11.1.3 Розрахунок несучої здатності анкерних пристроїв в талих грунтах

В талих грунтах закріплення трубопроводів можливе гвинтовими анкерами та палевими анкерами розкриваючого типу.

Разрахункову несучу здатність одного анкерного пристрою визначають за формулою

Б_т.г = zm_аР_а, (11.21)

где z - кількість анкерів в одному анкерному пристрої;

т_а - коефіцієнт умов роботи анкерного пристрою;

Р_а – розрахункова несуча здатність анкера.

Коефіцієнт умов работи анкерного пристрою т_а залежить від кількості анкерів z та співвідношення між зовнішним діаметром трубопроводу D_з і максимальним лінейним разміром габарита проекції одного анкера на горизонтальну площину D_анк:

- при z = 1 або z = 2 але (D_з/D_aнк) > 3 то тоді т_а = 1;

- при z ³ 2 але 1 £ (D_з/D_aнк) £ 3 то тоді значення т_а розраховується за формулою

. (11.22)

При двух лопастях в анкерах раскрывающегося типа в качестве D_анк следует принимать максимальный линейный размер большей по диаметру лопасти анкера.

Разрахункова несуча здатність анкера Р_а залежить від несучої здатності грунтової основи та визначається із умови.

, (11.23)

где Ф_анк - несча здатність анкера;

k_н.а - коефіцієнт надійності анкера, який приймається в залежності від способу визначення несчої здатності анкера, якщо, несча здатність анкера визначена розрахунковим шляхом тоді k_н.а = 1,40, а якщо визначена за результатами польових випробувань то k_н.а.=1,25.

Розрахунок несучої здатності анкера залежить від глибини занурення його в грунтову основу.

У випадку, якщо глибина закладання верхньої лопасті анкера від рівня дна траншеї становить від 6 до 8 диаметрів лопасті, то несучу здатність анкера визначають за формулою

, (11.24)

где i - номер лопасті анкера;

n - число лопастей вздовж анкера принимається рівним для гвинтових анкерів п = 1, а для анкерів розкриваючого типу п = 2;

- коефіцієнт умов роботи i-ої лопасті анкера, який залежить від типу грунту і приймається зідно табл. 11.7;

- відповідно безрозмірні коефіцієнти, які залежать від розрахункового кута внутрішнього тертя грунту j_гр в рабочій зоні (під рабочою зоною розуміють прилеглі до лопасті шар грунту толщиною, рівною D_анк) і приймаються згідно табл.11.8;

_i – розрахункове питоме зчеплення пиловато-глинистого, піскового грунту або грунтової основи в рабочій зоні i-ої лопасті анкера;

- среднє розрахункове значення питомої ваги грунтової основи;

_i - глибина залягання i-ої лопасти анкера від дна траншеї.

F_i - площа i-ої лопасті анкера.

Середє розрахункове значення питомої ваги грунту розраховується із врахуванням зважуючої дії води за формулою

, (11.25)

где g_ск.гр – питома вага скелету грунту;

g_вод – питома вага води;

e_i - коефіцієнт пористості грунту.

Таблиця 11.7 - Коефіцієнт умов работи анкера

Тип грунту	Значення коефіцієнту
Глини та суглинки: тверді напівтверді тугопластичні м’якопластичні текучопластичні Піски та супіски: піски маловологі та супіски тверді піски вологі та супіски пластичні піски водонасичені іта супіски текучі	0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,7 0,5

Таблиця 11.8 – Безрозмірні коефіцієнти

jгр	130	150	160	180	200	220	240	260	280	300	320	340
	7,8	8,4	9,4	10,1	12,1	15,0	18,0	23,1	29,5	38,0	48,4	64,9
	2,8	3,3	3,8	4,5	5,5	7,0	9,2	12,3	16,6	22,5	31,0	44,4

Зауваження. Проміжні значення j_гр та відповідно приймаються шляхом лінійної інтерполяції

При глибині закладання анкера, меньше від 6 диаметрів лопасті, то несучу здатність анкера визначають за формулою

, (11.26)

де V_в.п - обєм тіла випирання в формі зрізаної піраміди;

F_б.п - площа бічної поверхні зрізаної піраміди.

Для анкерів із круглою лопастю значення V_в.п та F_б.п, розраховують відповідно за формулами

; (11.27)

, (11.28)

де для скорочення запису позначили

. (11.29)

Вілстань між осями анкерних пристроїв (крок) розраховується за формулою 11.3.