Способы разметки котлована сечение и глубина фундаментных колодцев под болты пробки для колодцев
Обновлено: 13.05.2024
Чтобы точно установить множество болтов в сложном фундаменте, требуется большая предварительная работа. Обычно разрабатывают специальный проект монтажных приспособлений, которые должны обеспечивать точное положение болтов или других закладных частей, не допускать их смещения во время бетонирования, быть простыми по конструкции и легкими по весу. Последнее требование объясняется тем, что монтажные приспособления обычно заливаются бетоном и служат дополнительной арматурой фундамента.
Монтажные приспособления состоят из двух частей — кондуктора и каркаса. Кондуктор служит для размещения болтов, а каркас — для установки кондукторов в требуемом положении.
На фиг. 13 показано устройство монтажного приспособления. Вокруг будущего фундамента устанавливают стойки 2 с таким расчетом, чтобы к ним можно было прикрепить опалубку. Для этого на стойках имеются приваренные кронштейны 3. Стойки опираются на пластины 1, залитые в специальные бетонные тумбочки 6. Эти тумбочки делаются по указаниям монтажников одновременно с бетонной подготовкой фундамента.
Фиг. 13. Устройство каркаса для установки фундаментных болтов.
Между собой стойки соединяются продольными и поперечными прогонами 4. Стойки и прогоны изготовляются из швеллеров, угловой стали или из других профилей и соединяются между собой сваркой. При монтаже крупных объектов разрабатывают типовые стойки и прогоны, из которых и собирают каркасы любой сложности.
На балках каркаса устанавливают кондукторы 5. Кондуктор представляет собой стальной лист или раму из уголков и листов, в которых имеются отверстия для болтов.
Фундаментные болты подвешивают в кондукторе на гайках а нижние концы заливных болтов раскрепляют проволокой или тонкими стержнями, чтобы во время бетонирования они случайно не сдвинулись и не перекосились. К каркасу кондуктор приваривают электросваркой.
Па фиг. 13 показаны установленные на каркасе кондукторы на два болта каждый. В сложных фундаментах можно использовать кондукторы одновременно для четырех и более болтов. На фиг. 14 показаны кондукторы для четырех и для двенадцати болтов. Диаметр отверстий в кондукторе должен быть на 1—2 мм больше диаметра болта.
Фиг. 14. Виды кондукторов.
При установке болтов необходимо особенно тщательно выполнять разметку отверстий кондукторов и установку их по осям и по высоте. Точность кондуктора полностью определяет точность установки болтов. Лучше повозиться с кондуктором, чем потом исправлять положение болтов.
Для предосторожности в верхней части заливных болтов иногда предусматривают колодец глубиной 300—400 мм, который может понадобиться для незначительного исправления положения болта. Пробки для таких колодцев лучше всего изготовлять из кровельного железа. Для повышения жесткости при вальцевании пробок у их краев накатывают два валика. Точно так же к кондуктору подвешивают металлические пробки для образования колодцев под закладные болты.
В крупных фундаментах на каркасы и кондукторы приходится значительный вес болтов, особенно с тяжелыми литыми плитами на нижнем конце. Чтобы разгрузить каркас, под каждый болт подводят стойку. Стойки делаются из отходов швеллеров, труб или другого металла. Длина стойки должна быть такой, чтобы можно было вогнать ее под висящий болт с некоторым усилием и тем самым разгрузить каркас.
На фиг. 15 представлен вид каркаса крупного фундамента современного прокатного стана. Видна верхняя часть фундамента, стойки, прогоны из балок и кондукторы из швеллеров, подвешенные пробки.
Фиг. 15. Верхняя часть каркаса фундамента прокатного стана.
Хотя сами кондукторы и некоторые стойки находятся вне фундамента, все-таки часть монтажных приспособлений остается в бетоне. Такой безвозвратный расход металла составляет 15—17 кг на 1 м 3 бетона. Стремление снизить этот расход привело в самое последнее время к созданию сборных железобетонных стоек, показанных на фиг. 16. Стойки 1 опираются на бетонные башмаки 3, в которых имеются углубления с наклонными стенками. В этих углублениях стойки раскрепляются дубовыми или стальными клиньями 2. Вверху устойчивость каркаса достигается прогонами 6, на которых размещаются кондукторы 5. Кроме того, предусматриваются дополнительные косые связи 4 из круглого железа. Безвозвратный расход металла при изготовлении таких каркасов составляет всего 2—3 кг на 1 м 3 бетона.
Фиг. 16. Каркас фундамента на сборных железобетонных стойках.
Фундаментные болты для крепления технологического оборудования различают по условиям эксплуатации и назначению, конструкции, способам установки и закреплению в фундаменте. Конструктивные (малонагруженные) болты служат для фиксации машин на фундаментах, повышения жесткости корпусных деталей и для предотвращения их смещения под действием случайных нагрузок. Расчетные (силовые) болты воспринимают нагрузки, которые возникают при работе оборудования.
Применяют следующие типы конструкций фундаментных болтов (ГОСТ 24379.0–80; 24379.1–80; 28778–90): изогнутые, с анкерной плитой, составные, съемные (рис. 2), прямые, распорные (рис. 3) и с коническим концом распорные (рис. 4).
К основным установочным и конструктивным параметрам болтов относятся: глубина заложения H, длина L болта, диаметр d резьбы, длина l0 резьбы, диаметр стержня d1, длина l изогнутой части, диаметр или сторона А анкерной плиты, размер S под ключ, диаметр d0 отверстия в фундаменте, высота h конуса.
В зависимости от конструкции болты устанавливают на кондукторах до бетонирования фундаментов (см. рис. 2, а, в–д); в колодцах, оставляемых при бетонировании (см. рис. 2, б), и в скважинах (отверстиях), пробуриваемых в готовых фундаментах, перекрытиях или полу цеха (см. рис. 3 и 4).
Наиболее перспективно применение болтов, устанавливаемых в пробуриваемых скважинах (отверстиях). Этим способом устанавливают прямые болты, закрепляемые в фундаменте с применением клея различного типа и цементной зачеканки, а также болты распорного типа. Прямые болты не имеют специальных анкерующих устройств, поэтому менее надежны в эксплуатации по сравнению с другими и требуют тщательного соблюдения технологии установки. Болты распорного типа (см. рис. 3, б и 4, в, г) обладают более высокой надежностью и простотой установки, хотя и сложнее по конструкции. Применение болтов распорного типа с малой глубиной заложения в случаях, когда размеры фундаментов определяются длиной болтов, позволяет устанавливать оборудование без фундаментов с креплением непосредственно на перекрытиях или полу цеха.
Установку болтов осуществляют в соответствии со специально разработанным планом их расположения, в котором болты «привязаны» к разбивочным осям оборудования.
Рис. 2. Фундаментные болты: а и б — изогнутые; в — с анкерной плитой; г — составные; д — съемные; l1 — ширина загнутой части болта; l2 — расстояние от оси болта до конца загнутой части
Рис. 3. Фундаментные прямые (а) и распорные (б) болты
Установка на кондукторах. Глухие болты: изогнутые, с анкерными плитами и составные (см. рис. 2, а, б и г), а также анкерную арматуру съемных болтов (см. рис. 2, д) — устанавливают в монолитные фундаменты до их бетонирования с помощью специальных монтажных приспособлений, обеспечивающих надежную фиксацию болтов и арматуры в проектном положении на период укладки и твердения бетона фундамента. Поддерживающие устройства служат для фиксации кондукторов в требуемом положении, а кондукторы — для размещения болтов в соответствии с осями отверстий в корпусных деталях машин, закрепляемых на данном фундаменте.
Поддерживающие устройства (каркас) собирают из типовых стоек и прогонов (продольных и поперечных балок), которые имеют одинаковую конструкцию для всех фундаментов цеха. Стойки различаются только высотой, а прогоны — длиной. Высоту стоек назначают на 200…300 мм меньше разницы высотных отметок бетонной подготовки фундамента и его поверхности. Длину продольных и поперечных балок каркаса
определяют исходя из размеров опорного контура монтируемого оборудования. Стойки крепят к закладным пластинам, залитым в специальные опоры, которые изготовляют одновременно с бетонной подготовкой фундамента (рис. 5). На стойках предусматривают узлы крепления балок каркаса, опалубки и настила.
К стойкам на проектной высоте приваривают балки каркаса. Для повышения жесткости каркас скрепляют диагональными связями. На верхних балках каркаса располагают кондукторы (рис. 6). Конструкция кондуктора определяется числом и расположением устанавливаемых фундаментных болтов. Отверстия в кондукторах изготовляют с такими же допусками расположения, как и в корпусных деталях. Диаметр отверстий в кондукторе должен быть больше диаметра болтов с резьбой до М48 на 1 мм, а для болтов с резьбой М56 и более — на 2 мм. Аналогично изготовляют кондукторы для фиксации анкерной арматуры, коробок и пробок для образования колодцев под болты или шанцев.
Положение кондуктора в плане на балках каркаса выверяют геодезическими методами и фиксируют сваркой. После этого в кондукторе устанавливают и закрепляют болты, пробки и анкерную арматуру.
Рис. 4. Фундаментальные болты распорного типа: а — конические с цементной зачеканкой; б — конические, устанавливаемые вибропогружением; в — конические с разжимными цангами (самоанкерующиеся); г — составные с распорными конусом; д — дюбель-втулки; е — анкерные распорные дюбели
Рис. 5. Стойка каркаса поддерживающего устройства
Рис. 6. Кондукторы для фундаментных болтов: а — листовой; б — из сортовой стали; в — комбинированный
При расположении глухих болтов с отгибами у края фундамента отогнутый конец болта необходимо ориентировать в сторону массива, а при расположении в углах — по их биссектрисе.
Нижние концы болтов, расположенные в местах пустот фундаментов (проемов, тоннелей и др.), допускается выполнять с отгибом.
Для глухих болтов в фундаментах предусматривают специальные шанцы, предназначенные для исправления положения болтов в плане после бетонирования фундамента путем их изгиба.
Детали, установленные в кондукторе, с целью предотвращения их отклонений от вертикального положения, при бетонировании соединяют поперечными связями из мелкосортного проката. На изготовление поддерживающих устройств и кондукторов расходуется значительное количество сортового проката — в среднем до 30 кгна один болт. Для уменьшения расхода металла применяют метод установки фундаментных болтов на поддерживающих устройствах с укороченными стойками и съемные кондукторы. При установке болтов в простые фундаменты поддерживающие устройства не изготовляют, а кондукторы прикрепляют к опалубке или арматуре.
При монтаже оборудования, опорные части которого стандартизованы, например химических аппаратов колонного типа, рекомендуется применять групповую установку болтов с помощью унифицированных кондукторов. Диаметр отверстий d0 под болты назначают на 2 мм больше диаметра болтов.
Плазово-блочный метод применяют при большом числе фундаментных болтов (свыше 500), устанавливаемых в цехе, с целью индустриализации их изготовления и монтажа блоками. Применение такого метода позволяет перенести изготовление блоков фундаментных болтов со строительной площадки в заготовительные мастерские или на заводы монтажных заготовок. Блоки собирают на специальных стендах, оборудованных плазом, т.е. дощатым щитом с наклеенным на него чертежом плана расположения болтов, выполненным в натуральную величину.
Блоки (рис. 7) состоят из группы болтов 1, приваренных к базовой опорной балке 2 и связанных между собой продольными и поперечными связями 3 в жесткий каркас. Продольные и поперечные стороны блока образуют ферму. Размеры а, l, l1, l2 называют исходя из расположения болтов, а размер b — из условия закрепления блока на опорных конструкциях, k — расстояние от оси основания каркаса до верхнего конца болта. При длине блока L до 1 м высоту фермы т принимают равной 300 мм и диагональную связь не ставят; при длине блока до 2 м высоту m принимают равной 400 мм и ставят одну диагональную связь, а при длине блока до 3 м высоту т принимают равной 450…500 мм и ставят две диагональные связи. При длине болтов L = 2 м высоту m назначают равной 1 м. Перепад высотных отметок торцов фундаментных бортов Δz = z2 – z1 в одном блоке не должен превышать 500 мм.
Рис. 7. Блок фундаментных болтов
На чертежах блоков указывают высотные отметки торцов фундаментных болтов, которые назначают в соответствии с планом расположения болтов. Верхняя балка продольной стороны блока является базовой. На чертежах указывают высотную отметку h ее нижней стороны, а остальные размеры дают от этой отметки. Базовые балки выступают за габаритные размеры блока на 150…800 мм. Все элементы обвязки болтов в блоки выполняют из круглого стального проката диаметром 8…10 мм, а базовые балки из труб.
Опорные конструкции блоков изготовляют в виде П-образных стоек, связанных вверху опорными балками, а внизу стержнями.
При разработке плазового чертежа (рис. 8) на полотнище миллиметровой бумаги, размер которого соответствует самому большому блоку болтов, наносят оси X и Y, а также намечают все места расположения болтов (центры отверстий под них) с допуском ±1 мм относительно рабочих осей. Затем на этом же чертеже отмечают места размещения болтов в следующем блоке и т.д. в пределах одной монтажной схемы.
Стенд для сборки блоков состоит из металлической рамы, установленной на стойках высотой 2…2,5 мм, на которую уложен плаз с просверленными отверстиями под болты. Болты каждого блока подают под стенд, заводят в отверстия и крепят сверху гайками. У болтов с одинаковыми высотными отметками гайки навинчивают в уровень с их торцом. При разности высотных отметок под гайки устанавливают соответствующие им дистанционные трубки. Болты балками и связями соединяют в блок сваркой. После этого отвинчивают гайки и опускают блок под щит.
Опорные конструкции блоков доставляют на место монтажа и устанавливают на бетонную подготовку фундамента. Соответствие положения опорных конструкций монтажной схеме тщательно проверяют. Блоки устанавливают на опорные конструкции базовыми опорными балками. Положение блока контролируется по двум диагонально расположенным и наиболее удаленным болтам, после чего блок приваривают к опорным балкам.
Рис. 8. Плазовый чертеж
Установку в скважины, пробуренные в готовых фундаментах, применяют для болтов: прямых; конических с цементной зачеканкой и с вибропогружением; с разрезными и разжимными цангами, а также составных с распорным конусом и дюбелей-втулок. Применение таких болтов, обладающих небольшой глубиной заложения Н = (4…8)d, позволяет не только устанавливать и закреплять оборудование на железобетонных перекрытиях промышленных зданий или непосредственно на полу цеха, но и дает возможность избежать изготовления металлоемких дорогостоящих кондукторов и поддерживающих устройств. При этом повышается точность установки болтов, что упрощает выверку оборудования.
Скважины под болты изготовляют на станках для сверления, оснащенных алмазными кольцевыми сверлами. При небольших диаметрах (до 60 мм) более эффективно применять перфораторы и машины ударно-вращательного бурения со специальным рабочим инструментом: буровыми коронками, шнековыми бурами и спиральными сверлами с твердосплавными вставками (табл. 16–22).
Таблица 16. Технические характеристики механизированного инструмента для сверления бетона и железобетона
Таблица 17. Технические характеристики электроперфораторов для бурения скважин под болты
Таблица 18. Технические характеристики перфораторов для бурения скважин под болты
Таблица 19. Алмазные кольцевые сверла
[s равно 4 или 8 мм; L = (350 ± 5) мм]
Таблица 20. Буровые штанги
Таблица 21. Спиральные сверла
1 — конус Морзе; 2 — конус, расточенный для электро перфоратора; D — диаметр сверла по ГОСТ 22736–77; D1 — диаметр сверла для строительных работ
Таблица 22. Буровые коронки
Буровые коронки и буры могут перетачиваться до диаметра на 4…6 мм меньше номинального. Диаметры скважин под болты различных конструкций приведены в табл. 23. При жестких допусках на диаметр отверстия преимущественно применяют сверление алмазными сверлами.
Таблица 23. Диаметры (мм) скважин для установки фундаментных болтов
Примечание. Фактические отклонения при бурении перфораторами с применением рабочего инструмента номинального диаметра не превышают указанных допускаемых величин.
Места установки болтов различают:
- методами геодезической разбивки; при этом рекомендуется оси оборудования и оси отверстий намечать керном по масляной краске;
- по шаблону (снятому с анкерплана) или опорной части оборудования с использованием его в качестве кондуктора;
- путем предварительной установки оборудования с кернением мест расположения болтов через отверстия в станине.
Разметка отверстий должна проводиться в соответствии с размерами на чертежах.
При ударно-вращательном бурении электроперфораторами с применением спиральных сверл их хвостовики должны быть переточены под патрон механизированного инструмента (см. табл. 22). При этом рекомендуется применять сверла с пластинами из твердого сплава типа ВК6 и ВК15.
Для образования скважин диаметром более 60 мм пневмоперфораторами бурение может проводиться в два этапа. Сначала просверливается скважина диаметром 20…40 мм, а затем скважина требуемого диаметра. Ударно-вращательное бурение скважин в железобетоне с верхним армированием при необходимости может осуществляться с перерезкой арматуры с помощью кислородно-ацетиленовых резаков.
Установку болтов на клею, на цементных и цементно-песчаных смесях проводит строительная организация.
Конические болты с вибропогружением устанавливают в скважины, заполненные цементной или цементнопесчаной смесью, внедряя их механизированным инструментом ударно-вращательного действия, оснащенным специальным переходником для захвата резьбы болта, или вручную легким постукиванием молотком.
Конические болты с распорными втулками или разрезными цангами закрепляют в скважинах с помощью монтажных оправок, легким ударом слегка осаживая втулки или цанги на конусе (рис. 9). Так как эти болты являются самоанкерующимися и их расклинивание происходит в процессе затяжки, то при установке требуется обеспечить лишь первоначальное зацепление цанг.
Иногда болты этого типа устанавливают посредством дистанционных монтажных трубок 1, расклинивая втулки или цанги завинчиванием гаек (рис. 10). Применение дистанционных трубок обеспечивает извлекаемость болтов. После расклинивания цанг болтов, установленных до монтажа оборудования (рис. 10, а), трубки снимают. Если станину оборудования подливают раствором, то трубки оставляют (рис. 10, б).
Болты с распорным конусом закрепляют в скважинах путем осаживания разрезной втулки на распорный конус механизированным инструментом ударного действия (рис. 11). При этом и верх втулки не должен выступать над поверхностью бетона.
Дюбель-втулку устанавливают в скважину в два этапа. Вначале опускают в нее распорную втулку, при необходимости осаживая ее с применением специальной оправки до тех пор, пока верх втулки не будет заподлицо с поверхностью фундамента. После этого во втулку монтируют конический элемент и расклинивают дюбель в скважине той же оправкой (рис. 12).
Установку анкерных распорных дюбелей осуществляют, как показано на рис. 13.
Глухие изогнутые болты (см. рис. 2, б) устанавливают в колодцы после предварительной выверки оборудования.
Рис. 9. Схемы установки конических болтов с расклиниванием цанг: а — бурение скважин; б — установка болта; в — расклинивание болта монтажной оправкой; г — установленный болт
Рис. 10. Схема установки конических болтов с помощью монтажных трубок: 1 — монтажная трубка; 2 — станина оборудования
Рис. 11. Схемы установки болтов с распорным конусом: а — бурение скважины; б — начало расклинивания; в — окончание расклинивания; г — закрепление оборудования; 1 — патрон механизированного инструмента; 2 — переходной конус
Рис. 12. Схемы установки дюбель-втулок: а — бурение скважины; б — забивка втулки; в — расклинивание втулки конусом с применением оправки; г — установка болта
Рис. 13. Схемы установки анкерных распорных дюбелей: а — бурение скважины; б — забивка дюбеля; в — установленный дюбель; г — расклинивание дюбеля при затяжке гайки
Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций научно-технического совета ЦНИИпромзданий.
Содержит основные положения по расчету болтов и креплений строительных конструкций и строительного оборудования. Рассмотрены прогрессивные типы болтов и даны рекомендации по их применению. Отражены вопросы, касающиеся образования скважин в бетоне и железобетоне, установки и затяжке болтов, выверки оборудования и конструкций.
Для инженерно-технических работников проектных институтов, монтажных и строительных организаций, а также заводов изготовителей.
1. Общие указания
1.1. Настоящее Пособие составлено к СНиП 2.09.03 "Сооружения промышленных предприятий" и применяется при креплении анкерными болтами (далее болтами), включая болты и дюбели распорного типа, строительных конструкций и оборудования к бетонным, железобетонным и кирпичным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т.д.), эксплуатируемых при расчетной температуре наружного воздуха до минус 65 включительно и при нагреве бетона фундамента до 50 ° С.
Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.
Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.
1.2. При нагреве бетона фундамента свыше 50 ° С в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала фундамента, болтов, подливок, клеевых составов и т.п.
1.3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды к повышенной влажности, должны проектироваться с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 3.04.03.
1.4. Требования настоящего Пособия не исключают, при наличии соответствующего обоснования, применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, на клею и др.).
1.5. Рекомендации настоящего Пособия должны также соблюдаться при выполнении работ по установке и закреплению строительных конструкций и технологического оборудования в процессе монтажа.
2. Основные типы болтов и область их применения
2.1. По конструктивному решению болты подразделяются на следующие типы: изогнутые; с анкерной плитой; составные с анкерной плитой; съемные с анкерным устройством; прямые; с коническим концом.
2.2. По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования фундаментов и устанавливаемые на готовые фундаменты или другие конструктивные элементы в просверленные или готовые "колодцы".
Болты изогнутые и с анкерной плитой, устанавливаемые в фундаменты до бетонирования, приведет на рис. 1.
Рис. 1. Болты, устанавливаемые в фундаменты до бетонирования
а ¾ изогнутые; б, в, г ¾ с анкерной плитой; д, е ¾ составные с анкерной плитой
Болты съемные, устанавливаемые после бетонирования фундаментов в специальные анкерные устройства, заранее предусмотренные в теле фундамента, приведены на рис. 2.
Рис. 2. Болты съемные, устанавливаемые после бетонирования фундаментов
а ¾ с плоской анкерной плитой (М12 М48); б ¾ с литой анкерной плитой (М56 М125); в ¾ со сварной анкерной плитой (М56 М100)
Болты изогнутые, устанавливаемые в колодцах, приведены на рис 3.
Рис. 3. Болты, устанавливаемые в "колодцах", заранее предусмотренных в фундаментах
Болты прямые, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов и закрепляемые синтетическим клеем (эпоксидным, силоксановым) или с помощью цементно-песчаной смеси методом виброзачеканки, приведены на рис. 4.
Рис. 4. Болты прямые, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов
а ¾ закрепляемые синтетическим клеем (а. с. № 209305); б ¾ закрепляемые с помощью цементно-песчаной смеси способом виброзачеканки (а. с. № 419305)
Болты распорного типа с коническим концом, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов и закрепляемые с помощью разжимных цанг или цементно-песчаным раствором способом вибропогружения, приведены на рис. 5.
Рис. 5. Болты, распорного типа с коническим концом, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов
а ¾ закрепляемые с помощью разжимной цанги (а .с. № 539170); б, в ¾ закрепляемые цементно-песчаным раствором способом вибропогружения (а. с. № 737573 и а. с. № 763525)
Распорные дюбели (далее дюбели), устанавливаемые в просверленные скважины строительных элементов (стены, колонны и т.п.) и закрепляемые с помощью распорных устройств, приведены на рис. 6.
Рис. 6. Дюбели распорные, устанавливаемые в просверленные скважины готовых конструкций
2.3. По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные.
К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работы оборудования.
К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкции или оборудования. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их монтажа и для обеспечения стабильной работы конструкций и оборудования во время эксплуатации, а также для предотвращения их случайных смещений.
Уровень динамичности устанавливается в зависимости от типа и характера оборудования.
2.4. Болты для крепления конструкций и оборудования должны изготавливаться в соответствии с ГОСТ 24379.0 "Болты фундаментные. Общие технические условия" и ГОСТ 24379.1 "Болты фундаментные. Конструкция и размеры".
Классификация болтов в соответствии с указанными стандартами приведена в табл. 1.
Номинальный диаметр резьбы d , мм
Изогнутые в колодцах)
Прямые на клею и с цементно-песчаной
2.5. Болты изогнутые (см. рис. 1, а) предназначаются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования в тех случаях, когда высота фундамента не зависит от глубины заделки болтов в бетон.
2.6. Болты с анкерной плитой (см. рис. 1, б, в, г), имеющие меньшую глубину заделки по сравнению с болтами изогнутыми, рекомендуется применять в тех случаях, когда высота фундамента определяется глубиной заделки болтов в бетон.
2.7. Болты составные с анкерными плитами (см. рис. 1, д, е) применяются в случаях установки оборудования методом поворота или надвижки (например, при монтаже вертикальных цилиндрических аппаратов химической промышленности). В этих случаях муфта и нижняя шпилька с анкерной плитой устанавливается в массив фундамента во время бетонирования, а верхняя шпилька ввертывается в муфту на всю длину резьбы после установки оборудования через отверстия в опорных частях.
Длина ввинчивания шпильки в муфту должна быть не менее 1,6 диаметра резьбы болта.
2.8. Болты изогнутые и с анкерной плитой устанавливаются до бетонирования фундаментов на специальных кондукторных устройствах, строго фиксирующих их проектное положение в процессе бетонирования.
2.9. Болты съемные (см. рис. 2) рекомендуется применить главным образом для крепления тяжелого прокатного, кузнечно-прессового, электротехнического и другого оборудования, вызывающего большие динамические нагрузки, а также в тех случаях, когда болты в процессе эксплуатации оборудования подлежат возможной замене.
При установке съемных болтов в массив фундамента закладывается только анкерная арматура (анкерные устройства), а шпилька устанавливается свободно в трубе после устройства фундамента.
2.10. Болты изогнутые, устанавливаемые в "колодцах" готовых фундаментов (см. рис. 3) с последующим замоноличиванием колодца бетоном, рекомендуются для крепления оборудования и строительных конструкций в тех случаях, когда не могут быть установлены болты в просверленные скважины.
2.11. Болты прямые на синтетических клеях (эпоксидном или силоксановом) и закрепляемые с помощью цементно-песчаной смеси способом виброзачеканки (см. рис. 4) рекомендуются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования с уровнем асимметрии цикла r ³ 0,6 ¾ для болтов на синтетических клеях и r ³ 0,8 ¾ для болтов на виброзачеканке.
Болты, закрепляемые с помощью эпоксидного клея, могут эксплуатироваться при расчетной температуре наружного воздуха до минус 40 ° С и при нагреве бетона до 50 ° С, болты, закрепляемые силоксановым клеем, ¾ соответственно до минус 40 ° С и до 100 ° С.
2.12. Болты распорного типа, закрепляемые с помощью разжимной цанги (см. рис. 5, а), и распорные дюбели (см. рис. 6) предназначаются для крепления строительных конструкций и оборудования, испытывающих статические и вибрационные нагрузки ( r ³ 0,9).
2.13. Болты с коническим концом, закрепляемые цементно-песчаным раствором способом вибропогружения (см. рис. 5, б, в), рекомендуются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования, за исключением оборудования, вызывающего значительные динамические и ударные нагрузки (кузнечно-прессовое оборудование, прокатные клети, электродвигатели большой мощности и др.).
Примечание. Болты с коническим концом исполнения 2 изготовляются высадкой, исполнения 3 ¾ навинчиванием конической втулки.
2.14. Болты, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов, не допускается применять для крепления несущих колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами, а также для высотных зданий и сооружений, для которых ветровая нагрузка является основной.
Для крепления указанных конструкций допускается применять болты с коническим концом, устанавливаемые способом вибропогружения.
При этом глубина заделки болтов должна быть не менее 20 d .
При мероприятиях, обеспечивающих надежность и долговечность анкеровки (увеличенная глубина заделки, дополнительные анкерующие устройства и т.д.), допускается крепление указанных конструкций болтами других типов, устанавливаемыми в просверленные скважины готовых фундаментов, по согласованию с организацией ¾ разработчиком этих болтов.
2.15. Для крепления технологического оборудования допускается устанавливать в скважинах болты диаметром свыше 48 мм при соответствующем технико-экономическом обосновании и при наличии бурового оборудования.
2.16. Распорные дюбели предназначаются для закрепления главным образом сантехнического, электротехнического и вентиляционного оборудования, а также элементов отделки, облицовки и пр.
Конструкции и размеры распорных дюбелей приведены в прил. 1.
2.17. Дюбели предназначаются для конструктивного закрепления различного мелкого оборудования, а также металлоконструкций, деталей декоративной отделки и других элементов на фундаментах, стенах и других строительных конструкциях из бетона, железобетона и кирпича.
Техническая документация на дюбели разработана ВНИИмонтажспецстроем.
2.18. Узлы крепления болтами с разжимной цангой и распорными дюбелями допускается вводить в эксплуатацию сразу после установки болтов и дюбелей.
3. Расчет болтов
3.1. Нагрузки, действующие на болты, по характеру воздействия подразделяются на статические и динамические. Величина, направление и характер действующих нагрузок от оборудования на болты должны быть указаны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.
3.2. Мака сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65 ° С включительно, должна назначаться в соответствии с указаниями табл. 2.
1. Для приготовления цементно-песчаной смеси следует применять материалы, соответствующие требованиям ГОСТов (табл. 1).
Состав цементно-песчаной смеси
Состав смеси, весовые части
наружного воздуха при установке болтов, °С
портланд-цемент М400 (ГОСТ -10178)
песок мелкий для строительных работ (ГОСТ 8736)
вода техническая (ГОСТ 2874)
калий углекислый (поташ) (ГОСТ 10690)
алюминий сернокислый (ГОСТ 8758)
жизнеспособность смеси, мин
2. Водные растворы углекислого калия и сернокислого алюминия надлежит готовить раздельно на воде, подогретой до температуры 40-50°С. Оба водных раствора можно соединить вместе только после полного растворения соответствующих компонентов.
3. Готовить водные растворы нужно не менее чем за сутки до употребления. Перед использованием их надо тщательно перемешать.
4. Технология приготовления цементно-песчаной смеси без добавок растворов углекислого калия и сернокислого алюминия состоит в следующем: из отдельных емкостей дозированный цемент и песок засыпают в смеситель типа ЛБ-2 и перемешивают в ней в течение 2-3 мин . После этого добавляют необходимое количество воды для затворения. Время перемешивания до получения однородной влажной смеси составляет 3-5 мин. После этого смесь готова к употреблению.
5. Технология приготовления смеси с двухкомпонентной добавкой растворов углекислого калия и сернокислого алюминия заключается в следующем. Отвешенные компоненты смеси засыпаются в смеситель типа ЛБ-2 и перемешиваются в течение 2-3 мин. После этого в смесь добавляется водный раствор углекислого калия и сернокислого алюминия и перемешивание продолжается в течение 5 мин. Смеситель останавливается и перемотанная смесь выдерживается в ней в течение 6-10 мин. Затем производится повторное перемешивание смеси (так называемое "омоложение") в течение 3 мин. После этого смесь готова к употреблению.
6. Бетонные смеси с двухкомпонентной добавкой следует готовить на рабочем месте с обязательным использованием сухой смеси. ее смешивают с водными растворами солей на бегунах, защищенных от воздействия ветра, дождя и снега.
7. Подготовка поверхности скважины к производству работ выполняется аналогично производству работ для болтов, устанавливаемых на синтетических клеях.
8. Подготовка поверхности заделываемой части болта состоит в предварительной механической очистке, производимой с целью удаления пыли, различного рода загрязнений, ржавчины, снятия консервирующих покрытий в виде смазки, бумаги и т.д.
Очистка производится щетками, скребками, наждачной бумагой, обжигом и т.п. с последующей промывкой поверхности болта ацетоном или спиртом.
9. Виброзачеканка анкерных болтов осуществляется уплотнительным устройством (см. рис. 1) с помощью жесткоприсоединенного к нему вибратора направленного действия.
Используется вибратор общего назначения типа ИВ-21А с напряжением тока 36 В, присоединенный к маятниковой опоре от вибратора направленного действия типа ИВ-74.
Возбуждающая сила вибратора Q выбирается таким образом, чтобы обеспечить удельное давление торца уплотнительного устройства на смесь q не ниже 8,5 МПа по формуле
q = Q / A ³ 8,5 МПа,
где Q ¾ возбуждающая сила вибратора; А ¾ суммарная площадь выступов на торце уплотнительного устройства.
10. Установку болтов способом виброзачеканки при температуре окружающей среды ниже -20°С производить не рекомендуется.
11. Установка болтов в скважину производится непосредственно после приготовления цементно-песчаной смеси и подготовки поверхностей скважины и болта.
12. Закрепление болтов виброзачеканкой состоит из следующих операций: установка болтов в скважину; предварительная засыпка небольшой порции смеси в зазор между телом болта и стенкой скважины; надевание на болт виброуплотнителя с вибратором; включение вибратора; засыпка смеси в дозатор уплотнителя; периодическое поворачивание виброуплотнителя в процессе его работы на 20-30°.
По мере расхода смеси в дозаторной емкости производится засыпка порции, и процесс повторяется до выхода виброуплотнителя из скважины.
Критерием качественного уплотнения смеси служит самопроизвольный подъем виброуплотнителя из скважины на поверхность. Подъем устройства из скважины вручную или с помощью различных грузоподъемных устройств не допускается во избежание некачественного уплотнения смеси.
13. При закреплении болтов и их выдерживании при температуре окружающей среды 5. 30°С передачу нагрузки на болты разрешается производить через трое суток, а при их закреплении и выдерживании при температуре окружающей среды в пределах 5 . -20°С ¾ через 10 суток.
Рисунок прил. 5. Уплотнительное устройство
1 ¾ вибратор; 2 ¾ удлинитель; 3 ¾ воронка; 4 ¾ уплотнитель; L ¾ выполняется по максимальной высоте болта на объекте
Рассматриваемый способ нашел наиболее широкое применение в монтажной практике в тех случаях, когда прочность крепления оборудования с помощью подливки цементным раствором недостаточна, а также когда работа машины сопровождается колебаниями, вибрациями и переменной по величине и направлению нагрузкой, передаваемой на фундамент. Крепление оборудования в проектном положении фундаментными болтами отличается надежностью, простотой изготовления и установки крепежных деталей, а также возможностью использования в различных вариантах.
В зависимости от величины и характера нагрузок на фундамент от работающего оборудования, типа фундамента или опорной конструкции, технологии установки оборудования в проектное положение и его выверки все фундаментные болты различаются:
– по условиям эксплуатации — конструктивные (малонагруженные) и расчетные (силовые);
– по способам установки — глухие и закладные (анкерные); по конструкции — прямые, изогнутые, составные, конические, съемные с анкерными плитами и цангами;
– по способам закрепления в фундаменте — замоноличенные в фундамент при его изготовлении, на цементно-песчаных смесях, на клее, заклиниваемые; – по размерам — разных диаметров в зависимости от величины и характера воспринимаемых нагрузок.
Конструктивные болты служат для обеспечения неизменного положения оборудования, предохранения его от сдвигов при случайных ударах, для рихтовки, восприятия температурных изменений и придания машине дополнительной жесткости.
Расчетные болты применяют, когда, помимо названных для конструктивных болтов условий работы, добавляются динамические расчетные нагрузки, вызванные характером работы машины (колебания, вибрации, изменения величины и направления нагрузок) и обусловливающие необходимость более надежного ее закрепления.
Фундаментные болты по способам их установки подразделяются на глухие, забетонированные в фундамент при его изготовлении и закладные (анкерные), устанавливаемые и закрепляемые в колодцах готового фундамента в процессе монтажа оборудования. Устанавливаемое на опорные металлоконструкции оборудование закрепляют болтами к посадочным местам на самих конструкциях.
Применение болтов разной конструкции вызвано разнообразием монтируемого оборудования, фундаментов и опорных конструкций, технологией установки, выверки и крепления оборудования, требованиями к закреплению оборудования на фундаментах, условиями эксплуатации оборудования.
Применение фундаментных болтов разных сечений объясняется отличительными особенностями монтируемого оборудования по величине и характеру нагрузок, передаваемых на фундамент. Так, для конструктивного крепления оборудования без учета влияния динамических нагрузок применяют фундаментные болты с диаметром стержня от 12 до 24 мм; для ответственных креплений оборудования используют фундаментные болты диаметром от 30 до 42 мм, для наиболее ответственных креплений с большими динамическими нагрузками — болты диаметром от 56 до 180 мм.
При приемке фундаментов от строительной организации монтажники проверяют правильность расположения глухих фундаментных болтов или колодцев под анкерные болты. Расстояние между осями фундаментных болтов должны составлять 5… 10 диаметров болтов, а от осей болтов до краев фундамента — не менее 4…6 диаметров. В процессе приемки контролируют также укомплектованность фундаментных болтов гайками и шайбами, наличие защиты болтов от коррозии и состояние резьбы с одновременной проверкой свободы навинчивания гаек по всей длине резьбы.
Глухие болты устанавливают в теле бетонного фундамента при его изготовлении. Положение болтов в готовом фундаменте должно быть неизменным и строго соответствовать расположений отверстий в опорной части монтируемого оборудования. Даже незначительное расхождение в расстояниях между болтами и отверстиями в опорных элементах оборудования делает невозможным его установку. Поэтому при сооружении фундаментов для обеспечения строгого соблюдения расположения болтов при их заливке используют специальные кондукторы. В этом случае перед бетони-
Рис. 80. Типы глухих фундаментных болтов
рованием фундамента устанавливают опорные конструкции в виде стоек и прогонов (продольных и поперечных балок), на которые укладывают кондукторы из профильного проката с отверстиями, диаметр которых делают больше диаметра болтов на 1-2 мм. Кондукторы представляют собой плоские металлоконструкции в виде пластин или рам, длину и ширину которых определяют исходя из размеров опорного контура монтируемого оборудования. Аналогично изготавливают кондукторы для фиксации анкерной арматуры фундаментных болтов и пробок при устройстве колодцев для закладных болтов. Болты опускают в отверстия и вся система выверяется в соответствии с рабочими чертежами, жестко раскрепляется, что обеспечивает неизменность положения при бетонировании. Работы по изготовлению и установке кондукторного устройства обычно выполняет монтажная организация. Допускаемые отклонения расположения болтов от проектных размеров не должны превышать: в плане — 5 мм; от вертикали по всей высоте выступающей части— 1,5 мм.
Для обеспечения надежного закрепления глухого болта в фундаменте его хвостовая часть должна иметь соответствующую конфигурацию (рис. 80). Глухие болты обеспечивают надежное соединение с фундаментом, особенно с учетом продолжительного времени затвердевания бетона фундамента в целом до установки на него монтируемого оборудования. Кроме того, закладка болтов в тело фундамента при его сооружении выполняется при наличии свободного доступа к ним, что значительно облегчает установку болтов. Однако при таком способе крепления оборудования усложняется процесс его установки на фундамент. Исключается возможность перемещения оборудования непосредственно по поверхности фундамента при его монтаже и регулировке положения в плане; подвижке оборудования препятствуют выступающие вершины фундаментных болтов. Оборудование устанавливают на фундамент с помощью грузоподъемных средств, поднимая его выше фундаментных болтов. При опускании оборудования возможно повреждение резьбы фундаментных болтов, поэтому операцию выполняют с особой тщательностью, внимательно наблюдая за совмещением всех отверстий опорной части оборудования с фундаментными болтами. В процессе эксплуатации оборудования, особенно передающего на фундамент динамические нагрузки, возможны обрывы фундаментных болтов. В этом случае замена поврежденных болтов практически невозможна или связана с частичным разрушением фундамента. Применение глухих болтов диаметром менее 14 мм не рекомендуется. Длина заделки глухих болтов в фундамент должна соответствовать 13…15 диаметрам болта, величина верхнего выступающего над поверхностью фундамента конца болта зависит от высоты опорной части оборудования и примерно равна 5-6 диаметрам болта. Такая высота свободных вершин болтов облегчает совмещение с ними отверстий в опорной части оборудования при незначительном расхождении расстояний между болтами и отверстиями, возникающем за счет деформации болта.
Часто для удлинения свободной вершины глухого болта в фундаменте выполняют углубления (шанцы) путем закладки съемных пробок в процессе его изготовления. В плане шанцы имеют прямоугольную форму размером до 200X200 мм и глубиной до 500 мм. Наличие шанцев позволяет исправлять положение глухих болтов в плане путем их изгиба.
Установка оборудования на фундамент и выверка его в плане значительно упрощаются при замене глухих фундаментных болтов анкерными. В этом случае в теле фундамента при его сооружении делают специальные колодцы квадратного или круглого сечения размером в плане до 200X200 мм или диаметром до 200 мм и глубиной, соответствующей длине болта в местах установки фундаментных болтов, которые опускают в колодцы и закрепляют в процессе установки оборудования на фундамент. Установка оборудования на фундаменты с закреплением его анкерными болтами устраняет недостатки, характерные при применении глухих болтов, позволяет оборудованию свободно перемещаться по поверхности фундамента, дает возможность устанавливать его без подъема над фундаментом и свободно регулировать положение в плане при выверке. При этом исключается опасность повреждения резьбы фундаментных болтов.
Замена анкерных болтов в процессе эксплуатации оборудования не представляет трудностей. Анкерные болты диаметром до 50 мм обычно имеют молоткообразную головку, при диаметре 50 мм на нижней части их устраивается резьба с навернутой гайкой и шайбой или плитой (рис. 81, а). Шайбы обычно заливают в нижнюю часть колодца; они имеют размеры, превышающие диаметр болта в 5-6 раз.
В процессе перемещения оборудования по поверхности фундаментов анкерные болты опускают в колодцы, а после регулировки его положения в плане и по высоте поднимают, пропуская через отверстия в опорной части оборудования, и навертывают на их верхнюю часть крепежные гайки. Для удобства опускания и подъема болтов в колодцах в торцах их устанавливают на резьбе рым-болты. На рис. 81,6 показана схема крепления оборудования на фундаменте анкерным болтом с крепежной гайкой и шайбой.
Рис. 81. Фундаментные анкерные болты
а — типы анкерных болтов; б — схема крепления оборудования анкерными болтами; 1 — анкерный болт; 2 — молоткообразная головка; 3 — плита; 4 — гайка; 5 — крепежная гайка; 6 — опорная часть оборудования; 7 — фундамент
После установки, выверки и крепления оборудования на фундаменте колодцы анкерных болтов засыпают песком и заливают сверху битумом или асфальтом слоем толщиной 100…150 мм для предотвращения попадания воды внутрь фундамента. В отдельных случаях анкерные болты в колодцах заливают мелкозернистым бетоном не ниже М200 на высоту на 100…150 мм не доходящую до поверхности фундамента: верхнюю часть колодца засыпают песком. При таких креплениях анкерные болты в верхней своей части могут отклоняться в определенных пределах и легко заменяются в случае их обрыва.
Часто анкерные болты устанавливают в отверстия (скважины) фундамента, высверленные с помощью электро- или пневмосверлильных машин, инструментом с алмазными или твердосплавными наконечниками.
Преимуществом такого закрепления фундаментных болтов является небольшая глубина их заложения (6… 10 диаметров болтов), что позволяет монтировать оборудование непосредственно на полу цеха или на железобетонных перекрытиях промышленных зданий. При таком способе закрепления достигается более точная установка болтов, упрощается выверка и снижается трудоемкость установочных работ.
Перед сверлением скважин размечают места установки фундаментных болтов следующими способами: с помощью геодезических приборов накерниванием осей отверстий на накрашенной поверхности фундамента; по шаблону; по отверстиям в опорной части оборудования, установленного на фундамент и выверенного в плане, путем накернивания осей болтов.
Крепление болтов в скважинах осуществляют несколькими способами: заливают цементным раствором; закрепляют эпоксидным клеем; используют разжимные резиновые втулки или металлическую цангу. Подготовку цементного раствора М300 выполняют непосредственно перед заливкой. Раствор в скважине уплотняют отрезком трубы, надеваемым на болт. Затяжка болтов допускается через 7 суток после заделки. При использовании эпоксидной смолы в нее в качестве заполнителя добавляют кварцевый песок. Диаметр скважины делают на 10 мм больше диаметра болта, глубину скважины принимают не менее 10d. Затяжку болтов можно выполнять через 5 суток после установки.
На время подливки оборудование закрепляют в проектном положении, предварительно затягивая крепежные гайки фундаментных болтов, расположенных у опорных элементов, стандартными гаечными ключами без увеличения длины рукоятки. Усилия предварительного закрепления должны составлять 50…70% от окончательных. Крепежные гайки остальных болтов закручиваются без усилий до соприкосновения с опорной частью оборудования. При использовании временных опорных элементов (регулировочных винтов, установочных гаек фундаментных болтов) усилие на ключе не должно превышать 100Я. Заключительную выверку оборудования и предварительное крепление его производят не ранее чем через 7 суток после заливки колодцев анкерных болтов.
Окончательную затяжку фундаментных болтов выполняют после набора бетонной смесью необходимой прочности (не менее 70% прочности бетона фундамента).
Усилия окончательной затяжки (крутящий момент) крепежных гаек фундаментных болтов обычно указываются в технической документации завода-изготовителя.
При окончательном закреплении оборудования фундаментные болты затягивают равномерно в несколько приемов, соблюдая определенную последовательность. Сначала затягивают болты по осям симметрии опорной части оборудования, затем — болты, более удаленные от этих осей. Примеры последовательной затяжки фундаментных болтов показаны на рис. 82.
Затяжку крепежных гаек фундаментных болтов производят ручным или механизированным инструментом. Для фундаментных болтов с диаметром резьбы более М64 используют специальные гидравлические ключи, рекомендуемые заводами-изготовителями.
После окончательной затяжки крепежные гайки фундаментных болтов стопорят для предохранения от самоотворачивания контргайками, пружинными шайбами или стопорными шайбами с лапками.
При монтаже горизонтальных аппаратов (особенно при значительной разности температур в процессе эксплуатации), а также аппаратов с большой длиной проектом предусматриваются подвижные и неподвижные опоры для компенсации температурных расширений. На подвижных опорах крепежные болты до конца не затягивают, при овальных отверстиях на опорах аппарата это обеспечивает его свободное осевое перемещение. Иногда одну из опор выполняют каткового типа.
Рис. 82. Последовательность затяжки крепежных гаек фундаментных болтов
Степень и качество затяжки крепежных гаек на фундаментных болтах контролируют различными способами, например по величине крутящего момента (табл. 17), по углу поворота гайки или удлинению болта, по величине давления в гидросистеме гидроключей, обстукиванием на звук (крепежные детали не должны издавать дребезжащие звуки при ударе молотком), щупом с толщиной пластины 0,03…0,05 мм, которая не должна проходить в стыки между подкладками, гайкой и шайбой, шайбой и основанием оборудования более чем на 3…8 мм.
На выверку и закрепление оборудования составляется акт, который подписывают представители заказчика и монтажной организации, а результаты проверки заносятся в формуляр.
После испытаний и опробования оборудования под нагрузкой крепежные гайки фундаментных болтов проверяют и при необходимости подтягивают.
Читайте также: