Площадка и фундамент под ДГУ: когда нужен отдельный фундамент

Основание зависит от исполнения: рама и кожух - плита или фундамент, блок-контейнер - подготовленная площадка.

Когда хватает существующего пола, а когда нужен отдельный фундамент?

Фундаменты дизелей нормирует СП 26.13330.2012 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками": п. 7.2.1 называет дизели прямо, рядом с поршневыми компрессорами. Свод правил утверждён приказом Минрегиона от 27.12.2011 N 609 и действует с Изменением N 1.

Пункт 5.2.9 разрешает ставить оборудование с кривошипно-шатунными механизмами на железобетонных опорных плитах без фундаментов, на подстилающий слой полов промышленных зданий. Условие одно: обоснование расчётом. Числовых порогов мощности для дизелей в подразделе 7.2 нет. Оговорка про двигатель до 400 кВт дана в п. 7.2.4 для компрессоров. Крепление плиты болтами при двигателе свыше 50 кВт записано в п. 7.1.4 для центробежных насосов, на компрессоры его распространяет ссылка из п. 7.2.4. На дизели эти пороги свод правил прямо не переносит. Пункт 1.2 выводит из области применения сложные инженерно-геологические условия и сейсмические районы.

Какую нагрузку масса агрегата даёт на основание

Расчёт по п. 5.2.18 СП 26 включает три части: колебания, проверку среднего статического давления под подошвой и прочность конструкций. Условие (1) из п. 5.2.19 записано как p <= g0 x g1 x R.

Коэффициент условий работы g0 для машин с кривошипно-шатунными механизмами равен 1,0 (таблица 2). Коэффициент g1 равен 0,7 для водонасыщенных мелких и пылеватых песков и текучих глинистых грунтов, для остальных 1. Сопротивление R вычисляют по формуле (5.7) СП 22.13330.2016. Примечание 6 к п. 5.6.7 запрещает подставлять вместо R табличные значения приложения Б. По п. 5.2.21 в статические нагрузки входят вес фундамента, грунта на обрезах, машины и вспомогательного оборудования.

Пример предварительной оценки для ДГУ 500 кВт ТСС АД-500С-Т400-1РМ9: по каталогу ГК ТСС масса 5000 кг, бак 770 л, габариты 2990 х 1550 х 1970 мм. Плотность дизельного топлива при 15 градусах по ГОСТ 305-2013 не более 863,4 кг/м3, полный бак весит до 665 кг. Зададим подошву 3,4 х 2,0 м и толщину 0,5 м: это 6,8 м2 и 3,4 м3. Тяжёлый бетон по п. 6.1.1 СП 63.13330.2018 имеет среднюю плотность 2200-2500 кг/м3, плита весит 7,5-8,5 т. Сумма до 14,2 т даёт давление около 20,4 кПа.

Табличное сопротивление песка средней крупности средней плотности - 400 кПа (таблица Б.2 СП 22), оно отнесено к подошве шириной 1 м и глубине 2 м (п. Б.3). Предварительная проверка проходит с запасом. Окончательные размеры утверждает проектировщик по формуле (5.7) и расчёту колебаний. Массу меньших типоразмеров смотрят там же, например ДГУ 100 кВт.

Толщина плиты, класс бетона и армирование

Соотношение масс фундамента и агрегата в СП 26 не нормировано, и ходовое правило про фундамент в 1,5-2 раза тяжелее установки первоисточником не подтверждается. Размеры подошвы и толщину берут из расчёта по пунктам 5.2.18-5.2.21 и 7.2.6-7.2.9.

• Класс бетона по прочности на сжатие для монолитных и сборно-монолитных фундаментов машин не ниже В12,5, для сборных не ниже В15 (п. 5.2.3 СП 26). СП 63.13330.2018 в п. 6.1.6 требует для железобетонных конструкций не ниже В15.
• Высота нижней плиты стенчатых и рамных фундаментов - не менее 0,4 м (п. 5.2.12). Для массивных фундаментов минимума в своде правил нет.
• Армирование подошвы: стержни от 10 мм при стороне подошвы менее 3 м и от 12 мм при большем размере, шаг 200 мм (п. 5.2.14).
• В массивных фундаментах машин неударного действия объёмом 20 м3 и менее общее армирование по подошве допускается не предусматривать (примечание к таблице 1).

Что идёт под плиту: подготовка основания

Вскрытый грунт естественного основания должен соответствовать проекту. Размыв, размягчение, разрыхление или промерзание верхнего слоя толщиной более 3 см не допускаются (СП 45.13330.2017, таблица 6.3, поз. 6). Контроль - технический осмотр всей поверхности. Нарушенное промерзанием или затоплением основание восстанавливают способом, согласованным с проектной организацией (п. 6.1.9). Самовольно подсыпать и выравнивать промороженное основание нельзя.

Раздел 7 СП 45 посвящён насыпям и обратным засыпкам. Пункт 7.8 описывает подготовку поверхности под отсыпку насыпи, включая несущий слой от 0,2 до 0,4 м из крупного гравелистого песка или щебёночного грунта. Слой нужен там для проезда техники, поэтому переносить его толщину на подушку под фундамент без расчёта нельзя.

Примечание к п. 5.2.6 СП 26 допускает насыпные грунты без искусственного уплотнения под фундаменты машин неударного действия с двигателями менее 500 кВт при давлении под подошвой менее 70 кПа. Возраст песчаной насыпи от двух лет, глинистой от пяти. В примере выше двигатель Baudouin развивает 530 кВт, поэтому поблажка на него не действует.

Нужны ли виброопоры, если амортизаторы уже стоят в раме?

Нет. ГК ТСС формулирует правило так: при встроенном антивибрационном механизме, то есть резиновых амортизаторах между узлами электростанции и рамой-основанием, рама крепится непосредственно к поверхности фундамента. Применять виброопоры при имеющемся механизме не допускается. Без него виброопоры применяют.

По п. 5.2.5 СП 26 виброзащиту рекомендуется предусматривать при обосновании, её конструирование и расчёт свод правил не рассматривает. Зато он нормирует амплитуду. Условие (4) п. 6.1.1 ограничивает расчётную амплитуду значением из задания на проектирование. Если значения в задании нет, берут таблицу 5: при частоте вращения свыше 600 об/мин это 0,1 мм по первой гармонике и 0,05 мм по второй. Возмущающие силы и моменты запрашивают у изготовителя (п. 7.2.2).

Отметка, уклон и подъезд техники

Глубину заложения принимают с учётом глубины сезонного промерзания грунтов (СП 22, п. 5.5.1), для неотапливаемых сооружений - по таблице 5.3 (п. 5.5.7). Для скальных, крупнообломочных с песчаным заполнителем и песков гравелистых, крупных и средней крупности она от расчётной глубины промерзания не зависит.

Числового уклона площадки ни СП 26, ни СП 22, ни СП 45 не задают: водоотвод остаётся решением проекта. ГОСТ 33115-2014 в п. 6.4.6 требует устойчивой работы установки при наклоне до 10 градусов в любую сторону. Это требование к агрегату, опорную поверхность под рамой оставляют горизонтальной. Пункт 6.2.2 того же стандарта требует от конструкции установки возможности перемещения подъёмно-транспортными средствами и крепления к полу или фундаменту.

Крановые работы подчиняются ФНП по подъёмным сооружениям (приказ Ростехнадзора от 26.11.2020 N 461, в силу с 1 января 2021 года). Пункт 108 требует подготовленной площадки с учётом категории и характера грунта. Работа на свеженасыпанном неутрамбованном грунте и при уклоне больше паспортного не разрешается.

Строповку выполняет персонал с квалификацией по профессии "стропальщик" (п. 216), схемы строповки входят в проект производства работ (п. 217). Работники, занятые монтажом, должны иметь документы о профессиональном обучении, а инженерно-технические работники - аттестацию по ФНП (п. 19). Сварщики по тому же пункту подчиняются отдельным федеральным нормам. Такелаж и монтаж ведут наши бригады, пример - ДГУ в блок-контейнере.

СП 26 в п. 5.2.13 отправляет за типами фундаментных болтов к СП 43.13330 и оставляет от нижних концов болтов до подошвы не менее 100 мм. ГК ТСС указывает крепление рамы к фундаменту болтами М18. Дальше идёт подключение ДГУ к объекту.

Что меняет зима на площадке?

В проекте предусматривают мероприятия, не допускающие увлажнения грунтов основания и промораживания их в период строительства (СП 22, п. 5.5.8).

По бетону работает СП 70.13330.2012. Пункт 5.11.1: при среднесуточной температуре воздуха ниже 5 градусов и минимальной суточной ниже 0 нужны специальные меры по выдерживанию уложенного бетона. Пункт 5.11.4: состояние и температура основания должны исключать замерзание смеси в зоне контакта. Наледь на арматуре и опалубке удаляют продувкой горячим воздухом, пар применять не допускается (п. 5.11.6). При среднесуточной температуре ниже 5 градусов ведут журнал контроля температуры бетона (п. 5.11.17).

Частые ошибки при устройстве основания под ДГУ

• Берут массу из карточки соседней модели. В типоразмере 500 кВт паспортные массы ТСС расходятся от 4396 до 6550 кг.
• Подставляют табличное сопротивление грунта вместо расчётного. Примечание 6 к п. 5.6.7 СП 22 это запрещает.
• Считают только статику. СП 26 требует ещё расчёт колебаний с проверкой амплитуды по таблице 5.
• Переносят на дизель пункты про насосы и компрессоры без оговорки про область применения.
• Бетонируют по промороженному основанию без согласования с проектной организацией.
• Планируют площадку без вылета крана и подъезда топливозаправщика.

Карта готовности площадки под монтаж ДГУ

1. Паспорт модели: масса, габариты, анкерные отверстия, амортизаторы в раме.
2. Геология с характеристиками грунтов и уровнем подземных вод.
3. Задание с возмущающими силами и предельной амплитудой.
4. Проверенное условие p <= g0 x g1 x R и расчёт колебаний в проекте.
5. Класс бетона, армирование подошвы, сквозной шов от пола.
6. Акт осмотра основания, акт уплотнения, водоотвод.
7. Проект производства работ, схемы строповки, удостоверения стропальщиков.
8. Закладные анкеры, акты скрытых работ, съёмка осей.

Подберём модель под нагрузки объекта и смонтируем с АВР своими бригадами; в каталоге - агрегаты ГК ТСС.