3.1.17. При проектировании анкеров следует предусматривать такие конструктивные мероприятия, которые обеспечивают работоспособность строительной конструкции, удерживаемой группой анкеров, при выходе из строя одного анкера из этой группы.
3.1.18. При проектировании сооружений, закрепленных постоянными анкерами, следует предусматривать мероприятия по осуществлению контроля за напряженно-деформированным состоянием как самой конструкции, так и грунтовых анкеров. Периодический контроль как во время строительства, так и при эксплуатации должен включать измерение нагрузок на анкеры, деформации и смещения закрепленной анкерами конструкции.
3.1.19. Количество анкеров, на которых осуществляется контроль нагрузки, следует назначать в зависимости от их общего количества в следующей пропорции:
при общем количестве до 50 анкеров - 10 %;
" " " " 100 " - 7 %;
" " " свыше 100 " - 5 %.
3.1.20. Постоянные анкеры не следует применять в грунтах, обладающих сильной и очень сильной агрессивностью к бетону.
3.1.21. Постоянные анкеры, как правило, следует конструировать со свободной тягой в заделке (тип II), так как в этом случае при работе анкера цементный камень в заделке работает на сжатие, что исключает появление трещин в цементном камне и, как следствие, предохраняет анкерную заделку от коррозии.
3.1.22. Инъекция может осуществляться при помощи инъекционной трубки, манжетной колонны или через обсадные трубы.
3.1.23. Инъекционные трубки следует выполнять из цельнотянутых стальных труб, рассчитанных на давление 10 МПа, с проходным отверстием диаметром не менее 8 мм. Отверстия в трубке для инъекцирования раствора должны иметь диаметр 6-8 мм.
3.1.24. Цилиндрические анкеры следует применять в скальных грунтах. Анкеры с уширением разбуренным инвентарным расширителем применяют преимущественно в суглинках и глинах твердой и полутвердой консистенции. Для повышения несущей способности анкера следует выполнять несколько уширений, расстояния между которыми (l) должны удовлетворять условию: l = 3Dy, где Dy - диаметр уширения.
3.1.25. Тягу следует проектировать из стержневой арматуры класса А-IV, A-V, А-III, упрочненной вытяжкой (ГОСТ 5781-82 и ЧМТУ 1-177-67), отдавая предпочтение термически упрочненной стали с винтовым профилем (ТУ 14-2-86-86) или канатной (прядевой) арматуре, применяемой в предварительно напряженных железобетонных конструкциях (ГОСТ 13840-68 и ТУ 14-4-22-71).
3.1.26. При изготовлении анкерных тяг из стержневой арматуры класса А-IV, A-V, А-III, на конце которых приваривается шпилька ванной или контактной стыковой сваркой, тяга должна пройти предварительное (до установки анкера в скажину) испытание на стенде с целью определения прочности сварки на растяжение от нагрузки.
3.1.27. Для анкеров с тягами из стержневой арматуры гайки и шайбы следует проектировать со сферической поверхностью, чтобы исключить перенапряжение материала тяги от внецентренного приложения нагрузки.
3.1.28. Заделку анкера в грунте следует создавать нагнетанием цементного раствора из портландцемента, воды и, при необходимости, пластифицирующих добавок.
В качестве пластифицирующих добавок применяют СДБ или мылонафт. СДБ вводят в количестве 0,2 % сухого вещества от массы цемента, а мылонафт - 0,12-0,15 %.
3.1.29. Цементный раствор должен обладать оптимальной вязкостью и минимальным водоотделением.
3.1.30. Водоцементное отношение при достижении оптимальной вязкости следует принимать в пределах 0,45-0,55. Натяжение анкеров необходимо производить через 3-5 сут, но не ранее, чем будет достигнута прочность цементного камня 20 МПа.
3.1.31. Применение пуццолановых, глиноземистых и шлаковых портландцементов не допускается.
3.1.32. Марка цемента, применяемого для затворения растворов при устройстве анкеров, должна быть не ниже 400.
3.1.33. Для затворения цементных растворов не допускается применение морской воды или воды, содержащей хлоридов свыше 300 мг на 1 л.
3.1.34. Тяга для центрирования в скважине должна иметь по всей длине фиксаторы на расстоянии 1,5-2,0 м друг от друга. Их следует выполнять из полосовой стали сечением 204 мм в виде пяти скоб, равномерно распределенных по периметру тяги, или из отрезков пластиковых труб с продольными разрезами по периметру.
3.1.35. Постоянные анкеры по всей длине должны иметь равнозначную по надежности антикоррозионную защиту, степень которой следует назначать в зависимости от продолжительности эксплуатации и уровня агрессивности среды.
3.1.36. При отсутствии грунтовых вод, неагрессивности среды и сроке эксплуатации до двух лет можно применить анкеры (тип I) без упорной трубы и специальной антикоррозионной защиты, ограничиваясь защитой в зоне заделки цементным камнем толщиной 20 мм, а в свободной зоне анкера - цементно-бентонитовым материалом.
3.1.37. В сильноагрессивных средах (средняя интенсивность коррозии свыше 0,5 мм/год) при сроке эксплуатации более двух лет следует применять усиленную антикоррозионную защиту.
3.1.38. В среднеагрессивных средах (средняя интенсивность 0,1-0,5 мм/год) при сроке эксплуатации более двух лет следует применять нормальную антикоррозионную защиту.
3.1.39. В слабоагрессивных средах (средняя интенсивность коррозии до 0,1 мм/год) при сроке эксплуатации до двух лет допускается легкая антикоррозионная защита.
3.1.40. Усиленная антикоррозионная защита тяги в области заделки должна включать: цементный камень толщиной более 20 мм и упорную трубу (ГОСТ 8731-74 и ГОСТ 8733-74), работающих на сжатие: оболочку из полиэтилена (ГОСТ 226891-77, ГОСТ 18599-83 и ГОСТ 19034-82); заполняющую массу (ЭКН, герметик Гидропроекта или гидрофобный заполнитель ЛЗ-КI).
3.1.41. Упорная и манжетные трубы при усиленной антикоррозионной защите должны защищаться металлизационным покрытием алюминия толщиной 200 мкм или слоем цементного камня, работающего на сжатие, толщиной 3 см.
3.1.42. Замковая труба должна защищаться металлизационным покрытием алюминия толщиной 200 мкм.
3.1.43. Усиленная антикоррозионная защита в свободной части должна состоять из слоя глиноцементного камня, защитной полиэтиленовой оболочки и антикоррозионной массы.
3.1.44. Антикоррозионная защита оголовка всех постоянных анкеров включает в себя: защитный гидроизоляционный колпак и антикоррозионный состав, заполняющий свободное пространство скважины и колпака.
3.1.45. Перед нанесением металлизационного покрытия с защищаемой поверхности стали должна быть полностью удалена ржавчина.
3.1.46. Металлизационное покрытие следует предохранять от механических повреждений при складировании, транспортировании и установке анкера.
3.1.47. Необходимая толщина защитного слоя заполняющего состава между тягой и защитной оболочкой должна обеспечиваться установкой разделителя в виде проволоки заданной толщины, намотанной винтообразно на тягу.
3.1.48. При нормальной антикоррозионной защите анкеров (в среднеагрессивных средах) манжетная и упорная трубы могут не иметь металлизационного покрытия.
3.1.49. В расчетах следует рассматривать потенциальный механизм возможного разрушения для всех основных составляющих материалов и поверхностей раздела (в грунтовом массиве; на контактах "грунт - цементный камень", "цементный камень - тяга или упорная труба", "тяга - оголовок", "оголовок - закрепляемая конструкция", а также следует назначать соответствующий коэффициент надежности, который представляет собой отношение соответствующей предельной нагрузки к рабочей нагрузке.
3.1.50. Коэффициенты надежности по материалу ??m и грунту g при расчете по первому предельному состоянию следует принимать равными: m = 2,0 и g = 2,5 - для постоянных анкеров; ??m = 1,6 и g = 2,0 - для временных.
Коэффициент надежности по нагрузке ??f = Ри/Рw принимается равным: для постоянных анкеров - 1,5; для временных 1,25.
3.1.51. Динамические воздействия не должны превышать рабочую нагрузку Рw более чем на 20 %.
3.1.52. В составе проекта должны быть разработаны разделы ППР и раздел проведения опытных, контрольных и приемочных испытаний.
3.2. РАСЧЕТ АНКЕРОВ
Расчет устойчивости ограждений котлованов и подпорных стен, закрепленных грунтовыми анкерами
3.2.1. Оптимальное положение анкера в грунте подбирают в процессе расчета устойчивости системы "стена - грунт - анкер" на опрокидывание вокруг низа анкеруемой стенки исходя из условия, что прочность грунтов на сдвиг в системе преодолена и образуется "глубокая линия скольжения" (метод Кранца).
3.2.2. За "глубокую линию скольжения" принимают (черт. 3) прямую между точкой поворота анкеруемой стенки и точкой с, расположенной посередине длины заделки анкера.
Расчетная схема определения устойчивости ограждающей стенки по "глубокой линии скольжения" (метод Кранца)
Черт. 3
3.2.3. Построенный из условия равновесия заштрихованной призмы авсе силовой многоугольник включает в себя вес грунта G, равнодействующую активного давления Eа на анкеруемое сооружение, силу реакции RS, несущую способность анкера Ра и равнодействующую активного давления грунта на фиктивную анкерную стенку. Решение силового многоугольника позволяет определить горизонтальную проекцию Рах несущей способности анкера, которая приводит заштрихованную призму в состояние предельной устойчивости.
3.2.4. Коэффициент устойчивости Ку системы "стена - грунт - анкер" на опрокидывание определяют из отношения
(1)
3.2.5. Устойчивость на опрокидывание многократно заанкерованных конструкций проверяют по "глубоким линиям скольжения", соответствующим расположению анкеров (справочное приложение 2).
Расчет несущей способности анкеров
3.2.6. Расчетная нагрузка на анкер по несущей способности основания Рd должна устанавливаться из условия
, (2)
где ??n - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным: 1,4 - для постоянных анкеров; 1,2 - для временных.
3.2.7. Несущую способность инъекционных анкеров по грунту основания определяют по формуле
, (3)
где Dк - диаметр заделки (корня) анкера;
УI и cI - расчетные средневзвешенные значения по длине заделки: угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта соответственно;
од - усредненное по боковой поверхности заделки анкера природное напряжение грунта, определяемое по формуле (4);
Кр - коэффициент, зависящий от отношения диаметра скважины Dс к диаметру заделки Dк, природного напряжения, прочностных и деформационных характеристик грунта, находящегося в зоне заделки анкера, определяемый по формуле (5);
с - коэффициент условий работы, принимаемый для песчаных грунтов равным 0,72, для пылевато-глинистых - 0,64.
3.2.8. Величину од определяют по формуле
, (4)
где ??I - средневзвешенное значение по глубине hк удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды;
hк - глубина заложения центра заделки анкера от поверхности грунта;
0 - коэффициент бокового давления грунта в природном состоянии (покоя), принимаемый для песков и супесей равным ??0 = 0,43; для суглинков 0 = 0,55; для глин ??0 = 0,72;
g - приведенная к равномерно-распределенной в уровне центра заделки нагрузка на поверхности и от соседних фундаментов зданий;
a - угол наклона анкера к горизонтали.
3.2.9. Величину Кр определяют по формуле
, (5)
где ;
;
E0, v0 - cредневзвешенные значения по длине заделки модуля деформации грунта и коэффициента Пуассона соответственно.
3.2.10. Для определения величины Dк задаются отношением Dс/Dк равным 0,9; 0,6 и 0,3. По этим значениям Dс/Dк и заданному значению lк, определяют величины Pd по формуле (3).
Составляют график зависимости Pd от Dс/Dк. По этому графику, зная величину Pd, находят отношение Dс/Dк и по нему величину Dк, которая должна быть обеспечена нагнетанием необходимого объема цементного раствора в скважину.
3.2.11. Необходимый объем цементного раствора, нагнетаемого в скважину для анкеров с пакером или манжетной трубой, определяют по формуле
, (6)
где n = В/Ц - весовое водоцементное отношение;
dт - диаметр тяги или манжетной трубы в зоне заделки анкера.
Для анкеров с инъекционной трубкой при повторном инъецировании
. (7)
3.2.12. Расчет несущей способности грунтовых анкеров с разбуренным уширением следует определять по формуле
, (8)
где ;
а1 и а2 -коэффициенты, определяемые по табл. 9 СНиП 2.02.03-85;
Dу - диаметр уширения;
су - коэффициент условной работы, принимаемый равным для пылевато-глинистых грунтов - 0,7, для текучепластичных - 0,6.
Расчет прочности материала тяг анкеров
3.2.13. Площадь сечения тяги анкера Fа, должна удовлетворять условию:
а) для постоянных анкеров
; (9)
б) для временных
. (10)
3.3. КОНСТРУКЦИИ АНКЕРОВ
Временный анкер со стержневой арматурой
3.3.1. Анкер (черт. 4) состоит из тяги 2, изолирующей пластмассовой оболочки 3, оголовка 1, заделки 4, фиксаторов 6 и пяты 5.
Временный анкер со стержневой арматурой.
Черт. 4
3.3.2. Тяга анкера преимущественно должна быть выполнена из стержневой термически упрочненной стали с винтовым профилем или из стержневой арматуры класса А-IV, А-V и А-III, упрочненной вытяжкой.
3.3.3. Для закрепления анкера на конструкции изготавливают из стального литья марки 35ГЛ или 20Л (ГОСТ 977-75) гайки, шайбы и опорные плиты со сферическими поверхностями.
3.3.4. К тягам, изготовленным из стержневой арматуры, приваривают ванной или контактной стыковой сваркой шпильку длиной 0,5 м, выточенную из материала, обеспечивающего равнопрочность стыкового соединения.
