СПОСОБ УСТАНОВКИ ГРУНТОВОГО АНКЕРА Российский патент 2008 года по МПК E02D5/80 

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

В настоящее время наиболее распространенными типами анкерных устройств являются заглубленные, располагающиеся в массиве грунта и работающие за счет сопротивления грунта перемещению элементов анкера [М.И.Смородинов. Анкерные устройства в строительстве. М.: Стройиздат, 1983].

Эти анкерные устройства либо малоэффективны и имеют ограниченный срок действия, либо связаны с высокими трудозатратами и требуют проведения большого объема дорогостоящих земляных и гидромелиоративных работ.

Наиболее близким к предлагаемому по своей сущности и достигаемому результату является грунтовый анкер, включающий ствол с наконечником и свободно надетые на ствол ярусами лопасти, нижняя из которых оперта на наконечник, а остальные размещены на стволе с интервалами, величина которых определяется в зависимости от свойств грунтового заполнителя (см. SU 1350255, А1, 12.1987).

Недостатком устройства является необходимость заглубления на большую глубину и уплотнения грунтового заполнителя, связанных с технологической сложностью и высокой трудоемкостью.

Задачей изобретения является упрощение технологии установки устройства, а также снижение трудоемкости при повышении несущей способности анкера.

Задача решается за счет того, что предложен грунтовый анкер, характеризующийся тем, что он состоит из двух заглубленных в грунт анкерных плит, соединенных между собой и с анкеруемым объектом, с возможностью относительного осевого перемещения с помощью гибкой тяги, причем гибкая тяга свободно пропущена сквозь нижнюю анкерную плиту и соединена с верхней анкерной плитой.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в упрощении технологии установки устройства в грунт, снижении трудоемкости и повышении анкерных свойств.

Технический результат достигается за счет уменьшения глубины заложения анкера, исключения необходимости предварительного уплотнения грунтового заполнителя и образования грунтового ядра с повышенной степенью плотности.

Предлагаемый грунтовый анкер изображен на прилагаемом чертеже.

Грунтовый анкер состоит из нижней анкерной плиты 1, верхней анкерной плиты 2 и соединяющей их между собой и с анкеруемым объектом гибкой тяги 3.

Установка анкера в грунте и принцип его действия заключаются в следующем. В пробуренную до проектной глубины скважину устанавливают нижнюю анкерную плиту, которую засыпают выбуренным грунтом. Через интервал, величину которого определяют в зависимости от физико-механических свойств грунтового заполнителя и значения коэффициента его разрыхления, устанавливают верхнюю анкерную плиту. После этого к гибкой тяге прикладывают выдергивающее усилие, величина которого соответствует проектному значению. После прекращения деформаций гибкую тягу соединяют с анкеруемым объектом.

При воздействии на тягу выдергивающего усилия анкерные плиты стремятся переместиться навстречу друг другу и сжимают заключенный между ними объем грунта, образуя уплотненные зоны 4 и 5 сферической формы. Уплотненный грунт распирает стенки скважины, уплотняя их и усиливая анкерные свойства грунтового анкера. Это способствует вовлечению в работу дополнительных объемов грунта и распределению приложенной нагрузки в окружающем грунтовом массиве. Кроме того, под действием нагрузки в зоне заложения анкера образуется пространственная, связанная с окружающим массивом и равнопрочная по глубине система, состоящая из напряженного объема грунта, армированного жесткими диафрагмами, функцию которых выполняют анкерные плиты.

Оптимальное расстояние между анкерными плитами, рассчитываемое по формуле (1), определяется оптимальными условиями формирования грунтового ядра, которые зависят от величины угла внутреннего трения. Наиболее оптимальный вариант взаимного расположения анкерных плит соответствует случаю, когда размеры грунтового ядра совпадают с расстоянием между ними. Если размеры ядра превышают это расстояние, то ядро не вписывается между анкерными плитами и выходит за их габариты. Если размеры ядра меньше этого расстояния, то часть объема грунта, заключенного между плитами, будет находиться за пределами ядра и характеризоваться более низкими прочностными и деформационными свойствами. Это приводит к наличию в единой напряженной системе отдельных ослабленных зон, снижающих общую прочность системы.

Таким образом, установка анкерных плит с возможностью продольного перемещения и размещение на оптимальном расстоянии друг от друга обеспечивают повышение несущей способности анкера.

Расстояние между анкерными плитами определяют исходя из оптимальных условий формирования уплотненного грунтового ядра в рабочей зоне между плитами в направлении действия рабочей нагрузки по формуле

где l - расстояние между анкерными плитами;

D - диаметр анкерных плит;

j - угол внутреннего трения грунтового заполнителя;

k - коэффициент разрыхления грунтового заполнителя.

Так, при D=0,5, k=1,5, j=20° и 30° l составляет соответственно 2,1 и 1,4 м.

Изобретение относится к строительству, а именно к грунтовым анкерам для закрепления в грунте различных конструкций и сооружений. Способ установки грунтового анкера предусматривает заглубление в грунт анкерных плит, соединенных между собой и с анкеруемым объектом с возможностью относительного осевого перемещения с помощью гибкой тяги. 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 зависимости

l=(D/(2tg(ϕ/2)))k,

где l - расстояние между анкерными плитами;

D - диаметр анкерных плит;

ϕ - угол внутреннего трения грунтового заполнителя;

k - коэффициент разрыхления грунтового заполнителя. Технический результат изобретения состоит в упрощении технологии установки устройства, повышении несущей способности грунтового анкера. 1 ил.

Способ установки грунтового анкера, 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 зависимости

где l - расстояние между анкерными плитами;

D - диаметр анкерных плит;

ϕ - угол внутреннего трения грунтового заполнителя;

k - коэффициент разрыхления грунтового заполнителя.