Проектирование и устройство грунтовых анкеров

4.1.24. Приемочным испытаниям следует подвергать все анкеры, кроме подвергнутых контрольным испытаниям.

4.1.25. Оценка несущей способности анкеров должна производиться сравнением результатов контрольных испытаний с показателями, полученными при пробных испытаниях, и результатов приемочных испытаний с контрольными.

4.1.26. По Окончании контрольных или приемочных испытаний анкер должен быть закреплен на конструкции под блокировочной нагрузкой.

4.1.27. Испытания анкеров следует производить только после достижения раствором заделки прочности, установленной проектом.

4.1.28. Результаты контрольных и приемочных испытаний следует вносить в "Сводные ведомости установленных анкеров" (обязательные приложения 7 и 8). Пробные испытания завершаются составлением акта, подписываемого проектной и подрядной организацией, проводящей испытания анкеров.

Результаты пробных испытаний вносят в акт и ведомость пробных испытаний (по образцу приложения 7).

4.1.29. Оборудование для натяжения анкеров следует выбирать в соответствии со справочным приложением 6.

4.2. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ВРЕМЕННЫХ АНКЕРОВ 4.2.1. Технология устройства анкера с погружением обсадной трубы забивкой с теряемым башмаком (черт. 11, а - д) включает в себя:

а) бурение скважины забивкой обсадных труб с теряемым башмаком;

б) установку тяги с изолирующей оболочкой внутрь обсадных труб и сбивание ею теряемого башмака в грунт;

в) поинтервальное, начиная с забоя, нагнетание цементного раствора под давлением в зону заделки анкера через обсадные трубы по мере их извлечения на 0,5 м;

Технологическая последовательность устройства анкера с забивкой обсадной трубы с теряемым башмаком

Черт. 11

Технологическая последовательность устройства анкера с погружением обсадной трубы вращательным бурением

Черт. 12

г) полное извлечение обсадных труб с заполнением скважины цементным раствором;

д) контрольные или приемочные испытания анкера (после набора цементным раствором проектной прочности) и блокировку анкера на строительной конструкции.

4.2.2. Технология устройства анкера с погружением обсадной трубы вращательным бурением и выносом породы через обсадную трубу (черт. 12, а - г) включает в себя:

а) бурение скважины;

б) установку тяги с изолирующей оболочкой внутрь трубы;

в, г) выполнение работ в соответствии с п. 4.2.1, в, г, д.

4.2.3. Технология устройства анкера в несвязных и связных грунтах с инъекцией цементного раствора через инъекционную трубку (черт. 13, а - е) включает в себя:

а) бурение скважины с обсадной трубой или без нее под глинистым раствором или шнеком в устойчивых грунтах;

б) установку тяги в скважину с изолирующей оболочкой и со стационарной и инвентарной инъекционными трубками в случае несвязных грунтов или заполнение скважин цементным раствором в устойчивых грунтах;

в) заполнение скважины цементным раствором и извлечение инвентарной инъекционной трубки в несвязных грунтах или установку тяги в скважину с изолирующей оболочкой и стационарной инъекционной трубкой в устойчивых грунтах;

г) технологический перерыв в течение суток на твердение раствора в скважине;

д) нагнетание цементного раствора под давлением по стационарной инъекционной трубке после предварительной подачи воды в трубку под давлением для прорыва цементной обоймы;

е) выполнение работ в соответствии с п. 4.2.1, д после набора прочности цементным раствором.

4.2.4. Технология устройства анкера в связных грунтах с разбуриванием уширений (черт. 14, а - д) включает в себя:

а) бурение скважины шнеком на глубину, превышающую длину анкера на 1-1,5 м;

б) разбуривание уширений инвентарным расширителем и удаление шлама;

в) заполнение скважины цементным раствором;

г) установку анкера в скважину;

д) выполнение работ в соответствии с п. 4.2.1, д.

4.2.5. Технология устройства вертикального анкера с вибропогружателем (черт. 15, а - ж) включает в себя:

а) установку анкерной тяги 4 с пятой 6 и уплотняющими кольцами 5 в обсадную трубу 3 и закрепление ее на трубе;

б) присоединение патрубка 2 и наголовника 1 с вибратором к обсадной трубе 3;

Технологическая последовательность устройства анкера с применением инъекционной трубки

Черт. 13

Технологическая последовательность устройства анкера в связных грунтах с разбуриванием уширений

Черт. 14

Технологическая последовательность устройства вертикального анкера с вибропогружателем

Черт. 15

в) погружение вибропогружателем В-401 обсадной трубы на проектную глубину;

г) подъем обсадной трубы на 0,3-0,5 м и подачу цементного раствора 7 в обсадную трубу 3 через штуцер 8 и освобождение обсадной трубы от пяты 6;

д) поинтервальное нагнетание в зону заделки 9 анкера цементного раствора под давлением 1,5-2 МПа после очередного подъема трубы на 0,5 ч;

е) извлечение обсадной трубы;

ж) блокировку анкера на строительной конструкции 10.

4.2.6. Технология устройства временных анкеров с канатной арматурой.

Эта технология аналогична технологии, представленной в пп. 4.2.1, 4.2.2, 4.2.4 и 4.2.5 для анкера без инъекционной трубки, в п. 4.2.3 или 4.2.5 - для анкера с инъекционной трубкой.

Технология устройства временного инъекционного анкера с манжетной трубой при наружном расположении тяги из канатной арматуры

Черт. 16

4.2.7. Технология устройства временного инъекционного анкера с манжетной трубой при наружном расположении анкерной тяги из канатной арматуры (черт. 16, а - е) включает в себя:

а) бурение скважины;

б) погружение анкера в скважину;

в) установку инъектора с двойным тампоном в манжетную трубу против нижних выпускных отверстий и замещение бурового раствора обойменным;

г) установку инъектора с двойным тампоном против манжеты пакера и нагнетание обойменного раствора в пакер под давлением 0,2-0,5 МПа;

д) поинтервальную, начиная с нижней манжеты, инъекцию цементного раствора в зону заделки анкера (после набора обойменным раствором прочности 0,8-1,5 МПа);

е) выполнение работ в соответствии с п. 4.2.1, д.

4.3. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ПОСТОЯННЫХ АНКЕРОВ 4.3.1. Технология устройства анкера с манжетной трубой при внутреннем расположении анкерной тяги из канатной арматуры (черт. 17, а - ж) включает в себя:

а) бурение скважины;

б) погружение манжетной трубы в скважину;

в) установку инъектора с двойным тампоном против нижних выпускных отверстий и замещение бурового раствора обойменным;

г) установку инъектора с двойным тампоном против манжеты пакера и нагнетание обойменного раствора в пакер под давлением 0,2-0,5 МПа;

д) поинтервальную, начиная с нижней манжеты, инъекцию цементного раствора в зону заделки анкера;

е) заполнение нижней (замковой) части манжетной трубы цементным раствором;

ж) установку тяги с изолирующей оболочкой внутрь манжетной трубы.

Далее после набора цементным раствором необходимой прочности производится испытание анкера и его блокировка на конструкции, а также нагнетание антикоррозионного состава в свободную часть тяги по трубке 15 (см. пп. 3.3.36 и 3.3.38).

4.3.2. Технология устройства постоянного инъекционного анкера с манжетной трубой и стержневой арматурой для песчаных и пылевато-глинистых грунтов аналогична технологии, представленной в п. 4.3.1, за исключением того, что заполнение антикоррозионным составом свободной части тяги производится на поверхности грунта.

4.3.3. Технология устройства постоянных инъекционных анкеров с упорной трубой и стержневой арматурой для песчаных и пылевато-глинистых грунтов аналогична технологии, представленной в пп. 4.21, 4.22, 4.24 и 4.25 для анкера без инъекционной трубки, в пп. 4.2.3 или 4.2.5 - для анкера с инъекционной трубкой.

Технологическая последовательность устройства постоянного анкера с манжетной трубой при внутреннем расположении тяги из канатной арматуры

Черт. 17

5. ИСПЫТАНИЯ АНКЕРОВ 5.1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ 5.1.1. Грунтовые анкеры следует подвергать трем видам испытаний: пробным, контрольным и приемочным.

5.1.2. Пробные испытания следует проводить с целью окончательного выбора типа и конструкции анкеров, отвечающих требованиям проекта в части несущей способности, надежности, долговечности, условиям строительства и стоимости.

5.1.3. Пробные испытания проводятся в полевых и заводских или лабораторных условиях.

5.1.4. Заводские или лабораторные испытания должны включать в себя: испытания на прочность элементов конструкции анкера, материалов и антикоррозионной защиты; отработку технологии изготовления элементов и сборки конструкции, а также антикоррозионной защиты.

5.1.5. Пробные полевые испытания анкеров на выдергивание проводят, как правило, на месте строительства, располагая заделку в грунтовых слоях, намеченных проектом. Отклонение углов наклона анкеров от проектных, как правило, не должно быть более 5°.

5.1.6. Количество анкеров, подвергаемых пробным полевым испытаниям на выдергивание, следует принимать в зависимости от общего количества устанавливаемых анкеров по проекту в каждом слое грунта в следующей пропорции: 1,5 %, но не менее 3 шт. для временных анкеров и 2 %, но не менее 3 шт. - для постоянных.

5.1.7. Часть анкеров, подвергаемых пробным испытаниям на выдергивание, но не менее 2, следует доводить до разрушения с целью установления предельной нагрузки, соответствующей потере несущей способности по грунту.

Для осуществления этих испытаний следует увеличить сечение тяги или уменьшить длину заделки анкера по сравнению с проектными значениями и довести нагрузку до величины Р_и, вызывающей напряжения в тяге, равные 0,95s_т.

5.1.8. При проведении пробных полевых испытаний на выдергивание следует зафиксировать следующие данные: гидрогеологические и грунтовые условия на месте испытания (деформационные характеристики грунтов следует определять прессиометрическими испытаниями), тип бурового оборудования, продолжительность проходки скважин, количество и вид промывочного бурового раствора; водоцементное отношение и состав цементного и обойменного растворов; марку цемента; количество и вид добавок; тип оборудования для приготовления цементного и обойменного растворов; продолжительность перемешивания; давление нагнетания раствора; количество нагнетаемого раствора по стадиям; метеорологические условия проведения испытаний; полные данные об испытании.

5.1.9. Перед началом испытаний анкеров на выдергивающую нагрузку следует провести аттестацию измерительной аппаратуры (манометры и динамометры) и натяжных устройств (домкрат и маслостанция).

5.1.10. Для контроля усилий натяжения анкера необходимо иметь: рабочий манометр, контрольный манометр для проверки рабочего, эталонный манометр и динамометры механического или электрического действия, с помощью которых можно измерять в течение длительного времени нагрузку на анкер.

5.1.11. Измерение перемещений свободного конца тяги анкера и анкеруемой конструкции (опорной плиты) производят относительно реперного устройства, представляющего собой жесткую раму, расположенную перед анкеруемой плитой (стенкой) на расстоянии 1,5-2 м.

Перемещения свободного конца тяги следует измерять с точностью 0,01 мм с помощью прогибомеров.

5.1.12. При испытании тяг, выполненных из канатной арматуры, для исключения искажения измерений из-за возможного проскальзывания тяг в зажимах следует дублировать измерения перемещений тяг с помощью прогибомеров, измерением перемещений отметок, сделанных на канатах (прядях), относительно втулки, в которую запрессовывается анкер, с помощью кронциркуля или стальной линейки.

5.1.13. После завершения пробных полевых испытаний следует откопать анкеры и установить: состояние и свободную длину анкеров; длину, конфигурацию и размеры заделки, вид и характер разрушения; состояние антикоррозионной защиты; вид грунта и его характеристики.

5.1.14. Контрольные испытания на выдергивающую нагрузку производятся для анкеров, установленных на сооружении, по укороченной программе пробных испытаний с целью установления несущей способности и надежности используемых анкеров в сравнении с опытными анкерами, испытанными при пробных испытаниях.

5.2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРОБНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА ВЫДЕРГИВАЮЩУЮ НАГРУЗКУ 5.2.1. Пробные испытания следует проводить в две серии ступенчато возрастающей нагрузкой начиная с Р₀ = 0,2Р_и. Диапазон нагрузок между Р₀ и Р_и следует разбивать на шесть ступеней Р_i. Выдержка во времени на каждой ступени нагрузки в первой серии испытаний принимается равной Dt, во второй серии - 10Dt.

После выдержки нагрузки на каждой ступени производят разгрузку до величины Р₀, при которой измеряют упругие (Dl_у) и остаточные перемещения (Dl_s). При следующей ступени нагружения следует регистрировать перемещения головки анкера на каждой промежуточной ступени нагрузки.

5.2.2. Значения Dt следует принимать: для скальных и несвязных грунтов, а также связных c показателем текучести I_Ð < 0 - 15 мин, для связных грунтов при значениях 0 £ I_Ð £ 1 - 180 мин.

5.2.3. Перемещения головки анкера следует измерять через 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 30... Dt, (10Dt) мин после достижения заданной нагрузки для данной ступени.

5.2.4. После выдержки на последней ступени нагрузки ее снижают до Р₀, замеряют упругие и остаточные перемещения головки анкера и, не менее чем для 2 опытных анкеров, нагрузку доводят до разрушающей, увеличивая нагрузку после Р_и ступенями по 0,1 Р_и. Для остальных опытных анкеров доводят нагрузку до значения 1,1 Р_w и закрепляют анкер на опорной конструкции.

5.2.5. По результатам испытаний определяют: предельную несущую способность анкера по грунту Р_к; упругие Dl_у и остаточные Dl_s перемещения; предельную нагрузку Р_кр; эффективную свободную длину тяги l_ff; коэффициент ползучести К_s; предельную нагрузку ползучести грунта Р_s.

По графику зависимости между нагрузкой и перемещением (черт. 18) определяют величины Р_к, Dl_у и Dl_s.

5.2.6. Для определения Р_кр, строят графики зависимостей между величиной Dl, достигнутой за время Dt и 10Dt, и нагрузкой на анкер (черт. 19). Предельную нагрузку Р_кр принимают наименьшей из двух величии  и  полученных соответственно при первой и второй сериях испытаний.

5.2.7. Эффективную свободную длину анкерной тяги l_ff определяют по формуле

,                                              (11)

где Dl_уi - упругая деформация анкерной тяги, возникающая при действии силы Р_i;

R - усилие трения анкерной тяги, определяемое отрезком линии В₀ - В₁ (черт. 20).

5.2.8. Коэффициент ползучести определяют по формуле

,                                                  (12)

где Dl_t1 и Dl_t2 - перемещения тяги анкера за периоды времени t₁ и t₂ соответственно (черт. 21).

5.2.9. Предельную нагрузку Р_s, при которой коэффициент ползучести К_s равен 2 мм, определяют по графику (черт. 22), у которого по оси абсцисс откладываются ступени нагрузок, а по оси ординат - соответствующие им коэффициенты ползучести (в мм).

График зависимости между нагрузкой и перемещением анкера при пробных испытаниях

Черт. 18

График зависимости между относительным перемещением и нагрузкой на анкер

Черт. 19

График зависимости между нагрузкой и упругими и остаточными деформациями

Черт. 20

График зависимости деформаций во времени для определения коэффициента ползучести

Черт. 21

График зависимости между коэффициентом ползучести и нагрузкой на анкер

Черт. 22

5.2.10. По результатам определения величины Р_к корректируют принятые расчетные величины - длину заделки анкера l_к и объем V нагнетаемого в скважину цементного раствора [формулы (6) и (7)]. Рабочая нагрузка Р_w и продельные нагрузки Р_к, Р_кр, и Р_s должны находиться в соотношениях: Р_w £ 0,5Р_к £ 0,9Р_кр £ 0,67Р_s - для временных анкеров и Р_w £ 0,4Р_к £ 0,9Р_кр £ 0,67Р_s - для постоянных анкеров. Значение рабочей нагрузки принимается наименьшее из этих значений.