| Этап | Тип связи | Глубина установки, м | Жесткость связи, кН/мм | Шаг, м | Угол установки, град | Сила натяжения, кН |
| Анкер | 3,0 | 12,6 | 3,0 | -15,0 | ||
| Анкер | 6,0 | 10,5 | 3,0 | -27,0 | ||
| Анкер | 9,0 | 8,7 | 3,0 | -35,0 |
Таблица 3.
Расчетные параметры восходящих анкеров
| Параметр | Ед. изм. | Ярус 1 | Ярус 2 | Ярус 3 |
| Тип анкера | Прядевый | Прядевый | Прядевый | |
| Свободная длина | м | 10,0 | 12,0 | 14,5 |
| Длина корня | м | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Полная длина анкера | м | 11,0 | 13,0 | 15,5 |
| Диаметр корня | мм | |||
| Площадь сечения анкера | мм2 | 600,0 | 600,0 | 600,0 |
| Предел прочности тяги | МПа |
Расчет несущей способности анкеров производится по методике ВСН 506-88 (Минмонтажспецстрой). Параметры анкерных связей и расчетные параметры восходящих анкеров представлены в таблицах 2, 3.
Расчетная схема свайного ограждения, усиленного тремя ярусами восходящих анкеров [2,3] в окне программы GeoWall представлена на рис. 2.
Рис. 2 Расчетная схема ограждения котлована, включая очертания эпюры изгибающих моментов, кН×м/м и возможной призмы сдвижения грунта для 4 этапа экскавации грунта.
Результаты. Анализ и обсуждение. При моделировании комплексного расчета ограждения котлована было задано 7 основных этапа строительства котлована, включая 3 этапа поярусной установки активных анкеров.
В ходе первого этапа, одиночные сваи - стойки погружены до проектной отметки. Грунт извлечен до уровня стоянки буровой установки, т.е. на 0,5 м ниже первого обвязочного пояса.Вплоть до установки первого яруса активных анкеров наблюдается напряженно-деформированное состояние верхнего консольного участка свайного ряда, максимальное горизонтальное перемещение которого составляет 1,7 см. Максимальный изгибающий момент достигает 31 кН × м/м, значение перерезывающей силы - 19 кН/м. При этом коэффициент запаса прочности для стали двутавровой балки Ks = 6.3.
Особо заслуживает внимания 4-й заключительный этап возведения ограждения, в полной мере характеризующий напряженно-деформированное состояние всей системы ограждения котлована (рис. 3).
Рис. 3 Эпюры предельного давления на ограждение слева, кПа и горизонтальных перемещений для 4 этапа расчета ограждающей конструкции справа, см.
Продольные анкерные усилия с 1 по 3 ярус, составили соответственно 157 кН, 248 кН и 295 кН при силах натяжения 150 кН, 240 кН и 270 кН. Возрастание продольных усилий в анкерах обусловлено процессом экскавации грунта, в ходе которого ограждающая конструкция испытывает упругие деформации. Смещения стены нарастают с глубиной разработки котлована и соответственно реакции анкеров, как упругих связей, увеличиваются пропорционально их смещениям.
Величины предварительных натяжений восходящих анкеров были заданы в соответствии с ординатами усилий в анкерах, полученных из расчета устойчивости ограждающей системы детерминированным методом [2,3].
Между тем дальнейшее повышение усилий предварительного натяжения в анкерах не способствует эффективному уменьшению горизонтальных деформаций, вместе с тем идет снижение коэффициента запаса по прочности в металле сваи и резкое падение коэффициентов запаса анкерной крепи по материалу и грунту, заметно снижается устойчивость ограждения котлована в целом. Таким образом, экспериментальный расчет в программно-вычислительном комплексе GeoWall показал высокую несущую способность восходящей анкерной крепи. Сравнительный анализ восходящей и традиционной нисходящей анкерной крепи представлен в таблице 4.