Конструкции фундаментов зданий тепловых электростанций

Сборные фундаменты

Конструкции и размеры фундаментов под здания определяются действующими на них нагрузками и качеством подстилающих грунтов. По методу расчета, основанному на деформациях, размеры фундаментов определяются исходя из абсолютной осадки фундаментов, а также разности осадок двух соседних фундаментов. Нормируемые величины осадок зависят от характера и конструкций зданий и фундаментов. Так, например, разность осадок двух соседних фундаментов при невыгодном загружении не должна превышать для железобетонных и стальных рамных конструкций соответственно 0,002 и 0,004 расстояния между осями фундаментов, а для конструкций, в которых не возникает дополнительных усилий при неравномерной осадке фундаментов, 0,006 этого расстояния.

Расчет по осадкам применяется, как правило, при проектировании фундаментов главного корпуса и других ответственных сооружений. Этот метод обеспечивает для фундаментов экономию 15—20% материала по сравнению с расчетом по нормативным давлениям.

Глубина заложения фундаментов определяется условиями промерзания грунта, а также конструктивным решением подземного хозяйства. В главном корпусе глубина заложения фундаментов определяется компоновкой подземного хозяйства и составляет, как правило, 4—4,5 м и более. При конденсационном подвале, поднятом выше отметки планировки, заложение фундаментов может быть принято на глубину 2,5—3,0 м.

Характеристики типовых сплошных фундаментов главных корпусов приведены в табл. 7.1.

Типовые сборные фундаменты главного корпуса электростанции выполнены в виде сплошного фундамента длиной от 3 до 6 м при ширине тавра 3 м и ширине ребра 0,9 м (рис. 7.1, а). В верхней плоскости предусмотрены выпуски арматуры, свариваемые с арматурой колонн. Фундамент устанавливается на песчаную подсыпку толщиной 50—100 мм. При необходимости увеличения площади подошвы под фундамент укладываются подкладные плиты (рис. 7.1, б). В этом случае на песчаное основание укладываются подкладные плиты, а между плитой и фундаментом предусматривается цементная подливка толщиной 30 мм. Подкладные плиты соединяются между собой петлевыми стыками с последующим замоноличиванием. В температурных швах устанавливаются парные колонны, для чего выполняется местное уширение ребра фундамента.

Разработаны конструкции сборных фундаментов под нагрузки до 3000 т. Такой составной фундамент представляет собой фундаментную ленту таврового сечения и собирается из фундаментных плит трапецеидального сечения, имеющих паз, в который укладывается фундаментная балка (ребро) прямоугольного сечения (рис. 7.1, в). Новый тип фундамента по сравнению с многослойным фундаментом значительно экономичнее и позволяет сократить расход бетона на фундаменты главного корпуса пылеугольной КЭС мощностью 2400 МВт на 25%, или на 1800 м³.

Характеристики типовых сборных элементов составного фундамента приведены в табл. 7.2, 7.3. В пределах каждого типоразмера имеется несколько видов армирования.

Армирование сборных фундаментов предусмотрено из стали класса А-III марки 25Г2С или 35ГС. Ребро фундамента армируется плоскими каркасами, соединяемыми арматурными стержнями в пространственный блок. Армирование консолей производится поперечными сварными каркасами и устанавливаемой снизу и сверху продольной арматурой (рис. 7.2).

Подкладные плиты армируют сварными сетками и плоскими каркасами с петлевыми выпусками. В пределах каждого типоразмера фундамента и плит предусматривается несколько типов армирования, что позволяет применять их при различных нагрузках и расчетных сопротивлениях грунта.

В сборных фундаментах в зависимости от нагрузок и расчетного сопротивления грунта меняется площадь основания и, следовательно, размеры подкладных плит и число рядов по высоте, в которые они уложены. При нагрузках до 1600 т укладываются обычно два ряда плит, свыше — три. Следует отметить, что конструкция составного фундамента неизбежно вызывает перерасход материалов по сравнению с цельным фундаментом, так как не обеспечивает полной совместности работы элементов. Арматура укладывается независимо в фундамент (башмак) и каждый ряд плит, что не обеспечивает ее рационального использования. Если для шага конструкций главного корпуса 6 м составные фундаменты рациональны, то при переходе на шаг 12 м и увеличении нагрузок с 1600 до 2700 т и более эти фундаменты неэкономичны.

Крупные фундаменты (например, под каркас главного корпуса) выполнялись в монолитном железобетоне и только мелкие фундаменты массой до 5 т предусматривались из сборных железобетонных элементов.

Для вспомогательных зданий и сооружений электростанций применяются сборные фундаменты стаканного типа (рис. 7.3). После установки в них и выверки колонн зазоры заливаются цементным раствором. Фундаменты стаканного типа могут быть применены и в главном корпусе, например под стойки перекрытия подвала. Во вспомогательных зданиях фундаменты устанавливаются на песчаную подсыпку толщиной 50—100 мм. В подвале главного корпуса при установке фундаментов на железобетонное днище предварительно выполняется цементная подливка.

Номенклатура стаканных фундаментов (табл. 7.4) позволяет использовать их для установки парных колонн в местах температурных швов, в этом случае размеры стакана увеличиваются. В некоторых фундаментах в пределах одного типоразмера предусматривается несколько типов армирования, что позволяет применять их при разных расчетных условиях. Армирование фундаментов выполняется в виде сеток из арматуры класса A-III марки 25Г2С или 35ГС.

Буронабивные сваи сооружены с помощью агрегата «Беното» на Березовской ГРЭС (БССР) (сваи больших диаметров заложены под пути крана-перегружателя на угольном складе и под эстакаду конвейеров). По первоначальному проекту для устройства путей требовалось выполнить большой объем работ по выемке из котлована слабых грунтов до плотного песчаного основания, затем произвести засыпку котлована песком, укладку сборных железобетонных плит и выполнить дренаж. Вместо этого сооружены сваи диаметром 1090 мм, длиной 12 м с шагом 4 м (рис. 7.4). Сваи выполнялись из бетона марки 200 пластичной консистенции и армировались каркасом из арматуры ?32 мм общей массой 1040 кг. На оголовках готовых свай выполнялся монолитный железобетонный ростверк сечением 600x1500 мм. По данным треста Белэнергострой трудозатраты ка устройство сван составили 1—1,2 машино-часа на 1 м длины сваи. Благодаря применению свай удалось сократить трудоемкость в 3,5 раза, стоимость — на 30—40% и продолжительность работ — в 1,5 раза.

Сваи «Беното» успешно применены при строительстве главного корпуса Шатурской ГРЭС. Сопоставление буронабивных и забивных свай (на примере свайного фундамента под каркас главного корпуса Шатурской ГРЭС для трех блоков по 200 МВт) показывает существенные преимущества буронабивных свай (табл. 7.7).

Применение буронабивных свай вместо забивных позволило на Шатурской ГРЭС уменьшить расход бетона на 850 м³ (на 13%) и стали на 676 т (62%).

Опыт применения буронабивных и забивных свай на Барнаульской ТЭЦ-3 показывает, что при необходимости устройства лидера забивные сваи по сравнению с набивными имеют большую стоимость и трудоемкость. Характеристики забивных свай квадратного сечения приведены в табл. 7.8. Для свай марок С-14-35, С-14-40, С-16-40 допускается применение промежуточного стыка.

Сваи-оболочкн, представляющие центрифугированные железобетонные трубы ?800 мм испытаны на Лукомльской ГРЭС. Погружение их в грунт производится вибратором с выемкой грунта из полости трубы.