Несущая способность каждого анкера, как правило, должна быть проверена до включения его в работу совместно с закрепляемой конструкцией путем контрольных или приемочных испытаний на максимальную испытательную нагрузку.
В слабых грунтах повысить несущую способность анкера по грунту можно путем увеличения длины корня анкера или его диаметра, правильного выбора технологии нагнетания.
Расчет расстояния между винтовыми анкерными устройствами с повышенной удерживающей способностью, со следующие исходными данными:
диаметр трубопровода D н = 250мм;
толщина стенки трубопровода δ = 8мм;
толщина изоляции δ из=1мм;
толщина футеровки δ ф=25мм
объемный вес воды γв=1100 кГс/ м3
объемный вес изоляционного покрытия γиз=1200 кГс/ м3
объемный вес футеровки γф=840 кГс/ м3;
вид перекачиваемого продукта: газ
диаметр корня анкера D анк=0,2 м
длина корня анкера Lk=0,6 м
коэффициент замоноличивания анкера kа = 5,5
вертикальное расстояние от поверхности грунта до середины анкера h = 2м
Удельный вес грунта γг = 2,12·104 кГс/м3
Рассмотрим случай, когда трубопровод прямолинейный и течение воды отсутствует. Проверку такого трубопровода против всплытия следует производить из условия:
где Б – вес балласта под водой;
Км – коэффициент безопасности по материалу, зависящий от вида балластировки и определяемый по таблице 2;
К у.л – коэффициент надежности при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия (коэффициент устойчивости на всплытие), который принимается по таблице 3;
А – расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод с учетом изоляции и футеровки (Архимедова сила), которая определяется по формуле:
Q – вес единицы длины трубы с учетом изоляции, футеровки и перекачиваемого продукта (на воздухе):
составляющие вышеприведенной формулы определяются по формулам:
Таблица 2
| Вид балластировки | Значение Км |
| Анкерные устройства | 1,0 |
Таблица 3
| Тип водоемов | Значение Ку.л |
| Для болот, водоемов при отсутствии течения воды, пойм рек и периодически заливаемых участков 1%-ной обеспеченности | 1,05 |
| Для водных преград шириной зеркала воды до 200 м для трубопроводов диаметром 1000 мм. | 1,1 |
| Для всех подводных переходов диаметром 1000 мм. При диаметре менее 1000 мм, но ширине зеркала менее 200 м и горных рек с неустойчивым руслом. | 1,15 |
При балластировке трубопроводов металлическими винтовыми анкерными устройствами расчетное усилие (допускаемая нагрузка) определяется по формуле:
где Z а – число анкеров в одном анкерном устройстве;
Кгр – коэффициент несущей способности грунта, в котором находятся лопасти анкеров; (таблица 4)
ma – коэффициент условий работы анкерного устройства принимается равным 0,5 при Za<2 и 0,4 при Za>2;
Na – максимальная (критическая) нагрузка на один винтовой анкер, завинченный в грунт I группы на глубину не менее 6 диаметров лопасти (таблица 5).
Значение коэффициента Кгр Таблица 4
| Группа грунта | Грунты | K гр |
| I | Мягкопластичные глины и суглинки, пластичные супеси | 1 |
| II | Пески мелкие, плотные и средней плотности, маловлажные, влажные и водонасыщенные; полутвердые тугопластичные глины и суглинки. | 2 |
| III | Пески гравелистые, крупные и средней зернистости, маловлажные, влажные и водонасыщенные; твердые супеси, глины и суглинки. | 3 |
Максимальная нагрузка на один винтовой анкер Na , кгс Таблица 5
| Da, мм | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| Na, H | 6500 | 7500 | 12500 | 21000 | 30000 | 53000 | 83000 | 120000 |
Несущая способность анкера:
Расстояния между анкерами:
Дополнительно определяется расстояние между анкерами из условия прочности:
где
R 2 –расчетное сопротивление трубной стали;
W – осевой момент сопротивления поперечного сечения трубы;
P пл - распределенная нагрузка на участке, свободном от грузов–( положительная плавучесть);
где V в - объем воды, вытесненный 1 м трубы с учетом изоляции;
При la> lamax принимается значение lamax .
Несущая способность заглубленного винтового анкера диаметром d , длиной l, заглубленного в грунт с объемным весом γвст, на глубину h , равна:
где
φ –угол внутреннего трения грунта;
α - угол наклонного троса к горизонту (принимается равным 20-30º);
k – коэффициент запаса, к=1,2.
Параметры анкера и грунта
| d, м | 0,30 |
| l | 2,5 |
| h | 1,8 |
| γвст , кН/м³ | 23,5 |
| с, кПа | 16,0 |
| φ, град | 14 |
Несущая способность анкеров со стержневыми оттяжками составляет 150—500 кН, с трубчатыми 300—1500 кН, а с проволочными 500—2500кН.
4. Размещение анкерных устройств вдоль трубопровода
При организации труда рабочих, выполняющих разметку мест установки анкеров, выгрузку и раскладку на бреме траншеи анкеров и комплектующих элементов (соединительных поясов, защитных ковриков и футеровочных матов), предусматривается применение трактора Т-130 с металлическими санями.
Основные показатели производительности труда при разметке мест установки анкеров, выгрузке и раскладке анкеров и комплектующих элементов на берме траншеи:
| выработка звена в смену (8 ч), комплектов | - 133,4 |
| на 1 чел,- смену, комплектов | - 44.4 |
| затраты труда на один комплект, включая время на ПЗР (5 %) и отдых (10 %), чел.-ч - | - 0,18 |
| продолжительность процесса на один комплект, ч | - 0,06 |
| численность рабочих в звене, чел | - 3 |
Работы по разметке мест для завинчивания анкеров, выгрузке и раскладке анкеров и комплектующих элементов на бреме траншеи (вдоль участка трубопровода) выполняются в соответствии со схемой (Рис.6) в следующей технологической последовательности:
- разметка мест установки анкеров;
- выгрузка и раскладка анкеров на бреме траншеи;
- обслуживание трактора;
- перемещение к следующему месту установки анкеров.
До начала работ по завинчиванию анкеров в грунт дна траншей необзодимо:
· Уложить участок трубопровода в траншею;
· Произвести разметку и обозначение мест установки анкеров в соответствии с проектом;
· Поставить и разложить готовые анкеры в обозначенных местах.
Работы по завинчиванию анкеров в грунт дна траншеи выполняются в соответствии со схемой в следующей последовательности:
· Запасовка тяги анкера в штангу вращетеля;
· Завинчивание анкеров в грунт;
· Вытаскивание штанги вращателя из грунта;
· Переезд к следующему месту установки анкеров.
Расстояния между анкерами в ряду и между рядами зависят от крепости пород, типа анкера, ширины выработки, их определяют расчетом. Однако два анкера диаметром 12 мм нельзя располагать на расстояние ближе, чем 10 диаметров друг от друга, так расстояние между двумя 12-мм анкерами должно быть не меньше 12 см (12х10=120 мм).
Дата: 2019-05-29, просмотров: 263.
