УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТОВЫХ АНКЕРОВ ЯКОРНОГО ТИПА

Полезная модель относится к устройствам для перемещения и закрепления в грунте грунтовых анкеров якорного типа, а также к устройствам для проведения испытаний на выдергивающие нагрузки грунтовых анкеров, анкерных болтов и других типов анкеров. Грунтовые анкеры якорного типа используют для крепления к грунту ограждений котлованов, конструкций типа «стена в грунте», подпорных стен, стен заглубленных сооружений различного назначения, например силосных траншей, для крепления откосов георешетками и другими геосинтетеческими материалами при выполнении строительных и дорожных работ.
Известно устройство для испытания анкеров, содержащее опорную раму, ползун, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорной рамы, силовой механизм для перемещения ползуна относительно рамы и индикатор часового типа, при этом опорная рама содержит две опорные стойки, соединенные сверху и снизу поперечными балками, ползун содержит верхнюю и нижнюю траверсы, соединенные между собой тягами, выполненными в виде резьбовых шпилек, индикатор часового типа закреплен на стойке рамы таким образом, что его измерительный стержень расположен параллельно оси перемещения ползуна и установлен с возможностью взаимодействия с ползуном [Патент РФ №2390751 МПК G01N 3/10. Устройство для испытания анкерных крепежных элементов навесных фасадных систем / Пичугин А.П. и др., заявка №2008123646, опубл. 27.05.2010].
В известном устройстве силовой механизм выполнен в виде ручного домкрата, который одним концом закреплен на верхней траверсе ползуна, а другим концом упирается в нижнюю поперечную балку рамы. Ручной домкрат не позволяет добиться тех усилий и перемещений ползуна, которые требуются для приведения в рабочее положение погруженного в землю грунтового анкера якорного типа. Отсутствие в устройстве направляющих для тяг ползуна не позволяет использовать это устройство в горизонтальном или наклонном положении в тех случаях, когда требуется большой ход ползуна, например в процессе установки анкеров якорного типа при закреплении вертикальных стен котлованов, траншей и т.п. Все это сужает область использования устройства.
Известна установка для испытания анкеров, содержащая опорную раму, ползун, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорной рамы, объемный гидродвигатель со штоком для перемещения ползуна относительно рамы, и ручной гидронасос, соединенный шлангами с объемным гидродвигателем, при этом опорная рама содержит две опорные стойки, соединенные сверху верхней поперечной балкой, ползун содержит верхнюю и нижнюю траверсы, соединенные между собой тягами, выполненными в виде резьбовых шпилек, оси которых параллельны оси штока гидродвигателя, на нижней траверсе ползуна закреплено приспособление для соединения анкерной тяги с ползуном [Шутенко Л.Н., Золотов М.С., Ткаченко Р.Б. Прочность анкеровки арматуры класса А500С акриловыми клеями. Харьковская национальная академия городского хозяйства, г.Харьков. Источник: http://www.pandia.ru/text/77/190/26845.php.] - прототип.
В известной установке опорные стойки рамы соединены только одной верхней поперечной балкой. Это снижает прочность конструкции. Объемный гидродвигатель в этой установке выполнен в виде гидродомкрата. Как известно, гидродомкраты эффективно развивают усилие только в одном (вертикальном) направлении, а обратный ход они совершают под действием силы тяжести поднятого груза. Вследствие этого, известная установка не может быть использована в горизонтальном или наклонном положении, например для установки анкеров якорного типа при закреплении вертикальных стенок котлованов и траншей. Отсутствие направляющих для тяг ползуна также не позволяет использовать эту установку в горизонтальном или наклонном положении. Все это сужает область использования установки.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение области использования установки.
Для решения поставленной задачи в установке, содержащей опорную раму, ползун, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорной рамы, объемный гидродвигатель со штоком для перемещения ползуна относительно рамы, и ручной гидронасос, соединенный шлангами с объемным гидродвигателем, при этом опорная рама содержит две опорные стойки, соединенные сверху верхней поперечной балкой, ползун содержит верхнюю и нижнюю траверсы, соединенные между собой тягами, выполненными в виде резьбовых шпилек, оси которых параллельны оси штока гидродвигателя, на нижней траверсе ползуна закреплено приспособление для соединения анкерной тяги с ползуном, согласно полезной модели, объемный гидродвигатель выполнен в виде гидроцилиндра, а опорная рама снабжена нижней поперечной балкой, соединенной с опорными стойками, а также закрепленными на верхней поперечной балке параллельно оси гидроцилиндра трубчатыми направляющими, в которых перемещаются тяги ползуна.
Для контроля усилия, прикладываемого к тяге анкера, установка снабжена манометром, замеряющим давление в гидроцилиндре.
Для измерения перемещений ползуна и контроля перемещений анкерной плиты в грунте установка снабжена линейной индикаторной шкалой, закрепленной на раме.
Для проверки несущей способности грунтовых анкеров и анкерных болтов установка снабжена индикатором часового типа, закрепленным на стойке рамы с возможностью установки в двух положениях. В рабочем положении индикатора его измерительный стержень расположен параллельно оси штока гидроцилиндра и установлен с возможностью взаимодействия с ползуном либо с торцовой поверхностью анкера или анкерной тяги, а в нерабочем положении индикатор расположен вне зоны перемещения ползуна.
Для облегчения процесса использования установки в горизонтальном положении или в положении под углом к горизонту оно снабжено транспортно-установочной тележкой. При этом опорная рама закреплена в транспортно-установочной тележке с возможностью поворота на угол от 0 до 180 градусов вокруг горизонтальной оси, расположенной в одной плоскости с осью гидроцилиндра и перпендикулярно к последней.
Для облегчения перемещения установки транспортно-установочная тележка снабжена съемными колесами.
Для крепления тележки к грунту в раме транспортно-установочной тележки выполнены отверстия под металлические штыри.
Сущность технического решения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1. показана предлагаемая установка, аксонометрия, на фиг. 2 - установка, снабженная транспортно-установочной тележкой, аксонометрия; на фиг. 3. - установка, в которой опорная рама повернута на 90° относительно транспортно-установочной тележки, аксонометрия.
Установка содержит опорную раму, ползун, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорной рамы, гидроцилиндр со штоком для перемещения ползуна относительно опорной рамы, и ручной гидронасос.
Опорная рама состоит из двух опорных стоек 1, 2, соединенных верхней 3 и нижней 4 поперечными балками. На верхней балке закреплен гидроцилиндр 5 со штоком 6.
Ползун содержит верхнюю 7 и нижнюю 8 траверсы, соединенные между собой двумя тягами 9, 10, выполненными в виде резьбовых шпилек, оси которых параллельны оси штока гидроцидиндра. Тяги перемещаются в трубчатых направляющих 11, 12, закрепленных на верхней поперечной балке рамы. В нижней траверсе 8 ползуна выполнено отверстие, через которое пропускают конец анкерной тяги 13 грунтового анкера, либо конец анкерного болта. С помощью гайки 14 и контргайки 15 тягу анкера или болт закрепляют на нижней траверсе. Шток 6 гидроцилиндра соединен с верхней траверсой 7 ползуна.
Манометр 16 служит для измерения давления в рабочей полости гидроцилиндра 5. Манометр с помощью специального переходника закреплен на гидронасосе 17, который шлангами 18 соединен с гидроцилиндром. Гидронасос снабжен ручным приводом, поэтому не требует специальной энергетической установки, что удобно в полевых условиях. Гидронасос с манометром закреплен на специальной переносной площадке, которая может устанавливаться в любом положении и в любом удобном для работы месте.
На левой опорной стойке 1 рамы закреплена линейная индикаторная шкала 19 с точностью 1 мм, при помощи которой измеряют величину перемещения ползуна и определяют величину перемещения под землей анкерной плиты в процессе установки грунтового анкера. Заделка (корень) - рабочая часть анкера, так называемый «грунтовый якорь», представляет собой опрокидывающуюся в грунте стальную пластину, которую разворачивают под землей за счет приложения выдергивающего усилия к тяге анкера. После разворота пластина устанавливается в грунте перпендикулярно тяге анкера. За счет этого грунтовый анкер приобретает способность воспринимать растягивающую нагрузку, приложенную к тяге анкера.
Индикатор часового типа (ИЧТ) 20 с точностью 0,01 мм служит для измерения перемещений и величины деформаций анкера и анкерных болтов в процессе испытаний, при приложении выдергивающих нагрузок. ИЧТ закреплен на правой стойке рамы при помощи хомута крепления 21 с возможностью установки его в двух положениях. В рабочем положении индикатора его измерительный стержень расположен параллельно оси штока гидроцилиндра и установлен с возможностью взаимодействия с ползуном либо с торцовой поверхностью анкера или анкерной тяги. В нерабочем положении индикатор расположен вне зоны перемещения ползуна.
Для облегчения использования установки в горизонтальном положении или в положении под углом к горизонту она снабжена транспортно-установочной тележкой 22. При этом опорная рама закреплена в транспортно-установочной тележке с возможностью поворота на угол от 0 до 180 градусов вокруг горизонтальной оси 23, расположенной в одной плоскости с осью гидроцилиндра и перпендикулярно к последней.
Для облегчения перемещения установки транспортно-установочная тележка снабжена съемными колесами 24. Для крепления тележки к грунту в раме транспортно-установочной тележки выполнены отверстия 25 под металлические штыри.
Установка работает следующим образом. Грунтовый анкер погружают на заданную глубину в грунт, воздействуя на толкающий стержень анкера (не показан), например при помощи ручного перфоратора. При этом над поверхностью грунта оставляют до 50 см резьбовой части анкерной тяги 13. Толкающий стержень выкручивают из якоря анкера и вынимают из грунта. Установку монтируют и центрируют над резьбовой частью анкерной тяги. При этом необходимо соблюдать соосность оси гидроцилиндра и оси тяги анкера. В том случае, если анкер установлен горизонтально или под углом к поверхности земли, опорную раму вместе с ползуном поворачивают вокруг оси 23 на нужный угол относительно транспортно-установочной тележки. При необходимости колеса с тележки снимают и фиксируют положение тележки, забивая в землю штыри через отверстия 25 в раме тележки.
Резьбовую часть тяги анкера длиной 100-150 мм вставляют в отверстие в нижней траверсе 8 ползуна и закрепляют на траверсе гайкой 14 и контргайкой 15. ИЧТ устанавливают в нерабочее положение, в котором он не мешает перемещению ползуна. При помощи ручного гидронасоса 17 создают давление в рабочей полости гидроцилиндра, за счет чего ползун перемещается в верхнее положение, вытягивая тягу 13 анкера из грунта. Величину перемещения тяги и, соответственно, угол поворота анкерной плиты (якоря) замеряют и контролируют по линейной индикаторной шкале 19. Одновременно замеряют давление в гидроцилиндре по манометру 16. После того, как плита анкера повернется на 90° и займет проектное положение, перпендикулярное тяге анкера, перемещение анкерной тяги прекращают и закрепляют ее на ограждающей стене котлована или траншеи.
При испытании на выдергивающую нагрузку и величину допустимых деформаций грунтовых анкеров, закрепленных на стене котлована или траншеи, а также анкерных болтов, установку устанавливают аналогичным образом. Конец тяги анкера или болта закрепляют в нижней траверсе ползуна. ИЧТ устанавливают в рабочее положение так, чтобы его измерительный стержень был расположен параллельно оси штока гидроцилиндра и установлен с возможностью взаимодействия с ползуном либо с торцовой поверхностью анкера или болта. Создавая при помощи ручного насоса давление в рабочей полости гидроцилиндра, прикладывают выдергивающее усилие к концу тяги анкера или болта. Величину выдергивающего усилия замеряют по манометру 16, а величину перемещений и деформаций - по ИЧТ. В момент максимальных допустимых деформаций и перемещений анкера фиксируют максимальную выдергивающую нагрузку, которая и определяет несущую способность грунтового анкера на выдергивание. При потере анкером или анкерным болтом несущей способности испытания считают законченными, а величины выдергивающего усилия и деформации принимают в качестве максимальных для данного крепления и сравнивают с расчетными. Если замеренное выдергивающее усилие равно или больше расчетного, а деформации - меньше расчетных, то анкер удовлетворяет требованиям расчета на прочность и деформации.
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает перемещение, закрепление и испытание грунтовых анкеров в различных условиях: как в лабораторных, так и в условиях строительства различных подземных и заглубленных сооружений, в т.ч. сельскохозяйственных. Предлагаемая установка может работать под любым углом от 0 до 180 градусов к вертикальной плоскости.