На ОАО Завод Молот освоен выпуск анкеров инъекционных
1.1. Грунтовый анкер - устройство для передачи растягивающих нагрузок от закрепляемой конструкции на несущие слои грунта. Анкер (черт. 1) состоит из трех основных частей: оголовка, анкерной тяги и заделки (корня).
1.2. Оголовок - составной элемент анкера, передающий нагрузку от закрепляемого элемента сооружения или грунта на анкерную тягу. Оголовок анкера состоит из опорной плиты, передающей нагрузку на конструкцию сооружения, и крепежных элементов (гайка, шайба, опорная плита, колодка и конус), передающих нагрузку от тяги на плиту.
1.3. Тяга - составной элемент анкера, передающий нагрузку от оголовка на заделку.
1.4. Заделка (корень) - часть анкера, передающая нагрузку от тяги на грунт.
1.5. Манжетная труба - труба с выпускными отверстиями, закрытыми резиновыми клапанами-манжетами. Манжетная труба может быть снабжена пакером.
1.6. Пакер - уплотняющее устройство в виде расширяющейся камеры, препятствующее выходу раствора из скважины при инъецировании заделки.
1.7. Инъекционная трубка - устройство для подачи твердеющего раствора под давлением в зону образования заделки.
1.8. Инъектор с двойным тампоном - устройство, обеспечивающее поэтапное инъецирование заделки путем перекрытия участка манжетной трубы с выпускным отверстием.
1.9. Обойма - затвердевший тампонажный раствор между манжетной трубой и стенками скважины.
1.10. Замок - устройство, обеспечивающее передачу усилия от тяги на заделку.
1.11. Упорная труба - стальная труба, работающая на сжатие. Упорная труба воспринимает нагрузку от замка и передает ее на цементный камень заделки.
1.12. Изолирующая оболочка - пластиковая труба, исключающая сцепление тяги с обоймой и заделкой.
1.13. Пята - устройство на концевой части тяги для передачи сжимающих усилий на заделку.
1.14. Фиксатор - устройство, предназначенное для фиксации анкера по центру скважины.
1.15. Разделитель - устройство, предназначенное для фиксации положения тяги в защитной оболочке, манжетной трубе или канатов в замковой трубе.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Грунтовые анкеры следует применять для крепления ограждений котлованов, днищ доков и опускных колодцев, подпорных стен и стен подземных сооружений, оползневых склонов и откосов, фундаментов высоких сооружений и др.
Анкеры делятся: по направлению тяги - наклонные и вертикальные; по способу образования скважин - буровые с проходкой скважин с обсадными трубами, под глинистым раствором, шнеком и с погружением обсадной трубы забивкой или вдавливанием; по способу устройства заделки анкера - инъекционные (заделка образована подачей цементного раствора под избыточным давлением), с разбуренными уширениями, цилиндрические (скважина заполняется раствором без избыточного давления); по материалу анкерных тяг - из стержневой и канатной (прядевой) арматуры; сроку службы - временные (до 2 лет) и постоянные (анкеры, предназначенные для работы в течение всего срока службы сооружения); по предварительному натяжению - предварительно-напрягаемые анкеры (тяга которых закреплена на оголовке с предварительным натяжением, превышающим 30 % рабочей нагрузки) и анкеры без предварительного напряжения; по способу связи анкерной тяги с цементным камнем заделки – с замоноличенной тягой в зоне заделки (тип I) и со свободной тягой в зоне заделки (тип II). При проектировании и устройстве грунтовых анкеров необходимо пользоваться кроме настоящего указания нормативными документами:
СНиП II.9.78. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
СНиП 2.02.01-83. Основания и фундаменты.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты.
СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования.
СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии.
СНиП 3.02.01-83. Основания и фундаменты.
СНиП 3.04.03-85. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. Правила производства и приемки работ.
СНиП III-18-75. Металлические конструкции. Правила изготовления, монтажа и приемки.
СНиП III-20-74. Кровли, гидроизоляция, пароизоляция, термоизоляция.
СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве.
СН 290-74. Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов.
СН 301-65. Указания по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений.
ВСН 98-74 Минтрансстрой СССР. Технические указания по проектированию, изготовлению и монтажу составных по длине конструкций железобетонных мостов.
ВСН 506-88 Минмонтажспецстрой СССР ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО ГРУНТОВЫХ АНКЕРОВ
2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНКЕРОВ
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Проектирование анкеров является неотъемлемой составной частью проектирования сооружения в целом. Статическая схема сооружения, конструктивное и объемно-планировочное решения, плановая и высотная привязки анкеров, тип и конструкция анкеров должны приниматься с учетом результатов инженерных изысканий на площадке строительства, на основе расчета системы "сооружение - основание - примыкающие здания" по двум группам предельных состояний (по устойчивости и деформациям), на основе пробных испытаний анкеров и технико- экономических расчетов вариантов.
При проектировании анкеров рассчитывают:
- общую устойчивость сооружения;
- несущую способность анкера в целом по грунту и материалу;
- прочность отдельных элементов (оголовок, замок, упорная труба, цементный камень, закрепление замка в корне, заделка тяги в манжетной трубе или пяте и т.д.), входящих в состав анкера.
При проектировании анкеров необходимо иметь следующие исходные данные:
генеральный план площадки с нанесенными на нем коммуникациями и контурами проектируемого сооружения, прилегающих зданий и сооружений, а также отметками их заложения; габариты, назначение, класс и эксплуатационные нагрузки проектируемого сооружения;
конструкции фундаментов и несущих элементов прилегающих сооружений, а также нагрузки на них;
отчет по инженерно-геологическим изысканиям на строительной площадке, который должен содержать геологические разрезы, отражающие все грунтовые прослойки и напластования; мощности слоев и их наклон, оценку возможного наличия в грунтах крупных включений валунов с их качественной характеристикой (размер, прочность и др.); физико-механические характеристики грунтов, слагающих толщу строительной площадки;
сезонные колебания уровня подземных вод; степень агрессивности подземных вод и прогноз ее повышения на период эксплуатации анкеров, оценку морозного пучения и взбухания при строительстве и эксплуатации. При проектировании анкеров следует всесторонне оценить и учесть влияние устройства и испытания анкеров на осадки фундаментов примыкающих зданий и сооружений, систему подземных коммуникаций, экологию земельного участка с точки зрения будущего строительства и др. Расположение ярусов анкерования по высоте ограждений котлованов и подпорных стен, число ярусов и расстояние между анкерами в ярусе следует определять исходя из: нагрузок, действующих на анкеруемое сооружение; допустимых осадок фундаментов примыкающих зданий, полученных на основе расчета; технико-экономического сравнения вариантов и результатов испытаний опытных анкеров. При выборе типа и конструкции анкеров необходимо учитывать возможности подрядной строительной организации, ее опыт и оснащенность специальным оборудованием и материалами для устройства и испытания анкеров. B проекте должны быть предусмотрены конструктивные и технологические мероприятия по проведению пробных испытаний анкеров. Длина и наклон анкеров определяются из расчета на устойчивость всей системы, состоящей из сооружения анкеров и грунтового массива. Производится расчет устойчивости на сдвиг грунта по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения и на опрокидывание вокруг низа стенки при сдвиге грунта по плоским поверхностям скольжения (метод Кранца). Заделку анкеров, применяемых для закрепления ограждений котлованов и подпорных стен, следует располагать за воображаемой плоскостью, проходящей через низ стенки под углом 45°. Глубина от поверхности грунта до начала заделки анкеров должна быть не менее 4 м. Длину анкеров, применяемых для закрепления днищ сооружений от всплытия, следует назначать такой, чтобы середина заделки анкеров находилась на уровне условной границы АВ

3.ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ АНКЕРОВ
Постоянный инъекционный анкер с манжетной трубой при внутреннем расположении анкерной тяги из канатной арматуры Анкер (черт. 3) включает в себя оголовок, манжетную трубу 9 с пакером 10, трубчатый замок 13 с концевым патрубком 14, тягу 12 с изолирующей оболочкой 11 и нагнетательной трубкой 15. Для инъекции цементного раствора в скважину используют инвентарный инъектор. Манжетную трубу 9 следует изготавливать из бесшовных стальных труб (в зоне заделки анкера) и пластмассовых (в свободной зоне анкера) внутренним диаметром, обеспечивающим свободную установку тяги. Манжетная труба по всей длине должна иметь одинаковый внутренний диаметр без выступающих швов. Тягу следует выполнять в виде пучка параллельных арматурных канатов, как правило 15К7, размещенных равномерно вокруг нагнетательной трубки 15. Трубчатый замок 13 следует выполнять из стальной трубы длиной 1,0-1,5 м (диаметром, как минимум, на 10 мм больше диаметра манжетной трубы) с закрепленными в ней на цементном растворе арматурными канатами в виде волнообразной конструкции 8. Концевой патрубок 14 должен иметь длину, равную шагу манжет, и диаметр, равный диаметру манжетной трубы. Изолирующую оболочку 11 тяги следует выполнять в виде рукава или обмотки липкой лентой. Оголовок следует выполнять в виде опорной плиты 1, колодки 2 и запрессовывающего конуса 3 с пазами для размещения арматурных канатов 4 и закрытым пробкой центральным отверстием для нагнетания антикоррозионного состава после натяжения. Оголовок закрывают защитным колпаком 5, укрепленным винтами 7. Под колпак 5 нагнетают антикоррозионную массу

4.ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА АНКЕРОВ Общие указания
Устройство грунтовых анкеров должно производиться в соответствии с проектом и ППР, которые должны содержать: данные об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях площадки; сведения о подземных коммуникациях, стройгенплан с указанием мест изготовления и складирования анкеров; данные о закрепляемом сооружении; расположение анкеров с указанием их конструкции, глубины заложения заделки, угла наклона к горизонту, длины анкеров, диаметров скважин и допустимых отклонений по направлениям; данные пробных испытаний анкеров; перечень бурового, инъекционного, смесительного и другого оборудования для производства работ, а также оборудования для натяжения анкеров; технологическую последовательность выполнения работ по устройству анкеров с указанием параметров инъекции (общее количество нагнетаемого раствора, расход, давление и т.п.); программу испытаний анкеров с указанием расчетной нагрузки, допускаемой на анкер, максимальной испытательной нагрузки и блокировочной нагрузки, при которой следует закреплять анкер на конструкции; мероприятия по проведению испытаний с включением контроля нагрузок; мероприятия по обеспечению техники безопасности, включая работы по натяжению при испытаниях. Материалы, изделия конструкции, применяемые при изготовлении и устройстве анкеров, должны соответствовать проекту, требованиям стандартов технических условий. Замена материалов и изменения конструкции должны производиться только по согласованию с проектной организацией. Все работы по изготовлению и устройству анкеров следует выполнять в соответствии с действующими строительными нормами и правилами с составлением актов на скрытые работы. В акты должны быть включены: количество и состав инъецируемого раствора, давление и расход при инъецировании заделки по этапам, границы между слоями грунта, устанавливаемые при бурении скважин, уровень грунтовых вод и др. Во время транспортирования, хранения, подъема и установки анкеры следует надежно предохранять от возможных повреждений. Способы бурения скважин должны предусматривать мероприятия, снижающие разуплотнение грунта стенок скважин. В зависимости от инженерно-геологических условий площадки, конструкции и технологии устройства анкеров бурение скважин следует выполнять с использованием инвентарных обсадных труб или под глинистым раствором. В устойчивых грунтах допускается бурение скважин без крепления их стенок. При вращательном бурении следует контролировать соответствие действительного напластования грунтов проектному. В случае существенных отклонений необходимо ставить в известность проектную организацию. Скважины следует бурить станками, специально предназначенными для устройства анкеров, a также буровым оборудованием, обеспечивающим устройство скважин в соответствии с проектом (справочное приложение 3). Перед установкой арматуры анкера скважина должна быть очищена от шлама. При бурении через грунтовые воды, находящиеся под артезианским давлением, или в случае наличия метана необходимо применять защитные меры (пакер, тяжелые буровые растворы, предварительная цементация и понижение уровня воды). В скальных грунтах перед установкой анкера скважина должна быть испытана на водонепроницаемость. В сильно обводненных и трещиноватых грунтах, когда раствор заделки может вытекать, скважину необходимо зацементировать, пробурить вновь и провести повторное испытание на водонепроницаемость. Допускается утечка воды о расходом 1 л/мин на 1м длины скважины при давлении 1 МПа на поверхности. Опускать арматуру анкера в скважину следует плавно, без рывков. После установки арматуры анкера в проектное положение она должна быть закреплена по центру устья скважины. В анкерах с манжетной трубой для образования обоймы следует применять, как правило, глиноцементный раствор, прочность которого в возрасте 7 сут должна составлять 1-2 МПа. Цементный раствор для образования заделки следует приготавливать на строительной площадке непосредственно перед нагнетанием в скважину. Во избежание расслаивания раствор в течение всего периода нагнетания должен периодически перемешиваться. При установке анкера с уклоном вниз цементация должна быть восходящей, причем подающая труба должна быть постоянно погружена в раствор. Составы растворов, соответствующих требованиям проекта, должны подбиваться и контролироваться строительной лабораторией. Из каждой порции изготавливают 9 кубиков размерами 7?7?7 см и испытывают их в возрасте 1, 3 и 7 сут. Оборудование для приготовления раствора следует выбирать в соответствии со справочным приложением 4. При образовании заделки анкера следует обеспечивать нагнетание проектного объема раствора с обязательной регистрацией расхода и давления. При резком подъеме давления инъекция должна быть прекращена. Допускается подъем давления в начале инъекции при прорыве обоймы в случае инъецирования раствора через инъекционную или манжетную трубу. При устройстве анкеров, заделка которых образуется путем многократной инъекции через манжетную трубу при помощи инъектора с двойным тампоном или глиноцементной обоймы, каждая последующая инъекция должна выполняться не ранее чем через 16 ч после окончания предыдущей. При использовании цементной обоймы интервал времени между инъекциями должен определяться проектом. Оборудование для нагнетания раствора следует выбирать в соответствии со справочным приложением 5. Анкеры для крепления конструкций должны устраиваться по той же технологии и иметь те же размеры, что и анкеры, подверженные пробным испытаниям. Несущая способность каждого анкера должна быть проверена до включения его в работу совместно с закрепляемой конструкцией путем проведения контрольных или приемочных испытаний на максимальную испытательную нагрузку. Контрольным испытаниям следует подвергать первые три анкера в каждом новом слое грунта и каждый 10-й из последующих, установленных в данном слое грунта. Приемочным испытаниям следует подвергать все анкеры, кроме подвергнутых контрольным испытаниям. Оценка несущей способности анкеров должна производиться сравнением результатов контрольных испытаний с показателями, полученными при пробных испытаниях, и результатов приемочных испытаний с контрольными. По Окончании контрольных или приемочных испытаний анкер должен быть закреплен на конструкции под блокировочной нагрузкой. Испытания анкеров следует производить только после достижения раствором заделки прочности, установленной проектом. Результаты контрольных и приемочных испытаний следует вносить в "Сводные ведомости установленных анкеров" (обязательные приложения 7 и 8). Пробные испытания завершаются составлением акта, подписываемого проектной и подрядной организацией, проводящей испытания анкеров. Результаты пробных испытаний вносят в акт и ведомость пробных испытаний (по образцу приложения 7). Оборудование для натяжения анкеров следует выбирать в соответствии со справочным приложением 6. Технология устройства постоянных анкеров АИКП
Технология устройства анкера с манжетной трубой при внутреннем расположении анкерной тяги из канатной арматуры (черт. 4, а - ж) включает в себя:
а) бурение скважины;
б) погружение манжетной трубы в скважину;
в) установку инъектора с двойным тампоном против нижних выпускных отверстий и замещение бурового раствора обойменным;
г) установку инъектора с двойным тампоном против манжеты пакера и нагнетание обойменного раствора в пакер под давлением 0,2-0,5 МПа;
д) поинтервальную, начиная с нижней манжеты, инъекцию цементного раствора в зону заделки анкера;
е) заполнение нижней (замковой) части манжетной трубы цементным раствором;
ж) установку тяги с изолирующей оболочкой внутрь манжетной трубы.
Далее после набора цементным раствором необходимой прочности производится испытание анкера и его блокировка на конструкции, а также нагнетание антикоррозионного состава в свободную часть тяги по трубке 15
5. ИСПЫТАНИЯ АНКЕРОВ
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Грунтовые анкеры следует подвергать трем видам испытаний: пробным, контрольным и приемочным.
Пробные испытания следует проводить с целью окончательного выбора типа и конструкции анкеров, отвечающих требованиям проекта в части несущей способности, надежности, долговечности, условиям строительства и стоимости. Пробные испытания проводятся в полевых и заводских или лабораторных условиях.
Заводские или лабораторные испытания должны включать в себя: испытания на прочность элементов конструкции анкера, материалов и антикоррозионной защиты; отработку технологии изготовления элементов и сборки конструкции, а также антикоррозионной защиты. Пробные полевые испытания анкеров на выдергивание проводят, как правило, на месте строительства, располагая заделку в грунтовых слоях, намеченных проектом. Отклонение углов наклона анкеров от проектных, как правило, не должно быть более 5°. Количество анкеров, подвергаемых пробным полевым испытаниям на выдергивание, следует принимать в зависимости от общего количества устанавливаемых анкеров по проекту в каждом слое грунта в следующей пропорции: 1,5 %, но не менее 3 шт. для временных анкеров и 2 %, но не менее 3 шт. - для постоянных. Часть анкеров, подвергаемых пробным испытаниям на выдергивание, но не менее 2, следует доводить до разрушения с целью установления предельной нагрузки, соответствующей потере несущей способности по грунту. Для осуществления этих испытаний следует увеличить сечение тяги или уменьшить длину заделки анкера по сравнению с проектными значениями и довести нагрузку до величины Ри, вызывающей напряжения в тяге, равные 0,95 ?т При проведении пробных полевых испытаний на выдергивание следует зафиксировать следующие данные: гидрогеологические и грунтовые условия на месте испытания (деформационные характеристики грунтов следует определять прессиометрическими испытаниями), тип бурового оборудования, продолжительность проходки скважин, количество и вид промывочного бурового раствора; водоцементное отношение и состав цементного и обойменного растворов; марку цемента; количество и вид добавок; тип оборудования для приготовления цементного и обойменного растворов; продолжительность перемешивания; давление нагнетания раствора; количество нагнетаемого раствора по стадиям; метеорологические условия проведения испытаний; полные данные об испытании. Перед началом испытаний анкеров на выдергивающую нагрузку следует провести аттестацию измерительной аппаратуры (манометры и динамометры) и натяжных устройств (домкрат и маслостанция). Для контроля усилий натяжения анкера необходимо иметь: рабочий манометр, контрольный манометр для проверки рабочего, эталонный манометр и динамометры механического или электрического действия, с помощью которых можно измерять в течение длительного времени нагрузку на анкер. Измерение перемещений свободного конца тяги анкера и анкеруемой конструкции (опорной плиты) производят относительно реперного устройства, представляющего собой жесткую раму, расположенную перед анкеруемой плитой (стенкой) на расстоянии 1,5-2 м. Перемещения свободного конца тяги следует измерять с точностью 0,01 мм с помощью прогибомеров. При испытании тяг, выполненных из канатной арматуры, для исключения искажения измерений из-за возможного проскальзывания тяг в зажимах следует дублировать измерения перемещений тяг с помощью прогибомеров, измерением перемещений отметок, сделанных на канатах (прядях), относительно втулки, в которую запрессовывается анкер, с помощью кронциркуля или стальной линейки. После завершения пробных полевых испытаний следует откопать анкеры и установить: состояние и свободную длину анкеров; длину, конфигурацию и размеры заделки, вид и характер разрушения; состояние антикоррозионной защиты; вид грунта и его характеристики. Контрольные испытания на выдергивающую нагрузку производятся для анкеров, установленных на сооружении, по укороченной программе пробных испытаний с целью установления несущей способности и надежности используемых анкеров в сравнении с опытными анкерами, испытанными при пробных испытаниях.