Anwendungen und Bohrverfahren

Für die Entwicklung der optimalen Maschinen und Werkzeuge im Spezialtiefbau ist ein tiefgehendes Verständnis für die Herstellungs- und Bohrverfahren erforderlich. Bei KLEMM Bohrtechnik fließt dieses Know-How direkt in die Produkte ein.

Herstellverfahren für Verpressanker

Für Einbau und Befestigung eines Verpressankers sind folgende Arbeitsschritte notwendig: 

Phase 1

Herstellen des Bohrloches durch ein den Randbedingungen (Baugrund, Grundwasser, Nachbarbebauung…) angepasstes Bohrverfahren.

Phase 2

Herausgewinnen (Ziehen) des Bohrgestänges nach oder während des Auffüllens bzw. Verpressens mit Zementmörtel und Einbau des Ankerzugglieds.

Phase 3

Nachverpressung des Ankers. Durch erhöhten Suspensionsdruck wird der Verpresskörper aufgesprengt und durch die entstandene Risse bzw. Klüfte wird erneut, gegebenenfalls mehrfach mit Zementsupension nachverpresst.

Phase 4

Abnahmeprüfung und Festlegen des Ankers. Das Zugglied wird durch eine hydraulische Hohlkolbenpresse ausgehend von einer erhöhten Testlast gespannt und in abgestuften Lastzyklen auf die Festlegekraft entspannt und jeweils wieder gespannt. Bei jeder Stufe wird das zeitabhängige Setzungsverhalten (Kriechen) des Verpresskörpers im Boden sowie das elastische Verhalten der freien Stahllänge verifiziert.

Phase 5

Wenn für das Kriechen ein Beharrungszustand und die geforderte freie Dehnlänge des Ankers nachgewiesen werden, dann wird das Zugglied mittels des Ankerkopfs endgültig verkeilt und festgelegt. Für jeden Anker wird ein Prüfprotokoll angefertigt. Überstehende Litzenenden werden entfernt und der Ankerkopf durch eine Kappe abgedeckt. Damit ist der Herstellvorgang des Ankers abgeschlossen.

Bohrverfahren für Verpressanker

Für das Herstellen des Bohrloches gibt es verschiedene Methoden. Zur Zeit der Erfindung des Verpressankers waren es vor allem Rammbohrverfahren mit verlorenen Rammspitzen, für rollige Böden waren damals Rammgestänge mit einem Außendurchmesser von 76 mm weit verbreitet. In bindigen Böden kamen Drehbohrverfahren mit Stufenbohrkronen oder Rollenmeißeln zum Einsatz. Schon bald machten höhere Ankerkräfte und zusätzlich am Zugglied montierte Nachverpressrohre größere Bohrdurchmesser erforderlich. Der Ausbau der Verkehrswege erforderte zunehmend große Hangsicherungen mit extrem langen Dauerankern – damit wuchsen auch die Anforderungen an die Bohrtiefe. Diese konnte 40 bis 60 m und im Ausnahmefall auch 100 m betragen. Dies überstieg die damals beim Rammen erreichbaren Tiefen von etwa 20 m und die mit druckluftgetriebenem Drehschlagen erreichbaren 30 m. Reine Spülbohrverfahren – wie im Brunnenbau üblich – konnten sich wegen der damit verbundenen Bodenentzugs- und Setzungsrisiken nicht durchsetzen.

In dieser Zeit wurden neue Verfahren sowie Bohrwerkzeuge von KLEMM Bohrtechnik entwickelt, zum Beispiel das Überlagerungsbohren mit Hydraulikhammer. Der Begriff Überlagerungsbohren kommt daher, dass Außenrohr und Bohrgestänge zuerst gemeinsam durch das dem Felshorizont überlagerte Lockergestein durchgeführt werden. Sobald der Fels erreicht ist, wird das Außenrohr abgesetzt und es wird nur noch mit dem Bohrgestänge weitergearbeitet. Heute wird der Begriff Überlagerungsbohren für fast alle Bohrverfahren im Lockergestein verwendet.

Die Grenzen des klassischen Überlagerungsbohrens liegen bei Wechsellagerungen von Locker- und Festgestein, da die rein drehend vorgetriebene Verrohrung nicht durch Felsbänke hindurchbohren kann, zumal Lockergesteinschichtungen unterhalb der Felsbänke normalerweise zufallen.

Diese Probleme wurden durch die Doppelkopfbohrverfahren gelöst. Das Außenrohr erhielt eine eigene Ringbohrkrone und das Bohrgestänge wurde gegenläufig drehend durch einen Hydraulikhammer vorgetrieben. Besonders für Bohrungen in Wechsellagen war dies ein entscheidender Fortschritt. Außerdem machte es diese Bohrtechnik möglich, Spundwände, Schlitzwände und Bohrpfahlwände auch bei hohem Außenwasserüberdruck zu durchbohren und hierbei den Wasser- und Bodeneintrieb und damit gefährliche Setzungen in der Baugrubenumgebung während des gesamten Herstellungsvorganges des Ankers zuverlässig zu verhindern.

Seit kurzem werden im Spezialtiefbau neue Wege beschritten, indem bei den Überlagerungsbohrverfahren die schlagende Wirkbewegung durch eine vibrierende Bewegung ersetzt wird. Der Prozesslärm wird deutlich reduziert und durch die Überwindung der Mantelreibung werden die Geschwindigkeiten beim Abteufen und vor allem beim Herausgewinnen des Bohrgestänges nochmals erhöht. Zusätzlich kann auf die Drehbewegung beim Herausziehen verzichtet und damit eine Torsion des Stahlzugglieds vermieden werden.

01 Drehbohren mit Einfachgestänge 

02 Drehbohren mit Schneckengestänge

03 Drehschlagbohren mit Hydraulikhammer und Einfachgestänge

04 Überlagerungsbohren mit Hydraulikhammer und Doppelgestänge

05 Überlagerungsbohren drehend / drehend mit Doppelkopfbohranlage und Tieflochhammer

06 Überlagerungsbohren drehend / drehschlagend mit Doppelkopfbohranlage