Ф.13.3. Каким образом анкерные плиты передают на грунт основания выдергивающие нагрузки?

В зависимости от конструкции опоры анкерные плиты воспринимают и передают на грунт основания как вертикальные, так и наклонные выдергивающие нагрузки (см.рис.Ф.13.2,а,б).

При строительстве причальных стенок анкерные плиты закладываются в грунт вертикально, а при сооружении линий электропередачи - горизонтально или наклонно к поверхности основания. Нагрузка прикладывается перпендикулярно или наклонно по отношению к плоскости анкерной плиты. Обычно угол наклона тяжа к вертикали изменяется в пределах от 0 до 60°.

Инъекционный анкер представляет собой предварительно напряженную конструкцию в виде металлической тяги, выполненной из высокопрочной стали, и зоны заделки из цементно-песчаного раствора. По способу взаимодействия с грунтом различают два типа предварительно напряженных анкеров: первый - анкеры, у которых после установки обсадной трубы диаметром 8-14 см и введения анкерной тяги осуществляется заполнение обсадной трубы цементной суспензией (рис.Ф.13.2, а,ж,з), в то время как обсадная труба извлекается по участкам; второй - анкеры, у которых только часть скважины заполняется цементным раствором (рис.Ф.13.1, г,е), в то время как буровая скважина на свободной длине тяги не заполняется вовсе или заполняется нетвердеющей массой.

Для создания высококачественной зоны заделки в анкерах применяют цементный раствор, приготовленный из портландцемента марки М400 и выше, воды и пластифицирующих добавок. В качестве напрягаемого элемента (тяги) используют одиночные арматурные стержни классов Ат-IV, А-IV и пучки отдельных проволок классов В-II, Вр-II или прядей.

Внешняя нагрузка передается на голову (верхнюю часть) анкера и далее через стальной тяж на заполненную цементным раствором зону, которая называется рабочим телом анкера.

Предварительно напряженные анкеры с углом наклона к вертикали от 0 до 60 ° можно применять в различных грунтах, за исключением торфа, ила, глин текучей консистенции, набухающих и просадочных грунтов. В песчаных грунтах иногда применяются анкеры, погружаемые в грунт вибрацией. Конструктивно анкер представляет собой тягу из стержневой арматуры с уширенным башмаком на нижнем конце.

Практика применения показывает, что инъекционные анкеры целесообразно использовать для восприятия динамических нагрузок от действия ветра, так как они имеют более устойчивый характер работы. Однако, если анкеры подвержены знакопеременным нагрузкам, лучше использовать цилиндрические анкеры или винтовые сваи. Например, анкеры применяются для закрепления от всплытия нефтяных резервуаров (см.рис.Ф.13.1,а), погруженных в грунт при высоком уровне грунтовой воды. Когда резервуар пустой, анкеры должны воспринимать выдергивающие нагрузки, соответствующие выталкивающим усилиям. С другой стороны, когда резервуар загружен, такие анкеры воспринимают сжимающие нагрузки, которые невозможно передать на более прочный грунт, применяя инъекционные анкеры со свободной длиной.

Ф.13.4.* Как влияет глубина заложения анкерных плит на характер деформации основания?

Характер деформации основания анкерных плит зависит не только от глубины их заложения, но также от наклона анкерной плиты к горизонту и вида грунта основания.

В зависимости от относительной глубины заложения d/b различают анкерные плиты мелкого, глубокого и промежуточного заложения. При 1< d/b < 3 анкерные плиты относятся к категории мелкого заложения. При d/b >6 мы имеем анкерные плиты глубокого заложения, а при 3£ d/b £ 6 - промежуточного заложения.

Приведенная классификация основана на выявленном экспериментально различном характере деформирования песчаного и глинистого оснований.

На рис.Ф.13.4 показаны основные случаи предельно напряженного состояния песчаного основания, которые в зависимости от относительной глубины заложения подразделяются следующим образом:

Случай а. Характерен для анкерных плит и вырываемых грибовидных фундаментов мелкого заложения при 1< d/b <3, 0£ b £ 30° в песках плотных и средней плотности, когда разрушение основания происходит в виде сдвига и выпирания грунта на поверхность (рис.Ф.13.4,а,б).

Случай б (рис.Ф.13.4,в). Имеет место в песках плотных и средней плотности при относительной глубине заложения d/b >6; в отличие от фундаментов мелкого заложения в данном случае разрушение основания не связано с выпиранием грунта на поверхность основания, а характеризуется внутренним выпором.

Случай г (рис.Ф.13.4,г) является переходным от анкерных фундаментов мелкого к анкерным фундаментам глубокого заложения; разрушение песчаного основания сопровождается выпором грунта на поверхность и в область под фундаментом.

Рис.Ф.13.4. Характер деформации плотного песка в момент выпора грунта основания анкерами: а - горизонтальными мелкого заложения; б - наклонными мелкого заложения; в - глубокого заложения; г - при переходе от мелкого заложения к глубокому: 1 - уплотненная область грунта; 2 - упругое грунтовое ядро;3 - область предельно напряженного состояния грунта; 4 - линия скольжения

В глинистых грунтах характер деформации основания практически не зависит от относительной глубины заложения, угла наклона опорной плиты и совпадает со случаем а.

Характер деформации основания инъекционных анкеров не зависит от относительной глубины заложения и похож на случай а с тем лишь различием, что линии скольжения не доходят до поверхности основания.