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.

Различают анкеры наклонные, горизонтальные и вертикальные.

Наклонные анкеры часто применяют для закрепления различных ограждений стенок котлованов. Их длина обуславливается размерами призмы обрушения, за пределами которой они должны заделываться, и глубиной расположения относительно прочного грунта (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2. Схемы крепления стен котлованов наклонными анкерами: а) в однородном грунте; б) в плотном грунте; 1 – «стена в грунте»; 2 – стопорное устройство; 3 – анкерная тяга; 4 – рабочая часть анкера; 5 – призма обрушения; 6 – глубина разработки грунта в котловане перед постановкой очередного анкера; 7 – слабый грунт; 8 – плотный грунт

Горизонтальные анкеры, устраивают при креплении стен неглубоких котлованов (рисунок 5.3, а). Вертикальные анкеры применяют главным образом как работающие на выдергивание части фундаментов, а так же для пригрузки опускных колодцев при их погружении или для удержания сооружения от всплытия (рисунок 5.3,б).

Рисунок 5.3. Схемы анкеров: 1 – шпунтовая стенка; 2 – анкерная тяга; 3 – анкерная плита; 4 – сооружение, неустойчивое на всплытие; 5 – буровые цилиндрические тяги

По сроку службы анкеры подразделяют на временные и постоянные. Временные анкеры устраивают на срок выполнения строительно-монтажных работ или для крепления временных сооружений, таких, как шпунтовые стенки при отрывке глубоких котлованов. Постоянные анкеры являются составной частью конструкции и устраиваются на весь срок службы капитального сооружения. Постоянные анкеры отличаются от временных усиленной антикоррозионной защитой.

По схеме взаимодействия с грунтом анкеры разделяют на наземные и заглубленные. Наземные (гравитационные) анкеры применяют главным образом как временные. Конструкции их довольно разнообразны. Простейшая из них представляет железобетонную плиту с гладкой подошвой. Плита укладывается на планированную поверхность грунта или в небольшое углубление. Лучший эффект достигается, когда поверхность подошвы плиты имеет шипы ступенчатой формы. Наземные анкеры как бы выполняют функции тяжелого якоря.

Заглубленные анкеры находятся внутри массива и работают за счет сопротивления грунта. Конструктивно заглубленный анкер состоит из трех основных частей: оголовка, анкерной тяги и анкерной заделки. Оголовок воспринимает усилие от конструкции, которую крепит анкер, анкерный тяж 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 заглубленные анкеры бывают засыпными, буровыми, завинчивающимися, забивными цилиндрическими, с уширением, инъекционными.

Засыпные анкеры заглубляют в грунт путем отрывки траншей, которые после устройства анкера засыпают грунтом и тщательным тромбованием. Иногда такие анкеры делают частично забивными: забивают вертикально или наклонно рабочую часть анкера и к ней крепят анкерную тягу.

Буровые анкеры широко применяют при устройстве наклонных и вертикальных анкеров.

Завинчиваемые анкеры устанавливают редко. Их используют в качестве инвентарного оборудования (например, при испытании свай и т.п.)

Забивные анкеры применяют при большой толще слабых грунтов, в которых другие анкеры неэффективны.

При устройстве рабочей части бурового анкера необходимо надежно заделать ее в грунте. С этой целью ее делают цилиндрической, с уширением или инъекционной.

Анкеры цилиндрические (рисунок 5.4, а) просты в изготовлении, однако часто имеют сравнительно невысокую несущую способность. Для их устройства бурят под защитой обсадной трубы, раствора тиксотропной глины или без крепления наклонную скважину диаметром 100…150 мм.

Рисунок 5.4 Конструкция бурового цилиндрического анкера (а) и анкера с уширением в рабочей части (б): 1 – ограждающая стенка; 2 – стопорное устройство; 3 – тяга; 4 – уплотнительный диск; 5 – цементный раствор; 6 – анкерные тяги; 7 – песок

В нее устанавливают трубку для подачи раствора в забой и анкерную тягу с анкерным устройством на конце. Для центрирования тяги применяют ограничители. На месте расположения верха цилиндрической рабочей части в скважину помещают уплотнительный диск. Через трубку в скважину нагнетают раствор, по мере подачи которого извлекают основную трубу до уплотнительного диска. Затем скважину наполняют песком с водой (рис. 13.22). После набора раствором необходимой прочности устанавливают стопорное устройство и производят натяжение анкера. Усилие анкере может фиксироваться датчиками сопротивления.

Анкеры с уширением (рисунок 5.4, б) устраивают аналогично рассмотренным, только в скважине делают уширение разбуриванием и камуфлетным взрывом.

Анкеры инъекционные (рисунок 5.5) устраивают аналогично цилиндрическим с подачей в скважину цементного раствора. Различают анкеры одноразовой и анкеры повторной инъекции раствора.

Рисунок 5.5 Схемы бурового инъекционного анкера: 1 – анкерная тяга; 2 – песок; 3 – резиновый паркер; 4 – уплотненный закрепленный грунт; 5 – зацементированная скважина; 6 – анкеровка тяги; 7 – ограждающая стена; 8 – стопорное устройство; 9 – цементная пробка; 10 – диски уплотнения; 11 – перфорированная труба; 12 – грунтовая пробка; 13 – буровая головка

Наиболее прогрессивными и надежными считаются инъекционные предварительно напряженные анкеры. Инъекционный предварительно напряженный анкер представляет собой устройство, один конец которого закрепляется в грунте путем инъекции под давлением цементного, силикатного или полимерного раствора, а другой после предварительного напряжения фиксируется на удерживаемом сооружении. Скважины для инъекционных анкеров пробуриваются или пробиваются ударными механизмами. В качестве тяжей применяют сплошные металлические стержни, трубы, тросы и т. д. Для подачи инъекционного раствора в буровую полость к анкерной тяге прикрепляют инъекционные трубки. Если анкерной тягой служит металлическая труба, то ее используют для подачи твердеющего раствора в скважину, для чего в зоне заделки труба имеет отверстия для выпуска раствора в грунт. Подъему раствора из зоны заделки вверх по скважине препятствует особое устройство – пакер (рисунок 5.5).

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 выполняют на опытной площадке проектируемого сооружения для определения применимости выбранного типа и конструкции анкера, уточнения технологии устройства анкера и его несущей способности по грунту. Испытанию подвергаются 3…5 анкеров.

При контрольных испытаниях определяют соответствие фактической несущей способности рабочих анкеров расчетной нагрузке, заложенной в проекте. Число контрольных испытаний должно составлять не менее 10% общего числа устанавливаемых 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.

Дата добавления: 2015-07-07