Современные технологии устройства
грунтовых анкеров.
Грунтовые анкера – это устройства, которые служат для передачи определенных усилий от строительных сооружений непосредственно на грунтовую толщу. Чаще всего применяются для укрепления ограждений котлованов, стенок подземных конструкций, откосов, стабилизации и устойчивости башен, высотных зданий и конструкций, опускных колодцев и других сооружений.
Анкера не позволяют, чтобы заглубленные сооружения всплывали, что также сказывается на сокращении материальных растрат на них. Полезность применения грунтовых анкеров также заключается в том, что при разработкеглубоких котлованов, анкера не только позволяют сделать легче саму конструкцию, они также способствуют тому, что не происходит деформация сооружений, которые находятся недалеко от котлована. Также нужно заметить, что устройство анкеров способствует освобождению внутреннего пространства котлована от различных распорок и стоек, таким образом, ускоряет и делает более безопасным процесс производства строительных работ.
Грунтовые анкера можно применять в различных грунтах, кроме набухающих пород, просадочных, а также сильно сжимаемых грунтов, торфов, илов и глин, обладающих текучей консистенцией.
Конструкции анкера зависят от различных факторов, среди которых учитываются вид возводимой конструкции, ее назначение, а также строк службы.
Основные определения
Заделка (корень) — часть анкера, обеспечивающая передачу усилий от сооружения грунтовому основанию.
Оголовок — часть анкера, обеспечивающая возможность натяжения и блокировки анкера на конструкции.
Тяга — напрягаемая арматура анкера.
Замок — устройство, обеспечивающее передачу усилия от анкерной тяги на цементный камень заделки.
Манжетная труба — труба с отверстиями, перекрытыми резиновыми клапанами-манжетами.
Пакер — уплотняющее устройство, препятствующее выходу раствора по скважине при инъецировании заделки анкера.
Инъектор с двойным тампоном — устройство, обеспечивающее поинтервальную подачу раствора через отверстия манжетой трубы.
Обойма — затвердевающий раствор между манжетной трубой и стенками скважины.
Принципиальные схемы анкеров и технологии их устройства
1. Анкер с теряемым башмаком (рисунок а) включает заделку, тягу с изолирующей оболочкой, оголовок и теряемый башмак.
2. Анкер с опорной трубой (рисунок б) включает заделку, тягу с изолирующей оболочкой, замок из стальной трубы с пятой, приваренной к тяге, и оголовок.
3. Анкер с инъекционной трубкой (рисунок в) включает заделку, тягу с изолирующей оболочкой, инъекционную трубку с резиновыми клапанами в пределах заделки, цементную обойму и оголовок.
4. Анкер с манжетной трубой при внутреннем расположении тяги (рисунок г) включает заделку, манжетную трубу с замком и пакером, тягу с изолирующей оболочкой, обойму и оголовок.
5. Анкер с манжетной трубой при наружном расположении тяги (рисунок д) включает заделку, манжетную трубу с пакером, тягу, имеющую на нижнем конце замок, с изолирующей оболочкой, обойму и оголовок.
6. Анкер вертикальный с вибропогружателем, анкер с цементной пробкой и др.
Принципиальные схемы анкеров
а — анкер с теряемым башмаком;
б — анкер с опорной трубой;
в — анкер с инъекционной трубкой;
г — анкер с манжетной трубой при внутреннем расположении тяги;
д — анкер с манжетной трубой при наружном расположении тяги;
1 — теряемый башмак; 2 — заделка (корень); 3 — тяга; 4 — изолирующая оболочка; 5 — оголовок; 6 — замок; 7 — инъекционная трубка; 8 — обойма; 9 — фиксатор; 10 — манжетная труба; 11 – анкер
Примеры технологии устройства анкеров
1. Анкер с теряемым башмаком включает заделку, тягу с изолирующей оболочкой, оголовок и теряемый башмак.
Технология:
-бурение скважины забивкой обсадных труб с теряемым башмаком;
-установку тяги с изолирующей оболочкой внутрь обсадных труб и высаживание ею теряемого башмака в грунт;
-поинтервальное, начиная с забоя, нагнетание цементного раствора через обсадные трубы по мере их извлечения (ориентировочный расход цементного раствора — 75-150 литров на 1 метр заделки);
-полное извлечение обсадных труб с заполнением скважины цементным раствором;
-натяжение анкера (после набора цементным раствором проектной прочности);
-блокировку анкера на строительной конструкции.
а — бурение скважины; б — погружение анкера; в — нагнетание цементного раствора в скважину; г — натяжение анкера и блокировка его на конструкции
2. Анкер с опорной трубой включает заделку, тягу с изолирующей оболочкой, замок из стальной трубы с пятой, приваренной к тяге, и оголовок.
Технология:
-бурение скважины с применением обсадных труб и внутренней промывкой;
-погружение анкера в скважину, закрепленную обсадными трубами;
-поинтервальное, начиная с забоя, нагнетание цементного раствора через обсадные трубы по мере их извлечения;
-полное извлечение обсадных труб с заполнением скважины цементным раствором;
-натяжение анкера (после набора цементным раствором проектной прочности);
-блокировку анкера на строительной конструкции.
а — бурение скважины; б — погружение анкера в обсадные трубы; в — нагнетание цементного раствора в скважину; г — натяжение анкера и блокировка его конструкции
3. Анкер с инъекционной трубкой включает заделку, тягу с изолирующей оболочкой, инъекционную трубку с резиновыми клапанами в пределах заделки, цементную обойму и оголовок
Технология:
-бурение скважины;
-погружение анкера с инъекционной трубкой в скважину;
-заполнение скважины цементным раствором;
-технологическое ожидание в течение суток (твердение раствора в скважине);
-нагнетание воды под давлением по инъекционной трубке для прорыва цементной обоймы;
-нагнетание цементного раствора по инъекционной трубке;
-натяжение анкера (после набора цементным раствором проектной прочности);
-блокировку анкера на строительной конструкции.
а — бурение скважины; б — погружение анкера с инъекционной трубкой в скважину; в — заполнение скважины цементным раствором; г — нагнетание цементного раствора (спустя сутки) по иньекционной трубке; д -натяжение анкера и блокировка его на конструкции
4. Анкер с манжетной трубой при внутреннем расположении тяги включает заделку, манжетную трубу с замком и пакером, тягу с изолирующей оболочкой, обойму и оголовок.
Технология:
-бурение скважины;
-погружение манжетной трубы в скважину;
-установку инъектора с двойным тампоном в манжетную трубу против нижних выпускных отверстий и замещение бурового раствора на обойменный;
-установку инъектора с двойным тампоном против манжеты пакера и нагнетание обойменного раствора в пакер под давлением 0,2-0,5 МПа;
-поинтервальную, начиная с нижней манжеты, инъекцию с ориентировочным расходом цементного раствора на каждой манжете 50-150 литров;
-заполнение нижней части манжетной трубы цементным раствором, установку тяги с изолирующей оболочкой внутрь манжетной трубы;
-натяжение анкера (после набора цементным раствором проектной прочности);
-блокировку анкера на строительной конструкции.
а — бурение скважины; б — погружение манжетной трубы в скважину; в — замещение бурового раствора на обойменный; г — нагнетание раствора в пакер; д — нагнетание цементного раствора через манжеты при помощи инъектора с двойным тампоном; е — повторное нагнетание цементного раствора через манжеты при помощи инъектора с двойным тампоном; ж — установка тяги на цементном растворе в манжетную трубу; натяжение анкера и блокировка его на конструкции
5. Анкер с манжетной трубой при наружном расположении тяги включает заделку, манжетную трубу с пакером, тягу, имеющую на нижнем конце замок, с изолирующей оболочкой, обойму и оголовок.
Технология:
-бурение скважины, погружение манжетной трубы в скважину и образование заделки в последовательности, указанной в п. 4;
-натяжение анкера (после набора цементным раствором проектной прочности);
-блокировку анкера на строительной конструкции.
а — бурение скважины; б — погружение анкера в скважину; в — замещение бурового раствора на обойменный; г — нагнетание раствора в пакер; д — нагнетание цементного раствора через манжеты при помощи иньектора с двойным тампоном; е — повторное нагнетание цементного раствора через манжеты при помощи инъектора с двойным тампоном; ж — натяжение анкера и блокировка его на конструкции.
6. Анкер с повторной инъекцией бетонной смеси в нижнюю часть скважины после набора прочности включает изливной клапан инъекционной трубки, замковая и свободная части, блокировочный оголовок, полиэтиленовые трубки, надетые на канаты, инъекционная трубка, арматурные пряди.
Технология:
-бурение наклонной скважины шнеком через вертикальное (анкеруемое) ограждение (при необходимости с промывкой глинистым раствором);
-при достижении проектной длины скважины производится ее заполнение бетонной смесью через полый буровой став при его извлечении из скважины (с вытеснением глинистого раствора);
-опускание в скважину, заполненную бетонной смесью, анкерной тяги с инъекционной трубкой;
-после достижения бетоном некоторой прочности (через 1…2 сут) производится повторная инъекция бетонной смеси в нижнюю часть скважины через инъекционную трубку при давлении до 12 МПа. При этом происходит разрыв ствола сваи и образование уширения в нижней части. Инъекционная трубка перекрывается при действии максимального давления после получения проектного отказа;
-натяжение анкерной тяги производится после набора бетоном проектной прочности.
Буроинъекционная анкерная свая, изготовленная с использованием повторной инъекции: 1 — зона 2-й фазы инъецирования; 2 — изливной клапан инъекционной трубки; 3 — замковая часть; 4 — свободная часть; 5 — блокировочный оголовок; 6 — полиэтиленовые трубки, одетые на канаты; 7 — инъекционная трубка; 8 — канаты (пряди) арматурные
Заключение
Одной из наиболее эффективных технологий, применяемых при устройстве современных буроинъекционных свай и в том числе анкерных свай, является повторная инъекция бетонной смеси в нижнюю часть скважины после некоторого набора прочности бетоном сваи.
При сравнении способов производства работ по устройству грунтовых анкеров имеются идентичные работы, но данная технология является наиболее рациональной, экономически выгодной и эффективной по сравнению со своими аналогами.
Автор публикации
