Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования 15
1.1. Конструкции и технологии устройства инъекционных "грунтовых" анкеров 15
1.2. Методы расчета несущей способности инъекционных "грунтовых" анкеров 37
1.3. Выводы по главе I 50
1.4. Задачи диссертационной работы 52
Глава 2. Разработка методики расчета инъекционных "грунтовых" анкеров 53
2.1. Вывод формулы для расчета несущей способности инъекционных "грунтовых" анкеров 53
2.2. Определение диаметра рабочей части в зависимости от количества закачанного раствора 62
2.3. Выводы по главе 2 71
Глава 3. Экспериментальные исследования процесса формирова ния рабочей части инъекционного "грунтового" анкера в лабораторных условиях 72
3.1. Задачи лабораторных исследований 72
3.2. Характеристика физико-механических свойств песка 73
3.3. Оборудование и методика проведения экспериментов 74
3.4. Результаты экспериментов 86
3.5. Выводы по главе 3 91
Глава 4 « Натурные исследования несущей способности инъек-ционных "грунтовых" анкеров в зависимости от конструкции и технологии их устройства 93
4.1. Задачи натурных исследований 93
4.2. Строительство станции метро "Южная" в г.Москве (анкер с инъекционной трубкой) 94
4.3. Строительство транспортного пересечения в г.Москве (анкер с повторной инъекцией) 109
4.4* Строительство насосной станции в г.Ростове--на-Дону (виброинъекционный анкер) 118
4.5. Строительство станции метро "Ботанический сад" в г.Москве (анкер с цементной пробкой).. 123
4.6. Сравнение опытных и расчетных данных по испытаниям инъекционных анкеров и системати зация их конструкций 129
4.7. Выводы по главе 4 134
Глава 5. Внедрение и технико-экономическая эффективность применения инъекционных "грунтовых" анкеров на заглубленных сооружениях 137
5.1. Строительство станций Московского метрополитена 137
5.2. Строительство подземного проезда в г.Вильнюсе 141
5.3. Строительство опускных колодцев Ростовским СУ треста Гидроспецфундаментстрой 146
Основные выводы 149
Литература 151
Приложения 163
- Методы расчета несущей способности инъекционных "грунтовых" анкеров
- Определение диаметра рабочей части в зависимости от количества закачанного раствора
- Характеристика физико-механических свойств песка
- Строительство станции метро "Южная" в г.Москве (анкер с инъекционной трубкой)
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Директивы ХТО съезда Коммунистической партии Советского Союза по "Основным направлениям экономического развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 г. - в разделе УП - Капитальное строительство - отмечают, что необходимо "концентрировать капитальные вложения на главных направлениях, важнейших пусковых объектах, и прежде всего на реконструкции действующих предприятий. Строить быстро, экономично и на высоком техническом уровне" /76/.
Для выполнения этих задач, особенно по реконструкции действующих предприятий и строительству заглубленных сооружений в стесненных условиях, Госстроем СССР и Минмонтажспецстроем СССР были поставлены целевые и отраслевые комплексные научно-технические проблемы на I98I-I985 гг. Одной из них являлась научно-техническая проблема "Создать и внедрить новые, усовершенствовать существующие процессы и средства специальных строительных работ", где одной из основных частей являлась задача "Разработать и внедрить новые конструкции грунтовых анкеров повышенной несущей способности, технологию и оборудование для их устройства", что показывает ее актуальность в настоящее время.
Крепление заглубленных сооружений "грунтовыми" инъекционными анкерами малого диаметра (0,114-0,150 м) и большой несущей способности (300-1000 кН) является новым видом строительной конструкции, нашедшей применение в практике отечественного строительства лишь в последнее десятилетие. Поэтому в конструкции, технологии устройства и расчете несущей способности имеется еще много нерешенных вопросов. Общесоюзные нормативные документы по фундаїяентостроению СНиП 3.02.01-83, СНиП 11-15-74, СНиП 11-17-77 /70, 67, 68 / почти не содержат материалов по этому вопросу, что сдерживает применение анкеров данной конструкции в строительстве.
Между тем использование их в гидротехническом, транспортном, промышленном и гражданском строительстве для закрепления днищ доков, камер шлюзов, опускных колодцев, стен и ограждений подземных сооружений, откосов позволяет создавать новые экономичные конструкции зданий и сооружений, уменьшать сроки и стоимость строительства. Применение преднапряженннх анкеров позволяет вести строительство вблизи существующих зданий, не опасаясь их деформаций, что важно при реконструкции предприятий.
За рубежом грунтовые анкеры уже давно широко применяются во Франции, ФРГ, Англии, США, Японии, Чехословакии, Польше и других странах.
Выпущен ряд отечественных и зарубежных документов по конструированию, технологии устройства, расчету и испытанию "грунтовых" анкеров /19, 22, 31, 34, 49, 50, 53, 88, 89/.
Однако вопрос расчета несущей способности инъекционных анкеров до последнего времени остается практически не решенным.
Определяя ее по различным рекомендациям /10, 34, 50, 91,94/, получаем различные результаты, отличающиеся от натурных испытаний. Кроме того, в данных рекомендациях отсутствует исследование процесса формирования рабочей части, инъекционных анкеров и объяснение причин повышения несущей способности "грунтовых" анкеров, при устройстве которых в рабочую часть раствор подается под давлением.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Провести выбор и исследование рациональных конструкций и технологий устройства инъекционных анкеров в соответствии с грунтовыми условиями, требуемой нагрузкой и использованием серийного отечественного оборудования. Разработать методику расчета их несущей способности.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Разработаны и исследованы в натурных условиях новые конструкции и технологии устройства инъекционных анкеров.
Составлена классификация применимости различных типов анкеров в зависимости от требуемой несущей способности, грунтовых условий и оборудования, имеющегося в строительной организации.
Впервые проведены лабораторные исследования формирования рабочей части анкера при подаче цементного раствора под давлением с измерением напряжений в окружающем грунте с помощью мессдоз Д.С. Баранова.
Разработана новая методика расчета несущей способности инъекционных анкеров, отвечающая физической сущности протекающего процесса и основанная на решении упругопластической осесиммет-ричной задачи механики грунтов о расширяющейся скважине.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ И ЕБ РЕАЛИЗАЦИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕ
Проведенная работа обосновывает применение новых конструкций и технологий устройства инъекционных анкеров в строительстве заглубленных сооружений.
Разработанная автором методика расчета инъекционных анкеров позволяет получить основные параметры анкеров (диаметр скважины; диаметр, длину и заглубление рабочей части анкера; необходимый для этого объем цементного раствора) в зависимости от грунтовых условий, требуемой несущей способности, конструкции и технологии устройства, оборудования и параметров применяемого раствора.
Получены расценки на устройство инъекционных грунтовых анкеров для заглубленных сооружений.
Результаты диссертационной работы использованы при составлении: "Пособия" к СНиП 3.02.0.1-83 "Правила производства и приемки работ. Основания и фундаменты", ведомственных нормативных документов Министерства монтажных и специальных строительных работ и Министерства транспортного строительства ("Утководство по проектированию и технологии устройства грунтовых анкеров подземных сооружений", "Руководство по проектированию и технологии устройства анкерного крепления в транспортном строительстве"). Кроме того, разработанные конструкции и методика расчета внедрены: на Мосметрострое при проектировании и строительстве ст.метро "Ботанический сад", "Южная", "Кантемировская" и при проектировании и строительстве подземного транспортного проезда в г.Вильнюсе,
Суммарный экономический эффект составил 166 тыс.рублей.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Результаты работы, входящие в основные разделы диссертации, докладывались:
- на Всесоюзном научно-техническом совещании "Совершенствование технологии и оборудования для строительства подземных сооружений", Ленинград, 1978 г. ;
- на ХХХШ научной конференции ШИ, г.Минск, 1977 г. ;
- на ХХХІУ научной конференции НІЙ, г.Минск,1978 г.;
- на конференции молодых специалистов и аспирантов ВНИИГС, г.Ленинград, 1980 г.;
- на конференции молодых специалистов и аспирантов ІЩИИС, г.Москва, 1981 г.;
- на XXXIX научной конференции ЛИСИ, г.Ленинград,1981 г.;
- на конференции молодых специалистов и аспирантов ВНИИГС, г.Ленинград,1982 г. ПУБЛИКАЦИИ
Основное содержание диссертации изложено в 12 статьях.
Объем работ:
диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов, изложенных на 98 машинописных страницах, содержит 49 рисунков, 28 таблиц, 4 приложения на 82 машинописных страницах и список литературы из 104 наименований.
Методы расчета несущей способности инъекционных "грунтовых" анкеров
В настоящее время в существующих общесоюзных документах по фундаментостроению СНиП П-І7-77 /68/ и СНиП 3.02.01-83 /70/ не содержится материалов по проектированию и расчету анкерных креплений, изготавливаемых под давлением, а представленные материалы по производству работ имеют недостаточный объем. В ведомственных же рекомендациях ГПЙ Фундаментпроект /50/, СоюздорНИИ /34/ содержатся только предварительные предложения по их расчету. Рекомендации НИИ0СЇЇ им.Н.М.Герсеванова /53 / посвящены вопросам технологии устройства грунтовых анкеров. Рассмотрим более детально методы определения несущей способности грунтовых анкеров. Для сравнения с другими методами определения несущей способности анкеров начнем с рассмотрения расчета несущей способности набивных свай, работающих на выдергивание, по СНиП 11-17-77 /68/. Для этого воспользуемся выражением где коэффициент К введен для перевода нормативных величин в расчетные (для удобства дальнейшего сравнения методов расчета).
Более уточненный расчет буронабивных свай представлен в РСН-263-74 /43/ и ведется по формуле: От расчета по данным /68/ он отличается учетом собственного веса анкера Q , однако оба метода не учитывают особенность устройства инъекционных анкеров - подачу в рабочую часть анкера цементного раствора под давлением и вследствие этого изменение напряженно-деформированного состояния грунта в основании анкера. Расчет, представленный в рекомендациях для буроинъекцион-ных свай, работающих на выдергивание /52/ , практически ничем не отличается от данного расчета. Рекомендации /51/ по буронабивным сваям содержат изменения по расчету только в части лобового сопротивления, а сопротивление грунта по боковой поверхности принимается по данным /68/ . Нижеследующие методы делают попытку учесть эту особенность. В рекомендациях /50/ несущая способность инъекционного анкера определяется выражением где коэффициент тр учитывает напряженное состояние грунта от его вида и равен 0,5 в песчаных грунтах; Р - остаточное давление подаваемого раствора. Однако в данном выражении нет связи несущей способности с глубиной заложения рабочей части, что ведет к неучету давления вышележащих слоев грунта. По рекомендации СоюздорНИИ /34/ несущая способность определяется выражением где Rcli - удельное сцепление раствора с коренными породами.
Однако значения RCL, в работе не даны, а график, представленный на рис.1.II (зависимость длины рабочей части от диаметра скважины), не связан с требуемой несущей способностью и распространяется только на ограниченные категории грунтов (глинистые сланцы и песчаники), что снижает возможность их использования. В публикации /10/ П.Ф.Вишневский приводит следующую формулу для расчета анкеров в нескальных грунтах: где К у « безразмерный коэффициент функции утла трения, равный 45 ; X - коэффициент, зависящий от угла У7 и равный 0,5-1,0. В работе не дано связи коэффициентов К и. X с углами внутреннего трения грунта, что очень затрудняет их выбор и дальнейший расчет, кроме того, в расчете участвует величина где %)эа " 8№KTHBHHE диаметр рабочей части, равный трое -кратному увеличению диаметра скважины, что объясняется проникновением цементного раствора в грунт. Как свидетельствуют работы /I, 56, 57/ , чистый цементный раствор не проникает в грунты с % 80 м/сут (к ним относятся почти все песчаные грунты, за исключением очень крупных песков), что говорит о неправильности исходных предпосылок. Э.Малоян и П.Васюков /33/ на основании решения Соколовского дают расчет несущей способности наклонного инъекционного Этот метод дает хорошие результаты при расчете обыкновенных (буронабивных) наклонных анкеров, однако при расчете инъекционных анкеров значение \f3p не всегда удается подобрать из предварительных опытов по устройству анкеров в аналогичных грунтах и, кроме того, формула (1.2.8) подразумевает полное сжатие пор окружающего рабочую часть грунта, что на практике происходит только частично, Я.М.Бобровский, Г.А.Скормин, М.Й.Смородинов /6/ показывают влияние формы и размеров рабочей части анкера на его несущую способность. В работе приведены результаты лабораторных испытаний различных моделей анкеров в глинистых грунтах (тугопластич-ная глина, W = 47,2; f= 1,74 г/см3 ; =26 ; С = 0,02МПа). Однако исследования работы анкеров только в глинистых грунтах, малый масштаб модели и научет изменения напряженно-деформированного состояния массива грунта после устройства инъекционного анкера несколько снижают практическую ценность работы. Ю.А.Соболевский, М.И.Никитенко /42, 72, 83/ приводят расчет оснований анкеров по предельным состояниям, с применением приближенного моделирования. Этот метод имеет большую перспективу при проектировании инъекционных анкеров и свай со значитель юши нагрузками порядка 3-Ю МН в случае затруднительности проведения предпроектных испытаний. Б.С.Смолин, М.Н.ПЙНК и др. /49, 63/ приводят конструкцию, технологию устройства и расчет грунтовых анкеров, выполненных для закрепления от всплытия заглубленных сооружений. Рассмотренные конструкции анкеров имели несущую способность 170-400 кН, выполнялись без подачи раствора в рабочую часть анкера и поэтому детально не рассматриваются. За рубежом грунтовые анкеры используются уже в течение длительного времени, однако в опубликованных нормативных документах MN 4125 (лист I) и oDJN 4142 (лист 2), разработанных в ФРГ /88, 89/ , новом издании французских рекомендаций " %es titante danciage TA-77n /100/ рассмотрены в основном вопросы технологии устройства и испытания анкеров и отсутствуют формулы для расчета их несущей способности. Анализ опубликованных за рубежом научно-исследовательских работ /91,93,94,97/ также показывает, что вопросы формирования рабочей части и расчета несущей способности пока не нашли однозначного решения. І венот Д. /93/ отмечает, что при изготовлении анкеров с закачкой цементного раствора под давлением диаметр рабочей части в мелкозернистых песках может быть в 2-5 раз больше диаметра скважины, а в работах Г.Е.Хербста /94/ и Р.Блинека и Н.Остермайера /97/ практически не отмечается увеличения диаметра скважины и все увеличение несущей способности относится за счет уплотнения грунта вокруг скважины.
Определение диаметра рабочей части в зависимости от количества закачанного раствора
Для проверки и уточнения расчетных данных проводятся предпроектные испытания опытных анкеров, устроенных в предполагаемом месте строительства. Диаметр рабочей части инъекционного анкера при этом определяется исходя из объема закачанного раствора. Процесс, происходящий при нагнетании цементного раствора в скважину, представлен на рис.2.3. При подаче цементного раствора с определенным В/Ц в скважину происходит фильтрация воды из цементного раствора в грунт с одновременным осаждением частиц цемента на стенках скважины, это подтверждается в работе /I/.
При закачке следующих порций раствора цементная пленка на стенках скважины возрастает, проницание воды через нее затрудняется и поэтому повышается давление. При росте давления одновременно происходят два процесса, часть давления идет на расширение скважины, в этом случае можно представить, что цементная пленка как бы играет роль резины в прессиометричееких испытаниях, а другая часть давления идет на отжим воды из раствора в грунт. Процесс будет протекать представленным образом до тех пор, пока толщина цементной пленки не достигнет некоторой определенной величины, при которой расширение ее, а следовательно, и скважины станет невозможным, В этом случае при продолжении нагнетания раствора в скважину наблюдается подъем давления, которое при прекращении подачи раствора постепенно падает, это объясняется тем, что толщина пленки и создаваемое давление пока еще допускают проникновение воды в грунт.
При дальнейшем росте толщины пленки вода уже не может проходить через нее, давление резко растет и практически не падает, т.е. происходит повышение давления внутри образовавшейся бетонной трубы. Приведенные рассуждения справедливы для грунтов с К 80 м/сут (пылеватые, мелкот средне - и крупнозернистые пески), так как в грунтах с К 80 м/сут (некоторые крупнозернистые пески, галечник и т.п.) происходит просто проникновение цементного раствора в поры грунта (см.работы /56,57/). Определим диаметр заделки рабочей части анкера, исходя из равенства где V - объем закачанного раствора, м3 ; о, р Уц - объем цемента, м3 ; VB - объем воды в растворе, м3. Зная массовое отношение В/Ц, найдем объемное: "стяжения" и общий объем системы цемент-вода уменьшается на величину, равную 0,254 Утг (согласно работе /8/ ), подставим выражение (2.2.10 в (2.2.1) и тогда получим: где VT - объем рабочей части, преобразуем выражение (2.2.II): Подставим в (2.2.13) значение V из выражения (2.2.8) В зависимости от конструкции инъекционного анкера (рис.2.4) диаметр рабочей части может быть вычислен по следующим выражениям: а) анкер с пакером Для определения диаметра рабочей части инъекционного анкера, количества цементного раствора, необходимого для его создания в зависимости от требуемой несущей способности и конкретных грунтовых условий, была составлена программа на ЭВМ "ШШИ 3-І", по которой диаметр рабочей части находился из уравнений (2.1.26) с учетом формул (2.1.II) и (2.1.24). Анализ решений по формуле (2.1.26) показал, что для практических расчетов она может быть представлена в виде: ч Определение параметров анкера в соответствии с составленной программой происходит в следующем порядке. Подставляя известные величины Е, о , С , = ,/ , т, N , в и задаваясь начальным значением Clclcg =0,114 м, 3 = 6 м и соответственным и з , определяем А7 ю0 ив конечном итоге 2)з Затем $з подставляем в формулу, преобразованную из Зюрмулы(2.1.12)
Характеристика физико-механических свойств песка
Для исследования процессов, происходящих в грунте вокрут рабочей части анкера, во ВНЙЙГС была сконструирована специальная установка, приведенная на рис.3.1 и 3.2. Она представляет собой металлический бак 3 диаметром 700 мм, крышку I с резиновой полостью 2, отверстие в днище бака 10 для ввода проводов от датчиков измерения давления грунта; инъектор 7 с резиновыми манжетами 8, систему трубопроводов 6 с манометром 4 и ручной насос 5.
При проектировании установки и выборе размеров инъектора учитывались условия моделирования. По мнению В.А.Флорина /80/ для того, чтобы данные, полученные в результате проведения лабораторного эксперимента, можно было использовать в расчете реальных сооружений, лабораторная модель должна быть соизмерима с моделируемым объектом.
Анализ работы зарубежных фирм /91,93,94,97/ и отечественных организаций /2,25,5/ показал, что основными рабочими диаметрами скважин под инъекционные "грунтовые" анкеры являются 89 и 114 мм. Исходя из этого диаметр инъектора был принят 42,5 мм, что соответствует 1/2 натурного диаметра. В работах /54,97,101/ указывается, что максимальное расстояние, на котором анкеры оказывают влияние друг на друта, равно 10-14 диаметрам скважины, т.е. радиус влияния равен 5-7 dCKg . Поэтому диаметр установки был принят 700 мм, т.е. стенки бака располагались на 8 cLCKg от инъектора. Благодаря этому лоток не оказывал существенного влияния на измерение напряжений вокруг инъектора.
М.Н.Гольдштейн /14/, рассматривая однофакторные и многофакторные эксперименты, отмечает: для того, чтобы получить наиболее достоверный материал, надо по возможности стараться разложить любую сложную систему связей на простые составляющие, каждую из которых можно было бы изучать порознь, наблюдая за поведением системы при искусственном изменении каждой из ее внутренних и внешних связей поочередно.
Анализ зарубежных, отечественных публикаций и работ, проведенных автором /24,35,44,45,97,99/, посвященных устройству и исследованию инъекционных анкеров, позволил сделать вывод о том, что давление цементного раствора, подаваемого в рабочую часть анкера, порядка 0,5-1,5 Ша достаточно для уплотнения пустот в песчаном грунте вокруг скважины; удаления лишней воды из цементного раствора и образования цементного тела рабочей части диаметром, несколько большим диаметра скважины. Несущая способность от величины давления существенно не зависит, так как значительное увеличение давления ведет к разрыву сплошности грунта /1,24/ и образованию выбросов раствора, что приводит к увеличению расхода строительных материалов и снижению несущей способности анкера.
Исходя из этого,давление цементного раствора в ходе эксперимента доводилось до 0,8-1,0 МПа. Из анализа публикаций и практики отечественного метростроения /33,35/ видно, что при многорядной анкеровке и угле наклона анкера к горизонту 30-45 рабочая часть анкера располагается на глубине 8-Ю м от поверхности грунта. Поэтому величина вертикальной пригрузки, которая осуществлялась водой через резиновую мембрану крышки, была 0,17 Ша, что соответствовало природному давлению в грунте на глубине порядка 10 м.
Исходя из вышеперечисленных предпосылок и допущений по условиям эксперимента и конструкции рабочей части анкера необходимо провести однофакторный эксперимент, варьируя отношение В/Ц подаваемого раствора.
Используя математическую теорию планирования экспериментов /14/ и учитывая, что изменяться будет один фактор по четырем уровням, минимальное количество экспериментов принимаем равным четырем. Для большей достоверности получаемых материалов было решено провести две серии опытов по четыре эксперимента и один эксперимент прикидочный, т.е. всего девять опытов.
Напряженное состояние песчаного массива грунта оя и aQ вокруг рабочей части анкера измерялось с помощью 8 датчиков давления грунта конструкции Д.С.Баранова (диаметром 70 и толщиной 8 мм). Предварительно датчики были протарированн в этой же установке. Исходя из результатов тарировки, датчики расставлялись следующим образом; датчики с меньшей чувствительностью устанавливались вблизи инъектора, а датчики с повышенной чувствительностью - около стенок лотка. Благодаря этому уменьшалась погрешность измерений напряжений. В качестве вторичной аппаратуры использовался цифровой тензометрический мост ЦТМ-3, что дало высокую метрологическую точность измерения и нечувствительность к изменению сопротивления изоляции кабельных линий. Напряжение в вертикальной плоскости измерялось образцовым манометром, установленным в крышке бака. При выборе схемы расстановки датчиков (см.рис.3.2) использовалась работа В.С.Христофорова /81/. Деформации в грунте измерялись с точностью до ОД мм двумя способами: в первом случае ( в восьми опытах) марками, до которых измерялось расстояние от стенки бака (до и после проведения опытов), являлись сами датчики (рис.3.3)
Строительство станции метро "Южная" в г.Москве (анкер с инъекционной трубкой)
После бурения скважины диаметром 120 мм под углом 45 для анкеров I и П типа и 30 для анкеров Ш типа на длину соответственно 7 и 12 м анкер устанавливали в скважину и заполняли ее цементным раствором (рис.4.3). Спустя сутки, в анкерах типа I и Ш через инъекционную трубку проводилось нагнетание цементного раствора в рабочую часть анкера При этом происходил разрыв ранее образовавшегося в скважине цементного камня, проникновение раствора к грунту, распространение раствора вокруг цементного камня, отжим грунта, обезвоживание цементного раствора и образование рабочей части анкера. В табл.4.2 представлены параметры анкеров и условия закачки раствора в зону заделки.
Дурение скважины под анкеры 1,2,3,4,7 производилось станком фирмы "Бауэр", под анкеры 5,6 - станком вращательного бурения СКБ-4. Натяжение анкеров производилось через 10 суток после нагнетания цементного раствора Упором при натяжении для анкеров I и П типа служила железобетонная плита, вдоль которой были установлены два пояса жесткости из балок Jfe 45 (рис.4.4), а для анкеров третьего типа-сама закрепляемая стенка, В процессе натяжения деформации анкеров регистрировались датчиками часового тина с точностью до 0,01 мм.
Испытания производились осевой растягивающей ступенчатой нагрузкой с выдержкой на каждой ступени до затухания деформаций и с последующим разгружением анкеров в соответствии с /18/.
Анкеры типа I и П испытывались до максимальной несущей способности по грунту, анкеры типа Ш до нагрузки, равной 1,2 расчетного рабочего усилия, так как они крепили ограждение котлована и испытание их до предельной нагрузки могло привести к аварии. Несущая способность анкеров и соответственные деформации с учетом перемещений упорной железобетонной плиты приведены в табл.4.3.
После проведения испытаний четыре анкера типа I и П были полностью откопаны (рис.4 5). Анкер № I (первого типа)представляет собой цилиндрическое тело диаметром 128-140 и 230-240 мм соответственно в верхней и нижней части (рис,4.6 и 4.7).
Нижняя часть инъекционного тела до границы изменения диаметра находится в слое пылеватого кварцевого песка, верхняя - в слое мелкозернистого песка. Рядом с анкером № I обнаружена глыба раствора неправильной формы, не связанная непосредственно с телом анкера. Анкер № 3 (первого типа) представлял собой цилиндрическое тело с примерно одинаковым диаметром по всей его длине 128-140 мм (рис.4.8). На границе слоев мелкозернистого и пылеватого песка был обнаружен выход раствора в виде плиты толщиной 35-40 мм.
Анкеры J2E Л 4 (второго типа) представляли собой цилиндрические тела с шероховатой поверхностью, диаметром 127-134 мм. Откопка инъекционных анкеров, описанная в работе /62/, также подтверждает, что в песчаных грунтах при одноразовой инъекции цементного раствора рабочая часть анкера имеет практически цилиндрическую форму.
Для надежной работы сооружения, закрепленного анкерами, необходимо знать характер распределения усилий по длине анкера, взаимовлияния анкеров, изменения усилий в них в процессе эксплуатации Поэтому анкера Ш типа № 5,6,7, установленные в ограждение котлована, имели по 5 датчиков регистрации усилий типа ПСАС-40. Датчик ПСАС-40 представляет собой трубчатый корпус, внутри которого вмонтирован струнный преобразователь.
Растяжение или сжатие корпуса изменяет собственную частоту колебаний струны, которая при измерении усилий принудительно возбуждается электромагнитным импульсом. Измерение частоты ее колебаний проводится с помощью приборного коиплекса, состоящего из блока управления (одновременно возбудителя струны) и частотомера-хронометра Ф-504І. Полученные результаты по тарировочным графикам приводились к действующим усилиям в данном сечении тяги анкера. Через 7 суток после устройства анкеров (аналогично устройству анкеров 1-го типа) проводилось их испытание осевой ступенчато возрастающей растягивающей нагрузкой с регистрацией на каждой ступени перемещения анкера, а также показаний датчиков ЇЇСАС-40.
Несущая способность анкера Л 5 проверена максимальной нагрузкой 360 кН (так как анкера входили в состав действующего сооружения, выдергивающую нагрузку не доводили до предельной), анкеров Ни 7- соответственно 450 и 360 кН. В анкере Л 5 датчики Д-3 и Д-4 первоначально не давали показаний, в последующем Д-3 заработал, а датчик Д-5 отказал. На основании полученных данных, показанных на рис.4.9, фактическая свободная длина тяги у анкера № 6 составила 1,44 м, в то время как при его изготовлении она была 6,3 м, у анкера J& 7 соответственно 5,12 при заданных 6,3 м. Значительное уменьшение расчетной свободной части тяги по сравнению с заданной при изготовлении анкеров объясняется недостаточно качественной ее изоляцией (использовался гидроизол), которая не обеспечивала необходимого зазора между тягой анкера и цементным раство -ром. Кроме того, имелось утолщение тяги анкера в местах установки струнных датчиков, что вызывало дополнительное лобовое сопротивление при натяжении.
