DE1946026U - Gebirgsanker. - Google Patents

Description

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Giiester i. 'Williams, Grand Sapids, liiicJiigan/Y. St. A.

GeMiegsanJfcex· zuia zweistufigen Einbetonieren

Lie Heueruiig betrifft Gebirgsanker.

Das Einsetzen dieser inker in dichte Gebirgsformationen erfordert normalerweise, daß der Anker in das Bohrloch im Gestein eingeführt wird, worauf eine am inneren Bude des ünkers angeordnete Verankerungsvorrichtung betätigt wird. Der imker wird dann durch die Ausübung eines hohen Drehmoments auf eine ..lutter vorgespannt, die gegen eine Oberflächenabstützplacte anliegt, so daß der Stange eine Zugspannung mitgeteilt wird, die annähernd ihrer Arbeitsbelastung entspricht. Sodann wird die Stange in diesem Zustand vorzugsweise dadurch verpre.3t, da.3 zementhalt ige Flüssigkeit in den Saum innerhalb des den Gesteinsbolzen umgebenden Lochs eingepumpt wird. "7enn dieses Material abgebunden hat, erhöht es die Bindung zwischen dem inker

und der Gebirgsformation für die übertragung von Spannungen und bildet ferner;einen Schutzschirm um den inker herum.

Das Torspannen ist sein? wichtig, da der Bolzen dann auf das Gestein wirksam wird, ohne daß das Gestein verlagert werden muß, "bevor der inker in Wirkung tritt.

In "besonderen weichen Gebirgsformationen ist es schwierig oder unmöglich, die Verankerungsvorrichtung fest genuag zu setzen, damit die erforderliche Torspannung in der inkerstange entsteht. Die Weichheit des Gebirges ergibt keinen ausreichenden 1/iderstand gegen die Spreizkräfte der Verankerungsvorrichtung, was zur Folge hat, daß die Vorspannungsiiiöglichkeiten im weichen Gebirge stark begrenzt sind. Gegenstand der !feuerung ist ein Gebirgsanker, welcher die Erzeugung einer Vorspannung in inkern, die in sehr weichem Gebirge eingesetzt sind, durch die Anwendung einer Zweistufen-Verpressung ermöglicht. Der Anker wird dabei in das Bohrloch in der Gebirgsformation eingesetzt und eine anfängliche Ankerfüllung eingespritzt, durch welche die Verankerungsvorrichtung und ein kleiner innerer Seil der Bolzenstange eingebettet werden. Diese Mörtelfüllung läßt man abbinden, wodurch die Verankerung des Ankers ausreichend verbessert wird, so daß das Vorspannen durchgeführt werden kann, line zweite Mörtelfüllung kann nach dem Vorspannen eingespritzt werden oder es kann die Vorspannung durchgeführt werden, während die zweite Mörtelfüllung noch plastisch ist. Das Vorspannen hat eine ausreichende Dehnung der inker stange zur !Folge, so daß es nicht nach dem Abbinden des Mörtels durchgeführt werden soll. Wenn letzteres jedoch

geschieht, führt dies zu einem Bruch der Bindung zwischen der Stange und dem Mörtel sowie zu einer Zerstörung der DichtuiigsiCLrkung der Schlämme.

Um das zweite Einspritzen des Mörtels durchzuführen, müssen z?jei verschiedene '»fege vorgesehen werden, über welche der Mörtel.fließen kann» Der erste dieser Wege muß notwendigerweise die volle Länge oder im wesentlichen die volle Länge der inkerstange durchlaufen. Die zweite Füllung muß jedoch einem anderen Weg folgen, da dier abgebundene Mörtel den weiteren Durchfluß durch den vollen anfänglichen lieg blockiert, sofern nicht die Füllung in die umgebende Gebirgsformation über den inker hinaus herausgepreßt wird. Um den äußeren übrigen Seil der Ankerstange zu verpressen, muß ein seitlicher Kanal an einer Zwischenstelle der Länge der inkerstange vorgesehen werden, welcher Kanal durch ein Ventil regelbar ist, das während der anfänglichen Verpressung geschlossen gehalten werden kann.

lachfolgend wixd die Neuerung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigen:

fig. 1 eine Schnittansicht eines in ein Bohrloch in einer Gebirgsformation eingesetzten inkers vor dem Einpressen von Mörtel;

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Fig. 2 den Zustand des inneren Abschnitts des Gesteinsbolzens, nachdem die anfängliche Mörtelfüllung eingepreßt worden ist und der äußere Abschnitt des Ankers (einschließlich der Kupplung) herausgenommen worden ist;

Pig. 3 das erneute Zusammenkuppeln der Abschnitte des Gebirgsankers in den in Iig. 1 gezeigten Zustand, wobei jedoch der seitliche Kanal zur Aufnahme der zv/eiten Mörtelfüllung offen ist, welche in ihrer Lage gezeigt ist;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Ebene 4-4 in Fig. 1..in vergrößertem Maßstab;
!?ig. 5 einen Schnitt nach der Ebene 5~5 in Fig. 3 j

Fig. 6 eine Schnittansicht einer abgeänderten erfindungsgemäßen Ausführungsform in einem Zustand, der dem Einpressen der anfänglichen Mörtelfüllung entspricht ;

Fig. 7 eine Ansicht der in Fig. S gezeigten Abänderungsform, wobei der äußere Stangenabschnitt zurückgedreht ist, um einen der seitlichen Austrittskanäle der Kupplung freizulegen;

Fig. 8 eine weitere erfindungsgemäße Abänderungsform in einem vorbereiteten Zustand zur Aufnahme der ersten Hör teIfüllung 5

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Fig. 9 eine weitere erfindungsgemäße Abänderungsfoi?m im anfänglichen Zustand;

Fig. 10 einen Schnitt nach der Ebene 10-10 in Fig. 9·

Die? in Fig. 1-3 allgemein mit 10 bezeichnete Gebirgsanker ist in das Bohrloch 11 in der Gesteinsformation 12 eingesetzt gezeigt. Der Gebirgsanker umfaßt den äußeren Stangenabsciinitt 13? den inneren Stangenabschnitt 14, die Iüipplung 15 und eine allgemein mit 16 bezeichnete Yerankerungsvorrichtung ο Sowohl der innere als auch der äußere Abschnitt 13 und 14 sind rohrförmig ebenso wie die Kupplung 15° Die durch den voll eingesetzten Gebirgsanker übertragenen Spannungen v/erden zuerst durch die Abstützplatte 17 aufgenommen, die gegen die Fläche 18 der Gesteinsformation anliegt, welche Belastung durch eine Mutter 19 und eine schräg geschnittene Unterlegscheibe 20 übertragen wird.

Die baulichen Einzelheiten der Kupplung I5 sind in Fig. und 5 gezeigt«. Die Kupplung ist rohrförmig und vorzugsia.se über ihre volle Länge mit einem Gewinde versehen. Die Enden sind,wie bei 21 und 22 gezeigt, ausgesenkt, um den Eingriff mit den Enden der Stangenabschnitte 13 und 14 zu erleichtern. Sin Schraubstopfen 23 ist in die seitliche Bohrung 24 einschraubbar, die einen Kanal für den Durcafluß von liortel während der zweiten Verpressung bildet. Der herausnehmbare Stopfen 23 dient als Ventil und wird während der Zeit herausgenommen, während welcher der äußere Stangenabschnitt 13

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(zusammen mit der Kupplung I5) vom Bohrloch in der GesteiiisfoiViiation, wie in ¹J¹Is.. 2 gezeigt, herausgenommen sind. Bine Stellschraube 25 ist an einer Stelle vorgesehen, an welcher sie normalerweise am Ende 15 des äußeren Stangenabschnittes anliegt, um sicherzustellen, ä.ai die Kupplung 15 mit Bezug auf den äußeren Stankenabschnitt drehfest bleibt, statt auf dem inneren Stangenabschnitt 14 zu bleiben. Die regelbare seitliche Austrittsöffnung, welche durch die Öffnung 24 und das Stopfenventil 23 gebildet wird, ermöglicht die Zufuhr einer anfanglichen Mörtelfüllung 2£3, ule in Fig. 2 gezeigt» Nachdem diese abgebunden hat, kann der äußere Abschnitt der Stange zusammen mit der Kupplung herausgezogen werden, so daß der Stopfen 23 herausgenommen werden kann«. vYenn die Kupplung wieder angeschlossen ist, wie in i"ig. 3 gezeigt, kann die zweite Mörtelfüllung 27 durch die öffnung 24 so zugeführt werden, daß sie den Saum innerhalb des Bohrlochs 11 um den äußeren Stangenabschnitt 13 herum einnimmt.

Die in Pig. 6 gezeigte Äbänderungsform der Erfindung umfaßt den äußeren und den inneren Stangenabschnitt 28 bzw« 295 die durch eine Kupplung 30 miteinander verbunden sind. Bei allen diesen Ausführungsforiaen der Erfindung ist es vorzuziehen, daS die mit einem Gewinde versehene Länge der -^nden der Stangenabschnitte, die in die Kupplung eingeschraubt v/erden, etwa die halbe Länge der Kupplung haben, so daß die Kupplung richtig auf den Gewindeenden zentriert sind, derart, daß der gleiche Gewindeeingriff mit beiden Stangen-

abschnitten besteht. Die Kupplung 30 ist mit zwei Öffnungen

31 und 32 versehen, die etwa den gleichen Abstand von den benachbarten Enden der Stangenabschnitte 28 und 29 haben. Die Stangenabschnitte 28 und 29 sind rohrförmig und die Bedingungen der in Ifig. 6 gezeigten Vorrichtung entsprechend denjenigen in Fig= 1 in dem Sinne, da.3 sich die Anordnung in Bereitschaft für die Zufuhr der anfänglichen Mörtelfüllung befindet. Nachdem diese durchgeführt τ/orden ist, kann der äußere Stangenabschnitt zurückgedreht werden, was zur !Folge hat, daß entweder die öffnung 31 oder die öffnung

32 (oder ein Teil beider öffnungen) freigelegt wird. Die Enden der Stangenabschnitte 28 und 29 wirken daher als Ventile anstelle des herausnehmbaren Stopfens 23, ohne daß der äußere Stangenabschnitt 28 und die Kupplung 30 aus dem Bohrloch zur Verstellung herausgenommen werden massen.

Hachdem der äußere Stangenabschnitt ausreichend zurückgedreht worden ist, um eine Bewegung von etwa 12-13 mm axial entweder mit Bezug auf die Kupplung 30 oder mit Bezug auf den inneren Stangenabschnitt 29 herbeizuführen, kann der äußere Stangenabschnitt von Mörtel entweder mit Wasser unter Druck oder durch Druckluft gereinigt werden» Was auch immer der Fall ist, der Ausfluß findet durch die öffnung 51 oder 32 (oder teilweise durch beide) statt, worauf man die anfängliche Mörtelfüllung abbinden läßt. Der Anker kann dann vorgespannt und anschließend eine zweites Einpressen von Mörtel vorgenommen werden, welcher dann durch die

Bohrung 31 und/oder 32"ausfließt. Die Länge der Kupplung 30 soll so sein, daß ein angemessener Gewindeangriff zwischen dein Snde 28 oder 29 und der Kupplung für eine volle Spannungsubertragung in zurückgeschraubtem Zustand der Anordnung "besteht.

Sin Gummiring 33 wird auf den inneren Stangenabschnitt 29 aufgesetzt, um das l/erpressen zu erleichtern, wenn das Bohrloch in der Gesteinsformation sich von der SteIHsnach oben erstreckt, von welcher aus der inker eingesetzt wird. Der Hing 33 wirkt als Sperre, die leicht gegen die Wand des Bohrlochs im Gestein anliegt und das Bestreben hat, die anfängliche Mörtelfüllung so zu begrenzen, daß sie den inneren Abschnitt 29 und die Verankerungsvorrichtung umgibt.

In Pig. 8 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher der äußere Stangenabschnitt 34- mit dem inneren Stangenabschnitt 35 durch die Kupplung verbunden ist. Die voneinander im Abstand befindlichen Seitenöffnungen 37 und 38 haben die gleiche Aufgabe wie die Bohrungen 31 und 32 in Fig. 6 und 7° Zwei Kugeln 39 tuad 40 sind als Widerlager zur Übertragung der Axialkräfte zwischen den Snden der Stangenabschnitte 34 und 35 vorgesehen, um die Verkleamung, die sich aus dem hohen Drehmoment ergibt, das beim Spreizen der· Verankerungsvorrichtung ausgeübt wird, auf ein Mindestmaß heraabzusetzen. Bei dieser Anordnung kann der äußere Stangenabschnitt mit einer geringstmöglichen Gefahr zurückgedreht werden, daß der innere Stan-

genabschnitt 35 aus der Verankerungsvorrichtung herausgeschraubt wird. Es werden zwei Kugeln 39 und 40 bevorzugt gegenüber einer einzigen Kugel verwendet, um die Gefahr heraabzusetzen, daß eine einzige Kugel eine Stellung auf der Achse der S^angenabschnitte 34 und 35 einnimmt, in der sie als Kugelventil wirkt und dadurch der Mörtelfluß zum inneren Stangenabschnitt blockiert wird. Um zu verhindern, daß diese gleiche Sugelventilwirkäng die Ausiaßöffnungen 37 und 38 blockiert, ist es zweckmäßig, daß diese öffnungen einen etwas größeren Durchmesser als die Kugeln 39 und haben.

In Pig. 9 und 10 ist eine weitere Abänderungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher eine einzige Kugel 41 zvjlsehen den Snden 42 und 43 des äußeren und des inneren Abschnitts vorgesehen ist. Die Kupplung 44 ist den Kupplungen. 30 und 36 ähnlich und ist mit zwei öffnungen 45 und versehen» Um zu verhindern, daß die einzige Kugel 41 die iaittelöffnung 4? im inneren Stangenabschnitt 43 verschließt, ist ein Blattfederstreifen 48 in eine Stellung eingesetzt, in der er die Kugel 41 in eine exzentrische Stellung belastet. Sowohl die Kugeln 41 als auch die Kugeln 39 "bis sollen aus gehärtetem Stahl sein, um einem sehr hohen anddruck standhalten zu können, der durch das Spreizen der Verankerungsvorrichtung erzeugt wird.

- Schutzansprüche -10-

Claims (10)

RA. 1.03 577-1.8.66 P α ? e π t η η ν δ! f« DoIn:;. .':- ■ " ^ Dipl.-«· ..- :. ■-: -..- Schu t ζ anspr üche

1. Gebirgsanker zum zweistufigen Einzementieren mit einer rohrförmigen inkerstange und einer Verankerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrf örinige Ankerstange mindestens einen inneren und einen äu3eren Abschnitt (13 ₅ 14; 28, 29; 34-, 355 42, 43) aufweist, eine rohrförmige Kupplung (15, 30, 36, 44) Gewindeeingriff mit diesen Stangenabschnitten hat, und mindestens eine öffnung (24j 3"! ? 32; 375 38545? 46) in ihrer Wand an einer Stelle etwa in der Mitte ihrer Länge besitzt, der Ankerkopf (16) an dem inneren Ende des inneren Stangenabschnittes befestigt ist, und ein Ventilelement (23; 28, 29;, 34, 355 42, 43) zum Schließen und öffnen der Kupplungsöffnung vorgesehen ist.

2. inker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Stangenabschnitt (29) mit einem Hing (53) au-S einem biegsamen Material versehen ist, der als Sperre wirkt, um zu verhindern, daß Mörtel längs der Außenseite der Ankerst aage flie3t.

3« Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Schraubstopfen (23) ist.

4. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventil der Endteil von mindestens einem der Stangen

abschnitte (28, 29; 34, 55; 42, 43) ist.

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5· Anker nacia einem der Ansprüche 1-4·, dadurch gekennzeichnet* daß die Kupplung (36, 44) zwei öffnungen (31, 32 37, 38^ 4-5, 46) aufweist, und Liittel für das Zentrieren der ünäen der Stangenabschnitte in der Kupplung an einer Stelle zii/ischen den beiden öffnungen vorgesehen sind.

6. Anker nach einem der Anspräche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein® Kugel (41\ 39» 40) zwischen den Enden der Stangenabschnitte in der Kupplung angeordnet ist.

/. Anker nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel (48) zum Halten der Kugel (41) in einer exzentrischen Stellung.

8. Anker nach den Ansprüchen 1-5? dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kugeln (395 40) zwischen den landen der Stangenabschnitte in der Kupplung angeordnet sind.

9» Anker nach Ata Spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zügeln (39? 40) einen geringeren Durchmesser naben als die I'Zupplungsbohrung.

10. Anker nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, Q.a'3 der regelbare in der glitte befindliche seitliche Kanal zum Austritt des Liörtels in der Kupplung vorgesehen ist.