2.2.3.1. Расчет анкерной крепи
Применяем железобетонные анкера.
Расчет анкерной крепи внутренних стенок боковых штолен.
Расчет анкерной крепи сводчатой части:
1. Определяем рабочую длину анкера.
,
где:
В – пролет выработки
f – крепость грунта по Протодьяконову.
м.
2. Находим длину заделки анкеров.
,
где:
Na – расчетная прочность закрепления анкеров. Na = 60 кН.
d – диаметр шпура. Принимаем d = 46 мм.
τа – удельное сцепление раствора с армирующим стержнем. При сроке твердения бетона 3 часа и температуре +100 С τа = 1,5 МПа.
м.
Принимаем lз = 0,3 м.
3. Определяем шаг анкеров.
,
где:
γ – плотность грунта. γ = 2400 кг/м3.
L – толщина нарушенного слоя. L = lз = 1,35 м.
м.
Так как а > lр, то
принимаем а = lр = 1,35 м.
4. Находим расчетную нагрузку на анкер.
кг.
5. Определяем диаметр арматурного стержня.
,
где:
Ra – расчетное сопротивление арматуры.
Ra = 270 МПа для стали класса А-II.
м
= 20 мм.
6. Длина анкера.
м.
Расчет анкерной крепи стен:
1. Определяем рабочую длину анкера:
,
где:
h, - высота до места установки верхнего анкера. h, = 3,7 м.
φм – угол внутреннего трения грунта в массиве. φм = 650.
αс – угол наклона стены выработки к вертикали. αс = 0.
м.
2. Находим длину заделки анкеров.
м.
Принимаем lз = 0,3 м.
3. Определяем вес призмы сползания с пригрузом от свода обрушения.
,
где:
Нст – высота стены выработки. Нст = 3,742 м.
ho – высота свода выработки. ho = 2,364 м.
кг.
4. Суммарная нагрузка на анкера в стене выработки:
кг.
5. Находим расчетное число анкеров:
.
Принимаем na = 1.
6. Длина анкера.
м.
Расчет анкерной крепи внешнего контура выработки
Расчет анкерной крепи сводчатой части:
1. Определяем рабочую длину анкера.
м.
2. Находим длину заделки анкеров.
м.
Принимаем lз = 0,3 м.
3. Определяем шаг анкеров.
м
4. Находим расчетную нагрузку на анкер.
т.
5. Определяем диаметр арматурного стержня.
,
где:
Ra – расчетное сопротивление арматуры.
Ra = 270 МПа для стали класса А-II.
м
= 53 мм.
6. Длина анкера.
м.
Расчет анкерной крепи стен:
1. Определяем рабочую длину анкера:
м.
2. Находим длину заделки анкеров.
м.
Принимаем lз = 0,3 м.
3. Определяем вес призмы сползания с пригрузом от свода обрушения.
,
где:
Нст – высота стены выработки. Нст = 3,742 м.
ho – высота свода выработки. ho = 6,432 м.
кг.
4. Суммарная нагрузка на анкера в стене выработки:
кг.
5. Находим расчетное число анкеров:
.
Принимаем na = 1.
6. Длина анкера.
м.
2.2.3.2. Расчет крепи из набрызгбетона
Крепь из набрызгбетона внутренних стенок боковых штолен рассматриваем как самостоятельную несущую конструкцию.
,
где:
qp – расчетная интенсивность равномерно распределенной нагрузки на крепь.
m – коэффициент условий работы.
.
m1 – Коэффициент, зависящий от вида материала. Для обычного портландцемента m1 = 1.
m2 – коэффициент, зависящий от трещиноватости грунтов. m2 – 0,5 для сильнотрещиноватых грунтов.
.
при
f = 2 и пролете выработки 3 – 4 м.
Rp – расчетное сопротивление набрызгбетона осевому растяжению. Для бетона класса В20 Rp = 14 кгс/см2.
Находим интенсивность равномерно распределенной нагрузки на крепь.
Пролет свода обрушения:
м.
Для выработок расположенных в глинистых грунтах и при Н1 ≤ 45 м высота свода обрушения определяется по формуле:
м.
Из профиля находим расстояние от дневной поверхности до тоннеля у портала:
Н = 12,8 – 6,1 = 6,7 м.
Следовательно рассчитываем нагрузку по теории сводообразования Протодьяконова.
Теория сводообразования Протодьяконова действительна при H ≥ 2hв, данное условие выполняется.
т/м2.
К = 1,1
qр = 1,1 * 3,8 = 4,18 т/м2.
м.
Таким образом, применение крепи из набрызгбетона как самостоятельной несущей конструкции нерационально.
Рассмотрим комбинированную крепь – из набрызгбетона и арок.
,
где:
-
расчетная интенсивность нагрузки от вывалов между анкерами или арками.
а – шаг установки анкеров или арок. Принимаем а = 0,5 м.
при
расстоянии между арками в 1 метр.
n1 и n2 – коэффициенты, зависящие от состояния грунта и вида временной крепи.
n1 = 0,85.
n2 = 0,25.
т/м2.
Rрн – расчетное сопротивление набрызгбетона на растяжение при изгибе.
Rрн = 9 кгс/см2.
м
= 25 см.
Данный расчет применим и для контура всей выработки При условии применение анкерного и арочного крепления.
Набрызгбетон наносим слоями по 5 см.
2.2.3.3. Расчет арочной крепи
Расчет арки временного крепления производится на единичную вертикальную нагрузку для каждого варианта загружения, приходящейся на арку при шаге их установки в один метр.
Предельная распределенная нагрузка, которое может воспринять сечение арки, определяем из уравнения:
,
где:
Fi – площадь i-го поперечного сечения.
-
пластический момент сопротивления (для двутавра)
W – упругий момент сопротивления.
Ra– предел прочности материала арки. Ra = 160 МПа (сталь 3).
qi – нагрузка в i-том сечении арки. qi = 4,18 т/м2.
тм.
т.
Устанавливаем арки на расстоянии в 0,5 м (как и величина заходки при разработке грунта комбайном).
Предельная допускаемая нагрузка в сечении арки при установке арок через 0,5 м:
qmax = qп*a*a0 = 4,18*0,5*1 = 2,09 т/м2.
Проверим двутавр №20.
F = 26,8 см2
Wx = 184 см3
q = 28,53 т/м2. – допустимо.
Wy = 23,1 см3.
q = 3,60 т/м2. – допустимо.
Проверим более экономичное сечение – двутавр №16.
F = 20,2 см2.
Wx = 109 см3
q = 16,94 т/м2 – допустимо.
Wy = 14,5 см3
q = 2,26 т/м2– допустимо.
Принимаем арочное крепление в виде двутавра №16 с шагом 0,5 м.
Масса 1 погонного метра – 15,9 кг.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.