Грунтовый натяжной анкер Советский патент 1980 года по МПК E02D5/80 

Изобретение относится к области строительства, например гидротехнического, транспортного, дорожного и т. п., и может.быть использовано для анкеровки конструктивных элементов и фундаментов, крепления стенок котлованов, откосов и горных выработок, а также для предварительного напряжения гр)шта и в других случаях, когда требуется повышение устойчивости конструктивных элементов и сооружений путем их прижатия к основанию или когда тре буется приложение внешней нагрузки к грунтовой поверхности, в том числе к поверхности скалы, для предупреждения разуплотнения, выветривания, обрушения или выпора массивов грунта. Известен грунтовый анкер, содержащий ствол оголовок и винтовую лопасть, а также втулку с фиксаторами для укрепления троса, причем анкер закрепляется в грунте путем ввинчивания и служит для крепления тросовых оттяжек 1 . Недостатком такого анкера является то, что он не приспособлен для предварительного напряжения и, кроме того, он не пригоден для использования в скальных и полускальных грунтах. Известен также грунтовый натяжной анкер, предназначенный для анкеровки конструктивных элементов и фундаментов к основанию, а также для крепления стенок котлованов, откосов и горных выработок преимущественно в скальных грунтах, включаюиа Й стержень, один конец которого закреплен в скважине (или шпуре), а другой конец, выступающий из скважины, снабжен гайкой, выполняющей роль упорного диска, и инвентарным натяжным приспособлением. При этом гайка, подвижно закреплена на стержне, снабженном для этого -резьбой. Для создания в таком анкере предварительного напряжения небольшой величины обычно употребляется гаечный ключ, которым гайка завинчивается на стержне до достижения заданной величины предварительного напряжения. Для создания больших величин предварительного напряжения применяется спе1ш;1льный тянуший домкрат, а также толкающие домкраты с коромыслом или траверсой, с помощью которых стержень напрягается до залпр1ной величи3. ны усилия, после чего гайка перемещается по стержню до соприкосновения с олорой, вслед за чем домкраты отключаются, натяжное устройство снимается, а анкер остается в натянутом положении 2. Недостатком такого анкера является то, что резьба ослабляет стержень и вследствие этого снижается несущая способность анкера до 3( и более. Указанный недостаток проявляется осо бенно сильно в той области использования, где усилие предварительного напряжения измеряется десятками и сотнями тонн, например в гидротехническом строительстве. Вместе с тем резь ба снижает надежность анкера вследствие концентрации напряжений в углублениях резьбового профиля, поэтому у такого анкера в продессе эксплуатации имеется повышенная опасность обрыва стержня по резьбе. Эта опасность еще больше повышается из-за работы стержня на осевое растяжение с изгибом на резьбовом участке, поскольку трудно добиться, чтобы стер жень был полностью перпендикулярен опоре, а гайка лежала на опоре без перекоса. Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности анкера. Данная цель достигается тем, что грунтовый натяжной анкер, включающий стержень, один конец которого закреплен в скважине, а другой конец снабжен натяжным приспособлением и упорным диском, снабжен клиньями, расположенными под упорным диском со стороны скважины, направленными навстречу друг другу и охватывающими стержень, а упорный диск закреплен на стержне жестко.. При этом натяжное приспособление может содержать домкраты с разъемной траверсой, а стержень может быть снабжен дополнительным упорным диском, жест ко- закрепленным на нем. На фиг. 1 изображен грунтовый анкер, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1 Грунтовый натяжной анкер содержит стержен 1, один конец которого расположен в скважине 2 и жестко закреплен в ней на участке 3. Другой конец стержня снабжен упорным диском 4 жестко пдикрепленным к стержню. К нижней поверхности диска 4 примыкает пластина 5, охватывающая стержень, и вильчатые клинья 6, направленные навстречу друг другу с охватом стержня так, что они перекрывают расстояние между пластиной 5 и опорой 7. Анкер работает следующим образом. Стержень 1 с жестко закрепленным на нем упорным диском 4 вставляют в скважину 2 и жестко за крепляют в ней на участке 3 с помощью, например, цементного раствора или механического устройства. Затем анкер натягивают на задан ную величину усилия с помощью натяжных приспособлений, подсоединяемых к стержню выше диска или к самому диску. В процессе 44 натяже 1ия стержень упруго удинщяется, в результате чего упорный диск 4 отходит от оноры 7, образуя зазор, в который вставляют клинья 6 навстречу друг другу с охватом стержня и сдвигают до отказа. Если при этом зазор останется неперекрытым полностью, то (клинья раздвигают, в зазор дополнительно вставляют пластину 5 с охватом стержня и клинья снова сдвигают до отказа. После этого натяжное устройство снимают, а анкер оставляют в состоянии предварительного напряжения. При этом конусность клиньев подбирают с таким расчетом, чтобы они не раздвигались под нагрузкой, а толщину клиньев и пластин подбирают в зависимости от подъема упорного диска над опорой в процессе создания Предварительного напряжения, причем величина такого подъема (зазора) тем больше, чем дпинее стержень и деформативнее грунт. Анкер такой конструкции имеет несущую способность, равную несушей способности целого, ничем не ослабленного, стержня. Это позволяет снизить расход металла, в том числе стали повышенной прочности. Одновременно с этим у него повышается надежность вследствие работы стержня на растяжение без изгиба, поскольку упорный диск может быть прикреплен под углом к стержню параллельно плоскости опоры уже после закрепления анкерав скважине, а это .способствует уменьшению последствий перекоса стержня относительно опоры, возникаюш.его, как правило, при монтаже анкера. Кроме того, такой анкер обладает дополнительными преимуществами в сравнении с анкером, включающим резьбовое соединение упорного диска со стержнем. Он прост в изготовлении в построечных условиях, особенно при сварном соединении упорного диска со стержнем независимо от длины и диаметра последнего. Он позволяет без дополнительных трзщозатрат получить наружный конец анкера любой длины, которая требуется для сцепления с бетоном анкеруемой конструкции, поскольку упорный диск может быть прикреплен в любом Месте стержня, а в анкере с гайкой требуются дополнительные трудозатраты по нарезке лишней резьбь1 вдоль всего удлиненного участка стержня. Эта же. особенность анкера упрощает его подгонку по забуренной скважине. Для упрощения подсоединения натяжного устройства и при создании большой величины предварительного натяжения целесообразно снабжать конец стержня дополнительным упорным диском 8 жестко укрепленным на нем, а натяжное приспособление снабжать разъемной траверсой 9 с толкающими домкратами 10. Анкер с дополнительным диском работает следующим образом. На бетонную или металлическую опору 7 ставят голкаю цие домкраты 10 и упирают их в инвентарную, состоящую и двух половин разъемную траверсу 9, которую в свою очередь, упирают в упорный диск 8. При натружении домкратов их поршни толкают траверсу и в результате этого стержень нат гивается на заданную величину усилия. После этого анкер фиксируется в натянутом положении, как было описано выше, с помощью клиньев 6, а при необходимости и пластины 5 После фиксации натяжное приспособление отмается и анкер остается в натянутом положении. В случае, если размеры опоры не позволяют разместить на ней нужное число домкратов. их можно разместить на других опорах, для чего к прикрепляют необходимое число таких же дополнительных дисков. Формула изобретения 1. Грунтовый натяжной анкер, содержащий установленный в скважину стержень, один ко346нец которого жестко закреплен в скважине, а другой снабжен упорным диском и натяжным приспособлением, отличающийся тем, что, с целью повышения несушей способности и надежности анкера, он снабжен клиньями, расположенными под упорным диском со стороны скважины, направленными навстречу друг другу и охватывающими стержень, а упорный диск закреплен на стержне жестко. 2. Грунтовый натяжной анкер по п. 1, отличающийся тем, что натяжное приспособление содержит домкраты с разъемной траверсой, а стержень снабжен дополнительным упорным диском, жестко закрепленным на нем. Источники информации, принятые во внимание при экспертугзе 1.Авторское свидетельство СССР № 230029, кл. Е 02 D 5/54, 1967. 2.Бокия Б. В. Технология и механнзащ1я проведения горных выработок М., Недра, 1972, с. 65-72 (прототип).