AT393406B - Vorrichtung zum trennen des zugglieds eines vorgespannten verpressankers durch bilden einer sollbruchstelle - Google Patents

Description

AT 393 406 B

Die Eifindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen des Zugglieds eines vorgespannten Veipreßankers durch Bilden einer Sollbruchstelle am Übergang von der Verankerungslänge zur freien Stahllänge aus einer das Zugglied im Bereich der zu bildenden Sollbruchstelle umschließenden, aus einem Außenrohr und mindestens einem Innenrohr bestehenden, stimseitig durch Deckel abgeschlossenen Ringhülse, die mit einem aluminothermischen Reaktionsgemisch gefüllt ist, in das ein auf elektrischem Wege auslösbares Zündsystem eingebettet ist.

Ein Verpreßanker besteht aus einem Zugglied, das in ein Bohrloch eingeführt und im Bohrlochtiefsten durch Einpressen von erhärtendem Material, wie Zementmörtel oder dergleichen, mit der Bohrlochwandung und so mit dem umgebenden Boden in Verbund gebracht wird. Ein so hergestellter Veipreßkörper wird über den restlichen Teil des Zuggliedes, das aus einem einzigen oder mehreren aus Stahlstäben, -drähten oder -litzen bestehenden Elementen ausgebildet sein kann, mit dem zu verankernden Bauteil kraftschlüssig verbunden. Die Länge des Zuggliedes, über die es im Veipreßkörper eingebettet ist, nennt man Verankerungslänge (Lv), den restlichen, zum

Zwecke der Vorspannung frei dehnbaren Teil, die freie Stahllänge (L^).

Verpreßanker können zur dauernden Verankerung von Bauwerken im Boden dienen, aber auch temporär eingesetzt werden, wie z. B. zur rückwärtigen Verankerung einer Baugrubenwand. Wenn sich der temporär eingesetzte Verpreßanker bis in das Nachbargrundstück erstreckt, muß er in aller Regel nach Beendigung der Bauarbeiten, für die er eingesetzt wurde, entfernt werden.

Zur Entfernung eines Veipreßankers wird zumeist am Übergang der Verankerungslänge (Ly) zur freien Stahllänge (Ljsf) eine Tiennmöglichkeit für das Zugglied vorgesehen, um so den freien Teil des Zuggliedes aus dem Bohrloch herausziehen und gegebenenfalls wiedergewinnen zu können. Der Veipreßkörper selbst, der selten eine größere Länge als etwa 4 bis 8 m aufweist, kann, wenn bei Aushubarbeiten im Nachbargrundstück flächig, z. B. mit Planierraupen gearbeitet wird, meist leicht entfernt werden.

Von den verschiedenen Möglichkeiten zum Durchtrennen des Zuggliedes eines Veipreßankers kommt der Anwendung von Wärme zur Verminderung der Stahlzugfestigkeit die größte Bedeutung zu. Zum einen läßt sich durch Wärmeanwendung die Zugfestigkeit beliebig ausgebildeter Zugglieder verringern. Zum anderen können die zur Wärmeerzeugung notwendigen Mittel ohne wesentliche Vergrößerung des Bohrlochdurchmessers zusammen mit dem Zugglied eingebaut und im allgemeinen auch über eine größere Zeitspanne betriebsfähig gehalten werden. Schließlich kann, wenn die Sollbruchstelle durch Verminderung der Festigkeit infolge Wärmeeinwirkung geschaffen wird, das Zugglied während des gesamten Gebrauchszustandes mit seinem vollen Querschnitt ausgenützt werden.

Um die zur Verringerung der Zugfestigkeit des Zuggliedes notwendige Wärme zu erzeugen, ist es bekannt, das Zugglied im Bereich der Sollbruchstelle mittels der exothermen Reaktion, z. B. eines aluminothermischen Gemischs, auf eine Temperatur zu erhitzen, bei der seine Zugfestigkeit so herabgesetzt wird, daß es leicht getrennt und aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann (DE-AS 24 28 729). Dabei ist das alumino-thermische Gemisch in einer Ringhülse angeordnet, die das Zugglied im Bereich der zu bildenden Sollbruchstelle im Abstand umschließt und die einen Zünder aufweist. Die Ringhülse besteht aus einem Außenrohr und einem Innenrohr, das auch ein aus mehreren Einzelelementen bestehendes Zugglied insgesamt umschließt und ist stimseitig durch Deckel abgeschlossen.

Da Verpreßanker oft im Grundwasser liegen, ist es nicht nur notwendig, das Zündsystem vor dem Entzünden gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen, sondern auch während des Abbrennens davor zu bewahren, daß bei einer Zerstörung der Ringhülse Wasser mit dem brennenden aluminothermischen Gemisch in Berührung kommt und dieses abkühlt oder zum Erlöschen bringt, bevor die nötige Wärme zum Erzeugen der Sollbruchstelle erreicht ist. Ein weiteres Problem besteht darin, daß dieses Gemisch beim Abbrennen sein Volumen stark vermindert und, jedenfalls bei geneigten Ankern, am jeweils unteren Ende der Ringhülse zusammenläuft. Dadurch besteht die Gefahr, daß ein Teil des glühendflüssigen Gemisches durch den Ringraum zwischen dem Zugglied und der Ringhülse nach unten in den Boden abfließt und der innerhalb der Hülse verbleibende Rest des Gemisches nicht ausreicht, um das Zugglied so weit anzuschmelzen, daß es mit Sicherheit an der Sollbruchstelle getrennt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so weiterzubilden, daß insbesondere bei Verpreßankem im Grundwasser ein Durchtrennen des Ankerzugglieds an der vorgegebenen Sollbruchstelle mit Sicherheit gewährleistet wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß jedes Einzelelement des Zuggliedes von einem Innenrohr umschlossen ist, daß die Deckel im Abstand von den Enden des Außenrohres angeordnet und die so gebildeten stimseitig offenen Hohlräume durch Pfropfen aus einem vorweg eingebrachten feuerfesten, erhärtenden Material ausgefüllt sind und daß das Zündsystem eine längliche Patrone, die sich über einen großen Bereich der Länge der Ringhülse erstreckt, aufweist, in der ein sich schlagartig entzündendes und mit hoher Temperatur rasch verbrennendes Material eingeschlossen ist. Das in die Patrone eingeschlossene Material des Zündsystems ist zweckmäßig eine Mischung aus Kupfer- und Thermit-Pulver.

Das Außenrohr ist zweckmäßig am luftseitigen Ende mit einem Ansatziohr verbunden, das dichtend an ein das Zugglied im Bereich der freien Stahllänge umgebendes Hüllrohr angeschlossen ist Das Außenrohr und/oder das Innenrohr bzw. die Innenrohre bestehen zweckmäßig aus Metall; ebenfalls besteht auch das Ansatzrohr zweck-

AT 393 406 B mäßig aus Metall und ist mit dem Außenrohr verschweißt. Das das Zugglied im Bereich der freien Stahllänge umgehende Hülliohr besteht zweckmäßig aus Kunststoff.

Die Zündleitung ist vorteilhaft im Bereich der freien Stahllänge in einem Hülliohr angeordnet, das bis in den Pfropfen am luftseitigen Ende des Außenrohres hineinreichL Die Zündleitung kann über einen Teil ihres Verlaufs unmittelbar in das Material des Pfropfens eingebettet sein.

Der Vorteil der Erfindung besteht einmal darin, daß durch die zusätzlich zu den stimseitigen Deckeln der Ringhülse vorgesehenen Pfropfen aus feuerfestem, erhärtendem Material, z. B. Beton, ein Durchschmelzen der Deckel weitgehend vermieden bzw. auch bei einem Anschmelzen der Deckel verhindert wird, daß das glühendflüssige Gemisch nach unten abläuft. Selbst wenn ein Teil des Gemisches in den verhältnismäßig engen Ring-raum zwischen dem Zugglied bzw. einem Teil des Zuggliedes und dem dieses umgebenden Innenrohres eindringen sollte, bewirkt die Länge des Pfropfens, daß das Material rasch erkaltet und so diesen Ringraum verstopft.

Durch die besondere Ausbildung des Zündsystems, insbesondere die Auswahl eines sich schlagartig . entzündenden und mit hoher Temperatur rasch verbrennenden Materials, z. B. einer Kupfer-Thermit-Mischung, wird »reicht, daß das in der Ringhülse eingeschlossene ahuninothermische Gemisch rasch entzündet und schnell verbrannt wird. Die Kupfer-Thermit-Mischung des Zünders verbrennt nach schlagartiger Entzündung bei etwa 1.900 Grad C; da die Entzündungstemperatur z. B. von Thermit bei etwa 1.000 Grad C liegt, ist somit eine rasche Verbrennung des Thermits gewährleistet und wird verhindert, daß nach dem Verbrennen der Innenrohre Grundwasser in den Brandsatz eindringt. Da der Zünder aus einer Kupfer-Thermit-Mischung in einer länglichen Patrone untergebracht ist, die sich über einen möglichst großen Bereich der Länge der Ringhülse erstreckt, wird ein rasches Entzünden des ahiminothermischen Gemisches erreicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Veipreßanker, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine mit aluminothermischem Gemisch gefüllte Ringhülse in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie (ΙΠ-ΙΠ) in Fig. 2 und Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie (TV-IV) in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Verpreßanker mit einem Stahlzugglied (1), z. B. einer Stahldrahtlitze, das in ein Bohrloch (2) eingesetzt ist Im unteren Teil des Bohrloches (2) ist durch Einpressen von erhärtendem Material, z. B. Zementmörtel, ein Verpreßkörper (3) gebildet. Im Verpreßkörper (3) ist das Zugglied (1) über seine Verankerungslänge (Ly) verankert Über den übrigen Bereich seiner Gesamtlänge, nämlich den Bereich der freien Stahllänge (Lß^) ist das Zugglied (1) frei dehnbar und an der Luftseite z. B. zur

Sicherung einer Baugrubenwand (4) mittels einer Verankerung (5) verankert, die nicht Gegenstand der Erfindung ist. Über den Bereich der freien Stahllänge (L^) ist das Zugglied (1) durch eine Umhüllung, z. B. ein

Kunststoffrohr, gegen Korrosion geschützt; das Bohrloch kann in diesem Bereich auch verfällt werden.

Im Bereich des Überganges von der Verankerungslänge (Lv) zur freien Stahllänge (Lfgt) ist in den Verpreßkörper (3) eine Vorrichtung (6) eingebettet, mittels der durch Wärmeeinwirkung auf das Zugglied (1) eine Sollbruchstelle geschaffen werden kann. An dieser Sollbruchstelle kann das Zugglied (1) entweder durch Aufbringen einer äußeren Zugkraft oder durch Aufrechterhaltung der Ankerkraft durchtrennt werden, so daß sein sich über den Bereich der freien Stahllänge (Lfgf) erstreckender Teil aus dem Bohrloch (2) herausgezogen werden kann. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Vorrichtung zur Bildung einer Sollbruchstelle ist in den Fig. 2 bis 4 im Längs- und Querschnitt dargestellt.

Die Vorrichtung (6) ist im dargestellten Beispiel als Ringhülse aus einem Außenrohr (7) aus Stahl ausgebildet, das stimseitig durch zwei Deckel (8 bzw. 9) abgeschlossen ist. Die Deckel (8 bzw. 9) befinden sich jeweils im Abstand (a bzw. b) von den Enden des Außenrohres (7). Das Zugglied (1) ist im gezeigten Beispiel mehrteilig ausgebildet, und zwar aus drei Einzelelementen (Γ). Deshalb sind innerhalb des Außenrohres (7) drei Innenrohre (10) angeordnet, welche die Deckel (8 bzw. 9) in entsprechenden Bohrungen durchdringen und in denen jeweils eines der Einzelelemente (Γ) verläuft. Die Innenrohre (10) sind etwas länger als das Außenrohr (7) und reichen an beiden Enden darüber hinaus.

Um eine Abdichtung zu dem das Zugglied (1) im Bereich der freien Stahllänge (L^) umgebenden Hüllrohr (11) aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen, zu ermöglichen, ist in das Außenrohr (7) an seinem luftseitigen Ende ein Ansatzrohr (12) gesteckt und mit dem Außenrohr (7) durch Schweißraupen (13) verbunden. In seinem aus dem Außenrohr (7) herausragenden Teil ist das Ansatzrohr (12) mit Schikanen (14), z. B. ringförmig aufgebrachten Schweißraupen versehen, so daß in diesem Bereich durch von außen angebrachte Schellen oder Spannbänder ein dichter Sitz herbeigeführt werden kann.

Der zwischen der Innenwand des Außenrohres (7) und den Außenwänden der Innenrohre (10) gebildete Hohlraum (15) ist mit einem aluminothermischen Gemisch, z. B. Thermitpulver, gefüllt. In dieses Gemisch ist eine längliche Patrone (16) eingebettet, die eine Kupfer-Thermit-Mischung enthält. In die Kupfer-Thermit-Mischung ist eine Zündpille (17) eingebaut, wie sie beispielsweise bei Sprengladungen verwendet wird. Zu dieser Zündpille (17) führt eine Zündleitung (18), die durch eine entbrechende Bohrung in dem Deckel (9) nach außen geführt und zum mechanischen Schutz in einem Hüllrohr (19) aus Kunststoff verlegt ist.

Die durch die Zurücksetzung der Deckel (8 bzw. 9) gegenüber den stimseitigen Enden des Außenrohres (7) gebildeten Hohlräume sind durch Pfropfen (20 bzw. 21) aus Beton ausgefüllt. Dabei erstreckt sich der Pfropfen -3-

Claims (7)

1. AT 393 406 B (21) am luftseitigen Ende der Vorrichtung (6), der innerhalb des Ansatzrohres (12) liegt, noch über das stimseitige Ende des Außenrohres (7) hinaus. In den Pfropfen (21) ist auch das Hüllrohr (19) zum Schutz der Zündleitung (18) eingebettet, die, um eine möglichst vollständige Abdichtung gegen von außen eindringende Flüssigkeit zu erreichen, über eine geringe Strecke unmittelbar in den Beton des Pfropfens (21) eingebettet ist. Die Ringhülse (6) kann mit dem Zugglied (1) gleichzeitig in das Bohrloch (2) eingeführt werden; sie beansprucht in radialer Ausdehnung nur wenig mehr Platz als das Zugglied (1) selbst, enthält aber schon von vornherein alle für die spätere Reaktion und die Bildung ein» Sollbruchstelle notwendigen Vorkehrungen. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Zündleitung (18) wird die Zündpille (17) entzündet und das in der Patrone (16) enthaltene Kupfer-Thermit-Gemisch zur Reaktion gebracht Dieses Gemisch entzündet sich schlagartig und verbrennt bei einer sehr hohen Temperatur. Dadurch wird auch das den übrigen Teil des Hohlraums (15) ausfüllende Thermitpulver zur raschen Reaktion gebracht, das in kurzer Zeit die Litzen (1') anschmilzt bzw. durch Wärmeeinwirkung eine solche Festigkeitsminderung hervorruft, daß zuverlässig eine Sollbruchstelle gebildet wird. Je nach Neigungswinkel des Ankers wird die glühendflüssige Mischung durch den Pfropfen (20 oder 21) am Auslaufen gehindert Die Pfropfen (20, 21) bilden aber auch eine zuverlässige Abdichtung gegen eindringendes Grundwasser während des Zeitraums, bis das Zündsystem gebraucht wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Trennen des Zugglieds eines vorgespannten Verpreßankers durch Bilden einer Sollbruchstelle am Übergang von der Verankerungslänge zur freien Stahllänge aus einer das Zugglied im Bereich der zu bildenden Sollbruchstelle umschließenden, aus einem Außenrohr und mindestens einem Innenrohr bestehenden, stimseitig durch Deckel abgeschlossenen Ringhülse, die mit einem aluminothermischen Reaktionsgemisch gefüllt ist in das ein auf elektrischem Wege auslösbares Zündsystem eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einzelelement (1') des Zuggliedes (1) von einem Innenrohr (10) umschlossen ist daß die Deckel (8, 9) im Abstand (a bzw. b) von den Enden des Außenrohres (7) angeordnet und die so gebildeten stimseitig offenen Hohlräume durch Pfropfen (20, 21) aus einem vorweg eingebrachten feuerfesten, erhärtenden Material ausgefüllt sind und daß das Zündsystem eine längliche Patrone (16), die sich über einen großen Bereich der Länge der Ringhülse (6) erstreckt, aufweist in der in an sich bekannter Weise ein sich schlagartig entzündendes und mit hoher Temperatur rasch verbrennendes Material eingeschlossen ist
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Patrone (16) eingeschlossene Material des Zündsystems eine Mischung aus Kupfer- und in an sich bekannter Weise Thermit-Pulver ist
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (7) am luftseitigen Ende mit einem Ansatzrohr (12) verbunden ist, das dichtend an ein das Zugglied (1) im Bereich der freien Stahllänge (Lj§t) umgebendes Hüllrohr (11) angeschlossen ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (7) und/oder das Innenrohr (10) bzw. die Innenrohre (10) in an sich bekannter Weise aus Metall bestehen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzrohr (12) aus Metall besteht und mit dem Außenrohr (7) verschweißt ist
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündleitung (18) im Bereich der freien Stahllänge (Lf§t) in einem Hüllrohr (19) angeordnet ist, das bis in den Pfropfen (21) am luftseitigen Ende des Außenrohres (7) hineinreicht.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündleitung (18) über einen Teil ihres Verlaufs unmittelbar in das Material des Pfropfens (21) eingebettet ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-