DE2034662A1

DE2034662A1 - Verfahren zum Anbringen eines Ankers in Erdreich u dgl und Anker zur Durch fuhrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2034662A1
Application number: DE19702034662
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Linz Probst (Osterreich)
Original assignee: Vereinigte Osterreichische Eisen und Stahlwerke AG, Linz (Osterreich)
Priority date: 1969-08-18
Filing date: 1970-07-13
Publication date: 1971-04-08
Also published as: NL7010600A; CH518413A; AT310094B; GB1308209A

Description

10. Juli 1970

Patentanmeldung der

Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke Aktiengesellschaft Linz (Österreich)

Verfahren zum Anbringen eines Ankers in Erdreich u.dgl, und Anker zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines Ankers in Erdreich oder Gebirge, bei dem ein Ankerkörper in das Erdreich eingetrieben und dann erhärtender Baustoff aus dem unteren Ende des Ankerkörpers ausgebracht wird. Weiterhin betrifft i

die Erfindung einen Anker zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, Bodenanker, die Abstützungen für Bauteile, Spannseile u.dgl. bilden sollen, in der Weise herzustellen, daß eine Treibspitze mittels eines rohrförmigen, metallischen Schaftes durch Einrammen oder Bohren bis zu einer vorbestimmten Tiefe in das Erdreich od.dgl. eingebracht wird, wobei die Treibspitze als verlorene Spitze im

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Erdreich verbleibt, gegebenenfalls in den hohlen Schaft eine Stahlarmierung abgesenkt und dann der Schaft langsam aus dem Boden herausgezogen wird, wobei gleichzeitig der durch das Eintreiben der Spitze und des Schaftes erzeugte Hohlraum mit Beton ausgegossen wird. Um die Bodenhaftung insbesondere im Bereich der Treibspitze zu verbessern, hat man diese Treibspitze bereits mit einem für den Verbleib im Boden bestimmten und beim Eintreiben die Verbindung mit dem Schaft herstellenden, rohrförmigen Ansatz versehen, der durch Rückschlagventile gesicherte Austrittsöffnungen aufweist, über die mit Hilfe einer eigenen Rohrleitung, die beim Ziehen des Schaftes entfernt wird, nach dem Eintreiben der Spitze erhärtender Baustoff, insbesondere Zementmörtel in das die Eintreibspitze umgebende Erdreich ausgepreßt wird. Diese erhärtende Masse muß ftir die Einbringung dünnflüssig sein und besitzt nur eine geringe Festigkeit, da- sie nicht armiert werden kann und sich überdies mit dem die Pfahlspitze umgebenden Erdreich vermJKfct, wodurch ihre Gesamtfestigkeit weitgehend herabgesetzt wird. Die letztgenannte Verfahrensvariante wird hauptsächlich für die Herstellung von Zugankern verwendet.

Ss sind auch Rammpfähle bekannt, die nach dem Einrammen im Boden belassen und mit Beton ausgegossen werden, so daß sie einen Fundamentkörper bilden, an welchem z.B. ein Mastfuß befestigt werden kann. Alle auf die bisher beschriebenen Arten hergestellten bzw. angebrachten Anker uttd dgl. haben nur dann einen ausreichenden Halt im Boden und im umgebenden Erdreich, wenn ei· tief in den Boden hineinreichen und relativ große Durchmesser besitzen. .

Pur die Verankerung von Abspannsellen u.dgl. werden auch sogenannte Klapp-, Spreizoder Fallschirmanker verwendet, die in der Hähe des unteren Pfahlendes od.dgl. seitlich abklappbare oder ausspreizbare Elemente besitzen, die dem Herausziehen des Ankers aus dem Erdreich Widerstand bieten. Sinngemäß der gleiche Effekt wird durch sogenannte Explosionsnadeln erzielt. Dabei handelt es sich um hohle Ankernadeln oder Rammpfähle, deren Rohrschaft nach dem Eintreiben in den Boden oberhalb der vorgesehaenen Eintreibspitze durch Zünden einer schwachen Sprengladung oder durch Einpressen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums unter hohem Brück aufgeweitet wird, so daß eine Verdickung entsteht, die eine Verbesserung der Bodenhaftung bedingt.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß nach dem Eintreiben des vorzugsweise aus einem Rammpfahl bestehenden Ankerkörpers in seinem unteren Ende eine Sprengladung zur Isplosion gebracht und dadurch das untere Ankerende auf gespreizt sowie im umgebenden Erdreich od.dgl. ein Hohlraum erzeugt wird, der anschließend den erhärtenden, gegebenenfalls mit zusätzlichen, durch den hohlen Rammpfah? eingebrachten Armierungen versehenen Baustoff aufnimmt, in den auch die aufgerissenen oder aufgespreizten Ankerteile zumindest zum Teil eingebettet werden, so daß dieser Baustoff nach der Erhärtung einen mit dem Anker verbundenen Fundamentkörper bildet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit zwangsweise/Erdreich od.dgl. ein Hohlraum erzeugt, in den Wandungsteile des Rammpfahles od.dgl. eingreifen.

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Der Hohlraum bildet praktisch eine Schalung für den nachträglich einzubringenden Baustoff, der sich daher nicht oder nur kaum mit dem Brdreich vermischt, armiert werden kann und überdies zufolge der Einbettung der aufgespreizten Ankerteile in ihn auch durch diese armiert wird, wobei die Verbindung zwischen den Ankerteilen und dem Baustoff Druck- und Zugbeanspruchungen standhält. Durch die Verdichtung des Erdreiches wird seine Festigkeit erhöht und dadurch der Halt des Ankers im Boden weiter verbessert. Man kann durch entsprechende Dosierung der Sprengladung einen im Vergleich zum Durchmesser des Rammpfahles großen Durchmesser des erzeugten Hohlraumes erzielen und so einen stark verdickten Fuß am Ankerkörper vorsehen. Wie Versuche bestätigt haben, erhält man sowohl i^lockeren als auch in festen Böden auch bei geringer Rammtiefe Fundamentkörper, die einwandfrei im Boden verankert und geeignet sind, auch sän/ere und intermittierende Belastungen auf die Dauer aufzunehmen, ohne daß es dabei zu Lockerungen des Ankers bzw. Fundamentkörpers kommt.

Vorzugsweise wird der aus einem hohlen Rammpfahl bestehende Ankerkörper vor dem Zünden der Sprengladung mit einer als Abdämmung nach oben wirkenden Flüssigkeit gefüllt. Dadurch wird erreicht, daß sich die ExpTosionsenergie etwa kugelförmig im Umkreis der Sprengladung ausbreitete Man kann auch in das Rohr eine Dichtung einbringen, die verhindert, daß die Abdämmflüssigkeit vor dem Zünden der Sprengladung bis zur Sprengladung selbst vordringt. Durch entsprechende Auswahl der Stärke der Sprengladung in bezug auf den Durchmesser, die Wandstärke und das Herstellungsmaterial des Rohres sowie die Abhängigkeit von der Bodendichte, ferner durch Änderungen des Abstandes der Sprengladung von der Eintreibspitze und des Abstandes der Abdämmung von der Sprengladung kann man weiterhin Größe und Form der durch die Sprengung erzeugten Hohlräume wätgehend beeinflussen,

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Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rammpfahl zumindest im Bereich der Tag-Nachtzone mit einer, insbesondere aus Beton hergestellten, im Bereich od.dgl. verankerten Verdickung, insbesondere in Form einer Ummantelung versehen. Durch diese Verdiekung können wegen der verringerten Fläehenpressung auf den Boden Querkräfte, also etwa normal zum Rammpfahl wirkende Kräfte besser aufgenommen werden. Ein zusätzlicher Vorteil einer derartigen Verdickung besteht darin, daß sie in der besonders gefährdeten Tag-Nachtζone eine Korrosion des vorzugsweise aus Stahl hergestellten Rammpfahles verhindert.

Zur Durchführung des Verfahrens wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Anker vorgeschlagen, der sich durch einen hohlen Rammpfahl aus Stahlblech auszeichnet, dessen unteres Ende konisch zu einer Spitze verjüngt ist, wobei im verjüngten Bereichjeine Sprengladung unterbringbar ist und vorzugsweise zumindest der verjüngte Bereich etwa in Längsrichtung verlaufende Sollbruchstellen aufweist, nach denen er bei der Explosion der Sprengladung aufreißt. Eine besonders einfache Ausführung besteht darin, daß der Rammpfahl aus einem Vierkantrohr besteht, dessen unteres Ende in Form einer schlanken Pyramide zu einer Spitze verjüngt ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 das untere Ende eines Rammpfahles in Ansicht und die Fig. 2-4 schematisch den Rammpfahl nach dem Eintreiben ins Erdreich, nach dem Zünden der Sprengladung und der Herstellung des Fundamentkörpers und nach dem Anbringen einer zusätzlichen Ummantelung.

Ein Rammpfahl 1 wird aus einem Vierkantrohr in der Weise hergestellt, daß am einen Ende die Kanten aufgeschlitzt, die entstehenden Lappen 2 dreieckförmig zugeschnitten und

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scliließlicli durch Schweißnähte 3 verbunden werden, so daß der Pfahl 1 einen in eine Spitze 4 auslaufenden pyramidenförmigen Endbereich 5 erhält.

Der Rammpfahl 1 wird gemäß Fig. 2 bis zu einer vorbestimmten Tiefe in das Erdreich 6 eingetrieben. Dann wird in den verjüngten Bereich 5 eine Sprengladung 7 abgesenkt und der Pfahl mit einer als Abdämmung wirkenden Flüssigkeit gefüllt. Durch Zünden der Sprengladung wird der verjüngte Bereich 5 nach den Schweißnähten 3 aufgerissen, wobei, wie die Fig. 3 und 4- zeigen, die Lappen 2 aufgespreizt und dabei gebogen werden, so daß die Spitzen 8 leicht nach innen zeigen. Im Erdreich wird eine in ihrer Grundform kugelförmige Höhlung 9 erzeugt. Nach dem Absickern oder Auspumpen der Abdämmflüssigkeit kann die Höhlung 9 durch den Rammpfahl 1 hindurch mit einem erhärtenden Baustoff 10 gefüllt werden. Zusätzlich können in die Höhlung 9 Armierungen eingebracht werden. Die Lappenenden 8 sind in den erhärtenden Baustoff 10 eingebettet.

TJm eine bessere Aufnahme von Querkräften zu erzielen, kann man, wie Fig. 4 zeigt, im Bereich der Tag-Nachtzone 11 das Erdreich 6 entfernen, auf den Rammpfahl 1 ein ihn mit allseitigem Abstand umschließendes Rohr, z.B. ein Eternitrohr 12, aufschieben, den Zwischenraum mit Beton 13 füllen und schließlich wieder das Erdreich einebnen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei noch ein Ausführungsbeispiel genauer beschrieben»

Aus einem Formrohr mit quadratischem Querschnitt von 100 mm Seitenlänge und einer Wandstärke von 4 mm wurde ein Rammpfahl hergestellt, bei dem die Länge des verjüngten Bereiches 5 etwa 250 mm betrug.

Dieser aus Stahlblech hergestellte Rammpfahl, dessen Gesamtlänge 2500 mm betrug, wurde mit einer Preßluftramme 1500 mm in Flußschotterboden eingetrieben.

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In den verjüngten Bereich 5 wurden 1,5 Donaritpatronen, also ca. 190 Gramm Donarit abgesenkt und nach Einfüllen einer Dämmflüssigkeit zur Explosion gebracht. Es wurde der gesamte verjüngte Bereich des Rohres entlang der Schweißnähte 3 aufgerissen, wobei die Lappen 2 zentralsymmetrisch ausgebogen wurden und durch den Bodenwiderstand sowie die Festigkeitsverhältnisse im Spitzenbereich die dargestellte, nach der Umrißform einer Birne gebogenen Gestalt erhielten, wobei die Spitzen 8 in den Hohlraum einragten. Der größte meßbare Birnendurchmesser lag zwischen J 550 und 600 mm; der größte Durchmesser des erzeugten Hohlraumes 9 lag über diesem Wert.

Dadurch, daß man im Bereich der Spitze 4 Armierungen oder stärkere Schweißnähte vorsieht, kann man allenfalls im Zusammenwirken mit einer erhöhten Anbringung der Sprengladung erreichen, daß die stärkste Aufweitung der aufplatzenden lappen höher liegt und die Lappenspitzen 8 näher am Zentrum des Hohlraumes 10 liegen. Durch zusätzliche Armierungen der Lappen durch ein- oder aufgeschweißte Stege sowie durch vorgesehene Sollbruchstellen kann man weiter die Form, die die Lappen nach der Explosion einnehmen, beeinflussen.

Bei der Herstellung des Fundamentkörpers 10 können " auch im Rohr 1 selbst weitere Armierungen angebracht werden und man kann das Rohr auch mit Beton ausfüllen.

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Claims

_ 8 — Patentansprüche :

1. Verfahren zum Anbringen eines Ankers in Erdreich u.dgl., "bei dem ein Ankerkörper in das Erdreich eingetrieben und dann erhärtender Baustoff aus dem unteren Ende des Ankerkörpers ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Eintreiben des vorzugsweise aus einem Rammpfahl (1) bestehenden Ankerkörpers in seinem unteren Ende eine Sprengladung (7) zur Explosion gebracht und dadurch das untere Ankerende (5) aufgespreizt bzw. aufgerissen sowie im umgebenden Erdreich ein Hohlraum (9) erzeugt wird, der anschließend den erhärtenden, gegebenenfalls mit zusätzliche, durch den hohlen Rammpfahl eingebrachten Armierungen versehenen Baustoff (10) aufnimmt, in den auch die aufgerissenen bzw. aufgespreizten Ankerteile (8) zumindest zum Teil eingebettet werden, so daß dieser Baustoff nach der Erhärtung einen mit dem Anker verbundenen Fundamentkörper (10) bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem hohlen Rammpfahl (1) bestehende Ankerkörper vor dem Zünden der Sprengladung (7) mit einer als Abdämmung nach oben wirkenden Plüss^ceit gefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rammpfahl (1) zumindest im Bereich der Tag-Nachtζone (11) mit einer insbesondere aus Beton hergestellten, im Erdreich verankerten Verdickung, insbesondere in Form einer Ummantelung (12, 13) versehen wird.

4. Anker zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3» gekennzeichnet durch einen hohlen Rammpfahl (1) aus Stahlblech, dessen unteres Ende zu einer Spitze (4) verjüngt ist, wobei in den verjüngten Bereich (5) eine Sprengladung (7) einbringbar ist und vorzugsweise zumindest der verjüngte Bereich etwa in Längsrichtung verlaufenden Sollbruchstellen (3) aufweist, nach denen er bei der Explosion der Sprengladung aufr.eißt.

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5. Anker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rammpfahl aus einem Vierkantrohr (1) besteht, dessen unteres Ende in Form einer schlanken Pyramide (5) zu einer Spitze (4) verjüngt ist.

PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke

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