Ефективність використання ґрунтових анкерів

 

Вступ

Конструкція анкерів

Метод розрахунку ґрунтових анкерів

Технологія устрою ґрунтових анкерів

Переваги

Висновки

 

 

Анкер в грунті – пристрій, що служить для передачі висмикують зусиль від будівельних конструкцій на ґрунтову товщу (Додаток 1, Рис. 1).

Історія ґрунтових анкерів почалася 30 років тому, коли компанії було доручено вирішення завдання закріплення нафтових розробляють платформ в Мексиканській затоці. Для вирішення цього завдання були розроблені спеціальні системи якорів.

Саме розвиток цієї ідеї і перенесення таких якорів з океану на сушу призвело зрештою до появи ґрунтових анкерів.

З'явившись в європейській інженерії 50-х роках, ґрунтові палі швидко завоювали весь світ, і зараз важко собі уявити фундаментне будова без анкерів.

Це не дивно, оскільки ґрунтові анкери і анкерні палі дозволяють знижувати загальну собівартість будівельних робіт, скорочуючи терміни виконання проектів

З кожним роком методи зміцнення ґрунтів, що використовують анкерні системи, викликають все більше інтересу і витісняють традиційні рішення в цій галузі.

Ґрунтові анкери працюють на стиск, розтяг і вигин і мають широкий спектр застосування:

- зміцнення укосів і гірських масивів;

- реконструкція дорожньої та залізничної транспортної інфраструктури;

- реконструкція тунелів, причальних споруд;

- зміцнення шпунтових і бетонних стін котлованів, підземних гаражів;

- зміцнення гирла річок;

- зміцнення опор щогл ліній електропередач та телефонних мереж, вітряних генераторів або гірськолижних витягів;

- реконструкція та ремонт будівель і споруд.

Анкера перешкоджають спливання заглиблених споруд, що дозволяє робити їх більш легкими, скорочує витрату матеріалів. Анкера можна використовувати в різних ґрунтах, за винятком набухаючих, сідають і сильностискаємих грунтів, мулів, торфів і глин текучої консистенції.

Широке використання анкерів пояснюється виключно позитивним ефектом їх застосування. Так, при влаштуванні глибоких котлованів застосування анкерів дозволяє не тільки зробити навколишнє конструкцію більш легкою, але і вести будівельні роботи поруч з існуючими спорудами, не побоюючись розвитку в них надмірних деформацій. Крім того, застосування анкерів дозволяє повністю звільнити внутрішній простір котловану від розпірок і стійок, тим самим значно спростивши і прискоривши виробництво будівельних робіт.

 

 

Конструкція анкера залежить від виду споруджуваного споруди, його призначення та терміну служби, геологічних і гідрогеологічних умов будівельного майданчика і ряду інших факторів.

По терміну служби анкера підрозділяються на тимчасові і постійні.

Тимчасові анкера влаштовують на строк виконання будівельно-монтажних робіт або для кріплення тимчасових споруд (шпунтові стінки).

Постійні анкера є складовою частиною конструкції і влаштовуються на весь термін служби капітальної споруди. Постійні анкера відрізняються від тимчасових посиленою антикорозійним захистом.

Ґрунтові анкери знаходяться всередині масиву і працюють за рахунок опору ґрунту.

Конструкція анкера складається з трьох основних частин: оголовка, анкерної тяги і анкерної закладення – кореня анкера. Оголовок сприймає зусилля від конструкції, яку кріпить анкер, анкерна тяга передає це зусилля на безпечну відстань в товщу ґрунту, анкерна закладення забезпечує подальшу передачу зусилля з тяги на навколишній ґрунт.

Залежно від способу пристрою закладення (кореня) ґрунтові анкера бувають:

– Засипними;

– Буровими;

– Ін'єкційними;

– Забивними;

– Загвинчуються і т. д.

В якості тяжів застосовуються суцільні металеві стрижні, труби, троси і т. д..

Метод розрахунку ґрунтових анкерів:

Орієнтовно несучу здатність анкера по грунту можна визначити за методикою розрахунку несучої здатності паль як суму опорів по торця і бічній поверхні зони закладення:

 

 ,

 

где γс, γCR, γсf – коефіцієнти умов роботи по СНиП 2. 02. 03-85;

Dk – діаметр кореня анкера, м, після ін'єктування;

R и f – питомі опору по торця і по бічній поверхні кореня, кПа, що приймаються як для паль по СНиП;

lk – довжина закладення анкера, м.

 

Є рекомендації визначати несучу здатність анкера, нехтуючи опором грунту по торця закладення, а опір тертю по її бічній поверхні приймати з урахуванням напруженого стану навколишнього анкер грунту, яке залежить від надлишкового тиску при ін'єктування цементного розчину:

 

 ,

 

k=0, 6 – коефіцієнт однорідності грунту;

mp – коефіцієнт, що враховує напружений стан ґрунту в залежності від тиску при ін'єктування і приймається для пісків 0, 5, для глин різної консистенції 0, 4... 0, 2;

dc – діаметр свердловини;

Fk – надлишковий тиск у зоні закладення при ін'єктування;

φI – розрахункове значення кута внутрішнього тертя ґрунту в зоні закладення анкера.

 

 

Існує кілька способів пристрою ін'єкційних анкерів, які визначаються їх конструкцією. Ось кілька основних з них:

Технологія пристрою анкера з черевиком, що втрачається (Додаток 1, Рис. 2) включає:

- Буріння свердловини забиванням обсадних труб з втрачається черевиком;

- устрій тяги з ізолюючою оболонкою всередину обсадних труб і висадження нею втрачаємого черевика в ґрунт;

- поінтервальне, починаючи з вибою, нагнітання цементного розчину через обсадні труби по мірі їх вилучення (орієнтовний витрата цементного розчину – 75-150 літрів на