Требования к материалам:

1. Винт должен изготавливаться из листовой стали по ГОСТ 27772. По предельным отклонениям листовой прокат должен соответствовать требованиям ГОСТ 19903.

2. Ствол анкерного устройства должен изготавливаться из трубы стальной электросварной по ГОСТ 10704. Допускается изготовление ствола из цельнотянутых труб по ГОСТ 8732. Сталь для трубы по ГОСТ 8731-сталь20.

3. Винт приваривается к стволу анкерного устройства электродами Э42А по ГОСТ 9467 или в среде углекислого газа проволокой СВ-08Г2С ГОСТ 2246.

4. Болты применять по ГОСТ 15589, класса прочности 5.8, с дополнительными испытаниями по ПО3.1 табл.10 ГОСТ 1759.4, марку стали болтов принять по табл. 1 ГОСТ 1759.4. Применение автоматной стали для болтов не допускается.

5. Силовой соединительный пояс анкерного устройства принят по ТУ 3663-002-95917936-2007. В случае применения пояса на открытом воздухе требуется защита от прямых солнечных лучей.

6. Талрепы приняты по ГОСТ 24.125.105-01.

7. Гайки приняты по ГОСТ 5915.

В. Методы испытания

- Внешним осмотром проводят проверку анкерного устройства на соответствие:

конструкторской документации, требованиям ТУ и стандартов;

комплектности;

маркировки;

упаковки.

- Основные размеры анкерного устройства проверяют рулеткой по ГОСТ7502.

- Методы испытаний силового соединительного пояса (мягкого силового пояса МСП) разработаны в п.6. ТУ 3663-002-95917936-2007.

- Полевые испытания анкерных устройств выполняются по заданию заказчика по специальной программе, разработанной в соответствии ГОСТ 5686.

- Результаты испытаний анкерных устройств должны быть оформлены в соответствии с требованиями ГОСТ 15.201.

- Расчетный срок службы винтовых анкеров равен 30 годам, что соответствует требованиям. Приложение 1 ВСН 39-1.9-003-98.

Для проведения испытаний анкеров могут быть применены различные типы установок.

Для проведения испытаний винтовых свай и анкеров длительное время использовалась установка сборно-разборной конструкции (рис.2; рис.4). Установка рассчитана на проведение испытаний свай и анкеров на сжимающую и выдергивающую нагрузки величиной 50 тс (ригеля установки рассчитаны на восприятие нагрузки в 100 тс). При разработке конструкции установки предусматривалась возможность проведения не менее трех-четырех испытаний свай на каждой опытной площадке. Поэтому установка выполнена сборно-разборной с целью ее многократного монтажа и демонтажа и перевозки обычными транспортными средствами. Для проведения испытаний только на выдергивающие нагрузки удобна испытательная установка в виде криволинейной балки с опорными плитами.

Находят применение при испытании винтовых анкеров и передвижные установки (Рис.3). Испытания винтовых свай и анкеров производились как в обычных талых грунтах, так и в твердомерзлых. В обычных талых грунтах испытания производились в основаниях трех типов: глинистом, песчаном и галечном. Опытные площадки были выбраны на участках с наиболее неблагоприятными грунтовыми условиями. Испытания свай предусматривалось проводить вертикально приложенной статической и циклической нагрузкой на сжатие и выдергивание. Цель этих испытаний — определение несущей способности винтовых свай в зависимости от их размеров и характера загружения, а также от грунтовых условий (глинистые, песчаные, крупнообломочные грунты). Одновременно с этим выявляется характер изменения деформаций грунта под воздействием возрастающей ступенями статической нагрузки. В задачу испытаний входит проверка работы конструкции винтовой лопасти при различных ее параметрах.

Несущая способность сваи определяется предельным сопротивлением грунта действию сжимающей или выдергивающей нагрузки.

Такое состояние фунта характеризуется значительным возрастанием деформаций при сравнительно малом увеличении нагрузки.

Для исследования несущей способности винтовых свай, работающих на сжимающую и выдергивающую нагрузки, было проведено более 50 опытов с различными грунтовыми условиями на опытных площадках, а также реках Аму-Дарья, Охта, Днестр, Теша, Ге-ге, Кубань и др. Кроме того, были проведены испытания свай на горизонтальную нагрузку и вертикальную циклическую нагрузку, на сжимающую и выдергивающую нагрузки. Загружение свай осуществлялось на специальной установке, с помощью 100-тонного гидравлического домкрата. Постоянство давления в процессе каждого опыта обеспечивалось подкачкой масла в домкрат, по мере необходимости, ручным насосом. Гидравлическое давление, передающееся на сваю, фиксировал ось манометром. Пересчет нагрузки в тоннах, в зависимости от величины гидравлического давления, производился по переходной таблице для установленного гидравлического домкрата. Наблюдения за вертикальными деформациями грунта при испытании свай велись с помощью прогибомеров Максимова, установленных на реперных установках. Для обеспечения центрального приложения нагрузки завинчивание испытуемых свай производилось в строго вертикальном положении. Кроме того, при испытании свай на сжимающую нагрузку необходимая соосность сваи и домкрата достигалась с помощью регулировочных винтов специального патрона, надеваемого на «голову» сваи. Испытание одной и той же сваи производилось, как правило, на два вида приложения нагрузок — на сжатие и на выдергивание.

Испытания на выдергивание

Целью испытания свай на выдергивающую нагрузку являлось: а) определение несущей способности винтовых свай в зависимости от их размеров и типа грунтов основания; б) выявление характера деформаций грунта при заложении лопасти выше и ниже критической глубины. Под критической глубиной принимается такая глубина погружения сваи, выше которой при предельной выдергивающей нагрузке на лопасть происходит выпирание грунта на поверхность, а ниже — его прорезание. До того, как происходит прорезание в прилегающем к лопасти грунте, возникает состояние предельного равновесия, которое достигается без значительных деформаций и без появления трещин в грунте. В зависимости от глубины завинчивания и диаметра лопасти введены понятия сваи (анкера) мелкого и глубокого заложения.

Испытания винтовых свай на выдергивание проводились в глинистых, песчаных и гравийно-галечных грунтах. Испытывались сваи с диаметрами лопастей 600 и 800 мм, погруженные в грунт на сравнительно небольшую глубину — от 1.5 до 3,5м. Выдергивающая нагрузка прикладывалась ступенями. При этом давалась выдержка времени на каждую ступень, до стабилизации перемещения (т, е- прекращения выхода) сваи. Ступени нагрузок при загружении свай, в зависимости от расчетнй критической выдергивающей нагрузки, составляли от 1.0 до 2.0 тс. Нагрузки на сваи доводились до таких критических значений, при которых перемещения (выход) свай продолжались без увеличения нагрузки, в большинстве случаев выдергивание свай продолжалось, даже когда нагрузка уменьшалась, что сопровождалось выпиранием грунта.

Анализируя результаты испытаний винтовых свай на выдергивающую нагрузку, можно сделать следующие выводы: Винтовые сваи могут выдержать значительно большие горизонтальные усилия, чем обычные сваи. 1.Характер работы винтовых свай на выдергивание зависит от относительной глубины заложения лопасти Н: D и фунтовых условий. Наибольшей несущей способностью обладают сваи, погруженные в глинистые водонасыщенные грунты. 2.Несущая способность винтовых свай зависит от диаметра лопасти. Наиболее оптимальная величина диаметра лопасти 600-850 мм; шаг — 200-250 мм.