DE2005066A1

DE2005066A1 - Verfahren und Vorrichtung für Verankerung

Info

Publication number: DE2005066A1
Application number: DE19702005066
Authority: DE
Inventors: Louis Paris Menard
Original assignee: Techniques Louis Menard, Longjumeau; Compagnie Franjaise des Petroles, Paris; (Frankreich)
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1970-02-04
Publication date: 1970-09-03
Also published as: NL7001043A; GB1298863A; FR2031804A5; US3653167A

Description

Patentanwalt· O Π Π C Λ C C

Dip! -Ing. A. Grünecker ' ZUUOUDO

Dr.-In₃. H. Krkeldey ■

Dr.-lng. W. St^tkmair . L *· I. ib/U

München 22, Maximihanstr. 43

P 2925-37/B*

1) ^techniques Iouis HSNABD,

B.P. Ho. 2-91 LONGJUMEA-U, Vrankreich

2) CoBtpagnie Prancaise dee Petrolea

5, rue Michel Ange - Paris 16°_T Stankreich

Verfahren und Vorrichtung für Verankerung

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verankerung in Grund, wobei in diesen ein Verankerungeteil getrieben wird, sowie auf eine Verankerungsvorrichtung mit einem im Grund su versenkenden Anker·

Der Zweck einer Verankerung im Untergrund liegt darin, Kräften, welche die Verankerung herauszureißen bestrebt sind, Widerstand eu leisten· Solche Kräfte können beispielsweise durch Drücke bzw. Unterdrücke unter einem fundament, durch Kipp- bzw. Drehmomente infolge seitlicher Wind- oder Strömungelcräfte, durch Schubwirkung an den Bahnen einer Spundwmmd, durch Einwirkung der

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Dünung auf schwimmende Plattformen und andere Umstände erzeugt werden.

In ihrer Mehrzahl bestehen die bisherigen Verankerungeverfahren entweder darin, eine Bohrung au schaffen, in der mittels Mörtel ein Stab oder Kabel befestigt wird_v oder darin, ein Bohr mit oder ohne vergrößertes Kopfteil und mit oder ohne folgendes Ausgießen mit dünnflüssigen Zementmörtel einzurammen.

Die vorwiegend bei beweglichem Qrund angewendeten Verfahren des Einrammens sind relativ sicher und wirtschaftlich. Nichtsdestoweniger weisen sie den Nachteil auf, daß si· sehr leistungsfähige Bemmen erfordern, da der Widerstand eines glatten Bohres oder gar eines Bohres mit verstärktem Kopfteil gegen das Einsenken bei den gebrauchlichen Verankerungstiefon zwei bis dreimal größer ist« ale der Widerstand gegen das Herausreißen· Daraus ergibt eich, daß zur Erzielung eines Widerstandes von 100 t gegen das Herausreißen Bammvorrichtungen erforderlich sind, die einen Widerstand gegen das Einrammen von 200 bis 300 t überwinden vermögen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, mit Verwendung wirtschaftlicher Bammvorrichtungen Verankerungen tu erzielen, die dem Herausreißen sehr hohe Kräfte entgegensueetsen vermögen·

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Dies wird geaäfi der Erfindung dadurch, erreicht, daß das Verankenmgsteil (Verankerungskopf) nach Erreichen der Verankerungstiefe durch einen von der Oberfläche her ausgeübten Zug gekippt wird, um seine Stellung in "bezug auf die Zugrichtung derart bu verändern, dad es dem Berausreissen grSsserer Widerstand entgegensetzt als dem voraufgegangenen Eintreiben·

Bei einer Verankerungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an einem Punkt des Ankers ein Zugglied gegenüber der Einsenkrichtung des Ankere in den Grund versetzt angelenkt ist und da& die Stellung des Ankers in der Verankerungslage durch einen auf das Zugglied ausgeübten Zug derart veränderbar iat, daß der Anker durch diese Zugwirkung eine neue Ausrichtung erhält, in welcher der Zugwiderstand des Ankers größer ist als der Widerstand, den er in der vorherigen Lage dem Einsenken bzw· Eintreiben entgegensetzte·

Es findet also ein Bodenanker Verwendung, dessen Ausrichtung in die Verankerung8stellung durch einen Zug zu bewirken ist, der auf den Anker über ein gegenüber der Eintreib· richtung des Antes und damit gegenüber dem Schwerpunkt des Ankers, wenn die Eintreibrichtung durch, diesen Schwerpunkt verläuft, versetzt angelenktes Zugglied ausgeübt wird.

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Torteilhaft besteht der Anker beispielsweise aus einem zumindest eine Platte umfassenden Aufbau mit einen gegenüber der Platte versetzt angeordneten Anlenkpunkt für die Verbindung der Platte »it dem Zugglied· Ue Anlenkung kann eine Schwenkachse parallel rar Platte aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kanu der Anker swoi Platten aufweisen, welche beispielsweise V-förmig entlang einen mittleren Rohrteil angeordnet sind,' wobei der Anlenkpunkt dann vorzugsweise etwa in der ßynnetrieebene dar beiden Platten liegt und eine senkrecht «ur Symmetrieebene der beiden Platten angeordnete Schwenkachse aufweisen kann·

Weitere Merkmale ux.d Vorteile der Erfindung gehen aus der Besohreibung von Auslührungebelspielen anhand der Zeichnung hervor. Sarin zeigt:

VIg. 1 eine Schrägansioht einer erf 1 ndunga gemäßen

Veranlerungsvorrichtung in der bein Eintreiben eingenommenen Stellung,

fig. 2 und 3 cenkreoht zueinander stehende Seitenansichten des Ankere naoh Fig. 1,

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«. 5 —

. 4- schematisob eine Vorrichtimg aum Herstellen der Verankerung,

Piß* 5 und 6 schomatisch jeweils den Beginn und daß Ende dee Veratikerungsvorganges, *" ' *

Pig. 7 eine Schrägansicht einer anderen Ausführungsform des *5i'findungsgemäßen Ankere,

Pig. 8 eine Schrägansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform des Ankers und

Pig. 9 ein Prinsipschema der Anwendung der Erfindung bei der »Stabilisierung eines Geländestücke β.

Der in Pig. 1 dargestellte Anker besteht aus einer Metallplatte 1 von den zu erwartenden Kräften entsprechenden Abmessungen, mit einer quer verlaufenden Verstärkung 2, an deren :2ctde mittels einer Anlenkung 5 eino Zugvorrichtung 4 in Pona eines Seiles oder einer Stange befestigt ist. Die Anlenkung 3« die scbematisch durch eine Achse angedeutet ist, ist so ausgelegt, daß die Platte 1 frei um diese Achse beweglich ist und unter der Wirkung von äußeren Kräften jede Stellung einnehmen kann. Bei diesem Auefühiijui^beispiel besteht die quer verlaufende Verstärkung 2 aus senkrecht auf dev Platte 1 angeordneten ebenen (Peilen.

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Dieser oder jeder andere entsprechende Aufbau des Ankers weist den Vorteil auf, dem Eintreiben einen sehr geringen Widerstand entgegenzusetzen, wenn der Anker eine Stellung einnimmt, in der die Ebenen der verschiedenen !Seile, aus denen er besteht, parallel zur Absenkrichtung verlaufen. In diesem Falle entsteht der Widerstand nämlich im wesentlichen infolge der Reibung an den Wandungen 1,2 des Ankere und dem Zugkabel 4, mit einem relativ geringen Stirnwiderstand an der Vorderseite, da diese nur ame den Schnittflächen bzw« -kanten der ebenen Teile 1,2 besteht·

Daher läßt eich das Absenken mit relativ leistungsschwachen Bammvorrichtungen und unter Zwischenschaltung eines Hetallklotzes oder eines Rohres 5 geringen Durchmessers, welches an der senkrecht stehenden Platte 1 angreift, bewerkstelligen. I¹Ig. 4 zeigt schematised ale Beispiel eine Anlage, die für das Absenken von Ankern der in Fig» 1 bis 3 dargestellten Art eine auf eineia Lastwagen montierte Ramme 6 aufweist, die den Anker unter Zwischenschaltung eines Bohres 5 eintreibt.

Wenn der Anker die erforderliche Hefe erreicht hat, die jeweils von der Art des Untergrundes, den erforderlichen Kräften und den Abmessungen der Platte 1 abhängt, wird das SLlferohr 5 entfernt. Mittels eich an der Bodenoberfliehe abstützender und über das Zugglied 4 einen Zug auf den Anker ausübender Hubzylinder wird ein Zugversuch ca Anker

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vorgenommen. Sobald nun das Zugglied 4 angezogen wird, wird die Platte 1 aufgrund der exzentrisch angreifenden Zugkraft . einem Dreh- bzw· Kippmoment unterworfen, wodurch sie automatisch eine nahezu horizontale (und im Grenzbereich der Zugkraft sogar genau horizontale) Lage einnimmt· Sie auf diese Weise zu ersielenden Widerstandskräfte sind sehr gross, da die Widerstand bietende Fläche in der waagrechten Lage, drei bis zehnmal größer geworden ist, als die Wideretand bietende Gesamtfläche in senkrechter Lage· μ

Die SIg. 5 und 6 stellen jeweils Beginn und Ende des Vorganges dar, bei dem die Platte 1 durch auf das Zugkabel 14 wirkende Hubzylinder 7 und 8 einer Zugkraft unterworfen wird, wodurch sie schließlich eine waagrechte Lager einnimmt·

Die durch eine derartige Anordnung aufnehmbare Zugkraft ist sehr viel größer als die zum Absenken mittels Kämmen erforderliche Kraft, und zwar beträgt das Verhältnis zu "

dieser zwischen 2 : Λ bis 6 : 1, je nach den Abmessungen der Platte 1 und der Verankerungstiefe·

Bin vorbereitendes Anziehen der Verankerung durch die Bubzylinder 7, 8 erfolgt lediglich zu dem Zweck, bei der ersten Belastung ein Nachgeben des Zuggliedes 4, welches

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einige Dezimeter betragen kann, auszuschalten. Dies ist nicbJ; immer notirenöisj. So ist c&s vorbereitende Anziehen überriüasig bei der Verankerung einer schwimmenden Plattform_t eines Mastee od. dergl«

Die Verankerung kasn für kurze Seit oder dauernd erfolgen. Im letzteren Falle sind wegen einer möglichen Korrosion im Boden awockmäßig dickere Metallteile vorzusehen·

Der seheinaticch, durch öie eine Platte 1 dargestellte Anker kann $e nach den praktischen Umständen und der Ausführung der Verankerung in anderen Ponaen ausgeführt sein. Es empfiehlt eioh zun Beispiel, wegen der Leichtigkeit, mit welcher das Einrammen erfolgen kann, die Verwendung eines Ankers in tforni eines Stückes aines Doppel-T-SGrügers ait verbreiterten Gurten, wie in Pig· 7 dargestellt· In diesem PaIIe iat das Zugglied des A:akers, zum Beispiel eine Kette 9s vorzugsweise am unteren Teil eines der beiden parallelen Garte 10 und 11 dss Trägers befestigt, während die Reibvorrichtung am Steg 15 des Trägers angreift.

In gewiesen Fällen kann das Einrammen in Fortfall können, indem der Anker auf den Grund eines Bohrloches von 20 bis 50 cm Durchmesser gesenkt wird, worauf der Abschnitt des Bohrloches -unmittelbar über dem Anker mit Kies auf»

-9 -

009836/1306 BADORlGiNAL

"wird, so daß dieser eiaen .-Bei*der.folgenden Ausöbußg eisiör

Meh der lakar la der gleichen Weise mtä, wia ©in

liegen Tor zllvni 1ά W1& der /mw^r^i^g €er tits , in de? Eraleltme «i^te g^s&üüber d«n der her- ^iel

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in einer außerordfmtlich großen Wirtasohaf tliohlceit nad Sicherheit. Sie Sriindang hat daher ein eefir tm»it*« i.ttwen4angagebi©t bei der BtabilieitrtJiig von ^drutoohcn, der Uferbefeetigong von Kan&lcc mid Flue sen, der Verankerung von Maaten oder w>n Pfahl oonden Torrlohttoagen an Pfahlbewehrungen

Skji beechriebttne Verfahren iat b^sondftre bei unter Vmht vorteilhaft, JSb gestattet die s«B· an Bord eines Schiffes oder Batons einfach su ΐ>β« dienürader Bannen oder Mittler alt angeaevaenea Uta ^pftthrung seigt, daß si oh so AnkarloAfte tos 1CO t aof wirt»chaftIicHo Veiae «raielen laee«a«

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JWwXrO am _ßÄD ORIGINAL

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In folgenden werden turn Zwecke der Er laut a rung Versuch· mit einem in Fig, 8 in ausgerichteter Lag« dargestellten Anker 15/35 05 t Nutalaat, 55 t Bruchlast) beschrieb·». Dieser Anker ist susaoaengesetst aus eineta Zugglied Φ aus laittelhartam Stahl von z.B. 25 »a 0% avei an ein Xioitrohr S von c,S. 49 ac 6J stm gesohweisste und duroh Platten von s.B, 3 aa DlcJce verstärkte Platten F von s.B. 11 mm Dicke» Der Anker und das Zugglied T sind duroh eine Schwenkachse A miteinander verbunden» Hach Fertigstellung der Verankerung ia Boden betrfigt die Hutsoberfläche 690 ca . Dieser Anker wird mit Hilfe eines in das Leitrohr S eingeführten Bohrrohres eingerannt· Auf diese Weise bietet das Aggregat dem Einrammen einen sehr geringen Widerstand (lediglich Heibung an den Wandungen und dea Zugglied ¹H sowie relativ geringer Stirnwideratand). Sobald der Anker die gewünschte Tief· erreicht hat, wird das Bohrrohr entfernt und die Verankerung alt Hilfe sich an der Bodenoberfläche abstützender Hubzylinder vorgespannt.

1. Verankerung in sandigem Qrund.

Bach Einrammen den Ankers bis zu einer Tiefe von 2» 70 K, gemessen an der Achse A, wurde festgestellt, daß damit praktisch die Einronacrenze in einen Grunfi BffV· einen Modul (einer Verforaungalaet) von mehr als 200 bar (196 kp/cm²) erreicht var. Oberhalb der Höhe der Platten P

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- ή - ..'.■'■■■■

trat keine susätsliohe seitliche Reibung auf« Hierauf wurde der Anker mit Hilfe zweier durch Handpumpen gespeister Hubzylinder mit Hubkräften von 40 t bei I50 bar (14*7 kp/cm ) einer Zugspannung ausgesetzt. Der Anker begann bei 12 t Zug zu kippen, und es ist anzunehmen, daß er bei 15 t unter Verschiebung um 15 cm vollständig gekippt ist. -

Hach !Erreichen dieses Wertes von 15 t und damit der Stabilisierung der Verankerung wurden einige Zugkraftwechsel zwischen 1 und 10 t vorgenommen, wobei praktisch elastische Verformungen festgestallt wurden. Did größte bleibende Verformung bei federn Hin- und Hergang betrug 0,2 imnj sie verringerte sich noch·

Die Zugkraft wurde bis 30 t gesteigert, ohne zum Bruch zu führen, worauf für das Herausreißen des Ankers bei etwa 55 * eine motorisierte Hydraulikpumpe verwendet werden mußte, ·

2» Verankerung in lehmigem Grund«

In derselben Weise wurde bei einem Versuch alt der gleichen Verankerung in lehmigem Boden vorgegangen. Der Anker wurde mittels Eüttol-Bokrers ohne Schwierigkeit •lagetrieban. Die Zugversuche zeigten, daß aioh das

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Auerichten des Ankers unter nachgeben um 30 can bei sehr schwachen Zugkräften vollzieht, 2.B. unterhalb von 5 t, daß anschließende Verschiebungen bie au einer Zugkraft von 13 t sehr gering sind, a#B. 1 es,und daß das Herausreißen bei einer Belastung von 15»9 t erfolgt.

3· Anwendung bei Erdrutschen.

Das Verfahren ist besonders zur Anwendung bei Erdrutschen £ geeignet, da es mit sehr leichten Bammgeraten auch auf hMngigem bzw· abschüssigem Gelände durchgeführt werden kann, selbst wenn dieses in Bewegung ist« An der Oberfläche wi:*d die Verankerung mit bewehrten Betonplatten von Standardabmessungen festgelegt« Si· steht denn sofort «ur Stabilisierung des Geländes zur Verfügung* Hierbei kann insbesondere der mit einheitlichen Zuggliedern von 32 mm 0 versehene Anker 15/35 Verwendung finden. Das Einrammen erfolgt senkrecht oder im Winkel von 45° sur waagrechten mit einem herkömmlichen leichten Bammbären, wie er bei Bohaningen benutzt wird.

Beim Auftreten von Erdrutschen empfiehlt es sich, sofort die Dicke der in Bewegung befindlichen Schicht und die mechanischen Eigenschaften des Untergrundes zu bestimmen, in dem die Anker eingelassen werden sollen. Je nach den herrschenden Vorhältnissen empfiehlt ee eich, die Anker 2 bis 3 m tief in die feste Unterschicht einzubringen

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und gegebenenfalls das Einrammen unter gleichzeitiger Flüssigkeitszufuhr a:ö der Stirnseite durchzuführen, um das Eindringen zn erleichtern und iJedes vorzeitige Festgehen zu verhindern·

Nach vorläufigen Schätzungen, und in Unkenntnis der zur Stabilisierung eines Erdrutsches an Ort und Stelle tat« sächlich erforderlichen Kräfte, kann je 10 m der in Bewegung befindlichen Oberfläche ein Anker 15/55 vorgesehen f| werden·

Xn Mllen, wo häufiges Vorhandensein von Steinen in Abmessungen von mehr als 50 χ 30 cm festgestellt wird, ζ·Β· bei !Einstürzen an Felsküsten usw., ist eine Verwendung dieses Verfahrens mit Einrammen ausgeschlossen.

Die Durchführung des Verfahrens ist in lig, 9 schemetisch dargestellt, worin (a) .den-Vorgang-des Enrammens, (b) λ

den Vorgang der AuBrichtung des Ankere und (c) das Festlegen der Zugglieder OJ mittels Vorrichtungen B, beispielsweise Betonplatten, zeigt,

Säafcliohe aus den An-sprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und- Vorteile der Erfindung,

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einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahreneechritte, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erflndungawesent« lieh sein.

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Claims

Fat en t a* η' β ρ r ü c h e

1.Λ VerofikenmgsTorrichtuas mit einem im Gruad au Anker, & & d 'vl r <s Ii g © fc β η: η ·

s » i ο & η 9 t, oäE en einem Pu&kt dös Axuesp« ein ?!U^lied(4)g©i5ö3räl)*r der XletsuKS^ridbit^ing des Aakara in din <fc?and vcrsctßt cjigelttiifet ist wad &*$ die Stellung doe ..Aoücera in dö? ?#2's&kenuigel%ss durch auf das 2Siisgii<»d(4)ftiii»ßgrübtea Zug derart veriet$ daß dar .*sk©r dssrch diese Sugwlrfcung eine neue iaiarich'tvj;g ®x>Mlt, in welcher der Zu®*- widerstaaA des Ar&ere gröEer ißt als der Widerstand, den er in der vorherigen laga den» Einsanken bsw* Eintreiben

Vorrichtung räch Anspruch 1, dadurch ge-

kennt lehnet, daß der inker ein Montage« teil ist und taraindeet eine Platte (1) und oine

gegenüber der Platte versetzt angeordnete Anlenlcung *

(3) für das Zugglied (4) aufweist.

Vorrichtung nach Ansprch 2, dad u r c h g e « k'β η η ζ β i c h η β t ,daß die Anltnkung/eine

ku dor Platte (1) verlaufend« Schwenk» acbee aufweist.

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4, Vorrichtung wenigstens nach .Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker zwei Plattem (P) aufweißt (Pig· 8).

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e ~ kennzeichnet, daß öle beiden Platten (p) in V-fona an eines Hittelrohr (S) angeordnet aiad.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, d«t£ dit Anleakung (A) la weeontlichen in der Syratetrieebene der toeidea Platten (P) liegt.

7« Vorrichtung nach wenigst en« eines der Anspx rüche 4 bis 6, dadurch gekennee lohnet, daß die Anlenkung (A) eine senkrecht cur ttrleebene der Platten (P) angeordnete 3chwenkach*e aufweist. '

8. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 2« d a d u r c h gekennzeichnet , daß der Anker ein B-föroiges Montagoteil ist (ilg· 7).

9· Vorrichtung nach wenigsten· einem der vorstehenden AmpcQch·, dadurch gekensa ti ohne t, daß ado eine Hubvorrichtung (7, 8) aufweist, die

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auf

an*der Oberfläche angeordnet 1st is&<3/&®si gli©d ( 4 feßw* 3?) &©& Askera-

10. Vorriehtong mach wesklgatene ©im®« dsr Ansssüehff, d a d■ vl jp φ b. gekt'a&i β β .t₉ daß ®in® Eem^xriehtiiag (6) gun

isobsi In diGsatsei oia

der Ansprücho 1 - 10 getrieben ^rird, -4 * ί u r c ii g' e k e η η * elohi ?«üKHübmuigstädl n&oh lirrtvioh^o. der tief« durch von der OberiTlftcSSüd is».v Stag gekippt wird, tm seine Stellung -1» Βφ8*ί$ die Zugrichttu>g derart su Tex^adsrn, daB ea dem Berausrei ß en größeren Widerstand e&tgegefisetst «1s des TorauJtgogangenesi Eintreiben.

Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g · <» k e η η s e i c h η e t , daß ein swiiadeefc eine Platte aufweioender ijiker derart ia d»a elngeaenkt wird, d»3 die Flutte ia od«r «u d»r BLnaenkrichtoag steht? und dftß der Ai aodaon durch eine Zugkraft derart gekippt wird, daB die Platt η sich is veeentlichen eeiilb»>«iht g ausrichtet·