ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ, ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ГИБКИХ ПОДПОРНЫХ СТЕН

FEATURES OF THE USE OF ANCHOR DEVICES IN THE CONSTRUCTION OF FLEXIBLE RETAINING WALLS

Aleksandr Nebytov

Student, FSBEI HE "Krasnoyarsk Institute of Railway Transport", branch of IrGUPS in Krasnoyarsk, Russia, Krasnoyarsk

Oleg Presnov

Academic Supervisor, Candidate of technical sciences, assistant professor, FSBEI HE "Krasnoyarsk Institute of Railway Transport", branch of IrGUPS in Krasnoyarsk, Russia, Krasnoyarsk

Аннотация. Проблемой возведения гибких подпорных стен является недостаточная эффективность. Решением данной проблемы – это использование анкерной системы. В статье проанализирована работа гибких подпорных стен, описана работа анкерной системы, ее классификация и преимущества. Рассмотрены конструктивные особенности эффективных анкеров и принципы их устройства. Изучены основные способы испытаний данных конструкций и критерии допуска к эксплуатации.

Abstract. The problem with the construction of flexible retaining walls is insufficient efficiency. The solution to this problem is the use of an anchor system. The article analyzes the operation of flexible retaining walls, describes the operation of the anchor system, its classification and advantages. The design features of effective anchors and the principles of their arrangement are considered. The main methods of testing these structures and the criteria for admission to operation have been studied.

Ключевые слова: гибкие подпорные стены, сооружения, армоконструкции, анкерные системы, классификация анкеров, элементы анкеров, испытания анкеров, надежность анкеров.

Keywords: flexible retaining walls, structures, armoured structures, anchor systems, anchor elements, anchor testing, anchor reliability.

Гибкие подпорные стены, значительно заглубленные в грунт основания, их прочность обеспечивается сопротивление изгибу. Такая подпорная стена будет лучше работать, при помощи специальных анкеров. Анкерная система может располагаться в один или несколько ярусов по высоте стены. Она передает нагрузку от грунта засыпки, воспринимаемую верхней частью стены [1].

Существует два вида анкеров: временные и постоянные.

Постоянные анкеры преимущественно применяются в скальных грунтах в качестве противооползневых сооружений, а также в прочих случаях, когда устройство иных удерживающих конструкций невозможно или экономически нецелесообразно.

Временные анкеры рекомендуется применять при устройстве котлованов на городских территориях в условиях стесненной застройки. Такие анкеры устанавливаются на срок до 2 лет [2].

Установка анкеров также изготавливаются по различным  технологиям. Существуют несколько главных видов анкеров: инъекционные, анкеры разрядно-импульсной технологии, анкеры с теряемой буровой штангой и анкеры с формированием корня по струйной технологии.

Инъекционные анкеры –  формирование корня проводится путем нагнетания в соответствующую зону цементного раствора под высоким давлением;

Анкеры разрядно-импульсной технологии (РИТ) - формирование таких анкеров выполняется путем забуривания в грунт стального стержня винтового профиля с теряемой буровой коронкой с последующим заполнением тела анкера цементным раствором, подаваемым через сопла буровой коронки; такие анкеры обычно не имеют выраженного корня;

Анкеры с теряемой буровой штангой (микросваи) - формирование таких анкеров выполняется путем забуривания в грунт стального стержня винтового профиля с теряемой буровой коронкой с последующим заполнением тела анкера цементным раствором, подаваемым через сопла буровой коронки; такие анкеры обычно не имеют выраженного корня;

Анкеры с формированием корня по струйной технологии - устройство такого анкера в пределах длины тяги выполняется аналогично анкеру с теряемой буровой штангой, а формирование его корня выполняется путем нагнетания цементного раствора через специальные сопла буровой коронки под высоким давлением; данная технология позволяет увеличить диаметр корня и его предельное сопротивление по грунту [3].

Возведение гибкой подпорной стены недостаточная эффективность решается использованием анкерной системы. Анкерное крепление подпорной стенки, содержащее закрепленный в грунте анкер, соединенный с подпорной стенкой. Конструкция анкера представляет собой сборный элемент, в который входит: оголовка, тяга с изолирующей оболочкой в свободной части анкера, манжетная труба с пакером, зона инъекционного грунта (корень), состоящая из замка и разделителя. По конструкции некоторые анкерные системы состоят без пакера.

Преимуществом анкерной системы в гибкой подпорной стене является то, что бурение производят со стороны подпорной стены, при этом не требуется устройство буронабивных свай, что существенно снижает материалы и трудозатраты за счет уменьшения количества технологических операций, а именно исключения операций бурения скважин и их бетонирования, и обеспечивает ускорение процесса монтажа, а также повышается эффективность конструкции анкерного крепления подпорной стенки за счет конструктивного решения анкера [4].

Конструирование анкерной системы следует выполнять с учетом следующих указаний:

1. Корень анкера следует устраивать на глубине не менее 4 м от поверхности грунта;
2. Корни соседних анкеров рекомендуется располагать на расстоянии не менее 1 м друг от друга;
3. Если расстояние между оголовками анкеров составляет менее 1 м, рекомендуется обеспечивать минимальное расстояние между корнями, изменяя угол наклона анкеров или их длину;
4. Угол наклона грунтовых анкеров к горизонту рекомендуется принимать в пределах 10° - 30° [5].

Условием обеспечения надежности конструкций является проверка того, чтобы расчетные значения усилий, не превышали соответствующих им предельных значений, установленных нормами проектирования и требованиями настоящего свода правил.

После установки анкеров следует проводить три вида испытаний: пробные, контрольные и приемочные. Испытания проводятся с целью определения или подтверждения несущей способности по грунту на действие выдергивающих нагрузок и выявления характера зависимости между нагрузкой, воспринимаемой элементом и его перемещениями в направлении действия испытательной нагрузки. Испытания анкеров следует проводить после набора прочности цементного камня (не менее 7-ми суток после устройства анкера). Испытания проводят способом выдергивающей осевой нагрузкой. Для проведения испытаний следует использовать домкрат и гидравлическую станцию, обеспечивающие необходимые усилия.

Пробные испытания проводят для определения несущей способности анкеров в наиболее характерных в геологическом отношении местах с целью уточнения допускаемых расчетных нагрузок и проектных параметров конструкции крепления. Этот вид испытаний должен производиться до начала основных работ по устройству анкерного крепления, на специальной упорной конструкции.

Контрольные испытания проводят для проверки прочностных и деформационных характеристик анкеров. Их подвергают нагрузкой и временем выдержки.

Приемочные испытания проводят для эксплуатационной пригодности выполненных анкеров в качестве элементов крепления. Приемочные испытания следует считать удовлетворительными, если при испытаниях на максимальные нагрузки перемещения затухают за время наблюдения.

Методика принятия решений заключается в том, если анкер по результатам приемочных испытаний выдерживает максимальную испытательную нагрузку, то анкер считается полностью пригодным для эксплуатации и закрепления на конструкции при проектном значении усилия предварительного напряжения [6].

Таким образом, достигаемый технический результат, обусловленный указанными преимуществами, заключается в снижение трудозатрат и ускорение процесса монтажа, а также в повышение надежности конструкции крепления гибкой подпорной стенки