FR2521212A1

FR2521212A1 - METHOD OF LAYING AN ANCHOR BOLT IN THE ROCK

Info

Publication number: FR2521212A1
Application number: FR8301209A
Authority: FR
Inventors: Thomas Herbst; Alto Mannhart
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1983-01-27
Publication date: 1983-08-12
Also published as: DE3204417C2; DE3204417A1; FR2521212B1

Abstract

To set a rock nail, first of all the anchor bar (2) is inserted into the bore hole and at its bore-hole side end is centred and fixed, at least provisionally, in the bore hole. Serving to fix the anchor bar is a sleeve (4) which can be connected to it and has elastically flexible tongues (5) which project against the push-in direction and expand against the wall (6) of the bore hole. The annular space is then filled by means of a grouting hose which is pushed over the anchor bar (2) and is drawn while being sealed and centred relative to the wall (6) of the bore hole during the course of the injection of the hardening material.

Description

La présente invention concerne un procédé de pose d'un boulon d'ancrage dans le rocher, principalement un boulon incliné vers le haut, dans lequel la tige qui constitue le boulon est enfoncée dans un trou foré dans le rocher et y est fixée par un matériau durcissant introduit par la suite ou qui s'y trouve déjà. Elle concerne aussi un dispositif pour fixer une tige d'ancrage dans un trou foré en utilisant ce procédé. The present invention relates to a method of laying an anchor bolt in the rock, mainly an upwardly inclined bolt, in which the rod which constitutes the bolt is pressed into a hole drilled in the rock and is fixed there by a hardening material introduced later or already there. It also relates to a device for fixing an anchor rod in a drilled hole using this method.

Les boulons d'ancrage utilisés pour le soutènement de cavités souterraines sont généralement posés immédiatement après le creusement pour consolider la paroi ainsi mise à découvert. Comme ce mode de soutènement exige un grand nombre de boulons, il est essentiel que leur pose s' effectue dé la manière la plus économique possible. The anchor bolts used to support underground cavities are generally placed immediately after digging to consolidate the exposed wall. As this type of support requires a large number of bolts, it is essential that they are installed as economically as possible.

Habituellement, lorsqu'il s'agit d'un ancrage simple, sans précontrainte, on injecte dans le trou foré un mortier de ciment épais, à prise rapide, et, dès que cette opération est terminée, on enfonce dans le mortier encore frais la tige métallique qui constitue le boulon. Usually, in the case of a simple anchoring, without prestressing, a thick, quick-setting cement mortar is injected into the drilled hole, and, as soon as this operation is completed, the metal rod which constitutes the bolt.

Etant donné qu'il n'est pas possible d'orienter avec précision la tige ainsi enfoncée dans le mortier, elle prend souvent dans le trou une position excentrique. Il peut en résulter que la couche de mortier qui la protège contre la corrosion est, par places, inexistante. Ceci est particulièrement dangereux dans les massifs où il faut s' attendre à la présence d'eau facteur de corrosion. De plus, suivant la consistance et la vitesse de prise du mortier de ciment, il est à craindre que les tiges, surtout celles qui sont posées verticalement, sortent de nouveau du trou ou du mortier sous l'effet de leur propre poids, avant que ce dernier soit suffisamment dur pour les retenir. Since it is not possible to precisely orient the rod thus inserted in the mortar, it often takes an eccentric position in the hole. As a result, the mortar layer which protects it against corrosion is, in places, nonexistent. This is particularly dangerous in massifs where we must expect the presence of water, a corrosion factor. In addition, depending on the consistency and the setting speed of the cement mortar, it is to be feared that the stems, especially those which are laid vertically, come out again from the hole or the mortar under the effect of their own weight, before the latter is hard enough to hold them.

L'invention a donc pour objet d'assurer dans tous les cas la protection de ces tiges contre la corrosion et de les empêcher en outre de glisser hors du mortier qui garnit le trou une fois qu'elles y ont eté enfoncées. The object of the invention is therefore to ensure in all cases the protection of these rods against corrosion and also to prevent them from slipping out of the mortar which lines the hole once they have been driven into it.

A cet effet, dans le procédé selon l'invention, le trou foré est, après l'introduction de la tige, rempli de matériau durcissant au moyen d'un tuyau flexible d'injection ou autre similaire enfilé sur la tige centrée et fixée au moins provisoirement dans le trou par son extrémité enfoncée dans ce dernier et tiré hors du trou au fur et à mesure de l'injection du matériau tout en conservant une position centrée dans le trou, tandis que l'étanchéité est maintenue entre lui et la paroi de ce dernier. To this end, in the method according to the invention, the drilled hole is, after the introduction of the rod, filled with hardening material by means of a flexible injection pipe or other similar threaded on the centered rod and fixed to the less provisionally in the hole by its end pressed into the latter and pulled out of the hole as the material is injected while maintaining a position centered in the hole, while the seal is maintained between it and the wall of the last.

L'avantage de ce procédé réside dans le fait que le centrage de la tige dans le trou, en dehors de son extrémité enfoncée dans celui-ci, est assuré par le tuyau d'injection et ce, directement'A l'endroit d'ou sort le matériau injecté, ce qui rend inutile tout autre moyen ou mesure de centrage. En outre, le mortier de ciment peut avoir une vitesse de prise relativement grande, étant donné qu'il est injecté après la mise en place de la tige et peut donc durcir tout de suite sans inconvénient. The advantage of this process lies in the fact that the centering of the rod in the hole, outside of its end pressed into it, is ensured by the injection pipe and this, directly at the place of or takes out the injected material, which makes any other means or centering measure unnecessary. In addition, the cement mortar can have a relatively high setting speed, since it is injected after the establishment of the rod and can therefore harden immediately without inconvenience.

Pour résoudre le problème du centrage et de l'immo- bilisation de la tige dans un trou déjà rempli de matériau durcissant encore frais, l'invention prévoit de centrer la tige lors de son introduction dans le trou au moyen de pièces d'écartement réparties sur sa longueur et dont une au moins est conformée de façon à immobiliser la tige dans le trou jusqu'au durcissement complet du matériau. To solve the problem of centering and immobilizing the rod in a hole already filled with hardening material which is still fresh, the invention provides for centering the rod when it is introduced into the hole by means of distributed spacers. along its length and at least one of which is shaped so as to immobilize the rod in the hole until the material has completely hardened.

Le dispositif selon l'invention pour l'immobilisation d'une tige dans un trou de forage consiste en une douilleapte à être fixée sur la tige, par exemple par serrage, et munie de languettes élastiques qui s'écartent de la tige dans le sens inverse de celui de son introduction et s'accrochent à la paroi du trou. The device according to the invention for immobilizing a rod in a borehole consists of a sleeve to be fixed on the rod, for example by tightening, and provided with elastic tongues which move away from the rod in the direction opposite to that of its introduction and cling to the wall of the hole.

Cette douille peut être utilisée aussi bien pour immobiliser la tige à son extrémité lorsqu'elle est enfoncée dans le trou avant que celui-ci soit rempli de matériau durcissant que comme pièce d'écartement lorsque la tige est enfoncée dans le trou déjà rempli de ce matériau. Par suite de leur orientation, les languettes élastiques ne refoulent pas le matériau lorsqu'zon enfonce la tige, de sorte que la mise en place de cette dernière ne nécessite pas un effort considérable. Pendant l'introduction de la tige, les languettes la maintiennent correctement centrée en frottant contre la paroi du trou. Une fois que la tige a atteint sa position finale, les languettes résistent à toute traction exercée sur la tige en s'accrochant à la paroi, empechant ainsi la tige de tomber hors du trou. This socket can be used both to immobilize the rod at its end when it is pressed into the hole before it is filled with hardening material, and as a spacer when the rod is pressed into the hole already filled with it. material. As a result of their orientation, the elastic tongues do not repress the material when the rod is pushed in, so that the positioning of the latter does not require considerable effort. During the insertion of the rod, the tabs keep it correctly centered by rubbing against the wall of the hole. Once the rod has reached its final position, the tabs resist any traction exerted on the rod by clinging to the wall, thus preventing the rod from falling out of the hole.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, a titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de l'invention:
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un trou de forage dans lequel une tige d'ancrage est immobilisée par un dispositif selon l'invention placé a son extrémité enfoncée dans le trou;
Fig. 2 est une vue en coupe suivant II-II de fig. 1;
Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale partielle montrant le dispositif selon l'invention utilisé lorsque la tige est introduite dans le trou avant le matériau;
Fig. 4 est une vue similaire à celle de fig. 2, montrant le dispositif selon l'invention utilisé lorsque le matériau est introduit dans le trou avant la tige.In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing, representing, by way of nonlimiting examples, two embodiments of the invention:
Fig. 1 is a view in longitudinal section of a borehole in which an anchor rod is immobilized by a device according to the invention placed at its end pressed into the hole;
Fig. 2 is a sectional view along II-II of FIG. 1;
Fig. 3 is a view in partial longitudinal section showing the device according to the invention used when the rod is introduced into the hole before the material;
Fig. 4 is a view similar to that of FIG. 2, showing the device according to the invention used when the material is introduced into the hole before the rod.

Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, une tige d'ancrage 2 est enfoncée dans un trou 1 foré dans un massif rocheux, tige qui est en acier laminé à chaud et qui est munie de deux nervures, une sur chacun de deux côtés opposés, nervures qui suivent une ligne hélicoïdale et constituent un filetage. Les tiges de ce type sont connues et peuvent être coupées à n'importe quelle longueur; on peut les immobiliser au moyen d'écrou en n'importe quel point de leur longueur. In the embodiment shown in Figure 3, an anchor rod 2 is inserted into a hole 1 drilled in a rock, a rod which is made of hot rolled steel and which is provided with two ribs, one on each of two opposite sides, ribs which follow a helical line and constitute a thread. Stems of this type are known and can be cut to any length; they can be immobilized by means of a nut at any point along their length.

A l'extrémité de la tige 2 qui se trouve le plus près du fond du trou est montée une douille d'écartement 2( qui est constituée par un corps 4 en forme de douille, d'oit partent des languettes élastiques 5, qui s'écartent dans le sens inverse de celui de l'introduction de la tige dans le trou. Le corps 4 est immobilisé sur la tige par serrage ou vissage, tant dans le sens de la poussée que dans celui de la traction. La douille d'écartement 3 peut être métallique, mais elle peut aussi être faite d'une matière plastique d'une résistance suffisante. At the end of the rod 2 which is closest to the bottom of the hole is mounted a spacer sleeve 2 (which is constituted by a body 4 in the form of a sleeve, from which spring elastic tongues 5, which are s 'deviate in the opposite direction to that of the introduction of the rod into the hole. The body 4 is immobilized on the rod by tightening or screwing, both in the direction of the pushing and in that of the traction. spacing 3 can be metallic, but it can also be made of a plastic material of sufficient strength.

Les languettes élastiques 5 sont suffisamment écartuées pour frotter contre la paroi du trou lors de l'introduction de la tige 2 et, après que celle-ci a atteint sa position finale, pour s'accrocher à cette paroi 6 et empêcher ainsi la tige de glisser hors du trou. The elastic tongues 5 are sufficiently spaced apart to rub against the wall of the hole when the rod 2 is introduced and, after the latter has reached its final position, to hang on this wall 6 and thus prevent the rod from slide out of the hole.

Une fois que la tige 2 a été immobilisée de cette manière dans le trou 1, un tuyau flexible d'injection 7, fait par exemple de matière plastique et muni à son extrémité 8 d'un épaississement annulaire 9, est enfilé sur elle. Cet épaissement 9 a une double fonction: d'une part, il sert à centrer le tuyau d'injection par rapport à la paroi 6 du trou et, d'autre part, il assure l'étanchéité entre le tuyau 7 et cette paroi 6. A travers ce tuyau 7, un matériau durcissable, par exemple un mortier de ciment 10, est injecté dans le sens de la flèche 11, tandis que pendant cette injection le tuyau est tiré progressivement hors du trou dans le sens des flèches 12. De ce fait, la tige 2 reste centrée par l'épaississement du tuyau au fur et à mesure que le trou se remplit de mortier et le durcissement de ce dernier a lieu dans une position correcte de la tige. Par ailleurs, l'espace 13 non encore rempli entre le tuyau 7 et la paroi 6 du trou est isolé de la sortie du tuyau, de sorte qu'une pression peut s'établir dans une certaine mesure dans l'espace à remplir. Once the rod 2 has been immobilized in this way in the hole 1, a flexible injection pipe 7, made for example of plastic and provided at its end 8 with an annular thickening 9, is threaded over it. This thickening 9 has a double function: on the one hand, it serves to center the injection pipe with respect to the wall 6 of the hole and, on the other hand, it seals between the pipe 7 and this wall 6 Through this pipe 7, a hardenable material, for example a cement mortar 10, is injected in the direction of arrow 11, while during this injection the pipe is gradually pulled out of the hole in the direction of arrows 12. From this fact, the rod 2 remains centered by the thickening of the pipe as the hole fills with mortar and the hardening of the latter takes place in a correct position of the rod. Furthermore, the space 13 not yet filled between the pipe 7 and the wall 6 of the hole is isolated from the outlet of the pipe, so that a pressure can be established to a certain extent in the space to be filled.

L'état final de cet ancrage, dans lequel le trou est entièrement rempli du matériau durcissant 10 est représenté aux figures 1 et 2. La paroi rocheuse est munie ici d' un revêtement 14 de béton projeté, contre lequel s'appuie une plaque d'ancrage 15. L'ancrage de la tige 2 est complété par le serrage d'un écrou 16, qui prend appui contre la plaque 15. The final state of this anchoring, in which the hole is completely filled with hardening material 10 is shown in Figures 1 and 2. The rock wall is provided here with a coating 14 of sprayed concrete, against which a plate of support anchoring 15. The anchoring of the rod 2 is completed by the tightening of a nut 16, which bears against the plate 15.

La figure 4 montre la possibili-té d'utiliser la douille d'écartement lorsque le trou de forage 1 est rempli de matériau 10 avant l'introduction de la tige 2. Dans ce cas, il n'est pas prévu seulement une douille d'écartement 3 à l'extrémité de la tige, mais plusieurs autres disposées à intervalles réguliers ou irréguliers dans le sens de sa longueur. En raison du petit diamètre du corps 4 et de l'orientation des languettes 5, la présence de ces douilles d'écartement 2 le long de la tige ne gêne pas de façon notable l'introduction de celle-ci dans le trou 1 rempli de mortier de ciment 10 encore frais. Par contre, la force élastique des languettes 5 suffit pour centrer la tige 2 relativement à la paroi 6 du trou. Lorsque la position finale est atteinte, les languettes 5 empêchent la tige de glisser hors du trou en s'accrochant à ladite paroi 6. Figure 4 shows the possibility of using the spacer sleeve when the borehole 1 is filled with material 10 before the introduction of the rod 2. In this case, it is not only provided a sleeve d 'spacing 3 at the end of the rod, but several others arranged at regular or irregular intervals in the direction of its length. Due to the small diameter of the body 4 and the orientation of the tongues 5, the presence of these spacer sleeves 2 along the rod does not significantly hamper the introduction of the latter into the hole 1 filled with cement mortar 10 still fresh. On the other hand, the elastic force of the tongues 5 is sufficient to center the rod 2 relative to the wall 6 of the hole. When the final position is reached, the tongues 5 prevent the rod from sliding out of the hole by clinging to said wall 6.

Claims

- CLAIMS

1.- Method of laying an anchor bolt in the rock, mainly a bolt inclined upwards, in which the rod which constitutes the bolt is pressed into a hole drilled in the rock and is fixed there by a hardening material , for example a cement mortar, which fills the remaining annular space, characterized in that it consists, after having introduced the rod (2) in the hole (1), in filling the latter with hardening material (10) by means of a flexible injection pipe (7) or other similar threaded on the rod (2) centered and fixed at least temporarily in the hole by its end close to the bottom of the latter, and to pull this pipe out of the hole as the material is injected while maintaining a centered position and maintaining the seal between it and the wall (6) of the hole.

2.- Method of laying an anchor bolt in the rock, mainly a bolt inclined upwards, in which the steel rod which constitutes the bolt is pressed into the hole already filled with hardening material, but still fresh, characterized in that during its introduction into the hole (1), the rod (2) is centered relative to the wall (6) of the latter by spacers distributed in the direction of its length, one at less of these spacers being shaped so that the rod (2) is immobilized in the hole (1) until the material (10) has completely hardened.

3.- Device for immobilizing the rod of an anchor bolt in a borehole for the implementation of the method according to claim i or claim 2, characterized in that it comprises a socket (4) capable of be immobilized, for example by tightening, on the rod (2) and provided with elastic tongues (5) which deviate in the opposite direction from that of the introduction of the rod and, in this opposite direction cling to the wall of the hole.