Анкер крепление — система для передачи растягивающих нагрузок от закрепляемой конструкции на несущие слои грунта. Анкерное крепление относится к ограждению котлованов и применяется взамен распорной системы. Использование такого рода ограждений позволяет работать в котловане без ограничений, вести разработку котлована по всему периметру и исключить очередность возведения монолитных конструкций при новом строительстве. Наиболее часто используются предварительно-напрягаемое анкерное крепление, поскольку он0 позволяет предотвратить разуплотнение грунта вокруг котлована. Анкернок крепление можно применять в различных грунтах, кроме набухающих пород, просадочных, а также сильно сжимаемых грунтов, торфов, илов и глин, обладающих текучей консистенцией.
Грунтовые анкера
Грунтовый анкер состоит из трех основных частей: оголовка (составной элемент грунтового анкера, передающий нагрузку от закрепляемого элемента сооружения или грунта на анкерную тягу), анкерной тяги (составной элемент анкера, передающий нагрузку от оголовка на заделку) и заделки (корня) (часть анкера, передающая нагрузку от тяги на грунт).
Передача усилия в грунт осуществляется посредством поверхностного трения. Выдергивающее усилие, которое возможно передать на анкер, определяется несущей способностью анкера по грунту, равно как и прочностью самой конструкции тяги анкера. В слабых грунтах повысить несущую способность анкерного крепления по грунту можно путем увеличения длины корня анкера или его диаметра, применения многоразовых инъекций и правильного выбора технологии нагнетания. Стальная армирующая штанга должна иметь возможность свободной деформации в защитной трубе, чтобы грунтовой анкер мог быть предварительно напряжен. Величины усилий, воспринимаемых на практике одиночным анкером в дисперсных грунтах, как правило, находятся в диапазоне от 0.1 до 0.5 МН, а в полускальных и скальных породах — до 1 МН.
Сообразно особенностям строительного объекта возможно устройство одного из видов грунтовых анкеров: прядевого, стержневого. Основное отличие стержневых и прядевых грунтовых анкеров заключается в особенностях конструкции анкерной тяги. В первом случае она представляет собой арматурный стержень с сечением, обеспечивающим необходимую несущую способность, во втором — пряди из нескольких витых арматурных канатов. При этом прядевые анкера имеют более высокую несущую способность и позволяют подбирать необходимые параметры за счет изменения числа и диаметра прядей, а также качества стали. Заводы изготовители также выполняют стабилизацию арматурных канатов, чтобы убрать площадку текучести и повысить несущую способность стали, а вместе с тем понизить удельное удлинение троса до 3-4%.
Для того, чтобы установленное анкерное крепление не создавало помех при дальнейшем освоении подземного пространства, анкерное крепление может быть извлекаемой конструкции. На сегодняшний день разработано несколько типов таких конструкций, например, с обрываемыми канатами или с использованием арматурного стержня винтового профиля, который можно вывинтить из корневой части.
Грунтовые анкеры обычно устанавливаются способом бурения как с промывкой, так и без нее. В зависимости от геологических условий возможно применение при бурении свкажин обсадных труб. После бурения производится установка стальной армирующей штанги и нагнетание цементный раствора по инъекционным трубкам. Свободная длина корня обеспечивается установкой на анкерной тяге полипропиленовой трубы. Посредством целенаправленного допрессовывания можно уже отвержденное инъекционное тело повторно подорвать и закрепить в грунте. Это позволяет добиться значительно большей силы бокового сцепления.
Анкера типа «TITAN»
С целью повышения производительности установки анкерного крепления в структурно неустойчивых грунтах и снижения стоимость анкерной конструкции применяются самозабуриваемых (трубчатые) анкера. Основное отличие от традиционных тросовых или арматурных анкеров является совмещение операции бурения скважины и установки анкера, так как буровая штанга остается в скважине в качестве армирующего элемента сваи. В технологии «TITAN» в качестве штанг используются полые трубчатые элементы с накатанной волновой поверхностью, обеспечивающей качественный контакт между трубчатым элементом и цементным камнем. В технологии «Атлант» предлагается использовать в качестве штанги трубу с гладкой поверхностью. Подобное решение позволяет значительно уменьшить стоимость технологии за счет применения стандартных труб, выпускаемых отечественной промышленностью. Практика показывает, что использование гладких труб не снижает существенно несущую способность свай (анкеров). Это объясняется достаточным по величине сцеплением между поверхностью трубы и цементным камнем.
При устройстве грунтовых анкеров данного типа сначала производится последовательное забуривание в грунт под проектным углом наклона анкерных штанг, оснащенных передовой буровой коронкой. Одновременно с забуриванием, через полость анкерных штанг и выпускные отверстия буровой коронки под давлением до 2 МПа, производится подача промывочного цементного раствора. Цементный раствор является также первичным инъецирующим раствором, который заполняет пустоты, трещины и пропитывает окружающий грунт. После того как достигается расчетная глубина сваи, буровая штанга продолжает вращаться и нагнетается густой цементный раствор, который вытесняет промывную жидкость. При этом достигается давление до 80 бар, что в слабых грунтах способствует их уплотнению, а также расширению диаметра сваи. После выстойки анкера (5-7 суток) производится натяжение на проектное усилие и блокировка анкера на ограждающей конструкции.
