Ежемесячный специализированный журнал “Новый Уральский строитель”
Адрес редакции: 620075, Екатеринбург, ул. Бажова, 79. Телефон: (343) 287-31-50, (343) 287-34-60
Издание РООР “Союза строителей Урала”
 
Главная
В номере
 

Яндекс цитирования
Рассылка 'Строительный комплекс УрФО. Актуальные темы'



Сметный центр Союза строителей Урала


“Новый Уральский строитель” №9 (114) - 2011

Журнал № -

Фундаменты и основания

Производство винтовых самозабуриваемых анкеров в России


В настоящее время в мировой практике  получили широкое распространение винтовые самозабуриваемые анкера, выпускаемые известными зарубежными фирмами ISCHEBECK (название анкера - TITAN), DYWIDAG, BELLOLI и др.
Технология производства аналогичных анкеров «Атлант» успешно освоена российским предприятием «Специальная строительная техника». При этом особенности технологических режимов накатки винтовой поверхности позволяют получить анкерные тяги с высокими прочностными характеристиками, не уступающими по аналогичным параметрам зарубежным анкерам.


Особенностью данного типа анкеров является совмещение операции бурения скважины и установки анкера. Винтовая поверхность трубчатых тяг обеспечивает надежную прочность контакта анкера с цементной оболочкой его корневой части.
Отметим, что  отечественный стандарт [3] позволяет обоснованно рассчитывать винтовые анкера для решения различных задач подземного строительства, таких как  крепление бортов котлованов,  обеспечение устойчивости склонов и откосов при строительстве автодорог, укрепление породных массивов при строительстве железнодорожных тоннелей и тоннелей метрополитенов, усилении фундаментов и т.п.
Учитывая возросшую потребность оте-чественного строительного рынка, предприятием «Специальная строительная техника» разработана технология производства анкеров «Атлант» с винтовой поверхностью, аналогичной анкерам «Титан» (рис.1). Отметим, что винтовая поверхность обеспечивает максимальное сцепление тяги анкера с окружающей оболочкой из цементного камня [1].
Для накатки винтовой поверхности на толстостенные трубы был выбран двухвалковый профиленакатный станок для холодного проката. Процесс накатывания профиля выполняется обкатыванием наружной поверхности трубы накатными роликами при их  одновременном вращении и радиальной подачей одного из них (рис.2).
Анкерные тяги выпускаются отрезками длиной 1,0 –  2,0 – 3,0 м и соединяются с помощью муфт.

МАТЕРИАЛ ВИНТОВЫХ АНКЕРНЫХ ТЯГ

Для производства анкерных тяг и соединительных муфт применяется конструкционная легированная сталь с пониженным содержанием серы и фосфора.
Основным фактором, определяющим несущую способность тяг анкера,  является площадь его сечения, которая зависит от диаметра и толщины стенки трубы.
По результатам маркетинговых исследований установлено, что в строительстве наибольшей популярностью пользуются анкера, способные выдерживать нагрузку 500-1000 кН, поэтому для их производства были выбраны трубы с внешним диаметром 57 мм и 73 мм. Уменьшение диаметров труб часто приводит к проблемам в процессе бурения – полые штанги теряют устойчивость при продольном изгибе и  разрушаются в местах соединения с муфтой. Увеличение диаметра создает другие проблемы – из-за большого веса требуется дополнительная краново-манипуляторная техника для подачи тяжелых анкеров на буровую установку.
Вторым фактором, определяющим толщину стенки трубы-заготовки, является сопротивление трубы к формоизменению. При малой толщине    труба принимает форму, напоминающую гофру, а концы труб – овальную форму. При большой толщине  увеличивается сопротивление формоизменению, что приводит к  сокращению срока службы дорогостоящих накатных валков.
Для исследования перечисленных факторов были проведены пробные накатки труб с различной толщиной стенки. В результате эксперимента был установлен оптимальный диапазон толщины стенки  6-9  мм.
Говоря о прочности стали тяги анкера, следует отметить, что в процессе накатки, сопровождающимся наклепом, первоначальная структура металла трубы-заготовки существенно меняется. Соответственно меняются и прочностные характеристики изделия.
Для определения  прочности трубы-заготовки в зависимости от интенсивности накатки были проведены экспериментальные исследования. Из труб с различной глубиной накатанного профиля были вырезаны продольные образцы и испытаны на растяжение. Результаты испытания  представлены на рис. 3.
Из представленных графиков видно, что без проведения стандартных режимов термообработки условный предел текучести составляет всего 432 МПа, а прочность на разрыв – 638 МПа. Интересно, что в процессе накатки прочностные характеристики возрастают и принимают свои максимальные значения (условный предел текучести 636 МПа, напряжения разрыва 790 МПА) при  глубине профиля  1,4 мм. Дальнейшее увеличение глубины профиля приводит к снижению прочности изделия, что объясняется возникновением внутренних напряжений и требует дополнительной  операции по термообработке (отжиг), а это значительно повышает цену изделия.

ПРИМЕНЕНИЕ АНКЕРОВ

В настоящее время предприятие «Специальная строительная техника» выпускает винтовые анкера различных типоразмеров (табл.).
Практика продаж подтвердила правильность прогноза потребности строительного рынка. Наибольшей популярностью пользуются анкера 57/45 мм. Для данного типоразмера относительная стоимость (стоимость на единицу нагрузки) оказалась минимальной. 
Винтовые анкера выпускаются в соответствии  с ТУ 5264-003-70866623-2010 «Анкерные штанги «Атлант» и комплектующие элементы к ним» [4].
 В состав комплекта входят:
- штанга винтовая,
- муфта соединительная,
- плита опорная,
-  шайба сферическая,
- гайка сферическая,
- буровая головка в виде двух- или трехлопастного долота.
Отметим, буровые головки для бурения полускальных и скальных грунтов имеют вооружение в виде твердосплавных зубьев или износостойкого покрытия, нанесенного  газоплазменным способом.
В 2010 году на всю вышеперечисленную продукцию был получен «Сертификат соответствия ГОСТ Р №033921».
С помощью анкеров «Атлант» был выполнен ряд объектов в Москве, Сочи, Екатеринбурге, Набережных Челнах – усиление фундаментов зданий при проходке тоннеля метрополитена, анкерное крепление подпорных стен и ограждений котлованов, усиление фундаментов окружающей постройки при устройстве глубоких котлованов (рис. 4,5).
 В последнее время специалистами предприятия была проведена  модификация конструкции анкеров с целью их применения в технологии   струйной цементации [2]. Для этого во  все муфты устанавливается  дополнительный уплотняющий элемент, выдерживающий давление цементного раствора до 25,0 МПа, а на нижней тяге анкера –  специальный «теряемый» монитор с двумя форсунками. Такая модификация позволила открыть  еще одну перспективную область применения – устройство микросвай с помощью струйной цементации.

В заключение отметим, что предприятие «Специальная строительная техника» изготавливает все необходимое технологическое  оборудование  для устройства анкеров или анкерных свай «Атлант»:
– станция миксерная СМ-20/50 (объем миксера 200 л, объем накопителя 500 л),
– насос цементировочный  с производительностью 50-100 л/мин при максимальном давлении 1,5 МПа.
Для устройства микросвай «Атлант» в стесненных условиях применяется малогабаритный буровой станок «Figaro Maschine FM-400» с крутящим моментов 4400 кНм, высотой мачты 2000 мм. Этот же станок может быть легко установлен на  экскаватор для устройства анкерно-нагельного крепления откосов или обделок тоннелей.     
 
Литература:
1. Малинин А.Г., Малинин Д.А. Экспериментальное исследование прочности контакта армирующего элемента с цементным камнем// Промышленное и гражданское строительство. 2011. №4. С. 34-36
2. Малинин А.Г. Струйная цементация грунтов.- М.: Стройиздат, 2010.
3. Стандарт организации СТО-ГК «Трансстрой»-023-2007. «Применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг «Титан». Москва, 2007.
4. ТУ 5264-003-70866623-2010 «Анкерные штанги «Атлант» и комплектующие элементы к ним. ООО «Специальная строительная техника». Пермь, 2010.

Е-mail: info@cct-drill.ru

Алексей МАЛИНИН, к.т.н., директор; Альберт ВАКУТИН, к.т.н. , главный технолог; Андрей СМИРНОВ, главный инженер
ООО «Специальная строительная техника»; Дмитрий МАЛИНИН, аспирант ПГТУ

При копировании или цитировании материалов обязательна ссылка на журнал "Новый Уральский строитель" http://nus-ural.ru
 

www.gkx.ru
“Жилищно-коммунальный комплекс Урала” www.gkx.ru
СМЕТА
РАССЫЛКА
Рассылки Subscribe.Ru

Строительный комплекс УрФО. Актуальные темы




Почтовая рассылка:
Строительный комплекс УрФО. Актуальные темы
РЕКЛАМА
Российский союз строителей СтройУрал_RU

  Copyright © “Новый уральский строитель”, 2003-2008
Copyright © ООО ИД “Уралстройсоюз”, 2003-2008
  Разработка сайта Интернет-агентство "Уральская галактика"