Грунтовый анкер Советский патент 1986 года по МПК E02D5/80 

Изобретение относится к строитель-, ству и касается вьтолнения грунтовых анкеров 5 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, вьтолненным 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 раскрытого стержня со средним ослаблением выполненным но границам его допустимых значений; на фиг. 6 - часть раскрытого стержня со средним ослаблением, размеры которого находятся внутри области его допустимых значений.

Грунтовый анкер состоит из штг1нги 1 и анкерной головки, выполненной из верхней подвижной 2 и нижней неподвижной 3 втулок, к которым прикреплены выгибаемые наружу полости в виде стержней с верхним и нижним ослабле-г 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 анкера5 имеет несимметричную форму, разделяет стержень на верхнюю 6 и нижнюю 7 секции и ограничен ломаной поверхностью, состоящей из верхнего 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 участок 11 выполнен длиной не менее (Б-Ь) и Составляет с обращенной к штанге гранью лопасти угол ( S -2о) где 1/, - угол между нормаль к оси анкера и нижней секцией 7 стержня: при раскрытой анкерной головкез

В - максимальное paccToHiBie от участка 11 до проведенной через середину среднего участка 9 нормали к оси анкера;

b - максимальное расстояние от зерхнего участка 8 до проведенной через середину среднего участка 9 нормали к оси анкера.

При этом В --- -(- (h t I ч .

- Т-25

b i В - 0,1 h,

где f - длина среднего участка 9}

h - высота неослабленного попе- речного сечения лопасти;

t - высота поперечного сечения лопасти в зоне среднего участка 9, равная (0,2 - 1,0);

5 К - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения лопасти, равный 1,0-1,5, Грунтовый анкер устанавливают следующим образом..

0 На штангу 1 анкера одевают обсадную трубу (не показана) и осущест- аляют его погружение в грунт, например, забивкой, прикладывая нагрузку к BepxHeNry торцу штанги 1. Неподвиж- 5 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 0 эксцентриситета ослаблений стержней, компенсируется реактивным моментом, возникающим при взаимодействии стержней и подвижной 2 и неподвижной 3 тулками по линии их прилегания, что н обеспечивает погружение анкера без изменения его первоначальных геометрических параметров.

На заданной глубине гидродомкратом (не показан) через обсадную тру- бу и штангу 1 сжимают анкернзпо головку до упора друг в друга втулок 2 и 3, при этом анкерная головка приходит в проектное положенке.

Эффективно выполнение стержней из проката, например швеллеров, в которьпс ослабления 4 и 5 вьшолняют- ся вырубкой или газовой резкой. При этом чистота обработки поверхности ослабления не играет роли, поскольку при раскрЕ ггии анкерной головки зона растяжения металла во всех ослабле- ;ниях стержней располагается у поверхности, не обрабатьюаемой при изготовлении ослаблений стержней.

55 Ослабления 4 выполнены удалением одной полки и стенки с внешней от оси анкера стороны стержня, а ослабление 5 выполнено удалением одной

8

полки и стенки со стороны стержня, обращенной к оси анкера.

Из-за открытого несимметричного профиля швеллера при раскрытии анкерной головки в стержнях возникает кру тящий момент относительно продольной оси, проходящей через ослабления 4, который устраняется металлическими пластинами 12, обеспечивакмцими выполнение стержня от крайних ослабле- НИИ в виде замкнутого коробчатого сечения.

Конфигурация среднего ослабления 5 обеспечивает образование дополни- тельной опорной связи в среднем ослаблении раскрытой головки, так как верхняя секция 6 стержня укладьгоает- ся 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 bi В - 0,1 h назначена из условия работы е атериапа в ослаб- лениях 4 и 5 в упругопластической стадии, благодаря которой втулки 2 и 3 после снятия раскрьшающей нагрузки расходятся на некоторую величину и край участка 8 приближается к краю участка 11.

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

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

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

f 5 t возможна потеря устойчивос

ти среднего ослабления во второй форме изгиба во время раскрытия анкера и его последукщее разрушение при рабочих вьздергивакяцих нагрузках.

Значение величины В, полученное геометрическим расчетом, определяется по формуле

В -- + (h 1

1Г -2eL

) etgot.

g 0

5 0

5 о

.

5

но при подстановке в эту формулу экспериментальных данных, отличается от найденного экспериментальным путем не более, чем на 10%, что связано с деформацией металла за пределами грат ниц участка 9 среднего ослабления 5 при раскрытии анкера и ведет к увеличению радиуса изгиба участка, что бьшо учтено введением коэффициента К 1-1,5, в результате

В -i- . (h - - .-J ctg..

.Для стержней из швеллера № 5 К 1,15, для швеллера № 6,5 К 1,2, для швеллера № 8 К 1,3. Ц елесообраз- но 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 среднем 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.

t

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

Фиг. I

Фиг. 2

,6

Фиг.З

Фче.

Фиг S

ВНИИПИ Заказ 2423/24 Тираж 641 Подписное Производств.-полиграф, пред-е, г, Ужгород, ул. Проектная, 4