Таблица 4
Сравнение параметров нисходящей и восходящей анкерной крепи
| Исследуемые параметры | Параметры нисходящих анкеров | Параметры восходящих анкеров | Размерности |
| Глубина котлована | 12,0 | 12,0 | м |
| Количество ярусов | |||
| Глубина заделки сваи (Т) | 5,0 | 4,0 | м |
| Шаг свай (L) | 1,30 | 1.80 | м |
| Расчетное продольное усилие в анкерах | 62; 98; 206 | 166; 263; 309 | кН |
| Нагрузка на тягу при условном пределе текучести | 408,0; 408,0; 408,0 | 936,0; 936,0; 936,0 | кН |
| Максимальный изгибающий момент в свае | кН м/м | ||
| Максимальная перерезывающая сила в свае | кН | ||
| Максимальное горизонтальное перемещение | 2,6 | 1,2 | см |
| Характеристики сечения свай | |||
| Профиль сваи, тип | Двутавр 50 Б1 | Двутавр 40 Б1 | - |
| Коэффициенты запаса расчетных компонентов, для всех ярусов (4 этап экскавации) | |||
| Минимальный коэффициент запаса в металле свайной стойки | 2,7 | 2,1 | - |
| Коэффициент запаса в заделке свай | 5,3 | 3,5 | - |
| Коэффициент запаса анкера по грунту | 1,0; 1,0; 2,0 | 3.80; 2.40; 2.2 | - |
- плохо, - удовлетворительно, хорошо.
Эффективность оптимального натяжения восходящих анкеров по результатам исследований, безусловно доказана и представлена диаграммами (рис. 4) отображающими зависимость нагружения анкеров от смещения ограждающей системы. Характер исследуемой взаимосвязи для активного нагружения анкеров обусловлен достижением оптимальных продольных усилий восходящих анкеров. График зависимости продольных усилий анкера от горизонтальных перемещений элементов ограждения Nanc=f (Uy) представляет собой плавную кривую c характерными переломами в момент достижения предельной нагрузки. График функций каждого яруса имеет экстремум нагружения анкеров. Следовательно, используя уравнения эмпирической зависимости с достаточной надежностью, можно получить оптимальное значение предварительного натяжения для вполне ожидаемого значения горизонтального перемещения. Характер исследуемой зависимости для пассивного нагружения анкеров обусловлен развитием значительных горизонтальных смещений. Кроме того, корректировка усилий в анкерах не может быть реализована в условиях пассивного нагружения свайного ряда и не гарантируют безопасную эксплуатацию ограждающей системы [1,9]. Тогда как, переход на корректировку активного усиления свайного ряда позволяет решить эту проблему.
Рис. 4. Диаграммы зависимости Nanc=f (Uy) активного и пассивного нагружения анкеров от смещения ограждающей системы
Выводы. Анализ теоретических и экспериментальных исследований показал, что характер полученной зависимости отражает реальную ситуацию. График функций для каждого яруса восходящих анкеров имеет экстремум, указывающий предел эффективного нагружения. Следовательно, не превышая экстремум, с достаточной надежностью, можно скорректировать оптимальное значение предварительного натяжения, для вполне ожидаемого значения горизонтального перемещения, используя уравнения зависимости, полученные по результатам тренд - анализа, для каждого этапа экскавации котлована. Таким образом, повышение несущей способности анкерных конструкций, достоверный прогноз напряженно - деформированного состояния системы «ограждение - анкер - грунт», обеспечивает развитие более эффективных, безопасных и высокотехнологичных производственных процессов при возведении городских подземных сооружений открытым способом.
Библиографический список:
1. Половов Б.Д., Корнилков М.В. Геомеханическое обеспечение шахтного и подземного строительства: электронный учебник / Уральский гос. горный ун-т. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2017. – 998 с.
2. Викулов В.М. Анализ свайной крепи котлована с тремя ярусами восходящих анкеров и вертикальной нагрузкой на призме обрушения в режиме вероятностного статистического моделирования / В.М. Викулов // Сборник РИНЦ: Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений Труды VI Международной конференции. 10 – 11 апреля 2019 г. Уральский государственный горный университет. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2019. – С. 109 - 124.
3. Викулов В. М. Обоснование эффективности конструкций восходящей анкерной крепи и оценка устойчивости ограждений стен глубоких котлованов // Изв. Вузов. Горный журнал. 2018. № 7 с. 28 – 37.
4. Малинин П.А., Воробьев А.В., Жемчугов А.А. Шестаков А.П. Современный программный комплекс для геотехнических расчетов методом конечных элементов // Жилищное строительство. 2011. № 9. С. 32–33..
5. Салмин И.А. Мониторинг ограждающей конструкции глубокого котлована // Жилищное строительство. 2017. № 9. С. 29–34..
6. Малинин П.А., Струнин П.В. Опыт строительства глубокого котлована с использованием технологии струйной цементации грунтов // Геотехника. 2013. №2. С. 4–13.
7. Маковский Л. В., Сула Н. А. Строительство автодорожных и городских тоннелей: учеб. пособие. М.: РИОР; Инфра-М, 2014. 397 с.
8. Сорочан Е.А. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. //Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Е.А. Сорочана и канд. техн. наук Ю.Г. Трофименковам:, Стройиздат, 2011. 470 с.
9. Половов Б. Д. Совершенствование метода статистических испытаний при решении геомеханических и технико–экономических задач освоения подземного пространства // Известия ТулГУ. Серия «Геомеханика». Вып. 3. Тула: Издательство ТулГУ, 2005. С. 119 ÷ 126.
10. Пьянков С. А., Азизов З. К. Механика грунтов: учебное пособие / Ульян. гос. техн. ун-т. – Ульяновск: УлГТУ, 2014. – 169 с.
11. Sabatini, P.J., Pass, D.G., and Bachus, R.C. (1999). Ground Anchors and Anchored Systems. FHWA–IF–99–015, Federal Highway Administration, Washington, DC.
12. Pearlman, S.L. and Himick, D.E (1993). “Anchored Excavation Support Using SMW.” Deep Foundation Institute, 18th Annual Conference, Pittsburgh, PA, 101-120.