ГРУНТОВЫЙ АНКЕР

Полезная модель относится к области строительства, в частности к грунтовым анкерам для крепления в грунте конструкций типа «стена в грунте», подпорных стен, заглубленных сооружений, в т.ч. силосных траншей, стен котлованов и траншей, георешеток, полотна в дорожных работах и других удерживающих грунт систем.
Известно анкерное устройство, содержащее анкерную головку, шарнирное соединение, смещенное вбок от головки, и тягу, соединенную с шарнирным соединением для опрокидывания анкерной головки, при этом упомянутая анкерная головка, содержит плоскую анкерную плиту прямоугольной формы и снабжена поперечиной, содержащей, по меньшей мере, одну поперечную пластину, прикрепленную одним своим концом к анкерной плите перпендикулярно к ее плоскости, при этом указанное шарнирное соединение расположено на другом конце поперечины (патент США №3653167, кл. E02D 5/80, 1972 г.).
В известной анкерной головке передняя кромка анкерной плиты не заострена и расположена перпендикулярно к продольной плоскости симметрии плиты, а поперечные пластины значительно выступают над плоскостью плиты. Все это приводит к тому, что для погружения этой головки в грунт требуется приложить значительное усилие. В то же время, это усилие при помощи стержня прикладывается непосредственно к задней кромке пластины. В результате при погружении в грунт пластина может потерять устойчивость и согнуться, что сделает невозможным дальнейшее использование такой головки.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является грунтовый анкер Manta Ray, содержащий плоскую деталь, тягу, толкающий стержень, и узлы крепления тяги и стержня к плоской детали, при этом передняя кромка плоской детали заострена и имеет в плане треугольную форму, узел крепления толкающего стержня к плоской детали выполнен в виде цилиндрической втулки с закрытым торцом, неразъемно соединенной с плоской деталью таким образом, что закрытый торец втулки направлен к передней кромке плоской детали, а ось вращения втулки расположена в продольной плоскости симметрии анкера параллельно плоскости плоской детали, а узел крепления тяги расположен над втулкой для крепления толкающего стержня и соединен с плоской деталью с возможностью поворота в продольной плоскости симметрии анкера относительно оси, перпендикулярной этой плоскости (патент США №4802317, кл. E02D 5/80, 1989 г.).
В известном анкере плоская деталь выполнена в виде двух лопастей, прикрепленных к цилиндрической втулке для крепления толкающего стержня и расположенных в одной продольной плоскости, проходящей через ось вращения втулки. Для придания анкерной головке жесткости с обоих сторон плоскости лопастей выполнены ребра жесткости в продольном направлении, так что при взгляде спереди лопасти и ребра жесткости образуют крест. Над цилиндрической втулкой сделан выступ, в котором выполнена проушина, в которой перпендикулярно продольной плоскости симметрии анкера установлена ось поворота узла крепления тяги. Выступ имеет заостренную переднюю режущую кромку. Цилиндрическая втулка крепления стержня имеет сферическое дно для взаимодействия со сферическим торцом толкающего стержня во время погружения анкера под землю. Для врезания в грунт при развороте головки под землей задний торец цилиндрической втулки крепления стержня срезан под углом к оси втулки и выступает за границу задних кромок лопастей.
Недостатком известного анкера является сложность конструкции и высокая трудоемкость его изготовления.
Предлагаемая полезная модель направлена на упрощение конструкции грунтового анкера и снижение трудоемкости его изготовления.
Для решения этой задачи, плоская деталь выполнена в виде анкерной плиты. К верхней плоскости анкерной плиты в продольном направлении симметрично относительно продольной плоскости симметрии анкера и перпендикулярно к плоскости плиты прикреплены два ребра жесткости. Втулка для крепления толкающего стержня расположена на верхней плоскости анкерной плиты между ребер жесткости и неразъемно прикреплена к плите и ребрам жесткости. Ось поворота узла крепления тяги закреплена между ребер жесткости перпендикулярно к их плоскости.
Для уменьшения усилия, необходимого для погружения анкера в грунт концы ребер жесткости, обращенные к передней кромке анкерной плиты, срезаны под углом 30…60 градусов к плоскости плиты.
Дополнительно предлагается ось поворота узла крепления тяги и втулку для крепления толкающего стержня расположить между центром тяжести анкерной плиты и передней кромкой плиты. Помимо этого, предлагается заднюю кромку анкерной плиты заострить и придать ей в плане треугольную форму.
Предлагается также в передней части анкерной плиты по ее продольной оси закрепить наконечник в виде заостренного стержня, выступающего за переднюю кромку плиты.
Для обеспечения возможности многократного использования толкающего стержня во втулке для крепления стержня выполнена внутренняя резьба, а на конце толкающего стержня выполнена аналогичная наружная резьба. При большой длине толкающего стержня его выполняют составным из нескольких частей, соединяемых между собой разъемными соединениями.
В качестве одного из вариантов конструкции предлагается узел крепления тяги выполнить в виде втулки, в которой выполнена внутренняя резьба, а тягу выполнить в виде тянущего стержня, на конце которого выполнена аналогичная наружная резьба. В этом случае между ребер жесткости и перпендикулярно к их плоскости закрепляют ограничитель угла поворота втулки и тянущего стержня, выполненный в виде стального стержня. При большой длине тяги ее выполняют составной из нескольких частей, соединяемых между собой разъемными соединениями.
Возможен и такой вариант конструкции, когда тяга выполнена гибкой, например, в виде троса, а узел крепления тяги выполнен в виде коуша на конце тяги.
Сущность технического решения иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображен главный вид (вид спереди) грунтового анкера; на фиг.2.показан вид сверху анкера; на фиг.3-общий вид грунтового анкера в сборе.
Грунтовый анкер содержит металлическую анкерную плиту 1, тягу, толкающий стержень 2, и узлы крепления тяги и стержня к анкерной плите. И передняя и задняя кромки 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 приварены два ребра жесткости 3. Концы ребер жесткости, обращенные к передней кромке анкерной плиты, срезаны под углом 30...60 градусов к плоскости плиты. Узел крепления толкающего стержня 2 выполнен в виде втулки 4, расположенной на верхней плоскости анкерной плиты между ребер жесткости 3 и приваренной к плите и ребрам жесткости таким образом, что закрытый торец втулки направлен к передней кромке анкерной плиты, а ось А вращения втулки расположена в продольной плоскости симметрии анкера параллельно плоскости анкерной плиты. Толкающий стержень 2 по длине может быть выполнен составным из нескольких частей, соединенных между собой разъемными соединениями, например резьбовыми.
Тяга может иметь различное конструктивное исполнение. Например, она может быть выполнена в виде тянущего стержня 5, на конце которого выполнена наружная резьба. В этом случае узел крепления тяги выполняют в виде втулки 6 с внутренней резьбой, ось 7 поворота которой закреплена между ребер жесткости перпендикулярно к их плоскости. При этом стержень по длине может быть выполнен составным из нескольких частей, соединенных между собой разъемными соединениями, например резьбовыми. Между ребер жесткости и перпендикулярно к их плоскости закреплен ограничитель 8 угла поворота втулки 6 и тянущего стержня 5, выполненный, например, в виде стального стержня. Ограничитель не позволяет втулке и стержню поворачиваться на угол, больший 90°. Также тяга может быть выполнена гибкой, например в виде троса. В этом случае узел крепления тяги выполняют в виде коуша на конце тяги.
В передней части анкерной плиты по ее продольной оси закреплен наконечник 9 в виде заостренного стержня, выступающий за переднюю кромку плиты.
Используют грунтовый анкер следующим образом.
Для сборки грунтового анкера толкающий стержень 2 завинчивают во втулку 4, а тянущий стержень 5 - во втулку 6.
Специальным буром, который входит в набор рабочих инструментов пневмоударника выполняют лидирующую скважину диаметром несколько меньшим, чем диаметр наконечника 9. Анкерную плиту 1 с прикрепленными к ней тянущим 5 и толкающим 2 стержнями устанавливают передней заостренной частью анкерной плиты со стержневым наконечником 9 на поверхность грунта перед устьем скважины. Посредством осевого силового воздействия на толкающий стержень 2, например пневмоударником, погружают анкер в грунт вместе с толкающим и тянущим стержнями.
После погружения анкерной плиты на заданную глубину выкручивают толкающий стержень 2 из втулки 4 и извлекают его из грунта для последующего применения при погружении других анкеров.
Затем к тяге 5 прикладывают выдергивающее усилие натяжения, например, домкратом. Анкерная плита своей задней кромкой врезается в грунт. За счет того, что ось действия выдергивающей силы смещена относительно точки опоры анкерной плиты, возникает опрокидывающий момент, стремящийся повернуть анкерную плиту (по фиг.1 - по часовой стрелке). За счет действия опрокидывающего момента происходит поворот - опрокидывание анкерной плиты в проектное положение - перпендикулярно действующим выдергивающим усилиям, чем обеспечивается надежное закрепление анкера в грунте. При этом тяга занимает положение, обозначенное на фиг.1 поз.10. Ограничитель 8 препятствует дальнейшему повороту анкерной плиты.
После этого другой конец анкерной тяги - оголовок (на чертежах не показан) заводят за закрепляемое ограждение подземного сооружения или стены и закрепляют. Оголовок состоит из опорной плиты, воспринимающей нагрузку от ограждающей конструкции, и крепежных элементов - гайки, шайбы, колодки и конуса, передающих нагрузку от опорной плиты на тягу.
Таким образом, анкерная плита, заняв положение, перпендикулярное оси растягивающих усилий от активных нагрузок, действующих на стену в грунте или подпорную стену заглубленного сооружения, принимает часть этих нагрузок на себя, повышая несущую способность стены в грунте, что и является основной задачей грунтового анкера.
Данный грунтовый анкер может выполняться с предварительным натяжением стальной анкерной тяги домкратом, что создаст дополнительную устойчивость и прочность ограждающим конструкциям «стены в грунте» или другим заглубленным сооружениям от действующих нагрузок.
Предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию, снизить трудоемкость изготовления грунтового анкера и при этом повысить его несущую способность и эффективность.