Приложение М. Определение несущей способности грунтовых анкеров

Приложение М

(рекомендуемое)

Определение несущей способности грунтовых анкеров

1 Расчет анкеров выполняется по первому предельному состоянию, исходя из заданной величины расчетной выдергивающей нагрузки, определяемой расчетом конструкции, удерживаемой от смещения анкерами.

Производится проверка несущей способности анкера по грунту, по прочности его узлов и стопорного устройства, закрепляющего тягу на конструкции. Установление несущей способности анкеров для стадии рабочей документации должно производиться по результатам испытаний их статической нагрузкой.

2 Расчетная нагрузка на анкер по несущей способности грунта основания Fd должна устанавливаться из условия

     N <= Fd / гамма k,                                          (М.1)

где N - расчетная выдергивающая нагрузка, полученная в результате расчета конструкции, удерживаемой грунтовыми анкерами; гамма k - коэффициент надежности, устанавливаемый в зависимости от класса сооружения и длительности работы анкеров. Для временных анкеров, гамма k = 1,2; для постоянных гамма k = 1,4.

3 Несущая способность инъекционного анкера по грунту основания может определяться путем подбора по формуле

    Fd = гамма с гамма cf пи Dk lk (1 + sin фи1) х

                                                                (М.2)

    х (сигма og tg фи1 + с1) kp,

где гамма с, гамма cf - коэффициенты условий работы, принимаемые по СНиП 2.02.03, гамма с - как для свай, работающих на выдергивание и гамма cf - как для буроинъекционных свай; lk - длина корня анкера, выбираемая в пределах 4-8 м;

фи1, c1 - расчетные угол внутреннего трения и сцепление грунта, соответственно; Dk - диаметр корня анкера; сигма og - осредненное по боковой поверхности заделки анкера природное напряжение, определяемое по формуле (М.3); kp - коэффициент, зависящий от отношения диаметра скважины Dc к диаметру заделки анкера Dk, определяемой по формуле (М.4).

4 Значение сигма og определяется по формуле

     сигма og = 0,5 (гамма1 dk + q) (дзэта0 +

         ______________________________

        /  2          2       2

     +\/ cos альфа + дзэта0 sin альфа),                              (М.3)

где гамма1 - средневзвешенное значение по глубине dk удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды; dk - глубина заложения центра заделки анкера от поверхности грунта (см. рисунок М.1); дзэта0 - коэффициент бокового давления грунта в природном состоянии, принимаемый для песков и супесей равным дзэта0 = 0,43; для суглинков дзэта0 = 0,55; для глин дзэта0 = 0,72; q - приведенная к равномерно-распределенной в уровне центра заделки, минимальная нагрузка на поверхности и от соседних фундаментов зданий; альфа - угол наклона анкера к горизонту.

5 Значение Кр определяется по формуле

                             2

             1,01 - (Dc / Dk)    бета

     kp =  {------------------}  ,                              (М.4)

                   2         2

           1,01 - A1 / (1 + A1)

где коэффициенты:

A1 = Е0 / (1 + ню) х (сигма og + c1 х ctg фи1) х sin фи1,

бета = sin фи1 / (1 + sin фи1),

здесь фи1, c1, E0, ню - средневзвешенные значения прочностных и деформационных характеристик грунта, расположенного по длине заделки.

6 Для определения Dk задаются значением lk, отношениями Dc/Dk равными: 0,9; 0,6 и 0,3. Для этих значений Dc/Dk и заданному lk определяется Fd по формуле (М.2). Составляется график зависимости Fd от Dc/Dk. По этому графику, зная Fd, находим отношение Dc/Dk и по ней Dk, которая должна быть обеспечена нагнетанием необходимого объема цементного раствора в скважину.

7 Необходимый объем цементного раствора, закачиваемого в скважину для анкеров с пакером, цементной пробки или манжетной трубы, определяется по формуле

                2    2                 1

     V1 = 0,5 (Dk - D0) (1 + 3,1 х n) lk,                 (М.5)

     где n = В/Ц - весовое водоцементное отношение; D0 - диаметр тяги

                                               1

или  манжетной  трубы  в зоне заделки анкера; lk - длина инъекционной

части анкера (см. рисунок М.1).

                2     2                 1

     V2 = 0,5 (Dk - Dc0) (1 + 3,1 n) х lk                 (М.6)

Рисунок М.1. Схемы анкеров

Рис. М.1

а - с разбуренным уширением; б - с инъекционным уширением;

1 - ограждение котлована; 2 - стопорное устройство; 3 - тяга;

4 - скважина; 5 - уширитель; 6 - наконечник; 7 - линия скольжения;

8 - трубка для нагнетания раствора; 9 - зона закрепленного грунта (корень анкера)

Рабочая часть анкеров, закрепляющих подпорные или ограждающие стенки котлованов, должна располагаться за плоскостью обрушения, проведенной под углом к вертикали тэта = 45° - фи/2 от задней линии подошвы подпорной или ограждающей стенки.

Анкерные тяги выполняют из стержневой арматуры класса АIII, AIV, AV, а также из проволочных прядей В-II и Вр-II.