Особенности обследования фундаментов и оснований при динамических нагрузках

Обследование фундаментов машин с динамическими нагрузками и их оснований выполняется по специальной программе в случае реконструкции таких фундаментов или необходимости их усиления. В отдельных случаях усиление фундаментов под машины осуществляется с целью снижения общего уровня колебаний для обеспечения нормального технологического процесса и требований санитарных норм. При обследовании фундаментов машин с динамическими нагрузками и их оснований выполняется как весь комплекс работ, предусмотренный для фундаментов несущих конструкций, так и дополнительные исследования. Последние обычно включают:

  • измерение амплитуды колебаний фундамента и отдельных его частей, а также выявление основных частот собственных и форм вынужденных колебаний фундамента;
  • изучение распространения колебаний от обследуемого фундамента, а также установление общего динамического фона производственного участка;
  • определение в отдельных случаях фактической динамической нагрузки, передаваемой на фундамент от работающей машины;
  • установление фактического состояния фундамента, условий размещения машины на фундаменте и ее крепления к нему;
  • определение фактических упругих и демпфирующих характеристик грунтового основания;
  • выявление возможности проявления дополнительной динамической осадки, вызванной действием вибраций от фундаментов машин;
Параметры колебаний обследуемого фундамента, пола и строительных конструкций цеха, а также распространение колебаний в грунте от источника вибраций измеряют комплектом стандартной виброизмерительной аппаратуры.

Точки измерения выбирают, исходя из конструкции и размеров фундамента, степени его деформированности), типа машины и характера ее крепления к фундаменту, а также наличия рабочих мест обслуживающего персонала. Число точек измерения вибраций должно быть достаточным для построения форм вынужденных колебаний фундамента. В каждой точке измерения запись колебаний следует обеспечить по трем взаимно перпендикулярным направлениям. При этом ориентация вибродатчиков по осям координат x, у, z, зависит от кинематической схемы машины, направления динамического воздействия, конструктивных особенностей машины и фундамента.

В отдельных случаях для оценки вибрационного состояния фундамента недостаточно разового измерения его колебаний и требуется построение амплитудно-частотной характеристики, т.е. установление зависимости изменения амплитуды от частоты возмущающей силы для характерных точек фундамента. Такие зависимости позволяют установить номер резонансной гармоники, степень приближения рабочей частоты машины к значениям собственных частот фундамента или отдельных элементов его, и наметить в случае необходимости способы изменения динамических характеристик системы фундамент - машина. Для фундаментов под машины с вращающимися частями амплитудно-частотная характеристика может быть получена в процессе плавного пуска установки. В других случаях, а также при отсутствии машины на фундаменте в период реконструкции для получения амплитудно-частотной характеристики фундамента используют специальные вибровозбудители, жестко закрепляемые на фундаменте.

В качестве вибровозбудителя наиболее часто применяют двух или четырех-вальные вибраторы инерционного периодического действия, у которых возмущающая сила изменяется пропорционально квадрату частоты колебаний.

Частоты собственных колебаний обследуемого фундамента определяют, как правило, по записям его свободных колебаний, возбуждаемых ударом груза по фундаменту в соответствующем направлении (горизонтальном или вертикальном). С этой целью могут также использоваться записи колебаний фундамента при наборе мощности и остановке машины. В отдельных случаях, когда позволяют условия производства, а фундаменты имеют сложную конструкцию и большую высоту, для выявления частот собственных колебаний фундамента под машину может быть применен метод оттяжки.