Грунтовый анкер

Полезная модель относится к области строительства, в частности к крепежным изделиям, а именно к грунтовым анкерам, и может быть использована для крепления:
- подпорных стен, оползневых склонов, набережных, причальных стенок и других гидротехнических сооружений;
- шпунтовых стен котлованов и траншей, грунтовых откосов;
- защит из ячеистых бетонов и габионов на крутых склонах для предотвращения эрозии берегов водоемов, рек и каналов;
- несущих стен тоннелей;
- георешеток, дорожного полотна;
- трубопроводов, днищ доков, опускных колодцев и других оснований подземных сооружений от всплытия;
- растяжек мачтовых сооружений.
6
Известен грунтовой анкер рабочая часть которого выполнена в виде плоской анкерной плиты со стержневым наконечником и двумя продольно расположенными относительно анкерной плиты ребрами, имеющей заостренные носовую и торцевую части, с глухим отверстием цилиндрической формы в теле анкера для размещения в нем толкающего стержня. Закрытый торец глухого отверстия направлен к направляющей части анкерной плиты, а ось вращения отверстия расположена в продольной плоскости симметрии анкера, параллельно плоскости анкерной плиты. Узел крепления тяги соединен с анкерной плитой с возможностью поворота в продольной плоскости симметрии анкера относительно оси, перпендикулярной этой плоскости (патент № RU 131748, МПК E02D 5/80, 27.08.2013).
Недостатком данного решения является невысокая несущая способность анкера, в сравнении с заявленным техническим решением.
6
Также известен грунтовой анкер, рабочая часть которого представлена плоской анкерной плитой, имеющей направляющую и торцевую части, глухое отверстие для размещения толкающего стержня и проушину для соединения с узлом крепления тяги. Направляющая часть анкерной плиты имеет выступающие вертикальные и горизонтальные лопасти, перпендикулярно расположенные по отношению друг к другу. При этом входная кромка горизонтальных лопастей переходит в кромку боковых ребер, идущих вдоль тела анкера к его хвостовой части. Передняя кромка анкерной плиты заострена и имеет в плане треугольную форму. Проушина выполнена в выступе, расположенном в верхней части тела анкера и имеющем сужающуюся по направлению к носовой части переднюю режущую кромку. Для врезания в грунт при установке (раскрытии) анкера под землей его торцевая часть срезана под углом к продольной оси анкера и образует в нижней его части отогнутый край (патент №RU 156537, МПК E02D 5/00, 27.07.2015).
Недостатком данного решения является невысокая несущая способность анкера, в сравнении с заявленным техническим решением.
6
Кроме перечисленных выше следует отметить грунтовой анкер типа «Manta Ray», рабочая часть которого также представлена анкерной плитой с направляющей и тыловой частями, глухим отверстием для размещения толкающего стержня и проушиной для соединения анкера с узлом крепления тяги. Направляющая часть анкерной плиты имеет выступающие вертикальные и горизонтальные лопасти, перпендикулярно расположенные по отношению друг к другу. Входные кромки лопастей выполнены ступенчатыми, при этом входная кромка горизонтальных лопастей переходит в кромку боковых ребер, идущих вдоль тела анкера к его хвостовой части. Проушина выполнена в выступе, расположенном в верхней части анкерной плиты и имеющем сужающуюся по направлению к носовой части переднюю режущую кромку. Для врезания в грунт при установке (раскрытии) анкера под землей его торцевая часть срезана под углом к продольной оси анкера и образует в нижней его части отогнутый край (патент № US 7534073, МПК E02D 5/80, 14.05.2007).
Недостатком данного решения является невысокая несущая способность анкера, в сравнении с заявленным техническим решением.
При создании полезной модели решалась задача увеличения несущей способности грунтового анкера за счет применения дополнительной анкерной плиты.
Технический результат - увеличение несущей способности грунтового анкера.
Указанный технический результат достигается за счет использования верхней анкерной плиты, отличающейся от нижней конструкцией направляющего наконечного элемента, имеющего раздвоенный вид для обеспечения поворота плиты в пространстве, а также узлом крепления тяги к анкерной плите. Направляющий наконечный элемент в плане представляет собой две треугольные пластины с заостренными кромками.
Конструктивно грунтовый анкер состоит из анкерных плит, анкерной тяги и толкающего стержня (Фиг. 1). В свою очередь анкерная тяга состоит из стержней, соединительных муфт и гаек. Рабочая часть анкера в предлагаемой конструкции представляет собой две опрокидывающиеся в грунте плиты, изготовленные из горячеоцинкованной стали. Плиты располагаются на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от их размеров, глубины заложения и вида грунта.
Анкерные плиты имеют преимущественно плоскую форму, имеющую направляющую и торцевую части, глухое отверстие для размещения толкающего стержня и проушину для соединения с узлом крепления тяги, выполненную в выступе, расположенном в верхней части анкерной плиты.
Крепление толкающего стержня к верхней анкерной плите осуществляется за счет неразъемно-соединенной с плоской анкерной плитой цилиндрической втулки с закрытым торцом. Задний торец цилиндрической втулки срезан под углом к оси втулки и выступает за границу задних кромок плоской анкерной плиты для обеспечения врезания в грунт при установке (раскрытии) анкера под землей.
Для соединения верхней анкерной плиты с узлом крепления тяги на ее верхней части располагается проушина, в которой перпендикулярно продольной плоскости симметрии анкера установлена ось поворота узла крепления тяги.
6
6
6
Нижняя анкерная плита (находящаяся в основании) по конструкции может выполняться аналогичной анкерным плитам, применяемым в грунтовых анкерах типа «Manta Ray» (патент № US 7534073, MПK E02D 5/80, 14.05.2007), а также анкерах (патент № RU 131748, МПК E02D 5/80, 27.08.2013) и (патент № RU 156537, МПК E02D 5/00, 27.07.2015).
Анкерные плиты в данной конструкции следует монтировать на таком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечивалось условие глубинного заложения для каждой из плит и, кроме того, необходимо учесть величину запаса, требуемую для приведения анкера в рабочее положение (для раскрытия анкерной плиты и перемещения с уплотнением грунта перед ней). Величина запаса характеризуется процессом раскрытия верхней анкерной плиты, результатом которого является образование полости непосредственно под плитой. Величину запаса, требуемую для приведения анкера в рабочее положение, рекомендуется принимать не менее двух длин анкерной плиты. Чтобы обеспечивалось условие глубинного заложения верхней анкерной плиты, необходимо следовать существующим рекомендациям и устанавливать глубину заложения от уровня планировки не менее 5d в глинистых грунтах и не менее 6d - в песках (где d - приведенный диаметр анкерной плиты).
Следует отметить, что данный анкер также целесообразно изготавливать из высокопрочного чугуна, обладающего большей коррозионной стойкостью, по сравнению со сталью, что увеличивает надежность и долговечность анкера.
Сущность технического решения иллюстрируется прилагаемыми чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид грунтового анкера в сборе; на фиг. 2 изображен вид сверху верхней анкерной плиты; на фиг. 3 показан вид сбоку верхней анкерной плиты.
Грунтовый анкер содержит металлическую нижнюю 1 и верхнюю 2 анкерные плиты плоской формы, тягу 3, толкающий стержень 4, и узлы крепления тяги и стержня к анкерной плите. И передние и задние кромки верхней анкерной плиты заострены и имеют в плане треугольную форму. К верхней плоскости анкерной плиты в продольном направлении симметрично относительно продольной плоскости симметрии анкера и перпендикулярно к плоскости плиты приварена проушина 5 для соединения с узлом крепления тяги. Узел крепления толкающего стержня выполнен в виде цилиндрической втулки 6 с закрытым торцом, неразъемно-соединенной с анкерной плитой таким образом, что закрытый торец втулки направлен к передней кромке анкерной плиты, а ось вращения втулки расположена в продольной плоскости симметрии анкера параллельно плоскости анкерной плиты. Узел крепления тяги расположен над втулкой и соединен с плитой с возможностью поворота в продольной плоскости симметрии анкера относительно оси, перпендикулярной этой плоскости. Верхняя анкерная плита устанавливается на той же тяге и выполнена таким образом, чтобы обеспечивался поворот данной анкерной плиты в пространстве.
Узел крепления тяги к верхней анкерной плите выполнен таким образом, что обеспечивается ее боковое крепление к тяге.
Толкающий стержень включает параллельно установленный к нему дополнительный короткий стержень для задавливания верхней анкерной плиты.
Носовая часть или направляющий наконечный элемент верхней анкерной плиты в плане представляет собой с заостренными кромками две треугольные пластины 8, разделенные пространством для поворота плиты. Также носовая часть содержит лопасти 9 на нижней стороне, размещенные под прямым углом к плите.
Толкающий стержень 4 по длине может быть выполнен составным из нескольких частей, соединенных между собой разъемными соединениями, например резьбовыми.
Тяга может иметь различное конструктивное исполнение, например, в виде стержня, который по длине может быть выполнен составным из нескольких частей, соединенных между собой разъемными соединениями, например резьбовыми. Также тяга может быть выполнена гибкой, например в виде троса. В этом случае узел крепления тяги выполняют в виде коуша на конце тяги.
Используют грунтовый анкер следующим образом.
Для сборки грунтового анкера толкающий стержень 4 устанавливают во втулку 6, а тягу 3 - во втулку 7.
Нижнюю и верхнюю анкерные плиты 1 и 2 с прикрепленной к ним тягой 3 и толкающим стержнем 4 посредством осевого силового воздействия на толкающий стержень, например, вибропогружателя, погружают в грунт вместе с тягой. После погружения анкерных плит на заданную глубину извлекают толкающий стержень 4 для последующего применения при погружении других анкеров.
Затем к тяге 3 прикладывают выдергивающее усилие натяжения, например, домкратом. Анкерные плиты посредством скощенных задних кромок врезаются в грунт. За счет того, что ось действия выдергивающей силы смещена относительно точки опоры анкерных плит, возникает опрокидывающий момент, стремящийся их повернуть. За счет действия опрокидывающего момента происходит поворот - раскрытие анкерных плит в проектное положение - перпендикулярно действующим выдергивающим усилиям, чем обеспечивается надежное закрепление анкера в грунте.
После этого другой конец анкерной тяги - оголовок (на чертежах не показан) заводят за закрепляемое сооружение.
Таким образом, анкерные плиты, заняв положение, перпендикулярное оси растягивающих усилий нагрузок, действующих на подпорное сооружение, воспринимают часть этих нагрузок на себя, за счет сопротивления вышерасположенного массива грунта.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить несущую способность и эффективность грунтовых анкеров раскрывающегося типа.