• . ~ ., N

~

~ I • ,

"

o o U

v - 02l1'Z.

®StahITon Gründungsanker

\

Vorspanntechnik STAHLTON AG Vorepannlechnlk

8034 ZlIrich Rlasbachstr.57 01 ' 47 6400 9000 SI. Gallen SI,Jakob-Slr, ß7 071- 254155 1co:> Lau~anne Av. de 'tIvOli 66 021 - 252323 6900 lU!;Iano Via Massagno ' 7 091' 237975

) )

\ I

)

)

Gründungsanker' Vorspanntechnik ®StahITon ----------------------------~---------

Gründungsanker

1. Einleitung Seite 2

2. Aufbau und Wirkungsweise 4

von Gründungsankern

3. Arten von Gründungsankern 5

4. Korrosionsschutz 6

5. Ankerkräfte nach Norm SIA 191 6

6. STAHLTON-Gründungsanker 7

7. Kraftmessung 18

8. Hinweise für die Dimensionierung 19 von Gründungsankern

Gründungsanker

1. Einleitung

Wandverankerungen

Eterna AG Grenchen 142 Anker Ankerkraft 780 kN - 1230 kN Länge 30 - 45 m

vorspanntechnik ®StahITon

Gründungsanker sind Bauelemente, die mittels Zuggliedern Kräfte in den Bau· grund übert ragen. Bei vorgespannten Gründungsankern besteht das Zugglied aus einem Draht- oder Utzenbündel, welches normalerweise mit einer Zement­mörtelin jekt ion in einem Bohrloch verankert ist. Wesentliches Merkmal ist die Zweitei lung des Zuggliedes in eine Verankerungslänge und eine freie Länge (siehe Abb.1). Daraus resultiert die typische Wirkungsweise eines vor· gespannten Ankers (ausführlich beschrieben im Abschnitt 2, Seite 4) , die sich von derjenigen nicht vorgespannter Anker dadurch abhebt, dass bei Einwirkung einer äusseren Belastung auf die verankerte Konstruktion praktisch keine Verformungen mehr auftreten.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen einige wichtige Anwendungsmög liChkeiten vorgespannter Anker.

195.65

N1 Stützmauer Hätternstrasse St.Gallen 136 Anker

185.00 182,50

Ankerkraft 980 kN Länge 24 - 32 m

Auftriebssicherungen

SBB-Bahnhof Flugp latz ZÜ ri ch·Kloten 1050 Anker Ankerkraft 490 kN - 1080 kN Länge 15 - 41 m

Tiefga rage Luzern 240 Anker 20 0 7 Ankerkraft 590 kN Länge 22 m

Kavernensicherungen

Kraftwerkzentrale Verbano (1. vorgespannte Fel sanker inder Schweiz 1951) 16 Anker Ankerkraft 200 kN - 400 kN Länge 12 - 19 m

Kraftwerkzentrale Nandaz 204 Anker Ankerkraft 1230 kN Länge 12 - 20 m

2

I \ 495,15

._--

o )

)

)

Gründu ngsanker

Hangsicherungen

Autobahn N2 Bachmattli Alpnachstad 308 Anke r Ankerkraft 1230 kN Länge 15 - 35 m

Autobahn N2 Tunnel Eich (KI. Luzern) 303 Anker Ankerk raft 1720 kN Länge 16 - 31 m

Vergrösserung der Standsicherheit

Erhöhung der Spu llersee-Staumauer (Österreich) 11 5 Anker Ankerkraft 630 kN - 1350 kN Länge 35 m

Fundamentverankerungen

Fussgängerbrücke Lignon-Loex, Geneve 50 Anker Ankerkraft 1030 kN Länge 15 - 26 m

Luftseilbahn Trübsee - Tillis 80 Anker Anke rkraft 290 kN - 2450 kN Länge 15 - 30 m

2~>_-'l"

136.00

~ ~\:-------

1829.60 ...

182;.00

~

1801,40 -'"'---

Vorspanntcchnik ®StahITon

o

3

Grünclun gsanket Vorspannlechnik ® StahlTon

2. Aufbau und Wirkungsweise von Gründungsankern

Aufbau

Ankerkopf Ankerfu ••

I Durch Inj8kl i;n~r~~;~;·--------Verankerungskörper

rechnerische treie Ankeflange Lh I-----------------"--'--------~---

verankerUngSlänge~L"'_ ______ ~1

AM./

Wirkung sweise

Abb. 2

4

Ankerlänge

ungespanriter Anker

,--I f--I ~~~~~~~~I---f/ Ankerpla~le -t';.;.'<ih

1-- L"

- ---- gespannter Anker. Spannkraft V

11f--------t-- -;/ ! - - ---

- ---- Belastung des Ankers mit äusserer Las t P

11

V,· i\V V + .• ; _____ _ ~~=::::j . ~. ---------+-- --t7( -. .- I

- - ---

Beim Spannen eines Gründungsankers mi t der Spannkraft V wird der Stahl in der freie n Länge Lu elastisch gedehnt und ein grösserer Oehnwegt..lr erzeugt. Dabei wird über die Ankerplatte eine Rückhaltekraft R - V auf den zu verankern · den Bauteil e ingetragen , wobei unter der Platte Druck$pannungen 0"1) en t­stehen. Unter der Wi rkung dieSer Druckspannungen wird die Ankerplatte um ein geringes Mass ~s nach innen bewegt.

Wirkt nun über die zu verankernde Konstruktion eine äussere Last P auf den Gründungsanker, so werden die Druckspannungen unter der Platte abgebaut und der Ankerkopf verschiebt siel""! um ein geringes Mass nach aussen. Diese Verschiebung ist im Vergleich zu m eingetragenen Dehnweg ßlr derart klein , dass im Stahl kabel nur unbedeutende zusätzliche Kräfte ~V entstehen. und somit d ie Stahlspannung praktisch unverändert bleibt.

p ...

)

) )

1 )

GrOndungsanker

1,0

Abb,3

Vorspannlechnlk ®StahITon

Erst wann die äussere Kraft P die eingetragene Vorspannkraft übersteigt, d,h. PIV > 1,0, wird die ganze Kraft P vom Stah lkabel übernommen, und es entstehen grössere zusätzliche Ankerkopf-Verschiebungen (siehe Abb. 3) ')

Die Vorteile vorgespannter Gründungsanker können damit wie folgt um­schrieben werden :

- Die Verschiebungen des beweg lichen Ankers be i der Belastung eines vor­gespan nten Grü ndungsankers sind sehr klei n (solange die äussere Kraft P kleiner ist als die Spannkraft V), Dieses Kriterium ist aussc l11aggebend bei der Verankerung von Fundamenten für Seil- und Kranbahnen aber auch für Brückenwiderlager

- die Kraft im zugglied bleibt praktisch konstant

- während dem Spannvorgang treten in allen Bauteilen die grössten Bean-spruchungen auf : Konstruktions-, Material- oder Systemfehler können damit frühzeitig erkannt werden,

3. Arten von Gründungsankern

Nach der Art des Baugru ndes, in welchem der VerankerungSkörper liegt, können zwei Ausführungsa rten unterschieden werden:

Felsanker für Verankerungen in gesundem, standfestem Fels (Fastgestein)

Bodenanker für Verankerungen in kiesigen, sandigen oder lellmigen Böden (Lockergestein )

Die Unterschiede in der Ausführung sind im Abschnitt «STAHLTON-Gründungs­anker» (Seite 8) dargestell t. Nach der Art der Verwendung wird unterschieden zwischen:

Dauer- oder permanenten Ankern , d.h. Anker, die ihre Funktion während der Lebensdauer eines Bauwerkes erfü llen müSsen

Provisorischen oder temporären Ankern! die ihre Funkti on nur vo rüber­gehend (maximal 3 Jahre) erfüllen müssen (z. B. Baugrubensicherungen)

Der generelle Aufbau eines Ankers (wie in Abb , 1 dargestellt) ist für beide Ausführungs- und baide Verwendungsarten derselbe,

Die Norm SIA 191 .. Boden- und Felsanker« empfieh lt für alle wesentliChen Verankerungsarbeiten die AUSführung von Versuchsankern , Damit soll vor affem die Tragfähigkeit der Verankerungsstrecke überprüft werden, Versuchs­anker werden deshalb mit verstärktem Zugglied in Bohrl öcher mit gleichem Durchmesser wie die normalen Anker versetzt. Die Belastung derVer$uchsanker erfo lgt normalerweise bis zur Bruchkraft des Zuggliedes der Normalanker. Damit wird der Nachweis geleistet, dass die Grenzkraft des Verankerungs­körpers grösser ist als die Bruchkraft des Zuggliedes.

Für permanente Verankerungen muss ein Teil der Anker als Kontrollanker ausgeführt werden. Bei diesen Ankern bleibt das Zugglied In der freien Länge frei dehnbar. Der Korrosionsschutz des Zuggliedes wird mit speziellen Massnahmen sichergestellt (beschichtete Litzen oder Injektion ei ner dauer­plastischen Masse). Ankerplatte und Trompete werden verzinkt ausgefül1rt. Der Ankerkopf wird mit einer demontierbaren Schutzhaube abgedeckt.

1) Die Wirkungsweise vorgespann ter Felsank.er ist ausfüh rl ich beschrieben in : M , Birkenmaier: Vorgespannte Felsanker. Schweiz. Bauzeitung, Hefl 47, Jahrgang 71,

5

Gründu ngsanker Vorspanntechnik ®Stahrron -----------------------------------------------------

4. Korrosionsschutz Grösste Beachtung ist bei Gründungsankern dem SCll utz vor allem des Zug­gliedes und auch der Verankerung gegen Korrosionsangriffe zu schenken. Die seit jeher angewendete Injektion von Zementmörte/e rgibt be i fachgerechter Ausführung einen guten Korrosionsschutz. Die Überdeckung des Zuggliedes mit Mörtel darf aber nicht zu kl ein gewählt werden . Die Norm SIA 191 ve rlangt in Art. 5.54 «im allgemeinen ei ne überdeckung mit In jektionsgut von 20 mm».

In Fällen mit speziel ler Gefährdung der Anker (z .B. beim Auftroton von aggressiven Wässern, oder wenn die Möglichkeit besteht , dass der In jektions­mörtel ausgewaschen wi rd ) bietet oft eine Zementinjektion allein keinen aus­reichenden Schutz. Für solche Fälle ist eine Ausführung mit doppeltem Korrosionsschutz vo rzusehen. Als doppelten Korrosionsschutz bezeichnen wi r eine zusätzliche Verrohrung der Verankerun gsstrecke z.B. mit einem Wellrohr aus Polyäthylen. Dieses Wallrohr wird einerseits wasserdi cht mit dem (glatten) Polyäthylenrohr der freien Strecke und andererseits mit einer Kunststoffhaube verbunden , die das Ankerende umschliesst. Das Zugglied ist damit auf seiner ganzen Länge von einem wasserdichten PE-Mantel umgeben. Zusätzli chen Korrosionsschutz bieten der Injektionsmörtel im Innern des PE-Mantels und der äussere Injektionsmörtel zwischen PE-Rohr und Bohrlochwandung. Die Verankerungsstrecke von doppelt korrosions­geschützten Ankern kann vorinjiziert werden, d. h. sie wird bereits vor dem Versetzen des Ankers im Lieferwerk oder auf der Baustelle ausinjiziert.

Für temporäre Anker sind weniger grosse Anforderungen an den Korrosions­schutz zu stellen. Für die Verankerungsstrecke genügt eine normale Zement­mörteli njektion . In der freien Strecke wird häufig auf eine Injektion ganz verzichtet. Für einen minimalen Schutz werden die Drähte oder Litzen gefettet oder geölt. Litzenanker CONA-Sol können auch mit beschichteten Litzen (Fett mit PE-SChutzmantel) ausgeführt werden.

Der Korrosionsschutz der Verankerung (Ankerkopf und Ankerplatte) wird am wirtschaftlichsten und sichersten gewährleistet durch eine genügend grosse Betonüberdeckung . Zum Schutz gegen allfällig eindringende Wässer kann der Ankerkopf von permanenten Ankern zusätzli ch mit ei ner Schu tzhaube abgedeckt werden .

5. Ankerkräfte nach Norm SIA 191

6

In der Norm SIA 191 sind fo lgende Ankerkräfte definiert :

Vz Bruchkraft des Zuggliedes (Vz ~ Fv ' ß,) Vv Grenzkraft des Verankerungskörpers (Kraft , die erfo rderli ch ist ,

um die Haftung zwischen Mörtelsäule und Baugrund zu lösen)

Vs Kraft im Zugglied bei Erreic llen der StreCkgrenze (0' 2 · 0)

V p Prüfkraft bei AnkerversuCh und Spannprobe

Vo Spannkraft VG Gebrauchskraft

Die GebrauchskraftVG variiert je nach Ankarklasse. Kriterien für die 6 Klassen sind einersei ts die Art der Verwendung (temporär oder permanent) und anderer­seits der Gefährdungsgrad, d. ll . die Schadensauswirkung, die ein Versagen der Anker zur Fo lge hätte .

Zwischen den versch iedenen Ankerkräften gelten folgende Beziehungen : (mit Vz .., Vv)

max. V. = min . V. =

Va ~

0.95 Vs 1,15 VG für temporäre Anker 1,40 VG für permanente Anker Vz S

s: Sicherheitsbeiwert (va riiert je nach Ankerk lasse)

I

I

) )

)

Gründungsanker

Abb. 4

Vorspanntcchnik ® StahlTon

Vo Vs

~ 0,75 Vz ~ 0,88 Vz gü ltig für Drähte 0 7 mm und Litzen 0 0,5"

damit wi rd : max. Vp = 0,84 Vz

Bei der Bestimmung der maximalen Gebrauchslast VG ist für die Ankerklassen

2,3,5 und 6 die Bedi ngung VG = ~z massgebend . Für die Ankerk lassen 1 und 4

führt die Bedingung max. Vp S 0,84 Vz zu min. Vp = m" x. V p und damit zu

V max. Vp d V m.x. V p GI = 1,15 un zu G4 = 1,4

In Abb. 4 sind Vo und V" in Funktion von Vz dargestell t.

VlVz 1.0 ,--,--,---,---r-"'-,---,

I 09 ~~~:::::::j_~

VOl - Vz

'5 N

" o .~ Q) min Vp

R'~~---+7':r7t--+--+'-LL."j -"' -'-"""""'L

6, STAHLTON -Gründungsanker

STAH LTO N-Gründungsanker werden als BBRV Drahtanker oder als CONA-So l Litzenanker gel iefert.

BBRV Drahtanker

werden vor allem für Verankerun gen im Fels mit stand­festen Bohrlöchern und unverrohrten BOhrungen verwe nde t

, . , .' W

/ CO NA-Sol Litzenanker

we rden vor allem für Lockergesteinsa nker verwendet. Ihre Anwendung ist vo rteil haft für nicht stand feste, verrohrte Bohrungen und wenn die Anker länge nicht im vora us bestimmbar ist.

7

GrOndungsanker

BBRV Drahtanker

Verankerung

8

vcrankürun9 mi t Slü lzmu tlor

Vorspannlechnlk ® StahlTon

ROhr tür Injektion der froien l änge Orahtblindel

frei e Länge

Abb.5

- Verankerung der Spanndrähle 0 7 mm im Ankerkopf mit BBRV-$tauchköpfen

- Abstützung des Ankerkopfes mit Gewinde und Mutter

stufenlose Regulierung der Ankerkraft

prob lem loses Nachspannen oder Entspannen der Anker

<f) •

Abb. 6

Übergang Trompete - Hü ll roh r für Kontrollanker

I DOPPOl!rompclc

I !

I BOhrlOCh

AÖb. 7

Der Trompeten llOh lraum wi rd mit einer dauerplastischen Masse gefüllt.

)

)

)

Gründungsanker

Rohr für Verankcrungsinjeklion

DIchtung

Obersicht und Abmessungen

Bezeichnung

Anzahl Drähte 07 mm Sta hlQue~schnitt

Spanndrahlgewlchl Bruchkraft V, maximal zu lässige PrOfkraft Vp

Gebrauchskraft VG Ankerklasse 1

2 3 4 5 6

Verankerung Ankerpla tte ala Trompete Innendurchmesser 0 r

PE·welirohr (nur für Anker mit doppellem Korroslonssct)utz)

08

8 mm<l 308 kg /m' 2.42 kN 5 10 kN 430

kN 370 kN 340 kN 280 kN 3 10 kN 280 kN 260

mm 140 mm 79

Abschalung min sls mm 180 Nische ntiefe mln t. mm 120

Endanker Ou~chmesser !/JA mm 55

Bohrlochdurchmesser

temporä re Anker mit minimalem Ko~~osionsschutz 0 13 mm 75

permanente Anker mit doppeltem Korrosionsschu tz 0 0 rnm 75 mit 20 mm Mörl elOberdeckung nach Art. 5 ,54 Norm SIA 191 0 0 mm 90

Änderungen vorbehalten

Vorspannlochnlk ® StahlTon

014 020 029 039 0 5 2

14 20 29 39 52 539 770 111 6 1501 200 1 4,23 6,04 8 ,76 11,78 15,70 900 1290 1860 25 10 33 40 760 1080 1560 2110 2810

660 940 1360 1830 2440 600 860 1240 1670 2230 500 720 1030 1390 1860 540 770 11 10 1510 20 10 500 720 1030 1390 1860 450 650 930 1260 1670

180 220 260 300 340 111 123 146 146 190 220 260 300 360 400 160 190 220 240 260

62 72 82 95 110

85 85 100 115 130

85 95 105 120 140

95 105 115 130 145

9

Gründungsanker

Endanker

Abb. 8

Abb.9

Zugglied

Freie Länge Ausführu ngsvarianten

10

für temporäre Anker mit minimalem Korrosionsschutz

normalerweise ohne Mörtel­injektion

Abb. 10

tür permanente Anker mit doppeltem Korrosionsschutz

tür permanen te Anker mit 20 mm Mörtelüberdeckung nach Art. 5.54, Norm SIA 191

Abb. 11

Vorspann .echnik ®StahITon

Verankerung der Spanndrähte 0 7 mm im Ankerkopf mit BBRV-Stauchköpfen

Injekllonsrohr Enda.nkcl'

AusführungSdetai l fü r Anker mit doppeltem Korrosionsschutz

Injeklionsrohr

W<lsscrcllchtc Verbindung )

I

Bohrloch

gele it ete Drtlhte 07 mm

PE·Hüllrohr

InjekllonsrOhr

BohrlOCll

Driihto (/) 7mm

Rohr tur VerankerUrlgSirljCk llon

Rohr für SekundiirinjCkliOn

Pi:·lllllirohr

InjCkllonsmortel

Sekundärinjeklion

I

I I

) ) ,

)

GrOndllngsanker

für Kontrollanker

Verfüllung der freien Strecke mit dauerplastischer Masse

Verankerungsstrecke Ausführu ngsvarian ten

Abb.12

für temporare Anker mit minimalem Korrosionsschutz

Abb. 13

für permanente Anker mit doppeltem Korrosionsschutz

Abb. 14

für permanente Anker mit 20 mm Mörtelüberdeckung nach Norm SIA 191

Abb. 15

für permanente Anker Spezia ll ösungen mit Stah l­schutzrohr (z. B. BBRV-Tubfix)

Abb. 16

VorspaMtechnik ®StahITon

BOhllOCIl

Drahte 0 7 10m

:a:;)\~------ PE-Hllilrohr

~11~;';";:,.;J14------ Rohr 1I.i( VorankerungslnjCklion

"K: ~OI ;·0 ~,i ??ö;/~'T------- lnjeklionsmbrtCl

daucrptaslische Masse

BohrloCh

Drahte 0 7 r'I'lm

__ ---- Injektlonsrot)(

------ tnjekliOnsmörtel

~------ Dlstal1lMlter

Bohrloet)

DaHlie 0 7 10m

~~~ __ ---- PE·Wcllroh(

~~"'4"",;\------ Irlj9kliOnsrohr

~~~~~~~~::::::::::==== t'lussorOr Irljek lionsmörtel

innerer InJCktrorlsrnörtel

Oi slflnzhal ter

BOhrl oet,

1 __ ---- Drähte 0 7 mm

1L_---- Injeklionsrohr

~~~~~~~===== Injektlonsmortel ~ DistanzMl ler

BOhrlOCh

Drähte 07 mm

?)';~~~8;)~~~------ Stahl rohr

~------ Injeklionsrohr

~?ß7----___ 8L1SJerer Injek tionsmortel c; .... "'~

innerer Injüktionsmörtel

Dislanzhalter

11

GrOndungsanker

CO NA-Sol Litzenanker

Verankerung

12

Verankerung mit Keiler'

Abb. 18

Abb.19

VOfSpanntechnik ®StahITon

[)<:)(;>(><:X:0e>~~~ Trompele

Rohr für Injektion der lrcien UinQc Utzenbundel

freie Läno",e __ _

Abb. 17

- Verankerung der Litzen 0 0,5" mit Keilen

I -----

m

"

Spezialausfüh rung für Kontrollanker (nachträg liches Nachspannen und Ent­spannen)

Anl<erkopf mit AUSSt:mgowindc

DODPeltrompete PE·HÜllrohr

Dich tung

Der Trompetenhohlraum wird mit einer

dauerplasti schen Masse gefüllt.

I )

GrOndungsanke r

Rohr 'ur Vcrank{JrungsinjCktion

PE·WellrOhr (nur für Anker mit doppeltem KOrrosionsschulZ)

Endanker (kann auch waggelassel) werden)

--·-1- --- verankerungsSI'--,e:.:c"'kO:-______ 1

Übersicht und Abmessungen

Bezeichnung L3 L6

Anzahl Litzen (2) 0,5" 3 6 Stahlquerschnitt mm' 297 594 Litzengewicht kg/m' 2,33 4,66 Bruchkraft Vz kN 530 1050 maximal zulässige Prülkrall VP kN 450 880

Gebrauchslast Va AnkerklassG 1 kN 390 770

2 kN 350 700 3 kN 290 580 4 kN 320 630 5 kN 290 580 6 kN 270 530

Verankeru ng Ankorplatte ala mm 140 200 Trompete Innendurchmesser 0 r mm 75 85 Abschalung min s/ s mm 220 280 Nischentiefe min t mm 140 150

Endanker Durchmesser O. mm 45 55

Bohrlochdurchmesser

temporäre Anker mit minimalem Korrosionsschutz O. mm 55 70

permanente Anker mit doppeltem Kormsionsschutz O. mm 70 75 mit 20 mm MörtelOberdeckung nach Art. 5.54 Norm SIA 191 0. mm 75 90

Änderungen vorbehalten

Vörspanntechnik ®StahITon

L 11 L18 L 30

11 18 30 1089 1782 2970 8,55 13,99 23,31 1930 3150 5260 1620 2650 4420

1410 2300 3840 1290 2100 3510 1070 1750 2920 11 60 1890 3160 1070 1750 2920 970 1580 2630

270 340 420 109 138 178 350 440 520 160 200 240

75 DO 11 5

75 100 120

95 115 135

110 125 150

13

Gründungsa nker

Endanker

Ausführung mit Endanker

Abb.20

Ausführung ohne Endanker

Abb.2·1

AusführungSdetail fü r Anker mit doppeltem KorrosionSSchutz

mit Endanker Abb.22

ohne Endanker Abb.23

Zugglied

Freie Länge Ausführu ngsva rianten

14

für temporäre Anker mit minimalem Korros ionsschutz

meist keine Mörtelinjektion

Abb.24

für permanento Anker mit doppeltem Korros ionsschu tz

für permanen te Anker mit 20 mm Mörtelüberdeckung nach Norm SIA 191

Abi). 25

Vorspanntechnik 1$1 StahfTon

Verankerung der litzen 0 0,5" im Ankerkopf mit Stauchköpfen temporäre Anker meistens ohne feste Verankerung

Bohrloch

gefeltete Litzen 00.5"

PE-Hüllrohr

Rollr für Vcra nkerllngsinjeklion

BolHlOC h

blanke LHzc 00.5"

PE·Hüllrohr

Rohr für Veranker'ungslnJektion

Rohr f(lr SekllndHrinj ektion

InjekliOnsmörtcl

Sekundätinjektion

1 )

) )

Gründungsanker

für Kontrollanker beschichtete Litzen (Fett mit PE-Mantel)

Verlüllung der Ireien Strecke mit Zementmörtel

Verankeru ngsstrecke Ausführu ngsvarianten

Abb. 26

lür temporäre Anker mit minimalem Korrosionsschut ~

Abb.27

für permanente Anker mit doppeltem Korrosionsschutz

Abb. 28

für permanente Anker mit 20 mm Mörtelüberdeckung nach Norm SIA 191

Abb. 29

für Speziallösungen mit Stahl ­schutzroh r (z . B. Tubfix. TMD)

Abb. 30

Vorspanntechnik ® StahlTon

80MOCh

beschi chte te Litze 00.5"

P(- I'ullrOhr

InjeklionsrOhr

riussercr InjOkliönsmörtel

innerer Injeklionsmörtel

ßot)r'10Ch

Litze 00.5"

InjektlonsrOI)(

Injektionsrnörtol

O,stanzh<!1ter

Bohrloch

Litze 00.5"

PE-Wellrohr

InJekllonSfohr

äusserer InlekliOr)SmÖrlel

Inncrl:!r Injektionsmöl"lol

OiSlanzhaller

Bohrloch

IIII~ Lilze00.5" InjektionsrOhr

Injeklionsmörlcl

Distanlllaller

Bohrloch

Li tze 00.5"

Stahlrotir

Injeklionsrohr

t\usserer InjektlonsmörlGI

innerer Injcklionsmörtel

Olslanzhalter

15

Gründungsa nker Vorspannlechnik ®StahITon ------------------------------------------

Spannstahltabelle und Ankerkräfte Draht (2') 7 mm ßz - 1670 NImm:

Anzahl Bruch- max, Prüf· Gebrauchskraft VG (kN) Drähte G fe kraft V.,. kraft Vp

Ankerklasse

0 7mm kg /m' mm' kN kN 1 2 3 4 5 6

1 0,30 38 64 54 47 43 36 39 36 32 2 0,60 77 129 108 94 86 72 77 71 65 3 0,91 11 5 193 162 141 129 107 116 107 97 4 1,21 154 257 216 188 171 143 154 143 129 5 1,51 192 320 270 235 213 178 193 178 160 6 1,81 231 390 330 290 260 220 240 220 200 7 2, 11 269 450 380 330 300 250 270 250 230 8 2,42 308 510 430 370 340 280 310 280 260

9 2,72 346 580 490 430 390 320 350 320 290 10 3,02 385 640 540 470 430 360 390 360 320 11 3,32 423 710 600 520 470 390 430 390 360 12 3,62 462 770 650 570 510 430 460 430 390 13 3,93 500 840 710 620 560 470 500 470 420 14 4,23 539 900 760 660 600 500 540 500 450

15 4,53 577 960 810 700 640 530 580 530 480 16 4,83 616 1030 860 750 690 570 620 570 520 17 5, 13 654 1090 920 800 730 610 660 610 550 18 5,44 693 11 60 970 840 770 640 690 640 580 19 5,74 731 1220 1020 890 810 680 730 680 610 20 6,04 770 1290 1080 940 860 720 770 720 650

21 6,34 806 1350 1130 980 900 750 810 750 660 22 6,64 647 1410 1180 1030 940 780 850 780 710 23 6,95 885 1480 1240 1080 990 820 890 820 740 24 7,25 924 1540 1290 11 20 1030 860 920 860 770 25 7,55 962 1610 1350 11 70 1070 890 960 890 810 26 7.85 1001 1670 1400 1220 1110 930 1000 930 640 27 8,15 1039 1740 1460 1270 1160 970 1040 970 870 28 8,46 1078 1800 1510 1310 1200 1000 1080 1000 900 29 8,76 111 6 1860 1560 1360 1240 1030 11 20 1030 930

30 9,06 11 55 1930 1620 1410 1290 1070 1160 1070 970 31 9,36 11 93 1990 1670 1450 1330 1110 1190 1110 1000 32 9,66 1232 2060 1730 1500 1370 1140 1230 1140 1030 33 9,97 1270 2120 1780 1550 1410 1180 1270 1180 1060 34 10,27 1308 2190 1840 1600 1460 1220 1310 1220 1100 35 10,57 1347 2250 1890 1640 1500 1250 1350 1250 1130 36 10,88 1385 2310 1940 1690 1540 1280 1390 1280 1160 37 11 ,17 1424 2380 2000 1740 1590 1320 1430 1320 1190 38 11 ,46 1462 2440 2050 1780 1630 1360 1460 1360 1220 39 11 ,78 1501 2510 2110 1830 1670 1390 1500 1390 1260

40 12,08 1539 2570 2160 1880 1710 1430 1540 1430 1290 41 12,38 1578 2640 2220 1930 1760 1470 1580 1470 1320 42 12,68 1616 2700 2270 1970 1800 1500 1620 1500 1350 43 12,99 1655 2760 2320 2020 1840 1530 1660 1530 1380 44 13,29 1693 2830 2380 2070 1890 1570 1700 1570 1420 45 13,59 1732 2890 2430 211 0 1930 1610 1740 1610 1450 46 13,89 1770 2960 2490 2160 1970 1640 1780 1640 1480 47 14 ,19 1809 3020 2540 2210 2010 1680 1810 1680 1510 48 14,50 1847 3080 2590 2250 2050 1710 1850 1710 1540 49 14,80 1886 3150 2650 2300 2100 1750 1890 1750 1580 50 15,10 1924 3210 2700 2350 2140 1780 1930 1780 1610 51 15,40 1963 3280 2760 2400 2190 1820 1970 1820 1640 52 15,70 2001 3340 2810 2440 2230 1860 2010 1860 1670

Änderungen vorbeha1len

16

.1

)

,)

Gründungsanker

Spannstahltabelle und Ankerkräfte

Anzahl Bruch-litzen G le kraft Vz

0 0,5" kg /m' mm' kN

1 0,78 99 180 2 1,55 198 350 3 2,33 397 530

4 3,11 396 700 5 3,89 495 880 6 4,66 594 1050

7 5,44 693 1230 8 6,22 792 1400 9 6,99 891 1580

10 7.77 990 1750 11 8,55 1089 1930

12 9.33 1188 2100 13 10,10 1287 2280 14 10.88 1388 2450 15 11,66 1485 2630 16 12,43 1584 2800 17 13.21 1683 2980 18 13,99 1782 3150

19 14 ,77 1881 3330 20 15,54 1980 3500 21 16,32 2079 3680 22 17,10 2178 3860 23 17,87 2277 4030 24 18,65 2376 4210 25 19,43 2475 4380 26 20.21 2574 4560 27 20,98 2673 4730 28 21,76 2772 4910 29 22,54 2871 5080 30 23,31 2970 5260

31 24 .09 3069 5430

Änder'ungen vorbehalten

max. Prüf-kraft Vp

kN

150 290 450

590 740 880

1030 11 80 1330 1470 1620

1780 1920 2060 2210 2350 2500 2650

2800 2940 3090 3240 3390 3540 3680 3830 3970 4120 4270 4420

4560

Vorspann lechnik ®StahITon

Litzen 0 0.5" p, ~ 1770 Ni mm'

Gebrauchskraft Vo (kN)

Ankerklasse 1 2 3 4 5 6

130 120 100 11 0 100 90 250 230 190 210 190 180 390 350 290 320 290 270

510 470 390 420 390 350 640 590 490 530 490 440 770 700 580 630 580 530

900 820 680 740 680 620 1030 930 780 840 780 700 1160 1050 880 950 880 790 1280 1170 970 1050 970 880 1410 1290 1070 1180 1070 970

1530 1400 1170 1260 1170 1050 1670 1520 1270 1370 1270 1140 1790 1630 1360 1470 1380 1230 1920 1750 1460 1580 1460 1320 2040 1870 1560 1680 1560 1400 2170 1990 1660 1790 1660 1490 2300 2100 1750 1890 1750 1580

2430 2220 1850 2000 1850 1670 2560 2330 1940 2100 1940 1750 2690 2450 2040 2210 2040 1840 2820 2570 2140 2310 2140 1930 2950 2690 2240 2420 2240 2020 3080 281 0 2340 2530 2340 2110 3200 2920 2430 2630 2430 2190 3330 3040 2530 2740 2530 2280 3450 3150 2630 2840 2630 2370 3580 3270 2730 2940 2730 2460 3710 3390 2820 3050 2820 2540 3840 3510 2920 3160 2920 2630

3970 3620 3020 3260 3020 2720

17

GrOndung sanker

7. Kraftmessung

18

Vorspanntechnik ®StahITon

Die nach Norm SIA 191 durchwführenden Ankerversuche. die Ausfüh ru ng der Spannarbe iten oder die Kraftkontrolle in Kontrollan ke rn erforde rn Präzisions­instrumente fü r die Kraftmessung . Die vom Spannverfahren BBRV her bekannte Messmeth ode mit Präzisionsdynamometern (Druckmessdosen) bewährt sich auch hier.

Abb.3 1 Spannpresse

Dynamometer

Spannspindal (TyP D) oder Litzenbündel (Typ L)

Griindllngsanker

Das Dynamometer wird mit der Spann presse auf die Spannspindel (Typ 0) oder das Litzenbündel (Typ L) aufgesetzt . Die von der Spannpresse erzeugte und in den Gründungsanker eingeleitete Kraft kann So sehr genau (1 1 % vOm Endwert) gemessen werden . Dynamometer sind verfügbar bis zu einer Max imalkraft von 5000 kN.

Zur Kraftmessung in Kontrollankern sind zwei Methoden möglich :

- wenn die Kraft dauernd überwac ht werden sol l, wi rd eine Druckmessdose unter den Ankerkopf eingebaut.

Druckmcssdosc clngcbau t untc( Ankcrkopl

Abb.32

Gr(indllngsanker

- wenn die Kraft nur periodisch überprüft wird, kann es vorteilhafter sei n, auf die eingebaute Dru ckmessdose ~u verzichten und jedesmal mit einer Spann­presse die Abhebekraft zu bestimmen.

I

\ )

\ )

Gründungsanker Vorspannlechnik ®StahITon

8. Hinweise für die Dimensionierung von Gründungsankern

Bekannt sind :

- Grösse der zu verankernden Last P (kN) oder p (kN/ m') - generel le geo logische Angaben - Angaben , ob lemporäre oder permanente Anker ausgefÜhrt werden - vorgeschriebene Ankerklasse

Gesucht werden :

- Gebrauchskraft VG (pro Anker) - Abstand d zwischen zwei Ankern - Bruchkraft Vz - Spanndrahtquerschnitt Fv - Spannkraft Vo - Verankerungslänge Lv - Freie Ankerlänge L" - ' Ankertyp und Ankergrösse

1. Gebrau chskraft VG und Ankerabstand d

Bei der Wahl des Abstandes d zwischen zwei Ankern ist sicherzustellen , dass keine gegenseitige Beeinflussung stat tfindet (z. B. Überlageru ng der Kraftausbreitungszonen der Veranke rungsstrecken) . Auch bei günstigen Baugrundverhältnissen sollte ein Abstand von 1,0 m nicht unterschritten werden.

Mit der Wahl des Min imalabstandes lässt sich die Gebrauchslast pro Anker bestimmen.

P Va = - (bei Einzellas ten, z. B. Fundamentverankerungen) resp . n

VG = p' d (bei Linienlasten , z. B. Baugrubensiche rungen)

2. Bruchkraft Vz und Spanndrahtquerschnitt Fv.

AuS der Gebrauchskraft VG lässt sich die erforde rliche Bruchkraft Vz = VO' s und somit der erforderliche Stahlquerschnitt berechnen .

Vz Fv =­ß, 0, = 1670 Nimm' für Draht 0 7 mm

(170 kg / mm')

3. Prüfkraft Vp

= 1770 Ni mm' für Litzen 0 0,5" (180 kg / mm')

Die min ima l vorgeschriebene Prü fk raft berechnet sich zu :

min . Vp = 1,15 = 1,40

Vo fü r temporäre Anker Va für permanente Anker

Die maximal zulässige Prüfkralt beträgt :

max. Vp = 0,84 Vz

Wenn die minima l vorgeschriebene bzw. die gewünschte Prüfk raft grösser ist als zul. max. Vp, muss Vz (d. h. der Spanndrahtquerschnitt) vergrössert werden .

4. Spannkraft Vo

Die Spannkraft Vo bestimmt sich aus der erforderlichen Gebrauchskraft Va und den berechneten oder geSChätzten Kraftveränderungen.

Vo ist begrenzt mit

max. Vo = 0,75 Vz

In Ein zel fällen (vor allem tür Ankerklasse 1, aber auch tü r die Klassen 2 und 4) resu ltiert aus dieser oberen Begrenzung von Va ein neuer Wert tür die erforde rliche Bruchkralt Vz des Zuggliedes.

19

Gründungsanker

20

Vorspanntechnik ®StahITon

5. Wahl von Ankertyp und Ankergrösse

Auf Grund der Angaben im Abschnitt 6 (Seite 7 11) kann der passende STAHLTON-Gründungsanker ausgewählt werden .

6. Länge der Verankerungsstrecke Lv.

Innerhalb der Verankerungsstrecke muss die Ankerkraft vom Zugglied auf den Verankerungskörper und von diesem auf den umgebenden Boden oder Fels übertragen werden.

Die Länge der Verankerungsstrecke soll so gewählt werden, dass ein Ver­sagen des Ankers durch den Bruch des Zuggliedes erfolgt (G renzkraft des Verankerungskörpers Vv ~ Bruchkraft des Zuggliedes Vz)

Endanker

Ankerkraft

- - - ---+

=~I 1= ---+ ----+ -

---+ ---+ - ---+ ---+

L Lv -I AOb.33

Annahmen für die Länge Lv können getroffen werden, auf Grund von Erfahrungswerten mit Ankern in ähnl ichen Verhältnissen . Genaue Werte können nur mit Ankerversuchen erm ittelt werden.

Für Vorprojekte gibt die nachfolgende Tabelle, in Abhängigkeit von Bruch­kraft Vz und Baugrundve rhältnissen, Richtwerte für dieVerankerungslänge Lv

Bruch- Fels kiesige Böden 5illig sandige Böden

kra ft V, geklOftet gelagert gelagert

laicht stark dicht locker dicht locker

250 kN 3- Sm 3 - 5m 4 - 601 4- 6m 4 - 6m 5- 701

400 kN 3- 5 m 3 - 5m 4- 6 01 5- 7 m 5 - 7 m 6- 10rn

650 kN 3- 5 m 3- 5m 5- 701 6 -1 0 m 6 - 10 m

1500 kN 3-5 m 3- 5m 6- 10 m 8 - 12 m

3000 kN 4-7 m 4 - 7 m 8- 12 m 10 - 15m

4000 kN 4 - 7 m 6- 10 m

Die Verbund länge zwischen Zugglied und Mörtel wird normalerweise gleich ­lang angenolllmen wie die Länge Lvdes Verankerungskörpers. Die Einleitung der Ankerkraft in den Veranke rungskörper erfolgt über Ve rbundspannungen zwisch en Spannstah l und Mörtel.

)

\ \

)

GrOndungsanker

AbO. 34

Vorspannlechnik ®StahITon

Wie Abb . 34 zeigt , wirken diese Verbundspannungen an fäng lich auf einen Teif der Strecke Lv. Mit zunehmender Kraft im Zugglied wird der Verbund auf der Zugsei te ört lich überwunden, d.h. der Spannstahl gleitet auf einer geringen Strecke (Schlupf). Die wirksamen Ve rbundspannungen werden dabei nach rückwärts verschoben und die freie Ankerlänge L fr wird etwas verg rössert (sog . ef fektive freie Ankerlänge).

Erreicht die .. We l le» der Verbundspannungen das Ende des Zugg liedes, so ist die grösstmögliche, durch Verbund allein aufnehmbare Kraft erreicht. Gleichzeitig beginnt jetzt der Endanker zu wirken und die Zugkraft kann bis zum Bruch der Zuggl ieder, d. h. bis Vz gesteigert werden.

Durch Verbundspannungen allein können Draht- oder LItzenanker höch­stens eine Kraft von ca . 0,9 Vz zuverlässig au fnehmen '). Für Verankerung der voll en Bru chkraft si nd spezielle Massnahmen erforderlich wie z. B. Anbauen eines Endankers oder Spreizen der Drähte resp. Li tzen.

7. Freie Länge L'r

Die freieAnker länge L"kann bestimmt sein durch die Lage derVerankerungs­strecke , die

aus Standfestigkeitsbe rechnungen (ausserhalb des Gleitkreises) gegeben ist. oder aus bodenmechanischen Gründen so gelegt werden muss, dass der vo rh andene Baugrund die Ankerkraft übernehmen kann .

Die freie Ankerlänge muss zudem so gross gewählt werden, dass die elastische Dehnung 6" des Spannkabels grass ist gegenÜber der Ein­senkung 6s der Ankerpla tte (siehe Sei te 4) .

1) Dr. M. Birkenmaler: Verbundprobleme bei Spannbett-Vorspannung . (Schweiz. Bauzeitung, Heft 26.95. Jahrgang 1977)

21

Gründungsanker

•

22

Vorspannt echnik I$I StahITon

Der vorstehend beschriebene Dimensionierungsablauf kann im nachfolgenden Fliessd iagramm veranschaulicht werden .

Sind Erfahrungen

vorhanden von Ankerarbeiten mit

ähnlichen Baugrund­Verhältnissen

Ja

Wahl von d , n

P VG =

n

resp. VG = P . d

Bestimme: Bestimme: Bestimme: Überprüfe: Überprüfe : Wähle

Va Vl = ­Vp S

Vo Vp ~ 0,84 V. Vo ~ 0,75 Vz

Spannstahlquerscll nitl Fv = Vz/ß,

Wähle Ankertyp und Ankergrösse

Wähle Verankerungslänge Lv

Prüfe. ob feste Verankerung erforderli ch

Wähl e freie Ankerlänge L"

Überprüfe ob Verankerungsstrecke

richtig liegt - «richtiger)) Baugrund

- GleitsiCherheil ist "' " genügend gross

gegenüber"' s ?

Geolog ische )-----------t.~ Untersuchungen

Nein

Nein

durchführen

Vergrössere

L"

I 1

I

I