Страница 2: Методические рекомендации по расчету и технологии сооружения анкерных удерживающих конструкций (46156)

Е - модуль упругости арматуры, Па;

Fa - площадь поперечного сечения арматуры анкерной тяги, м2;

Ео - модуль общей деформации грунта, Па;

l - длина анкерной тяги (от верха анкерной плиты до поверхности скольжения), м.

Таблица 1

27. На основании полученного значения Ωт по СН 365-67 и ВСН 98-74 определяют величину потерь предварительного натяжения от релаксации напряжений в арматуре и деформации верхнего анкера. При этом общее (с учетом потерь) предварительное усилие натяжения анкерной тяги не должно превышать предельной величины, установленной СН 365-67 и ВСН 71-70 для стадии создания предварительного натяжения, а удельное давление анкерной плиты на грунт - допустимой нагрузки Рдоп определяемой по выражению

                                            (11)

При несоблюдении условия (11) необходимо уточнить размеры анкерной плиты и величину требуемого усилия предварительного натяжения анкерной тяги Ωт.

28. Расчет анкерных железобетонных плит следует производить в соответствии с требованиями СН 365-67. Во всех случаях такой расчет должен содержать расчет на продавливание от действия силы Ωт, равномерно распределенной по ограниченной площади, определяемой размерами верхнего анкерного крепления.

29. Необходимое количество анкерных затяжек n определяют по формуле

                                                          (12)

Анкерные затяжки устанавливают в один или несколько рядов поперек оползневого массива. Расстояние l’ между рядами анкерных затяжек принимают таким, чтобы обеспечить удобство работ (бурение скважин, монтаж плит), но не более 3,5в, где в - ширина анкерной плиты.

30. При расчете глубины заделки нижнего анкера z в случае уширения нижней части скважины следует исходить из условия

            (13)

где                                                                                        (14)

                                                    (15)

k’зап - коэффициент запаса, учитывающий неоднородность грунтов коренных пород; k’зап = 1,20;

R - радиус уширенной части скважины, м;

γср - средний объемный вес грунта, Н/м3;

h - толщина оползневых накоплений, м;

r - радиус скважины, м;

с’ - сцепление грунта в зоне над уширенной частью скважины, Па;

 - коэффициент бокового давления;

φ’ - угол внутреннего трения грунта, расположенного ниже поверхности скольжения, град.;

φк, Ск - угол внутреннего трения и сцепление на контакте грунта с поверхностью свайной части анкерной заделки соответственно.

31. В случае закрепления нижнего анкера лишь за счет трения грунта по поверхности свайной заделки, образованной при твердении цементопесчаного раствора, залитого в скважину до поверхности скольжения оползня, глубину заделки следует рассчитывать по формулам

                                   (16)

или, в случае наклонного расположения анкерной заделки,

                                (16’)

где b - угол наклона анкерной тяги.

При закреплении нижнего анкера путем нагнетании раствора под давлением величину r следует принимать равной среднему радиусу закрепления.

32. При закреплении нижнего анкера в скальных грунтах глубину заделки z можно рассчитывать по формуле

                                                       (17)

где Rсц - сцепление цементопесчаного раствора со стенками скважины.

Технология сооружения анкерной конструкции

33. При устройстве анкерной затяжки рекомендуется следующая очередность работ (общий случай)х):

х) Очередность работ может меняться в зависимости от принятой схемы закрепления нижнего анкера.

подготовительные работы;

бурение скважины на расчетную глубину буровыми станками любого типа, обеспечивающими заданный угол наклона скважины и необходимый для производства работ диаметр скважины;

устройство в необходимых случаях в нижней части скважины уширения для закрепления нижнего анкера;

введение в скважину пучка высокопрочной проволоки или стержневой арматуры с нижним анкером;

закрепление нижнего анкера в скважине цементопесчаным раствором или химическими смолами;

заполнение верхней части скважины битумной мастикой или глиной;

устройство в необходимых случаях щебеночной распределительной подушки под анкерную плиту;

установка анкерной плиты над устьем скважины с пропуском пучка проволоки через вентральное отверстие анкерной плиты;

установка стальной распределительной плиты и обоймы верхнего анкера;

установка гидродомкрата и натяжение анкерной тяги с закреплением ее в верхнем анкере;

снятие гидродомкрата и обрезка арматуры;

изоляция верхнего анкерного закрепления от атмосферных воздействий.

34. Подготовительные работы включают очистку участка от растительности, планировку поверхности откоса или склона перед проведением буровых и монтажных работ, устройство дренажных и нагорных канав, предназначенных для отвода поверхностных вод с рабочей площадки, а также изготовление анкерных плит (если их не изготавливают непосредственно на месте производства работ), нижних анкеров, верхних анкерных креплений и анкерных тяг.

35. Изготовление анкерных тяг предусматривает обрезку арматуры и сборку ее в отдельные пряди, а также установку на конце анкерной тяги нижнего анкера. При сборке анкерной тяги производятся работы по антикоррозийной защите верхней части анкерной тяги: пропитка битумной или тиоколовой мастикой и последующее ее заключение в резиновую или полихлорвиниловую оболочку (рис. 3). Длину защитной оболочки следует назначать таким образом, чтобы ее нижний конец располагался на 0,5 - 0,6 м ниже поверхности скольжения оползня, а верхний конец не доходил до верха анкерной плиты на величину осадки плиты, определяемую расчетом.

Рис. 3. Анкерная тяга из стержневой арматуры (а) и из пучка высокопрочной проволоки (б, в):

1 - стержневая арматура; 2 - часть анкерной тяги, пропитанная битумной мастикой и заключенная в полихлорвиниловую оболочку или резиновый шланг; 3 - нижний анкер; 4 - пучок высокопрочной проволоки; 5 - металлическая скрутка; 6 - центральная резиновая или полихлорвиниловая трубка; 7 - сальник; 8 - обратный клапан; 9 - пробка

36. Длину анкерной тяги L (см. рис. 3) следует принимать

L = l0 + l1 + l2,                                                           (18)

где

l0 = h1 + h2 + h3 + k;

h1 - толщина анкерной плиты, м;

h2 - высота щебеночной подушки, м;

h3 - высота верхнего анкерного крепления, м;

k - необходимая длина пучка проволоки для заправки его в гидродомкрат, назначаемая исходя из технических характеристик гидродомкрата, м;

l1 - длина анкерной тяги от поверхности грунта до поверхности скольжения оползневого массива +0,5 м;

l2 - глубина заделки нижнего анкера, м.

37. Чтобы исключить коррозию высокопрочной арматуры, сборку анкерных тяг следует производить на специальных монтажных столах под навесом. Изготовление анкерных тяг должно опережать буровые работы, чтобы не допускать разрыва во времени между окончанием буровых работ и введением в скважину анкерной тяги.

38. Минимальный диаметр скважины, необходимый для устройства анкерной затяжки, составляет 50 мм. Однако при назначении диаметра скважины и при выборе типа бурового оборудования следует учитывать, что при закреплении нижнего анкера в скважине без ее уширения глубина его заделки в коренные породы существенно уменьшается при увеличении диаметра скважины.

39. Наиболее простой схемой закрепления нижнего анкера является омоноличивание этого анкера, представляющего собой шайбу с гайкой (в случае использования стержневой арматуры) либо каркасно-стержневой анкер МИИТа (в случае применения пучков высокопрочной проволоки), цементопесчаным раствором с передачей усилия от анкера через раствор на стенки скважины. В этих случаях анкер удерживается на месте только вследствие сцепления раствора со стенками скважины.

40. В случаях, когда грунты, расположенные ниже поверхности скольжения, не обладают достаточной прочностью, что приводит к необходимости чрезмерно увеличивать глубину заделки нижнего анкера, рекомендуется устраивать последний в скважинах с уширением. Уширение скважины можно производить как путем камуфлетного взрывания, так и с помощью специальных буровых наконечников, серийно выпускаемых отечественной промышленностью.

Уширение скважины камуфлетным взрыванием во всех случаях следует производить по специальному проекту с соблюдением требований «Единых правил безопасности при взрывных работах» (М., Госгортехиздат, 1963).

41. Сразу после окончания бурения скважин и устройства в необходимых случаях уширения в скважину осторожно вводят анкерную тягу, чтобы не допустить ее сильной деформации (искривления). Для исключения соприкосновения анкерной тяги со стенками скважины необходимо устраивать специальные направляющие (рис. 4), а конец анкерной тяги, чтобы предотвратить попадание грунта внутрь скважины, должен иметь направляющий конус из антисептированной древесины, оцинкованного железа или пластмассы.

42. После установки анкерной тяги в скважине нижнюю часть последней (до поверхности скольжения оползня) заполняют цементопесчаным или цементным раствором. Раствор в скважины для закрепления нижнего анкера можно подавать различными способами, зависящими от угла наклона, глубины и диаметра скважины, а также консистенции применяемого раствора.

Для нисходящих скважин при длине до 20 м и диаметре не менее 150 мм можно использовать способ свободной заливки раствора.

Рис. 4. Конструкция анкерной затяжки:

1 - анкерная плита; 2 - распределительная плита; 3 - верхний анкер; 4 - высокопрочная проволока; 5 - опалубка; 6 - цементопесчаный раствор; 7 - щебеночная подушка; 8 - поверхность грунта; 9 - битум; 10 - скважина; 11 - резиновый или полихлорвиниловый шланг; 12 - направляющие; 13 - поверхность скольжения; 14 - инъекционный раствор; 15 - нижний анкер; 16 - направляющий конус;

 - оползневые грунты;

 - коренные породы.

Для закреплений нижнего анкера в трещиноватых коренных породах рекомендуется применять инъецирование цементного или цементопесчаного раствора под давлением (приложение 1). Раствор, проникающий в поры и трещины коренных пород вокруг скважины, создает цементированную зону, прочно закрепляющую нижний анкер.

43. При закреплении нижнего анкера нагнетанием раствора под давлением необходимы растворосмесители (табл. 2), растворонасосы (табл. 3), нагнетательные трубопроводы, регулировочная и измерительная аппаратура.

Наиболее перспективным для дорожного строительства является использование передвижных цементационных установок (табл. 4).

Таблица 2

44. Чтобы избежать обрушения стенок скважины, цементный раствор необходимо нагнетать непосредственно после установки анкерной тяги в скважину. Чтобы раствор не расслаивался, его следует инъецировать в скважину непрерывно; в соответствии с этим типы растворонасоса и растворосмесителя нужно подбирать для каждого отдельного случая по производительности.