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恒壓供水設備水泵基礎設計和施工
2017-10-18 15:03:28

一、恒壓供水設備水泵基礎設計規定

1.設計機泵類(lèi)設備基礎時(shí),應取得以下資料:

(1)機泵類(lèi)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(dòng)機及輔助設備的質(zhì)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(chǎn)裝置中的坐標位置;

(5)建設場(chǎng)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)基礎應坐在老土層上;

(2)功率小于100KW的機泵類(lèi)設備基礎,當對沉降無(wú)特殊要求時(shí),可設置在經(jīng)分層夯實(shí)的回填土地基土,其壓實(shí)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:



3.對基礎的要求:

(1)基礎底板尺寸宜由以下三個(gè)條件確定:

? 基礎質(zhì)量應大于機器質(zhì)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(xiàn)上,其相對偏心不應超過(guò)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(shí),可不配置表面構造鋼筋;混凝土體積為20~40m3時(shí),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(shí),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,當底板懸臂長(cháng)度小于地板厚度時(shí),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(shí)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(cháng)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(shí):當φ≤20時(shí),不小于100mm,當φ>20時(shí),不小于150mm。當不滿(mǎn)足時(shí),宜配置直徑為6~8mm,間距為100~150mm的鋼筋網(wǎng);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(cháng)、環(huán)行基礎周長(cháng)大于40m時(shí),應設后澆帶,帶寬50cm,鋼筋不切斷,待底板澆注后一個(gè)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(shí),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(shí),方可安裝設備。


4.離心泵的動(dòng)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(zhì)量不小于機器質(zhì)量三倍時(shí),可不作動(dòng)力計算;

(2)當基礎需作動(dòng)力計算時(shí),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)




(當n>1000r/min時(shí),允許振幅[A]可根據制造廠(chǎng)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(dòng)部分的質(zhì)量(kg)。



二、恒壓供水設備水泵基礎設計

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:?jiǎn)螜C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(jìn)行動(dòng)力計算。反之,則必須進(jìn)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(diǎn)

(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容。

(2)一般功率在100kw以下時(shí),水泵和電動(dòng)機帶有底盤(pán),可直接安裝在基礎上;100kw以上時(shí),無(wú)底盤(pán),基礎面需墊以鋼板或型鋼。

(3)由于水泵、電動(dòng)機設備經(jīng)常更新變動(dòng)、各廠(chǎng)家產(chǎn)品規格也不完全統一。因此在施工圖設計時(shí),必須獲得生產(chǎn)廠(chǎng)的產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明等資料,在澆搗基礎之前,最好按實(shí)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(shí)混凝土填灌固結。

? 地腳螺栓埋入基礎長(cháng)度為不低于20倍螺栓直徑(l≥20d),螺栓叉尾長(cháng)度為4d螺栓;預留螺孔深度大于螺栓埋入總長(cháng)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(dòng)機安裝尺寸提供的數據確定,如無(wú)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(cháng)度L=底座長(cháng)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(cháng)度L2+(0.10~0.15)(m)。


B、對于不帶底座的大、中型水泵:

基礎長(cháng)度L=水泵和電動(dòng)機最外端螺孔間距L1+(0.40~0.60)(m),并長(cháng)于電動(dòng)機總長(cháng)。

基礎寬度B=水泵和電動(dòng)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(cháng)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(dòng)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(shí),螺孔中心距基礎邊緣300mm。

當d螺栓<40mm時(shí),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(cháng)度,地腳螺栓埋入后的混凝土填灌,密實(shí)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(shí)可以采用膨脹螺栓固定方式,其它要求與以上條款相同。



三、恒壓供水設備水泵機組布置

 


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(mǎn)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(shí),應保證泵軸和電動(dòng)機轉子在檢修時(shí)能拆卸。

(5)當設專(zhuān)用檢修點(diǎn)時(shí),應根據機組外形尺寸決定,并應在周?chē)O有不小于0.7m的通道。

(6)有電動(dòng)起重機的泵房?jì)?,應有吊運設備的通道。



四、恒壓供水設備水泵基礎施工

 

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

(1)堅實(shí)牢固,除能承受機組的靜荷載外,還能承受機械震動(dòng)荷載;

(2)要澆制在較堅實(shí)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據確定(公眾號:泵管家)。具體的確定方法見(jiàn)第四章第二節的相關(guān)內容。

基礎施工時(shí),要求在規定的地點(diǎn)先挖好機坑,下面鋪一層5cm厚的石子或碎磚,用夯打實(shí),然后澆筑混凝土?;炷恋呐浜媳瓤捎觅|(zhì)量來(lái)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%,加水少強度高。在澆筑時(shí),要在靠近地面以及高出地面的部分放置???,??蛞鶕A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(shí),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(diǎn)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(zhì)量。缺點(diǎn)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(lái)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???,同時(shí)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(shí),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(diǎn)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(shí)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(diǎn),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(shí),須預先立好???,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(dòng),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(shí)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(yōu)點(diǎn)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,以支撐泵可以無(wú)故障運行多年(15年-30年)。


 


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