NO860728L - Strekkelement for en fjellbolt eller lignende. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et strekkelement for en fjellbolt eller lignende, samt en fremgangsmåte for dets fremstilling.

Fjellbolter har i hovedsaken til oppgave å sikre fjellet så tidlig rom mulig ved driving av hulrom i fjell. Typisk be-lastes slike fjellbolter med kombinerte strekk- og skjærkreft-er, med lange skjærstrekninger. Strekkelementer, som anvendes som fjellbolter, må derfor ha stor ettergivenhet, for å kunne følge de store utbøyninger. Stivheten i et massivt tverrsnitt, eksempelvis i en stålstang, representerer en hindring i så hen-seende'.

Det er kjent rørformede strekkelementer av stål med tynne vegg-er, hvilke strekkelementer eksempelvis ved hjelp av hydraulisk

trykk presses mot borehullveggen for friksjonsover-føring av kreftene. Rørformede strekkelementer av denne type har en lavere skjærmotstand enn stangformede ankre, men til-later en større skjærstrekning, fordi hulrommet i borehullet i hovedsaken forblir fritt. Rørformede strekkelementer har ingen korrosjonsbeskyttelse og kan ikke fremstilles i vilkårlig lange lengder. Forankringslegemer kan ikke anbringes på deres glatte ytterflater.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et strekkelement for en fjellbolt, hvilket strekkelement kan fremstilles i vilkårlige lengder på en økonomisk måte, har stor ettergivenhet, slik at det kan følge sterke utbøyninger, og dessuten gir mulighet for anbringelse av forankringslemenger, eksempelvis i form av gjengemuttere eller lignende.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved et strekkelement som består av en bunt av ståltråder som er innleiret i et rørformet legeme av en herdende plast, eksempelvis kunstharpiks, med bibehold av et sentralt hulrom, idet det rørformede legeme har en profilering på ytteromkretsen.

Ved at det for overføringen av ankerkraften nødvendige stål- tverrsnitt løses opp i et antall enkelttverrsnitt med små motstandsmomenter, ved at det er tilveiebragt et sentralt hulrom, og ved at enkelttrådene er innleiret i et materiale som de kan løsgjøre seg fra ved stor skjærpåkjenning, økes bøyeligheten til hele strekkelementet slik at de ved en kombinert skjær- og bøyepåkjenning opptredende knekker kan avrundes. Herunder kan den eller de sterkest påkjente tråder løsgjøre seg fra forbind-elsen med det rørformede legeme og unnvike inn i det sentrale hulrom. Den sammenlignet med stenger med massivt tverrsnitt og med rør høyere bøyelighet letter fremfor alt monteringen av slike bolter som må monteres i større lengder ut i fra små rom, noe som ofte er tilfellet ved driving av stoller, tunneler eller lignende.

Hensiktsmessig anordnes ståltrådene radialsymmetrisk i det rør-formede legeme, som selv fordelaktig har et sirkelformet tverrsnitt. Også det sentrale hulrom gis hensiktsmessig et sirkelformet tverrsnitt.

Profileringen av strekkelementet på ytterflaten, hvilken profilering også kan være utformet på en omhylling av det rørform-ede legeme, eksempelvis av en termoplastisk kunstharpiks, tjener til, særlig når det dreier seg om skruegjenger, fikser-ing av strekkelementets hode ved hjelp av et tilsvarende utformet forankringslegeme. Her vil vanligvis en forspenning mot overflaten i det underjordiske hulrom være tilstrekkelig, fordi det for fjellboltens virkning for det minste bare kreves en kraftsluttende forbindelse med denne overflaten.

Strekkelementets sentrale hulrom muliggjør, i den grad det er åpent etter monteringen i borehullet, en kontroll av eventuelle skjærbevegelser eller en innføring av målesonder. Hulrommet kan ogå anvendes for injisering av et herdende materiale i borehullet eller for ventilering, dersom herdende materiale injiseres på annen måte. Det vil herunder være hensiktsmessig dersom det i det minste over delområder av strekkelementets og langs minst en mantellinje er anordnet åpninger i fra det sentrale hulrom og ut, hvilke åpninger kan være ventilaktig utformede.

Ifølge oppfinnelsen kan profileringen på ytterflaten av strekkelementet også bare strekke seg over delområder av strekkelementets lengde, mens det mellom de med en profilering forsynte områder forefinnes områder med glatt ytterflate.

Dersom de med profilering forsynte områder bare er så lange

som nødvendig for forankring av de opptredende krefter, og det mellom de profilerte områder forefinnes respektive glatte områder, hvor det ikke danne noen forbindelse mellom strekkelementet og det den øvrige del av borehullet utfyllende, herdende materiale, så vil dette ved en bøying av strekkelementet under en skjærpåkjenning muliggjøre en aktivering av en større stållengde. Derved tilfredsstilles på en særlig måte de krav som stilles til fjellbolter som skal holde mindre sjikt-pakker sammen, fordi denne forbindelse forbindelsesfrie områder mellom adskilte mellomforankringer er særlig gunstige.

Et strekkelement ifølge oppfinnelsen gir også en utmerket korrosjonsbeskyttelse. Ståltrådene er nemlig helt innleiret i kunstharpiks. Dette gjelder fremfor alt når det i tillegg også forefinnes en omhylling. Strekkelementer av denne type kan derfor også innsettes som varige ankere, hvilket bidrar til en forskalings-utbygging av det underjordiske hulrom.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling

av et slikt strekkelement. I en kontinuerlig prosess fremstill-as først et innerrør av termoplastisk kunstharpiks, eksempelvis PE, hvilket innerrør danner det sentrale hulrom. Ennå før materialet i innerrøret er utherdet tilføres det så ståltråder langs innerrørets ytterflate. Disse ståltråder trykkes inn i innerrørets overflate. Ståltrådene blir deretter innhyllet i en plastisk, herdende masse, eksempelvis en polyesterharpiks.

Fortløpende i samme prosess eller i et eget etterkoplet prosess-trinn påføres det så en eksempelvis av et termoplastisk materiale, såsom PVC, bestående omhylling.

Den særlige fordel med denne fremgangsmåte ligger i at det på denne måten blir mulig på en kontinuerlig måte å fremstille et strekkelement for en fjellbolt, hvilket strekkelement kan kapp-es i vilkårlige lengder og dessuten, når profileringen på ytterflaten er utformet som skruegjenge, muliggjøre en påskruing av et forankringslegeme på vilkårlige steder.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en fjellbolt med et

strekkelement ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et grunnriss av fjellbolt-forankringen etter

linjen II-II i fig. 1,

fig. 3 viser et tverrsnitt etter linjen III-III i fig. 1,

fig. 4 viser et utsnitt av fjellbolten i fig. 1 etter en

bøying som følge av en kombinert skjær og bøyepå-kjenning, og

fig. 5-7 viser på hverandre følgende faser under fremstill-ingen av strekkelementet, mens

fig. 8 viser et lengdesnitt gjennom en fjellbolt med en

annen utførelsesform av strekkelementet.

Fig. 1 viser som nevnt et lengdesnitt gjennom en fjellbolt med et strekkelement ifølge oppfinnelsen. Strekkelementet 1 består i dette utførelseseksempel av tilsammen åtte ståltråder 2. Disee ståltråder er innleiret i et rørformet legeme 3 av en herdende masse, eksempelvis en kunstharpiks, for-trinnsvis polyesterharpiks. I det indre av det rørformede legeme 3 er det et sentralt hulrom 4. Det rørformede legemes ytterflate har en profilering 5, eksempelvis i form av en grov gjenge, som muliggjør påskruing av et forankringselegeme, eksempelvis en mutter.

Strekkelementet 1 er satt inn i et borehull 6. Dette borehull kan selvfølgelig ha vilkårlig retning i forhold til det underjordiske hulrom som skal sikres. Strekkelementet er i bore-hullets bunn festet ved hjelp av et herdende materiale 7, eksempelvis en kunstharpiks eller en sementmørtel. Dette herdende materiale kan, slik det er vanlig for såkalte kunstharpiks-klebeankere, innføres i borehullet 6 i form av to patroner som inneholder respektive klebemiddelkomponenter. Disse patroner ødelegges når strekkelementet føres inn, hvorved klebemiddelet aktiveres. Det herdende materiale kan imidlertid også injiseres, enten gjennom det sentrale hulrom 4 eller direkte inn i det ytre ringrom. I sistnevnte tilfelle kan det sentrale hulrom 4 utnyttes som ventileringsledning.

Ved borehullmunningen er strekkelementet 1 festet ved hjelp

av et forankringslegeme 8 som innbefatter en forsenket skrue-del 9' og en ombøyet kant 9". Den ombøyde kant ligger an mot en motlagerplate 10 som har en sentral åpning 11. Motlager-platen 10 er bøyet opp i området ved åpningen 11, slik at det oppnås en kraftslutning i form av en fjærende forspenning. Den forsenkte anordning av skrudelen 9' medfører den fordel

at skruedelen, som må ha en lang lengde for å kompensere for den i forhold til stål mindre fasthet i det rørformede legeme 3, ikke må rage tilsvarende inn i det underjordiske hulrom.

I fig. 4 er det vist hvordan 'strekkelementet 1 kan forme seg i samsvar med ved en innbyrdes forskyvning av fjellmasser opp-stående lokal skjærpåkjenning. Deformeringen er vist i et om-råde av fjellbolten hvor strekkelementet ikke har noen forbindelse med fjellet. Det forutsettes at en av ståltrådene 4 har løsnet fra sin innleiring i legemet 3 og er gått inn i det sentrale hulrom 4. En slik stilling er i tverrsnittet i fig.

3 antydet med stiplede linjer for tråden 2'.

Det nye strekkelement, som kan ha en lengde fra 4-6 m, eventuelt også opptil 8 m, vil ved en eksempelvis ytterdiameter på ca. 25 mm bestå av ståltråder med 6 mm diameter. Det sentrale hulrom 4 har da en diameter på 9 mm. Strekkelementet kan eksempelvis fremstilles ved ekstrudering, idet da trådene tilføres ekstruderingshodet fra siden, for oppnåelse av fullstendig inn-hylling.

En særlig fordelaktig mulighet for fremstilling av et strekkelement ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 5-7. Ved hjelp av en kontinuerlig prosess fremstilles først et innerrør 3' av et termoplastisk materiale, eksempelvis PVC. Dette skjer ved hjelp av ekstrudering. Dette innerrør er beregnet for dannelse av det sentrale hulrom 4 (fig. 5). Ennå før materialet i inner-røret 3' er helt utherdet, tilføres trådene 2 i radiell retning utenfra og trykkes i regelmessig rekkefølge inn i innerrørets omkretsflate (fig. 6).

Deretter innhylles trådene 2 av en herdende masse 3", eksempelvis en reagerende kunstharpiks, såsom en polyesterharpiks eller lignende. Utenpå dette kan det til slutt påekstruderes et ytterligere omhyllingsrør 12 av et termoplastisk materiale, eksempelvis PVC. I denne utførelsesform er det det ytre rør 12 som har den ønskede grove gjenge, som kan benyttes for påskruing av forankringsmuttere.

En ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen er vist i fig. 8. Strekkelementenet 1', som her på samme måte som i fig. 1 tjener som fjellbolt, er ikke forsynt med gjenger over hele sin lengde, men bare over delområder 13. Mellom disse finnes det områder 14 med glatt overflate. Ved dette strekkelement er det gjengeom-rådene 13 som gi.r forankring i det herdende materiale 7 som utfyller borehullet 6 over hele dets lengde. I de glatte områdene 14 får man ingen forbindelse med^materialet 8, slik at alt-så strekkelementet 1' i disse områder 14 kan tøye seg kraftig-ere mellom forankringspartiene 13.

Det rørformede legeme 3, hvori trådene 2 er innleiret, kan

i områdene mellom ståltrådene være forsynt med radielle åpninger. Disse åpningene, som også bare kan være anordnet i delområder over strekkelementets lengde, tjener som injiserings- og/ eller ventileringsåpninger. Injiseringen av et herdende materiale, eksempelvis sementmørtel, i det ringrom som forblir i borehullet etter at strekkelementet er satt inn, kan skje gjennom det sentrale hulrom og gjennom åpningene. Det sentrale hulrom kan etterpå frigjøres igjen ved at man spyler ut injeksjons-materialrester.

Åpningene kan også være ventilaktig utformede, f.eks. på den måten at de ved injisering i ringrommet gjennom en i dette anordnet, egen injiseringsledning, tjener som ventileringsåpninger, dvs. at bare innelukket luft kan unnvike denne vei fra det ytre ringrom og til det sentrale hulrom, mens injiserings-materialet eller eventuelt utskilt vann holdes igjen.

Claims (12)

1. Strekkelement for en fjellbolt eller lignende, karakterisert ved en bunt av ståltråder (2) som med bibehold av et sentralt hulrom (4) er innleiret i et rørformet legeme (3) av et herdende, plastisk materiale, eksempelvis kunstharpiks, idet det rørformede legeme (3) har en proofiler-ing (25) på sin ytterflate.

2. Strekkelement ifølge krav 1, karakterisert ved at ståltrådene (2) i tverrsnittet er anordnet radialsymmetrisk.

3. Strekkelement ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det rørformede legeme (3) har sirkelformet tverrsnitt.

4. Strekkelement ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det sentrale hulrom 84) har sirkelformet tverrsnitt.

5. Strekkelement ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at profileringen (5) er utformet som en skruegjenge.

6. Strekkelement ifølge krav 5, karakterisert ved at profileringen bare strekker seg over delområder (13) av strekkelementets (l <1> ) lengde og ved at det mellom disse med profilering forsynte områder (13) er anordnet områder (14) med glatt ytterflate.

7. Strekkelement ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at det rørformede legeme (3) er omgitt av en omhylling (12) hvor profileringen (5) er utformet.

8. Strekkelement ifølge krav 7, karakterisert ved at omhyllingen (12) består av en termoplastisk kunst harpiks, eksempelvis PVC.

9. Strekkelement ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at det i det minste i delområder av strekkelementets lengder og langs minst en mantellinje er anordnet åpninger i fra det sentrale hulrom og ut.

10. Strekkelement ifølge krav 9, karakterisert ved at åpningene er ventilaktig utformede.

11. Fremgangsmåte for fremstilling av et strekkelement ifølge kravene 1-10, karakterisert ved at det i en kontinuerlig prosess først tilveiebringes et innerrør (3 <1> ) av termoplastisk kunstharpiks, eksempelvis PE, hvilket innerrør danner det sentrale hulrom (4), at ståltråder (2) før materialet i innerrøret (3') er utherdet tilføres langs inner-rørets ytterflate og trykkes inn i innerrørets overflate, og ved at ståltrådene (2) deretter innhylles i en plastisk, herdende masse (3")> eksempelvis en polyesterharpiks.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert v e d at det til slutt tilveiebringes en eksempelvis av en termoplastisk kunstharpiks, såsom PVC, bestående omhylling (12).