что такое тросовый анкер
Тросовые анкера
В последние годы увеличивается использование тросовых (канатных) анкеров в тоннелестроении и при сооружении выработок большого сечения специального назначения. Канатные анкеры могут быть радикальным решением при креплении выработок в сложных горно-геологических условиях, например, в условиях окисленных горных пород и динамического проявления горного давления, а также при проходке передовых выработок. Они обладают высокой несущей способностью и определенной податливостью.
Анкеры глубокого заложения уже широко применяются для крепления горных выработок в странах с развитой угольной промышленностью и дают возможность получить значительный экономический эффект. В России в горнодобывающей промышленности данный вид анкеров до настоящего времени не получил широкого распространения. Преимущества таких анкеров заключаются в том, что они могут устанавливаться в скважины до 7-10 м и выдерживать нагрузку до 60 т. Основная область применения анкеров глубокого заложения – это крепление сопряжений, большепролетных выработок и выработок с большим сроком службы. Это позволяет существенно снизить затраты на их проведение и повысить безопасность ведения горных работ.
Исследования, показали, что при использовании механизированного оборудования производительность возведения тросовых анкеров увеличивается до 250-500 м/смену по сравнению с 20-30 м/смену при их ручной установке. Качество крепления улучшается при использовании цементных растворов с низким водо-цементным отношением (до 0.3) даже в скважине глубиною до 30 м при высоком давлении подачи смеси. Специальные растворы с портландцементом, кварцевой пылью и специальными добавками могут иметь и меньшее (0.22-0.26) содержание воды.
Для возведения тросовых анкеров обычно применяются две схемы их установки. По первой схеме сначала в скважине устанавливается анкер, затем туда подается цементирующий раствор; по второй схеме скважина предварительно заполняется раствором снизу вверх и затем в ней устанавливается анкер.
Многотросовые анкеры могут иметь разнообразную конструкцию. В выработках небольшой (1.2-1.5 м) высоты такие конструкции анкеров должны изгибаться при их установке в шпуре (скважине). Для возведения анкеров применяется специальное оборудование. При использовании в качестве закрепляющего раствора синтетических смол ампулы со смолой в первую очередь размещаются в скважине. При введении тросового анкера происходит разрушение ампулы, перемешивание ее компонентов, заполнение промежутков между анкером и стенками скважины закрепляющим составом и последующее закрепление тросового анкера.
Для улучшения технических характеристик и облегчения конструкции внедряются многотросовые анкера на основе стекловолоконных материалов. В университете провинции Британская Колумбия (Канада) разработан стекловолоконный анкерный болт для крепления горных выработок. Анкер включает 10 отдельных стержней диаметром 0.6 см, расположенных вокруг нагнетательной трубки с наружным диаметром 2.2 см. Стержни состоят из отдельных стекловидных волокон на основе полиэфирной смолы. Нагнетательная трубка для цементации в шпуре имеет внутренний диаметр 1.9 см, изготавливается из высокоплотного полихлорвинила и рассчитана на давление до 1.7 МПа. Сравнительная характеристика полимерного тросового анкера с пределом прочности, эквивалентным 16 мм стальному тросовому анкеру выглядит следующем образом: масса стекловолоконных анкеров в 4 раза меньше, скорость установки увеличивается в 5–7 раз. Наряду с этим анкер характеризуется высокой адгезионной прочностью с материалами заполнения шпура и относительно высокой несущей способностью по сравнению с другими конструкциями
Грунтовые тросовые анкера
Прядевые (Тросовые)анкера.
Прядевые анкера один из видов грунтовых анкеров. Основное преимущество прядевых анкеров применение повышенная несущая способность. В качестве армирующего элемента (арматуры) применяются стальные арматурные канаты из гладкой арматуры. Как правило применят несколько канатов 3-5штук собранных в прядь, при этом в корне анкера канаты укладываются таким образом чтобы с шагом 1,5-2 м образовывалось уширение. Уширение достигается путемзапасовки каждого из канатов в специальный элемент – распорный сепаратор, и перфорацией в инъекционной трубке, через которую вторичная опрессовка (подача порции раствора).
Также преимуществом прядевых анкеров является применениев качестве арматуры непосредственно самих канатов, повышая количество которых, можно достигнуть необходимой несущей способности по материалу. Несущая способность по грунту достигается за счёт вторичной опрессовки дополнительной порцией цементного раствора, при этом происходит разрыв ствола анкера и образуется уширение.
Недостатком устройства тросовых анкеров является сложность бурения в неустойчивых грунтах. Единственно возможной технологией в данном случае является – бурение с обсадными трубами, ПСУ Гидроспецстрой применяет буровой станок MDT 80B, позволяющий бурить с обсадными трубами на глубину до 50,0м.
Порядок устройства анкеров:
– бурение скважины на проектную глубину,
– бетонирование скважины;
– погружение тяги анкера;
– вторичная инъекция после схватывания цементного камня ствола анкера;
– натяжение (преднапряжение) анкера.
Бурение скважин.
Бурение скважин в грунтахпроизводится буровыми установками на проектную глубину, как правило под углом 20º – 45º к горизонтали. В зависимости от грунтовых условий бурение выполняется с промывкой водой или продувкой сжатым воздухом.
Бетонирование скважин.
Заполнение скважины цементным раствором производится через полость бурового става. Заполнение скважины следует производить от забоя к устью до полного вытеснения бурового раствора (воды), признаком чего является вытекание из устья подаваемого цементного раствора. Объем поданной в скважину цементного раствора должен быть не менее объёма скважины.
Погружение тяги анкера.
При сборке и комплектации арматурных каркасов и конструкций анкеров необходимо соблюдать установленные проектом размеры и конструктивные требования.
Тягу следует собирать из отрезков каната равномерно размещаемых вокруг инъекционной трубы. Перекрещивание отдельных канатов не допускается. Погружение тяги анкера в скважину выполнять не позднее 30 мин. после окончания бетонирования.
В зоне свободной длины анкера на арматурные канаты необходимо надеть защитные полипропиленовые трубы-оболочки. По длине рабочей зоны тяга должна быть очищена от смазки, загрязнений и ржавчины. В зоне заделки арматурные канаты тяги должны образовывать волнообразную пространственную конструкцию при помощи чередующихся распорных и стяжных фиксаторов крепящихся на инъекционной трубе. Металлические или пластиковые фиксаторы должны обеспечивать удаление оси арматуры тяги от инъекционной трубы не менее чем на 15 – 20 мм.
Выпускные отверстия инъекционной трубы должны быть закрыты резиновыми манжетами или слоем изоляционной ленты.
Расконсервацию и комплектацию поступающих в упаковке элементов узла закрепления, производить непосредственно перед применением:
При транспортировке скомплектованной тяги к месту установки и погружении в скважину следует исключить ударные воздействия, возможные деформации и загрязнения, снижающие сцепление с цементным камнем в заделке. Погружение скомплектованной тяги производить внутрь обсадной трубы. При погружении скомплектованной тяги в скважину без обсадной трубы следует использовать передовой направляющий элемент, предохраняющий от врезания в грунтовые стенки скважины.
Инъецирование корня анкера.
Опрессовка корня анкера выполняется через 10-12 часа после окончания бетонирования скважины путём разрыва цементной обоймы первичного заполнения скважины, с обжатием её стенок и проникновением инъекционного раствора в грунт. Инъекция цементного раствора в зону заделки (опрессовка) производится через все выпускные отверстия одновременно и включает следующие операции:
– впрыск под избыточным давлением от 1 до 2 МПа (от 10 до 20 бар) небольшого количества воды (от 20 до 30 л) для вскрытия инъекционных отверстий и подготовки к разрыву обойменного раствора в зоне заделки;
– приготовление цементного инъекционного раствора и нагнетание в зону заделки по инъекционной трубке под давлением 1 – 6 МПа (10-60 бар) до отказа или выхода раствора через устье скважины.
В процессе инъекции необходимо контролировать давление подачи цементного раствора по манометру измерительной системы и расход раствора.
Контрольный объем раствора, который нужно запрессовать для обеспечения достаточной несущей способности анкера по грунту, должен уточняться в процессе производства работ и по результатам испытаний.
Натяжение анкера.
Как правило через 7 суток после инъецирования корня анкера производится натяжение анкера.
Натяжение анкера происходит при помощи гидравлического домкрата, который устанавливается на распределительной балке или опорной пяте. После натяжения на необходимое усилие происходит блокировка пряди канатов анкера на конструкции.
Грунтовый анкер тросовый (прядевый) постоянного типа
Компания «ПСК-Строитель» является производителем грунтовых прядевых анкеров постоянного типа (АГП) с количеством прядей от 1 до 12. Выполняет работы по устройству грунтовых анкеров, а также осуществляет услуги по поставкам и испытаниям.
Грунтовые анкера прядевые постоянного типа предназначены для крепления постоянных конструкций и имеют достаточную конструктивную коррозионную защиту для обеспечения несущей способности анкера в течение всего срока эксплуатации, до 100 лет. Антикоррозионная защита достигается заполнением цементного раствора в пространство между гофрированной полиэтиленовой (ПЭ) трубки и металлической частью грунтового анкера по всей его длине.
Производство грунтовых анкеров тросовых
Область применения грунтовых анкеров
Элементы конструкции грунтового анкера
Основным несущим элементом тросового анкера являются стальные арматурные семипроволочные стабилизированные канаты Y1860S7-15,2 (15,7) по ГОСТ 53772-2010.
Грунтовый анкер – устройство для передачи растягивающих нагрузок от закрепляемой конструкции на несущие слои грунта. Анкер состоит из трех основных частей оголовка, анкерной тяги и заделки (корня).
Оголовок – составной элемент анкера, передающий нагрузку от закрепляемого элемента сооружения или грунта на анкерную тягу. Оголовок анкера состоит из опорной плиты с защитной трубой (стакан), передающей нагрузку на конструкцию сооружения и крепежных элементов (плиты клиновой, конусов), передающих нагрузку от тяги на плиту.
Тяга (свободная длина анкера) – составной элемент анкера, передающий нагрузку от оголовка на заделку. Заделка (корень анкера) – часть анкера, передающая нагрузку от тяги на грунт.
Стакан (опорная плита с защитной трубой) – специальная закладная деталь для опирания плиты клиновой, имеющая сквозной канал или отверстие для пропуска пучка канатов. Плита клиновая – элемент анкера, имеющий конические отверстия по числу закрепленных в анкере канатов. Конус – конический захват, объемлющий канат и служащий для его закрепления в напряженном состоянии в анкере путем заклинивания в коническом отверстии анкерной плиты.
Сепаратор – устройство, предназначенное для фиксации положения тяги в защитной оболочке, канатов в замковой трубе. Центратор – устройство, предназначенное для фиксации анкера по центру скважины. Инъекционная трубка – устройство для подачи твердеющего раствора под давлением.
Переносные анкерные линии из стального каната: обзор
При большой плотности запросов на этот класс анкерных устройств, выбор их в ассортименте, представленных на рынке СНГ не велик. Нам известно только четыре анкерных линии, которые имеют такое сочетание свойств. Речь пойдёт о переносных (мобильных) анкерных линиях на базе стального каната.
Переносные (мобильные) анкерные линии как класс анкерных устройств позволяют в большой степени облегчить разработку систем безопасности для работ на монтажных горизонтах. Достаточно большой ассортимент переносных анкерных линий на базе текстильной ленты или текстильного каната пользуются популярностью, но не отвечают требованиям в случаях, когда их применение не эффективно или неприменимо из-за тяжёлых условий эксплуатации, наличия источников высоких температур (искры, брыги раскалённого металла), агрессивных сред. Текстильные анкерные линии подвержены износу, что делает их малоэффективными на строительных объектах.
Анкерные линии на базе стального каната (троса) имеют ряд преимуществ перед аналогами из текстильных материалов: они практически не имеют срока годности, ремонтопригодны (замена компонентов), имеют высокие износостойкие свойства, не имеют ограничений по применению в агрессивных и/или взрывоопасных средах, не имеют ограничений в условиях, допускающих риски от источников высоких температур.
Все представленные далее системы сертифицированы по ТР ТС 019/200 и изготовлены по ГОСТ EN 795-2014 и ГОСТ EN/TS 16415-2015
EZ-Line DBI-Sala®
Мобильная тросовая линия для установки на горизонтальных участках протяжённостью до 18,3 метров (но согласно Правил, допускается расстояние между точками 12 метров). Выполнена в виде компактного устройства в цельном корпусе, имеющего механизм натяжения. Установка анкерной линии простая и быстрая: необходимо установить устройство к анкерной точке, вытянуть трос и соединить его со второй анкерной точкой. С помощью рукоятки лебедки необходимо натянуть трос согласно индикатору натяжения.
Простая и эффективная анкерная линия в цельном корпусе, позволяющая очень быстро организовать работу на высоте. Используется оцинкованный трос диаметров 6,25 мм. Система рассчитана для двух пользователей. Имеет индикатор срабатывания и натяжения.
Минусы: высокая стоимость, ограничения в ремнотопригодности.
Tractel ® Tirsafe™
Переносная анкерная линия на базе оцинкованного троса, диаметром 8,3 мм. Имеет механизм натяжения в виде проходной лебёдки, индикатор натяжения и индикатор срабатывания. Линия комплектуется двумя анкерными петлями для закрепления на структурных элементах. Линия рассчитана для одновременной работы пяти пользователей.
Плюсы анкерной линии: очень простой и надёжный механизм натяжения, практически неограниченная длина линии, зависящая от выбранной модификации, ремонтопригодность благодаря возможности замены любого элемента, количество пользователей (до пяти работников одновременно).
К минусам можно отнести высокий вес системы (лебёдка очень тяжёлая), жёсткий трос, который может не всем понравится, достаточно высокая стоимость.
LV301 Delta Plus
Переносная анкерная линия на базе металического троса из нержавеющей стали марки А4, диаметром 8 мм. Имеет амортизатор необратимого действия в виде спирального элемента, выполняющий как задачу сглаживания критических нагрузок, так и индикации срабатывания. Линия имеет длину 12 метров и рассчитана для одновременной работы двух пользователей.
Анкерная линия комплектуется двумя анкерными петлями для прикрепления к структурам и ярким удобным баулом для хранения и переноски. Натяжение линии осуществляется резьбовым талрепом из нержавеющей стали. Фиксация троса происходит двумя зажимами с применением шестигранного ключа.
К плюсам можно отнести низкую стоимость системы, простоту конструкции, лёгкий вес, очень гибкий трос, материал всех компонентов из нержавеющей стали.
Vertic Batiligne (Delta Plus Systems)
Самая интересная анкерная линия в этом обзоре. Разработанная прежде всего в качестве стационарной, она может применяться для установки в качестве переносной. Производитель не ограничивает её использование проектными решениями и возможностью установки только аккредитованными профильными предприятиями.
Данная линия не имеет готовых модификаций, привязанных к размерам системы. Под любую длину и отраслевые решения комплектуется необходимый набор из компонентов (при этом их состав и количество определяется инструкцией).
Анкерная линия изготовлена на базе стального каната диаметром 8 мм из нержавеющей стали марки 316L (А4). Рассчитана на одновременное использование пятью пользователями. Демпфер закрытого типа имеет индикатор срабатывания. Кроме демпфера система использует элемент с названием преднатяжитель, задача которого сгладить нежелательные колебания в системе и позволить проконтролировать силу натяжения (индикатор натяжения).
Используемые промежуточные точки, которые должны устанавливаться через каждые 12 метров (согласно Российским регламентам) или каждые 15 метров (согласно инструкции и Европейским директивам) позволяют осуществлять их прохождение без перестёгивания. В составе возможного набора могут использоваться угловые промежуточные точки, позволяющие делать изгибы линии.
Вариативность комплекта позволяет получить разные конфигурации установки в зависимости от способа крепления троса к конечным анкерным элементам. В ассортименте есть обжимные элементы крепления в виде стационарного элемента, в котором трос обжимается на стороне продавца (используется сертифицированный инструмент), в виде цангового зажима (который может быть установлен на стороне эксплуатирующей организации) или простые и надёжные обжимные зажимы, позволяющие неограниченное количество раз переставлять систему.
Эта система не является идеальным вариантом в случаях, когда нужно организовать работу на непродолжительное время. Её основное преимущество в решениях, когда стационарные системы ставить неоправданно и дорого, но необходимо организовать систему безопасности на продолжительное время или постоянную работу.
Плюсы анкерной линии: выполнена из антикоррозионных и взрывобезопасных сплавов, низкая стоимость, неограниченная длина, возможность организации изгибов системы, высокая надёжность элементов, полная ремонтопригодность (включая возможность ремонта несущего троса или его наращивания), возможность самостоятельной установки в качестве стационарной системы, но без привлечения специализированных компаний.
Минусы: более долгая установка в сравнении с первыми двумя представителями.
Полный обзор и документацию на систему можно посмотреть в нашем обзоре по этой ссылке.
Устройство грунтовых и тросовых анкеров
Грунитовые анкера применяются для крепления ограждений котлованов, днищ доков и опускных колодцев, подпорных стен и стен подземных сооружений, оползневых склонов и откосов, фундаментов высоких сооружений и др. Грунтовые анкера выполняются путем заполнения предварительно пробуренных скважин мелкозернистым бетоном.
Тросовые анкера один из видов грунтовых. Основное преимущество их применения — повышенная несущая способность. В качестве армирующего элемента идут стальные арматурные канаты из гладкой арматуры. Как правило применят несколько канатов 3-5 штук, собранных в прядь.
Устройство анкеров выполняется в следующей последовательности
— бурение скважин полыми шнеками или с промывкой буровым раствором;
— последующая цементация скважин при бурении полыми шнеками;
— сборка и погружение каркаса;
— монтаж распределительной балки из металлического профиля и устройство упоров для анкерных тяг;
— натяжение анкера при помощи гидравлического домкрата;
— закрепление в рабочем положении при помощи анкерной плиты и конусной гайки.
Строительная компания «РостТехСтрой» имеет все необходимые сертификаты, а также опыт проектирования, расчета и установки грунтовых и тросовых анкеров на различных строительных объектах.
• Расчет стоимости устройства анкеров выполняется индивидуально для каждого заказа. Более подробную информацию по этой услуге вы можете получить, оставив заявку на сайте или связавшись с нами по контактным телефонам.