Устройство крепления стен котлована грунтовыми четырехпрядевыми анкерами
Обновлено: 29.04.2024
Анкеры представляют собой устройства, служащие для передачи выдергивающих усилий от строительных конструкций на грунтовую толщу. Их используют для закрепления ограждений котлованов, стен подземных сооружений, опускных колодцев, откосов и склонов, фундаментов дымовых труб, мачт, башен и т. п. (рис. 13.15).
Рис.13.15. Применение анкерных устройств:
а – крепление котлована; б – крепление днища и стенок дока или шлюза; в, г – восприятие выдергивающих сил в фундаментах дымовых труб и мачт ЛЭП; д – крепление откоса; е – усиление подпорной стенки; ж – крепление свода подземного перехода; з – противодействие взвешивающему давлению грунтовой воды на тоннели; и – восприятие опрокидывающего момента от перекрытия ангара
Анкера препятствуют всплытию заглубленных сооружений, что позволяет делать их более легкими, сокращает расход материалов.
Анкера можно использовать в различных грунтах, за исключением набухающих, просадочных и сильносжимаемых грунтов, илов, торфов и глин текучей консистенции.
Широкое использование анкеров объясняется исключительно положительным эффектом их применения. Так, при устройстве глубоких котлованов применение анкеров позволяет не только сделать окружающую конструкцию более легкой, но и вести строительные работы рядом с существующими сооружениями, не опасаясь развития в них чрезмерных деформаций. Кроме того, применение анкеров позволяет полностью освободить внутреннее пространство котлована от распорок и стоек, тем самым значительно упростив и ускорив производство строительных работ.
Конструкции анкеров и технология их устройства.
Конструкция анкера зависит от вида возводимого сооружения, его назначения и срока службы, геологических и гидрогеологических условий строительной площадки и ряда других факторов.
По сроку службы анкера подразделяются на временные и постоянные.
Временные анкера устраивают на срок выполнения строительно-монтажных работ или для крепления временных сооружений (шпунтовые стенки).
Постоянные анкера являются составной частью конструкции и устраиваются на весь срок службы капитального сооружения. Постоянные анкера отличаются от временных усиленной антикоррозионной защитой.
Грунтовые анкера находятся внутри массива и работают за счет сопротивления грунта.
Конструкция анкера состоит из трех основных частей: оголовка, анкерной тяги и анкерной заделки – корня анкера. Оголовок воспринимает усилие от конструкции, которую крепит анкер, анкерная тяга передает это усилие на безопасное расстояние в толщу грунта, анкерная заделка обеспечивает дальнейшую передачу усилия с тяги на окружающий грунт.
В зависимости от способа устройства заделки (корня) грунтовые анкера бывают:
- завинчивающимися и т.д.
В качестве тяжей применяются сплошные металлические стержни, трубы, тросы и т.д..
При подаче раствора в корень анкера (при инъектировании) подъему раствора из зоны заделки вверх по скважине препятствует особое устройство – пакер (рис. 13.16).
Рис.13.16. Инъекционный анкер:
1 – головка; 2 – анкеруемая конструкция; 3 – скважина; 4 – анкерная тяга; 5 – пакер; 6 – зона инъекцированного грунта (корень); 7 – состав для защиты тяги от коррозии
Предварительное натяжение анкеров производят для предотвращения или максимального ограничения перемещений анкеруемой конструкции. Натяжение обычно осуществляют с помощью домкратов.
При устройстве анкеров проводят пробные контрольные и приемочные испытания.
· Пробные испытания проводят для определения применимости выбранного типа и конструкции анкера, уточнения технологии устройства и его несущей способности. Испытанию подвергаются 3…5 анкеров.
· При контрольных испытаниях определяют соответствие фактической несущей способности рабочих анкеров расчетной нагрузке, заложенной в проекте. Контрольным испытаниям подвергается не менее 10 % от общего числа установленных анкеров.
· При приемочных испытаниях определяют пригодность анкера к эксплуатации. Если при выдержке во времени на испытательной нагрузке превышающей рабочую, разность деформаций в интервалах времени остается одинаковой или уменьшается, то анкер считается пригодным. Приемочным испытаниям подвергаются все анкеры, кроме прошедших контрольные испытания.
Допускаемые усилия на анкер определяются прочностью материала анкерной тяги и несущая способность заделки анкера в грунте.
Ориентировочно несущую способность анкера по грунту можно определить по методике расчета несущей способности свай как сумму сопротивлений по торцу и боковой поверхности зоны заделки:
где γс, γCR, γсf – коэффициенты условий работы по СНиП 2.02.03-85;
Dk – диаметр корня анкера, м, после инъектирования;
R и f – удельные сопротивления по торцу и по боковой поверхности корня, кПа, принимаемые как для свай по СНиП;
lk – длина заделки анкера, м.
Есть рекомендации определять несущую способность анкера, пренебрегая сопротивлением грунта по торцу заделки, а сопротивление трению по ее боковой поверхности принимать с учетом напряженного состояния окружающего анкер грунта, которое зависит от избыточного давления при инъектировании цементного раствора:
k=0,6 – коэффициент однородности грунта;
mp – коэффициент, учитывающий напряженное состояние грунта в зависимости от давления при инъектировании и принимаемый для песков 0,5, для глин различной консистенции 0,4…0,2;
dc – диаметр скважины;
Fk – избыточное давление в зоне заделки при инъектировании;
φI – расчетное значение угла внутреннего трения грунта в зоне заделки анкера.
Изложенные методики определения несущей способности анкеров по грунту используют только для предварительных расчетов. Окончательные размеры зоны заделки (длины корня анкера) назначаются после проведения испытаний опытных анкеров. Как правило, она принимается в пределах 4…5 м в песчаных грунтах и 5…7 м в глинистых. Расстояние между анкерами в зоне заделки принимается не менее 1,5 м, с тем, чтобы их взаимное влияние не слишком сказывалось на несущей способности анкеров.
Устройство крепления стен котлована грунтовыми четырехпрядевыми анкерами с напрягаемым усилием до 61,7 тс при бурении скважин в грунтах группы: 2 — м анкера
Состав работ:
| 1. | Изготовление прядевых анкеров при их антикоррозионной защите на строительной площадке. |
| 2. | Бурение скважин в теле грунта основания с использованием бурильных и обсадных труб. |
| 3. | Установка ПНА в пробуренной скважине в полости обсадных труб. |
| 4. | Первичное нагнетание цементного раствора в скважину через открытый (наружный) конец обсадной трубы под давлением не менее 10 атм. |
| 5. | Извлечение обсадных труб после первичного нагнетания. |
| 6. | Повторное нагнетание цементного раствора в скважину через инъекционную трубку анкера под давлением не менее 30 атм. |
| 7. | Натяжение грунтового анкера на проектное усилие. |
Ресурсы:
| Код | Наименование | К-во | Ед. |
|---|---|---|---|
| Затраты труда рабочих (Средний разряд - 5,1) | 2.81 | ||
| Затраты труда машинистов | 0.98 | ||
| Домкраты гидравлические для натяжения арматурных канатов в комплекте с маслостанцией, рабочее давление до 70 МПа | 0.1 | ||
| Установки буровые на гусеничном ходу для бурения скважин под микросваи, диаметр бурения 305 мм, глубина бурения до 30 м | 0.43 | ||
| Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т | 0.02 | ||
| Установки инъекционные | 0.41 | ||
| Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т | 0.02 | ||
| Аппараты для газовой сварки и резки | 0.0034 | ||
| Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление 800 кПа (8 ат), производительность 10 м3/мин | 0.41 | ||
| Смазка солидол жировой Ж | 0.1 | ||
| Ацетилен растворенный технический, марка Б | 0.0089 | ||
| Кислород газообразный технический | 0.0094 | ||
| Полимер для стабилизации буровых скважин | 0.00067 | ||
| Вода | 0.014 | ||
| Пленка из фторопласта-4 изоляционная ориентированная | 0.000041 | ||
| Плата распределительная стальная для грунтовых прядевых анкеров | 0.056 | ||
| Болты для монтажа стальных конструкций, в комплекте с гайками и шайбами, диаметр 6-8 мм, длина 55-80 мм | 0.01 | ||
| Шайбы стальные | 0.000085 | ||
| Трубка инъекционная из полиэтилена средней плотности для грунтовых прядевых анкеров | 1 | ||
| Портландцемент напрягающий НЦ-5 М500 (ЦЕМ II 42,5) | 0.026 | ||
| Канаты стальные арматурные | 4.4 | ||
| Проволока стальная низкоуглеродистая разного назначения оцинкованная, диаметр 3,0 мм | 0.00002 | ||
| Швеллеры № 12-40 сталь марки 18кп, 18 пс, 18гпс | 0.0072 | ||
| Крышка анкерная чугунная для предохранения грунтового прядевого анкера от повреждений, диаметр 250 мм | 0.056 | ||
| Сепараторы пластиковые для разводки прядей канатной арматуры | 0.013 | ||
| Сепараторы полиэтиленовые прядевые (фиксаторы) для крепления канатной арматуры анкеров | 0.013 | ||
| Трубы бурильные из стали группы Д с высаженными внутрь концами, наружный диаметр 140 мм, толщина стенки 10 мм | 0.005 | ||
| Трубы ПВХ, номинальный внутренний диаметр 20 мм | 4 | ||
| Клинья цанговые для фиксации грунтовых прядевых анкеров | 0.22 | ||
| Коронки для бурения | П | ||
| Заготовки арматурные | 0.00009 | ||
| Трубы стальные бесшовные обсадные, с короткой и нормальной длиной резьбы, с навернутыми муфтами, предохранительными ниппелями и кольцами из стали групп прочности С и Д | 0.0033 |
Вы можете сравнивать 2 или 3 расценки из одной базы. Перейдите на страницу нужной расценки и нажмите кнопку "Добавить" - будет сформирована кнопка на страницу с результатом.
Все Расценки Таблицы
Таблица 05-03-008. Устройство крепления стен котлована грунтовыми четырехпрядевыми анкерами с напрягаемым усилием до 61,7 тс при бурении скважин
Устройство крепления стен котлована грунтовыми четырехпрядевыми анкерами с напрягаемым усилием до 61,7 тс при бурении скважин в грунтах группы: 1 — м анкера
Состав работ:
| 1. | Изготовление прядевых анкеров при их антикоррозионной защите на строительной площадке. |
| 2. | Бурение скважин в теле грунта основания с использованием бурильных и обсадных труб. |
| 3. | Установка ПНА в пробуренной скважине в полости обсадных труб. |
| 4. | Первичное нагнетание цементного раствора в скважину через открытый (наружный) конец обсадной трубы под давлением не менее 10 атм. |
| 5. | Извлечение обсадных труб после первичного нагнетания. |
| 6. | Повторное нагнетание цементного раствора в скважину через инъекционную трубку анкера под давлением не менее 30 атм. |
| 7. | Натяжение грунтового анкера на проектное усилие. |
Ресурсы:
| Код | Наименование | К-во | Ед. |
|---|---|---|---|
| Затраты труда рабочих (Средний разряд - 5,1) | 2.53 | ||
| Затраты труда машинистов | 0.76 | ||
| Домкраты гидравлические для натяжения арматурных канатов в комплекте с маслостанцией, рабочее давление до 70 МПа | 0.1 | ||
| Установки буровые на гусеничном ходу для бурения скважин под микросваи, диаметр бурения 305 мм, глубина бурения до 30 м | 0.4 | ||
| Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т | 0.02 | ||
| Установки инъекционные | 0.29 | ||
| Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т | 0.02 | ||
| Аппараты для газовой сварки и резки | 0.0034 | ||
| Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление 800 кПа (8 ат), производительность 10 м3/мин | 0.22 | ||
| Смазка солидол жировой Ж | 0.1 | ||
| Ацетилен растворенный технический, марка Б | 0.0089 | ||
| Кислород газообразный технический | 0.0094 | ||
| Полимер для стабилизации буровых скважин | 0.00067 | ||
| Вода | 0.014 | ||
| Пленка из фторопласта-4 изоляционная ориентированная | 0.000041 | ||
| Плата распределительная стальная для грунтовых прядевых анкеров | 0.056 | ||
| Болты для монтажа стальных конструкций, в комплекте с гайками и шайбами, диаметр 6-8 мм, длина 55-80 мм | 0.01 | ||
| Шайбы стальные | 0.000085 | ||
| Трубка инъекционная из полиэтилена средней плотности для грунтовых прядевых анкеров | 1 | ||
| Портландцемент напрягающий НЦ-5 М500 (ЦЕМ II 42,5) | 0.026 | ||
| Канаты стальные арматурные | 4.4 | ||
| Проволока стальная низкоуглеродистая разного назначения оцинкованная, диаметр 3,0 мм | 0.00002 | ||
| Швеллеры № 12-40 сталь марки 18кп, 18 пс, 18гпс | 0.0072 | ||
| Крышка анкерная чугунная для предохранения грунтового прядевого анкера от повреждений, диаметр 250 мм | 0.056 | ||
| Сепараторы пластиковые для разводки прядей канатной арматуры | 0.013 | ||
| Сепараторы полиэтиленовые прядевые (фиксаторы) для крепления канатной арматуры анкеров | 0.013 | ||
| Трубы бурильные из стали группы Д с высаженными внутрь концами, наружный диаметр 140 мм, толщина стенки 10 мм | 0.004 | ||
| Трубы ПВХ, номинальный внутренний диаметр 20 мм | 4 | ||
| Клинья цанговые для фиксации грунтовых прядевых анкеров | 0.22 | ||
| Коронки для бурения | П | ||
| Заготовки арматурные | 0.00009 | ||
| Трубы стальные бесшовные обсадные, с короткой и нормальной длиной резьбы, с навернутыми муфтами, предохранительными ниппелями и кольцами из стали групп прочности С и Д | 0.0033 |
Вы можете сравнивать 2 или 3 расценки из одной базы. Перейдите на страницу нужной расценки и нажмите кнопку "Добавить" - будет сформирована кнопка на страницу с результатом.
Все Расценки Таблицы
Таблица 05-03-008. Устройство крепления стен котлована грунтовыми четырехпрядевыми анкерами с напрягаемым усилием до 61,7 тс при бурении скважин
Инновационная технология укрепления грунта анкерными тяжами большинству пользователей абсолютно незнакома и представляется настоящей « тайной за семью печатями». Чтобы познакомиться с разновидностями грунтовых анкеров , узнать об их невидимой для всех работе в толще грунта и в чем состоит их секретная миссия, рекомендуем прочесть нашу обзорную информационную статью.
Устройство грунтового анкера
Технический термин «анкер» в переводе с немецкого языка означает якорь. Первые упоминания о грунтовых анкерах появились 30 лет тому назад, когда известная американская компания Foresight Products LLC получила заказ на закрепление плавающих платформ по добыче нефти. Чтобы решить поставленную задачу, инженеры разработали систему специальных якорей, надежно удерживающие массивный корпус платформы на дне океана. Результат оказался настолько успешный, что идею якоря перенесли с океана на землю, вследствие чего и появился грунтовый анкер.
Грунтовый анкер – это крепежное изделие, закрепленное в прочном несущем основании (грунте), обеспечивающее передачу растягивающих усилий от закрепляемых конструктивных элементов непосредственно на прочное грунтовое основание.
Составные элементы грунтового анкера:
- Оголовок. В конструкции анкера эта часть выполняет функцию передачи нагрузочных усилий закрепляемой конструкции или другого элемента непосредственно на стержень анкера – анкерный тяж.
- Анкерная тяга. Главное техническое назначение элемента заключается в промежуточной передаче выдергивающих усилий от оголовка на корневую часть анкера.
- Корневая часть – заделка, оставляемая в земле.
Более подробная информация об остальных устройствах земляных анкеров содержится в техническом документе ведомственных норм ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров».
Виды грунтовых анкеров
Выполнение строительно-монтажных работ в глубоких котлованах массивных объектов городских районов с плотной застройкой, связано с риском обрушения почвы под основаниями фундаментов и осыпания стенок котлованов. Чтобы максимально защитить несущее основание нового дома и не допустить развития разрушительных деформаций соседних существующих зданий, приходится устанавливать сдерживающую вертикальную опалубку. Конструкция изготавливается из отдельных досок или металлических щитов с жестким распределительным поясом по всей площади котлована. Понятно, что такие классические методы защиты значительно увеличивают бюджет строительства и намного отодвигают сроки сдачи объекта в эксплуатацию.
Технология укрепления несущего основания грунтовыми анкерами эффективно решает проблему не только обрушения стенок котлована, но и позволяет надежно укрепить фундаментные основания соседних построек.
Классификация типов грунтовых анкеров проводится по следующим направлениям:
- Срок службы. Анкеры могут быть временными с максимальным сроком использования до двух лет и постоянными, устанавливаемые на весь период эксплуатации капитального здания или сооружения. Ввиду продолжительного срока службы второй разновидности необходима антикоррозийная обработка
- Схема взаимодействия с грунтами. Земляные анкеры различаются на наземные (другое название – гравитационные) и заглубленные, устанавливаемые непосредственно в массив основания. Первый тип используется в качестве временных закрепляющих элементов. В заглубленном устройстве в передаче усилий от конструкционного элемента до окружающего грунта задействованы все составные части анкера.
- Направленность действия. Устройства могут располагаться вертикально или с небольшим углом наклона.
- Способы устройства заделки (корня). По этому направлению анкерные устройства классифицируются на инъекционные или цилиндрические. Первый вариант предусматривает инъекции цементным раствором, который подается в пробуренную скважину под избыточным давлением. Второй вариант предусматривает цементирование подготовленной скважины пластичной цементно — песчаной смесью раствором без дополнительного давления. Часто грунтовые анкеры устанавливаются с разбуренными уширениями.
- Материал. Анкера изготавливаются из арматурных стержней, трубных изделий или прядей стального каната.
- Предварительно — напряженные изделия. Существует предварительно – напряженные анкеры, у которых на оголовке заранее создано предварительное натяжение равное 30% величины рабочих нагрузок
Среди большого количества видов грунтовых анкеров к самым надежным и прогрессивным относятся инъекционные анкеры с предварительным напряжением оголовка.
Основная функция грунтовых анкеров состоит в передаче выдергивающих усилий и нагрузок от здания и сооружения непосредственно на прочное основание.
Область применения
Выбор анкерных свай и область применения во многом зависит от нагрузочных усилий, действующих на анкер и от категории грунтов, на которые будет передаваться вся нагрузка. Понятно, что для установки анкерных тяжей не подходят просадочные, сильносжимающиеся грунты, а также илистые, торфяные почвы. В зоне риска находится также глинистый грунт с повышенной пластичностью.
В строительстве анкерными сваями закрепляют стены подземных сооружений, земляные откосы и вертикальные стенки глубоких котлованов.
Применение грунтовых анкерных тяжей в условиях малых нагрузочных усилий:
- В индивидуальном строительстве: укрепление ограждений и заборов, столбов и мачт уличного освещения, фиксация опорных элементов спортивных и детских игровых площадок, монтаж строительных инвентарных лесов.
- В садово-парковом хозяйстве: для закрепления малых архитектурных форм, укрепления корневой системы и крон крупных деревьев, виноградников.
Использование земляных анкерных устройств в зоне действием средних усилий:
- Закрепления опорных конструкций ЛЭП.
- Укрепляющие инженерные элементы защиты насыпей и склонов.
- Закрепление несущих стен из сборных железобетонных блоков.
- Фиксация габионов.
- Предотвращение провисания подземных трубопроводных коммуникаций.
- Фиксирование плавучих буев, понтонов, причалов и доков.
Область применения грунтовых анкеров в условиях действия сильных опрокидывающих усилий и нагрузок:
- Закрепление стен глубоких котлованов.
- Укрепление опорных мачт высоковольтных линий.
- Укрепление теле и радиовышек.
Установка грунтовой анкерной микросваи в прочное грунтовое основание снимает все риски развития разрушительных деформаций в закрепляемых конструкциях и их выдергиванию из почвы.
Принципы расчета
Главная цель расчета грунтовых анкерных тяжей заключается в определении несущей способности, при которых устройство будет эффективно работать в условиях постоянных выдергивающих и опрокидывающих нагрузок. Искомая величина — длина анкера, во многом зависит от грунтового массива, в котором будет закреплена корневая часть анкера. В расчете в обязательном порядке учитывается параметры общей устойчивости закрепляемых анкерами конструкций и сооружений.
Несущая способность грунтовых анкеров зависит от их способности эффективно работать под действием выдергивающих нагрузок.
Отечественными и зарубежными проектировщиками разработано множество методик расчета основных параметров грунтовых анкеров. Надо понимать, что любая расчетная методика позволяет ориентировочно определять несущую способность грунтовых анкерных тяжей. На практике уточнение полученных результатов производится пробными испытаниями.
Таблица расчетов по различным методикам определения несущей способности земляных анкеров:
Перед тем, как выполнять расчет несущей способности необходимо собрать пакет исходных данных:
- План участка застройки с нанесенными подземными инженерными коммуникациями и близко расположенными объектами с отметками подошвы фундаментов.
- Подробная информация о технических показателях проектируемого здания или сооружения с указанием назначения объекта, глубины заложения фундаментов, предполагаемой нагрузки.
- Детальное описание фундаментных конструкций близлежащих объектов.
- Отчеты инженерно-геологических изысканий состояния грунтов в районе проектируемой застройки.
- Сбор информации об усилиях и нагрузках действующих на земляную поверхность в зонах разработки котлована.
Установка анкерных креплений в грунтовом массиве исключает проведение большого объема земляных работ и не наносит ущерб экологии.
Технология устройства
Пример установки анкерных тяжей.
Способ установки грунтовых анкеров зависит от их конструкции и назначения. В строительной практике чаще всего используются две разновидности грунтовых анкеров:
- Буроинъекционные анкерные свайные анкеры.
- Самораскрывающиеся устройства
Технологические процессы установки перечисленных тяжей различаются, поэтому предлагаем более детально рассмотреть способы их установки.
Буроинъекционные грунтовые анкеры
Анкерные тяжи, устанавливаемые буро-инъекционным способом, применяют для закрепления грунтовых массивов и конструкций, работающих в условиях постоянно действующих растягивающих и изгибающих усилий. Если рассматривать грунтовые анкеры с теории сопромата и строительной механики, нужно отметить, что в зонах закрепления тяжи подвергаются растягивающим или сжимающим нагрузкам, а также изгибающим моментам.
Примером могут служить:
- Насыпи автомобильных дорог, горные склоны, земляные откосы железнодорожного полотна.
- Подземные паркинги, тоннели в горных массивах.
- Стены глубоких котлованов.
- Несущие мачтовые опоры ЛЭП, телекоммуникационные вышки и сооружения.
- Массивные здания.
Неправильный расчет несущей способности грунтового анкера вызывает развитие необратимых деформаций, вплоть до выдергивания крепления и опрокидывания конструкции.
Буроинъекционные анкеры состоят из следующих разборных элементов:
- Винтовой штанги, которая работает как бурильная труба, передающая крутящие моменты на нижнюю часть анкера и одновременно обеспечивает подачу буровой смеси в скважину.
- Муфтового соединения для скрепления элементов винтовых штанг.
- Центратора, помогающего правильно расположить бурильную колонну в пробуриваемой скважине и равномерно распределить цементную смесь.
- Буровой насадки – коронки, остающейся в скважине. Конструкция состоит из режущей матрицы, соединительного кольца для крепления долота на штанге. Подача промывочной воды производится через специальные каналы, предусмотренные в конструкции насадки.
На выбор типа буровой коронки влияет тип грунтового основания и диаметр бурильного стержня.
Составные части буроинъекционного анкера.
Процесс установки производится в следующей последовательности:
- В грунтовом массиве производится бурение скважин до расчетной отметки, указанной в проекте.
- На этом этапе начинается погружение арматурного стержня в отверстие скважины до проектной отметки. По мере углубления анкерной конструкции в тело скважины подается промывочная жидкость. Обычно это водно-цементная смесь, которая очищается скважину от шлама.
- Достижение буровой коронки проектной глубины означает завершение процесса бурения
- Через установленный анкер начинается процесс нагнетания готовой цементной смеси. Марка, прочность и состав раствора указывается проектом и контролируется строительной лабораторией.
- Подачу густой растворной смеси производят до полного заполнения полости скважины. При этом остатки промывочной жидкости постепенно вытесняются цементным раствором.
Сам анкер, в заполненной цементной смесью скважине, выполняет функцию армирующего элемента.
Самораскрывающиеся грунтовые тяжи
Основное назначение грунтовых тяжей с самораскрывающим якорем состоит в восприятия растягивающих нагрузок. Погружение анкеров в грунтовое основание осуществляют ударным или вибрационным способом.
Все виды грунтовых самораскрывающихся анкеров устанавливаются по следующему принципу
- Бурение скважины. Для передачи нагрузки на расчетную глубину в почвенном массиве пневмопробойником пробивается скважина. При малых нагрузочных усилиях для пробивки отверстий используется ручной инструмент.
- В подготовленную скважину анкер опускается стальным стержнем.
- После достижения нужной глубины стержень извлекают. Анкер раскрывается, и его корневая пластина начинает функционировать как «плита в грунте».
- На заключительном этапе происходит тестирование устройства специальным погрузочным механизмом.
Грунтовые тяжи с самораскрывающимися опорными пластинами применяются в качестве фиксирующих растяжек для фиксации мачтовых элементов, стенок котлованов, укрепления фундаментных стен и перекрытия, инженерных коммуникаций, крон деревьев и других конструкций.
Примеры применения этой популярной группы анкеров:
Закрепление стенок котлованов профилированными стальными листами самораскрывающимися анкерами.
Защита подвальной части здания.
Фиксация мачты высоковольтной линии электропередач.
Фиксация надземных трубопроводов от смещения по горизонтали.
Установка закрепляющих растяжек больших деревьев.
Детальное описание процессов установки всех типов грунтовых тяжей содержится в техническом документе «ГОСТ Р. 57355-2016/EN 1537:2014 Анкеры грунтовые. Правила производства работ».
Применение грунтовых анкерных тяжей в качестве качественных и мощных крепежных элементов дает ощутимую экономию материальных и финансовых ресурсов, обеспечивают надежность и прочность закрепляемой конструкции.
Способы крепления стен котлованов. Если строительные работы ведутся не в стесненных условиях, то наиболее экономичным является придание бортам котлована таких углов откоса, при которых обеспечивается их устойчивость без специального крепления. При глубине котлована до 5 м наибольшая допустимая крутизна откосов принимается по таблице 4.2; при большей глубине – определяется расчетом.
Т а б л и ц а 4.2 – Отношение высоты откоса к его заложению при глубине
выемки Н
| Грунт | Н < 1,5 м | Н = 1,5–3 м | Н > 3 м |
| Песчаный влажный | 1 : 0,5 | 1 : 1 | 1 : 1 |
| Супесь | 1 : 0,25 | 1 : 0,67 | 1 : 0,85 |
| Суглинок | 1 : 0 | 1 : 0,5 | 1 : 0,75 |
| Глина | 1 : 0 | 1 : 0,25 | 1 : 0,5 |
| Скальный | – | 1 : 0 | 1 : 0,1 |
Если строительство ведется в стесненных условиях и стенам котлована необходимо придать вертикальную форму, то используются распорные, подкосные, закладные, шпунтовые консольные и заанкерованные крепления.
Распорные крепления применяются в грунтах, которые непродолжительное время сохраняют вертикальный откос (рисунок 4.7, а). Щиты выполняются из досок или рифленого металла, распорки – металлические винтовые. В более широких котлованах щиты подпираются подкосами (рисунок 4.7, б).
Рисунок 4.7 – Крепление откосов: а – распорное; б – подкосное: 1 – щиты; 2 – винтовая распорка; 3 – стойка; 4 – подкосы; 5 – упорные свайки
Для поддержания стен глубоких и больших в плане котлованов применяют закладные крепления. Они состоят из вертикальных стальных двутавровых стоек, погруженных в грунт забивкой, вибрированием или в заранее пробуренные скважины, и закладываемых между ними по мере откопки котлована деревянных, металлических или железобетонных элементов (забирок) – рисунок 4.8.
Рисунок 4.8 – Закладное крепление: 1 – двутавр; 2 – забирка; 3 – распорка
В водонасыщенных глинистых грунтах и мелкозернистых песках с плывунными свойствами надежным видом крепления являются шпунтовые стены. Шпунтовая стена – это ряд погруженных (забитых, вдавленных или погруженных вибрацией) по контуру котлована до его откопки вплотную друг к другу деревянных, железобетонных или металлических элементов специального профиля.
Деревянный шпунт применяется для крепления малых котлованов глубиной и размерами в плане до 2–3 м. Для больших котлованов наиболее популярен стальной шпунт (рисунок 4.9), параметры нескольких типоразмеров которого приведены в таблице 4.3. Там же приведены расчетные изгибающие моменты при расчетном сопротивлении стали С255 на изгиб по пределу упругости Ry = 250 МПа. Обращаем внимание на то, что момент сопротивления 1 м шпунтовой стенки оказывается значительно больше, чем сумма моментов двух с половиной шпунтин. Это происходит за счет того, что при стыковке шпунтин толщина образующейся стенки с рифленым сечением удваивается.
а) б)
Рисунок 4.9 – Профили металлического шпунта: а – плоский; б – корытный; в – ко
рытный типа «Ларсен»; г – Z-образный
При глубине котлована до 6 м применение шпунта корытного профиля, заглубленного ниже дна котлована на некоторую величину, определяемую расчетом, может обеспечить устойчивость стенки без дополнительного ее крепления (консольная стенка). При большей глубине котлована или при установленной расчетом необходимости погружения шпунта до глубины, более удвоенной. глубины котлована, применяется распорное, а в широких котлованах – анкерное крепление шпунтовых стен.
Т а б л и ц а 4.3 – Параметры корытного шпунта типа «Ларсен»
| Тип | Размеры шпунтины, м | Масса 1 м | Момент сопротивления/ момент инерции, | Расчетный изгибающий момент | |
| ширина | высота | шпунтины | 1 м стенки | шпунтины | 1 м стенки |
| Л-III Л-IV Л-V | 0,4 0,4 0,4 | 0,168 0,180 0,180 | 258/2760 405/4660 420/6243 | 1600/23200 2200/39600 3000/54000 | 64,5 101,25 105,00 |
Анкеры. Применение анкеров допускается во всех грунтах, за исключением глинистых текучей и текучепластичной консистенции, торфов, илов. Наиболее распространенные типы анкеров изображены на рисунке 4.10.
Простейший анкер траншейного типа (см. рисунок 4.10, а) состоит из анкерной плиты, воспринимающей горизонтальную нагрузку, и несущего элемента из стального стержня или троса. Анкеры траншейного типа применяются для крепления шпунтовых и подпорных стен небольшой высоты.
Рисунок 4.10 – Грунтовые анкеры: а – траншейный; б – инъекционный: 1 – тяга; 2 – анкерный блок; 3 – засыпка траншеи; 4 – корень
Для крепления высоких стен, в том числе и с несколькими ярусами анкерного крепления, обычно используют инъекционные анкеры. Скважины для анкеров пробуриваются или пробиваются ударными механизмами. При устройстве инъекционного анкера (см. рисунок 4.10, б) после погружения в скважину несущего элемента придонная часть скважины перекрывается пробкой и туда под давлением 1–2,5 МПа подается цементный раствор. В результате в донной части скважины образуется уширение (корень анкера). В качестве несущих элементов инъекционных анкеров используются трубы, по которым в процессе изготовления цементирующая смесь подается в скважину.
Несущая способность анкера ориентировочно определяется расчетом, а в процессе строительства – пробными испытаниями.
Расчетная несущая способность по грунту плитного анкера траншейного типа (см. рисунок 4.10, а) равна пассивному отпору грунта по площади плиты:
где Ар – площадь плиты, м 2 ; h – глубина центра плиты, м.
Несущая способность инъекционных анкеров определяется по аналогии с методикой расчета несущей способности свай как сумма сопротивлений по торцу и по боковой поверхности корня:
где – опорная площадь корня при работе на выдергивание, м 2 ; D – диаметр корня, принимаемый равным 3d, м; d – диаметр скважины, м; U = πD – периметр сечения корня, м; L = длина корня, м; R, Rf – сопротивления по торцу и по боковой поверхности корня, кПа, которые зависят от глубины заложения корня и грунтовых условий и могут приниматься по таблицам 2.3 и 2.4 соответственно.
Читайте также: