Verfahren zum Festhalten von Ankern in Bohrlöchern von Locker und Festerdreich Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festhalten von Ankern in Bohrlöchern von Locker- und Festerdreich.
Bei den bisher bekannten Verfahren werden Injek- tionszuganker, die entweder aus Armierungseisen oder Stahldrahtbündeln bestehen, in vorher mittels Bohrge stänge und eventuell Mantelrohre gebohrte Löcher in den Boden eingebracht und durch Injektion von Ze mentmörtel oder Zementmilch einzementiert.
Für rammbaren oder durchmeisselbaren Unter grund ist auch ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem Zugpfähle in den Boden gerammt werden und anschliessend durch Einpressung von Mörtel in einer mehr oder weniger tiefen Zone umgeben und festge halten werden. Diese Rammpfähle eignen sich jedoch nicht für jeden Untergrund, so dass sie nicht für alle Belange verwendbar sind.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines einfachen und billigen Verfahrens zum Einbrin gen von Ankern in irgend einen Grund lockererer oder festerer Beschaffenheit. Das erfindungsgemässe Ver fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Bohren durch ein Rohr eine erstarrende Ummantelungs- masse zwischen Anker und Bohrlochwand praktisch drucklos injiziert, um einerseits bei einer oder mehreren nachfolgenden Hochdruckinjektionen ein Aufsteigen von Injektionsgut auf der Aussenseite des Ankers zu verunmöglichen, und andererseits eine stufenweise, ge gebenenfalls mehrmalige, Ver/pressung der Ankers zu ermöglichen.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren eingehend erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Anker mit befestigter Vollbohrkrone, Fig. 2 einen Querschnitt des Ankers nach Fig. 1 ge- mäss Linie 11-II, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Anker nach Fig. 1 gemäss Linie III-III,
Fig. 4 eine Ansicht auf den Anker von vorne, Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Ausführung eines Ankers teilweise längsgeschnitten, Fig. 6 einen Querschnitt durch die Vollbohrkrone des Ankers gemäss Fig. 5 nach Linie VI-VI, Fig. 7 einen Querschnitt durch die Injektionsringe des Ankers nach Fig. 5, gemäss Linie VII-VII, Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus führung eines Ankers,
mit aufgesetzter Vollbohrkrone, Fig. 9 einen Schnitt in schematischer Darstellung in axialer Richtung durch einen Anker während der Bohr periode mit schematisch dargestelltem Antrieb für die Drehbewegung des bohrenden Ankers, Fig. 10 eine schematische Darstellung analog Fig. 9 nach dem Bohren mit dem Anker in tiefster Lage und injizierter Füllnasse, Fig. 11 eine Darstellung analog den Fig. 9 und 10 mit im Anker eingeführter Injektionsvorrichtung und durchgeführter erster Stufe eines ersten Injektionsvor ganges,
Fig. 12 eine Darstellung analog den Fig. 9-11 mit vollständig eingebrachtem und ausgegossenem, für die Belastung bereitgestelltem Anker mit zwei Stufen je zweier Injektionsmasseneinspritzungen zum Festhalten des Ankers im ihn umgebenden Erdreich.
Ein Anker 1 zum Einbringen in Erdreich, bekannt unter der Bezeichnung Injektionszuganker besitzt ein Ankerrohr 2 mit öffnungen 3, sowie aussen auf dem Ankerrohr 2 angebrachten Verstärkungsringen 4 mit gegen das vordere Ankerende konischen Anschrägun- gen. Im Innern des Ankerrohres 2 ist ein Spülrohr 5 befestigt, dessen Rohrende 6 mit einem Gewinde 7 ver sehen ist. Eine Vollbohrkrone 8 mit seitlichen Befe stigungsbohrungen 9 ist durch Schweissung mit dem Ankerrohr 2 in der dargestellten Art und Weise am Bund und durch die Befestigungsbohrungen 9 verbun den.
In einer zentralen Gewindebohrung 10 der Krone 8 sitzt das Spülrohr 5. Dessen mittige Bohrung 13 geht in eine exzentrische Spülbohrung 11 der Vollbohrkrone 8 über, während aus Fig. 4 hervorgeht, dass die Krone 8 mit Hartmetallprismen 12 versehen ist, welche derart über die Vorderfläche der Krone 8 verteilt sind, dass beim Drehen das Erdmaterial kreisringförmig ausge bohrt wird.
Das Ankerrohr 2 ist als dickwandiges Stahlrohr aus gebildet, welches eine Länge von normalerweise 3-10 mm besitzt. Entsprechend der vorgesehenen An kertotallänge werden diese Ankerteilstücke zusam mengesetzt, entweder mittels Schweissung an den En den oder durch Schraubenmuffen.
Anstelle der Hartmetallprismenkrone 8, wie diese aus den Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich ist, kann auch eine Diamantkrone Verwendung finden. Die Bohrkrone 8 bildet einen festen Teil des Ankers. Sie bleibt mit ihm im Boden und kann nicht wiedergewonnen werden. Die im untern Teil des Ankerrohres 2 angebrachten öff- nungen 3 haben den Zweck, das Injektionsgut seitlich austreten zu lassen, während die Verstärkerringe 4 die Haftfestigkeit des Ankers erhöhen, um eine Verzah nung mit dem eingepressten Mörtel zu erwirken, wie dies im folgenden eingehender beschrieben ist.
Das Spülrohr oder Innenrohr 5, welches mit seinem vordern Ende mit der Innenwand der Bohrkrone 8 verschraubt ist und nach dem Bohrvorgang und dem Injizieren der Füllmasse losgeschraubt und aus dem Anker entfernt wird, dient der Einführung des Spül wassers beim Bohren und zum Einpressen der Füll masse.
Das freie Ende des Ankers ist mit einem Gewinde 14 versehen, welches zur Verbindung mit dem zu ver ankernden Bauteil oder als Verbindungsgewinde mit dem nächsten Ankerrohr dient.
Bei einer weiteren in den Fig. 5-7 dargestellten Aus führung eines Injektionszugankers 20 ist ein aus Plastik hergestelltes Spülrohr 21 angeordnet, welches von einem Ankerrohr 22 umhüllt ist (Fig. 5). Das Rohrende 23 des Ankerrohres 22 ist als Gewinderohr 24 ausgebil det, welches zum Festschrauben von Injektionsringen 25 dient. Diese Ringe sind mit Öffnungen 26 versehen, welche den Öffnungen 3 der vorbeschriebenen Ausfüh rung entsprechen.
Die kaskadenförmig ausgebildeten Injektionsringe 25 sind über Gewinde 28 mit einem Zwischennippel 27 verbunden, dessen freies Ende dazu dient, mit Hilfe von Gewinden 29 eine Vollbohrkrone 30 am Anker zu befestigen. Diese Vollbohrkrone 30 be sitzt im Bereiche der Stirnfläche Ausnehmungen 31 für die Aufnahme von Hartmetallprismen 32. Sie ist eben falls mit einer bezüglich der Ankerachse exzentrisch an geordneten Spülbohrung 33 versehen und als Fortset- zung einer mittigen Bohrung 34 des Spülrohres 21 aus gebildet.
Ein mit einem Aussengewinde versehener Einsatz nippel 35 ist zum Einschrauben in das Gewinde 36 der Vollbohrkrone 30 vorgesehen. Er weist eine konische Spannfläche 37 auf und kann mit Hilfe eines Vier kantschlüssels der in den Vierkant 38 des Einsatz nippels 35 passt, in die Krone 30 eingeschraubt werden. Die Krone 30 ist mit einer konischen Bohrung 39 ver sehen, wobei diese Bohrung 39 und die konische Spannfläche 37 dazu dienen, das konische Innenrohr ende 40 in der in Fig. 5 dargestellten Weise festzuhal ten.
Auch dieser Injektionszuganker 20 ist in der ersten Gebrauchsphase als Drehbohrwerkzeug zu benützen, wobei @d.ieser Zuganker eine eigene Bohrung bohrt, in welcher er anschliessend im Erdreich befestigt wird.
Nachdem die Bohrung erstellt ist und der Zuganker die vorgesehene Tiefe erreicht hat, wird durch die mittige Bohrung 34, durch welche während des Bohr vorganges Spülwasser strömte, eine Füllmasse, bei spielsweise in Form eines Mörtels, unter Druck injiziert. Diese Füllmasse quillt vorn bei der Vollbohrkrone 30 aus und füllt den Zwischenraum zwischen der Bohr lochwandung und dem Anker aus. Anschliessend an diesen Vorgang kann mittels des Vierkantschlüssels der Einsatznippel 35 gelöst und mithin das Spülrohr 21 herausgezogen werden. Nun ist der Anker bereit, mit Hilfe von durch die Öffnungen 26 in vorbestimmter Weise ins umgebende Erdreich injiziertem Material be festigt zu werden.
In einer Variante eines Injektionszugankers 50 ge- mäss Fig. 8 ist ein Ankerrohr 51 mit Öffnungen 52 versehen. Das hintere Rohrende 59 des Ankerrrohres 51 ist mit Gewinde 54 zwecks Anschluss des nächsten Ankerrohres oder des zur Verankerung vorgesehenen Bauteiles ausgerüstet. Auch das Rohrende 55 ist als Aussengewinderohr 56 ausgebildet.
Koaxial und vom Ankerrohr 51 umschlossen, ist ein Spülrohr 57 vorgesehen, dessen Ende 58 ein Innen gewinde 59 besitzt, sowie eine konische Ansatzfläche 60. Dieses Spülrohr 57 ist mit einem Nippel 61, dessen Ende 62 als Gewinderohr geschnitten ist, verbunden. Das andere Nippelende 64 ist ebenfalls mit einem Ge winde 65 versehen, das dazu dient, den Nippel 61 mit einer Vollbohrkrone 66 in der in Fig. 8 ersichtlichen Weise zu verbinden.
Die Vollbohrkrone 66 ist mit Hartmetallprismen 67 ausgerüstet. Als Fortsetzung des Rohrinnern des Spül rohres 57 und der Bohrung des Nippels 61 ist an der Vollbohrkrone 66 eine exzentrische Spülbohrung 68 vorgesehen.
Die Vollbohrkrone 66 ist über das Gewinde 56 mit dem Ankerrohr 51 des Injektionszugankers 50 verbun den.
Die Wirkungsweise dieses Zugankers, welcher eben falls in der ersten Phase als Bohrer wirkt, wobei der Bohrvorgang durch die Vollbohrkrone 66 und deren Hartmetallprismen 67 erfolgt, verbleibt nach der Durchführung der Bohrung als Zuganker im Erdreich und wird in anschliessend eingehend besprochener Art und Weise in diesem befestigt.
Die Befestigungsgewinde der beschriebenen Anker konstruktionen sind derart, dass sich die Gewinde wäh rend des Bohrvorganges nicht lösen, sondern festziehen.
Anhand der folgenden Figuren 9-12 wird das Ver fahren zum Einbringen der vorbeschriebenen Anker konstruktionen in Locker- und Festerdreich phasen weise beschrieben.
Fig. 9 zeigt im Schnitt in schematischer Darstellung das Einsetzen eines Injektionszugankers in der Phase des Bohrens, wobei die Vollbohrkrone 8 das Erdreich 70 erfasst und die für das Einsetzen des Zugankers nötige Bohrung erstellt. Der Anker 1 ist in einem Halter 71 befestigt, wobei dieser Anker 1 mit Hilfe einer Bohr maschine 72 unter gleichzeitigem Vorschub drehend angetrieben wird. En Antriebsmotor 73 treibt über Keilriemen 75 ein Schwungrad 74, welches beispiels weise mittels eines nicht dargestellten Getriebes die Drehbewegung auf den Anker 1 überträgt.
Die Vor schubkraft wird vom Halter 71, an welchem sie an greift, auf das Ankerrohr 2 und mithin auf die Voll bohrkrone 8 und die Hartmetallprismen 12 übertragen.
Je nach der Länge des Injektionszugankers 1 sind am vordersten Ankerrohr 2 weitere Ankerrohre ange setzt und auch die Spülrohre 5 sind derart verlängert, dass das Anschliessen eines Spülwasseranschlusses 76 ermöglicht wird. Ein Wasserstrom 77 wird während des Bohrvorganges durch die Spülrohre 5 durchgetrieben und tritt vorn durch die zentrale exzentrische Spülboh rung 11 der Vollbohrkrone 8 aus, um unter Umflies- sung der Vollbohrkrone 8, das gelöste Erdreich mit nehmend, zwischen Ankerrohr 2 und Bohrlochwan- dung hochzusteigen.
Auf diese Art und Weise wird der anschliessend als Zuganker dienende Bohrer ins Erdreich 70 vorgetrie ben.
In Fig. 10 ist diejenige Phase des Einbringens dar gestellt, in welcher das Bohren beendet ist und der Anker 1 im Erdreich 70 die vorgesehene Tiefe er reicht hat. Entsprechend der Tiefe des Bohrloches bzw. der verlangten Länge des Injektionszuganker sind die sich folgenden Ankerrohre 2 mittels Verbindungsmuffen 78 verbunden. Das freie Ende des letzten Spülrohres 5 ragt über das äusserste Ankerrohr 2 in ersichtlicher Weise hinaus und dient dem Anschliessen der Füll stoffinjektionseinrichtung.
Mittels dieser Einrichtung wird ein Füllstoff, ge wöhnlich ein Zementmörtel, durch das Spülrohr 5 injiziert und füllt den Zwischenraum zwischen dem Anker 1 und der Bohrlochwandung in dargestellter Weise aus. Dieses erste Einpressen von Füllmasse durch das Spüloder Innenrohr 5 dient in späteren Phasen dazu, das Aufsteigen von Injektionsgut auf der Aus senseite des Ankers bei den nachfolgenden Injektionen zu verunmöglichen.
Der injizierte Mörtel ist so zusammengesetzt, dass das Erstarren ohne Volumenverminderung erfolgt und die erstarrte Masse bei einem bestimmten Innendruck zum Platzen gebracht werden kann. Nach dieser ersten Einpressung wird das Innen- oder Spülrohr 5 losgeschraubt und herausgezogen und das Innere des Ankerrohres 2 durch Auswaschen ge reinigt.
Wenn die eingepresste Füllmasse genügend erstarrt ist, erfolgt das Einzementieren des Ankers durch stu fenweises Auspressen mit Zementmörtel oder andere Verfestigungsmittel in aufsteigendem Sinn und mit Hilfe einer Injektionseinrichtung 91 (Fig. 11). Diese ist mit einem Injektionskolben 92 versehen, sowie mit einer Versorgerleitung 93. Der Injektionskolben 92 be sitzt zwischen zwei Dichtungsteilen einen Hohlraum, in welchen durch Öffnungen der Versorgerleitung 93 das zu injizierende Material gelangt.
Die Injektionseinrich tung 91 wird bezüglich der Öffnungen 3 derart in das Ankerrohr 2 eingestossen, dass sich am Ort der ge wünschten Injektion die Öffnungen 3 zwischen den beiden Dichtungsteilen des Injektionskolbens 92 be finden. Durch Einpressen der Injektionsmasse durch die Injektionseinrichtung 91 gelangt diese durch die Versorgerleitung 93 und tritt in den beschriebenen Hohlraum aus, um von dort durch die Öffnungen 3 gepresst zu werden und nach Erreichung eines vorbe stimmten Druckes den Füllstoff 80 zu sprengen. Durch die dabei entstehenden Sprengungskanäle 95 wird die Injektionsmasse in das den Anker umgebende Erdreich gepresst.
In Fig. 11 ist die erste Stufe einer ersten Inji- zierung 94 ersichtlich. Der Durchmesser des Injektions kolbens 92 kann dem innern Durchmesser des Anker rohres 2 angepasst werden.
Da das Verfahren es erlaubt, die Injektionen mit stufenweise erhöhtem Druck zu wiederholen, wird eine gute Haftfestigkeit im Boden erreicht.
In Fig. 2 ist der fertig eingebettete Anker ersicht lich. In vorbeschriebener Weise erfolgte in einer zwei ten Stufe das Injizieren einer ersten Injektionsmasse 97, sowie in zwei weitern Stufen das Injizieren weiterer Masse 98 und 99.
Anzahl von Injektionen und Injek- tionsdruck richten sich nach den Bodenbeschaffenheiten und der geforderten Zugfestigkeit des Injektionszug- im Nach dem Erstarren der injizierten Massen ist der Zuganker bereit, an seinem freien Ende mit Hilfe eines Befestigungsteiles 100 mit dem vorgesehenen Bauwerk teil verbunden zu werden.
Es besteht die Möglichkeit der Verstärkung des An kerrohres in diesem einen zusätzlichen Zugstab oder Kabel-und Drahtbündel aus hochwertigem Stahl an zubringen und z. B. diese durch Verschraubung mit dem Ankerrohr oder der Bohrkrone zu verbinden.
Diese Verstärkungsorgane können vorgespannt werden, derart, dass vorgespannte Zuganker entstehen. Es können ferner derartige Verstärkungsorgane im Ankerrohr eingegossen werden, wobei vorzugsweise das Innere des Ankerrohres mit Gliedern zum Verbessern des Haftens zwischen Ausguss und Ankerrohr versehen ist.
Die vorbeschriebenen Verfahren weisen gegenüber dem bekannten Stande der Technik folgende Vorteile auf: Das Einbringen des Zugankers, welcher aus einem Stahlrohr besteht, erfolgt mit Hilfe des Zugankers selbst.
Das Einbringen wird durch eine Drehbohrbewegung ermöglicht.
Das Ankerrohr dient beim Bohren als Bohrge stänge.
Die Zugankerspitze wird durch eine im Erdreich verbleibende Bohrkrone gebildet.
Zum Einführen des Spülwassers beim Bohren und zum Einpressen einer Füllmasse in die Hohlräume zwischen Ankerrohr und Boden ist ein ablösbares im Zuganker befestigtes Innenrohr vorgesehen.
Die Ausbildung des Zugangkers erlaubt ein wie derholtes stufenweises Einpressen, wobei die Zusam mensetzung des Injektionsgutes und die Steigerung des Druckes bei jedem einzelnen Injektionsprozess den Bedürfnissen angepasst werden kann.
Das Einbringen des Ankers im Drehbohrverfahren kann mit Hilfe einer gewöhnlichen Rotationsbohrma schine bewerkstelligt werden.
Das Vorhandensein der seitlichen Öffnungen im Ankerrohr und die Verwendung des Dichtungskolbens erlauben es, die Injektion in jedem Ankerabschnitt be liebig oft zu wiederholen, wobei die Zusammensetzung der Injektionsmischung und die Steigerung des Druckes bei jeder Operation den Bedürfnissen angepasst wer den können.
Auf diese Weise wird Abschnitt um Abschnitt der vorgesehenen Verankerungslänge verpresst, wobei nach der Beschreibung des Verfahrens ersichtlich ist, dass das Verpressen in beliebigen Mengen auf beliebigen Strecken, in beliebiger Reihenfolge, in beliebiger Wie derholung und mit beliebigem Druck erfolgen kann.
Der beschriebene Injektionszuganker kann in allen Boden- und Felsarten verwendet werden, d. h. in bindigen und nicht bindigen Böden einschliesslich Ge- hängeschuttmassen und Moränen sowie in gesunden und zersetzten Festgesteinen. Dabei ist besonders her vorzuheben, dass das Einbringen und Befestigen des Ankers auch bei Vorhandensein von Druckwasser ohne weiteres möglich ist.
Als besondere Anwendungsmöglichkeiten seien an geführt: Verankerung von Schlitzwänden aus Beton, von Pfahlwänden, Spundwänden und ähnlichen Elementen, die dem Schutz von Baugruben dienen, Verankerung von Tragmasten von Hochspannungs leitungen, Seilbahnen, Kabelkranen usw.
Verankerung von Druckrohrleitungen, Verankerung von Hafenbauten, Kaimauern usw., Verankerung von Stützmauern, Schutzgalerien, usw.
Method for retaining anchors in boreholes in loose and solid soil. The present invention relates to a method for retaining anchors in boreholes in loose and solid soil.
In the previously known methods, injection tie rods, which consist either of reinforcing iron or steel wire bundles, are inserted into the ground in holes previously drilled by means of Bohrge rods and possibly casing pipes and cemented by injection of cement mortar or cement milk.
For rammable or chiselable underground, a method has also become known in which tension piles are rammed into the ground and then surrounded by grout in a more or less deep zone and held firmly. However, these driven piles are not suitable for every subsoil, so that they cannot be used for all purposes.
The present invention aims to provide a simple and inexpensive method of introducing anchors in any ground, looser or more rigid. The inventive method is characterized in that, after drilling through a pipe, a solidifying sheathing compound is injected practically without pressure between the anchor and the borehole wall in order to prevent grout from rising on the outside of the anchor during one or more subsequent high-pressure injections on the other hand, to enable the anchors to be pressed in stages, possibly multiple times.
The invention will then be explained in detail using figures, for example. It shows: FIG. 1 a longitudinal section through an anchor with an attached solid drill bit, FIG. 2 a cross section of the anchor according to FIG. 1 according to line 11-II, FIG. 3 a cross section through the anchor according to FIG. 1 according to line III- III,
4 shows a view of the anchor from the front, FIG. 5 shows a view of a further embodiment of an anchor partially in longitudinal section, FIG. 6 shows a cross section through the solid drill bit of the anchor according to FIG. 5 along line VI-VI, FIG. 7 shows a cross section through the injection rings of the anchor according to FIG. 5, according to line VII-VII, FIG. 8 is a longitudinal section through a further execution of an anchor,
9 is a schematic section in the axial direction through an anchor during the drilling period with a schematically illustrated drive for the rotary movement of the drilling anchor, FIG. 10 is a schematic illustration analogous to FIG. 9 after drilling with the anchor in lowest position and injected filling liquid, Fig. 11 shows a representation analogous to FIGS. 9 and 10 with the injection device inserted in the anchor and the first stage of a first injection process carried out,
12 shows a representation analogous to FIGS. 9-11 with the anchor fully inserted and poured in, provided for the load, with two stages of two injection mass injections each for holding the anchor in the surrounding soil.
An anchor 1 for insertion into the ground, known as injection tie rods, has an anchor tube 2 with openings 3 and reinforcement rings 4 attached to the outside of the anchor tube 2 with conical bevels towards the front anchor end. A flushing tube 5 is attached inside the anchor tube 2 , the pipe end 6 is seen with a thread 7 ver. A full drill bit 8 with lateral BEFE stigungsbohrungen 9 is verbun by welding to the anchor tube 2 in the manner shown on the collar and through the mounting holes 9 the.
The flushing pipe 5 sits in a central threaded hole 10 of the crown 8. Its central hole 13 merges into an eccentric flushing hole 11 of the full drill bit 8, while FIG. 4 shows that the crown 8 is provided with hard metal prisms 12, which over the front surface the crown 8 are distributed that when turning the earth material is drilled out in a circular ring.
The anchor tube 2 is formed as a thick-walled steel tube, which has a length of usually 3-10 mm. According to the envisaged total length of the anchor, these anchor sections are put together, either by welding at the ends or by means of screw sleeves.
Instead of the hard metal prism crown 8, as can be seen from FIGS. 1, 2 and 4, a diamond crown can also be used. The drill bit 8 forms a fixed part of the anchor. It remains in the ground with him and cannot be regained. The purpose of the openings 3 in the lower part of the anchor tube 2 is to allow the grout to escape laterally, while the reinforcement rings 4 increase the strength of the anchor in order to interlock with the grout, as described in more detail below is.
The flushing pipe or inner tube 5, which is screwed with its front end to the inner wall of the drill bit 8 and is unscrewed and removed from the anchor after the drilling process and the injection of the filling compound, is used to introduce the flushing water when drilling and for pressing in the filling compound .
The free end of the anchor is provided with a thread 14 which serves to connect to the component to be anchored or as a connecting thread to the next anchor tube.
In another embodiment of an injection tie rod 20 shown in FIGS. 5-7, a flushing tube 21 made of plastic is arranged, which is encased by an anchor tube 22 (FIG. 5). The pipe end 23 of the anchor pipe 22 is ausgebil det as a threaded pipe 24, which is used for screwing injection rings 25. These rings are provided with openings 26 which correspond to the openings 3 of the above-described Ausfüh tion.
The cascade-shaped injection rings 25 are connected via threads 28 to an intermediate nipple 27, the free end of which is used to fasten a full drill bit 30 to the anchor with the aid of threads 29. This full drill bit 30 has recesses 31 for receiving hard metal prisms 32 in the area of the end face. It is also provided with a flushing bore 33 arranged eccentrically with respect to the armature axis and formed as a continuation of a central bore 34 of the flushing pipe 21.
An insert nipple 35 provided with an external thread is provided for screwing into the thread 36 of the solid drill bit 30. It has a conical clamping surface 37 and can be screwed into the crown 30 with the aid of a square wrench that fits into the square 38 of the insert nipple 35. The crown 30 is seen with a conical bore 39 ver, this bore 39 and the conical clamping surface 37 are used to fix the conical inner tube end 40 in the manner shown in Fig. 5 th.
This injection tie rod 20 is also to be used as a rotary drilling tool in the first phase of use, this tie rod drilling its own hole in which it is then fastened in the ground.
After the hole has been created and the tie rod has reached the intended depth, a filling compound, for example in the form of a mortar, is injected under pressure through the central hole 34 through which flushing water flowed during the drilling process. This filling compound swells at the front of the full drill bit 30 and fills the space between the drill hole wall and the anchor. Subsequent to this process, the insert nipple 35 can be loosened by means of the square wrench and the flushing pipe 21 can be pulled out. Now the anchor is ready to be fixed with the help of injected through the openings 26 in a predetermined manner into the surrounding soil material.
In a variant of an injection tie rod 50 according to FIG. 8, an anchor tube 51 is provided with openings 52. The rear pipe end 59 of the anchor pipe 51 is equipped with a thread 54 for the purpose of connecting the next anchor pipe or the component intended for anchoring. The pipe end 55 is also designed as an externally threaded pipe 56.
Coaxially and enclosed by the armature tube 51, a flushing tube 57 is provided, the end 58 of which has an internal thread 59, and a conical attachment surface 60. This flushing tube 57 is connected to a nipple 61, the end 62 of which is cut as a threaded tube. The other end of the nipple 64 is also provided with a Ge thread 65 which serves to connect the nipple 61 to a full drill bit 66 in the manner shown in FIG.
The solid drill bit 66 is equipped with hard metal prisms 67. As a continuation of the interior of the flushing tube 57 and the bore of the nipple 61, an eccentric flushing bore 68 is provided on the full drill bit 66.
The full drill bit 66 is verbun via the thread 56 to the anchor tube 51 of the injection tie rod 50.
The mode of action of this tie rod, which also acts as a drill in the first phase, with the drilling process taking place through the full drill bit 66 and its hard metal prisms 67, remains after the drilling has been carried out as a tie rod in the ground and is subsequently discussed in detail in this attached.
The fastening threads of the anchor constructions described are such that the threads do not loosen during the drilling process, but tighten.
Using the following Figures 9-12, the process for introducing the anchor structures described above will be described in phases in Loose and Festerdreich.
Fig. 9 shows in section in a schematic representation the insertion of an injection tie rod in the drilling phase, the full drill bit 8 grasping the soil 70 and creating the hole required for inserting the tie rod. The armature 1 is fastened in a holder 71, this armature 1 being driven to rotate with the aid of a drilling machine 72 with simultaneous feed. En drive motor 73 drives a flywheel 74 via V-belt 75 which, for example, transmits the rotary motion to armature 1 by means of a gear unit (not shown).
The front thrust force is transferred from the holder 71, on which it engages, to the armature tube 2 and therefore to the full drill bit 8 and the hard metal prisms 12.
Depending on the length of the injection tie rod 1, further anchor pipes are attached to the foremost anchor pipe 2 and the flushing pipes 5 are also extended in such a way that a flushing water connection 76 can be connected. A water flow 77 is driven through the flushing pipes 5 during the drilling process and exits at the front through the central eccentric flushing hole 11 of the solid drill bit 8 in order to rise up between the anchor tube 2 and the borehole wall, flowing around the solid drill bit 8, taking the loosened soil with it .
In this way, the drill subsequently used as a tie rod is driven into the ground 70.
In Fig. 10 that phase of the introduction is provided in which the drilling is finished and the anchor 1 in the ground 70 the intended depth he has enough. According to the depth of the borehole or the required length of the injection tie rod, the following anchor pipes 2 are connected by means of connecting sleeves 78. The free end of the last flushing pipe 5 protrudes beyond the outermost anchor pipe 2 in an evident manner and is used to connect the filling material injection device.
By means of this device, a filler, usually a cement mortar, is injected through the flushing pipe 5 and fills the space between the anchor 1 and the borehole wall in the manner shown. This first injection of filling compound through the flushing or inner pipe 5 serves in later phases to prevent the injection material from rising on the outside of the armature during the subsequent injections.
The injected mortar is composed in such a way that it solidifies without any reduction in volume and the solidified mass can be made to burst at a certain internal pressure. After this first injection, the inner or flushing pipe 5 is unscrewed and pulled out and the inside of the anchor pipe 2 is cleaned by washing ge.
When the pressed-in filling compound has solidified sufficiently, the anchor is cemented in by pressing it in stages with cement mortar or other solidifying agent in an ascending manner and with the aid of an injection device 91 (FIG. 11). This is provided with an injection piston 92 and a supply line 93. The injection piston 92 be seated between two sealing parts, a cavity into which the material to be injected passes through openings in the supply line 93.
The injection device 91 is pushed into the anchor tube 2 with respect to the openings 3 in such a way that the openings 3 between the two sealing parts of the injection plunger 92 are located at the location of the desired injection. By pressing the injection compound through the injection device 91, it passes through the supply line 93 and exits into the cavity described, from there to be pressed through the openings 3 and, after reaching a certain pressure, to burst the filler 80. Through the resulting blast channels 95, the injection compound is pressed into the soil surrounding the anchor.
The first stage of a first injection 94 can be seen in FIG. 11. The diameter of the injection piston 92 can be adapted to the inner diameter of the armature tube 2.
Since the method allows the injections to be repeated with gradually increased pressure, good adhesion to the soil is achieved.
In Fig. 2, the embedded anchor is ersicht Lich. In the manner described above, a first injection compound 97 was injected in a second stage, and further compounds 98 and 99 were injected in two further stages.
The number of injections and injection pressure depend on the nature of the soil and the required tensile strength of the injection traction. After the injected mass has solidified, the tie rod is ready to be connected to the intended structure at its free end with the aid of a fastening part 100.
There is the possibility of reinforcing the anchor tube in this an additional tension rod or cable and wire bundles made of high quality steel to attach and z. B. to connect this by screwing with the anchor pipe or the drill bit.
These reinforcing members can be prestressed in such a way that prestressed tie rods are created. Such reinforcing members can also be cast in the anchor tube, the interior of the anchor tube preferably being provided with links to improve the adhesion between the spout and anchor tube.
The methods described above have the following advantages over the known prior art: The tie rod, which consists of a steel tube, is inserted with the aid of the tie rod itself.
The introduction is made possible by a rotary drilling movement.
The anchor tube serves as a drill rod when drilling.
The tie rod tip is formed by a drill bit that remains in the ground.
A detachable inner tube fastened in the tie rod is provided for introducing the flushing water during drilling and for pressing a filling compound into the cavities between the anchor tube and the ground.
The design of the access anchor allows repeated, step-by-step pressing in, whereby the composition of the material to be injected and the increase in pressure can be adapted to requirements for each individual injection process.
The introduction of the anchor in the rotary drilling process can be done with the help of an ordinary rotary drilling machine.
The presence of the side openings in the anchor tube and the use of the sealing piston allow the injection to be repeated as often as desired in each anchor section, the composition of the injection mixture and the increase in pressure being adapted to the needs of each operation.
In this way, section by section of the intended anchoring length is pressed, it being apparent from the description of the method that the pressing can be carried out in any amount on any route, in any order, in any repetition and with any pressure.
The injection tie rod described can be used in all types of soil and rock, i.e. H. in cohesive and non-cohesive soils including suspended debris and moraines as well as in healthy and decomposed solid rock. It should be emphasized in particular that the anchor can easily be introduced and fastened even in the presence of pressurized water.
The following are special possible applications: Anchoring diaphragm walls made of concrete, pile walls, sheet pile walls and similar elements that serve to protect construction pits, anchoring support masts for high-voltage lines, cable cars, cable cranes, etc.
Anchoring of penstocks, anchoring of port structures, quay walls, etc., anchoring of retaining walls, protective galleries, etc.