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Patent Searching and Data


Title:
ANCHOR ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/001361
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an anchor element (6) for securing a ground anchor (1) in a building component (2) requiring support. The closed protective sheath (4) encloses the cables (3) of the ground anchor (1) in the anchor hole and protects them from corrosion. Verification of the integrity of the said sheath (4) is effected by applying a voltage between the cables (3) and earth and by measuring the resulting current, even after the upper end of the ground anchor (1) has been set in cement in a through duct (13) in the anchor element (6), and after the latter has been set in an anchor conduit (14). To this end, the anchor element (6) consists of an electrically insulating material, preferably polyamide, at least to a degree which will prevent any electrical conduction between the cables (3) and the cement in the through duct (13) on the one hand and between the cement outside the through duct and the building component (2) on the other. The anchor element (6) can, for example, be made of steel and coated with a layer of polyamide; alternatively, it can comprise an anchor piece (7) made of polyamide with an anchor plate (9) made of steel and coated with polyamide, or it may be made entirely of polyamide. The anchor element (6) can comprise a tubular component consisting of a sealing section which fits tightly inside the through duct (13) to form a seal and an electro-welding sleeve connected axially thereto and which is subsequently fused with the protective sheath (4).

Inventors:
Keller
Roland, Albrecht-dessimoz
Urs
Application Number:
PCT/CH1992/000127
Publication Date:
January 21, 1993
Filing Date:
June 29, 1992
Export Citation:
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Assignee:
PAUL KELLER INGENIEURBÜRO AG KELLER
Roland, Albrecht-dessimoz
Urs
International Classes:
E02D5/76; (IPC1-7): E02D5/76
Foreign References:
GB2144784A1985-03-13
DE2354764A11975-05-15
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Claims:
Patentansprüche
1. Verankerungselement (6) zur Verankerung eines Bodenankers (1) an einem Bauteil (2) , mit einer Verankerungsplatte (9) mit einer Aussenfläche (11) und derselben gegenüberliegend einer Abstützfläche (10) sowie einer Oeffnung (8) , welche zusammen mit der Innenfläche mindestens eines Teilabschnitts eines Ankerεtutzens (7) , der an der Abstützfläche (10) ansetzt und die Oeffnung (8) umgibt, einen Durchführungskanal (13) zur Durchführung des obersten Abschnitts des Bodenankers (1) bildet, der an seinem von der Verankerungsplatte (9) entfernten Ende von einer Durchfuhrungsoffnung (12) zur dichtenden Durchführung des Bodenankers (1) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfläche mindestens eines an die Durchfuhrungsoffnung (12) anschliessenden Abschnitts des Durchführungskanals (13) von elektrisch isolierendem Material gebildet wird.
2. Verankerungselement (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Begrenzungsfläche des .Durchführungskanals (13) von elektrisch isolierendem Material gebildet wird.
3. Verankerungselement (6) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die Oeffnung (8) umgebender Teil der Aussenfläche (11) der Verankerungsplatte (9) von elektrisch isolierendem Material gebildet wird.
4. Verankerungselement (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass seine gesamte Oberfläche von elektrisch isolierendem Material gebildetwird.
5. Verankerungselement (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerstutzen (7) vollständig aus elektrisch isolierendem Material besteht.
6. Verankerungselement (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es vollständig aus elektrisch isolierendem Material besteht.
7. Verankerungselement (6) zur Verankerung eines Bodenankers (1) an einem Bauteil (2) , mit einer Verankerungsplatte (9) mit einer Aussenfläche (11) und derselben gegenüberliegend einer Abstützflache (10) sowie einer Oeffnung (8) , welche zusammen mit der Innenfläche mindestens eines Teilabschnitts eines Ankerstutzens (7) , der an der Abstützfläche (10) ansetzt und die Oeffnung (8) umgibt, einen Durchführungskanal (13) zur Durchführung des obersten Abschnitts des Bodenankers (1) bildet, der an seinem von der Verankerungsplatte (9) entfernten Ende von einer Durchführungsöffnung (12) zur dichtenden Durchführung desselben abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Abstützfläche (10) , die Aussenfläche des Ankerstutzens (7) sowie gegebenenfalls der ausserhalb der Durchführungsöffnung (12) liegende Abschnitt der Innenfläche des Ankerstutzens (7) und Aussen und Innenfläche verbindende Randflächen von elektrisch isolierendem Material gebildet werden.
8. Verankerungselement (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche (11) der Verankerungsplatte (9) sowie die Aussenfläche (11) und die Abstützfläche (10) verbindende Randflächen (16) von elektrisch isolierendem Material gebildet werden.
9. Verankerungselement (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des elektrisch isolierenden Materials Polyamid ist.
10. Verankerungselement (6) nach Anspruch 3, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsplatte (9) als beidseitig polyamidbeschichtete Eisen oder Stahlplatte ausgebildet ist.
11. Verankerungselement (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mit dem Ankerstutzen (7) im wesentlichen koaxiales und mit ihm dichtend verbundenes Rohrstück (18) aufweist, von dem mindestens ein Teilabschnitt als Elektroschweissmuffe (22) ausgebildet ist.
12. Verankerungselement (6) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (18) und der Ankerstutzen (7) teleskopartig ineinandergeschoben sind und zwischen die Aussenseite des einen und die Innenseite des anderen eine Anzahl von Dichtungsringen (21a, 21b, 21c) geklemmt ist.
13. Verankerungselement (6) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Dichtungsringe (21a, 21b, 21c) mindestens zwei beträgt.
14. Verankerungselement (6) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (18) einen Dichtungsabschnitt (19) , welcher die Dichtungsringe (21a, 21b, 21c) kontaktiert, umfasst, an welchen die Elektroschweissmuffe (22) axial anschliesst.
15. Verankerungselement (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstϋck (18) in den Durchführungskanal (13) eingeschoben ist.
16. Verankerungselement (6) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Durchführungskanal (13) eine Schulter (20) vorhanden ist, welche einen Anschlag für das Rohrstück (18) bildet.
17. Verankerungselement (6) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Stirnfläche des Rohrstücks (18) und die Schulter (20) ein Dichtungsring (21a) geklemmt ist.
Description:
Verankerunqselement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verankerungselement zur Verankerung eines Bodenankers an einem Bauteil gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Verankerungselemente werden vor allem im Tiefbau dazu verwendet, Litzen eines Bodenankers mit einige Meter bis einige zehn Meter im Boden versenktem und dort durch Vergiessen mit einer Zementmasse verankertem Ankerkopf an ihrem oberen Ende am zu haltenden Bauteil, etwa einer Stützmauer, zu verankern.

Ein derartiger Bodenanker besteht im wesentlichen aus mehreren Stahllitzen mit einer ümmantelung, gewöhnlich aus einer Korrosionsschutzmasse und einem Kunststoffröhr, welche in einem geschlossenen, im Bereich seines unteren Endes zur besseren Verankerung gerippten Schutzrohr aus Polyethylen, dessen Aussenseite im Bereich des unteren Endes zur besseren Verankerung mit umlaufenden Wellen versehen ist, geführt sind. Das Schutzrohr reicht bis in den Durchführungskanal im Verankerungselement zurück und bricht dort ab, während die Litzen vollständig durch denselben gezogen sind und über die Oeffnung in der Verankerungsplatte hinausragen.

Der Ankerkopf wird vergossen, indem neben dem Schutzrohr Zement in das Bohrloch eingeleitet und der ausserhalb des Schutzrohres gelegene Bereich des Bohrloches ausgefüllt wird, während das vom Schutzrohr umschlossene Volumen durch einen in demselben geführten, durch den Durchführungskanal

bis an die Oberfläche reichenden Schlauch ebenfalls mit Zement aufgefüllt wird.

Die Verankerung des Bodenankers am Bauteil wird durchgeführt, indem auf die Aussenfl che der

Verankerungsplatte eine Ankerbuchse aufgesetzt wird mit einer Oeffnung für jede Litze, durch die dieselbe gezogen wird. Anschliessend werden die Litzen unter Abstützung auf die Ankerbuchse gespannt, bis der gewünschte Zug, meist im Ganzen mehrere Tonnen, erreicht ist.

Da die Litzen sehr grossen Zug aushalten müssen, ist es sehr wichtig, dass sie auch im unzugänglichen Bereich, insbesondere im Bereich des Ankerkopfs, so gut wie möglich vor Korrosion geschützt sind. Es ist bekannt, nach dem Anziehen der Litzen noch einmal zu überprüfen, ob das für den Korrosionsschutz entscheidend wichtige Schutzrohr intakt ist und zwar geschieht das durch Anlegen einer Spannung zwischen Litzen und Erde und Messung des resultierenden Stroms. Da das Schutzrohr elektrisch isolierend ist, die umgebende Zementmasse und das Erdreich jedoch, wenn auch nur geringfügig, leitend, so gibt der gemessene Strom darüber Aufschluss, ob und wenn, in welchem Ausmass das Schutzrohr verletzt ist. Ist der Bodenanker intakt, so wird der Durchführungskanal wenigstens teilweise mit Zementmasse ausgefüllt und auch der Zwischenraum zwischen dem Verankerungselement und einer Ankerdurchführung, welche im Bauteil eingelassen ist, mit der gleichen Masse vergossen.

Bei bekannten, durchwegs aus Metall hergestellten Verankerungselementen bildet sich durch das Vergiessen ein Kurzschluss zwischen den Litzen und Erde, der eine Ueberprüfung der Intaktheit des Schutzrohrs im weiteren ausschliesst. Das hat zur Folge, dass eine nach

Fertigstellung der Verankerung eintretende Verletzung des

Schutzrohrs nicht festgestellt werden kann. Dadurch können unbemerkt sehr gefährliche Situationen entstehen, da bei nicht intaktem Schutzrohr die Litzen korrodieren und abreissen können, was z. B. den Einsturz einer Stützmauer mit Folgen wie Nachrutschen von Erdmassen, Einsturz von Gebäuden etc. nach sich ziehen kann.

Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, schafft ein Verankerungselement, bei welchem auch nach dem Auffüllen des Ankerstutzens und der Ankerdurchführung kein Kurzschluss zwischen Litzen und Erde vorliegt, sodass auch nach der Fertigstellung der Verankerung eine Kontrolle des Schutzrohrs jederzeit möglich ist. Dadurch können Beeinträchtigungen des Korrosionsschutzes jederzeit festgestellt und Abhilfsmassnahmen eingeleitet werden, bevor die Litzen ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Gefährliche Situationen sind so weitgehend vermeidbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich

Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 im Längsschnitt eine Uebersichtsdarstellung eines Bodenankers,

Fig. 2 detailliert den obersten Abschnitt des

Bodenankers nach Fig. 1 mit Ankerdurchführung und Verankerungselement,

Fig. 3a eine erste Ausführung eines erfindungsgemässen Verankerungselements im Längsschnitt nach A-A in Fig. 3b,

Fig. 3b einen Querschnitt längs B-B in Fig. 3a,

Fig. 4a,b eine zweite Ausführung eines

. erfindungsgemässen Verankerungselements in Darstellungen, die denen der Fig. 3a,b entsprechen,

Fig. 5a,b eine dritte Ausführung eines erfindungsgemässen Verankerungselements in Darstellungen, die denen der Fig. 3a,b entsprechen und

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verankerungselements im Längsschnitt.

Der in Fig. 1 (s. auch Fig. 2) dargestellte Bodenanker 1 zur Verankerung eines Bauteils 2 besteht aus mehreren Litzen 3, welche in einem Schutzrohr 4 aus Polyethylen geführt sind, das in eine mehrere Meter bis mehrere zehn Meter tiefe Bohrung im Boden versenkt ist. Das Schutzrohr 4 ist im Endbereich, dem Ankerkopf 5 zur besseren Verankerung in der umgebenden Zementmasse, mit der es aussen und innen vergossen ist, gerippt. Das Vergiessen erfolgt durch Einleiten von Zementmasse in das Bohrloch neben dem Schutzrohr 4 und Auffüllen des vom Schutzrohr 4 umschlossenen Volumens über einen in demselben geführten Injektionsschlauch (nicht dargestellt) . Die Litzen 3 sind auf diese Weise im Bohrloch sehr fest verankert. Sie weisen, ausser am obersten Abschnitt des Bodenankers 1, als zusätzlichen Korrosionsschutz eine Umhüllung (nicht dargestellt) aus einer Korrosiosschutzmasse und einem Kunststoffröhr auf.

Am oberen Ende reicht das Schutzrohr 4 in ein Verankerungεelement 6, genauer gesagt dessen Ankerstutzen 7 und bricht dort ab, während die Litzen 3 durch den rohrför igen Ankerstutzen 7 und eine von demselben umgebene

kreisrunde Oeffnung 8 in einer quadratischen Verankerungsplatte 9, an deren Abstützflache 10 der Ankerstutzen 7 ansetzt, über eine der Abstützflache 10 gegenüberliegende Aussenfläche 11 der Verankerungsplatte 9 hinaus geführt sind. Das Innere des Ankerstutzens 7 von einer Durchführungsöffnung 12, durch die das Schutzrohr 4 mit den Litzen 3 geführt ist, bis zur Mündung der Oeffnung 8 in der Aussenfläche 11 bildet einen Durchführungskanal 13, in dem der oberste Abschnitt des Bodenankers 1 geführt ist.

Das Verankerungselement ist in einer Ankerdurchführung 14 im Bauteil 2 gelagert, das durch den Bodenanker 1 gehalten werden soll.

Im in Fig. 1, 2 dargestellten Stadium der Montage ist der Ankerkopf bereits mit Zement vergossen. Die Litzen 3 sind durch eine Ankerbuchse 15, die für jede Litze 3 eine Oeffnung aufweist, geführt und wurden unter Abstützung auf dieselbe gespannt. Sie üben auf die Ankerbuchse 15, die auf der Aussenfläche 11 der Verankerungsplatte 9 abgestützt ist, einen Zug von mehreren Tonnen aus.

Gewöhnlich folgt nun die Ueberprüfung des Schutzrohrs 4 durch Anlegen einer Spannung zwischen den oberen Enden der Litzen 3 und Erde und Ueberwachen des resultierenden Stroms. Da das Schutzrohr 4 aus elektrisch isolierendem Material besteht, darf, wenn es intakt ist, praktisch kein Strom fliessen. Ist es jedoch an irgendeiner Stelle undicht, so fliesst über die Zementmasse und das Erdreich Strom, der eine Beeinträchtigung des Korrosionsschutzes anzeigt.

Ist das Schutzrohr 4 intakt, wird nun der Durchführungskanal 13 mindestens teilweise mit Zementmasse aufgefüllt, der Zwischenraum zwischen der Aussenseite des

Ankerstutzens 7 und der Ankerdurchführung 14 wird ebenfalls mit Zementmasse vergossen.

Bei einem erfindungsgemässen Verankerungselement 6 wird nun wenigstens die Begrenzungsfläche desjenigen Bereichs des Durchführungskanals 13, welcher mit der Zementmasse in Berührung kommt, d. h. mindestens ein an die Durchführungsöffnung 12 anschliessender Abschnitt desselben, von einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise Kunststoff - es kommen aber auch andere

Materialien, z. B. Keramik, in Frage - gebildet. Dadurch sowie durch Isolation der Ankerbuchse 15 von der Aussenfläche 11 des Verankerungsplatte 9, z. B. durch eine IsolationsZwischenschicht, und durch eine ausreichende Abdichtung der Durchführungsöffnung 12, durch die der

Bodenanker 1 geführt ist, wird jede elektrische Verbindung zwischen den Litzen 3 und der Zementmasse im Durchführungskanal 13 einerseits und der Zementmasse ausserhalb des Ankerstutzens 7 sowie dem Bauteil 2 und umgebendem Erdreich andererseits unterbunden.

Wird zwischen den oberen Enden der Litzen 3 und Erde eine Spannung angelegt, so kann Strom - wie vor dem Vergiessen - weiterhin nur durch allfällige Risse im Schutzrohr 4 fliessen. Die Messung des Stroms gibt also weiterhin über die Intaktheit desselben Aufschluss, sodass eine permanente Ueberwachung oder periodische Ueberprüfung nach Fertigstellung der Verankerung möglich ist und gefährliche Beeinträchtigungen des Korrosionsschutzes der Litzen 3 in einem frühen Stadium festgestellt werden können.

Aus Sicherheitsgründen empfiehlt es sich, mindestens die gesamte Begrenzungsfläche des Durchführungskanals 13 und am besten auch die Aussenfläche 11 der Verankerungsplatte 9 aus isolierendem Material zu bilden, da durch Feuchtigkeit oder Zementspritzer sonst leicht Kriechstrecken entstehen

können, die die Messung verfälschen oder verunmöglichen. In jedem Fall empfiehlt es sich, mindestens den Teil der Aussenfläche 11, auf den die Ankerbuchse 15 abgestützt ist, isolierend auszubilden, sodass weitere Massnah en zur gegenseitigen Isolierung von Ankerbuchse 15 und Verankerungsplatte 9 nicht erforderlich sind.

Statt das Verankerungselement 6 innen zu isolieren, kann man es prinzipiell auch nach aussen isolieren, also gegen die zwischen das Verankerungselement 6 und die

Ankerdurchführung 14 eingefüllte Vergussmasse und den Bauteil 2. Dabei müssen mindestens die Oberfläche des Ankerstutzens 7, soweit sie ausserhalb der Durchführungsöffnung 12 liegt, und die Abstützflache 10 der Verankerungsplatte 9, vorzugsweise auch die Aussenfläche 11 und Randflächen 16, die die Verankerungsplatte 9 seitlich begrenzen und die Aussenfläche 11 mit der Abstützfläche 10 verbinden, aus isolierendem Material bestehen.

In der Praxis hat es sich bewährt, eine doppelte Sicherung vorzusehen und das Verankerungselement 6 so auszubilden, dass seine gesamte Oberfläche von elektrisch isolierendem Material gebildet wird.

Eine erste Ausfuhrungsform, dargestellt in Fig. 3a,b, zeigt ein Verankerungselement 6, das in herkömmlicher Weise aus Stahl hergestellt ist.

Erfindungsgemäss sind jedoch sowohl der Ankerstutzen 7 als auch die Verankerungsplatte 9 vollständig mit Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, überzogen. Von der Randfläche 16 her ist eine bis zur Oeffnung 8 reichende Eingussbohrung 17 angebracht, die der Einführung der Zementmasse in das Innere des Ankerstutzens 7 beim Vergiessen dient.

Weitgehend gleich ist das erfindungsgemässe

Verankerungsele ent 6 nach Fig. 4a,b aufgebaut, das sich von dem in Fig. 3a,b dargestellten nur dadurch unterscheidet, dass der Ankerstutzen 7 vollständig aus Polyamid besteht, während die Verankerungsplatte 9 als allseitig polyamidbeschichtete Stahlplatte ausgebildet ist.

Das erfindungsgemässe Verankerungselement 6 nach Fig. 5a,b entspricht im Aufbau den beiden oben beschriebenen, besteht jedoch vollständig aus Polyamid.

Polyamid ist wegen seiner hohen mechanischen Festigkeit für die Verwendung in erfindungsgemässen Verankerungselementen besonders geeignet, jedoch ist auch der Einsatz anderer, unter Umständen auch mehrerer verschiedener elektrisch isolierender Materialien möglich.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass es für die erfindungsgemässe Funktion des Verankerungselements 6 entscheidend wichtig ist, dass die Durchführungsöffnung 12 so abgedichtet ist, dass keine elektrische Verbindung zwischen den Vergussmassen im Durchführungskanäl 13 und ausserhalb des Ankerstutzens 7 besteht. Eine solche Abdichtung kann im Prinzip durch eine im Bereich der Durchfuhrungsoffnung 12 zwischen die Wand des Durchführungskanals 13 und die Aussenseite des Schutzrohrs 4 geklemmte Dichtung erreicht werden oder durch Vergiessen der Durchführungsöffnung 12 mit einer elektrisch isolierenden Masse. Beide Methoden sind jedoch unter den an einer Baustelle herrschenden Bedingungen nicht sehr zuverlässig.

Sehr einfach ist dagegen eine ausreichende Abdichtung mit dem in Fig. 6 dargestellten Verankerungselement 6 zu erreichen. Es weist ein Rohrstück 18 auf, welches mit einem Dichtungsabschnitt 19 in die Durchfuhrungsoffnung 12 bis zu einer einen Anschlag bildenden Schulter 20 eingeschoben

ist. Zwischen die Stirnfläche des Rohrstücks 18 und die Schulter 20 ist ein Dichtungsring 21a, z. B. aus Gummi geklemmt, auf den gegen das Ende des Ankerstutzens 7 zu zwei weitere zwischen die Aussenseite des Dichtungsabschnitts 19 und die Innenwand des

Durchführungskanals 13 geklemmte Dichtungsringe 21b,c folgen, sodass die Verbindung zwischen dem Rohrstück 18 und dem Ankerstutzen 7 zuverlässig dicht ist. An den Dichtungsabschnitt 19 schliesst eine mit demselben durch Spiegelschweissen verbundene Elektroschweissmuffe 22 an.

Zur Abdichtung wird die Elektroschweissmuffe 22 mit Strom beschickt und mit der Aussenseite des Schutzrohrs 4 verschmolzen. Während sich die Schweissmuffe 22 leicht zusammenzieht, wird der Dichtungsabschnitt 19 durch das Verschweissen nicht tangiert, sodass die Dichtigkeit seiner Verbindung mit dem Ankerstutzen 7 nicht beeinträchtigt wird.