Геотехническая технология устройства грунтовых анкеров

Следует заметить, что в случае грунтов с возможностью интенсивной фильтрации инъекционный раствор может размываться до того, как он схватится. В этом случае необходимо применять смеси с добавлением, например, 3% хлоридов (CaCl2) по весу относительного цемента. С целью ускорения перехода заполнителя из жидкого состояния в твердое в раствор-заполнитель добавляют ускорители схватывания (жидкое стекло и др.).
Струйная цементация отличается от обычной цементации тремя основными особенностями: метод может применяться для большинства нескальных грунтов – от мягкой глины и песка до гравия; исходный пункт в результате цементации полностью преобразуется в новый материал – грунтобетон, характеризующийся высокой прочностью, низкой способностью к деформациям и очень низкой водопроницаемостью; геометрические размеры и свойства грунтобетонных элементов могут обоснованно выбираться на стадии проектирования и экспериментально проверяться в процессе возведения сооружения.
Давление при подаче цементного раствора – это один из наиболее важных параметров, определяющий радиус действия струи. Его классифицируют следующим образом: низкое – 20-25 МПа; среднее – 30-40 МПа; высокое – 40-70 МПа. Но при этом рекомендуется учитывать, что больший радиус действия не влечет увеличения радиуса колонн; постоянный радиус достигается благодаря продолжительности процесса. Поэтому увеличение давления в некоторых случаях не приводит к ожидаемым результатам и увеличение затрат энергии не вызывает соответствующего увеличения диаметра колонн.
Чтобы достичь эффектного смешивания грунтов основания и инъекционного раствора скорость вращения бурового снаряда должна быть достаточно низкой, скорость подъема должна обеспечивать однородное распределение раствора в освобождаемом пространстве. Скорость вращения обычно колеблется от 10 до 30 об/мин.
Завеса, выполненная струйным методом обычно имеет весьма низкую водопроницаемость, порядка 10-9 см/сек. Но такая  водопроницаемость может быть в основном на небольшой глубине и при достаточно одинаковых свойствах грунтов. Повышение коэффициента фильтрации до 10-7 см/сек может иметь место на значительных глубинах и при более сложных условиях распространения завесы, когда необходимо уменьшать ее проницаемость за счет заполнения образовавшихся «окон», уменьшения расстояния между осями колонн или назначая дополнительные линии колонн.

Области применения геотехнических технологий устройства грунтовых анкеров
Малые значения деформаций микросвай TITAN позволяют применять их не только как свайные фундаменты сооружений и зданий, но и как основания мостов, эстакад и более сложных конструкций (рис. 2.5). Основания, которые состоят из групп микросвай, могут воспринимать все виды, значения и направления нагрузок. В сейсмоактивных зонах фундаменты из групп «корневых» микросвай более эффективны по сравнению с массивными свайными фундаментами.


Рисунок 2.5 - Применение микросвай TITAN в качестве оснований сооружений
Реконструкция и усиление существующих фундаментов и оснований приведена ниже:
Технология устройства позволяет применять малогабаритные буровые установки для реконструкции и санации фундаментов эксплуатируемых сооружений и зданий. Микросваи TITAN обширно используют для усиления ленточных, свайных и плитных фундаментов, а также для остановки прогрессирующих деформаций (см. рис. 2.6).


Рисунок 2.6 - Применение микросвай TITAN при реконструкции фундаментов эксплуатируемых зданий и сооружений

Анкерные сваи TITAN применяют для крепления разных видов временных и постоянных стен (см. рис. 2.7) для:
реконструкции и строительства причальных сооружений;
анкерования противооползневых защитных стен;
крепления котлованов в гражданском строительстве;
крепления опорных стен в транспортном строительстве.


Рисунок 2.7 - Применение микросвай TITAN для крепления различных видов постоянных и временных стен

За счет их высокой жесткости и малых деформационных значений при активации анкера в грунте, по сравнению с тросовыми анкерами, они не нуждаются в предварительном преднапряжении, и таким образом, в последовательном периодическом контроле. Это предоставляет возможность оставлять головную конструкцию недоступной, омоноличивая ее в самой стене в целях осуществления защиты от коррозии.
В зависимости от вида грунта на выбор имеются специализированные подходящие буровые коронки. Если грунт оказывается неоднородным или другим, чем ожидалось, то это, как правило, не означает изменения способа бурения анкерных свай TITAN, а только замену буровой коронки.
В ходе бурения центральное положение буроинъекционной штанги в скважине обеспечивается при помощи центраторов (см. рис. 2.8).

Рисунок 2.8 - Общий вид центратора
В соответствии с требованиями Евростандартов для постоянных конструкций центраторы гарантируют толщину слоя цементного камня, которые является антикоррозионной защитой стальных элементов.

Заключение

Таким образом, можно сделать следующие выводы.
Проведенный поиск существующих решений анкерных свай позволяет сделать ряд следующих выводов:
в современной отечественной и зарубежной геотехнической практике применение анкерных свай имеет большое значение. Необходимость их использования связана с обеспечением безопасности строительного производства, уменьшением сроков выполнения работ нулевого цикла и экономической эффективностью принятых инженерных решений;
было установлено, что несмотря на большое число видов анкерных свай все они, как правило, изготавливают по технологии фирмы Bauer, которая в 1958 г. разработала инъекционный стяжной анкер, который предназначается для крепления конструкций ограждения котлована в грунте без устройства распорных элементов;
было установлено, что в большинстве ситуаций конструкция анкера состоит из трех основных частей: оголовка (опорный элемент), тяги (элемент, который передает нагрузку от оголовка анкера на его корень) и корня анкера (элемент, который передает нагрузку от закрепляемой конструкции на грунтовый массив и грунты основания).
По итогам патентного поиска существующих решений анкерных свай были выявлены технологические решения, которые имеют особую популярность за рубежом, а именно:
распорные конструкции в виде расклинивающихся стальных элементов или гарпунов с раскрывающимися при выдергивании лопастями и полостями, а также анкеры с разворотом наконечников для повышения их опорной площади и сопротивляемости грунта, основными минусами которых является сложная конструкция и подверженность коррозии стальных элементов в водонасыщенном глинистом грунте;
буроинъекционные анкерные сваи, которые выполняются из трубчатых полых винтовых штанг, которые соединены между собой в единую тягу при помощи втулочных соединительных муфт с инъекцией цементного раствора (технология TITAN, «Атлант»), основными минусами которых является большая (до 20–30 м) длина из-за низкой несущей способности по боковой поверхности и неконтролируемый характер распространения цементного раствора в пылевато-глинистом грунтовом массиве во время инъекции.
Перспективой развития исследований в данном направлении будет являться разработка новой конструкции буроинъекционной анкерной сваи, отличительной особенностью которой является армированное контролируемое уширение на ее нижнем конце.
Список использованных источников

Руководство по проектированию и технологии устройства анкерного крепления в транспортном строительстве. М. : Научно-исследовательский институт транспортного строительства, 1987.
ВСН 506-88 Минмонтажспецстрой СССР. Проектирование и устройство грунтовых анкеров. М. : Стандартинформ, 1989.
ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Введ. 01.01.2012. М. : Стандартинформ, 2012.
Instructions for drilled piling. Design and execution guide. Helsinki : FINNRA, 2003.
DIN 1054:2005. Subsoil. Verification of the safety of earthworks and foundations. 2005.
Recommendations for prestressed rock and soil anchors. Post Tensioning Institute PTI. 1996. P. 108.
СТО НОСТРОЙ 109-2013. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ. М., 2013.
Производство и поставка самозабуривающихся, буроинъекционных, винтовых свай и анкерных систем типа «Буран». URL: http://psk-stroitel.ru/oborudovanie-iehlementy-sistem/elementy-sistem-geotekhniki/ankernyevintovye-svai-buran.html
Анкерные сваи. URL: http://burss.ru/ankernie_svai.html
СТО-ГК «Трансстрой»-023-2007. Применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг «Титан». М., 2007.
Руководство по проектированию и технологии устройства анкерного крепления в транспортном строительстве. М. : Научно-исследовательский институт транспортного строительства, 1987.
ВСН 506-88 Минмонтажспецстрой СССР. Проектирование и устройство грунтовых анкеров. М. : Стандартинформ, 1989.
ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Введ. 01.01.2012. М. : Стандартинформ, 2012.
Instructions for drilled piling. Design and execution guide. Helsinki : FINNRA, 2003.
DIN 1054:2005. Subsoil. Verification of the safety of earthworks and foundations. 2005.
Recommendations for prestressed rock and soil anchors. Post Tensioning Institute PTI. 1996. P. 108.
СТО НОСТРОЙ 109-2013. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ. М., 2013.
Производство и поставка самозабуривающихся, буроинъекционных, винтовых свай и анкерных систем типа «Буран». URL: http://psk-stroitel.ru/oborudovanie-iehlementy-sistem/elementy-sistem-geotekhniki/ankernyevintovye-svai-buran.html
Анкерные сваи. URL: http://burss.ru/ankernie_svai.html
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. – Взамен ГОСТ 10178-76; дата введ. 01.01.1989г. – М.: Издательство стандартов, 1991.
Аллилуева, Е.И. Цемент для гидротехнических сооружений: исключение или правило? / Е.И. Аллилуева, Л.М. Гаркун // Специальные вяжущие. – с. 68-69.
Фурсов Л.Ф. Заполнительная цементация в гидротехнических туннелях. – М.: Изд-во Политехнического ун-та, 2012. – 569 с.
СТО-ГК «Трансстрой»-023-2007. Применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг «Титан». М., 2007.












2



28