AT408248B - Verfahren und vorrichtung zum bohren von löchern - Google Patents

Description

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   Die vorliegende Erfindung betnfft ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch gebildet wird und gleichzeitig ein das Bohrgestänge in Abstand umgebendes Hüllrohr eingebracht wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Bodenoder Gesteinsmaterial und zur Herstellung einer Verankerung, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch ausbildet und ein das Bohrgestänge in Abstand umgebendes und an die Bohrkrone anschliessendes Hüllrohr vorgesehen ist. 



   Zur Herstellung von Bohrlöchern und zur nachträglichen Herstellung einer Verankerung sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei welchen durch ein Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, mit einer an einem Bohrgestänge gelagerten Bohrkrone ein Bohrloch hergestellt wird und nach einer wenigstens teilweisen Entfernung der Bohrkrone aus dem Bohrloch und nach dem Einbringen eines Ankers und dem Einführen einer erhärtenden Suspension, beispielsweise einer Betonmischung, in dem im Bohrloch verbleibenden Hüllrohr Anker in einem Bodenoder Gesteinsmaterial gesetzt und verankert werden können. Eine derartige Ausbildung ist beispielsweise der AT-B 390 303 zu entnehmen.

   Das Bohrgestänge ist bei diesem bekannten Stand der Technik hohl ausgebildet, um eine Zufuhr eines Spülmittels in den Bereich der Bohrkrone zum Spülen und Kühlen derselben zu ermöglichen, wobei das abgebaute Material üblicherweise am Aussenumfang des Bohrgestänges nach aussen gefördert wird. Hiebei wird gleichzeitig mit dem Bohrvorgang ein an die Bohrkrone anschliessendes Hüllrohr in das Bohrloch eingebracht, um insbesondere bei losem Gestein ein Hereinbrechen des umgebenden Materials und derart ein Verschütten des Bohrloches zu vermeiden und einen definierten Freiraum zum Ausbringen des abgebauten Materials gegebenenfalls gemeinsam mit dem Spülmittel zu ermöglichen. Das Hüllrohr verbleibt nach Fertigstellung des Bohrloches in diesem und kann derart das Setzen eines Ankers in das Bohrloch und das nachträgliche Verfüllen mit Beton entsprechend erleichtern.

   Es ist jedoch unmittelbar einsichtig, dass das Entfernen der Bohrkrone mitsamt dem Bohrgestänge sehr zeitaufwendig ist. Weiters ist für das Einbringen des Spülmittels und das Ausbringen des Spülmittels gemeinsam mit dem abzubauenden Material ein entsprechend grosser lichter Querschnitt zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr vorzusehen, um diesen Abtransport zu ermöglichen. Weiters ist davon auszugehen, dass bei Verwendung eines im Bohrloch verbleibenden Hüllrohres nur Teile der Bohrkrone aus dem fertiggestellten Bohrloch geborgen werden können und somit eine aufwendige, zumeist mehrteilige Konstruktion der Bohrkrone vorgesehen sein muss, um ein entsprechendes teilweises Entfernen derselben gemeinsam mit dem Bohrgestänge zu ermöglichen.

   Weiters ist insbesondere bei grossen Bohrlängen das Entfernen der Bohrkrone und das nachträgliche Setzen eines Ankers sowie das nachträgliche Verfüllen mit Beton unter Umständen mit Schwierigkeiten verbunden, falls das Hüllrohr während des Bohrvorganges beschädigt oder beispielsweise gekrümmt oder geknickt sein sollte, und derart unter Umständen nicht der volle Querschnitt des Bohrloches zur Entfernung der Bohrkrone und zum Setzen des Ankers zur Verfügung steht. 



   Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ausgehend von einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art eine Ausbildung zur Verfügung zu stellen, mit welchen insbesondere in wenigstens teilweise lockeren bzw. losen Boden- oder Gesteinsmaterialien eine vereinfachte Verfahrensführung beim Bohren und bei der nachträglichen Herstellung einer Verankerung möglich ist und insbesondere mit geringem konstruktivem Aufwand für das Einbringen des Spülmittels und das nachträgliche Herstellen einer Verankerung das Auslangen gefunden werden kann. 



   Zur Lösung dieser Aufgaben ist das erfindungsgemässe Verfahren ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass während des Bohrvorganges eine Spülung der Bohrkrone durch Einbringen eines Spülmittels in den zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr definierten Ringraum erfolgt und dass nach Fertigstellung der Bohrung in den Ringraum eine erhärtende Suspension zur Ausbildung einer Verankerung durch das Bohrgestänge eingebracht wird.

   Dadurch, dass erfindungsgemäss während des Bohrvorganges eine Spülung der Bohrkrone durch Einbringen eines Spülmittels in dem zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr definierten Ringraum erfolgt, kann eine einfachere Ausbildung eines Bohrgestänges Verwendung finden, da Vorkehrungen für das Einbringen des Spülmittels in das
Innere des Bohrgestänges und in weiterer Folge in die Bohrkrone nicht notwendig sind und in dem 

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 zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr definierten Ringraum eine ausreichende Durchtrittsfläche zum Einbringen des Spülmittels in den Bereich der Bohrkrone zur Verfügung steht.

   Hiebei ist das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere in losen oder lockeren Boden- oder Gesteinsmaterialien besonders bevorzugt einsetzbar, da in derartigen losen Materialien der Abtransport sowohl des Spülmittels als auch des abzubauenden Materials zur Bodenoberfläche nicht erforderlich ist und das abzubauende Material sowie gegebenenfalls das Spülmittel unmittelbar in das das Bohrloch umgebende Boden- oder Gesteinsmaterial verdrängt bzw. verdichtet werden kann.

   Erfindungsgemäss ist weiters vorgesehen, dass nach Fertigstellung der Bohrung in den Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr eine erhärtende Suspension zur Ausbildung einer Verankerung ohne vorhergehende Entfernung der Bohrkrone und Setzen eines getrennten Ankers eingebracht wird, sodass die überaus zeitaufwendigen, zusätzlichen Arbeitsschritte, wie sie im bekannten Stand der Technik vorgesehen waren, einer wenigstens teilweise Entfernung der Bohrkrone und des Bohrgestänges aus dem Bohrloch und einem nachträglichen Einführen eines Ankers bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Vorgangsweise entfallen können, da unmittelbar nach Fertigstellung des Bohrloches die erhärtende Suspension in den Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr eingebracht wird und die Bohrkrone gemeinsam mit den Bohrgestänge eine entsprechende Verankerung darstellt. 



   Hiebei kann vorgesehen sein, dass als Spülmittel Druckluft verwendet wird, wobei durch Einsatz von Druckluft als Spülmittel nicht nur eine entsprechende Spül- und Kühlwirkung für die Krone erzielbar ist, sondern dieses Spülmittel insbesondere bei lockeren Böden auch entsprechend leicht in das umgebende Material eingebracht werden kann, ohne einen Abtransport aus dem Boden vorsehen zu müssen. 



   Gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform wird so vorgegangen, dass das Spülmittel und/oder die erhärtende Suspension und gegebenenfalls das abgebaute Material über wenigstens eine Durchtrittsöffnung in der Bohrkrone und/oder dem Hüllrohr in das umgebende Boden- oder Gesteinsmaterial ausgebracht wird (werden), wodurch ein sicheres Einbringen des Spülmittels in das umgebende Material und nachfolgend ein sicheres Ausbringen der erhärtenden Suspension in das umliegende, insbesondere lockere Boden- oder Gesteinsmaterial zumindest im die Bohrkrone umgebenden Bereich zur Erzielung einer Verbindung mit dem umgebenden Material unter Herstellung einer derart effizienten Verankerung möglich ist. 



   Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird so vorgegangen, dass die erhärtende Suspension unter Druck in den Ringraum eingepresst wird, wodurch zum einen ein entsprechend vollständiges Verfüllen des Ringraumes zwischen dem einen Anker ausbildenden Bohrgestänge und dem Hüllrohr erzielt wird und auch ein entsprechend einfacher Austritt der erhärtenden Suspension zumindest im Bereich der Bohrkrone oder dem anschliessenden Ende des Hüllrohres für eine ordnungsgemässe Verankerung unter Verbindung mit dem umgebenden Material erzielbar ist, wie dies oben angedeutet wurde. 



   Zur Lösung der oben angegebenen Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung zum Bohren gemäss der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in den zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr definierten Ringraum während des Bohrvorganges ein Spülmittel zur Spülung der Bohrkrone einbringbar ist und dass nach Fertigstellung der Bohrung zur Herstellung einer Verankerung durch das Bohrgestänge in den Ringraum eine erhärtende Suspension einbringbar ist Wie oben bereits angedeutet, gelingt somit mit einer konstruktiv einfachen Ausführungsform ein sicheres Einbringen des Spülmittels in den Bereich der Bohrkrone,

   worauf nach Fertigstellung der Bohrung in gegenüber dem Stand der Technik äusserst zeitsparender Weise das Bohrgestänge sowie die im Bohrloch verbleibende Bohrkrone unmittelbar als Anker der herzustellenden Verankerung durch das nachtragliche Einbringen der erhärtenden Suspension in den Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr dienen. 



   Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird hiebei vorgeschlagen, dass die Bohrkrone und/oder das Hüllrohr im Bereich des an die Bohrkrone anschliessenden Endes wenigstens eine Durchtrittsöffnung zum Ausbringen der erhärtenden Suspension und/oder des Spülmittels in das umliegende Boden- oder Gesteinsmaterial aufweist, wodurch sich neben einem sicheren Ausbringen des Spülmittels in das umgebende Material nach Fertigstellung des Bohrloches eine entsprechend sichere Verankerung und Verbindung mit dem umgebenden Material im Bereich der Bohrkrone erzielen lässt. 

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   Zur Erzielung einer festen und widerstandsfähigen Verankerung durch das den Anker bildenden Bohrgestänge wird darüberhinaus vorgeschlagen, dass das Bohrgestänge einen vollen Materialquerschnitt aufweist und an der Aussenseite mit einer Profilierung, insbesondere gewinde- oder rippenartigen Erhebungen, ausgebildet ist, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung entspricht. Durch Ausbildung des Bohrgestänges mit vollem Materialquerschnitt wird eine entsprechend stabile Ankerstange ausgebildet, wobei die rippenartigen Erhebungen bzw die   gewindeähnliche   Aussenform des Bohrgestänges eine entsprechend sichere Verankerung im nachträglich auszubildenden Betonanker unter Einbringen der erhärtenden Suspension ergibt. 



   Neben der Möglichkeit der Verbindung des nach Fertigstellung der Bohrung herzustellenden Ankers mit dem umgebenden Material durch Vorsehen wenigstens einer Austnttsöffnung im Endbereich des Hüllrohres wird gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Hüllrohr aus einem flexiblen Material gebildet ist, welches durch ein Einbringen der erhärtenden Suspension unter Druck wenigstens teilweise über die Längserstreckung des Bohrloches einen gegenüber dem durch die Bohrkrone definierten Bohrloch erweiterten Querschnitt in einer auf die Längsachse des Bohrgestänges normalen Ebene aufweist Durch eine derartig flexible Ausgestaltung des Hüllrohres, welches beim nachträglichen Verfüllen mit der erhärtenden Suspension unter Druck aufgeweitet wird, kann in Bereichen eines lockeren bzw.

   losen Untergrundes durch Vergrösserung der Abmessungen des Hüllrohres die Ankerwirkung entsprechend erhöht werden, wobei durch das Vorhandensein eines unversehrten, wenn auch teilweise aufgeweiteten Hüllrohres die einzubringende Menge der erhärtenden Suspension entsprechend begrenzt werden kann, ohne befürchten zu müssen, dass bei unter Umständen im Bereich des Bohrloches auftretenden Hohlräumen im umliegenden Material vorab nicht genau festlegbare oder definierbare Mengen der zu erhärtenden Suspension einzubringen wären
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert In dieser zeigen:

  
Fig.1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Bohren zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens; und
Fig. 2 in einer vergrösserten Darstellung eine Teilansicht des vorderen Bereiches der Bohrkrone und des daran anschliessenden Bohrgestänges sowie des Hüllrohres der Ausführungsform gemäss   Fig. 

Claims (7)

1. In der Zeichnung ist mit 1 jeweils eine Bohrkrone bezeichnet, welche an einem Bohrgestänge 2 gelagert ist, wobei das Bohrgestänge 2 an seinem Aussenumfang eine rippen- bzw. gewindeartige Profilierung ausweist und mit einem vollen Querschnitt ausgebildet ist Die rippenartige bzw. gewindeartige Profilierung ist hiebei in den Fig 1 und 2 am Umfang lediglich teilweise angedeutet. Über das Bohrgestange 2 erfolgt während des Bohrvorganges eine drehende und/oder tragende Beaufschlagung der Bohrkrone 1 zur Ausbildung eines Bohrloches in dem nicht dargestellten Gesteinsmaterial An die Bohrkrone 1 schliesst weiters in Abstand vom Bohrgestänge 2 ein Hüllrohr an, wobei ein erster Abschnitt des Hüllrohres, welcher mit 3 bezeichnet ist, unmittelbar mit der Bohrkrone 1 verbunden ist und in weiterer Folge das Hüllrohr 4 von einzelnen Abschnitten entsprechend dem Bohrvorgang gebildet wird, wobei eine Verbindung 5, welche beispielsweise über eine Verschraubung erfolgt, zwischen den einzelnen Abschnitten des Hüllrohres 4 angedeutet ist. Im Bereich der Verbindung 5 der einzelnen Hüllrohrabschnitte 4 ist darüberhinaus eine Verbindung, beispielsweise in Form einer Muffe 6, der einzelnen Bohrgestängeabschnitte angedeutet. Wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ausserhalb des Bodens bzw. Gesteins, in welchem das Bohrloch hergestellt werden soll, wobei die Oberfläche schematisch mit 7 angedeutet ist, anschlie- #end an das Bohrgestänge 2 sowie das Hüllrohr 4 ein allgemein mit 8 bezeichneter Spülkopf vorgesehen, wobei entsprechend dem Pfeil 9 ein Spülmittel, beispielsweise Druckluft in einen in Richtung der Achse 10 verlaufenden Hohlraum 11 eingebracht wird. In weiterer Folge wird das Spülmittel aus dem Hohlraum 11 über wenigstens einen schematisch angedeuteten Schlitz 12 in den vom Bohrgestänge 2 und dem Hüllrohr bzw. den Hüllrohrabschnitten 4 definierten Ringraum 13 eingebracht. Das Spülmittel dient zum Spülen und Kühlen der Bohrkrone 1, wobei für ein Ausbringen des Spülmittels und gegebenenfalls des von der Bohrkrone 1 abgebauten Materials in das umgebende, lockere bzw. lose Material im Bereich der Bohrkrone 1 bzw unmittelbar anschliessend <Desc/Clms Page number 4> an diese wenigstens eine Durchtrittsöffnung 14 im Bereich des ersten Abschnittes 3 des Hüllrohres vorgesehen ist. Die Beaufschlagung des Bohrgestänges 2 zu einer drehenden und/oder schlagdrehenden Bewegung der Bohrkrone 1 erfolgt über an sich bekannte Antriebseinrichtungen, welche beispielsweise an dem aus dem Spülkopf 8 vorragenden Ansatz 15 angreifen. Nach Fertigstellung der Bohrung wird der Spülkopf 8 abgenommen und es wird in den vom Bohrgestänge 2 und dem Hüllrohr 3,4 definierten Ringraum 13 nachfolgend eine erhärtende Suspension, beispielsweise Beton, unter Druck eingebracht, um eine entsprechende Verankerung herzustellen, wobei das Bohrgestänge 2 als Ankerstange dient und die im Bohrloch verbleibende Bohrkrone ebenfalls der Verankerung dient. Durch die wenigstens eine Durchtrittsöffnung 14 im vordersten Abschnitt 3 des Hüllrohres hiebei ein Ausbringen bzw. Austreten der erhärtenden Suspension in das umgebenden Material erfolgen, sodass bei losem Material eine entsprechende Verbindung der derart hergestellten Verankerung mit dem umgebenden Material erzielbar ist Durch die rippen- bzw. gewindeartige Profilierung des als Ankerstange dienenden Bohrgestänges 2 ergibt sich ebenfalls eine entsprechend gute Verankerung der Ankerstange in dem aushärtenden Beton. Darüberhinaus kann das Hüllrohr bzw. die einzelnen Hüllrohrabschnitte 4 aus einem flexiblen Material ausgebildet sein, sodass bei Einbringen der erhärtenden Suspension unter hohem Druck ein Aufweiten des Hüllrohres 4 wenigstens über Teilabschnitte desselben und derart eine entsprechende Verbesserung der Verankerungswirkung des herzustellenden Ankers in einem umgebenden, lockeren bzw. losen Material erzielbar ist. Es kann somit auf die zeitaufwendigen Schritte des wenigstens teilweisen Ausbringens der Bohrkrone 1 und des Bohrgestänges 2 nach Fertigstellung der Bohrung und eines nachträglichen Setzens eines Ankers dadurch verzichtet werden, dass das Bohrgestänge 2 und die Bohrkrone 1 nach Fertigstellung des Bohrloches in diesem verbleiben und der Ringraum bzw. Freiraum 13 zwischen dem einen Anker bildenden Bohrgestänge 2 und den Hüllrohren 3,4 unmittelbar mit der erhärtenden Suspension verfüllt wird. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohr- krone ein Bohrloch gebildet wird und gleichzeitig ein das Bohrgestänge in Abstand umge- bendes Hüllrohr eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bohrvorgan- ges eine Spülung der Bohrkrone durch Einbringen eines Spülmittels in den zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr definierten Ringraum erfolgt und dass nach Fertigstellung der Bohrung in den Ringraum eine erhärtende Suspension zur Ausbildung einer Veranke- rung durch das Bohrgestänge eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülmittel und/oder die erhärtende Suspension und gegebenenfalls das abgebaute Material über wenigstens eine Durchtrittsöffnung in der Bohrkrone und/oder dem Hüllrohr in das umgebende Boden- oder Gesteinsmaterial ausgebracht wird (werden).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erhärtende Suspen- sion unter Druck in den Ringraum eingepresst wird.

4. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial und zur Herstellung einer Verankerung, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch ausbildet und ein das Bohrge- stänge in Abstand umgebendes und an die Bohrkrone anschliessendes Hüllrohr vorgese- hen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den zwischen dem Bohrgestänge (2) und dem Hüllrohr (3, 4) definierten Ringraum (13) während des Bohrvorganges ein Spülmittel zur Spülung der Bohrkrone (1) einbringbar ist und dass nach Fertigstellung der Bohrung zur Herstellung einer Verankerung durch das Bohrgestänge (2) in den Ringraum (13) eine erhärtende Suspension einbringbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (1) und/oder das Hüllrohr (3) im Bereich des an die Bohrkrone (1) anschliessenden Endes wenigstens <Desc/Clms Page number 5> eine Durchtrittsöffnung (14) zum Ausbringen der erhärtenden Suspension und/oder des Spülmittels in das umliegende Boden- oder Gesteinsmaterial aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrgestänge (2) einen vollen Materialquerschnitt aufweist und an der Aussenseite mit einer Profilierung, insbesondere gewinde- oder rippenartigen Erhebungen, ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (4) aus einem flexiblen Material gebildet ist, welches durch ein Einbringen der erhärtenden Suspension unter Druck wenigstens teilweise über die Längserstreckung des Bohrloches einen gegenüber dem durch die Bohrkrone (1) definierten Bohrloch erweiterten Quer- schnitt in einer auf die Längsachse (10) des Bohrgestänges (2) normalen Ebene aufweist.