DE2800370A1

DE2800370A1 - Verfahren und vorrichtung zum einbauen eines verpressankers in eine bodenformation gegen drueckendes wasser

Info

Publication number: DE2800370A1
Application number: DE19782800370
Authority: DE
Inventors: Rudolf Bartoszek; Siegried Brandl; Joachim Fischer
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1978-01-05
Filing date: 1978-01-05
Publication date: 1979-07-19
Also published as: LU80756A1; NL189475B; BE873296A; NL189475C; NL7811960A; DE2800370C2; FR2415170A1; FR2415170B1

Description

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Firma PHILIPP HOLZMANN AKTIENGESELLSCHAFT, Taunusanlage 1, 6000 FRANKFURT 2

Verfahren und Vorrichtung zum Einbauen eines Verpreßankers in eine ^odenformation gegen drückendes Wasser

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbauen eines Verpreßankers in eine Bodenformation, wobei durch eine Öffnung in einer Wand ein Vortreibrohr in den Boden eingetrieben, nach Erreichen der gewünschten Tiefe ein Ankerstab eingeführt, durch das Vortreibrohr flüssiger Mörtel zum inneren Ende des Vortreibrohres gepreßt und das Vortreibrohr schließlich aus dem Loch in der Bodenformation zurückgezogen wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum j Durchführen dieses Verfahrens und insbesondere eine Vorrichtung, die aus einem ein- oder mehrteiligen Vortreibrohr und einer daran anzubringenden Bohrspitze besteht.

Verpreßanker v/erden meist zn" Sicherung von Gelände Sprüngen, beispielsweise bei Baugrubenv.änden, und zur Auftriebssicherheit verwendet. Sie bestehen aus einem oder mehreren Stahlzuggliedern und einem in der Bodenformation wie dem Erdreichgebildeten Verankerungskörper. Derartige Verpreßanker werden mit verschiedenen Bohrverfahren in den Boden eingebracht und dort fertiggestellt. Die Haftung des Verankerungskörpers im Erdreich erreicht man durch ein- oder mehrmalige Injektion von Zementmörtel, der dann zu dem Verankerungskörper aushärtet. Das Einbauen der Verpreßanker in das Erdreich erfolgt mit Einschränkungen auch dann, wenn hinter der den Geländesprung sichernden Wand ein Wasserüberdruck an der die Wand durchdringenden Verankerungsstelle ansteht.

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Es ist bekannt, beim Setzen von Verpreßankern gegen geringen Wasserüberdruck an der Verankerungsstelle Abdichtungen vorzusehen, die aus Packungen oder Manschetten bestehen, welche zwischen dem Vortreibrohr und der Wanddurchdringung sitzen und den entsprechenden Spalt abdichten. Weiterhin ist es bekannt, eine elastische Lippendichtung vorzusehen, die nach dem Rückbauen des Vortreibrohres sich aufgrund ihrer Elastizität auf dem einen geringeren Durchmesser als das Vortreibrohr aufweisenden Verankerungsstab legt und dadurch ein Ausfließen des hinter der Wanddurchdringung unter Wasserüberdruck anstehenden Bodens verhindert. Mit steigendem Wasserdruck bleibt zwar die Abdichtung zwischen Wanddurchdringung und \^rortreibrohr wirksam, jedoch würde nach Ausstoßen der im Erdreich verbleibenden Bohrspitze oder des sonstigen Bohrwerkzeuges in das Vortreibrohr Wasser und Bodenteilchen eindringen und durch das Vortreibrohr vor die Stützwand ausfließen, was aus Gründen der Standfestigkeit der über der Verankerungsstelle befindlichen Baulichkeiten unzulässig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch gegen hohen Wasserdruck durch eine Wanddurchdringung Verpreßanker in Bodenformationen einbauen zu können, ohne daß Bodenbestandteile und Wasser durch oder um das Vortreibrohr auf die Vorderseite der Wand gelangen können,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und vorteilhafte Vorrichtungen zum Durchführen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Unteranspräche.

Gemäß der Erfindung wird zum Setzen und Einbauen eines Verpreßankers zunächst ein Vortreibrohr durch die Wanddurchdringung auf Solltiefe in den Boden eingetrieben. Das vordere oder innere Ende des Vortreibrohres ist dabei mit einer Bohr-

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spitze oder einem sonstigen Bohrwerkzeug verschlossen, das über einen konischen Paßsitz im Vortreibrohr steckt, wobei im Bereich dieses Paßsitzes einf/zusätzliche Dichtung ,.beispielsweise in Form eines eingelegten Dichtungsringes vorgesehen sein kann. Das Bohrwerkzeug ist beispielsweise eine Raramspitze oder auch ein Bohrkopf, der mit einem Durchlaß für Spülwasser und einem Rückschlagventil versehen ist, welches zwar ein Austreten von Spülwasser aus dem Bohrkopf zuläßt, hingegen ein Eindringen von Wasser aus dem Boden in das Vortreibrohr verhindert.

Wenn das Vortreibrohr auf die gewünschte Tiefe in das Erdreich eingetrieben worden ist, wird in dasselbe der Ankerstab eingesetzt, woraufhin das Vortreibrohr von der Bohrspitze ein kurzes Stück zurückgezogen und gleichzeitig Verpreß-mörtel durch das Vortreibrohr eingepreßt wird, um den Verankerungs- j körper zu bilden. Dabei wird eine innerhalb des Vortreibrohres angeordnete und mit der Oberfläche des Ankerstabes zusammenwirkende Dichtung wirksam, die den Einpreßmörtel in Richtung der Verankerungsstrecke durchläßt, aber verhindert!, daß Viasser und Bodenbestandteile aus dem E-rdreich in ent- ! gegengesetzter Richtung durch das Vortreibrohr ausgespült ] werden können. Während des Ziehens des Vortreibrohres wird der Ankerstab mittels eines durch das hintere Ende in das Vortreibrohr eingeführten Druckstabes gegen die im Erdreich verbleibende Bohrspitze gedrückt und damit in seiner gewünschten Position gehalten. Die Druckstange ist dabei abgedichtet durch die auf das hintere Ende des Vortreibrohres aufgeschraubte Verpreßkappe geführt, so daß während des Verpreßvorganges und damit des Herstellens des Verankerungskörpers ein geschlossenes Verpreßsystem gewährleistet ist.

Nach Fertigstellung der Verpreßstrecke, d.h. nach Fertigstellung der gesamten Länge des Verankerungskörpers wird das Vortreibrohr aus dem Bereich des Verankerungskörpers weiter Stück für Stück zurückgezogen und in seine Teile auseinandergeschraubt, falls das Vortreibrohr aus mehreren zusammenge-

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Am zuletzt herausgezogenen Stück des Vorpreßrohres ist ein als Anfänger zu bezeichnendes kurzes Rohrstück befeiigt, das den konischen Sitz für die Bohrspitze enthält. Befindet sich dieses Ende des Vortreibrohres etwa in der Mitte der Wanddurchführung , wird in die Wanddurchführung und das daran anschließende Bohrloch ein Pfropfen injeziert, der aus einer Kunststoffmasse besteht, die bei Kontakt mit Wasser reagiert und ausschäumt. Der dadurch entstehende Schaumstoffpfropfen dichtet die Wanddurchdringung um den Ankerstab herum derart ab, daß aus dem hinter der Wand befindlichen Erdreich keine Teilchen desselben und Wasser durch die Wanddurchdringung austreten können.

Die Erfindung kann sowohl zum Einbauen von temporären als auch von permanenten Verpreßankern angewendet werden, die horizontal bis vertikal liegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zum Einbauen eines schräg liegenden Verpreßankers , der zur Verankerung einer Schlitzwand dient, dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen sakrechten Schnitt durch die Schlitzwand im Bereich einer Wanddurchdringung, durch die ein Vortreibrohr in das dahinter befindliche Erdreich abgeteuft wird,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine als Bohrspitze verwendete Rammbohrkrone,

Fig. 3a einen Längsschnitt durch den an das vordere Ende des Vortreibrohres angeschraubten Anfänger mit eingepaßter Bohr spitze im Rammzustand,

Fig.3b einen Längsschnitt ähnlich wie in Figur 3a, wobei das Vortreibrohr mit dem Anfänger nach Einführen

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eines Ankerstabes von der im Erdreich verbleibenden Bohrspitze ein kurzes Stück zurückgezogen ist und durch das Vortreibrohr Yerpreßmörtel zum Bilden des Verankerungskörpers ausgepreßt wird,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich wie in Fig. 1, woraus das Herstellen der Verpreßstscke und das Ziehen des Vortreibrohres zu erkennen ist , und

Fig. 5 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch die Wanddurchdringung, woraus das Setzen des die Wanddurchdringung verschließenden Injektionsstopfens zu erkennen ist..

Gemäß Figur 1 wird zum Einbauen eines Verpreßankers durch eine Wand 1 in dahinter liegendes Erdreich 19 durch eine Wanddurchdringung 2 ein aus mehreren zusammengeschraubten Stücken bestehendes Vortreibrohr 4 eingetrieben, in-dem auf einen in das hintere Ende des Vortreibrohres 4 eingesetzten Amboß 20 gemäß einem Pfeil 21 Treibkräfte ausgeübt werden, beispielsweise Rammschläge. Innerhalb einer Durchgangsöffnung 22 der Wanddurchdringung 2 sitzt eine Dichtungspackung 3, die mit der Außenseite des Vortreibrohres 4 zusammenwirkt und mittels ei.^r anstellbaren Flanschbuchse 23 unter den für eine einwandfreie Dichtung erforderlichen Druck gesetzt werden kann.

Am vorderen oder inneren Ende des Vortreibrohres 4 ist ein rohrförmiger Anfänger 5 angeschraubt, in den eine Bohrspitze 6 derart passend eingesetzt ist, daß das innere Ende des Vortreibrohres 4 Wasserdicht verschlossen ist. Die Bohrspitze 6 ist zu diesem Zweck mit einem konischen Schaft 24 versehen, der mit einer im Anfänger 5 befindlichen Paßfläche 25 entsprechender Konizität zusammenwirkt. Der Konusspitzenwinkel ist dabeo so gewählt, daß keine selbsthemmende Verbindung entstehen kann.

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In die konische Paßfläche 25 ist eine umlaufende Nut 26 eingearbeitet, in die ein Dichtungsring 9, beispielsweise ein Rundschnurring, eingelassen ist.

Ist das zu durchfahrende Erdreich dicht gelagert, kann anstelle der Ramm- oder Bohrspitze 6 ein zumRammbohren geeigneter Bohrkopf 7 (Figur 2) in den Anfänger 5 eingesetzt werden, der zu diesem Zveck mit einem gleichen konischen Schaft j 24 wie die Bohrspitze 6 ausgerüstet ist. Der Bohrkopf 7 ' enthält eine axiale Bohrung 27 mit davon ausgehenden Zweig- '_: bohrungen 28, so daß durch den Bohrkopf 7 Spülmittel aus- i treten kann, das durch das Vortreibrohr 4 in nicht darge- j stellter Weise zugeführt wird. Um jedoch ein Eindringen von j Wasser und/oder Erdteilchen durch die Bohrung 27 in das Vortreibrohr zu verhindern, ist in der Bohrung 27 ein Rückschlagventil 8 angeordnet, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer von einer Druckfeder 29 gegen einen Sitzring 30 gedrückten Kugel 31 besteht. Ein derartiger Bohrkopf 7 ermöglicht, Spülwasser zum Unterstützen des Vortreibvorganges zu verwenden, verhindert jedoch, daß Wasser und Erdreich durch den Bohrkopf in das Vortreibrohr 4 eindringen können, wenn beispielsweise das Vortreibrohr verlängert werden muß und während dieser Zeit kein Spülwasser zugeführt werden ka-nn.

Ist das Vortreibrohr 4 bis auf Solltiefe in das Erdreich 19 eingetrieben worden, wird der Amboß 20 vom hinteren Ende des Vortreibrohres 4 entfernt und ein Ankerstab 10 und ein einen Teil der Oberfläche desselben überdeckendes Schutzrohr 11 in das Vortreibrohr 4 eingeschoben, bis der Ankerstab am konischen Schaft 24 der Bohrspitze 6 bzw. des Bohrkopfes 7 anliegt, wobei die Länge des Ankerstabes 10 so gewählt ist, daß sein hinteres Ende über die Wand 1 übersteht, wie aus Figur 4 und 5 zu erkennen ist. Das hintere Ende des Vortreibrohres 4 steht dabei über das hintere Ende des Ankerstabes 10 über und trägt eine Verpreßkappe 15 mit einer Zufuhr 12 für Verpreßmörtel. Durch diese Verpreßkappe

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15 ist abgedichtet ein Druckstab 13 geführt, der am hinteren Ende des Ankerstabes 10 anliegt und durch eine Dichtung 17 aus dem hinteren Ende des Vortreibrohres 14 herausgeführt ist. Das hintere Ende des Druckstabes 13 liegt an einem Widerlager 32 einer Ziehlafette 18,an, die zum Ziehen des Vortreibrohres 4 benutzt wird, so daß beim Ziehen des Vortreibrohres der Ankerstab 10 und die im Erdreich verbleibende Bohrspitze 6 bzw. der Bohrkopf 7 in der gewünschten Lage justiert sind und gehalten werden.

Beim Ziehen des Vortreibrohres 4 läßt Lieh der Anfänger 5 leicht vom konischen Schaft 24 der Bohrspitze 6 bzw. des Bohrkopfes 7 lösen. Dabei wird gleichzeitig durch die Verpreßkappe 15 Verpreßmörtel unter Druck zugeführt, der zv/isehender Innenwand des Vortreibrohr es bzw. des Anfängers 5 und der Außenseite des Ankerstabes 10 bzw. des auf ihm sitzenden Schutzrohres 11 zum vorderen Ende des Anfängers 5 gelangt und aus diesem Ende austritt, um entsprechend der Rückziehbewegung des Vortreibrohres 4 den Verankerungskörper 14 zu bilden, der in Figur 3b teilweise und in Fig. 4 auf seiner gesamten Länge fertiggestellt ist. Der Verpreßmörtel wird dabei durch eine im Inneren des Anfängers 5 befestigte elastische Lippendichtung hindurchgepreßt, deren Lippen i6a normalerweise mit der Oberfläche des Ankerstabes 10 derart zusammenwirken, daß die Wassersäule des Erdreiches 19 nicht in der Lage ist, die Dichtung zu lösen und Wasser und Teile des Erdreiches in das Vortreibrohr 4 zu drücken. Die Lippen 16a, der Lippendichtung 16 werden zu diesem Zweck von dem eingeschobenen Ankerstab 10 in Richtung zum äußeren Ende des Anfängers 5 gedrückt, wie Fig. 3b deutlich zeigt.

Durch das Ziehen des Vortreibrohres 4 und das gleichzeitige Einpressen von Zementmörtel wird der Verankerungskörper 14 gleichmäßig nach und nach gebildet, wobei die Ziehlafette 18 zum Ziehen des Vortreibrohres 4 und zum Halten der Druckstange 13 benutzt wird. Ist das Vortreibrohr 4 weit genug

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gezogen, damit der Verankerungskörper 14 seine gewünschte Länge erhalten hat, wird kein weiterer Zementmörtel mehr zugeführt. Vielmehr wird das Vortreibrohr 4 nunmehr alleine weitergezogen und Stück für Stück ausgebaut, wcbei die im Anfänger 5 befindliche Lippendichtung 16 weiterhin ein Eindringen von Wasser und Bodenteilchen aus dem Erdreich 19 in das Vortreibrohr 4 verhindert.

Aus Figur 4 ist erkennbar, daß das Schutzrohr 11 den Teil des Ankerstabes 10 bedeckt, der aus dem Verankerungskörpor 14 herausragt.

Ist das Vortreibrohr 4 so weit zurückgezogen, daß der Anfänger 5 etwa in der Mxtte der Durchgangsöffnung 22 der Wanddurchdringung 2 liegt, wird durch eine Leitung mit eingebautem Ventil 34 eine Kunststoffmasse in das innere Ende der Durchgangsöffnung 22 eingepreßt, welches unter Einwirkung von Feuchtigkeit ausschäumt und einen Verschlußpfropfen 35 bildet, der die Durchgangsöffnung der Wanddurchdringung 2 um den Anker stab 10 bzw. das auf diesem sitzende Schutzrohr 11 herum nach außen verschließt. Nach Aushärten des Verschlußpfropfens 35 kann das letzte Stück des Vortreibrohres 4 mit dem daran angeschraubten Anfänger 5 ausgebaut und eine Enddichtung , beispielsweise ein Gummistopfen, zwischen Ankerstab und Wanddurchdringung angebaut werden. Auf das herausragende Ende des Ankerstabes 10 kann dann in üblicher Weise eine Mutter oder ein sonstiges Spannelement aufgebracht werden.

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Claims

G 51 234
Patentansprüche:

Verfahren zum Einbauen eines Verpreßankerns in eine Bodenformation, wobei durch eine Öffnung in einer Wand ein Vortreibrohr in den Boden eingetrieben , nach Erreichen der gewünschten Tiefe ein Ankerstab eingeführt,; durch das Vortreibrohr flüssiger Mörtel zum inneren Ende '.

j des Vortreibrohres gepreßt und das Vortreibrohr aus dem j Loch zurückgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Vortreibrohres ständig gegen Eindringen von Wasser abgedichtet verschlossen gehalten wird, daß während des anfänglichen Zurückziehens des Vortreibrohres in gleichem Ausmaß flüssiger Mörtel eingepreßt wird und daß der Ankerstab dabei gegen die im Boden verbleibende Bohrspitze gedrückt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zurückziehen des Vortreibrohres in das obere Ende des vorgetriebenen Loches einen Pfropfen bildendes, durch Kontakt mit Wasser aufschäumendes Material injeziert wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vortreiben des Vortreibrohres durch dasselbe zur Bohrspitze Spülflüssigkeit gedrückt wird.
4.) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende des Vortreibrohres (4) ein Anfänger (5) mit innerer konischer Paßfläche (25) angeordnet ist und die Bohrspitze (6;7) einen hineinpassenden konischen Schaft (24) aufweist.

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ORJGSNAL INSPECTED

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5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der konischen Paßfläche (25) und des konischen Schaftes (24) eine zusätzliche Dichtung (9) vorgesehen ist«
6.) Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitze als Bohrkopf (7) mit einem Spülmittelkanal (27,28),der ein Rückschlagventil (8) enthält, ausgebildet ist.
7.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Vortreibrohr (4) nahe dessen vorderen Ende eine mit der Oberfläche des eingeschobenen Anker stäbe s (13) zusammen v/irkende Lippendichtung (16) angeordnet ist.
8.J_- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem hinteren Ende des Vortreib- j rohres (4) an diesem eine Verpreßkappe (15) zum Einleiten von flüssigem Marbel angeordnet ist.
9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpreßkappe (15) einen zentralen dichtenden Durchgang für einen Druckstab (13) enthält und am hinteren Ende des Vortreibrohres (4) eine Dichtung (17) für den herausgeführten Druckstab vorgesehen ist.

G/K

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