Производство и продажа прядевых грунтовых анкеров

Оставьте свои контактные данные и мы проконсультируем вас

О прядевых анкерах

Прядевые грунтовые анкеры применяются в строительстве с 60-х годов прошлого века и являются одной из самых проверенных временем технологий. Анкерной тягой служит несколько специальных 7-ми проволочных стальных арматурных тросов. Количество тросов определяется нагрузкой на анкер. Заводы изготовители выполняют стабилизацию таких тросов, чтобы убрать площадку текучести и повысить несущую способность стали, а вместе с тем понизить удельное удлинение троса до 3-4%. В нашей стране троса выпускаются по ГОСТ Р 53772-2010, а в европейских странах оп EN 10138-3-2006.

Преимещества прядевых анкеров

  • Возможность производства анкеров любой длины без применения сварки или других соединений;
  • Возможность производства анкеров большой несущей способности (1500 – 2000 кН) посредством увеличения количества прядей;
  • Возможность производства постоянных грунтовых анкеров сроком службы до 50 лет.

Недостатки прядевых анкеров

  • Сложность выполнения бурения скважин в неустойчивых грунтах (где чаще всего и существует необходимость установки анкеров) и, как следствие, связанная с этим необходимость применение дорогостоящего бурового инструмента, которое не выпускается отечественными производителями;
  • Низкая производительность устройства анкеров (2-3 шт. в смену) и, как следствие, высокая стоимость производства работ;
  • Дорогостоящая транспортировка смотанных в бухты прядевых анкеров в сборе;
  • Сложный процесс сборки прядевых анкеров, требующая большого количества комплектующих;
  • Трудоемкий процесс установки анкеров в скважину.
  • Не контролируемый этап инъектирования цементного раствора в корневой части анкера;
  • Сложный процесс натяжения анкеров, связанный с применением дорогостоящего оборудования.

Состав прядевых анкеров

Винтовой анкер Атлант состоит из следующих элементов:

1 – арматурные канаты;
2 – изолирующие трубки, обеспечивающие свободную длину;
3 – стяжки;
4 – сепараторы, обеспечивающие волнообразность прядей в корне анкера;
5 – внешняя гофрированная пластиковая труба, выполняющая роль дополнительной антикоррозионной защиты для постоянных анкеров;
6 – инъекционные трубки для нагнетания цементного раствора;
7 – труба соединительная защитная;
8 – плита опорная;
9 – анкерная обойма с коническими отверстиями;
10 – запорные клинья;
11 – защитный колпак, заполненный цементным раствором и обеспечивающий антикоррозионную защиту узла крепления.

Нормативный документ

Предел прочности на разрыв, МПа

Диаметр пряди, мм

Площадь сечения, мм2

Предельная нагрузка на разрыв, кН

ГОСТ Р 53772-2010

1770

12,4

93

165

1670

15,2

139

232

1770

15,7

150

266

EN 10138-98

1860

12,5

93

173

1860

15,0

140

260

1860

15,7

150

279

Технология устройства

На проектную глубину выполняют бурение скважины. В неустойчивых грунтах представленных песком, галечником и т.п. для бурения скважины применяют специальный буровой инструмент с обсадными трубами. В скважину опускают прядевый анкер в сборе. Через инъекционые трубки выполняют заполнение цементным раствором полости внутри гофрированной трубы анкера и скважинного пространства. Спустя 40-60 – минут выполняют вторичное нагнетание цемента в корневой части анкера. Давление нагнетания должно составлять 2-4 МПа.

После набора прочности цементного камня анкера через 28 дней необходимо выполнить натяжение арматурных канатов для предотвращения первичных перемещений удерживаемой конструкции. Натяжение производят с помощью специальных гидравлических полых домкратов на нагрузку превышающее расчетную в 1,5 раза для проверки коэффициента запаса. После нагрузку уменьшают до проектной и устанавливают узел крепления анкера. Узел крепления закрывают специальным защитным колпаком и заполняют цементным раствором или другим средством для обеспечения антикоррозионной защиты.

Укрепление прядевыми анкерами откоса в г. Сочи

Multi strand anchors

Комплект оборудования, необходимый для устройства прядевых анкеров, включает буровую установку, инъекционный насос, миксерную станцию, а также обсадные трубы.

Натяжение установленных анкеров производится гидравлическим домкратом.

Насос инъекционный GP-40

Гидравлическая схема насоса позволяет плавно регулировать расход цементного (бентонитового) раствора, а также давление нагнетания.

Максимальное давление 10 МПа достигается насосом при работе в режиме I. Режим II работы насоса позволяет развивать максимальный расход 40 л/мин. при давлении 4 МПа.

Технические характеристики:

  • Макс давление – 10 МПа;
  • Макс. расход – 40 л/мин.;
  • Масса – 370 кг.

Насосы поставляются с электрическим или пневматическим приводом по выбору.

Станция миксерная СМ-20/50 «Мини»

Станция миксерная СМ-20/50 “Мини” с весовым терминалом предназначена для приготовления цементного или цементно-глинистого (цементо-бентонитового) раствора для его дальнейшего использования при специальных строительных работах.

Станция миксерная СМ-20/50 “Мини” оснащена компьютерным блоком Laumas Electronica (Италия), позволяющим выполнять весовую дозировку компонент. Миксерная станция с весовым терминалом обладает повышенной производительностью и более удобна в использовании.

Центробежный насос, установленный на миксерную станцию СМ-20/50 “Мини”, обеспечивает идеальное промешивание раствора. В баке накопителя установлены лопасти, непрерывно подмешивающие раствор, это препятствует его расслоению и осаждению частиц. Минимальное водоцементное отношение раствора составляет В/Ц=0,4.

Технические характеристики:

  • Производительность – 5-8 м3/ч;
  • Объем миксера – 200 л;
  • Объем накопителя – 500 л;
  • Масса – 890 кг;
  • Потребляемая мощность – 8,9 кВт.

Возможна установка инъекционного насоса и миксерной станции на одну раму. В этом случае оборудование будет представлять собой инъекционный комплекс «Мини».

Метод Кранца

Оптимальное положение анкера в грунте в соответствии с методом Кранца подбирают в процессе расчета устойчивости системы “стена – грунт – анкер” на опрокидывание вокруг низа анкеруемой стенки исходя из условия, что прочность грунтов на сдвиг в системе преодолена и образуется “глубокая линия скольжения”.

За “глубокую линию скольжения” принимают прямую между точкой поворота анкеруемой стенки и точкой с, расположенной посередине длины заделки анкера.

Расчетная схема определения устойчивости ограждающей стенки по “глубокой линии скольжения” изображена на рисунке.

Построенный из условия равновесия заштрихованной призмы авсе силовой многоугольник включает в себя вес грунта G, равнодействующую активного давления Eа на анкеруемое сооружение, силу реакции RS, несущую способность анкера Ра и равнодействующую активного давления грунта E’а на фиктивную анкерную стенку. Решение силового многоугольника позволяет определить горизонтальную проекцию Рах несущей способности анкера, которая приводит заштрихованную призму в состояние предельной устойчивости.

Коэффициент устойчивости Ку системы “стена – грунт – анкер” на опрокидывание определяют из отношения Ky = Pax / Pwx ≥ γ      

Методика ЦНИИС МинТрансСтроя

Данная методика приведена в Руководстве по проектированию и технологии устройства анкерного крепления в транспортном строительстве, изданном в 1987 году. Она распространяется на проектирование, производство, испытания и приемку работ по устройству предварительно напряженных анкеров в транспортном строительстве. 

Расчет несущей способности анкера выполняется по формуле:

где

i – индекс геологического слоя,

n – количество геологических слоев, в которых лежит корень анкера,

m = 0,8 – коэффициент неоднородности грунта,

γср   средний удельный вес грунта, рассчитанный по высоте над центром корня,

с – сцепление грунта,

χ – коэффициент бокового давления грунта

φ –  угол внутреннего трения грунта,

kk  – глубина заложения центра заделки,

l ki– длина корня, приходящаяся на i слой,

D ki – диаметр корня в i слое.

В глинистых грунтах, мелком и пылеватом песках диаметр корня определяется следующим образом:

В песках средней крупности:

В гравии диаметр корня D ki следует определять по формуле:

где

V – объем закачиваемого раствора в скважину

υ – безразмерный коэффициент, равный удельному весу цемента

n – весовое водоцементное отношение нагнетаемого раствора

При подборе длины корня в гравии максимальный диаметр корня анкера ограничен двумя диаметрами скважины (Dmaxk ≤ 2dскв).

 

Методика ФундаментПроекта МинМонтажСпецСтроя

Несущую способность зоны заделки анкера институт Фундаментпроект МинМонтажСтроя рекомендует исходя из условий работы зоны заделки нВ выдергивание с учетом сопротивления трения по боковой поверхности и напряженного состояния окружающего грунта, которое зависит от избыточного давления цементного раствора при инъецировании, по формуле:

где k = 0,6 – коэффициент однородности грунта,

mp = 0,4 – коэффициент, учитывающий напряженное состояние окружающего грунта в зависимости от давления при инъецировании (для песков 0,5, для глин различной консистенции 0,4-0,2),

db – диаметр скважины,

lb – длина заделки,

pb – величина избыточного давления в зоне заделки при инъецировании,

φ – угол внутреннего трения грунта.

 

Методика согласно ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров»

Настоящие Ведомственные Строительные нормы были разработаны Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ при участии ГПИ Герсеванова Госстроя СССР и ЦНИИС Минтрансстроя СССР. ВСН 506-88 внесены и подготовлены к утверждению Главным техническим управлением Минмонтажспецстроя СССР в Москве в 1988 году.

Данные ВСН распространяются на проектирование, устойство, испытание и контроль постоянных и временных анкеров, закрепление которых осуществляется цементным раствором в скальных и нескальных грунтах, за исключением пылевато-глинистых текучей консистенции, торфов и илов, а также рыхлых песков и просадочных грунтов.

Несущую способность анкера по грунту определяется по формуле:

где lк – длина корня анкера;

Dк – диаметр заделки (корня) анкера;

YI и cI – расчетные средневзвешенные значения по длине корня анкера: угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта соответственно;

sод – усредненное по боковой поверхности корня природное напряжение грунта, определяемое по формуле;

Кр – коэффициент, зависящий от отношения диаметра скважины Dс к диаметру корня Dк, природного напряжения, прочностных и деформационных характеристик грунта, находящегося в зоне корня анкера, определяемый по формуле;

gс – коэффициент условий работы, принимаемый для песчаных грунтов равным 0,72, для пылевато-глинистых – 0,64.

Величину sод определяют по формуле

где

gI – средневзвешенное значение по глубине hк удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды;

hк – глубина заложения центра корня анкера от поверхности грунта;

x0 – коэффициент бокового давления грунта в природном состоянии (покоя), принимаемый для песков и супесей равным x0 = 0,43; для суглинков x0 = 0,55; для глин x0 = 0,72;

g – приведенная к равномерно-распределенной в уровне центра корня нагрузка на поверхности и от соседних фундаментов зданий;

a – угол наклона анкера к горизонту.

Величину Кр определяют по формуле

где

E0v0 – средневзвешенные значения по длине корня модуля деформации грунта и коэффициента Пуассона соответственно.

 

Методика DIN 1054-2005  «Subsoil. Verification of the safety of earthworks and foundation». (Грунты. Проверка безопасности земляных работ и фундаментов)

Этот стандарт «Безопасность при земляных работах и при строительстве оснований и фундаментов» был разработан в комитете по нормам и стандартам строительного дела в НИС (немецкий институт стандартизации), зарегистрированном обществе как часть единого нового немецкого стандарта для конструктивного инженерного строительства на основе концепции частичной безопасности. Стандарт DIN 1054-2005 касается устойчивости и пригодности построек и конструктивных элементов при земляных работах и при строительстве оснований и фундаментов. Стандарт также касается их производства и использования и включает в себя изменение существующих построек. Данный стандарт определяет предельное состояние строительного грунта, содержит основные положения и правила для надлежащего его подтверждения.

Несущая способность самозабуриваемого анкера по грунту определяется по формуле:

где

dскв – диаметр скважины,

kd – коэффициент увеличения диаметра корня анкера,

lk – длина корня анкера,

qsk – сопротивление по боковой поверхности анкера.

Рекомендуемые значения коэффициента увеличения диаметра корня анкера приведены в таблице:

Тип грунта

Коэффициент

Гравий

2,0

Песок

1,5

Супесь, суглинок

1,4

Глина

1,3

Скальный грунт

1,0

В соответствии  с DIN 1054-2005 в следующей таблице 3 приведены расчетные значения сопротивлений грунта по боковой поверхности анкера:

Тип грунта

Сопротивление по боковой поверхности, qsk,кПа

Средний и крупный гравий

200

Песок, гравелистый песок

150

Супесь, суглинок, глина

100