DYWI® Drill Hohlstab-System 2 Inhaltsverzeichnis DYWI® Drill Hohlstab-System ................................................................................. 4 DYWI® Drill – Technische Daten ............................................................................... 5 Bohrkronen, Muffen und Muttern ............................................................................. 6 DYWI® Drill Hohlstab-Einbau ................................................................................... 7 Bodennägel – Hohlstabsystem ................................................................................ 8 Bodennägel – Ankerplatten und Frontausbildungen................................................ 9 Mikropfähle............................................................................................................... 10 Erdanker.................................................................................................................... 11 Felsbolzen................................................................................................................12 Anwendungsbereiche im Tunnelausbau................................................................... 13 DYWI® Drill Rotations-Injektions-Adapter ................................................................ 14 Bohrwerkzeug........................................................................................................... 15 Mörtelinjektion..........................................................................................................16 Spannen und Prüfen................................................................................................. 17 Korrosionsschutz und Einsätze................................................................................ 18 3 DYWI® Drill Hohlstab-System Der DYWI® Drill Hohlstab ist ein selbstbohrendes Ankersystem mit durchgehendem Außengewinde, das ohne Verrohrung in lockere oder instabile Böden und mürben Fels bei gleichzeitigem Verpressen eingebohrt werden kann. Der Stab verfügt zudem über ein linksgängiges Gewinde für herkömmliches Drehschlagbohren. Der DYWI® Drill Hohlstab wird aus hochfesten Stahlrohren nach EN 10083-1 hergestellt und kalt gerollt, wodurch er ein genormtes Rundgewinde bzw. Trapezgewinde erhält. Das DYWI® Drill Aufrollverfahren verfeinert das feinkörnige Gefüge des Stahls und erhöht so die Streckgrenze, wodurch ein robuster Bohrstahl entsteht, der für eine Vielzahl von Bohr- und Injektionsanwendungen geeignet ist. Das DYWI® Drill Hohlstab-System beinhaltet ein vollständiges Zubehörprogramm von Bohrkronen, Adapterstücken, Muffen, Muttern und Auflagerplatten. Zudem kann der DYWI® Drill Hohlstab dank der großen Auswahl an DYWI® Drill Injektionsadaptern und Bohrwerkzeugen an einer Vielzahl von verfügbaren Bohrgerätetypen installiert werden. Hauptmerkmale des DYWI® Drill HohlstabSystems: Keine Verrohrung erforderlich Die Stäbe können unverrohrt in lockere oder instabile Böden eingebohrt werden – es ist keine Verrohrung zur Stabilisierung des Bohrloches notwendig. Gleichzeitiges Bohren und Injizieren in einem Arbeitsgang Während der Bohrarbeiten wird der Zementmörtel gleichmäßig im Bohrloch verteilt und dringt in die umgebenden Boden- bzw. Gesteinsschichten ein (sog. Filterkuchenwirkung). Dies bewirkt eine höhere Verbundfestigkeit und sorgt gleichzeitig in den weicheren Bodenschichten für eine bessere Verzahnung von Boden und Hohlstab. Drehschlagbohren Eine sehr effiziente Bohrtechnik, welche für einen schnellen Bohrfortschritt bei guter Richtungsstabilität des Bohrgestänges sorgt. Gleichzeitig hilft sie dabei, den Zementmörtel im Inneren des Bohrlochs zu verdichten. Durchgehendes Gewinde der Bohrstangen Dank des durchgehenden Gewindes kann die Bohrstange an jeder beliebigen Stelle gekürzt, gemufft oder verlängert werden. Hochfestes Gewinde Sowohl das Rundgewinde als auch das Trapezgewinde sorgen für einen starken und robusten Stab, der für Drehschlagbohren ideal geeignet ist und einen starken Verbund mit dem Zementmörtel im Bohrloch gewährleistet. Stab/Zementmörtelverbund Selbstbohrendes System Dank der selbstbohrenden Funktion können die Stäbe für die meisten Bodenarten eingesetzt werden. Sie können mit Zug-, Druckund Wechsellast beansprucht und als Injektionsrohr verwendet werden. DYWI® Drill Hohlstabanker als Bodennägel mit Verzinkung im oberen Bereich, eingesetzt zur Hangsicherung 4 Einsatz von Bodennägeln unter erschwerten Bohrbedingungen DYWI® Drill – Technische Daten R32-210 Nenn-Außendurchmesser R32-250 R32-280 mm R32-320 R32-360 R32-400 R38-420 32 R38-500 R38-550 38 Ist-Außendurchmesser mm Nennquerschnitt S0 1 mm2 340 370 410 470 510 560 660 750 800 Nennmasse p 2 kg/m 2,65 2,90 3,20 3,70 4,00 4,40 5,15 5,85 6,25 Kraft an der 0,2% Dehngrenze 3 kN 160 190 220 250 280 330 350 400 450 Höchstkraft 3 kN 210 250 280 320 360 400 420 500 550 Dehngrenze 4 Rp0,2 N/mm2 470 510 540 530 550 590 530 530 560 Zugfestigkeit 4 Rm N/mm2 620 680 680 680 710 710 640 670 690 Rm / 31,1 37,8 Rp0,2 5 Dehnung bei der Höchstkraft 5 ≥ 1,15 % ≥ 5,0 Gewindeform Lieferlänge 6 ISO 10208 m 2/3/4/6 DYWI® Drill Rundgewinde DYWI® Drill Trapezgewinde R51-550 R51-660 R51-800 T76-1200 T76-1600 T76-1900 Nenn-Außendurchmesser mm 51 76 Ist-Außendurchmesser mm 49,8 75,4 Nennquerschnitt So 1 mm2 890 970 1.150 1.610 1.990 2.360 Nennmasse p 2 kg/m 6,95 7,65 9,00 12,60 15,60 18,50 Kraft an der 0,2% Dehngrenze 3 kN 450 540 640 1000 1200 1500 Höchstkraft 3 kN 550 660 800 1200 1600 1900 Dehngrenze 4 Rp0,2 N/mm2 510 560 560 625 600 640 Zugfestigkeit 4 Rm N/mm2 620 680 700 750 800 810 Rm / Rp0,2 5 Dehnung bei der Höchstkraft 5 ≥ 1,15 % Gewindeform Lieferlänge 6 Bohren mit großer Bohrlafette m ≥ 5,0 ISO 1720 DSI T76 2/3/4/6 2/4/6 DYWI® Drill Hohlstab-Bodennägel an einer mit Geotextilien verstärkten Hangsicherung Errechnet aus der Nennmasse mit S0 = 106 x p [kg/m] / 7850 [kg/m3] Zulässige Abweichung : -3 bis +9% 3 Charakteristischer Wert (5%-Fraktile) 4 Errechnet aus dem charakteristischen Wert der Kraft und der Nennmasse, gerundet 5 Charakteristischer Wert (10%-Fraktile) 6 Sonderlängen auf Anfrage erhältlich / E-Modul : 205.000 [N/mm²] 1 2 5 Bohrkronen, Muffen und Muttern Definitionen: BK: Bodenklasse; die Einteilung erfolgt nach DIN 18300 VOB/C „Erdarbeiten“. SPT: Schlagzahl des Standard Penetration Tests zur Baugrunderkundung UCS: einaxiale Festigkeit des natürlichen Felsgesteins (Uniaxial Compressive Strength). Die Gesteinsfestigkeit beinhaltet neben der Druckfestigkeit auch Zugfestigkeit, Scherfestigkeit, Biegezugfestigkeit, und andere Beanspruchungen. Hinweis: Die Gebirgsfestigkeit beträgt im Allgemeinen etwa 5-15% der Gesteinsfestigkeit. Bezeichnung Einsatz Design Gewinde Sandstein, Fels, harte Schichten, gemischte Böden mit Hindernissen UCS: > 60 MN/m2, BK: 1-2 Kreuzbohrkrone, gehärtet Sandstein, Fels, sehr harter Fels, harte Schichten, Beton, Dolomit UCS: 90-120 MN/m2, BK: 3-5 Kreuzbohrkrone, mit Hartmetalleinsätzen Sandstein, weicher Tonstein, mittlere Böden UCS: < 55 MN/m2, BK: 3-4 Stiftbohrkrone, gehärtet Stiftbohrkrone, mit Hartmetalleinsätzen Sandstein, Kies, gebrochenes Gestein, verwittertes Gestein UCS: < 80 MN/m2, BK: 5-7 Bogenbohrkrone, gehärtet Sandstein, weicher Tonstein, mittlere Böden, „Universalbohrkrone” SPT: < 50, BK: 1-2 Bogenbohrkrone, mit Hartmetalleinsätzen dichter Kies, Sedimentsgestein, Kalkstein, Schiefer UCS: < 70 MN/m2, BK: 3-5 Bogenbohrkrone, mit Stiften, gehärtet Sandstein, weicher Tonstein, mittlere Böden, „Universalbohrkrone” SPT: < 50, BK: 1-3 Bogenbohrkrone, mit Stiften, Hartmetall einsätze dichter Kies, Sedimentsgestein, Kalkstein, Schiefer UCS: < 70 MN/m2, BK: 3-5 R32 R38 R51 T76 R32 R38 R51 T76 R32 R38 R51 T76 R32 R38 R51 T76 R32 R38 R51 R32 Durchmesser Ø [mm] 1) 51 X X X X 76 X X X X X X X X X X X X X X X X 90 100 110 115 120 130 150 175 200 300 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X R38 R51 R32 R38 R51 T76 R32 R38 R51 T76 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 1) Mit „X“ gekennzeichnete Felder zeigen Standardbohrkronen an, andere Dimensionen sind auf Anfrage erhältlich. Bohrkronen-Adapterstück R25/R32 R32/R38 R38/R51 R51/T76 Muffen und Muttern CRC Rücklaufspülungs-Bohrkronen für lockere Böden, Sande, Kies und lehmige Auffüllungen Muffe mit Mittelstopp 6 Kugelbundmutter T76 ESS-D130 Bohrkrone für Fels und unbewehrten Beton Ankermutter, ballig DYWI® Drill Hohlstab-Einbau Durch Bohren und Injizieren in einem Arbeitsgang erlaubt der DYWI® Drill Hohlstab hohe Einbauleistungen. Um von diesen Vorteilen profitieren zu können, d. h. effizientes Bohren zu gewährleisten, ist die Auswahl des richtigen Zubehörs entscheidend. Bohrtechnik: Die drei Hauptbohrfunktionen sind: Rotation/Drehzahl von 120-150 U/min. Dies ist der entscheidende Bohrparameter, um zu gewährleisten, dass das komplette Bohrloch mit dem gewünschten Durchmesser abgebohrt wird Auf einer Raupe montierte Bohrlafette für das gleichzeitige Verbohren und Injizieren Schlagzahl/-frequenz: 300-600 BPM, um Richtungsstabilität und Bohreffizienz zu erreichen Bohren und Injizieren in einem Arbeitsgang Durch dieses Verfahren wird der Zementmörtel während der Bohrarbeiten überall im Bohrloch verteilt. Der Mörtel durchdringt das umgebende Gestein und bildet an den gelösten Stellen der Bohrlochwandung eine Verzahnung. Ein Räumen des Bohrlochs durch mehrmaliges Zurückziehen des DYWI® Drill Hohlstabs am Ende des unteren Stababschnitts (= am Bohrlochtiefsten) sorgt für noch besseren Verbund, da die Festigkeit des Bodens infolge dieser Abdrückbewegung typischerweise an dieser Stelle am größten ist. Feinvorschub: die Vorschubkraft sollte reguliert und an die erreichbare Einbauleistung angepasst werden können Bohrhammer/Drehantrieb Zum Bohren von Hohlstäben ist die Kombination Bohrhammer und Drehantrieb der wesentliche Bestandteil der eingesetzten Gerätetechnik. Drehschlagbohren stellt ein effizientes Bohren in den meisten Bodenverhältnissen sicher, sorgt für eine gute Richtungsstabilität des verbohrten Stabs und hilft bei der Verdichtung des injizierten Zementmörtels. Der Drehantrieb sollte dabei über ein ausreichendes Drehmoment bei entsprechender Drehzahl verfügen. Hydraulischer (Dreh-)Schlagbohrhammer Auf einem Bagger montierte Bohrlafette bei der Installation von Bodennägeln, die im oberen Bereich verzinkt sind. Bagger mit großer Bohrlafette für Bohren bei beschränkten Platzverhältnissen Verpressmörtel Gleichzeitiges Bohren und Injizieren Bohrkrone für Rücklaufspülung DYWI® Drill Hohlstab L/HRotation Injizierter Verpressmörtel Rotations-Injektions-Adapter (vgl. S.14) Verpresskörper Filterkuchen 7 Bodennägel – Hohlstabsystem Bohrkrone für Rücklaufspülung Muffe mit Mittelstopp DYWI® Drill Hohlstab Verpresskörper Kugelbundmutter VulkanoKalottenplatte Filterkuchen Bewehrtes Geogitter oder vergleichbares Material Korrosionsschutz DYWI® Drill Hohlstab-Bodennägel sind ideal für lose oder instabile Böden, da sie ohne Verrohrung eingebracht werden können. Das System wird daher gerne bei inhomogenen Auffüllungen, körnigem Material und lockerem Abraum verwendet. Das DYWI® Drill Hohlstab-System ermöglicht Bohren und Injizieren in einem Arbeitsgang und erfüllt vollständig die Norm EN 14490 (Europäischer Standard für Bodennägel). Bodennägel werden typischerweise als gering belastete (30-150 kN), passive Verbauelemente eingestuft. Der vollständige Verbund auf ganzer Länge ermöglicht die Vedübelung des oberflächlichen, losen Erdkeils in einer tiefer gelegenen, stabilen Bodenschicht. Bodennägel werden normalerweise als risikoarme Einbauten, mit zusätzlicher Redundanz in der Außenschale, angesehen. Bodenvernagelungen sollten in einem rhombenförmigen Raster geplant werden, um eine effiziente Verteilung der Bewehrung sicherzustellen. Innerhalb der vernagelten Front sollte ein entsprechendes Drainagesystem sicherstellen, dass sich innerhalb des Hangs kein Wasser sammeln kann. Dieses würde später eine unkontrollierte Belastung auf die Vorsatzschale ausüben. Auf einem Teleskop-Stapler angebrachte Bohrvorrichtung 8 Die Dauerhaftigkeit des Bodennagels ist von der Gebrauchslast, der Aggressivität des Bodens und der Umgebung sowie von der geplanten Lebensdauer des Bauwerks abhängig. Korrosionszuschlag Bei dieser Technik wird die Abrostrate des Stahldurchmessers über die gesamte Lebensdauer bestimmt. Damit wird die verbleibende Tragkraft des Stabs sowie seine Fähigkeit, die Lastanforderungen des Bodennagels zu erfüllen, ermittelt. Verzinkung im oberen Bereich des Stabs Bodenvernagelte Gabionen am Hangfuß Die praktischste Lösung für Hohlstäbe, die für zusätzlichen Schutz im Übergangsbereich von Boden und Witterungsbereich sorgt (zusätzlich zum Korrosionszuschlag). Komplettverzinkte Systeme Zusätzlicher Korrosionsschutz über die gesamte Länge des Bodennagels – dies betrifft z. B. Anwendungen, in denen sich die gesamte Länge des Bodennagels in Auffüllungen befindet, oder auch Fälle, in denen das Korrosionspotential höher ist. Die Verzinkung aller DYWI® Drill Hohlstäbe erfolgt gemäß EN 1461. Auf einem Bagger montierte Bohrlafette für ein flexibles Positionieren des Bodennagels Verzinkte DYWI® Drill Hohlstab-Bodennägel für die Bahntrassenerweiterung Bodennägel – Ankerplatten und Frontausbildungen Ankerplatten werden hauptsächlich zur Stabilisierung von Verkleidungen wie verstärkten Geotextil-Matten, Baustahlgeweben oder Spritzbetonfassaden eingesetzt. Zusammen mit dem RückverankerungsEffekt des vollvermörtelten Bodennagels wird in der oberen Schicht auch eine Verstärkung der Außenschale erzielt. Die Lage und Länge der Bodennägel ermittelt sich aus der Bemessung der Vorsatzschale und der Gleitkreisberechung am hinterliegenden Erdreich. Kalottenplatte, 0-25° Bodennägel sollten idealerweise in einem rhombenförmigen Muster angeordnet werden. Um eine vollflächige Auflagerung der Platte auf der Oberfläche sicherzustellen, muss ein Winkelausgleich zwischen der Auflagerplatte und dem Bodennagel erfolgen. Für flachere Hänge (25° bis 30°) ist die Höhe des Winkelausgleichs entscheidend und kann bis zu 50° betragen. Möglichkeiten für den Winkelausgleich: siehe Abbildungen links. Die Frontausbildung sollte unter Berücksichtigung des Böschungswinkels, der Reibungswinkel der anstehenden Bodenschichten, der Auflast an der Hangoberkante und der Lebensdauer des Bauwerks ausgewählt werden. Bewehrte GeotextilMatten sind eine praktikable Lösung für Hänge mit Steigungen von bis zu 55°. Darüber hinaus sind Verbaukonstruktionen wie Plattensysteme oder Spritzbeton mit entsprechender Bauteilsteifigkeit nötig, um ein Ausbeulen zu verhindern. In bestimmten Anwendungsfällen kann alternativ auch ein vorgespanntes Netz verwendet werden. Flexibles, verstärktes Geotextil-System mit winkelausgleichender Vulkano-Kalottenplatte Bodenvernagelter Hang mit Stützwand Mit DYWI® Drill Bodennägeln stabilisierte Terrassen Steiler Hangeinschnitt mit Spritzbeton-Fassade – sie verhindert ein Ausbeulen durch ihre entsprechende Formsteifigkeit Ankerplatten mit einem pneumatischen Ringschlüssel 9 Mikropfähle DYWI® Drill Hohlstab-Mikropfähle können in schlecht zugängigen Bereichen und in unmittelbarer Nähe von Gebäuden eingebaut werden. Falls das Gründungsniveau tiefer als erwartet angetroffen wird, kann der Mikropfahl durch sein durchgängiges Gewinde jederzeit verlängert werden. Ankermutter Bei Drehschlagbohrungen entstehen im Vergleich zu Rammpfahl-Systemen nur minimale Erschütterungen und Beeinträchtigungen. So können die Fundamente alter Bausubstanz ohne Beschädigungen ertüchtigt werden. Die Knicksteifigkeit der Pfähle kann durch Anbringen eines Stahlrohrs im oberen Pfahlbereich und Verpressen des Ringraums erhöht werden. Mögliche Anwendungsbereiche für DYWI® Drill Injektionspfähle gemäß der EN 14199: Fundamente von vorgehängten Fassaden, Fundamentverstärkungen, Pylonfundamente, Windenergieanlagen, Sanierung von alten Bauwerken und Ständerfundamente für elektrische Bahnanlagen. Bodenplatte Ankermutter Ankerplatte DYWI® Drill Hohlstab DYWI® Drill T76 Mikropfähle mit In-Situ Stahlrohren über den oberen 2 m Bodenplatte mit Mikropfählen 10 Geneigte Mikropfähle zur Verstärkung von Brückenpfeilern Langhub-Bohrlafette für lange Mikropfähle Zementinjektion hinter Spundwänden Mikropfähle für Fundamente von vorgehängten Fassaden Erdanker KompressionsManschette Verpresskörper Bohrkrone Freispielrohr Spundwand Ankerplatte Unterlegplatte Filterkuchen DYWI® Drill Injektionsanker werden sehr häufig für temporäre Anwendungen eingesetzt, da die Anker einfach und ohne Verrohrung in einer Vielzahl von schwierigen Bodenverhältnissen oder in instabilen Böden eingebohrt werden können. Die Verbundspannung ist sowohl bei Stäben mit „R“-Gewinde als auch bei Stäben mit „T“-Gewinde gleich hoch und Bewehrungsstäben mit vergleichbaren Durchmessern überlegen (entsprechende Versuche wurden an der TU München durchgeführt). Bei dem DYWI® Drill System mit freier Länge wird ein Freispielrohr und eine Kompressionsmanschette eingesetzt. So bleibt bei diesen Selbstbohr-Ankern die für die gezielte Vorspannung erforderliche, sog. freie Länge verbundlos. Muffe mit Mittelstopp DYWI® Drill Hohlstab Winkelausgleichsstutzen Ankermutter, ballig Mit den Spannarbeiten bzw. Abnahmeprüfungen wird sichergestellt, dass jeder Anker vollständig getestet ist und dass über die gesamte Lebensdauer hinweg keine nennenswerte Zunahme der Verformungen stattfinden kann. Unabhängig von ihrer Gewindeform sind Hohlstabsysteme nur als temporäre Anker geeignet. Die hohe Schlagenergie beim drehschlagenden Bohren verhindert die Verwendung eines gängigen, bauaufsichtlich zugelassenen Korrosionsschutzsystems. Dies ist jedoch für vorgespannte (aktive) Daueranker zwingend erforderlich, gemäß der Regelungen zur Ausführung von permanenten Ankern (EN 1537). DYWI® Drill System für temporäre Anker mit freier Länge Durchbohren einer Bohrpfahlwand 4 m lange T76- Stäbe für 32 m lange Anker, Rückverankerung von Spundwänden Hohlstab-Einbau für Spundwand-Rückverankerung vom Ponton aus Spundwand-Rückverankerung mit Hohlstäben großen Durchmessers 11 Felsbolzen Selbstbohrende Hohlstäbe werden in weicherem Fels, bei dem auch lockerer Untergrund oder instabile Bereiche vorherrschen, als vollvermörtelte Felsbolzen eingesetzt. Böschungen mit stark verwittertem oder brüchigem Fels können mit Hilfe von DYWI® Drill Hohlstab-Felsbolzen und Steinschlagnetzen gesichert werden. Falls eine örtlich begrenzte Stabilisierung der Felswand erforderlich ist, können Felsbolzen auch für Felsvernagelungen und als Felsdübel eingesetzt werden. Das Bohren kann durch Luft- oder Wasserspülung mit anschließender Mörtelinjektion (nachträgliches Verpressen) erfolgen, alternativ kann bei weicherem Boden bzw. Fels auch das gleichzeitige Bohren und Injizieren angewandt werden. Felsbolzen werden typischerweise als gering belastete Einbauten mit vollständigem Verbund (passiv) für Anwendungen mit geringem Risiko eingestuft. Sie werden zur Stabilisierung von Böschungen mit stark verwitterter Hangfläche oder im Falle eines möglichen Abrutschens der Böschung verwendet. Typische Anwendungsbereiche für DYWI® Drill Hohlstab-Felsbolzen sind Hangsicherungen, Steinschlagnetze, Auffangzäune, Tunnelportalsicherungen oder Lawinenschutzzäune. Die schnelle Installationszeit und die Tatsache, dass die Injektion durch das Innere des Hohlstabs erfolgen kann, prädestinieren das DYWI® Drill Hohlstabsystem zur Felsverankerung in schwer zugänglichen Gebieten oder unter erschwerten Bohrbedingungen. Geeignete Bohrgeräte für Arbeiten am Seil sind u.a. auf einer Laufkatze angebrachte „A“-Gerüstanlagen, auf Gerüsten befestigte Bohrlafetten, Krankörbe oder Stapler-Bohreinrichtungen mit Teleskoparm. DYWI® Drill Felsbolzen zur Verankerung eines Steinschlagnetzes Hohlstab-Felsanker zur Stabilisierung einer verwitterten Böschung Tunnelportalsicherung mit Hohlstab-Felsbolzen Auf einem Gerüst montierte hydraulische Bohrlafette zur Installation von Felsbolzen 12 Anwendungsbereiche im Tunnelausbau Tunnelportalsicherung Spieße DYWI® Drill Hohlstäbe werden sehr häufig zur Tunnelportalsicherung eingesetzt. Die Selbstbohr-Hohlstäbe sind bei Tunnelausbauarbeiten sehr beliebt, weil sie für eine Vielzahl unterschiedlicher Bodenverhältnisse geeignet sind. Spieße werden eingesetzt, um in Bereichen mit losem Untergrund einen Schutzschirm für den Tunnelausbau zu schaffen. Bei der Verwendung von DYWI® Drill Hohlstäben kann der Stab mit Hilfe von RotationsSchlagbohrern installiert und anschließend zur Sicherung der Abbaustrecke durch die Seele injiziert werden. Anwendungsbereiche im Bergbau Im Bergbau werden Hohlstäbe zur Verankerung von Pfeilern, zur Kunstharzinjektion, zur Wasserabdichtung oder zur allgemeinen Bewehrung verwendet. DYWI® Drill Hohlstab-Spieße zur Sicherung eines Versuchsstollens für eine TBM Verbohrung eines Hohlstab-Felsankers in unterschiedlichen Bodenschichten Selbstbohr-Hohlstabanker zur Sicherung eines Tunnelportals und einer Zufahrtsrampe Durch Gitterträger hindurch installierte Hohlstab-Spieße 13 DYWI® Drill Rotations-Injektions-Adaptoren Mit Hilfe von DYWI® Drill Injektions-Adaptern kann während des Bohrvorgangs Zementmörtel durch den Hohlraum eines rotierenden Stabs gepumpt werden. Auf diese unkomplizierte Weise wird gewährleistet, dass während des Bohrfortschritts eine gleichzeitige Injektion des Hohlstabs erfolgt. Der Injektions-Adapter besteht aus drei Komponenten – der Spülkopfwelle, dem Spülkopf und dem Dichtungssatz. Flushing Shaft Spülkopfwelle (R32 / H55) (R32/H55) Hammer HammerShank,H55 H55 schaft Rotary Percussive DrehschlagTop Hammer hammer (Drifter) (Drifter) SpülGrout Bottle kopf Für die Verbindung zwischen dem Adapterstück und dem Hohlstab muss der richtige Injektions-Spülschaft innerhalb der Injektions-Adaptereinheit gewählt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Verbindung stark genug ist, um der hohen Beanspruchung durch das Drehschlagbohren zu widerstehen. Zudem können die Muffenverbindungen beim Antreffen von Hindernissen während des Abbohrens kurzzeitige exzentrisch wirkende Lasten ausgleichen. Drehmomentenstab Torque Bar or Bracket oder Auslegerarm BohrDrill Boom lafette Drill BohrSledge hammer Lage des Drehmomentstabs und Schwimmstellung des Spülkopfes Der Spülschaft muss auf dem Adapter fest montiert und arretiert werden, um sicherzustellen, dass der Anschluss während des Bohrvorgangs festsitzt und sich nicht während des Auswechselns der einzelnen Bohrstangen löst. Die Dichtungen innerhalb der Mörtelmanschette sollten ca. alle 20 Minuten gefettet werden. Rotations-Injektions-Adaptoren (H112/T76) Spülkopfwelle Spülkopf Einfetten der Kettendichtung (H64/R51Adapter) Dichtungssatz Anschlussstück für Lug for Torque Bar Drehmomentenstab Polyurethane PolyurethanSeals (4 No.) Dichtungen (4 Stck.) Drive End Hammerschafts(closed) for Ende Hammer Shank Inlet EinlassPorts stutzen Flushing End Hohlstab(open) for Ende (offen) Hollow Bar Grease Nipples Schmiernippel Grout Inlet Injizieröffnung Schraubenschlüssel C-Schraubenschlüssel Klemmbacke Gewindedichtungsmittel Gewindekleber TF15, Teflonfett Jet Lok 14 Rotations-Injektions-Adaptoren R32 für manuellen Einbau Bohrwerkzeug Die verwendete Bohrausrüstung muss oftmals kurzfristig an unvorhergesehene Bedingungen angepasst werden. Das DYWI® Drill Bohrwerkzeug bietet hierfür flexible Anpassungsmöglichkeiten. Es sorgt so für kurze Stillstands- und somit Ausfallzeiten und gewährleistet einen effizienten Bohrfortschritt. Zusätzlich zum Bohrwerkzeug bietet DSI Schraubschlüssel an, mit denen die Spülkopfwelle am Schaftadapter befestigt werden kann, sowie Drehmomentschlüssel zum Aufschrauben der Muttern für ein optimales Anbringen der Ankerplatten. Reduziermuffe Reduziermuffe mit Mittelstopp Muffe mit Innen- und Außengewinde (hohl) Injektionsmuffe (nachträgliches Verpressen) Adapter mit zwei Außengewinden (massiv) Adapter mit zwei Außengewinden (hohl) Rotations-Schlagbohren für DYWI® Drill-Bodennägel Einsteckende mit Luftspülung Drehmomentschlüssel Drehmomentschlüssel für ein einheitliches Auflagern der Ankerplatten auf der Hangoberfläche (auf die Sechskant-Kugelbundmutter wird ein Drehmoment aufgebracht, welches die Ankerplatte fixiert) Bagger mit großem Ausleger für hydraulisch betriebene Bohrlafette Installation von oben nach unten mit Hohlstab-Bodennägeln und Spritzbeton 15 Mörtelinjektion Wichtig ist, dass stets eine vollständige und gleichmäßige Durchmischung des Zementmörtels und ein kontinuierlicher Pumpendruck gewährleistet werden. Welche Art der Mörtelinjektion für den Einbau von DYWI® Drill Hohlstäben eingesetzt wird, ist vom Bohrverfahren und der jeweiligen Anwendung abhängig. Die gebräuchlichste Methode ist das gleichzeitige Bohren und Injizieren. Diese Methode stellt sicher, dass das Bohrloch während der Bohrarbeiten gleichmäßig und homogen mit Zementmörtel verfüllt wird. Beim gleichzeitigen Bohren und Injizieren sind die Anforderungen bezüglich des zu erzielenden Druckniveaus nicht hoch (bis zu 7 bar). Jedoch ist während der Bohrarbeiten für das Zirkulieren des Zementmörtels innerhalb des Bohrlochs ein durchgängiges Verpressen erforderlich. Im Lockergestein ist lediglich ein geringes Maß an Rückführung des Zementmörtels an der Bohrlochmündung erforderlich. Bindige Böden erfordern eine höhere Spülrate. Injektionspumpen Eine Geräteeinheit besteht typischerweise aus einem Mischer und einer Pumpe. Die richtige Wahl der Injektionspumpe ist von der Art der Anwendung abhängig: Colcrete-kolloidale Mörtelpumpen, Häni, Putzmeister und Turbosol-Pumpen sind uneingeschränkt für Mörtelinjektionen geeignet. Injektionspumpe mit kolloidaler Mischeinheit Typische Injektionsvolumina DYWI® Drill Hohlstab R32 Bohrkrone Ø (mm) 75 Zementmörtel (kg/m) 30-40 Bohrkrone Ø (mm) 100 Zementmörtel (kg/m) 32-42 R38 110 32-42 130 35-45 R51 115 35-45 150 38-48 T76 130 38-48 200 40-50 VerpressBorehole Überlagernde Overburden / Grout körper Soil Schichten/Auffüllung DYWI Drill DYWI® Drill Hollow Bar Hohlstab ® Der Zementmörtelverbrauch hängt von folgenden Faktoren ab: a) von der Art der verwendeten Spülung – bei gleichzeitigem Bohren und Injizieren wird eine Teilspülungs- und Teilinjektionstechnik angewandt b) vom Boden, in dem die Bohrarbeiten ausgeführt werden – Lockergestein oder brüchiger Untergrund mit Hohlräumen führt zu einem höheren Zementmörtelverbrauch c) von der Bohrgeschwindigkeit Grout Permeated Filterkuchen Soil Verfüllter Grouted Bore Hohlstab Schnitt eines injizierten DYWI® Drill Hohlstabs Mörtelmischungen Ergiebigkeit a) 0,40 W/Z-Verhältnis (Wasser: ZementVerhältnis) = 40 Liter Wasser: 100 kg Verpresszement a) Ein 25 kg-Sack Zement, der in einem W/Z-Verhältnis von 0,40 gemischt wird, ergibt eine 17,5 Liter Mörtelmischung b) 0,45 W/Z-Verhältnis (Wasser: ZementVerhältnis) = 45 Liter Wasser: 100 kg Verpresszement b) Vier 25 kg-Säcke Zement, die in einem W/Z-Verhältnis von 0,40 gemischt werden, ergeben eine 70 Liter Mörtelmischung Verpresste Bodennägel auf einer SpritzbetonOberfläche 16 Spannen und Prüfen Prüfung mit langen und kurzen Bodennägeln Gleitfuge Durch das gleichzeitige Bohren und Injizieren wird der Bodennagel voll verpresst und ein vollständiger Verbund erreicht. Der Zementmörtel wird während des Bohrvorgangs sowohl im Gleitkörper als auch in der stabilen Schicht darunter verteilt. Deshalb muss es jede Prüfung ermöglichen, die Last, die im Gleitkörper entsteht, von der GesamtPrüflast abzuziehen. Die effektivste Lösung hierfür wäre eine Prüfmethode mit langen und kurzen Bodennägeln. Bemerkung: Beim Einsatz von verbundfreien Längen wird der Verbund des Stabs aufgehoben, nicht jedoch der Verbund des Zementmörtels im Bohrloch mit dem Boden im kritischen Gleitkörper. Stabile Schicht Waler Beam Gurtung Span preJsascnke Kurzer Bodennagel Verpresskörper und iger Verb und) Vollständ her Verb sc ni ch (geote Langer Bodennagel Gleitkörper Prüfung mit langen und kurzen Bodennägeln Prüfung von Erdankern ½ Sleepers Schwelle (vertikal) (vertical) Load Last und iger Verb rbund) Vollständ nischer Ve (geotech Bearing Face muss mustrechtbe cut Die Aussparung winklig zum Bodennagel square to soil nail stehen Bench Berme (optional) (Optional) Beim vorgespannten Hohlstabanker mit Freispielstrecke werden Gewindemuffen mit teilweisem Verbund (glatte Muffenwand) benutzt. Eine Berücksichtigung der Reibung, die an den Muffen entsteht, ist wichtig, da sich diese auf die Auswertung der Stahldehnung auswirkt. Daher sind Abnahmekriterien, die auf einer theoretischen Dehnung der freien Ankerlänge basieren, für Selbstbohr-Hohlstabsysteme nicht immer korrekt. Die effizienteste Testmethode hierfür ist eine Prüfung mit gewarteter Lastverschiebung in Übereinstimmung mit EN 1537, Testmethode 1 (Abschnitt E2). Pocket Aussparung Typischer Aufbau für die Prüfung von Bodennägeln Prüfung von Mikropfählen Der Testaufbau variiert in Abhängigkeit von den Pfahl-Lasteigenschaften. Zuglast-Mikropfähle können mit Hilfe von Ankerplatten und einem Träger relativ einfach geprüft werden. Drucklast-Mikropfähle sind schwieriger zu prüfen, weil die Formsteifigkeit des Pfahls am Kopf sichergestellt werden muss, damit eine Achsverschiebung bei Aufbringen der Last vermieden wird. Eine unzureichende seitliche Abspannung oder eine unzureichende Formsteifigkeit am Pfahlkopf führt unweigerlich zu unbrauchbaren Lastprüfungen. Testmethode mit langen und kurzen Bodennägeln für vollständig injizierte Hohlstab-Bodennägel Jack and bearing platform Die Spannpresse und die Ankerplatte verschieben sich hangaufwärts slides up the slope Span nprJa esck se facewird cut DieBearing Aussparung rechtwinklig zum to perpendicular Bodennagel ausgeführt soil nail Correct Amount Richtige Lage der Auflagerfläche of Bearing Area Span nprJa esck se 1.500 kN-Spannpresse für T76-Temporäranker Traverse für einen Mikropfahl-Lasttest 17 Korrosionsschutz Designprinzip von Abrostraten für Korrosion: Berücksichtigung des Tragfähigkeitsverlusts über die Nutzungsdauer, abhängig von der Korrosionsbelastung Erweiterter Korrosionsschutz DYWI® Drill Hohlstab-System: verzinkte oder duplex-beschichtete Ausführung auf Anfrage erhältlich Verzinkung der Hohlstäbe entsprechend en 1461 Duplex-Beschichtung in Anlehnung an en 15775 und en 13438 auf Anfrage erhältlich Weiterführende Informationen über dauerhafte Systemanwendungen und Kriterien zur Beurteilung der Korrosionsbelastung sind in DSI-Produktzulassungen zu finden Einsätze Sicherung eines Tunnelportals mit DYWI® Drill Hohlstabankern, Ø 32 mm – Thüringen, Deutschland Hangsicherung mit DYWI® Drill Hohlstabankern am Felsen von Gibraltar 18 Hangsicherung nach einem Felssturz – Kärnten, Österreich Einbohren von DYWI® Drill Hohlstabankern beim Garten Eden-Projekt in Großbritannien Sicherung eines Trogbauwerks mit DYWI® Drill Hohlstabankern, Ø 38 mm – Reno, Nevada, USA Einbau von 67.000 m DYWI® Drill Hohlstabankern, Ø 25 mm – Tunnel Valik bei Pilsen, Tschechische Republik 19 Germany DYWIDAG-Systems International GmbH Germanenstr. 8 86343 Koenigsbrunn, Germany Phone +49 8231 96 07 0 Fax +49 8231 96 07 40 E-mail: [email protected] www.dywidag-systems.de ARGENTINA AUSTRALIA AUSTRIA BELGIUM BOSNIA AND HERZEGOVINA BRAZIL CANADA DYWIDAG-Systems International GmbH Max-Planck-Ring 1 40764 Langenfeld, Germany Phone +49 2173 79 02 0 Fax +49 2173 79 02 20 E-mail: [email protected] www.dywidag-systems.de CHILE CHINA COLOMBIA COSTA RICA CROATIA CZECH REPUBLIC DYWIDAG-Systems International GmbH Schuetzenstrasse 20 14641 Nauen, Germany Phone +49 3321 44 18 0 Fax +49 3321 44 18 18 E-mail: [email protected] www.dywidag-systems.de DENMARK EGYPT ESTONIA FINLAND FRANCE GERMANY GREECE GUATEMALA HONDURAS HONG KONG INDONESIA ITALY JAPAN KOREA LEBANON LUXEMBOURG MALAYSIA MEXICO NETHERLANDS NORWAY OMAN PANAMA PARAGUAY PERU POLAND PORTUGAL QATAR RUSSIA SAUDI ARABIA SINGAPORE SOUTH AFRICA SPAIN SWEDEN SWITZERLAND TAIWAN Drill Quality Assurance ISO 9001 THAILAND TURKEY UNITED ARAB EMIRATES UNITED KINGDOM URUGUAY DYWIDAG-Systems International GmbH Certificate Number Q1530250 DYWI® Drill is a registered trade mark of DYWIDAG-Systems International USA VENEZUELA www.dywidag-systems.de 04332-0/04.14-web sc Hinweis: Diese Broschüre dient lediglich der grundlegenden Information über unsere Produkte. 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