11.2 Розрахунок основних параметрів при різних способах заглиблення анкерних пристроїв в ґрунт

При заглибленні гвинтового анкера необхідне значення закручуючого моменту можна визначити за формулою

(11.41)

де α – коефіцієнт, що залежить від глибини закладання анкера, рівний α =1 при глибині закручування до 3 м та α=1,1 при глибинні закручування більше 3 м;

t, D_л – відповідно крок та діаметр гвинта лопасті анкера;

k₁ – коефіцієнт, що враховує щільність ґрунту, через який проходить лопасть анкера (табл. 11.12).

Сили опору ґрунту при заглибленні анкера способом дії статичного навантаження визначаються залежністю

, (11.42)

де – опір ґрунту вздовж бічної поверхні анкера

(11.43)

Р_лоб – лобовий опір ґрунту при проникненні анкера

(11.44)

u, l – відповідно, периметр та довжина заглибленої частини анкера;

R_гр – опір ґрунту при проникненні анкера (табл. 11.13);

ƒ_тр.a – коефіцієнт тертя анкера по ґрунту (табл. 11.14);

F_т – площа торця анкера

. (11.45)

Таблиця 11.12 – Значення щільності ґрунту

Тип ґрунту	Значення k1
Насипний пухкий ґрунт Глина та суглинок в текучому стані Пісок пороховатий (пливун) Суглинок та глина пластична Пісок дрібний та супісь насичена водою Пісок середньої крупності та щільності при різному значенні водонасиченості Пісок та гравій щільно водонасичені Глина та суглинок напівтверді Глина дуже щільна з гравієм та піском Гравій з піском дуже щільний	15 25 30 30 25 35 40 45 45 50

Таблиця 11.13 – Опір ґрунту при проникненні анкера

Тип ґрунту	Опір ґрунту, МПа
Пісок Суглинок Щільний суглинок Глина В’язка глина	0,095 0,130 0,195 0,240 0,300

Таблиця 11.14 – Характеристика ґрунтів

Тип ґрунту	Кут внутріш-нього тертя , гр, град	Коеф. тертя,	Коефіцієнт зчеплення, Сгр, кПа
Гровелистний пісок Пісок середньої крупності Дрібний пісок Пороховатий пісок Супіски Суглинки Глини Торф	36-40 33-38 30-36 28-34 21-25 17-22 15-18 16-30	0,7-0,8 0,65-0,75 0,6-0,7 0,55-0,65 0,35-0,45 0,3-0,4 0,25-0,35 0,3-0,5	0-2 1-3 2-5 2-7 4-12 6-20 12-40 0,5-4

Значення максимальної сили та величина заглиблення анкера при зануренні за допомогою динамічної сили, розраховують за формулами

(11.46)

(11.47)

де F_а – площа поперечного перетину анкера;

ρ – густина матеріалу із якого виготовлений анкер;

с – швидкість розповсюдження звуку в матеріалі із якого виготовлений анкер;

v – передударна швидкість анкера;

[σ_д] – динамічна твердість ґрунту.

Значення величини заглиблення анкера при використанні енергії вистрілу визначається за формулою

(11.48)

де v_у – швидкість анкера в момент зіткнення його із ґрунтом

(11.49)

G – маса анкера (табл. 11.15);

f_с – сумарний коефіцієнт опору ґрунту проникненню анкера в ґрунт (табл. 11.16);

F_лоб – площа лобового опору (см²) рівна сумі площ загостреної частини та лопастей анкера;

α – кут загостреної лобової частини анкера (50°–55°);

k – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів лопасті на величину заглиблення анкера, для циліндричних анкерів k=1, а для лопасних розраховується за спеціальною формулою;

М_зар – маса заряду для закріплення використовуються стандартні заряди масою (70,140,210,280 та 350) грам

Таблиця 11.10 – Технічна характеристика анкерів, що вистрілюються

Тип анкера	Маса анке-ра, кг	Критична несуча здатність, кН	Довжина анкера, м
Гладкий циліндричний АВ-1 Циліндричний із дротів АВ-2 Чотирьохлопасний, що розкривається АВ-2-4 Із лопастю, що розвертається АВ-3 Такий, що розверта-ється у ґрунті АВ-4	45 50 60 70 55	18 54 82 104 73	1,5 1,5 1,8 1,7 1,2

.

Таблиця 11.16 – Значення сумарного коефіцієнта опору ґрунту при зануренні анкера

Тип грунту	Коефіцієнт пористості,(Е)
	0,45		0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,15
Піски:
дрібні	0,200		0,160	0,120	0,088	0,056	-	-	-
пороховаті	0,115		0,099	0,084	0,066	0,047	-	-	-
Супіски з консистенцією ІL:
0,25ІL0,25		0.182	0.112	0.062	-	-	-	-	-
0,25<ІL0.75		0.084	0.055	0.037	0.025	-	-	-	-
0.75<ІL1.25		-	0.035	0.025	0.020	0.016	-	-	-
Суглинки консистенцією ІL:
ІL <0	0.154		0.152	0.133	0.114	0.099	-	-	-
0 ІL  0,25	0.114		0.114	0.099	0.099	0.087	-	-	-
0,25<ІL0.5	-		0.087	0.087	0.077	0.062	0.060	-	-
0.5<ІL  .75	-		0.077	0.077	0.062	0.060	0.055	0.05	-
0.75<ІL1.0	-		-	0.060	0.060	0.055	0.050	0.044	0.038
ІL >1	-		-	0.055	0.055	0.050	0.046	0.04	0.034