Фундаменты под буровые вышки

На фундаменты действуют постоянные и временные на­грузки, передаваемые от надфундаментных сооружений. К по­стоянным нагрузкам относят вес сооружения, машины и укры­тия, к временным — все полезные нагрузки, а также давление ветра, снега и др.

Для расчета необходимо знать максимально возможные на­грузки на основание фундамента и нормативные давления (рас­четные сопротивления) грунтов оснований. За основу расчета принимают следующее условие: среднее давление фундамента р не должно превышать расчетных сопротивлений грунтов R_н;

P=Q/F≤ R_н ,

Q — максимально возможные нагрузки на основание фунда­мента;

F — опорная поверхность подошвы фундамента.

Материалы для фундаментов

Наиболее употребительные материалы для монолитных фун­даментов— бетон, железобетон, бутобетон.

Бетон — смесь цемента, щебня или гравия, и песка, затворенная водой.

Цемент является основным вяжущим материалом в бетоне, при его взаимодей­ствии с водой получается искусственный камень высоких прочностных качеств (в основном на сжатие).

Щебень, гравий и песок применяют в качестве заполнителей для уплотне­ния и упрочнения бетона, однако основную роль в создании прочности играет цемент.

Армирование цемента стальной арматурой значительно улучшает его прочность, особенно на растяжение. Цемент и сталь имеют почти одинаковый коэффициент линейного расширения, поэтому железобетон работает, как еди­ный монолит.

Бутобетонные фундаменты сооружают из естественного камня на цементном растворе.

Прочностные качества сооружений из бетона и железобетона опре­деляют следующие параметры.

Качество цемента и его содержание в бетоне. Для сооружения фундаментов применяют высокопрочные портланд-цементы марок 400, 500, 600. Марка цемента соответствует его прочности на сжатие в кгс/см².

Качество воды и ее дозировка по отношению к цементу в бетоне. В воде не допускаются щелочи, кислоты и жиры. Дозировка, назы­ваемая водоцементным отношением, определяется в зависимости от марки бетона.

Марка бетона по аналогии с цементом, показывает его прочность на сжатие.

Качество заполнителей и их дозировка по отноше­нию к цементу. Основное требование к заполнителям — размеры и чистота (наличие пыли и глины не более 5% по объему). Пески должны быть крупно­зернистые, щебень — шероховатый, с острыми гранями и хорошо промытый; сильно окатанный гравий для бетонов не рекомендуется.

Стальная арматура в железобетонах, а также все закладные детали дол­жны быть чистыми, не корродированными. Особенно это важно для фундамент­ных болтов как заделываемых в бетон, так и свободных. Болты следует очи­стить от масла, грязи, ржавчины, промыть в керосине, насухо вытереть или слегка прокалить паяльной лампой, удалив затем нагар. Резьбу болтов и гаек перед бетонированием надежно смазывают солидолом и защищают от попадания бетонной массы. Поверхность болтов должна быть гладкой, так как глубокие риски представляют собой концентраторы напряжений и возможное место обрыва болтов.

Плотность бетона — важнейший параметр качества. Чем плот­нее бетон, тем он прочнее. Поэтому количество воды в бетонной массе должно выдерживаться строго по рецептам.

Изготовление фундаментов

Земляные работы начинают с планировки площадки. Затем выполняют разметку, при этом необходимо учитывать направ­ление ветра, рельеф и расположение дороги.

Взрывные работы проводят только при наличии скального грунта, не поддающегося разработке землеройными машинами.

Свайные работы. При неустойчивых грунтах с очень малым допускаемым удельным давлением фундаменты сооружают на сваях. В настоящее время широко распространены железо­бетонные сваи. Материалом для свай могут служить также со­сна, пихта, дуб, кедр, лиственница. Свая должна быть ровной (допускаемая кривизна — не более 1—2% длины сваи).

Укладку бетона необходимо вести без перерыва, контролируя тщательность укладки и уплотнения. Уплотнение вибраторами всегда пред­почтительнее независимо от масштаба работ.

Ход процесса контролируется визуально — прекращение осадки бетона и выход па поверхность «цементного молока» признак хорошего уплотнения. Одновременно с укладкой из той же бетонной массы изготовляют образцы для последующего испытания в лаборатории. Заключение лаборатории служит официальным документом о качестве бетона при сдаче строителями фундамен­тов под монтаж оборудования, а также при сдаче заказчику строительно-мон­тажных работ в целом.

Наиболее благоприятствуют твердению бетона близкая к нормальной темпера­тура (15—20° С) и высокая относительная влажность (90—100%).

Когда прочность бетона фундамента достигнет 60% расчетной, можно начинать монтаж оборудования.

Обеспечение заданных размеров, формы фундаментов и точности размещения в них всех закладываемых деталей — вторая часть задачи строительства. Если бетон укладывают непо­средственно в землю, внешние размеры и фор­ма подземной части фундамента обеспечивает­ся размерами и формой котлована. Для над­земной части над котлованом монтируют дере­вянную разборную опалубку. Свободно стоя­щие фундаменты строят с помощью опалубки целиком. В сложных фундаментах внутренняя форма тоннелей, ниш и каналов обеспечивается также опалубкой, устанавливаемой при уклад­ке бетона. Для уменьшения расхода древе­сины и упрощения монтажных работ реко­мендуется применять инвентарную опалубку с приспособлениями для быстрого крепления.

Фундаментные болты, наглухо заделываемые в бетон, устанавливают в фундамент при укладке бетона или при укладке бетона в нем с помощью деревянных разборных коробов (пробок) устраивают вертикальные колодцы размером в свету 120х120 мм.

Через 2—3 дня после бетонирования пробки демонтируют, разбирая стенки коробов, а заливку болтов в колодцах выполняют спустя несколько дней. Для болтов, устанавливаемых в фундаменте сво­бодно, при укладке бетона вместо деревянных коробов монтируют анкерные плиты с приваренными сверху трубами, а снизу коробками.

Установка коробов и анкерных плит выполняется по металлическим жестким шаблонам, точно копирующим размещение осей отверстий в раме машины. Вертикальность установки проверяют отвесом.

Шаблоны устанавливают над котлованом фундамента на отдельных опорах независимо от опалубки, чтобы исключить их смещение при укладке бетона Положение шаблонов выверяют относительно проектных отметок всего сооружения.

Внешнюю открытую поверхность фундамента штукатурят, покрывают несколькими слоями жидкого стекла и окрашивают, чтобы защитить бетон от разрушения маслом.