DE2841919A1

DE2841919A1 - Verankerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2841919A1
Application number: DE19782841919
Authority: DE
Inventors: Toshinari Amakasu; Koetsu Fukui; Yoshito Seto
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1979-05-10
Also published as: GB2004967B; FR2404758A1; GB2004967A; FR2404758B3; JPS5457059A; ATA670378A; US4247223A

Description

- 2 DIPL.-CHEM. dr. HARALD STACH

AOENAUESALLEE 3O · 2OQO HAMBURG 1 · TELEFON (04O) 244523

Aktenzeichen: Neuanmeldung

Anmelder : Kubota Ltd., Osaka / Japan

Priorität : Japan 52-118041 vom 30. September 197

Verankerungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verankerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Gesteinsanker, der in eine Bohrung, die in dem inneren Boden eines Tunnels (hiernach einfach als "Boden" bezeichnet) ausgebildet ist, eingeführt und durch Abbinden des in den Bohrungsraum um den Bolzen herum zur Verstärkung des Bodens eingefüllten Flüssigmörtels verankert wird.

Es ist'bereits ein im Boden mit Flüssigmörtel zu verankernder Gesteinsbolzen bekannt, der in einer Spirale verwunden ist und der mit dick angerührtem Mörtel und einer Kapsel, die einen Schnellhärter enthält, zusammen in einem Bohrloch eingesetzt wird. Der Bolzen zerbricht dabei die Kapsel mit seiner Spitze, wodurch der Härtevorgang einsetzen kann. Da jedoch der Mörtel einige Zeit zum Abbinden benötigt und der Bolzen inzwischen nur durch die Zähflüssigkeit des Mörtels in seiner

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Lage gehalten wird, kann ε-r auf diese Weise nicht -verläßlich fest und in einer bestimmten Lage verankert werden. 2 8 4 1 9 1

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung hat man sich deshalb bemüht, den Bolzen während des Abbindens des Mörtels dadurch in seiner Lage festzuhalten, daß der Bolzen an seinem vorderen Ende ein Gewinde mit einem rohrförmigen Konus trägt, der durch Einschrauben des Bolzens seinerseits eine geschlitzte Hülse mit Innenkegel auseinanderdrücken kann, so daß der Bolzen im Bohrloch festsetzbar ist. Diese Vorrichtung hat sich als unbrauchbar erwiesen, weil es unbequem und zeitraubend ist, den Bolzen erst einschrauben zu müssen, um ihn im Bohrloch in der richtigen Stellung zur Anlage zu bringen.

Im Hinblick auf die geschilderten Schwierigkeiten wird es daher als die Aufgabe der Erfindung angesehen, eine Verankerungsvorrichtung zu schaffen, die verläßlich und einfach im Boden eingesetzt werden kann und die eine wirksame Mörteleinspritzung und Luftverdrängung zuläßt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1,

ffemäß der Erfindung soll ein elastisches, rohrförmiges, fest um einen zu verankernden Bolzen herumpassendes Teil durch die Kraft, mit der der Bolzen in das Bohrloch getrieben wird, zusammengedrückt und verformt werden; infolgedessen wird das rohrförmige Teil durch die von der Verformung erzeugten Rückstellkräfte gegen die Bohrungswand gedrückt, wodurch der Bolzen wirksam im Boden festgesetzt ist. Dies kann leicht und einfach dadurch erreicht werden, daß der Bolzen entgegen der auf-

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tretenden Widerstandskraft eingeschlagen wird. Da die Grummirohre ZXiT Mörteleinspritzung und Bohrlochentlüftung in den in dem Bolzen ausgebildeten Nuten vollständig untergebracht sind, können sie nicht abgequetscht werden, wenn das rohrförmige Teil durch die Zusammendrückung verformt wird; daher ist die richtige Einspritzung des Mörtels und die Verdrängung der Luft ebenfalls mit hoher Zuverlässigkeit gesichert.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungsfiguren, in denen die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert und dargestellt ist.

Es zeigen:·

Fig. 1 und 2 teilweise weggebrochene Querschnitte von bekann-

t en Verankerungsvorri chtungen; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Verankerungsvorri chtung;
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht von Fig. 5, in Richtung

des Pfeiles IV gesehen;
Fig. 5 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter besonderer Berücksichtigung der Umrisse des

elastischen, rohrförmigen Teils; Fig. 6 einen Querschnitt mit den Umrissen einer anderen Form des elastischen, rohrförmigen Teils;

Fig. 7 einen Querschnitt einer in ein Bohrloch im Boden eingebrachten, erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 8 eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie

VIII-VIII der Fig. 7 und
Fig. 9 eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie IX-IX der Fig. 7.

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In Pig. 1 ist ein spiralförmig verwundener Ankerbolzen 21 dargestellt. Er ist zusammen mit dick angerührtem Mörtel 22 und einer ein Schnellhärtungsmittel enthaltenden Kapsel 23 in einem Bohrloch im Boden eingebracht. Beim Einbringen des Bolzens 21 in das Bohrloch zerbricht dieser mit seiner Spitze die Kapsel 23, wodurch der Härter mit dem Mörtel reagieren und den Mörtel härten kann, so daß der Bolzen im Boden verankert wird. Da jedoch der Mörtel einige Zeit zum Abbinden benötigt und den Bolzen inzwischen nur durch seine Zähflüssigkeit hält, kann der Bolzen nicht verläßlich in einer bestimmten Lage verankert werden.

Die in Pig. 2 dargestellte Verankerungsvorrichtung 31 umfaßt einen Bolzen 33, der von einem sich axial erstreckenden Kanal 32 durchzogen wird, sowie einen rohrförmigen Konus 34, der auf das eine Ende des Bolzens 33 aufgeschraubt ist und einen kegelstumpf förmigen Umriß aufweist, eine rohrförmige Ausdehnungshülse 35, die.mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche um den Konus 34 herum paßt und einen axialen Schlitz hat, und schließlich einen Ring 36, der auf dem Bolzen 33 angebracht ist, um eine Bewegung der Hülse 35 in axialer Richtung zu verhindern. Bei der Anbringung wird der Bolzen 33 der in den Boden eingesetzten Vorrichtung 31 gedreht, wobei eich der Konus 34 in axialer Richtung bewegen und die Hülse 35 diametral auseinander treiben soll, bis sie mit der Bohrungswand in Preßberührung kommt und der Bolzen 33 im Boden festsitzt. Danach wird der Mörtel durch ein Rohr 37 in den Zwischenraum zwischen Bohrungswand und Bolzen eingefüllt, wobei die Luft durch den Kanal 32 verdrängt wird. Die Vorrichtung 31 hat den Nachteil, daß man notwendigerweise erst den Bolzen 33 drehen muß, um die Hülse 35 zur Anlage zu bringen.

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Wie in den Pig. 3 und 4 dargestellt, umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen aus Stahl oä hergestellten Bolzen 2, der zwei Nuten 3a und 3b aufweist, die sich axial über seine ganze Länge erstrecken. Ein aus hartem Gummi bestehendes, rohrförmiges, elastisches Teil 4 sitzt in der Nähe des einen Endes 2a um den Bolzen 2 und ist mit einem Klebstoff an ihm befestigt. Ein in einer ersten Nut 3a der Nuten 3a und 3b vorhandenes Rohr 5a weist in der Nähe des anderen löndes 2b des Bolzens 2 eine Öffnung 6 auf und erstreckt sich wenigstens bis zu dem einen Ende 2a des Bolzens 2. Ein in der anderen Nut 3b vorgesehenes weiteres Rohr 5b hat eine Öffnung 7 in der Nähe des einen Endes 4b des elastischen Teils 4, wobei dieses Ende näher zu dem anderen Ende 2b des Bolzens 2 gelegen ist als das Ende 4a des Teils 4J das Rohr 5b erstreckt sich wenigstens bis zum Ende 2a des Bolzens 2. Die Rohre 5a und 5b sind aus biegsamem, synthetischem Harz oder Gummi gemacht und mit einem Klebstoff in den Nuten 3a und 3b befestigt oder in ihnen mit Bändern gegen Verrückung geschützt. Der Bolzen 2 kann außerdem an seiner Oberfläche aufgerauht sein, damit sich der Mörtel besser anbindet.

Das rohrförmige Teil 4 hat einen Innendurchmesser, der gleich oder bis zu 0,5 mm kleiner als der Außendurchmesser des Bolzens 2 ist, damit er um diesen herum paßt, ohne einen Zwischenraum zu lassen. Die zusammenpassenden Teile werden zB mit einem Zweikomponenten-Epoxyharz-Kleber miteinander vereinigt. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, hat das rohrförmige Teil 4 einen kegelstumpfförmigen äußeren Umriß, wobei sein Außendurchmesser in axialer Richtung auf das Ende 2a des Bolzens 2 fortschreitend anwächst (siehe Fig. 5). Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform des elastischen, rohrförmigen Teils 4, im

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Querschnitt mit !Furchen oder Kammlinie, nämlich mit einer Vielzahl von ringförmigen Rippen, die Rippe an Rippe in axialer Richtung nebeneinander auf der Außenfläche des Teils 4 angeordnet sind. Die Außendurchmesser der ringförmigen Rippen wachsen von Rippe zu Rippe in axialer Richtung auf das Ende 2a des Bolzens 2 fortschreitend an.

Angenommen, daß die in den Pig. 5 und 6 dargestellten Formen des Teils 4 einen kleineren Außendurchmesser d^ und einen größeren Außendurchmesser dp haben und daß der Durchmesser des Bohrlochs (gewöhnlich gleich dem Außendurchmesser des für die Herstellung des Bohrlochs benutzten Bohrers) in dem Boden D ist, dann soll: d_o größer d.. größer D sein.

Die Nuten 3a und 3b ha.ben vorzugsweise eine Tiefe die gleich oder wenig größer ist als der Außendurchmesser der Rohre 5a und 5b, so d&,ß diese Rohre ohne hervorzuragen völlig in den Nuten verschwinden können. Dies soll verhindern, daß die Rohre 5a und 5b beim Einführen der Vorrichtung 1 in die Bohrung durch Berühren der Bohrungswand beschädigt werden.

Obwohl sich die Nuten 3a und 3b bei der beschriebenen Ausfuhr rung über die ganze Länge des Bolzens 2 erstrecken, braucht sich die Nut 3b nicht über die ganze Länge zu erstrecken, sondern kann eine solche Länge haben, daß sie von dem Ende 2a des Bolzens bis etwas jenseits der Öffnung 7 des Rohres 5b reicht.

Für die Anwendung bei in den Boden 8 schräg aufwärts führenden Bohrungen 9, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung in folgender Weise verankert.

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Der Bolzen 2 der Vorrichtung 1 wird mit seinem Ende Zb in die Bohrung 9 eingeführt. Bis das dem Ende 2b zunächst gelegene Ende 4b des rohrförmigen Seils 4 den offenen Teil 10 der Bohrung 9 erreicht, kann die Vorrichtung 1 bequem eingeführt werden und trifft erst dann auf Widerstand. Wird der Bolzen 2 dann, zB mit einem Preßlufthammer, gegen diesen Widerstand weiter eingetrieben, so wird das elastische Teil 4 zusammengedrückt, deformiert und durch die sich infolge der elastischen Verformung ergebenden Rückstellkräfte in engen Zontakt mit der das Bohrloch bestimmenden Wandoberflache gebracht. Trotz der Verformung und Zusammendrückung des rohrförmigen Teils 4 sind die Rohre 5a und 5b, die sich vollständig in den Nuten 3a und 3b befinden, frei von zusammendrückenden Kräften, so daß sie nicht platt gedrückt oder abgequetscht werden können. Wenn die Vorrichtung 1 in das Bohrloch 9 bis zu dem Ende 4a des Teils 4, das dem Ende 2a des Bolzens 2 zunächst liegt, eingetrieben worden ist, dann ist der Eintreibevorgang beendet, mit dem Ergebnis, daß die Verankerungsvorrichtung 1 durch die elastische Rückstellkraft des Teils 4 im Boden festsitzt.

Anschließend wird von dem Ende 2a des Bolzens 2 her Mörtel in das Rohr 5b eingespritzt. Der Mörtel füllt von der öffnung 7 des Rohres 5b her den Raum der Bohrung 9 um die Vorrichtung 1 herum bis zum innersten Wandteil 11. Die in Richtung des Wandteil 11 vom eingespritzten Mörtel verdrängte Luft wird durch die Öffnung 6 des Rohres 5a aus der Bohrung 9 herausgedrückt. Nachdem der Mörtel das Bohrloch bis zum innersten Teil 11, wo sich das andere Ende 2b des Bolzens 2 befindet, aufgefüllt hat, fließt der Mörtel durch das Rohr 5a aus dem Bohrloch 9 heraus, was zeigt, daß die Auffüllung beendet ist.

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Für die Anwendung bei sich im Boden senkrecht aufwärts erstreckenden Bohrungen wird der Gesteinsanker in derselben Itfeise iJB-festigt, wie eben beschrieben.

Wenn eine schräg abwärts, senkrecht abwärts oder horizontale Bohrung in den Boden niedergebracht wird, so wird zwar die Verankerungsvorrichtung 1 in derselben Weise eingeführt, wie vorher beschrieben, aber der Mörtel wird jetzt durch das Rohr 5a von dem Ende 2a des Bolzens 2 her eingespritzt, während die Luft durch die Öffnung 7 des Rohres 5b, in der umgekehrten Weise wie oben beschrieben, herausgedrückt wird.

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Claims

DlPL-CHEM. DR. HARAl-D STACH ADENAUERALLEE 30 · 2000 HAMBURG 1 · TELEFON (040) 244523 Aktenzeichen; Neuanmeldung Anmelder : Kubota Ltd. Priorität : Japan 52-1180^1 vom 30. September 1977

1. Verankerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Bolzen (2) mit zwei sich axial über ihn hin erstreckenden Nuten (3a, 3b), ein nahe dem einen Ende (2a) fest um den Bolzen passendes, elastisches, rohrförmiges Teil (4), ein in der einen (3a) der beiden Nuten vorgesehenes Rohr (5a) mit einer Öffnung (6) in der Nähe des anderen Endes (2b) des Bolzens und ein zweites Rohr (5b) umfaßt, das mit einer Öffnung (7)_t die nahe dem einen Ende (4b) des rohrförmigen Teils liegt, das seinerseits näher zu dem anderen Ende des Bolzens angeordnet ist, in der anderen Nut (3b) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, rohrförmige Teil (4) aus hartem Gummi besteht«

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, rohrförmige Teil (4) eine kegelstumpfförmige Außenform hat, deren Durchmesser in Richtung auf das eine Ende (2a) des Bolzens axial fortschreitend anwächst,

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, rohrförmige Teil (4) an seiner Mantelfläche mit einer Vielzahl von Seite an Seite axial angeordneten, ringförmigen Rippen versehen ist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser der ringförmigen Rippen von Rippe zu Rippe in axialer Richtung auf das besagte eine Ende (2a) des Bolzens (2) fortschreitend anwachsen.

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