Набрызг-бетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов (стр. 8 из 29)
Наиболее целесообразно использование таких анкеров в интенсивно деформируемых и разуплотняющихся сильнотрещиноватых и обводненных грунтах.
4.22. Применяемые для железобетонных анкеров растворы должны состоять из материалов, соответствующих требованиям государственных стандартов: портландцемент - ГОСТ 10178-85; глиноземистый цемент - ГОСТ 969-77; песок - ГОСТ 10268-80; хлористый кальций - ГОСТ 450-77; вода - ГОСТ 23732-79.
4.23. С целью удовлетворения требованиям технологичности (свободное прохождение раствора через растворонагнетатель, подводящие шланги и инъектор, а также исключение вытекания раствора из шпуров) на месте производства работ допускается корректировать величину водоцементного отношения.
4.24. В комплект сталеполимерного анкера входят, заостренный анкерный стержень из стали периодического профиля и ампул-патроны, заполненные пластораствором на основе эпоксидной, полиэфирной или других синтетических смол с капсулой, заполненной отвердителем.
Омоноличивание анкера после достижения им в течение 5 - 10 мин расчетной несущей способности осуществляют путем разрушения оболочек ампул-патрона и капсулы и последующего перемешивания их содержимого при внедрении в шпур и вращении анкерного стержня.
4.25. Цельноомоноличиваемые сталеполимерные анкеры с соответствующими быстросхватывающимися составами рекомендуется использовать в сложных гидрогеологических условиях, в том числе при высокой степени трещиповатости пород.
4.26. Армирующие стержни омоноличиваемых анкеров следует изготовлять из горячекатаной стали периодического профиля (ГОСТ 5781-82). Корневой конец стрежня должен быть заострен, другой конец - расклепан с отверстием для шплинта.
Допускается использование иных конструктивных решений концов стержня, выступающего в выработку (резьба с гайкой, петля и т.д.). Корневые концы сталеполимерных анкеров должны быть кососрезанными для обеспечения внедрения в ампул-патрон и качественного перемешивания пласторастворов.
4.27. Перед применением анкеров необходимо проверять свойства закрепляющих составов (методика по ГОСТ 5802-86) и проводить испытания анкеров, установленных на этих растворах.
4.28. Для закрепления в слабоустойчивых грунтах на глубину более 5 м подземных выработок пролетом более 10 м сопряжении выработок, а также откосов котлованов при соответствующем технико-экономическом обосновании следует применять омоноличиваемые в скважине по всей длине или в замковой части предварительно напрягаемые анкеры прядевой или стержневой конструкции (приложение 17)
4.29. Во всех обделках, а также в крепях, устанавливаемых в агрессивных средах или со сроком службы крепей от 1 года и более, анкерные стержни должны иметь покрытие в виде консистентной смазки, резиновой или полиэтиленовой рубашки, песчано-цементного камня и пр., обеспечивающее необходимую антикоррозийную защиту.
Расчет анкеров и составление паспорта
4.30. Параметры анкерной крепи - тип, размеры замка длина анкеров, расстояние между ними, величина натяжения стержней - определяются строением горного массива механическими свойствами грунтов и размерами подземной выработки. Как правило, параметры анкерной крепи следует назначать с учетом опыта ее применения в аналогичных инженерно-геологических условиях.
4.31. Основной эффект от крепления выработок анкерами состоит в том, что окружающие выработку породы, имеющие склонность к расслоению и обрушению, прикрепляются к устойчивым областям горного массива, лежащим за пределами расчетного свода давления, при помощи анкеров. В отдельных случаях кровля выработки, закрепленная анкерами, может рассматриваться как несущая армокаменная конструкция, уменьшающая высоту свода давления грунта.
4.32. Анкеры, применяемые в качестве временной крепи подземных сооружений, рассчитывают по прочности закрепления замков и прочности стержней по аналогии с соответствующими требованиями глав строительных норм и правил на проектирование тоннелей и бетонных (железобетонных) конструкций.
Под прочностью закрепления замка анкера понимают максимальную нагрузку, при приложении которой к стержню установленного анкера осевое перемещение его конца не превышает 10 мм.
4.33. В расчете основных параметров анкерной крепи (рис. 9), исходя из гипотезы «подвешивания» зоны возможного обрушения к ненарушенным грунтам, согласно требованиям к временному креплению, расчет следует производить в следующем порядке:
определить расчетную (рабочую) длину стержня анкера lр;
определить длину части анкера, заглубленную в ненарушенный грунт (замковой части) l3;
определить предельное расстояние между анкерами а по прочности закрепления заглубленной части замка;
выбирать диаметр и материал стержня dст.
Рис. 9. Основные параметры анкерной крепи:
1 - анкер; 2 - шайба или подхват; 3 - граница зоны возможного обрушения
4.34. Расчетную длину стержня анкера lр следует назначать равной не менее высоты возможного обрушения 
, принимаемой на основании опыта строительства в аналогичных инженерно-геологических условиях.
При отсутствии опытных данных расчетную глубину зоны возможного обрушения следует определять по формуле, м:
где Кт - коэффициент учета трещиноватости скальных грунтов, принимаемый здесь равным: для слаботрещиноватых грунтов 1; для трещиноватых 2; для сильнотрещиноватых 2,5.
Если коэффициент крепости грунта f (см. приложение 11) определен с учетом трещиноватости, то Кт=1.
В слабоустойчивых грунтах типа аргиллитов должно удовлетворяться условие lр ³ 0,5В (z - 1),
где z - относительная величина, принимаемая в зависимости от глубины заложения тоннеля Н и предела прочности грунта на сжатие sк по номограмме (рис. 10).
Расчетную величину прочности закрепления заглубленной части необходимо корректировать натурными испытаниями согласно пп. 4.40.
4.35. Длину замковой части l3 и концевой части lк, выступающей в выработку, следует назначать конструктивно в зависимости от типа замка и конструкции крепления подхвата. При этом для клинощелевых анкеров длина замковой части должна быть не менее 20 см.
Рис. 10. Номограмма для определения относительных размеров зоны возможного обрушения z в зависимости от глубины заложения тоннеля
4.36. Разница между диаметрами шпура и замка клинощелевого анкера не должна превышать 8 мм. Толщину клина в в основании рекомендуется назначать равной диаметру замка анкера, но не менее величины, определяемой из выражения
вmin = 2l + (dш – dа) + tп ,
где l - глубина внедрения «усов» анкеров и породу, принимаемая при отсутствии фактических данных но табл. 8; dш и da - соответственно диаметры шнура и замка анкера; tп - ширина прорези.
Таблица 8
| Коэффициент крепости грунта f | 10-20 | 6 | 4 |
| Глубина внедрения l, мм | 2 | 4 | 6 |
Длину клина следует назначать конструктивно, но при условии, что его длина не должна превышать половину основания более чем в 12 раз.
4.37. Правильность назначения параметров замка необходимо обязательно проверить путем испытаний прочности за крепления замков в производственных условиях, проводимых в соответствии с указаниями пп. 4.71 - 4.81 настоящих Норм.
Для конструкций замков, приведенных в пп. 4.13; 4.14 и предназначенных для применения в грунтах с коэффициентом крепости 6 - 10 («в куске»), разрешается принимать расчетную прочность закрепления по табл. 9 без предварительных испытаний.
Таблица 9
| Диаметр замка, мм | Толщина клина, мм | Диаметр коронки, мм | Расчетная прочность закрепления, кН1 |
| 25 | 25 | 32 ± 1 | 90 |
| 36 | 25 | 41 ± 1 | 60 |
_________
1Расчетная прочность закрепления приведена для фрезерованных поверхностей прорези и боковых граней клина анкера.
4.38. В случаях, когда замки анкеров могут подвергаться воздействию попеременного замораживания и оттаивания, испытания замков на прочность закрепления следует проводить в талом грунте.
4.39. Длину замковой части железобетонных анкеров сначала назначают ориентировочно, как правило, в пределах от 20 до 60 см. При этом прочность N1, МПа, закрепления замка определяют по формуле
,
где 
- предварительная длина замка, см; dст - диаметр армирующего стержня, см; tсц - удельное сцепление бетона с армирующим стержнем, МПа, принимая по табл. 10.