泵基礎設計和施工!

2017-10-30 13:28:07

一、泵基礎設計規定

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、規格(或尺寸);

(4)設備基礎在生產裝置中的坐標位置;

(5)建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。

1.jpg

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,可設置在經分層夯實的回填土地基土,其壓實系數不應小于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;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;基礎底板懸臂部分應按強度計算配置上、下側鋼筋,當底板懸臂長度小于地板厚度時,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;預留孔內,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)當地基承載力標準值不小于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,應符合下表規定基礎的允許振幅[A];

機器工作轉數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)。

二、泵基礎設計

1.一般要求

(1)水泵基礎設計必須安全穩固,標高、尺寸準確,以保證水泵運行穩定,安裝檢修方便。

(2)按GB/T50265-97《泵站設計規范》規定: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、電動機設備經常更新變動、各廠家產品規格也不完全統一。因此在施工圖設計時,必須獲得生產廠的產品技術說明等資料,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驗數據設計;整體式基礎可根據情況適當調整,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據確定,如無上述資料,可參照下列數據確定。

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=底座地腳螺釘的長度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=底座地腳螺釘的長度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。

四、泵基礎施工

水泵基礎的作用是支承并固定機組,使它運行平穩,不致發生劇烈振動,更不允許產生基礎沉陷。因此,對基礎的要求是:

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(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據確定(公眾號:泵管家)。具體的確定方法見第四章第二節的相關內容。

基礎施工時,要求在規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。混凝土的配合比可用質量來計算。一般是1份水泥、2份黃砂、5份石子。或者是1份水泥、2份黃砂、4份石子,以及l份水泥、3份黃砂、6份石子。采用哪種配合比,可根據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模框,模框要根據基礎尺寸釘好。

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。這種方法的優點是縮短了施工期限;增強了底腳螺絲在基礎內的穩固性;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。通常按照規定尺寸要求用木板或磚頭立好模框,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,須預先立好模框,并在底腳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好在設計位置上。該種施工方法的優點是鋼制底座與混凝土的結合較牢固,整體性較好。

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運行多年后的泵,地基和地腳螺栓應該正確設計和施工,以支撐泵可以無故障運行多年(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


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