CH707695B1

CH707695B1 - Anchor with rotatably mounted barbed hooks.

Info

Publication number: CH707695B1
Application number: CH00580/13A
Authority: CH
Inventors: Peter Von Allmen Hans
Original assignee: Geostahl Ag
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2017-01-13
Also published as: CH707695A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Anker für Bohrlöcher in Baugrund aus Lockergestein oder Fels, der auf einer baugrundseitigen Teillänge mit stachelartigen Widerhaken (6) besetzt ist, die in durch den Ankerstab (2) verlaufenden Bohrungen (9) eine drehbare Lagerung (10) aufweisen und sich durch Abspreizen und seitliches Abdrehen im Baugrund festsetzen.The invention relates to an anchor for holes in ground from loose rock or rock, which is occupied on a baugrundenseitigen part length with spiky barbs (6) in the anchor rod (2) extending holes (9) have a rotatable mounting (10) and by spreading and sideways twisting set in the ground.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Anker gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, der über stachelartige Widerhaken in Bohrlöchern in Baugrund aus Lockergestein oder Fels, gegen Erschütterungen und viskose Verformungen des Baugrundes unempfindlich, sicher verankert ist. The invention relates to an anchor according to the preamble of claim 1, which is insensitive to bumpy barbs in boreholes in soil from loose rock or rock, insensitive to shocks and viscous deformations of the ground, safely anchored.

[0002] Die Ausreisskraft von in den Baugrund aus Lockergestein eingetriebenen Stabankern wird wesentlich vom Reibungswiderstand ihrer Mantelfläche begrenzt. Zur Erhöhung der Ausreisskraft sind Stabanker bekannt, die mit axial angeordneten Widerhaken ausgerüstet sind. Die Widerhaken sind wie bei einer Harpune entweder unbeweglich angebracht oder in einer Ebene, in der die Stabachse liegt, beweglich, so dass sie sich bei einer Verschiebung des Ankerstabes infolge einer am luftseitigen Ende angreifenden Kraft quasi wie das Gestänge eines aufklappbaren Regenschirmes öffnen und so in den Baugrund eindringen, was allerdings nur bei «weichen» Böden (z.B. Ton oder Silt) funktioniert, die genügend nachgiebig sind. The pull-out force of driven into the soil from loose rock bar anchors is significantly limited by the frictional resistance of their lateral surface. To increase the pull-out bar anchors are known, which are equipped with axially arranged barbs. The barbs are either immovably mounted as in a harpoon or in a plane in which the rod axis is movable, so that they open at a displacement of the anchor rod as a result of a force acting on the air side end quasi like the linkage of a hinged umbrella and so in penetrate the ground, but this works only on "soft" floors (eg clay or silt), which are sufficiently yielding.

[0003] Anker zur sofortigen Belastbarkeit nach dem Versetzen in Bohrlöchern in Baugrund aus Fels oder in Beton werden häufig über Spreizdübel verschiedenster Bauart verankert. Die Nachteile dieser Anker sind einerseits die zur Einführung der Spreizdübel erforderlichen relativ grossen Bohrlochdurchmesser und die lokal auf kurze Distanz begrenzte Eintragung der Ankerkraft in den Baugrund. Besonders nachteilig aber ist, dass die Spreizdübel auf mindestens die zu erwartenden maximalen äusseren Kräfte vorbelastet werden müssen, um in jedem Fall ein sicheres Funktionieren zu garantieren. Werden die Spreizdübel nämlich nicht entsprechend vorbelastet, besteht die Gefahr, dass sich die Klemmkraft gegenüber Erschütterungen, wie sie beispielsweise durch Sprengungen, bei Mikroerdbeben infolge von Spannungsumlagerungen um ausgebrochene Hohlräume herum oder bei tektonisch bedingten Erdbeben auftreten können, als nicht genügend unempfindlich erweist, wodurch die Spreizdübel rutschen und die Anker in der Folge versagen. Generell können Anker, die mit Spreizdübeln oder mit Injektionsgut im Bohrloch festgesetzt werden, durch Erschütterungen und viskose Gesteinsverformungen gelockert werden. Anchor for immediate resilience after moving into boreholes in soil from rock or in concrete are often anchored over expansion dowel of various designs. The disadvantages of these anchors are, on the one hand, the relatively large borehole diameter required for the introduction of the expansion anchors and the locally limited short-distance entry of the anchor force into the ground. However, it is particularly disadvantageous that the expansion dowels must be preloaded to at least the expected maximum external forces in order to guarantee safe functioning in each case. If the expansion dowel namely not biased accordingly, there is a risk that the clamping force to shocks, as may occur, for example by blasting, in micro earthquakes due to voltage redistribution around broken cavities around or tectonically induced earthquakes proves not sufficiently insensitive, causing the Sliding dowel and fail the anchor in the episode. In general, anchors that are fixed with expansion anchors or injection material in the borehole can be loosened by vibrations and viscous rock deformations.

[0004] Problematisch sind auch Verankerungen im Permafrost, wo durch den Bohrvorgang und das Vergiessen der Anker mit Injektionsgut Wärme in den Baugrund eingetragen wird, die dazu führt, dass die Bohrlochwand auftaut und matschig wird, so dass der Verbund der Anker mit dem Baugrund erheblich beeinträchtigt werden kann. Also problematic are anchors in the permafrost, where through the drilling process and the casting of the anchor with injection material heat is introduced into the ground, which causes the borehole wall thaws and becomes soggy, so that the composite anchor with the ground considerably can be affected.

[0005] Verweis auf die Beschreibung der Problematik in der einschlägigen Fachliteratur: H. Habenicht, «Anker und Verankerungen zur Stabilisierung des Gebirges», Springer-Verlag 1976, Kap. 5.4 Mängel der Wirksamkeit: Lockerung der Anker infolge von Erschütterungen und viskoser Gesteinsverformung. B. Maidl, «Handbuch des Tunnel- und Stollenbaus», Verlag Glückauf 1994, 7.4 Ankertypen, a) Spreizanker: «Bei Vortrieb im Sprengverfahren sind die nahen Anker nach jedem Abschlag auf ihren Sitz hin zu überprüfen ... usw.»Reference to the description of the problem in the relevant literature: H. Habenicht, "Anchors and anchorages for the stabilization of the mountains", Springer-Verlag 1976, chap. 5.4 Deficiencies in effectiveness: Loosening of the anchors due to vibrations and viscous rock deformation. B. Maidl, «Handbook of Tunneling and Tunneling», Verlag Glückauf 1994, 7.4 Anchor types, a) Spreader Anchor: «In case of propulsion in the blasting process, the nearby anchors must be checked for their seat after every tee ... etc.»

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen sofort belastbaren Anker vorzuschlagen, der in Bohrlöchern in Baugrund aus Lockergestein oder Fels eine gegen Erschütterungen und viskose Baugrundverformungen unempfindliche Verankerung von durch äussere Belastungen bedingten Kräften garantiert. The object of the present invention is to propose an immediately loadable anchor, which guarantees in boreholes in soil from loose rock or rock an insensitive to shocks and viscous ground deformations anchoring caused by external loads forces.

[0007] Ein Anker, der diese Aufgabe löst, ist in Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Ankers an. An anchor which solves this problem is specified in claim 1. The further claims indicate preferred embodiments of the inventive anchor.

[0008] Gemäss Anspruch 1 sind mindestens auf einer baugrundseitigen Teillänge des Ankerstabes stachelartige Widerhaken insbesondere aus Federstahldraht vorgesehen, die sich infolge ihrer elastischen Rückstellkraft und drehbaren Lagerung im Ankerstab nach dem Versetzen des Ankers gegen das Herausziehen des Ankers aus dem Baugrund durch Abspreizen und Abdrehen festsetzen. According to claim 1 spiky barbs are provided, in particular made of spring steel wire at least on a constructional part length of the anchor rod, which set due to their elastic restoring force and rotatable mounting in the anchor rod after moving the anchor against pulling out of the anchor from the ground by spreading and twisting ,

[0009] In Baugrund aus Lockergestein werden die Anker in ein Bohrloch vom Durchmesser des Ankerstabes auf mindestens einer luftseitigen Teillänge oder bei genügend nachgiebigem Boden ohne Vorbohrung direkt in den Baugrund eingetrieben. In Baugrund aus Fels werden Anker aus einem Ankerstab mit einen kreisförmigen Querschnitt in ein Bohrloch von mindestens dem Durchmesser des Ankerstabes plus zweimal dem Durchmesser der Widerhaken eingetrieben. Bei nicht kreisförmigem Querschnitt des Ankerstabes wie beispielsweise einem Rechteckquerschnitt, mit Widerhaken, deren drehbare Lagerung quer zur längeren Seite des Rechteckes verläuft, reicht ein Bohrlochdurchmesser aus, der in etwa der längeren Seite des Rechteckes entspricht. In soil from loose rock, the anchor are driven into a hole from the diameter of the anchor rod on at least one air-side part length or sufficient yielding soil without pre-drilling directly into the ground. In rock foundations, anchors are driven from an anchor rod having a circular cross section into a wellbore at least the diameter of the anchor rod plus twice the diameter of the barbs. In non-circular cross-section of the anchor rod such as a rectangular cross-section, with barbs whose rotatable mounting extends transversely to the longer side of the rectangle, a borehole diameter is sufficient, which corresponds approximately to the longer side of the rectangle.

[0010] Die Widerhaken werden aus Stahl mit mechanischen Eigenschaften, wie sie z.B. Federstahldraht aufweist, gefertigt und weisen dank dessen ein hohes Vermögen auf, in ihrer ursprünglich vorgegebenen Abbiegeform zu verbleiben und bei durch äussere Kräfte erzwungenen Abweichungen von dieser Abbiegeform eine hohe elastische Rückstellkraft zu entwickeln. Durch das Eintreiben in den Baugrund wird der Abstehwinkel der Widerhaken erzwungenermassen verkleinert und es stellt sich eine Rückstellkraft ein, die bewirkt, dass die Widerhaken eine starke Tendenz haben, sich in ihre ursprünglich vorgegebene Abbiegeform zurückzuverformen, wobei insbesondere die Spitzen der Widerhaken am Baugrund «anhängen». Wirkt jetzt am Ankerstab eine äussere Kraft, werden sich die Widerhaken entsprechend der Längsverschiebung des Ankerstabes mit einem Abspreizwinkel in den Baugrund hineindrücken. Entsprechend einer sich infolge von ungleichmässigem Eindringen der Widerhaken in den Baugrund einstellenden exzentrischen Lage des Ankerstabes gegenüber den Umhüllenden der Widerhakenspitzen werden sich die Widerhaken zufolge ihrer drehbaren Lagerung im Ankerstab seitlich abdrehen und so weiter in den Baugrund hineindrücken. Dabei stellt sich die Verankerungskraft infolge des sich Festsetzens der Widerhaken im Baugrund entsprechend der angreifenden äusseren Kraft ein. The barbs are made of steel with mechanical properties such as e.g. Thanks to this, spring steel wire has been manufactured and, thanks to this, has a high capacity to remain in its originally predetermined bending shape and to develop a high elastic restoring force when deviations from this bending shape caused by external forces occur. By driving into the ground, the Abstehwinkel the barbs is forcibly reduced in size and it sets a restoring force, which causes the barbs have a strong tendency to zurückverformen in their original predetermined bending shape, in particular the tips of the barbs on the ground «attach ». If an external force now acts on the anchor rod, the barbs will push into the subsoil with a spread angle in accordance with the longitudinal displacement of the anchor rod. In accordance with an eccentric position of the anchor rod relative to the envelope of the barb tips due to uneven penetration of the barbs into the ground, the barbs will twist laterally as a result of their rotatable mounting in the anchor rod and so on into the ground. In this case, the anchoring force arises as a result of settling the barbs in the ground in accordance with the attacking external force.

[0011] Für die Widerhaken wird beispielsweise ein Runddraht mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm, bevorzugt von 2 bis 5 mm, verwendet. Der Runddraht ist besonders gut für die drehbare Lagerung der Widerhaken geeignet. Bei der hier vorgeschlagenen Montage der Widerhaken in einer durch den Ankerstab, bevorzugt durch die Ankerstabachse verlaufenden Bohrung, ergibt sich zudem der Vorteil, dass immer zwei Widerhaken aus einem einzigen Draht gefertigt werden können. Der Draht kann auf der einen Seite mit dem geplanten Abbiegewinkel vorgebogen werden, worauf er durch die Bohrung gesteckt und auf der Austrittsseite ebenfalls abgebogen wird. For the barbs, for example, a round wire with a diameter of 1 to 10 mm, preferably from 2 to 5 mm used. The round wire is particularly well suited for the rotatable mounting of the barbs. In the proposed here assembly of the barb in a through the anchor rod, preferably through the anchor rod axis extending bore, there is also the advantage that always two barbs can be made of a single wire. The wire can be pre-bent on one side with the planned bending angle, whereupon it is inserted through the hole and also bent on the exit side.

[0012] Es ist aber auch denkbar, dass die Widerhaken einzeln in nicht durchgehenden Bohrungen drehbar gelagert werden. Die Aussparungen für die drehbare Lagerung der Widerhaken im Ankerstab können nebst Bohren beispielsweise auch durch Verfahren wie Stanzen oder Brennen von Löchern sowie Schneiden oder Fräsen von Schlitzen bereitgestellt werden. But it is also conceivable that the barbs are mounted individually rotatable in non-through holes. The recesses for the rotatable mounting of the barbs in the anchor rod can be provided in addition to drilling, for example, by methods such as punching or burning holes and cutting or milling slots.

[0013] Die Widerhaken weisen über ihre Länge bevorzugt eine gerade Form auf, sie können aber auch eine kontinuierlich über ihre ganze Länge oder nur über eine Teillänge verlaufende Krümmung oder eine örtlich konzentrierte Abbiegung aufweisen. The barbs have over their length preferably a straight shape, but they can also have a continuous over its entire length or only over a partial length extending curvature or a locally concentrated turn.

[0014] Zwei aus einem Draht gefertigte Widerhaken liegen zusammen mit ihrer gemeinsamen Drehachse bevorzugt in einer Ebene, sie können aber gegeneinander bezüglich dieser Ebene auch einen Winkel einschliessen, so dass bezüglich einer vertikalen Schnittlinie in dieser Ebene, als Referenz 12 Uhr gesehen, der eine Widerhaken beispielsweise auf 11 Uhr, der andere auf 13 Uhr steht. Two barbs made of a wire are preferably in a plane together with their common axis of rotation, but they can also include an angle with respect to this plane, so that with respect to a vertical line of intersection in this plane, as reference 12 o'clock, the one For example, barbs at 11 o'clock, the other at 13 o'clock.

[0015] Das Ende der Widerhaken kann beispielsweise gerade oder schräg geschnitten, zugespitzt, abgerundet, eine konvexe oder konkave Fläche aufweisend, mit einer einfachen oder über Kreuz verlaufenden Kerbe versehen, geschlitzt, geriffelt oder poliert sein. The end of the barbs can for example be straight or oblique cut, pointed, rounded, having a convex or concave surface, provided with a simple or cross-notch, slotted, fluted or polished.

[0016] Bei Verwendung geeigneter Stähle kann das Ende der Widerhaken zusätzlich gehärtet oder weichgeglüht sein. When using suitable steels, the end of the barbs can be additionally hardened or annealed.

[0017] Für die Widerhaken bzw. den Draht sind auch andere Querschnittsformen wie beispielsweise ovale oder eckige Drähte aus Vollquerschnitten oder geschlossenen oder offenen Hohlquerschnitten möglich. Der Querschnitt der Widerhaken kann über die Länge konstant, sich kontinuierlich oder stufenförmig verändernd oder nur lokal anders sein. For the barbs or the wire and other cross-sectional shapes such as oval or square wires from solid sections or closed or open hollow sections are possible. The cross section of the barbs may be constant over the length, changing continuously or stepwise, or only locally different.

[0018] Weiter können die Widerhaken je nach Anwendung in unregelmässigen Abständen, nur in einem oder in mehreren Teilbereichen oder über den gesamten Ankerstab verteilt werden. Die Widerhaken können minimal entlang von mindestens zwei sich gegenüberliegenden Linien angeordnet sein oder maximal die Oberfläche des Ankerstabes rundbürstenartig bedecken. Further, the barbs can be distributed depending on the application at irregular intervals, only in one or more sections or over the entire anchor rod. The barbs may be arranged minimally along at least two opposing lines or at most cover the surface of the anchor rod round brush.

[0019] Wobei sich im ersten Fall der Ankerstab in einem Bohrloch infolge der drehbaren Lagerung der Widerhaken in eine bezüglich des Bohrloches exzentrische Lage verschiebt und an die Bohrlochwand anlehnt. Wherein, in the first case, the anchor rod shifts in a borehole as a result of the rotatable mounting of the barbs in a respect to the wellbore eccentric position and is based on the borehole wall.

[0020] Die Länge der Widerhaken richtet sich nach den Eigenschaften des Baugrundes im Lockergestein bzw. nach dem Durchmesser der Bohrlöcher in Fels oder in anderen Materialien und bewegt sich im Bereich von 5 bis 100 mm, bevorzugt von 10 bis 45 mm. The length of the barb depends on the properties of the ground in the loosely rock or on the diameter of the holes in rock or in other materials and moves in the range of 5 to 100 mm, preferably from 10 to 45 mm.

[0021] Die Widerhaken können über den Teilbereich des Ankerstabes, den sie besetzen, konstante, sich kontinuierlich oder stufenförmig ändernde Längen aufweisen. Die zwei aus einem Draht gefertigten Widerhaken können beim Ein- bzw. Austritt aus der Bohrung gleiche oder verschiedene Längen oder auf einer Seite gar keine Länge aufweisen. Auch können die Widerhaken auf ein und demselben Ankerstab verschiedene Durchmesser, Abstehwinkel und mechanische Eigenschaften aufweisen. The barbs can over the portion of the anchor rod, they occupy constant, continuously or stepwise changing lengths. The two made of a wire barbs may have the same or different lengths or on one side no length when entering or leaving the bore. Also, the barbs on the same anchor rod different diameters, Abstehwinkel and mechanical properties.

[0022] Als Draht für die Herstellung der Widerhaken wird bevorzugt ein Stahldraht, besonders bevorzugt ein Stahldraht mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1000 MPa und einem Streckgrenzenverhältnis von mindestens 85% verwendet wie beispielsweise Federstahl 38Si7 (Streckgrenze min. 1150 MPa, Zugfestigkeit min. 1300 MPa) oder Spannstahldraht 1440/1670 MPa oder 1520/1770 MPa. As a wire for the production of the barbs, a steel wire, more preferably a steel wire having a tensile strength of at least 1000 MPa and a yield ratio of at least 85%, such as spring steel 38Si7 (yield strength at least 1150 MPa, tensile strength at least 1300 MPa) is preferably used ) or prestressing steel wire 1440/1670 MPa or 1520/1770 MPa.

[0023] Stahl kann bis zu einer bestimmten Spannung (Elastizitätsgrenze) verformt werden, um danach ohne bleibende Verformung elastisch in den Ausgangszustand zurückzukehren. Federstahl zeichnet sich dadurch aus, dass er bei hohen Zugfestigkeiten von mindestens 1000 MPa ein Streckgrenzenverhältnis (Verhältnis Streckgrenze zu Zugfestigkeit) von üblicherweise mindestens 85% aufweist. Steel can be deformed up to a certain tension (elastic limit), to then elastically return to the initial state without permanent deformation. Spring steel is characterized in that it has a yield strength ratio (ratio of yield strength to tensile strength) of usually at least 85% at high tensile strengths of at least 1000 MPa.

[0024] Als Ankerstab wird bevorzugt ein gerader Stahlstab mit kreisförmigem, vollem oder hohlem (Rohr) Querschnitt aus Stahl S235 (St.37) oder S355 (St.52) oder Betonstahl wie z.B. B500 verwendet. Auch andere Materialien wie z.B. rostfreier Stahl, Leichtmetalllegierungen, Kunststoff oder Hartholz kommen als Ankerstab in Frage. Möglich sind aber auch andere Querschnittsformen mit vollem Querschnitt oder Hohlprofile mit geschlossenem oder offenem Querschnitt. Besonders vorteilhaft ist beispielsweise die Verwendung eines Rohres als Ankerstab, da die Bohrungen zur Aufnahme der Widerhaken im Vergleich zu einem vollen Querschnitt lediglich die Rohrwandungen durchdringen müssen. Auch kann bei Ankern mit einer Schlaufe aus einem oder mehreren Drähten oder einem Drahtseil als Zugelement dieses im Innern des Rohres geführt werden. Die Länge des Ankerstabes könnte zudem auf die Länge des Bereichs mit Widerhaken reduziert werden, der dann mit einer wiederverwendbaren Verlängerung in den Baugrund eingetrieben würde. As an anchor rod is preferably a straight steel rod with circular, full or hollow (pipe) cross section of steel S235 (St.37) or S355 (St.52) or reinforcing steel such. B500 used. Other materials such as e.g. Stainless steel, light metal alloys, plastic or hardwood come as an anchor rod in question. However, other cross-sectional shapes with a full cross section or hollow profiles with a closed or open cross section are also possible. For example, the use of a tube as an anchor rod is particularly advantageous since the bores for receiving the barbs only have to penetrate the tube walls in comparison to a full cross section. Also, in anchors with a loop of one or more wires or a wire rope as a tension element this can be performed in the interior of the tube. The length of the anchor rod could also be reduced to the length of the barbed area, which would then be driven into the ground with a reusable extension.

[0025] Falls an den Korrosionsschutz erhöhte Anforderungen gestellt werden, können verzinkte Drähte und Ankerstäbe verwendet werden. Ebenso kann eine Beschichtung mit korrosionshemmenden Substanzen in Frage kommen. If increased demands are made on the corrosion protection, galvanized wires and tie rods can be used. Likewise, a coating with corrosion-inhibiting substances come into question.

[0026] Je nach Baugrund und geforderter Tragkraft variieren die Stabquerschnitte, Stablängen und die Längen der Teilbereiche mit Widerhaken sowie deren Abmessungen und Anordnung auf der Oberfläche des Ankerstabes. Depending on the ground and required load capacity vary the rod cross sections, rod lengths and the lengths of barbs and their dimensions and arrangement on the surface of the anchor rod.

[0027] Als Beispiel sei hier eine Verankerung mit einer Gebrauchslast im Bereich von etwa einem bis mehreren 10 kN in Baugrund aus Lockergestein aufgeführt, die mit Stäben von 1 bis 2 m Länge mit einem Durchmesser von 20 bis 30 mm und Widerhaken auf einer Teillänge von etwa 50 cm realisiert werden könnte. As an example, here is an anchorage with a working load in the range of about one to several 10 kN listed in soil from loose rock, with rods of 1 to 2 m in length with a diameter of 20 to 30 mm and barbs on a partial length of about 50 cm could be realized.

[0028] Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen eines Ankers mit kreisförmigem, vollem Querschnitt des Ankerstabes unter Bezugnahme auf Figuren erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine Ansicht eines Ankers für den Einsatz in Baugrund aus Lockergestein mit angehängtem flexiblem Zugelement; <tb>Fig. 2<SEP>eine Ansicht einer Verteilung von Widerhaken auf einer Teillänge der Mantelfläche eines Ankerstabes; <tb>Fig. 3<SEP>die Sicht auf den Schnitt A–A aus Fig. 2 ; <tb>Fig. 4<SEP>den Schnitt B–B aus Fig. 3 mit einer Geometrie eines Widerhakens; <tb>Fig. 5<SEP>die Sicht von der Seite an den Widerhaken aus Fig. 4 ; <tb>Fig. 6<SEP>eine Ansicht der Verformung eines Widerhakens beim Eintreiben in Baugrund aus Lockergestein; <tb>Fig. 7<SEP>eine Ansicht der Verformung des Widerhakens aus Fig. 6 bei Zugbelastung; <tb>Fig. 8<SEP>eine Ansicht der Verformung eines Widerhakens beim Eintreiben in eine Bohrung in Baugrund aus Fels; <tb>Fig. 9<SEP>die Sicht von der Seite an den verformten Widerhaken aus Fig. 8 bei Zugbelastung; <tb>Fig. 10<SEP>die Sicht auf den Schnitt C–C aus Fig. 8 ; <tb>Fig. 11<SEP>einen in Baugrund aus Lockergestein versetzten Anker; und <tb>Fig. 12<SEP>einen in Baugrund aus Fels versetzten Anker.The invention is explained below with reference to embodiments of an armature with a circular, full cross-section of the anchor rod with reference to figures. Show it: <Tb> FIG. 1 <SEP> a view of an anchor for use in soil from loose rock with attached flexible tension element; <Tb> FIG. 2 <SEP> a view of a distribution of barbs on a partial length of the lateral surface of an anchor rod; <Tb> FIG. 3 <SEP> the view of the section A-A of Fig. 2; <Tb> FIG. Fig. 4 shows the section B-B of Fig. 3 with a geometry of a barb; <Tb> FIG. 5 <SEP> is the view from the side on the barbs of Fig. 4; <Tb> FIG. Figure 6 is a view of the deformation of a barb when driving in soil from loose rock; <Tb> FIG. 7 is a view of deformation of the barb of FIG. 6 under tensile load; FIG. <Tb> FIG. 8 <SEP> is a view of the deformation of a barb when driving into a hole in ground of rock; <Tb> FIG. 9 <SEP> the view from the side of the deformed barbs of Figure 8 under tensile load. <Tb> FIG. 10 <SEP> the view of the section C-C of Fig. 8; <Tb> FIG. 11 <SEP> an anchor offset in soil from loose rock; and <Tb> FIG. 12 <SEP> An anchor offset in subsoil from rock.

[0029] Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Anker 1 für die Anwendung in Baugrund aus Lockergestein. In einem baugrundseitigen Teilbereich ist der Ankerstab 2 mit Widerhaken 6 besetzt. Luftseitig der Widerhaken 6 weist der Ankerstab 2 einen Durchgang 5 zum Anhängen eines Zugelementes 4 in Form einer Schlaufe aus einem Drahtseil oder einem Bündel aus parallel geführten Drähten auf, an welchem äussere Lasten angehängt werden können. Zum leichteren Eintreiben in den Baugrund ist der Ankerstab 2 mit einer Ankerspitze 3 versehen. Fig. 1 shows an inventive anchor 1 for use in soil from loose rock. In a building-site-side portion of the anchor rod 2 is occupied by barbs 6. On the air side of the barbs 6, the anchor rod 2 a passage 5 for attaching a tension element 4 in the form of a loop of a wire rope or a bundle of parallel wires, to which external loads can be attached. For easier driving into the ground, the anchor rod 2 is provided with an anchor point 3.

[0030] Aus den Fig. 2 und 3 geht eine Möglichkeit hervor, wie die Widerhaken 6 auf der Mantelfläche 32 des Ankerstabes 2 verteilt werden können. Längs weisen die Widerhaken 6 die Abstände 7 auf, während sie auf dem Umfang des Ankerstabes 2 fortlaufend jeweils um den Versatzwinkel 8 versetzt angeordnet sind. Dabei gehen die Bohrungen 9 zur Aufnahme der Widerhaken 6 bevorzugt durch die Ankerstabachse 30 hindurch. From Figs. 2 and 3 shows a way how the barbs 6 can be distributed on the lateral surface 32 of the anchor rod 2. Longitudinally, the barbs 6 on the distances 7, while they are arranged on the circumference of the anchor rod 2 continuously offset by the offset angle 8. The holes 9 for receiving the barbs 6 preferably pass through the anchor rod axis 30.

[0031] Aus Fig. 4 geht hervor, dass je zwei Widerhaken 6 aus einem einzigen Draht aus Federstahl bestehen, der durch die mit einem Winkel 34 bevorzugt von 90° durch den Ankerstab 2, bevorzugt durch die Ankerstabachse 30 verlaufende Bohrung 9 hindurchgeht und beidseits beim Austritt aus der Bohrung 9 mit einem Abstehwinkel 13 gegenüber der Mantellinie 31, die in einer Ebene mit der Ankerstabachse 30 und den zwei Widerhaken 6 liegt, abgebogen wird. Der Durchmesser 12 der Widerhaken 6 ist so auf den Durchmesser der Bohrung 9 abgestimmt, dass die Widerhaken 6 eine drehbare Lagerung 10 in der Bohrung 9 aufweisen. Die Länge 11 und der Abstehwinkel 13 der Widerhaken 6 können, abgestimmt auf die Eigenschaften des Baugrundes, gewählt werden. Während in weichem Baugrund eher längere Widerhaken 6 und grössere Abstehwinkel 13 vorteilhaft sind, kommen für den Einsatz in Bohrlöchern in Baugrund aus Fels eher kurze Widerhaken 6 mit kleinen Abstehwinkeln 13 in Frage. From Fig. 4 it is apparent that each two barbs 6 consist of a single wire made of spring steel, which passes through the preferably with an angle 34 of 90 ° through the anchor rod 2, preferably through the anchor rod axis 30 extending bore 9 and both sides at the exit from the bore 9 with a Abstehwinkel 13 with respect to the surface line 31, which lies in a plane with the anchor rod axis 30 and the two barbs 6, is bent. The diameter 12 of the barbs 6 is tuned to the diameter of the bore 9, that the barbs 6 have a rotatable mounting 10 in the bore 9. The length 11 and the Abstehwinkel 13 of the barbs 6 can be adjusted to the properties of the ground, be selected. While in soft ground rather long barbs 6 and larger Abstehwinkel 13 are advantageous, come for use in holes in ground from rock rather short barbs 6 with small Abstehwinkeln 13 in question.

[0032] In Fig. 5 ist die drehbare Lagerung 10 des Widerhakens 6 aus Fig. 4 angedeutet. Die Widerhaken 6 können sich dank der drehbaren Lagerung 10 in der Bohrung 9 um den Abdrehwinkel 14 in Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn von ihrer Längsausrichtung auf die Mantellinie 31 wegbewegen und so gegen den Baugrund verklemmen. In Fig. 5, the rotatable mounting 10 of the barb 6 of Fig. 4 is indicated. The barbs 6, thanks to the rotatable bearing 10 in the bore 9 to the calibration angle 14 in the clockwise or counterclockwise direction of their longitudinal direction on the generating line 31 move away and jammed against the ground.

[0033] Fig. 6 zeigt das Verhalten der Widerhaken 6 beim Eintreiben durch die Eintreibkraft 15 in den Baugrund aus Lockergestein 18. Die Widerhaken 6 werden durch den Widerstand des Baugrundes unter Bildung von Eintreibfurchen 17 und unter elastischer Verkleinerung ihres ursprünglichen Abstehwinkels 13 auf den Andrückwinkel 16 an den Ankerstab 2 herangedrückt. Fig. 6 shows the behavior of the barbs 6 when driving through the driving force 15 in the soil from loose rock 18. The barbs 6 are by the resistance of the ground to form Eintreibfurchen 17 and under elastic reduction of their original Abstehwinkels 13 to the pressure angle 16 pushed to the anchor rod 2.

[0034] Fig. 7 zeigt, wie sich die Widerhaken 6, nachdem eine äussere Belastung in Form der Zugkraft 19 auf den Ankerstab 2 einwirkt, unter Bildung des Abspreizwinkels 20 mit der Eindringtiefe 21 in den Baugrund 18 hineindrücken. Fig. 7 shows how the barbs 6, after an external load in the form of the tensile force 19 acts on the anchor rod 2, pushing the formation of the Abspreizwinkels 20 with the penetration depth 21 into the ground 18.

[0035] Die Fig. 8 , 9 und 10 zeigen das Eintreiben 15 des Ankerstabes 2 in ein Bohrloch 22 in Baugrund aus Fels 25 und die Reaktion des Ankers auf eine Belastung durch eine äussere Kraft 19, analog zur Situation im Baugrund aus Lockergestein 18 in den Fig. 6 und 7 . Wie in Fig. 8 dargestellt, erfahren die Widerhaken 6 im Ringspalt zwischen Ankerstab 2 und Bohrlochwand 23 eine elastische Verkleinerung ihres ursprünglichen Abstehwinkels 13 auf den Andrückwinkel 16. In Fig. 9 ist in einer Ansicht und der entsprechenden Sicht auf den Grundriss in Fig. 10 dargestellt, wie sich die Widerhaken 6 bei einer Belastung durch die äussere Kraft 19 um den Abdrehwinkel 14 gegen die Bohrlochwand 23 abdrehen und um die Eindringtiefe 24 durch die Bohrlochwand drücken. 8, 9 and 10 show the driving 15 of the anchor rod 2 in a borehole 22 in ground of rock 25 and the reaction of the armature to a load by an external force 19, analogous to the situation in the ground from loose rock 18 in FIGS. 6 and 7. As shown in FIG. 8, the barbs 6 in the annular gap between the anchor rod 2 and the borehole wall 23 experience an elastic reduction of their original projection angle 13 to the pressure angle 16. In Fig. 9 is shown in a view and the corresponding view on the floor plan in Fig. 10, as the barbs 6 rotate under load from the external force 19 by the twist angle 14 against the borehole wall 23 and the penetration depth 24 through the Press the borehole wall.

[0036] Die Widerhaken 6 aus Fig. 8 können beispielsweise auch in regelmässigen Abständen 7 längs und mit einem Versatzwinkel 8 von 180° nur auf zwei sich auf der Mantelfläche 32 des Ankerstabes 2 gegenüberliegenden achsparallelen Linien angeordnet sein. Dadurch wird beim Abdrehen aller Widerhaken 6 auf dieselbe Seite der gegenüberliegende Rücken des Ankerstabes 2 an die Bohrlochwand 23 gedrückt, wodurch der Ankerstab exzentrisch im Bohrloch 22 festsitzt. The barbs 6 of FIG. 8, for example, at regular intervals 7 along and with an offset angle 8 of 180 ° only on two on the lateral surface 32 of the anchor rod 2 opposite axis-parallel lines can be arranged. As a result, the twisting of all barbs 6 on the same side of the opposite back of the anchor rod 2 is pressed against the borehole wall 23, whereby the anchor rod is eccentrically stuck in the borehole 22.

[0037] Schliesslich zeigen die Fig. 11 und 12 einen in Baugrund aus Lockergestein 18 resp. einen in Baugrund aus Fels 25 versetzten erfindungsgemässen Anker 1 mit Widerhaken 6 auf einer baugrundseitigen Teillänge 33. Finally, Figs. 11 and 12 show a ground of loose rock 18 respectively. a in accordance with the invention of rock 25 offset according to the invention anchor 1 with barbs 6 on a constructional part length 33rd

[0038] In Fig. 11 ist ersichtlich, dass in Baugrund aus Lockergestein 18 die Anker 1 in eine Vorbohrung 27 von etwa dem Durchmesser des Ankerstabes 2 auf mindestens einer luftseitigen Teillänge des Ankers oder bei genügend nachgiebigem Boden ohne Vorbohrung 27 direkt in den Baugrund aus Lockergestein 18 eingetrieben werden. Zusätzlich kann im oberflächennahen Bereich das Zugelement 4 in einem Schlitz 28 schonend in Richtung der äusseren Kraft 26 umgelenkt werden. In Fig. 11 it can be seen that in soil from loose rock 18, the anchor 1 in a pilot bore 27 of about the diameter of the anchor rod 2 on at least one air-side part length of the anchor or sufficient yielding soil without pre-drilling 27 directly into the ground Loose rock 18 are driven. In addition, in the region near the surface, the tension element 4 can be gently deflected in a slot 28 in the direction of the external force 26.

[0039] In Baugrund aus Fels 25 werden, wie Fig. 12 zeigt, die Anker in ein Bohrloch 22 von mindestens dem Durchmesser des Ankerstabes 2 plus zweimal dem Durchmesser 12 der Widerhaken 6 eingetrieben. Die äussere Kraft 26 wird beispielsweise über eine Ankerplatte und Mutter 29 auf den Ankerstab 2 übertragen und die entsprechende Reaktion des Ankers 1 erfolgt über das Verspannen der Widerhaken 6 gegen die Bohrlochwand 23. In ground of rock 25, as shown in FIG. 12, the anchor is driven into a borehole 22 of at least the diameter of the anchor rod 2 plus twice the diameter 12 of the barbs 6. The outer force 26 is transmitted, for example via an anchor plate and nut 29 on the anchor rod 2 and the corresponding reaction of the armature 1 via the bracing of the barbs 6 against the borehole wall 23rd

[0040] Ein entscheidender Vorteil dieses Ankers gegenüber von Ankern, die mit Spreizdübeln und ähnlich wirkenden Elementen oder mit Injektionsgut im Bohrloch verankert werden, ist die Unempfindlichkeit ihrer Funktionsweise gegen viskose Gesteinsverformungen und Erschütterungen, wie sie beispielsweise bei Sprengungen, bei Mikroerdbeben infolge von Spannungsumlagerungen um ausgebrochene Hohlräume herum oder bei tektonisch bedingten Erdbeben auftreten können. A key advantage of this anchor against anchors anchored with expansion dowels and similarly acting elements or injection material in the well, is the insensitivity of their operation against viscous rock deformation and shocks, such as in blasting, in micro earthquakes due to voltage redistribution order broken cavities around or may occur in tectonic earthquakes.

[0041] Weiter könnte im Bereich von Permafrost durch das Versetzen von Ankern mit einem rundbürstenartig mit Widerhaken besetzten Ankerstab das Eintragen von bei der Verwendung von Injektionsankern anfallender Abbindewärme, die lokal um das Bohrloch herum zu einem nach dem Bohren weiteren unerwünschten Auftauen des Permafrostes führen kann, vermieden werden. Die Widerhaken würden dank ihrer elastischen Abspreizkraft und drehbaren Lagerung auch bei einer matschigen Bohrlochwand durch diese hindurch in den ungestörten Permafrost greifen. Further, in the area of permafrost by placing anchors with a round brush-like barbed anchor rod entering of using the injection anchors resulting hardening heat, which can lead locally around the wellbore to a drilling after further unwanted thawing of the permafrost , be avoided. The barbs would grab thanks to their elastic Abspreizkraft and rotatable storage even with a muddy borehole wall through them into the undisturbed permafrost.

Bezugszeichenreference numeral

[0042] <tb>1<SEP>Anker <tb>2<SEP>Ankerstab <tb>3<SEP>Ankerspitze <tb>4<SEP>Zugelement <tb>5<SEP>Durchgang für Zugelement <tb>6<SEP>Widerhaken <tb>7<SEP>Abstand der Widerhaken auf der Längsachse <tb>8<SEP>Versatzwinkel auf dem Umfang <tb>9<SEP>Bohrung für Widerhaken <tb>10<SEP>drehbare Lagerung <tb>11<SEP>Länge der Widerhaken <tb>12<SEP>Durchmesser der Widerhaken <tb>13<SEP>Abstehwinkel der Widerhaken <tb>14<SEP>Abdrehwinkel <tb>15<SEP>Eintreibkraft <tb>16<SEP>Andrückwinkel <tb>17<SEP>Eintreibfurche <tb>18<SEP>Baugrund Lockergestein <tb>19<SEP>Zugkraft <tb>20<SEP>Abspreizwinkel <tb>21<SEP>Eindringtiefe aus Abspreizung <tb>22<SEP>Bohrloch <tb>23<SEP>Bohrlochwand <tb>24<SEP>Eindringtiefe aus Abdrehung <tb>25<SEP>Baugrund Fels <tb>26<SEP>äussere Kraft <tb>27<SEP>Vorbohrung im Lockergestein <tb>28<SEP>Schlitz für Zugelement <tb>29<SEP>Ankerplatte mit Mutter <tb>30<SEP>Ankerstabachse <tb>31<SEP>Mantellinie <tb>32<SEP>Mantelfläche <tb>33<SEP>baugrundseitiger Teilbereich des Ankerstabes <tb>34<SEP>Winkel der Bohrung gegenüber der Stabachse[0042] <Tb> 1 <September> Anchors <Tb> 2 <September> tie rod <Tb> 3 <September> anchor tip <Tb> 4 <September> tension element <tb> 5 <SEP> Passage for tension member <Tb> 6 <September> barbs <tb> 7 <SEP> Distance of the barbs on the longitudinal axis <tb> 8 <SEP> Offset angle on the circumference <tb> 9 <SEP> Boring hole <tb> 10 <SEP> rotatable storage <tb> 11 <SEP> barb length <tb> 12 <SEP> barb diameter <tb> 13 <SEP> Abhesion angle of the barbs <Tb> 14 <September> Abdrehwinkel <Tb> 15 <September> driving- <Tb> 16 <September> pressure angle <Tb> 17 <September> Eintreibfurche <tb> 18 <SEP> Soil Loose rock <Tb> 19 <September> traction <Tb> 20 <September> Abspreizwinkel <tb> 21 <SEP> Penetration depth from spread <Tb> 22 <September> hole <Tb> 23 <September> borehole wall <tb> 24 <SEP> Penetration depth from calibration <tb> 25 <SEP> Subsoil rock <tb> 26 <SEP> external force <tb> 27 <SEP> Pre-drilling in loose rock <tb> 28 <SEP> Slit for tension element <tb> 29 <SEP> Anchor plate with nut <Tb> 30 <September> anchor rod axis <Tb> 31 <September> generatrix <Tb> 32 <September> lateral surface <tb> 33 <SEP> Substructure area of anchor rod <tb> 34 <SEP> Angle of the hole relative to the rod axis

Claims

1. Anchor (1), for immediate, insensitive to shocks and viscous deformation of the ground anchoring loads from external forces, for holes in ground from loose rock or rock, comprising an anchor rod (2), an anchor plate with nut (29) on the air side End or a device for fastening a flexible tension element (4) and at least on a constructional part length (33) spiky barbs (6) against the anchor rod (2) has a Abstehwinkel (13), characterized in that the barbs (6) in through the anchor rod (2) extending bores (9) are held, in which they have a rotatable mounting (10).

2. Anchor (1) according to claim 1, characterized in that each two barbs (6) consist of a single wire which passes through the through the anchor rod (2) extending bore (9) and on both sides at the exit from the bore (9 ) is bent with a Abstehwinkel (13).

3. anchor (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the barbs (6) made of steel wire, preferably made of spring steel wire with a strength of at least 1000 MPa and a yield ratio of at least 85%.

4. anchor (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the anchor rod (2) on at least a partial length with at least two lines, preferably round brush-like barbs (6) is occupied.

5. anchor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the barbs (6) against the anchor rod (2) has a Abstehwinkel (13) of at least 5 °, preferably from 10 ° to 45 °.

6. anchor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the barbs (6) made of round wire with a diameter of 1 to 10 mm, preferably from 2 to 5 mm and a length of 5 to 100 mm, preferably from 10 up to 50 mm.

7. anchor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the barbs (6) have a straight shape or a continuous over its entire length or only over a partial length curvature or a locally concentrated turn.

8. An anchor (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the anchor rod (2) has a full or hollow closed or open cross-section.

9. An anchor (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the anchor rod (2) consists of structural steel, stainless steel, a light metal alloy, plastic or hardwood.