EP2829661B1 - Erd- und Felsanker - Google Patents

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EP2829661B1
EP2829661B1 EP13177343.4A EP13177343A EP2829661B1 EP 2829661 B1 EP2829661 B1 EP 2829661B1 EP 13177343 A EP13177343 A EP 13177343A EP 2829661 B1 EP2829661 B1 EP 2829661B1
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EP
European Patent Office
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ground
rock anchor
tensile member
anchor according
anchorage part
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EP13177343.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2829661A1 (de
Inventor
Thomas Keller
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FJ Aschwanden AG
Original Assignee
FJ Aschwanden AG
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Publication date
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Priority to CA2857324A priority patent/CA2857324C/en
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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/80—Ground anchors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0046—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts formed by a plurality of elements arranged longitudinally
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/80—Ground anchors
    • E02D5/808—Ground anchors anchored by using exclusively a bonding material

Definitions

  • the present invention relates to an earth anchor and rock anchor, comprising a longitudinally stable flexible tension member, an anchoring part in which the tension member is fixed with the one end portion, and an anchor head means in which the tension member is held with the other end portion, which anchoring part thereto is intended to be introduced into an earth or rock hole and anchored there.
  • Such earth and rock anchors are used in particular to stabilize slopes and rock walls by the forces to be absorbed by the anchoring part in the surface region of the earth and rock masses to be stabilized are introduced into deeper stable soil layers.
  • a tension element which is usually formed of a rod or wire strands, which are anchored in the deeper soil layers.
  • these rods or strands are fixed via a mortar mass initiated in the corresponding wellbore.
  • the tensioning element can be tensioned via the anchor head device, and the surface soil or masses of rock can be stabilized by means of an anchoring plate on which a longarine is supported.
  • Such an earth and rock anchor is for example from the publication CH 701 928 B1 known.
  • the tension element can be used in a plastic sheath, the tension elements can also be accommodated in plastic pipes, which are filled with grease, for example.
  • control operations are carried out for example in a known manner by resistance measurements, which is also expensive.
  • the object of the present invention is now to provide an earth anchor and rock anchor, which is easy to manufacture, and in which in particular the anchoring in the well and also on the anchoring part can be done in an optimal manner.
  • the solution of this object is achieved in that the longitudinally stable flexible tension member at least at one end portion which is fixed in the anchoring part, at least one first loop, and that the anchoring part is a substantially prismatic or cylindrical longitudinal body, which is formed by a curable composition of which the at least one first loop of the longitudinally stable flexible tension element is enclosed.
  • the anchoring part with at least one first loop of the longitudinally stable flexible tension element fixed therein is prefabricated, so that it is ensured that the fixation of this loop in the anchoring part is optimal.
  • This longitudinal body formed of a hardenable mass with the fixed tension element is inserted into the borehole, by initiating a further hardenable mass in the borehole, the longitudinal body is anchored and held in an optimal manner in the borehole bottom.
  • the longitudinally stable flexible tension element is formed of a fiber-reinforced plastic, preferably carbon fiber reinforced plastic, whereby corrosion can be excluded.
  • a tension element also has the advantage that it is flexible, the flexible tension element can be rolled up, for example, for transporting the earth and rock anchors, which has a space saving the length expansion of such rock anchors result. Due to the possibility of rolling up or bending over the longitudinally stable flexible tension element, the space required in front of the borehole during insertion of the ground anchor and rock anchor is low.
  • the longitudinally stable flexible tension element consists of several layers, wherein in one end region, which is fixed in the anchoring part, each layer or a bundle of layers each forms a separate first loop, which separate first loops each have different lengths. This results in a gradual fixation of this tension element in the anchoring part, whereby the anchoring and the power consumption is substantially improved.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the hardenable mass, from which the anchoring part is formed, is a mortar-like mass.
  • This mortar-like mass can be poured into a mold in which the one end portion of the flexible tension element is inserted, whereby a firm connection between mortar-like mass after curing and the first loops of the flexible tension element is ensured.
  • the surface of the anchoring part is provided with structures which can be provided in the mold in which the anchoring part is made and in which the first loops are molded, whereby between the surface of the anchoring part and the hardenable mass initiated in the borehole an optimal connection is created.
  • the structures consist of ribs projecting over the surface of the anchoring part, which are aligned substantially transversely to the direction of pull of the force acting on the tensioning element and on the anchoring part, which results in optimum fixation.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the anchoring part is enclosed at least over portions of its length with clamping rings. By means of these clamping rings it is avoided that the longitudinal body hardened from a mortar-like mass can break out in these areas.
  • a clamping ring is arranged in the entry region of the tension element in the anchoring part, since in this area the power consumption is very large.
  • these clamping rings are each arranged in the region of the ends of the first loops of the tension element in the anchoring part, since in these areas the risk of breakout is greatest.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the other end region of the tension element is designed as a second loop.
  • the tension element can thus be produced as an endless loop, which has a positive effect on their strength.
  • a bolt arranged transversely to the direction of pull is provided in the anchor head device, the second loop of the tension element can be laid in a simple manner via this bolt, the holding of the tension element in the anchor head device is optimal.
  • the bolt is mounted in a tensioning device which is arranged in the anchor head device, whereby the tension element can be clamped more or less simply by displacing the bolt.
  • FIG. 1 is a longitudinally stable flexible tension element 1 with the anchoring part 2 of a Erd- and rock anchor 3 can be seen.
  • the one end region 4 of this tension element 1 is fixed in the anchoring part 2.
  • the anchoring part 2 consists of a hardenable mass, in particular a mortar-like mass, the connection between anchoring part 2 and tension element 1 is achieved in that one end portion 4 of the tension element 1 is inserted into a mold or form, which form or formwork by the hardenable mass is poured out. After hardening of this mass, the mold or shell can be removed to obtain an anchoring part 2, in which the one end portion 4 of the tension element is optimally fixed and held.
  • This anchoring part 2 is formed in the present embodiment by a longitudinal body 8, which has a cylindrical shape.
  • this longitudinal body 8 a prismatic or another suitable shape.
  • the one end portion 4 of the tension element 1 is formed as a first loop 5; as will be described later, the tension member 1 may have a plurality of first loops 5.
  • the other end portion 6 of the tension member 1 is formed as a second loop 7, which can be secured in an anchor head device, not shown, as will be described later.
  • FIG. 2 the longitudinal stable flexible tension element 1 is shown.
  • This tension element 1 is formed from a fiber-reinforced plastic, preferably from a carbon fiber reinforced plastic, but also glass fiber reinforced plastics or other suitable reinforced Kunsscher are conceivable.
  • a fiber-reinforced plastic preferably from a carbon fiber reinforced plastic, but also glass fiber reinforced plastics or other suitable reinforced Kunsscher are conceivable.
  • several layers of carbon fiber reinforced plastic can be used, each of these layers or a bundle of layers forms an endless loop.
  • the innermost layer or bundle of layers forms the first loop 5 '
  • the second or middle layer or bundle of layers forms the first loop 5 "
  • the outermost layer or bundle of layers forms the first loop 5"'
  • this three first loops 5 ', 5 "and 5"' have different lengths.
  • all these layers are formed on one another, so that a single second loop 7 is formed.
  • the tension element 1 In the middle region of the tension element 1, all layers which form the loops are arranged one above the other, each of these layers forms a band, in the middle region 9, therefore, the tension element 1 consists of several superimposed bands. These bands can be laminated over the entire length, they can also be laminated only in areas alternately. Of course, a different number of layers and loops can be selected, depending on the type of use of earth and rock anchors. The layers can also be arranged one above the other and / or next to each other, so that juxtaposed loops of different lengths are conceivable. Large lengths of loops may additionally be provided with constrictions.
  • FIG. 4 shows the first loops 5 ', 5 "and 5"', as they are incorporated in the cured mass forming the longitudinal body 8.
  • an optimal fixation in the longitudinal body 8 is obtained, which is formed by the mortar-like mass.
  • a known, high-strength mortar-like mass is used. This mortar-like mass can be added to their additional reinforcement in a known manner or fiber material.
  • the surface 10 of the longitudinal body 8 forming the anchoring part 2 is provided with structures 11 projecting over the surface 10.
  • these structures 11 are formed as ribs 12, which are aligned substantially transversely to the pulling direction of the force acting on the tension element 1, and for example, as a spirally encircling ribs 12 may be formed.
  • These structures 11 or ribs 12 are incorporated into the surface of the casting mold, while the longitudinal body 8 is produced by the casting process, they are imaged on the surface 10 of the longitudinal body.
  • the longitudinal body 8 is enclosed in each case with a clamping ring 13, as will be described in detail later.
  • These clamping rings 13 are used to reinforce the longitudinal body 8 in particular in the inlet region of the tension element 1 in the anchoring part 2 and in the region of the first loops 5 ', 5 "and 5"'. In these areas, the risk of breaking out of the mortar-like mass is thereby minimized when loading the earth and rock anchors.
  • FIG. 5 is a cross section through the longitudinal body 8, which forms the anchoring part 2, can be seen.
  • longitudinal body 8 In this consisting of the mortar mass longitudinal body 8 is a first loop 5 'or 5 "or 5"' embedded.
  • a clamping ring 13 To the longitudinal body 8 is in the region of the loop ends, as previously described, in each case a clamping ring 13 is inserted.
  • This Clamping ring 13, which may also consist of a carbon fiber reinforced plastic surrounds the longitudinal body 8 in the region of the first loops 5 ', 5 "and 5"', in these areas the breaking of the mortar-like mass is suppressed, which serves to reinforce the anchoring part 2.
  • Out FIG. 5 are also the ribs 12 can be seen, which are above the surface 10 of the longitudinal body 8 above.
  • the earth anchor and rock anchor 3 according to the invention can be seen in the condition used in the substrate 14 to be stabilized.
  • the one end portion 4 is introduced with the anchoring part 2 of the tension element 1 in a mounted in the ground 14 bore 15.
  • insertion aids can be used in a known manner, such as rods for inserting the longitudinal body 8 in the bore 15.
  • the other end portion 6 of the earth and rock anchor 3, which is designed as a second loop 7, is fastened in an anchor head device 16 which, as will be seen later, is designed as a tensioning device.
  • an earth and rock anchor 3 used can have lengths of up to 70 meters or more. With such lengths, it may be appropriate to subdivide the tension element 1 into several sections and to connect them via coupling means, which simplifies handling.
  • the longitudinal body 8 can easily have a length of 6 meters, whereby an optimal anchoring in the bore 15 of the substrate to be stabilized 14 can be achieved.
  • FIG. 8 Out FIG. 8 is the anchor head device 16 can be seen, with which the other end portion 6 of the tension element 1 of the earth and rock anchor 3 is held.
  • the anchor head device 16 consists of a mounting bracket 17 which is provided with two longitudinal slots 18. Inserted in these longitudinal slots 18 is a bolt 19. About this pin 19 is the second loop. 7 of the tension element 1 placed.
  • the bolt 19 can be tensioned together with the second loop 7 of the tension element 1 in the direction of the longitudinal slots 18.
  • clamping screws 20 are provided, which are screwed into the bolt 19, and which are supported on the support bracket 17. As a result, the tension element 1 can be clamped in a simple manner to the desired clamping force.
  • the support bracket 17 is supported on a correspondingly shaped, inclinations receiving long arms 21, this support plate is placed on another plate 22, which may for example consist of concrete, and over which the substrate is stabilized in the surface region.
  • the anchor head device 16 is protected in a known, not shown manner against corrosion.
  • FIG. 9 again shows the one end 4 with the longitudinal body 8 of the Erd- and rock anchor 3 and anchored in the ground anchoring part 2.
  • the guided through the bore 15 tension element 1 can be kept free, it is also conceivable, the bore with a corresponding hardenable mass up fill.
  • Such Erd- and rock anchors can be produced in a simple manner, the introduction of force through the anchoring part in the substrate to be stabilized is optimal, the tension element is not subject to corrosion, thus can be dispensed with appropriate controls.
  • Such earth and rock anchors can be used in a simple manner in the ground, they can also be easily transported because the tension element is flexible and can be wound up, whereby a large space savings is achieved.
  • the tension element is characterized by a very low weight.
  • the tension member can be dimensioned accordingly by the band may be wider and / or thicker, depending on which forces must be absorbed.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Erd- und Felsanker, umfassend ein längsstabiles flexibles Zugelement, einen Verankerungsteil, in welchem das Zugelement mit dem einen Endbereich fixiert ist, und einer Ankerkopfeinrichtung, in welchem das Zugelement mit dem anderen Endbereich gehalten ist, welcher Verankerungsteil dazu bestimmt ist, in ein Erd- oder Felsbohrloch eingeführt und dort verankert zu werden.
  • Derartige Erd- und Felsanker dienen insbesondere dazu, Hänge und Felswände zu stabilisieren, indem die vom Verankerungsteil im Oberflächenbereich der zu stabilisierenden Erd- und Felsmassen aufzunehmenden Kräfte in tieferliegende stabile Bodenschichten eingeleitet werden. Zur Übertragung dieser Kräfte vom Verankerungsteil in die tieferliegenden Bodenschichten dient ein Zugelement, das üblicherweise aus einem Stab oder aus Drahtlitzen gebildet ist, die in den tieferen Bodenschichten verankert werden. Hierzu werden diese Stäbe bzw. Litzen über eine in das entsprechende Bohrloch initiierte Mörtelmasse fixiert. Über die Ankerkopfeinrichtung lässt sich das Zugelement spannen, über eine Verankerungsplatte, auf der sich eine Longarine abstützt, kann das oberflächige Erdreich oder die Felsmassen entsprechend stabilisiert werden.
  • Ein derartiger Erd- und Felsanker ist beispielsweise aus der Veröffentlichung CH 701 928 B1 bekannt.
  • Derartige Erd- und Felsanker sollen dauerhaft eingesetzt werden, was bedeutet, dass die entsprechenden Bauteile der Erd- und Felsanker insbesondere gegen Korrosion geschützt sein müssen. Hierzu sind verschiedenste Methoden bekannt, beispielsweise kann das Zugelement in eine Kunststoffhülle eingesetzt sein, die Zugelemente können auch in Kunststoffrohren untergebracht werden, die beispielsweise mit Fett gefüllt sind.
  • Die Herstellung derartig korrosionsgeschützter Erd- und Felsanker ist relativ aufwändig, insbesondere ist es auch erforderlich, dass solche Erd- und Felsanker im eingebauten Zustand überprüft werden müssen, um feststellen zu können, ob eine Korrosion eingesetzt hat, was sich auf die Festigkeit von derartigen Erd- und Felsankern sehr negativ auswirken kann.
  • Derartige Kontrollvorgänge werden beispielsweise in bekannter Weise durch Widerstandsmessungen ausgeführt, was ebenfalls aufwändig ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Erd- und Felsanker zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist, und bei welchem insbesondere die Verankerung im Bohrloch und auch am Verankerungsteil in optimaler Weise erfolgen kann.
  • Erfindungsgemäss erfolgt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, dass das längsstabile flexible Zugelement mindestens am einen Endbereich, der im Verankerungsteil fixiert ist, mindestens eine erste Schlaufe aufweist, und dass der Verankerungsteil ein im Wesentlichen prismatischer oder zylindrischer Längskörper ist, der durch eine aushärtbare Masse gebildet ist, von welchem die mindestens eine erste Schlaufe des längsstabilen flexiblen Zugelementes umschlossen ist.
  • Der Verankerungsteil mit der darin fixierten mindestens einen ersten Schlaufe des längsstabilen flexiblen Zugelementes wird vorfabriziert, sodass gewährleistet ist, dass die Fixierung dieser Schlaufe im Verankerungsteil optimal ist. Dieser aus einer aushärtbaren Masse gebildete Längskörper mit dem fixierten Zugelement wird in das Bohrloch eingesetzt, durch Initiieren einer weiteren aushärtbaren Masse in das Bohrloch wird der Längskörper in optimaler Weise im Bohrlochgrund verankert und gehalten.
  • In vorteilhafter Weise ist das längsstabile flexible Zugelement aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet, vorzugsweise kohlefaserverstärkten Kunststoff, wodurch eine Korrosion ausgeschlossen werden kann. Ein derartiges Zugelement hat zudem den Vorteil, dass es biegsam ist, das flexible Zugelement kann beispielsweise zum Transport des Erd- und Felsankers aufgerollt werden, was eine Platzeinsparung der Längenausdehnung derartiger Felsanker zur Folge hat. Durch die Möglichkeit des Aufrollens oder Umbiegens des längsstabilen flexiblen Zugelementes ist der Platzbedarf vor dem Bohrloch beim Einsetzen des Erd- und Felsankers gering.
  • In vorteilhafter Weise besteht das längsstabile flexible Zugelement aus mehreren Lagen, wobei im einen Endbereich, der im Verankerungsteil fixiert ist, jede Lage oder ein Bündel von Lagen jeweils eine separate erste Schlaufe bildet, welche separaten ersten Schlaufen jeweils unterschiedliche Längen aufweisen. Dadurch erfolgt eine stufenweise Fixierung dieses Zugelementes im Verankerungsteil, wodurch die Verankerung und die Kraftaufnahme wesentlich verbessert wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die aushärtbare Masse, aus welcher der Verankerungsteil gebildet ist, eine mörtelartige Masse ist. Diese mörtelartige Masse lässt sich in eine Form giessen, in welcher der eine Endbereich des flexiblen Zugelementes eingelegt ist, wodurch eine feste Verbindung zwischen mörtelartiger Masse nach deren Aushärtung und den ersten Schlaufen des flexiblen Zugelementes gewährleistet ist.
  • In vorteilhafter Weise ist die Oberfläche des Verankerungsteils mit Strukturen versehen, welche in der Form, in welcher der Verankerungsteil hergestellt wird und in welchem die ersten Schlaufen eingegossen sind, vorgesehen werden können, wodurch zwischen der Oberfläche des Verankerungsteils und der in das Bohrloch initiierten aushärtbaren Masse eine optimale Verbindung entsteht.
  • In vorteilhafter Weise bestehen die Strukturen aus über die Oberfläche des Verankerungsteils vorstehenden Rippen, welche im Wesentlichen quer zur Zugrichtung der Kraft, die auf das Zugelement und auf den Verankerungsteil wirksam ist, ausgerichtet sind, was eine optimale Fixierung ergibt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Verankerungsteil mindestens über Teilbereiche seiner Länge mit Spannringen umschlossen ist. Durch diese Spannringe wird vermieden, dass der aus einer mörtelartigen Masse ausgehärtete Längskörper in diesen Bereichen ausbrechen kann.
  • In vorteilhafter Weise ist ein Spannring im Eintrittsbereich des Zugelementes in den Verankerungsteil angeordnet, da in diesem Bereich die Kraftaufnahme sehr gross ist.
  • In vorteilhafter Weise sind diese Spannringe jeweils im Bereich der Enden der ersten Schlaufen des Zugelementes im Verankerungsteil angeordnet, da in diesen Bereichen die Ausbruchgefahr am grössten ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der andere Endbereich des Zugelementes als zweite Schlaufe ausgebildet ist. Das Zugelement lässt sich somit als Endlosschlaufe herstellen, was sich positiv auf deren Festigkeit auswirkt.
  • In vorteilhafter Weise ist in der Ankerkopfeinrichtung ein quer zur Zugrichtung angeordneter Bolzen vorgesehen, über diesen Bolzen lässt sich die zweite Schlaufe des Zugelementes in einfacher Weise auflegen, die Halterung des Zugelementes in der Ankerkopfeinrichtung ist optimal.
  • Der Bolzen ist in einer Spanneinrichtung angebracht, die in der Ankerkopfeinrichtung angeordnet ist, wodurch sich das Zugelement in einfacher Weise durch Verschieben des Bolzens mehr oder weniger spannen lässt.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1 in räumlicher Darstellung ein Zugelement eines Erd- und Felsankers, eingesetzt in den Verankerungsteil;
    • Figur 2 in räumlicher Darstellung das Zugelement mit mehreren ersten Schlaufen und der zweiten Schlaufe;
    • Figur 3 eine Schnittdarstellung durch den Verankerungsteil mit eingesetztem Zugelement und Spannringen entlang Linie III-III gemäss Figur 5;
    • Figur 4 eine Schnittdarstellung durch den Verankerungsteil mit eingesetztem Zugelement und Spannringen entlang Linie IV-IV gemäss Figur 5;
    • Figur 5 eine Schnittdarstellung durch den Verankerungsteil mit eingesetztem Zugelement entlang Linie V-V gemäss Figur 4;
    • Figur 6 die Darstellung eines erfindungsgemässen Erd- und Felsankers im in den Untergrund eingesetzten Zustand;
    • Figur 7 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemässen Erd- und Felsankers, im in den Untergrund eingesetzten Zustand;
    • Figur 8 eine Schnittdarstellung einer Ankerkopfeinrichtung im eingesetzten Zustand; und
    • Figur 9 den Verankerungsteil mit eingesetzten Zugelement im in den Untergrund eingesetzten Zustand.
  • Aus Figur 1 ist ein längsstabiles flexibles Zugelement 1 mit dem Verankerungsteil 2 eines Erd- und Felsankers 3 ersichtlich. Der eine Endbereich 4 dieses Zugelementes 1 ist im Verankerungsteil 2 fixiert. Der Verankerungsteil 2 besteht aus einer aushärtbaren Masse, insbesondere eine mörtelartige Masse, die Verbindung zwischen Verankerungsteil 2 und Zugelement 1 wird dadurch erreicht, dass der eine Endbereich 4 des Zugelementes 1 in eine Form oder Schalung eingelegt wird, welche Form oder Schalung durch die aushärtbare Masse ausgegossen wird. Nach dem aushärten dieser Masse kann die Form oder Schale entfernt werden, man erhält einen Verankerungsteil 2, in welchem der eine Endbereich 4 des Zugelementes in optimaler Weise fixiert und gehalten ist. Dieser Verankerungsteil 2 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Längskörper 8 gebildet, der eine zylindrische Form aufweist. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, diesem Längskörper 8 eine prismatische oder eine andere geeignete Form zu geben. Hierbei ist der eine Endbereich 4 des Zugelementes 1 als erste Schlaufe 5 ausgebildet; wie später noch beschrieben wird, kann das Zugelement 1 mehrere erste Schlaufen 5 aufweisen.
  • Der andere Endbereich 6 des Zugelementes 1 ist als zweite Schlaufe 7 ausgebildet, die in einer nicht dargestellten Ankerkopfeinrichtung befestigt werden kann, wie später noch beschrieben wird.
  • In Figur 2 ist das längsstabile flexible Zugelement 1 dargestellt. Dieses Zugelement 1 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet, vorzugsweise aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, wobei aber auch glasfaserverstärkte Kunststoffe oder andere geeignete verstäkte Kunsstoffe denkbar sind. Zur Herstellung dieses Zugelementes 1 können mehrere Lagen aus kohlefaserverstärkten Kunststoff verwendet werden, wobei jede dieser Lagen oder ein Bündel von Lagen eine Endlosschlaufe bildet. Die innerste Lage bzw. Bündel von Lagen bildet die erste Schlaufe 5', die zweite bzw. mittlere Lage bzw. Bündel von Lagen bildet die erste Schlaufe 5", die äusserste Lage bzw. Bündel von Lagen bildet die erste Schlaufe 5"', diese drei ersten Schlaufen 5', 5" und 5"' weisen unterschiedliche Längen auf. Im Bereich der zweiten Schlaufe 7 sind alle diese Lagen aufeinanderliegend ausgebildet, sodass eine einzige zweite Schlaufe 7 gebildet wird. Im mittleren Bereich des Zugelementes 1 sind sämtliche Lagen, die die Schlaufen bilden, aufeinanderliegend angeordnet, jede dieser Lagen bildet ein Band, im mittleren Bereich 9 besteht somit das Zugelement 1 aus mehreren übereinanderliegenden Bändern. Diese Bänder können über die ganze Länge laminiert sein, sie können auch nur bereichsweise alternierend laminiert sein. Selbstverständlich kann auch eine andere Anzahl von Lagen und Schlaufen gewählt werden, je nach Einsatzart des Erd- und Felsankers. Die Lagen können auch übereinanderliegend und/oder nebeneinanderliegend angeordnet werden, sodass auch nebeneinander angeordnete Schlaufen mit unterschiedlichen Längen denkbar sind. Grosse Längen aufweisende Schlaufen können zusätzlich noch mit Einschnürungen versehen sein.
  • Aus den Figuren 3 und 4 ist der Längskörper 8 ersichtlich, der den Verankerungsteil 2 bildet. Insbesondere Figur 4 zeigt die ersten Schlaufen 5', 5" und 5"', wie sie in der ausgehärteten Masse, die den Längskörper 8 bildet, eingelagert sind. Durch diese Anordnung der ersten Schlaufen 5', 5" und 5"' wird eine optimale Fixierung im Längskörper 8 erhalten, der durch die mörtelartige Masse gebildet ist. Üblicherweise wird eine bekannte, hochfeste mörtelartige Masse eingesetzt. Dieser mörtelartigen Masse kann zu deren zusätzlichen Verstärkung in bekannter Weise noch Fasermaterial beigemischt werden.
  • Wie ebenfalls aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, ist die Oberfläche 10 des den Verankerungsteil 2 bildenden Längskörpers 8 mit über die Oberfläche 10 vorstehenden Strukturen 11 versehen. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Strukturen 11 als Rippen 12 ausgebildet, die im Wesentlichen quer zur Zugrichtung der Kraft, die auf das Zugelement 1 wirkt, ausgerichtet sind und beispielsweise als spiralförmig umlaufende Rippen 12 ausgebildet sein können. Diese Strukturen 11 bzw. Rippen 12 sind in die Oberfläche der Giessform eingearbeitet, beim Herstellen des Längskörpers 8 durch den Giessvorgang werden diese auf der Oberfläche 10 desLängskörpers abgebildet.
  • Im Bereich der Enden der ersten Schlaufen 5', 5" und 5"' und im Eintrittsbereich des Zugelementes 1 in den Verankerungsteil 2 ist der Längskörper 8 jeweils mit einem Spannring 13 umschlossen, wie später noch im Detail beschrieben wird. Diese Spannringe 13 dienen der Verstärkung des Längskörpers 8 insbesondere im Eintrittsbereich des Zugelementes 1 in den Verankerungsteil 2 und im Bereich der ersten Schlaufen 5', 5" und 5"'. In diesen Bereichen wird dadurch bei Belastung des Erd- und Felsankers die Gefahr eines Ausbrechens der mörtelartigen Masse minimiert.
  • Aus Figur 5 ist ein Querschnitt durch den Längskörper 8, der den Verankerungsteil 2 bildet, ersichtlich. In diesem aus der Mörtelmasse bestehenden Längskörper 8 ist eine erste Schlaufe 5' bzw. 5" bzw. 5"' eingebettet. Um den Längskörper 8 ist im Bereich der Schlaufenenden, wie vorgängig beschrieben worden ist, jeweils ein Spannring 13 eingesetzt. Dieser Spannring 13, der ebenfalls aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff bestehen kann, umschliesst den Längskörper 8 im Bereich der ersten Schlaufen 5', 5" und 5"', in diesen Bereichen wird das Ausbrechen der mörtelartigen Massen unterdrückt, was zur Verstärkung des Verankerungsteils 2 dient. Aus Figur 5 sind auch die Rippen 12 ersichtlich, die über die Oberfläche 10 des Längskörpers 8 vorstehend sind.
  • Aus den Figuren 6 und 7 ist der erfindungsgemässe Erd- und Felsanker 3 im in den zu stabilisierenden Untergrund 14 eingesetzten Zustand ersichtlich. Hierzu wird der eine Endbereich 4 mit dem Verankerungsteil 2 des Zugelementes 1 in eine im Untergrund 14 angebrachte Bohrung 15 eingeführt. Zum Einführen können in bekannter Weise Hilfsmittel verwendet werden, wie beispielsweise Stäbe zum Einstossen des Längskörpers 8 in die Bohrung 15. Nach dem genauen Positionieren des Verankerungsteils 2 in der Bohrung 15 kann in bekannter Weise in den Hohlraum um den Verankerungsteil 2 und der Wandung der Bohrung 15 eine aushärtbare Masse initiiert werden, nach dem Aushärten dieses Füllmaterials wird eine optimale Verbindung zwischen Verankerungsteil 2 und Untergrund 14 erreicht.
  • Der andere Endbereich 6 des Erd- und Felsankers 3, der als zweite Schlaufe 7 ausgebildet ist, wird in einer Ankerkopfeinrichtung 16 befestigt, die, wie später noch gesehen wird, als Spanneinrichtung ausgebildet ist. Ein derartig eingesetzter Erd- und Felsanker 3 kann Längen von bis zu 70 Meter oder mehr aufweisen. Bei derartigen Längen kann es zweckmässig sein, das Zugelement 1 in mehrere Teilstücke zu unterteilen und diese über Kupplungsmittel zu verbinden, was das Handling vereinfacht. Der Längskörper 8 kann ohne Weiteres eine Länge von 6 Metern haben, wodurch eine optimale Verankerung in der Bohrung 15 des zu stabilisierenden Untergrund 14 erreicht werden kann.
  • Aus Figur 8 ist die Ankerkopfeinrichtung 16 ersichtlich, mit welchem der andere Endbereich 6 des Zugelementes 1 des Erd- und Felsankers 3 gehalten wird. Die Ankerkopfeinrichtung 16 besteht aus einem Tragbügel 17, der mit zwei Längsschlitzen 18 versehen ist. In diese Längsschlitze 18 eingelegt ist ein Bolzen 19. Über diesen Bolzen 19 ist die zweite Schlaufe 7 des Zugelementes 1 gelegt. Der Bolzen 19 lässt sich zusammen mit der zweiten Schlaufe 7 des Zugelementes 1 in Richtung der Längsschlitze 18 spannen. Hierzu sind Spannschrauben 20 vorgesehen, die in den Bolzen 19 eingeschraubt sind, und die auf dem Tragbügel 17 abgestützt sind. Dadurch lässt sich das Zugelement 1 in einfacher Weise auf die gewünschte Spannkraft spannen. Der Tragbügel 17 stützt sich auf einer entsprechend geformten, Neigungen aufnehmenden Longarine 21 ab, diese Tragplatte ist auf eine weitere Platte 22 aufgelegt, die beispielsweise aus Beton bestehen kann, und über welche der Untergrund im Oberflächenbereich stabilisiert wird. Die Ankerkopfeinrichtung 16 wird in bekannter, nicht dargestellter Weise gegen Korrosion geschützt.
  • Figur 9 zeigt nochmals den einen Endbereich 4 mit dem Längskörper 8 des Erd- und Felsankers 3 und dem im Untergrund verankerten Verankerungsteil 2. Das durch die Bohrung 15 geführte Zugelement 1 kann freigehalten werden, es ist auch denkbar, die Bohrung mit einer entsprechenden aushärtbaren Masse bis oben aufzufüllen.
  • Ein derartiger Erd- und Felsanker lässt sich auf einfache Weise herstellen, die Krafteinleitung über den Verankerungsteil in den zu stabilisierenden Untergrund ist optimal, das Zugelement ist keiner Korrosion unterworfen, somit kann auf entsprechende Kontrollen verzichtet werden. Derartige Erd- und Felsanker lassen sich auf einfache Weise in den Untergrund einsetzen, sie können auch einfach transportiert werden, da das Zugelement flexibel ist und aufgewickelt werden kann, wodurch auch eine grosse Platzersparnis erreicht wird. Zudem zeichnet sich das Zugelement auch durch ein sehr geringes Gewicht aus. Das Zugelement lässt sich entsprechend dimensionieren, indem das Band breiter und/oder dicker ausgebildet sein kann, je nachdem, welche Kräfte aufgenommen werden müssen.

Claims (13)

  1. Erd- und Felsanker, umfassend ein längsstabiles flexibles Zugelement (1), einen Verankerungsteil (2), in welchem das Zugelement (1) mit dem einen Endbereich (4) fixiert ist, und einer Ankerkopfeinrichtung(16), in welchem das Zugelement (1) mit dem anderen Endbereich (6) gehalten ist, welcher Verankerungsteil (2) dazu bestimmt ist, in ein Erd- oder Felsbohrloch (15) eingeführt und dort verankert zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass das längsstabile flexible Zugelement (1) mindestens am einen Endbereich (4), der im Verankerungsteil (2) fixiert ist, mindestens eine erste Schlaufe (5', 5", 5"') aufweist, und dass der Verankerungsteil (2) ein im Wesentlichen prismatischer oder zylindrischer Längskörper (8) ist, der durch eine aushärtbare Masse gebildet ist, von welcher die mindestens eine erste Schlaufe (5', 5", 5"') des längsstabilen flexiblen Zugelementes (1) umschlossen ist.
  2. Erd- und Felsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das längsstabile flexible Zugelement (1) aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
  3. Erd- und Felsanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das längsstabile flexible Zugelement (1) aus mehreren Lagen besteht, wobei im einen Endbereich (4), der im Verankerungsteil (2) fixiert ist, jede Lage oder ein Bündel von Lagen jeweils eine separate erste Schlaufe (5'; 5"; 5"') bildet, welche separaten ersten Schlaufen (5'; 5"; 5"') jeweils unterschiedliche Längen aufweisen.
  4. Erd- und Felsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtbare Masse, aus welcher der Verankerungsteil (2) gebildet ist, eine mörtelartige Masse ist.
  5. Erd- und Felsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (10) des Verankerungsteils (2) mit Strukturen (11) versehen ist.
  6. Erd- und Felsanker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturen (11) aus über die Oberfläche (10) des Verankerungsteils (2) vorstehenden Rippen (12) bestehen, welche im Wesentlichen quer zur Zugrichtung der Kraft, die auf das Zugelement (1) und auf den Verankerungsteil (2) wirksam ist, ausgerichtet sind.
  7. Erd- und Felsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsteil (2) mindestens über Teilbereiche seiner Länge mit Spannringen (13) umschlossen ist.
  8. Erd- und Felsanker nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannring (13) im Eintrittsbereich des Zugelementes (1) in den Verankerungsteil (2) angeordnet ist.
  9. Erd- und Felsanker nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannringe (13) jeweils im Bereich der Enden der ersten Schlaufen (5'; 5"; 5"') des Zugelementes (1) im Verankerungsteil (2) angeordnet sind.
  10. Erd- und Felsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Endbereich (6) des Zugelementes (1) als zweite Schlaufe (7) ausgebildet ist.
  11. Erd- und Felsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ankerkopfeinrichtung (16) ein quer zur Zugrichtung angeordneter Bolzen (19) vorgesehen ist,
  12. Erd- und Felsanker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass über den Bolzen (19) die zweite Schlaufe (7) gelegt ist.
  13. Erd- und Felsanker nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (19) in einer Spanneinrichtung, die in der Ankerkopfeinrichtung (16) angeordnet ist, angebracht ist.
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