Страница 4: ДСТУ-Н Б EN 1997-1:2010. Єврокод 7. Геотехнічне проектування. Частина 1. Загальні правила (61023)

Розділ 8. Анкери

8.1 Загальні положення

8.1.1 Сфера застосування

(1)Р Цей розділ застосовується для проектування тимчасових або постійних анкерів, використовуваних:

- для утримуючих підпірних споруд;

- для забезпечувати стійкість укосів, виїмок чи тунелів;

- для не допущення гідравлічного підйому споруди;

передаючи зусилля розтягування на міцний шар нескельного або скельного ґрунту.

(2)Р Цей розділ застосовується до:

- попередньо напружуваних анкерів, що складаються з голови, вільної частини тяги і нерухомої частини анкера, закладеної у ґрунт ин’єктуванням;

- ненапружуваних анкерів, які складаються з голови анкера, вільної частини тяги і закладення, такого як нерухома частина анкера, закладена у ґрунт ин’єктуванням, пальовий анкер, гвинтовий анкер або болт у скелі.

(3) Цей розділ не застосовується до забивання ґрунту.

(4)Р розділі 7 застосовується до проектування анкерів з розтягнутими палями.

8.1.2 Визначення

8.1.2.1

постійний анкер

анкер з проектним терміном служби більше двох років.

ПРИМІТКА визначення узяте з EN 1537:1999.

8.1.2.2

тимчасовий анкер

анкер з проектним терміном служби менше двох років.

ПРИМІТКА визначення узяте з EN 1537:1999.

8.1.2.3

приймальне випробування

випробування навантаженням на місці для підтвердження, що кожен анкер відповідає проектним вимогам.

8.1.2.4

випробування на експлуатаційну придатність

випробування навантаженням на місці для підтвердження, що конкретний проектний анкер буде придатний в конкретних ґрунтових умовах.

ПРИМІТКА визначення узяте з EN 1537:1999.

8.1.2.5

дослідне випробування

випробування навантаженням для визначення граничного опору анкера на контакті розчин/грунт і для визначення характеристик анкера в робочому діапазонів навантажень.

ПРИМІТКА визначення узяте з EN 1537:1999.

8.1.2.6

довжина закладання анкера

довжина анкера, на яку він закладений в ґрунт цементним розчином.

8.1.2.7

вільна довжина тяги

довжини тяги між головою анкера і найближчим кінцем закладеної частини.

ПРИМІТКА визначення узяте з а1537:1999.

8.1.2.8

довжина закладання тяги

довжина тяги безпосередньо закладеної розчином і здатна передавати докладені навантаження розтягування.

ПРИМІТКА визначення узяте з EN 1537:1999.

8.2 Граничні стани

(1)P наступні граничні стани повинні бути враховані для анкерів, узяті окремо і в поєднання:

- руйнування конструкції тяги або голови анкера під дією прикладеного напруження;

- викривлення або корозія голови анкера;

- для закладених анкерів: руйнування на інтерфейсі між цементним каменем і ґрунтом;

- для закладених анкерів: руйнування зчеплення між арматурним стрижнем і цементним каменем;

- для пальового анкера руйнування у наслідок недостатньої міцності стовпа (палі);

- втрата анкерної сили в разі надмірного переміщення голови анкера або текучості і релаксації;

- руйнування або надмірна деформація частин споруди під впливом прикладеної анкерної сили;

- порушення загальної рівноваги утримуваного ґрунту і утримуючої споруди;

- взаємодія груп анкерів з ґрунтом і сусідніми спорудами.

8.3 Проектні ситуації і дії

(1)Р При виборі проектних ситуацій необхідно розглядати:

- всі обставини (випадки) на протязі зведення споруди;

- всі передбачувані обставини на протязі проектного життя (терміну служби) споруди;

- всі доречні граничні стани, вказані вище у 8.2, і їх поєднання;

- передбачуваний рівень ґрунтових вод і тиски води в замкнутих водоносних горизонтах;

- наслідки руйнування будь якого анкера;

- вірогідність того, що сили, прикладені до анкера при попередньому напруженні (анкерне навантаження), можуть перевищувати сили, необхідні (потрібні) для проектування конструкції.

(2)Р Для проектованого анкера анкерна сила, Р, повинна розглядатися як несприятлива дія.

8.4 Питання проектування і конструювання

(1)Р Проект анкера і технічні умови для їх влаштування повинні брати до уваги будь які несприятливі ефекти напруження натягнення, передавані на ґрунт навколо анкера.

(2)Р Зона ґрунту, на яку передаються зусилля натягнення, повинна бути включена в дослідження.

(3)Р Для попередньо напружених анкерів голова анкера повинна дозволяти натягнути тягу або стрижень, дати випробувальне навантаження натягнення, заблокувати і, якщо це потрібно за проектом, звільнити, ослабити і знову натягнути анкери.

(4)Р Для всіх типів анкерів голова анкера повинна допускати кутові відхилення анкерної сили з урахуванням 6..3 EN 1537:1999 і пов’язані з цим деформації, можливі на протязі проектного періоду життя споруди.

(5)Р При комбінуванні різних матеріалів в анкері їх проектна міцність повинна оцінюватися з врахуванням сумісності їх деформацій.

(6)Р Оскільки ефект анкерних систем залежить від їх вільної частини арматури, повинні бути задоволені наступні вимоги:

- анкерна сила в ґрунті повинна діяти на такій відстані від утримуваного масиву ґрунту, щоб не порушувати стійкості цього масиву при негативних впливах;

- анкерна сила в ґрунті повинна діяти на такій відстані від існуючих фундаментів, щоб виключати будь які шкідливі дії для них;

- необхідно прийняти заходи, щоб уникнути несприятливої взаємодії між ділянками закладення тяг анкерів, розташованих поруч один з одним.

(7) Щоб не допустити несприятливої взаємодії між ділянками закладення тяг анкерів, інтервал між цими ділянками по можливості повинно бути не менше 1,5 м.

(8)Р Слід застосовувати лише ті анкерні системи, які пройшли пробні випробування (дивись EN 1537:1999), або для яких існує задокументований позитивний досвід експлуатації і терміну служби.

(9)Р Напрям тяги повинен бути таким, щоб вона могла витримувати попереднє напруження при деформаціях, обумовлених потенційними механізмами руйнування. У випадку, коли це неможливо, всі несприятливі ефекти повинні бути враховані в проекті.

(10)Р Для закладених і гвинтових анкерів характеристична величина опору висмикуванню, R_a;k,повинна визначатися на основі контрольних випробувань відповідно до 8.7 або з співставлюваного досвіду. Проектний опір повинен перевірятись приймальними випробуваннями після виконання робіт.

(11)Р Стан вільної частини тяги попередньо напружених ґрунтових анкерів повинен перевірятися у відповідності з EN 1537:1999.

(12)Р Адекватну блокуючу силу необхідно використовувати для забезпечення, щоб опір анкеру при граничному стані за придатністю до експлуатації був мобілізований при сприйнятливих переміщеннях голови.

(13)Р захист від корозії попередньо напружених анкерів повинен виконуватися у відповідності з 6.9 EN 1537:1999.

(14)Р Захист від корозії анкерів із сталевою арматурою повинен проектуватись беручи до уваги агресивність навколишнього ґрунту.

(15) При необхідності захисту сталевих тяжів від корозії повинні використовуватись необхідні способи, такі як захисний футляр (обшивка) або оснащення протекторною сталлю.

8.5 Проектування за крайнім граничним станом (за втратою несучої здатності)

8.5.1 Проект анкера

(1)Р Проектна величин, R_a;d, опору висмикуванню, R_a, анкера повинна задовольняти граничний стан:

P_d ≤ R_a;d

(2) Проектні величини опору висмикуванню можуть визначатися з результатів випробувань анкерів або визначенням.

8.5.2 Проектні величини опору висмикуванню, виведені з результатів випробувань

(1)Р Проектна величина опору висмикуванню повинна виводитися з характеристичної величини використовуючи рівняння:

R_a;d = R_a;k/γ_a

ПРИМІТКА Окремий коефіцієнт, γ_a, бере до уваги несприятливі відхилення опору висмикуванню анкеру.

(2)Р окремі коефіцієнти γ_a повинні застосовуватись у рівнянні (8.2) як визначено в А3.3.4(1) Р.

ПРИМІТКА Величина окремого коефіцієнту може міститися в національному додатку. рекомендовані величини для постійних або змінних ситуацій надані в таблиці А.12

(3) характеристична величина повинна відповідати результатам випробування на експлуатаційну придатність з застосування коефіцієнту кореляції ξ_а.

ПРИМІТКА 8.5.2(3) відноситься до таких типів анкерів, які окремо не перевіряються при приймальних випробуваннях. При використанні коефіцієнта кореляції ξ_а, він повинен базуватись на співставлюваному досвіду або прийматься з Національного додатку.

8.5.3 Проектна величина опору висмикуванню, встановлювана визначення

(1)Р Проектна величина опору висмикуванню повинна оцінюватись відповідно до принципів, що приведені у 2.4.7 і 2.4.8.

8.5.4 Проектна величина опору анкерної конструкції

(1)Р Запроектована анкерна конструкція повинна задовольняти наступній нерівності:

R_a;d ≤ R_t;d

(2)P Опір матеріалу анкера R_t;dповинен визначатись у відповідностіз EN 1992, EN 1993 і EN 1537:1999, де необхідно.

(3)Р Якщо анкери перевіряються на придатність до експлуатації, R_t;dповинен братися на основі перевірки навантаженням (дивись 9.5 EN 1537:1999).

8.5.5 Проектна величина анкерного навантаження

(1)Р Проектна величина анкерного навантаження Р_d повинна виводитися з проекту утримуючої конструкції, як максимальна величина:

- сили крайнього граничного стану (за втратою несучої здатності), прикладеної до утримуючої конструкції, і якщо необхідно

- сили граничного стану за придатністю до експлуатації, прикладеної до утримуючої конструкції.

8.6 Проектування за граничним станом за придатністю до експлуатації

(1)Р Для перевірки за граничним станом за придатністю до експлуатації анкер повинен розглядатися як пружина.

(2)Р Для попередньо напружених анкерів (наприклад, закладених анкерів) пружина повинна розглядатися, як гнучка (пружна), попередньо напружена.

(3) При аналізі проектної ситуації, вказаної в 8.6(2)Р, повинно вибиратись найбільш несприятливе поєднання мінімальної або максимальної жорсткості анкера і мінімальної або максимальної попереднього напруження.

(4) коефіцієнт моделі слід застосовувати до SLS сили, що гарантує, що опір анкера має достатній запас по безпеці.

ПРИМІТКА Величина коефіцієнта моделі може міститися в національному додатку.

(5) Коли розглядається ненапружуваний анкер як пружний (ненапружений), його жорсткість повинна вибиратися досягненням сумісності між визначеними переміщеннями утримуючої конструкції з переміщеннями і подовженням анкера.

(6) Необхідно брати до уваги ефекти будь яких деформацій, виникаючих у сусідніх фундаментах, від сили попереднього напруження анкерів.

8.7. випробування на придатність

(1)Р випробування на придатність повинні бути точно встановлені для закладених анкерів, гвинтових анкерів і болтів в скелі. Виконання випробування повинно відповідати вимогам EN 1537:1999.

(2) не менше трьох випробувань на придатність необхідно провести для визначення характеристичного опору анкера для кожного стану ґрунту і конструкції.

(3)Р Пробне навантаження Р_р випробування на придатність для закладеного анкера повинне відповідати вимогам EN 1537:1999.

(4) Якщо проведення спеціальних випробувань неможливе, випробування на придатність для гвинтових анкерів і болтів у скелі повинні виконуватись за тією ж схемою, яка вказана у EN 1537:1999 для закладених анкерів.

8.8 Приймальні випробування

(1)Р В проекті повинно бути вказано, що всі закладені анкери повинні проходити приймальні випробування до блокування і після їх прийняття в експлуатацію.

(2)Р Схема приймальних випробувань повинна відповідати правилам, наданим у EN 1537:1999 для закладених анкерів.

(3) Де групи анкерних коренів з відстанню один від одного менше 1,5 м, після закінчення операцій блокування повинні бути проведені вибіркові контрольні випробування.

8.9 нагляд і моніторинг

(1)Р нагляд і моніторинг повинні виконуватися відповідно до правил, наданих в розділі 4 цих норми і 9.10 і 9.11 EN 1537:1999. де це доречно.

Section 8 Anchorages

8.1 General

8.1.1 Scope

(1)P This Section applies to the design of temporary and permanent anchorages used:

— to support a retaining structure;

— to provide the stability of slopes, cuts or tunnels;

— to resist uplift forces on structures.

by transmitting a tensile force to a load bearing formation of soil or rock.

(2)P This Section is applicable to;

— pre-stressed anchorages consisting of an anchor head, a tendon free length and a tendon bond length bonded to the ground by grout;

— non pre-stressed anchorages consisting of an anchor head, a tendon free length and a restraint such as a fixed anchor length bonded to the ground by grout, a deadman anchorage, a screw anchor or a rock bolt.

(3) This Section should not be applied to soil nails.

(4)P Section 7 shall apply to the design of anchorages comprising tension piles.

8.1.2 Definitions

8.1.2.1

permanent anchorage

anchorage with a design life of more than two years

NOTE definition taken from EN 1537:1999

8.1.2.2

temporary anchorage

anchorage with a design life of less than two years

NOTE definition taken from EN 1537:1999

8.1.2.3

acceptance test

load test on site to confirm that each anchorage meets the design requirements

8.1.2.4

suitability test

load test on site to confirm that a particular anchor design will be adequate in particular ground conditions

NOTE definition taken from EN 1537:1999

8.1.2.5

investigation test

load test to establish the ultimate resistance of an anchor at the grout/ground interface and to determine the characteristics of the anchorage in the working load range

NOTE definition taken from EN 1537:1999

8.1.2.6

anchor bond length

length of the anchor that is bonded directly to the ground through a grout body

8.2.1.7

tendon free length

the length of the tendon between the anchor head and the proximal end of the tendon bond length

NOTE definition taken from EN 1537:1999

8.1.2.8

tendon bond length

length of the tendon that is bonded directly to the grout and capable of transmitting the applied tensile load

NOTE definition taken from EN 1537:1999

8.2 Limit states

(1)P The following limit states shall be considered for anchorages, both individually and in combination:

— structural failure of the tendon or anchor head, caused by the applied stresses;

— distortion or corrosion of the anchor head;

— for grouted anchors, failure at the interface between the body of grout and the ground;

— for grouted anchors, failure of the bond between the steel tendon and the grout;

— for deadman anchorages, failure by insufficient resistance of the deadman;

— loss of anchorage force by excessive displacements of the anchor head or by creep and relaxation;

— failure or excessive deformation of parts of the structure due to the applied anchorage force;

— loss of overall stability of the retained ground and the retaining structure;

— interaction of groups of anchorages with the ground and adjoining structures.

8.3 Design situations and actions

(1)P When selecting the design situations, consideration shall be given to:

— all circumstances during the construction of the structure;

— all anticipated circumstances during the design life of the structure;

— all pertinent limit states of the list compiled in 8.2, and their combinations;

— the anticipated level of the ground-water and water pressures in confined aquifers;

— the consequences of the failure of any anchorage;

— the possibility that the forces applied to the anchorage during pre-stressing (anchorage load) may exceed the forces required for the design of the structure.

(2)P The anchorage load, P, shall be treated as an unfavourable action for the anchorage design.

8.4 Design and construction considerations

(1)P The design of the anchorage and the specification for its execution shall take into account any adverse effects of tensile stresses transmitted to ground beyond the vicinity of the anchorage.

(2)P The zone of ground into which tensile forces are to be transferred shall be included in site investigations.

(3)P For pre-stressed anchorages, the anchor head shall allow the tendon or rod to be stressed, proof-loaded and locked-off and, if required by the design, released, de-stressed and re-stressed.

(4)P For all types of anchorage, the anchor head shall be designed to tolerate angular deviations of the anchor force, taking into account 6.3 of EN 1537:1999, and to be able to accommodate deformations, which may occur during the design life of the structure.

(5)P Where different materials are combined in an anchorage, their design strengths shall be assessed with due account of the compatibility of their deformation performance.

(6)P Since the effect of anchorage systems depends on their tendon free lengths, the following requirements shall be fulfilled:

— the anchor force shall act in ground that is sufficiently distant from the retained volume of ground that the stability of this volume is not adversely affected;

— the anchor force shall act in ground that is sufficiently distant from existing foundations to

avoid any adverse effects on them;

— measures shall be taken to avoid adverse interactions between the tendon bond lengths of anchorages that pass close to each other;

(7) Adverse interactions between the tendon bond lengths of anchorages should be avoided, if possible, by keeping a space not less than 1,5 m between them.

(8)P Only anchorage systems shall be used that have been tested by investigation tests (see EN 1537:1999) or for which successful comparable experience is documented in terms of both performance and durability.

(9)P The direction of the tendon shall normally be such as to provide self-stressing with deformations due to potential failure mechanisms. In case this is not feasible, adverse effects shall be taken into account in the design.

(10)P For grouted anchorages and screw anchorages, the characteristic value of the pull-out resistance, Ra_;k, shall be determined on the basis of suitability tests according to 8.7 or comparable experience. The design resistance shall be checked by acceptance tests after execution.

(11)P The performance of the tendon free length of pre-stressed ground anchorages shall be checked in accordance with EN 1537:1999.

(12)P A sufficient lock-off force shall be used to ensure that the anchorage resistance under serviceability limit state conditions will be mobilised with tolerable head displacements.

(13)P Corrosion protection of pre-stressed anchorages shall comply with 6.9 of EN 1537:1999.

(14)P Corrosion protection of anchorages having a steel tendon shall be designed taking into account the aggressiveness of the ground environment.

(15) Suitable means, such as the use of a protective sheath or the provision of sacrificial steel, should be specified if necessary to protect steel tendons against corrosion.

8.5 Ultimate limit state design

8.5.1 Design of the anchorage

(1)P The design value, R_a;d , of the pull-out resistance, R_a, of an anchorage shall fulfil the limit condition:

(8.1)

(2) Design values of pull-out resistance may be determined from the results of tests on anchorages, or by calculations.

8.5.2 Design values of pull-out resistance determined from the results of tests

(1)P The design value of the pull-out resistance shall be derived from the characteristic value using the equation:

(8.2)

NOTE The partial factor, γ_a, takes into account unfavourable deviations of the pull-out resistance of the anchorage.

(2)P The partial factors γ_a defined in A.3.3.4(1)P shall be used in equation (8.2).

NOTE The value of the partial factor may be set by the National annex. The recommended values for persistent and transient situations are given in Table A.12.

(3) The characteristic value should be related to the suitability test results by applying a correlation factor ξ_а .

NOTE 8.5.2(3) refers to those types of anchorage that are not individually checked by acceptance tests. If a correlation factor ξ_а is used, it must be based on experience or provided for in the National annex.

8.5.3 Design values of pull-out resistance determined by calculations

(1)P The design value of pull-out resistance shall be assessed according to the principles in 2.4.7 and 2.4.8, where appropriate.

8.5.4 Design value of the structural resistance of the anchorage

(1)P The structural design of the anchorage shall satisfy the following inequality:

(8.3)

(2)P The material resistance of the anchorages, R_t;d, shall be calculated according to EN 1992, EN 1993 and EN 1537:1999, as relevant.

(3)P If anchors are submitted to suitability tests, R_t;d shall take account of the proof load (see 9.5 of EN 1537:1999).

8.5.5 Design value of the anchorage load

(1)P The design value of the anchorage load, P_d, shall be derived from the design of the retained structure as the maximum value of

— the ultimate limit state force applied by the retained structure, and if relevant

• the serviceability limit state force applied by the retained structure.

8.6 Serviceability limit state design

(1)P For the verification of a serviceability limit state in the supported structure, an anchorage shall be regarded as a spring.

(2)P For pre-stressed anchorages (e.g. grouted anchorages), the spring shall be regarded as an elastic, pre-stressed spring.

(3) The most adverse combination of the minimum or maximum anchorage stiffness and minimum or maximum pre-stress should be selected when analysing the design situation indicated in 8.6(2)P.

(4) A model factor should be applied to the SLS force to ensure that the resistance of the anchorage is sufficiently safe.

NOTE The value of the model factor may be set by the National annex.

(5) When considering a non-pre-stressed anchorage as a (non-pre-stressed) spring, its stiffness should be selected to achieve compatibility between calculated displacements of the retained structure and the displacement and elongation of the anchorage.

(6) Account should be taken of the effects of any deformations imposed on adjacent foundations by the anchorage pre-stress force.

8.7 Suitability tests

(1)P Suitability tests shall be specified for grouted anchorages, screw anchorages and rock bolts. The performance of the test shall comply with EN 1537:1999.

(2) At least three suitability tests should be performed for each distinct condition of ground and structure to determine the characteristic resistance of the anchor.

(3)P The proof load, P_p, of a suitability test of grouted anchorages shall comply with EN 1537:1999.

(4) Until a specific test is available, a suitability test for screw anchorages and rock bolts should

follow the same procedure as indicated in EN 1537:1999 for grouted anchorages.

8.8 Acceptance tests

(1)P It shall be specified in the design that all grouted anchorages shall be subjected to acceptance tests prior to lock-off and before they become operational.

(2)P The procedure for acceptance tests shall follow the rules given in EN 1537:1999 for grouted anchorages.

(3) Where groups of anchorages are crossing with tendon bond lengths at spacings of less than 1,5 m, random control tests should be made after completion of the lock-off action.

8.9 Supervision and monitoring

(1)P Supervision and monitoring shall follow the rules given in Section 4 of this standard and 9.10 and 9.11 of EN 1537:1999, where appropriate.