NO772467L - Dybbelanordning for innst¦ping i et borehull - Google Patents

Description

Plugganordning for innstøping

i et borehull.

Oppfinnelsen angår en forbedret plugganordning for innsetting i et borehull i hardt materiale for å danne forsterkning- eller forankringsorganer. Oppfinnelsen innbefatter også

en fremgangsmåte for å forsterke et hardt medium, en fremgangsmåte for å fremskaffe en forankring i et hardt medium, og et hardt medium hvor plugganordningen er innstøpt i et borehull i mediet.

Den teknikk som går ut på innstøping av plugger såsom forsterkningsplugger eller ankerbolter i et hardt medium som ,f.eks. hardt fjell har lenge vært anvendt og er beskrevet i bri-tisk patentskrift nr. 953 056 og 1 408 366. I hovedsaken går fremgangsmåten ut på å bore et hull i mediet, som er overdimensjonert i forhold til pluggen og 'å innføre pluggen med et omgivende lag herdbar mørtelblanding i borehullet, slik at pluggen ved herding av mørtelblandingen bindes til borehullveggen. Pluggen kan ende i borehullet eller den kan strekke seg over kanten på borehullet og være utstyrt med festeorganer for befestigelse av andre elementer, eller holde en trykkplate mot mediet ved borehullets åpningskant. Pluggen er fortrinnsvis utformet med et .utvidet konisk parti ved innføringsenden, hvilket.parti virker som en kile på mørtelmaterialet når pluggen trekkes hvorvedøkes mør-telens fastholdingsevne.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret, endeutvidet plugginnretning for innstøping i et borehull, som hurtig og enkelt kan fremstilles av vanlig pluggemne.

I henhold til oppfinnelsen er det fremskaffet en plugginnretning for innstøping i et borehull, omfattende en plugg med et kileelement anordnet i en åpning som er utformet i pluggens innføringsende, hvorved et endeparti på pluggen ekspanderes radi-elt utover.

Når pluggen innstøpes i borehullet med en mørtelblan- ding og strekkes, enten ved hjelp av en endebelastning som virker på pluggenden ved borehullets kantåpning eller ved deformasjon av det tilstøtende fjell, komprimeres mørtelen nær pluggens utvidede endeparti og mørtelens fastholdingskraft vil derved stige.

Pluggen er hensiktsmessig delt i ett eller flere spalteplan som strekker seg fra pluggens innføringsende og kileelementet innføres i spalten slik at endesegmentene vides ut. I den foretrukne utføringsform av pluggen er endepartiet spaltet langs et midtplan og et kileelement er plassert i spalten for å holde endesegmentene fra hverandre. Kileelementet er fortrinnsvis anordnet i spalten slik at det danner inngrep med endesegmentene i en stilling i avstand fra pluggenden, hvorved et overflateparti på i det minste ett av segmentene mellom nevnte inngrepsstilling og pluggenden fritt kan bøyes innover under utvendig trykk på pluggen. Ved å anordne kileelementet på denne måte opp-nås en vesentlig praktisk fordel når pluggen innstøpes i fjell som gjennomgår plastisk deformasjon etter at mørtelen har herdnet.

-Med en konvensjonell plugg som utvides ved innføringsenden vil strekkbelastningen i pluggen gradvis øke inntil brudd, mens strekkbelastningen ved plugger med det ovenfor beskrevne bøyelige ende-segment vil bli delvis avlastet ved et karakteristisk slitt trykk og pluggen vil fortsatt støtte mørtelmaterialet. Flere påfølgende sykluser av belastningsøking og delvis avlasting kan finne sted

slik at pluggens forsterkningsvirkning vedvarer under vesentlig bevegelse i de omgivende stenlag.

En hensiktsmessig form for kileelement er en stort sett plan, stiv plate hvis to hovedflater er parallelle eller konvergerer i elementets innføringsretning i pluggenden. Kileelementets fremre kant er . fortrinnsvis formet som en meiselegg hvilket letter dens innføring i pluggenden. Dersom pluggene er fremstilt av tre eller plastmateriale kan et meiselformet kileelement av metall, f.eks. et stålelement, fordelaktig drives inn i en hel pluggende for oppspalting og utvidelse av pluggenden, hvorved kileelementet plasseres i én hurtig operasjon.

Kileelementet strekker seg fortrinnsvis utenfor pluggens sideflater slik at det utstikkende parti bidrar til omrøring av mørtelblandingen når plugginnretningen dreies i borehullet. Det foretrekkes videre at nevnte utstikkende sideparti på kileelementet er forsynt med én eller flere skjæreegger hvorved kapsler med innkapslede mørtelkomponenter kan brytes opp. Kileelementet kan være symmetrisk eller eksentrisk anordnet i forhold til pluggens lengdeakse, og når pluggen anvendes i et borehull i bløtt materiale kan et eksentrisk kileelement med fordel virke til å skjære.et spor i borehullveggen og.derved tilveiebringe en lås for mørtelen. Pluggen kan være fremstilt av hvilket som helst konstruksjonsmateriale som har tilstrekkelig styrke til å "forsterke mørtelmaterialet og er tilstrekkelig bøyelig til at dens endeparti kan vides ut og holdes i utvideet stilling ved hjelp av en kile. Således vil metaller såsom jern, kopper og aluminium og legeringer såsom stål,messig og aluminiumlegeringer være egnet. Tre og harde plastmaterialer er også brukbare. En særlig anvendbar plugg, kan være fremstilt av glassfiberarmert plastmateriale og glassfiberen er fortrinnsvis i form av fila-menter som strekker seg parallelt med pluggaksen hvorved oppspalting av pluggenden langs et aksialplan lettes.

Der hvor den ovenfor beskrevne avlastningsegenskap er ønskelig har pluggen fortrinnsvis en stort sett glatt sylindrisk overflate, men forøvrig kan den sylindriske overflate være ujevn og f.eks. forsynt med fremspring, spor eller tråder somøker dens overflateareal og forbedrer dens bindeevne til mørte-len.

Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for å forsterke et hardt medium såsom fjellgrunn, eller for å tilveiebringe en forankring i nevnte medium, hvor en plugginnretning som ovenfor beskrevet og hvis innføringsende er utvidet ved hjelp av et sideelement anordnet i endepartiet, innføres i et overdimensjonert borehull i mediet med innføringsenden nær borehullets bunnende og et herdbart mørtelmateriale anordnet i rommet mellom pluggen og. borehullveggen, hvorved pluggen, når mørtelmaterialet herdner, bindes til borehullveggen. Mørtelmaterialet kan f.eks. omfatte portland-cement, kalsiumsulfat, semihydrat gips eller en herdeplast. To-komponent innkapslet hurtigherdende plastmaterialer er særlig hensiktsmessig ettersom komponentene kan spredes og blandes ved hjelp av et kileelement som rager utenfor pluggens sideflater.

For ytterligere å belyse oppfinnelsen skal en fore-trukket plugginnretning som eksempel beskrives i det følgende, under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 skjematisk viser et ytre lengdesnitt gjennom en plugginnretning klar for innføring i et borehull i et fjellmassiv,

Fig. 2 viser skjematisk et midtre lengdesnitt av plugginnretningen på figur 1 i et plan vinkelrett på snittet i figur 1 etter at innretningen er innført i borehullet.

Plugginnretningen består av en vesentlig sylindrisk plugg 10 som er spaltet langs et midtplan slik at det ved pluggens innføringsende danner et todelt parti. 11 med endesegmenter 12 og 13. Segementene 12 og 13 er adskilt ved hjelp av et kileelement 14 som bøyer segmentene utover slik at endepartiet 11 utvides fra den rette sylindriske overflate på resten av pluggen 10.

Kileelementet 14 er en stiv, flat, rektangulær flate med stort sett parallelle tverrgående hovedflater 15 og 16 som er avfaset slik at de konvergerer med en meiselkant 17. Ende-flatene 18 og 19 konvergerer med hovedflåtene 15 og 16 ved skarpe, rektangulære skjæreegger. Kileelementet 14 danner inngrep med segmentene 12 og 13 ved henholdsvis stillinger 20 og 21 og segmentpartiene mellom disse stillinger og de frie segment-ender kan fritt bøyes innover.

For innstøping av plugginnretningen innføres kapsler med et to-komponent plastmateriale i et borehull 22 som har stør-re dimensjoner enn plugginnretningen i fjellmassivet 23. Hver kapsel består av en ytre beholder 24 som inneholder herdeharpiks 25 og en" indre beholder 26 som ligger inne i beholderen 24 og inneholder en herdekatalysator 27 for harpiksen 25.. Begge behol-dere er fremstilt av et tynt, lett oppbrytbart termoplastmateri-ale..

Plugginnretningen blir deretter samtidig dreiet rundt og innført i borehullet 22 hvorved kapselene påvirkes av pluggsegmentene 12 og 13 og de rektangulære skjæreegger på kileelementet 14. Termoplastbeholderne brytes og innholdet blandes og strømmer inn i rommet mellom pluggen 10 og veggen i borehullet 22 hvor harpiksen deretter herdner..

Når en strekkbelastning virker på pluggen vil harpiksen mellom det utvidede endeparti 11 og borehullveggen bli komp-rimert og dens fastholdingsstyrke vil stige. Når belastningen økes forbi en kritisk verdi blir strekkspenningen plutselig delvis avlastet, sannsynligvis fordi segmentenes 12 og 13 endepar-tier bøyes innover. Strekkbelastningen kan så igjen økes til den

kritiske verdi.

Ved et spesielt eksempel på en plugginnretning var pluggen en stang med diameter 17 mm og lengde 80 cm fremstilt av aksielt orienterte fiberglassfilamenter i en herdeharpiks. Kileelementet var en vesentlig rektangulær fiberglassplate 32mmxl5mmx4mm anordnet på tvers i pluggens oppspaltede innføringsende med kileelementets meiselegg 17 i en dybde på

3,3 cm fra pluggenden, idet pluggendesegmentene var utbøyet til en totalbredde på 32 mm. Pluggen ble innstøpt i et borehull av diameter 34 mm og dybde 30 cm i et fjellmassiv med en polyester-harpiksmørtel (som innledningsvis var innkapslet) og utsatt for en aksial strekkbelastning. Belastningen på pluggen ble gradvis øket opptil 7 tonn hvoretter de utbøyde pluggsegmenter ga etter og avlastet belastningen til ca. 2 tonn. Belastningen på pluggen ble så igjen øket til slipp-punktet ved ca. 7 tonn og så

igjen avlastet. Belastnings- og avlastningssyklusen ble utført gjentatte ganger etter stort sett samme mønster hvorunder pluggen ble trukket ca. 10 cm utover i borehullet.

Claims (17)

1. Plugginnretning for innstøping i et borehull,

   karakterisert ved at den omfatter en plugg (10) med kileelement (14) anordnet i en åpning utformet i pluggens innfø-ringsende, hvorved et endeparti (11) på pluggen utvides i radial-retningen.
2. 2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at pluggen er splittet i ett eller flere spalteplan som strekker seg fra pluggens innfø ringsende, og at kileelementet er innført i spalten for utbøyning av endesegmentene (12, 13).
3. 3. Innretning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at pluggens, endeparti er splittet langs et midtplan og et kileelement er plassert i spalten for å holde endesegmentene fra hverandre.
4. 4. Innretning som angitt i krav 3, karakterisert ved at kileelementet er anordnet i spalten slik at det danner inngrep med endesegmentene i en stilling i avstand fra pluggenden, hvorved et overflateparti på i det minste ett av seg mentene mellom nevnte inngrepsstilling og pluggenden fritt kan bøyes innover under utvendig trykk på pluggen.
5. 5. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at kileelementet er en.vesentlig flat, stiv plate hvis to hovedflater er parallelle eller konvergerer i elementets innfø ringsretning i pluggenden.
6. 6. Innretning som angitt i krav 5, karakterisert ved at kileelementets fremre kant er utformet som en meiselegg (17) hvilket letter dens innføring i pluggenden.
7. .7. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at kileelementet strekker seg utenfor pluggens sideflater.
8. 8. Innretning som angitt i krav 7, karakterisert ved at det parti av kileelementet som rager utenfor pluggoverflaten er forsynt med én eller flere skjæreegger.
9. 9. Innretning som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at kileelementet er anordnet symmetrisk i forhold til pluggens lengdeakse.
10. 10.. Innretning som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at kileelementet er anordnet eksentrisk i forhold til pluggens lengdeakse.
11. 11. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at pluggen er fremstilt av metall, tre eller hardt plastmateriale.
12. 12. Innretning som angitt i krav 11, karakterisert ved at pluggen er fremstilt av jern, kopper, aluminium eller en legering omfattende jern, kopper eller aluminium.
13. 13. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at pluggen er fremstilt av glassfiberarmert plast.
14. 14. Innretning som angitt i krav 13, karakterisert ved at glassfiberen i pluggen er utformet som fila-menter som strekker seg parallelt med pluggaksen.
15. 15. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 14, karakterisert ved at pluggen har en sylindrisk overflate forsynt med fremspring, spor eller, trå.der.
16. 16• Fremgangsmåte for forsterkning av et hardt medium, hvor en plugginnretning innfø res i et overdimensjonert borehull

    i mediet og et herdbart mørtelmateriale innføres i rommet mellom plugginnretningen og borehullveggen, hvorved plugginnretningen bindes til borehullveggen når mø rtelmaterialet herdner,

    karakterisert ved at plugginnretningen er en innretning som angitt i et av kravene 1 til 15 anordnet med sin kileelement-inneholdende innføringsende nær borehullets bunnende.
17. 17 .F remgangsmåte for tilveiebringelse av en forankring i et hardt medium,hvor en plugginnretning innføres i et overdimensjonert borehull i mediet og et herdbart mørtelmateriale innføres i rommet mellom plugginnretningen og borehullveggen, hvorved plug-

    gen bindes til borehullveggen når mø rtelmaterialet herdner, idet plugginnretningens endeparti nær borehullets åpningskant er forsynt med forankringsorganer, karakterisert ved at plugginnretningen er en innretning som angitt i et av kravene 1 til 15 anordnet med sin kileelement-inneholdende innf øringsende nær borehullets bunnende.