Результаты исследования винтовых анкеров
Анализ работы установки для статического погружения свай фундамента, оборудования горизонтального направленного бурения. Зависимость силового взаимодействия винтового анкерного устройства с грунтовой средой от геометрической формы винтовой лопасти.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.03.2019 |
| Размер файла | 381,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
СГТУ имени Гагарина Ю.А., Институт энергетики и транспортных систем
Кафедра "Транспортное строительство"
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИНТОВЫХ АНКЕРОВ
Мартюченко И.Г., Колесников А.Ю., Бойков Е.В.
Аннотация
Рассматривается возможность повышения удерживающей способности винтовых анкеров. Представлена гипотеза и результат исследований.
Ключевые слова: анкерное устройство, винтовой анкер, наклонная опорная поверхность, укол наклона поверхности, несущая способность, грунт, суглинок
This article discusses the possibility of increasing the holding capacity of screw anchors. Are the hypothesis and the result of the research.
Keywords: anchors, screw anchor, tilt table surface, prick the surface slope, bearing capacity, soil, loam
В процессе работы установки для статического погружения свай, оборудования горизонтального направленного бурения возникают значительные по величине реактивные усилия при вдавливании рабочего тела в грунт [1,2]. Существует два способа компенсации таких усилий строительных машин: гравитационный и анкерный.
Суть гравитационного способа заключается в размещение на раме машины пригрузов большой массы. Недостатками такого способа являются: снижение производительности, низкий срок службы и низкая маневренность машины.
В свою очередь, анкерный способ подразумевает закрепление машины к грунту при помощи винтового, прессиометрического или вакуумного анкера.
Наиболее эффективным является применение винтового анкера, так как не требуется идеально ровных поверхностей строительной площадки как для вакуумных, исключается необходимость в бурении скважины в отличие от прессиометрических.
Винтовые анкеры нашли широкое применение при строительстве различного рода инженерных сооружений [3], но применение существующих анкеров для крепления строительных машин к грунту затрудняется ввиду ограниченной удерживающей способности.
Проведя анализ известных винтовых анкеров, а также процесса их взаимодействия с грунтом было установлено, что величина удерживающей способности зависит от диаметра винтовой лопасти, глубины заложения анкера в грунт и механических свойств грунта. Так же из анализа установлено, что при рассмотрении процесса взаимодействия винтового наконечника с грунтом не учитывается влияние геометрической формы винтовой лопасти на удерживающую способность.
Таким образом, в общем виде удерживающее усилие определяется как сумма всех сил сопротивления грунта деформациям, возникающим в процессе работы анкера (рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема силового взаимодействия винтового анкерного устройства известной конструкции с грунтовой средой
Величина удерживающего усилия имеет вид
,
где - величина удерживающего усилия, определяемая силой обжатия ствола грунтом;
- величина удерживающего усилия, определяемая силами тяжести
грунта и самого анкерного устройства;
- величина удерживающего усилия винтового наконечника.
Особый интерес представляет величина удерживающего усилия винтового наконечника. Она определяется силами сопротивления срезу грунта по поверхности, ограниченной кромкой винтовой лопасти, и силами сопротивления сжатию грунта над верхней поверхностью винтовой лопасти:
,
где - сила сжатия грунта над верхней поверхностью винтовой лопасти;
- сила сопротивления срезу грунта.
Сила сопротивления срезу грунта определяется как
,
где - величина касательных напряжений;
- площадь поверхности среза.
Величина касательного напряжения определяется по известной зависимости Кулона [4]:
.
У известных винтовых анкеров лопасть расположена под прямым углом относительно оси ствола, при этом вектор силы сжатия грунта будет направлен перпендикулярно к поверхности лопасти, тем самым не оказывая никакого воздействия на уплотнение грунта по поверхности среза Fпов=0. Следовательно, величина касательного напряжения будет определяться только силами сцепления частиц грунта между собой (кулоновскими силами). бурение свая фундамент грунтовый
Увеличения удерживающей способности винтового наконечника можно добиться за счет изменения угла наклона верхней образующей поверхности винтовой лопасти [5,6]. Тогда нормальная сила сжатия грунта будет направлена под углом к оси анкера и ее горизонтальная составляющая будет обеспечивать уплотнение грунта в радиальном направлении, тем самым увеличивая его сопротивление срезу (рисунок 2).
Рисунок 2 - Схема силового взаимодействия винтового анкерного устройства новой геометрической формы винтовой лопасти с грунтовой средой
Были проведены теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых удалось установить, что при угле наклона верхней образующей поверхности винтовой лопасти в диапазоне удерживающая способность анкера в 2,7 раза выше, по сравнению с анкерным устройством, верхняя поверхность лопасти которого выполнена под прямым углом относительно оси ствола . Также установлено, что доля силы сопротивления грунта срезу составляет 70% от общей удерживающей способности.
Полученные результаты позволят создать принципиально новый винтовой анкер с высокой удерживающей способностью, при относительно небольшом диаметре винтовой лопасти, по сравнению с известными анкерами, а самое главное при небольшой глубине заложения винтового наконечника.
Список литературы
1. Фрейдман Б.Г. Опыт применения технологии вдавливания свай при реконструкции исторического центра Санкт-Петербурга / Б.Г. Фрейдман // Реконструкция городов и гидротехническое строительство. 2000. № 2. С. 12-14.
2. Верстов В.В., Фрейдман Б.Г., Гейдо А.Н. Критерии сравнительной эффективности технологий устройства свайных фундаментов /В.В. Верстов, Б.Г. Фрейдман, А.Н. Гейдо // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2004. № 8. С. 12-16 .
3. Пономаренко Ю.Е., Нестеров А.С., Гаврилов А.Н. Применение анкерных устройств для крепления магистральных трубопроводов // Наука и образование в 21 веке: динамика развития в евразийском пространстве: материалы Международной научно-практической конференции. Казахстан, Павлодар, 2006. С. 296-300.
4. Бабков В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов / В.Ф. Бабков, В.М. Безрук. М, 1986. 239 с.
5. Пат. 2502849 Рос. Федерация: МПК Е 02 F 5/30 Винтовой рабочий орган: / И.Г. Мартюченко, С.В. Иванов, А.Ю. Колесников, В.В. Иванов.
6. Пат. 150482 Рос. Федерация: МПК E 02 D 5/46 Грунтовый анкер: / И.Г. Мартюченко, А.Ю. Колесников, С.В. Иванов
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Типы применяемых в строительстве свай. Подготовительные работы при устройстве фундаментов из забивных свай. Технологические схемы забивки и контроль погружения. Технология устройства буронабивных, пневмонабивных, частотрамбованных, грунтовых свай.
контрольная работа [450,0 K], добавлен 15.10.2014Основное назначение свай, их классификация на погружаемые и набивные по методу погружения. Методы погружения заранее изготовленных свай и их комбинирование. Ударный метод и процесс забивки сваи. Выбор типа молота с учетом коэффициента применимости.
презентация [517,3 K], добавлен 28.07.2013Виды свай и их характеристики. Конструирование свайных фундаментов. Последовательность погружения свай. Технология устройства их набивных аналогов. Технология устройства ростверков. Применение технологии свайных работ при реконструкции. Контроль качества.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.07.2014Военно-инженерная оценка района строительства. Анализ существующих способов устройства буронабивных свай и выбор технологической схемы. Проектирование бурового инструмента. Основы эксплуатации и ремонта оборудования. Мероприятия по ЗОМП и охране труда.
курсовая работа [302,3 K], добавлен 24.08.2010Определение потребности в материально-технических ресурсах при кирпичной кладке. Выбор способа, типа машин (копров) и оборудования для сваебойных работ, производство работ при устройстве монолитного ростверка. Контроль качества погружения (забивки) свай.
контрольная работа [4,0 M], добавлен 29.05.2010Общее понятие, история появления и распространения набивных свай. Виды набивных свай и способы их изготовления. Особенности технологии устройства буронабивных, пневмотрамбованных, вибротрамбоваиных, частотрамбованных, песчаных и гpунтобетонных свай.
реферат [1,9 M], добавлен 05.05.2011Основные положения технологии строительного производства. Подготовка строительной площадки. Технология разработки грунта, буро-взрывных работ, погружения свай и устройства набивных свай. Технология монолитного бетона и железобетона и каменной кладки.
курс лекций [2,2 M], добавлен 03.02.2011Область применения, технология изготовления и виды буронабивных свай. Классификация оборудования по способу крепления и бурения скважин. Испытания буронабивных свай статической нагрузкой. Способы транспортировки разбуренной породы из скважины.
реферат [582,6 K], добавлен 08.03.2013Востребованность различных линейчатых винтовых поверхностей в современной архитектуре и технике. Образование и конструирование сложных криволинейных поверхностей. Моделирование поверхностей сложной геометрической природы линейчатыми поверхностями.
реферат [2,9 M], добавлен 20.04.2014Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности. Определение типа грунтовых условий и их удельного веса в водонасыщенном состоянии. Расчет просадки фундамента, выбор длины свай и вычисление нагрузки на них.
контрольная работа [128,9 K], добавлен 09.02.2011Проектирование фундамента мелкого заложения. Расчет основания на устойчивость и прочность. Определение несущей способности свай. Определение размеров условного массивного свайного фундамента. Эскизный проект производства работ по сооружению фундамента.
курсовая работа [834,5 K], добавлен 06.08.2013Общая характеристика видов свай, их назначение, используемые материалы и классификации. Особенности способов устройства забивных и набивных свай. Устройство набивных свай в вечномерзлых грунтах. Технология устройства ростверков. Приёмка свайных работ.
курсовая работа [698,2 K], добавлен 09.07.2013Выбор глубины заложения подошвы фундамента. Расчет несущей способности сваи и определение количества свай в фундаменте. Конструирование ростверка свайного фундамента. Проверка напряжений под подошвой условного фундамента, определение его размеров.
методичка [1,7 M], добавлен 12.01.2014Инженерно-геологические условия строительной площадки. Сбор нагрузок на обрез и на подошву фундамента. Определение глубины заложения фундамента. Выбор типа, длины и марки свай. Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 23.01.2013Расчет фундамента мелкого заложения. Оценка грунтовых оснований. Назначение глубины заложения фундамента. Расчет естественного основания фундамента мелкого заложения по деформациям. Выбор конструктивных размеров подушки. Расчет проектного отказа сваи.
курсовая работа [806,6 K], добавлен 07.12.2011Оценка грунтовых условий и обстановки. Назначение глубины заложения фундаментов. Проверка подлинности напряжений фундамента под колонну. Определение осадки и других возможных для данного сооружения деформаций, сравнивание с предельными. Расчет осадки.
курсовая работа [413,5 K], добавлен 10.01.2014Ствольно-стеновая конструктивная система. Конструкция свайного фундамента. Сваи набивные и забивные. Конструкция сплошного фундамента. Планы основных конструктивных систем жилых зданий. Типы железобетонных свай. Несущие конструкции высотного здания.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 14.03.2009Анализ параметров проектируемого одноэтажного промышленного здания и сбор нагрузок, действующих на фундамент. Определение расчетного сопротивления грунта основания здания и расчет глубины заложения фундамента. Расчет количества свай и осадки фундамента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.09.2013Инженерно-геологические условия строительной площадки. Определение глубины заложения фундамента, возводимого на водотоке. Проверка напряжений под подошвой фундамента. Определение глубины заложения и размеров ростверка. Длина и поперечное сечение свай.
курсовая работа [377,9 K], добавлен 26.10.2015Формулы для расчета сопротивления грунта основания. Интенсивность вертикального бытового давления грунта на уровне подошвы фундамента. Определение угла внутреннего трения грунта и максимального модуля его деформации. Оптимальная форма подошвы фундамента.
контрольная работа [118,4 K], добавлен 14.12.2014
