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Die Erfindung betrifft ein Hüllrohr für Anker oder Druck und Zugpfähle, bei welchen der
Anker wenigstens ein Ankerelement aufweist das vom Hüllrohr umgeben ist, wobei das Hüllrohr in wenigstens einen innen und aussen gewellten Abschnitt und wenigstens einen glatten Abschnitt unter- teilt ist.
Es sind Erdanker bekannt, bei welchen die Ankerelemente von Hüllrohren umgeben sind, wel- che quer verlaufende Wellen aufweisen. Die Hüllrohre sind mit Zement ausgepresst und die die Hüll- rohre umgebende Zone im Erdreich ist gleichfalls mit Zement ausgepresst. Der Zement selbst bietet einen gewissen Korrosionsschutz für die aus Stahlstangen oder Stahlkabeln bestehenden Ankerele- mente. Da jedoch im Zement bei der Beanspruchung Haarrisse entstehen können, ist der Korrosions- schutz durch die Zementummantelung allein insbesondere bei aggressiven Wässern nicht einwand- frei. Die Zwischenschaltung des Hüllrohres ergibt erst einen vollständigen Abschluss gegen die
Bodenfeuchtigkeit und man spricht daher bei solchen Erdankern mit Hüllrohr von einem doppelten
Korrosionsschutz. Die bekannten Erdanker dieser Art werden wie folgt hergestellt.
Die die Anker- elemente mit dem Hüllrohr aufnehmende Bohrung wird verrohrt durchgeführt. Der Innenraum des
Hüllrohres wird, nachdem die Ankerelemente eingesetzt sind, zumindest über die Verankerungs- strecke mit Zement verpresst. Hierauf wird das Hüllrohr mit den Ankerelementen und der Zementfül- lung in die verrohrte Bohrung eingebracht und in den Zwischenraum zwischen dem Hüllrohr und dem Mantelrohr der Bohrung wird Zementmilch eingepresst, wobei nach Massgabe der Auspressung der das Hüllrohr umgebenden Zone des Bodens das Mantelrohr gezogen wird. Durch die Wellung des Hüllrohres werden innen und aussen quer verlaufende Rillen gebildet, deren Tiefe die Wandstärke des Hüllrohres übersteigen kann.
Nach Erhärten des Zementes in der das Hüllrohr umgebenden Zone und des Zementes innerhalb des Hüllrohres werden somit die Ankerkräfte unter Zwischenschaltung des Hüllrohres von den Ankerelementen auf die ausserhalb des Hüllrohres befindlichen Zementmassen übertragen. Diese Erdanker sind aufwendig. Die Bohrungen für solche Erdanker sind verhältnismässig tief und können Tiefen von 20 m und mehr erreichen. Es muss nun während des Ziehens des Mantelrohres der Bereich bis zum Bohrlochtiefsten durch das Mantelrohr der Verrohrung hindurch mit Zementmilch verpresst werden. Die Wege für das Einpressen der Zementmilch sind daher verhältnismässig lang und es ist keine sichere Gewähr gegeben, dass die Verpressung mit Zementmilch in den tieferen Bereich des Bohrloches tatsächlich vollständig ist. Damit ist die Belastbarkeit solcher Erdanker in Frage gestellt.
Abgesehen davon bietet es auch Schwierigkeiten, das mit Zementmilch ausgepresste, die Ankerelemente enthaltende lange Hüllrohr, welches nach Erhärten des Zementes steif ist, in die verrohrte Bohrung einzuführen, wobei auch noch Sorge getragen werden muss, dass das Hüllrohr von Erhärten des Zementes vollständig geradlinig ist, da es sonst nach dem Erhärten des Zementes nicht in das Mantelrohr eingeführt werden kann, bzw. bei einer Geraderichtung Risse in der Zementfüllung auftreten, wodurch wieder die Korrosion begünstigt wird.
Aus der DE-OS 2101236 ist ein Erdanker bekannt geworden, dessen Hüllrohr einen gewellten und einen glatten Abschnitt aufweist. Bei dieser Ausführung ist nachteilig, dass das Hüllrohr mit dem Anker in eine verrohrte Bohrung im Erdreich eingebracht werden muss.
Die DE-OS 2226169 zeigt ein Hüllrohr, welches eine durchgehend gewellte Wand aufweist. Bei diesem Hüllrohr handelt es sich um ein bereits vor dem Einbringen mit den Ankerstäben verbundenes Hüllrohr, welches somit nur äusserst aufwendig und kompliziert zu handhaben ist. Die Ankerstäbe müssen darüber hinaus einen Durchtrittsquerschnitt für das in der Formation auszupressende Material freilassen, da über das mit den Ankerstäben verbundene Hüllrohr nach dem Einbringen in die Bohrung Füllmaterial in die Formation ausgepresst werden soll. Neben der komplizierten Handhabung wird somit der theoretische Innenquerschnitt des Hüllrohres nicht voll für die Verankerung nutzbar gemacht, was nichts anderes bedeutet, als dass in unökonomischer Weise eine grössere Bohrung vorgetrieben werden muss, als dies der Querschnitt der Ankerstäbe rechtfertigen würde.
Die an der Aussenseite dieses Hüllrohres vorgesehenen Manschetten sind in keiner Weise gegen axiale Verschiebung geschützt und können beim Einbringen des durch die Ankerstäbe bereits relativ starren Hüllrohres ohne weiteres beschädigt werden. Weiters ist nachteilig, dass ein gezieltes Auspressen von einzelnen Abschnitten in verschiedener Tiefe über ein solches Hüllrohr nicht möglich ist, so, dass den formationsbedingten Gegebenheiten, welche in unterschiedlichen Tiefen des
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Bohrloches ein verschiedenes Auspressen erfordern können, nicht Rechnung getragen werden kann.
Die DE-OS 2156413, ebenso wie die DE-OS 2039109. zeigen Hüllrohre mit gewellter Aussenseite, welche lediglich als Korrosionsschutz für den in diesen Hüllrohren bereits eingebrachten Anker dienen. Ein Auspressen der Formation über diese Hüllrohre ist nicht möglich. Die Handhabung der- artiger Hüllrohre ist auf Grund der über die gesamte Länge des Bohrloches durchgehenden Anker- stablänge äusserst aufwendig und das Einbringen solcher Hüllrohre mitsamt dem Ankerstab ist daher nur mit grossen Schwierigkeiten möglich.
Bei der DE-OS 2133593 wird ein Hüllrohr an ein mit der Bohrspitze verbundenes Kraftübertra- gungsrohr angeschlossen. Anschliessend wird das die Bohrung abstützende Vortreibrohr gezogen.
Das Hüllrohr weist keine gewellten Teilbereiche auf. Bei dieser Ausführung ist daher nachteilig, dass eine verrohrte Bohrung im Erdreich vorgesehen werden muss.
Die DE-OS 1951293 zeigt ein einfaches Korrosionsschutzrohr für einen Ankerstab, ohne Ventile.
Der Ankerstab wird mit diesem Korrosionsschutzrohr bereits vor dem Einbringen in die Bohrung über seine ganze Länge verbunden.
Die DE-OS 1759561 weist einen gewellten und einen glatten Abschnitt auf. Ventile sind bei dieser Ausbildung nicht vorgesehen. Auch hier besteht der Nachteil, dass eine verrohrte Bohrung im Erdreich vorgesehen werden muss.
Die DE-OS 1634684 zeigt ein Verfahren, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Erdankern, ohne Hüllrohr.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Hüllrohr zu schaffen, welches gesondert vom Anker in die
Bohrung eingebracht werden kann und welches so ausgebildet ist, dass über dieses Hüllrohr Füllmaterial in die umgebende Formation ausgepresst werden kann. Nach dem Auspressen soll dieses Hüllrohr die Möglichkeit für die Einführung der Ankerstäbe bieten und das Hüllrohr soll daher vor dem anschliessenden Einbringen des Ankerstabes weitgehend frei von Füllmaterial sein, um das Einbringen des Ankers nicht zu behindern. Es soll somit nach dem Auspressen der Formation der gesamte Innenquerschnitt des Hüllrohres für den Anker zur Verfügung stehen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr mehrere gewellte und glatte Abschnitte aufweist, wobei glatte Abschnitte zwischen gewellten Abschnitten angeordnet sind, und dass die glatten Abschnitte in an sich bekannter Weise mit Durchtrittsöffnungen für den Durchtritt von erhärtendem Füllmaterial ausgestattet sind und von elastischen, die Durchtrittsöffnungen abdeckenden Manschetten umschlossen sind. Dadurch, dass das Hüllrohr mehrere gewellte und glatte Abschnitte aufweist, wird die Möglichkeit geboten, an mehreren Stellen, welche jeweils den glatten Abschnitten entsprechen, besonders einfache Ventile anzuordnen, über welche die umgebende Formation ausgepresst werden kann.
Die Ausbildung der mit Ventilen versehenen Abschnitte als glatte Abschnitte erlaubt hiebei in einfacher Weise die Begrenzung der jeweilig auszupressenden Abschnitte durch konventionelle sogenannte Packer, welche an den glatten Innenwänden dieser Abschnitte in einfacher Weise dichtend zur Anlage gelangen können. Durch die Ausbildung der glatten Abschnitte mit Ventilen lässt sich auch in einfacher Weise ein Schutz für die Ventile selbst verwirklichen, wofür lediglich die Abschnitte mit glatten Wänden einen geringeren Aussendurchmesser aufweisen müssen als der grösste Aussendurchmesser der gewellten Abschnitte, wenn die Differenz der Aussendurchmesser so gross gewählt ist, dass das Ventil nicht über den Aussendurchmesser der gewellten Abschnitte vorragt.
Eine derartige Ausbildung sichert darüber hinaus die von, die Durchtrittsöffnungen abdeckenden, Manschetten gebildeten Ventile in axialer Richtung gegen Verschiebung.
Als bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Hüllrohres lässt sich dieses aus mehreren Teilen in einfacher Weise zusammenschrauben, wodurch eine besonders einfache Handhabung und ein besonders einfacher Transport dieser Hüllrohre, welche im zusammengebauten Zustand beträchtliche Längen aufweisen können, gewährleistet ist. Hiebei ist zu berücksichtigen, dass derartige Hüllrohre ohne weiteres eine endgültige Länge von etwa 60 m erreichen können. Es wird somit erfindungsgemäss ein Hüllrohr geschaffen, welches hinreichend elastisch ist, um gegebenenfalls Abweichungen von einer geraden Bohrlochlinie folgen zu können und in welches nach dem Auspressen der Formation ohne Schwierigkeiten ein den vollen Innenquerschnitt des Hüllrohres ausnutzender Anker eingeführt werden kann.
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Einer der wesentlichen Vorteile des erfindungsgemässen Hüllrohres besteht in der bevorzugten
Ausführung eines in Teile unterteilten Hüllrohres darin, dass den Formationsverhältnissen wie sie sich unmittelbar durch das Vortreiben der Bohrung ergeben, Rechnung getragen werden kann. Zum einen kann sich aus dem Vortreiben der Bohrung unmittelbar ergeben, in welchen Abschnitten eine
Verankerung besonders vorteilhaft oder erforderlich ist und zum andern erlaubt die unterteilte Aus- bildung des Hüllrohres in einfacher Weise eine unverrohrte Bohrung vor dem Einstürzen zu bewahren, da jeweils über kurze Abschnitte ein entsprechender Hüllrohrabschnitt nachgeschoben werden kann. Vor allen Dingen kann es sich beim Auspressen von verschiedenen Teilbereichen der Formation als wichtig erweisen, das Auspressen in mehreren Phasen vorzunehmen.
Wird nämlich beim ersten Auspressen kein entsprechender Gegendruck erzielt, was auf eine besonders weiche oder durchlässige Formation schliessen lässt, kann zunächst das zumindest teilweise Erhärten der Füllmasse abgewartet werden, bevor nochmals ausgepresst wird, wobei auch in solchen Formationen eine gute Verankerung erzielt werden kann.
Die erfindungsgemässe Ausbildung kann selbstverständlich in an sich bekannter Weise mit weiteren glatten Rohrteilen verbunden eingesetzt werden, welche der Überbrückung der Spannlänge oder zur Verbindung zweier Haftstreckenlängen dienen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, dass die gewellten Abschnitte schraubenlinienförmig verlaufende Rillen aufweisen und dass das Hüllrohr aus Teilen zusammengesetzt ist, wobei die schraubenlinienförmig verlaufenden Rillen als Muttergewinde für das Zusammenschrauben der Hüllrohrteile dienen.
Hiebei können einfach ein Bolzengewinde aufweisende Teile in die Hüllrohrenden eingeschraubt werden. Gemäss der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Hüllrohrteile an einem Ende mit einem glatten Abschnitt versehen sind, welcher an freien Enden ein Bolzengewinde für das Einschrauben in das Muttergewinde des mit den schraubenlinienförmig verlaufenden Rillen ausgebildeten Hüllrohrabschnittes aufweist. Vorzugsweise aber ist gemäss der Erfindung die Anordnung so getroffen, dass die glatten Abschnitte an beiden Enden ein Bolzengewinde aufweisen und als Zwischenstücke in die mit den schraubenlinienförmig verlaufenden Rillen ausgebildeten Hüllrohrteile eingeschraubt sind.
Auf diese Weise kann das mit den schraubenlinienförmigen Rillen versehene Hüllrohr endlos hergestellt und in beliebigen Längen abgelängt werden, wobei die glatten Abschnitte dann in den gewünschten Abständen, welche für das Verpressen der das Hüllrohr umgebenden Zone mit Zementmilch geeignet sind, angeordnet werden.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläu- tert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen gesetzten Erdanker. Fig. 2 zeigt im grösseren Massstab einen Teil des Hüllrohres mit einem von einem Manschettenrohr gebildeten glatten Abschnitt. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2 mit in das Hüllrohr eingebrachten Ankerelementen. Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, teilweise im Längsschnitt durch das Hüllrohr. Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch das Hüllrohr mit den gesetzten Packern wäh-
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In dieses Bohrloch wird das Hüllrohr --3-- bis zum Bohrlochtiefsten --4-- eingebracht.
Dieses Hüllrohr besteht aus Abschnitten --5-- mit quer verlaufenden Wellen, welche von schraubenlinienförmig verlaufenden Rillen gebildet sind, und glatten Abschnitten --6--, welche als Manschettenrohre ausgebildet sind. Diese Manschettenrohre weisen durch Rückschlagventile abgeschlossene Durch- trittsöffnungen auf, durch welche über das Hüllrohr -3-- von oben her Zementmilch in die das Hüllrohr umgebende Zone der Formation --2-- eingepresst wird. Es bilden sich im Bereich der Man-
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chen das untere Ende des Hüllrohres --3-- dicht abgeschlossen ist. Hierauf werden die Ankerele- mente --9- in das Hüllrohr eingeführt, welche am oberen Ende des Hüllrohres herausragen und hierauf wird der Innenraum des Hüllrohres durch injizierte Zementmilch ausgepresst.
Nach Erhärten sitzen die Ankerelemente --9-- im Hüllrohr --3-- fest und das Hüllrohr --3-- selbst sitzt infolge der mit Zement verfestigten Zonen --7-- in der Bodenformation --2-- fest.
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In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Hüllrohr im grösseren Massstab dargestellt. Innerhalb der von Stäben oder Kabeln gebildeten Ankerelemente --9-- ist ein Injektionsschlauch --10-- im Zentrum des Hüllrohres --3-- angeordnet, welcher entweder im Hüllrohr verbleiben kann oder während der Zementinjektion gezogen wird.
Wie Fig. 2 zeigt, weisen die Abschnitte --5-- des Hüllrohres eine quer verlaufende Wellung --11-- auf, welche von Innenrillen --12-- und Aussenrillen --13-- gebildet ist, die schraubenlinienförmig verlaufen. Die Rillen --12 und 13-- weisen eine Tiefe auf, die grösser ist als die Wand- stärke --14-- des Hüllrohres, so dass diese Rillen einander übergreifen und nach Erhärten des Zementes eine gute gegenseitige Verankerung ergeben.
Zwischen den gewellten Abschnitten --5-- sind glatte Abschnitte bzw. Manschettenrohre - vorgesehen, welche von einem glatten Rohr --15-- mit Durchtrittsöffnungen --16-- und aufweitbaren elastischen Manschetten --17-- gebildet sind, welche beispielsweise aus einem Gummischlauch bestehen. Diese Manschetten --17-- decken die Durchtrittsöffnungen --16-- ab. Durch diese Durch- trittsöffnungen nungen-16-kann Zementmilch hindurchgepresst werden, wobei sich die elastische Manschette --17-- abhebt.
Diese elastische Manschette --17-- legt sich hierauf wieder an die Durch- trittsöffnungen --16-- an, so dass auf diese Weise Rückschlagventile gebildet werden und die in die Formation --2-- vom Inneren des Hüllrohres --3-- her eingepresste Zementmilch nicht mehr zurückströmen kann.
Die glatte Innenwand --18-- des Rohres --15-- erstreckt sich über den mit Durchtrittsöffnungen - ausgestatteten Bereich --19-- zu beiden Seiten hinaus und bildet glatte Bereiche --20-- zu beiden Seiten des Bereiches --19--. In diesen glatten Bereichen --20-- werden Packer
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--16-- versehene Bereich --19-- beidseitigpresst.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die glatten Rohre --15-- im Bereich --20-- mit einem Aussengewinde --21-- versehen, welches in schraubenlinienförmige Innenrillen --22-- eingeschraubt wird. Bei dieser Ausführungsform sind die Innenrillen --22-- seichter als die Innenrillen - und der glatte Abschnitt --15-- besteht aus einem Stück mit einem gewellten Abschnitt --5--. Dies erfordert eine verhältnismässig komplizierte Formgebung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind die glatten Abschnitte --23-- und die gewellten Abschnitte --5-- von gesonderten Teilen gebildet. Die glatten Abschnitte weisen in beiden Bereichen --20-- zu beiden Seiten des mit Durchtrittsöffnungen --16-- versehenen Bereiches --19-- ein Aussengewinde --24-- auf, welches unmittelbar in die Innenrillen --12-- der gewellten Abschnitte - eingeschraubt wird. Auf diese Weise ist die Herstellung vereinfacht und die gewellten Abschnitte können einfach beliebig von einem gewellten Rohr abgeschnitten werden.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen mit Durchtrittsöffnungen --16-- ausgebildeten glatten Abschnitt --6-- des Hüllrohres. Dieser glatte Abschnitt --6-- ist zu beiden Seiten der Zone - -19--, in welcher sich die Durchtrittsöffnungen --16-- befinden, über die Zone --20-- verlängert, so dass Packer --25 und 26-- gesetzt werden können. Die Packer --25, 26-- sind über ein Rohr --27--, welches bis zur Mündung des Hüllrohres reicht, miteinander verbunden, so dass sie in der entsprechenden Stellung gesetzt werden können. Über dieses Rohr --27-- wird Zementmilch eingepresst, welche über eine Durchbrechung --28-- in den Raum --19-- austritt und auf diese Art durch die Durchtrittsöffnungen --16-- in die Formation ausgepresst wird.
Dieses Packerpaar --25, 26-- wird nacheinander in die verschiedenen Stellungen in den glatten Abschnitten --6-- gesetzt und auf diese Weise kann die das Hüllrohr --3-- umgebende Zone --7-- abschnitt- weise mit Zementmilch ausgepresst werden.
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