enel

ΑΓΚΥΡΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ

Τα αγκύρια χρησιμοποιούνται σε ειδικά γεωτεχνικά έργα, όπως βαθιές εκσκαφές και αντιστηρίξεις, διευθέτηση ευστάθειας πρανών, ενίσχυση θεμελίων μεγάλων έργων, σήραγγες ,ειδικά γεωτεχνικά έργα και λοιπά έργα πολιτικού μηχανικού.

Εικόνα 1: Τοίχος Αντιστήριξης                    Εικόνα 2: Ευστάθεια Πρανών

Εικόνα 3: Ενίσχυση Θεμελίων                     Εικόνα 4: Σταθεροποίηση Φραγμάτων

 Εικόνα 5: Υποστήριξη Σηράγγων

Η ΕΚΚΑΦ ειδικεύεται εδώ και δεκαετίες στην κατασκευή και προμήθεια αγκυρίων, προεντεταμένων και μη για εδάφη και βράχους.

Περιγραφή

Στα προεντεταμένα αγκύρια επιβάλλεται, μέσω ειδικού συστήματος υδραυλικής αντλίας και υδραυλικού γρύλου δύο κυλίνδρων εφελκυστικό, φορτίο το οποίο παραλαμβάνεται μέσω ενέματος από το έδαφος και εξασφαλίζει την ευστάθεια της αγκυρούμενης κατασκευής. Συνήθως η αγκυρούμενη κατασκευή είναι αντιστηρίξεις με κατακόρυφα μέτωπα όπως έγχυτοι πασσαλότοιχοι, τοίχοι τύπου Βερολίνου, διαφραγματικοί τοίχοι ή τοίχοι από πασσαλοσανίδες και τοίχοι από οριζόντιες δοκούς. Επιπλέον χρησιμοποιούνται για την ευστάθεια πρανών, την ενίσχυση των θεμελίων μεγάλων κατασκευών και την ανάληψη κατακόρυφων φορτίων σε κατασκευές υπό άνωση.

Τα βασικά μέρη των αγκυρίων είναι τα εξής:

  • Η κεφαλή αγκύρωσης, η οποία μεταφέρει το εφελκυστικό φορτίο του αγκυρίου στο αγκυρούμενο δομικό στοιχείο στην επιφάνεια του εδάφους.
  • Το πακτωμένο μήκος που μεταφέρει το φορτίο στο έδαφος
  • Το ελεύθερο μήκος που μεσολαβεί μεταξύ της κεφαλής και του πακτωμένου μήκους και δύναται να επιμηκύνεται όταν εφελκύεται παραλαμβάνοντας το φορτίο τάνυσης.

Τα προεντεταμένα αγκύρια κατατάσσονται σε δυο κατηγορίες με βάση την προβλεπόμενη από την Μελέτη τεχνική διάρκεια ζωής:

  1. Προσωρινά αγκύρια εδάφους με χαλύβδινους κλώνους (brochure – drawing) με τεχνική διάρκεια ζωής μέχρι δύο έτη.
  2. Μόνιμα αγκύρια εδάφους με χαλύβδινους κλώνους (brochure – drawing) με τεχνική διάρκεια ζωής μεγαλύτερη από δύο έτη.

Τα  βασικά υλικά που απαρτίζουν τα προεντεταμένα αγκύρια είναι ο χάλυβας προέντασης υψηλών αντοχών (σε μορφή συρματόσχοινων ή σπειρωμάτων), οι λείοι προστατευτικοί σωλήνες για την προστασία των τενόντων στο ελεύθερο τμήμα του αγκυρίου, οι σωλήνες ενεμάτωσης και εξαέρωσης των αγκυρίων, το διαχωριστικό πώμα μεταξύ ελευθέρου και πακτωμένου μήκους, οι αποστάτες και οι κεντραδώροι  στο πακτωμένο τμήμα, η διάταξη της κεφαλής αγκύρωσης και το ένεμα για την πλήρωση του διατρήματος. Η ΕΚΚΑΦ κατασκευάζει τα αγκύρια με βάση το EN 1537, χρησιμοποιεί τα υλικά που προδιαγράφει και εκτελεί τις απαραίτητες δοκιμαστικές φορτίσεις που ορίζει πριν εφαρμόσει το τελικό φορτίο προέντασης.

Υλικά Κατασκευής Αγκυρίων (Προσωρινών και Μόνιμων)

  • Χάλυβας Προέντασης            

Τα συρματόσχοινα που χρησιμοποιούνται απαρτίζονται από 7-κλώνο χάλυβα χαμηλού βαθμού χαλάρωσης. Οι πιο συνηθισμένοι διάμετροι είναι 0,6” (Φ15,2 mm) και 0,62” (Φ15,7 mm) και αντιστοιχούν σε ποιότητα χάλυβα 1770/1860 N/mm2 (prΕΝ 10138). Τα κύρια χαρακτηριστικά του χάλυβα που χρησιμοποιείται σε προεντεταμένα αγκύρια παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα:

ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ Φ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΟΝΟΜΑΣΙΑ ΔΙΑΤΟΜΗ (mm2) ΜΕΤΡΟ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (GPa)
0,60″/15,2 mm EN-10138-3 Y 1860S7 140 195
0,62″/15,7 mm EN-10138-3 Y 1860S8 150 195
ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ Φ ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ (Mpa) ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ (KN) ΦΟΡΤΙΟ ΔΙΑΡΡΟΗΣ (0,1%) (KN) ΒΑΡΟΣ kg/m
0,60″/15,2 mm 1860 260 224 1,10
0,62″/15,7 mm 1860 279 240 1,18

Πίνακας 1: Μηχανικά Χαρ/κά Χάλυβα Προέντασης (μορφή Συρματόσχοινων)

0,60″/15,2mm 0,62″/15,7mm
ΤΥΠΟΣ (ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΥΡ/ΝΩΝ) ΔΙΑΤΟΜΗ

(mm2)

ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ

(KN)

ΟΡΙΟ ΔΙΑΡΡΟΗΣ (KN) ΔΙΑΤΟΜΗ

(mm2)

ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ

(KN)

ΟΡΙΟ ΔΙΑΡΡΟΗΣ (KN)
2/0,6″ 280 520 448 300 558 480
3/0,6″ 420 780 672 450 837 720
4/0,6″ 560 1040 896 600 1116 960
5/0,6″ 700 1300 1120 750 1395 1200
6/0,6″ 840 1560 1344 900 1674 1440
7/0,6″ 980 1820 1568 1050 1953 1680
8/0,6″ 1120 2080 1792 1200 2232 1920
9/0,6″ 1260 2340 2016 1350 2511 2160
10/0,6″ 1400 2600 2240 1500 2790 2400
11/0,6″ 1540 2860 2464 1650 3069 2640
12/0,6″ 1680 3120 2688 1800 3348 2880

Πίνακας 2: Μηχανικά Χαρ/κά Αγκυρίων

Στη κατασκευή των αγκυρίων τα  συρματόσχοινα θα πρέπει είναι συνεχή, χωρίς ματίσεις ή μούφες και απαλλαγμένα από λάδια, ακαθαρσίες, σκωρία και χωρίς μηχανικές βλάβες. Η προμήθεια τους γίνεται σε κουλούρες των 1,5 – 3 τόνων κατά κανόνα, διαμέτρου τουλάχιστον 1,5 m κατάλληλα συσκευασμένες από τον κατασκευαστή για προστασία από διάβρωση και ζημιές. Η ΕΚΚΑΦ προμηθεύεται τον χάλυβα από τα εργοστάσια Fapricela (Πορτογαλλίας), TYCSA (Ισπανίας) και Voestalpine (Αυστρίας). Η προμήθεια της κάθε κουλούρας συνοδεύεται από πιστοποιητικό του εργοστασίου κατασκευής κατά το ισχύον πρότυπο pr EN 10138-3. Με την άφιξη οποιασδήποτε κουλούρας στις εγκαταστάσεις ή στα εργοτάξια της ΕΚΚΑΦ, παρέχονται στους υπεύθυνους τα πιστοποιητικά του χάλυβα και εν συνεχεία φυλάσσεται σε στεγασμένο χώρο. Η κοπή των συρματοσχοίνων  γίνεται μόνο με χρήση κοπτικού δίσκου.

Εικόνα 6: Κουλούρα Χάλυβα Εργοστασίου TYCSA (Ισπανίας)

  • Πλαστικοί Σωλήνες Ενεμάτωσης και Προστασίας

Οι σωλήνες ενεμάτωσης και εξαερισμού που τοποθετούνται στα αγκύρια είναι από πολυαιθυλένιο διάτρητοι κατά τακτά χρονικά διαστήματα με οπές καλυμμένες με χιτώνιο από ελαστικό. Η διάμετρος τους κυμαίνεται από Φ16 mm έως Φ20mm και διαθέτουν επαρκή σκληρότητα και υψηλή αντοχή σε πίεση (τουλάχιστον 20 MPa).

Επιπλέον, σε κάθε χαλύβδινο συρματόσχοινο τοποθετείται ατομικό προστατευτικό σωληνάκι διατομής Φ20 mm (στο ελεύθερο μήκος του αγκυρίου) για την αποφυγή της επαφής του χάλυβα με το περιβάλλον ένεμα. Οι παντός είδους πλαστικές σωληνώσεις πολυαιθυλενίου είναι αδιαπέρατες από νερό ανθεκτικές στην υπεριώδη ακτινοβολία ,δεν περιέχουν χημικά πρόσθετα και συνεπώς δεν παράγουν ελεύθερα χλωριόντα. Τα διάφορα τεμάχια των σωλήνων  σφραγίζονται έναντι εισόδου νερού με κατάλληλες μούφες.

  • ΑποστάτεςΚεντραδώροι / Ελαστικό Πώμα

Όπως φαίνεται στο σκαρίφημα τυπικού προσωρινού αγκυρίου, στο πακτωμένο τμήμα ανά 1,00 m τοποθετούνται κατάλληλοι αποστάτες ώστε να συγκρατούν τα χαλύβδινα συρματόσχοινα στην κατάλληλη θέση. Επιπλέον, τοποθετούνται ανά δύο μέτρα ενδιάμεσα των αποστατών κεντραδώροι ώστε να “κεντράρεται” η θέση των συρματοσχοίνων και να μην μεταβάλλεται η διάταξή τους. Το σχήμα και το υλικό των αποστατών και των κεντραδώρων είναι τέτοιο ώστε μετά το δέσιμο των συρματόσχοινων σε αυτούς, ο χάλυβας να λαμβάνει ημιτονοειδή μορφή που εξασφαλίζει την καλύτερη πρόσφυση του ενέματος. Ανάλογα με τα μήκη του αγκυρίου, τον αριθμό των συρματοσχοίνων, τη διάμετρο της οπής και το προβλεπόμενο ένεμα, επιλέγεται η χρήση του κατάλληλου αποστάτη και κεντραδώρου. Το υλικό κατασκευής τους είναι ελαστικό πολυμερές επαρκούς σκληρότητας , μεγάλης εφελκυστικής αντοχής και προμηθεύεται από υψηλής επάρκειας και τεχνογνωσίας βιομηχανίες.

Εικόνα 7: Σχέδιο / Φωτογραφίες τυπικού Αποστάτη Αγκυρίου

Εικόνα 8: Σχέδιο / Φωτογραφία τυπικού Κεντραδώρου Αγκυρίου

Από το ίδιο υλικό και με τις ίδιες ιδιότητες παρασκευάζεται και ελαστικό πώμα (τάπα) που όπως φαίνεται στο σκαρίφημα χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του ελεύθερου από το πακτωμένο τμήμα.

  • Διάταξη Κεφαλής Αγκύρωσης (Κεφαλή – Κώνος – Πλάκα Έδρασης)

Λεπτομέρεια της διάταξης αγκύρωσης στο άκρο όπου εφαρμόζεται το φορτίο προέντασης φαίνεται στο σκαρίφημα. Οι κεφαλές αγκύρωσης και οι κώνοι ενσφήνωσης (σφήνες) τους προμηθεύονται απ’ ευθείας από την εταιρεία CCL . Η δε μεταλλική πλάκα έδρασης που εξασφαλίζει τη διάχυση του φορτίου στην αγκυρούμενη κατασκευή διαφέρει ανάλογα την Οριστική Μελέτη του Έργου.  Οι κεφαλές είναι τυποποιημένες χαλύβδινες κατασκευές κυλινδρικής μορφής που επιτρέπουν την τάνυση κάθε συρματόσχοινου ξεχωριστά ή όλων μαζί, καθώς και την εκτέλεση της ενεμάτωσης για την πλήρωση της οπής. Οι διαστάσεις τους καθορίζονται από τον τύπο των αγκυρίων που πρόκειται να εγκατασταθούν στο Έργο.  Παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα οι τύποι των κεφαλών αγκύρωσης που χρησιμοποιούνται (πλην την περίπτωση των μονόκλωνων αγκυρίων όπου χρησιμοποιείται ειδική φωλιά – “ποτηράκι”):

Αριθμός Τενόντων Αγκυρίου Ονομασία Κεφαλής Συστήματος CCL Αριθμός Οπών Κεφαλής Διάμετρος Κεφαλής Φpe (mm) Πάχος Κεφαλής hpe (mm)
2, 3 XM- 10 3 95 45
4 XM-20 4 105 45
5,6,7 XM-30 7 130 48
8, 9 XM-35 9 155 47
10, 11, 12 XM-40 12 180 54

Πίνακας 3: Κεφαλές Αγκύρωσης CCL

Εικόνα 9: Ενδεικτική Διάταξη Αγκύρωσης

Εικόνα 10: Ενδεικτικές Διαστάσεις Κώνου Ενσφήνωσης

Στην παραπάνω εικόνα παρουσιάζονται οι διαστάσεις του χαλύβδινου κώνου ενσφήνωσης του συρματόσχοινου. Μετά τη σφήνωση του εντός της κεφαλής αγκύρωσης παραλαμβάνεται το φορτίο από το αγκύριο. Όπως και οι κεφαλές

αγκύρωσης, έτσι και οι κώνοι είναι χαλύβδινα στοιχεία σχεδιασμένα από την εταιρεία παραγωγής τους και εγκεκριμένα για χρήση σε εργασίες προέντασης και μετέντασης παγκοσμίως. Διαθέτουν τις απαραίτητες μηχανικές αντοχές παραλαβής των φορτίων και ειδική αντιδιαβρωτική προστασία. Τα πιστοποιητικά τους οφείλουν να βρίσκονται στο ειδικό European Technical Approval.

Οι μεταλλικές πλάκες διάχυσης του φορτίου κατασκευάζονται από χάλυβα ποιότητας S355, ενώ έχουν εμβαδό και πάχος ανάλογα με τις απαιτήσεις του έργου. Η διαστασιολόγηση της μεταλλικής πλάκας γίνεται από την εταιρεία μας έναντι του μέγιστου εφελκυστικού φορτίου θραύσης του αγκυρίου κατά ΕΝ1537.

 

Εικόνα 11: Ενδεικτική εικόνα πλάκας αγκύρωσης

Αριθμός Τενόντων Αγκυρίου Φορτίο Σχεδιασμού Πλάκας  

A

 

B

 

Πάχος

E

 

Οπή

Φ

  KN mm mm mm mm
2 558 150 150 25 80
3 837 150 150 25 80
4 1116 200 200 30 80
5 1395 225 225 30 80
6 1674 250 250 35 80
7 1953 275 275 35 80
8 2232 300 300 40 100
9 2511 300 300 45 100

Πίνακας 4: Διαστάσεις  Μεταλλικής Πλάκας Έδρασης Κεφαλής Αγκυρίου

Εικόνα 12: Κεφαλές Αγκύρωσης μετά την εφαρμογή του Φορτίου

Εικόνα 13: Κατασκευή Προσωρινών Αγκυρίων

Εικόνα 14: Συγκράτηση πρανών

Μόνιμα Αγκύρια – < Σύστημα Διπλής Προστασίας>

Η ΕΚΚΑΦ διαθέτει πολύχρονη εμπειρία στην κατασκευή Μόνιμων Αγκυρίων εξασφαλίζοντας την εξολοκλήρου προστασία του χάλυβα έναντι διάβρωσης, Χρησιμοποιούμε μόνο εγκεκριμένα υλικά, ενώ οι μηχανικοί μας συνεχώς ελέγχουν και βελτιώνουν τον τρόπο κατασκευής των μόνιμων αγκυρίων ελέγχοντας με σύγχρονα μέσα την αποτελεσματικότητα τους. Εδώ και χρόνια σε συνεργασία με ερευνητικά κέντρα πανεπιστημίων και οργανισμών γίνονται δοκιμές στις εγκαταστάσεις μας για την παρατήρηση της συμπεριφοράς των αγκυρίων για διάστημα ετών έως και δεκαετιών. Ελέγχεται ο βαθμός απώλειας φορτίου και διάβρωσης του χάλυβα. Στο κείμενο που ακολουθεί παρουσιάζονται ο συνήθης τρόπος κατασκευής των Μόνιμων αγκυρίων, ωστόσο αυτά δύνανται να τροποποιούνται κατά περίπτωση ανάλογα  με τις απαιτήσεις του Έργου.

Στις περισσότερες εφαρμογές προεντεταμένων αγκυρίων, αυτά έχουν περιορισμένη περίοδο λειτουργίας. Αρκετές φορές ωστόσο, ο σχεδιασμός επιβάλλει τη λειτουργία τους για χρονική περίοδο πάνω από δύο χρόνια.

Με τον όρο Μόνιμα Προεντεταμένα Αγκύρια αναφερόμαστε σε αγκύρια των οποίων η χρονική περίοδος λειτουργίας είναι πάνω από δύο έτη. Από μηχανικής άποψης, η λειτουργία και συμπεριφορά τους είναι η ίδια με τα προσωρινά, ωστόσο η ανάγκη διατήρησης τους για μεγάλο χρονικό διάστημα επιβάλλει την επιπλέον προστασία του χάλυβά  τους έναντι της διάβρωσης και στα τρία επιμέρους τμήματα του αγκυρίου (διάταξη κεφαλής αγκύρωσης, ελεύθερο τμήμα, πακτωμένο τμήμα). Την επιπλέον προστασία έναντι διάβρωσης την συγκεκριμενοποιεί το ισχύον πρότυπο EN1537. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι βασικές διαφορές προσωρινών και μόνιμων αγκυρίων, πλην των μικροδιαφορών που αφορούν τις δοκιμές και το monitoring.

Περίοδος Λειτουργίας Σύστημα Αντιδιαβρωτικής Προστασίας (κατά ΕΝ1537) Μέγιστο Φορτίο Τάνυσης Δυνατότητα Επανατάνυσης Αριθμός Σωλήνων Ενεμάτωσης
Προσωρινά Έως 2 έτη Μονή Προστασία 70%  Φορτίου Θραύσης Όχι 1, άμεση ενεμάτωση οπής και πακτωμένου τμήματος μετά την διάτρηση
Μόνιμα Πάνω από 2 έτη Διπλή Προστασία 60%  Φορτίου Θραύσης Ναι Διπλή ενεμάτωση εξαερωτήρας πακτωμένου τμήματος, ενδεχόμενη ενεμάτωση πακτωμένου τμήματος στο εργοστάσιο κατασκευής των αγκυρίων

Πίνακας 5: Διαφορές Προσωρινών και Μόνιμων Αγκυρίων

Επιπλέον Προστασία Πακτωμένου Μήκους

Στο πακτωμένο τμήμα, ο χάλυβας προστατεύεται έναντι διάβρωσης, πέραν του ενέματος, με ειδικό ανάγλυφο πλαστικό σωλήνα, κατάλληλου σχήματος και υλικού, ώστε να μεταβιβάζει τα φορτία στο έδαφος. Η ενεμάτωση του πακτωμένου τμήματος μπορεί να πραγματοποιηθεί πριν την είσοδο του αγκυρίου εντός της οπής ώστε να ελέγχεται καλύτερα η ορθή επικάλυψη των συρματοσχοίνων με ένεμα. Σε κάθε περίπτωση το αρχικό ένεμα είναι πάντοτε αυτό του πακτωμένου τμήματος.

Επιπλέον Προστασία Ελευθέρου Μήκους

Στο ελεύθερο μήκος του αγκυρίου, πέραν των ατομικών σωλήνων προστασίας των συρματοσχοίνων, τοποθετείται επιπλέον λείος πλαστικός σωλήνας τύπου PVC9(μάνικα), υψηλής αντοχής σε διάβρωση και επαρκούς ελαστικότητας και εφελκυστικής αντοχής. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται η συνέχεια της πλήρους και επ’ αόριστον στεγάνωσης του χάλυβα.

Προστασία Προεξοχής Συρματόσχοινων Μετά την Τάνυση

Σε πολλές περιπτώσεις, απαιτείται η προστασία της προεξοχής των χαλύβδινων συρματόσχοινων ώστε να είναι δυνατή ενδεχόμενη επανατάνυση του αγκυρίου. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικού γαλβανισμένου μεταλλικού καπέλου προστασίας. Μεταξύ της μεταλλικής πλάκας έδρασης και του καπέλου παρεμβάλλεται ειδική στεγανωτική μεμβράνη.

ΑΝΤΙΔΙΑΒΡΩΤΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΓΚΥΡΙΩΝ ΚΑΤΑ ΕΝ1537:2013 (ANNEX C)
ΤΥΠΟΣ ΑΓΚΥΡΙΟΥ ΠΑΚΤΩΜΕΝΟ ΜΗΚΟΣ ΕΛΕΥΘΕΡΟ ΜΗΚΟΣ ΚΕΦΑΛΗ
ΠΡΟΣΩΡΙΝΑ (ΜΟΝΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ) Ένεμα ελάχιστου πάχους 10 mm Επάλειψη κάθε συρματόσχοινου με λιπαντικό αντιδιαβρωτικό υλικό εντός ατομικού σωλήνα προστασίας Φ20mm Επένδυση με ειδικό λιπαντικό αντιδιαβρωτικό συστατικό και / ή σφράγιση έναντι εισόδου νερού με ταινία
ΜΟΝΙΜΑ (ΔΙΠΛΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ) Πλαστικός / Μεταλλικός Ανάγλυφος Σωλήνας προενεματωμένος ή όχι (σε εξόχως διαβρωτικά εδάφη μπορεί να τοποθετηθεί και δεύτερος σωλήνας) Λείος Πλαστικός Σωλήνας PVC Βιδωτό Γαλβανισμένο Καπέλο Προστασίας ελάχιστου πάχους 3mm

Πίνακας 6: Αντιδιαβρωτική Προστασία Αγκυρίων

Άλλες επιπλέον μορφές προστασίας μπορεί να εφαρμοστούν αν απαιτηθεί (σε περιπτώσεις που έχει διαπιστωθεί από διερευνητικές δοκιμές ότι το περιβάλλον έδαφος ή βράχος είναι έντονα διαβρωτικό ή αποσαθρωμένο.

Ενδεικτικές Φωτογραφίες Μόνιμων Αγκυρίων

Εικόνα 15: Ελεύθερο Μήκος Μόνιμου Αγκυρίου (επιπλέον ειδική προστατευτική σωλήνα τύπου PVC μάνικα στο ελεύθερο τμήμα)

Εικόνα 16: Πακτωμένο Μήκος και Απόληξη Μόνιμου Αγκυρίου (ειδική προστατευτική ανάγλυφη σωλήνα και αντίστοιχος πυθμένας)

                                                             

Εικόνα 17: Διαδικασία Κατασκευής Μόνιμων Αγκυρίων (διακρίνονται οι ενώσεις στις σωλήνες διπλής προστασίας)

Εικόνα 18: Μεταλλικό Καπέλο Προστασίας για ενδεχόμενη Επανατάνυση

Τσιμεντένεση  Αγκυρίων

Το τσιμεντένεμα των αγκυρίων πρέπει να είναι συμβατό με τον τύπο του τένοντα και να ακολουθεί τα πρότυπα ΕΝ 445, 446 και 447. Σε ειδικές περιπτώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν ρητινικά ενέματα αντί τσιμεντενέματος, εφόσον προβλέπεται από τη μελέτη και αφού η ικανότητα αποτελεσματικής εφαρμογής τους στο έργο αποδειχθεί με κατάλληλες δοκιμές. Το τσιμέντο επιλέγεται ανάλογα τον βαθμό προσβολής του περιβάλλοντος (ΕΝ 206-1), τη διαπερατότητα του γεωυλικού και την τεχνική διάρκεια ζωής του αγκυρίου. Ο λόγος νερού-τσιμέντου στο ένεμα επιλέγεται με βάση τις συνθήκες του γεωυλικού, την μέθοδο κατασκευής και τις απαιτήσεις ανθεκτικότητας και αντοχής ώστε να εξασφαλίζεται η πρόσφυση τένοντα-ενέματος και ενέματος-εδάφους που προβλέπει η Μελέτη(συνήθης αναλογία νερού προς τσιμέντο 0,4 κατά βάρος). Τα πρόσμικτα οφείλουν να συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις του ΕΝ 934-4, ενώ δεν θα πρέπει να περιέχουν πάνω από 0,1% κατά βάρος θειικά, νιτρικά ή χλωρικά άλατα.

Εφαρμογή Προέντασης – Δοκιμές

Η ειδική λειτουργία των προεντεταμένων αγκυρίων έγκειται στην ικανότητα παραλαβής εφελκυστικού φορτίου. Μετά την τοποθέτηση εντός της οπής και την ενεμάτωση, με τη χρήση εξοπλισμού υδραυλικής αντλίας – γρύλος επιτυγχάνεται η τάνυση του χάλυβα. Οι γρύλοι συνήθως έχουν δύο έμβολα (τάνυση – σφήνωση) και τρεις υδραυλικές διαδρομές (τάνυση – σφήνωση – επιστροφή). Έτσι μετά την τάνυση του χάλυβα μέχρι το επιθυμητό φορτίο, ο γρύλλος μέσω του εμβόλου σφήνωσης μεταβιβάζει το φορτίο στην μεταλλική πλάκα και αυτή στην αγκυρούμενη κατασκευή ελαχιστοποιώντας τις απώλειες.

ΜΕΓΙΣΤΟ ΦΟΡΤΙΟ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ
  0,60″/15,2mm 0,62″/15,7mm
ΤΥΠΟΣ 0,70*ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ 0,70*ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ
2/0,6″ 364 391
3/0,6″ 546 586
4/0,6″ 728 781
5/0,6″ 910 977
6/0,6″ 1092 1172
7/0,6″ 1274 1367
8/0,6″ 1456 1562
9/0,6″ 1638 1758
10/0,6″ 1820 1953
11/0,6″ 2002 2148
12/0,6″ 2184 2341

Πίνακας 7: Μέγιστο Επιτρεπτό Φορτίο Τάνυσης

 Δοκιμές Προεντεταμένων Αγκυρίων

 Ο ΕΝ1537 ορίζει συγκεκριμένες δοκιμές – ελέγχους επί των προεντεταμένων αγκυρώσεων εδάφους. Πριν την εφαρμογή του φορτίου λειτουργίας στο αγκύριο, επιβάλλεται η πραγματοποίηση δοκιμαστικών φορτίσεων για την εξακρίβωση της φέρουσας ικανότητας του αγκυρίου, των ερπυστικών χαρακτηριστικών του τσιμεντενέματος και των επιμηκύνσεων του κατά την  τάνυση. Προτείνεται η εκτέλεση των δοκιμών κατά τη μέθοδο 1 του ΕΝ 1537 (Annex E, E.2) και του κανονισμού prEN ISO 22477-3.

Συγκεκριμένα, πριν την εγκατάσταση των προεντεταμένων αγκυρώσεων προβλέπεται η διενέργεια δοκιμαστικών φορτίσεων (assessment test) σε συγκεκριμένα αγκύρια και στη συνέχεια πριν την θέση σε λειτουργία κάθε ενός αγκυρίου ξεχωριστά η διενέργεια δοκιμών αποδοχής (acceptance test) . Οι δοκιμαστικές φορτίσεις (assessment tests) περιλαμβάνουν δύο διαφορετικά είδη ελέγχων: investigation test και suitability test.

Ορισμοί φορτίων

Proof Load Pp: φορτίο επιβεβαίωσης, το μέγιστο φορτίο το οποίο εφαρμόζουμε σε ένα

αγκύριο κατά την πραγματοποίηση των δοκιμών

Datum Load Pa: το αρχικό στοιχειώδες φορτίο από το οποίο αρχίζουν οι μετρήσεις κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Γενικά, λαμβάνεται ίσο με 10%.Pp.

Lockoff Load Po: φορτίο σφήνωσης που εφαρμόζεται στο αγκύριο μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας της τάνυσης, εξασφαλίζοντας ότι θα παραλειφθεί το φορτίο λειτουργίας της μελέτης μετά την αφαίρεση των απωλειών σφήνωσης

Ptk: χαρακτηριστική εφελκυστική αντοχή του τένοντα

Pt0,1k: τιμή εφελκυστικού φορτίου του τένοντα για την εξάντληση του ορίου διαρροής, το οποίο αντιστοιχεί σε παραμόρφωση 0,1%

Rd: αντοχή σχεδιασμού του αγκυρίου

Investigation Test (Διερευνητική Δοκιμή)

Πραγματοποιούνται σε αγκύρια τα οποία δεν αποτελούν τμήμα της κατασκευής αλλά έχουν τοποθετηθεί πριν από τα κανονικά αγκύρια της δομής σε συνθήκες εδάφους παρόμοιες με τις κατασκευής. Κατασκευάζονται από τα ίδια υλικά και έχουν την ίδια γεωμετρία με τα αγκύρια της κατασκευής. Γίνονται μόνο σε περιπτώσεις που ζητείται από την Μελέτη του Έργου για την εξακρίβωση της μέγιστης αντοχής των χαλύβδινων αγκυρώσεων στο συγκεκριμένο έδαφος. Στην ουσία, η εκτέλεση των διερευνητικών δοκιμών αποτελεί κομμάτι της μελέτης.

Μεταξύ της τοποθέτησης των διερευνητικών αγκυρίων και της έναρξης των δοκιμών μεσολαβεί ένα επαρκές χρονικό διάστημα για την ανάπτυξη των αντοχών των αγκυρίων.  Το αγκύριο φορτίζεται σε διαδοχικούς κύκλους από ένα αρχικό φορτίο Pa (datum load=0,1Pp) ως ένα μέγιστο φορτίο Pp (proof load). Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι διάφοροι κύκλοι φόρτισης και οι περίοδοι παρατήρησης.

Βαθμίδες Φόρτισης (%Pp) Ελάχιστη περίοδος παρατήρησης (min)
Κύκλος  1 Κύκλος  2 Κύκλος  3 Κύκλος  4 Κύκλος  5 Κύκλος  6
10 10 10 10 10 10 1
  25 40 55 70 85 1
25 40 55 70 85 100 15 (60 ή 180)
  25 40 55 70 85 1
10 10 10 10 10 10 1

Πίνακας 8: Κύκλοι Φόρτισης Διερευνητικών Δοκιμών

Το 15 min ισχύει για φορτία μικρότερα από Pp, ενώ για 100%Pp, η περίοδος είναι 60 min για μη συνεκτικά εδάφη και 180 min για συνεκτικά. Μετράται η μετακίνηση της κεφαλής του τένοντα. Το proof load Pp υπολογίζεται από τη σχέση Pp=1,5Re, όπου Re η εκτιμώμενη δοκιμή εξόλκευσης του αγκυρίου με βάση την προηγούμενη εμπειρία που καθορίζεται από την Μελέτη. Το μέγιστο φορτίο Pp που επιτρέπεται να εφαρμοστεί είναι (min 0,80Ptk, 0,95Pt0,1k).

Με βάση τα δεδομένα που θα συλλεχθούν κατά τις δοκιμές κατασκευάζονται τα διαγράμματα:                                                                                    

  • Μετακίνηση της κεφαλής του τένοντα συναρτήσει του φορτίου κάθε βήματος φόρτισης
  • Μετακίνηση της κεφαλής συναρτήσει του χρόνου στο μέγιστο φορτίο κάθε κύκλου
  • παράμετρος α1 συναρτήσει του φορτίου του αγκυρίου, δηλαδή κλίση του διαγράμματος της μετατόπισης λόγω ερπυσμού σε λογαριθμική κλίμακα χρόνου. Η παράμετρος αυτή είναι ταυτόσημη με το δείκτη ερπυσμού ks, ο οποίος προσδιορίζεται ως εξής ks= s2-s1/log(t2/t1), όπου s1, s2 οι επιμηκύνσεις της κεφαλής για τα χρονικά διαστήματα t1, t2 αντίστοιχα, σε min μετά την επιβολή ρου φορτίου.

Suitability test (Δοκιμή Καταλληλότητας)

Ισχύουν ακριβώς οι ίδιοι κύκλοι φόρτισης της Διερευνητικής Δοκιμής της Μεθόδου 1. Μπορεί να παρακαμφθεί ο πρώτος κύκλος φόρτισης. Το φορτίο Pp πρέπει να είναι Pp=max(1,25Po, Rd)  και ακόμη πρέπει ακόμη Pp≤0,90Pt0,1k.  Στη μέγιστη φόρτιση κάθε κύκλου το φορτίο διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, όπως αναγράφεται στον πίνακα και πραγματοποιούνται μετρήσεις παρόμοιες με αυτές των διερευνητικών δοκιμών, ενώ κατασκευάζονται και τα ίδια διαγράμματα.

Acceptance Test (Δοκιμή Αποδοχής)

Οι τιμές του Pp είναι ίδιες με αυτές της δοκιμής καταλληλότητας. Φορτίζεται το αγκύριο από ένα αρχικό φορτίο Pa μέχρι το Pp με τουλάχιστον τρία βήματα και στη συνέχεια αποφορτίζεται εκ νέου στο Pa και επαναφορτίζεται στο φορτίο σφήνωσης Po. Παραμένει το φορτίο Pp για 5 min. Η δοκιμή αποδοχής έχει τα παρακάτω βήματα:

Βαθμίδες Φόρτισης (%Pp) Ελάχιστη περίοδος παρατήρησης (min)
 
10 1
40 1
70 1
100 5
70 1
40 1
10 1

Πίνακας 9: Βαθμίδες Φόρτισης Δοκιμής Αποδοχής Αγκυρίου

Τέλος γίνονται οι παρακάτω υπολογισμοί και έλεγχοι (για όλες τις δοκιμές):

– συντελεστής ερπυσμού ks=Δs/log(t2/t1) πρέπει να είναι μικρότερος από 0,8 mm στο   proof load Pp

– φαινόμενο μήκος αγκυρίου Lapp= A.E.Δs/ΔP όπου

A: η διατομή του τένοντα

Ε: το μέτρο ελαστικότητας του τένοντα

Δs: η ελαστική επιμήκυνση του τένοντα

ΔP: το proof load Pp μείον το datum load Pa

Το φαινόμενο μήκος πρέπει να έχει μέγιστη τιμή Lmax=ελεύθερο μήκος τένοντα + 0,5. πακτωμένο +προεξοχή και ελάχιστη  Lmin=0,8.ελεύθερο + προεξοχή.

Εικόνα 19: Εκτέλεση Διερευνητικής Δοκιμής Αγκυρίου (Investigation test)

Εικόνα 20: Εκτέλεση Δοκιμής Καταλληλότητας Αγκυρίου (Suitability test)

 Πλην των δοκιμών με τη χρήση του εξειδικευμένου προσωπικού και εξοπλισμού της ΕΚΚΑΦ, σε πολλές περιπτώσεις  επιβάλλεται η παρακολούθηση (monitoring) της συμπεριφοράς του αγκυρίου για ένα χρονικό διάστημα. Τότε τοποθετείται κυψέλη μέτρησης φορτίου υψηλής ακρίβειας ώστε να μετράται ανά τακτά χρονικά διαστήματα η ενδεχόμενη απώλεια φορτίου.

Εικόνα 21: Εκτέλεση Δοκιμής Αγκυρίου με λήψη μετρήσεων