EP0341279A1 - Anchoring bolt for rock - Google Patents

Anchoring bolt for rock

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Publication number
EP0341279A1
EP0341279A1 EP88909706A EP88909706A EP0341279A1 EP 0341279 A1 EP0341279 A1 EP 0341279A1 EP 88909706 A EP88909706 A EP 88909706A EP 88909706 A EP88909706 A EP 88909706A EP 0341279 A1 EP0341279 A1 EP 0341279A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anchor
sleeve
rock
rod
pipe section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88909706A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Walter Karpellus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ingenieure Mayreder Kraus and Co Baugesellschaft mbH
Original Assignee
Ingenieure Mayreder Kraus and Co Baugesellschaft mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ingenieure Mayreder Kraus and Co Baugesellschaft mbH filed Critical Ingenieure Mayreder Kraus and Co Baugesellschaft mbH
Publication of EP0341279A1 publication Critical patent/EP0341279A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts

Definitions

  • the invention relates to a rock bolt according to the preamble of claim 1.
  • rock anchors serve as securing elements in underground cavity expansion, particularly in tunnel and gallery construction, which are systematically displaced, for example radially to the tunnel or tunnel axis, absorb a more or less large amount of rock pressure and the forces absorbed into the borehole initiate appropriate depths of the mountains so that the mountains are carried along.
  • rock anchors of the type mentioned at the outset are used which allow controlled rock deformation within certain limits and thereby simplify them allow the support structure in underground cavity expansion.
  • a rock bolt of the type mentioned at the outset is known from AT-PS 378 823.
  • An anchor head attached to the anchor rod protrudes outwards through an opening in the anchor plate and a sleeve is inserted between the anchor head and anchor plate, which is widened by the conical or spherically shaped, penetrating anchor head, so that one of the expansion behavior of the support sleeve expands dependent flexibility of the anchoring arises.
  • a rock bolt is known from DE-PS 1 583 803, the anchor head of which is supported on the anchor plate and forms a drawing ring which separates the anchor rod from its protruding, in the attachment area of the drawing ring with a diameter-reduced end, so that the corrugated anchor rod can be pulled out with material removal or deformation by the drawing ring.
  • Both known designs are complex and expensive due to the required choice and quality of material for the deformed parts, they must protrude considerably out of the anchor plate in accordance with the desired deformed length and also only allow the absorption of lower supporting forces, with only a small possibility of influencing the Resistance to deformation of the molded part and thus to the deformation process, thus also the characteristic of the resistance opposed to the retraction of the anchor rod.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages shown and to create a rock anchor which can be manufactured in a rational manner and is easy to move, if required. case can be formed without protruding parts far from the borehole, yielding a resilient support which is adjustable or selectable in its characteristics and under full
  • the upsetting body can be produced without any special effort and, by choosing the wall thickness, the shape, the material, by profiling, etc., its upsetting behavior can be adapted well to the load conditions to be expected, with every risk of being caused by material defects , sudden jerking is excluded. Above all, a deformation resistance that increases in a controlled manner with increasing load can be selected in order to achieve this
  • the compression body with the pipe can be sunk into the borehole and the protrusion of the entire anchor over the borehole can be reduced to a minimum.
  • the compression body is through the pipe section protected from contamination, the deformation ider also being able to be influenced, for example, in the case of a sleeve-shaped compression body which is profiled in a longitudinal direction in the longitudinal direction or which compresses with the formation of waves, by the play left between the anchor rod and the tube piece for this corrugation.
  • the threaded bolt serves as an anchor head.
  • the lengths of the anchor rod and the threaded bolt can be as desired be coordinated.
  • the deformation of the rock results in a deformation of the compression body, the outer end region of the anchor rod, which is also subject to expansion, being pulled into the borehole. If one sees an embodiment according to claim 11, the deformation which has occurred can be measured directly with simple means.
  • the pressure ring can additionally generate a part of the retaining force by frictional engagement with the inner wall of the tube piece.
  • FIG. 1 schematically shows a section through the outer end region of an anchor rod and its support connection to the anchor head in the installed position
  • FIG. 2 shows a section through a second embodiment corresponding to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a section through a third embodiment
  • FIG. 5 shows a section through a fourth embodiment
  • FIG. 5 shows a detail of FIG. 4 shows a section of the anchor rod, pipe section and compression body with the compression body also in section.
  • rock anchors 2 are respectively set up, which are intended to absorb the rock pressure and cause the mountains to be carried along.
  • the rock anchors 2 have an anchor rod 3, 3a which is designed as a tube 3 in the embodiment according to FIG. 1 and as a solid rod 3a in the embodiments according to FIGS. 2 to 5 and which is inserted into the borehole and in Inside the borehole, that is, at least at the inner end region, is securely fastened. Adhesion, dowelling, mortaring or widening of tubular, preformed end pieces can be carried out here by the application of hydraulic medium and the resulting pressing of the end pieces with the rock.
  • a sleeve 5 which forms a compression body and has play, is plugged onto the free end of the anchor rod 3 protruding from the borehole 4 and has regularly distributed circumferential grooves 6.
  • the sleeve 5 sits between two corresponding support surfaces 7 and 9 having pressure surfaces, the outer support ring 7 on the anchor rod 3 and inner support ring 9 is welded on the inside in a pipe section 8 that can be inserted into the borehole.
  • the pipe section 8 encloses the sleeve 5 and, outside of the borehole 4, carries a threaded sleeve 10 with an external thread 11 for an anchor nut 12, which is supported on an anchor plate 13, which from the outside against the mountains 1 or as in the present ⁇ case against a shotcrete layer 14 or a large-area lining element which can be placed against the mountain range with the interposition of a plastically deformable insert. It is also possible to use the
  • the rock anchor 2 If the rock anchor 2 is set correctly and pre-tensioned by tightening the anchor nut 12, it can absorb the occurring rock pressure up to a certain limit load, the force flow from the rock wall 1 and the shotcrete layer 14 or the like via the anchor plate 13, the pipe section 8, the pressure ring 9 and the sleeve 5 to the pressure ring 7 and thus to the anchor rod 3. If the loads exceed the compression resistance of the sleeve 5, it is deformed by compression, that is to say compressed between the support rings 7, 9. The course, shape and number of the circumferential grooves 6 make it possible to influence the deformation behavior of the sleeve 5, so that the resilience of the support can be adapted to the respective conditions.
  • the maximum deformation of the sleeve 5 gives a measure of the permissible deformation to be absorbed and, by choosing the sleeve size and shape, it is therefore possible to set larger deformation ranges in which there is no impairment of the functionality of the rock bolt and the deformation resistance defining the holding force of the rock bolt is precisely defined.
  • the protrusion of the anchor head area over the anchor plate 13 is low.
  • a measuring rod 15 can be inserted into the hollow anchor rod 3, which is fastened in the interior of the borehole in the anchor rod and, due to its projection over the edge of the pipe section 8, the size of the au indicates deformation of the sleeve 5.
  • the end of the anchor rod 3a is provided with a threaded end 19 protruding from the borehole and according to FIG. 3 with a threaded end 20 remaining in the borehole 3.
  • the pressure ring 18, which is designed as a nut, is screwed onto this threaded end, so that the relative position of the sleeve 16 and a tube piece 21 carrying the inner pressure ring 17 relative to the anchor rod can be adjusted by turning this nut.
  • the nut forming the pressure ring 18 is slidably guided in the outer end of the tube piece 21.
  • a threaded sleeve 22 adjoins the tube piece 21, onto which an anchor nut 23 is screwed, which, with the interposition of a washer 24, adjoins one that bulges outwards in the middle.
  • Anchor plate 25 presses.
  • a nut 26 is welded into the outer end of the tube piece 21, which serves to receive a threaded bolt 27 which is attached coaxially with the anchor rod 3a and the threaded end 20 and which is again via an anchor nut 28 and a washer 29 on an anchor plate 30 presses.
  • the anchor rod 3a is equipped with a threaded end 31.
  • An anchor plate 32 is used in which the edge 33 of a passage opening for a pipe section 34 is slightly pulled inwards.
  • the pipe- Piece 34 has a widened outer end 35 and a conically narrowing inner end 36.
  • a pressure ring 37 is supported at the inner end 36. Between this pressure ring 37 and one which can be tightened with the aid of an anchor nut 38
  • Pressure ring 39 is arranged with play within the pipe section 34 a ver ormbare sleeve 40.
  • the deformable sleeve 40 is pushed into the borehole 4 and thereby takes the pipe section 40 and, over its widened edge 35, the anchor plate 32, so that it rests against the The soffit of the rock 1 or the part 14 lying between the rock and the anchor plate 32, which, as mentioned, can be shotcrete or a lining part, is pressed.
  • the sleeve can deform as shown in FIG.
  • the sleeve 40 can be preformed, that is to say it has a corrugated longitudinal profile by means of ring beads or beads running after a thread.
  • the sleeve 40 can also be slightly conical.
  • the borehole 4 can be filled with a cement mortar or another filler when or before the rock anchor 2 is attached.

Landscapes

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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
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Abstract

Un ancrage (2) de rocher possède une tige d'ancrage (3a) destinée à être fixée à l'intérieur d'un trou foré et une tête d'ancrage (35, 38, 39) pour une plaque d'ancrage (32) applicable à l'extérieur du trou. A la liaison d'appui entre la plaque (32) et la tige (3a) est intégrée une pièce déformée (40) en forme de douille comprimée entourant la tige. Pour réaliser un ancrage (2) de rocher fabriqué à moindre dépense présentant une petite saillie du trou de forage et dont la force de retenue est calculable en déterminant la résistance à la déformation de la pièce déformable (40), la pièce déformable (40) constitue un élément de refoulement situé entre une surface de pression du côté de la tige et une surface de pression du côté de la plaque (37, 39).A rock anchor (2) has an anchor rod (3a) for fixing inside a drilled hole and an anchor head (35, 38, 39) for an anchor plate (32 ) applicable outside the hole. In the bearing connection between the plate (32) and the rod (3a) is integrated a deformed part (40) in the form of a compressed sleeve surrounding the rod. To achieve a rock anchor (2) manufactured at lower cost having a small projection from the borehole and whose retaining force can be calculated by determining the resistance to deformation of the deformable part (40), the deformable part (40) constitutes a discharge member located between a pressure surface on the rod side and a pressure surface on the plate side (37, 39).

Description

Gebirgsanker Mountain anchors
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gebirgsanker nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rock bolt according to the preamble of claim 1.
Solche Gebirgsanker dienen beim untertägigen Hohlraumausbau insbesondere beim Tunnel- und Stollenbau als Sicherungsele¬ mente, die systematisch, etwa radial zur Tunnel- oder Stol¬ lenachse versetzt werden, einen mehr oder weniger großen Ge- birgsdruckanteil aufnehmen und die au genommenen Kräfte in die dem Bohrloch entsprechenden Tiefen des Gebirges einlei- ten, so daß es zu einem Mittragen des Gebirges kommt. Um eine Belastung der Ankerstangen über die Bruchlast zu ver¬ meiden und auch, weil der radiale Gebirgsdruck mit der Ver¬ formung sinkt, werden Gebirgsanker der eingangs genannten Art verwendet, die innerhalb gewisser Grenzen eine kontrol- lierte GebirgsVerformung zulassen und dadurch eine Verein¬ fachung der Stützkonstruktion beim untertätigen Hohlraum¬ ausbau ermöglichen.Such rock anchors serve as securing elements in underground cavity expansion, particularly in tunnel and gallery construction, which are systematically displaced, for example radially to the tunnel or tunnel axis, absorb a more or less large amount of rock pressure and the forces absorbed into the borehole initiate appropriate depths of the mountains so that the mountains are carried along. In order to avoid loading the anchor rods via the breaking load and also because the radial rock pressure decreases with the deformation, rock anchors of the type mentioned at the outset are used which allow controlled rock deformation within certain limits and thereby simplify them allow the support structure in underground cavity expansion.
Ein Gebirgsanker der eingangs genannten Art i,st aus der AT-PS 378 823 bekannt. Dabei ragt ein an der Ankerstange befestigter Ankerkopf durch eine Öffnung der Ankerplatte nach außen und zwischen Ankerkopf und Ankerplatte ist eine Hülse eingesetzt, die bei entsprechender Belastung durch den konisch oder kugelig geformten, eindringenden Ankerkopf auf- geweitet wird, so daß eine vom Dehnverhalten der Stützhülse abhängige Nachgiebigkeit der Verankerung entsteht. Aus der DE-PS 1 583 803 ist ein Gebirgsanker bekannt, dessen an der Ankerplatte abgestützter Ankerkopf einen Ziehring bildet, der die Ankerstange mit Abstand von ihrem herausragenden, im Anbringungsbereich des Ziehringes im Durchmesser verklei¬ nerten Ende umschließt, so daß die geriffelte Ankerstange unter Materialabtragung bzw. Verformung durch den Ziehring ausgezogen werden kann. Beide bekannte Ausführungen sind aufgrund der erfoderlichen Werkstoffwähl und -qualität der Verformteile aufwendig und teuer, sie müssen entsprechend der gewünschten Verformlänge beträchtlich weit aus der An¬ kerplatte herausragen und erlauben auch nur die Aufnahme geringerer Abstützkrä te, wobei nur eine geringe Einfluß- möglichkeit auf den Verformungswiderstand des Formteiles und damit auf den Verformungsvorgang, somit auch die Cha¬ rakteristik des dem Einziehen der Ankerstange entgegenge¬ setzten Widerstandes besteht.A rock bolt of the type mentioned at the outset is known from AT-PS 378 823. An anchor head attached to the anchor rod protrudes outwards through an opening in the anchor plate and a sleeve is inserted between the anchor head and anchor plate, which is widened by the conical or spherically shaped, penetrating anchor head, so that one of the expansion behavior of the support sleeve expands dependent flexibility of the anchoring arises. A rock bolt is known from DE-PS 1 583 803, the anchor head of which is supported on the anchor plate and forms a drawing ring which separates the anchor rod from its protruding, in the attachment area of the drawing ring with a diameter-reduced end, so that the corrugated anchor rod can be pulled out with material removal or deformation by the drawing ring. Both known designs are complex and expensive due to the required choice and quality of material for the deformed parts, they must protrude considerably out of the anchor plate in accordance with the desired deformed length and also only allow the absorption of lower supporting forces, with only a small possibility of influencing the Resistance to deformation of the molded part and thus to the deformation process, thus also the characteristic of the resistance opposed to the retraction of the anchor rod.
Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und die Schaffung eines Gebirgsankers, der ratio¬ nell herstellbar und einfach zu versetzen ist, im Bedarfs- . fall ohne weit aus dem Bohrloch vorragende Teile ausgebildet werden kann, eine in ihrer Charakteristik einstellbare bzw. wählbare nachgiebige Abstützung ergibt und unter vollerThe object of the invention is to eliminate the disadvantages shown and to create a rock anchor which can be manufactured in a rational manner and is easy to move, if required. case can be formed without protruding parts far from the borehole, yielding a resilient support which is adjustable or selectable in its characteristics and under full
Nützung der durch die Festigkeit der Ankerstange bestimmten Belastbarkeit eine Beeinflussung der Abhängigkeit zwischen Abstützkräften und Verformung zuläßt.Use of the load capacity determined by the strength of the anchor rod permits influencing the dependency between support forces and deformation.
Die gestellte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.
Der Stauchkörper läßt sich ohne besonderen Aufwand herstel¬ len und kann durch Wahl der Wandstärke, der Formgestalt, des Materials, durch Profilierungen usw. in seinem Stauchverhal¬ ten gut an die zu erwartenden Belastungsverhältnisse ange¬ paßt werden, wobei jede Gefahr eines durch Materialfehler bedingten, ruckartigen Nachgebens ausgeschlossen ist. Vor allem kann ein mit zunehmender Belastung kontrolliert an- steigender Verformungswiderstand gewählt werden, um dasThe upsetting body can be produced without any special effort and, by choosing the wall thickness, the shape, the material, by profiling, etc., its upsetting behavior can be adapted well to the load conditions to be expected, with every risk of being caused by material defects , sudden jerking is excluded. Above all, a deformation resistance that increases in a controlled manner with increasing load can be selected in order to achieve this
Gebirge progressiv zur zunehmenden Verformung abzustützen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Stauchkörpers sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Umfangsrillen der Hülse oder eine wellenförmige Längsprofilierung ermöglichen durch Wahl der Form und Anzahl der Rillen bzw. Wellen sowie auch der entsprechenden Tiefe eine genaue Vorausbestimmung des Stauch¬ verhaltens. Bei der Anbringung von Rillen gibt die Summe der Rillenbreite den möglichen Deformationsweg bei geringerem Ver ormungswiderstand. Wenn man gemäß Anspruch vorgeht, wobei vorzugsweise die Tiefe der Rillen vom Ankerkopf weg in Richtung Befestigungsende der Ankerstange hin abnimmt, kann man den Ver ormungswiderstand gezielt beeinflussen und etwa einen mit dem Deformationsweg zunehmenden Verformungswider¬ stand erreichen. Es ist sogar möglich, die gesamte Hülse als Druckfeder auszubilden oder eine z. B. hülsenförmige Druckfeder und eine verformbare Hülse aneinanderzureihen.Support mountains progressively for increasing deformation. Advantageous embodiments of the compression body are specified in claims 2 to 6. Circumferential grooves of the sleeve or a corrugated longitudinal profile enable an exact predetermination of the compression behavior through the choice of the shape and number of grooves or corrugations as well as the corresponding depth. When grooving is applied, the sum of the grooving width gives the possible path of deformation with less resistance to deformation. If one proceeds according to claim, the depth of the grooves preferably decreasing away from the anchor head in the direction of the fastening end of the anchor rod, the deformation resistance can be influenced in a targeted manner and, for example, a deformation resistance increasing with the deformation path can be achieved. It is even possible to design the entire sleeve as a compression spring or a z. B. string-shaped compression spring and a deformable sleeve.
Eine besonders bevorzugte Aus ührungsform des Gebirgsankers" . ist im Anspruch 7 angegeben. Hier kann der Stauchkörper mit dem Rohr in das Bohrloch versenkt und damit der Überstand des gesamten Ankers über das Bohrloch auf ein Minimum ver¬ ringert werden. Der Stauchkörper wird durch das Rohrstück vor Verschmutzungen geschützt, wobei der Verformungs ider¬ stand überdies z. B. bei einem in Längsrichtung wellenför¬ mig profilierten oder sich unter Bildung von Wellen zusam- mendrückenden hulsenförmigen Stauchkörper durch das zwischen. Ankerstange und Rohrstück für diese Wellung freigelassene Spiel beeinflußt werden kann.A particularly preferred embodiment of the rock anchor "is specified in claim 7. Here, the compression body with the pipe can be sunk into the borehole and the protrusion of the entire anchor over the borehole can be reduced to a minimum. The compression body is through the pipe section protected from contamination, the deformation ider also being able to be influenced, for example, in the case of a sleeve-shaped compression body which is profiled in a longitudinal direction in the longitudinal direction or which compresses with the formation of waves, by the play left between the anchor rod and the tube piece for this corrugation.
Eine Weiterbildung dieser Grundkonstruktion entnimmt man dem Anspruch 8, wobei das Rohrstück mit seinem Ende einen Teil des Ankerkopfes bildet. Um hier eine einfache Fertigung zu ermöglichen, kann gemäß Anspruch 9 vorgegangen werden.A further development of this basic construction can be found in claim 8, the end of the pipe section forming part of the anchor head. In order to enable simple manufacture here, the procedure according to claim 9 can be used.
Eine ähnliche Möglichkeit ist im Anspruch 10 angegeben. Hier dient der Gewindebolzen als Ankerkopf. Die Längen der belie¬ bigen Ankerstange und des Gewindebolzens können wunschgemäß aufeinander abgestimmt werden.A similar possibility is given in claim 10. Here the threaded bolt serves as an anchor head. The lengths of the anchor rod and the threaded bolt can be as desired be coordinated.
Die Verformung des Gebirges ergibt eine Deformation des Stauchkörpers, wobei der äußere Endbereich der auch der Dehnung unterliegenden Ankerstange in das Bohrloch hinein¬ gezogen wird. Wenn man eine Ausführung nach Anspruch 11 vor¬ sieht, kann man die aufgetretene Verformung mit einfachen Mitteln direkt messen.The deformation of the rock results in a deformation of the compression body, the outer end region of the anchor rod, which is also subject to expansion, being pulled into the borehole. If one sees an embodiment according to claim 11, the deformation which has occurred can be measured directly with simple means.
Eine in der Herstellung besonders einfache Ausgestaltung des eine Grundkonstruktion nach Anspruch 7 aufweisenden Gebirgs- ankers entnimmt man dem Anspruch 12. Bei dieser Ausführung ergibt sich ebenfalls nur ein geringer Überstand über das Bohrloch in der ersten Montagestellung, wobei die Anker- Stange gegen den Widerstand des mit dem Rohrstück in das Bohrloch versenkten Stauchkörpers in das Rohrstück hinein¬ gezogen wird. Durch einfaches Anziehen der den Ankerkopf bildenden Mutter werden in der Einbaustellung die über das aufgeweitete Ende des Rohrstückes mitgenommene Ankerplatte gegen die äußere Bohrlochwand bzw. einen zwischen Gebirge und Ankerplatte anzubringenden z. B. großflächigen Ausbau¬ teil und das Rohrstück seinerseits über den Stauchkörper im Sinne eines Hineinschiebens in das Bohrloch vorgespannt.A particularly simple embodiment of the rock anchor having a basic construction according to claim 7 can be found in claim 12. In this embodiment, there is also only a small protrusion beyond the borehole in the first assembly position, the anchor rod against the resistance of the is pulled into the tube piece with the tube piece recessed in the borehole. By simply tightening the nut forming the anchor head, the anchor plate, which is carried over the widened end of the pipe section, is brought into the installation position against the outer wall of the borehole, or between z. B. large-area expansion part and the pipe piece in turn biased over the compression body in the sense of pushing it into the borehole.
Wenn gemäß Anspruch 13 vorgegangen wird, kann der Druckring zusätzlich durch Reibungsschluß mit der Innenwand des Rohr¬ stückes einen Teil der Rückhaltekra t erzeugen.If one proceeds according to claim 13, the pressure ring can additionally generate a part of the retaining force by frictional engagement with the inner wall of the tube piece.
Bei der Grundkonstruktion nach Anspruch 7 und vor allem bei einer Ausführung nach Anspruch 12 kann man auch einen Stauch- körper nach Anspruch 14 vorsehen, der etwa aus weicherem Me¬ tall bzw. einer Metallegierung oder aus einem Kunststoff be¬ steht, wobei der Extrusionswiderstand des Stauchkörperma¬ terials durch die Durchtrittsöffnungen die Rückhaltekraft des Ankers exakt definiert. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.In the basic construction according to claim 7 and especially in an embodiment according to claim 12 one can also provide an upsetting body according to claim 14, which consists for example of softer metal or a metal alloy or a plastic, the extrusion resistance of the Stuffer body materials precisely define the retention force of the armature through the passage openings. Further details and advantages of the subject matter of the invention can be found in the following description of the drawings.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigenThe subject matter of the invention is illustrated in the drawing, for example. Show it
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch den äußeren Endbe¬ reich einer Ankerstange und ihrer Abstützverbindung mit dem Ankerkopf in der Einbaustellung, Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform,1 schematically shows a section through the outer end region of an anchor rod and its support connection to the anchor head in the installed position, FIG. 2 shows a section through a second embodiment corresponding to FIG. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, Fig. einen Schnitt durch eine vierte Ausführungs orm und Fig. 5 als Detail zu Fig. 4 ein Teilstück von Ankerstange, Rohrstück und Stauchkörper bei gestauchtem Stauch- körper ebenfalls im Schnitt.3 shows a section through a third embodiment, FIG. 5 shows a section through a fourth embodiment, and FIG. 5 shows a detail of FIG. 4 shows a section of the anchor rod, pipe section and compression body with the compression body also in section.
Zur Hohlraumsicherung an einer aus dem Gebirge 1 gebildeten • Hohlraumleibung werden jeweils nachgiebige Gebirgsanker 2 versetzt, die den Gebirgsdruck aufnehmen und ein Mittragen des Gebirges bewirken sollen. Die Gebirgsanker 2 weisen eine Ankerstange 3, 3a auf, die bei der Ausführung nach Fig. 1 als Rohr 3 und bei den Ausführungen nach den Fig. 2 bis 5 als massive Stange 3a ausgebildet ist und die in das Bohr¬ loch - eingeführt und im Bohrlochinneren, also zumindest am inneren Endbereich sicher befestigt wird. Es kann hier eine Verklebung, Yerdübelung, Vermörtelung oder Aufweitung rohr- förmiger, vorgeformter Endstücke durch Hydraulikmittelbeauf¬ schlagung und dadurch bedingte Verpressung der Endstücke mit dem Gestein vorgenommen werden.In order to secure the cavity on a cavity reveal formed from the mountains 1, flexible rock anchors 2 are respectively set up, which are intended to absorb the rock pressure and cause the mountains to be carried along. The rock anchors 2 have an anchor rod 3, 3a which is designed as a tube 3 in the embodiment according to FIG. 1 and as a solid rod 3a in the embodiments according to FIGS. 2 to 5 and which is inserted into the borehole and in Inside the borehole, that is, at least at the inner end region, is securely fastened. Adhesion, dowelling, mortaring or widening of tubular, preformed end pieces can be carried out here by the application of hydraulic medium and the resulting pressing of the end pieces with the rock.
Nach Fig. 1 ist auf das freie, aus dem Bohrloch 4 herausra¬ gende Ende der Ankerstange 3 eine einen Stauchkörper bildende Hülse 5 mit Spiel aufgesteckt, die regelmäßig verteilte Um- fangsrillen 6 aufweist. Die Hülse 5 sitzt zwischen zwei ent- sprechende Druckflächen aufweisenden Stützringen 7 und 9, wobei der äußere Stützring 7 an der Ankerstange 3 und der innere Stützring 9 innenseitig in einem in das Bohrloch ein¬ führbaren Rohrstück 8 eingeschweißt ist. Das Rohrstück 8 um¬ schließt die Hülse' 5 und trägt außerhalb des Bohrloches 4 eine Gewindehülse 10 mit einem Außengewinde 11 für eine An- kermutter 12, die sich auf einer Ankerplatte 13 abstützt, welche von außen her gegen das Gebirge 1 oder wie im vorlie¬ genden Fall gegen eine Spritzbetonschicht 14 oder ein gege¬ benenfalls unter Zwischenschaltung einer plastisch verform¬ baren Einlage gegen das Gebirge anstellbares großflächiges Auskleidungseleraent drückt. Es ist auch möglich, über dieAccording to FIG. 1, a sleeve 5, which forms a compression body and has play, is plugged onto the free end of the anchor rod 3 protruding from the borehole 4 and has regularly distributed circumferential grooves 6. The sleeve 5 sits between two corresponding support surfaces 7 and 9 having pressure surfaces, the outer support ring 7 on the anchor rod 3 and inner support ring 9 is welded on the inside in a pipe section 8 that can be inserted into the borehole. The pipe section 8 encloses the sleeve 5 and, outside of the borehole 4, carries a threaded sleeve 10 with an external thread 11 for an anchor nut 12, which is supported on an anchor plate 13, which from the outside against the mountains 1 or as in the present ¬ case against a shotcrete layer 14 or a large-area lining element which can be placed against the mountain range with the interposition of a plastically deformable insert. It is also possible to use the
Ankerplatten 13 mehrerer Gebirgsanker 2 Auskleidungselemente mit Spaltabstand vom Gebirge 1 festzuhalten und den Spalt mit Spritz- oder Ortbeton auszufüllen.To hold anchor plates 13 of several rock anchors 2 lining elements with a gap distance from the mountains 1 and to fill the gap with shotcrete or in-situ concrete.
Ist der Gebirgsanker 2 ordnungsgemäß gesetzt und durch An¬ ziehen der Ankermutter 12 vorgespannt, kann er den auftre¬ tenden Gebirgsdruck bis zu einer bestimmten Grenzbelastung aufnehmen, wobei der Kraftfluß von der Gesteinswand 1 und der Spritzbetonschicht 14 od. dgl. über die Ankerplatte 13, das Rohrstück 8, den Druckring 9 und die Hülse 5 zum Druck¬ ring 7 und damit zur Ankerstange 3 verläuft. Übersteigen die Belastungen den Stauchwiderstand der Hülse 5 wird diese durch Stauchung verformt, also zwischen den Stützringen 7, 9 zusammengedrückt. Verlauf, Form und Zahl der Umfangsrillen 6 ermöglichen eine Beeinflussung des Verformungsverhaltens der Hülse 5, so daß die AbStützung in ihrer Nachgiebigkeit an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden kann. Die maxi¬ male Verformung der Hülse 5 gibt ein Maß für die zulässige aufzunehmende Verformung und man kann daher durch Wahl der Hülsengröße und -form größere Verformungsbereiche einstellen, in denen keine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Gebirgsankers stattfindet und der die Haltekraft des Gebirgs- ankers definierende Verformungswiderstand genau definiert ist. Der Überstand des Ankerkopfbereiches über die Anker- platte 13 ist gering. Zur Messung der auftretenden Verformung kann, wie strich¬ punktiert angedeutet wurde, in die hohle Ankerstange 3 ein Meßstab 15 eingeführt sein, der im Inneren des Bohrloches in- der Ankerstange befestigt ist und durch seinen Überstand über den Rand des Rohrstückes 8 die Größe der au getretenen Verformung der Hülse 5 anzeigt.If the rock anchor 2 is set correctly and pre-tensioned by tightening the anchor nut 12, it can absorb the occurring rock pressure up to a certain limit load, the force flow from the rock wall 1 and the shotcrete layer 14 or the like via the anchor plate 13, the pipe section 8, the pressure ring 9 and the sleeve 5 to the pressure ring 7 and thus to the anchor rod 3. If the loads exceed the compression resistance of the sleeve 5, it is deformed by compression, that is to say compressed between the support rings 7, 9. The course, shape and number of the circumferential grooves 6 make it possible to influence the deformation behavior of the sleeve 5, so that the resilience of the support can be adapted to the respective conditions. The maximum deformation of the sleeve 5 gives a measure of the permissible deformation to be absorbed and, by choosing the sleeve size and shape, it is therefore possible to set larger deformation ranges in which there is no impairment of the functionality of the rock bolt and the deformation resistance defining the holding force of the rock bolt is precisely defined. The protrusion of the anchor head area over the anchor plate 13 is low. To measure the deformation that occurs, as indicated by dash-dotted lines, a measuring rod 15 can be inserted into the hollow anchor rod 3, which is fastened in the interior of the borehole in the anchor rod and, due to its projection over the edge of the pipe section 8, the size of the au indicates deformation of the sleeve 5.
Bei den Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau der Hülse 5 entsprechende Hülsen 16 vorhanden, die sich mit ihrem inneren Ende an einem Stütz¬ ring 17 und mit ihrem äußeren Ende an einem Stützring 18 ab¬ stützen. Das Ende der Ankerstange 3a ist nach Fig. 2 mit einem aus dem Bohrloch herausragenden Gewindeende 19 und nach Fig. 3 mit einem im Bohrloch 3 verbleibenden Gewinde- ende 20 versehen. Auf dieses Gewindeende ist der Druckring 18, der als Mutter ausgebildet ist, aufgeschraubt, so daß die Relativlage der Hülse 16 und eines den Lnneren Druck¬ ring 17 tragenden Rohrstückes 21 zur Ankerstange durch Ver¬ drehen dieser Mutter eingestellt werden kann. Die den Druckring 18 bildende Mutter ist im äußeren Ende des Rohr¬ stückes 21 gleitverstellbar geführt. Nach Fig. 2 schließt an das Rohrstück 21 eine Gewindehülse 22 an, auf die eine An¬ kermutter 23 aufgeschraubt ist, welche unter Zwischenschal¬ tung einer Beilagescheibe 24 auf eine in der Mitte nach aus- sen gewölbte. Ankerplatte 25 drückt.2 and 3 there are corresponding sleeves 16 in their basic structure of the sleeve 5, which are supported with their inner end on a support ring 17 and with their outer end on a support ring 18. According to FIG. 2, the end of the anchor rod 3a is provided with a threaded end 19 protruding from the borehole and according to FIG. 3 with a threaded end 20 remaining in the borehole 3. The pressure ring 18, which is designed as a nut, is screwed onto this threaded end, so that the relative position of the sleeve 16 and a tube piece 21 carrying the inner pressure ring 17 relative to the anchor rod can be adjusted by turning this nut. The nut forming the pressure ring 18 is slidably guided in the outer end of the tube piece 21. According to FIG. 2, a threaded sleeve 22 adjoins the tube piece 21, onto which an anchor nut 23 is screwed, which, with the interposition of a washer 24, adjoins one that bulges outwards in the middle. Anchor plate 25 presses.
Nach Fig. 3 ist in das äußere Ende des Rohrstückes 21 eine Mutter 26 eingeschweißt, die der Aufnahme eines koaxial mit der Ankerstange 3a und dem Gewindeende 20 angebrachten Ge- windebolzens 27 dient, der wieder über eine Ankermutter 28 und eine Beilagescheibe 29 auf eine Ankerplatte 30 drückt.According to FIG. 3, a nut 26 is welded into the outer end of the tube piece 21, which serves to receive a threaded bolt 27 which is attached coaxially with the anchor rod 3a and the threaded end 20 and which is again via an anchor nut 28 and a washer 29 on an anchor plate 30 presses.
Nach den Fig. 4 und 5 ist die Ankerstange 3a mit einem Ge¬ windeende 31 ausgestattet. Es wird eine Ankerplatte 32 ver- wendet, bei der der Rand 33 einer Durchführungsöffnung für ein Rohrstück 34 leicht nach innen gezogen ist. Das Rohr- stück 34 besitzt ein aufgeweitetes äußeres Ende 35 und ein sich konisch verengendes inneres Ende 36. Am inneren Ende 36 stützt sich ein gegebenenfalls durch Schweißung zusätzlich gesicherter Druckring 37 ab. Zwischen diesem Druckring 37 und einem mit Hilfe einer Ankermutter 38 festspannbaren4 and 5, the anchor rod 3a is equipped with a threaded end 31. An anchor plate 32 is used in which the edge 33 of a passage opening for a pipe section 34 is slightly pulled inwards. The pipe- Piece 34 has a widened outer end 35 and a conically narrowing inner end 36. At the inner end 36, a pressure ring 37, optionally secured by welding, is supported. Between this pressure ring 37 and one which can be tightened with the aid of an anchor nut 38
Druckring 39 ist mit Spiel innerhalb des Rohrstückes 34 eine ver ormbare Hülse 40 angeordnet. Durch Festziehen der Anker¬ mutter 38 an der mit ihrem inneren Ende befestigten Anker¬ stange 3a wird die verformbare Hülse 40 in das Bohrloch 4 hineingeschoben und nimmt dabei das Rohrstück 40 sowie über dessen aufgeweiteten Rand 35 die Ankerplatte 32 mit, so daß diese gegen die Leibung des Gesteins 1 bzw. den zwischen Ge¬ stein und Ankerplatte 32 liegenden Teil 14, der wie erwähnt, Spritzbeton oder ein Auskleidungsteil sein kann, gepreßt wird. Wenn das Gebirge arbeitet, und die Verformungsbela¬ stung der Hülse 40 überschritten wird, kann sich die Hülse wie in Fig. 5 dargestellt, unter Wellung verformen, wobei sich die entstehenden Wellen mit ihren Scheiteln an der An¬ kerstange 3a und im Inneren des Rohrstückes 34 abstützen, so daß auch die Ringspaltgrδße zwischen Ankerstange und Rohr¬ innenseite die Yerformungscharakteristik und den Verformungs¬ widerstand mitbestimmen. Zur Erzielung einer Wellung bei der Stauchung kann die Hülse 40 vorgeformt sein, also eine wel¬ lige Längsprofilierung durch Ringsicken oder nach einem Ge- windegang verlaufende Sicken besitzen. Die Hülse 40 kann auch leicht konisch sein.Pressure ring 39 is arranged with play within the pipe section 34 a ver ormbare sleeve 40. By tightening the anchor nut 38 on the anchor rod 3a fastened with its inner end, the deformable sleeve 40 is pushed into the borehole 4 and thereby takes the pipe section 40 and, over its widened edge 35, the anchor plate 32, so that it rests against the The soffit of the rock 1 or the part 14 lying between the rock and the anchor plate 32, which, as mentioned, can be shotcrete or a lining part, is pressed. When the rock is working and the deformation load of the sleeve 40 is exceeded, the sleeve can deform as shown in FIG. 5, with undulation, the resulting waves with their apexes on the anchor rod 3a and in the interior of the pipe section 34 support, so that the annular gap size between the anchor rod and the inside of the tube also determines the yerforming characteristics and the deformation resistance. In order to achieve a corrugation during compression, the sleeve 40 can be preformed, that is to say it has a corrugated longitudinal profile by means of ring beads or beads running after a thread. The sleeve 40 can also be slightly conical.
Nach einer nicht dargestellten Variante kann die Hülse 40 durch einen Körper aus plastisch verformbarem Material er- setzt werden, wobei in den Ringen 37 oder 39 Extrusionsöff- nungen vorgesehen werden, durch die das Material dieses Kör¬ pers beim Überschreiten der vorgegebenen Belastung extru- diert wird." Zusätzlich kann in diesen Körper eine verform¬ bare Hülse aus Metall eingebettet sein oder es können andere Bewehrungselemente innerhalb des verformbaren Körpers ange¬ bracht werden, um die Extrusionscharakteristik und damit den Rückhaltewiderstand der äußeren Ankerbefestigung im voraus zu bestimmen. Wie die Fig. 4 zeigt, ist der Grδßtdurchmes- ser der Ankermutter 38 kleiner als die Lichtweite des Rohr- Stückes 34, so daß die Ankermutter 34 in das Rohrstück ein- treten kann, wenn die Hülse 40 gestaucht wird.According to a variant which is not shown, the sleeve 40 can be replaced by a body made of plastically deformable material, extrusion openings being provided in the rings 37 or 39 through which the material of this body extrudes when the predetermined load is exceeded becomes. " In addition, a deformable sleeve made of metal can be embedded in this body or other reinforcement elements can be attached within the deformable body in order to improve the extrusion characteristics and thus the Determine the retention resistance of the outer anchor fastening in advance. As shown in FIG. 4, the size of the anchor nut 38 is smaller than the light width of the pipe section 34, so that the anchor nut 34 can enter the pipe section when the sleeve 40 is compressed.
Wie die Fig. 2 und 3 noch zeigen, kann das Bohrloch 4 bei oder vor der Anbringung des Gebirgsankers 2 mit einem Ze¬ mentmörtel oder einem sonstigen Füllmittel gefüllt werden. As FIGS. 2 and 3 also show, the borehole 4 can be filled with a cement mortar or another filler when or before the rock anchor 2 is attached.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Gebirgsanker (2) mit einer in einem Bohrloch (4) zu be estigenden Ankerstange (3; 3a) und einem Ankerkopf (8; 23-, 25, 38, 39) für eine außerhalb des Bohrloches (4) an¬ bringbare Ankerplatte (13; 25; 30; 32), wobei in die Ab- Stützverbindung zwischen Ankerplatte und Ankerstange ein die Ankerstange hülsenförmig umgebender, druckbelasteter Ver¬ formteil (5; 16, 40) eingebunden ist, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Verformteil (5-; 16, 40) einen zwischen einer stangenseitigen und einer plattenseitigen Druckfläche (7;9; 17, 18; 37, 39) sitzenden Stauchkδrper bildet.1. rock anchor (2) with an anchor rod (3; 3a) to be estigated in a borehole (4) and an anchor head (8; 23-, 25, 38, 39) for an anchor plate that can be attached outside the borehole (4) (13; 25; 30; 32), whereby a pressure-loaded deformed part (5; 16, 40) surrounding the anchor rod in the form of a sleeve is enclosed in the supporting connection between the anchor plate and anchor rod, characterized in that the deformed part (5th -; 16, 40) forms a compression body between a rod-side and a plate-side pressure surface (7; 9; 17, 18; 37, 39).
2. * Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stauchkörper eine Hülse (5; 16, 40) vorgesehen ist.2. * rock anchor according to claim 1, characterized in that a sleeve (5; 16, 40) is provided as the compression body.
3. Gebirgsanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5; 16) Umf angsrillen (6) aufweist.3. rock anchor according to claim 2, characterized in that the sleeve (5; 16) circumferential grooves (6).
4. Gebirgskanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß die gleichmäßig axial hintereinander gereihten Rillen (6) der Hülse (5; 16) unterschiedliche Tiefe be¬ sitzen.4. mountain anchor according to claim 3, characterized gekennzeich¬ net that the even axially consecutive grooves (6) of the sleeve (5; 16) be different depth be¬.
5. Gebirgsanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) eine wellenförmige Längsprofilierung aufweist.5. rock anchor according to claim 3, characterized in that the sleeve (40) has a wavy longitudinal profile.
6. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) sich gegen das eine Ende konisch verjüngt. 6. rock anchor according to one of claims 1 to 5, da¬ characterized in that the sleeve (40) tapers conically towards one end.
7. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Hülse (5; 16, 40) mit Spiel in einem in das Bohrloch (4) einsetzbaren Rohrstück (8; 21, 34) untergebracht ist, das sich mi seinem äußeren Ende an der Ankerplatte (13; 25; 30; 32) abstützt und im Bereich seines inneren Endes einen die plattenseitige Druckfläche bildenden Bund (9; 17; 37) aufweist.7. rock bolt according to one of claims 1 to 6, da¬ characterized in that the sleeve (5; 16, 40) is housed with play in a piece of pipe (8; 21, 34) which can be inserted into the borehole (4) with its outer end supported on the anchor plate (13; 25; 30; 32) and has a collar (9; 17; 37) forming the plate-side pressure surface in the area of its inner end.
8. Gebirgsanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchkörper (5) zwischen einem äußeren Stützring8. rock anchor according to claim 7, characterized in that the compression body (5) between an outer support ring
(7) der Ankerstange (3) und einem den Bund bildenden inneren Stützring (9) des Rohrstückes (8) angeordnet ist, das über eine Ankermutter (12) an der Ankerplatte (13) angreift.(7) the anchor rod (3) and an inner support ring (9) of the pipe section (8) forming the collar, which acts on the anchor plate (13) via an anchor nut (12).
9. Gebirgsanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (8) ein Außengewinde (11) für die Anker¬ mutter (12) aufweist ,- wobei auf das Rohrstück (8) eine das ■ Außengewinde (11) bildende Gewindehülse (10) aufgebracht ist.9. rock anchor according to claim 8, characterized in that the pipe section (8) has an external thread (11) for the Anker¬ nut (12), - on the pipe section (8) forming an ■ external thread (11) threaded sleeve (10 ) is applied.
10. Gebirgsanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (21) mit einer am stützring reien Ende eingesetzten Mutter (18) auf einem nach außen ragenden axial an die Ankerstange anschließenden Gewindebolzen (19, 20) aufgeschraubt ist.10. Rock anchor according to claim 8, characterized in that the pipe section (21) is screwed with a nut inserted on the support ring end (18) on an outwardly projecting axially adjoining the anchor rod threaded bolt (19, 20).
11. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da-, durch gekennzeichnet, daß die hohle Ankerstange (3) einen Meßstab (15) aufnimmt, der im Bereich des Befestigungse'ndes der Ankerstange fixiert und lose bis durch den Ankerkopf (8) hindurchgeführt ist.11. A rock anchor according to one of claims 1 to 10, DA, characterized by that the hollow anchor rod (3) to receive a dipstick (15) in the region of Befestigungse 'of the anchor rod ndes fixed and loose to by the anchor head (8) is passed through.
12. Gebirgsanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenende (35) des Rohrstückes (34) zur Abstützung am Rand (33) einer Durchführungsöffnung der Ankerplatte (32) aufgeweitet und das innere Ende (36) des Rohrstückes zur Bildung des Bundes oder zur Abstützung eines den Bund bil¬ denden Ringes (37) verengt ist und daß der Ankerkopf (38) aus einer in das Rohrstück (34) einführbaren, auf ein Ge¬ windeende (31) der Ankerstange (3a) aufschraubbaren An¬ kermutter (38) besteht.12. Rock anchor according to claim 7, characterized in that the outer end (35) of the pipe section (34) for support at the edge (33) of a through opening of the anchor plate (32) expanded and the inner end (36) of the pipe section Formation of the collar or to support a collar (37) forming the collar is narrowed and that the anchor head (38) can be screwed onto a threaded end (31) of the anchor rod (3a) from an insertable into the pipe section (34) ¬ core nut (38).
13. Gebirgsanker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß zwischen Ankermutter (38) und Hülse (40) ein im Rohrstück (34) geführter Druckring (39) anbringbar ist.13. rock anchor according to claim 12, characterized gekennzeich¬ net that between the anchor nut (38) and sleeve (40) in the pipe section (34) guided pressure ring (39) can be attached.
14. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 7, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stauchkδrper bildende Hülse aus plastisch verformbarem Material besteht und das Rohrstück und/oder die die Druckflächen aufweisenden Teile Durchtrittsö fnungen zum Auspressen des Hülsenmaterials freilassen. 14. Rock anchor according to one of claims 7, 12 and 13, characterized in that the sleeve forming the upsetting body is made of plastically deformable material and the tube piece and / or the parts having the pressure surfaces leave openings for pressing out the sleeve material.
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