Обзор систем крепления ОКК

Анкеры – это устройства в грунте, через которые передаются выдёргивающие усилия на грунтовый массив. Анкер состоит из оголовка, анкерной тяги и корня. Анкеры устанавливают в несколько ярусов по высоте в глубоких котлованах. От глубины котлована зависит количество ярусов и размер шага между анкерами по глубине.

Способы устройства анкеров:

• буровые (буроинъекционные и самораскрывающиеся),
• завинчиваемые,
• задавливаемые,
• забивные,
• комбинированные.

По способу сопротивления выдёргиванию различают:

• анкеры трения,
• анкеры лобового сопротивления,
• анкеры смешанного типа.

По конструкции анкерной тяги:

• стержневые,
• прядевые,
• трубчатые.

По времени эксплуатации:

• Временные – срок службы до двух лет, их используют на стадии экскавации котлована.
• Постоянные – составная часть конструкции заглублённого сооружения в течение всего срока его эксплуатации. Для них необходима антикоррозийная защита.

Далее подробнее рассмотрим буровые, завинчиваемые и забивные анкеры.

Их используют для крепления ограждений котлованов в условиях городской застройки, в том числе при строительстве фундаментов под уже существующие. А также для укрепления берегов, горных пород, при строительстве железных дорог и прочего. Различают буроинъекционные и самораскрывающиеся анкеры.

Способ установки:

1. Бурение скважины на проектную длину.
2. Цементация скважины с помощью подачи раствора под давлением.
3. Погружение каркаса (либо роль каркаса выполняет штанга, через которую подавался раствор).
4. После набора прочности производится натяжение анкера и его крепление к обвязочному поясу.

Буроинъекционные анкеры:

• способны выдержать большие нагрузки из-за использования технологии, обеспечивающей повышенное сцепление с грунтовым массивом;
• всю необходимую работу можно выполнить за одно бурение;
• экономится пространство, например, если бурение необходимо провести в цеху, то можно не останавливать рабочий процесс.

Самораскрывающиеся анкеры:

• используют для фиксации растяжек, ими закрепляют уже построенную конструкцию, для укрепления линий электропередач, закрепление и установка оснований для подземных сооружений, укрепление фундаментных плит;
• пластина помещается в грунт с помощью ударных и вибрационных приёмов;
• их легко монтировать, не требуется бурение.

Данные анкеры устанавливаются с помощью гидровращателя. Завинчиваемые анкеры используются для удержания от опрокидывания подпорных стенок, ограждающих конструкций котлованов в стеснённых условиях, других тонкостенных конструкций, заглублённых в грунт.

Имеют острый наконечник, который легко проникает в грунт путём забивания специальным оборудованием. Обеспечивает хорошую устойчивость. Когда другие типы анкеров сложны в устройстве, то используют забивные анкеры для закрепления ограждения стенок котлована.

Преимущества:

• удобство организации работ;
• возможность при разработке котлована удалять грунт несимметрично;
• экономично при укреплении больших площадей котлована.

Недостатки:

• выполнение инженерно-геологических изысканий за границами застройки, что в условиях плотной городской застройки сделать сложно;
• сложность в обеспечении гидроизоляции оголовков анкеров, если они располагаются ниже уровня подземных вод;
• нецелесообразно использовать в слабых грунтах;
• при близком расположении инженерных коммуникаций и фундаментов соседних зданий анкеры использовать практически невозможно (или требуется согласование с собственниками);
• если анкеры устанавливаются под фундаменты других сооружений, то это может вызвать деформации этих фундаментов.

Также существуют извлекаемые анкерные крепления, у которых после возведения каркаса подземной части здания демонтируется свободная тяга. Таким образом, уменьшается влияние анкеров на окружающую застройку.

Нагели – это устройства в грунте, которые по схеме работы близки к анкерам. Нагель представляет собой элементы (арматуры или трубы), которые погружают в грунт по мере разработки котлована, затем на них устанавливают защитное покрытие поверхности откосов (из доски или деревянных щитов). Таким образом, армируют грунтовый массив, что воспринимает на себя выдёргивающие усилия. Чаще используются в скальных грунтах.

Нагели, в отличие от анкеров, имеют простую конструкцию, и у них отсутствует предварительное натяжение.

Нагели устанавливают с меньшим, чем анкеры шагом по высоте и в плане. Нагельные крепления в комбинации с торкретированием стенок котлована, как правило, применяют в условиях глубокого залегания подземных вод и в грунтах с хорошими физико-механическими свойствами.

Преимущества:

• для установки нагелей не задействуется дорогостоящее оборудование;
• не требуется возведение массивной ограждающей конструкции;
• при надлежащей антикоррозионной защите нагельное крепление можно устанавливать и как постоянное.

Недостатки:

• нельзя применять для стен и откосов котлованов глубиной более 15 метров;
• нельзя применять в водоносных и трудноосушаемых грунтах.

Распорная система – способ крепления ограждений котлованов, где обычно используют стальные трубы или прокатные профили в качестве распорных элементов. В глубоких котлованах устанавливают данную систему в несколько ярусов.

Также необходимо в уровне распорок устанавливать металлические или железобетонные распределительные пояса, так как на ограждение передаются значительные сосредоточенные нагрузки от распорок.

Если длина распорных элементов превышает 20 метров, то обычно устанавливают временные промежуточные опоры-стойки. Они снижают свободную длину распорок.

Преимущества:

• можно использовать при больших площадях котлована и на большой глубине.

Недостатки:

• затруднительно разрабатывать грунт при устройстве трёх и более ярусов распорок или при наличии значительного количества промежуточных опор;
• при одноразовом использовании металла элементов распорной системы и последующем демонтаже – этот способ крепления становится неэкономичным.

Выбор крепления ограждающих конструкций котлована зависит от многих показателей. И для каждой конкретной ситуации можно подобрать экономически выгодный способ, который обеспечит надёжность конструкции. Также важно изучать и использовать современные технологии, которые позволят усилить ограждение, не оказывать влияние на окружающую застройку и при этом будут экономичными по сравнению с другими способами креплений.