CH464129A - Verfahren zum Verstärken einer Gesteinsformation und Gesteinsanker zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zum Verstärken einer Gesteinsformation und Gesteinsanker       zur        Durchführung    des Verfahrens    Die     Erfindung    betrifft ein Verfahren zum Verstärken  einer Gesteinsformation, das dadurch gekennzeichnet  ist, dass ein Loch in die     Gesteinsformation        gebohrt,     ein Leitungselement in dieses Bohrloch eingesetzt und  eine bestimmte Menge von Mörtel in das Bohrloch  eingespritzt wird, um dieses mindestens teilweise aus  zufüllen.

   Nach dem     teilweisen    Abbinden des     bereits          eingespritzten    Mörtels kann     zusätzlicher    Mörtel in das  Bohrloch     eingespritzt    werden, um allenfalls in der Loch  wandung vorhandene Risse und Lücken aufzufüllen.  



  Beim     Einsetzen    des     Gesteinsankers    wird dieser  zweckmässig zusammen mit seinem     Verankerungsele-          ment    in die     Gesteinsformation    eingeführt. Dann     kann     das Entlüftungsrohr in den äusseren Abschnitt des Bohr  loches eingesetzt werden. Vorteilhaft wird das offene  Bohrlochende mittels     einer    Dichtung verschlossen, um  den Mörtel unter den erforderlichen Druck setzen zu  können.  



  Es ist dabei darauf zu achten, dass das Entlüftungs  rohr richtig     angeordnet    werden kann, damit dieses       durch    die üblicherweise verwendete Gewindemutter und  die Lagerplatte nicht beschädigt wird.  



  Der     erfindungsgemässe    Gesteinsanker, der diese       Schwierigkeit    beseitigt, ist gekennzeichnet durch     einen     Bolzen, dessen eines Ende mit einem Glied zum Ver  ankern des Bolzens im Bohrloch der     Gesteinsformation     versehen ist, während das andere, mit einem Gewinde  versehene Ende Mittel zum Sichern eines Entlüftungs  rohres in bezug auf den Bolzen und eine Lagerplatte  aufweist, die eine über dem den     Bolzen    aufnehmen  den Bohrloch liegende     öffnung    besitzt, die kleiner ist  als das Bohrloch und zur Aufnahme des Entlüftungs  rohres dient, sowie einen zwischen der Lagerplatte und  einer auf den Bolzen aufgesetzten Gewindemutter an  geordneten Abstandsring,

   wobei sich die genannte     öff-          nung    ausserhalb des     Abätandsringeis    befindet, so dass  die Mutter ohne     Behinderung    durch das     Entlüftungs-          rohr    mittels herkömmlicher Werkzeuge drehbar ist.  



  Der Gesteinsanker     ist        in    den Zeichnungen in     einem            Erläuterungsbeispiel    dargestellt, das nachfolgend be  schrieben ist. In den Zeichnungen ist       Fig.    1 ein Schnitt, der die Lage eines Gesteins  ankers     in    der Bohrung einer Gesteinsformation zeigt,  fertig zum Ausgiessen mit     Vergussmaterial,          Fig.    2 eine Draufsicht auf eine Lagerplatte,       Fig.    3 eine Draufsicht auf einen Abstandsring,       Fig.4    eine Seitenansicht des     Abstandsringes,

      und       Fig.    5 ist eine Endansicht des das Entlüftungsrohr  haltenden Halters.  



       Fig.    6 zeigt einen Teil der in     Fig.    1 dargestellten  Anordnung nach dem Beendigen des Einspritzens des       Vergussmaberials.     



       Fig.    7 ist ein Schnitt     nach    Linie 7-7 der     Fig.    6.  In die Gesteinsformation 10 ist entsprechend der  üblichen Technik eine Bohrung 11 gebohrt, in die ein       Gesteinsanker    12     eingesetzt    wird, dessen     Verankerungs-          vorrichtung    13 durch Drehen des     Ankerbolzens    14        gesetzt         wird,    so dass die     Verankerungsvorriehtung     13 fest an den Wänden der     Bohrung    11 anliegt.

   Die       Verankerungsvorrichtung    13 weist einen     kegeligen     Spreizkörper 13a, der in Gewindeeingriff mit dem  Ankerbolzen 14 steht, und eine     C-förmige        Spreizhülse     13b auf. Mit dem Ankerbolzen 14 ist eine Druckplatte  13c fest verbunden. Ein geschmierter Gleitring 13d oder  mehrere derartige     Gleitringe    13d sind in     Axialrichtung     zwischen der Druckplatte<B>13e</B> und der Spreizhülse 13b  gelagert. Der Ankerbolzen 14 hat die übliche hohle  Ausführung, so dass der Ankerbolzen eine Rohrleitung  bildet, die zum     Innenende    der Bohrung 11 führt.

   Der  Ankerbolzen 14 weist auf dem über die Gesteinsfor  mation vorstehenden Ende ein Gewinde 15 auf, auf  dem eine Gewindemutter 16 und ein Abstandsring 17  aufgesetzt sind. Letzterer stellt den Abstand zwischen  der Gewindemutter 16 und einer Lagerplatte 18 her.  Nachdem der Gesteinsanker      gesetzt     und     ein    Ent  lüftungsrohr 20 am Ankerbolzen 14 mittels des Halters  21 befestigt worden ist, wird vorzugsweise eine     Kunst-          stoffmasse    19 um den     Ankerbolzen    14     gegossen.    Der      Halter 21     (Fig.    5) hat zwei sich gegenüberstehende       elastische    Arme 22 und 23,

   die den     Ankerbolzen    14       umfassen,    und hat ferner eine     Ausbiegung    24, die sich  an das Entlüftungsrohr 20 anlegt. Der Halter 21 kann  in     Axialrichtung        längs    des Ankerbolzens 14 auf seine  Stelle bewegt werden, was geschieht, nachdem die  Drehung des     Ankerbolzens    14 beendet worden     ist.    Es       ist    kaum jemals ein genügend grosser     Seitenspielraum     am     Eintrittsende    der Bohrung 11 vorhanden, als dass  das Aufsetzen des Halters 21 auf den Ankerbolzen 14  von der Seite aus     erfolgen    könnte.  



  Die Lagerplatte 25 hat eine     schlüssellochartnge        öff-          nung    25, die in ihrem grossen     Abschnitt    26 den     Anker-          bolzen    14 und in ihrem kleinen Abschnitt 27. das     Ent-          lüftungsrohr    20 aufnimmt. Diese     schlüssellochartige          Öffnung    25 stellt das Rohr 20 so     ein,    dass     @es    von  dem Abstandsring 17 oder von der     Gewindemutter    16  nicht     gestört    wird.

   Zu diesem Zweck erstreckt sich der       Öffnungsabschnitt    27     in        Radialrichtung    über den Ring  17 hinaus. Der Ring 17     kann    in der in     Fig.    4 dar  gestellten Weise abgeschrägt     sein,    um die Winkelstel  lung zwischen der Achse     der    Bohrung 11 und der  Oberfläche 27 der Gesteinsformation auszugleichen.

         Nimmt    der Gesteinsanker 12 die in     Fig.    1 dargestellte  Lage     ein,    dann kann der Mörtel in die am Ende 28  des hohlen Ankerbolzens 14 mündende Bohrung ein  gepumpt werden, der alsdann die den     Ankerbolzen    14  umgebende Bohrung 11 in der Gesteinsformation wenig  stens teilweise ausfüllt. Nachdem dieser Mörtel teil  weise abgebunden hat, wird weiterer Mörtel     eingepresst.     Die Luft entweicht über das     Entlüftungsrohr    20.  Schliesslich kann     ein    Füllzustand     eintreaten,    bei dem der       Mörtel    aus dem Rohr 20 austritt.

   Zu dieser Zeit soll  sowohl das Rohr 20 als auch die Bohrung     im    Anker  bolzen 14 geschlossen werden, so dass     der        innerhalb     der     Bohrung    11 vorhandene, auf den Mörtel wirkende  Druck aufrechterhalten bleibt. Das Verschliessen des       Ankerbolzens    14 und des Rohres 20 kann beispiels  weise durch     Einsetzen    von bekannten Stopfen 30 und  31 erfolgen. Diese Stopfen werden mindestens so lange  an ihrer Stelle belassen, bis sich das     Vergussmaterial          gesetzt    hat.

   Beim Abbinden des Mörtels     entsteht    eine  sehr zuverlässige     Verbindung        zwischen    dem Ankerbol  zen 14 und der Oberfläche der Bohrung 11.  



  Der vorstehend beschriebene     Gesteinsankeraufbau     bezieht sich     vorzugsweise    auf Gesteinsformationen ohne  oder nur mit unwesentlichen     Rissen.    Der gleiche Ge  steinsanker kann indessen auch zum Verstärken einer       rissigen    Gesteinsformation mit Mörtel verwendet wer  den.

   Dabei wird zuerst eine Bohrung in der     Gesteins-          formation    angebracht und mit einem Leitungselement  eine bestimmte Menge Mörtel zum teilweisen Füllen  der Bohrung in diese     eingespritzt.    Das     Einspritzen    kann  durch den hohlen     Bolzen    14 oder durch das Rohr 20       erfolgen.    Der Mörtel wird beispielsweise so lange     ein-          gefüllt,    bis die Bohrung 11 mindestens teilweise ge  füllt wird, was entweder durch Dosierung der Mörtel  menge erfolgt     oder    dass so lange gefüllt wird,

   bis der  Mörtel     beispielsweise    aus der Bohrung des Ankerbol  zens 14 überläuft. Im     lotzterwähnten    Fall ist es erfor  derlich, dass die Bohrung     gereinigt    wird, bevor der  Mörtel abbindet, so dass die Bohrung im     Ankerbolzen     14 als Zuleitung zur     Bohrung    11     verwendet    werden  kann, worauf der den Ankerbolzen 14 umgebende  Mörtel partiell     abbinden    kann. Alsdann wird weiterer       Mörtel    in die Bohrung eingepumpt, um alle     Hohlräume     und     Ritzen    der Formation     zu    füllen.

   Dabei wird bei-         spielsweise    ein Druck von 2,0-7,0     kg/cm2    angewendet.  Die Abdichtung durch die     vorgängig    teilweise abgebun  dene Mörtelmasse verhindert auch örtliche     Sickerungen     des Zementschlammes zur Gesteinsoberfläche während  des später erfolgenden     Einspritzens.     



  Es ist üblich, für solche Verstärkungsarbeiten       Ankerbolzen    14 mit einer Länge von 1,5-4,5 m zu ver  wenden. Zum einwandfreien     Einspritzen    des Mörtels  gemäss vorstehender Beschreibung muss der Bohrungs  durchmesser des     Ankerbolzens    14 bei einem Aussen  durchmesser von 32 mm     ungefähr    7 mm sein. Bei  einem     Ankerbolzen    von 35 mm muss der Bohrungs  durchmesser 8,5 mm     betragen.    Stahl hoher Zugfestig  keit wird empfohlen, da hierdurch die erforderliche  Festigkeit mit weniger Materialgewicht erreicht wird.  



  Die     Verankerungsglieder    13 werden vorzugsweise in       Polyäthylenhüllen    verpackt oder mit einem ähnlichen  Material bedeckt, die     Ankerbolzen    selbst werden vor  dem Einbau mit Papier umwickelt, um das Eindringen  von Staub zu verhindern, der die Gewinde verstopfen  könnte.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Verstärken einer Gesteinsforma tion, dadurch gekennzeichnet, dass ein Loch in die Ge- steinsformation gebohrt, ein Leitungselement in dieses Bohrloch eingesetzt und eine bestimmte Menge von Mörtel in das Bohrloch eingespritzt wird, um dieses wenigstens teilweise aufzufüllen.

   <B>11.</B> Gesteinsanker zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Bol zen (14), dessen eines Ende (13) mit einem Glied zum Verankern des Bolzens im Bohrloch der Gesteinsfor mation versehen ist, während das andere, mit einem Gewinde versehene Ende (15) Mittel zum Sichern eines Entlüftungsrohres (20) in bezug auf den Bolzen (14) und eine Lagerplatte (18) aufweist, die eine über dem den Bolzen aufnehmenden Bohrloch (11) liegende öff- nung (27) besitzt,

   die kleiner ist als das Bohrloch und zur Aufnahme des Entlüftungsrohres (20) dient, sowie einen zwischen der Lagerplatte und einer auf den Bol zen aufgesetzten Gewindemutter (16) angeordneten Ab standsring (17), wobei sich die genannte Öffnung ausser halb des Abstandsringes befindet, so dass die Mutter ohne Behinderung durch das Entlüftungsrohr mittels herkömmlicher Werkzeuge drehbar ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass nach dem teilweisen Abbinden des bereits eingespritzten Mörtels zusätzlicher Mörtel in das Bohrloch eingespritzt wird, um allenfalls in der Loch wandung vorhandene Risse und Lücken aufzufüllen. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Mörtel von der Oberfläche der Gesteinsformation aus in das Bohrloch eingespritzt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass als Leitungselement eine Bohrung in einem im Bohrloch zu befestigenden Gesteinsankerbol- zen (14) verwendet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das genannte Leitungselement vor dem Abbinden von Mörtel befreit wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die teilweise Ausfüllung des Bohr loches festgelegt wird durch Kontrollieren der Menge des eingespritzten Mörtels bzw. des Austrittes von Mör tel durch eine vorbestimmte Öffnung. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Mörtel unter einem Druck von 2-7 Atmosphären in das Bohrloch eingespritzt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unter ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst das Leitungselement im Bohrloch verankert und dann die erste Mörtelladung eingespritzt wird. B. Gesteinsanker nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (14) hohl ist. 9.

   Gesteinsanker nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (25) in der Lager platte (18) Schlüssellochform aufweist und den Bolzen (14) zum grössten und das Entlüftungsrohr (20) zum kleineren Teil aufnimmt. 10. Gesteinsanker nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsrohrhalter (21) die Form einer Klammer aufweist, die in bezug auf den Bolzen (14) axial verschiebbar ist.