ГРУНТОВЫЙ АНКЕР Российский патент 2023 года по МПК E02D5/80 

Изобретение относится к области строительства, конкретно к креплению подпорных стенок и ограждений котлованов в грунтах средней плотности.

Известен трубчатый грунтовый анкер, который включает трубчатый корпус 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 перемещаться в пазах втулок (патент РФ № 2504615, 20.01.2014, Бюл. №2).

Недостатком известного анкера является высокая металлоемкость и низкая несущая способность.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является трубчатый грунтовый анкер (патент РФ №174632, 24.10.2017. Бюл. №30), включающий пробуренную скважину, обсадную трубу с прорезями на его боковой поверхности, анкерную тягу, прикрепленную к трубчатому корпусу, фиксатор, торцы которого размещены в пазах направляющих втулок, раскрывающиеся лопасти, закрепленные с помощью шарниров на фиксаторе, свободно перемещающемся в пазах направляющих втулок, при этом фиксатор расположен у забоя скважины.

Последовательность выполнения операций следующая. В пробуренную до проектной отметки скважину устанавливают на забой скважины обсадную трубу с анкерной тягой с предварительно смонтированными лопастями, закрепленными с помощью шарниров на подвижном фиксаторе, размещенном торцами в пазах направляющих втулках. Далее в скважину запускают ударное устройство (например, пневмопробойник) и производят ударное воздействие по обсадной трубе, который погружаясь в забой скважины и, внедряясь в грунт посредством ударного механизма, производит полное раскрытие лопастей, которые принимают рабочее положение.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: пробуренная в грунтовом массиве скважина, обсадная труба, размещенная в скважине, полая анкерная тяга с раскрывающейся лопастью.

Недостатком прототипа является низкая несущая способность, связанная с необходимостью примене6ния ударного механизма при установке анкера и сложность конструкции механизма раскрытия лопасти.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение несущей способности анкера, упрощение конструкций механизма раскрытия лопасти.

Поставленная задача решается за счет того, что грунтовый анкер включает пробуренную в грунтовом массиве скважину, обсадную трубу, размещенную в скважине, анкерную тягу с раскрывающейся лопастью.

В предложенном решении грунтовый анкер снабжен узлом анкеровки жестко закрепленным в нижней части полой анкерной тяги, выполненным в виде четырехлепестковой раскрывающейся лопасти и размещенной внутри неё конусообразной капсулы, заполненной невзрывным разрушающим веществом.

Предлагаемое изобретение поясняется графическим материалом.

На фиг.1 схематично изображён продольный разрез узла анкеровки, установленного на полой анкерной тяге; на фиг.2 – узел анкеровки с нераскрытой четырёхлепестковой лопастью; (разрез А-А с фиг.1); на фиг.3 – узел анкеровки с раскрытой четырехлепестковой лопастью (разрез Б-Б с фиг. 1).

Грунтовый анкер включает пробуренную в грунтовом массиве скважину 1 с установленной в нее обсадной трубой 2 и полую анкерную тягу 3 на наружной поверхности которой выполнена резьба. В нижней части полой анкерной тяги 3 размещен узел анкеровки 4. Узел анкеровки 4 состоит из раскрывающейся четырехлепестковой лопасти 5 и конусообразной капсулы 6, имеющей центральное посадочное отверстие. Конусообразная капсула 6 заполнена невзрывным расширяющимся веществом и размещена между лепестками 7, внутри лопасти 5. Раскрывающаяся лопасть 5 имеет четыре лепестка 7, усиленных ребрами жесткости 8. В ребрах жесткости выполнены отверстия для установки кольцевого шарнира 9, объединяюего все лопасти 7. В процессе установки кольцевого шарнира 9 образуется посадочная поверхность лопасти 5. Разрушающее невзрывное вещество, представляет собой порошок, например, смесь негашеной извести с алюмоферритными, силикатнымии сульфатными добавками, повышающими давление расширения. Перед употреблением в порошок добавляют воду. Образуемую суспензию помещают в капсулу 6 и устанавливают её во внутреннюю полость раскрывающейся лопасти 5. Конусообразная капсула 6 может быть выполнена из пластмассы.

Узел анкеровки 4 жестко крепится в нижней части полой анкерной тяги 3 за счет кольцевого шарнира 9 (связывающего все лепестки 7), нижней гайкой 10, средней шайбой 11 и верхней гайкой 12 с шайбой. Полая анкерная тяга с узлом анкеровки 4 устанавливается в скважине 1, выполненной в грунтовом массиве 13. Для надежного закрепления грунтового анкера в пробуренной скважине 1 в нее закачивается цементно-песчаный раствор 14.

Грунтовый анкер монтируется и устанавливается следующим образом.

Бурится скважина 1 под защитой обсадной трубы 2 в грунтовом массиве 13 до проектной отметки.

Предварительно выполняют сборку узла анкеровки 4 на полой анкерной тяге 3 в следующей последовательности.

На нижний конец полой тяги 3 на резьбе устанавливают верхнюю гайку с шайбой 12.

На нижний конец полой тяги вплотную к шайбе с гайкой 12 устанавливают конусообразную капсулу 6, заполненную невзрывным разрушающем веществом, при этом используется центральное посадочное отверстие в капсуле 6. Вплотную к капсуле устанавливают среднюю шайбу 10.

На нижний конец полой тяги 3 устанавливают вплотную к капсуле 6 четырехлепестковую раскрывающуюся лопасть 7, объединенную посредством кольцевого шарнира 9,установленного через отверстия в ребрах жесткости 8.

Вплотную к четырехлепестковой раскрывающейся лопасти 5 устанавливают нижнюю шайбу 11 и фиксируют весь узел анкеровки 4 нижней гайкой 10 на резьбе, при этом следя, что бы лопасти 7 не выходили за габариты обсадной трубы.

После установки полой анкерной тяги 3 с узлом анкеровки 4 в устье скважины 1 обсадную трубу 2 частично извлекают из скважины 1, давая возможность лепесткам 7 раскрыться под воздействием невзрывного разрушающего вещества, постепенно занимая рабочее (раскрытое) положение. В таком положении выдерживают грунтовый анкер в течение 1,5-2,5 суток, за которые объем невзрывного разрушающего вещества увеличивается в 2,5-3,0 раза, раскрывая четырехлепестковую лопасть 5 за счет вдавливания лепестков 7 в грунт за пределы скважины, приводя их в раскрытое (рабочее) состояние. Дополнительного раскрытия лепестков 7 добиваются путем приложения выдергивающего усилия, приложенного к верхнему концу анкерной тяги 3 с помощью домкрата (на фиг. не показан). После чего через полую тягу 3 закачивают с помощью насоса (на фиг. не показан) цементно-песчаный раствор 14, образуя твердое уширение у устья грунтового анкера.

Применение в заявляемом изобретении узла анкеровки позволяет значительно увеличить площадь опоры на грунт, что приводит к существенному увеличению несущей способности грунтового анкера при его выдергивании.

В заявляемом грунтовом анкере процесс раскрытия лопастей основан на применении невзрывного разрушающего вещества, которое увеличиваясь в объеме в 2,5-3,0 раза, раздвигает лепестки раскрывающейся лопасти, вдавливая их в грунт за пределы скважины, т.е. устанавливая их в рабочее положение, что упрощает конструкцию узла раскрытия лопасти грунтового анкера.

Изобретение относится к области строительства, а именно к креплению подпорных стенок и ограждений котлованов в грунтах средней плотности. Грунтовый анкер включает пробуренную в грунтовом массиве скважину, обсадную трубу, размещенную в скважине, анкерную тягу с раскрывающимися лепестками. Грунтовый анкер снабжен узлом анкеровки жестко закрепленным в нижней части полой анкерной тяги, при этом узел анкеровки выполнен в виде четырехлепестковой раскрывающейся лопасти и размещенной внутри нее конусообразной капсулы, заполненной невзрывным разрушающим веществом. Технический результат состоит в увеличении несущей способности анкера, упрощении конструкций механизма раскрытия лопасти. 3 ил.

Грунтовый анкер, включающий пробуренную в грунтовом массиве скважину, обсадную трубу, размещенную в скважине, анкерную тягу с раскрывающимися лепестками, отличающийся тем, что грунтовый анкер снабжен узлом анкеровки, жестко закрепленным в нижней части полой анкерной тяги, при этом узел анкеровки выполнен в виде четырехлепестковой раскрывающейся лопасти и размещенной внутри нее конусообразной капсулы, заполненной невзрывным разрушающим веществом.