В механике известен эффект, который проявляется при огибании цилиндрической опоры натянутой гибкой нитью и заключается в экспоненциальном нарастании страгивающей силы относительно удерживающей при увеличении угла контакта между нитью и опорой. Соотношение между этими силами описывается формулой Эйлера [1]. В ИГД СО РАН предложено данный эффект (для краткости назовемего «эйлеровским») использовать в целях повышения несущей способности анкеров с гибкой тягой. При этом роль опоры выполняет смежная тяге область породного или грунтового основания. Тягу вводят в контакт с ней либо путем выполнения монтажной скважины анкера искривленной [2], либо, в случае прямолинейной скважины, посредствомнагружения анкера под некоторым углом к ее оси [3].
Эффективность рассматриваемого способа увеличения несущей способности анкеров такого типа (Э-анкеров) подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями [4]. Если основание сложено грунтами, в особенности слабыми, то для улучшения эксплуатационных свойств Э-анкеров целесообразно ввести в их конструкцию промежуточную опору. Последняя должна иметь развитую поверхность контакта с основанием и фрикционно взаимодействует с огибающей ее анкерной тягой. Физические и численные эксперименты показали, что введение промежуточной опоры в конструкцию Э-анкеров позволяет существенно улучшить (сделать более жесткой) их нагрузочную характеристику [5].
Рассмотримтехнологию установкиЭ-анкера на примере временного крепления котлована станции метрополитена (рис. 1). Последовательность монтажных операций в этом случае включает:
– рытье приямка 4, проходку анкерной скважины 3 с использованием, например, машины «Форс» 13 [6], предназначенной для высокопроизводительного выполнения вертикальных и крутонаклонных скважин (рис. 1, а);
– установку пяты 1 анкера с присоединенным к ней пассивным участком 2 тяги в анкерную скважину 3, ее тампонаж сыпучим заполнителем 7, установку промежуточной опоры 5 в приямке 4, рытье траншеи 6 (рис. 1, б);