Verpressanker und Verpresspfahl

Abstract

 Der Verpreßanker 1 weist in einem Loch 2 im Baugrund 13 wenigstens ein Ankerzugglied 3 auf, das von der Erdoberseite 8 gegen ein Widerlager spannbar ist. Am Ankerzugglied 3 ist wenigstens ein Ankerkörper 5 befestigt. Das Ankerzugglied 3 ist bis zum Ankerkörper 5 von einer Umhüllung 4 umgeben. Am Ankerkörper 5 ist wenigstens ein Verbundglied 6, 6' befestigt. Ein Verbundgliedteil erstreckt sich in Richtung zum Lochgrund hin; ein anderes Verbundgliedteil erstreckt sich in Richtung zur Erdoberseite. Der Anker ist über seine Verankerungslänge von einem im Loch 2 ausgebildeten Verpreßköroer 11 umgeben. In gleicher Weise kann ein Verpreßpfahl aufgebaut werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Verpreßanker und einen Verpreßpfahl.

[0002] Es sind Verpreßanker bekannt, die als Verbundanker die Verbundspannungen vom Zugglied direkt auf den Verpreßkörper übertragen. Ferner sind Verpreßanker bekannt, die als Druckrohranker die Verbundspannungen über ein Druckrohr in den Verpreßkörper einleiten.

[0003] Die DE-PS 3 425 941 beschreibt einen Verpreßanker, der die Verbundeigenschaften der beiden vorbeschriebenen Verpreßanker addiert und in etwa eine doppelte Zugkraft aufnehmen kann. Dieser bekannte Verpreßanker erfordert allerdings eine spezielle Spannpresse, welche zwei zur Erdoberseite geführte Spannglieder bzw. Spanngliedergruppen, die ungleichen Spannweg haben, mit gleicher Kraft spannt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verpreßanker und einen Verpreßpfahl zu schaffen, die vergleichsweise zu den in der DE-PS 3 425 941 beschriebenen Bauelementen eine gleichgroße bzw. weit größere Tragkraft aufweisen können und zudem erheblich einfacher zu gestalten sind.

[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 7 und 8.

[0006] Es waren bisher ausschließlich Normalkräfte, welche bei den bekannten Verpreßankern die Vorspannkraft in den Verpreßkörper übertragen haben. Die Erfindung ermöglicht es, durch asymmetrische Gestaltung der Bauelemente zusätzlich ein Moment auf den Verpreßkörper zu übertragen, was Tragkraftvorteile bringt.

[0007] Die Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß nur ein Spannglied bzw. eine Spanngliedgruppe vorhanden ist, so daß das Spannen mit üblichen Spannpressen möglich ist.

[0008] Die Anordnung von separaten Verbundgliedern bei vorspannbaren Verpreßankern ermöglicht es, für die Verbundglieder üblichen Baustahl zu wählen. Ein separates Verbundglied ist bisher nur beim Druckrohranker als Druckrohr bekannt. Bei keinem Verpreßanker ist bisher ein separates Verbundglied zur Übertragung von Zugspannungen bekannt.

[0009] Gewöhnlicher Baustahl ist weniger korrosionsanfällig als Spannstahl. Verbundglieder aus gewöhnlichem Baustahl können mit geringem Kostenmehraufwand überdimensioniert ausgebildet werden, so daß Spannungen und damit auch Dehnungen gemindert werden, was die Haltekraft der Verpreßanker günstig beeinflußt. Nach diesem Prinzip der Erfindung können auch Verpreßpfähle ausgebildet werden.

[0010] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

eine schematische Seitenansicht eines Verpreßankers nach der Erfindung mit Diagrammen für den Spannungsverlauf;

Fig. 1a und Fig. 1b

Querschnitte nach der Linie Ia/b - Ia/b in Fig. 1 von unterschiedlichen Ausführungsformen;

Fig. 2

eine geänderte Ausführungsform eines Verpreßankers;

Fig. 2a

einen Querschnitt nach der Linie IIa - IIa in Fig. 2;

Fig. 3

eine weitere Ausführungsform eines Verpreßankers;

Fig. 3a und Fig. 3b

Querschnitte nach den Linien III - IIIa bzw. III/b - III/b in Fig. 3 von unterschiedlichen Ausführungsformen,

Fig. 4

eine weitere geänderte Ausführungsform eines Verpreßankers mit zweifach hintereinandergeschalteter Tragkraftübertragung,

Fig. 5

eine andere Ausführungsform eines Verpreßankers mit einem mehrteiligen Zugglied und

Fig. 6

einen Querschnitt nach der Linie VI - VI in Fig. 5.

[0012] Der Verpreßanker nach Fig. 1, der in einem Loch 2, zum Beispiel Bohrloch, untergebracht ist, besitzt ein Zugglied 3. Dieses ist über seine ganze Länge mit einem Hüllrohr 4 versehen. Das eine Ende des Zuggliedes 3 ist mit einem Ankerkörper 5 fest verbunden. Das andere Ende des Zuggliedes 3 ist mit einem nicht dargestellten Ankerkopf verbunden. Es kann in der angegebenen Pfeilrichtung wie üblich gespannt werden.

[0013] Mit dem Ankerkörper 5 ist weiter wenigstens ein Verbundglied 6 fest verbunden. Der eine Verbundgliedteil 7' erstreckt sich parallel zum Zugglied 3 in Richtung zur Erdoberseite 8. Der andere Verbundgliedteil 7'' erstreckt sich parallel zum Zugglied 3 in Richtung zum Lochgrund 10.

[0014] Es können auch mehrere Verbundglieder 6 und 6' vorhanden sein.

[0015] Wie aus Fig. 1, 1a und 1b ersichtlich, sind die Verbundglieder 6, 6' exzentrisch zum Zugglied 3 angeordnet.

[0016] Wie üblich wird das Loch 2 mit erhärtendem Baustoff verpreßt. Es bildet sich über die Verankerungslänge der Verpreßkörper 11. In diesem sind die Verbundglieder 6, 6' eingebettet. Vorzugsweise sind diese Verbundglieder 6, 6' Stäbe oder Litzen aus Stahl mit einer gerippten Oberfläche od. dgl. Damit entsteht zwischen Verpreßkörper 11 und Verbundglied 6 bzw. 6' ein die Kräfte direkt übertragender Verbund.

[0017] Sind die Verbundglieder 6, 6' in der Mitte ihrer Länge mit dem Ankerkörper 5 fest verbunden ergibt sich, wenn am Zugglied 3 eine Zugkraft in der angegebenen Pfeilrichtung mittels einer üblichen Spannpresse ausgeübt wird, das darüber gezeichnete Verbundspannungsdiagramm 12 in grober Näherung in der Fuge zwischen Verpreßkörper 11 und umgebendem Baugrund 13.

[0018] Der zur Erdoberseite 8 hin gerichtete Teil 7' des Verbundgliedes 6 unterliegt einer Druckspannung; der zum Lochgrund 10 hin gerichtete Teil 7'' des Verbundgliedes 7 kommt unter Zugspannung.

[0019] Die asymmetrische Anordnung von Verbundglied 6 und Zugglied 3 ermöglicht es, ein Moment in die Verbundglieder 6 und damit in den Verpreßkörper zu übertragen, was die Tragkraft des Verpreßankers vorteilhaft beeinflußt. Durch konstruktive Mittel kann verhindert werden, daß auch das Zugglied 3 Biegespannungen erleidet.

[0020] Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine symmetrische Anordnung der Verbundglieder 6, 6' zum Zugglied 3 vorgesehen. Dies ist klar aus Fig. 2a ersichtlich.

[0021] Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von denjenigen nach Fig. 1 und 2 dadurch, daß sich das am Ankerkörper 5 befestigte Zugglied 3 fluchtend in das durch Zug beaufschlagte Verbundgliedteil 7'' fortsetzt.

[0022] Die mit dem Ankerkörper 5 fest verbundenen, mit Druck beaufschlagten Verbundgliedteile 7' können auch von einem Rohr 14 gebildet sein. Dieses Rohr 14 umgibt konzentrisch das Zugglied 3 und ist gleichfalls mit dem Ankerkörper 5 fest verbunden.

[0023] Das Teil 7'' ist, wie üblich, in direktem Verbund mit dem Verpreßkörper, also nicht mit einem Hüllrohr versehen. Ebenso gilt dies für das Rohr 14.

[0024] Das Verbundgliedteil 7'' wird nur von der halben Spannkraft des Verpeßankers beaufschlagt. Die andere Hälfte der Spannkraft wird durch das Rohr 14 über den Verpreßkörper 11 in den Baugrund 13 abgeleitet. Diese Anordnung bringt den weiteren Vorteil, daß auch die Dehnungen halbiert werden, was die Tragkraft des Verpreßankers 1 günstig beeinflußt. Außerdem ist diese Ausführungsform sehr raumsparend, so daß mit kleinem Lochdurchmesser wirtschaftlich gearbeitet werden kann.

[0025] Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind zur Tragkraftübertragung zwei Ankerkörper 5 und 5' hintereinander beabstandet am Zugglied 3 befestigt. Mit dem Ankerkörper 5 sind wiederum die Verbundglieder 6, 6' fest verbunden. Sie sind symmetrisch um das Zugglied 3 herum angeordnet. Das Zugglied 3 ist von der Erdoberseite 8 bis zum Ankerkörper 5' und zwischen den Ankerkörpern 5' und 5 mit einem Hüllrohr 4 versehen. Die Teile 7', 7'', 7''' der Verbundglieder 6, 6' sind ohne solches Hüllrohr direkt vom Verpreßkörper 11 umgeben.

[0026] Die Verbundgliedteile 7' sind freigleitend durch den Ankerkörper 5' geführt.

[0027] In Richtung zur Erdoberseite 8 hin sind mit Abstand an den Verbundgliedteilen 7' Anschlagteile 15 befestigt, die auch als Mitnehmerscheibe ausgebildet sein können. Der Zwischenraum zwischen den Anschlagteilen 15 und dem Ankerkörper 5' ist vom erhärtenden Baustoff freizuhalten, z. B. durch ein zusammenpreßbares Material oder durch eine entsprechende Abdeckung.

[0028] Die Ankerkörper 5 und 5' sind vorzugsweise außermittig zum Verpreßkörper 11 mit gleichen Abständen zueinander und zu den Enden des Verpreßkörpers 11 angeordnet.

[0029] Wird über das Zugglied 3 eine Zugkraft in der angegebenen Pfeilrichtung aufgebracht, werden die Verbundgliedteile 7'' auf Zug und die Verbundgliedteile 7' auf Druck durch den Ankerkörper 5 beaufschlagt. Nach entsprechender Dehnung des Zuggliedes 3 wirken mit dem Ankerkörper 5' die Anschlagteile 15 der Verbundgliedteile 7' zusammen. Es werden dann die zur Erdoberseite 8 hin gelegenen Verbundgliedteile 7''' auf Druck und die Verbundgliedteile 7' zusätzlich auf Zug beansprucht.

[0030] Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das Verbundglied 6' entfallen, so daß sich eine asymmetrische Anordnung von Verbundglied 6 und Zugglied 3 ergibt.

[0031] Bei einer weiteren nicht dargestellten einfacheren Ausführungsform können die Ankerkörper 5, 5' sowohl mit dem Zugglied 3 als auch mit den Verbundgliedern 6, 6' fest verbunden sein.

[0032] Beim Spannen eines solchen Verpreßankers ergibt sich das zugeordnete Verbundspannungsdiagramm 12, das bei gleichmäßigem Baugrund zur Erdoberseite hin die etwas größeren Amplituden hat, so daß im Mittelfeld eine trapezförmige Diagrammfläche entsteht.

[0033] Die Änderung der Tragkraft gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist bodenabhängig. Bei bestimmten Böden ist die einfachere Ausführungsform ausreichend; bei Bodenwechselschichten kann sie sogar günstiger sein, denn das grob vereinfachte Verbundspannungsdiagramm 12 ergibt sich in der vorgezeichneten Form nur für gleichmäßige Bodenschichten.

[0034] Bei bekannten Bodenkennwerten von Wechselschichten kann durch bestimmte Wahl des Abstandes zwischen den Verbundgliedteilen 7' und den Anschlagteilen 15 stets ein ebenso gleichmäßiges Verbundspannungsdiagramm 12 erreicht werden wie bei gleichmäßigen Böden.

[0035] Wie üblich können die Verbundteile 6 und 6' aus Gründen des Korrosionsschutzes mit die Verbundspannung übertragenden Ripprohren aus Kunststoff versehen sein, so daß ein solcher Verpreßanker auch als Permanentanker verwendet werden kann.

[0036] Selbstverständlich kann das Zugglied 3 auch von mehreren Stäben oder Litzen gebildet sein. Auch weitere beliebige, nicht dargestellte Anordnungen von Verbundgliedern 6, 6' sind möglich.

[0037] Der Verpreßanker 1 nach den Figuren 5 und 6 unterscheidet sich einschließlich der Ankerplatte bis zum Ende der Strecke der freien Dehnbarkeit des Zuggliedes 3, wo sich der Ankerkörper 5 befindet, in keiner Weise von einem üblichen Anker mit mehrteiligem Zugglied. In dem Ankerkörper 5 findet eine Aufteilung des mehrteiligen Zuggliedes 3 in zwei Teile statt. Ein Teil des von Litzen oder Drähten gebildeten Zuggliedes 3 wird im Ankerkörper 5 verankert; der andere Teil läuft durch den Ankerkörper 5 freigleitend hindurch. Beim Spannen des erfindungsgemäßen Verpreßankers, was sich durch nichts vom Spannen bekannter Anker mit mehrteiligen Zuggliedern unterscheidet, beaufschlagen die im Ankerkörper 5 , z. B. durch Keile 15 verankerten Litzen oder Drähte die zur Erdoberseite 8 hin gerichteten Verbundgliedteile 7' auf Druck, und die durch den Ankerkörper 5 frei durchlaufenden Litzen oder Drähte, welche die Verbundgliedteile 7'' bilden, erleiden eine Zugbeanspruchung. Dadurch ergibt sich das Verbundspannungsdiagramm 12 (sh. Fig. 1).

[0038] Der Ankerkörper 5 kann z.B. aus Transportgründen als Stoßkonstruktion ausgebildet sein, so daß es möglich ist, die endseitig auf Zug beanspruchten Verbundglieder 6, 7'' auf der Baustelle auf einfache Weise anzukoppeln.

[0039] Wird auf das ausknickfreie Glied 3 anstatt einer Zugkraft die Druckkraft einer unmittelbaren Last über ein nicht dargestelltes Fundament aufgebracht, kann der bisher beschriebene Verpreßanker auch als Verpreßpfahl verwendet werden.

Ansprüche

1. Verpreßanker
mit einem Loch (2) im Baugrund (13),

mit wenigstens einem im Loch (2) angeordneten, von der Erdoberseite (8) gegen ein Widerlager spannbaren Ankerzugglied (3),
mit wenigstens einem damit verbundenen Ankerkörper (5),

mit einer das Ankerzugglied (3) bis zum Ankerkörper (5) umgebenden Umhüllung (4),

mit wenigstens einem zusätzlichen, vom Ankerkörper (5) sich zum Bohrlochgrund (10) hin erstreckenden Verbundglied (6, 6'), das mit dem Ankerkörper (5) fest verbunden ist und in einem im Loch (2) gebildeten Verpreßkörper (11) eingebettet ist und

mit wenigstens einem sich vom Ankerkörper (5) in Richtung zur Erdoberseite (8) erstreckenden Verbundglied (7'), das mit dem Ankerkörper (5) fest verbunden und im Verpreßkörper (11) eingebettet ist.

2. Verpreßanker, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbundglied (6, 6') von einem einstückigen Stab gebildet ist, der mit dem Ankerkörper (5, 5') zwischen seinen Enden fest verbunden ist.

3. Verpreßanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einzige zur Erdoberseite (8) führende Zugglied (3) und die zug- bzw. druckbeaufschlagten Verbundglieder (6, 6') exzentrisch zueinander angeordnet sind.

4. Verpreßanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zug-bzw. druckbeaufschlagten Verbundglieder (6, 6') symmetrisch zum einzigen zur Erdoberseite (8) führenden Zugglied (3) angeordnet sind.

5. Verpreßanker nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das druckbeaufschlagte Verbundgliedteil (7') ein Rohr (14) ist, das das einzige Zugglied (3) umgibt.

6. Verpreßanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am zur Erdoberseite (8) geführten Zugglied (3) ein weiterer, beabstandeter Ankerkörper (5') befestigt ist, durch den die Verbundglieder (6, 6') beweglich hindurchgeführt sind und daß beabstandet von diesem Ankerkörper (5') zur Erdoberseite (8) hin an den Verbundgliedern (6, 6') Mitnehmer (15) befestigt sind.

7. Verpreßanker

mit einem Loch (2) im Baugrund (13),

mit einem mehrteiligen im Loch (2) angeordneten, von der Erdoberseite (8) gegen ein Widerlager spannbaren Ankerzugglied (3),

mit einem Ankerkörper (5), mit dem wenigstens ein Teilglied des mehrteiligen Ankerzuggliedes (3) fest verbunden ist, während wenigstens ein anderes Teilglied durch diesen Ankerkörper (5) hindurchgeführt ist,

mit einer jedes Teilglied oder das gesamte Ankerzugglied (3) is zum Ankerkörper (5) umgebenden Umhüllung (4),

mit wenigstens einem vom Ankerkörper (5) sich zum Bohrlochgrund hin erstreckenden Verbundglied (6), das jeweils mindestens ein Teilglied (3) fortsetzt und in einen im Loch (2) gebildeten Verpreßkörper (11) eingebettet ist und

mit wenigstens einem, sich vom Ankerkörper (5) in Richtung zur Erdoberseite (8) erstreckenden Verbundglied (7'), das mit dem Ankerkörper (5) fest verbunden und im Verpreßkörper (11) eingebettet ist.

8. Verpreßpfahl

mit einem die Pfahllast tragenden Druckglied in einem Loch,

mit einem daran befestigten Pfahlkörper,

mit wenigstens einem mit dem Pfahlkörper fest verbundenen Verbundglied, das sich mit einer Teillänge vom Pfahlkörper zum Lochgrund hin und mit einer anderen Teillänge zur Erdoberseite hin erstreckt und

mit einem Verpreßkörper im Loch, in dem die Verbundglieder eingebettet sind.

9. Verpreßpfahl nach Anspruch 8 mit einem oder mehreren der Merkmale der Ansprüche 2 bis 6.

Zeichnung