Грунтовый анкер - что это? виды грунтовых анкеров. видео

Как установить анкерный болт?

Для примера, рассмотрим как крепить анкер распорной конструкции в бетонной стене.

Часто бетонные стены бывают покрыты штукатуркой. Для надёжного крепления анкерный болт должен находиться в слое бетона на определённой глубине, как правило, не менее 50 мм. Поэтому перед тек, как закрепить анкер, следует определить толщину штукатурки и выбрать соответствующую длину анкерной гильзы.
Диаметр отверстия для распорного анкера должен быть довольно точным, так чтобы гильза заходила в стену с небольшим усилием. Следует соблюдать также и перпендикулярность отверстия. Глубина его должна быть чуть больше длины гильзы.
Разметку отверстий необходимо выполнять как можно точнее. После установки и фиксации анкера вытащить его будет уже невозможно.
Отверстие после сверления нужно тщательно очистить от пыли и крошек бетона. Это можно сделать ёршиком, пылесосом, баллончиком со сжатым воздухом или, просто продувая с помощью резиновой груши и трубочки.
В подготовленное отверстие лёгкими ударами молотка забивается анкер. Если он не заходит без усилий, следует ещё раз пройти отверстие сверлом с небольшими покачиваниями.
Когда гайка на наружном конце шпильки или головка болта достигла поверхности стены, можно начинать закручивать её ключом. После одного‑двух оборотов усилие обычно заметно увеличивается. Это говорит о том, что конусовидная втулка заходит в гильзу. Если для данного анкера на упаковке указано максимальное усилие закручивания, лучше всего воспользоваться динамометрическим ключом.

В любом случае не стоит производить закручивание «до упора» во избежание разрушения материала стены. Особенно это касается лёгких, пористых или пенобетонов, а также кирпича.

Часто случается, что гайка или головка болта начинают при закручивании уходить вглубь, в слой штукатурки. Если это гайка на резьбовой шпильке, можно продолжить закручивание пока она не углубится полностью в стену, а крепление выполнить другой гайкой сверху. Болт же следует выкрутить и подобрать под него шайбу бόльшего диаметра.

В этом видео показаны примеры монтажа анкерных болтов (как крепить анкера различных видов).

Встречаются и более экзотические конструкции анкерных крепёжных изделий, например, рамные, которые расклиниваются одновременно с двух концов, либо с отрывающейся головкой для антивандальной защиты.

Широко используются специализированные анкеры с крюком или кольцом, анкеры для подвесных потолков реечного или растрового типа и многие другие.

3.1. Инъекционный анкер с манжетной трубой при наружном расположении тяги

3.1.1. Анкер включает манжетную трубу с пакером, тягу с изолирующей оболочкой в свободной части анкера, замок и оголовок. Для закрепления анкера в скважине используют инвентарный инъектор.

3.1.2. Манжетную трубу следует изготавливать из бесшовных стальных или пластиковых труб с внутренним диаметром не менее 32 мм. Манжетная труба по всей длине должна состоять из труб одного диаметра, внутренняя поверхность которых должна быть гладкой без наплывов, выступающих швов, задиров и заусенцев.

3.1.3. В манжетной трубе в пределах заделки с шагом, как правило, 0,5 м следует устраивать не менее 4 выпускных отверстий диаметром 8 — 10 мм, расположенных равномерно по сечению с минимальным снижением прочности трубы. Расстояние между осями выпускных отверстий и краем манжеты должно быть не менее 35 мм.

3.1.4. Манжету следует выполнять литой из эластичной резины толщиной 3 — 5 мм. Ширина манжеты, как правило, 100 мм.

3.1.5. Пакер в виде рукава длиной 1,5 — 2 м диаметром 1,5 — 2 диаметра скважины следует устраивать из прочного тканевого материала, способного фильтровать воду. Закрепление концов пакера на манжетной трубе должно быть надежным и герметичным. Под пакером в манжетной трубе следует устраивать выпускные отверстия, закрытые манжетой.

3.1.6. Тягу следует выполнять из арматурных канатов (прядей) К7-15 (П7-15), равномерно размещенных вокруг манжетной трубы.

3.1.7. Замок следует выполнять в пределах заделки анкера из арматурных канатов в виде волнообразной пространственной конструкции с помощью чередующихся распорных звездочек и стяжных хомутов (скруток) с шагом 25 см. Распорные звездочки следует устраивать на расстоянии 15 — 20 мм от края манжеты.

3.1.8. Распорные звездочки следует выполнять длиной, как правило, 100 мм из коррозионностойких материалов, например, литой резины. Они должны обеспечивать удаление оси арматуры тяги от манжетной трубы не менее, чем на 15 мм.

3.1.9. Изолирующую оболочку (для исключения взаимодействия арматуры тяги с затвердевшим обойменным раствором на свободной части) следует выполнять из пластиковой трубы или рукава. Под оболочкой в манжетной трубе следует устраивать выпускные отверстия, закрытые манжетой, через которые возможно производить заполнение полости антикоррозионным составом. В верхней части изолирующей оболочки следует предусмотреть клапан для выпуска воздуха.

3.1.10. Оголовок анкера надо выполнять в виде конусной обоймы и запрессовывающего конуса с пазами для размещения арматурных прядей и центральным отверстием для проведения инъекции после блокировки. Оголовок должен быть оборудован защитным колпаком.

3.1.11. Инъектор следует изготавливать из стальной цельнотянутой трубки, рассчитанной на давление не менее 10 МПа, с проходным отверстием не менее 10 мм, нижний конец которой заглушен. На трубке закрепляются саморазжимающиеся тампоны из кожи или литой резины. Диаметр тампонов должен быть на 1,5 ÷ 2 мм меньше диаметра проходного отверстия манжетной трубы, а расстояние между тампонами — на 100 ÷ 150 мм меньше шага манжет.

3.1.12. Анкер следует применять во всех грунтах за исключением глинистых текучей консистенции, торфов и илов. Рабочая нагрузка на анкер — до 1400 кН.

Устройство грунтового анкера

Технический термин «анкер» в переводе с немецкого языка означает якорь. Первые упоминания о грунтовых анкерах появились 30 лет тому назад, когда известная американская компания Foresight Products LLC получила заказ на закрепление плавающих платформ по добыче нефти. Чтобы решить поставленную задачу, инженеры разработали систему специальных якорей, надежно удерживающие массивный корпус платформы на дне океана. Результат оказался настолько успешный, что идею якоря перенесли с океана на землю, вследствие чего и появился грунтовый анкер.

Грунтовый анкер – это крепежное изделие, закрепленное в прочном несущем основании (грунте), обеспечивающее передачу растягивающих усилий от закрепляемых конструктивных элементов непосредственно на прочное грунтовое основание.

Составные элементы грунтового анкера:

Оголовок. В конструкции анкера эта часть выполняет функцию передачи нагрузочных усилий закрепляемой конструкции или другого элемента непосредственно на стержень анкера – анкерный тяж.
Анкерная тяга. Главное техническое назначение элемента заключается в промежуточной передаче выдергивающих усилий от оголовка на корневую часть анкера.
Корневая часть – заделка, оставляемая в земле.

Более подробная информация об остальных устройствах земляных анкеров содержится в техническом документе ведомственных норм ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров».

Что такое грунтовой анкер

По сути дела, грунтовой анкер заменяет собой фундамент. Он передает вырывающую нагрузку от сооружения, расположенного на поверхности к несущим слоям почвы.

Это позволяет сделать сооружение более легким без потери устойчивости и надежности. Особенно заметен этот эффект при строительстве подводных объектов.

Особенности установки грунтовых анкеров рассмотрены в этом видео:

Состав изделия

Параметры и строение этого вида крепежа довольно сильно отличаются от обычного.

Принцип подобен: при погружении в грунт анкер раскрывается так, чтобы пластины превратились в удерживающие поверхности – своего рода якорь, который и будет фиксировать и сам крепеж, и какую-либо конструкцию.
Другой вариант – формирование расширяющегося конуса при помощи цементного раствора.

Но учитывая вес и размеры этой конструкции, понятно, что строение грунтового анкера имеет особенности. Состоит крепеж из следующих частей:

оголовок – опорная плита с крепежом: гайкой, шайбой, конусом. Они передают нагрузку от тяги к оголовку;
тяга – передает нагрузку от оголовка к заделке;
заделка – приспособление, передающее нагрузку от тяги в грунт;
манжетная труба – оснащена выпускными отверстиями, закрытыми резиновыми клапанами. Может комплектоваться пакером – уплотняющим устройством, которое препятствует выводу раствора. Эта модель используется при инъекцировании;
инъекционная трубка – приспособление для подачи раствора;
инъектор – позволяет осуществить поэтапное иньекцирование. Для этого раствор подается через последовательное перекрывание отверстий в манжетной трубе;
обойма – затвердевший строительный раствор в пространстве между стеной скважины и корпусом;
замок – обеспечивает передачу нагрузки на заделку;
упорная труба – требуется для передачи нагрузки от замка к камню заделки;
изолирующая оболочка – труба из пластика, предупреждающая схватывание тяги с затвердевшим раствором;
пята – располагается на конце тяги и передает сжимающую нагрузку на заделку;
разделитель – конструкция, позволяющая фиксировать положение тяги.

Конструкция анкера определяется его назначением. 3 первых элемента являются обязательными. Остальные могут наличествовать или отсутствовать.

Винтовой анкер грунтовый

Выбор и обустройство

Если по отношению к другому виду крепежа говорят о расчетах числа и мощности для удержания конструкции, то по отношению к грунтовым анкерам это звучит как проектирование. Выбор и обустройство крепления определяется массой факторов:

класс, назначение, параметры и условия эксплуатации возводимого сооружения;
конструкция фундаментов или опор всех окружающих строений – существующих и предполагаемых;
строение грунта на участке, для чего проводятся инженерно-геологические изыскании;
характеристики грунта: состав, оценка пучения и взбухания почвы, сезонных колебаний грунтовых вод, состав вод и так далее;
несущая способность самого грунтовочного анкера;
прочность его элементов – по конструкции и по материалу.

Перед анкеровкой проводятся испытания крепежа. После практического исследования допускается установка грунтовых анкеров.

Преимущества и недостатки

Грунтовые анкеры – весьма специфическое устройство, незаменимое в свое области, но не имеющее столь широкого распространения как, например, обычный клиновой анкер. В своей сфере крепеж обладает неоспоримыми достоинствами:

чрезвычайно высокая несущая способность. Изделия используются при сооружении объектов любой массы и высоты;
отсутствует необходимость в бетонировании оснований, поскольку анкера и так удерживают конструкцию;
отсутствие необходимости в рытье котлованов. В ряде случаев не требуется даже бурение. Тем самым сохраняется естественный грунт и значительно уменьшаются затраты: сооружение фундамента составляет не менее 30% стоимости;
монтаж грунтовых анкеров занимает куда меньше времени, чем заливка бетона или установка свай;
сразу после установки изделие можно использовать: статического испытания достаточно;
стоимость объекта снижается: и за счет отсутствия фундамента, и за счет облегчения всего сооружения.

К недостаткам относится некоторая избирательность в грунте. Так же как и его бытовые аналоги, анкер «предпочитает» крепление в плотных тяжелых материалах. Присадочные, набухающие грунты, или сильно сжимаемые наподобие ила, торфа, текучих глин исключаются.

Проектирование

Во время производства грунтовых анкеров следует заранее учесть и сопоставить устойчивость сооружения, возможную несущую способность, зависящую от качества производимого анкера и типа грунта. Важную роль играют отдельные элементы, необходимые для монтажа конструкции, например, упорная труба, цементный камень.

Пробные испытания анкеров входят в изначальный план их проектирования. Необходимая длина и наклон высчитываются, когда станут известны показатели устойчивости каждого вида материалов для постройки. Рекомендуется расстояние между отдельными креплениями в 1,5 м и менее.

Специалисты считают, что глубина от поверхности грунта до уровня заделки анкеров должна превышать 4 метра.

Производители и характеристики химических анкеров

Инжекционные анкеры предлагаются многими производителями. Самые качественные составы – у европейских компаний. Давайте разберём несколько примеров составов, широко популярных у наших строителей.

Химический анкер «Титан» и его свойства

Это универсальный состав на основе полиэфирных смол. «Титан» можно использовать для монтажа тяжёлых конструкций, для ремонтных и реставрационных работ. Химический анкер «Титан» устойчив к повышению температуры до 80°C, твердеет при комнатных температурах в течение получаса, а при -5°C – в течение полутора часов.

~~Химический анкер «Титан»~~

Sormat – финское качество

Состав от этого производителя предназначен для монтажа элементов средней тяжести в ячеистом бетоне и пустотелом кирпиче. Химический анкер Sormat продаётся в баллонах с одноразовым соплом. Его состав основан на полиэстеровой двухкомпонентной смоле.

$Сто-гк трансстрой 023-2007 «применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг \титан\»$

~~Химический анкер Sormat~~

Низкотемпературная смесь под маркой BIT

Химический анкер «БИТ» – смесь для надёжного крепления деталей конструкции даже при низких температурах. Такие анкеры можно ставить даже в морозную погоду – при -18ºC. В основе жидкого дюбеля лежит эпоксиакрилатная смола высокомолекулярной структуры. У химического анкера BIT-EA в тубе на 400 мл низкая вязкость, что позволяет легко выдавливать состав из тубы и равномерно заполнять им отверстия для болтов.

Такие анкеры не имеют специфического запаха, так что с ними можно работать в жилых помещениях.

~~Низкотемпературная смесь BIT~~

Серия жидких дюбелей «Момент»

Синтетические дюбели под маркой «Момент» могут использоваться для монтажа тяжеловесных конструкций на пустотелом кирпиче и пористом бетоне. Химический анкер «Момент» пользуется популярностью за счёт быстрого отвердения и высокой прочности. В смеси нет стирола, а значит во время работы не будет токсичных выделений и резкого запаха.

Эти инжекционные анкеры можно использовать для монтажа ворот, перил и спутниковых тарелок. Температура для работы с составом – от +20°C.

~~Жидкий дюбель Момент~~

Инжекционные анкеры Hilti

Эпоксидный клей «Хилти» можно эксплуатировать в диапазоне температур от -40°C до +70°C. Эти анкеры подходят для использования в зонах сейсмической активности и могут устанавливаться под водой. Ассортимент химических анкеров «Хилти» представлен в каталоге фирмы. Состав полимеризуется при температуре до -5°C. Его применяют при монтаже металлических конструкций любой сложности, а также при необходимости электрической изоляции деталей.

Химический анкер Hilti HIT-RE 500. Цена тубы – около 2350 рублей ~~Химический анкер Hilti HIT-RE 500~~

Приложение С (рекомендуемое) Варианты конструктивно-технологических решений по устройству анкеров и микросвай в условиях водонасыщенных грунтов и напорных вод с герметизацией скважины

Приложение Т (рекомендуемое) Графическое представление результатов пробных испытаний грунтовых анкеров

Приложение У (обязательное) Форма карты контроля соблюдения требований СТО НОСТРОЙ 2.5.126-2013

Библиография

Конструкция и виды

Химический анкер – это крепежный элемент, содержащий:

специальный клеевой состав;
металлическую втулку с резьбой внутри;
шпильку с наружной резьбой или обычный арматурный стержень.

Клеевой состав в капсулах предназначен для монтажа одного анкера. Для установки множества изделий лучше приобретать тубы или картриджи

Металлические элементы химического анкера могут изготавливаться из оцинкованной или нержавеющей стали различной степени прочности. Материал изготовления зависит от назначения крепежа.

Особенность применения химического анкера заключается в том, что в отверстие в бетоне, газобетоне, кирпичной кладке или любом другом материале нагнетается клеевой состав, который после полимеризации и обеспечивает исключительную надежность полученного соединения.

Преимущества химического анкера в сравнении с распорным дюбелем в пустотелых стройматериалах (нажмите для увеличения)

Клеевой состав химческого анкера заполняет все свободные поры, обеспечивая жесткое закрепление даже в «проблемных» материалах

Состав клея держится производителем в большом секрете, но предполагается, что он включает в себя следующие компоненты:

искусственную смолу, созданную на основе полиэфира, полиуретана и акрила;
наполнители, обеспечивающие хорошие прочностные характеристики формируемого соединения (в качестве таких наполнителей выступают кварцевый песок и цемент);
отвердитель, который отвечает за скорость и качество полимеризации клеевого состава.

Химический анкер HILTI в комплекте со смесителем и удлинителем

Как понятно из вышеприведенного состава, все компоненты такого клея смешиваются непосредственно перед монтажом анкерного болта. Современные производители выпускают клеевой состав для химических анкеров:

в специальных капсулах, диаметр и высота которых соответствуют размерам отверстия для размещения болта;
в картриджах и тубах (внутренний объем таких емкостей разделен на два отсека, в одном из которых содержится клеевой состав, а в другом – отвердитель).

Примерный расход клеевого состава можно определить заранее

При использовании капсул, как сказано в подробной инструкции к таким элементам, первыми в отверстие вставляются именно они. Смешивание компонентов клеящего состава и его дальнейшая полимеризация происходят за счет того, что в отверстие вставляется металлическая шпилька, которая разрушает оболочку капсулы и внутреннюю перегородку между ее отсеками.

Технология использования картриджей и туб, во внутренних отсеках которых содержатся клей и отвердитель, выглядит несколько иначе. Для использования таких элементов необходим специальный пистолет, при помощи которого компоненты смеси выдавливаются, одновременно смешиваясь, в полость предварительно выполненного отверстия.

Испытание анкеров

5.1. При устройстве анкеров следует проводить три вида
испытаний:

пробные, контрольные и приемочные.

5.2. Пробные испытания следует проводить на площадке
проектируемого сооружения или определения
приемлемости выбранных типов и конструкций анкеров, уточнение технологии их
устройства и расчетных нагрузок на анкер. Испытанию подвергаются 3 — 5 анкеров
для каждого слоя грунтового основания, в котором предполагается устройство
заделки анкера.

5.3. Количество контрольных испытаний, определяющих соответствие
фактической несущей способности расчетной нагрузке, определяется
проектом, но не должно составлять менее 10 %
от общего количества устанавливаемых анкеров.

Испытания следует проводить статическими ступенчато-возрастающими
выдергивающими нагрузками. Ступени нагрузок должны составлять, как правило, 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 испытательной
нагрузки, определенной проектом. Перемещения
головки анкера должны измеряться с точностью 0,01 мм через 1; 3; 5; 7,5; 10,5; 15; 21; 42 и 60 мин с момента достижения нагрузки ступени.

После выдержки на испытательной нагрузке Р_и,
производится разгрузка до блокировочной нагрузки Р_бл с
последующим закреплением анкера на сооружении.

По результатам испытаний строятся графики S = f(P); S = f(t); по которым
устанавливается величина критической нагрузки Р_кр, определяемая точкой пересечения прямых на графике (Рис. 5.1).

Анкер считается пригодным и принимается к эксплуатации, если
отношение испытательной нагрузки к критической в контрольных испытаниях к будет
равно или меньше, чем отношение
аналогичных нагрузок, определенных в проекте на основании пробных испытаний пр.

5.4. Приемочные испытания, определяющие пригодность анкера к
работе в сооружении, следует проводить путем бесступенчатого нагружения выдергивающими
нагрузками. После выдержки на испытательное
площадке Р_и в течение 60
мин, аналогично п. 2, производится
разгружение до блокировочной нагрузки Р_бл с последующим закреплением анкера на сооружении (P_бл
задается проектом).

По результатам испытаний строятся графики S = f(P); S = f(t) (Рис. 5.2.).

Анкер считается пригодным и принимается к эксплуатации, если при
выдержке во времени на испытательной нагрузке Р_и разности
деформации в интервалах времени остаются одинаковыми, или уменьшаются.

5.5. Результаты контрольных и приемочных испытаний следует заносить в «Сводные ведомости установленных анкеров» (Приложения).

Рис. 5.1. Контрольные испытания. Графики:

а) S = f(P); б) S = f(t);

в)

Рис. 5.2. Проверочные испытания. Графики:

а) S = f(P); б) S₁₀₀₀ = f(t)

Общие положения

1.1. Рекомендации распространяются
на производство, испытания и приемку работ по устройству
предварительно-напряженных анкеров в нескальных грунтах, предназначенных для
временного использования (как правило, не более 2 лет).

1.2. Временные анкеры следует применять для крепления ограждений котлованов, днищ и стен подземных сооружений,
фундаментов, задавливания опускных колодцев и
др.

Временные анкеры позволяют использовать экономичные проектные
решения, повысить производительность труда, уменьшить
материалоемкость конструкции и сократить сроки строительства.

1.3. Выбор типа анкеров следует производить с учетом
расчетных нагрузок на анкеры, геологических и гидрогеологических условий
строительной площадки, принятых методов производства работ, оснащенности
строительной организации необходимым
оборудованием и материалами.

Тип анкера может быть уточнен после проведения пробных испытаний,
выполняемых в составе проектно-изыскательских работ.

1.4. При устройстве временных анкеров необходимо
руководствоваться настоящими Рекомендациями и следующими нормативными документами:

III-9-74 «Основания и фундаменты», правила
производства и приемки работ;

III-В.5-62 «Металлические
конструкции. Правила изготовления, монтажа и приемки»;

III-23-76 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. Правила производства и приемки работ»;

III-20-74
«Кровли, гидроизоляция, пароизоляция, теплоизоляция»;

СН
290-74 «Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов»;

СН
301-65 «Указания
по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений».

Рекомендации по проектированию и устройству анкеров в нескальных
грунтах. ЦБТИ Минмонтажспецстроя СССР. М. 1977.