WO2006066288A1 - Verfahren zum setzen von ankern und bei diesem verfahren verwendbarer anker - Google Patents

Verfahren zum setzen von ankern und bei diesem verfahren verwendbarer anker Download PDF

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WO2006066288A1
WO2006066288A1 PCT/AT2005/000475 AT2005000475W WO2006066288A1 WO 2006066288 A1 WO2006066288 A1 WO 2006066288A1 AT 2005000475 W AT2005000475 W AT 2005000475W WO 2006066288 A1 WO2006066288 A1 WO 2006066288A1
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tube
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borehole
adapter
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PCT/AT2005/000475
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Mark Bernthaler
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Atlas Copco Mai Gmbh
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    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/76—Anchorings for bulkheads or sections thereof in as much as specially adapted therefor
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    • E21D21/0073—Anchoring-bolts having an inflatable sleeve, e.g. hollow sleeve expanded by a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/04—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front

Definitions

  • the invention relates to a method for setting anchors, such as ground anchors and rock anchors, with the features of the introductory part of claim 1.
  • the invention further relates to an anchor which can be used in the method according to the invention.
  • an anchor rock bolt or rock bolt having a longitudinally inwardly folded tube is introduced into a borehole and expanded by increasing the pressure inside the folded tube, so that the outer surface of the tube to the inner surface of the borehole and thus fixes the anchor in the borehole.
  • a disadvantage of the known method and the known rock anchor is that this is determined solely by friction and positive fit in the hole, but the positive side effects of a Inj edictionsankers, such as solidification of the borehole surrounding soil or mountains are not given.
  • the invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned in the beginning and an anchor which can be used in this method, which does not have the described disadvantages and wherein a quickly achieved and permanently secure hold of the anchor is achieved.
  • An anchor set by the method according to the invention sits securely and permanently firmly, as it firmly against the inner surface of the Bore hole is applied because the wall of the expanded tube of the anchor deformed a positive and friction resulting in gaps, joints and / or areas with softer material into it, but also has the advantage that the mountains or the soil in which the anchor is inserted , is solidified in the area of the borehole deepest end of the borehole by the introduced, hardening mass and possibly in the borehole deep existing columns or cracks are filled with the mass.
  • the anchor according to the invention is a further development of the known Reibrohranker, as they are known for example from the above-mentioned US 4, 459, 067 A and which are also referred to as "Swellex".
  • the power transmission takes place in the subsoil both by friction and by mechanical (form-fitting) connection with the ground.
  • the anchor according to the invention also has the advantage that the anchor can also be used as an injection lance for soil improvement. Soil improvement at certain depths or above a certain depth is of particular importance if soil layers overlying the surface of the day or rock layers lying in front of it under tunneling would be affected by the pressure in such a way that under certain circumstances the entire stability of the structure would be jeopardized.
  • Portland cements and other cements with sufficiently small particle size but also synthetic resins and other Inj can be used in the context of the invention in principle.
  • the hardening composition used in the process according to the invention may also be a hydraulically setting compound, such as injection (essentially a mixture of water, cement and optionally fine aggregates, such as fly ash) or a mortar (essentially a mixture of water, Cement and aggregates with small grain size).
  • injection essentially a mixture of water, cement and optionally fine aggregates, such as fly ash
  • a mortar essentially a mixture of water, Cement and aggregates with small grain size.
  • the inventive method has the advantage that the interior of the anchor is protected by the hardened mass from corrosion.
  • the z. B. introduced molten and solidify by cooling or harden after introduction by chemical reaction.
  • the procedure used in the method according to the invention can be described as follows: It becomes a borehole in the required length and in each case manufactured for the product in question (anchor) required diameter.
  • the expandable anchor is introduced. This is then connected in particular using an adapter with a pump, filled with water and pressurized until the profile of the anchor unfolds and the tube fits snugly against the borehole wall. Subsequently, the profile expands in such a way that also irregularities in the borehole diameter are filled. In fractures or cavities, the profile expands to its maximum diameter, which also creates a mechanical (positive locking) anchoring relative to the limited expansion in the regular wellbore.
  • the pressure is further increased until the tip, in particular in the region of a groove provided for this purpose, opens and is cut off in the wellbore deepest.
  • the adapter previously used was introduced through the water, replaced by a Inj edictionsadapter and introduced the injection material through the severed tip of the anchor in the ground.
  • the introduction of the pressed material (injection material) is carried out under pressure, wherein the pressure due to the friction and the mechanical connection anchor ground of the correspondingly dimensioned armature is intercepted so that the armature is not pushed out of the borehole in the manner of a piston.
  • the anchor which can be used in the method according to the invention has at its front end, that is to say at the end, with which it is introduced into the borehole, an end piece which is fastened, for example, to a sleeve provided there, which is connected to the pipe, wherein the tail opens at a pressure higher than that of expanding the pipe to apply it to the inside of the wellbore so that hardening mass can then be injected through the pipe and the then open end into the wellbore.
  • the armature according to the invention can carry at its end lying on a borehole an anchor plate which is supported on the ground or rock side on the outer end sleeve of the armature.
  • Anchors according to the invention can also be combined with Inj ectonsbohrankern. This has the advantage that the anchor according to the invention a rapid load capacity and the Inj ekomsanker ensure the continuous load capacity.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a rock anchor
  • FIG. 2 the pipe of the rock anchor in the middle section
  • Fig. FIG. 3 shows the pipe of the rock bolt in section in the region of one end thereof
  • FIG. FIG. 4 shows an end piece at the front end of the rock bolt in a first embodiment
  • FIG. Fig. 5 schematically shows a tube of a rock bolt, widened in abutment with the inner surface of a borehole
  • FIG. 6 shows the end piece of the rock bolt in a second embodiment
  • FIG. 7 an adapter receptacle piece provided at the rear end of the rock bolt, that is, adjacent to the open end of the borehole
  • FIG. 8 an adapter for the introduction of a pressure medium for expanding the tube of the rock anchor
  • Fig. 9 an adapter for introducing the hardening mass into the borehole
  • Fig. 10 an anchor partially in section
  • Fig. 11 a further embodiment of an anchor partially in section.
  • rock anchors Although in the following the invention will be described mainly by the example of rock anchors, as they are also shown in the drawings, it should be noted that the invention in principle for all types of anchors, especially those of the aforementioned type, is applicable, including for the Use in soils and the like soft ground.
  • FIG. 1 shown rock anchor has a tube 1, which in its central region in FIG. 2 has cross-sectional shape shown in section.
  • the tube 1 thus has an inwardly directed longitudinal fold 3, wherein the inwardly folded part of the wall of the tube 1 in the middle region (FIG. 2) looks somewhat omega-shaped, whereas in the region of the ends of the tube 1 the longitudinally folded longitudinal fold 3 has two substantially mutually parallel wall parts 5 (Fig. 3).
  • the end piece 13 is closed, but designed so that it opens at a certain pressure (a pressure which is higher than the pressure required to expand the tube 1) and the access to the interior of the end piece 13 or. of the tube 1 releases.
  • a certain pressure a pressure which is higher than the pressure required to expand the tube 1
  • Possible embodiments for end pieces 13 are shown in FIGS. 4 and
  • the end piece 13 has a tapered end 15 which is connected to the tubular part of the end piece 13 by a groove 17, that is a weakening point. Upon reaching a certain pressure inside the tube 1, the wall of the end piece 13 breaks in the region of the groove 17, so that the end of the tube 1 connected to the sleeve 9, for example by a weld 10, is open.
  • the end piece 13 is formed as a tube, the free end 19 is provided with an internal thread. In the internal thread a plug 21 is screwed in, so that the end piece 13 of FIG. 6 embodiment is initially closed. Upon reaching a certain internal pressure in the pipe 1 or.
  • the plug 21 is pushed out of the plug holder designed as end 19 of the end piece 13, so that in this embodiment, the interior of the tube 1 with the environment, ie with the interior of the wellbore is connected.
  • the inner end of the tube 1 with the sleeve 7 and the end piece 13 opposite end of the tube 1 is connected via the sleeve 7, an adapter receptacle piece 31.
  • the adapter receptacle 31 is with the sleeve
  • the adapter receiving piece 31 is arranged in the region of the open end of the borehole in which the rock anchor is to be fixed.
  • the adapter receptacle 31 may be provided with a check valve 34 which opens into the tube 1 only in the direction of flow and thus prevents the escape of pressurized fluid and hardening mass from the rock bolt.
  • a check valve 34 which opens into the tube 1 only in the direction of flow and thus prevents the escape of pressurized fluid and hardening mass from the rock bolt.
  • Into the adapter receptacle 31 may be either a in Fig. 8 shown adapter 35 for the introduction of pressurized fluid, in particular water, are connected to the interior of the tube 1.
  • an adapter 37 can be attached to the adapter receptacle 31, which can be seen in FIG. 9 is shown and for impressing hardening mass, in particular hydraulically setting mass, such as injection or mortar, is used.
  • the adapter 37 of FIG. 9 may be equipped with a quick-release coupling 38, so that a hose coming from a pump, which conveys the hardening mass, can be connected quickly.
  • the adapters 35 and 37 can be provided with an external thread 39 which can be screwed into an internal thread 41 of the adapter receptacle 31.
  • Components such as ring bolts (DIN 580) can be fastened to the adapter receptacle 31 after the rock bolt has been fixed in a borehole, as will be described below.
  • rock anchor rock bolt
  • pressurized fluid e.g., water at a pressure of the order of 100-500 bar
  • the tube 1 expands while opening its longitudinal fold 3, so that it is pressed with its outer surface close to the inner surface of the borehole (FIG. 5).
  • the adapter 35 can be removed from the adapter receptacle 31 by unscrewing it and replaced with the adapter 37 ( Figure 9) by screwing this adapter 37 into the adapter receptacle 31.
  • a hardening mass in particular injection or a mortar, which is conveyed from a corresponding pump, is now pressed in under pressure.
  • the pressure in the hardening mass is higher than the pressure previously prevailing during the expansion of the tube 1 by the fluid, so that the end piece 13 opens by either (FIG. 4) the tip 15 of the end piece 13 by breaking the wall in the region of the groove 17 is cut off or (FIG. 6) the plug 21 is pushed out of the plug holder 19.
  • rock anchor in combination with Inj edictionsbohrankern (so-called “hybrid anchor"), the benefits of using internal pressure expandable rock anchors (rapid strength and tight fit) with the advantages of hardening, z. B.
  • the hardening mass fills any clearances in the area of the borehole between the outside of the injection well anchor and also penetrates into cracks or fissures, which emanate from the borehole, and thus the rock, the soil respectively . generally solidified a ground around the wellbore around.
  • the anchor again consists of a profile tube 1 and the two provided at its ends sleeves 7 and 9.
  • the sleeves 7 and 9 are connected to the profile tube 1 of the anchor by pressing and welding.
  • an end piece 31 welded, in which the in Figs. 8 and 9 can be selectively screwed adapter shown.
  • the end piece 31 has an internal thread via which the in Fig. 8 shown coupling piece for the expansion of the profile tube 1 can be screwed.
  • this coupling water is introduced under pressure to expand the profile tube 1 and then blasting off the tip of the armature.
  • an end piece 13 is connected via the sleeve 9 with a tip 15 via a weld 10.
  • an outwardly open groove 14 is provided near the base of the tip 15.
  • the anchor again has the profile tube 1, which at the ends of the profile tube 1 by pressing and / or welding attached sleeves 7 and 9 and connected to the sleeve 7 (welded) end piece 31.
  • To the front sleeve 9 is connected via a Weld 55 an externally threaded coupling piece 54 is connected.
  • an internally threaded coupling piece 53 is screwed to the weld 10
  • the end piece 13 is connected to the tip 15.
  • the groove 17 at the foot of the tip 15 to the inside of the end piece 13 is open.
  • the tip 15 may be formed at different angles than the embodiment shown in the drawings. It can also end pieces 13 with curved front end (cambered) or be used with flat front end.
  • An armature having a longitudinally-folded tube 1 and a downhole end 13 of the anchor is inserted into a borehole and expanded by applying internal pressure to unfold the tube 1 until the tube 1 is frictionally locked / or positive fit rests against the borehole, whereupon the pressure in the armature is increased, so that the front tip 15 of the end piece 13 is separated.
  • hardening mass is pressed by the anchor into the well to fill cavities in the area of the well located in the wellbore end of the anchor and the ground (soil, rock) in which the anchor is fixed, and located in the adjacent subsurface cavities or cracks.
  • a hydraulically setting mass based on cement can be used as the hardening mass.

Abstract

Ein Anker mit einem längs-gef alteten Rohr 1 und mit einem am Bohrloch innen liegenden Ende des Ankers vorgesehenen, unter Druck offenbaren Endstück 13 wird in ein Bohrloch eingeführt und durch Anwenden von Innendruck unter Entfalten des Rohres 1 aufgeweitet, bis das Rohr 1 unter Reibschluss und/oder Formschluss am Bohrloch anliegt, worauf der Druck im Anker erhöht wird, sodass die vordere Spitze 15 des Endstückes 13 abgetrennt wird. Dann wird erhärtende Masse durch den Anker in das Bohrloch gepresst, um Hohlräume im Bereich des im Bohrlochtiefst befindlichen Ende des Ankers und dem Untergrund (Boden, Gestein), in dem der Anker festgelegt ist, und im angrenzenden Untergrund befindliche Hohlräume oder Risse auszufüllen. Als erhärtende Masse kann insbesondere eine hydraulisch abbindende Masse auf Zementbasis verwendet werden.

Description

Verfahren zum Setzen von Ankern und bei diesem Verfahren verwendbarer Anker
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen von Ankern, wie Bodenankern und Gebirgsankern, mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft weiters einen Anker, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann.
Aus der US 4 , 459, 067 A ist ein Verfahren der eingangs genann- ten Gattung bekannt .
Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Anker (Gebirgsanker oder Felsanker) , der ein in Längsrichtung nach innen gefaltetes Rohr aufweist, in ein Bohrloch eingebracht und durch Erhöhen des Druckes im Inneren des gefalteten Rohres aufgeweitet, sodass sich die Außen- fläche des Rohres an die Innenfläche des Bohrlochs anlegt und den Anker so im Bohrloch festlegt .
Bei dem bekannten Gebirgsanker ist das vordere Ende des Rohres geschlossen und das hintere Ende des Rohres, also das Ende, das der Öffnung des Bohrlochs (dem äußeren Ende des Bohrlochs ) benachbart ist, mit einem Schlauch oder Rohr, über das unter Druck stehendes Fluid (insbesondere Wasser) in das Innere des Rohres zum Aufweiten desselben eingebracht werden kann, verbunden .
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren und dem bekannten Gebirgsanker ist es, dass dieser ausschließlich durch Reibung und Formschluss im Bohrloch festgelegt wird, aber die positiven Nebeneffekte eines Inj ektionsankers, wie Verfestigung des das Bohrloch umgebenden Bodens oder Gebirges , nicht gegeben sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung und einen bei diesem Verfahren verwend- baren Anker anzugeben, der die geschilderten Nachteile nicht aufweist und wobei ein rasch erzielter und dauerhaft sicherer Halt des Ankers erreicht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe, was das Verfahren anlangt, mit den Merkmalen des Verfahrenshauptanspruches, und was den Anker anlangt, mit den Merkmalen des unabhängigen,* auf den Anker gerichteten Anspruches .
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesetzter Anker sitzt sicher und dauerhaft fest, da er fest gegen die Innenfläche des Bohrloches anliegt, weil sich die Wand des aufgeweiteten Rohres des Ankers einen Formschluss und Reibung ergebend in Spalte, Klüfte und/oder Bereiche mit weicherem Material hinein verformt, sondern hat auch den Vorteil, dass das Gebirge oder der Boden, in den der Anker eingesetzt ist, im Bereich des bohrlochtiefsten Endes des Bohrlochs durch die eingebrachte, erhärtende Masse verfestigt wird und allenfalls im Bohrlochtiefst vorhandene Spalten oder Risse mit der Masse ausgefüllt werden .
Der erfindungsgemäße Anker ist eine Weiterentwicklung der bekannten Reibrohranker, wie sie beispielsweise aus der oben genannten US 4 , 459, 067 A bekannt sind und die auch als "Swellex" bezeichnet werden . Bei dem erfindungsgemäßen Anker erfolgt die Kraftübertragung in den Baugrund sowohl mittels Reibung als auch durch mechanische (formschlussartige ) Verbindung mit dem Baugrund. Der erfindungsgemäße Anker hat auch den Vorteil, dass der Anker auch als Injektionslanze zur Bodenverbesserung verwendet werden kann . Die Bodenverbesserung in bestimmten Tiefen oder ab einer bestimmten Tiefe ist insbesondere von Bedeutung, wenn an der Tagesoberfläche darüberliegende Bodenschichten oder im Tunnelbau davor liegende Gesteinsschichten vom Verpressdruck derart in Mitleidenschaft gezogen würden, dass unter Umständen die gesamte Stabilität des Bauwerks gefährdet wäre .
Als erhärtende Masse ( Inj ektionsgut) können im Rahmen der Erfindung grundsätzlich Ankermörtel , Portlandzemente und andere Zemente mit ausreichend geringer Korngröße aber auch Kunstharze und anderes Inj ektionsgut verwendet werden .
Als erhärtende Masse kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine hydraulisch abbindende Masse, wie Inj ektion (im Wesentlichen ein Gemenge aus Wasser, Zement und ggf . feinen Zuschlagstoffen, wie z . B . Flugasche) oder ein Mörtel ( im Wesentlichen ein Gemenge aus Wasser, Zement und Zuschlagstoffen mit kleiner Korngröße) , verwendet werden . In diesem Fall hat das erfindungsgemäße Verfahren noch den Vorteil, dass das Innere des Ankers durch die ausgehärtete Masse vor Korrosion geschützt ist . Als erhärtende Masse können auch Kunststoffe verwendet werden, die z . B . schmelzflüssig eingebracht werden und durch Abkühlen erstarren oder nach dem Einbringen durch chemische Reaktion erhärten .
Mit allgemeinen Worten kann die beim erfindungsgemäßen Verfahren angewendete Arbeitsweise wie folgt beschrieben werden: Es wird ein Bohrloch in der benötigten Länge und dem j eweils für das betreffende Produkt (Anker) benötigten Durchmesser hergestellt . In dieses Bohrloch wird der aufweitbare Anker eingebracht . Dieser wird dann insbesondere unter Verwendung eines Adapters mit einer Pumpe verbunden, mit Wasser gefüllt und mit Druck beaufschlagt bis sich das Profil des Ankers entfaltet und sich das Rohr satt an die Bohrlochwandung anlegt . In weiterer Folge dehnt sich das Profil in der Weise aus, dass auch Unregelmäßigkeiten im Bohrlochdurchmesser ausgefüllt werden . In Klüften oder Hohlräumen dehnt sich das Profil bis zu seinem größtmöglichen Durchmesser aus, wodurch im Verhältnis zum beschränkten Ausdehnen im regulären Bohrloch auch eine mechanische (formschlussartige) Verankerung entsteht . Nachdem dies erreicht ist, wird der Druck weiter erhöht bis sich die Spitze, insbesondere im Bereich einer dafür vorgesehenen Nut, öffnet und im Bohrlochtiefsten abgetrennt wird. Nun wird der zuvor verwendete Adapter, über den Wasser eingebracht wurde, durch einen Inj ektionsadapter ersetzt und das Injektionsgut durch die abgetrennte Spitze des Ankers in den Boden eingebracht . Auch das Einbringen des Ver- pressgutes ( Injektionsgut) erfolgt unter Druck, wobei der Druck aufgrund der Reibung und der mechanischen Verbindung Anker-Baugrund des entsprechend zu bemessenden Ankers so abgefangen wird, dass der Anker nicht nach Art eines Kolbens aus dem Bohrloch herausgedrückt wird.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Anker weist an seinem vorderen Ende, also an dem Ende, mit dem voran er in das Bohrloch eingeführt wird, ein Endstück auf, das beispielsweise an einer dort vorgesehenen Hülse, die mit dem Rohr verbunden ist, befestigt ist, wobei sich das Endstück bei einem Druck öffnet, der höher ist als der beim Aufweiten des Rohres, um es an die Innenseite des Bohrlochs anzulegen, angewendete Druck, sodass dann erhärtende Masse durch das Rohr und das dann offene Endstück in das Bohrloch eingepresst werden kann .
Der erfindungsgemäße Anker kann an seinem an einem Bohrloch liegenden Ende eine Ankerplatte tragen, die sich Boden- oder Gebirge-seitig an der äußeren Endhülse des Ankers abstützt . Erfindungsgemäße Anker können auch mit Inj ektonsbohrankern kombiniert sein . Dies hat den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Anker eine rasche Belastbarkeit und der Inj ektionsanker die Dauerbelastbarkeit gewährleisten .
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen .
Es zeigt : Fig . 1 schematisch in Schrägansicht einen Gebirgs- anker, Fig . 2 das Rohr des Gebirgsankers im Schnitt im Mittelbereich, Fig . 3 das Rohr des Gebirgsankers im Schnitt im Bereich eines Endes desselben, Fig . 4 ein Endstück am vorderen Ende des Gebirgsankers in einer ersten Ausführungsform, Fig . 5 schematisch ein in Anlage an die Innenfläche eines Bohrlochs aufgeweitetes Rohr eines Gebirgsankers, Fig . 6 das Endstück des Gebirgsankers in einer zweiten Ausführungsform, Fig . 7 ein am hinteren, also dem offenen Ende des Bohrlochs benachbarten Ende des Gebirgsankers vorgesehenes Adapteraufnahmestück, Fig . 8 einen Adapter für das Einbringen eines Druckmediums zum Aufweiten des Rohres des Gebirgsankers, Fig . 9 einen Adapter zum Einbringen der erhärtenden Masse in das Bohrloch, Fig . 10 einen Anker teilweise im Schnitt und Fig . 11 eine weitere Ausführungsform eines Ankers teilweise im Schnitt .
Wenngleich im Folgenden die Erfindung vorwiegend am Beispiel von Gebirgsankern, wie sie auch in den Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben wird, ist festzuhalten, dass die Erfindung grundsätzlich für alle Arten von Ankern, vornehmlich die der eingangs genannten Gattung, anwendbar ist, also auch für die Verwendung in Böden und dgl . weichen Untergrund.
Ein in Fig . 1 gezeigter Gebirgsanker weist ein Rohr 1 auf, das in seinem Mittelbereich die in Fig . 2 im Schnitt gezeigte Querschnittsform besitzt . Das Rohr 1 besitzt also eine nach innen ge- richtete Längsfalte 3, wobei der nach innen eingefaltete Teil der Wand des Rohres 1 in dem Mittelbereich ( Fig . 2 ) etwa omegaförmig aussieht, wogegen im Bereich der Enden des Rohres 1 die nach innen gefaltete Längsfalte 3 zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Wandteile 5 besitzt (Fig . 3 ) . Mit den Enden des Rohres 1 , welche wie erwähnt die in Fig . 3 dargestellte Querschnittsform besitzen, sind über diese Enden gesteckte Hülsen 7 und 9 verbunden . Insbesondere sind die Hülsen 7 , 9 mit den Enden des Rohres 1 durch Schweißnähte 11 verbunden .
Mit dem inneren Ende des Rohres 1 , insbesondere mit der mit diesem Ende des Rohres 1 verbundenen Hülse 9, ist ein Endstück 13 verbunden.
Das Endstück 13 ist geschlossen, j edoch so ausgebildet, dass es bei einem bestimmten Druck (einem Druck, der höher ist als der zum Aufweiten des Rohres 1 erforderliche Druck) öffnet und der Zugang zum Inneren des Endstückes 13 bzw . des Rohres 1 freigibt . Mögliche Ausführungsformen für Endstücke 13 sind in den Fig . 4 und
6 sowie 10 und 11 gezeigt .
Bei der in Fig . 4 gezeigten Ausführungsform besitzt das Endstück 13 ein spitz zulaufendes Ende 15, das mit dem rohrförmigen Teil des Endstückes 13 durch eine Nut 17, also eine Schwächungsstelle, verbunden ist . Bei Erreichen eines bestimmten Druckes im Inneren des Rohres 1 bricht die Wand des Endstückes 13 im Bereich der Nut 17 , sodass das mit der Hülse 9, beispielsweise durch eine Schweissnaht 10 verbundene Ende des Rohres 1 offen ist . Bei der in Fig . 6 gezeigten Ausführungsform ist das Endstück 13 als Rohr ausgebildet, dessen freies Ende 19 mit einem Innengewinde versehen ist . In das Innengewinde ist ein Pfropfen 21 eingedreht, sodass das Endstück 13 der in Fig . 6 gezeigten Ausführungsform zunächst geschlossen ist . Beim Erreichen eines bestimmten Innendruckes im Rohr 1 bzw . in der Hülse 9 wird der Pfropfen 21 aus dem als Pfropfenhalter ausgebildeten Ende 19 des Endstückes 13 herausgedrückt, sodass auch bei dieser Ausführungsform dann das Innere des Rohres 1 mit der Umgebung, also mit dem Inneren des Bohrloches, verbunden ist . Mit dem anderen, in Fig . 7 dargestellten, dem inneren Ende des Rohres 1 mit der Hülse 7 und dem Endstück 13 gegenüberliegenden Ende des Rohres 1 ist über die Hülse 7 ein Adapteraufnahmestück 31 verbunden . Beispielsweise ist das Adapteraufnahmestück 31 mit der Hülse
7 durch eine Schweißnaht 33 verbunden . Das Adapteraufnahmestück 31 ist im Bereich des offenen Endes des Bohrloches, in dem der Gebirgs- anker festzulegen ist, angeordnet . Das Adapteraufnahmestück 31 kann mit einem Rückschlagventil 34 ausgestattet sein, das nur in Strömungsrichtung in das Rohr 1 hinein öffnet, und so den Austritt von Druckfluid und erhärtender Masse aus dem Gebirgsanker verhindert . In das Adapteraufnahmestück 31 kann entweder ein in Fig . 8 gezeigter Adapter 35 für das Einleiten von unter Druck stehendem Fluid, insbesondere Wasser, in das Innere des Rohres 1 angeschlossen werden . Alternativ kann an das Adapteraufnahmestück 31 ein Adapter 37 aufgesetzt werden, der in Fig . 9 gezeigt ist und zum Eindrücken von erhärtender Masse, insbesondere hydraulisch abbindender Masse, wie Inj ektion oder Mörtel , dient .
Der Adapter 37 von Fig . 9 kann mit einer Schnellkupplung 38 ausgerüstet sein, sodass ein von einer Pumpe, welche die erhärtende Masse heranfördert, kommender Schlauch schnell angeschlossen werden kann . Die Adapter 35 und 37 können mit einem Außengewinde 39 versehen sein, das in ein Innengewinde 41 des Adapteraufnahmestückes 31 eingeschraubt werden kann .
An dem Adapteraufnahmestück 31 können Bauteile, wie beispiels- weise Ringschrauben (DIN 580 ) , befestigt werden, nachdem der Ge- birgsanker in einem Bohrloch, wie nachstehend noch beschrieben wird, festgelegt worden ist .
Zum Festlegen des beschriebenen Gebirgsankers (Felsanker) in einem Bohrloch wird wie folgt vorgegangen : Zunächst wird der Gebirgsanker mit seinem Endstück 13 voran in ein vorher erzeugtes Bohrloch eingeführt . Sobald dies geschehen ist, wird über den an dem Adapteraufnahmestück 31 durch Einschrauben befestigten Adapter 35 in das Innere des Rohres 1 unter Druck stehendes Fluid ( z . B . Wasser mit einem Druck in der Größenordnung von 100 - 500 bar) eingeleitet . Unter der Wirkung des im Inneren des Rohres 1 herrschenden Drucks weitet sich das Rohr 1 unter Öffnen seiner Längsfalte 3 auf, sodass es mit seiner Außenfläche dicht an die Innenfläche des Bohrloches angedrückt wird (Fig . 5) . Sobald dies geschehen ist, kann der Adapter 35 vom Adapteraufnahmestück 31 abgenommen werden, indem er abgeschraubt wird, und durch den Adapter 37 (Fig . 9) ersetzt werden, indem dieser Adapter 37 in das Adapteraufnahmestück 31 eingeschraubt wird. Durch den Adapter 37 (Fig . 9) wird nun unter Druck eine erhärtende Masse, insbesondere Inj ektion oder ein Mörtel, der aus einer entsprechenden Pumpe herangefördert wird, eingepresst . Dabei ist der Druck in der erhärtenden Masse höher als der zuvor beim Aufweiten des Rohres 1 durch das Fluid herrschende Druck, sodass das Endstück 13 öffnet, indem entweder (Fig . 4 ) die Spitze 15 vom Endstück 13 durch Brechen der Wand im Bereich der Nut 17 abgetrennt wird oder (Fig . 6) der Pfropfen 21 aus dem Pfropfenhalter 19 herausgestoßen wird. Sobald dies geschehen ist, tritt zunächst das Fluid, das zum Aufweiten des Rohres 1 verwendet worden ist, insbesondere Wasser, und dann die erhärtende Masse aus dem Rohr^ 1 über die Hülse 9 und das Endstück 13 in das Bohrloch aus . Die erhärtende, insbesondere hydraulisch abbindende, Masse füllt nun den nach dem Aufweiten des Rohres 1 verbleibenden Raum 8 zwischen dem Rest der Falte 3 und der Innenfläche des Bohrlochs ( Fig . 5 ) aus . Zusätzlich dringt erhärtende Masse in Risse oder Brüche, die vom vorderen Ende des Bohrlochs ausgehen ein, und verfestigt so das Material (Gebirge, Felsen oder ähnliches) , in das der Gebirgsanker gesetzt worden ist, vor allem im Bereich, der das Bohrlochtiefst umgibt .
In einer abgeänderten Arbeitsweise kann auch so vorgegangen werden, dass zunächst mit dem über den Adapter 35 von Fig . 8 eingeleiteten Fluid ein Druck erzeugt wird, der für das Aufweiten des Rohres 1 unter Öffnen seiner Faltung 3 hinreicht, damit sich das Rohr 1 mit seiner Außenfläche an das Bohrloch anlegt (Fig . 5) , worauf dann der Druck im Fluid erhöht wird, sodass das Endstück 13 öffnet und erst dann der Adapter 35 von Fig . 8 gegen den Adapter 37 von Fig . 9 ersetzt wird. Zusätzlich bietet die beschriebene Arbeitsweise den Vorteil, dass das Innere des Gebirgsankers, der insbesondere aus Stahl besteht, vor Korrosion geschützt wird. Für den Fall, dass eine hydraulisch abbindende Masse auf Zementbasis verwendet wird, wird zusätzlich eine alkalische Umgebung gewährleistet, was von Vorteil ist . Mit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise und der Verwendung des erfindungsgemäßen Gebirgsankers in Kombination mit Inj ektionsbohrankern (sogenannte "Hybridanker" ) werden die Vorteile von unter Anwenden von Innendruck aufweitbaren Gebirgsankern (rasche Festigkeit und fester Sitz ) mit den Vorteilen von durch erhärtende, z . B . hydrau- lisch abbindende Masse festgelegten Inj ektionsbohrankern vereinigt, da die erhärtende Masse allfällige Freiräume im Bereich des Bohrlochs zwischen der Außenseite des Inj ektionsbohrankers ausfüllt und auch in Risse oder Spalten, welche vom Bohrloch ausgehen, eindringt und so das Gestein (Gebirge) , den Boden bzw . ganz allgemein einen Baugrund um das Bohrloch herum verfestigt .
Bei der in Fig . 10 gezeigten Ausführungsform besteht der Anker wieder aus einem Profilrohr 1 und den beiden an seinen Enden vorgesehenen Hülsen 7 und 9. Die Hülsen 7 und 9 sind mit dem Profilrohr 1 des Ankers durch Verpressen und Verschweißen verbunden . An die Hülse 7 ist in dem in Fig . 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Endstück 31 angeschweißt, in das die in den Fig . 8 und 9 gezeigten Adapter wahlweise eingeschraubt werden können. Hierzu besitzt das Endstück 31 ein Innengewinde über das das in Fig . 8 gezeigt Kupplungsstück für das Aufweiten des Profilrohres 1 eingeschraubt werden kann . Über diese Kupplung wird Wasser unter Druck eingebracht, um das Profilrohr 1 aufzuweiten und dann die Spitze des Ankers abzusprengen .
An das Endstück 31 kann auch der Injektionsadapter gemäß Fig . 9 mit dem Anker verbunden werden (angeschraubt werden) , nachdem die Kupplung gemäß Fig . 8 entfernt worden ist, sodass dann die den Am vorderen Ende des Ankers ist über die Hülse 9 ein Endstück 13 mit Spitze 15 über eine Schweißnaht 10 verbunden . In der Wandung des Endstückes 13 ist in der Nähe der Basis der Spitze 15 eine nach außen offene Nut 14 vorgesehen . Über diese Nut 14 wird nach dem Überschreiten des Aufweitdruckes Materialbruch erzwungen und in weiterer Folge das Absprengen der Spitze 15 hervorgerufen, sodass dann durch den Anker die den Untergrund bindende Masse eingespritzt werden kann .
Bei der in Fig . 11 gezeigten Ausführungsform besitzt der Anker wieder das Profilrohr 1 , die an den Enden des Profilrohres 1 durch Verpressen und/oder Verschweißen befestigten Hülsen 7 und 9 sowie das mit der Hülse 7 verbundene (verschweißte ) Endstück 31. An die vordere Hülse 9 ist über eine Schweißnaht 55 ein mit Außengewinde versehenes Kupplungsstück 54 verbunden. Über dieses Kupplungsstück 54 wird ein mit Innengewinde versehenes Kupplungsstück 53 geschraubt an das die Schweißnaht 10 , das Endstück 13 mit der Spitze 15 verbunden wird. Bei dem in Fig . 11 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Nut 17 am Fuß der Spitze 15 zur Innenseite des Endstückes 13 hin offen . Die Spitze 15 kann abweichend von der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform mit unterschiedlichen Winkeln ausgebildet sein. Es können auch Endstücke 13 mit gewölbtem vorderen Ende (bombiert) oder mit flachem vorderen Ende eingesetzt werden.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden :
Ein Anker mit einem längs-gefalteten Rohr 1 und mit einem am Bohrloch innen liegenden Ende des Ankers vorgesehenen, unter Druck offenbaren Endstück 13 wird in ein Bohrloch eingeführt und durch Anwenden von Innendruck unter Entfalten des Rohres 1 aufgeweitet, bis das Rohr 1 unter Reibschluss und/oder Formschluss am Bohrloch anliegt, worauf der Druck im Anker erhöht wird, sodass die vordere Spitze 15 des Endstückes 13 abgetrennt wird. Dann wird erhärtende Masse durch den Anker in das Bohrloch gepresst, um Hohlräume im Bereich des im Bohrlochtiefst befindlichen Ende des Ankers und dem Untergrund (Boden, Gestein) , in dem der Anker festgelegt ist, und im angrenzenden Untergrund befindliche Hohlräume oder Risse auszufüllen. Als erhärtende Masse kann insbesondere eine hydraulisch abbindende Masse auf Zementbasis verwendet werden .

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zum Setzen von Ankern mit einem wenigstens einmal längsgefalteten Rohr (1) , wobei das Rohr ( 1 ) durch Anwenden von Innendruck aufgeweitet wird, nachdem es in ein Bohrloch eingeschoben worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufweiten des Rohres ( 1 ) der Innendruck erhöht wird, bis ein am inneren Ende des Ankers vorgesehenes Endstück ( 13 ) öffnet und eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Rohres (1) des Ankers und dem Bohrloch freigibt und dass dann durch das Rohr ( 1 ) erhärtende Masse gepresst wird, dass mit der erhärtenden Masse Freiräume ( 8 ) zwischen dem vorderen Ende des Rohres (1) und dem Bohrloch, Spalten und Risse, die vom Bohrloch ausgehen, ausgefüllt werden und dass schließlich die erhärtende Masse erhärten gelassen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als erhärtende Masse eine hydraulisch abbindende Masse verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass als erhärtende Masse eine hydraulisch abbindende Masse auf Zementbasis verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als erhärtende Masse ein Kunststoff verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass ein durch chemische Reaktionen erhärtender Kunststoff verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Epoxyharz verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass als erhärtende Masse ein Kunststoff verwendet wird, der schmelzflüssig eingepresst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeich- net, dass zum Aufweiten des Rohres ( 1 ) in das Rohr ( 1 ) des Ankers ein Fluid, insbesondere Wasser unter einem Druck von 100-500 bar, eingeleitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem zum Aufweiten des Rohres ( 1 ) eingebrachten Fluid nach dem Aufweiten des Rohres ( 1 ) erhöht wird, um das Endstück ( 13 ) zu öffnen .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück ( 13 ) durch Bruch im Bereich einer Sollbruchstelle (Nut 17 ) geöffnet wird .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (13) durch Herausdrücken eines Verschlusspfropfens (21) geöffnet wird.
12. Anker zur Verwendung beim Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit einem Rohr ( 1 ) , das wenigstens eine Längsfalte (3 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren, in ein Bohrloch zuerst einzuführenden Ende des Rohres ( 1) ein zunächst geschlossenes Endstück ( 13 ) vorgesehen ist, und dass das Endstück ( 13) unter der Wirkung von im Rohr ( 1 ) herrschendem Druck offenbar ist .
13. Anker nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Rohres ( 1) Hülsen ( 7 , 9 ) vorgesehen sind, die mit dem Rohr
( 1 ) dicht verbunden sind.
14. Anker nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass das End- stück ( 13) mit der am inneren Ende des Rohres ( 1 ) des Ankers vorgesehenen Hülse ( 9) verbunden ist .
15. Anker nach einem der Ansprüche 12 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück ( 13 ) an seinem geschlossenen Ende ( 15 ) eine Sollbruchstelle (Nut 17 ) aufweist .
16. Anker nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, dass das außerhalb der Sollbruchstelle (Nut 17 ) liegende Ende des Endstückes ( 13 ) eine Spitze ( 15 ) aufweist .
17. Anker nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (13 ) einen in sein äußeres Ende ( 19 ) einge- setzten Pfropfen (21 ) aufweist .
18. Anker nach Anspruch 17 , dadurch gekennzeichnet, dass der Pfropfen (21) im Bereich eines mit Innengewinde versehenen Endes ( 19) des Endstückes ( 13 ) eingesetzt, insbesondere eingeschraubt ist .
19. Anker nach einem der Ansprüche 12 bis 18 , dadurch gekennzeich- net, dass das Endstück ( 13 ) ein Rohr ist, das mit der inneren Hülse
( 9) des Ankers verbunden ist .
20. Anker nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Endstück ( 13 ) gegenüberliegenden, äußeren Ende des Rohres (1 ) des Ankers ein Adapteraufnahmestück (31 ) vorgesehen ist, in dem wahlweise ein Adapter (35 ) für das Einleiten von unter Druck stehendem Fluid und ein Adapter (37 ) zum Einleiten erhärtender, insbesondere hydraulisch abbindender Masse festlegbar ist .
21. Anker nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapteraufnahmestück ( 31) ein Innengewinde ( 41 ) trägt und dass die Adapter (35 , 37 ) mit Außengewinde (39) in das Adapteraufnahmestück ( 31 ) einschraubbar sind.
22. Anker nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter ( 37 ) für das Einleiten von erhärtender Masse eine Schnellkupplung ( 38 ) für den Anschluss eines Förderschlauches für erhär- tende Masse trägt .
23. Anker nach einem der Ansprüche 19 bis 22 , dadurch gekennzeichnet, dass im Adapteraufnahmestück ( 31) ein Rückschlagventil ( 34 ) vorgesehen ist .
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