CH692206A5

CH692206A5 - Permanent tiefenüberwachbares Ankersystem.

Info

Publication number: CH692206A5
Application number: CH00804/97A
Authority: CH
Inventors: Ruedi Faessler; Roland Keller
Original assignee: Keller Paul Ingb Ag
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2002-03-15
Also published as: DE19815427A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ankersystem zur Verankerung eines Bodenankers an einem Bauteil, welches permanent und über seine ganze Einbautiefe überwachbar ist, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und Verfahren zum Einbau und Betrieb der Vorrichtung gemäss den Oberbegriffen der Ansprüche 6 und 8.

Derartige Verankerungselemente werden vor allem im Tiefbau dazu verwendet, Litzen eines Bodenankers mit einige Meter bis einige zehn Meter im Boden versenktem und dort durch Vergiessen mit einer Zementmasse verankertem Ankerkopf an ihrem oberen Ende am zu haltenden Bauteil, etwa einer Stützmauer, zu verankern. Ein derartiger Bodenanker besteht im Wesentlichen aus mehreren Stahllitzen mit einer Ummantelung, gewöhnlich aus einer Korrosionsschutzmasse und einem Kunststoffrohr, welche in einem geschlossenen, im Bereich seines unteren Endes zur besseren Verankerung gerippten Schutzrohr aus Polyethylen, dessen Aussenseite im Bereich des unteren Endes zur besseren Verankerung mit umlaufenden Wellen versehen ist, geführt sind.

Das Schutzrohr reicht bis in den Durchführungskanal im Verankerungselement zurück und bricht dort ab, während die Litzen vollständig durch denselben gezogen sind und über die \ffnung in der Verankerungsplatte hinausragen.

Der Ankerkopf wird vergossen, indem neben dem Schutzrohr Zement in das Bohrloch eingeleitet und der ausserhalb des Schutzrohres gelegene Bereich des Bohrloches ausgefüllt wird, während das vom Schutzrohr umschlossene Volumen durch einen in demselben geführten, durch den Durchführungskanal bis an die Oberfläche reichenden Schlauch ebenfalls mit Zement aufgefüllt wird. Die Verankerung des Bodenankers am Bauteil wird durchgeführt, indem auf die Aussenfläche der Verankerungsplatte eine Ankerbuchse aufgesetzt wird mit einer \ffnung für jede Litze, durch die dieselbe gezogen wird. Anschliessend werden die Litzen unter Abstützung auf die Ankerbuchse gespannt, bis die gewünschte Zugkraft, meist im Ganzen mehrere Tonnen, erreicht ist.

Da die Litzen sehr grossen Zug aushalten müssen, ist es sehr wichtig, dass sie auch im unzugänglichen Bereich, insbesondere im Bereich des Ankerkopfs, so gut wie möglich vor Korrosion geschützt sind. Es ist bekannt, nach dem Anziehen der Litzen noch einmal zu überprüfen, ob das für den Korrosionsschutz entscheidend wichtige Schutzrohr intakt ist, und zwar geschieht das durch Anlegen einer Spannung zwischen Litzen und Erde und Messung des resultierenden Stroms. Da das Schutzrohr elektrisch isolierend ist, die umgebende Zementmasse und das Erdreich jedoch, wenn auch nur geringfügig, leitend, so gibt der gemessene Strom darüber Aufschluss, ob und wenn, in welchem Ausmass das Schutzrohr verletzt ist.

Ist der Bodenanker intakt, so wird der Durchführungskanal wenigstens teilweise mit Zementmasse ausgefüllt und auch der Zwischenraum zwischen dem Verankerungselement und einer Ankerdurchführung, welche im Bauteil eingelassen ist, mit der gleichen Masse vergossen.

Bei aus den CH 683 850 bzw. EP 0 522 384 bekannten Verankerungselementen bildet sich durch das Vergiessen kein Kurzschluss zwischen den Litzen und der Erde, sodass auch nach der Fertigstellung der Verankerung eine Kontrolle des Schutzrohrs jederzeit möglich ist. Dadurch können Beeinträchtigungen des Korrosionsschutzes jederzeit festgestellt und Abhilfemassnahmen eingeleitet werden, bevor die Litzen ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Widerstandsmessungen können zwar Veränderungen anzeigen, sie eignen sich aber nicht für eine genaue Diagnose des Zustandes der Litzen.

Aus DE-OS 3 636 322 ist eine Vorrichtung zur Messung von durch Zugkräfte entstehenden Längenänderungen in Ankern, wie Fels- oder Erdankern oder Kabelverankerungen bekannt. Mittels Dehnmessstreifen in einem Einsatzstück des Ankers werden die auftretenden Kräfte gemessen und elektronisch verarbeitet. Auch hier gibt die Analyse der Kräfte nicht immer ein schlüssiges Bild: Sind z.B. bei extrem verminderter Zugspannung die Litzen gerissen oder hat sich der Untergrund entsprechend bewegt?

Die Unsicherheit, die sich aus der limitierten Überprüfbarkeit der bisher bekannten Erdanker ergibt, hat inzwischen in der Tiefbaubranche so weit geführt, dass grundsätzliche Zweifel an der Langzeittauglichkeit solcher Ankersysteme gehegt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein permanent tiefenüberwachbares Ankersystem vorzuschlagen, das jederzeit eine Diagnose des Zustandes der Litzen über deren ganze Länge ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe - gemäss einem ersten Aspekt - gelöst, indem ein permanent tiefenüberwachbares Ankersystem vorgeschlagen wird, das zumindest eine Ankerplatte mit wenigstens je einer Abstützfläche und Aussenfläche sowie zumindest eine Litze umfasst, welche sich über einen wesentlichen Teil der Einbautiefe dieses Ankersystems erstreckt und mit dieser zumindest einen Ankerplatte verbindbar ist und dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses Ankersystem - zum Einführen oder Herausleiten von Teilen oder Medien eines Untersuchungssystems - einen Hohlraum aufweist, der sich von einer Aussenfläche der Ankerplatte über im Wesentlichen die ganze Einbautiefe des Ankersystems erstreckt.

Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einbauen und gemäss einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur permanenten Überwachung eines erfindungsgemässen Ankersystems vorgeschlagen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes eines Ankersystems mit einer Ankerplatte;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zum Einbau bereiten Ankersystems mit einer Ankerplatte;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes eines Ankersystems mit zwei Ankerplatten.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Ankersystem 1 zur Verankerung eines Bauteils 2 besteht aus mehreren Litzen 3, welche in einem Schutzrohr 4 (z.B. aus Polyethylen) geführt sind. Solche Ankersysteme 1 sind oft in eine mehrere Meter bis mehrere zehn Meter tiefe Bohrungen im Boden versenkt. Das Ankersystem 1 weist eine Ankerplatte 5 mit einer Abstützfläche 6 und einer Aussenfläche 7 auf. Die Litzen 3 reichen durch eine \ffnung 8 in der Ankerplatte 5 und werden von der Lagerbuchse 9 gehalten bzw. mittels der Lagerbuchse 9 mit der Ankerplatte 5 verbunden. Auf der Abstützfläche 6 ist ein Ankerstutzen 10 vorgesehen, welcher eine rückseitige Durchführungsöffnung 11 aufweist. Durch diese Durchführungsöffnung 11 reichen die Litzen 3, welche vom Schutzrohr 4 umgeben sind.

Ebenfalls innerhalb dieses Schutzrohres befindet sich ein Hohlraum 12, dessen Wände vorzugsweise von einem Rohr 13 gebildet werden. Dieses Rohr 13 erstreckt sich von der Aussenfläche 7 bis im Wesentlichen über die ganze Einbautiefe des Ankersystems 1 und durchstösst ebenfalls die Lagerbuchse, sodass das Rohr 13 zu jeder Zeit - während des Einbaus des Ankersystems und auch nachher von aussen zugänglich ist. Zur Vermeidung von Verschmutzungen im Rohr 13 weist dieses vorteilhafterweise, an seinem sich im Bohrloch 14 befindenden Ende 15, einen Verschluss auf. Das äussere Ende 16 des Rohres 13, das jederzeit zugänglich ist, wird vorteilhafterweise durch einen reversibel verschliessbaren Deckel geschützt.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemässes Ankersystem schematisch dargestellt, insbesondere ist in dieser Figur eine bevorzugte Befestigungsart des Rohres 13 ersichtlich. Das Rohr durchstösst die Lagerbuchse 9 und erstreckt sich wiederum über die ganze Länge des Teils der Litzen 3, welche ins Bohrloch eingeführt werden sollen. Entsprechend der maximalen Tiefe, in der Untersuchungen durchgeführt werden sollen, kann das Rohr 13 allenfalls auch kürzer sein als der Teil der ins Bohrloch einzuführenden Litzen 3. Damit das Rohr 13 während und nach dem Einbau des Ankersystems 1 in einer günstigen Position zu den Litzen 3 liegt, wird es in den Rosetten 17 durch in ihrer Dimension angepasste Durchführungen 18 gesteckt.

Die Rosetten 17 halten einerseits die Litzen 3 in einer statisch günstigen, definierten Position zueinander, andrerseits halten sie auch das Rohr 13 so, dass es eine ebenfalls definierbare Position gegenüber den Litzen 3 einnimmt. Eine solcherart definierte Geometrie des Ankersystems 1 und des Hohlraumes 12 ermöglicht den Vergleich von Messdaten, welche bei verschiedenen Ankersystemen aufgenommen wurden.

In Fig. 3 ist ein Ankersystem 1 min mit zwei Ankerplatten 5 min und 5 min min schematisch dargestellt. Beim zu stützenden Material 19 kann es sich z.B. um gewachsenen Grund, wie Fels oder Erdreich handeln, wobei zusätzliche Bauteile 2 min , 2 min min zur Abstützung dieses Materials 19 Anwendung finden können. Das Material 19 kann aber auch ein Teil einer Kunstbaute (z.B. Pfeiler, Fahrbahnplatte, Joch einer Autobahnbrücke) oder Teil von anderen Tief- und/oder Hochbauten sein. Allenfalls könnte auch auf zusätzliche Bauteile 2 min , 2 min min verzichtet werden. Stellvertretend für die Anzahl der Litzen 3, welche vorzugsweise aus Stahl hergestellt sind, wird hier nur eine abgebildet. Es kann beispielsweise wirklich auch nur eine Litze 3 eingesetzt werden.

Entsprechend dem Einsatz von zwei Ankerplatten 5 min bzw. 5 min min kann beim Untersuchen der Litzen von beiden Seiten des Ankersystems 1 min ausgegangen werden. Folglich ist es bei solchen Ankersystemen 1 min von Vorteil, wenn das Rohr 13 zwei äussere Enden 16 min und 16 min min aufweist, welche beide mit einem wieder verschliessbaren Deckel versehen sind. In diesem Beispiel sind zwei Rohre 13 gezeigt, welche so angeordnet sind, dass die einzelne Litze 3 oder deren Vielzahl zwischen den beiden Rohren positioniert sind. Für die Anwendung von Röntgengeräten, Magnetfeldmesssystemen oder anderen Untersuchungsmethoden, bei denen eine Sende- und eine Detektionseinheit eingesetzt werden, um den Zustand der Litzen in Bezug auf ihren Querschnitt (z.B. Risse, Stauchungen) und/oder auf ihre Oberflächenbeschaffenheit (z.B.

Risse, Korrosion) zu untersuchen, eignet sich diese gegenseitige Anordnung von Litzen 3 und Hohlräumen 12 ganz besonders, weil in je einen Hohlraum 12 eine Sendeeinheit bzw. eine Detektionseinheit oder Empfangseinheit des Untersuchungssystems eingeführt werden kann. Die Sende- bzw. Empfangseinheiten können individuell oder simultan auf eine bestimmte Einbautiefe positioniert oder auch simultan über bestimmte Abschnitte der zu untersuchenden Litzen bewegt werden.

In den Fig. 2 und 3 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf das Einzeichnen eines Schutzrohres oder anderer Einzelheiten des Ankersystems verzichtet.

Zur Anwendung für die Untersuchung des Zustandes der Litzen kommen zum Beispiel auch Potenzialmessungen. Gemäss dem Sonderdruck aus der Dokumentation D0126 des Schweizerischen Ingenieur- und Architektenverbandes SIA (Autor: Yves Schiegg, Zürich) stellen solche Potenzialmessungen ein wesentliches Instrument für die Beurteilung von Bauwerken dar. Insbesondere können statistische Auswertungen solcher Potenzialfeldmessungen ein nützliche Hilfsmittel darstellen für die Unterscheidung zwischen passiven und korrodierenden Bereichen einer Bewehrung (Litzen). Speziell interessant ist dabei das Untersuchen eines Ankersystems in bestimmten Tiefenabschnitten, sodass für jeden Anker ein Tiefenprofil hergestellt werden kann.

Dank dem Zurverfügungstellen eines Hohlraumes 12, der sich im Wesentlichen über die ganze Einbautiefe ei nes Ankersystems 1 erstreckt, können beliebige Abstufungen im Tiefenprofil gewählt und die Litzen 3 vorzugsweise auf ihrer ganzen Länge permanent überwacht werden. Je nach Bedarf können auch zwei oder mehrere Hohlräume pro Ankersystem vorgesehen sein. So genannte "Nullmessungen" werden kurze Zeit nach dem Einbau der Ankersysteme vorgenommen und stellen den Idealwert dar, mit dem spätere Messungen verglichen werden können, um eventuelle Abweichungen festzustellen.

Für das Erhalten von möglichst normierten Daten kann die Position des Hohlraumes 12 innerhalb des Ankersystems und die Ausrichtung der Litzen 3 zu diesem Hohlraum von grosser Bedeutung sein. Werden dann auch die Messtiefen - und damit die Tiefenprofile - vereinheitlicht, können solcherart normierte Daten den Vergleich von verschiedenen Ankersystemen eines Bauwerkes, oder sogar den Vergleich von Ankersystemen verschiedener Bauwerke untereinander ermöglichen. Dabei kann, zum Zwecke der Normierung von Untersuchungstiefen, zumindest eines der Rohre 13 eine vorbestimmte Länge aufweisen, welche gerade die Untersuchung in einer bestimmten Tiefe zulässt. Rohre mit gleicher Einbautiefe sind zweckmässigerweise von aussen erkennbar - z.B. mit gleicher Farbe - gekennzeichnet.

Je nach dem bevorzugten bzw. geeignetsten Untersuchungssystem, das zum Einsatz kommen soll, können auch mehrere Hohlräume 12 oder Rohre 13 vorgesehen werden, die zudem in unterschiedliche Tiefen des Bohrloches bzw. des eingebauten Ankersystems reichen können. Bevorzugte Untersuchungssysteme umfassen als gemeinsames Merkmal ein in die Hohlräume 12 einführbares System und/oder in diese Hohlräume einführbare Medien. Für die Rohre 13 kommen bevorzugt Materialien, die keine unerwünschten Effekte auf die anzuwendenden Untersuchungssysteme haben, z.B. Polymere, wie Teflon, PVC etc. mit oder ohne Glasfaserverstärkung, oder auch Metalle, wie z.B. Aluminium, rostfreier Stahl etc., infrage.

Claims

1. Permanent tiefenüberwachbares Ankersystem (1), das zumindest eine Ankerplatte (5) mit wenigstens je einer Abstützfläche (6) und Aussenfläche (7) sowie zumindest eine Litze (3) umfasst, welche sich über einen Teil der Einbautiefe dieses Ankersystems (1) erstreckt und mit dieser zumindest einen Ankerplatte (5) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Ankersystem (1) - für ein Einführen oder Herausleiten von Teilen oder Medien eines Untersuchungssystems - einen Hohlraum (12) aufweist, der sich von einer Aussenfläche (7) der Ankerplatte (5) über die ganze Einbautiefe des Ankersystems (1) erstreckt.

2. Ankersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (12) von einer Wandung zumindest teilweise umschlossen ist.

3.

Ankersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ende (16) dieses Hohlraumes (12) reversibel verschliessbar ist.

4. Ankersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (12) der Innenraum eines Rohres (13) ist.

5. Ankersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13), welches den Hohlraum (12) bildet, Teflon umfasst.

6.

Verfahren zum Einbau eines permanent tiefenüberwachbaren Ankersystems (1), das zumindest eine Ankerplatte (5) mit wenigstens je einer Abstützfläche (6) und Aussenfläche (7) sowie zumindest eine Litze (3) umfasst, welche sich über einen Teil der Einbautiefe dieses Ankersystems (1) erstreckt und mit dieser zumindest einen Ankerplatte (5) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (13), welches einen Hohlraum (12) - der sich von einer Aussenfläche (7) der Ankerplatte (5) über die ganze Einbautiefe des Ankersystems (1) erstreckt - zum Einführen oder Herausleiten von Teilen oder Medien eines Untersuchungssystems bereitstellt, zusammen mit dem Ankersystem (1) eingebaut wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) beim Einbau des Ankersystems (1) über Rosetten (17) in einer gewünschten Position gehalten wird.

8.

Verfahren zur permanenten Überwachung eines Ankersystems (1), das zumindest eine Ankerplatte (5) mit wenigstens je einer Abstützfläche (6) und Aussenfläche (7) sowie zumindest eine Litze (3) umfasst, welche sich über einen Teil der Einbautiefe dieses Ankersystems (1) erstreckt und mit dieser zumindest einen Ankerplatte (5) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Teile oder Medien eines Untersuchungssystems in einen Hohlraum (12) des Ankersystems eingeführt oder aus diesem Hohlraum (12) herausgeleitet werden, wobei sich der Hohlraum (12) von einer Aussenfläche (7) der Ankerplatte (5) über die ganze Einbautiefe des Ankersystems (1) erstreckt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messfühler eines Untersuchungssystems in den Hohlraum (12) eingeführt wird.

10.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Messfühler auf ein bestimmtes Niveau im Bereich der Einbautiefe des Ankersystems (1) in den Hohlraum (12) eingeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Messfühler - zum Vergleich von Messdaten - wiederholt auf ein bestimmtes Niveau im Bereich der Einbautiefe des Ankersystems (1) in den Hohlraum (12) eingeführt wird.