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PATENTANSPROCHE
1. Verfahren zum Setzen eines Gebirgsankers in einem insbesondere wasserführenden Gebirge, dadurch gekennzeichnet, dass in ein Bohrloch ein für ein unter Druck stehendes Füllmittel durchlässiger Schlauch (2) eingebracht wird, dass sodann der Schlauch mit Betonmörtel verfüllt wird und daraufhin ein Ankerbolzen (6) in das verfüllte Innere des Schlauches eingetrieben wird, wobei der Betonmörtel durch den Schlauch durchgepresst wird und die erforderliche Haftung zwischen Gebirge, Betonmörtel und Anker herstellt.
2. Einrichtung mit Schlauch zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2) aus einem porösen, aus Gummi-, Kunststoff-, Metall- oder Textilfäden bestehenden Material aufgebaut ist.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Schlauch (2) gewebt, geflochten, gestrickt oder gehäkelt ist.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Schlauch (2) aus einem vollen, mit Löchern versehenen Material besteht.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchwandung einen Innenhohlraum zur Wasserableitung aufweist.
6. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Schlauches mindestens 3 mm beträgt.
7. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Verankerungselement (3) für den Schlauch (2) aufweist, das mit einer Öffnung für das Durchziehen des Schlauches (2) versehen ist und radial nach aussen weisende Spreizkrallen (7, 10) zum Eingriff in das Gebirge aufweist.
8. Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (3) als etwa kegelförmiger Hohlkörper ausgebildet ist und die Spreizkrallen (7) an seiner fusseitigen Öffnung zum Eingreifen in das Gebirge angeordnet sind.
9. Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der gegebenenfalls abgeflachten Kegelspitze des Verankerungselementes (3) axiale Einschnitte vorgesehen sind, welche den Kegelmantel in vorzugsweise federnde, zur Kegel achse geneigte Zungen (8) unterteilen, durch welche ein durchgezogener Schlauch (2) festklemmbar ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines Gebirgsankers in einem insbesondere wasserführenden Gebirge sowie eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Der Einbau von Gebirgsankern in vorher voll mit Betonmörtel verfüllte Bohrlöcher ist bekannt. Werden jedoch beim Herstellen der Bohrlöcher wasserführende Schichten angebohrt, dann verhindert das durch die Ankerbohrlöcher ausfliessende Wasser die Verfüllung mit Betonmörtel, da dieser plastische Mörtel, vor allem bei vertikalen Bohrlöchern, durch das ausfliessende Wasser aus dem Bohrloch geschwemmt wird.
Dies erforderte bisher die zusätzliche Herstellung von Entlastungsbohrlöchern, die das anfallende Bergwasser vom eigentlichen Ankerbohrloch ableiten sollten. Abgesehen von den zusätzlichen Kosten und Zeitverlusten war diese Methode überdies nicht immer erfolgreich, so dass das Ankerbohrloch häufig aufgegeben werden musste. Die Erfindung zielt darauf ab, ein sicheres Anbringen der Gebirgsanker unter ungünstigsten Bedingungen zu ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, dass in ein Bohrloch ein für ein unter Druck stehendes Füllmittel durchlässiger Schlauch eingebracht wird, dass sodann der Schlauch mit Betonmörtel verfüllt wird und daraufhin ein Ankerbolzen in das verfüllte Innere des Schlauches eingetrieben wird, wobei der Betonmörtel durch den Schlauch durchgepresst wird und die erforderliche Haftung zwischen Gebirge, Betonmörtel und Anker herstellt.
Die Erfindung ermöglicht somit, trotz ausfliessendem Wasser aus dem Ankerbohrloch, die problemlose Verfüllung des Bohrloches mit Betonmörtel. Trotz der ausreichenden Verfüllung des Bohrloches mit Betonmörtel kann das Wasser infolge des als Drainage wirkenden Schlauches aus dem Bohrloch ausfliessen. Der Betonmörtel bleibt nunmehr im Bohrloch haften.
Der Schlauch zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem porösen, aus Gummi-, Kunststoff-, Metall- oder Textilfäden bestehenden Material aufgebaut ist. Dabei ist es zweckmässig, wenn der Schlauch eine Wandstärke von mindestens 3 mm aufweist. Dieser an und für sich flexible Schlauch wird in der Länge des Bohrloches über den Füll-Schlauch gezogen, durch den der Betonmörtel in das Bohrloch eingebracht wird. Das im Bohrlochtiefsten liegende Ende des Gewebeschlauches ist an einem Verankerungselement befestigt, das ein Herausrutschen des Gewebeschlauches absolut verhindert. Es ist nveckmässig, wenn das Verankerungselement als etwa kegelförmiger Hohlkörper ausgebildet ist und die Spreizkrallen an seiner fusseitigen oeffnung zum Eingreifen in das Gebirge angeordnet sind.
Nun wird der Füllschlauch mit dem darübergezogenen Gewebeschlauch mit dem montierten Verankerungselement, wie bisher in das Bohrloch eingeschoben und in der bekannten Weise mit dem Betonmörtel verfüllt. Zur Befestigung des porösen Schlauches an dem Verankerungselement sind in dessen abgeflachter Kegelspitze axial verlaufende Einschnitte vorgesehen, welche den Kegelmantel in federnde, zur Kegel achse geneigte Zungen unterteilen, welche den durchgezogenen Schlauch festklemmen.
Durch die Flexibilität des Gewebeschlauches wird dieser nun vom austretenden Mörtel an die Bohrlochwand gedrückt und der volle Innendurchmesser des Gewebeschlauches mit steif-plastischem Betonmörtel gefüllt. Durch die bergseitige Verankerung des Gewebeschlauches bleibt dieser unverrückbar im Bohrloch, während der Verpresschlauch kontinuierlich vom austretenden Mörtel aus dem Bohrloch geschoben wird.
Zwischen Bohrlochwand und Mörtel befindet sich nun, bedingt durch die Maschen des Gewebeschlauches, ein ringförmiger Hohlraum von einer Stärke von mindestens 3 mm, durch den das anfallende Bergwasser ungehindert abfliessen kann, ohne den Mörtel aus dem Bohrloch zu schwemmen. Nun kann der zugespitzte Ankerbolzen in dieses mit Betonmörtel verfüllte Bohrloch eingetrieben werden. Durch den durch die Verdrängung erzeugten Druck wird der plastische Mörtel nunmehr durch die Maschen des Gewebeschlauches gepresst und damit die erforderliche Haftung zwischen Gebirge, Betonmörtel und Ankerstab hergestellt.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Bohrloch mit eingeschobenem porösem Schlauch während der Füllung mit Betonmörtel, Fig. 2 den verfüllten Schlauch während des Eintreibens des Ankers, Fig. 3 einen Schnitt durch ein Verankerungselement für den Schlauch, wie es auch in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, Fig. 4 eine Draufsicht auf das Verankerungselement nach Fig. 3 und Fig. 5 eine Ausführungsvariante eines Verankerungselementes.
In einem Bohrloch 1 ist nach Fig. 1 ein poröser Schlauch 2 angeordnet, der durch ein Verankerungselement 3 im Bohrlochtiefsten festgehalten wird, so dass ein Verrutschen unmöglich ist. Das Einbringen des Schlauches 2 erfolgt zusammen mit dem Füllschlauch 4 für den Betonmörtel 5, wobei der Schlauch 2 über den Schlauch 4 gezogen wird und in das Bohrloch eingeschoben wird. Wird nun Betonmörtel 5 unter Druck eingespritzt, dann schiebt sich der Schlauch 4 entsprechend dem Füllungsgrad aus dem Bohrloch heraus. Der Schlauch 2 verbleibt jedoch im Inneren des Bohrloches 1, da er von dem Verankerungselement dort festgehalten wird.
Das aus dem Gebirge austretende Wasser rinnt zwischen der Bohrlochwand und der Aussenseite des Schlauches 2 ab, ohne den Betonmörtel auszuwaschen. Je nach der Art des Schlauches materials kann das Wasser auch in der porösen Schlauchwand abfliessen, beispielsweise dann, wenn in dieser ein durchgehender Hohlraum vorgesehen ist bzw. der Schlauch 2 doppelwandig ausgeführt ist.
Ist der Füllvorgang nach Fig. 1 beendet, dann wird der Anker 6 in das Bohrloch eingetrieben (Fig. 2). Dabei wirkt der Anker 6 wie ein Kolben, der den Zementmörtel 5 verdrängt, so dass der poröse Schlauch 2 an das Gebirge angepresst wird.
Der Druck bewirkt auch das Durchdringen des Betonmörtels 5 durch die Maschen des porösen Schlauches 2, so dass es zu einer innigen und festen Verbindung des Ankers 6 über den Betonmörtel 5 mit dem Gebirge kommt.
Der Schlauch 2 besteht aus einem netzartigen Fadengeflecht und weist eine Wandstärke von mindestens 3 mm auf. Auch gestrickte oder gehäkelte Materialien sind möglich, wobei die Fäden aus Kunststoff, Metall, Gummi oder Textilmaterial bestehen können. Es ist auch ein geschäumtes Material mit offenen Poren anwendbar. Wenn der Spalt zwischen den Fäden kleiner als ein etwaiger Innenhohlraum ist, dann fliesst das Wasser infolge der Oberflächenspannung in der Schlauchwand ab. Ein Innenhohlraum entsteht beispielsweise durch wendelförmige Formgebung der Fäden oder auch durch eine doppelwandige Schlauchausführung.
Das Verankerungselement 3 nach den Fig. 3 und 4 ist kappenartig ausgebildet. Es besteht aus einem etwa kegelstumpfförmigen Grundkörper, an dessen fusseitigem Ende Spreizkrallen 7 angeordnet sind, die zwar ein Einschieben des Verankerungselementes gestatten, jedoch ein Herausziehen blokkieren. An der Kegelspitze sind Einschnitte vorgesehen, die den Kegelmantel in Zungen 8 unterteilen. Infolge des verwendeten Materials (z. B. Kunststoff) haben die Zungen 8 eine Federwirkung. Wenn nun das Schlauchende im Sinne eines Trichters durch die von den Zungen 8 gebildete obere Öffnung des Verankerungselementes 3 durchgezogen wird, dann wird der Schlauch 2 wie durch eine Klinkensperre festgehalten. In den Fig. 1 und 2 ist dieser Zustand ersichtlich, wobei das durch das Verankerungselement 3 gezogene Schlauchende pilzförmige Gestalt einnimmt.
Fig. 5 zeigt eine Alternative eines Verankerungselementes, das flach ausgebildet ist und eine spaltförmige Ausnehmung 9 zum Festklemmen des Schlauches 2 aufweist. An seiner Aussenseite sind übereinander mehrere Spreizkrallen 10 angeordnet. Es ist auch eine Ausführung von zwei einander kreuzenden Elementen nach Fig. 5 möglich.
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PATENT ADDRESS
1. A method for setting a rock anchor in a water-bearing mountain, characterized in that a hose (2) which is permeable to a pressurized filler is introduced into a borehole, then the hose is filled with concrete mortar and then an anchor bolt (6) is driven into the filled interior of the hose, the concrete mortar being pressed through the hose and establishing the required adhesion between the rock, concrete mortar and anchor.
2. Device with hose for performing the method according to claim 1, characterized in that the hose (2) is made of a porous material consisting of rubber, plastic, metal or textile threads.
3. Device according to claim 2, characterized in that the porous tube (2) is woven, braided, knitted or crocheted.
4. Device according to claim 2, characterized in that the porous tube (2) consists of a full material provided with holes.
5. Device according to claim 2, characterized in that the hose wall has an inner cavity for water drainage.
6. Device according to claim 2, characterized in that the wall thickness of the hose is at least 3 mm.
7. Device according to claim 2, characterized in that it further comprises an anchoring element (3) for the hose (2), which is provided with an opening for pulling through the hose (2) and radially outward-pointing expansion claws (7, 10 ) to intervene in the mountains.
8. Device according to claim 7, characterized in that the anchoring element (3) is designed as an approximately conical hollow body and the expanding claws (7) are arranged at its foot opening for engaging in the mountains.
9. Device according to claim 7, characterized in that in the optionally flattened cone tip of the anchoring element (3) there are axial incisions which subdivide the cone jacket into preferably resilient tongues (8) inclined to the cone axis, through which a continuous tube (2 ) can be clamped.
The invention relates to a method for setting a rock anchor in a water-bearing mountain, in particular, and a device for carrying out the method.
The installation of rock anchors in wells previously filled with concrete mortar is known. However, if water-bearing layers are drilled during the production of the boreholes, then the water flowing out through the anchor boreholes prevents the filling with concrete mortar, since this plastic mortar, especially with vertical boreholes, is washed out of the borehole by the outflowing water.
Previously, this required the additional production of relief boreholes, which should drain the mountain water from the actual anchor borehole. Apart from the additional costs and wasted time, this method was also not always successful, so the anchor borehole often had to be abandoned. The invention aims to enable a secure attachment of the rock anchors under the most unfavorable conditions. This is achieved by introducing a hose which is permeable to a pressurized filler into a borehole, then filling the hose with concrete mortar and then driving an anchor bolt into the filled interior of the hose, the concrete mortar being pressed through the hose and creates the necessary adhesion between rock, concrete mortar and anchor.
The invention thus enables the problem-free filling of the borehole with concrete mortar, despite the water flowing out of the anchor borehole. Despite the sufficient filling of the borehole with concrete mortar, the water can flow out of the borehole due to the hose acting as a drainage. The concrete mortar now sticks in the borehole.
The hose for carrying out the method is characterized in that it is made of a porous material consisting of rubber, plastic, metal or textile threads. It is expedient if the hose has a wall thickness of at least 3 mm. This hose, which is flexible per se, is drawn along the length of the borehole over the filling hose through which the concrete mortar is introduced into the borehole. The deepest end of the fabric tube in the borehole is attached to an anchoring element that absolutely prevents the fabric tube from slipping out. It is expedient if the anchoring element is designed as an approximately conical hollow body and the expanding claws are arranged on its foot opening for engaging in the mountains.
Now the filling hose with the fabric hose pulled over it with the anchoring element installed is pushed into the borehole as before and filled with the concrete mortar in the known manner. To attach the porous hose to the anchoring element, axially extending incisions are provided in its flattened cone tip, which divide the cone jacket into resilient tongues which are inclined to the cone and which clamp the solid hose.
Due to the flexibility of the fabric hose, it is now pressed against the borehole wall by the emerging mortar and the full inner diameter of the fabric hose is filled with rigid plastic concrete mortar. Due to the anchoring of the fabric hose on the mountain side, it remains immovable in the borehole, while the grouting hose is continuously pushed out of the borehole by the emerging mortar.
Between the borehole wall and the mortar there is now, due to the mesh of the fabric hose, an annular cavity with a thickness of at least 3 mm, through which the resulting mountain water can flow freely without flushing the mortar out of the borehole. Now the pointed anchor bolt can be driven into this borehole filled with concrete mortar. Due to the pressure generated by the displacement, the plastic mortar is now pressed through the mesh of the fabric hose, thus creating the necessary adhesion between the rock, concrete mortar and anchor rod.
Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings.
Fig. 1 shows a borehole with inserted porous hose during filling with concrete mortar, Fig. 2 shows the filled hose while driving in the anchor, Fig. 3 shows a section through an anchoring element for the hose, as it is also in Figs. 1 and 2 4 shows a top view of the anchoring element according to FIG. 3 and FIG. 5 shows an embodiment variant of an anchoring element.
1, a porous hose 2 is arranged in a borehole 1, which is held deep in the borehole by an anchoring element 3, so that slipping is impossible. The hose 2 is introduced together with the filling hose 4 for the concrete mortar 5, the hose 2 being pulled over the hose 4 and being pushed into the borehole. If concrete mortar 5 is now injected under pressure, the hose 4 slides out of the borehole according to the degree of filling. However, the hose 2 remains inside the borehole 1 because it is held there by the anchoring element.
The water emerging from the mountains runs between the borehole wall and the outside of the hose 2 without washing out the concrete mortar. Depending on the type of hose material, the water can also drain off in the porous hose wall, for example if a continuous cavity is provided therein or the hose 2 is double-walled.
If the filling process according to FIG. 1 has ended, the armature 6 is driven into the borehole (FIG. 2). The anchor 6 acts like a piston, which displaces the cement mortar 5, so that the porous hose 2 is pressed against the rock.
The pressure also causes penetration of the concrete mortar 5 through the mesh of the porous hose 2, so that there is an intimate and firm connection of the anchor 6 via the concrete mortar 5 with the rock.
The hose 2 consists of a mesh-like thread mesh and has a wall thickness of at least 3 mm. Knitted or crocheted materials are also possible, the threads being made of plastic, metal, rubber or textile material. A foamed material with open pores can also be used. If the gap between the threads is smaller than a possible internal cavity, then the water flows away due to the surface tension in the hose wall. An inner cavity is created, for example, by the helical shape of the threads or by a double-walled hose design.
The anchoring element 3 according to FIGS. 3 and 4 is designed like a cap. It consists of an approximately frustoconical base body, at the foot end of which there are spreading claws 7 which, although they allow the anchoring element to be pushed in, block it from being pulled out. At the tip of the cone, incisions are provided which divide the cone shell into tongues 8. Due to the material used (e.g. plastic), the tongues 8 have a spring effect. If the end of the hose is pulled through in the sense of a funnel through the upper opening of the anchoring element 3 formed by the tongues 8, then the hose 2 is held as if by a pawl lock. This state can be seen in FIGS. 1 and 2, the hose end drawn through the anchoring element 3 taking on a mushroom shape.
FIG. 5 shows an alternative of an anchoring element, which is flat and has a gap-shaped recess 9 for clamping the hose 2. A plurality of spreading claws 10 are arranged one above the other on its outside. An embodiment of two crossing elements according to FIG. 5 is also possible.