DE4032682A1 - Gebirgsanker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gebirgsanker entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gebirgsanker sind in unterschiedlichsten Formen bekanntgeworden.

So zeigt die DE-PS 34 00 182 einen sogenannten Injektions­ bohranker, der die Funktion eines Gebirgsankers erfüllt und nach Vollendung des Bohrlochs und Mörteleinbringung als sogenanntes verlorenes Werkzeug in diesem verbleibt. Er besteht im wesentlichen aus einer außenseitig über ihre gesamte Länge mit einem Außengewinde versehenen Bohrstange und einem anschraubbarem Bohrkopf, wobei ein mittlerer Spülkanal der Bohrstange im Bereich des Bohr­ kopfes in seitlichen Austrittsbohrungen einmündet. Über die Spülbohrung wird nach Erstellen eines Bohrlochs eine Mörtelsuspension geführt, die im Bereich des Bohrkopfes austritt und nach Erhärten einen Verbund zwischen der Bohrstange einerseits und der Bohrlochwandung anderer­ seits herstellt. Da die genannte Bohrstange gleichzeitig als Anker fungiert, muß sie festigkeitsmäßig zur Über­ tragung hoher Zugkräfte ausgelegt sein, welches zu vergleichsweise dickwandigen Bohrstangen führt. Da die Bohrstange innerhalb des Bohrlochs häufig korrosiven Angriffen ausgesetzt ist, muß sie ferner in vielen Fällen aus einem hinreichend korrosionsfesten Werkstoff ausgebildet sein. Beide Effekte führen im Ergebnis zu einem verhältnismäßig umfangreichen Einsatz eines relativ teuren korrosionssicheren Stahles.

Aus der DE-PS 25 11 863 ist ein als Vollstab ausgebilde­ ter Gebirgsanker bekannt, der über seine gesamte Länge außenseitig mit einem Teilgewinde versehen ist. Es handelt sich hier um einen spannbaren Verpreßanker, der aus Gründen des Korrosionsschutzes in einem System von mehreren, koaxial ineinander gesteckten Kunststoffrohren angeordnet ist, wobei der sich zwischen der Innenseite der Kunststoffrohre und der Außenseite des Stabes erge­ bende Ringraum mit Zementmörtel ausgefüllt ist. Das Setzen dieses Ankers erfordert vorab die Erstellung eines Bohrlochs unter Verwendung der üblichen Vorrich­ tungen, wobei in dieses anschließend der Gebirgsanker eingebracht und verspannt wird.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Gebirgsanker dahingehend zu konzipieren, daß in einfacher und insbe­ sondere kostengünstiger Weise eine hohe Festigkeit desselben gegeben ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Gebirgsanker durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist die Verwendung einer hohl ausgebildeten Stange, in welche ein als Vollstab ausge­ bildeter Zugstab eingesetzt ist, welcher Zugstab aufgrund des Einbringens eines aushärtbaren Werkstoffs in den Ringraum zwischen diesem und der Stange mit letzterer in einen festen Verbund bringbar ist. Das System aus Zugstab und Stange bildet aufgrund dieses aushärtbaren Werkstoffs somit eine durch hohe Festigkeit gekennzeichnete Bauein­ heit, welche insbesondere zur Übertragung hoher Zugkräfte festigkeitsmäßig geeignet ist. Der aushärtbare Werkstoff kann eine Mörtelsuspension sein - es kann sich jedoch auch um einen für diese Zwecke üblicherweise eingesetzten aushärtbaren Kunststoff handeln. Die gewindeartige Verformung der Stange bringt einen sicheren Verbund mit sich und es kann diese Stange gleichzeitig dazu benutzt werden, um - wie bei Gebirgsankern üblich - mittels einer Spannmutter und einer Ankerkopfplatte im Bereich der Bohrlochmündung festgelegt werden. Erfindungsgemäß kann anstelle eines Zugstabes auch ein Stahlseil eingesetzt sein.

Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind insoweit von Vorteil, als der Zugstab, der in jedem Fall zuverlässig in einer Mörtelsuspension oder einen geeigneten Kunst­ stoff eingebunden ist, vor korrosiven Angriffen geschützt ist, so daß dieser nicht aus einem korrosionsgeschützten Stahlwerkstoff bestehen muß. Die Stange hingegen wird aus einem korrosionssicheren Stahl hergestellt, wobei diese jedoch aufgrund des Verbundsystems mit dem Zugstab verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet sein kann und der Einsatz an relativ teurem korrosionssicherem Stahl gegenüber dem Stand der Technik begrenzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Prinzip kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 grundsätzlich bei beliebigen Gebirgs­ ankern, so z. B. auch bei Injektionsbohrankern eingesetzt werden. Er kann jedoch auch in konventioneller Weise benutzt werden und beispielsweise in ein bestehendes Bohrloch eingerammt werden, wobei in die genannte Stange nachträglich der Mörtel oder auch der Kunststoff einge­ bracht wird. In den meisten Fällen ist auch die Stange außenseitig von einem aushärtenden Werkstoff über ihre gesamte Länge umgeben, wobei sich in diesem Zusammenhang vorteilhaft die außenseitige gewindeartige Verformung oder sonstige Profilierung der Stange auswirkt, so daß ein sicherer Verbund mit der Bohrlochwandung gegeben ist.

Der Zugstab kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 im Oberflächenbereich profiliert sein, beispielweise eine gewindeartige Verformung aufweisen. Bei Verwendung von Kunststoff innerhalb der Stange kann jedoch in vielen Fällen auch ein glatter Zugstab eingesetzt werden.

Der Verbund des Zugstabes mit der Stange kann im Bereich der Bohrlochmündung grundsätzlich beliebig ausgebildet werden.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 befinden sich am äußeren Ende des Zugstabes Profilkörper, die ein Ein­ schieben in die Stange begrenzen. Es kann hiernach beim Setzen des Gebirgsankers derart vorgegangen werden, daß zunächst die Stange in das Bohrloch eingebracht wird, die Stange anschließend mit Mörtel ausgefüllt wird und anschließend der Zugstab in die Stange eingerammt wird, wobei der genannte Profilkörper als Wegbegrenzung dient. Der Profilkörper kann als Platte, jedoch auch als Konus oder dergleichen ausgebildet sein, wobei in letzterem Fall beim Einrammen in die Stange eine gewisse elastische Aufweitung der letzteren gegeben ist, wobei der Zugstab bei zweckmäßiger Wahl der Konizität jedoch gleichzeitig auch reibschlüssig in der Stange festgelegt ist.

Der Profilkörper kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 gleichzeitig auch Befestigungseinrichtungen der unter­ schiedlichsten Art tragen. Dies ist von Bedeutung bei­ spielsweise dann, wenn die Wandung eines Hohlraums luftseitig noch geschalt werden soll, da in diesem Falle die Befestigungseinrichtung gleichzeitig zur Anbringung einer Verschalung dienen kann. Die Befestigungseinrich­ tung kann im einfachsten Fall als stangenartige Verlän­ gerung ausgebildet sein, die an dem Profilkörper befe­ stigt ist. Die Befestigungseinrichtung kann jedoch insbesondere im Tunnel- bzw. Stollenbau gleichzeitig auch der Befestigung von Versorgungsleitungen aller Art dienen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gebirgs­ ankers;

Fig. 2 das bohrlochmündungsseitige Ende eines erfindungs­ gemäßen Gebirgsankers;

Fig. 3 für eine andere Ausführungsform eines bohrlochmün­ dungsseitigen Endes eines erfindungsgemäßen Gebirgsänkers;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Verwendungsweise des erfindungsgemäßen Gebirgsankers.

Mit 1 ist eine Stange bezeichnet, die über ihre gesamte Länge eine innen- und außenseitig wirksame gewindeartige Verformung nach Art eines Rundgewindes aufweist. Die Stange ist verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet und kann aus einem korrosionssicheren Stahl bestehen.

Mit 2 ist ein als Vollstab ausgebildeter Zugstab bezeich­ net, der aus einem einfachen Kohlenstoffstahl bestehen kann und der im Oberflächenbereich profiliert ausgebil­ det ist. Die Gestaltung des Profils kann grundsätzlich beliebig sein. Beispielsweise kann es sich hierbei ebenfalls um eine gewindeartige Verformung handeln.

Zwischen der Innenseite der Stange 1 und der Außenseite des Zugstabs 2 ergibt sich ein Ringraum 3, in den eine Mörtelsuspension eingeführt ist, welche diesen Ringraum vollständig ausfüllt und nach Aushärtung einen Verbund zwischen dem Zugstab 2 und der Stange 1 bildet. Die Festigkeit dieses Gebirgsankers beruht somit auf der Verbundwirkung zwischen der Stange 1 und dem Zugstab 2.

Sobald die Mörtelsuspension ausgehärtet ist, ergibt sich ein Gebirgsanker, der in Richtung der Pfeile 4 hohe Zugkräfte übertragen kann, wobei der aus einem preiswer­ ten Werkstoff herstellbare Zugstab 2 aufgrund der Mörtel­ einbindung korrosionsgeschützt angeordnet ist, so daß die Festigkeitseigenschaften eines solchen Gebirgsankers durch korrosive Einflüsse auch im Zeitablauf nicht beeinträchtigt werden.

Die Stange 1 kann in herkömmlicher Weise durch bohrloch­ mündungsseitiges Aufschieben einer Ankerkopfplatte und einer Spannmutter festgelegt werden. Das bohrlochsohlen­ seitige Ende der Stange 1 kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Beispielsweise kann dieser Gebirgsanker nach Art eines an sich bekannten Injektionsbohrankers benutzt werden, so daß auf dem bohrlochsohlenseitigen Ende der Stange 1 ein Bohrkopf aufgeschraubt ist. In den meisten Fällen wird der eingesetzte Gebirgsanker, d. h. hier das Rohr 1 auch außenseitig in eine Mörtelsuspension eingebunden sein.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung des bohrlochmündungssei­ tigen Endes des Gebirgsankers, bei welchem der Zugstab einen Profilkörper nach Art eines Konus 5 aufweist, der in Richtung des Pfeiles 6 in den mit einer Mörtelsuspen­ sion gefüllten Ringraum 3 eingerammt wird. Aufgrund der durch die Konizität bedingten elastischen Aufweitung der Stange 1 kann bei zweckmäßiger Wahl des Winkels der Konizität eine gewisse zusätzliche reibschlüssige Fest­ legung des Zugstabes 2 in der Stange 1 erreicht werden.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Darstellung wird der am bohrlochmündungsseitigen Ende des Zugstabes 2 angebrachte Profilkörper durch eine einfache Platte 7 gebildet, über welche beim Einrammen des Zugstabes 2 in Richtung des Pfeiles 6 in die Stange 1 durch Aufliegen auf deren stirnseitigem Ende eine Einschiebbegrenzung gebildet wird. Die Umfangsgestaltung der Platte 7 kann grundsätz­ lich beliebig ausgebildet sein.

Ein im erfindungsgemäßen Sinne ausgestalteter Gebirgsan­ ker kann zum Stabilisieren von Hohlraumwandungen aller Art benutzt werden. Über den genannten Profilkörper können jedoch durch hier angebrachte Befestigungseinrich­ tungen noch weitere bautechnische Funktionen realisiert werden. So zeigt Fig. 4 beispielsweise zwei erfindungsge­ mäße Gebirgsanker 8, die in die Wandung 9 eines Hohlrau­ mes eingesetzt sind, wobei an deren jeweiligen Profil­ körpern Gewindestangen 10 befestigt sind, die sich in Achsrichtung der Gebirgsanker erstrecken und an deren äußeren Enden eine Verschalung 11 befestigt ist. Der sich zwischen der Wandung 9 und der Verschalung 11 ergebende Hohlraum ist in an sich bekannter Weise mit einem geeigneten Mörtel ausgefüllt und es sind die genannten Gewindestangen 10 mit Hinblick auf die Dicke dieser Mörtelschalung hin ausgelegt. Es kann sich bei dem genannten Hohlraum um die Wandungen eines Tunnels bzw. Stollens, jedoch auch um Wandungen einer Grube handeln.

Claims (7)

1. Gebirgsanker, bestehend aus wenigstens einer hohl ausgebildeten Stange (1), gekennzeichnet durch

• - eine, sich über die gesamte Länge erstreckende, gewindeartige, innenseitige und außenseitige Verfor­ mung der Stange (1),
• - einen innerhalb der Stange (1) befindlichen, als Vollstab ausgebildeten, die Funktion eines Ankers erfüllenden Zugstab (2) oder ein Stahlseil der/das
• - über einen, in die Stange (1) einzubringenden aushärtbaren Werkstoff zur Verbindung mit der Stange (1) bestimmt ist.

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Stange (1) aus einem korrosionsgeschützten Stahl besteht.

3. Gebirgsanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zugstab (2) aus einem unlegierten Kohlenstoffstahl besteht.

4. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Enden der Stange (1) wahlweise mit Verlän­ gerungsstücken, einem Bohrkopf oder einem Bohran­ trieb kuppelbar sind bzw. daß auf ein Ende eine Ankerkopfplatte mit Spannmutter aufsetzbar ist.

5. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Zugstab im Oberflächenbereich profiliert ausgebildet ist, vorzugsweise nach Art einer gewin­ deartigen Verformung.

6. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Ende des Zugstabes (2) mit einem zur Aufla­ ge auf einem stirnseitigen Ende der Stange (1) bestimmten, ein Einschieben in die Stange begrenzen­ den Profilkörper versehen ist.

7. Gebirgsanker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Profilkörper Befestigungseinrichtungen, beispielsweise für Verschalungen, angebracht sind.