ГРУНТОВАЯ ОПОРА-АНКЕР И СПОСОБ ЕЕ УСТАНОВКИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК E02D5/80 E02D5/54 

Изобретения предназначены для использования в строительстве, сельском хозяйстве, в быту.

Традиционно крепление стержня, трубы, сваи, столба другой опоры в грунте производится путем погружения конца на глубину, обеспечивающую устойчивость опоры. При любой направленности действия нагрузки (сверху, снизу, сбоку) необходимая величина заглубления тем меньше, чем больше диаметр опоры и плотность грунта.

Для дополнительного укрепления в грунте при прочих равных условиях (плотности грунта, диаметра и величины заглубления опоры) обычно каким-либо способом увеличивают площадь основания опоры. Например, перед установкой к концу прикрепляют поперечину. Затем ⊥ -образную часть опоры зарывают, поскольку в этом случае исключается забивка и соответственно значительно усложняется операция по дополнительному укреплению опоры.

Известен грунтовый анкер, включающий корпус, по меньшей мере одну шарнирно закрепленную на нем лопасть, тросовую тягу, одним концом прикрепленную к лопасти, приспособление для фиксирования тяги при рабочем положении лопасти и расположенный под шарниром упор для обеспечения зазора между лопастью и корпусом при монтажном положении лопасти, отличающийся тем, что анкер снабжен закрепленным на корпусе под шарниром упором для лопасти в рабочем положении, расположенный над шарниром упор закреплен на лопасти, а приспособление для фиксирования тяги выполнено в виде двух стержней, прикрепленных к верхней части корпуса [1]. При установке анкера после его заглубления в грунт фиксацию тяги снимают и при подъеме вверх лопасти поворачиваются до упоров.

Известное устройство имеет сложную конструкцию. Кроме того, оно не предназначено для использования в качестве опоры при действии нагрузки сверху вниз.

Известен также грунтовый анкер, включающий ствол (корпус) с шарнирно установленными лопастями, выполненными в виде гибких плетей, состоящих из отдельных элементов со скошенными торцами, соединенных между собой с помощью шарниров и пластинчатых пружин [4].

После погружения анкера до заданной глубины к нему прикладывают выдерживающее усилие, пружины разворачивают смежные элементы лопастей до упора выступов одних из них в вырезы других. Однако этот анкер имеет сложную конструкцию, из-за различной гибкости отдельных частей лопастей снижается надежность работы при неоднородных грунтах.

Наиболее близким из известных является анкер, включающий инвентарную штангу с парой клиновых ребер, расположенных в одной плоскости, поворотные лопасти с продольными ребрами, общим шарниром прикрепленные к нижнему концу тяги, причем каждая лопасть выполнена из секций, соединенных между собой дополнительными шарнирами, оси которых параллельны оси общего шарнира и смещены относительно центра тяжести [5].

Наиболее близким способом установки анкера является известный из того же источника способ, при котором устройство с закрытыми лопастями погружают на заданную глубину, затем лопасти разворачивают с помощью штанги принудительно и с помощью штанги принудительно частично раскрывают, а затем при приложении к тяге усилия раскрывают полностью.

Недостатками известных устройств и способа являются сложность конструкции, материалоемкость, ненадежная работа, особенно при неоднородных грунтах, большие усилия для погружения в грунт за счет значительной площади лопастей и их неравномерной гибкости.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства, совершенствование способа установки, расширение области использования.

Для решения поставленной задачи в грунтовой опоре-анкере, состоящей из корпуса, к нижней части корпуса прочно прикреплены концами гибкие прутья, направленные вдоль корпуса к его верхней части. В грунтовой опоре-анкере свободные концы прутьев могут быть соединены с шайбой, охватывающей корпус. В грунтовой опоре-анкере в верхней части прутья могут быть соединены с шайбой, охватывающей корпус, а их свободные концы при этом могут быть направлены вдоль корпуса к его верхней части.

Способ установки грунтовой опоры-анкера заключается в том, что после погружения опоры в грунт ее приподнимают вверх до достижения проектного усилия, причем предварительно до погружения прутья раздвигают от корпуса на угол от 15 до 45^o, образуемый между корпусом и прутьями.

Другой способ установки грунтовой опоры заключается в том, что устройство вначале заглубляют в грунт на проектную глубину, после чего переводят в рабочее положение с помощью завинчивания вспомогательной опорной муфты на верхней части корпуса и вспомогательной трубы (короба), одетой на корпус, причем перед погружением опоры в грунт прутья раздвигают от корпуса на угол от 15 до 45^o, образуемый между корпусом и прутьями в месте их крепления, а после перевода опоры в рабочее положение вспомогательную муфту и вспомогательную трубу удаляют.

Третий способ установки грунтовой опоры-анкера заключается в том, что после погружения опоры в грунт ее переводят в рабочее положение с помощью вспомогательной трубы (короба), одетой на корпус, причем перед погружением опоры в грунт прутья раздвигают от корпуса на угол от 15 до 45^o, образуемый между корпусом и прутьями в месте их крепления, для перевода опоры в рабочее положение вспомогательную трубу забивают, а затем удаляют.

На фиг. 1 изображена грунтовая опора-анкер, перед установкой; на фиг. 2 - то же с шайбой, соединенной со свободными концами прутьев; на фиг. 3 - то же, когда шайба соединена с верхними частями прутьев, а их свободные концы направлены вверх; на фиг. 4 - рабочее положение в грунте устройства, показанного на фиг. 3, после вдавливания вспомогательной трубы; на фиг. 5 - разрез A-A по фиг. 1; на фиг. 6 - разрез B-B по фиг. 2; на фиг. 7 - разрез C-C по фиг. 3; на фиг. 8 - разрез D-D по фиг. 4.

Грунтовая опора-анкер содержит корпус 1, к нижней части которого прикреплены нижними концами гибкие прутья 2, направленные вдоль корпуса к его верхней части.

Свободные концы прутьев 2 могут быть соединены с шайбой 3, охватывающей корпус 1. В верхней части прутья 2 могут быть соединены с шайбой 3, охватывающей корпус 1, а свободные концы прутьев при этом направлены вдоль корпуса к его верхней части.

Способы установки устройств. Перед установкой прутья раздвигают от корпуса на угол от 15 до 45^o, образуемый между корпусом и прутьями в месте их крепления. Величина угла зависит от количества и диаметра прутьев их гибкости, плотности грунта. Чем меньше плотность, тем больше угол. Подготовка к установке для второго и третьего устройств заключается, кроме того, в том, что на корпус одевается вспомогательная труба (короб) 4 и навинчивается при необходимости вспомогательная опорная муфта 5.

Погружение опоры в грунт производится обычно: с помощью кувалды, молота, другим способом. При этом в зависимости от плотности грунта прутья больше или меньше отклонятся от исходного положения в сторону корпуса, оставаясь в состоянии возвращаться в первоначальное положение. В случае вытаскивания опоры они будут расходиться, увеличивая сопротивление действующей нагрузке.

После погружения опоры в грунт способ перевода ее в рабочее положение определяется предназначением опоры. Первое устройство из заявленной группы используется в основном как анкер. Перевод в рабочее положение заключается в его приподнятии вверх. Прутья при этом расходятся, увеличивая опорную поверхность, улучшая контакт рабочего органа (опоры) со средой (грунтом).

После погружения в грунт на проектную глубину и в зависимости от предназначения грунтовой опоры-анкера вспомогательную трубу (короб), одетую на корпус устройства, или забивают с помощью кувалды, молота, другим способом (в этом случае вспомогательная опорная муфта не навинчивается на корпус), или вдавливают в грунт с помощью вспомогательной опоры в виде муфты, расположенной на корпусе, другим способом. При этом следует иметь в виду, что забить вспомогательную трубу (короб) легче и быстрее, но одновременно происходит некоторое заглубление устройства до тех пор, пока не образуется дополнительная опора на грунт за счет деформации прутьев. При вдавливании дальнейшее заглубление устройства не происходит, но это более трудоемкий и длительный процесс по сравнению с забиванием вспомогательной трубы (короба). Поэтому забивают преимущественно при использовании устройства в качестве опоры при действиях полезной нагрузки сверху-вниз, а вдавливают вспомогательную трубу (короб) преимущественно при действиях нагрузки снизу-вверх. Не исключается и обратный вариант.

По мере заглубления вспомогательной трубы (короба) давление ее на вспомогательную шайбу и соответственно на прутья увеличивается, они расходятся, проникая все глубже в грунт и уплотняя его. Тем самым улучшается контакт рабочего органа (опоры) со средой (грунтом). При этом площадь поверхности контакта увеличивается в несколько раз, соответственно многократно возрастает возможная предельная полезная нагрузка на опору.

На фиг 4, 8 изображено рабочее положение третьего устройства в грунте после вдавливания вспомогательной трубы 4 с помощью вспомогательной опорной муфты 5. Роль шайбы играет в данном случае средняя часть каждого прута 2, обернутого кольцом 3 вокруг корпуса 1, свободные концы прутьев направлены вдоль корпуса в сторону его верхней части.

После установки устройства в рабочее положение вспомогательная труба (короб) и вспомогательная опорная муфта удаляются. Они сыграли свою роль и используются в последующем для установки других аналогичных устройств. Но можно при желании вспомогательную трубу (короб) и муфту оставить на корпусе опоры.

Предлагаемое устройство может быть выполнено из подручного материала непосредственно на месте установки. При экспериментальной отработке конструкции и способа установки использовались в качестве: корпуса устройства - газовая труба внешним диаметром 23 мм, вспомогательной трубы - водопроводная труба внешним диаметром 35 мм, прутьев - проволока диаметром 4 мм. Количество прутьев, их длина зависят от диаметра и характера материала, плотности грунта. Свободные концы прутьев, выступающие за шайбу, играют большую роль в случае, когда устройство используют как анкер. Они значительно увеличивают допустимую полезную нагрузку, расходясь при вытаскивании устройства из грунта. Предельная полезная нагрузка возрастает в целом в 20 раз.

Использование предложенных устройств и способов их установки позволит упростить конструкцию традиционных опор, облегчив их за счет уменьшения диаметра и глубины погружения в грунт, сократить трудозатраты и время установки, что особенно важно при эксплуатации различных транспортабельных объектов, а также при действиях в чрезвычайных ситуациях.

Грунтовая опора-анкер и способы ее установки предназначены для использования в строительстве, сельском хозяйстве, в быту. Грунтовая опора-анкер имеет корпус, к нижней части которого прочно прикреплены концами гибкие прутья, направленные вдоль корпуса к его верхней части, свободные концы прутьев могут быть соединены с шайбой, охватывающей корпус. В верхней части прутья могут быть соединены с шайбой, охватывающей корпус, а их свободные концы могут быть направлены вдоль корпуса к его верхней части. Способ установки грунтовой опоры-анкера заключается в том, что после погружения опоры в грунт ее приподнимают вверх до достижения проектного усилия, причем до погружения прутья раздвигают от корпуса на угол от 15 до 45^o, образуемый между корпусом и прутьями. По другому способу установки устройство после заглубления приводят в рабочее положение с помощью завинчивания вспомогательной опорной муфты на верхней части корпуса и вспомогательной трубы (короба), одетой на корпус, после чего вспомогательные муфту и трубу удаляют. Третий способ установки предполагает при переводе опоры в рабочее положение забивание вспомогательной трубы с последующим ее удалением. 4 с. и 2 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Грунтовая опора-анкер, состоящая из корпуса, отличающаяся тем, что к нижней части корпуса прочно прикреплены концами гибкие прутья, направленные вдоль корпуса к его верхней части. 2. Опора-анкер по п. 1, отличающаяся тем, что свободные концы прутьев соединены с шайбой, охватывающей корпус. 3. Опора-анкер по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части прутья соединены с шайбой, охватывающей корпус, а их свободные концы направлены вдоль корпуса к его верхней части. 4. Способ установки грунтовой опоры-анкера, заключающийся в том, что после погружения опоры в грунт ее приподнимают вверх до достижения проектного усилия, отличающийся тем, что предварительно до погружения прутья раздвигают от корпуса на угол 15 - 45^o, образуемый между корпусом и прутьями. 5. Способ установки грунтовой опоры-анкера, заключающийся в том, что устройство вначале заглубляют в грунт на проектную глубину, после чего переводят в рабочее положение с помощью завинчивания вспомогательной опорной муфты на верхней части корпуса и вспомогательной трубы (короба), надетой на корпус, отличающийся тем, что перед погружением опоры в грунт прутья раздвигают от корпуса на угол 15 - 45^o, образуемый между корпусом и прутьями в месте их крепления, а после перевода опоры в рабочее положение вспомогательные муфту и трубу удаляют. 6. Способ установки грунтовой опоры-анкера, заключающийся в том, что после погружения опоры в грунт ее переводят в рабочее положение с помощью вспомогательной трубы (короба), надетой на корпус, отличающийся тем, что перед погружением опоры в грунт прутья раздвигают от корпуса на угол 15 - 45^o, образуемый между корпусом и прутьями в месте их крепления, для перевода опоры в рабочее положение вспомогательную трубу забивают, а затем удаляют.