Грунтовый анкер

 

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН,SU„„122926 I А1 (594 Е02 9 580

Н ABTOPCHQMV СВИДЕ7ЕЛЬСЧ ВУ

К g (h — — — — — — -)

2 н -2pt, причем В хctg g;

b(8 — 0,1h, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3741708/29 — 33 (22) 16.05.84 (46) 07.05.86. Rttn. Р 17 (71) Сибирский научно-исследовательский и проектный институт гаэонефтепромыслового строительства (72) А.K.Àðàáñêèé, Д.Л.Люнгрин и В.В.Постников (53) 624. 159.1:624 .023,943 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 894073, кл. Е 02 D 5/80, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1025819 кл . Е 02 В 5/80, 198 1 (54)(57) 1. ГРУНТОВЫИ АНКЕР, включающий штангу и охватывающую ее анкерную головку в виде верхней и нижней втулок, к которым прикреплены выгибаемые наружу лопасти, каждая из которых выполнена с верхним, нижним и средним, разделяющим лопасть на верхнюю и нижнюю секции, ослаблениями в виде вырезов, иэ которых вырез среднего ослабления выполнен расширяющимся и открытым в сторону штанги и ограничен ломаной поверхностью иэ наклонных верхне о и нижнего уча тков и соединяющего их среднего участка, ориентированного параллельно обращенной от штанги грани лопасти, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности анкера, ломаная поверхность, ограничивающая вырез среднего ослабления каждой лопасти имеет дополнительный участок, примыкающий к нижнему участку, составляющий с обращенной к штанге гранью лопасти угол (ti — 2 } и выполненный длиной, не менее (В-Ъ), где <а — угол между нормалью к оси анкера и нижней секцией стержня при раскрытой ан-. керной головке, рад;

 — максимальное расстояние от дополнительного участка ломаной поверхности выреза до проведенной через середину среднего участка нормали к оси анкера, м;

Ъ вЂ” максимальное расстояние от верхнего участка ломаной поверхности выреза до проведенной через середину среднего участка нормали .; оси анкера, м, где 2 — длина среднего участка лома. ной поверхности выреза, м;

h — высота поперечного сечения лопасти, м; — высота поперечного сечения лопасти в зоне среднего участка ломаной поверхнос ти выреза среднего ослабления„ равная (0,2-1,0) ь,м;

К вЂ” коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения лопасти, равный 1,0-1,5.

2. Анкер по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что каждая лопасть на участках, примыкающих к верхнему и нижнему ослаблениям, выполнена с коробчатым поперечным сечением.

3 122

Изобретение относится к строитель ству и касается выполнения грунтовых анкеров, межгазуемых для крепления к грунту различных конструкций.

Цель изобретения — повышение несущей способности анкера.

На фиг. 1 показан анкер с одним прямым стержнем; на фиг. 2 — анкер с одним стержнем раскрытой анкерной головки; на фиг. 3 — часть стержня со средним ослаблением, выполненным по границам его допустимых значений; на фиг. 4 — часть стержня со средним ослаблением, размеры которого находятся внутри области его допустимых значений; на фиг. 5 — часть раскрыто. го стержня со средним ослаблением, выполненным по границам его допустимьм значений; на фиг. б — часть раскрытого стержня со средним ослаблением, размеры которого находятся внутри области его допустимых значений.

Грунтовый анкер состоит из штанги

1 и анкерной головки, выполненной иэ верхней подвижной 2 и нижней неподвижной 3 втулок, к которым прикреплены выгибаемые наружу полости в виде стержней с верхним и нижним ослабле-. ниями 4 у их концов и средним ослаблением 5. Ослабления 4 образованы удалением материала стержня с внешней от оси анкера стороны, а ослабление 5 образовано удалением материала стержня со стороны, обращенной к оси анкера, имеет несимметричную форму, разделяет стержень на верхнюю

6 и нижнюю 7 секции и ограничен ломаной поверхностью, состоящей из верх-. него 8, среднего 9 и двух нижних 10 и 11 участков. Средний участок 9 ориентирован параллельно обращенной к штанге 1 грани лопасти, а остальные участки под углом к ней, причем учас. ток 11 выполнен длиной не менее (В-Ь) и Составляет с обращенной к штанге гранью лопасти угол (т "2а!), где К вЂ” угол между нормалью к оси анкера и нижней секцией 7 стержня при раскрытой анкерной головке;

В - максимальное расстояние от участка 11 до проведенной через сере дину среднего участка 9 нормали к оси анкера;

Ь вЂ” максимальное расстояние от .зерхнего участка 8 до проведенной через середину среднего участка 9 нормали к оси анкера.

9261

t t

При этом В = — — + (h

2 2 где У вЂ” длина среднего участка 9

Ь вЂ” высота неослабленного попе10 речного сечения лопасти; и — высота поперечного сечения лопасти в зоне среднего участка 9, равная (0,2

1,0) д3

15 К вЂ” коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения лопасти, равный 1,0-1,5.

Грунтовый анкер устанавливают следующим образом..

2б На штангу 1 анкера одевают обсадную трубу (не показана) и осуществляют его погружение в грунт, например, забивкой, прикладывая нагрузку к верхнему торцу штанги 1. Неподвиж2g ная втулка 3, соединенная с нижним концом штанги 1, тянет за собой в грунт стержни и через них подвижную втулку 2. Возникающий при этом момент, направленный на уменьшение эксцентриситета ослаблений стержней, компенсируется реактивным моментом, возникающим при взаимодействии crepe. ней и подвижной 2 и неподвижной 3 втулками по линии их прилегания, что и обеспечивает погружение анкера без изменения его первоначальных геометрических параметров.

На заданной глубине гидродомкратом (не показан) через обсадную трубу и штангу 1 сжимают анкерную головку до упора друг в друга втулок 2 и

3, при этом анкерная головка приходит в проектное положение.

Эффективно выполнение стержней из проката, например швеллеров, в которых ослабления 4 и 5 выполняются вырубкой или газовой резкой. При этом чистота обработки поверхности ослабления не играет роли, поскольку при раскрытии анкерной головки зона

;растяжения металла во всех ослаблениях стержней располагается у поверхности, не обрабатываемой при изготовлении ослаблений стержней °

Ослабпения 4 выполнены удалением однои полки и стенки с внешнея от оси анкера стороны стержня, а ослабление 5 выполнено удалением одной

12292б

) Qtg О, 1 -2Ф, й

В=- — + (h

2 полки и стенки со стороны стержня, обращенной к Оси анкера.

Из-за открытого несимметричного профиля швеллера при раскрытии анкер. ной головки в стержнях возникает кру. тящий момент относительно продольной оси, проходящей через ослабления 4, который устраняется металлическими пластинами 12, обеспечивающими выполнение стержня От крайних ослабле- 1О ний в виде замкнутого коробчатого сечения.

Конфигурация среднего ослабления

5 Обеспечнвает образование дополнительной опорной связи в среднем ослаблении раскрытой головки, так как верхняя секция 6 стержня укладывается на край участка 11 нижней секции

7, при этом край участка 8 верхней секции 6 входит внутрь среднего ослабления 5 на расстояние (В-Ь) от края участка 11.

Величина Ь .4  — О, 1 h назначена иэ условия работы материала в ослаб- ZS лениях 4 и 5 в упругопластической стадии, благодаря которой втулки 2 и 3 после снятия раскрывающей нагрузки расходятся на некоторую величину и край участка 8 приближается к краю ЗО участка 11.

Необходимость сохранения при этом опорной связи не допускает. выход края участка 8 из ослабления 5, что обеспечивается условием (В-Ь) > 0,1 h.

Указанное соотношение справедливо для анкеров, диаметр которых в раскрытом состоянии больше 500 мм и несущая способность больше 80 кН.

Длина участка 9 среднего ослабле" ния 5, равная 1 (1-5)t, найдена экспериментальным путем: при У с 1 t стержни в среднем ослаблении разрушаются во время раскрытия, при

f ) 5 t вОзмОжна потеря устОйчиВОс- 4>

l 4 ти среднего ослабления во второй форме изгиба во время раскрытия анкера и его последующее разрушение при рабочих выдергивающих нагрузках.

Значение величины В, полученное геометрическим расчетом, определяется по формуле но при подстановке в эту формулу экспериментальных данных, отличается от найденного экспериментальным путем не более, чем на 10X., что связано с деформацией металла за пределами гра ниц участка 9 среднего ослабления 5 при раскрытии анкера и ведет к увели. чению радиуса изгиба участка, что было учтено введением коэффициента

К = 1-1,5, в результате

1 K 1

В = --- + (h — — — — ††) ctga, 2 2 ii-2ы..Для стержней иэ швеллера У 5 К = — 1,15, для швеллера У 6,5 К = 1,2, для швеллера У 8 К = 1, 3. Ц елесообразно для всех типов швеллера брать коэффициент до К 1,5, так как в этом случае для всех типов швеллера дополнительная опорная связь образуется с предварительным напряжением металла в среднеи ослаблении, что улучшает условия его работы при рабочих выдергивающих нагрузках..При К > 1,5 все сечение среднего ослабления работает на растяжение при полном раскрытии анкера и возможны его разрывы.

Использование изобретения позволит повысить несущую способность анкеров при ьынимальной их материалоемкости, что в свою очередь повышает производительность труда при закреплении различных конструкций.

1229261

ВНИИПИ Заказ 2423/24 Тираж б41 Подписное

Производств.-полиграф, пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4