ГРУНТОВЫЙ АНКЕР
SOIL ANCHOR

Техническое решение относится к строительству и горному делу и касается грунтовых анкеров, используемых для крепления к грунту различных конструкций и сооружений, а также для поддержания бортов карьеров, котлованов, уступов.
Известно анкерное устройство (см. патент США №3653167, кл. E02d 5/80, опубл. в 1972 г.), содержащее анкерную головку, адаптированную таким образом, что ее погружение в грунт в первом положении обеспечивает низкое сопротивление погружению, а во втором положении, наклонном относительно первого, указанная головка обеспечивает сопротивление выдергиванию большее, чем сопротивление погружению, а также элемент сочленения, смещенный в боковом направлении от указанной головки, и тягу, соединенную с элементом сочленения для наклона указанной головки из первого положения во второе. Указанная головка содержит плоскую прямоугольной формы анкерную плиту, снабженную поперечным элементом, содержащим поперечную плиту, одним концом прикрепленную к одной стороне указанной анкерной плиты перпендикулярно к ней, а указанный элемент сочленения находится на другом конце поперечной плиты. Указанный поперечный элемент включает еще одну плиту, которая параллельна указанной поперечной плите. Указанная анкерная головка включает вторую прямоугольную плиту, соединенную с поперечным элементом параллельно анкерной плите. Указанный элемент сочленения включает ось, параллельную указанной анкерной плите.
Выполнение в данном анкерном устройстве узла крепления тяги в виде прикрепленных к анкерной плите поперечных плит с элементом сочленения на их выступающем конце значительно усложняет конструкцию устройства. Кроме того, наличие такого выходящего за пределы анкерной плиты узла крепления ведет к повышению сопротивления погружению устройства в грунт, а также к снижению его несущей способности из-за нарушения указанным узлом крепления структуры грунта над анкерной плитой как в процессе погружения устройства, так и при его последующих смещениях при нагружении.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является грунтовый анкер (см. патент РФ №2366779, кл. E02D 5/80, опубл. в Бюл. №25, 2009 г.), содержащий анкерную плиту, гибкую тягу и узел ее крепления к указанной плите, выполненный в виде пройденных в анкерной плите сквозных отверстий, через которые начиная с входного отверстия пропущен замковый конец гибкой тяги, при этом входное отверстие расположено по оси симметрии анкерной плиты и смещено от центра тяжести указанной плиты в сторону ее лидирующего торца на расстояние, равное 0,1÷0,3 расстояния между ними.
Недостатком данного устройства является то, что гибкая тяга прикреплена непосредственно к анкерной плите без каких-либо промежуточных элементов. Поэтому плечо приложения выдергивающей силы, то есть расстояние от линии ее действия до центра тяжести анкерной плиты, в начальный момент при приведении анкерной плиты в рабочее положение путем натяжения гибкой тяги равно сумме половины толщины анкерной плиты и половины диаметра троса, то есть минимально. Вследствие этого начальный вращательный момент, заставляющий анкерную плиту поворачиваться, невелик, поэтому невысока скорость ее поворота и требуется значительное продольное перемещение анкерной плиты для приведения ее в рабочее положение. Нагрузочная характеристика такого анкера пологая, то есть анкер медленно набирает рабочую нагрузку, что не всегда приемлемо с эксплуатационной точки зрения. Таким образом, эффективность такого анкера недостаточно высока.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности анкера за счет улучшения его нагрузочной характеристики путем увеличения ее крутизны.
Она решается тем, что грунтовый анкер, включающий анкерную плиту, гибкую тягу и узел ее крепления к указанной плите, выполненный в виде пройденных в анкерной плите сквозных отверстий, через которые пропущен замковый конец гибкой тяги, согласно техническому решению снабжен трубкой, размещенной во входном отверстии анкерной плиты, при этом замковый конец гибкой тяги пропущен через данную трубку, причем трубка выступает над поверхностью анкерной плиты со стороны входа троса.
При таком выполнении устройства трубка играет роль рычага, увеличивающего плечо приложения выдергивающей силы. Это увеличивает момент вращения анкерной плиты, вследствие чего скорость ее поворота увеличивается, то есть анкерная плита принимает рабочее положение при меньшем продольном перемещении, за счет чего скорость набора анкером рабочего усилия увеличивается, следовательно нагрузочная характеристика анкера улучшается, то есть становится более крутой.
Во избежание концентрации напряжений на контактах гибкой тяги с кромками отверстия трубки кромки отверстия трубки могут быть закруглены.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу.
Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами фиг.1-3, где на фиг.1 изображен грунтовый анкер при погружении, продольный разрез; фиг.2 - грунтовый анкер в рабочем положении, продольный разрез; фиг.3 - исполнение трубки с закругленными кромками отверстия.
Грунтовый анкер (фиг.1, 2) содержит анкерную плиту 1 (далее - плита 1), например, металлическую, и узел ее крепления в виде пройденных в плите 1 сквозных входного 2 и последующих 3 отверстий. Во входном отверстии 2 размещена трубка 4, например, металлическая. Гибкая тяга 5 (далее - тяга 5) выполнена, например, в виде троса. Замковый конец тяги 5 пропущен, например, последовательно в отверстие трубки 4, а затем в отверстия 3 плиты 1. Таким образом, замковый конец тяги 5 фрикционно зафиксирован в указанных отверстиях трубки 4 и плиты 1. Кромки отверстия трубки 4 закруглены (фиг.3). Это может быть осуществлено, например, с расширением трубки 4 развальцовкой (на фиг.3 - левый конец трубки 4) или без расширения (на фиг.3 - правый конец трубки 4).
Работа грунтового анкера осуществляется следующим образом.
Плиту 1 с прикрепленной к ней тягой 5 монтируют задним торцом 6 в прорезь 7 инвентарной штанги 8 (далее - штанга 8). Затем анкерную плиту 1 в сборе со штангой 8 устанавливают лидирующим торцом 9 плиты 1 на грунт 10 и ориентируют в пространстве в соответствии с проектным направлением. Далее посредством осевого силового воздействия на штангу 8, например, пневмоударником продольно погружают анкерную плиту 1 вместе с гибкой тягой 5 в грунт. После погружения анкерной плиты 1 на заданную глубину штангу 8 извлекают, а образованную ею скважину тампонируют сыпучим материалом, например грунтом. Затем к тяге 5 прикладывают выдергивающую силу (фиг.2), например, посредством домкрата или лебедки. При этом, благодаря тому, что линия действия выдергивающей силы смещена относительно центра тяжести 11 плиты 1, происходит поворот плиты 1 с увеличением выдергивающей силы, чем обеспечивается надежное закрепление анкера в грунте.