DE2431113A1

DE2431113A1 - Verfahren und vorrichtung zum einsetzen eines ankers

Info

Publication number: DE2431113A1
Application number: DE2431113A
Authority: DE
Inventors: Kingo Asayama
Original assignee: Takechi Koumusho KK
Current assignee: Takechi Koumusho KK
Priority date: 1974-06-28
Filing date: 1974-06-28
Publication date: 1976-01-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einsetzen eines Ankers Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einsetzen eines Ankers in eine Stützmauer, um ein Einstürzen einer ein vorspringendes Teil in der Erde umgebende Stützmauer oder eine einen freien, unter der Erdoberfläche gebildeten, Raum umgeLetlde Stützmauer zu verhindern, d.h. den Widerstand gegen eine äußere Kraft ZU erhöhen, die auf eine Stützmauer in der Richtung, in der die Stützmauer zum Einstürzen gebracht werden kann, ausgeübt wird.
Wenn ein Anker zum Erhöhen des Widerstandes gegen einen auf eine Stützmauer an der Seitenfläche eines Abganges, eines Geländeeinschnittes o. dgl., d.h. auf eine Abgrund-Stützmauer, ausgeübten seitlichen Druck in schräger Richtung in die Abgrund-Stützmauer eingesetzt wird, muß das äußere Ende des Ankers auf jeden Fall in der Erde verankert werden.
Da jedoch dieses Stützteil am Ende ziemlich weit von der äußeren Oberfläche der Stützmauer entfernt ist, ist das Einsetzen einer solchen Stütze äußerst schwierig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Ver fahren und eine Vorrichtung zum Einsetzen eines Ankers zu schaffen, die es ermöglichen, leicht einen Anker zu schaffen, der ein wulstförmiges Stützteil aufweist, das einen hohen Rückzugswiderstand in der von der Stützmauer entfernten Erde besitzt.
Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einsetzen eines Ankers dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Erdbohrer ein Bohrloch durch und in eine Stützmauer gebohrt wird, während sich angrenzend an einen Bohrkopf angeordnete allsspreizbare Messer in zusammengezogenem Zustand befinden. Danach werden die ausspreizbaren Messer ausgespreizt, indem der Erdbohrer in umgekehrter Richtung gedreht wird, um ein Jergrößertes Bohrloch zu schaffen, das aufgrund der ausreizbaren Messer einen größeren Durchmesser am äußeren Ende des Bohrloches hat. Ein Bohrschaft wird von dem Bohrkopf getrennt und aus dem Bohrloch herausgezogen, während eisle mit dem Bohrkopf zusammenhängende Befestigungsplatte sowLe eine mit der Befestigungsplatte verbundene Stange in den erweiterten Bohrloch bleiben. Danach wird Mörtel in das erweiterte Bohrloch und das Bohrloch gefüllt, wobei ein aus Beton bestehender Anker eingesetzt werden kann, der ein wulstförmiges erweitertes Teil an seinem äußeren Ende aufweist.
Es wird ferner nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung des Rotationswiderstandes bei Ausbohrung eines Bohrloches in der Erde mit einem Erdbohrer geschaffen.
Weiter wird vorteilhaft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erleichterung des Lösens einer Stange von einem Anker und des Zurückziehens desselben nach Gebrauch des Ankers geschaffen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erleichtern der Einstellung der Bohrrichtung eines Erdbohrers in Bezug auf die Oberfläche der Stützmauer zu schaffen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Eine bevorzugte Ausführungsform ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 bis 5 teilweise geschnittene Seitenansichten, die jeweils aufeinanderfolgende Schritte zum Einsetzen eines Ankers durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung darstellen, Fig. 6 eine vergrößerte perspektivische Sicht eines Teiles des in Fig. 1 gezeigten Erdbohrers, Fig. 7 einen Längsschnitt durch den iri Fig. 6 gezeigten Teil, Fig. 8 einen Querschnitt desselben entlang Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine Seitenansicht eines Erdbohres nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 10 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Teil des in Fig. 9 gezeigten Erdbohrers, Fig. 11 einen Querschnitt desselben entlang Linie XI-XI in Fig. 10, Fig. 12 eine vergrößerte perspektivische Sicht eines anderen Teils des Erdbohrers.nach Fig. (), Fig. 13 eine Seitenansicht einer Vorrictung zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung, Fig. 14 eine etwas vergrößerte Rückansicht derselben Vorrichtung, Fig. 15 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 13, und Fig. 16 eine Seitenansicht einer Ateitsposition einer abgeänderten Ausführungsform de vorliegenden Erfindung.
In den Zeichnungen ist eine Stützwand 1 der AL gezeigt, wie sie entlang eines steilen Abhanges, eines Geländeeinschnittes oder als Begrenzung eines unterirdiscnen Raumes gebildet wird. Zuerst wird mit einem Erdbohrer 2 von außen nach innen durch die Stützmauer 1 in einer durch Pfeil A2 dargestellten schräg abwärts gerichteten Richtung ausgebohrt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Dabei wird des Erdbohrer 2 in Richtung des Pfeiles A3 gedreht, um seine ausspreizbaren Messer 4 in zusammengefalteter Lage zu helLeI, wie dies unter Bezug auf Fig. 6 bis 8 später noch beschrieben wird. Nachdem der Erdbohrer 2 eine vorbestimmte Tiefe erreicht hat, wird er in der zur Richtung des Pfeiles A3 entgegengesetzten Richtung rotiert, um die genau oberhalb eines Bohrkopfes 3 des Erdbohrers 2 mit einem später nocn beschriebenen Mechanismus angebrachten ausspreizbaren Messer 4 auszuspreizen, wie in Fig. 2 beschrieben, wobei ein erweitertes Bohrloch, das einen größeren Durchmesser als das durch den Erdbohrer gebohrte Bohrloch 5 hat, durch die ausspreizbaren Messer 4 in der Erde gebildet wird.
Nach Bildung des erweiterten Bohrloches 6 wird der Erdbohrer 2 wieder in Richtung des Pfeiles A3 rotiert, um die ausspreizbaren Messer 4 wieder zusammenzufalten, und der Erdbohrer 2 wird in der Richtung des Pfeiles A2 in Fig. o herausgezogen, während er in der gleichen Richtung rotiert wird. Dann bleiben der Bohrkopf 3 und eine daran befestigte Stange 7 in der Erde.
Während der Erdbohrer 2 herausgezogen wird, wird ein Vergußmaterial wie Mörtel 9 durch einen inneren Hohlraum 8 (vgl. Fig. 7) des Erdbohrers in das erweiterte Bohrloch 6 und das Bohrloch 5 des Erdbohrers gefüllt. In Fig. 3 zeigen die Pfeile A9 die Richtung des Mörtel-Flusses. Der Erdbohrer 2 wird völlig aus dem Bohrloch 5 herausgezogen, während der Bohrkopf 3, die mit einem Ende an dem Bohrkopf 3 befestigte Stange 7 und der Mörtel-Einfüller 9 in dem erweiterten Bohrloch 6 und dem Bohrloch 5 bleiben, und dann wird ein metallischer Halter 10 durch einen Bolzen 11 an dem oberen Ende der Stange 7 befestigt.
In dem o.g. Zustand härtet der Mörtel 9 aus und dadurch wird ein Anker aus Beton, der ein wulstartig erweitertes Teil 12 an seinem äußeren Ende aufweist, in der Erde gebildet, wie in Fig. 4 beschrieben. Der durch den o.g. Vorgang gebildete Anker hat einen sehr großen Widerstand gegen eine Zugkraft in seiner Längsrichtung, da ein wulstförmiges erweitertes Teil 12 an seinem äußeren Ende angeordnet ist. Dadurch kann er ein Einstürzen der Stützmauer verhindern.
Wenn der Betonanker nicht mehr erforderlich ist, nachdem die Arbeit in dem von der Stützmauer 1 umgebenen Raum beendet ist, wird die Stange 7 von dem Bohrkopf 3 gelöst und nach außen abgezogen. Dieses Endstadium ist in Fig. 5 dargestellt.
Ferner ist ein mit einem Antriebsgetriebe verbundener Motor 14 zur Drehung des Erdbohrers 2, ein schraubenförmiges Messer 15 und ein Bohrschaft 16 dargestellt.
Eine ausführlichere Darstellung der ausspreizbaren Messer 4 ist in den Fig. 6 bis 8 gezeigt. In der Nähe des vorderen Endes des Bohrschaftes 16 sind zwei Paare von Vorsprüngen 17, 18 und 19, 20 in einander diametral entgegengesetzter Lage vorgesehen, und zwischen diesen Vorsprüngen 17, 18 ist eines dieser ausspreizbaren Messer 4 an seinem unteren Teil durch einen Zapfen 21 drehbar angeordnet, während zwischen den Vorsprüngen 19, 20 das andere ausspreizbare Messer 4 an seinem unteren Teil durch einen Zapfen 22 drehbar angeordnet ist. An den Basisteilen der entsprechenden ausspreizbaren Messer 4 sind Anschläge 24 gebildet, so daß, wenn die ausspreizbaren Messer 4 um die Zapfen 21 bzw. 22 von den mit durchgehenden Linien gezeigten Positionen zu den anderen, mit strichpunktierten Linien gezeigten Positionen (vgl. Fig. 8) rotiert werden, diese Anschläge 24 gegen den Außenumfang des Bohrschaftes 16 zur Anlage kommen, um eine weitere Rotation der Messer 4 zu verhindern.
Während die ausspreizbaren Messer 4, die die o.g. Ausbildung haben, bei Drehung des Erdbohrers in Richtung des Pfeiles A3 sich aufgrund des Widerstandes der Erde nicht ausspreizen, können die Messer 4, wenn der Erdbohrer 2 in der der Richtung des Pfeiles A3 entgegengesetzten Richtung (in Richtung des Pfeiles -A3 in Fig. 2Y rotiert wirds weil die Ede gegen die vorderen Enden der Messer 4 schlägt, sich in die mit strichpunktierten Linien in Fig. 7 und 8 dargestellten Positionen ausspreizen.
Der Bohrkopf 3 besteht aus einer Bohrschneide und einer Befest-igungsplatte 25. Von einem Vorsprung 26 dieser Belestigungaplatte 25 springen Klauen 27 vor, die dazu vorgesehen sind, lösbar mit an der Unterseite des Bohrschaftes 16 gebildeten Ausnehmungen 28 in Eingriff zu kommen. Wenn sich der Bohrschaft 16 und die Befestigungsl,latte 25 in der jeweiligen, in den Fig. 1 oder 2 gezeigten, Lage befinden, sind die Vorsprünge 27 und die Ausnehmungen 28 in Eingriff miteinander, aber wenn sie sich in der jeweiligen, in Fig. 3 gezeigten, Lage befinden, sind die Vorsprünge 27 und die Ausnehmungen 28 voneinander entfernt.
Ferner ist eine Wasserzufuhröffnung 29 in der Befestigungsplatte 25 gebildet und dadurch wird, wenn Wasser durch ein in dem Bohrschaft 16 vorgesehenes Wasserzufuhrrohr 30 zugeführt wird, das Wasser aus dieser Öffnung 29 (in den in Fig. 1 und 2 gezeigten Positionen) eingespritzt. Es ermöglicht eine Reduzierung der Reibung zwischen dem Erdbohrer 2 und der Erde während des Bohrvorganges und steigert so den Nutzeffekt des Bohrvorganges.
Wenn weiterhin der Vorsprung 26 der Befestigungsplatte 25 und die Stange 7 miteinander durch Schraubgewinde verbunden werden, können beide Teile miteinander durch bloßes Drehen der Stange 7 getrennt werden, wobei die Befestigungsplatte 25 in der Erde verbleibt.
Eine andere Ausführungsform des Erdbohrers nach der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 9 bis 12 dargestellt, in denen ein Motor über ein Getriebe 14 und der Bohrkopf eines Bohrschaftes 16 durch eine Antriebswelle 32, eine Kupplung 33 und eine kastenartige Verbindung 35 miteinander verbunden sind. Das obere Ende der Stange 7 und der Verbindung 35 sind mit einer Befestigungsmutter 34 verbunden.
An der unteren Fläche der Befestigungsplatte 25 des Bohrkopfes 3 ist ein Kasten 36 vorgesehen, in den dns untere Ende der Stange 7 hineinragt, um durch eine Mutter 37 befestigt zu werden. Das untere Ende des Kastens 36 ist mit einem Deckel 38, beispielsweise durch Schweißung, vollständig abgeschlossen.
Oberhalb der Oberfläche der Befestigungsplatte 25 liegt eine Kupplungsplatte 39. Eingriffsvorsprünge 49, die von der unteren Fläche der Kupplungsplatte 39 vorstehen, und in die Befestigungsplatte 25 eingebohrte Ausnehmungen 41 sind lösbar aneinander befestigt. Das untere Ende des Bohrschaftes 16 ist an der Oberfläche der Kupplungsplatte 39 fest angebracht. Dementsprechend ist es durch Festziehen der Mutter 34 am oberen Ende der Stange 7 sowie durch Festziehen der Mutter 37 am unteren Ende möglich, die kastenförmige Verbindung 35, den Bohrschaft 16, die Kupplungsplatte 39 und die zwischen diesen Muttern 34 und 37 angeordnete Befestigungsplatte 25 zu einem Stück zu verbinden. Es soll festgehalten werden, daß an einer Ecke der Kupplung 39, anstelle der Eingriff evorsprünge 40, das untere Ende eines Wasserzufuhrrohres 31, das dazu vorgesehen ist, durch die Kupplungsplatte 39 hindurchzulaufen, lösbar in einem durch die Befestigungsplatte 25 gebohrten Loch befestigt ist.
Funktionsgleiche~Teile haben bei dieser Ausführungsform gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 8.
Bei Anwendung des Erdbohrers 2 nach Fig. 9 wird, nachdem der Bohrkopf 3 und die- Stange 7 in der Erde geblieben sind und die übrigen Teile-de-s-Erdbohrers 2 herausgezogen wurden, (vgl. Fig. -3) die Schraubrerbindung zwischen der Mutter 34 und der stange -7 gelöst und der Erdbohrer 2 nach außen zurückgezogen. Durch'diesen Vorgang wird die KuEplungsplatte 39 von der Befestigungsplatte 25 getrennt. Ferner wird, wenn nur die Befestigungsplatte 25 in der Erde gelassen und die Stange 7 nach dieser abgeänderten Ausführungsfor' herausgezogen wird, die Stange 7 gedreht, um die Schraubverbindung mit der Mutter 37 zu lösen. Danach wird die Stange 7 in gleicher Weise herausgezogen, wie beim Utergangvon der Ausführungsform nach Fig. 4 zu der nach Fig. 5 bei dem ersten Beispiel. Da die Mutter 37 in dem Kasten 36 durch den Deckel 38 fest verschlossenist, ist das Teil der Schraubverbindung zwischen der Mutter 37 und der Stange 7 weder dem Festrosten ausgesetzt noch durch Beton gebunden, selbst nachdem diese Teile für lange Zeit in der Erde geblieben sind, und deshalb besteht kein Hindernis für den Trennvorgang zwischen der Befestigungsplatte 25 und der Stange 7.
Um die Mutter 37 daran zu hindern, sich zusammen mit der Stange 7 zu drehen, wenn diese gedreht wird, ist die Mutter gegen Drehung an der Befestigungsplatte 25 festgelegt. Um ferner eine feste Verbindung der äußeren Umfangsfläche der Stange 7 mit dem Beton zu verhindern, wird auf der äußeren Umfangafläche der Stange 7 eine Schicht 43 aus synthetischem Harz, wie z.B. Vinylchlorid o.ä., aufgebracht.
In Fig. 13 bis 16 ist eine Arbeitsvorrichtung mJ.t einer Pfahlsetzmaschine 45 gezeigt, die zum Eintreiben eines Erdbohrers in die Erde und zum Zurückziehen dieses aus der Erde verwendet werden soll, wie dies in Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. Es sind eine vordere Stützstange 46 und zwei hintere Stützstangen 47 jeweils vorn und hinten an der Pfahlsetzmaschine 45 vorgesehen. An den oberen Enden der beiden hinteren Stützstangen 47 ist ein Träger 48 angeordi£et, dessen obere Fläche die Führung 49 in der Nähe ihres hinc,eren Endes stützt, während die vordere Stützstange 46 die Führung 49 im Bereich ihres vorderen Endes stützt. Die vordere Stützstange 46 umfaßt eine Universal-Verbinduilg, die aus einem Kugelkopf 50 und einer Eugelaufnahme 51 nach Fig. 15 besteht, während die hintere Stützstange 47 aus einem hydraulischen Antriebszylinder, der einen hydraulischen Zylinder und einen hydraulischen Kolben enthält, gebildet ist. Der mit einem auf dem oberen Ende des Bohrschaftes angeordneten Antriebsgetriebe verbundene Motor ist mit einem Draht 52 einer Winde verbunden. Funktionsgleiche Teile haben gleiche Bezugszeichen wie die nach Fig. 1 bis 12.
Diese Vorrichtung dient zum Bohren des Bohrloches 5 sowie des erweiterten Bohrloches 6 durch und in die Stützmauer 1 in der in Fig. 13 gezeigten Lage. Je nachdem, wie der Neigungswinkel der Eintreibrichtung des Erdbohrers gegenüber der Horizontalen eingestellt wird, werden die hinteren Stützstangen 47 durch eine darin befindliche hydraulische Vorrichtung ausgefahren oder eingefahren, um die Führung 49 um den Drehpunkt an der Kugelaufnahme 51 zu rotieren. Dadurch ist es möglich, ein Bohrloch 5 in jeder gewünschten Richtung hinsichtlich der Stützmauer 1 auszubohren. Im Falle, daß es beabsichtigt ist, den Erdbohrer horizontal zu unterstützen, kann das gewünschte Ergebnis dadurch erzielt werden, daß man die vordere Stützstange 46 von vornherein länger als die in Fig. 5 dargestellte wählt. Die in diesem Fall angewandte Ausführungsform ist in Fig. 16 dargestellt.

Claims

Ansprüche

El. Verf ahren zum Einsetzen eines Ankers innerhalb einer Stützmauer von außen, dadurch gekennzeichnet, daß a) ein Bohrloch (5) mit einem Erdbohrer (2) ausgebohrt wird, während angrenzend an einen Bohrkopf (3) angeordnete ausspreizbare Messer (4) zusammengefaltet gehalten werden, b) daß der Erdbohrer (2) in der zur vorherigen Drehrichtung (A3) umgekehrten Richtung (-A3) rotiert wird, um die ausspreizbaren Messer (4) auszuspreizen und ein vergrößertes Bohrloch (6) an dem äußeren Ende des Bohrloches (5) zu bilden, während die ausgespreizte Lage beibehalten wird, und c) daß der Erdbohrer (2) mit zusammengefalteten ausßpreizbaren Messern (4) herausgezogen wird, während eine mit dem Bohrkopf (3) zusammenhängende Befestigungsplatte (25) und eine mit der Befestigungsplatte (25) verbundene Stange (7) in dem erweiterten Bohrloch () und dem Bohrloch (5) bleiben, und daß gleichzeitig damit Vergußmaterial, wie Mörtel (9), in das erweiterte Bohrloch (6) und das Bohrloch (5) gefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ausbohrens eines Bohrloches (5) mit einem Erdbohrer (2) Wasser von dem oberen Ende des Bohrkopfes (5) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bildung eines erweiterten Bohrloches (6) am äußeren Ende des Bohrloches (5) Wasser von dem oberen Ende des Bohrkopfes (3) zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (3) und die Stange (7), die in dem erweiterten Bohrloch (6) und dem Bohrloch (5) bleiben sollen, durch Schraubverbindungen verbunden sind und die durch Schraubung verbundenen Abschnitte in einem Behälter (36) abgedichtet eingeschlossen sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche der Stange (7), die in dem erweiterten Bohrloch (6) und dem Bohrloch (5) bleiben soll, mit einer Schicht (43) aus EunsthaIz umgeben ist.
6. Vorrichtung zum Einsetzen eines Ankers innerhalb einer Stützmauer von außen, gekennzeichnet durch a) einen Bohrschaft (16) mit einer in seinem hohlen Mittelteil angeordneten Stange (7) und einem Motor mit an seinem unteren Teil angekuppelten Antriebs- bzw. Untersetzungsgetrieben, b) einen Bohrkopf (3), der mit dem oberen Ende der Stange (,! j verbunden ist und lösbar mit dem oberen Ende des Bohrschaftes (16) verbunden ist, und c) ausspreizbare Messer (4), die auf der äußeren Umfangsfläche des Bohrschaftes (16) in der Nähe des Bohrkopfes (3) schwenkbar befestigt sind und an ihren Basisabschnitten schwenkbar angeordnete Anschläge (24) aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (3) eine in ihn eingebohrte Wasserzufuhröffnung (29) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeicVlCt, daß der Bohrkopf (3) lösbar mit dem Bohrschaft (16) aurct Kupplungsteile verbunden ist, und eine mit ihm fest verbundene Befestigungsplatte (25) enthält.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (7) mit einer Schicht aus Kunstharz umgeben ist und daß der Bohrkopf (3) eine mit ihm fest verbundene Befestigungsplatte (25) aufweist, die einen daran angeordneten Behälter aufweist, der darin eine mit der tan (7) durch Schrauben verbundene Mutter (37) abgedichtet einschließt, um die Stange (7) mit dem Bohrkopf (3) zu kuie1n.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschaft (16) auf einer Führung (49) angeordnet ist, die durch eine an der Vorderseite einer Pfahlsetzmaschine (45) angeordnete vordere Stützstange (46) und durch an der Rückseite der Pfahlsetzmaschine (45) angeordnete ausfahr- und einfahrbare hintere Stützstangen (47) unterstützt wird.

L e e r s e i t e