ИССЛЕДОВАНИЕ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ КОТЛОВАНОВ

STUDY OF ANCHORING OF EXCAVATION PITS

Leonid Osetinskii

student, Department of “Bridges and Tunnels”, Russian University of Transport,

Russia, Moscow

Evgenii Tarasov

student, Department of “Bridges and Tunnels”, Russian University of Transport,

Russia, Moscow

Alexander Sonin

scientific supervisor, candidate of Sciences in Engineering, associate professor, Department of “Bridges and Tunnels”, Russian University of Transport,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В работе исследуется влияние глубины заложения и угла наклона грунтового анкера на поведение ограждения котлована в однородном (суглинок) и многослойном грунте с помощью моделирования в PLAXIS 2D. В результате получено, что изменение глубины заложения анкера оказывает схожее влияние на усилия и перемещения в обоих вариантах грунта. При этом влияние угла наклона анкера на изгибающий момент в стене оказывается противоположным при разных условиях.

ABSTRACT

The paper studies the influence of the anchor depth and the angle of inclination on the behavior of the excavation pit wall in homogeneous (loam) and multilayer soil using modeling in PLAXIS 2D. As a result, it was found that changing the anchor depth has a similar effect on the forces and displacements in both soil variants. At the same time, the effect of the anchor angle on the bending moment in the wall turns out to be opposite under different conditions.

Ключевые слова: грунтовые анкеры; ограждение котлована.

Keywords: soil anchors; excavation support wall.

В современном подземном строительстве для закрепления ограждения котлована часто используются грунтовые анкеры. Этот способ позволяет снять некоторые ограничения на выполнение работ в котловане, хотя и требует больше специального оборудования [1]. Несмотря на частое применение, ряд вопросов, связанных с данных методом, до сих пор не изучен. Один из таких вопросов – влияние параметров установки закрепления на конструкцию при различных окружающих условиях. Для изучения этого вопроса были построены две модели в расчётном комплексе PLAXIS 2D. Каждая модель содержит котлован глубиной 6 м с железобетонной стеной в грунте высотой 10 м. Котлован закрепляется анкером длиной 7 м с корнем длиной 3 м и преднапряжением 200 кН. В каждой из моделей задаются различные глубины заложения и углы наклона анкера. В первой модели за грунт принят суглинок, а во второй грунты заданы тремя слоями: лессовидные пески 1,5 м; пески 7,5 м; суглинок 11 м. Для задания грунтов выбрана модель Hardening Soil, как подходящая для данного типа задач [2].

Рисунок 1. Сетки конечных элементов моделей

Первый этап исследования – изменение глубины заложения анкера. Рассматривается 7 положений на глубине от 1,5 до 4,5 м от поверхности. Как видно на рисунке 2, максимальный изгибающий момент в конструкции ограждения изменяется схожим образом при обеих постановках. Минимальные значения в одном случае достигаются при глубине 3,5 м, в другом – при глубине 3,0 м. Продольные усилия (рисунок 3) в первой модели изменяются сильнее, чем во второй, а графики отклонения ограждения (рисунок 4) практически идентичны.

Рисунок 2. Зависимость момента в стене от глубины заложения анкера

Рисунок 3. Зависимость усилий в анкере от глубины заложения анкера

Рисунок 4. Зависимость отклонения стены от глубины заложения анкера

Второй этап исследования – изменение угла наклона анкера к горизонтали при его установке на глубине заложения 3 м. Рассматривается 7 положений от 10° до 40°. На рисунке 5 заметно, что при повышении угла наклона в задаче с одним грунтом максимальный изгибающий момент увеличивается, а во второй постановке наоборот, значительно уменьшается. Графики же продольных усилий в анкере (рисунок 6) и отклонения ограждения (рисунок 7) практически идентичны.

Рисунок 5. Зависимость момента в стене от угла наклона анкера

Рисунок 6. Зависимость усилий в анкере от угла наклона анкера

Рисунок 7. Зависимость отклонения стены от угла наклона анкера

Таким образом, в результате исследования выявлено, что в обоих случаях изменение глубины заложения анкера вызывает схожие изменения во внутренних усилиях конструкций. Изменение угла наклона анкера оказывает практически противоположное влияние на изгибающий момент в ограждении при разных постановках задачи. При этом на остальные показатели угол наклона анкера оказывает схожее влияние в обоих вариантах.

Список литературы:

1. Халитова А. Р., Синенко С. А. Сравнение анкерного и распорного методов крепления ограждающих конструкций котлована при строительстве зданий и сооружений // Инженерный вестник Дона. – 2021. – №4 (76). – С. 408-419.
2. Парамонов В. Н., Сливец К. В. Экспериментальная проверка применимости некоторых нелинейных моделей грунта для расчета ограждений котлованов // Вестник ТГАСУ. – 2008. – №4. – С. 139-146.