Обзор существующих конструкций буроинъекционных анкерных свай Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

УДК 692 DOI: 10.22227/1997-0935.2019.12.1530-1554

Обзор существующих конструкций буроинъекционных

анкерных свай

М.А. Самохвалов, А.В. Гейдт, А.А. Паронко

Тюменский индустриальный университет (ТИУ); г. Тюмень, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Рассмотрены основные типы конструкций анкерных свай, применяемых в геотехническом строительстве; варианты устройства анкерных свай, область их применения, достоинства и недостатки, конструкции и виды буровых коронок, которые используются в зависимости от типа грунтового основания. Цель исследования — поиск и анализ отечественных и зарубежных конструкций буроинъекционных анкерных свай, применяющихся при усилении существующих фундаментов и оснований, для нагельного крепления оползневых склонов и различных конструкций типа кессонов, подпорных стен, мачт, башен и стоек, воспринимающих выдергивающие нагрузки, а также выявление новых, ранее мало известных, конструкций анкеров. Задачи исследования — выполнение патентного поиска и литературного обзора существующих конструкций буроинъекционных анкерных свай.

Материалы и методы. Использованы систематизация, структурный, сравнительный и сопоставительный анализы, теоретическое обобщение материалов, полученных при детальном анализе литературных источников и патентных данных, содержащих информацию о ранее разработанных и применяемых конструкциях анкерных свай. Результаты. В современной зарубежной и отечественной геотехнической практике применение анкерных свай имеет большое значение. Необходимость их использования связана с обеспечением безопасности строительного произ-° ° водства, сокращением сроков выполнения работ нулевого цикла и экономической эффективностью принятых инже-

jjjj нерных решений.

Выводы. Установлено, что несмотря на большое количество видов анкерных свай все они, как правило, изготавливаются по технологии фирмы Bauer. Выявлено, что в большинстве случаев конструкция анкера состоит из трех основных частей: оголовка (опорный элемент), тяги (элемент, передающий нагрузку от оголовка анкера на его корень) и корня анкера (элемент, передающий нагрузку от закрепляемой конструкции на грунтовый массив и грунты основания).

U ^ . г

J Ф КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: буроинъекционные сваи и анкеры, армированное контролируемое уширение, манжетная

g Ц технология инъекции раствора, глинистое грунтовое основание, грунтовый анкер, подпорная стена, стена в грунте,

О нагельное крепление

оТ <и ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Самохвалов М.А., Гейдт А.В., Паронко А.А. Обзор существующих конструкций буроинъекци-

ü | онных анкерных свай // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 12. С. 1530-1554. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.12.1530-1554

<м Я -

m a

Review of existing designs of drill-and-injection anchor piles Mikhail A. Samokhvalov, Andrej V. Gejdt, Aleksandr A. Paronko

CO ^

22 .t Industrial University of Tyumen (IUT); Tyumen, Russian Federation

c -

ABSTRACT

££ ° Introduction. The paper examines the main types of anchor piles used in geotechnical construction are examined in terms of

§ ¡= their design variants, the scope of their application, advantages and disadvantages, designs and types of drill bits depending

rj g on the type of soil foundation. The aim of the study is the search for and analysis of existing domestic and foreign designs of drill-and-injection anchor piles used for strengthening existing foundations and bases, for dowel reinforcing landslide

Z £ slopes and different installations such as caissons, retaining walls, masts, towers and pillars bearing pull out loads as well

$ o as discovering new, previously little-known anchor designs. The objectives of the study are to perform a patent search and

T ^ a literary review of existing designs of drill-and-injection anchor piles.

3 Materials and methods. Systematization, structural, comparative and contrastive analyses. The paper also utilized the

I- theoretical generalization of the data obtained in the detailed analysis of literature and patent data containing information

® g about the previously developed and applied designs of anchor piles were used in the search and selection of relevant

¡5 Ji literature.

¡E £ Results. The application of the anchor piles is of great importance in modern foreign and domestic geotechnical practice.

jj jj The need for their application is connected with ensuring the safety of construction, reducing the period of foundation work

(0 ¡> execution, and the economic efficiency of approved engineering solutions.

© М.А. Самохвалов, А.В. Гейдт, А.А. Паронко, 2019 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Conclusions. It was found that despite a large number of anchor pile types, all of them, as a rule, are made the using technology of the company Bauer. It is revealed that commonly the anchor design consists of three main parts: a head (supporting element), a rod (element transferring the load from the anchor head to its root) and an anchor root (element transferring the load from reinforced structure to ground and foundation soil).

KEYWORDS: drill-and-injection piles and anchors, reinforced controlled broadening, full-hole cementing, clay soil base, ground anchor, retaining wall, slurry wall, dowel reinforcement

FOR CITATION: Samokhvalov M.A., Gejdt A.V., Paronko A.A. Review of existing designs of drill-and-injection anchor piles. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2019; 14(12):1530-1554. DOI: 10.22227/19970935.2019.12.1530-1554 (rus.).

ВВЕДЕНИЕ

В условиях плотной городской застройки при выполнении работ по реконструкции, реставрации и модернизации зданий объектов культурного наследия, в отрывке глубоких и больших в плане котлованов, а также устройстве различных геотехнических сооружений (подпорные стены, грунтовые анкеры, струйная технология закрепления грунтов, геотекстиль), все чаще находят применение так называемые «щадящие» технологии. Их главное преимущество заключается в выполнении комплекса работ по усилению существующих фундаментов и оснований, креплению опорных конструкций (постоянные и временные стены), нагельному креплению склонов и закреплению грунтового основания без ударных, вибрационных и механических воздействий.

Одним из ярких представителей данной технологии являются грунтовые анкерные сваи. Использование анкерных свай также продиктовано интенсивным развитием инфраструктуры городов при проектировании и строительстве высотных общественных и жилых зданий и сооружений в глубоких и больших в плане котлованах для закрепления ограждающих конструкций, подпорных стен, фундаментных плит, укрепления откосов и склонов, прокладки подземных тоннелей, дорог и других геотехнических сооружений. Таким образом, разработка эффективных конструкций буроинъекционных свай и анкеров, оценка их взаимодействия с глинистым грунтовым основанием является актуальной темой исследования.

По результатам проведенного в ходе исследования обзора (патентного поиска и литературного обзора) было установлено, что в современной зарубежной и отечественной геотехнической практике применение анкерных свай имеет большое значение. Необходимость их использования свя-

зана с обеспечением безопасности строительного производства, сокращением сроков выполнения работ нулевого цикла и экономической эффективностью принятых инженерных решений. Несмотря на столь большое разнообразие существующих конструкций грунтовых анкеров, все они, как правило, изготавливаются по технологии компании Bauer из города Шробенхаузен. Компания Bauer в 1958 г. ^ п в рамках проекта строительства здания Баварско- s с го радио в Мюнхене (рис. 1), когда потребовалось i х возведение глубокого котлована без использова- M к ния сдерживающих опорных элементов, разрабо- О Щ тала и запатентовала инъекционный стяжной ан- с У кер, предназначенный для крепления конструкций О —

г « o W

ограждения котлована в грунте без устройства t м

распорных элементов. Благодаря успешному вне- у 1

_ <£>

дрению грунтовых анкеров в практику строитель- о 7

r |

ства и появлению высокопрочной стали, грунтовые a 9 анкеры начали активно применяться как в Европе, о О

так и США. С конца 1950-х гг. анкеры стали при- о i

0 Б

менять повсеместно в странах Европы [1]. Их ис- s o

r —

пользовали при реконструкции и строительстве С s новых плотин и других инженерных сооружений1 Б 2 [2-5]. В США и в СССР грунтовые анкеры на- ш 0 чали внедряться в строительную практику лишь О 6

r 6

в 1970-х гг. [6]. В это же время были выполнены h о первые научно-исследовательские работы, посвя- С q щенные грунтовым анкерам, такими учеными как r Б Н.Н. Баранов, В.Н. Бронин, Г.О. Дегиль, В.В. Луш- Ф ^

ников, В.А. Мишаков, Г.Г. Болдырев и др.2 [7-13]. ° т

1 о

В настоящее время разработкой анкерных свай за- m ф

Ф .

л *

. п

1 Руководство по проектированию и технологии устрой- s § ства анкерного крепления в транспортном строительстве. W С М. : Научно-исследовательский институт транспортного Ф Ф строительства, 1987. 2 2

2 ВСН 506-88 Минмонтажспецстрой СССР. Проектиро- 2 2

вание и устройство грунтовых анкеров. М. : Стандартин- О О

форм, 1989.

Рис. 1. Котлован для здания Баварского радио в Мюнхене Fig. 1. Foundation pit for Bavarian radio building in Munich

№ О

г г

О О

tv N

ei ei

*- г

¡г (V U 3 > (Л

с и m *

si

<U ф

О % —■

о

СЭ О

о со С\1

СЯ СЯ

.Е О

cl"

• с Ю сэ

S *

сэ ЕЕ

fe ° О) ^

т-

2: £ £

сл °

С W s i

iE 3S

О (О ф ф

со >

нимаются: А.Г. Малинин, Д.А. Малинин, А.А. Петухов, А.А. Овчинников, М.В. Петров и др. [14-19].

Существуют два утверждения, объясняющих появление центрально растянутых элементов — анкерных свай.

Согласно первому из них (по утверждениям Ф. Отто и Р. Тростеля) впервые анкерные сваи применялись для анкерования шатров и палаток, а наиболее серьезное возникновение проблемы анкерования относят к строительству в середине XVIII в. большепролетных висячих мостов. В них растянутые элементы передавали выдергивающие усилия на грунтовый массив и грунты основания с помощью тяжелых анкерных блоков. В 1874 г. Фрэйзер испытал анкеры, представляющие собой стержневую конструкцию, которые были установлены с целью удержания склона водного канала [20].

Согласно второму утверждению, впервые анкеры нашли серьезное применение при строительстве плотины на северо-востоке Алжира в г. Шерфа в 1934 г. Тогда инженер Койн применил анкерова-ние в глубоких буровых скважинах посредством замоноличивания тросов несущей способностью в 10 000 кН (1000 т) и расположенных с шагом 3-3,5 м в скальном массиве для удержания фундамента.

Новым в данной статье является проведение анализа существующих (отечественных и зарубежных) конструкций буроинъекционных анкерных свай как ранее известных миру, так и новых, недавно изобретенных и апробированных в полевых условиях, устранение пробелов и получение большей информации о буроинъекционнных сваях и анкерах.

Данный обзор выполнен с целью поиска и анализа существующих (отечественных и зарубежных) конструкций буроинъекционных анкерных свай, применяющихся при усилении существующих

фундаментов и оснований, нагельного крепления оползневых склонов и различных конструкций типа кессонов, подпорных стен, мачт, башен и стоек, воспринимающих выдергивающие нагрузки, а также для выявления новых, ранее мало известных конструкций анкеров.

Задачи исследования — выполнение патентного поиска существующих конструкций буроинъекционных анкерных свай, выполнение литературного обзора конструкций буроинъекционных анкерных свай.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Данное исследование является результатом выполненной авторами с целью обзора работы, связанной с поиском и анализом существующих (отечественных и зарубежных) конструкций буро-инъекционных анкерных свай, применяющихся при устройстве различных геотехнических сооружений, основывающихся на ранее известных конструкциях анкеров и способах их устройства. Для достижения поставленной цели был выполнен патентный поиск и литературный обзор применяющихся конструкций буроинъекционных анкеров. В ходе исследования рассмотрены варианты устройства анкерных свай, область их применения, достоинства и недостатки, конструкции и виды буровых коронок, применяющихся в зависимости от грунтовых условий. Информация, полученная в ходе работы, систематизирована и структурирована, основные тезисы представлены в данной статье.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анкерные сваи (центрально-растянутые стержневые конструкции) представляют собой устрой-

ства, предназначенные для восприятия и передачи выдергивающих (растягивающих) усилий от закрепляемой конструкции на грунтовый массив и грунты основания. Грунтовые анкеры применяют для крепления оползневых склонов и откосов, восприятия удерживающих нагрузок в фундаментах дымовых труб и опрокидывающего момента от перекрытий ангаров, крепления сводов подземных переходов, противодействия взвешивающему давлению грунтовой воды на тоннели, крепления днища и стенок дока, шлюза и опускного колодца3, 4 5 [21, 22].

В гражданском строительстве анкерные сваи используют для крепления и усиления ограждений (подпорных стен) в глубоких и больших в плане котлованах при возведении подземной части высотных зданий и сооружений, а также при строительстве в стесненных условиях центральной части городской застройки. Применение анкерных свай позволяет безопасно выполнять строительные работы и рационально использовать подземное пространство6 [23-25].

В современной зарубежной и отечественной геотехнической практике сфера применения анкерных свай значительно расширилась, сегодня они применяются для усиления и повышения несущей способности существующих фундаментов и оснований промышленных и гражданских зданий, нагельного крепления оползневых склонов и различных конструкций типа кессонов, подпорных стен, мачт, башен и стоек, которые, как правило, воспринимают выдергивающие (растягивающие) нагрузки [9, 19, 34, 43].

Широкое использование анкерных свай обеспечено положительным опытом их применения при возведении различных сооружений [2, 3, 5] с характерными преимуществами данной технологии, такими как:

• возможность устройства закрепления даже в стесненных условиях;

• работа анкерной сваи в большей степени на растяжение позволяет воспринимать горизонтальные усилия от действия активного давления грунтового массива;

• возможность сохранения свободного пространства подземной части здания или сооружения при применении данной технологии [30];

3 ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Введ. 01.01.2012. М. : Стандартинформ, 2012.

4 ГОСТ 5686-2012. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. Введ. 01.07.2013. М. : Минстрой, 2012.

5 Рекомендации по применению буроинъекционных свай. М. : НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, 1984. 57 с.

6 Instructions for drilled piling. Design and execution guide.

Helsinki : FINNRA, 2003.

• технологичность — в результате получается армированный железобетонный массив, в котором труба-инъектор выполняет роль армирующего элемента;

• отсутствие сварочных работ и, как следствие, сокращение времени стыковки;

• экономическая эффективность в связи с вышеперечисленными характеристиками;

• высокая несущая способность при проведении детального проектирования длины анкерных свай, шага их установки, определения угла наклона с учетом физико-механических характеристик грунтов и особенностей закрепляемых конструкций подземного пространства.

К вышеперечисленным условиям добавим, что анкерные конструкции используют при необходимости защиты от всплытия заглубленных сооружений, так как в результате использования технологии устройства анкеров конструкция получается более легкой. Восприятие опрокидывающего момента дымовых труб, опор линий электропередачи и т.д. также возможно осуществить при помощи анкерных свай. Это позволяет не только улучшить устойчивость сооружения, но и уменьшить его массу и размеры [31, 32].

За счет включения в работу грунтового массива, находящегося за пределами призмы обрушения, эффективны анкерные сваи при укреплении оползневых склонов, подпорных стен и во многих других случаях (рис. 2) [33-36].

За рубежом применяют всевозможные конструкции распорных анкеров в виде расклинивающихся элементов или гарпунов с раскрывающимися при выдергивании лопастями и полосами [37-42]. Известны анкеры с разворотом наконечников для увеличения их опорной площади и сопротивляемости грунта [43, 44]. Все они требуют тщательного исполнения и не могут устраиваться на большой глубине, что ограничивает область их использова-ния7 [45].

В мировой практике существует большое количество разновидностей анкерных свай как отечественного («ЭРГТ», «РИТ», «Атлант», «Буран», GEOIZOL-MP), так и зарубежного (GEWI, TITAN ischebeck, DYWI DRILL) производства [46]. Все они, как правило, изготавливаются по технологии фирмы Bauer. Каждый вид анкерной сваи имеет свою область применения, характеристики которых значительно отличаются8, в связи с этим возникает

< п

ф е t о

i H k к

G Г У

o n

I о

y -ь J CD

Oll

^ l n

о S o

on

O w

& N

§ 2

H> о

о ¡6

r¡

c я

h О

7 DIN 1054:2005. Subsoil. Verification of the safety of earthworks and foundations. 2005.

8 Recommendations for prestressed rock and soil anchors. Post Tensioning Institute PTI. 1996. P. 108.

c n

• )

fi

® 4

«> 00 ■ T s 3

s у

с о g g

-A. -A. 00

M M

о о

л -A

№ О

г г

О О

N N

СЧ СЧ *- г

¡г (V U 3 > (Л

с и m *

¡1

Ф ф

О % —■

о

СЭ О

о со ГМ

e f J h

Рис. 2. Область применения анкерных свай: а — крепление ограждений котлована; b — усиление подпорной стены; c — крепление откоса; d — восприятие выдергивающих сил в фундаментах дымовых труб; e — восприятие опрокидывающего момента от перекрытия ангара; f — крепление свода подземного перехода; g — противодействие взвешивающему давлению грунтовой воды на тоннели; h — крепление днища и стенок дока или шлюза

Fig. 2. Field of anchor pile application: a — cofferdam reinforcement; b — retaining wall strengthening; c — slope reinforcement; d — bearing pull out forces in chimney foundations; e — bearing tilting moment from hangar ceiling; f — underground passage arch reinforcement; g — counteraction to groundwater uplift pressure on tunnels; h — reinforcement of dock or gateway bottom and walls

.E о

dlO

• a Ю о

8 « сэ EE

fe ° a> ^

TZ £ £

CO °

E W S i

il

О (0 Ф Ш

u >

необходимость понимать, как их устраивать и как они работают в грунте9, 10, 11 12, 13 [47].

Грунтовые анкеры классифицируются по ряду параметров:

9 СТО 17466563-001-2011. Рекомендации по инъекционному закреплению грунтов с применением особо тонкодисперсного минерального вяжущего (ОТДВ) «Микро-дур». Правила проектирования и производства работ. Введ. 25.11.2011. М. : НИОСП им. Н.М. Герсеванова совместно с ООО «ВЕСТА-ИНЖ», 2011. 33 с.

10 СТО НОСТРОЙ 109-2013. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ. М., 2013.

11 СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011. Освоение подземного пространства. Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве. М. : БСТ, 2012. 73 с.

12 СТО НОСТРОЙ 2.5.126-2013. Освоение подземного пространства. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ. М., 2013.

13 СТО НОСТРОЙ-52655393-001-2006. Рекомендации по применению микросвай. М., 2007.

• по направлению тяги — вертикальные, горизонтальные и наклонные;

• по способу образования скважин — буровые с проходкой скважин с обсадными трубами, под глинистым раствором, шнеком и с погружением обсадной трубы забивкой или вдавливанием;

• по способу устройства заделки анкера — инъекционные (заделка образована подачей цементного раствора под избыточным давлением), с разбуренными уширениями, цилиндрические (скважина заполняется раствором без избыточного давления);

• по материалу анкерных тяг — из стержневой и канатной (прядевой) арматуры;

• по сроку службы — временные (до 2-х лет) и постоянные (анкеры, предназначенные для работы в течение всего срока службы сооружения [48]);

• по предварительному натяжению — предварительно-напряженные анкеры и анкеры без предварительного напряжения;

• по способу связи анкерной тяги с цементным камнем заделки — с замоноличенной тягой в зоне заделки и со свободной тягой в зоне заделки.

Буроинъекционные анкерные сваи (БИС)

1. Устраиваемые по разрядно-импульсной технологии (РИТ).

Главной особенностью данного типа анкерных свай является то, что после заполнения скважины цементным раствором она подвергается воздействию высоковольтных электрических разрядов там, где требуется по расчету. В результате чего осуществляется глубинное уплотнение грунта на требуемой глубине, формируется тело или корень анкера [49]. После обработки скважины серией электрических разрядов ее диаметр может быть увеличен в 2-3 раза за счет уплотнения грунта, расположенного вдоль ствола или в месте расположения корня анкера. По данной технологии могут изготавливаться анкеры различной конфигурации, с уширением в одной или в нескольких зонах8.

Главное отличие анкеров, устраиваемых по раз-рядно-импульсной технологии, (рис. 3) от других способов устройства анкеров заключается в способе опрессовки грунта, которая в анкерах РИТ осуществляется за счет создания серии электровзрывов8.

Рис. 3. Схема обработки скважины по разрядно-импульс-ной технологии: 1 — зона уплотнения грунта; 2 — излучатель энергии; 3 — разрядная станция; 4 — растворона-сос; 5 — зона цементации грунта

Fig. 3. Scheme of borehole discharge-pulse treatment: 1 — soil compaction zone; 2 — energy emitter; 3 — discharge station; 4 — mortar pump; 5 — soil cementation zone

Следует отметить, что ударная волна и импульсы давления действуют очень короткое время, поэтому их не «чувствуют» здания и сооружения, находящиеся в непосредственной близости к месту производства работ.

Последовательность операций по устройству свай:

• бурение скважины;

• установка инвентарного кондуктора;

• заполнение скважины мелкозернистой бетонной смесью (в Германии делали сваи-РИТ из бетонной смеси со щебнем фракции 8 мм);

• промывка скважины бетонной смесью;

• установка электродной системы на забой скважины, обработка пяты и ствола сваи по расчетному режиму;

• монтаж армокаркаса;

• устройство оголовка;

• утепление оголовка в зимнее время от замерзания бетона.

2. «Атлант».

Основой технологии устройства анкерных свай «Атлант» является бурение скважин на проектную глубину с помощью специальных полых буровых штанг, которые после окончания работ остаются в скважине в качестве армирующего элемента анкера.

В технологии устройства анкерных свай «Атлант» в качестве полой буровой штанги используется труба с гладкой внешней поверхностью. Подобное решение позволяет значительно уменьшить стоимость технологии за счет применения стандартных труб, выпускаемых отечественной промышленностью. По обоим концам штанг имеется резьбовая поверхность, через которую они наращиваются муфтами. Длина штанг обычно не превышает 3 м. Также штанги могут иметь длину 2 и 1 м, они используются в основном для выполнения работ в стесненных условиях.

Диаметр корня анкерных свай «Атлант» зависит от диаметра буровой коронки и может составлять от 150 до 200 мм. Поверхность анкерной сваи имеет корневидную структуру, что обеспечивает высокую несущую способность.

Как показывает практика, применение труб с гладкой внешней поверхностью не приводит к существенному снижению несущей способности свай или анкеров. Это объясняется значительной величиной удельного сцепления между внешней поверхностью трубы и цементным камнем. Следует отметить, что прочность контакта обеспечивается как шероховатостью внешней поверхности трубы, так и действием «обжимающих» усадочных напряжений в цементном камне, которые возникают в процессе твердения раствора, а также действием гидростатического давления грунта на цементную оболочку. Все эти факторы приводят к срыву сваи или анкера не по контакту «труба - цементная оболочка», а по грунту [50-55].

Отличительными особенностями анкерных свай «Атлант» являются имеющиеся анкерные эле-

< п

Ф е t с

iH

G Г сУ

0 сл

n СО

1 2 У -Ь

J со

^ I

n ° о 2

о5

О о

i N

П 2 2 0

2 6

A С

r 6 c я

h о

С о

• )

if

® 4

«> n

■ T

s 3

s У

с о

f f

-А. -А.

О О

л -А

(О (О

№ О

г г

О О

N N

СЧ СЧ *- г

¡г (V U 3 > (Л

с и m *

¡1

Ф ф

О % —■

о

СЭ О

о со ГМ

СЯ (Л

.Е О

£ °

Ю сэ

S *

сэ ЕЕ

Ё5 °

О) ^

т-

2: £ £

сл °

a «я

s i

О (О

ф ф

и >

менты — гомогенизаторы, которые выполняют ряд функций:

• улучшение проработки скважины при бурении, а также увеличение ее диаметра;

• гомогенизация цементной смеси при опрессов-ке скважины;

• повышение несущей способности анкерной сваи или анкера.

В случае устройства анкерных свай «Атлант» гомогенизаторы рациональней устанавливать лишь на тех штангах, которые будут расположены в корневой части анкера, а в случае устройства свай «Атлант» достаточно установить гомогенизаторы только на тех частях трубы, которые в последующем будут прорезать наиболее прочные слои грунта (как правило, в непосредственной близости к пяте сваи).

Модификацией технологии устройства свай «Атлант» является ее совмещение с технологией струйной цементации грунтов (jet-grouting) при давлении 20 МПа (200 атм). Данная технология получила название AtlantJET. Для реализации струйной цементации буровую головку оснащают форсунками, а в муфтовое соединение устанавливают дополнительные уплотняющие элементы из алюминия.

Основным преимуществом данной технологии является существенное увеличение диаметра в сравнении с устройством свай «Атлант» при низком давлении инъекции.

Сопоставление технологий показывает, что применение струйной цементации значительно увеличивает диаметр свай. Если при стандартной технологии «Атлант» диаметр свай обычно составляет от 150 до 200 мм, то при использовании высоких давлений AtlantJET диаметр может достигать от 400 до 700 мм, что значительно повышает несущую способность сваи по грунту.

Применение струйной технологии в ряде случаев оправдано. К таким случаям относится устройство свай в слабых грунтах, когда для обеспечения несущей способности следует увеличить диаметр сваи, а в других задачах увеличение диаметра сваи необходимо для обеспечения пересечения свай, например, при создании технологических экранов между строящимися котлованами и близко расположенными зданиями и т.п. [56, 57].

К преимуществам анкерных свай «Атлант» можно отнести:

• высокую несущую способность сваи (анкера) по грунту и по материалу;

• высокую производительность (100-200 пог. м. анкерных свай в смену);

• возможность устройства анкерных свай в обводненных грунтах без применения обсадных труб.

Устройство анкерных свай, изготавливаемых по технологии «Атлант», происходит за две техно-

логические операции: бурение скважины с промывкой и опрессовка. Бурение скважины с промывкой на проектную глубину (вертикально, горизонтально или под требуемым углом) осуществляется с одновременным нагнетанием густого цементного раствора с водоцементным отношением В/Ц = 1,0. Применение цементного раствора обусловлено необходимостью транспортировки разрушенных в процессе бурения скважины частиц грунта на поверхность, а также необходимостью заполнения пустот, пор и трещин в грунте. В связи с чем важно, чтобы в процессе бурения скважины происходило вытекание раствора из нее, так как это позволяет гарантировать качество инъекции окружающего анкер грунта:

• опрессовка скважины более густым цементным раствором (В/Ц = 0,4.. .0,6), в процессе которой формируется оболочка из чистого цементного камня высокой прочности;

• анкерные сваи «Атлант» после их устройства не требуют преднапряжения.

Если по данной технологии будут устраиваться грунтовые анкеры, то для обеспечения совместной работы элементов следует предусматривать крепление анкера к обвязочному поясу.

Анкерные сваи, устраиваемые по технологии «Атлант», в сравнении с другими технологиями устройства анкеров, обладают рядом преимуществ:

• отсутствие большого количества технологических операций по устройству анкерных свай;

• повышение производительности труда приблизительно в 5-10 раз по сравнению с устройством традиционных буроинъекционных свай или грунтовых анкерных конструкций;

• возможность устройства анкеров и свай в неустойчивых грунтах без применения обсадных труб;

• возможность применения малогабаритных буровых установок для работ по усилению фундаментов в стесненных условиях (из подвалов существующих зданий);

• отсутствие негативного воздействия на фундаменты близ расположенных зданий и сооружений;

• возможность производства работ в заводских цехах без остановки производственного процесса;

• снижение затрат ручного труда.

3. «Буран».

Анкерные сваи «Буран» (рис. 4) — это разновидность буроинъекционных свай, диаметром от 30 до 300 мм, а также способ устройства свай и анкеров путем забуривания в грунт трубчатых штанг, оснащенных буровой коронкой, с одновременной и последующей инъекцией цементных растворов различной консистенции. При этом труба является и буровым, и армирующим элементом.

нологических операций: бурение скважины на проектную глубину вертикально, горизонтально или под проектным углом посредством анкерных тяг, которые в последующем будут оставаться в грунте в качестве армирующего элемента тела сваи. Тяги наращиваются посредством специальных муфт. На первой тяге устанавливается буровая коронка соответствующего типоразмера для улучшения проходки грунта.

Перед забуриванием производится предварительная контрольная сборка и освидетельствование несущей конструкции каждого анкера.

При устройстве преднапряженных анкеров штанги по свободной длине тяги должны быть защищены пластиковой трубой-оболочкой, а муфтовые соединения покрыты кабельной изоляционной лентой, наматываемой послойно и с наклоном, начиная от конца муфты, обращенного к передовой штанге. Перехлест каждого защитного слоя должен составлять не менее 50 % ширины клейкой изоляционной ленты [27].

Одновременно с забуриванием через полость трубчатой винтовой штанги и выпускные отверстия буровой коронки производится подача в грунт бурового промывочного раствора, в качестве которого применяется водоцементный раствор.

Рис. 4. Конструкция анкерной сваи «Буран» Fig. 4. Design of "Buran" anchor piles

Отличительная особенность применения анкерных свай «Буран» заключается в использовании пустотелых, винтовых штанг и теряемых буровых коронок. Это позволяет объединить процессы бурения и инъектирования раствора в скважину, а также выполнять работы без использования обсадных труб. Установка производится последовательным забуриванием штанг в грунт под проектным углом или вертикально. Первая штанга должна быть оснащена буровой коронкой, последующие наращиваются в процессе бурения с помощью переходных муфт. По окончанию работы штанги остаются в грунте в качестве армирующего элемента сваи или тяги анкера. Эта технология успешно зарекомендовала себя в различных областях транспортного, городского, гидротехнического и подземного строительства, а также в горной промышленности14.

Процесс производства работ по устройству анкерных свай «Буран» состоит из следующих тех-

< п

ф е t с

i H

G Г сУ

0 сл

n СО

1 2

y -Ь

J со

^ I

n °

о 2

QÎ О о

О 2

" 2

со

о ■

СП СО о о

о. A

14 Производство и поставка самозабуривающихся, буроинъекционных, винтовых свай и анкерных систем типа «Буран». URL: http://psk-stroitel.ru/oborudovanie-i-ehlementy-sistem/elementy-sistem-geotekhniki/ankernye-vintovye-svai-buran.html

Рис. 5. Конструкция микросвай GEWI и GEWI Plus: 1 — жесткое крепление оголовка сваи; 2 — анкерная гайка; 3 — анкерная плита; 4 — гофрированная полиэтиленовая (ПЭ) оболочка (элемент двойной коррозийной защиты); 5 — прокат винтового профиля; 6 — соединительные муфты; 7 — центраторы; 8 — цементный камень; 9 — торцевая заглушка

Fig. 5. Design of Gewi and GEWI Plus micropiles: 1 — rigid pile head fastening; 2 — anchor nut; 3 — anchor plate; 4 — corrugated PE shell (double corrosion protection element); 5 — rolled screw profile; 6 — couplers; 7 — centralizers; 8 — cement stone; 9 — end cap

С о

• ) ¡Ф

® 4

«> n

■ T

s □

s У

с о

Ф r

-А. -А.

M 2

О О

л -А

(О (О

№ О

г г

О О

N N

NN *- г

¡É (V U 3 > (Л С И

m *

Sí

<U ф

О % —■

о

СЭ О

о со гм

4. GEWI и GEWI Plus.

Микросваи GEWI и GEWI Plus (рис. 5) — разновидность свай, которые отличаются малым диаметром (как правило, до 220 мм). Микросваи GEWI и GEWI Plus диаметром от 18 до 75 мм постоянного или временного типа соответствуют требованиям современных нормативных документов. Микросваи применяются в любых климатических зонах, грунтовых условиях, агрессивных средах, как элемент несущей конструкции при новом строительстве и реконструкции.

5. TITAN ischebeck.

В технологии устройства анкерных свай TITAN (рис. 6) в качестве штанг используются полые трубчатые элементы с накатанной волновой поверхностью, обеспечивающей качественный контакт между трубчатым элементом и цементным камнем15.

.Е о

cl"

• с Ю СЭ

S гс

сэ ЕЕ

feo

О) ^

т-

Z £ £

ся °

С W S i

ES

О (0 ф ф

со >

лическая конструкция одновременно выполняет три функции:

• полая штанга с накатанной волновой поверхностью является буровым инструментом, на нижнем конце которой устанавливается буровая коронка в зависимости от вида грунта;

• трубчатые полые штанги с накатанной волновой поверхностью и буровые коронки с отверстиями позволяют совместить бурение, нагнетание цементного раствора и заполнение скважины с забоя в одной технологической операции;

• трубчатые полые штанги с накатанной волновой поверхностью наращиваются с устья с помощью соединительных муфт до требуемой глубины и остаются в скважине после выполнения работ в качестве армирующего элемента анкера.

Область применения: Микросваи и анкерные сваи: Небольшие значения деформаций микросвай TITAN позволяют применять их не только в качестве свайных фундаментов зданий и сооружений, но и в качестве оснований мостов, эстакад и более сложных сооружений (рис. 7). Основания, состоящие из групп микросвай [58], способны воспринимать все виды, направления и значения нагрузок. В сейсмоактивных зонах фундаменты из групп «корневых» микросвай более эффективны по сравнению с массивными свайными фундаментами10, 16.

Рис. 6. Основные элементы анкерных свай TITAN: 1 — сферическая анкерная гайка; 2 — опорная пластина; 3 — полая штанга с накатанной волновой поверхностью — стальной несущий элемент; 4 — соединительная муфта;

5 — центратор; 6 — буровая коронка

Fig. 6. Main elements of TITAN anchor piles: 1 — spherical anchor nut; 2 — baseplate; 3 — hollow bar with knurled wave surface (steel bearing element); 4 — coupler; 5 — centralizer;

6 — drill bit

Буроинъекционные анкерные сваи TITAN — один из самых быстрых, простых и надежных способов устройства свайных фундаментов. Суть технологии заключается в том, что сборная метал-

Рис. 7. Применение микросвай TITAN в качестве оснований сооружений

Fig. 7. Application of TITAN micropiles as structure bases

Реконструкция и усиление существующих фундаментов и оснований:

Технология устройства позволяет применение малогабаритных буровых установок для санации и реконструкции фундаментов эксплуатируемых зданий и сооружений. Микросваи TITAN широко

16 СТО-ГК «Трансстрой»-023-2007. Применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг

Анкерные сваи. URL: http://burss.ru/ankernie_svai.html «Титан». М., 2007.

15

используются для усиления ленточных, плитных и свайных фундаментов, а также для остановки прогрессирующих деформаций (рис. 8) [59].

Рис. 9. Применение микросвай TITAN для крепления различных видов постоянных и временных стен Fig. 9. Application of TITAN micropiles for reinforcing various types of permanent and temporary walls

За счет их высокой жесткости и малых деформационных значений при активации анкера в грун-

те, по сравнению с тросовыми анкерами, они не нуждаются в предварительном преднапряжении, и таким образом, в последовательном периодическом контроле. Это дает возможность оставлять головную конструкцию недоступной, омоноличивая ее в самой стене в целях осуществления защиты от коррозии.

В зависимости от вида грунта имеются на выбор специальные подходящие буровые коронки. Если грунт оказывается неоднородным или другим, чем ожидалось, то это, как правило, не означает изменения способа бурения анкерных свай TITAN, а только замену буровой коронки (табл. 1).

В процессе бурения центральное положение буроинъекционной штанги в скважине обеспечивается с помощью центраторов (рис. 10).

Рис. 8. Применение микросвай TITAN при реконструкции фундаментов эксплуатируемых зданий и сооружений Fig. 8. Application of TITAN micropiles for reconstruction of building and structure foundations

Крепление опорных конструкций: Анкерные сваи TITAN применяются для крепления различных видов постоянных и временных стен (рис. 9) для:

• строительства и реконструкции причальных сооружений;

• крепления котлованов в гражданском строительстве [60, 61];

• анкерования противооползневых защитных стен;

• крепления опорных стен в транспортном строительстве.

Рис. 10. Общий вид центратора Fig. 10. General view of centralizer

Согласно требованиям Евростандартов для постоянных конструкций, центраторы гарантируют толщину слоя цементного камня, являющегося антикоррозионной защитой стальных элементов.

Нагельное крепление склонов:

В холмистых и горных местностях широко распространено крепление естественных и искусственных склонов нагельным способом (рис. 11). При этом технология установки и все элементы

< п

(D ф

t О

i Н

G Г сУ

0 w

n СО

1 S

У -Ь

J со

El

^ I

n °

S> 3

о SS

OÜ О n

О SSS " 2

CO

0

1

СП CO О О

о. A

Рис. 11. Применение микросвай TITAN для крепления естественных и искусственных склонов нагельным способом

Fig. 11. Application of TITAN micropiles for dowel-reinforcing natural and artificial slopes

С о

• ) ¡Ф

® 4

«> n

■ T

s □

(Л У

с о

Ф r

-А. -А.

О О

л -А

(О (О

Табл. 1. Виды буровых коронок в зависимости от вида грунта Table. 1. Types of drill bits depending on the type of soil

№ п/п / Item No.

Общий вид буровой коронки/ General view of drill bit

Тип коронки / Drill bit type

Область применения (вид грунта) / Field of application (soil type)

Коронка для глины /

Drill bit for clay

Глинистые, пылеватые, вязкие песчаные, смешанные грунты без твердых включений < 50 S.P.T.* / Agrillaceous, pulverescent, sticky arenaceous, mixed soils without hard spots < 50 S.P.T.*

Крестообразная коронка / Cruciform drill bit

Плотные песчаные, гравелистые грунты с твердыми включениями > 50 S.P.T. /

Dense arenaceous, gravelly soils with hard spots > 50 S.P.T.

Ошипованная коронка / Tubercular drill bit

Выветренный скальный грунт, пирит, сланец, окаменевшая глина; прочность < 70 МПа / Weathered rocky ground, pyrite, shale, petrified clay; strength < 70 MPa

Трехлопастная ступенчатая коронка из твердого сплава / Three-blade stepped hard-metal drill bit

Доломит, гранит, песчаник; прочность 70-150 МПа / Dolomite, granite, sandstone; strength is of 70-150 MPa

Ошипованная коронка из твердого сплава / Tubercular hard-metal drill bit

Армированный бетон, скальный грунт, предварительное растачивание; прочность > 70 МПа / Reinforced concrete, rocky ground, preliminary boring; strength > 70 MPa

U tñ ф Ф

со >

Ступенчатая коронка из твердого сплава / Stepped hard-metal drill bit

Для прямолинейности бурения в слоистых скальных грунтах (отклонения < 2 % длины) / For straight drilling in stratified rocky grounds (deflections < 2 % of length)

Примечание: *S.P.T. — Standard Penetration Test. Note: *S.P.T. — stands for Standard Penetration Test.

1

2

3

4

5

6

конструкции буроинъекционных микросвай, анкерных свай и грунтовых нагелей TITAN совершенно аналогичны. Они различаются лишь в принципе их работы и в методике расчетов. При креплении нестабильной призмы обрушения грунта нагелями образуется армированный грунтовый массив и таким образом повышается устойчивость склона. Нагельное крепление является наиболее элегантным вариантом стабилизации склонов, который позволяет избегать применения громоздких опорных и ограждающих конструкций.

Тоннельное строительство:

Рис. 12. Применение микросвай TITAN при тоннельном строительстве

Fig. 12. Application of TITAN micropiles in tunnel construction

Усиление и реконструкция фундаментов существующих зданий:

Рис. 14. Применение микросвай TITAN при строительстве новых фундаментов зданий, сооружений, мостов и ЛЭП

Fig. 14. Application of TITAN micropiles in construction of new foundations for buildings, installations, bridges and power lines

TITAN заключается в бурении скважины с промывкой (рис. 15) на проектную глубину и последовательном нагнетании густого цементного раствора с водоцементным отношением В/Ц = 0,4-0,6. В качестве промывочной жидкости, как правило, используется жидкий цементный раствор с водоцементным отношением В/Ц = 0,7-1,0. Промывочный цементный раствор транспортирует частицы разрушенного грунта из скважины на поверхность, проникает в окружающий сваю грунт, улучшает его физико-механические характеристики, укрепляет стенки скважины от обрушения. Диаметр анкеров, выполненных по данной технологии, больше диаметра применяемой буровой коронки до двух раз. В связи с разными свойствами грунтов по глубине поверхность анкерной сваи TITAN по-

Рис. 13. Применение микросвай TITAN для усиления и реконструкции фундаментов существующих зданий Fig. 13. Application of TITAN micropiles for strengthening and reconstruction of existing building foundations

Строительство новых фундаментов зданий, сооружений, мостов и ЛЭП:

Устройство микросвай, анкерных свай и грунтовых нагелей, изготавливаемых по технологии

< п

(D ф

t О

i H

G Г сУ

0 сл

n СО

1 2

y -Ь

J со

^ I

n ° о 2

Рис. 15. Бурение с промывкой (прямое бурение с крепящей жидкостью до основания буровой скважины при В/Ц = 0,7-1,0)

Fig. 15. Wet drilling (direct drilling to borehole base using solidifying fluid; water-to-cement ratio is of 0.7 to 1.0)

to to

10 10 о о

Рис. 16. Нагнетание цементного раствора (динамическое нагнетание цементного раствора в однофазной системе, В/Ц = = 0,4-0,6)

Fig. 16. Cement mortar injection (dynamic mortar intrusion in single-phase system; water-to-cement ratio is of 0.4 to 0.6)

№ О

г г

О О

сч N

СЧ N *- г

К (V U 3

> (Л

с и m *

si

<U ф

О % —■

о

СЭ О

о со гм

(Л (Л

лучается неровной, шероховатой, благодаря чему обеспечивается ее хорошее сцепление с окружающим грунтом.

После достижения проектной глубины вращение буровой штанги не прекращают и продолжают нагнетать густой цементный раствор под давлением (рис. 16), который вытесняет промывную жидкость. При этом достигается давление до 80 атм (8 МПа), что в слабых грунтах способствует их уплотнению, а также увеличению диаметра сваи.

6. DYWI Drill.

Буроинъекционные сваи DYWI Drill (рис. 17) характеризуются малым диаметром — от 50 до 300 мм, а также технологией устройства. Анкерные буроинъекционные сваи забуриваются в грунт с помощью трубчатых штанг, оснащенных передовой буровой коронкой, с одновременной и последующей инъекцией цементного раствора различной консистенции.

Анкерные сваи DYWI Drill могут применяться в качестве временных и постоянных анкеров при новом строительстве и реконструкции17. Анкерные элементы системы DYWI Drill могут применяться в любых климатических зонах, в любых грунтовых условиях, при любой агрессивности среды, при сейсмичности площадки строительства до 9 баллов.

Область применения:

• усиление фундаментов;

• крепление откосов;

• крепление бортов котлованов и выработок;

• устройство свайных и анкерных фундаментов;

• в составе противооползневых сооружений;

• крепление сводов и порталов тоннелей, выработок;

• опережающие крепления при проходке.

17 Рекомендации по технологии устройства временных анкеров в нескальных грунтах. М. : НИИОСП, 1980. 48 с.

.Е о

£ ° • с ю о

S *

сэ ЕЕ

Ё5 °

О) ^

т-

Z £ £

ся о

С W

S I is

О (0 ф ф

со >

Рис. 17. Буроинъекционные сваи DYWI Drill: 1 — буровая коронка; 2 — цементный раствор; 3 — анкерная плита; 4 — анкерная гайка; 5 — инъекционный адаптер; 6 — стержневой анкер; 7 — соединительная муфта (фитинг); 8 — растворонасос для инъекционных работ

Fig. 17. DYWI Drill piles: 1 — drill bit; 2 — mortar; 3 — anchor plate; 4 — anchor nut; 5 — injection adapter; 6 — rod anchor; 7 — coupler (fitting); 8 — injection grouting pump

Винтовая штанга / Центратор / Муфта , Буровая коронка /

Screw bar Centralizer Coupler Drill bit

.тмшнитимкмыммшм' ш." 1тм««м««иишш«м«««' Jbb.

Рис. 18. Конструкция буроинъекционной анкерной сваи GEOIZOL-MP Fig. 18. Design of GEOIZOL-MP drill-and-injection anchor piles

7. GEOIZOL-MP.

Главными элементами буроинъекционных свай и анкерных систем GEOIZOL-MP (рис. 18) являются: центрально расположенный несущий элемент в виде винтовой трубчатой стальной штанги, а также инъекционной булавы из цементной смеси. Через инъекционную булаву растягивающие и сжимающие нагрузки передаются с несущего элемента на грунтовое основание. Инъекционная булава отвечает за радиальные напряжения в грунте и ограничивает продольный изгиб, а также защищает стальной элемент от коррозии.

Область применения анкеров GEOIZOL-MP:

• устройство грунтовых нагелей для укрепления насыпей и оползнеопасных склонов;

• устройство анкерного крепления подпорных стен;

• устройство буроинъекционных свай в стесненных условиях;

• усиление существующих фундаментов;

• устройство свайных фундаментов, работающих на выдергивающие нагрузки;

• устройство ограждения котлована в стесненных условиях.

Весь процесс выполнения элемента происходит на одном технологическом этапе. Штанга одновременно является буровым и инъекционным инструментом. Одновременно с бурением производится инъекция (через внутренне отверстие буровой трубы под давлением 5-10 бар) промывочной цементной смесью (отношение В/Ц = 0,7-0,8). Цементная смесь, проникая в структуру грунта, стабилизирует стены скважины, устраняя необходимость применения обсадных труб. При этом штанга вместе с соединителями (муфтами) остается в скважине, выполняя функцию центрального армирования сваи. Для обеспечения защитного слоя и проектного положения штанги применяют центраторы. Буронабивные анкерные сваи

1. Электроразрядная геотехническая технология (ЭРГТ).

Данная технология основана на обработке боковой поверхности и пяты сваи ударными волнами, возникающими при высоковольтных разрядах в подвижной бетонной смеси. Грунты стенок скважины при этом испытывают высокие гидродинамические

давления импульсного типа, быстро спадающие с расстоянием от источника. При электроразрядной обработке используется серия импульсов с интервалом в несколько секунд, тем самым обусловливая многократное динамическое воздействие на грунтовый массив. Такое воздействие позволяет устраивать в водонасыщенных песчаных грунтах ушире-ние пяты и ствола свай или уплотненные забои.

В результате отнесенная к объему несущая способность свай в среднем в 2,5-3 раза выше, чем у свай, устраиваемых по традиционным технологиям. При этом стоимость одного погонного метра свай ЭРГТ выше в среднем только на 15-30 % по сравнению с обычными буроинъекционными.

Бетонная смесь, применяемая для заливки сваи, после обработки электроразрядной геотехнической технологией, получает улучшенные эксплуатационные характеристики, увеличивается скорость набора прочности бетоном и его класс (увеличивается в среднем на полтора-два класса).

ЭРГТ позволяет более эффективно производить работы по устройству буронабивных свай в песчаных и слабых пылевато-глинистых грунтах [62].

Впоследствии ЭРГТ получила свое развитие в виде электрохимического взрыва (ЭХВ), сущность которого заключается в установке в зоне расположения электрического разряда специального состава, который выделяет значительную дополнительную энергию при прохождении через него высоковольтного импульса. Используемый специальный состав выделяет дополнительную энергию лишь под действием сильноточных импульсов и не является взрывчатым веществом. Это позволяет сделать процесс безопасным и контролируемым.

Основной областью применения ЭХВ в геотехническом строительстве является устройство ка-муфлетных уширений стволов буроинъекционных свай и корней грунтовых анкеров, а также уплотнение грунтов в основаниях буронабивных свай больших диаметров.

Устройство буроинъекционных анкерных свай, устраиваемых по ЭРГТ (рис. 19), происходит в следующей последовательности:

• бурение скважины на проектную глубину (вертикально, горизонтально или под требуемым углом);

• заполнение скважины бетонной смесью;

< п

(D ф

t О

i Н

G Г сУ

0 сл

n СО

1 2

У -Ь

J со

Ul

^ I

n ° о 2

oÜ

О о

& N

П 2

2 0

2 6

A CD

Г 6

c Я

h О

С о

• )

Ü ® 4

«> 00 ■ £

(Л У

с о Ф я

л -А 1° 1° 2 2 О О л -А (О (О

№ О

г г

О О

N N

СЧ СЧ

*- г

¡г (V

U 3

> (Л

с и

m *

¡1

<и <и

о % —■

о

О О

Рис. 19. Технологическая схема устройства свай по технологии ЭРГТ: I — бурение скважины; II — заполнение скважины бетоном; III — электроразрядная обработка; IV — погружение арматурного каркаса; 1 — проходной шнек; 2 — клапан; 3 — излучатель энергии; 4 — арматурный каркас

Fig. 19. Technological scheme of ARGT piles: I — borehole drilling; II — borehole filling with concrete; III — electric discharge treatment; IV — reinforcement cage immersion; 1 — through auger; 2 — valve; 3 — energy emitter; 4 — reinforcement cage

о со см

со

CO

.E о

dlO

с

LO о

s rc

о EE

fe ° a> ^ tZ £ £

со °

E W S i

is

О (0

ш ш u >

• обработка скважины серией электрических разрядов;

• погружение армирующих элементов в свежеу-ложенную бетонную смесь.

2. Грунтовый анкер стержневой временного типа.

Грунтовые анкеры стержневые временного типа (рис. 20) предназначены для крепления временных конструкций на срок не более 2-5 лет. По окончании нормативного срока эксплуатации анкеры могут быть повторно использованы с продлением срока эксплуатации. Подпорная конструкция для ограждения котлованов, как правило, носит временный характер. Поэтому для ее закрепления целесообразно использовать грунтовые анкеры временного типа17.

Область применения грунтовых анкеров стержневых временного типа:

• крепление ограждающих конструкций котлованов;

• временное крепление конструкций против всплытия;

• временное крепление подпорных стен фундаментов;

• временное крепление склонов и откосов;

• временное крепление выработок.

Основным несущим элементом в структуре

стержневого анкера временного типа является арматура винтового профиля, которая производится из стали класса прочности 500/550, 670/800, 950/1050 МПа.

Усилие натяжения фиксируется при помощи анкерной гайки, навинчиваемой непосредственно на профиль арматурного стержня. Оголовок временного грунтового анкера состоит из опорной плиты и анкерной гайки. Опорная плита анкера представ-

Рис. 20. Элементы конструкции грунтового анкера стержневого временного типа: 1 — фиксирующая гайка; 2 — анкерная гайка; 3 — защитная крышка; 4 — анкерная плита; 5 — участок свободной длины из гладкой ПЭ оболочки; 6 — арматурный прокат винтового профиля; 7 — центратор

Fig. 20. Design elements of temporary rod ground anchor: 1 — lock nut; 2 — anchor nut; 3 — protective cap; 4 — anchor plate; 5 — free length made from smooth PE sheath; 6 — screw profile reinforcement bar; 7 — centralizer

ляет собой стальную плиту, габаритные размеры которой рассчитываются из условий опирания на железобетонные или металлические поверхности. Опорная плита выполняет одинаковые функции для всех видов анкеров. Для равнопрочного соединения арматурных стержней применяются соединительные муфты. Анкер также имеет центраторы и инъ-ектировочную трубку.

Преимущества грунтовых анкеров стержневых временного типа:

• широкая линейка анкеров по несущей способности и материалам анкера;

• «свободный» котлован;

• получение любой необходимой длины анкера за счет использования стандартных соединительных муфт;

• удобство транспортировки и монтажа (поставка отдельных элементов с возможностью стыковки на месте).

3. Грунтовый анкер стержневой постоянного типа.

Грунтовые анкеры стержневые постоянного типа (рис. 21) — конструкции, имеющие достаточную конструктивную коррозионную защиту для обеспечения несущей способности анкера в течение всего срока эксплуатации. Как правило, антикоррозионная защита достигается заполнением цементного раствора в пространство между гофрированной пластмассовой трубой и металлической частью грунтового анкера по всей его длине.

Область применения грунтового анкера стержневого постоянного типа:

• транспортное строительство — постоянное крепление подпорных стен, крепление склонов и откосов в условиях неустойчивого грунта при прокладывании, строительстве и реконструкции дорог;

• гражданское строительство — крепление ограждений котлованов;

• сезонные противооползневые мероприятия в условиях возвышенностей и гор;

• промышленное строительство — надежное и безопасное закрепление высотных вышек и мачтовых сооружений, крепление откосов земляных плотин.

Функцию несущего элемента в структуре стержневого постоянного грунтового анкера выполняет арматура различных диаметров с винтовым профилем, которая может быть выполнена из стали класса прочности 670/800 и 950/1050 МПа. Фиксация производится на опорной плите при помощи анкерной гайки, навинчиваемой непосредственно на профиль арматурного стержня. Возможно применение дополнительной контргайки.

Оголовок постоянного анкера состоит из опорной плиты с патрубком, анкерной гайки и герметизирующей крышки. Опорная плита с патрубком представляет собой стальную плиту, габаритные размеры которой рассчитываются из условий опи-рания на железобетонные и металлические поверхности. Патрубок предназначен для герметичного соединения опорной плиты и внешней пластиковой гладкой оболочки анкера с целью надежного заполнения внутреннего пространства анкера внутри оболочки. Герметичность соединения обеспечивается также при помощи уплотнительных колец, расположенных внутри патрубка.

Герметизирующая крышка, заполненная специальной смазкой, служит для обеспечения антикоррозионной защиты выпусков канатной арматуры на протяжении всего времени эксплуатации конструкции. Для обеспечения дополнительной антикоррозионной защиты на участках свободной длины и корня устанавливается ПЭ оболочка, пространство внутри которой заполняется цементным раствором в заводских условиях. Данный тип защиты позволяет обеспечить срок эксплуатации конструкции крепления до 100 лет. На участке свободной длины используется гладкая ПЭ оболочка, которая обеспечивает отсутствие передачи через цементный камень усилия со стержня на грунтовый массив. На конце гладкой ПЭ оболочки (внутри патрубка) для

< п

(D ф

t О

i H

G Г сУ

0 сл

n СО

1 2

y -Ь

J со

^ I

n °

о 2

QÎ О о

& N

П 2

2 0

2 6

A CD

c Я

h о

Рис. 21. Грунтовый анкер стержневой постоянного типа: 1 — фиксирующая гайка; 2 — анкерная гайка; 3 — защитная крышка; 4 — анкерная плита; 5 — антикоррозийный состав; 6 — арматурный прокат винтового профиля; 7 — цементный раствор; 8 — участок свободной длины из гладкой ПЭ оболочки; 9 — участок «корня» анкера из гофрированной ПЭ оболочки; 10 — центратор; 11 — торцевая заглушка

Fig. 21. Permanent rod ground anchor: 1 — lock nut; 2 — anchor nut; 3 — protective cap; 4 — anchor plate; 5 — anticorrosion composition; 6 — screw profile reinforcement bar; 7 — mortar; 8 — free length made from smooth PE sheath; 9 — anchor root length made from corrugated PE sheath; 10 — centralizer; 11 — end cap

С о

• ) ¡r

® 4

«> n

■ T

s □

s У

с о ® *

1 1

1° 1° M 2 О О л -А

■ .....= .. ........

\l) © ® ®

Рис. 22. Грунтовый анкер тросовый (прядевый) временного типа: 1 — цементный раствор; 2 — монтажная арматура (распорка); 3 — канал с первичным строительным раствором; 4 — смазанная консистентной смазкой и обшитая ПЭ прядь; 5 — анкерная плита; 6 — стальная крышка

Fig. 22. Temporary cable (strand) ground anchor: 1 — cement mortar; 2 — mounting fitting (spacer); 3 — channel with primary mortar; 4 — greased and sheathed PE strand; 5 — anchor plate; 6 — steel cap

№ О

г г

О О

сч РЧ

pi pi *- г

К (V U 3

> (Л

с и 03 *

¡1

<D ф

О ё

---' "t^

о

о о

о со гм

(Л (Л

.Е о

£ ° • с Ю СЭ

S *

сэ ЕЕ

Ё5 °

а> ^

т-

2: £ £

ся °

a «я s1

il

О (0 ф ф

со >

обеспечения герметичности соединения устанавливается термоусадочная муфта. В зоне корня анкер имеет гофрированную ПЭ оболочку, на которую осуществляется передача усилия со стержня на грунтовый массив через цементный камень. В указанной зоне также применяются центраторы для фиксации положения грунтового анкера в скважине и обеспечения защитного слоя цементного камня.

Отличительные особенности:

• регулируемая длина анкера за счет использования муфт;

• хорошее сцепление резьбового стержня с цементом;

• возможно исполнение с двойной антикоррозийной защитой;

• простота применения;

• высокая несущая способность;

• высокий стандарт качества заводского производства.

4. Грунтовый анкер тросовый (прядевый) временного типа.

Основным несущим элементом временного тросового грунтового анкера временного типа (рис. 22) являются стальные арматурные семипро-волочные стабилизированные канаты Y1860S7-15,2 (15,7), изготавливаемые по ГОСТ 53772-2010.

Оголовок временного тросового грунтового анкера состоит из опорной плиты и клиновой плиты с коническими захватами. Опорная плита грунтового анкера представляет собой стальную плиту, габаритные размеры которой рассчитаны из условий опирания на железобетонные и металлические поверхности. Опорная плита передает нагрузку на сооружение.

Канатная арматура фиксируется в клиновой плите (обойма с коническими отверстиями, передающая нагрузку на опорную плиту) при помощи трехдольных конических захватов (цанг). Закрепление каждого каната производится путем обжатия поверхности каната фрикционной резьбой, расположенной на внутренних цилиндрических поверхностях каждой доли цанги, а результате заклинива-

ния цанги в коническом отверстии плиты анкера. На участке свободной длины анкера для обеспечения отсутствия сцепления с цементным камнем канаты помещены в гладкую ПЭ оболочку. Для формирования компактного пучка из канатной арматуры предусмотрено использование хомутов из стальной или полимерной армированной ленты.

В зоне корня анкера канат имеет сцепление с цементным камнем. Для увеличения величины удельного сцепления каната с камнем за счет возникновения усилия отпора, а также качественного заполнения цементным раствором пространства между канатами применяются сепараторы, разводящие канатную арматуру относительно оси анкера. Максимально допустимый шаг сепараторов — 2 м.

В корневой части многопрядевого анкера также применяются центраторы из ПЭ, фиксирующие положение грунтового анкера в скважине, обеспечивая тем самым требуемую величину защитного слоя цементного камня. Инъектировочная трубка d = 16 мм, прикрепленная к арматурным канатам, служит для опрессовки цементного раствора в корне анкера.

Преимущества грунтовых анкеров:

• высокая гибкость и устойчивость к повреждениям и внешним воздействиям;

• возможность изготовления анкеров любой длины;

• простота хранения и транспортировки благодаря малому весу и габаритам;

• гибкая система подбора количества прядей и их диаметров в зависимости от требуемой несущей способности;

• отсутствие стыковых соединений;

• высокий стандарт качества, заводского производства и системы контроля качества.

Область применения анкеров:

• крепление ограждающих конструкций котлованов;

• постоянное крепление конструкций против всплытия;

• постоянное крепление склонов и откосов;

• постоянное крепление выработок.

Рис. 23. Грунтовый анкер тросовый (прядевый) постоянного типа: 1 — цементный камень; 2 — распорка; 3 — центратор; 4 — канатная арматура; 5 — обшитая и смазанная консистентной смазкой ПЭ прядь; 6 — внешняя гофрированная ПЭ оболочка; 7 — уплотнитель; 8 — опорная плита с патрубком; 9 — клиновая плита; 10 — защитная крышка; 11 — клин

Fig. 23. Permanent cable (strand) ground anchor: 1 — cement stone; 2 — spacer; 3 — centralizer; 4 — rope reinforcement; 5 — sheathed and greased PE strand; 6 — external corrugated PE sheath; 7 — sealer; 8 — support plate with pipe; 9 — wedge plate; 10 — protective cap; 11 — wedge

5. Грунтовый анкер тросовый (прядевый) постоянного типа.

Основным несущим элементом тросового анкера постоянного типа (рис. 23) являются стальные арматурные семипроволочные стабилизированные канаты Y1860S7-15,2 (15,7) по ГОСТ 53772-2010.

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 — ко-

нический захват, объемлющий канат, 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.

Преимущества грунтовых анкеров прядевых постоянного типа:

• высокая гибкость и устойчивость к повреждениям и внешним воздействиям;

• возможность изготовления анкеров любой длины;

• простота хранения и транспортировки благодаря малому весу и габаритам;

• гибкая система подбора количества прядей и их диаметров в зависимости от требуемой несущей способности;

• отсутствие стыковых соединений;

• высокий стандарт качества, заводского производства и системы контроля качества.

6. Фиберглассовый анкер.

< П

ф е t с

Î.Ï

G Г сУ

0 сл n œ

1 s

y -Ь

J со

^ I

n °

S 3

0 s

01

О n

i N

П 2

S 0

s 6

A CD

r 6

c я

h О

Рис. 24. Конструкции анкера из одной, двух и трех фиберглассовых тяг Fig. 24. Anchor structures of one, two and three fiberglass rods

С о

• ) ¡r

® 4

«> n

■ T

s □

s У с о <D X 1 1 •Ni0

M 2

О О

л -А

№ О

г г

О О

N N

СЧ СЧ г г

* <D U 3

> (Л

с и НО *

Sí

<D ф

О ё —'

о

СЭ О

о со гм

(Л (Л

.Е о

DL

• с Ю СЭ

S *

сэ ЕЕ

feo

О) ^

т-

2: £ £

ся °

И «Я i

í!

О (О ф ф

со >

Наряду с анкерами, тяга которых выполнена в виде стержневой арматуры или канатов, также нашли применение анкеры, изготовленные из композиционных материалов: углеводородного волокна и стекловолокна — фиберглассовые анкеры [53]. Фиберглассовая тяга анкера, представленная на рис. 24, состоит из полимерной матрицы и стекловолокна, причем поверхность самого анкера покрыта песком для улучшения сцепления. Анкеры изготавливаются с круговым и прямоугольным сечением. Фиберглассовые анкеры обладают высокой прочностью на разрыв, превышающую прочность горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры. Так, к примеру, анкер с поперечным сечением 40 х 5 мм выдерживает растягивающую нагрузку не менее 200 кН.

Технология устройства фиберглассовых анкеров схожа с технологией устройства анкеров со стальной тягой и состоит из следующих этапов:

• бурение скважины;

• установка в скважину анкера, состоящего из фиберглассовых тяг, в количестве 1-3 шт. и инъекционной трубки, соединенных с помощью специальных креплений;

• заполнение скважины цементным раствором до излива раствора через устье скважины. В случае ухода раствора операцию следует повторить;

• натяжение анкера до расчетной нагрузки выполняется с помощью клинового устройства, аналогично устройству для натяжения тросовых анкеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенный патентный поиск и литературный обзор существующих решений анкерных свай позволил сделать следующие выводы:

• в современной зарубежной и отечественной геотехнической практике применение анкерных свай имеет большое значение. Необходимость их использования связана с обеспечением безопасности строительного производства, сокращением сроков выполнения работ нулевого цикла и экономической эффективностью принятых инженерных решений;

• было установлено, что несмотря на большое количество видов анкерных свай все они, как правило, изготавливаются по технологии фирмы Bauer, которая в 1958 г. разработала и запатентовала инъекционный стяжной анкер, предназначенный для крепления конструкций ограждения котлована в грунте без устройства распорных элементов;

• было установлено, что в большинстве случаев конструкция анкера состоит из трех основных частей: оголовка (опорный элемент), тяги (элемент, передающий нагрузку от оголовка анкера на его корень) и корня анкера (элемент, передающий нагрузку от закрепляемой конструкции на грунтовый массив и грунты основания);

По результатам патентного поиска существующих решений анкерных свай были выявлены технологические решения, имеющие особую популярность за рубежом, а именно:

• распорные конструкции в виде расклинивающихся стальных элементов или гарпунов с раскрывающимися при выдергивании лопастями и полостями, а также анкеры с разворотом наконечников для увеличения их опорной площади и сопротивляемости грунта, главными недостатками которых является сложная конструкция и подверженность коррозии стальных элементов в водонасыщенном глинистом грунте;

• буроинъекционные анкерные сваи, выполняемые из трубчатых полых винтовых штанг, соединенных между собой в единую тягу при помощи втулочных соединительных муфт с инъекцией цементного раствора (технология TITAN, «Атлант»), главными недостатками которых является большая (до 20-30 м) длина из-за низкой несущей способности по боковой поверхности и неконтролируемый характер распространения цементного раствора в пылевато-глинистом грунтовом массиве во время инъекции.

Перспективой развития исследований в данном направлении будет являться разработка новой конструкции буроинъекционной анкерной сваи, отличительной особенностью которой будет армированное контролируемое уширение на ее нижнем конце.

ЛИТЕРАТУРА

1. Muhra H. Micropiles in Northern and Middle Europe // Publication 39, Tampere University of Technology. Finland, 1997.

2. Аллас Э.Э., Мещеряков А.Н. Укрепление оснований гидротехнических сооружений / под ред.

проф. В.С. Эристова. Изд. 2-е перераб. и доп. М. : Энергия, 1966. 115 с.

3. Осмачкин А. Применение грунтовых анкеров для укрепления строительных конструкций // Инженерная защита. 2014. № 5. С. 68-75.

4. Сахаров И.И., Аббуд М. Геотехническое сопровождение закрепления оснований зданий и сооружений высоконапорной инъекцией // Тр. между-нар. семинара по механике грунтов, фундаменто-строению и транспортным сооружениям / под общ. ред. проф. А.А. Бартоломея. М. : Изд-во Перм. гос. тех. ун-та, 2000. С. 134-136.

5. ФедоровБ.С., ДжантимировХ.А. Усиление оснований буроинъекционными сваями // На стройках России. 1978. № 5. С. 2-5.

6. Коньков Н.К., Матяшевич И.А., Солодни-ков А.А. Применение анкеров в грунте для крепления стен подземной части гаража в Москве // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1977. № 4. С. 12-13.

7. Баранов Н.Н., Клейнер И.М., Мирочник Н.С., Четыркин Н.С. Влияние режима опрессовки на несущую способность буроинъекционных свай // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. № 3. С. 8-11.

8. Бронин В.Н., Сахаров И.И., Аббуд М. Геотехнические измерения при инъекционном закреплении грунтов // Доклад 56 научной конференции СПбГАСУ, ч. 2. 1999.

9. Дегиль Г.О. Назначение шага установки свай и инъекционных анкеров с учетом их взаимного влияния по грунту // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1990. № 11. С. 108-110.

10. Дегиль Г.О. Определение размеров зоны распространения грунта в основании буроинъекци-онных анкеров и свай // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1991. № 12. С. 104-107.

11. Лушников В.В., Богомолов В.А. Устройство буроинъекционных свай с гидроразрывом и опрес-совкой грунтов // Тр. VI Междунар. конф. по проблемам свайного фундаментостроения / под общ. ред. проф. А.А. Бартоломея. В 3-х т. М. : Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 1998. Т. 3. С. 75-80.

12. Мишаков В.А. Разработка конструкции и методики расчета инъекционных «грунтовых» анкеров, устраиваемых в песчаных грунтах : дис. ... канд. техн. наук. Л., 1984. 179 с.

13. Болдырев Г.Г. Устойчивость и деформируемость оснований анкерных фундаментов : дис. ... д-ра. техн. наук. М., 1992. 305 с.

14. Самохвалов М.А. Взаимодействие буроинъекционных свай, имеющих контролируемое ушире-ние, с пылевато-глинистым грунтовым основанием : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Тюмень, 2016. 210 с.

15. Крамаджян А.А., Русин Е.П., Стажев-ский С.Б., Хан Г.Н. О повышении несущей способности грунтовых анкеров с гибкой тягой // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 6. С. 96-106.

16. Крамаджян А.А., Русин Е.П. Об автоматизации исследований нагрузочных характеристик

грунтовых анкеров в натурных условиях // ГЕО-СИ-БИРЬ. 2010. № 2. С. 158-163.

17. Самохвалов М.А. Результаты полевых исследований работы буроинъекционных свай с контролируемым уширением // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2015. № 3. С. 51-57.

18. Чикишев В.М., Самохвалов М.А. Результаты теоретических исследований взаимодействия буро-инъекционной сваи, имеющей контролируемое уши-рение, с пылевато-глинистым грунтовым основанием // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 226-234.

19. Barley A.D., Bruce D.A., Bruce E.C., Lang J.C. High Capacity and Fully Removable Soil Anchors // PTI Journal. 2003.

20. Xanthakos P.P. Ground anchors and anchored structures. John Wiley & Sons — Inc. New York. 1991. 704 p.

21. Богов С.Г. Использование инъекционных технологий для стабилизации грунтов в условиях реконструкции Санкт-Петербурга // Тр. Междунар. семинара по механике грунтов, фундаментострое-нию и транспортным сооружениям / под общ. ред. проф. А.А. Бартоломея. М. : Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2000. С. 270-273.

22. Буданов В.Г., Зайцев А.Н. Исследования несущей способности инъекциионных свай и анкеров во Франции // Энергетическое строительство за рубежом. 1986. № 1. С. 37-40.

23. Аванесов В.С. Взаимодействие анкеров с окружающим грунтом и ограждающей конструкцией с учетом их линейных, нелинейных и реологических свойств : дис. ... канд. техн. наук. М., 2015. 122 с.

24. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов : мон. М. : АСВ, 2009. 550 с.

25. Brandl H. Special Lecture: Underpinning // Proceeding of the Twelfth International Conference on Soil Mechsnics and Foundation Engineering. Rotterdam, 1992.

26. Вишневский П.Ф. Современные методы анкерного крепления в строительстве. М. : Воениздат, 1981. 246 с.

27. Клайн К., Мишове П. Преднапряженные буроинъекционные анкеры для новых типов креплений // Строительство и архитектура Белоруссии. 1987. № 3. С. 31-33.

28. Мангушев Р.А. Геотехнологии, применяемые для усиления оснований и фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге // СтройПРО-ФИль. 2011. № 5 (91). С. 40-42.

29. Петрухин В.П., Шульятев О.А., Мозгаче-ва О.А. Новые способы геотехнического строительства: Научное издание. М. : Изд-во АСВ, 2015. 224 с.

30. Булгаков А.Г., Дыба В.П., Скибин Г.М. Расчет конструкций подпорных стен инженерных со-

< п

0 е t с

1 Н

G Г сУ

0 сл

n СО

1 2

У -Ь

J со

Ul

^ I

n ° о 2

oÜ

О о

& N

П 2

2 0

2 6

A CD

Г 6

c Я

h О

С о

• )

Ü ® 4

«> 00 ■ £

s У с о Ф я

л -А 1° 1° 2 2 О О л -А (О (О

№ О

г г

О О

N N

PÍPÍ г г

* <D U 3 > (Л С И 2

(О *

Sí

<и Ф

О % —■

о

О О

о со гм

СЯ (Л

.Е О

cl"

• с Ю сэ

S *

сэ ЕЕ

fe ° О) ^

т-

2: iE £

сл °

Е «Я

1 i! Es

О (П ф ф

СО >

оружений // Строительство и реконструкция. 2014. № 1 (51). С. 11-21.

31. Егоров А.И., Львович Л.Б., Мирочник Н.С. Опыт проектирования и строительства фундаментов из буроинъекционных свай // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1982. № 6. С. 14-16.

32. Сотников С.Н., Симагин В.Г., Вершинин В.П. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений. М. : Стройиз-дат, 1986. 96 с.

33. ВыдрицкаяМ.П. Методика и планирование экспериментальных исследований анкерных систем // Строительство и техногенная безопасность. 2010. Вып. 33-34. Разд. 2. С. 65-76.

34. Рытов С.А. Эффективные современные технологии устройства буроинъекционных свай и грунтовых инъекционных анкеров // Информационный вестник НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. 2007. № 1 (16).

35. Тер-Мартиросян З.Г., Аванесов В.С. Взаимодействие анкеров с упругопластическим массивом грунта // Вестник МГСУ. 2015. № 7. С. 47-56.

36. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты : уч. пос. для строительных специальностей вузов / под ред. С.Б. Ухова. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 2002. 566 с.

37. Крамаджян А.А, Русин Е.П., Стажев-ский С.Б., Хан Г.Н. Поворотные анкеры с гибким тяговым элементом: исследования взаимодействия с грунтовым основанием // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 6. С. 63-74.

38. Левачев С.Н., Шурухин Л.А., Галимов И.М. Опыт применения самораскрывающихся металлических грунтовых анкеров в берегоукреплении Ки-шемского канала Северо-Двинской шлюзованной системы // Гидротехническое строительство. 2018. № 4. С. 19-24.

39. Левачев С.Н., Галимов И.М., Немолоч-нов А.Г., Филиппов В.В., Зубачев Н.А. Причальная конструкция с жестким анкерным устройством // Гидротехническое строительство. 2018. № 10. С. 31-36.

40. Джантимиров Х.А. Разработка конструкции и методов расчета буроинънъекционных свай : автореф. дис.... канд. техн. наук. М. : НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, 1986. 24 с.

41. Галимов И.М. Совершенствование грунтовых анкерных конструкций раскрывающегося типа в гидротехническом строительстве : дис. ... канда. техн. наук. М. : МГСУ, 2018. 100 с.

42. Стажевский С.Б., Крамаджян А.А., Русин Е.П. О нетрадиционном подходе к повышению несущей способности грунтовых анкеров с гибкой тягой // ИНТЕРЭКСПО ГЕО-СИБИРЬ. 2013. Т. 2. № 3. С. 35-40.

43. Пат. 2366779 РФ, МПК E02D 5/80. Грунтовый анкер / С.Б. Стажевский С.Б. и др.; патенто-обл. Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук. Завял. № 2011138197/03 16.09.11 ; опубл. 20.02.13. Бюл. № 5.

44. Пат. 2522358 РФ, МПК-2014.07 E02D 5/46. Способ изготовления буроинъекционной сваи с контролируемым уширением / Я.А. Пронозин, Ю.В. Зазуля, М.А. Самохвалов; патентообл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет». Заявл. № 2015118557/03 19.12.12, опубл. 10.07.14. Бюл. № 19.

45. Горбунов-ПосадовМ.И. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. М. : Стройиздат, 1985. 480 с.

46. Горская Я.В. Исследование технических и технологических параметров буроинъекционных свай и анкеров типа «Атлант» // Сб. науч. тр. Тюмень : ТюмГАСУ, 2016. С. 51-86.

47. Sabatini P.J., Pass D.G., BachusR.C. Ground Anchors and Anchored Systems // Geotechnical engineering circular. 1999. No. 4. 281 p.

48. Braja M. Das. Earth Anchors. Elsevier Science Publishing company Inc. New York, 1990.

49. Еремин В.Я., Буданов А.А. Деформируемость песчаных грунтов при изготовлении свай по разрядно-импульсной технологии (РИТ) // Вестник МГСУ. 2006. № 1. С. 150-163.

50. Малинин А.Г., Смирнов А.Н., Малинин Д.А. Извлекаемые винтовые анкеры «АТЛАНТ» // Жилищное строительство. 2015. № 9. С. 36-40.

51. Малинин А.Г. Малинин Д.А. Применение анкерных свай «Атлант» в подземном строительстве // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2010. № 2. С. 248-255.

52. Малинин А.Г., Малинин Д.А. Применение свай «Атлант» в подземном строительстве // Известия ТулГУ. Науки и Земле : сб. науч. тр. . Тула : ТулГУ, 2010. С. 248-255.

53. Малинин А.Г., Малинин Д.А. Применение фиберглассовых анкеров в подземном строительстве // Метро и Тоннели. 2009. № 3. С. 24-27.

54. Малинин А.Г., Малинин Д.А. Технология устройства анкерных свай «АТЛАНТ» // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2010. № 1. С. 17-20.

55. Малинин Д.А. Несущая способность винтовых анкеров «Атлант» // Жилищное строительство. 2012. № 9. С. 46-49.

56. Malinin A., Malinin D. Adhesive strength of reinforcing elements during anchor-pile installation // Soil Mechanics & Foundation Engineering. 2011. Т. 48. № 2. С. 58-61.

57. Malinin A., Malinin D. Procedure for installation of «Atlant» anchor piles // Soil Mechanics & Foundation Engineering. 2010. Т. 47. № 1. С. 20-25.

58. Малышкин А.П., Пронозин Я.А. Усиление фундаментов микросваями с направленным инъек-тированием // Тр. Междунар. науч.-практ. конф. по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству. Пермь, 2004. Т. 2. С. 138-142.

59. Никитенко М.И. Буроинъекционные анкеры и сваи при возведении и реконструкции здании и сооружении. Минск, 2004. С. 59-65.

60. Мангушев Р.А., Никифорова Н.С., Конюш-ков В.В., Осокин А.И., Сапин Д.А. Проектирование

и устройство подземных сооружений в открытых котлованах : уч. пос. М.; СПб.: Изд-во АСВ, 2012. 266 с.

61. Малинин А.Г., Малинин П.А., Чернопа-зов С.А. Метод расчета устойчивости борта котлована, укрепленного гибкой подпорной стеной и анкерами. URL: http://www.geo-soft.ru/download/ artides/artides/8_metod_rascheta_ustojchivosti_borta_ kotlovana,_ukreplennogo_gibkoj_podpornoj_stenoj_i_ ankerami.pdf

62. Далматов Б.И., Лапшин Ф.К., Россо-хин Ю.В. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов / под ред. Б.И. Далматова. Л. : Стройиздат, 1975. 240 с.

Поступила в редакцию 1 августа 2019 г. Принята в доработанном виде 15 ноября 2019 г. Одобрена для публикации 29 ноября 2019 г.

Об авторах: Михаил Александрович Самохвалов — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительного производства; Тюменский индустриальный университет (ТИУ); 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38; SPIN-код: 8144-7899, Scopus: 57202603852, ResearcherlD: D-4465-2017; 89199431379@ya.ru;

Андрей Владимирович Гейдт — магистр кафедры геотехники, ассистент-стажер кафедры строительного производства; Тюменский индустриальный университет (ТИУ); 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38; SPIN-код: 4038-5500, Scopus: 5720351703; andreygeydt@gmail.com;

Александр Александрович Паронко — магистр кафедры геотехники, ассистент-стажер кафедры строительного производства; Тюменский индустриальный университет (ТИУ); 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38; SPIN-код: 2054-5572, Scopus: 57203516799, ORCID: 0000-0001-6854-6825; alexparonko@ gmail.com.

REFERENCES

1. Muhra H. Micropiles in Northern and Middle

Europe. Publication 39, Tampere University of Technology. Finland, 1997.

2. Alias E.E., Meshcheryakov A.N. Strengthening the foundations of hydraulic structures. Under the editorship of Professor V.S. Eristov, Ed. 2nd. Moscow, Energy, 1966; 115. (rus.).

3. Osmachkin A. The Use of soil anchors to strengthen building structures. Engineering Protection. 2014; 5:68-75. (rus.).

4. Sakharov I.I., Abbud M. Geotechnical support of fixing the foundations of buildings and structures by high-pressure injection. Proceedings of the international seminar on soil mechanics, foundation engineering and transportation facilities / Under total Ed. Professor A. A. Bartholomew. Moscow, Publishing house of Perm. State technical University, 2000; 134-136. (rus.).

5. Fedorov B.S., Dzhantimirov H.A. Strengthening of bases with bored-injection piles. At the Construction Sites of Russia. 1978; 5:2-5. (rus.).

6. Konkov N.K., Matyashevich I.A., Solod-nikov A.A. Application of anchors in the ground for fixing the walls of the underground part of the garage in Moscow. Bases, Foundations and Soil Mechanics. 1977; 4:12-13. (rus.).

7. Baranov N.N., Kleiner I.M., Mirochnik N.S., Chetyrkin N.S. Influence of the mode of crimping on the bearing capacity of bored-injection piles. Bases, foundations and soil mechanics. 1991; 3:8-11. (rus.).

8. Bronin V.N., Sakharov I.I., Abbud M. Geotechnical measurements at injection soil fixing. Report of the 56th scientific conference of Spbgasu, part 2. 1999. (rus.).

9. Degil G.O. Appointment of a step of installation of piles and injection anchors taking into account their mutual influence on a ground. University News. Construction and Architecture. 1990; 11:108-110. (rus.).

10. Degil G.O. Determining the size of the soil distribution zone at the base of bored-injection anchors and piles. University News. Construction and Architecture. 1991; 12:104-107. (rus.).

< DO

0 е t с

1 H

G Г сУ

0 œ

n СО

1 s

y -Ь

J со

^ I

n °

S 3

0 s

01

О n

& N

П 2

S 0

s 6

A CD

r 6

c я

h О

С о

• )

if

® 4

«> DO ■ T

s У

с о ф ф

-А. -А.

M 2

О О

л -А

(О (О

rn 9

r r O O

CH N

pi pi *- r

* (V

U 3 > (A

C M

to *

1j

<u <D

O % —■ "t^ O

O o

o

CO CM

iD

.E o

£ ° a

LO O

S *

o EE

fe ° CD ^

t

z £ £

CO °

i: w i

O (0

® u CO >

11. Lushnikov V.V., Bogomolov V.A. The device of bored-injection piles with hydraulic fracturing and

soil crimping. Proceedings of the VI international. Conf. on problems of pile Foundation engineering / Under total Ed. Professor A.A. Bartholomew. VST. Moscow, Publishing house of Perm. state tech. UN-TA, 1998; 75-80. (rus.).

12. Mishakov V.A. Development of design and methods of calculation of injection "ground" anchors arranged in sandy soils : dis. ... cand. tech. sciences. Leningrad, 1984; 179. (rus.).

13. Boldyrev G.G. Stability and deformability of the bases of anchor foundations : diss. ... dr. tech. sciences. Moscow, 1992; 305. (rus.).

14. Samokhvalov M.A. Interaction of bored-injection piles with controlled broadening with a dusty-clay soil base : abstract. dis. ... cand. tech. sciences. Tyumen, 2016; 210. (rus.).

15. Kramajyan A.A., Rusin E.P. On automation of studies of load characteristics of soil anchors in natural conditions. GEO-SIBERIA. 2010; 2:158-163. (rus.).

16. Kramajyan A.A., Rusin E.P., Stazhevsky S.B., Khan G.N. Rotary anchors with a flexible traction element: studies of interaction with the soil base. Physi-cotechnical Problems of Mineral Development. 2012; 6:63-74. (rus.).

17. Samokhvalov M.A. Field research results of arrangement of a drill-injection pile with controlled broadening. Akademicheskij Vestnik Uralniiproekt RAASN. 2015; 3:51-57. (rus.).

18. Chikishev V.M., Samokhvalov M.A. Results of theoretical investigations of interaction of a bored-injection pile having controlled broadening with a dusty-clay soil base. Modern Problems of Science and Education. 2014; 6:226-234. (rus.).

19. Barley A.D., Bruce D.A., Bruce E.C., Lang J.C. High Capacity and Fully Removable Soil Anchors. PTI Journal. 2003.

20. Xanthakos P.P. Ground anchors and anchored structures. John Wiley & Sons — Inc. New York, 1991; 704.

21. Bogov S.G. The use of injection technologies for soil stabilization in the reconstruction of St. Petersburg. International works Seminar on soil mechanics, Foundation engineering and transport constructions / Under total Ed. Prof. A. A. Bartholomew. Moscow, Publishing house of Perm. state tech. UN-TA, 2000; 270273. (rus.).

22. Budanov V.G., Zaitsev A.N. Studies of the bearing capacity of injection piles and anchors in France. Energy Construction Abroad. 1986; 1:37-40. (rus.).

23. Avanesov V.S. Interaction of anchors with surrounding soil and enclosing structure taking into account linear, nonlinear and rheological properties : diss.... cand. tech. sciences. Moscow, 2015; 122. (rus.).

24. Ter-Martirosyan Z.G. Soil Mechanics: monograph. Moscow, Publishing Association of construction universities, 2009; 550. (rus.).

25. Brandl H. Special Lecture: Underpinning. Proceeding of the Twelfth International Conference on Soil Mechsnics and Foundation Engineering. Rotterdam, 1992.

26. Vishnevsky P.F. Modern methods of anchorage in construction. Moscow, Military Publishing, 1981; 246. (rus.).

27. Klein K., Mishove P. The inclined Prestressed anchors for the new bracing types. Construction and Architecture of Belarus. 1987; 3:31-33. (rus.).

28. Mangushev R.A. Geotechnologies used to strengthen the foundations of buildings and structures in St. Petersburg. Stroyprofil, 2011; 5(91):40-42. (rus.).

29. Petrukhin V.P., Shulyatev O.A., Mozgache-va O.A. New ways of geotechnical construction: Scientific publication. Moscow, Publishing house DIA, 2015; 224. (rus.).

30. Bulgakov A.G., Dyba V.P., Skibin G.M. Calculation of retaining wall structures of engineering structures. Construction and Reconstruction. 2014; 1(51):11-21. (rus.).

31. Egorov A.I., Lvovich L.B., Mirochnik N.S. Experience in the design and construction of foundations from bored piles. Bases, Foundations and Soil Mechanics. 1982; 6:14-16. (rus.).

32. Sotnikov S.N., Simagin V.G., Vershinin V.P. Design and construction of foundations near existing structures. Moscow, Stroyizdat, 1986; 96. (rus.).

33. Vydrica M.P. Methodology and planning of experimental studies of the anchoring systems. Construction and Technogenic Safety. 2010; 33-34(2):65-76. (rus.).

34. Rytov S.A. Effective modern technologies of the device of bored-injection piles and ground injection anchors. Information Bulletin of NIIOSP. N.M. Gerse-vanova. 2007; 1(16). (rus.).

35. Ter-Martirosyan Z.G., Avanesov V.S. Interaction of anchors with elastic-plastic soil mass. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015; 7:47-56. (rus.).

36. Ukhov S.B., Semenov V.V., Znamenskiy V.V. et al. Soil Mechanics, bases and foundations : textbook. Handbook for construction specialties under the editorship of S.B. Ukhov. 2nd ed., Rev. and extra. Moscow, Higher. SHK., 2002; 566. (rus.).

37. Kramajyan A.A., Rusin E.P., Stazhevsky S.B., Khan G.N. On increasing the bearing capacity of soil anchors with flexible traction. Physico-technical Problems of Mineral Development. 2014; 6:96-106. (rus.).

38. Levachev S.N., Shurukhin L.A., Galimov I.M. Experience of application of self-opening metal soil anchors in Bank protection of the Kishemsky channel of the Severodvinsk lock system. Hydrotechnical Construction. 2018; 4:19-24. (rus.).

39. Levachev S.N., Galimov I.M., Nemoloch-nov A.G., Filippov V.V., Zubachev N.A. Mooring structure with rigid anchor device. Hydrotechnical Construction. 2018; 10:31-36. (rus.).

40. Dzhantimirov H.A. Development of design and methods of calculation of bored-injection piles : abstract. dis. ... cand. tech. Sciences. Moscow, NIIOSP im. N.M. Gersevanova, 1986; 24. (rus.).

41. Galimov I.M. Improvement of drop-down type soil anchor structures in hydraulic engineering : dis. ... cand. techn. sciences. Moscow, MGSU, 2018; 100. (rus.).

42. Stazhevsky S.B., Kramajyan A.A., Rusin E.P. On an unconventional approach to increasing the bearing capacity of soil anchors with flexible traction. INTEREXPO GEO-SIBERIA-2013. 2013; 3:3540. (rus.).

43. Patent. 2366779 Russian Federation, IPC E02D 5/80. Soil anchor / S.B. Stazhevsky et al.; applicant and patent holder Institution of the Russian Academy Of Sciences Institute of mining Siborskogoo branch of RAS. No. 2011138197/03 16.09.11; publ. 20.02.13. Bull. No. 5. (rus.).

44. Patent 2522358 Russian Federation, IPC-2014.07 E 02 D 5/46. Method of manufacturing of a bored-injection pile with controlled broadening / Ya.A., Pronozin, Yu.V. Zazulya, M.A. Samokhvalov; applicant and patent holder Federal state budgetary educational institution of higher education "Tyumen industrial University". № 2015118557/03 19.12.12, publ. 10.07.14 Bull. No. 19. (rus.).

45. Gorbunov-Posadov M.I. Grounds, foundations and underground construction. Under the General editorship of E.A. Sorochany and Y.G. Trofimenkov. Moscow, Stroyizdat, 1985; 480. (rus.).

46. Gorsky Y.V. A study of the technical and technological parameters of CFA piles and anchors of type "Atlas". Collection of scientific works. Tr. / Tyumsaeu. Tyumen, 2016; 51-86. (rus.).

47. Sabatini P.J., Pass D.G., Bachus R.C. Ground Anchors and Anchored Systems. Geotechnical engineering circular. 1999; 4:281.

48. Braja M. Das. Earth Anchors. Elsevier Science Publishing company Inc. New York. 1990.

49. Eremin V.Ya., Budanov A.A. Deformability of sandy soils in the manufacture of piles by discharge-pulse technology (RIT). Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2006; 1:150-163. (rus.).

Received August 1, 2019.

Adopted in a revised form on November 15, 2019. Approved for publication November 29, 2019.

50. Malinin A.G., Smirnov A.N., Malinin D.A. Removable screw anchors "ATLANT". Magazine Housing construction. 2015; 9:36-40. (rus).

51. Malinin A.G., Malinin D.A. Application of anchor piles "Atlant" in underground construction. Proceedings of Tula state University. Earth science. 2010; 2:248-255. (rus.).

52. Malinin A.G., Malinin D.A. The Use of piles Atlant in underground construction. Proceedings of Tula state University. Earth science. 2010; 248-255. (rus.).

53. Malinin A.G., Malinin D.A. Application of fiberglass anchors in underground construction. Metro and Tunnels. 2009; 3:24-27. (rus.).

54. Malinin A.G., Malinin D.A. ATLANT Anchor Pile Device Technology. Grounds, foundations and soil mechanics. 2010; 1:17-20. (rus).

55. Malinin D.A. Bearing capacity of screw anchors "Atlant". Housing Construction. 2012; 9:46-49. (rus.).

56. Malinin A., Malinin D. Adhesive strength of reinforcing elements during anchor-pile installation. Soil Mechanics & Foundation Engineering. 2011; 2:58-61.

57. Malinin A., Malinin D. Procedure for installation of "Atlant" anchor piles. Soil Mechanics & Foundation Engineering. 2010; 1:20-25.

58. Malyshkin A.P., Pronozin J.A. Promotin the Foundation Reinforcement by micropiles with directional injection. Proceedings of International scientific-practical conference on problems of soil mechanics, Foundation engineering and transport infrastructure construction. Perm, 2004; 2:138-142. (rus.).

59. Nikitenko M.I. Inclined anchors and piles in the construction and reconstruction of buildings and structures. Minsk, 2004; 59-65. (rus.).

60. Mangushev R.A., Nikiforova N.S., Konyush-kov V.V., Osokin A.I., Sapin D.A. Design and construction of underground structures in open pits : studies. benefit. Moscow; St. Petersburg, Publishing house DIA, 2012; 266. (rus.).

61. Malinin A.G., Malinin P.A., Chernopa-zov S.A. Method for calculating the stability of the side of the pit, reinforced with a flexible retaining wall and anchors. URL: http://www.geo-soft.ru/download/arti-cles/articles/8_metod_rascheta_ustojchivosti_borta_kot-lovana,_ukreplennogo_gibkoj_podpornoj_stenoj_i_an-kerami.pdf (rus.).

62. Dalmatov B.I., Lapshin F.K., Rossokhin Yu.V. Design ofpile foundations in conditions of weak soils. Ed. Dr. Techn. Sciences, Professor B.I. Dalmatov. Leningrad, Stroyizdat, 1975; 240. (rus.).

< DO

<D е t с

Î.Ï

G Г сУ

0 œ

n СО

1 s

y -Ь

J со

^ I

n °

S 3

о s

oÎ

О n

П 2 S 0

s 6

r œ c Я

h о

С о

• )

if

® 4

«> 00

■ E

s У

с о

f f

-А. -А.

M 2

О О

л -А

(О (О

M.A. CaMoxeanoe, A.B. reùôm, A.A. napoHKo

BioNOTBs: Mikhail A. Samokhvalov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Construction Production; Industrial University of Tyumen (IUT); 38 Volodarsky st., Tyumen, 625000, Russian Federation; SPIN-code: 8144-7899, Scopus: 57202603852, ResearcherlD: D-4465-2017; 89199431379@ya.ru;

Andrej V. Gejdt — Master of the Department of geotechnics, assistant-trainee of the Department of construction production; Industrial University of Tyumen (IUT); 38 Volodarsky st., Tyumen, 625000, Russian Federation; SPINcode: 4038-5500, Scopus: 5720351703; andreygeydt@gmail.com;

Aleksandr A. Paronko — Master of the Department of geotechnics, assistant-trainee of the Department of construction production; Industrial University of Tyumen (IUT); 38 Volodarsky st., Tyumen, 625000, Russian Federation; SPIN-code: 2054-5572, Scopus: 57203516799, ORCID: 0000-0001-6854-6825; alexparonko@gmail.com.

№ 9

r r

O O

CH N

ci ci

*- r

* (V U 3

> in E jn

CO *

ii

OU (D

o %

---' "t^

O

o o

o

CO CM

CO CO

.E O

£ ° • c LO O

S *

o EE

fe ° CD ^

t

2: £ £

co °

C w

iE 3S

o in o o ta >