СОСТАВНОЙ ВИНТОВОЙ АНКЕР

Полезная модель относится к строительству, а именно, к винтовым анкерам, используемым для закрепления различных конструкций типа мачт, башен, стоек, опор трубопроводов и линий электропередачи и т.п. от всплытия, пучения и воздействия выдергивающих нагрузок в слабых и неустойчивых грунтах, в том числе и в районах распространения вечномерзлых грунтов.
Известен составной винтовой анкер, содержащий полый ствол с винтовыми лопастями, наконечник и расположенный в полости ствола бридель, причем ствол и наконечник выполнены составными из продольных элементов, а полость в стволе имеет волнообразное продольное сечение, расширенное у наконечника (авторское свидетельство СССР №547497, МПК Е 02 D 5/56, 5/80, опубликованное 02.06.1977).
Недостатки этого известного составного винтового анкера состоят в относительно небольших глубине его погружения в грунт и длине винтовой несущей части, имеющей винтовые лопасти, а также в сложности его использования в условиях вечномерзлых грунтов в связи со снижением несущей способности грунтов вследствие их разрушения при забуривании анкера.
Наиболее близким аналогом предлагаемого анкера является составной винтовой анкер, содержащий нижнюю винтовую несущую часть, состоящую из последовательно набираемых по высоте анкера секций, оснащенных винтовыми лопастями, и верхнюю часть, выполненную в виде пустотелого ствола (авторское свидетельство СССР №872646, МПК Е 02 D 5/80, опубликованное 16.10.1981).
В этом известном составном винтовом анкере нижняя винтовая несущая часть представляет собой башмак с винтовой лопастью, имеющей
нижнюю режущую кромку, и забурником на его нижнем конце, при этом башмак выполнен составным из телескопически соединенных между собой верхней и нижней секций, причем винтовая лопасть размещена на верхней секции башмака, а его нижняя секция выполнена подпружиненной и снабжена дополнительной винтовой лопастью.
Недостатки этого известного составного винтового анкера заключаются в сложности его конструкции, а также в трудности его использования в условиях вечномерзлых грунтов в связи со снижением несущей способности грунтов вследствие их разрушения при забуривании анкера.
Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции составного винтового анкера и повышение его несущей способности при обеспечении возможности его использования в условиях вечномерзлых грунтов.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в составном винтовом анкере, содержащем нижнюю винтовую несущую часть, состоящую из последовательно набираемых по высоте анкера секций, оснащенных винтовыми лопастями, и верхнюю часть, выполненную в виде пустотелого ствола, согласно полезной модели, секции нижней винтовой несущей части выполнены в виде соединяемых между собой торцами полых трубчатых штанг, имеющих на наружной поверхности винтовые лопасти, при этом внутренние полости пустотелого ствола и трубчатых штанг нижней винтовой несущей части выполнены цилиндрическими с постоянным по высоте анкера диаметром в пределах от 30 мм до 70 мм для размещения в полостях пустотелого ствола и трубчатых штанг нижней винтовой несущей части устройства, выпускающего холодный воздух, подаваемый с помощью компрессорной установки, или электронагревательного элемента, или парожидкостной охлаждающей установки сезонного или круглогодичного действия.
Пустотелый ствол в верхней части анкера может быть выполнен составным из надставляемых по высоте анкера подающих полых трубчатых штанг с гладкой наружной поверхностью, соединяемых между собой торцами.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показана конструкция составного винтового анкера.
Составной винтовой анкер содержит нижнюю винтовую несущую часть 1, состоящую из последовательно набираемых по высоте анкера секций, оснащенных винтовыми лопастями 2, и верхнюю часть, выполненную в виде пустотелого ствола 3. Секции нижней винтовой несущей части 1 выполнены в виде соединяемых между собой торцами полых трубчатых штанг 4, имеющих на наружной поверхности винтовые лопасти 2. Внутренние полости 5 пустотелого ствола 3 и трубчатых штанг 4 нижней винтовой несущей части 1 выполнены цилиндрическими с постоянным по высоте анкера диаметром в пределах от 30 мм до 70 мм для размещения в полостях пустотелого ствола 3 и трубчатых штанг 4 нижней винтовой несущей части 1 устройства, выпускающего холодный воздух, подаваемый с помощью компрессорной установки, или электронагревательного элемента, или парожидкостной охлаждающей установки сезонного или круглогодичного действия (на чертеже не показаны).
Пустотелый ствол 3 в верхней части анкера может быть выполнен составным из надставляемых по высоте анкера подающих полых трубчатых штанг 6 с гладкой наружной поверхностью, соединяемых между собой торцами.
Предлагаемый анкер представляет собой составную конструкцию с нижней винтовой несущей частью 1, при погружении последовательно набираемой из полых трубчатых штанг 4, имеющих на наружной поверхности винтовые лопасти 2, и путем вращения внедряемой в несущие грунты. Вращение на анкер в зависимости от его диаметра и твердости
несущих грунтов может передаваться с помощью буровой установки или установки ручного бурения типа мотобура. В том случае, когда кровля слоя 7 грунтов, обладающих необходимой несущей способностью, находится на глубине 4-5 м и более относительно дневной поверхности 8 грунтового массива, нижнюю винтовую несущую часть 1 погружают в них с помощью надставляемых подающих полых трубчатых штанг 6 с гладкой наружной поверхностью, т.е. без винтовых лопастей. Таким образом, общая длина анкера может достигать 20-30 м и более. Глубину залегания и толщину слоя 7 грунтов необходимой прочности контролируют в процессе погружения нижней винтовой несущей части 1 по скорости вращения и величине передаваемого давления на забой. В общем случае оптимальная с точки зрения технико-экономических характеристик конструкция анкера достигается за счет увеличения его несущей способности благодаря регулированию сочетания глубины его погружения, длины нижней винтовой несущей части 1 и угла погружения. Увеличение несущей способности анкера в вечномерзлых грунтах может достигаться временным оттаиванием шлама 9 в стволе скважины с целью лучшего его самоуплотнения путем временной установки электронагревательного элемента диаметром до 50 мм в полость пустотелого ствола 3 и трубчатых штанг 4 нижней винтовой несущей части 1 на всю длину анкера. Для ускорения процесса промерзания оттаявшего и уплотненного шлама 9 в стволе скважины, а также для замораживания талых грунтов ненарушенного сложения или дополнительного понижения температуры вечномерзлых грунтов может быть предусмотрена подача в полость пустотелого ствола 3 и трубчатых штанг 4 нижней винтовой несущей части 1 холодного воздуха с помощью компрессорной установки (диаметр шланга и воздуховыпускающего устройства от 20 мм). В целях сохранения мерзлого состояния вмещающих грунтов в течение всего периода эксплуатации анкера, в случае необходимости, в полость пустотелого ствола 3 и трубчатых штанг 4 нижней винтовой несущей части 1 на временной или постоянной основе
устанавливают парожидкостную охлаждающую установку сезонного или круглогодичного действия с диаметром испарителя 38 мм.
Выбор диаметра цилиндрических внутренних полостей пустотелого ствола 3 и трубчатых штанг 4 нижней винтовой несущей части 1 в пределах от 30 мм до 70 мм обусловлен вышеприведенными размерами размещаемых в них устройства, выпускающего холодный воздух, подаваемый с помощью компрессорной установки, или электронагревательного элемента, или парожидкостной охлаждающей установки сезонного или круглогодичного действия.
Вышеописанный составной винтовой анкер имеет простую конструкцию, обладает достаточно высокой несущей способностью и может быть использован в условиях вечномерзлых грунтов.