談工業建筑設備基礎設計

楊 旋

(煤炭工業太原設計研究院，山西 太原 030001)

談工業建筑設備基礎設計

楊 旋

(煤炭工業太原設計研究院，山西 太原 030001)

簡要闡述了工業建筑設備基礎的設計理念，對設備基礎中的設計條件進行了介紹，并詳細分析了工業建筑設備基礎設計的基本要求及其注意事項，以節約造價，同時滿足工藝設備的正常運轉要求。

工業建筑，設備基礎，設計，基本要求

0 引言

由于工藝特殊要求，工業廠房是結構專業從事設備基礎的設計，怎樣能既滿足設備的正常運轉標準，同時又節約造價，是設計者有待解決的問題。設備基礎的設計要求同工藝專業密切配合，滿足工藝要求同時又經濟合理。

1 設備基礎的設計理念

一般設備基礎都應先滿足生產工藝的實際要求，它應該是該設備的有力支承，以保障設備的正常應用，而且不能影響臨近設備的正常使用。為了滿足此要求，設備基礎須具有足夠的剛度、強度和耐久性。

2 設備基礎中的設計條件

一個好的設計，第一要把設備基礎條件理解透：動荷載值、設備的荷載分布情況、頂標高、基礎頂面模板圖、預埋件及預留孔情況等。第二要收集設備周邊的材料，比如場地的基礎臨近建筑物、構筑物和其他設備基礎情況。任何條件都決定了基礎的數據，忽略任何一項都很可能埋下極大的安全隱患。

3 設備基礎的設計基本要求

我們知道設備基礎運行重量很大，但由于其占地面積也較大，因此基礎底面的壓力較小，天然地基大概能滿足要求。對于濕陷性黃土、軟弱地基等問題，應根據設備的詳細情況，選擇解決方案。對大型設備基礎，特別是對沉降高要求的設備基礎，可用復合地基的方案根治。有些工程應用水泥土攪拌樁法處理地基，取得了顯著的成果。對于嚴重濕陷的地段，可以應用擠密樁法破除濕陷性。對于復雜的場地條件，而設備對沉降高要求的情況，應設計成樁基礎，可是設備基礎占地面積不小，通常樁基礎造價不菲，因此是否選擇樁基礎，應該謹慎考慮。對于小型設備基礎，一般只是一個“小墩”，則可應用換填墊層法來處理地基，先去除軟弱的土層，然后用灰土或級配砂石回填至標準高度，并驗算軟弱下臥層承載力。對于高水位地下水情況，設備基礎還應符合抗浮要求。設備基礎設計的前提是理解工藝專業的資料，清楚各工藝流程。某噴漆室設備基礎之中，土建中工藝給提的資料是沿著周圈布置寬300 mm的鋼板，結構按材料設計周邊的鋼板。現場施工結束后，發現設備應該焊在鋼板上的點僅有區區幾段。若工藝和土建能在之前密切配合，提早了解焊點的位置，將周圈布置鋼板改為間斷布置，就可以節省下費用，這并不難做到。設計人員需要清楚設備的荷載分布情況，并知道有無動荷載、底面要求的標高、預留孔的情況、預埋件的分布情況。并注意到和其他建筑基礎有無沖突，并結合情況作相應調整。有些廠房基礎做得較大，平面上排不開了，就只好降廠房基礎，使設備壓在廠房之上，此部分設備基礎的荷載就轉到了廠房基礎上，廠房基礎就應該重新核準。設備基礎的頂面標高是由設備條件決定，底面標高可由設備條件及結構專業要求來定。在滿足工藝要求及地基承載力標準的條件下，設備基礎應埋淺，在凍土季節性分布的地帶，基礎底面應被埋在凍土厚度下。要近觀工藝要求設計預埋件。對在地基上臥置的塊型設備基礎，一般只受壓力作用，需要采用素混凝土灌注，可是考慮大體積混凝土在施工中存在裂縫，在頂層或者底層配有鋼筋網。《混凝土結構設計規范》要求“臥于地基上的混凝土板，板中鋼筋受拉的最小配筋率可適度降低，但應不小于0.15%。”板式的設備基礎，需要符合此要求，對厚度大的設備基礎(設備基礎的一般埋深，在不算凍土的條件下，應該是地面以下500 mm，其頂面高于地面200 mm～300 mm，對同一平面尺寸2 m×2 m的設備基礎，受到彎矩相對厚度來說，大概可忽略不計，應算是厚度較大的了)那么不應當認為是“板”，因此不必滿足這條標準。其實，對于塊型的設備基礎，鋼筋配置均不受力，對此種構造鋼筋，要從混凝土澆筑體積的大小選擇鋼筋的間距和種類，調控混凝土收縮為初衷的鋼筋，設置大又密并沒有必要，小型設備基礎，要求裂縫不敏感，做成素混凝土墩問題也不大。對于引起震動的設備，應該滿足《動力機器基礎設計規范》的標準，“體積為20 m3～40 m3的大塊基礎，要在基礎頂面配置半徑為5 mm，間距為200 mm的鋼筋網”“體積大于40 m2的大塊式基礎，要沿四側和頂底面配置直徑10 mm～14 mm，間距為200 mm～300 mm的鋼筋網。”對一引動動力設備基礎，要預防設備震動使結構破壞抑或建筑地面破碎，要采取隔震措施。做法一般是為設備基礎建造一池子，其底板和側壁通過計算，底板上是細砂卵石，上面鋪油氈，之后墊層，進行混凝土澆筑。部分設備基礎不引起震動，同樣需要隔震措施，這些設備一般精度要求高(光學廠房較多見)，對外在震源敏感，此設備基礎除上面隔震要求外，也盡量做大設備基礎體積，來保證其在外在震源下穩定。對大塊體的設備基礎要考慮裂縫控制情況，要盡可能選強度等級低的混凝土，鋼筋盡量選擇直徑和間距小的方式。

4 其他需要注意的情況

1)設備基礎，尤其是動力設備基礎，應當用柔性材料和周圍地面相隔，以防因設備震動致地面開裂而危及到周邊建筑結構的安全。2)大塊體在選材時要考慮大體積混凝土施工中控制裂縫，盡可能選強度等級低、水化熱低水泥配制的混凝土。相同鋼筋面積時，可選用直徑、間距小的方式。3)有些設備基礎要預留地腳螺栓孔，其大小除符合工藝要求及結構設計規范，同時還設計為方便施工，方便灌入二次灌漿材料。

5 結語

本人闡述了設備基礎設計的相關問題。設備基礎的設計沒有統一的設計標準，因此要參照其他相關規定、規則執行，在參照的同時，要擇優而從之。本文對工業建筑設備基礎設計分析研究具備一定的參考價值。

[1] GB 50007—2011，地基基礎設計規范[S].

[2] GB 50040—96，動力機器基礎設計規范[S].

[3] GB 50010—2010，混凝土結構設計規范[S].

[4] 黃志全，李 逵，李中良.水泥土攪拌法在工業建筑設備基礎地基處理中的應用[J].中國水運，2007(8)：68-70.

[5] 劉軍亮.淺談設備基礎[J].山西建筑，2007，33(6)：136-137.

[6] 程懋堃.高層建筑結構構造資料集[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

Discussion on industrial building equipment foundation design

Yang Xuan

(CoalIndustryTaiyuanDesignAcademy,Taiyuan030001,China)

The paper briefly describes the design concept of industrial building equipment foundation, introduces the design conditions of equipment foundation, and specifically analyzes basic demands and matters of industrial building equipment foundation design, with a view to save cost and meets normal industrial equipment operation as well.

industrial building, equipment foundation, design, basic demands

2015-01-30

楊 旋(1977- )，男，工程師

1009-6825(2015)10-0077-02

TU470

A