RU2260649C1

RU2260649C1 - Anchor for building structure fastening

Info

Publication number: RU2260649C1
Application number: RU2004128353/03A
Authority: RU
Inventors: П.П. Куракин (RU); П.П. Куракин; В.Н. Коротин (RU); В.Н. Коротин; А.Г. Афанасьев (RU); А.Г. Афанасьев; С.В. Дударев (RU); С.В. Дударев; Э.А. Ахназаров (RU); Э.А. Ахназаров; Е.Н. Рудомазин (RU); Е.Н. Рудомазин; В.В. Пустынников (RU); В.В. Пустынников
Original assignee: Открытое акционерное общество "Мостотрест" (ОАО "Мостотрест")
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2005-09-20

Abstract

FIELD: building, particularly to fasten pit and tunnel sheeting during opened excavation, to secure recesses in railroads and motor roads, poles, contact line supports, hydraulic structures or bridges.

SUBSTANCE: anchor has head adapted to provide pre-stressing and maintaining load-bearing members in stressed state and transmitting tensioning force to building structure. Anchor also has attachment means to transmit force to ground or to structure body and free part defined by head and attachment means. Load-bearing members are provided with centering fixers enclosing them and are formed as wire ropes or rods of high-strength reinforcing bars coated with plastic shells in free parts to prevent bond between load-bearing members and grout to be injected and to prevent deformation thereof during pre-stressing. Anchor has at least two injection pipes located in parallel to lead-bearing members in attachment area. The injection pipes have different lengths. The first injection pipe is adapted for primary grout injection performed under pressure of 2.0-3.0 kg/cm². The second one is used for secondary grout injection under pressure of 20-30 kg/cm². Free ends on the injection pipes are located in attachment means and offset one relative another along arch lengths thereof for distance of not less than 5 diameters of the second injection pipe.

EFFECT: extended range of anchor applications for securing thereof in ground during well drilling and for fastening anchor in monolithic structure, for instance in concrete one, due to possibility to create necessary widening of attachment means by double-stage injection of hardening mix, preferably cement one.

4 cl, 3 dwg

Description

Анкер применятся в строительстве для крепления ограждений котлованов и тоннелей при открытом способе работ, выемок железнодорожного и автодорожного полотна, оползневых участков, мачт и опор контактной сети, гидротехнических сооружений, мостов и т.п. Анкер представляет собой устройство, обеспечивающее передачу растягивающих сил от строительной конструкции, например, на грунт в пределах зоны заделки анкера за счет закрепления его на конструкции в напряженном состоянии.Anchor will be used in construction for fastening the barriers of pits and tunnels during the open method of work, excavations of the railway and roadbed, landslide sections, masts and supports of the contact network, hydraulic structures, bridges, etc. An anchor is a device that provides the transmission of tensile forces from a building structure, for example, to the soil within the anchor embedment zone by fixing it to the structure in a stressed state.

Из известных наиболее близким является устройство для анкеровки длинномерного напрягаемого элемента в напрягаемой конструкции, включающее жестко закрепленный на напрягаемом элементе анкер, промежуточный элемент с выпуклой или вогнутой сферической поверхностью, упорную шайбу соответственно с вогнутой или выпуклой поверхностью, контактирующей с поверхностью промежуточного элемента, и закрепленный в напрягаемой конструкции каналообразователь для пропуска и фиксации положения напрягаемого элемента, а упорная шайба выполнена составной из двух половин, каждая из которых снабжена выступом, выполненным в поперечном сечении в форме полукольца, размещенным в полости каналообраэователя и объемлющим соответствующую часть сечения длинномерного напрягаемого элемента (SU №949036, Е 01 D 11/00, 1982).The closest known device is an anchor for a long tensile element in a prestressed structure, including an anchor rigidly fixed to the prestressed element, an intermediate element with a convex or concave spherical surface, a thrust washer, respectively, with a concave or convex surface in contact with the surface of the intermediate element, and fixed in strain-tight design channel former for skipping and fixing the position of the stress-strain element, and thrust washer made composition Second of two halves, each of which is provided with a projection formed in the cross section in the form of half-rings arranged in the cavity and the ambient kanaloobraeovatelya relevant part section elongated tendon (SU №949036, E 01 D 11/00, 1982).

Известная конструкция имеет ограниченную область применения, обусловленную использованием ее только в вантовых мостах и аналогичных конструкциях, в других же сооружениях использование ее малоэффективно из-за значительного снижения несущей способности и невозможности вследствие этого обеспечить надежное закрепление строительного элемента или конструкции.The known design has a limited scope due to its use only in cable-stayed bridges and similar structures, while in other structures, its use is ineffective due to a significant reduction in bearing capacity and the impossibility of this to ensure reliable fastening of a building element or structure.

Задачей настоящего изобретения является расширение области использования анкера как для крепления в грунте при выполнении в нем скважины, так и при креплении в монолитной, например бетонной, конструкции. Технически это достигается за счет обеспечения возможности создания требуемой величины уширенной заделки анкера путем двухстадийного инъекцирования твердеющей, предпочтительно цементной, смеси.The objective of the present invention is to expand the field of use of the anchor both for fastening in the ground when performing a well in it, and when fastening in a monolithic, for example concrete, structure. Technically, this is achieved by providing the ability to create the desired value of the broadened embedment of the anchor by two-stage injection of a hardening, preferably cement, mixture.

Достигается это тем, что анкер для закрепления строительной конструкции включает оголовок, обеспечивающий предварительное натяжение, фиксацию усилия натяжения несущих элементов и передачу его на строительную конструкцию, а также заделку, обеспечивающую передачу усилия на грунт или монолит конструкции, и свободную часть, образованную между оголовком и заделкой, при этом несущие элементы снабжены охватывающими их центрирующими фиксаторами и выполнены в виде стальных канатов или стержней из высокопрочной арматуры, помещенных в свободной части в пластмассовые оболочки, исключающие их сцепление с инъекционным раствором и возможность деформации при создании предварительного натяжения, причем параллельно несущим элементам в зоне заделки размещены, по меньшей мере, две инъекционные трубки разной длины, одна из которых предназначена для первичной инъекции раствора, предпочтительно при давлении 2,0-3,0 кг/см², а другая - для вторичной инъекции при давлении 20-30 кг/см², причем свободные концы инъекционных трубок размещены в заделке со смещением по ее длине друг относительно друга не менее, чем на 5 диаметров инъекционной трубки для вторичной инъекции. Кроме того, диаметр трубки для вторичной инъекции может превышать диаметр трубки для первичной инъекции, предпочтительно в 1,2-2,5 раза. А свободный конец трубки для вторичной инъекции смещен в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для первичной инъекции или свободный конец трубки для первичной инъекции смещен в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для вторичной инъекции.This is achieved by the fact that the anchor for securing the building structure includes a head providing preliminary tension, fixing the tension force of the bearing elements and transferring it to the building structure, as well as a seal ensuring the transfer of force to the soil or monolith of the structure, and the free part formed between the head and termination, while the supporting elements are provided with centering clamps covering them and made in the form of steel ropes or rods of high-strength reinforcement, placed in a free at least two injection tubes of different lengths, one of which is intended for primary injection of the solution, preferably with a pressure of 2.0-3.0 kg / cm ² and the other for secondary injection at a pressure of 20-30 kg / cm ² , and the free ends of the injection tubes are placed in the seal with an offset along its length relative to each other ha not less than 5 diameters of the injection tube for secondary injection. In addition, the diameter of the tube for secondary injection may exceed the diameter of the tube for primary injection, preferably 1.2-2.5 times. And the free end of the secondary injection tube is biased towards the fixed construction of the building relative to the free end of the primary injection tube or the free end of the primary injection tube is biased towards the fixed construction of the relatively free end of the secondary injection tube.

На фиг.1 изображены элементы анкера до заполнения канала инъекционным раствором;Figure 1 shows the elements of the anchor to fill the channel with an injection solution;

На фиг.2 изображен анкер после заполнения канала инъекционным раствором;Figure 2 shows the anchor after filling the channel with an injection solution;

На фиг.3 изображен анкер в рабочем положении, обеспечивающий передачу нагрузки на строительную конструкцию.Figure 3 shows the anchor in the working position, providing load transfer to the building structure.

Анкер, размещаемый в канале 1, состоит из трех частей (фиг.3): оголовка - части анкера, обеспечивающей предварительное натяжение, фиксацию усилия натяжения и передачу его на строительную конструкцию, свободной части - части анкера между оголовком и заделкой и заделки - части анкера, обеспечивающей передачу усилия, например, на грунт. Несущим элементом анкера являются стальные канаты и/или стержни из высокопрочной арматуры 2 (фиг.1), которые в свободной части (на участке до заделки) помещены в пластмассовые оболочки 3 для исключения сцепления с инъекционным раствором и возможности деформации при создании предварительного натяжения. Количество канатов может быть различным, и определяется расчетным усилием в анкере.An anchor, placed in channel 1, consists of three parts (Fig. 3): the head - the part of the anchor providing pre-tension, fixing the tension force and transferring it to the building structure, the free part - the part of the anchor between the head and the seal and the termination - the part of the anchor providing the transfer of force, for example, to the ground. The bearing element of the anchor is steel ropes and / or rods made of high-strength reinforcement 2 (Fig. 1), which are placed in plastic shells 3 in the free part (on the site prior to termination) to prevent adhesion to the injection solution and the possibility of deformation when creating preliminary tension. The number of ropes can be different, and is determined by the design force in the anchor.

Заделку анкера осуществляют за счет инъекции цементного раствора по трубкам 4 и 5. Для этого вместе с канатами в скважину помещаются две инъекционные трубки 4 - для первичной инъекции и 5 - для вторичной инъекции. Для центрального расположения канатов относительно продольной оси канала 1, предварительно пробуренного, например, под защитой обсадных труб, они имеют охватывающие их центрирующие устройства - фиксаторы 6. Трубки 4 и 5 объединяют с канатами с помощью обвязки 7.The fixing of the anchor is carried out by injection of cement mortar through tubes 4 and 5. For this, two injection tubes 4 are placed in the well together with ropes, 4 for the primary injection and 5 for the secondary injection. For the central location of the ropes relative to the longitudinal axis of the channel 1, pre-drilled, for example, under the protection of casing pipes, they have centering devices covering them - clamps 6. Tubes 4 and 5 are combined with ropes using strapping 7.

Через инъекционную трубку 4 осуществляют первичную инъекция при давлении 2-3 кг/см². Основное назначение первичной инъекции - обеспечение высокого давления вторичной инъекции. После набора необходимой прочности раствором первичной инъекции через трубку 5 осуществляют вторичную инъекцию при давлении 20-30 кг/см². Высокое давление вторичной инъекции приводит к уширению канала 8 (фиг.2), обеспечивающему надежную анкеровку канатов.The primary injection is carried out through the injection tube 4 at a pressure of 2-3 kg / cm ² . The main purpose of the primary injection is to provide high pressure secondary injection. After gaining the necessary strength with a solution of the primary injection through the tube 5, secondary injection is carried out at a pressure of 20-30 kg / cm ² . The high pressure of the secondary injection leads to the broadening of the channel 8 (figure 2), providing reliable anchoring of the ropes.

После набора необходимой прочности раствора вторичной инъекции производится натяжение канатов гидродомкратом. Для возможности установки домкрата вдоль оси канатов служат клиновая прокладка 9 (фиг.3), обойма с сферической проточкой 10 и сферическая шайба 11. При этом превышение диаметром трубки для вторичной инъекции диаметра трубки для первичной инъекции, предпочтительно в 1,2-2,5 раза, обеспечивает возможность нагнетания раствора иной подвижности или с содержанием более крупной фракции заполнителя под давлением на порядок большим, чем давление первичной инъекции. При диаметре, меньшем, чем 1,2 диаметра, существует возможность закупорки трубки для вторичной инъекции, например раствором более низкой подвижности или с более крупным заполнителем. При диаметре, большем, чем 2,5 неоправданно снижается несущая способность за счет замещения функций несущих элементов (канатов) не предназначенной для этого трубкой. Смещение свободного конца трубки для вторичной инъекции в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для первичной инъекции или смещение свободного конца трубки для первичной инъекции в сторону закрепляемой строительной конструкции относительно свободного конца трубки для вторичной инъекции позволяет получить требуемую по длине форму заделки (цилиндрическую, в виде усеченного конуса, грушевидную, а при расположении нескольких по длине заделки трубок 5 - ступенчатую форму повышенной несущей способности).After gaining the necessary strength of the secondary injection solution, the ropes are tensioned with a hydraulic jack. To enable the jack to be installed along the axis of the ropes, a wedge gasket 9 (Fig. 3), a ferrule with a spherical groove 10 and a spherical washer 11. In this case, the diameter of the tube for secondary injection exceeds the diameter of the tube for primary injection, preferably 1.2-2.5 times, provides the ability to pump a solution of a different mobility or with a larger fraction of aggregate under pressure an order of magnitude greater than the pressure of the primary injection. With a diameter smaller than 1.2 diameters, there is the possibility of blockage of the tube for secondary injection, for example with a solution of lower mobility or with a larger aggregate. With a diameter greater than 2.5, the bearing capacity unnecessarily decreases due to the replacement of the functions of the supporting elements (ropes) with a tube not intended for this purpose. The shift of the free end of the secondary injection tube towards the secured building structure relative to the free end of the primary injection tube or the displacement of the free end of the primary injection tube towards the fixed construction relative to the free end of the secondary injection tube allows you to obtain the required termination shape (cylindrical, in in the form of a truncated cone, pear-shaped, and when several tubes are located along the length of the sealing 5, a stepped form of an increased carrier with aids).

Применение анкеров позволяет использовать экономичные проектные решения, повысить производительность труда, уменьшить материалоемкость конструкций, сократить сроки строительства.The use of anchors allows the use of economical design solutions, increase labor productivity, reduce the material consumption of structures, reduce construction time.

Claims

1. An anchor for securing the building structure, including the head, providing preliminary tension, fixing the tension force of the load-bearing elements and transferring it to the building structure, as well as the termination, which ensures the transfer of force to the soil or the monolith of the structure, and the free part formed between the head and the termination, in this case, the supporting elements are provided with centering clamps covering them and are made in the form of steel ropes or rods of high-strength reinforcement placed in a free part in plastics at least two injection tubes of different lengths, one of which is intended for the primary injection of the solution, preferably at a pressure of 2, which prevents their adhesion to the injection solution and the possibility of deformation when creating pre-tensioning, parallel to the supporting elements 0-3.0 kg / cm ² and the other for secondary injection at a pressure of 20-30 kg / cm ² , and the free ends of the injection tubes are placed in the seal with an offset along its length relative to each other by at least 5 d the dimensions of the injection tube for secondary injection.

2. An anchor for securing the building structure according to claim 1, in which the diameter of the tube for secondary injection exceeds the diameter of the tube for primary injection, preferably 1.2-2.5 times.

3. An anchor for securing a building structure according to claim 1 or 2, wherein the free end of the secondary injection tube is biased toward the fixed construction structure relative to the free end of the primary injection tube.

4. An anchor for securing a building structure according to claim 1 or 2, in which the free end of the tube for primary injection is biased towards the fixed building structure relative to the free end of the tube for secondary injection.