力的圓頻率(1/s),w=0.105n;
• m—電機轉動部分的質量(kg)。
1.一般要求
(1)水泵基礎設計必須安全穩(wěn)固,標高、尺寸準確,以保證水泵運行穩(wěn)定,安裝檢修方便。
(2)按GB/T50265-97《泵站設計規(guī)范》規(guī)定:單機功率在160kw以下的立式軸流泵機組和單機功率在500kw以下的臥式離心泵機組,其機泵基礎可不進行動力計算。反之,則必須進行計算,尤其是與泵房建筑結構連成整體的機泵基礎。
2.臥式離心泵基礎設計要點
(1)基礎形式:按與泵房結構的聯(lián)結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,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,整體式基礎屬泵房的結構設計內(nèi)容。
(2)一般功率在100kw以下時,水泵和電動機帶有底盤,可直接安裝在基礎上;100kw以上時,無底盤,基礎面需墊以鋼板或型鋼。
(3)由于水泵、電動機設備經(jīng)常更新變動、各廠家產(chǎn)品規(guī)格也不統(tǒng)一。因此在施工圖設計時,必須獲得生產(chǎn)廠的產(chǎn)品技術說明等資料,在澆搗基礎之前,最好按實際設備的尺寸校核。
(4)對于分離式的中、小型水泵基礎可參照下列經(jīng)驗數(shù)據(jù)設計;整體式基礎可根據(jù)情況適當調(diào)整,并結合泵房的結構設計考慮。
• 基礎材料通常采用不低于C20混凝土;預留螺孔待地腳螺栓埋入后,用不低于C25細實混凝土填灌固結。
• 地腳螺栓埋入基礎長度為不低于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,其尺寸大小一般均按所選水泵及電動機安裝尺寸提供的數(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:
基礎長度L=底座長度L1+(0.20~0.30)(m)。
基礎寬度B=底座螺孔間距(在寬度方向上)B1+0.30(m)。
基礎高度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:
基礎長度L=水泵和電動機最外端螺孔間距L1+(0.40~0.60)(m),并長于電動機總長。
基礎寬度B=水泵和電動機最外端螺孔間距(取其寬者)B1+(0.40~0.60)(m)。
基礎高度H=底座地腳螺釘?shù)拈L度L2+(0.10~0.15)(m)。
C、基礎高度及重量:
基礎重量>2.5-4.5倍機組(水泵及電動機)重量。
基礎高度應不小于500-700mm;
基礎頂面應高出室內(nèi)地坪100-200mm,一般采用200mm。
D、預留螺孔:
當d螺栓≥40mm時,螺孔中心距基礎邊緣300mm。
當d螺栓<40mm時,螺孔中心距基礎邊緣>150-200mm,
但基礎螺孔邊緣與基礎邊緣間距不得小于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、電機功率50kw以下的泵,設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。
1.水泵機組宜采用單行排列
2.主要機組的布置和通道寬度,應滿足設備的運行、維護、安裝和檢修的要求,并應符合下列要求:
(1)水泵基礎間的凈距不宜小于1.0m。
(2)機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)當考慮就地檢修時,應保證泵軸和電動機轉子在檢修時能拆卸。
(5)當設專用檢修點時,應根據(jù)機組外形尺寸決定,并應在周圍設有不小于0.7m的通道。
(6)有電動起重機的泵房內(nèi),應有吊運設備的通道。
水泵基礎的作用是支承并固定機組,使它運行平穩(wěn),不致發(fā)生劇烈振動,更不允許產(chǎn)生基礎沉陷。因此,對基礎的要求是:
(1)堅實牢固,除能承受機組的靜荷載外,還能承受機械震動荷載;
(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上。
1.混凝土基礎
混凝土基礎應有足夠的平面尺寸,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(公眾號:泵管家)。具體的確定方法見第四章第二節(jié)的相關內(nèi)容。
基礎施工時,要求在規(guī)定的地點先挖好機坑,下面鋪一層5cm厚的石子或碎磚,用夯打實,然后澆筑混凝土?;炷恋呐浜媳瓤捎觅|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量選用。水的質量為水泥質量40%~60%,加水少強度高。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)基礎尺寸釘好。
2.底腳螺栓的固定
機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,在澆注混凝土時,不需預留螺栓孔,一次澆成,將地腳螺栓澆筑在混凝土基礎中。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;增強了底腳螺絲在基礎內(nèi)的穩(wěn)固性;保證了安裝質量。缺點是若地腳螺栓位置固定不正或澆筑地腳螺栓移位,將給水泵機組的安裝帶來困難。
小型水泵的基礎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時,預先預留地腳螺栓孔,水泵機組就位和上好螺栓后再向預留澆孔內(nèi)澆筑混凝土。這種方法的缺點是增加了基礎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合得不好,影響底腳螺絲的穩(wěn)固性。
在中、小型水泵機組的安裝中,為避免上述方法的缺點,可采用強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。
采用二次灌漿法時,須預先立好??颍⒃诘啄_螺絲位置處立上預留孔模板。預留孔的尺寸一般比底腳螺絲直徑大5cm左右。如果不用預留孔模板,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,便于對準底座上的底腳螺絲孔。
大型水泵機組通常不帶底座,為便于機組的安裝與調(diào)平找正,常用槽鋼制成整體式底座,在澆筑混凝土基礎時采用一次或二次澆筑法將鋼制機組底座穩(wěn)好在設計位置上。該種施工方法的優(yōu)點是鋼制底座與混凝土的結合較牢固,整體性較好。
運行多年后的泵,地基和地腳螺栓應該正確設計和施工,以支撐泵可以運行多年(15年-30年)。
地腳螺栓安裝要求
要求 | |
地腳螺栓的不垂直度 | ≯10/1000 |
地腳螺栓底端 | 不應碰預留孔底 |
地腳螺栓清潔度 | 應將地腳螺栓上的油脂和污垢清除干凈 |
螺母、墊圈、設備底座 | 接觸面應平整,不得有毛刺、雜屑 |
地腳螺栓的緊固 | 應在混凝土達到規(guī)定強度的75%后進行,擰緊螺母后,螺栓必須露出螺母1.5~5個螺距 |
螺釘埋入深度
螺釘直徑mm | 螺釘直徑mm | |
彎鉤式螺釘 | 活動式螺釘 | |
10~20 | 200~400 | 200~400 |
24~30 | 500 | 400 |
30~42 | 600~700 | 400~500 |
42~48 | 700~800 | 500 |