Анкер для закрепления строительной конструкции

Изобретение относится к области строительства для крепления ограждений котлованов и тоннелей при открытом способе работ, выемок железнодорожного и автодорожного полотна, оползневых участков, мачт и опор контактной сети, гидротехнических сооружений, мостов. Анкер для закрепления строительной конструкции включает оголовок, обеспечивающий предварительное натяжение, фиксацию усилия натяжения несущих элементов и передачу его на строительную конструкцию, а также заделку, обеспечивающую передачу усилия на грунт или монолит конструкции, и свободную часть, образованную между оголовком и заделкой, при этом несущие элементы снабжены охватывающими их центрирующими фиксаторами и выполнены в виде стальных канатов или стержней из высокопрочной арматуры, помещенных в свободной части в пластмассовые оболочки, исключающие их сцепление с инъекционным раствором и возможность деформации при создании предварительного натяжения, причем параллельно несущим элементам в зоне заделки размещены, по меньшей мере, две инъекционные трубки разной длины, одна из которых предназначена для первичной инъекции раствора предпочтительно при давлении 2,0-3,0 кг/см², а другая - для вторичной инъекции при давлении 20-30 кг/см², причем свободные концы инъекционных трубок размещены в заделке со смещением по ее длине друг относительно друга не менее, чем на 5 диаметров инъекционной трубки для вторичной инъекции. Технический результат изобретения состоит в расширении области использования анкера как для крепления в грунте при выполнении в нем скважины, так и при креплении в монолитной, например бетонной, конструкции за счет обеспечения возможности создания требуемой величины уширенной заделки анкера путем двухстадийного инъекцирования твердеющей, предпочтительно цементной, смеси. 3 з.п.ф-лы, 3ил.

 

Анкер применятся в строительстве для крепления ограждений котлованов и тоннелей при открытом способе работ, выемок железнодорожного и автодорожного полотна, оползневых участков, мачт и опор контактной сети, гидротехнических сооружений, мостов и т.п. Анкер представляет собой устройство, обеспечивающее передачу растягивающих сил от строительной конструкции, например, на грунт в пределах зоны заделки анкера за счет закрепления его на конструкции в напряженном состоянии.

Из известных наиболее близким является устройство для анкеровки длинномерного напрягаемого элемента в напрягаемой конструкции, включающее жестко закрепленный на напрягаемом элементе анкер, промежуточный элемент с выпуклой или вогнутой сферической поверхностью, упорную шайбу соответственно с вогнутой или выпуклой поверхностью, контактирующей с поверхностью промежуточного элемента, и закрепленный в напрягаемой конструкции каналообразователь для пропуска и фиксации положения напрягаемого элемента, а упорная шайба выполнена составной из двух половин, каждая из которых снабжена выступом, выполненным в поперечном сечении в форме полукольца, размещенным в полости каналообраэователя и объемлющим соответствующую часть сечения длинномерного напрягаемого элемента (SU №949036, Е 01 D 11/00, 1982).

Известная конструкция имеет ограниченную область применения, обусловленную использованием ее только в вантовых мостах и аналогичных конструкциях, в других же сооружениях использование ее малоэффективно из-за значительного снижения несущей способности и невозможности вследствие этого обеспечить надежное закрепление строительного элемента или конструкции.

Задачей настоящего изобретения является расширение области использования анкера как для крепления в грунте при выполнении в нем скважины, так и при креплении в монолитной, например бетонной, конструкции. Технически это достигается за счет обеспечения возможности создания требуемой величины уширенной заделки анкера путем двухстадийного инъекцирования твердеющей, предпочтительно цементной, смеси.

Достигается это тем, что анкер для закрепления строительной конструкции включает оголовок, обеспечивающий предварительное натяжение, фиксацию усилия натяжения несущих элементов и передачу его на строительную конструкцию, а также заделку, обеспечивающую передачу усилия на грунт или монолит конструкции, и свободную часть, образованную между оголовком и заделкой, при этом несущие элементы снабжены охватывающими их центрирующими фиксаторами и выполнены в виде стальных канатов или стержней из высокопрочной арматуры, помещенных в свободной части в пластмассовые оболочки, исключающие их сцепление с инъекционным раствором и возможность деформации при создании предварительного натяжения, причем параллельно несущим элементам в зоне заделки размещены, по меньшей мере, две инъекционные трубки разной длины, одна из которых предназначена для первичной инъекции раствора, предпочтительно при давлении 2,0-3,0 кг/см², а другая - для вторичной инъекции при давлении 20-30 кг/см², причем свободные концы инъекционных трубок размещены в заделке со смещением по ее длине друг относительно друга не менее, чем на 5 диаметров инъекционной трубки для вторичной инъекции. Кроме того, диаметр трубки для вторичной инъекции может превышать диаметр трубки для первичной инъекции, предпочтительно в 1,2-2,5 раза. А свободный конец трубки для вторичной инъекции смещен в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для первичной инъекции или свободный конец трубки для первичной инъекции смещен в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для вторичной инъекции.

На фиг.1 изображены элементы анкера до заполнения канала инъекционным раствором;

На фиг.2 изображен анкер после заполнения канала инъекционным раствором;

На фиг.3 изображен анкер в рабочем положении, обеспечивающий передачу нагрузки на строительную конструкцию.

Анкер, размещаемый в канале 1, состоит из трех частей (фиг.3): оголовка - части анкера, обеспечивающей предварительное натяжение, фиксацию усилия натяжения и передачу его на строительную конструкцию, свободной части - части анкера между оголовком и заделкой и заделки - части анкера, обеспечивающей передачу усилия, например, на грунт. Несущим элементом анкера являются стальные канаты и/или стержни из высокопрочной арматуры 2 (фиг.1), которые в свободной части (на участке до заделки) помещены в пластмассовые оболочки 3 для исключения сцепления с инъекционным раствором и возможности деформации при создании предварительного натяжения. Количество канатов может быть различным, и определяется расчетным усилием в анкере.

Заделку анкера осуществляют за счет инъекции цементного раствора по трубкам 4 и 5. Для этого вместе с канатами в скважину помещаются две инъекционные трубки 4 - для первичной инъекции и 5 - для вторичной инъекции. Для центрального расположения канатов относительно продольной оси канала 1, предварительно пробуренного, например, под защитой обсадных труб, они имеют охватывающие их центрирующие устройства - фиксаторы 6. Трубки 4 и 5 объединяют с канатами с помощью обвязки 7.

Через инъекционную трубку 4 осуществляют первичную инъекция при давлении 2-3 кг/см². Основное назначение первичной инъекции - обеспечение высокого давления вторичной инъекции. После набора необходимой прочности раствором первичной инъекции через трубку 5 осуществляют вторичную инъекцию при давлении 20-30 кг/см². Высокое давление вторичной инъекции приводит к уширению канала 8 (фиг.2), обеспечивающему надежную анкеровку канатов.

После набора необходимой прочности раствора вторичной инъекции производится натяжение канатов гидродомкратом. Для возможности установки домкрата вдоль оси канатов служат клиновая прокладка 9 (фиг.3), обойма с сферической проточкой 10 и сферическая шайба 11. При этом превышение диаметром трубки для вторичной инъекции диаметра трубки для первичной инъекции, предпочтительно в 1,2-2,5 раза, обеспечивает возможность нагнетания раствора иной подвижности или с содержанием более крупной фракции заполнителя под давлением на порядок большим, чем давление первичной инъекции. При диаметре, меньшем, чем 1,2 диаметра, существует возможность закупорки трубки для вторичной инъекции, например раствором более низкой подвижности или с более крупным заполнителем. При диаметре, большем, чем 2,5 неоправданно снижается несущая способность за счет замещения функций несущих элементов (канатов) не предназначенной для этого трубкой. Смещение свободного конца трубки для вторичной инъекции в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для первичной инъекции или смещение свободного конца трубки для первичной инъекции в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для вторичной инъекции позволяет получить требуемую по длине форму заделки (цилиндрическую, в виде усеченного конуса, грушевидную, а при расположении нескольких по длине заделки трубок 5 - ступенчатую форму повышенной несущей способности).

Применение анкеров позволяет использовать экономичные проектные решения, повысить производительность труда, уменьшить материалоемкость конструкций, сократить сроки строительства.

1. Анкер для закрепления строительной конструкции, включающий оголовок, обеспечивающий предварительное натяжение, фиксацию усилия натяжения несущих элементов и передачу его на строительную конструкцию, а также заделку, обеспечивающую передачу усилия на грунт или монолит конструкции, и свободную часть, образованную между оголовком и заделкой, при этом несущие элементы снабжены охватывающими их центрирующими фиксаторами и выполнены в виде стальных канатов или стержней из высокопрочной арматуры, помещенных в свободной части в пластмассовые оболочки, исключающие их сцепления с инъекционным раствором и возможность деформации при создании предварительного натяжения, причем параллельно несущим элементам в зоне заделки размещены, по меньшей мере, две инъекционные трубки разной длины, одна из которых предназначена для первичной инъекции раствора, предпочтительно при давлении 2,0-3,0 кг/см², а другая - для вторичной инъекции при давлении 20-30 кг/см², причем свободные концы инъекционных трубок размещены в заделке со смещением по ее длине относительно друг друга не менее чем на 5 диаметров инъекционной трубки для вторичной инъекции.

2. Анкер для закрепления строительной конструкции по п.1, в котором диаметр трубки для вторичной инъекции превышает диаметр трубки для первичной инъекции предпочтительно в 1,2-2,5 раза.

3. Анкер для закрепления строительной конструкции по п.1 или 2, в котором свободный конец трубки для вторичной инъекции смещен в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для первичной инъекции.

4. Анкер для закрепления строительной конструкции по п.1 или 2, в котором свободный конец трубки для первичной инъекции смещен в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для вторичной инъекции.