Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstützen des Ankerkopfes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 sowie einen Verpreßanker, hergestellt unter Anwendung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10.
Bei einem Verpreßanker dient ein Ankerkopf zur Aufnahme der Enden der spannbaren Zugglieder. Der Ankerkopf stützt sich dabei auf ein Widerlager ab, das z.B. von einem Betonfundament, einer aus Stahl bestehenden Platte oder dgl. gebildet ist. Die Zugglieder können durch Preßhülsen oder durch Keile gegenüber dem Ankerkopf festgelegt sein. Insbesondere bei Schrägankern ist eine winkelgerechte Ausrichtung des Ankerkopfes gegenüber dem Widerlager notwendig. Hierfür ist es aus der DE-C-2609979 bekannt, dem Widerlager einen pfannenförmigen Sitz und dem Ankerkopf Kugel- bzw. Kalottenform zu verleihen. Ankerkopf und Sitz im Widerlager richten sich dann im begrenzten Maße lagegerecht aus. Nach dieser Druckschrift ist es auch schon bekannt, das Nachspannen eines mit dem Ankerkopf durch Keile verbundenen Zuggliedes dadurch zu ermöglichen, daß der Sitz für den Ankerkopf durch einen Gewindering beim Nachspannen abgehobenen Ankerkopf nachgeführt wird. Bei einer Keilverankerung der Zugglieder mit dem Ankerkopf ist es bisher üblich, die Nachspannstellung des Ankerkopfes mittels Halbschalen entsprechender Dicke festzulegen. Das Unterfüttern mittels Halbschalen entsprechender Größe und Schwere ist umständlich. Das Nachführen eines Sitzringes erfordert eine aufwendige Konstruktion.
Aus der DE-C-928518 ist ein gelenkartiges Auflager für Bohlwerksverankerungen bekannt. Hierbei wird eine Ankerstange über eine Gabel und ein Joch mit einem Stempel auf einem Widerlager abgestützt, welches einen geschlossenen Gelenktopf für den Stempel mittels Stahlkugeln abstützt. Das vorhandene Spiel des Stempels in der Eintrittsöffnung des Gelenktopfes ist kleiner als der Durchmesser der Stahlkugeln, die den Innenraum des Gelenktopfes ausfüllen. Bei Spannlagen der Ankerstange, in denen der Stempel im Gelenktopf verbleibt, kann kein Material nachgefüllt werden. Eine sichere Festlegung des Stempels im Gelenktopf und damit der Spannlage der Ankerstange ist nicht möglich. Zudem ist das Spiel und damit die Winkellage der Ankerstange begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abstützen des Ankerkopfes eines Verpreßankers auf einem Widerlager sowie einen hiernach hergestellten Verpreßanker zu schaffen, die es ermöglichen, daß die lagegrechte Festlegung des Ankerkopfes zum Widerlager einfacher beibehalten und auch ein Nachspannen unter veränderbarem Sitz einfacher ausführbar ist. Zudem soll eine einfache Ausbildung des Verpreßankers ermöglicht werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 10.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der lagegerechte Sitz des Ankerkopfes durch ein sich selbst verkeilendes Material in Form von kantigen Stahlkieskörnern gewährleistet wird, welches zwischen Widerlager und Ankerkopf vor und nach oder nur nach dem Spannen bzw. nach dem Nachspannen eingeführt werden kann. Das bekannte umständliche und schwierige Anbringen von schweren Schalenteilen wird vermieden. Andererseits wird es gegenüber einer anderen bekannten Ausführung möglich, die durch Spannen oder Nachspannen veränderten Ankerkopfstellungen sicher auf einfachste Weise durch Nachfüllen von Material aus kantigen Stahkieskörnern festzulegen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Der Verpreßanker 1, der z.B. zur Sicherung einer Spundwand 2 für eine Baugrube in Schräglage angeordnet ist, weist mehrere Zugglieder 3 auf, die in einem Bohrloch 4 mit erhärtbarem Baustoff 5 verpreßt untergebracht sind.
Gegen die Außenseite 6 der Spundwand 2 liegt eine als Widerlager 7 dienende Stahlplatte 8 an, die eine zentrale Durchtrittsöffnung 9 für die Zugglieder 3 aufweist.
Die Enden der Zugglieder 3 verlaufen durch Bohrungen in einem plattenförmigen Ankerkopf 10 und sind mit Preßhülsen 11 versehen, die sich gegen die Außenseite 12 des Ankerkopfes 10 im gespannten Zustand abstützen können.
Der Außenumfang des Ankerkopfes 10 kann mit einem Gewinde 13 versehen sein. Über dieses kann der Ankerkopf 10 zum Nachspannen der Zugglieder 3 an eine nicht dargestellte Presse angeschlossen werden.
Mit der Unterseite 14 stützt sich der Ankerkopf 10 gegen ein abstützendes Material 15 ab. Dieses kann z.B. bestehen aus Stahlkies.
Damit das abstützende Material 15 insbesondere die losen Körner des Stahlkieses in ihrer eingeführten Lage gehalten werden, ist die Platte 8 mit einer kranzförmigen Umfangswand 16 verbunden. Diese Umfangswand 16 kann einen nach Einwärts ragenden Randteil 17 aufweisen, mit dem die Umfangswand 16 mit der Platte 8 fest verbunden ist, z.B. durch Schrauben oder Schweißen.
Vorzugsweise besitzt die Umfangswand 16 an der Oberseite eine niedrigere Randhöhe und an der Unterseite eine größere Randhöhe.
Vor dem Spannen der Zugglieder 3 wird die Durchtrittsöffnung 9 der Platte 8 mittels eines abstützenden Dichtungsmaterials, z.B. erhärtendem Kunststoff (PUR) oder erhärtbarem Baustoff verschlossen.
Die Enden der Zugglieder 3 mit den damit festen Preßhülsen werden nun über eine Spannpresse (nicht dargestellt) gespannt. Hierauf wird Material 15 hinter den vom Widerlager 7 im Abstand befindlichen Ankerkopf 10 eingebracht. Nach Loslassen der Zugglieder wird über die Preßhülse 11 Druck auf den Ankerkopf 10 ausgeübt, der diesen auf das abstützende Material 15, z.B. den Stahlkies, überträgt. Dieser Stahlkies, der z.B. eine Körnung von 0,4 bis 1,6 mm aufweist und aus gebrochenem, sehr kantigem Korn besteht, verkeilt sich gegenseitig und verleiht dem Ankerkopf 10 einen sicheren Abstützsitz. Die ggf. zwischen den Körnern des Stahlkieses entstehenden Freiräume können ausgefüllt werden, wenn dem Stahlkies ein fließfähigers Material, z.B. Blei, Kunstharz oder dgl., beigegeben wird.
Das Einbringen des Stahlkieses kann durch Druckluft oder durch Einspülen mittels Druckwasser erfolgen. Zum Stabilisieren der Oberfläche des Stahlkieses gegen ein Auslaufen kann eine Klebemasse aufgesprüht werden.
Das Material 15 gewährleistet für den Ankerkopf 10 eine lagegerechte, der Winkellage des Preßankers 1 angepaßte Auflage. Eine spezielle Ausbildung des Ankerkopfes kann entfallen.
Ggf. kann ein solcher Anker im Bedarfsfall auch nachgespannt werden. Der Ankerkopf 10 ist dann mit zusätzlichem Material 15 zu unterfüttern.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besitzt der Ankerkopf 10′ abweichend von der Ausführungsform nach Fig. 1 kugel- bzw. kalottenförmige Gestalt, um eine bessere Anpassung an die Winkellage des Bohrloches 4 zu gewährleisten.
Zusätzlich ist vorgesehen, daß die Platte 8 des Widerlagers 7 mit einer seitlichen Öffnung 20 versehen ist, über die abdichtendes Material 21 in die Durchtrittsöffnung 9 eingeführt werden kann.
Bei der Figur 3 weist die als Widerlager 7 dienende Platte 8′ einen pfannenförmigen Sitz 25 als Umfangswand für den kugelförmigen bzw. kalottenförmigen Ankerkopf 10′ auf. Die Stärke der Platte 8′ ist ungleich. An der Oberseite ist sie dünner und geht stetig in die stärkere Unterseite über.
Der die nicht mehr dargestellten Zugglieder durch Keile haltende Ankerkopf 10′ kann über eine nicht dargestellte Presse, die über das Gewinde 13 mit dem Ankerkopf verbindbar ist, in eine in Fig. 4 dargestellte Nachpreßstellung überführt werden. Der zwischen dem Ankerkopf 10′ und der Platte 8′ entstehende Zwischenraum wird mit abstützendem Material 15 ausgefüllt. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich die lagegerechte Stellung des Ankerkopfes 10′ zum Winkelverlauf des Bohrloches 4 durch das Zusammenwirken des pfannenartigen Sitzes 25 mit dem Kugelkopf 10′. Diese Ausrichtung wird beim Nachspannen aufrechterhalten.
Die Platte 8′, vorzugsweise aus Stahl, ist einstückig ausgebildet. Der pfannenartige Sitz 25 ist dabei hinsichtlich seiner Tiefe so ausgebildet, daß er ein Nachspannen um eine begrenzte Strecke ermöglicht.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 besitzt der Ankerkopf 10′ eine gegenüber der die Platte 8˝ verschwenkte Stellung nach der Achse Y-Y. Die Platte 8˝ besitzt an ihrer Oberseite eine gegenüber der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 geringere Stärke. Die Höhe des Sitzes 25, der nach Fig. 5 die winkelgerechte Lage des Spannkopfes 10′ festlegt, erfordert aber für den Fall des relativ seltenen Nachspannens eine Erhöhung zumindest an der dünneren Oberseite der Platte 8˝. Hierfür wird ein den Ankerkopf 10′ mit Abstand kranzförmig umgebender Ring 30, wie strichliert in Fig. 5 eingezeichnet, von vorzugsweise gleicher Höhe mit seiner planen Unterseite 31 auf die plane Oberseite 32 der Platte 8˝ aufgesetzt. Die Platte 8˝ besitzt zumindest an ihrer Unterseite eine Schulter 33, die den Ring 30 über seine Höhe und über seinen Umfang zumindest teilweise abstützt. Auf diese Weise wird es möglich, eine schwächer ausgeführte, als Widerlager 7 dienende Platte 8˝ mit niederer Höhe des Sitzes 25 für ein einen erhöheren Sitz erforderndes Nachspannen im Bedarfsfall zu ergänzen.
Das Stahlband 34 kann am Umfang der Außenseite der Schulter 33 durch eine Rille 35 festgelegt sein.
Da bei begrenzt in Richtung der Y-Y-Achse verschwenkter, abgehobener Nachspannstellung die Kräfte noch vollständig von der Sitzfläche 25 aufgenommen werden, wird das Stahlband 34 keiner Belastung ausgesetzt. Es dient lediglich dazu, ein Spiel zwischen Schulter 33 und Ring 30 auszuschalten.
Bei der in Fig. 6 dargestellten, nach der Achse X-X abgehobenen, axialen Nachspannlage des Ankerkopfes 10′ wird der Ring 30 von einer umlaufenden Schulter 33 passend abgestützt, die die auftretenden Radialkräfte aufnimmt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 besitzt die als Widerlager 7 dienende Platte 8‴ wiederum einen pfannenförmigen Sitz 25 für den kugelförmigen bzw. kalottenförmigen Ankerkopf 10˝. Zur Bildung des pfannenförmigen Sitzes besitzt die Platte 8‴ schlanke höhere Ränder 40. Diese lassen einen größeren Nachspannweg zu. Da ein kantiger Stahlkies verwendet wird, tritt beim Absetzen des Ankerkopfes 10˝ eine sehr hohe Reibung am Pfannensitz 25 auf. Dadurch wird die Kraftresultierende, die durch den Stahlkies 15 auf den Pfannensitz 25 übertragen wird, sehr stark in Richtung der Ankerachse X-X gelenkt.
Auf den Ankerkopf 10˝ ist eine Gewindehülse 41 mittels des Gewindes 42 aufgeschraubt. Mit dem Boden 43 der Hülse 41 ist ein Spannbolzen 44 mit Mutter 45 verbunden. Die Endplatte 46 stützt sich über eine Zwischenplatte 47 auf eine Spannplatte 48 ab, welche auf um den Umfang verteilten Pfeilern 49 aufruht. Die Pfeiler 49 stützen sich über eine Zwischenplatte 50 auf Keilscheiben 51, 52 ab. Diese sind gegeneinander verdrehbar, so daß bei einem Keilwinkel von 15° eine Winkelanpassung von 0 bis 30° möglich ist.
Damit der den Zwischenraum zwischen Pfannensitz 25 und Ankerkopf 10˝ ausfüllende Stahlkies 15 nicht nach aufwärts ausweichen kann, ist ein den Ankerkopf 10˝ umgebendes Rohr 55 vorgesehen, welches eine Umfangswand bildet, die sich auf der Zwischenplatte 50 abstützt und mit seinem nach einwärts ragenden Ende 56 sich nach Art einer Lippendichtung gegen die Außenwand der Hülse 41 anlegt.
Das Rohr 55 ist mit einem Einlaß 57 für den Stahlkies 15 versehen, der vorzugsweise in den Zwischenraum zwischen Pfannensitz 25 und Ankerkopf 10˝ eingerüttelt wird. Hierfür wird ein Oberflächenrüttler verwendet, der an nach aufwärts abschließenden Teilen, an dem Spannteil oder dergleichen angebracht sein kann. Der Stahlkies 15 verhält sich hierdurch nahezu wie eine Flüssigkeit, so daß der Zwischenraum zwischen Pfannensitz 25 und Ankerkopf 10˝ hohlraumfrei ausgefüllt und der Stahlkies 15 in seine dichteste Lage versetzt wird.
Durch die völlige Abkapselung des Stahlkieses 15 kann dieser beim Belasten durch den Ankerkopf 10˝ nicht mehr nach oben ausweichen, so daß nur noch eine geringe Setzung (Schlupf) entsteht. Das Stabilisieren des vom Stahlkies 15 gebildeten Polsters kann dadurch geschehen, daß dem Stahlkies 15 trockener Zement oder Schnellbinder mit einem Anteil von 10 bis 15 Vol.-% beigemischt wird. Dieses Gemisch wird in den Zwischenraum zwischen Pfannensitz 25 und Ankerkopf 10˝ eingerüttelt, dann durch den Ankerkopf 10˝ belastet; erst nachfolgend wird von unten her über den Ein- bzw. Auslaß 60 Wasser zugegeben, welches nach kurzer Zeit das Stahlkies-Zementgemisch kapilar durchfeuchtet. Die den Ankerkopf umgebende Vorrichtung muß dabei nicht wasserdicht sein, um die kapilare Durchfeuchtung zu ermöglichen.
Die den Ankerkopf abdichtenden Teile können nach erfolgter Durchfeuchtung sofort abgenommen werden. Auch der noch nicht erhärtete Zement oder Schnellbinder hat dann schon einen Klebeeffekt.
Das Durchfeuchten des Zementes erst nach der Belastung hat den Vorteil, daß Korrekturen bezüglich des gewünschten Nachspannweges möglich bleiben und die Fixierung des Stahlkieses 15 erst dann vorgenommen wird, wenn unter Berücksichtigung der Setzung des Polsters des Stahlkieses 15 der gewünschte Nachspannweg erreicht ist.
Beabsichtigt man einen Anker später nachzulassen, Spannkraft wegzunehmen, so kann man den Ankerkopf 10˝ von vornherein auf ein Polster von Stahlkies 15 maximaler Höhe setzen. Dieses Polster läßt sich dann später mit einem Druckwasserstrahl ausspülen. Nach dem Ausspülen kann wieder so viel Stahlkies zugegeben werden, daß eine gewünschte Ankerkraft erreicht wird.