Способ установки грунтового анкера



Способ установки грунтового анкера

 


Владельцы патента RU 2457293:

Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН (RU)

Изобретение относится к строительству и горному делу, в частности к установке грунтовых анкеров для поддержания бортов карьеров, котлованов и уступов. Техническим результатом является упрощение технологии установки грунтового анкера без ущерба его несущей способности. Способ установки грунтового анкера осуществляют следующим образом: в пройденную в грунте прямолинейную скважину погружают штангу с пропущенной через ее полость гибкой тягой с замковым концом. Через полость этой штанги последовательно заполняют скважину сыпучим материалом, послойно уплотняя его торцом указанной штанги. Затем производят натяжение гибкой тяги под углом φ к оси прямолинейной скважины, который определяют по приведенному математическому выражению. 1 ил.

 

Техническое решение относится к строительству и горному делу и касается грунтовых анкеров, используемых для крепления к грунту различных конструкций и сооружений, а также для поддержания бортов карьеров, котлованов, уступов.

Известен способ возведения грунтового анкера (см. а.с. СССР №1173000, кл. E02D 5/80, опубл. в БИ №30, 1985 г.), включающий бурение скважины с уширением в ее нижней части, размещение в скважине анкерной тяги, нижний конец которой выполнен с анкерным элементом и заведен в уширение скважины, нагнетание в скважину бетонной смеси с последующим образованием после ее твердения анкерного корня. При этом после образования анкерного корня производят его протягивание с одновременным дополнительным нагнетанием тампонирующего раствора в образующуюся полость между анкерным корнем и забоем скважины.

Недостаток способа - трудоемкость работ по возведению анкера и невозможность его введения в эксплуатацию вплоть до момента затвердевания бетонной смеси.

Известен также способ установки грунтового анкера (см. патент РФ №2318095, кл. E02D 5/80, опубл. в БИ №6, 2008 г.), характеризующийся тем, что он предусматривает заглубление в грунт анкерных плит, соединенных между собой и с анкеруемым объектом с возможностью относительного осевого перемещения с помощью гибкой тяги, причем расстояние между анкерными плитами определяют исходя из оптимальных условий формирования уплотненного грунтового ядра в рабочей зоне между плитами в направлении действия рабочей нагрузки на основании установленной зависимости.

При таком способе установки грунтового анкера отсутствует взаимодействие его гибкой тяги с грунтом, что ограничивает несущую способность анкера.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ установки анкера (см. патент РФ №2061872, кл. E21D 20/00, опубл. в БИ №16, 1996 г.), включающий образование скважины, установку в ней штанги с замковым концом, заполнение скважины сыпучим материалом, натяжение и закрепление натяжной штанги на опорной плите. При этом заполнение скважины производят послойно с уплотнением каждого из слоев. Кроме того, скважину выполняют криволинейной, помещают натяжную штангу и натягивают таким образом, чтобы она входила во взаимодействие со стенками скважины. При этом натяжная штанга может быть выполнена гибкой.

Данный способ позволяет вовлечь во взаимодействие с криволинейными стенками скважины, а значит, и с окружающим скважину массивом нетронутого грунта не только замковый конец анкера, но и штангу и повысить этим несущую способность анкера. Однако реализация данного способа сопряжена с необходимостью привлечения сложного оборудования для образования криволинейной скважины (например, станков направленного бурения или управляемых пневмопробойников), выполнения трудоемких операций по установке в скважине такой формы натяжной штанги с замковым концом, подаче в нее и послойному уплотнению сыпучего материала.

Технической задачей предлагаемого решения является упрощение технологии установки грунтового анкера без ущерба его несущей способности за счет использования стандартного оборудования.

Она решается тем, что в способе установки грунтового анкера, включающем образование в грунте скважины, установку в ней взаимодействующей с грунтом гибкой тяги с замковым концом, заполнение скважины сыпучим материалом и натяжение гибкой тяги, согласно техническому решению скважину выполняют прямолинейной, а взаимодействие гибкой тяги с грунтом реализуют путем ее натяжения под углом φ к продольной оси скважины, который определяют из выражения

, рад,

где f - коэффициент трения гибкой тяги по грунту;

F - проектная несущая способность анкера, кН;

F0 - несущая способность замкового конца анкера, кН.

Выполнение скважины прямолинейной позволяет использовать для ее проходки высокопроизводительное серийно выпускаемое оборудование (например, буровое). Операции по установке в скважине такой формы гибкой тяги с замковым концом, подаче в нее и уплотнению сыпучего материала могут быть выполнены с применением штатного инвентаря по отработанной методике.

Натяжение гибкой тяги под углом φ к продольной оси скважины позволяет внедрить указанную тягу в окружающий скважину грунт, придать ей криволинейную форму и обеспечить этим ее взаимодействие с грунтом. Давление, оказываемое гибкой тягой на охватываемый ею грунт, приводит к реализации по линии их контакта сил трения, которые противодействуют смещению гибкой тяги при ее натяжении и обеспечивают повышение несущей способности грунтового анкера.

Взаимодействие гибкой тяги с охватываемым ею грунтом в рассматриваемых условиях может быть уподоблено взаимодействию нагруженной по концам гибкой нити (троса) с охватываемым ею неподвижным круглым цилиндром. Это тем более оправдано, что, как показывают анализ процесса внедрения гибкой тяги в грунт и проведенные исследования, при изгибе она приобретает форму, близкую дуге окружности. Распространение на этом основании известной формулы Эйлера, характеризующей условие равновесия охватывающей цилиндр гибкой нити на случай взаимодействия гибкой тяги с грунтом, приводит (с учетом равенства угла охвата грунта гибкой тягой углу φ ее натяжения) к соотношению

, рад,

где f - коэффициент трения гибкой тяги по грунту;

F - проектная несущая способность анкера, кН;

f0 - несущая способность замкового конца анкера, кН.

Данное соотношение позволяет осуществлять выбор угла φ натяжения гибкой тяги, обеспечивающего достижение проектной несущей способности F анкера.

Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, на котором представлена принципиальная схема установки грунтового анкера (далее - анкер).

Реализация способа осуществляется следующим образом.

В пройденную в грунте прямолинейную скважину 1 погружают трубчатую штангу (на чертеже не показана) с пропущенной через ее полость гибкой тягой 2 (выполненной, например, в виде троса) с замковым концом 3. Через полость этой штанги последовательно заполняют полость скважины 1 вплоть до ее устья сыпучим материалом 4, послойно уплотняя его торцом указанной штанги при ее возвратно-поступательных перемещениях. Затем производят натяжение гибкой тяги 2 приложением к ее свободному концу тягового усилия, величина которого соответствует проектному значению несущей способности F анкера, а линия действия отклонена от оси скважины 1 на угол φ, величину которого определяют из выражения

, рад,

где f - коэффициент трения гибкой тяги по грунту;

F - проектная несущая способность анкера, кН;

f0 - несущая способность замкового конца анкера, кН.

Натяжение гибкой тяги 2 под углом φ к продольной оси скважины 1 приводит к появлению составляющей тягового усилия, перпендикулярной оси скважины 1 и пропорциональной sin φ. Под действием этой составляющей гибкая тяга 2 прорезает слой сыпучего материала 4 в скважине 1, начиная от ее устья, и внедряется в окружающий грунт, охватывая его по кривой, близкой дуге окружности. Причем угол γ охвата грунта равен углу φ натяжения гибкой тяги 2 (стороны этих углов взаимно перпендикулярны). Давление, оказываемое гибкой тягой 2 на охватываемый ею грунт, приводит к формированию по линии охвата грунта сил трения, противодействующих ее проскальзыванию по грунту, чем обеспечивается повышение несущей способности анкера до проектного значения.

Способ установки грунтового анкера, включающий образование в грунте скважины, установку в ней взаимодействующей с грунтом гибкой тяги с замковым концом, заполнение скважины сыпучим материалом и натяжение гибкой тяги, отличающийся тем, что скважину выполняют прямолинейной, а взаимодействие гибкой тяги с грунтом реализуют путем ее натяжения под углом φ к продольной оси скважины, который определяют из выражения

где f - коэффициент трения гибкой тяги по грунту;
F - проектная несущая способность анкера, кН;
F0 - несущая способность замкового конца анкера, кН.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам закрепления трубопровода на проектных отметках. .

Анкер // 2383740
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к анкерному креплению горных выработок и строительных сооружений. .

Изобретение относится к строительству и горному делу, касается грунтовых анкеров для крепления к грунту конструкций и сооружений, для поддержания бортов карьеров и т.п.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для крепления ограждений котлованов и стен подземных сооружений. .

Изобретение относится к области строительства, конкретно к креплению бортов котлованов и подпорных стенок в слабых несвязных водонасыщенных грунтах. .

Изобретение относится к строительству, а именно к грунтовым анкерам для закрепления в грунте различных конструкций и сооружений. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении анкеров для крепления напочвенного оборудования. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительству трубопроводов, котлованному строительству, строительству причалов и аналогичных сооружений.

Изобретение относится к плавучим транспортным объектам, в частности таким, как морские буровые платформы, и предназначено для их удержания на поверхности моря. .

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению якорей для вантовых оттяжек при строительстве линий электропередач, мачт ретрансляторов и радиорелейных вышек, а также к обустройству якорных стоянок для плавучих средств

Изобретение относится к строительству и горному делу и касается грунтовых анкеров, используемых для крепления к грунту различных конструкций и сооружений, а также для поддержания бортов карьеров, котлованов, уступов

Изобретение относится к области строительства, конкретно к креплению подпорных стенок и шпунтов-консолей в грунтах преимущественно средней плотности. Грунтовый анкер включает трубчатый корпус с раскрывающимися лопастями, фиксатор, направляющую, анкерную тягу, прикрепленную к трубчатому корпусу. Содержит у забоя скважины опорную пластину с возможностью ее свободного перемещения по внутренней поверхности корпуса. Опорная пластина взаимосвязана с раскрывающимися лопастями посредством штока, одним концом шток жестко соединен с опорной пластиной, а другим концом - шарнирно взаимосвязан с раскрывающимися лопастями. Шток имеет фиксатор, концы которого заведены в пазы диаметрально расположенных направляющих втулках, прикрепленных к внутренней стенке корпуса, при этом фиксатор имеет возможность перемещения в пазах втулок. Технический результат состоит в повышении несущей способности и эффективности изготовления трубчатого грунтового анкера. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть применено для крепления свайной крепи ограждения глубоких котлованов или портовых сооружений. Грунтовый анкер включает размещенную в скважине тягу, прикрепленную к замку анкера, выполненного в виде патрубка с продольными прорезями на части длины патрубка со стороны устья скважины, с заполнением твердеющим раствором. К патрубку приварены по его боковой поверхности диаметрально расположенные полосы с продолжением по обе стороны патрубка с загибом полос к оси скважины, а концы полос загнуты от оси до стенок скважины. На части длины полос, ближайших к забою скважины, приварены металлические накладки. Во внутреннее пространство патрубка заведен вкладыш, имеющий центральное отверстие для прохода носовой части пневмопробойника. Концы полос в местах загибов усилены уголками. Вкладыш может быть выполнен, например, из дерева или пластмассы. Технический результат состоит в повышении несущей способности анкера. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть применено для крепления свайной крепи ограждения котлованов, бортов карьеров или портовых сооружений. Грунтовый анкер включает размещенную в скважине анкерную тягу, прикрепленную к замку анкера, выполненного в виде патрубка, и раствор омоноличивания. Патрубок выполнен составным из коаксиально расположенных трубчатых элементов, взаимосвязанных между собой закрепленными на их боковых поверхностях деформируемыми элементами, образующих уширение при опирании на забой скважины и перемещении трубчатых элементов относительно друг друга. Технический результат состоит в упрощении изготовления грунтового анкера. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, конкретно к креплению бортов карьеров и подпорных стенок в грунтах широкого диапазона плотности и устойчивости. Грунтовый анкер включает тягу с замковой частью анкера, которая расположена за границей призмы обрушения грунта в глубине массива в скважине, заполненной твердеющим раствором до границы призмы обрушения грунта с армированием раствора. Замок анкера выполнен из прикрепленного к торцу тяги упорного приспособления, центрирующего тягу в скважине, с прикреплением к тяге скоб, соединенных между собой стержнями. Концы скоб прикреплены к тяге, а выгнутая часть скоб доведена до соприкосновения со стенками скважины с центрированием положения тяги в скважине. На участке заполнения скважины раствором тяга, скобы и соединяющие скобы стержни покрыты изолирующей от раствора смазкой, например,гидрофобным составом - солидолом, битумами или покрыты крафт-бумагой, пропитанной маслами, при этом исключая покрытие, прилегающее к упорному приспособлению скобы. Технический результат состоит в повышении несущей способности анкеров, упрощении их изготовления, снижении материалоемкости и трудоемкости при их установке. 1 ил.

Изобретение относится к природоохранному обустройству горных и предгорных ландшафтов и может быть использовано в качестве анкеров для противоэрозионных и противооползневых сооружений, а также при чрезвычайных ситуациях. Устройство для установки проволочных анкеров на склонах и оврагах включает направляющую штангу, проволочный анкер с коническими наконечниками. На проволочный анкер надевается направляющая штанга, на которой закрепляется передвижной нижний упор. Выше нижнего упора по штанге установлен ударный молот, который приводится в поступательное движение механически с помощью телескопической рукоятки. Выше ударного молота при забивке на штанге предусмотрена возвратная пружина с передвижным верхним упором. После забивки при извлечении направляющей штанги место установки возвратной пружины меняется, и она устанавливается на направляющей штанге под ударным молотом. Технический результат состоит в повышении эффективности и надежности установки проволочных анкеров на склонах и оврагов, снижении трудоемкости и материалоемкости. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к природоохранному обустройству горных и предгорных ландшафтов и может быть использовано в качестве анкеров для противоэрозионных и противооползневых сооружений, а также при чрезвычайных ситуациях. Способ установки проволочных анкеров включает направляющую штангу, проволочный анкер с коническим наконечником. Забивка проволочных анкеров осуществляется двумя или более ударными молотами, при этом на проволоку с коническим наконечником надевается направляющая штанга, на которой закрепляется передвижной упор. Выше упора по штанге при забивке установлены два или более ударных молотов, которые приводятся в поступательные движения механически с помощью телескопических рукояток. После забивки при извлечении направляющей штанги место установки передвижного упора меняется и он устанавливается на направляющей штанге выше ударных молотов. Технический результат состоит в повышении эффективности и надежности установки проволочных анкеров на склонах и оврагах, повышении скорости установки анкеров, снижении себестоимости работ до минимума. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к природоохранному обустройству горных и предгорных ландшафтов и может быть использовано в качестве анкеров для противооползневых сооружений. Проволочный анкер с поворотными наконечниками включает проволоку и поворотный наконечник. Проволочный анкер имеет два взаимно перпендикулярных вращающихся упорных элемента, принимающие в рабочем состоянии перпендикулярное положение относительно проволоки и друг друга, расположенные в разных плоскостях. Нижний конец нижнего упорного элемента имеет коническую форму, а у верхнего упорного элемента нижний конец - плоскую форму относительно оси симметрии, верхние концы упорных элементов имеют плоскую форму, усеченную под острым углом относительно оси симметрии. Технический результат состоит в повышении эффективности и надежности работы проволочных анкеров, снижении материалоемкости. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх