DE1271045B

DE1271045B - Verfahren zum Herstellen von Erdankern

Info

Publication number: DE1271045B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl-Heinz Bauer
Original assignee: KARL HEINZ BAUER DR ING
Current assignee: KARL HEINZ BAUER DR ING
Priority date: 1965-04-06
Filing date: 1965-04-06
Publication date: 1968-06-20

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 40STW^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E02d

Deutsche Kl.: 84 c-5/56

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 71 045.1-25
6. April 1965
20. Juni 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Erdankern in nicht felsigen oder mit grobem Gestein durchsetzten Böden, bei dem durch ein hohles Bohrgestänge ein Zugglied eingebracht wird. Das Verfahren bezieht sich auf dauerhafte oder vorübergehend eingebrachte, auf Zug beanspruchte Erdanker in waagerechter, geneigter oder senkrechter Richtung zur Verankerung von Bauwerken oder Bauteilen im Erdreich.

Es sind Verfahren zum Herstellen von auch auf Zug ίο belasteten Pfählen bekannt. Nach solchen Verfahren hergestellte, meist großvolumige Pfähle, deren Einbringen zu einer erheblichen Beunruhigung des durchfahrenen Erdreiches führen, eignen sich jedoch nicht für Böden mit geringer innerer Reibung, da die Krafteinleitung auch bei Ausbildung eines Pfahlfußes weitgehend über die ganze Pfahlaußenfläche auf ihrer ganzen Länge durch Reibung an der Bohrlochwand erfolgt. Zugpfähle und Verfahren zu deren Herstellung sind daher weder in ihrer Zweckbestimmung noch in ihrer Wirkung mit Erdankern zu vergleichen.

Aus der deutschen Patentschrift 1104 905 ist ein Verfahren zum Herstellen von Injektionszugankern bekannt, nach dem mit einem hohlen Bohrgestänge eine Bohrung mit möglichst kleinem Querschnittes hinter die Gleitfläche des aktiven Erddruckes vorgetrieben, ein Zuganker, bestehend aus einem Zugglied, das mit einer als Widerlager dienenden Bohrspitze verbunden wird, eingeführt und sodann die Umgebung des Widerlagers mit erhärtenden Baustoffen verpreßt wird. Dieses Verfahren findet mit großem Erfolg vor allem in rolligen Böden Anwendung, in denen eine Durchsetzung des Erdreiches mit Injektionsgut im Bereich der Krafteinleitungsstrecke zur Bildung eines birnenförmigen Widerlagers möglich ist.

In stark bindigen Böden ist jedoch die Bildung eines solchen Widerlagers in nur beschränkter Größe möglich, so daß trotz großer Haftung zwischen Anker und Beton die Kraftüberleitung vom Widerlager auf das umgebende Erdreich nur begrenzte Zugkräfte gestattet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Verfahrens in bindigen Böden mit verhältnismäßig geringer innerer Reibung zu vermeiden und auf die Einleitung von größeren Zugkräften in bindige Böden mit verhältnismäßig geringer innerer Reibung auszudehnen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dem Verfahren nach der Erfindung darin gesehen, daß eine nicht fördernde Stahlwendel mittels des lose an sie Verfahren zum Herstellen von Erdankern

Anmelder:

Dr.-Ing. Karl-Heinz Bauer,

8898 Schrobenhausen, Wittelsbacherstr. 5

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Karl-Heinz Bauer, 8898 Schrobenhausen

angeschlossenen hohlen Bohrgestänges in das Erdreich unter gleichzeitigem Verpressen von erhärtenden Baustoffen in den Durchtrittsraum der Stahlwendel bis zu einer vorberechneten Endlage eingedreht wird, das Zugglied durch das Bohrgestänge eingeführt und mit der Stahlwendel fest verbunden wird, die Stahlwendel sodann ohne Drehung mit einer am Zugglied angesetzten Zugkraft um ein bestimmtes Maß zurückgezogen wird, der sich vor der Stahlwendel bildende Hohlraum mit erhärtenden Baustoffen ausgepreßt und die Stahlwendel wieder in die Endlage vorgedreht wird, sodann das Bohrgestänge ausgebaut und der Raum zwischen Zugglied und Bohrlochwand gleichzeitig mit erhärtenden Baustoffen verfüllt und der Erdanker nach dem Erhärten der Baustoffe vorgespannt wird.

Vorzugsweise wird abhängig von den geologischen Verhältnissen erst injiziert, wenn der Vortrieb der Stahlwendel in den statisch erforderlichen Krafteinleitungsbereich eingedrungen ist.

Bei besonders bindigen Böden ist es von Vorteil, den beim Zurückziehen der Stahlwendel entstehenden Hohlraum zu belüften und diesen Hohlraum erst nach erneutem Vorbringen der Stahlwendel in die Endlage mit erhärtenden Baustoffen zu verpressen.

Lassen die geologischen Verhältnisse befürchten, daß der sich beim Zurückziehen der Stahlwendel bildende Hohlraum nicht stehenbleibt, so wird dieser Hohlraum gleichzeitig mit dem Zurückziehen der Stahlwendel mit erhärtenden Baustoffen verpreßt.

Bei entsprechenden geologischen Verhältnissen kann es auch vorteilhaft sein, den Hohlraum gleichzeitig mit dem erneuten Vorbringen der zurückgezogenen Stahlwendel mit erhärtenden Baustoffen zu verpressen.

Unter bestimmten geologischen Verhältnissen kann es ferner zweckmäßig sein, auf das Zurückziehen der

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Stahlwendel nach Erreichen der Endlage vollständig zu verzichten.

Dem Injektionsgut aus erhärtenden Baustoffen werden vorzugsweise Dispersionen von Kautschuk beigemischt.

Nach einem in der beigefügten Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel wird eine Stahlwendel mit einem Umgang und einem Durchmesser von 300 mm auf einem Bohrgestänge von 100 mm Außendurchmesser verwendet. Als Zugglied wird ein Spannstahl von 50 mm Durchmesser gewählt. Es zeigt

F i g. 1, teilweise im Schnitt, die lose auf dem hohlen Bohrgestänge sitzende Stahlwendel, mit einem Umgang,

F i g. 2 die Stahlwendel mit Bohrgestänge in der Vortriebsendlage,

F i g. 3 die Lage der Stahlwendel nach dem Zurückziehen,

F i g. 4 den fertigen, vorgespannten Erdanker nach dem Ausbau des Bohrgestänges.

Die Stahlwendel 1 (F i g. 1) ist mit einem Gewinde 2, Austrittsöffnungen 3 für Injektionsgut und einer Bohrung 4 in der Wendelnabe versehen. Die Stahlwendel 1 sitzt lose in Führungsnuten 5 auf dem Bohrgestänge 6.

Die Stahlwendel 1, die als Widerlager der Verankerung dient, wird auf einem starken, hohlen Bohrgestänge 6 montiert und unter Verwendung einer Großleistungsdrehbohrmaschine in das Erdreich bis in die statisch zweckmäßige Endlage eingebohrt. Die Stahlwendel 1 ist kurz und so ausgestaltet, daß beim Eindrehen kein Erdreich gefördert wird. Die Steigung der Stahlwendel 1 und der Vortrieb werden so eingerichtet, daß die Stahlwendel 1 ohne Durchmischung des Erdreiches im Durchtrittsbereich eingedreht wird. Das hohle Bohrgestänge 6 besteht aus relativ kurzen Rohrschüssen, die im Zuge des Eindrehvorganges nach und nach aneinandergeschraubt werden.

Die Stahlwendel 1 wird nach Durchgang durch die Gleitfläche des aktiven Erddruckes unter gleichzeitigem Verpressen von erhärtenden, eventuell mit Kautschukdispersionen vermischtem Zement vorgetrieben, wobei sich das Injektionsgut spiralförmig auf den Wendeldurchgang verteilt (F i g. 2).

Nach Erreichen der Endlage wird das Bohrgestänge 6 bis zur Stahlwendel 1 gespült und das Zugglied 8, beispielsweise ein Spannstahl, durch das Bohrgestänge 6 eingeführt und in das Gewinde 2 der Stahlwendel 1 eingeschraubt.

Sodann wird auf die Bohrung eine nicht dargestellte Hohlkolbenpresse aufgesetzt und mit der Hohlkolbenpresse die Stahlwendel 1 unter Verwendung von hohen Kräften von beispielsweise 1001 um ein bestimmtes Maß zurückgezogen (F i g. 3). Beim Zurückziehen der Stahlwendel 1 wird im Durchtrittsbereich das Erdreich- und das dazwischen eingebrachte Injektionsgut, unter Aufrechterhaltung der Spirale stark verdichtet und seitlich in die den Durchtrittsbereich umgebende Zone gepreßt. Gleichzeitig mit dem Zurückziehen bildet sich der Hohlraum 7, der nach dem Ausführungsbeispiel zugleich mit dem Zurückziehen der Stahlwendel 1 durch Einleiten von erhärtenden Baustoffen durch das Bohrgestänge 6 und die Austrittsöffnungen 3 ausgepreßt wird.

Das Zurückziehen der Stahlwendel 1, das zu einer starken Verdichtung, Verfestigung und seitlichen Erweiterung des durchörterten Erdreiches und des Injektionsgutes sowie zur Bildung des Hohlraumes 7 dient, hat zugleich den Zweck, an Hand der zum Zurückziehen aufgewendeten Kräfte Hinweise auf die endgültige Belastungsmöglichkeit des Erdankers zu erhalten.

Nach dem erneuten Vorbringen der Stahlwendel 1 (F i g. 4) wird das Bohrgestänge 6 unter Verpressen und Verfüllen der Bohrung gezogen. Nach dem Erhärten der Baustoffe wird der Erdanker vorgespannt.

Das Zugglied 8 ist vorzugsweise mit einem glatten Überzug, beispielsweise aus Kunststoff, bis zur Stahlwendel 1 überzogen. Der Überzug dient einerseits als Korrosionsschutz des Zuggliedes 8 bei Dauerverankerungen, andererseits ist er erforderlich, um Reibung zwischen Zugglied 8 und umgebendem Baustoff und mittelbar zum Erdreich zu vermeiden.

Die als Widerlager dienende Stahlwendel 1 sitzt somit in einem Widerlagerblock aus Beton. Die auf Grund der völligen Isolierung des Zuggliedes 8 ausschließlich auf die Stahlwendel 1 konzentrierte Krafteinleitung der Zugkräfte bewirkt über den Widerlagerblock die Belastung des verfestigten Bodenbereiches. Ein Ausreißen der Verankerung ist im Gegensatz zu den bekannten Zugpfählen und Injektionszugankern auch in Böden mit geringer innerer Reibung nicht wahrscheinlich, da die Krafteinleitung nicht in Längsrichtung zur Ankerachse durch Reibung, sondern vorwiegend winklig über die Flächen der ausgefüllten Druckspirale erfolgt. Dabei ist vor allem in zähen Böden von Vorteil, daß durch den Vortrieb der Stahlwendel 1 das Erdreich innerhalb und außerhalb des Durchtrittsquerschnitts der Stahlwendel 1 nicht gestört ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Erdankern in nicht felsigen oder mit grobem Gestein durchsetzten Böden, bei dem durch ein hohles Bohrgestänge ein Zugglied eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht fördernde Stahlwendel mittels des lose an sie angeschlossenen hohlen Bohrgestänges in das Erdreich unter gleichzeitigem Verpressen von erhärtenden Baustoffen in den Durchtrittsraum der Stahlwendel bis zu einer vorberechneten Endlage eingedreht wird, das Zugglied durch das Bohrgestänge eingeführt und mit der Stahlwendel fest verbunden wird, die Stahlwendel sodann ohne Drehung mit einer am Zugglied angesetzten Zugkraft um ein bestimmtes Maß zurückgezogen wird, der sich vor der Stahlwendel bildende Hohlraum mit erhärtenden Baustoffen ausgepreßt und die Stahlwendel wieder in die Endlage vorgedreht wird, sodann das Bohrgestänge ausgebaut, der Raum zwischen Zugglied und Bohrlochwand mit erhärtenden Baustoffen verfüllt und der Erdanker nach dem Erhärten der Baustoffe vorgespannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erhärtende Baustoffe nur im statisch erforderlichen Krafteinleitungsbereich injiziert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Zurückziehen der Stahlwendel entstehende Hohlraum belüftet und nach erneutem Vorbringen der Stahlwendel in die Endlage mit erhärtenden Baustoffen verpreßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich beim Zurückziehen der Stahlwendel bildende Hohlraum gleichzeitig mit erhärtenden Baustoffen verpreßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des erneuten Vorbringens der zurückgezogenen Stahlwendel der Hohlraum mit erhärtenden Baustoffen verpreßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Zurückziehen der Stahlwendel nach Erreichen der Endlage verzichtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Injektionsgut aus erhärtenden Baustoffen Dispersionen von Kautschuk beigemischt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 2 310 033, 1104 905; französische Patentschriften Nr. 435154, 619 600; »Schweizerische Bauzeitung«, Heft 47/1953, S. 690.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 560/137 6.68 ® Bundesdruckerei Berlin