DE10225980A1

DE10225980A1 - Verfahren zur auftriebsgesicherten Verankerung von Betonkörpern

Info

Publication number: DE10225980A1
Application number: DE2002125980
Authority: DE
Original assignee: Friedr Ischebeck GmbH
Current assignee: Friedr Ischebeck GmbH
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2003-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur auftriebsgesicherten Verankerung von Betonkörpern (2) mittels eines Bohr-Injektionsankers (3) an einem unter einem Wasserspiegel (4) gelegenen Untergrund (5), bei welchem das Kopfende (6) des Bohr-Injektionsankers (3) auf Höhe des zu gießenden Betonkörpers als Trennstelle zu einer Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) gestaltet ist und mit einer großflächigen Kopfplatte (7) ausgestattet wird, welche vollständig mit Beton umgossen wird. Um ein derartiges Verfahren gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden, so dass der Einsatz von Tauchern zur Befestigung der Ankerkopfkonstruktion entbehrlich ist, schlägt die Erfindung vor, dass die mit der Trennstelle ausgestattete Kopfplatte (7) bereits beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers (3) an dessen Kopfende (6) angeschraubt ist und der Bohr-Injektionsanker (3) nur so tief eingebohrt wird, dass die Kopfplatte (7) eine Höhen-Abstandsstellung (H) zu dem Untergrund (5) einnimmt und anschließend mit Beton überschichtet wird unter Einbettung auch der Trennstellen-Bereiche im Beton. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kopfteil für einen Bohr-Injektionsanker, welches an eine Bajonettverschluss-Trennstelle anschließbar ist und welches insbesondere zur Ausführung des vorgenannten Verfahrens geeignet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur auftriebsgesicherten Verankerung von Betonkörpern mittels eines Bohr-Injektionsankers an einem unter einem Wasserspiegel gelegenen Untergrund, bei welchem das Kopfende des Bohr-Injektionsankers auf Höhe des zu gießenden Betonkörpers als Trennstelle zu einer Antriebs- und Injektionseinrichtung gestaltet ist und mit einer großflächigen Kopfplatte ausgestattet wird, welche vollständig mit Beton umgossen wird.
Baugrubensohlen, Schleusensohlen usw., die unterhalb eines Wasserspiegels angeordnet sind, haben ohne Auflast in der Regel ein so geringes Gewicht, dass sie aufschwimmen würden. Um das Aufschwimmen zu verhindern, werden die Sohlen daher zusätzlich rückverankert. Dazu ist es üblich, die Rückverankerung zuerst auszuführen und dann die Betonsohle unter Wasser im Kontrakterverfahren herzustellen, so dass die Rückverankerung nirgends die Betonsohle durchstößt und Undichtigkeit verursacht. Die Kopfplatten der Rückverankerung, die die Endverankerung in dem in der Regel unbewehrten Beton vornehmen, werden beim Betonieren in die Betonsohle eingebunden. Bei einem bekannten Verfahren wird zunächst von einem Bohrwagen auf einem schwimmenden Ponton, d. h. von der Wasseroberfläche aus, eine temporäre Verrohrung des Bohrloches für die Rückverankerung in den Untergrund unter der Wasseroberfläche niedergebracht. In die verrohrte Bohrung wird ein Verpressanker oder Verpresspfahl installiert und vom Grund aus mit Zementmörtel verpresst unter abschnittsweisem Ziehen der Verrohrung. Das genaue Positionieren der Ankerkopfkonstruktion erfolgt durch Taucher nach dem Ziehen der Verrohrung. An diesem bekannten Verfahren wird der hohe, durch den Einsatz von Tauchern bedingte Aufwand als Nachteil empfunden. Insbesondere wird die Befestigung der Ankerkopfkonstruktion an dem unter Wasser eingebauten Verpressanker bzw. Verpresspfahl dadurch erschwert, dass beim Ziehen der Verrohrung der darin befindliche Mörtel über die Pfahlkonstruktion fällt. Die auf diese Weise aus dem unter Wasser erhärtenden Mörtel um die Verpresspfahlköpfe gebildeten Mörtelhäufungen müssen durch Taucher sehr aufwendig entfernt werden, da andernfalls die herzustellende Betonplatte nicht die erforderliche Konstruktionshöhe im Bereich der kritischen Auflager erreicht. Weiter ist nachteilig bei dem bekannten Verfahren, dass der Verpresspfahl nur in der Weise in einer bestimmten Position in der Verrohrung zu installieren ist, dass man ihn von dem Hebemittel löst und in die Endposition fallen lässt. Des Weiteren stellt auch die temporäre Verrohrung des Bohrlochs selbst einen hohen, bei diesem Verfahren in Kauf zu nehmenden Aufwand dar.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden, so dass der Einsatz von Tauchern zur Befestigung der Ankerkopfkonstruktion entbehrlich ist.
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 durch eine dahingehende Weiterbildung des gattungsgemäßen Verfahrens gelöst, dass die mit der Trennstelle ausgestattete Kopfplatte bereits beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers an dessen Kopfende befestigt, vorzugsweise angeschraubt, ist und der Bohr-Injektionsanker nur so tief eingebohrt wird, dass die Kopfplatte eine Höhen-Abstandsstellung zu dem Untergrund einnimmt und anschließend mit Beton überschichtet wird unter Einbettung auch der Trennstellen-Bereiche im Beton. Indem die Kopfplatte bzw. Ankerkopfkonstruktion bereits beim Setzen bzw. unmittelbaren Einbohren des Bohr- Injektionsankers in den Untergrund an dessen Kopfende befestigt ist, befindet sie sich nach dem Einbohren bis zu einer bestimmten Bohrtiefe sogleich in der für die Rückverankerung der Sohle gewünschten Höhen-Abstandsstellung zu dem Untergrund, so dass der Einsatz von Tauchern zur Entfernung von Mörtelanhäufungen und zur Montage der Kopfplatte entbehrlich ist und das Verfahren damit gegenüber dem bekannten Verfahren Zeit- und kostensparender durchführbar ist. Des Weiteren wird durch das unmittelbare Einbohren des Bohr-Injektionsankers ohne temporäre Verrohrung gegenüber dem vorbekannten Verfahren die lagegenaue Positionierung der als Zugpfähle wirkenden Bohr-Injektionsanker unter Wasser ohne Taucher erleichtert. Bevorzugte, jedoch nicht abschließende Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind beispielsweise die Sohlverankerung von Betonsohlen in tiefen Baugruben gegen Aufschwimmen, Auftriebssicherungen von Pipelines in küstennahem Flachwasser, Auftriebs- und Zugsicherung von Caissons als offshore-Gründungen von Windmühlen usw. und der Einbau der Rückverankerung mit Kopfplatte bei tiefen Baugruben mit mehreren Ankerlagen und anschließendem stufenweisen Lenzen der Baugrube.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt ein Bohr-Injektionsanker Anwendung finden, wie dieser in der DE 34 00 182 C2 oder beispielsweise der DE 38 28 335 C1 der Anmelderin beschrieben ist. Charakteristisch ist hieran, dass der Bohr-Injektionsanker eine oder mehrere Bohrstangen aus einem Feinkornbaustahl bzw. Kaltwalzstahl mit innerer Bohrung und durchlaufendem Außengewinde aufweist, an welches Innengewinde der Bohrkrone, von Kupplungshülsen, Abstandshaltern und Ankerplatten zum Zusammenbau angepasst sind. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang weiter die Verwendung einer in der deutschen Patentanmeldung DE 101 06 695.3 der Anmelderin beschriebenen Stufenbohrkrone sowie eine in der DE 42 20 636 A1 der Anmelderin beschriebenes Verbindungselement zur Verbindung der Bohrstangen. Der Offenbarungsgehalt dieser vorgenannten Anmeldungen bzw. Schutzrechte der Anmelderin wird hiermit vollinhaltlich mit in vorliegende Anmeldung einbezogen, auch zu dem Zweck, daraus Merkmale mit in die Ansprüche aufzunehmen. Darüber hinaus können auch hiervon abweichende Ausführungsformen von Bohr-Injektionsankern, bspw. aus nicht rostendem Stahl, für das erfindungsgemäße Verfahren Vorteile bieten. In Verbindung mit dem Bohr- Injektionsanker kann bevorzugt eine Antriebs- und Injektionseinrichtung Anwendung finden, welche ebenfalls eine oder mehrere mit Verbindungsstücken gekoppelte Bohrstangen aufweist, wobei die Länge bzw. Anzahl der Bohrstangen an die Höhe des Wasserspiegels über der Bohrstelle im Untergrund anpassbar ist. Während an das obere Ende der (obersten) Bohrstange der Antriebs- und Injektionseinrichtung ein bekannter Rammspülkopf und bspw. ein hydraulischer Bohrhammer auf einem Ankerbohrwagen anschließbar ist, kann das untere Ende der (untersten) Bohrstange der Antriebs- und Injektionseinrichtung mittels der Trennstelle an den Bohr-Injektionsanker an- und abgekoppelt werden. Bevorzugt wird dazu eine Kopfplatte verwendet, welche eine Bohrung besitzt mit Innengewinde, passend zum Außengewinde des Bohr- Injektionsankers, welche Bohrung sich fluchtend fortsetzt in den Innenraum einer Hülse als Patrizenteil einer Bajonettverschluss-Trennstelle. Dies ermöglicht es bei Verwendung eines Bohr-Injektionsankers, welcher eine oder mehrere Bohrstangen mit durchlaufendem Außengewinde aufweist, dass beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers die Kopfplatte mit jeweils passendem Muttergewinde auf das Außengewinde aufgeschraubt sind. Insbesondere dann, wenn auch für die Antriebs- und Injektionseinrichtung entsprechende Bohrstangen Verwendung finden, ist durch die einheitliche Gewindeform bzw. Gestaltung der Bohrstangen eine einfache, dadurch fehlerunanfällige Montage und zugleich rationelle Lagerhaltung auf der Baustelle erreicht.
Hinsichtlich der Kopfplatte ist weiter bevorzugt, dass diese beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers an dessen Kopfende in dessen Längsrichtung relativ zu dem Bohr-Injektionsanker unbeweglich befestigt, insbesondere angeschweißt, ist. Die auf das Außengewinde einer Bohrstange im Bereich des Kopfendes aufgeschraubte Kopfplatte kann dazu beispielsweise durch eine Punktschweißung oder auf andere zweckmäßige Weise an einer Drehung und somit auch an einer relativen Längsverlagerung gehindert sein, so dass beim Einbohren des Bohr-Injektionsankers die gewünschte Höhen-Abstandsstellung der Kopfplatte zu dem Untergrund mit geringem Aufwand und hinreichender Genauigkeit gegenüber einem Peilmaß (Außenriss) eingemessen werden kann. Zum Einbohren bzw. Setzen wird zweckmäßig so vorgegangen, dass der Bohr- Injektionsanker mit der Kopfplatte mittels der hieran angeschlossenen Antriebs- und Injektionseinrichtung in einer ersten Drehrichtung vorzugsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, in den Untergrund eingebohrt wird. Weiter ist zweckmäßig, dass während des Einbohrens durch den Bohr-Injektionsanker und die hieran befestigte Kopfplatte eine Stützflüssigkeit in das Bohrloch injiziert wird. Bei der Stützflüssigkeit kann es sich beispielsweise um Zementleim mit einem Verhältnis von Wasser zu Zement W/Z von 0,7 bis 1, d. h. von etwa 701 Wasser auf zwei Sack Zement, handeln. Diese wird beim Einbohren über den Rammspülkopf in die Antriebs- und Injektionseinrichtung eingeleitet, durchströmt die Bohrstange bzw. die mehrere, durch Kupplungsmuffen verbundene Rohrstangen und gelangt durch die geschlossene Trennstelle in den Bohr- Injektionsanker. Dort durchströmt sie die Kopfplatte, die Bohrstange bzw. die mit Kupplungsmuffe verbundenen Bohrstangen und schließlich die Bohrkrone, aus welcher sie aus einer bevorzugt seitlich angeordneten Öffnung in den Bohrspalt tritt. Bei einem bevorzugten Spüldruck von etwa 5 bis 20 bar wird das in dem Zementleim enthaltene Wasser von dem das Bohrloch umgebenden Untergrund abgefiltert und das Bohrloch durch den sich in dem angrenzenden Filterkuchen anreichernden Zement stabilisiert. Der Durchmesser des Bohrlochs entspricht dabei zumindest etwa dem Außendurchmesser der Bohrkrone, welcher seinerseits das etwa Zwei- bis Dreifache des Außendurchmessers der Bohrstange betragen kann. Darüber hinaus kann am unteren Ende des Bohrloches als Fußhlnterschneidung eine zusätzliche Aufweitung des Bohrloches erfolgen, indem der radiale Spülstrahl der Stützflüssigkeit dazu verwendet wird, die Lochwandung schichtweise abzutragen, wobei außerdem in dem Bohrloch aufsteigende Stützflüssigkeit (wie auch während des Einbohrens) dazu dient gelöstes Bohrklein aus der Bohröffnung hinauszuspülen. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Einbohren des Bohr-Injektionsankers bis auf die gewünschte Höhen-Abstandsstellung der Kopfplatte die Zementleim enthaltende Stützflüssigkeit durch einen steifen Zementleim ohne Wasserüberschuss verdrängt wird, wozu vorzugsweise das Tremi-Verfahren angewendet wird. Der steife Zementleim kann beispielsweise ein Verhältnis Wasser zu Zement W/Z von 0,4 besitzen. Des Weiteren ist bevorzugt daran gedacht, dass während des Verdrängens der Stützflüssigkeit durch den steifen Zementleim der Bohr-Injektionsanker mit der Kopfplatte ständig oder schrittweise weitergedreht wird, bis ein vorbestimmter Pressdruck erhalten wird. Der während dieses sog. Verpressens des Bohr-Injektionsankers mit der Kopfplatte zu beobachtende Anstieg des Druckes, der trotz offenem Bohrloch in der Endphase des Verpressens zwischen 30 und 60 bar liegen kann, ist darauf zurückzuführen, dass in dem Bohrloch schnell erstarrte Zementsteinschollen sich im Bohrkanal nach außen schieben, sich zwischen rotierender und schwingender Bohrstange und dem Bohrloch verkeilen und zerrissen werden, so dass sich ein natürlicher Packer bildet, gegen den sich beim Austritt des steifen Zementleims aus der Bohrkrone im Bohrlochtiefsten ein Druck aufbaut. Bei einer Durchdringung von noch im Bohrloch befindlichen Sand und Bohrklein findet zudem eine Vermörtelung oder Betonbildung der Zementspülung statt. Durch die vorgenannten Verfahrensschritte wird ein dichter Verpresskörper zwischen dem Bohr- und Injektionsanker einerseits und dem Untergrund andererseits gebildet, welcher zur Aufnahme hoher Zugkräfte geeignet ist. Die Verbundwirkung wird dabei insbesondere auch durch den sich ergebenden Formschluss zwischen Verpresskörper und Außengewinde sowie Verpresskörper bzw. Zementschollen und umgebendem Untergrund verstärkt. Der Verpresskörper kann durch die aus der Bohrkrone austretende Zementdickspülung je nach den Verpressbedingungen, wie Pressdruck, Drehgeschwindigkeit und Rüttelbewegung des Bohr- und Injektionsankers und Zuflussgeschwindigkeit, hinsichtlich seiner Form und Zusammensetzung beeinflusst werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verpressen in der Weise erfolgt, dass in dem Bohrloch aufsteigende Zementdickspülung bis an die obere Bohrlochmündung gelangt und dort im Bedarfsfall sogar darüber hinaus eine begrenzte Zementanhäufung bildet. Während des Verpressens und Aufstiegs der Zementdickspülung bewirkt die lediglich in einer gewünschten Höhen-Abstandsstellung über den Untergrund befindliche Kopfplatte einen gewissen, bis in die Bohrlochmündung zurückwirkenden Staudruck. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass trotz geöffnetem Bohrloch und damit möglichem Abtransport von Bohrklein auch im Bereich des Ankerkopfes eine zusätzliche Verdichtung des Verpresskörpers erfolgt. Im Hinblick hierauf wird das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft ausgeführt, wenn eine Kopfplatte verwendet wird, deren Plattendurchmesser bzw. -abmessungen gleich oder größer dem mittleren Außendurchmesser des Verpresskörperquerschnitts ist. Bevorzugt ist daran gedacht, dass der mittlere Verpresskörperdurchmesser wie auch der Außendurchmesser der Kopfplatte das 1- bis 4-fache, weiter bevorzugt das 1,5- bis 2,5-fache, des Bohrkronenaußendurchmessers beträgt.
Mit Bezug auf die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Trennstelle zwischen Antriebs- und Injektionseinrichtung und Bohr-Injektionsanker kann vorgesehen sein, dass an der mit der Kopfplatte verbundenen Hülse ein Bajonettbolzen und an dem unteren Ende der Antriebs- und Injektionseinrichtung eine Bajonettnut angeordnet ist, wobei sich das geschlossene Ende der Bajonettnut entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung erstreckt. Umgekehrt ist auch eine Anordnung möglich, bei der an einer mit der Kopfplatte verbundenen Hülse zumindest eine Bajonettnut und am unteren Ende der Antriebs- und Injektionseinrichtung zumindest ein Bajonettbolzen angeordnet ist, wobei sich das geschlossene Ende der Bajonettnut dabei in Richtung der ersten Drehrichtung, d. h. der Drehrichtung, in welcher der Bohr-Injektionsanker eingebohrt wird, erstreckt. Auf der Seite der Antriebs- und Injektionseinrichtung kann dabei die Bajonettnut (bzw. der Bajonettbolzen) an einer Kupplungshülse ausgebildet bzw. vorgesehen sein, welche Kupplungshülse das Matrizenteil der Bajonettverschluss-Trennstelle bildet. In weiterer Einzelheit besteht die Möglichkeit, dass der an der mit der Kopfplatte verbundenen Hülse befestigte Bajonettbolzen nicht freikragend, sondern zweiseitig abgestützt gehalten ist. Der Bajonettbolzen kann dazu mit seinem einen Ende an der das Patrizenteil der Bajonettverschluss-Trennstelle bildenden Hülse und mit seinem anderen Ende an einem mit der Kopfplatte verbundenen Trägerelement, vorzugsweise an einem mit der Kopfplatte zentrisch verschweißten Quadrahtrohr, befestigt sein. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass größere Drehmomente durch den Bajonettverschluss übertragbar sind und dadurch die Wassertiefe das Verfahren praktisch nicht mehr begrenzt. Das weitere Verfahren läuft bevorzugt in der Weise ab, dass die oberhalb der Kopfplatte angeordnete Trennstelle, bzw. der Bajonettverschluss, nach Erreichen des vorbestimmten Pressdruckes (durch Verpressen des dabei in die erste Drehrichtung gedrehten Bohr- Injektionsankers) durch Drehung der Antriebs- und Injektionseinrichtung in die zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzte Richtung entriegelt wird und das oberhalb der Trennstelle befindliche Gestänge der Antriebs- und Injektionseinrichtung, die sog. Jungfer, zurückgezogen wird, so dass diese für eine weitere Bohrung zur Verfügung steht. Im weiteren Ablauf des Verfahrens kann die Kopfplatte bevorzugt um etwa die gleiche Höhe wie die Höhen- Abstandsstellung mit Beton überschichtet werden, so dass ein mit dem Erstarren des Betons zugleich durch den Bohr-Injektionsanker auftriebsgesicherter Betonkörper gebildet wird. Ein solcher Betonkörper kann sich selbstverständlich auch über mehrere Bohr-Injektionsanker bzw. deren Ankerköpfe hinweg erstrecken, so dass je nach Anwendungsfall eine gewünschte Verteilung der Auftriebslast möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise mit einem Bohrwagen, weiter vorzugsweise von einem schwimmenden Ponton oder einer am Untergrund des Wasserspiegels abgestützten Plattform, ausgeführt werden, des Weiteren natürlich auch ausgehend von einem Rand- bzw. Uferbereich der Wasserfläche.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, dem auch eigenständige Bedeutung beigemessen wird, kann vor Einbringung des Bohr- Injektionsankers ein Standrohr in die Oberfläche des Untergrundes eingetrieben werden, welches bis oberhalb des Wasserspiegels bzw. Grundwasserspiegels reicht und einen Innendurchmesser etwas größer als das Außenmaß der Kopfplatte besitzt, daran anschließend der Bohr-Injektionsanker durch das Standrohr gesteckt, in den Untergrund eingebohrt und darin verpresst wird. Dabei ist ausreichend, wenn das wiedergewinnbare Standrohr am Bohransatzpunkt leicht in die Sohle eingerammt wird. Im Weiteren kann nach dem Verpressen des Bohr-Injektionsankers die Trennstelle geöffnet und durch die Antriebs- und Injektionseinrichtung Wasser in das Standrohr eingespült werden. Das Verpressen in dem Standrohr und/oder die Wasserzufuhr in das Standrohr kann in der Weise erfolgen, dass mit Bohrklein, Sand, Stützflüssigkeit oder dergleichen beladenes Wasser bis an das obere Ende des Standrohres aufsteigt, von dort in einen Auffangtrichter geleitet und aus diesem abgesaugt oder abgeleitet wird, worauf das Standrohr entfernt werden kann, bevor die Kopfplatte mit Beton umschichtet wird. An der mit dem Standrohr erreichten Weiterbildung des Verfahrens ist vorteilhaft, dass auf dem Untergrund im Bereich des Bohrlochmundes die Ablagerung von Zementanhäufungen und die Verunreinigung von Wasser, das u. U. in Flüsse abgepumpt werden muss, vermieden werden kann. Das Standrohr ist hinsichtlich seines Innendurchmessers groß genug, dass eine runde Ankerkopfplatte hindurchfahren kann und dabei noch genügend Bohrspalt für das rückströmende Bohrklein und die Stützflüssigkeit bleibt. Die in dem Auffangtrichter aufgenommene Stützflüssigkeit, die mit Bohrklein, Sand usw. beladen ist, kann von dort beispielsweise abgepumpt, über einen Entsander entwässert und deponiert werden. Darüber hinaus lässt der Auffangtrichter zu, dass man den Spiegel der zurücklaufenden Stützflüssigkeit gut beobachten und steuern kann. Das Standrohr hat in diesem Zusammenhang den weiteren Vorteil, dass man nach dem Trennen des Bajonettverschlusses zunächst mit viel Wasser den restlichen Zement aus dem Standrohr nach oben spülen kann, so dass beim Ziehen des Standrohres praktisch kein Zement mehr ins Wasser gelangt. Darüber hinaus gewährleistet das Standrohr, wenn dieses über den Grundwasserspiegel bzw. Wasserspiegel übersteht und bis zum Rand voll mit rücklaufender Stützflüssigkeit ist, einen leichten Überdruck der Stützflüssigkeitssäule im Bohrspalt, so dass kein Grundwasser in das Bohrloch strömt.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kopfteil für einen Bohr- Injektionsanker, insbesondere zur Ausführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Übertragbarkeit von größeren Drehmomenten zeichnet sich das erfindungsgemäße Kopfteil durch eine Kopfplatte und einen davon ausgehenden Schaft aus, welcher das Patrizenteil einer Bajonettverschluss-Trennstelle ausbildet, mittels welcher das Kopfteil mit einem Matrizenteil einer Antriebs- und Injektionseinrichtung koppelbar ist, wobei an dem Schaft zumindest ein Bajonettbolzen befestigt ist, welcher außerdem zu dem Schaft beabstandet an einem mit der Kopfplatte verbundenen Trägerelement befestigt ist. Der Bajonettbolzen ist damit auf beiden Seiten eines in Eingriff mit einer Bajonettnut tretenden Längenabschnittes an dem Kopfteil gelagert bzw. befestigt, wodurch gegenüber einer lediglich einseitigen Festlegung des Bolzens eine durch die Bajonettnut bei geschlossener Trennstelle übertragene Querkraft eine geringere Beanspruchung und Verformung des Bolzens bewirkt. Dies bedeutet umgekehrt, dass von einem erfindungsgemäßen Kopfteil bezüglich jedes einzelnen Bajonettbolzens eine größere Querkraft aufgenommen und damit insgesamt ein größeres Drehmoment übertragen werden kann. Im Weiteren ermöglicht dies die Anwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei größeren Wassertiefen und/oder größeren Einbautiefen des Bohr-Injektionsankers. In bevorzugter Ausgestaltung des Kopfteils kann die Kopfplatte eine Bohrung besitzen mit einem Innengewinde, passend zu einem Außengewinde des Bohr-Injektionsankers, welche Bohrung sich fluchtend in den Schaft fortsetzt. Dadurch wird auch bei Kopfplatten mit geringer Plattendicke ein ausreichend langes Muttergewinde bereitgestellt, um einen sicheren Eingriff mit dem Außengewinde des Bohr-Injektionsankers zu gewährleisten. Weiter ist bevorzugt, dass das mit der Kopfplatte verbundene Trägerelement als Rohr, insbesondere als Quadratrohr, ausgebildet und an einer Stirnfläche mit der Kopfplatte verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Zur Übertragung besonders hoher Drehmomente können an dem von der Kopfplatte ausgehenden Schaft zwei oder mehr Bajonettbolzen vorgesehen und bezüglich des Außenumfangs des Schafts paarweise zueinander gegenüberliegend angeordnet sein. Dies ermöglicht es insbesondere, dass ein gegenüberliegendes Paar Bajonettbolzen von einer den Schaft durchquerenden Profilstange, vorzugsweise von einem Rundprofil, gebildet wird, wobei die Profilstange durch eine Durchgangsbohrung hindurchgesteckt, bspw. durch Schweißpunkte gehalten und somit auf einfache Weise in stabiler Ausführung befestigt ist. Dabei kann es genügen, dass der durchgehende Bajonettbolzen lediglich im Bereich seiner Enden an dem Trägerelement befestigt ist. Im Hinblick auf die bereits mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Abmessungen des Verpresskörpers und die resultierenden Wirkungen ist weiter bevorzugt, dass die Kopfplatte in Plattenebene kreisförmig ist, wobei der Durchmesser der Kopfplatte gegenüber dem Außendurchmesser der Bohrkrone etwa das 1-4-fache, weiter vorzugsweise das 1,5- bis 2,5-fache beträgt. Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kopfteils ist dadurch möglich, dass die Kopfplatte an der von dem Schaft abgewandten Seite mit einem Abstandshalter verbunden ist, der senkrecht zu der Plattenebene eine an eine gewünschte Höhen-Abstandsstellung der Kopfplatte von dem Untergrund in Einbaulage angepasste Erstreckung besitzt. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass sich beim Einbohren des Bohr-Injektionsankers beim Aufsetzen des Abstandhalters auf dem Untergrund der Einbohrwiderstand erhöht, wodurch angezeigt wird, dass die gewünschte Höhen-Abstandsstellung der Kopfplatte eingestellt ist. Der Abstandshalter kann ein zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildetes Fußelement aufweisen, welches seinerseits an der von der Kopfplatte abgewandten, d. h. zum Untergrund gerichteten, Seite abgeflacht oder abgerundet ausgebildet ist, so dass eine Schneidwirkung gegenüber dem Untergrund vermieden wird. Der Abstandshalter kann des Weiteren im Randbereich der Kopfplatte angeordnet sein, wobei in dem Umfangsbereich zwischen Kopfplatte und Fußelemente freie Durchtrittsbereiche belassen sind. Durch diese Ausgestaltung wird eine stabile Abstützung des erfindungsgemäßen Kopfteils auf dem Untergrund erreicht, wobei jedoch die zur Auftriebssicherung notwendige Betonhinterfüllung und die Abfuhr von Bohrklein nicht beeinträchtigt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Baugrube während einer ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Abbohren eines Bohr-Injektionsankers zusammen mit einer Kopfplatte,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch die Baugrube während der ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Verpressen des Bohr-Injektionsankers zusammen mit Kopfplatte,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht durch die Baugrube mit einer auftriebsgesicherten Verankerung eines Betonkörpers nach Abschluss einer ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine Schnittansicht durch eine Baugrube mit verschiedenen Stadien einer zweiten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kopfteils für einen Bohr- Injektionsanker,
Fig. 9 einen Längsschnitt entlang der Schnittlinie IX-IX in Fig. 10 einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopfteils für einen Bohr-Injektionsanker,
Fig. 10 eine Draufsicht auf das in Fig. 9 dargestellte Kopfteil,
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopfteils für einen Bohr- Injektionsanker und
Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführung des Trennstellenbereiches einer Antriebs- und Injektionseinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Baugrube 1 während der Anwendung einer ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur auftriebsgesicherten Verankerung eines (in Fig. 5 dargestellten) Betonkörpers (2) mittels eines Bohr-Injektionsankers 3 an einem unter einem Wasserspiegel 4 gelegenen Untergrund 5. In dem gezeigten Verfahrensstadium erfolgt das Abbohren des Bohr-Injektionsankers 3 gemeinsam mit einer auf das Kopfende 6 des Bohr-Injektionsankers 3 aufgeschraubten Kopfplatte 7, wozu der Bohr-Injektionsanker 3 mittels einer Trennstelle 8 mit einer oberhalb derselben anschließenden Antriebs- und Injektionseinrichtung 9 lösbar verbunden ist. Die Antriebs- und Injektionseinrichtung 9 wird angetrieben von einem Bohrwagen 10, der sich auf einem auf Höhe des Wasserspiegels schwimmenden Ponton 11 befindet. Der Antrieb erfolgt im Verlauf des Verfahrens in Umfangs- und/oder Längsrichtung der Antriebs- und Injektionseinrichtung 9, wobei die Antriebsbewegungen bei geschlossener Trennstelle 8 an den Bohr- und Injektionsanker 3 übertragen werden. Während des in Fig. 1 gezeigten Einbohrens des Bohr- Injektionsankers 3 kann die Drehrichtung, wie in Fig. 2 gezeigt, beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn d. h. wie beim Eindrehen einer Schraube mit Linksgewinde, sein. Das Absenken kann beispielsweise kontinuierlich oder auch schlagend erfolgen. Zur Antriebsübertragung und zum sicheren An- und Abkoppeln des Bohr-Injektionsankers 3 an der Antriebs- und Injektionseinrichtung 9 ist die Trennstelle 8 in dem gezeigten Beispiel als mit Bezug auf folgende Figuren näher beschriebene Bajonettverschluss-Trennstelle ausgeführt. Diese wird bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ankerseitig dadurch verwirklicht, dass eine Kopfplatte 7 verwendet wird, welche eine Bohrung 12 besitzt mit Innengewinde, passend zu dem an dem Bohr-Injektionsanker 3 vorgesehenen, durchlaufenden Außengewinde, wobei sich die Bohrung 12 fluchtend fortsetzt in den Innenraum einer Hülse 13 als Patrizenteil der Bajonettverschluss-Trennstelle. Der Bohr-Injektionsanker 3 weist eine an die gewünschten Einbohrtiefe angepasste Anzahl von Bohrstangen 14 auf. Wie Fig. 2 als vergrößerter Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1 zu entnehmen ist, weisen die Bohrstangen 14 ein über die gesamte Länge durchlaufendes Außengewinde 15 und eine ebenfalls über die Gesamtlänge durchlaufende Innenöffnung 16 auf. Zwei benachbarte Bohrstangen 14 sind durch eine Kupplungshülse 17 verbunden, die mit passendem Innengewinde 18 auf die Bohrstangen 14 aufgeschraubt ist und bei der auch zwischen den gegenüberliegenden Enden der Bohrstangen 14 ein freier Durchtrittsquerschnitt belassen ist. Auf die untere Bohrstange 14 ist eine Bohrkrone 19 mit zu dem Außengewinde 15 passendem Innengewinde aufgeschraubt. Dabei setzt sich die Innenöffnung 16 der Bohrstange 14 in die Bohrkrone 19 fort und geht dort in eine radiale, d. h. seitliche, Austrittsöffnung 20 über. Des Weiteren weist auch die Antriebs- und Injektionsrichtung 9 eine an die Wassertiefe angepasste Anzahl von entsprechenden Bohrstangen 14' und Kupplungshülsen 17' auf. Die Trennstelle 8 ist antriebsseitig durch eine Kupplungshülse 21 als Matrizenteil des Bajonettverschlusses ausgeführt, so dass ein auch durch die Trennstelle 8 hindurch und damit durch die Gesamtheit von Bohr-Injektionsanker und Antriebs- und Injektionseinrichtung durchlaufender Mittenkanal verwirklicht ist. Beim Einbohren des Bohr- Injektionsankers 3 wird mittels einer Drehzuführeinrichtung 22 eine Spül- und Stützflüssigkeit, bspw. ein Zement-Wasser-Gemisch mit einem hohen Wasseranteil, in den Mittenkanal und von dort über die Bohrkrone 19 in das Bohrloch 23 gepresst, während ein Antrieb 24 die Bohrbewegung erzeugt. Die im Bohrlochtiefsten eingeleitete Spül- und Stützflüssigkeit gelangt zu einem gewissen Anteil in den das Bohrloch 23 umgebenden Grund, wobei durch eine Zementansammlung in diesem sog. Filterkuchen eine Stabilisierung des Bohrloches erhalten wird. Zu einem anderen Teil strömt die Spül- und Stützflüssigkeit 25 unter Mitführung von Bohrklein 26 aus der Bohrung 23 empor, so dass zugleich eine Spülfunktion von ihr wahrgenommen wird.
Fig. 3 zeigt einen sich an das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einbohren bzw. Setzen des Bohr-Injektionsankers 3 anschließenden Verfahrenssschritt. Darin ist der Bohr-Injektionsanker 3 gemeinsam mit der Kopfplatte 7 bereits auf die endgültige Bohrtiefe abgebohrt, so dass sich die Kopfplatte 7 sogleich in der für die Auftriebssicherung eines Betonkörpers gewünschten Höhen- Abstandsstellung H über dem Untergrund 5 befindet. Zur Erzielung der gegenüber Fig. 1 vergrößerten Bohrtiefe wurde die Antriebs- und Injektionseinrichtung 9 schrittweise durch zusätzliche Bohrstangen 14' und Kupplungshülsen 17' ergänzt. Bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe wird der Längenvorschub abgestellt, während zur Erzielung einer in Fig. 3 dargestellten gewünschten Fußhinterschneidung des Bohrloches 23 die Drehbewegung und Zufuhr von Spül- und Stützflüssigkeit zur Erzielung eines radialen Spülstrahles noch über einen Zeitraum hinweg fortdauern kann. Hieran anschließend wird in dem in Fig. 3 dargestellten Verfahrensschritt durch die Drehzuführeinrichtung 22 bei Fortdauer der Drehbewegung ein steifer Zementleim zugeführt, der die Stützflüssigkeit verdrängt. Auf diese Weise wird in Verbindung mit der eingangs erläuterten Zementschollenbildung ein keulenförmiger Verpresskörper 27 zwischen Bohr-Injektionsanker 3 und Untergrund 5 gebildet, der zur Ableitung von hohen Auftriebskräften in den Untergrund 5 geeignet ist.
In Verbindung mit Fig. 4, die eine vergrößerte Darstellung des Abschnittes IV aus Fig. 3 beschreibt, wird deutlich, dass der Durchmesser d des Verpresskörpers 27 in etwa dem Durchmesser D der Kopfplatte 7 entspricht. Der Durchmesser D der Kopfplatte 7 ist damit ausreichend groß, dass beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers 3 in der aufwärts gerichteten Strömung ein gewünschter, in die Bohrlochmündung rückwirkender Druckanstieg entsteht, der dort einen Beitrag zur Verdichtung des Verpresskörpers leistet. Andererseits ist der Durchmesser D zugleich hinreichend klein, dass bei der anschließenden Umhüllung durch den Betonkörper eine gute, für die Auftriebssicherung erforderliche Hinterfüllung des Zwischenraumes zwischen Kopfplatte 7 und Verpresskörper 27 mit Beton möglich ist. Fig. 4 zeigt weiter, dass die auf das Kopfende des Bohr-Injektionsankers 3 aufgeschraubte Kopfplatte 7 daran zusätzlich mit Schweißpunkten 28 befestigt ist, so dass beim Verpressen des Bohr-Injektionsankers 3 eine unbeabsichtigte Änderung der Höhenlage der Kopfplatte 7 verhindert wird. Darüber hinaus ist dargestellt, dass die Kopfplatte 7 und die daran anschließende Hülse 13 Bestandteil eines Kopfteils 29 gemäß einem auch eigenständigen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind, wobei das Kopfteil in der in Fig. 8 gezeigten, ersten bevorzugten Ausführungsform ein Trägerelement 30 zur zusätzlich endseitigen Abstützung zweier Bajonettbolzen besitzt. Radial innenseitig sind die Bajonettbolzen 31 an der Hülse 13 befestigt, welche sich von der Kopfplatte 7 ausgehend als Schaft erstreckt. Die Kupplungshülse 21 der Trennstelle weist an ihrem unteren Ende zwei einander am Umfang gegenüberliegende Bajonettnuten 32 auf, deren in Umfangsrichtung abknickende geschlossene Enden entgegen der durch den Drehpfeil gekennzeichneten Dreh- bzw. Einbohrrichtung gerichtet sind, so dass in dieser ersten Drehrichtung ein formschlüssiger Bajonett-Eingriff gewährleistet ist.
Fig. 5 zeigt ein noch weiteres Stadium bei der ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches sich an das Verpressen des Bohr- Injektionsankers 3 mit dabei aufgeschraubter Kopfplatte 7 bzw. Kopfteil 29 anschließt. Dabei ist nach Erreichen des vorbestimmten Verpressdruckes der oberhalb der Kopfplatte 7 angeordnete Bajonettverschluss bereits durch Drehung der Antriebs- und Injektionseinrichtung 9 in die zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzte Drehrichtung entriegelt worden und das oberhalb der Trennstelle 8 befindliche Gestänge der Antriebs- und Injektionseinrichtung 9, die sog. Jungfer, von dem Bohrwagen 10 zurückgezogen worden. Des Weiteren ist dargestellt, dass die Kopfplatte 7 unter Herstellung eines auftriebsgesicherten Betonkörpers 2 allseitig mit Beton umschichtet worden ist. Oberseitig ist die Überschichtung um etwa die gleiche Höhe wie die Höhen-Abstandsstellung H erfolgt wobei zur Erzielung einer dichten und glatten Betonoberfläche des Betonkörpers 2 zugleich auch das gesamte Kopfteil 29 vollständig mit Beton überschichtet wurde. Die Kopfplatte 7 ist derart großflächig bemessen, dass die Betonhinterfüllung in den von ihr mit dem Untergrund 5 bzw. der Verpresskörperstirnfläche gebildeten Zwischenraum eine für die Auftriebssicherung ausreichende Kraftübertragung erlaubt. Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in den Betonkörper 2 einbetonierten Kopfteils 29, welches mit Bezug auf Fig. 8 näher beschrieben wird. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch mit einem konstruktiv abweichenden Kopfteil ausgeführt werden. Insbesondere kann, wenn vergleichsweise niedrigere Drehmomente von der mit der Trennstelle ausgestatteten Kopfplatte zu übertragen sind, auf ein zusätzliches Trägerelement zur auch radial außenseitigen Halterung der Bajonettbolzen verzichtet werden. Im Übrigen kann als Trennstelle an der Kopfstelle anstelle eines Bajonettverschlusses auch jeder andere, drehrichtungsabhängig ver- und entriegelnde Verschlusstyp Anwendung finden.
Fig. 7 zeigt in einer Schnittansicht durch eine Baugrube 1 eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei den vorangehenden Figuren funktionsmäßig entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Zur besseren Übersicht sind drei aufeinanderfolgende, mit entsprechend aufsteigenden umrandeten Ziffern bezeichnete Verfahrensschritte gegenübergestellt. Auch bei der hier gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Antrieb und die Versorgung mit Zementspülung des Bohr-Injektionsankers 3 mit einem auf Pontons stehenden Bohrwagen entsprechend der vorangehenden Beschreibung erfolgen, dieser ist jedoch in Fig. 7 vereinfachend nicht mit dargestellt. Der linke Bildteil zeigt ein Standrohr 34, welches vor dem (in der Darstellung bereits abgeschlossenen) Einbohren des Bohr-Injektionsankers 3 in die Oberfläche des Untergrundes 5 eingetrieben worden ist und dessen oberes Ende bis oberhalb des Wasserspiegels 4 reicht. Der Durchmesser c des Standrohres 34 ist etwas größer als der Außendurchmesser D der Kopfplatte 7, (vgl. Fig. 6), was ermöglicht, dass der Bohr- Injektionsanker 3 gemeinsam mit daran kopfseitig befestigter Kopfplatte 7 bzw. Kopfteil 29 durch das Standrohr 34 gesteckt, in den Untergrund 5 eingebohrt und darin verpresst worden ist. Die linke Darstellung betrifft den Verfahrensschritt, bei welchem nach dem Verpressen des Bohr-Injektionsankers 3 die Trennstelle 8 geöffnet wird und mittels einer nicht gezeichneten Antriebs- und Injektionseinrichtung durch die Antriebs- und Injektionseinrichtung 9 durch deren unteres Ende Wasser in das Standrohr 34 eingespült wird. Dies erfolgt in der Weise, dass mit Bohrklein 35 beladenes Wasser bis an das obere Ende 36 des Standrohrs 34 aufsteigt, von dort in einen Auffangtrichter 37 geleitet und von dort zur Entwässerung in einen Sammelbehälter 38 abgeführt wird. Anschließend wird, wie in Bildmitte dargestellt, das Standrohr 34 entfernt, bevor - wie im rechten Bildteil bereits fertiggestellt - die Kopfplatte 7 bzw. das Kopfteil 29 unter Herstellung des auftriebsgesicherten Betonkörpers 2 mit Beton umschichtet wird. Fig. 7 zeigt außerdem eine Versteifung 39, mit der die Baugrube 1 an ihrem oberen Rand abgestützt ist.
Fig. 8 zeigt perspektivisch eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kopfteils 29 für einen Bohr-Injektionsanker zur bevorzugten Verwendung in dem vorangehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren. Das Kopfteil 29 weist eine Kopfplatte 7, sowie einen davon ausgehenden Schaft in Gestalt einer Hülse 13 auf. Wie der insoweit übereinstimmenden Fig. 9 zu entnehmen ist, ist in der bevorzugten Ausführungsform die Hülse 13 aus einer Oberhülse 13' und einer damit verschweißten Unterhülse 13" zusammengesetzt. Die Unterhülse 13" tritt mit einem verjüngten Längenabschnitt in eine Bohrung 12 der Kopfplatte 7 ein und ist mit dieser an dem gebildeten Übergang verschweißt. Die Unterhülse 13" wird von einem Innengewinde 40 durchlaufen, mit welchem die Kopfplatte 7 bzw. das Kopfteil 29 an einem (zeichnerisch in Fig. 9 nicht wiedergegebenen) Kopfende eines Bohr- Injektionsankers anschraubbar ist. Alternativ bzw. gleichwirkend könnte das Innengewinde 40 auch unmittelbar in die Wandung der Bohrung 12 eingeformt sein und sich zur Erzielung einer größeren Verschraubungslänge in eine entsprechend angepasste Unterhülse 13" fortsetzen. Der beschriebene Schaft bildet das Patrizenteil einer Bajonettverschluss-Trennstelle aus, mittels der das Kopfteil 29 zur Ausführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Matrizenteil einer Antriebs- und Injektionseinrichtung koppelbar ist. Dazu sind zwei Bajonettbolzen 31 an der Oberhülse 13' bezüglich ihres Umfangs gegenüberliegend jeweils radial innenseitig angebracht. In Fig. 8 werden die beiden Bajonettbolzen 31 von einem einzigen Rundprofil gebildet, welches durch eine quer zur Längsachse des Schafts verlaufende Bohrung 41unter beidseitigem Überstand formschlüssig durchgesteckt ist. In (gegenüber Fig. 8 einzigem) Unterschied ist nach Fig. 9 und der ihr zugeordneten Draufsicht nach Fig. 10 vorgesehen, dass es sich bei jedem der Bajonettbolzen 31 um eine in die Oberhülse 13' eingeschraubte Schraube handelt. Als Gemeinsamkeit der in den Fig. 8 und 9, 10 dargestellten Kopfteile 29 sind die Bajonettbolzen 31 zusätzlich auch durch den Abstand a von dem Schaft beabstandet an einem mit der Kopfplatte 7 verbundenen Trägerelement 30 befestigt. Als Trägerelement 30 ist ein Rohr mit quadratischem Querschnitt gewählt, das an der Kopfplatte 7 durch Verschweißung befestigt ist. Mit Bezug auf das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsbolzen 31 im Bereich ihres radial äußeren Endes durch eine im Durchmesser angepasste Bohrung 43 durch das Trägerelement 30 hindurchgesteckt und mit diesem verschweißt. Mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 sind die als Bajonettbolzen 31 gewählten Schrauben durch in dem Trägerelement 30 vorhandene Durchgangsbohrungen 44 hindurchgesteckt und ebenfalls zusätzlich verliersicher durch Schweißung befestigt. Bei den in den Fig. 8 bis 10 bevorzugten Ausführungsformen ist damit jeder Bajonettbolzen 31 zu beiden Seiten eines Längenabschnitts abgestützt, der den Eingriffsbereich einer Bajonettnut in der an der Antriebs- und Injektionseinrichtung vorgesehenen Kupplungshülse bildet. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das Kopfteil 29 mit der Kupplungshülse 21 in der Weise koppelbar, das letztere die Hülse 13 umschließt und dabei in den zwischen der Hülse 13 und dem Trägerelement 30 gebildeten Zwischenraum tritt, wobei die Bajonettbolzen 31 in den Bajonettnuten 32 aufgenommen sind.
Fig. 11 zeigt perspektivisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopfteils 29. Dieses besitzt eine Kopfplatte 7 mit daran angeschweißter einteiliger Hülse 13 und durch beide Teile hindurchlaufender Bohrung 12 mit Innengewinde 40 zum Aufschrauben am Kopfteil eines Bohr- Injektionsankers. An der Hülse 13 sind einander gegenüberliegend zwei Bajonettbolzen 31 angeschweißt zum Eingriff in zugeordnete Bajonettnuten einer an der Antriebs- und Injektionseinrichtung vorgesehenen Kupplungshülse. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Kopfplatte 7 an ihrer von der Hülse 13 abgewandten Seite mit einem Abstandshalter 45 verbunden, der an eine gewünschte Höhen-Abstandsstellung zwischen der Kopfplatte 7 und dem Untergrund in Einbaulage, wie bspw. in Fig. 3 mit H bezeichnet, angepasst ist. Der Abstandshalter 45 weist dazu ein ringförmiges Fußelement 46 auf, das durch verschweißte Stege 47 unter Belassung von umfangsseitigen Durchtrittsbereichen 48 mit der Kopfplatte 7 befestigt ist.
Fig. 12 zeigt in einem Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform des Trennstellenbereichs einer Antriebs- und Injektionseinrichtung, die zur Ausführung des erfindungsgemäßes Verfahrens beispielsweise mit einem der vorangehend beschriebenen Kopfteile für einen Bohr-Injektionsanker koppelbar ist. Die Kupplungshülse 21 weist dazu zwei einander gegenüberliegende Bajonettnuten 32 auf. In einer gegenüberliegenden Gewindebohrung 49 ist eine Adapterhülse 50 eingeschraubt, die ihrerseits gegenüberliegend eine Gewindebohrung 51 zum Einschrauben einer Gewindestange 14' der Antriebs- und Injektionseinrichtung besitzt. Durch Dichtungen 52, 53 ist hinsichtlich der durch die durchgehende Mittenöffnung geleiteten Spül- und Stützflüssigkeit eine Abdichtung zwischen den vorgenannten Hülsen erreicht. Bei geschlossener Bajonettverschluss-Trennstelle stellt die Dichtung 54 darüber hinaus eine Abdichtung gegenüber dem Matrizenteil des Kopfteils her.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

1. Verfahren zur auftriebsgesicherten Verankerung von Betonkörpern (2) mittels eines Bohr-Injektionsankers (3) an einem unter einem Wasserspiegel (4) gelegenen Untergrund (5), bei welchem das Kopfende (6) des Bohr- Injektionsankers (3) auf Höhe des zu gießenden Betonkörpers als Trennstelle zu einer Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) gestaltet ist und mit einer großflächigen Kopfplatte (7) ausgestattet wird, welche vollständig mit Beton umgossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Trennstelle ausgestattete Kopfplatte (7) bereits beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers (3) an dessen Kopfende (6) angeschraubt ist und der Bohr-Injektionsanker (3) nur so tief eingebohrt wird, dass die Kopfplatte (7) eine Höhen-Abstandsstellung (H) zu dem Untergrund (5) einnimmt und anschließend mit Beton überschichtet wird unter Einbettung auch der Trennstellen-Bereiche im Beton.

2. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopfplatte (7) verwendet wird, welche eine Bohrung (12) besitzt mit Innengewinde, passend zum Außengewinde des Bohr-Injektionsankers (3), welche Bohrung (12) sich fluchtend fortsetzt in den Innenraum einer Hülse (13) als Patrizenteil einer Bajonettverschluss-Trennstelle.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohr- Injektionsanker (3) verwendet wird, welcher eine oder mehrere Bohrstangen (14) mit durchlaufendem Außengewinde (15) aufweist, wobei beim Setzen und Verpressen des Injektionsankers (3) eine Bohrkrone (19) und die Kopfplatte (7) mit jeweils passendem Muttergewinde auf dem Außengewinde (15) aufgeschraubt sind.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (7) beim Setzen und Verpressen des Bohr-Injektionsankers (3) an dessen Kopfende (6) in Längsrichtung relativ zu diesem unbeweglich befestigt, insbesondere angeschweißt, ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohr- Injektionsanker (3) mit der Kopfplatte (7) zum Setzen in einer ersten Drehrichtung in den Untergrund (5) eingebohrt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Bohr- Injektionsanker (3) mit der daran befestigten Kopfplatte (7) während des Einbohrens Stützflüssigkeit in das Bohrloch injiziert wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbohren des Bohr-Injektionsankers (3) die Höhen-Abstandsstellung (H) der Kopfplatte (7) zu dem Untergrund (5) gegenüber einem Peilmaß (Außenriß) eingemessen wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbohren des Bohr-Injektionsankers (3) bis auf die gewünschte Höhen- Abstandsstellung (H) der Kopfplatte (7) die Zementleim enthaltende Stützflüssigkeit durch einen steifen Zementleim ohne Wasserüberschuß verdrängt wird, wozu vorzugsweise das Tremi-Verfahren angewendet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verdrängens der Stützflüssigkeit durch den steifen Zementleim der Bohr- Injektionsanker (3) mit der Kopfplatte (7) gedreht wird, bis ein vorbestimmter Pressdruck erreicht wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopfplatte (7) verwendet wird, deren Plattendurchmesser bzw. -abmessungen das 1- bis 4-fache, insbesondere 1,5 bis 2,5-fache des Bohrkronenaußendurchmessers beträgt.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an einer mit der Kopfplatte (7) verbundenen Hülse (13) ein Bajonettbolzen (31) und an einem unteren Ende der Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) eine Bajonettnut (32) angeordnet ist, wobei sich das geschlossene Ende der Bajonettnut (32) entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung erstreckt.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an einer mit der Kopfplatte (7) verbundenen Hülse (13) eine Bajonettnut (32) und an einem unteren Ende der Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) ein Bajonettbolzen (31) angeordnet ist, wobei sich das geschlossene Ende der Bajonettnut (32) in Richtung der ersten Drehrichtung erstreckt.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonettbolzen (31) mit seinem einen Ende an der das Patrizenteil der Bajonettverschluss-Trennstelle bildenden Hülse (13) und mit seinem anderen Ende an einem mit der Kopfplatte (7) verbundenen Trägerelement (30), insbesondere an einem mit der Kopfplatte (7) zentrisch verschweißten Quadratrohr, befestigt ist.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der oberhalb der Kopfplatte (7) angeordnete Bajonettverschluss nach Erreichen des vorbestimmten Pressdruckes durch Drehung der Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) in die zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzte Richtung entriegelt wird und das oberhalb der Trennstelle (8) befindliche Gestänge der Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) zurückgezogen wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (7) um etwa die gleiche Höhe wie die Höhen-Abstandsstellung (H) mit Beton überschichtet wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem Bohrwagen (10), insbesondere von einem schwimmenden Ponton (11) oder einer am Untergrund des Wasserspiegels abgestützten Plattform, ausgeführt wird.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einbringung des Bohr-Injektionsankers (3) ein Standrohr (34) in die Oberfläche des Untergrundes (5) eingetrieben wird, welches bis oberhalb des Grundwasserspiegels (4) reicht und einen Innendurchmesser etwas größer als das Außenmaß der Kopfplatte (7) besitzt, daran anschließend der Bohr- Injektionsanker (3) durch das Standrohr (34) gesteckt, in den Untergrund (5) eingebohrt und verpresst wird.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verpressen des Bohr-Injektionsankers (3) die Trennstelle (8) geöffnet wird und durch die Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) Wasser in das Standrohr (34) eingespült wird.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen in dem Standrohr (34) und/ oder die Wasserzufuhr in das Standrohr (34) in der Weise erfolgt, dass mit Bohrklein, Sand, Stützflüssigkeit oder dergleichen beladenes Wasser bis an das obere Ende des Standrohres (34) aufsteigt, von dort in einen Auffangtrichter (37) geleitet und aus diesem abgesaugt oder abgeleitet wird.

20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Standrohr (34) entfernt wird, bevor die Kopfplatte (7) mit Beton umschichtet wird.

21. Kopfteil (29) für einen Bohr-Injektionsanker, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (29) eine Kopfplatte (7) und einen davon ausgehenden Schaft aufweist, welcher das Patrizenteil einer Bajonettverschluss-Trennstelle ausbildet, mittels welcher das Kopfteil (29) mit einem Matrizenteil einer Antriebs- und Injektionseinrichtung (9) koppelbar ist, wobei an dem Schaft zumindest ein Bajonettbolzen (31) befestigt ist, welcher zu dem Schaft beabstandet an einem mit der Kopfplatte (7) verbundenen Trägerelement (30) befestigt ist.

22. Kopfteil nach Anspruch 21 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (7) eine Bohrung (12) besitzt mit Innengewinde, passend zu einem Außengewinde (15) des Bohr-Injektionsankers, (3), welche Bohrung (12) sich fluchtend fortsetzt in den Schaft.

23. Kopfteil (29) nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 21 und 22 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Kopfplatte (7) verbundene Trägerelement (30) als Rohr, insbesondere als Quadratrohr, ausgebildet und an einer Stirnfläche mit der Kopflatte (7) verbunden, insbesondere verschweißt ist.

24. Kopfteil (29) nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 23 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an dem von der Kopfplatte (7) ausgehenden Schaft zwei Bajonettbolzen (31) vorgesehen sind, welche bezüglich des Außenumfangs des Schafts zueinander gegenüberliegend angeordnet sind.

25. Kopfteil (29) nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 24 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonettbolzen (31) Teil eines Längsprofils sind, das sich quer durch den Schaft hindurch erstreckt und jeweils im Bereich seiner Enden an dem Trägerelement (30) befestigt ist.

26. Kopfteil (29) nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 25 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (7) in Plattenebene kreisförmig ist, wobei der Durchmesser der Kopfplatte (7) gegenüber dem Außendurchmesser der Bohrkrone (19) etwa das 1- bis 4- fache, vorzugsweise das etwa 1,5 bis 2,5-fache beträgt.

27. Kopfteil (29) nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 26 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (7) an der von dem Schaft abgewandten Seite mit einem Abstandhalter (45) verbunden ist, der senkrecht zu der Plattenebene eine an eine gewünschte Höhen- und Abstandsstellung (H) der Kopfplatte (7) von dem Untergrund (5) in Einbaulage angepasste Erstreckung besitzt.

28. Kopfteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 27 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (45) ein zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildetes Fußelement (46) aufweist.

29. Kopfteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 30 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußelement (46) an der von der Kopfplatte (7) abgewandten Seite abgeflacht oder abgerundet ausgebildet ist.

30. Kopfteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 29 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (45) im Randbereich der Kopfplatte (7) angeordnet ist, wobei in dem Umfangsbereich zwischen Kopfplatte (7) und Fußelement (46) freie Durchtrittsbereiche (48) belassen sind.