Verankerungen, Vernagelungen und Mikropfähle in der Geotechnik

Prof. Dr.-Ing. Lutz Wichter war Leiter des Fachgebietes Bodenmechanik und Grundbau/Geotechnik an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus.

• Vorwort v1 Einleitung 12 Entwicklung der Ankertechnik, gültiges technisches Regelwerk, Symbole 52.1 Entwicklung der Ankertechnik 52.2 Technisches Regelwerk 72.3 Symbole 103 Herstellung und Bauarten von Verpressankern 113.1 Ankerbohrverfahren 113.1.1 Bohrungen im Lockergestein 113.1.2 Bohrungen in Fels 133.1.3 Bohrungen gegen druckendesWasser 133.1.4 Selbstbohrende Anker 143.1.5 Ankereinbau und Verpressen 153.1.6 Nachverpressen 173.1.7 Montage des Ankerkopfes 183.1.8 Spannen und Festlegen 193.2 Bauarten von Verpressankern 203.2.1 Verbundanker 203.2.2 Druckrohranker 223.2.3 Anker mit aufweitbarem Verpresskorper 233.2.4 Anker mit ausbaubarem Zugglied 253.2.5 Anker mit der Moglichkeit zur Regulierung der Ankerkrafte 264 Ankerwerkstoffe und Ankerbauteile 294.1 Zugglieder 294.1.1 Zugglieder fur Einstabanker 294.1.2 Zugglieder fur Litzenanker 294.1.3 Zugglieder fur Bundelanker (Mehrstabanker) 324.1.4 Zugglieder aus Stahlrohren 324.1.5 Zugglieder aus Edelstahl Rostfrei 324.1.6 Zugglieder aus Glasfasern 334.1.7 Zugglieder aus Aramid oder Kohlefasern 334.2 Ankerkopfe 334.3 Verpresskorper 354.4 Korrosionsschutz 364.5 Abstandhalter 385 Tragfähigkeit von Verpressankern 395.1 Tragfahigkeit des Stahlzuggliedes 395.1.1 Tragfahigkeit bei vorwiegend ruhender Belastung 395.1.2 Tragfahigkeit bei nicht vorwiegend ruhender Belastung 405.1.3 Haftverbund von Stahlzuggliedern in Zementmortel 405.2 Bodenmechanische Tragfahigkeit von Ankern 415.2.1 Krafteintragung vom Anker in den Baugrund 415.2.2 Abschatzung der bodenmechanischen Tragfahigkeit 485.2.3 Erhohung der Ankertragfahigkeit durch Nachverpressung 516 Prüfungen an Ankern nach DIN EN 1537 und DIN SPEC 18537 556.1 Allgemeines 556.2 Untersuchungsprufungen an Ankern 576.3 Eignungsprufungen 586.4 Abnahmeprufung 656.5 Gruppenprufung 676.6 Schwellbelastungsprufung 676.7 Ankernachprufung 687 Überwachung eingebauter Anker 717.1 Optische Kontrollen der sichtbaren Ankerteile 717.2 Ankerkraftuberwachung mit Abhebeversuchen 727.3 Im Bohrloch eingebaute Kontrolleinrichtungen 757.3.1 Optische Sensoren/Lichtwellenleitersensoren (LWL-Sensoren) 757.3.2 Potentialmessungen mit eingebauten Elektroden 767.3.3 Reflektometrische Impulsmessungen 767.4 Uberwachung der Ankerkrafte mit fest installierten Kraftmesseinrichtungen 777.5 Indirekte Uberwachung mit Extensometern 797.6 Prufung durch elektrischeWiderstandsmessungen 798 Schadensmöglichkeiten bei Verpressankern 838.1 Schaden durch Korrosion der Stahlzugglieder und Ankerkopfteile 838.2 Schaden durch konstruktive Mangel des Bauentwurfes 868.2.1 Schaden durch ungenugende Berucksichtigung des Schichtaufbaus 878.2.2 Fehlender Ansatz desWasserdrucks 898.2.3 Zu schwache Dimensionierung der Kopfauflager 908.3 Schaden durch schlecht geplanten Bauablauf 908.4 Beschadigung von Ankern durch den Transport 918.5 Beschadigung von Ankern bei der Lagerung und beim Einbau 928.6 Beschadigung eingebauter Anker durch den Baustellenbetrieb 938.7 Schaden an Ankern durch aggressive Inhaltsstoffe in Grundwasser und Boden 948.7.1 Masnahmen bei hohem Sulfatgehalt 978.7.2 Masnahmen bei hohem Gehalt an kalklosender Kohlensaure 998.7.3 Masnahmen bei hohem Ammoniumgehalt oder Magnesiumgehalt 998.8 Schaden durch nicht fachgerechte Herstellung der Anker 1008.8.1 Beschadigung des Korrosionsschutzes beim Einbau 1018.8.2 Ungenugende Begrenzung des Verpresskorpers 1018.8.3 Undichtigkeiten und Bodenaustrag bei der Ankerherstellung gegen druckendes Grundwasser 1018.8.4 Ankerversagen durch fehlende oder zu weit auseinanderliegende Abstandhalter 1028.8.5 Schaden durch zu hohe Verpressdrucke 1048.8.6 Schaden durch nicht haltende Litzenverkeilungen 1058.8.7 Ankerversagen durch ungenugendenWinkelausgleich 1108.8.8 Ankerversagen infolge Bodenauflockerung bei der Kampfmittelerkundung 1119 Beispiele für den Einsatz von Verpressankern 1139.1 Baugrubenwandverankerungen 1139.1.1 Berliner Baugruben im Grundwasser 1139.1.2 Bergseitige Baugrubensicherung fur den Neubau der Landesbausparkasse in Stuttgart 1139.2 Verankerte Stutz- und Futtermauern 1169.2.1 Stutzmauer Rotteln 1169.2.2 Futtermauern an der BAB A7 bei Aalen 1179.3 Verankerungen von Hangen und Boschungen 1219.3.1 Hangsicherung Zaisersweiher 1219.3.2 Sicherung einerWohnbebauung auf einem Rutschhang durch verankerte Tiefbrunnen 1219.3.3 Verankerung der Krone eines Autobahndammes 1239.4 Auftriebssicherungen 1269.5 Abgespannte Konstruktionen 1289.5.1 Neckarbrucke in Stuttgart-Hofen 1289.5.2 Kylltalbrucke im Zuge des Baus der BAB A60 1289.6 Ertuchtigung der Staumauer der Talsperre Muldenberg in Sachsen 1299.7 Kavernen 1319.7.1 Kaverne Goldisthal 1319.7.2 Kaverne KraftwerkWaldeck II 13210 Berechnung von Verankerungen 13310.1 Grundsatze 13310.2 Verankerungen beim Baugrubenverbau und bei Ufersicherungen 13310.3 Hangsicherungen durch Verankerung 13410.4 Auftriebssicherungen durch Verankerung 13510.5 Verankerte Seilabspannungen 13510.6 Andere Anwendungen 13611 Vernagelungen von Boden und Fels 13711.1 Verfahrensbeschreibung 13711.2 Historische Entwicklung und Anwendungsgrenzen 14111.3 Baurechtliche Aspekte 14211.4 Nagelwerkstoffe und Zubehor 14311.5 Bauarten von Nageln 14711.6 Herstellung, Transport, Lagerung und Einbau der Nagel 14911.7 Prufungen an Nageln 15011.8 Schadensmoglichkeiten 15311.9 Beispiele fur Vernagelungen 15511.9.1 Vernagelte Baugrubenwand an der B29 – Umfahrung Schorndorf 15511.9.2 Vernagelung eines Hanganschnittes im Glimmerschiefer 15511.9.3 Boschungsvernagelung im Zuge der B312 bei Reutlingen 15811.9.4 Erhohung der Standsicherheit von Bahndammen durch flachenhafte Bewehrung 15812 Berechnung von Vernagelungen 16312.1 Statische Berechnung von Vernagelungen mit einer Ausenhaut aus Spritzbeton 16312.1.1 Nachweis der auseren Standsicherheit 16412.1.2 Bemessung der Nagel 16812.1.3 Bemessung der Ausenhaut aus Spritzbeton 17012.2 Nachweis der Standsicherheit bei der Vernagelung alter Stutzmauern aus Naturstein 17112.2.1 Allgemeines 17112.2.2 Nachweis der auseren Standsicherheit 17312.2.3 Bemessung der Nagel 17312.2.4 Nachweis der Einleitung der Nagelkopfkrafte in dieMauern 17412.3 Vernagelung von rutschgefahrdeten Boschungen 17512.3.1 Vernagelung mit Nageln oder Zugpfahlen 17512.3.2 Vernagelung mit gleichzeitiger Stabilisierungsinjektion(,,Injektionsvernagelung“, ,,Injektionsverdubelung“) 17613 Zugpfähle 18113.1 Zugpfahle aus Stabstahlen mit aufgerolltem Gewinde 18113.1.1 Pfahle mit Traggliedern aus Stahl B500B und S555/700 (Gewindepfahle, GEWI-Pfahle) 18213.1.2 Soiljet-GEWI-Pfahle 18313.2 Rohrverpresspfahle mit aufgerolltem Gewinde 18613.2.1 Pfahle mit Traggliedern aus Feinkornbaustahl (Verpresspfahle TITAN) 18613.2.2 Pfahle mit Traggliedern aus Vergutungsstahl (Verpresspfahle DYWI Drill) 18913.3 Pfahle mit Traggliedern aus Rundstahl 19013.4 Bemessung von Zugpfahlen 19213.5 Prufung von Zugpfahlen (statische axiale Probebelastungen) 19213.5.1 Probebelastungen an Bauwerkspfahlen 19213.5.2 Prufregime 19413.5.3 Auftragung und Beurteilung der Prufergebnisse 19513.6 Rammpfahle aus Stahlprofilen (RV-Pfahle, MV-Pfahle) und Gussrohren 19513.6.1 Rammverpresspfahle (RV-Pfahle) und Mantelverpresspfahle (MV-Pfahle) 19513.6.2 Ruttel-Injektionspfahle (RI-Pfahle) 19613.6.3 Pfahle aus duktilem Gusseisen 19814 Anker und Nägel im Tunnel- und Bergbau 20114.1 Allgemeines 20114.2 Bauarten von Gebirgsankern 20214.2.1 Kunstharzklebeanker 20214.2.2 Schlitzkeilanker, Gleitkeilanker, Spreizhulsenanker 20314.2.3 Zementmortelanker 20414.2.4 Expansionsanker ,,Swellex“ 20514.3 Zugglieder von Gebirgsankern 20614.3.1 Zugglieder aus Stahl 20614.3.2 Gebirgsanker aus GFK 20614.4 Prufungen an Gebirgsankern 208Literatur 209