Рис.1. Конструкция
анкерной затяжки: Рис.2. Зависимость перемещения кассеты с грунтом от первоначальной нагрузки на анкер 2. Расчет анкерной затяжки2.1. Анкерное усилие в тяге без учета самоанкеровки рассчитывают по формуле где R - сдвигающее усилие, полученное при расчете устойчивости оползневого склона, кгс; S - требуемое усилие натяжения анкерной тяги, кгс; b - угол наклона анкерной тяги от вертикали к плоскости скольжения (в сторону движения оползня), град; j - угол внутреннего трения грунта, град,
Наиболее интенсивный рост несущей способности анкерной конструкции происходит при начальном отклонении анкерных тяг от вертикали к плоскости скольжения на угол b, равный 12-15° . 2.2. Анкерное усилие в тяге с учетом самоанкеровки, т.е. увеличения анкерного усилия в тяге при смещении оползневого склона, определяют по формуле
где Е - модуль деформации грунта, кгс/см2 ; Ест- модуль деформации стали анкерной тяги кгс/см2 ; F - площадь анкерной плиты, см2 ; b0 - первоначальный угол наклона анкерной тяги, град; b - угол наклона анкерной тяги, полученный при смешении оползневого склона, град. 2.3. При назначении расчетного усилия натяжения анкерной тяги следует учитывать осадку анкерной плиты, Для этого определяют удлинение пучка высокопрочной проволоки по формуле
где S - начальное, вычисленное по формуле (1),натяжение анкерной тяги, кгс; l1 - длина пучка от поверхности грунта до плоскости скольжения оползня, см; Ea- модуль упругости проволок пучка, равный 1800000 кгс/см2; Fa - площадь пучка, см2. Далее, при том же значении S вычисляют конечную величину осадки штаты:
где Н - мощность слоя оползневых грунтов; lpz - модуль относительной деформации, определяемый при компрессионных испытаниях оползневого грунта. 2.4. Ориентировочно конечную величину осадки анкерной плиты квадратного очертания можно определить по формуле Н.Н. Маслова
где ls - модуль осадки, соответствующий нагрузке S, мм/м; 2b - ширина анкерной плиты, м. 2.5. Расчетное начальное натяжение анкерной тяги с учетом осадки анкерной плиты назначают по формуле
или, подставив выражение (7) в формулу (1), находят R:
2.6. После расчета устойчивости оползневого склона и определения необходимой величины усилия в анкерной тяге назначают количество и места размещения анкерных затяжек в плане откоса или склона. 2.7. Анкерные затяжки следует устанавливать в 2-3 ряда в шахматном порядке. Расстояние между рядами анкерных затяжек d рассчитывают по формуле
где H - мощность оползневого массива, м; j - угол внутреннего трения грунта, град. 2.8. Ширину анкерной плиты назначают исходя из величины безопасного удельного давления на грунт Pqon, определенного по формуле Н.Н. Маслова
где gср - объемная масса грунта оползневого массива, кг/см3; С - сцепление грунта, кгс/см2; 2.9. Толщину анкерной плиты следует рассчитывать по условию прочности на продавливание по формуле
где RHр - нормативное сопротивление бетона на растяжение, кгс/см2 ; ho - полезная толщина анкерной плиты, см. 2.10. Длина анкерной тяги (рис.3) должна быть равна
где l0 = h1 + h2 + h3 +K; h1 - толщина анкерной плиты, см; h2 - высота щебеночной подушки, см; h3 - высота анкерного крепления, см; К - необходимая длина пучка для заправки проволок пучка в гидродомкрат; l1- длина анкерной тяги от поверхности грунта до плоскости скольжения оползня; l2- глубина заделки нижнего анкера в коренные породы. Рис.3. Анкерная тяга из стержневой арматуры (а) и пучка из высокопрочной проволоки (б) и (в): 1-стержневая арматура; 2-часть анкерной тяги, защищенная битумной мастикой и заключенная в полихлорвиниловую оболочку или резиновый шланг; 3-нижний анкер; 4-пучок из высокопрочной проволоки; 5-металлическая скрутка; 6-центральная резиновая или полихлорвиниловая трубка; 7-сальник; 8-обратный клапан; 9-пробка 3. Технология сооружения анкерной конструкции3.1. При устройстве анкерной затяжки следует соблюдать очередной порядок работ: а) бурение скважины на расчетную глубину буровыми станками (приложение 2), обеспечивающими заданный угол наклона скважины b и требуемый диаметр скважины, а также при необходимости уширение нижней части скважины для закрепления нижнего анкера; б) введение в скважину пучка высокопрочной проволоки или стержневой арматуры с нижним анкером; в) закрепление нижнего анкера в скважине цементопесчаным раствором или синтетическими смолами; г) заполнение верхней части скважины битумной мастикой или глиной; д) устройство щебеночной распределительной подушки под анкерную плиту; е) укладка анкерной плиты над устьем скважины с пропуском пучка через центральное отверстие в анкерной плите, установка стальной распределительной плиты и обоймы верхнего анкера; ж) установка гидродомкрата и натяжение анкерной тяги с закреплением ее в верхнем анкере; з) снятие гидродомкрата и обрезка арматуры; и) гидроизоляция верхнего анкерного закрепления. Технологическая последовательность изготовления анкерной затяжки может изменяться в зависимости от принятой схемы закрепления нижнего анкера в скважине. 3.2. Наиболее простой схемой закрепления нижнего анкера является его омоноличивание химическим или цементопесчаным раствором. В этих случаях анкер удерживается на месте только благодаря сцеплению раствора со стенками скважины. 3.3.При закреплении нижнего анкера анкерной тяги в скважине без уширения глубину заделки анкера в коренные породы следует рассчитывать по формуле
где l2 - глубина заделки анкерной тяги в коренные породы, см; Rсц - сцепление раствора с поверхностью коренных пород, кгс/см2; D - диаметр скважины, см; Sрасч- Расчетное усилие натяжения анкерной тяги, кгс. 3.4. Минимальный диаметр скважины, необходимый для устройства анкерной затяжки, составляет 50 мм. Увеличение диаметра скважины (рис.4) при закреплении нижнего анкера в скважине без уширения существенно уменьшает глубину его заделки в коренные породы. Рис.4. Зависимость глубины заделки нижнего
анкера от диаметра скважины: 3.5. Если коренные породы не обладают достаточной прочностью, рекомендуется устройство нижнего анкера в скважинах с уширением. Скважины уширяют взрывом зарядов ВВ или с помощью специальных буровых наконечников (рис.5, 6). 3.6. В трещиноватых коренных породах рекомендуется инъецировать химический или цементопесчаный раствор под давлением (приложение 3). Заполнение трещин вокруг скважины создает зацементированную зону, прочно закрепляющую нижний анкер. Рис.5. Уширитель скважины и
анкерное крепление (патент США № 320075, кл. 81-39): 3.7. Анкерная тяга перед установкой в скважину должна быть очищена от грязи и ржавчины, а та ее часть, которая будет находиться в оползневых грунтах (см. рис. 4), должна быть защищена от коррозии битумной или тиоколовой мастиками и заключена в резиновую или полихлорвиниловую оболочку. 3.8. Цементопесчаный раствор в скважины можно подавать различными способами, зависящими от угла наклона и диаметра скважины, а также от консистенции раствора. Для нисходящих скважин при жидкой консистенции раствора возможна свободная заливка раствора. 3.9. Для закрепления нижнего анкера с помощью инъецирования необходимы растворосмесители (табл. 2), растворонасосы (табл. 3, 4), нагнетательные трубопроводы, регулировочная и измерительная аппаратура. Для дорожного строительства рационально использовать передвижные цементирующие установки (табл. 5). З.10. Для исключения обрушения стенок скважины цементный раствор нагнетают в скважину сразу после установки анкерной тяги. 3.11. При наличии в оползневом массиве грунтовых вод следует укреплять стенки скважины (до поверхности скольжения оползня) обсадными трубами, извлекаемыми из скважины после подачи цементопесчаного раствора. 3.12. После закрепления нижнего анкера верхняя часть скважины сразу же должна быть заполнена глиной или битумом для дополнительной защиты арматуры анкерной тяги от коррозии. 3.13. Перед натяжением анкерных тяг на поверхность анкерной плиты должна быть уложена металлическая распределительная плита размером не менее 200×200 мм с отверстием в центре для пропуска арматуры. Плиту следует укладывать на свежеуложенный раствор толщиной 1,5-2см. 3.14. Для закрепления анкерной тяги разрешается использовать любые типы анкеров, обеспечивающие передачу и распределение на анкерную плиту усилия от предварительного натяжения арматуры анкерных тяг и надежность их заделки в процессе эксплуатации Рис.6. Meханический разбуриватель скважин конструкции ЦНИИС: Таблица 2
3.15. Детали анкеров перед установкой на место должны быть очищены от грязи и смазки. 3.16. Пучки с конусными анкерами натягивают гидродомкратами двойного действия (табл. 6). Для закрепления прядей из высокопрочной проволоки анкерная колодка должна выполняться из стали марки Ст.45 , анкерные конуса - из стали Ст.45 или Ст.40Х с закалкой до HRс = 45÷55 единиц по Роквеллу. Анкерные конуса должны иметь на своей поверхности нарезку. Пучки с анкерами типа Коровкина натягивают домкратами конструкции ЦНИИС (табл.7) и закрепляют в натянутом состоянии с помощью специальных вилкообразных шайб. 3.17. Непосредственно перед натяжением пучка проволоки должны быть равномерно распределены в отверстии обоймы и закреплены в этом положении конусом. Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
*) - 7 проволочных прядей диаметром 15 мм Таблица 7
4. Требования к материалам4.1. Для напрягаемой арматуры анкерной затяжки следует применять марки стали в соответствии с действующими нормативными документами (СНиП III-Д.2-62, СНиП I-В.4-62, СНиП III-А. 11-70, а также ВСН 79-62, ВСН 117-85, ВСН 71-62, ВСН 15-60). 4.2. Цемент для раствора следует выбирать в зависимости от вида коренных пород и их трещиноватости, устойчивости его в агрессивной среде, а также от срока схватывания и твердения. 4.3. При неагрессивных грунтовых водах применяют портландцементы марки не ниже "400". При сульфатной агрессии грунтовых вод рекомендуется применять сульфатостойкий и пуццолановый портландцемент. 4.4. В качестве пластифицирующих добавок рекомендуются ССБ в количестве 0,2% сухого вещества от массы цемента или мылонафт - 0,12-0,15%; при пластифицированных цементах количество добавок должно быть уменьшено до 0,1% для ССБ и до 0,05-0,07% для мылонафта. 4.5. К инъецируемым растворам предъявляются следующие требования: а) оптимальная консистенция; б) прочное сцепление с арматурой, анкером и стенками скважин; в) морозостойкость; г) надежная защита арматуры от коррозии; д) малая усадка; е) прочность раствора при сжатии в 7-суточном возрасте не менее 200 кгс/см2 , а в 28-суточном - не менее 300 кгс/см2 . 4.6. Предельную крупность песка, его качество и зерновой состав следует подбирать с учетом диаметра скважины. 4.7. Вода, применяемая для приготовления раствора, не должна содержать вредных примесей, препятствующих нормальному твердению раствора. 4.8. Прочность раствора определяется испытанием контрольных кубиков размером 20×20×20 см или 15×15×15 см. 4.9. Натяжение арматуры анкерных тяг без предварительного испытания контрольных кубиков и определения прочности раствора не допускается ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 2Технические
характеристики буровых станков
|
Параметры станков |
СВБ-2 (гусеничный) |
СБР-160 (гусеничный) |
.СБР-125 (шагающий) |
ВС-110/25 |
ПВС-110 (на салазках) |
Угол наклона скважины, град. |
90-60 |
90-60 |
90-60 |
90-60 |
90-60 |
Диаметр скважины, мм |
150 |
160-200 |
125 |
ПО |
110-120 |
Максимальная глубина бурения, м |
24 |
25 |
25 |
25 |
50 |
Скорость вращения бурового инструмента, об/мин |
153 |
248 |
220 |
220 |
220 |
Длина штанги, м |
1,95 |
4,2 |
2,0 |
- |
- |
Скорость передвижения станка, км/ч |
1,36 |
0,66 |
0,3 |
0,3 |
- |
Среднее удельное давление на грунт, кгс/см2 |
0,52 |
0,59 |
0,58 |
- |
- |
Общая мощность электродвигателя, кВт |
40,56 |
90 |
24,8 |
10 |
10 |
Габариты станка, м |
4,9×2,8×0,7 |
6×3,1×6,2 |
3,4×2×4,5 |
3,3×2×3,8 |
3,3×2×3,8 |
Общая масса станка, т |
9,8 |
16,8 |
2,3 |
1,2 |
0,5 |
Параметры станков |
П-20 |
СШ-1 |
БТС-2 |
СБШ-250 |
Диаметр скважин, мм |
228-230 |
190-214 |
225-350 |
243-269 |
Среднесменная производительность, м/смену |
40-60 |
До 120 |
20-160 |
- |
Глубина бурения, м |
18 |
25 |
30 |
32 |
Угол бурения скважин, град. |
90-55 |
90-60 |
0-90 |
60;75;90 |
Скорость вращения инструмента, об/мин |
40-120 |
30-300 |
60;120;180 |
81;157 |
Максимальное осевое давление, тс |
29 |
13 |
10 |
30 |
Установленная мощность двигателя, кВт |
334 |
218 |
94 л.с. (дизель) |
75 |
Расход сжатого воздуха, м3/мин |
9 |
18 |
4-9 |
18 |
Габариты, м |
|
|
|
|
ширина |
10 |
8,5 |
5,1 |
4,7 |
длина |
6,4 |
3,5 |
3,1 |
7,8 |
высота |
23 |
11,2 |
5,6 |
14,4 |
Масса станка, т |
70 |
38 |
15 |
50 |
Скорость передвижения, км/ч |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
0,6 |
Параметры станков |
НСБ-2 |
БМК-4 |
СУВБ |
СБ2-125 |
1СБУ 125п |
2СБУ 125/160 |
СБУ-200 |
Урал-64 |
БАП-290 |
Диаметр скважин, мм |
155 |
106 |
108 |
105;125 |
105;125 |
105;125 |
200 |
155-165 |
250-290 |
Глубина бурения, м |
18 |
50 |
40 |
22 |
22 |
22 |
36 |
34 |
25 |
Угол бурения скважин, град. |
60-90 |
0,90 |
- |
14-144 |
20-104 |
60-90 |
60-90 |
- |
- |
Среднесменная производительность, м |
10-25 |
10-25 |
28,4 |
- |
- |
- |
- |
36,8 |
17-22 |
Скорость вращения бурового става, об/мин |
70 |
41 |
22 |
27 40 80 |
0,65 40 80 |
25-50 |
25-50 |
25-50 |
25 |
Тип ходовой части станка |
Гусеничный |
Переносной |
Гусеничный |
Пневмати- ческий |
Гусеничный |
- |
|||
Давление в гидросистеме, ати |
- |
7 |
- |
50-85 |
100 |
50;100 |
50 |
- |
- |
Установленная мощность двигателя, кВт |
45,8 |
0,6×0,6 |
- |
17,2 |
38,2 |
155 |
250 |
197 |
42,7 |
Габариты станка, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
длина |
4 |
- |
4 |
3,8 |
4 |
5 |
7,8 |
8 |
7 |
ширина |
7 |
- |
2,3 |
1,85 |
2,5 |
3,2 |
12,6 |
4,1 |
3,1 |
высота |
- |
- |
6,8 |
- |
6,9 |
- |
- |
23 |
15 |
Масса станка, т |
22,3 |
0,42 |
5,4 |
4,6 |
4 |
12 |
36 |
29 |
18 |
Методические рекомендации расположен в сборниках: | Проектирование, строительство, ремонт и содержание искусственных сооружений на автомобильных дорогах |
Нравится
Твитнуть |