RU2475594C1

RU2475594C1 - Soil anchor

Info

Publication number: RU2475594C1
Application number: RU2011138197/03A
Authority: RU
Inventors: Арестакес Арамович Крамаджян; Евгений Павлович Русин; Борис Николаевич Смоляницкий; Станислав Борисович Стажевский; Гил Нам Хан; Вячеслав Борисович Воронцов
Original assignee: Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-02-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: soil anchor comprises an anchor board, a flexible traction rod and a unit of its fixation to the specified board, arranged in the form of through holes arranged in the anchor board, via which the lock end of the flexible traction rod is pulled. It is equipped with a tube arranged in the inlet hole of the anchor board. At the same time the lock end of the flexible rod is pulled via this tube, besides, the tube protrudes above the surface of the anchor board at the side of the cable entry.

EFFECT: higher efficiency of an anchor due to improvement of its loading characteristic by means of its steepness increase, provision of reliable anchor fixation in soil.

2 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к строительству и горному делу и касается грунтовых анкеров, используемых для крепления к грунту различных конструкций и сооружений, а также для поддержания бортов карьеров, котлованов, уступов.The technical solution relates to construction and mining and relates to soil anchors used for attaching various structures and structures to the soil, as well as for supporting the sides of quarries, foundation pits, ledges.

Известно анкерное устройство (см. патент США №3653167, кл. E02d 5/80, опубл. в 1972 г.), содержащее анкерную головку, адаптированную таким образом, что ее погружение в грунт в первом положении обеспечивает низкое сопротивление погружению, а во втором положении, наклонном относительно первого, указанная головка обеспечивает сопротивление выдергиванию большее, чем сопротивление погружению, а также элемент сочленения, смещенный в боковом направлении от указанной головки, и тягу, соединенную с элементом сочленения для наклона указанной головки из первого положения во второе. Указанная головка содержит плоскую прямоугольной формы анкерную плиту, снабженную поперечным элементом, содержащим поперечную плиту, одним концом прикрепленную к одной стороне указанной анкерной плиты перпендикулярно к ней, а указанный элемент сочленения находится на другом конце поперечной плиты. Указанный поперечный элемент включает еще одну плиту, которая параллельна указанной поперечной плите. Указанная анкерная головка включает вторую прямоугольную плиту, соединенную с поперечным элементом параллельно анкерной плите. Указанный элемент сочленения включает ось, параллельную указанной анкерной плите.Known anchor device (see US patent No. 3653167, CL E02d 5/80, publ. In 1972) containing an anchor head adapted so that its immersion in the ground in the first position provides low resistance to immersion, and in the second the position inclined relative to the first, the specified head provides pulling resistance greater than the resistance to immersion, as well as an articulation element laterally offset from the specified head, and a rod connected to the articulation element for tilting the specified head from the first first to the second position. The specified head contains a flat rectangular shape anchor plate, equipped with a transverse element containing a transverse plate, one end attached to one side of the specified anchor plate perpendicular to it, and the specified articulation element is on the other end of the transverse plate. The specified transverse element includes another plate, which is parallel to the specified transverse plate. The specified anchor head includes a second rectangular plate connected to the transverse element parallel to the anchor plate. The specified articulation element includes an axis parallel to the specified anchor plate.

Выполнение в данном анкерном устройстве узла крепления тяги в виде прикрепленных к анкерной плите поперечных плит с элементом сочленения на их выступающем конце значительно усложняет конструкцию устройства. Кроме того, наличие такого выходящего за пределы анкерной плиты узла крепления ведет к повышению сопротивления погружению устройства в грунт, а также к снижению его несущей способности из-за нарушения указанным узлом крепления структуры грунта над анкерной плитой как в процессе погружения устройства, так и при его последующих смещениях при нагружении.The implementation in this anchor device of the attachment rod in the form of transverse plates attached to the anchor plate with an articulation element at their protruding end significantly complicates the design of the device. In addition, the presence of such an attachment unit extending beyond the limits of the anchor plate leads to an increase in the resistance to immersion of the device in the ground, as well as to a decrease in its bearing capacity due to a violation by the indicated attachment unit of the soil structure above the anchor plate both during the device immersion and during subsequent displacements during loading.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является грунтовый анкер (см. патент РФ №2366779, кл. E02D 5/80, опубл. в Бюл. №25, 2009 г.), содержащий анкерную плиту, гибкую тягу и узел ее крепления к указанной плите, выполненный в виде пройденных в анкерной плите сквозных отверстий, через которые начиная с входного отверстия пропущен замковый конец гибкой тяги, при этом входное отверстие расположено по оси симметрии анкерной плиты и смещено от центра тяжести указанной плиты в сторону ее лидирующего торца на расстояние, равное 0,1÷0,3 расстояния между ними.The closest in technical essence and combination of essential features is a soil anchor (see RF patent No. 2366779, class E02D 5/80, published in Bull. No. 25, 2009), containing an anchor plate, a flexible rod and its attachment point to the specified plate, made in the form of through holes passed in the anchor plate, through which, starting from the inlet, the castle end of the flexible rod is passed, while the inlet is located along the axis of symmetry of the anchor plate and is offset from the center of gravity of the plate in the direction of its leading end equal to 0.1 ÷ 0.3 distance between them.

Недостатком данного устройства является то, что гибкая тяга прикреплена непосредственно к анкерной плите без каких-либо промежуточных элементов. Поэтому плечо приложения выдергивающей силы, то есть расстояние от линии ее действия до центра тяжести анкерной плиты, в начальный момент при приведении анкерной плиты в рабочее положение путем натяжения гибкой тяги равно сумме половины толщины анкерной плиты и половины диаметра троса, то есть минимально. Вследствие этого начальный вращательный момент, заставляющий анкерную плиту поворачиваться, невелик, поэтому невысока скорость ее поворота и требуется значительное продольное перемещение анкерной плиты для приведения ее в рабочее положение. Нагрузочная характеристика такого анкера пологая, то есть анкер медленно набирает рабочую нагрузку, что не всегда приемлемо с эксплуатационной точки зрения. Таким образом, эффективность такого анкера недостаточно высока.The disadvantage of this device is that the flexible rod is attached directly to the anchor plate without any intermediate elements. Therefore, the shoulder of application of the pulling force, that is, the distance from the line of its action to the center of gravity of the anchor plate, at the initial moment when the anchor plate is brought into working position by tensioning the flexible rod, is equal to the sum of half the thickness of the anchor plate and half the diameter of the cable, that is, minimum. As a result of this, the initial rotational momentum causing the anchor plate to rotate is small, therefore, its turning speed is low and considerable longitudinal movement of the anchor plate is required to bring it into working position. The load characteristic of such an anchor is gentle, that is, the anchor is slowly gaining a working load, which is not always acceptable from an operational point of view. Thus, the effectiveness of such an anchor is not high enough.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности анкера за счет улучшения его нагрузочной характеристики путем увеличения ее крутизны.The technical task of the proposed solution is to increase the efficiency of the anchor by improving its load characteristics by increasing its steepness.

Она решается тем, что грунтовый анкер, включающий анкерную плиту, гибкую тягу и узел ее крепления к указанной плите, выполненный в виде пройденных в анкерной плите сквозных отверстий, через которые пропущен замковый конец гибкой тяги, согласно техническому решению снабжен трубкой, размещенной во входном отверстии анкерной плиты, при этом замковый конец гибкой тяги пропущен через данную трубку, причем трубка выступает над поверхностью анкерной плиты со стороны входа троса.It is solved by the fact that the soil anchor, including the anchor plate, flexible rod and its attachment to the specified plate, made in the form of through holes passed through the anchor plate, through which the castle end of the flexible rod is passed, according to the technical solution, is equipped with a tube placed in the inlet anchor plate, while the locking end of the flexible rod is passed through this tube, and the tube protrudes above the surface of the anchor plate from the input side of the cable.

При таком выполнении устройства трубка играет роль рычага, увеличивающего плечо приложения выдергивающей силы. Это увеличивает момент вращения анкерной плиты, вследствие чего скорость ее поворота увеличивается, то есть анкерная плита принимает рабочее положение при меньшем продольном перемещении, за счет чего скорость набора анкером рабочего усилия увеличивается, следовательно нагрузочная характеристика анкера улучшается, то есть становится более крутой.With this embodiment of the device, the tube plays the role of a lever that increases the shoulder of the pulling force application. This increases the moment of rotation of the anchor plate, as a result of which the speed of its rotation increases, that is, the anchor plate assumes a working position with a smaller longitudinal movement, due to which the speed of the anchor's working force increases, therefore, the load characteristic of the anchor improves, that is, it becomes steeper.

Во избежание концентрации напряжений на контактах гибкой тяги с кромками отверстия трубки кромки отверстия трубки могут быть закруглены.To avoid stress concentration on the contacts of the flexible rod with the edges of the tube opening, the edges of the tube opening can be rounded.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу.Thus, the proposed technical solution allows to solve the problem.

Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами фиг.1-3, где на фиг.1 изображен грунтовый анкер при погружении, продольный разрез; фиг.2 - грунтовый анкер в рабочем положении, продольный разрез; фиг.3 - исполнение трубки с закругленными кромками отверстия.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings of figures 1-3, where figure 1 shows a soil anchor during immersion, a longitudinal section; figure 2 - soil anchor in position, a longitudinal section; figure 3 - tube with rounded edges of the hole.

Грунтовый анкер (фиг.1, 2) содержит анкерную плиту 1 (далее - плита 1), например, металлическую, и узел ее крепления в виде пройденных в плите 1 сквозных входного 2 и последующих 3 отверстий. Во входном отверстии 2 размещена трубка 4, например, металлическая. Гибкая тяга 5 (далее - тяга 5) выполнена, например, в виде троса. Замковый конец тяги 5 пропущен, например, последовательно в отверстие трубки 4, а затем в отверстия 3 плиты 1. Таким образом, замковый конец тяги 5 фрикционно зафиксирован в указанных отверстиях трубки 4 и плиты 1. Кромки отверстия трубки 4 закруглены (фиг.3). Это может быть осуществлено, например, с расширением трубки 4 развальцовкой (на фиг.3 - левый конец трубки 4) или без расширения (на фиг.3 - правый конец трубки 4).Soil anchor (figure 1, 2) contains an anchor plate 1 (hereinafter referred to as plate 1), for example, metal, and its mount in the form of through holes 2 and subsequent 3 holes passed in plate 1. In the inlet 2 is placed a tube 4, for example, metal. Flexible rod 5 (hereinafter - rod 5) is made, for example, in the form of a cable. The locking end of the rod 5 is passed, for example, sequentially into the hole of the tube 4, and then into the holes 3 of the plate 1. Thus, the locking end of the rod 5 is frictionally fixed in the indicated holes of the tube 4 and plate 1. The edges of the hole of the tube 4 are rounded (figure 3) . This can be done, for example, with the expansion of the tube 4 by flaring (in Fig. 3 the left end of the tube 4) or without expansion (in Fig. 3 - the right end of the tube 4).

Работа грунтового анкера осуществляется следующим образом.The operation of the soil anchor is as follows.

Плиту 1 с прикрепленной к ней тягой 5 монтируют задним торцом 6 в прорезь 7 инвентарной штанги 8 (далее - штанга 8). Затем анкерную плиту 1 в сборе со штангой 8 устанавливают лидирующим торцом 9 плиты 1 на грунт 10 и ориентируют в пространстве в соответствии с проектным направлением. Далее посредством осевого силового воздействия на штангу 8, например, пневмоударником продольно погружают анкерную плиту 1 вместе с гибкой тягой 5 в грунт. После погружения анкерной плиты 1 на заданную глубину штангу 8 извлекают, а образованную ею скважину тампонируют сыпучим материалом, например грунтом. Затем к тяге 5 прикладывают выдергивающую силу (фиг.2), например, посредством домкрата или лебедки. При этом, благодаря тому, что линия действия выдергивающей силы смещена относительно центра тяжести 11 плиты 1, происходит поворот плиты 1 с увеличением выдергивающей силы, чем обеспечивается надежное закрепление анкера в грунте.Plate 1 with a rod 5 attached to it is mounted with the rear end 6 into the slot 7 of the inventory rod 8 (hereinafter, the rod 8). Then, the anchor plate 1 assembled with the rod 8 is installed with the leading end 9 of the plate 1 on the soil 10 and oriented in space in accordance with the design direction. Further, by means of axial force acting on the rod 8, for example, by means of a pneumatic hammer, the anchor plate 1 is longitudinally immersed together with the flexible rod 5 in the ground. After immersion of the anchor plate 1 to a predetermined depth, the rod 8 is removed, and the well formed by it is plugged with bulk material, for example, soil. Then pulling force is applied to the rod 5 (Fig. 2), for example, by means of a jack or a winch. Moreover, due to the fact that the line of action of the pulling force is shifted relative to the center of gravity 11 of the plate 1, the plate 1 rotates with an increase in the pulling force, which ensures reliable anchoring in the ground.

Claims

1. A ground anchor, including an anchor plate, a flexible rod and its attachment to the specified plate, made in the form of through holes passed through the anchor plate, through which the castle end of the flexible rod is passed, characterized in that it is provided with a tube placed in the anchor inlet plate, while the locking end of the flexible rod is passed through this tube, and the tube protrudes above the surface of the anchor plate from the input side of the cable.

2. The soil anchor according to claim 1, characterized in that the edges of the tube opening are rounded.