Die Erfindung betrifft einen Zuganker zum Einbau in einem Bohrloch im Erdreich oder im Fels mit mindestens einem Verankerungsglied und mindestens einem Zugglied, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Es ist bereits bekannt, im Boden mittels Zementinjektionen Ankerglieder, z.B. Rohre, Stäbe oder Litzen festzuhalten.
Deren Einbau erfolgt entweder durch Einrammen oder Einbohren in das Erdreich. Hierauf können derartige Anker durch ein- oder mehrmalige Zementinjektion mit dem Erdreich verbunden werden. Diese bekannten Verfahren haben folgende Nachteile: Da die Tragfähigkeit der Ankerglieder in der Haftzone in den meisten Fällen im Grenzzustand von der Normalspannung an der Bruchfläche abhängig ist, versucht man diese durch einmalige oder mehrmalige Injektion zu vergrössern. Im locker gelagerten, sehr durchlässigen oder in weichem, tonigem, gesättigtem Boden ist eine rheologisch bedingte Erhöhung der Normalkraft durch Injektionsgut auf längere Zeit schwer erreichbar. Weiter ist es notwendig, die Bindezeit der zu erhärtenden Injektionsmasse vor der Einleitung der Vorspannkraft abzuwarten. Beim Vorspannen entstehen im erhärteten Injektionsgut Risse, die Korrosion der Zug- und Druckglieder ermöglichen.
Im Boden bleiben nach den Verankerungsarbeiten feste Verankerungsteile zurück, wie z.B.
Zug- oder Druckglieder mit der injizierten Haftzone, die eine Behinderung der Bautätigkeit in diesem Bereich darstellen.
Die Erfindung bezweckt diese Mängel bekannter Zuganker zu beheben.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zuganker und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, der keine Zementinjektion benötigt und der leicht wieder vollständig ausbaubar ist und dessen Zugglieder gegen Korrosion geschützt werden können.
Der erfindungsgemässe Zuganker ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsglied als verformbarer Körper ausgebildet ist, der sich in verformtem Zustand an der Wand des Bohrlochs durch Reibung abstützt, und dass das Zugglied derart an diesem Körper befestigt ist, dass dessen Haftkraft mit zunehmender Zugkraft des Zuggliedes ansteigt.
Das Einfüllen der viskosen Masse in den Hohlkörper kann dabei entweder vor dem Einbringen des Ankers in das Bohrloch oder auch nach dem Einbringen desselben, z.B. durch das hohl ausgebildete Zugglied erfolgen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Zugankern schematisch dargestellt. Anhand derselben wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen in ein Bohrloch eingeführten Zuganker vor dem Aufblähen des Hohlkörpers,
Fig. 2 den Zuganker nach Fig. 1 in eingebautem Zustand, und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Zugankers in eingebautem Zustand.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zuganker weist ein Zugglied aus einem Rohr 1 auf, das an seinem unteren Ende mit einem Gewinde 2 versehen ist. Dieses greift in eine Abschlussplatte 5 ein. Der unterste Bereich des Rohres list von einem Hohlkörper 3 umgeben. Dieser besteht aus einer verformbaren Hülle aus praktisch nicht dehnbarem Material, z.B.
aus einem mit Metall- oder Textilgewebe armierten Gummi oder Kunststoff. Der Hohlkörper 3 hat in nicht verformtem Zustand eine angenähert zylindrische Gestalt. In der Nähe der beiden Stirnseiten 3a, 3b ist die Wand des Hohlkörpers zunehmend dicker ausgebildet, um die Verformbarkeit zu begrenzen, während im mittleren Bereich 3c die Wand verhältnismässig dünn ist. Die obere Stirnseite 3b ist auf dem Rohr 1 gleitbar ausgebildet und gegenüber diesem durch eine Dichtung 4 abgedichtet. Die untere Stirnseite 3a ist dagegen fest mit der Abschlussplatte 5 verbunden.
Das Rohr 1 weist im Bereich innerhalb des Hohlkörpers 3 einige Löcher 6 auf, die von einer elastischen Manschette 7 verdeckt sind. Ferner ist am Rohr 1 innerhalb des Hohlkörpers 3 ein Mitnehmerring 13 befestigt. In der Fig. list der Zuganker in ungedehntem Zustand in ein Bohrloch 9 abgesenkt dargestellt. Zum Befestigen des Zugankers wird der Hohlkörper 3 derart verformt, dass sich seine Höhe reduziert, sein Umfang sich jedoch vergrössert, so dass seine Wand gegen die Wand des Bohrloches 9 gepresst wird. Zu diesem Zweck wird in den Hohlkörper 3 eine viskose Masse 8 unter Druck eingeführt. Wenn wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, das Rohr 1 unten verschlossen ist, kann dies auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass die viskose Masse, z.B. ein zähflüssiges Ö1, am oberen Ende unter Druck in das Rohr 1 eingefüllt wird.
Die viskose Masse kann dann durch die Öffnungen 6 in den Hohlkörper 3 eintreten, wobei die Manschette 7 gedehnt wird. Diese verhindert dann ein Zurückfliessen der viskosen Masse in das Rohr 1. Die unter Druck in den Hohlkörper 3 eingefüllte Masse presst nun dessen Wand, insbesondere im mittleren Bereich 3c gegen die Wand des Bohrloches 9. Wird nun eine Zugkraft Z auf das Rohr 1 ausgeübt, so überträgt sich diese über die Abschlussplatte 5 auf die untere Stirnseite 3a des Hohlkörpers 3. Dadurch wird der Druck in der viskosen Masse 8 erhöht und die Seitenwand des Hohlkörpers wird proportional zur ausgeübten Zugkraft Z stärker gegen die Wand des Bohrloches 9 gepresst.
Soll der Zuganker wieder ausgebaut werden, so wird das Rohr 1 durch Drehen aus der Abschlussplatte 5 herausgeschraubt und nach oben gezogen, bis der Mitnehmerring 13 an der oberen Stirnseite 3b anliegt. Beim Herausziehen geht dann der Durchmesser des Hohlkörpers 3 auf seinen ursprünglichen Durchmesser zurück, so dass der Zuganker leicht aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann.
Die viskose Masse 8 könnte selbstverständlich auch durch eine separate Rohr- oder Schlauchleitung in den Hohlkörper eingefüllt werden. Ferner könnte sie über eine Hohlsonde eingefüllt werden, die in das Rohr 1 eingeführt wird. Diese Hohlsonde könnte seitlich Austrittsöffnungen aufweisen, wobei oberhalb und unterhalb dieser Öffnungen Dichtungen angebracht sind, welche die Sonde gegenüber der Innenwand des Rohres 1 abdichten. Wenn dann die Sonde so weit in das Rohr eingeführt wird, dass ihre seitlichen Austrittsöffnungen auf gleicher Höhe wie die Öffnungen 6 im Rohr 1 liegen, kann die viskose Masse 8 in den Hohlkörper 3 eingefüllt werden.
Auf diese Weise lässt sich auch die Ausführungsform des Zugankers nach Fig. 3 füllen. Dieser unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 nur dadurch, dass unterhalb der Abschlussplatte 5 ein weiterer Hohlkörper 10 mit einer verformbaren Hülle aus gleichem Material wie diejenige des Hohlkörpers 3 angeordnet ist. Die obere Stirnseite l0a ist in gleicher Weise verstärkt, wie die gegenüberliegende Stirnseite 3a und sie ist ebenfalls mit. der Abschlussplatte 5 verbunden. Das Rohr 1 weist eine Verlängerung 1a auf, die in das Innere des Hohlkörpers 10 ragt. Ag dieser Verlängerung sind Öffnungen 11 angeordnet, die durch eine elastische Manschette 12 verdreht sind. Die untere Stirnseite des Hohlkörpers
10 ist aus dünnwandigem Material hergestellt.
Beim Einbau wird der Zuganker nach Fig. 3 in das Bohrloch 9 abgesenkt, bis der untere Hohlkörper 10 auf dem Bohr lochgrund aufliegt und die Seitenwände, wie dargestellt, teilweise zusammengefaltet sind. Nun wird zuerst der obere Hohikörper 3, z.B. mittels der erwähnten Sonde mit der viskosen Masse 8 gefüllt. Er könnte aber auch in bereits gefülltem Zustand in das Bohrloch eingeführt worden sein. Anschliessend wird der untere Hohlkörper 10 ebenfalls mit der viskosen Masse 8a gefüllt Dadurch wird die obere Stirnseite 10a nach oben gedrückt. Sie überträgt ihre Druckkraft über die Abschlussplatte 5 auf die untere Stirnseite 3a des oberen Hohlkörpers 3. Dieser wird dadurch gedehnt, und seine Seitenwand wird stärker gegen die Wand des Bohrloches 9 gepresst.
Er wird somit bereits fixiert, ohne dass eine Zugkraft auf das Rohr 1 ausgeübt wird.
Wird jedoch auf das Rohr 1 zusätzlich eine Zugkraft ausgeübt, so steigt der Anpressdruck proportional zur Zugkraft weiter an. Diese Bauart des Zugankers gestattet auch eine Prti- fung der TragflLhigkeit der Haftzone des Ankers, ohne dass eine Zugkraft auf das Rohr 1 ausgeübt wird. Aus der Höhe des von der viskosen Masse im unteren Hohlkörper 10 ausgeübten Druckes, der messbar ist, kann die Grösse der auf den Hohlkörper 3 ausgeübten Druckkraft ermittelt werden.
Die beschriebenen Zuganker können natürlich auf verschiedene Weise geändert und ergänzt werden. So kann die äussere Oberfläche der Haftzone des Hohlkörpers 3 mit reibungserhöhenden Mitteln, z.B. Rippen oder anderen Vorsprüngen, versehen werden. Es können auch zusätzliche Verankerungsmittel vorgesehen werden, die beim Ausdehnen des Hohlkörpers 3 in die Wand des Bohrloches eingreifen. Ferner könnte die Aussenseite des Hohlkörpers mit Längsnuten versehen sein, die in feuchtem, nachgiebigem Boden den Austritt von Wasser nach oben ermöglichen. Ferner könnten mehrere Zugglieder oder mehrere Hohlkörper 3 vorgesehen sein.
PATENTANSPRflCHE
I. Zuganker zum Einbau in einem Bohrloch im Erdreich oder im Fels mit mindestens einem Verankerungsglied und mindestens einem Zugglied, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsglied als verformbarer Körper (3) ausgebildet ist, der sich in verformtem Zustand an der Wand des Bohrloches (9) durch Reibung abstützt, und dass das Zugglied (1) derart an diesem Körper (3) befestigt ist, dass dessen Haftkraft mit zunehmender Zugkraft des Zuggliedes (1) ansteigt.
II. Verfahren zur Herstellung eines Zugankers nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass am einen Ende des Zuggliedes ein annähernd zylindrischer Hohlkörper mit ver formbaren,jedoch praktisch undehnbaren Wänden angebracht wird, dass die eine Stirnseite (3a) des Hohlkörpers lösbar mit dem Ende des Zuggliedes verbunden wird, während die andere Stimseite (3b) des Hohlkörpers gleitbar und dichtend am Zugglied anliegt, dass dann der Hohlkörper mit einer viskosen Masse gefüllt wird, so dass sich seine Seitenwand unter Verformung an die Wand des Bohrloches anlegt, dass hierauf eine Zugkraft auf das Zugglied ausgeübt wird, wodurch sich der Anpressdruck der Seitenwand entsprechend der Zugkraft proportional vergrössert.
URANSPRCHR
1. Zuganker nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich niet, dass das Zugglied (1) in einer Abschlussplatte ç an der Unterseite des Hohlkörpers (3) lösbar befestigt ist
2. Zuganker nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (1) als Rohr ausgebildet ist, und dass es den Hohlkörper (3) durchdringt, wobei im Rohr im Bereiche des Hohlraumes des Hohlkörpers (3 > durch Ventilmittel (7) verschliesshare Öffnungen (6) zum Einführen einer viskosen Masse (8) vorgesehen sind.
3. Zuganker nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stirnseite (3b) des Hohlkörpers (3) gleitbar auf dem Zugglied (I) ausgebildet ist, und dass Dichtungsmittel (4) zwischen der Stirnseite (3b) und dem Zugglied (I) vorgesehen sind.
4. Zuganker nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenseite des Hohlkörpers (3) mindestens teilweise mit reibungserhöhenden Mitteln, z.B. Vorsprüngen, insbesondere Rippen, versehen ist.
5. Zuganker nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenseite des Hohlkörpers (3) in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist.
6. Zuganker nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Abschlussplatte (5) ein zweiter verformbarer Hohlkörper (10) angeordnet ist, und dass Mittel (la, 11, 12) zum Einführen einer viskosen Masse (8a) in diesen Hohlkörper (10) vorgesehen sind.
7. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die viskose Masse (8) vor oder nach dem Einbau des Zugankers in das Bohrloch in den Hohlkörper (3) einfüllt.
8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die viskose Masse (8) durch eine separate Leitung oder durch das hohle Zugglied (1) in den Hohlkörper eingefüllt wird.
9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass eine viskose Masse in den Hohlkörper (8, 10) eingefüllt wird, die nachträglich erstarrt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
The invention relates to a tie rod for installation in a borehole in the ground or in rock with at least one anchoring member and at least one tension member, and a method for its production.
It is already known to anchor members, e.g. To hold pipes, rods or strands in place.
They are installed either by ramming or drilling into the ground. Such anchors can then be connected to the ground by cement injection one or more times. These known methods have the following disadvantages: Since the load-bearing capacity of the anchor members in the adhesion zone is in most cases dependent on the normal stress on the fracture surface in the limit state, attempts are made to increase this by injecting one or more times. In loosely laid, very permeable or in soft, clayey, saturated soil, it is difficult to achieve a rheologically-related increase in the normal force through injection material over a long period of time. It is also necessary to wait for the setting time of the injection compound to be hardened before the pretensioning force is applied. During pre-tensioning, cracks appear in the hardened injection material, which allow corrosion of the tension and compression members.
After the anchoring work, solid anchoring parts remain in the ground, such as
Tension or compression members with the injected adhesive zone, which represent a hindrance to construction activity in this area.
The invention aims to remedy these shortcomings of known tie rods.
The object of the invention is to create a tie rod and a method for its production which does not require any cement injection and which can easily be completely dismantled and whose tension members can be protected against corrosion.
The tie rod according to the invention is characterized in that the anchoring member is designed as a deformable body, which is supported in the deformed state on the wall of the borehole by friction, and that the tension member is attached to this body in such a way that its adhesive force increases with increasing tensile force of the tension member .
The filling of the viscous mass into the hollow body can be done either before the anchor is introduced into the borehole or after the anchor has been introduced, e.g. take place through the hollow tension member.
In the drawing, exemplary embodiments of tie rods according to the invention are shown schematically. The invention is explained in more detail on the basis of these. Show it:
1 shows a longitudinal section through a tie rod introduced into a borehole before the hollow body is expanded,
FIG. 2 shows the tie rod according to FIG. 1 in the installed state, and FIG
3 shows a longitudinal section through a second embodiment of a tie rod in the installed state.
The tie rod shown in FIGS. 1 and 2 has a tension member made of a tube 1 which is provided with a thread 2 at its lower end. This engages in an end plate 5. The lowermost area of the tube is surrounded by a hollow body 3. This consists of a deformable shell made of practically inextensible material, e.g.
Made of rubber or plastic reinforced with metal or textile fabric. The hollow body 3 has an approximately cylindrical shape in the non-deformed state. In the vicinity of the two end faces 3a, 3b, the wall of the hollow body is made increasingly thicker in order to limit the deformability, while the wall is relatively thin in the central region 3c. The upper end face 3b is designed to be slidable on the pipe 1 and is sealed off from it by a seal 4. In contrast, the lower end face 3a is firmly connected to the end plate 5.
In the area inside the hollow body 3, the tube 1 has a few holes 6 which are covered by an elastic sleeve 7. Furthermore, a driver ring 13 is attached to the tube 1 within the hollow body 3. In FIG. 1, the tie rod is shown lowered into a borehole 9 in the unstretched state. To fasten the tie rod, the hollow body 3 is deformed in such a way that its height is reduced, but its circumference is increased, so that its wall is pressed against the wall of the borehole 9. For this purpose, a viscous mass 8 is introduced into the hollow body 3 under pressure. If, as shown in Figs. 1 and 2, the tube 1 is closed at the bottom, this can be done in a simple manner in that the viscous mass, e.g. a viscous oil is filled into the tube 1 at the upper end under pressure.
The viscous mass can then enter the hollow body 3 through the openings 6, the sleeve 7 being stretched. This then prevents the viscous mass from flowing back into the pipe 1. The mass filled under pressure into the hollow body 3 now presses its wall, in particular in the middle area 3c against the wall of the borehole 9. If a tensile force Z is now exerted on the pipe 1, this is transferred via the end plate 5 to the lower end face 3a of the hollow body 3. This increases the pressure in the viscous mass 8 and the side wall of the hollow body is pressed more strongly against the wall of the borehole 9 in proportion to the tensile force Z exerted.
If the tie rod is to be removed again, the tube 1 is screwed out of the end plate 5 by turning and pulled upwards until the driver ring 13 rests on the upper end face 3b. When pulled out, the diameter of the hollow body 3 then goes back to its original diameter, so that the tie rod can easily be pulled out of the borehole.
The viscous mass 8 could of course also be filled into the hollow body through a separate pipe or hose line. Furthermore, it could be filled in via a hollow probe which is inserted into the tube 1. This hollow probe could have outlet openings on the side, seals being attached above and below these openings which seal the probe off from the inner wall of the tube 1. When the probe is then inserted so far into the tube that its lateral outlet openings are at the same height as the openings 6 in the tube 1, the viscous mass 8 can be poured into the hollow body 3.
In this way, the embodiment of the tie rod according to FIG. 3 can also be filled. This differs from the embodiment according to FIGS. 1 and 2 only in that a further hollow body 10 with a deformable shell made of the same material as that of the hollow body 3 is arranged below the end plate 5. The upper end face l0a is reinforced in the same way as the opposite end face 3a and it is also with. the end plate 5 connected. The tube 1 has an extension 1 a which protrudes into the interior of the hollow body 10. Openings 11, which are twisted by an elastic sleeve 12, are arranged around this extension. The lower face of the hollow body
10 is made of thin-walled material.
During installation, the tie rod according to FIG. 3 is lowered into the borehole 9 until the lower hollow body 10 rests on the bottom of the borehole and the side walls, as shown, are partially folded together. Now the upper hollow body 3, e.g. filled with the viscous mass 8 by means of the probe mentioned. However, it could also have been introduced into the borehole when it was already filled. The lower hollow body 10 is then also filled with the viscous mass 8a. As a result, the upper end face 10a is pressed upwards. It transmits its compressive force via the end plate 5 to the lower end face 3 a of the upper hollow body 3. This is thereby stretched, and its side wall is pressed more strongly against the wall of the borehole 9.
It is thus already fixed without a tensile force being exerted on the pipe 1.
If, however, a tensile force is also exerted on the tube 1, the contact pressure continues to increase proportionally to the tensile force. This type of tie rod also allows the load-bearing capacity of the anchor's adhesive zone to be tested without a tensile force being exerted on the pipe 1. The magnitude of the compressive force exerted on the hollow body 3 can be determined from the level of the pressure exerted by the viscous mass in the lower hollow body 10, which can be measured.
The tie rods described can of course be changed and supplemented in various ways. Thus, the outer surface of the adhesive zone of the hollow body 3 with friction-increasing means, e.g. Ribs or other protrusions. Additional anchoring means can also be provided which, when the hollow body 3 expands, engage in the wall of the borehole. Furthermore, the outside of the hollow body could be provided with longitudinal grooves which allow water to escape upwards in moist, flexible soil. Furthermore, several tension members or several hollow bodies 3 could be provided.
PATENT CLAIMS
I. Tie rod for installation in a borehole in the ground or in rock with at least one anchoring member and at least one tension member, characterized in that the anchoring member is designed as a deformable body (3) which, in a deformed state, is located on the wall of the borehole (9) supported by friction, and that the tension member (1) is attached to this body (3) in such a way that its adhesive force increases with increasing tensile force of the tension member (1).
II. A method for producing a tie rod according to patent claim I, characterized in that at one end of the tension member an approximately cylindrical hollow body with ver formable, but practically inextensible walls is attached that one end face (3a) of the hollow body is detachable with the end of the Tension member is connected, while the other end face (3b) of the hollow body slidably and sealingly rests on the tension member, so that the hollow body is then filled with a viscous mass, so that its side wall is deformed against the wall of the borehole, so that a tensile force is applied the tension member is exerted, whereby the contact pressure of the side wall increases proportionally according to the tensile force.
Original claim
1. Tie rod according to claim I, characterized in that the tension member (1) is releasably fastened in an end plate on the underside of the hollow body (3)
2. tie rod according to claim I, characterized in that the tension member (1) is designed as a tube, and that it penetrates the hollow body (3), wherein in the tube in the region of the cavity of the hollow body (3> by valve means (7) closable openings (6) are provided for introducing a viscous mass (8).
3. Tie rod according to claim 1, characterized in that the upper end face (3b) of the hollow body (3) is designed to be slidable on the tension member (I), and that sealing means (4) between the end face (3b) and the tension member (I) are provided.
4. Tie rod according to claim I, characterized in that the outside of the hollow body (3) is at least partially covered with friction-increasing means, e.g. Projections, in particular ribs, is provided.
5. Tie rod according to claim I, characterized in that the outside of the hollow body (3) has grooves extending in the longitudinal direction.
6. Tie rod according to dependent claim 1, characterized in that a second deformable hollow body (10) is arranged below the end plate (5), and that means (la, 11, 12) for introducing a viscous mass (8a) into this hollow body (10) ) are provided.
7. The method according to claim II, characterized in that the viscous mass (8) is filled in the hollow body (3) before or after the installation of the tie rod in the borehole.
8. The method according to claim II, characterized in that the viscous mass (8) is filled into the hollow body through a separate line or through the hollow tension member (1).
9. The method according to claim II, characterized in that a viscous mass is poured into the hollow body (8, 10), which subsequently solidifies.
** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.