DE2201950C3

DE2201950C3 - Verpreßanker zum Verankern von Bauteilen in erdigem oder felsigem Baugrund

Info

Publication number: DE2201950C3
Application number: DE19722201950
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1972-01-15
Filing date: 1972-01-15
Publication date: 1981-09-03
Also published as: DE2201950A1; DE2201950B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Verpreßanker zum Verankern von Bauteilen in erdigem oder felsigem Baugrund, bei dem der fußseitige Teil des in ein Bohrloch eingebrachten Stahlzuggliedes in einem durch Einpressen von Zementmörtel gebildeten Verpreßkörper eingebettet die sog. Verankerungslänge bildet, während der vordere Teil, die sog. freie Stahllänge, frei beweglich mit dem zu verankernden Bauteil kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.

Bekannt ist ein Verpreßanker, bei dem das die Ankerkraft aufnehmende Stahlzugglied auch die Verankerungslänge durchläuft, wo es in dem Mörtel eingebettet ist. Durch aufgewalzte Rippen überträgt das Stahlzugglied die Ankerkraft in den Verpreßkörper, der sie über die Schubkräfte längs der Bohrlochwand an den Baugrund weitergibt.

Nachteilig ist bei diesem Verpreßanker die große Dehnung des Stahlzuggliedes im Bereich der Verankerungslänge. Da der Mörtel des Verpreßkörpers diese Dehnung nicht mitmachen kann, kommt es zu Rissen in dem Verpreßkörper, wodurch das Stahlzugglied, das in ungleich stärkerem Maße als normale Baustähle korrosionsempfindlich ist, bei längerem Verbleib im Boden korrodieren kann. Außerdem werden durch die große Dehnung zwischen Verpreßkörper und Baugrund zunächst am Beginn der Verankerungslänge so große Bewegungen verursacht, daß dabei örtlich die Haftung zerstört werden kann. Das führt dazu, daß nach und nach der Bereich der Verankerungslänge, in dem der Hauptteil der Last an den Boden abgegeben wird, immer mehr in Richtung Ankerfuß verlagert wird. Das dadurch eintretende Nachlassen der Ankerknift muß durch Nachspannen kompensiert werden, was aber schließlich zum vollständigen Versagen des Verpreßankers führen kann.

Bei einem anderen Verpreßanker wird die Ankerkraft durch ein frei bewegliches Stahlzugglied in einen am Ende der Verankerungslänge befindlichen Ankerkörper eingetragen, der die Kraft über Druckspannungen auf die Fußseite des langgestreckten, das Bohrloch ausfüllenden Verpreßkörpers abgibt. Dabei treten an der Fußseite des Verpreßkörpers sehr hohe Spannungen im Mörtel auf, was zum Versagen des Verpreßankers führen kann.

Eine Verbesserung dieses Verpreßankers sieht vor, daß der Ankerkörper erweitert wird zu einem Rohr, das in der Verankerungslänge das Stahlzugglied umgibt, und das mit seiner großen, zudem noch mit einer Haftprofilierung versehenen Oberfläche die Kraft unter Vermeidung zu großer Spannungen an den Verpreßkörper abgibt.

Schließlich gibt es noch einen Verpreßanker, der einfach aus einem dicken, stabförmigen, mindestens in der Verankerungsstrecke profilierten Stahlzugglied besteht, das in seiner vorderen Länge frei beweglich ist und in der Verankerungslänge in Mörtel eingebettet ist. Dieser Verpreßanker weist zwar in der Verankerungslänge die für eine günstige Kraftübertragung geringe Dehnung auf, die auch hinsichtlich der geringen Korrosionsgefährdung vorteilhaft ist. Die geringe

<i^r) Dehnung in der frei beweglichen Stahllänge ist jedoch nachteilig, weil der Verpreßanker wegen seiner geringen Elastizität bereits bei kleinen Bewegungen des zu verankernden Bauteils überbeansprucht oder aber

ganz entlastet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verpreßanker zu schaffen, dessen Stahlzugglied die vorgenannten Nachteile nicht aufweist

Bei dem erfindungsgemäßen Verpreßanker wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß das Stahlzugglied aus zwei verschiedenen Spannstählen besteht, derart, daß das Stahlzugglied im Bereich der freien Stahllänge aus einem Spannstahl mit großem Elastizitätsmodul besteht, an den sich in der Verankerungslänge ein Spannstahl mit geringem Elastizitätsmodul, jedoch mit größerem Querschnitt anschließt Dieser Spannstahl kann an seiner Oberfläche vorteilhaft eine Haftprofilierung aufweisen.

Der Vorteil dieses Verpreßankers besteht darin, daß er im Bereich der freien Ankerlänge in wirtschaftlichster Weise die Verwendung eines hochwertigen Spannstahls gestattet wodurch der Verpreßanker in seiner Funktion gegen geringe Verschiebungen des zu verankernden Bauteils weitgehend unempfindlich wird, und daß andererseits durch die geringe Dehnung in der Verankerungslänge eine Ober einen weiten Bereich fast gleichmäßige Eintragung der Ankerkraft in den Verpreßkörper und damit in den Baugrund ermöglicht wird. Durch die gleichmäßige Krafteinleitung werden Spannungsspitzen und damit örtliche Überbeanspruchungen vermieden. Selbst in einem Bohrloch mit geringem Durchmesser ist es wegen der über einen langen Bereich fast gleichmäßigen Krafteintragung möglich, große Kräfte an den Baugrund abzugeben. Da in der Verankerungslänge ein Spannstahl geringer Güte verwendet wird, ist die Korrosionsgefährdung geringer; infolge des großen Querschnitts ergibt sich eine geringere Dehnung, so daß Risse ganz verhindert oder aber die Rißweiten beschränkt werden und korrosive Agenzien deshalb weitgehend wirkungslos gegenüber dem Stahlzugglied bleiben.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.

Die Erfindung ist nachstehend an verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen von Stahlzuggliedern näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Verpreßanker;

F i g. 2 im oberen Teil einen Längsschnitt durch die Trennstelle zwischen freier Stahllänge und Verankerungslänge des Stahlzuggliedes nach F i g. 1, im unteren Teil eine Ansicht davon,

Fig.3 ein anderes Stahlzugglied in gleicher Darstellung wie F i g. 2, jedoch in anderer Ausführungsform;

F i g. 4 die Seitenansicht eines weiteren Stahlzuggliedes, bei dem in der Verankerungslänge zur Erzielung einer geringeren Dehnung der Zuggliedquerschnitt abgestuft ist;

F i g. 5 einen Querschnitt durch die Verankerungslänge eines Stahlzuggliedes nach F i g. 4;

F i g. 6 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines gegenüber Fig.4 abgewandelten Stahlzuggliedes.

Fig. 1 gibt ein Obersichtsbild zur grundsätzlichen Erläuterung der Erfindung. Der dargestellte Verpreßanker soll die Baugrubenwand 1 im Baugrund 2 verankern. Das Stahlzugglied ist in ein Bohrloch 3 eingeführt, wo es im hinteren Teil, in der sog. Verankerungslänge (4), in einem aus Zementmörtel hergestellten Verpreßkörper eingebettet ist, während der vordere Teil, die sog. freie Stahllänge 5, als Stahlzugglicd wirkt und frei beweglich sowie mittels eines Ankerkopfes 6 kraftschlüssig mit der Baugrubenwand 1 verbunden ist

Der sich über die freie Stahllänge 5 erstreckende Spannstahl 7 ist nach Fig.2 von einem Hülirohr 8 umgeben, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht als Korrosionsschutz dient und die. freie Beweglichkeit ermöglicht Zwischen der Bohrlochwand und dem Hüllrohr 8 bleibt ein Hohlraum. Dieser Hohlraum kann unverfüllt bleiben oder mit Sand oder Kies gefüllt werden. Auch kann in diesen Hohlraum Zementmörtel

ίο eingepumpt werden, wenn sichergestellt wird, daß dieser keine Verbindung mit dem Zementmörtel des Verpreßkörpers der Verankerungslänge (4) besitzt. In der Verankerungslänge (4) besteht das Stahlzugglied aus einem Spannstahl 9 großen Querschnitts und

\^r> geringer Stahlgüte. Das Stahlprofil soll eine rauhe Oberfläche besitzen, z. B. eingeschnittene Rillen oder ein Gewinde, damit eine gute Haftung in dem Mörtel des Verpreßkörpers erreicht wird.

Eine besonders wirtschaftliche Art der Haftprofilierung in der Verankerungslänge (4) wird erreicht, wenn auf einen glatten Spannstahl 9 nach F i g. 2 eine Wendel 10 aufgeschoben und angeschweißt wird.

Die Verbindung der Spannstähle 7 in der freien Stahllänge 5 mit dem Spannstahl 9 in der Verankerungs-

2', länge 4 geschieht mit einer Verbindungsmuffe 11. An diese wird der Spannstahl 9 der Verankerungslänge am besten angeschweißt was wegen seiner geringen Stahlgüte problemlos ist. Es muß dabei allerdings die Muffe 11 zungenförmig 12 eingeschnitten werden, damit

so eine ausreichend lange Schweißnaht erzielt wird. Für die freie Stahllänge 5 kann als Spannstahl 7 vorteilhaft ein Stahl mit aufgewalztem oder gerolltem Gewinde verwendet werden, der sich in die Muffe U einschrauben läßt. Sehr wichtig ist ein dichter Anschluß des

J5 Kunststoff-Hüllrohres 8 an die Muffe 11, damit Mörtel oder korrosive Agenzien nicht in die freie Stahllänge 5 eindringen können. Dazu wird in das Muffenende ein scharfkantiges Gewinde 13 eingeschnitten, dessen Durchmesser zum Muffeninneren hin etwas kleiner wird. Wird das glatte Ende des Hüllrohres 8 in das Gewinde 13 eingeschraubt, so schneiden sich die Gewindespitzen in den relativ weichen Kunststoff ein und sorgen so für einen dichten Abschluß.

F i g. 3 zeigt ein Stahlzugglied, das im Bereich der Verankerungslänge 4 einen Spannstahl 14 großen Querschnitts aufweist, der mit einer aufgewalzten Rippenprofilierung 15 versehen ist. Als Verbindungsmuffe 16 ist ein Rohrstück mit einer abgestuften Innenbohrung verwendet, das durch Kaltverformung so fest an die Spannstähle 14, 17 gepreßt ist, daß die Rippen sich in den Muffenstahl eindrücken und somit über Scherverbund eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird.

Fig.4 zeigt ein Stahlzugglied, das in der Veranke-

« rungslänge mehrere dünnere Spannstähle 18 aufweist.

Die Spannstähle 18 sind gegeneinander auch durch mehrere Halterungen 19 verspannt und an ihrem ankerkopfseitigen Ende in einer Muffe 20 befestigt.

Die Fig. 5 verdeutlicht diese Anordnung in einem

fco Querschnitt. Um eine satte Einbettung der Spannstähle 18 im Mörtel der Verankerungslänge zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Halterungen 19 als Abstandshalter auszubilden, so daß sie gleichzeitig auch den erforderlichen Abstand von der Bohrlochwand sichern können.

b5 An der Verbindungsmuffe 20, die durch Einschrauben oder wie bei Fig.3 beschrieben durch Kaltverformung alle Spannstähle kraftschlüssig verbindet, ist die volle Kraft des Spannstahls 27 vorhanden, die möglichst

gleichmäßig an der Bohrlochwand über Reibung an den Baugrund abgegeben wird und bis zum Ankerende auf Null abnimmt. Das erfindungsgemäße Prinzip eines Stahlzuggliedes mit geringer Dehnung wird auch eingehalten, wenn man die Spannstähle 18 der Verankerungslänge verschieden lang macht und entsprechend der Abnahme der Ankerkraft in der Verankerungslänge nacheinander enden läßt.

F i g. 6 zeigt eine Abwandlung des in F i g. 4 dargestellten Stahlzuggliedes. Hier sind in der Verankerungslänge Spannprofilstäbe 21, 22, 23 mit verschiedenen, gegen den Ankerfuß kleiner werdenden Querschnitten verwendet, die durch Kaltverformung von Verbindungsmuffen 25, 26 untereinander und über die Verbindungsmuffe 24 mit dem Spannstahl 27 der freien Stahllänge verbunden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verpreßanker zum Verankern von Bauteilen in erdigem oder felsigem Baugrund, bei dem der fußseitige Teil des Stahlzuggliedes über die Verankemngslänge in einem Verpreßkörper eingebettet ist, während der kopfseitige Teil des Stahlzuggliedes über die freie Stahllänge frei beweglich mit dem zu verankernden Bauteil kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlzugglied aus zwei verschiedenen Spannstählen besteht, derart, daß das Stahlzugglied im Bereich der freien Stahllänge (5) aus einem Spannstahl (7, 17, 27) mit großem Elastizitätsmodul besteht, an den sich in der Verankerungslänge (4) ein Spannstahl (9, 14, 18, 21, 22, 23) mit geringem Elastizitätsmodul, jedoch mit größerem Querschnitt anschließt.

2. Verpreßanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstahl (14, 18, 21, 22, 23) in der Verankerungslänge (4) eine profilierte Oberfläche, z. B. in Form von Rippen, Rillen oder Gewinden besitzt

3. Verpreßanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstahl (9) der Veran- 2^ kerungslänge (4) aus einem glatten Rundstahl besteht, an den eine ihn umgebende Rundstahlwendel (10) angeschweißt ist.

4. Verpreßanker nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlzugglied in to der Verankerungslänge (4) aus einem Bündel mehrerer Spannstähle (18) geringeren Elastizitätsmoduls und großen Gesamtquerschnitts besteht.

5. Verpreßanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, diß die Spannstähle (18) in der Verankerungslänge (4) verschieden lang sind.

6. Verpreßanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlzugglied in der Verankerungslänge (4) aus mehreren Spannstählen (21, 22, 23) geringer Stahlgüte und mit zum Ankerfuß hin geringer werdenden Querschnitten besteht.

7. Verpreßanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstahl oder die Spannstähle (9) des Stahlzuggliedes in der Verankerungslänge (4) durch Schweißung an einer Verbindungsmuffe (11) befestigt sind, in die der Spannstahl (7) der freien Stahllänge (5) von der anderen Seite eingeschraubt wird.

8. Verpreßanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstahl oder die Spannstähle (14) der Verankerungslänge (4) untereinander oder mit dem Spannstahl (17) der freien Stahllänge (5) durch kaltverformte Muffen (16) miteinander verbunden ist bzw. sind, wobei eine Oberflächenprofilierung (15) an den Spannstählen (14) vorgesehen ist.

9. Verpreßanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstahl oder die Spannstähle (21, 22, 23) des Stahlzuggliedes in der Verankerungslänge (4) durch Kaltverformung von Verbindungsmuffen (24, 25, 26) untereinander bzw. mit dem Spannstahl (27) der freien Stahllänge (5) verbunden sind.