Ефективність використання ґрунтових анкерів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Наукова робота

на тему:

«Ефективність використання ґрунтових анкерів»

Шифр роботи: «1821SDZ»

Виконала:

Заболотна Дарія



План

конструкція пристрій анкер грунтовий

Анотація

Вступ

1. Конструкція анкерів

2. Метод розрахунку ґрунтових анкерів

3. Технологія устрою ґрунтових анкерів

4. Переваги

Висновки



Анотація

наукової роботи на тему «Ефективність використання ґрунтового анкеру»

під шифром «1821ASDZ»

Актуальність. Кріплення заглиблених споруд "ґрунтовими" ін'єкційними анкерами малого діаметра (0,114-0,150 м) і великий несучої здатності (300-1000 кН) є новим видом будівельної конструкції, що знайшла застосування в практиці вітчизняного будівництва лише в останнє десятиліття. Тому в конструкції, технології пристрою і розрахунку несучої здатності є ще багато невирішених питань. Нормативні документи з будівництва фундаментів майже не містять матеріалів з цього питання, що стримує застосування анкерів даної конструкції в будівництві.

Тим часом використання їх у гідротехнічному, транспортному, промисловому і цивільному будівництві для закріплення днищ доків, камер шлюзів, опускних колодязів, стін та огорож підземних споруд, укосів дозволяє створювати нові економічні конструкції будівель і споруд, зменшувати терміни і вартість будівництва. Застосування переднапруженних анкерів дозволяє вести будівництво поблизу існуючих будівель, не побоюючись їх деформацій, що важливо при реконструкції підприємств.

За кордоном ґрунтові анкери вже давно широко застосовуються у Франції, ФРН, Англії, США, Японії, Чехословаччини, Польщі та інших країнах.

Випущений ряд вітчизняних і зарубіжних документів з конструювання, технології пристрою, розрахунку та випробуванню "ґрунтових" .

Метою дослідження є показати широкий спектр використання ґрунтових анкерів і довести ефективність використання в сучасному будівництві.

Для цього необхідно вирішити наступні задачі:

- дати характеристику ґрунтових анкерів, їх видів і конструкцій;

- проаналізувати рекомендації до методів розрахунку ґрунтових анкерів;

- з'ясувати засоби устрою ґрунтових анкерів;

- визначити переваги всіх видів технологій устрою ґрунтових анкерів;

- визначити економічні переваги в використанні ґрунтових анкерів.

Методи дослідження. Теоретичною та методологічною базою дослідження є вітчизняні нормативні документи. В роботі використаний системний підхід до розв'язаної проблеми. застосовані теоретичні та емпіричні методи наукового дослідження.

Загальна характеристика наукової роботи. Робота містить вступ, 4 розділи, висновки, список використаної літератури. Обсяг роботи складає 12 сторінок. Рисунків - 7, використаних наукових джерел - 3.



Вступ

Анкер в грунті - пристрій, що служить для передачі висмикують зусиль від будівельних конструкцій на ґрунтову товщу (Додаток 1, Рис. 1).

Історія ґрунтових анкерів почалася 30 років тому, коли компанії було доручено вирішення завдання закріплення нафтових розробляють платформ в Мексиканській затоці. Для вирішення цього завдання були розроблені спеціальні системи якорів.

Саме розвиток цієї ідеї і перенесення таких якорів з океану на сушу призвело зрештою до появи ґрунтових анкерів.

З'явившись в європейській інженерії 50-х роках, ґрунтові палі швидко завоювали весь світ, і зараз важко собі уявити фундаментне будова без анкерів.

Це не дивно, оскільки ґрунтові анкери і анкерні палі дозволяють знижувати загальну собівартість будівельних робіт, скорочуючи терміни виконання проектів

З кожним роком методи зміцнення ґрунтів, що використовують анкерні системи, викликають все більше інтересу і витісняють традиційні рішення в цій галузі.

Ґрунтові анкери працюють на стиск, розтяг і вигин і мають широкий спектр застосування:

* зміцнення укосів і гірських масивів;

* реконструкція дорожньої та залізничної транспортної інфраструктури;

* реконструкція тунелів, причальних споруд;

* зміцнення шпунтових і бетонних стін котлованів, підземних гаражів;

* зміцнення гирла річок;

* зміцнення опор щогл ліній електропередач та телефонних мереж, вітряних генераторів або гірськолижних витягів;

* реконструкція та ремонт будівель і споруд.

Анкера перешкоджають спливання заглиблених споруд, що дозволяє робити їх більш легкими, скорочує витрату матеріалів. Анкера можна використовувати в різних ґрунтах, за винятком набухаючих, сідають і сильностискаємих грунтів, мулів, торфів і глин текучої консистенції.

Широке використання анкерів пояснюється виключно позитивним ефектом їх застосування. Так, при влаштуванні глибоких котлованів застосування анкерів дозволяє не тільки зробити навколишнє конструкцію більш легкою, але і вести будівельні роботи поруч з існуючими спорудами, не побоюючись розвитку в них надмірних деформацій. Крім того, застосування анкерів дозволяє повністю звільнити внутрішній простір котловану від розпірок і стійок, тим самим значно спростивши і прискоривши виробництво будівельних робіт.



1. Конструкції анкерів

Конструкція анкера залежить від виду споруджуваного споруди, його призначення та терміну служби, геологічних і гідрогеологічних умов будівельного майданчика і ряду інших факторів.

По терміну служби анкера підрозділяються на тимчасові і постійні.

Тимчасові анкера влаштовують на строк виконання будівельно-монтажних робіт або для кріплення тимчасових споруд (шпунтові стінки).

Постійні анкера є складовою частиною конструкції і влаштовуються на весь термін служби капітальної споруди. Постійні анкера відрізняються від тимчасових посиленою антикорозійним захистом.

Ґрунтові анкери знаходяться всередині масиву і працюють за рахунок опору ґрунту.

Конструкція анкера складається з трьох основних частин: оголовка, анкерної тяги і анкерної закладення - кореня анкера. Оголовок сприймає зусилля від конструкції, яку кріпить анкер, анкерна тяга передає це зусилля на безпечну відстань в товщу ґрунту, анкерна закладення забезпечує подальшу передачу зусилля з тяги на навколишній ґрунт.

Залежно від способу пристрою закладення (кореня) ґрунтові анкера бувають:

- Засипними;

- Буровими;

- Ін'єкційними;

- Забивними;

- Загвинчуються і т.д.

В якості тяжів застосовуються суцільні металеві стрижні, труби, троси і т.д.



2. Метод розрахунку ґрунтових анкерів

Орієнтовно несучу здатність анкера по ґрунту можна визначити за методикою розрахунку несучої здатності паль як суму опорів по торця і бічній поверхні зони закладення:

,

где г_с, г_CR, г_сf - коефіцієнти умов роботи по СНиП 2.02.03-85;

D_k - діаметр кореня анкера, м, після ін'єктування;

R и f - питомі опору по торця і по бічній поверхні кореня, кПа, що приймаються як для паль по СНиП;

l_k - довжина закладення анкера, м.

Є рекомендації визначати несучу здатність анкера, нехтуючи опором грунту по торця закладення, а опір тертю по її бічній поверхні приймати з урахуванням напруженого стану навколишнього анкер грунту, яке залежить від надлишкового тиску при ін'єктування цементного розчину:

,

k=0,6 - коефіцієнт однорідності грунту;

m_p - коефіцієнт, що враховує напружений стан ґрунту в залежності від тиску при ін'єктування і приймається для пісків 0,5, для глин різної консистенції 0,4 ... 0,2;

d_c - діаметр свердловини;

F_k - надлишковий тиск у зоні закладення при ін'єктування;

ц_I - розрахункове значення кута внутрішнього тертя ґрунту в зоні закладення анкера.

3. Технологія устрою ґрунтових анкерів

Існує кілька способів пристрою ін'єкційних анкерів, які визначаються їх конструкцією. Ось кілька основних з них:

1. Технологія пристрою анкера з черевиком, що втрачається (Додаток 1, Рис.2) включає:

- Буріння свердловини забиванням обсадних труб з втрачається черевиком;

- устрій тяги з ізолюючою оболонкою всередину обсадних труб і висадження нею втрачаємого черевика в ґрунт;

- поінтервальне, починаючи з вибою, нагнітання цементного розчину через обсадні труби по мірі їх вилучення (орієнтовний витрата цементного розчину - 75-150 літрів на 1 метр закладення);

- повний витяг обсадних труб із заповненням свердловини цементним розчином;

- натяження анкера (після набору цементним розчином проектної міцності);

- блокування анкера на будівельної конструкції.

2. Технологія пристрою анкера з опорною трубою (Рис. 3) включає:

- буріння свердловини із застосуванням обсадних труб і внутрішньої промиванням;

- занурення анкера в свердловину, закріплену обсадними трубами;

- поінтервальне, починаючи з вибою, нагнітання цементного розчину через обсадні труби по мірі їх вилучення;

- повний витяг обсадних труб із заповненням свердловини цементним розчином;

- натяг анкера (після набору цементним розчином проектної міцності);

- блокування анкера на будівельної конструкції.

3. Технологія пристрою анкера з ін'єкційної трубкою (Рис. 4) включає:

- Буріння свердловини;

- занурення анкера з ін'єкційної трубкою в свердловину;

- заповнення свердловини цементним розчином;

- технологічне очікування протягом доби (тверднення розчину в свердловині);

- нагнітання води під тиском по ін'єкційної трубці для прориву цементної обойми;

- нагнітання цементного розчину по ін'єкційної трубці;

- натяг анкера (після набору цементним розчином проектної міцності);

- блокування анкера на будівельної конструкції.

4. Технологія пристрою анкера з манжетної трубою при внутрішньому розташуванні тяги (Рис. 5) включає:

- Буріння свердловини;

- занурення манжетної труби в свердловину;

- установку ін'єктора з подвійним тампоном в манжетну трубу проти нижніх випускних отворів і заміщення бурового розчину на обойменний;

- установку ін'єктора з подвійним тампоном проти манжети пакера і нагнітання обойменного розчину в пакер під тиском 0,2-0,5 МПа;

- поінтервальну, починаючи з нижньої манжети, ін'єкцію з орієнтовним витратою цементного розчину на кожній манжеті 50-150 літрів;

- заповнення нижній частини манжетної труби цементним розчином, установку тяги з ізолюючою оболонкою всередину манжетної труби;

- натяг анкера (після набору цементним розчином проектної міцності);

- блокування анкера на будівельної конструкції.

5. Технологія пристрою анкера з манжетної трубою при зовнішньому розташуванні тяги (Рис. 6) включає:

- Буріння свердловини, занурення манжетної труби в свердловину і освіту закладення в послідовності, вказаної в п. 4;

- натяг анкера (після набору цементним розчином проектної міцності);

- блокування анкера на будівельної конструкції.

6. Технологія пристрою вертикального ін'єкційного анкера з віброзанурювачем включає (Рис.7):

- занурення віброзанурювачем В-401 обсадних труб з втрачається черевиком на проектну глибину;

- підйом обсадних труб на 0,3-0,5 м, від'єднання вібратора, заповнення -обсадних труб цементним розчином, установка тяги в обсадні труби і висадження нею втрачаємого черевика;

- приєднання вібратора з головним патрубком до обсадних труб;

- підключення розчинонасоса і нагнітання цементного розчину в обсадні труби по мірі їх вилучення на висоту, рівну довжині закладення;

- повне вилучення обсадних труб з свердловин;

- поінтервальне, починаючи з нижньої манжети, ін'єкцію цементного розчину на кожній манжеті;

- заповнення нижньої частини манжетної труби цементним розчином, установку тяги з ізолюючою оболонкою всередину манжетної труби;

- натяг анкера після набору цементним розчином проектної міцності;

- блокування анкера на будівельної конструкції.

4. Переваги

* підвищення продуктивності праці приблизно в 5-10 разів у порівнянні з пристроєм традиційних ґрунтових анкерних конструкцій;

* відсутність негативного впливу на існуючі фундаменти будівлі;

* можливість виробництва робіт в заводських цехах без зупинки виробничого процесу;

* зниження затрат ручної праці.

* висока швидкість і простота установки анкерів;

* можливість негайної перевірки (статичне випробування);

* не вимагають руйнування ґрунту (риття котлованів для установки масивних бетонних плит), не руйнують екологію;

* відмінна несуча здатність;

* анкер тримається за ґрунт і не вимагає фундаменту (бетонних блоків);

* вельми точно проколюють ґрунт, можуть бути встановлені у важкодоступних місцях;

* гнучкі в виборі умов установки;

* широкий вибір якорів для різних типів ґрунту;

* затяжне обладнання одночасно служить для перевірки сили тяги.

* низька вартість у порівнянні з традиційно застосовуваними видами анкерів і анкерних тяг через відсутність витрат на роботи по бурінню, цементації, встановлення бетонних блоків і фундаментів.



Висновки

1. Виконанні дослідження показали, що ґрунтовий анкер є новим кроком у будівництві не тільки в промисловому, але й в гідротехнічному й транспортному так як дозволяє вести реконструкцію не вимагають руйнування ґрунту та риття котлованів.

2. Застосування ґрунтових анкерів є також економічно вигідне рішення проблеми реконструкції, бо технології устрою дозволяють зменшити затрати ручної праці та дають можливість виробництва в заводських цехах без зупинки виробничого процесу.

3. Також позитивними факторами є висока несуча здатність, широкий вибір типу конструкції, висока швидкість і простота устрою і низька ціна у порівнянні з іншими анкерними пристроями.



Список літератури

1. Смородинов М.И. Анкерные устройства в строительстве. -М.: Стройиздат,1983. 183 с.

2. СНиП П-17-77. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Свайные фундаменты. М.Стройиздат, 1978.

3. Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство фундаментов и конструкций способом "стена в грунте". -М.: Стройиздат,1976,- 128 с.



Додаток 1

Рис. 1

1 - головка; 2 - анкеруєма конструкція; 3 - свердловина; 4 - анкерна тяга; 5 - пакер; 6 - зона ін'єкційованого ґрунту (корінь); 7 - склад для захисту тяги від корозії

Рис. 2. Технологія пристрою анкеру з башмаком, що втрачається

Рис. 3. Технологія пристрою анкеру з опорною трубою

Рис. 4. Технологія пристрою анкеру з ін'єкційною трубкою

Рис. 5. Технологія пристрою анкеру з манжетною трубкою при внутрішньому розташуванні тяги

Рис. 6. Технологія пристрою анкеру з манжетною трубкою при зовнішньому розташуванні тяги



Рис. 7. Технологія пристрою вертикального ін'єкційного анкеру з вібропогружателем

Размещено на Allbest.ru

...