Можно ли применять химические анкера в качестве фундаментных болтов
Вопрос
Фундаментные болты — это анкерные стержни, замоноличенные в бетон фундамента на стадии бетонирования и служащие для крепления стальных колонн, опор оборудования, резервуаров. Однако при реконструкции или ошибках в проекте установка закладных болтов невозможна — требуется установка анкеров в готовый бетон. Можно ли заменить классические фундаментные болты на химические анкера, заклеиваемые в пробуренные отверстия? Что говорят СП 43.13330.2012 и СП 63.13330.2018?
Краткий ответ
Да, химические анкера могут применяться в качестве фундаментных болтов при соблюдении следующих условий:
- Расчётная нагрузка: не превышает несущую способность анкера по стали и по сцеплению с бетоном (определяется по паспорту производителя или расчётом);
- Глубина заделки: hef ≥ 8d для статической нагрузки, ≥ 12d для динамической (краны, виброоборудование). Для ответственных конструкций — по расчёту;
- Расстояние до края бетона: c ≥ 1,5 × hef — исключение краевого выкола;
- Тип состава: эпоксидный (высокая прочность, влажные отверстия) или винилэфирный (огнестойкость, горячие цеха). Полиэфирные составы — только для неответственных конструкций;
- Контроль: испытание на вырыв не менее 3 анкеров из партии (ГОСТ 32499-2013).
СП 43.13330.2012 (п. 9.3.5) допускает применение сталеполимерных анкеров (химических) в качестве фундаментных болтов при наличии расчётного обоснования.
Полный ответ
1. Классификация фундаментных болтов по СП 43.13330
| Тип болта | Диаметр, мм | Способ установки | Применение |
|---|---|---|---|
| Закладной (тип 1–4) | 12–140 | Установка до бетонирования | Новое строительство |
| Устанавливаемый в колодцы (тип 5) | 24–64 | В готовые колодцы | Реконструкция |
| Распорный (тип 6) | 12–48 | В пробуренные отверстия | Конструкции до 50 кН |
| Химический (сталеполимерный) | 12–48 | Вклейка в отверстие | Универсальный, в т.ч. на краю |
2. Расчёт глубины заделки химического анкера
Несущая способность химического анкера на вырыв из бетона:
NRd = π × d × hef × τRd / γM
где:
- d — диаметр стержня, мм;
- hef — эффективная глубина заделки, мм;
- τRd — расчётное сопротивление сцепления (4–8 МПа для эпоксидного анкера в бетоне B25, по паспорту);
- γM — коэффициент безопасности (1,5 для статики, 2,0 для динамики).
Пример: стержень M20 (d = 20 мм) из стали 09Г2С (Rs = 480 МПа, As = 314 мм², Fs = 150,7 кН). Требуемая глубина при τRd = 6 МПа:
hef ≥ 150700 × 1,5 / (3,14 × 20 × 6) = 226050 / 376,8 = 600 ммЭто 30d — очень глубокая заделка, на практике для M20 применяют hef = 200–300 мм с запасом по сцеплению (эпоксид обеспечивает τ = 10–12 МПа при качественной очистке).
3. Требования к очистке отверстия
Ключевой фактор, определяющий несущую способность химического анкера. По СП 63.13330 (п. 10.4.5):
- Продувка сжатым воздухом (давление ≥ 6 бар, дважды);
- Очистка стальной ёрш-щёткой (два прохода) — удаление буровой муки со стенок;
- Повторная продувка сжатым воздухом (дважды) — до отсутствия пыли.
Неочищенное отверстие снижает сцепление в 3–5 раз! При визуальном контроле после продувки рука в перчатке, введённая в отверстие, должна оставаться чистой.
4. Ограничения применения
- Влажные отверстия: только эпоксидные составы (полиэфирные не твердеют в воде);
- Температура эксплуатации > 80 °C: только винилэфирные или эпоксидные высокотемпературные;
- Огнестойкость: стандартные эпоксидные анкера теряют несущую способность при +120 °C. Для противопожарных требований — винилэфирные (до +150 °C);
- Динамические нагрузки: коэффициент γM = 2,0, глубина заделки увеличена на 30%.
Заключение
Химические анкера являются полноценной заменой закладным фундаментным болтам при реконструкции и ремонте. Требования: эпоксидный состав, глубина ≥ 8d (статика) / ≥ 12d (динамика), тщательная очистка отверстия, расчёт по СП 43.13330. Контроль — испытанием на вырыв 5% анкеров. Для ответственных конструкций предпочтительны эпоксидные составы с τ ≥ 10 МПа.
Список литературы и нормативных документов
- СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85»;
- СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»;
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»;
- ГОСТ 32499-2013 «Анкеры механические для крепления в бетоне. Методы испытаний».
