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Dipl.-Ing. H.Mitschejj( CDipl.-Ing. K. Gunschmann Dr. rer. nat. W.
Körber 8 München 22 Steinsdorfstr. 10 Philipp Holzmann Aktiengesellschaft Frankfurt
am Mn - r in Taunus Anlage Verfahren zum Herstellen eines Erdankers und Erdanker
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Erdankers, bei dem ein
den Ankerschaft bildender Stahlstab oder ein Bündel von Stahldrähten in ein im Erdreich
durch Bohren oder Rammen gebildetes Ankerloch eingebracht und innerhalb desselben
durch Verpressen mit einer abbindefähigen Verpreßmasse, z.B. Zementmörtel oder Zementmilch
im Erdreich verankert wird.
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Im Bauwesen kommt den sogenannten Erdankern eine immer größere Bedeutung
zu. Dies ist besonders bei der Sicherung tiefer Baugrubenwände der Fall. In herkömmlicher
Weise wurden die Baugrubenwände gegeneinander ausgesteift, um so dem Erddruck gegen
die Wände zu widerstehen. Solche Aussteifungen haben Jedoch -den Nachteil, daß sie
die Herstellung des Bauwerks innerhalb der Baugrubenwände erheblich stören. So werden
deshalb Aussteifungen in vielen Fällen durch Erdanker ersetzt. Dabei werden in vorausberechneter
Weise von den Baugrubenwänden aus Löcher waagerecht oder schräg in das Erdreich
gebohrt. In diese Bohrungen werden die eigentlichen Anker, die aus einem Stahlstab
oder aus einem Bündel von Drähten bestehen, eingeführt. Zur Festlegung der Anker
wird auf dem im Erdreich befindlichen Ende eine bestimmte Strecke mit Zement verpreßt,
wodurch der
Stab oder das Drahtbündel im Erdreich verankert wird.
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Anschließend werden die Ankerköpfe in beliebiger Weise mit der Baugrubenwand
verbunden. Um Verformungen der Wand bei dem der Verankerung folgenden Erdaushub
klein zu halten, werden die Anker auf eine vorher berechnete Last vorgespannt. Die
Tragfähigkeit derartiger Anker hängt entscheidend von der Verankerung im Verpreßbereich
ab, die wiederum eine Abhängigkeit zum Verpreßdruck besitzt. Das Verpressen erfolgt
bei dem bisher bekannten Verfahren von Bohrlochmund aus oder mittels Packer im Bohrloch.
In jedem Falle besteht die Möglichkeit, daß der Boden durch den InJektionsdruck
aufgebrochen wird, wobei das Verpreßgut dann in die weitere Umgebung des Ankers
gepreßt wird.
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Dasselbe geschieht selbstverständlich auch, wenn der Boden schon Risse
oder Klüfte enthält. Das Verpressen ist also unkontrolliert und es ist nicht immer
sichergestellt, daß selbst bei großem Aufwand an Verpreßgut eine ausreichende Verbindung
mit dem Erdreich entsteht, so daß die Anker unter Umständen die geforderte Tragfähigkeit
nicht erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verpressen eines Erdankers
so zu gestalten, daß bei geringstmöglichem Bedarf an Verpreßmasse eine absolut sichere
und kontrollierbare Verankerung des Ankers im Erdreich erreicht wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der
Ankerschaft vor dem Einbringen in das Ankerloch auf der Länge, auf der das Verpressen
erfolgen soll, mit einer aufweitbaren HUlle, z.B. einer Blase aus flexiblem Werkstoff,
umgeben wird, die nach dem Einbringen des Ankerschaftes in das Ankerloch durch Zuführung
eines Druckmittels in ihr Inneres aufgeweitet und zur Bildung eines bleibenden erweiterten
Ankerfußes mit der Verpreßmasse unter Druck gefüllt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Erdankers nach der Erfindung ergibt
sich, wenn der Erdanker ein an dem Ankerschaft befestigtes oder in diesem enthaltenes
Einpreßrohr zum Einpressen der Verpreßmasse aufweist, das durch die die aufweitbare
Hülle gegenüber dem Ankerschaft abdichtende Dichtung hindurch in das Innere der
Hülle mündet. Gegebenenfalls kann der Ankerschaft mit einem absperrbaren Entleerungsrohr
versehen sein, aus dem, wenn die Hülle oder Blase mit Druckgas oder -wasser aufgeweitet
wird, dieses beim Füllen der Hülle oder Blase mit dem Verpreßmaterial abgelassen
wird. Das Intleerungsrohr ist auch geeignet, überschüssiges Anmachwasser aus dem
Verpreßgut abzuführen.
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Bei Anwendung der Erfindung wird ein durch die Länge der aufweitbaren
Hülle bzw. Blase in seiner Länge genau bestimmter Verpreßbereich festgelegt, für
den auch die Menge des Verpreßmaterials bzw. das Ausmaß der radialen Aufweitung
genau bestimmt werden kann, indem z.B., wenn die Hülle oder Blase vor dem FUllen
mit der Verpreßmasse durch Einführung von Druckgas oder Druckwasser bis zu einer
bestimmten Vorbelastung des Erdreiches aufgeweitet wird, die Menge dieses Druckmittels
gemessen und hiernach die Menge der Verpreßmasse entsprechend bemessen wird. Die
Menge der Verpreßmasse kann aber auch gewissermaßen selbsttätig festgelegt werden,
wenn die Aufweitung der Hülle oder Blase ohne vorherige Zuführung eines Druckmittels
unmittelbar durch Einführung der Verpreßmasse unter Druck herbeigeführt wird, bis
ein bestimmter Reaktionsdruck auftritt. In Jedem Falle wird ein erweiterter Ankerfuß
gebildet, der eine genau bestimmbare Menge von Verpreßmasse erfordert, ohne daß
die Verpreßmasse in weite Bereiche des umgebenden Erdreiches eindringen und so den
Materialverbrauch völlig unkontrolliert machen kann.
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Dabei ist die Krafteintragungsstrecke genau bestimmt und bei entsprechender
Wahl des Werkstoffes für die aufweitbare Hülle außerdem ein weitgehender Korrosionsschutz
gewährleistet. Im
Vergleich zu den bisher bekannten Erdankern ist
die Länge, auf der der Ankerschaft kraftübertragend mit dem Erdreich zu verbinden
ist, erheblich kürzer, wodurch auch die Gesamtlänge des Erdankers kürzer gehalten
werden kann. Die Erfindung kann sinngemäß auch zum Herstellen von Pfählen mit verbreitertem
Pfahlfuß verwendet werden.
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Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise
beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 einen in herkömmlicher
Weise gebildeten Erdanker, Fig. 2 einen Erdanker gemäß der Erfindung vor der Einführung
in das Erdreich, Fig. 3 in verkleinerter Darstellung den in das Ramm- oder Bohrloch
eingeführten Anker a) mit unaufgeweiteter Hülle, b) mit aufgeweiteter Hülle und
c) mit aufgeweiteter und mit Verpreßmasse gefüllter Hülle.
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Die bekannten Erdanker werden im allgemeinen gemäß Fig. 1 in der Weise
hergestellt, daß ein Vortreibrohr 1 z.B. von einer Baugrubenwand 2 aus in waagerechter
oder geneigter Richtung in das Erdreich 3 eingerammt oder eingebohrt wird, dann
der der einen verbreiterten Ankerfuß 5 enthalten kann, Ankerschaft 4/eingeführt
wird und anschließend das Vortreibrohr 1 wieder aus dem Erdreich herausgezogen wird
und hierbeiständig Verpreßmasse, insbesondere Zementmörtel oder Zementmilch, in
den Raum 6 zwischen dem Ankerschaft 4 und der beim Ziehen des Vortreibrohres frei
werdenden Ramm- oder Bohrlochwandung eingepreßt wird. Das Verpressen des Erdankers
erfolgt dabei insofern unkontrolliert, als Je nach der Beschaffenheit des anstehenden
Erdreiches die Verpreßmasse in weite Bodenbereiche: eindringen kann und eine sichere
und ausreichende Verbindung des Erdankers mit dem umgebenden Erdreich nicht mit
Sicherheit gewährleistet ist.
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Der Erdanker nach der Erfindung ist demgegenüber auf der Länge, auf
der der Erdanker bzw. der Ankerschaft 4 durch Einpressen von Verpreßmasse mit dem
Erdreich 3 verbunden bzw. in diesem verankert werden soll, von einer durch Innendruck
aufweitbaren Hülle 7 umgeben, die z.B. als Blase aus flexiblem korrosionsbeständigem
Werkstoff ausgebildet sein kann und
mittels einer Dichtung 8 an
dem Ankerschaft 4 dichtschließend befestigt ist. Die Hülle 7 liegt am hinteren Ende
des Ankerschaftes 4 zunächst lose an. An dem Ankerschaft, der in üblicher Weise
durch einen Stahlstab oder auch durch ein Bündel von Stahldrähten gebildet sein
kann, ist bei der dargestellten Ausführungsform ein Einpreßrohr 9 befestigt, das
durch die Dichtung 8 hindurchgeführt ist und im Innern der Hülle 7 mündet. Statt
dessen könnte der Ankerschaft ein solches Einpreßrohr auch enthalten, indem er z.B.
selbst als Rohr ausgebildet ist. In jedem Falle ist das Einpreßrohr an dem der Hülle
7 entgegengesetzten Ende mit einem Absperrventil 10 versehen. Der Ankerschaft 4
könnte zusätzlich auch mit einem nicht dargestellten Entleerungsrohr versehen sein,
das vom Innern der Hülle 7 ausgeht.
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Der in Fig. 2 gezeigte Erdanker nach der Erfindung kann Je nach der
Art und Beschaffenheit des anstehenden Erdreiches 3 in der üblichen Weise mit Verrohrung,
d.h. unter Verwendung eines Vortreibrohres, oder z.B. bei bindigen Böden auch unverrohrt
in das Erdreich eingebracht werden. Im letzteren Falle kann z.B. mit Hile von Dickspülung
ein Bohrloch 11 im Erdreich hergestellt werden, in das der Erdanker gemäß Fig. 3a
soweit eingeführt wird, bis die aufweitbare Hülle 7 das hintere Ende des Bohrloches
ausfüllt. Sodann wird durch das Einpreßrohr 9 Flüssigkeit oder Gas eingepreßt und
die Hülle 7 soweit aufgeweitet, bis das umgebende Erdreich eine vorher bestimmbare
Druckvorbelastung erfährt und hierdurch konsolidiert wird. Anschließend wird das
als Druckmittel verwendete Gas bzw. die entsprechende Flüssigkeit über das Rohr
9 abgesaugt und dann durch dasselbe Rohr 9 Verpreßmasse, z.B.
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Zementmörtel oder Zementmilch 12, in die aufgeweitete Hülle 7 eingepreßt.
Schließlich wird das Bohrloch 11 zwischen der Dichtung 8 und der Baugrubenwand 2
mit einem Füllmittel, wie z.B. Zementmörtel, gefüllt.
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Wenn der Erdanker gemäß der Erfindung in aus Kies bestehendes Erdreich
eingesetzt werden soll, so wird das den Erdanker aufnehmende Bohrloch unter Verwendung
einer Verrohrung hergestellt,
die nach dem Einführen des mit der
aufweitbaren Hülle 7 versehenen Ankerschaftes 4 wieder gezogen wird. Die hierbei
freiwerdende Hülle 7 kann dann, wenn die Verrohrung bis in den Bereich der Dichtung
8 gezogen ist, in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, aufgeweitet und
mit Verpreßmasse gefüllt werden.
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In beiden Fällen kann die Hülle 7 auch erst durch das Einpressen der
Verpreßmasse selbst aufgeweitet und dabei zugleich mit der Verpreßmasse gefüllt
werden. Da die Herstellung eines Erdankers gemäß der Erfindung einen verhältnismäßig
geringen, genau kontrollierbaren Bedarf an Verpreßmasse erfordert, ist auch nur
eine kleine Verpreßanlage erforderlich.
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Patentansprüche: