Verankerungen, Vernagelungen und Mikropfähle in der Geotechnik - Lutz Wichter - E-Book

Verankerungen, Vernagelungen und Mikropfähle in der Geotechnik E-Book

Lutz Wichter

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Beschreibung

Verpressanker, Bodennägel und Mikropfähle sind wichtige Konstruktionsmittel des Spezialtiefbaus. Das Buch beantwortet eine Vielzahl von Fragen, die im Zusammenhang mit dem Einsatz von Ankern und Nägeln immer wieder gestellt werden. Es entstand aus der Tätigkeit der Autoren, die viele Jahre mit der Prüfung und Beurteilung von Verankerungen und Vernagelungen beschäftigt waren. Behandelt werden Herstellung und Bauarten von Verpressankern und Bodennägeln, Ankerwerkstoffe und Ankerteile, die Wirkungsweise von Verpressankern und Nägeln, die Prüfungen an Ankern sowie Überwachungsmöglichkeiten bei verankerten Konstruktionen. Hinweise zur Vermeidung von Schäden bei Verankerungen runden das Werk ab.

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Inhaltsverzeichnis

Cover

Titelseite

Impressum

Vorwort

1 Einleitung

2 Entwicklung der Ankertechnik, gültiges technisches Regelwerk, Symbole

2.1 Entwicklung der Ankertechnik

2.2 Technisches Regelwerk

2.3 Symbole

3 Herstellung und Bauarten von Verpressankern

3.1 Ankerbohrverfahren

3.2 Bauarten von Verpressankern

4 Ankerwerkstoffe und Ankerbauteile

4.1 Zugglieder

4.2 Ankerköpfe

4.3 Verpresskörper

4.4 Korrosionsschutz

4.5 Abstandhalter

5 Tragfähigkeit von Verpressankern

5.1 Tragfähigkeit des Stahlzuggliedes

5.2 Bodenmechanische Tragfähigkeit von Ankern

6 Prüfungen an Ankern nach DIN EN 1537 und DIN SPEC 18537

6.1 Allgemeines

6.2 Untersuchungsprüfungen an Ankern

6.3 Eignungsprüfungen

6.4 Abnahmeprüfung

6.5 Gruppenprüfung

6.6 Schwellbelastungsprüfung

6.7 Ankernachprüfung

7 Überwachung eingebauter Anker

7.1 Optische Kontrollen der sichtbaren Ankerteile

7.2 Ankerkraftüberwachung mit Abhebeversuchen

7.3 Im Bohrloch eingebaute Kontrolleinrichtungen

7.4 Überwachung der Ankerkräfte mit fest installierten Kraftmesseinrichtungen

7.5 Indirekte Überwachung mit Extensometern

7.6 Prüfung durch elektrische Widerstandsmessungen

8 Schadensmöglichkeiten bei Verpressankern

8.1 Schäden durch Korrosion der Stahlzugglieder und Ankerkopfteile

8.2 Schäden durch konstruktive Mängel des Bauentwurfes

8.3 Schäden durch schlecht geplanten Bauablauf

8.4 Beschädigung von Ankern durch den Transport

8.5 Beschädigung von Ankern bei der Lagerung und beim Einbau

8.6 Beschädigung eingebauter Anker durch den Baustellenbetrieb

8.7 Schäden an Ankern durch aggressive Inhaltsstoffe in Grundwasser und Boden

8.8 Schäden durch nicht fachgerechte Herstellung der Anker

9 Beispiele für den Einsatz von Verpressankern

9.1 Baugrubenwandverankerungen

9.2 Verankerte Stütz- und Futtermauern

9.3 Verankerungen von Hängen und Böschungen

9.4 Auftriebssicherungen

9.5 Abgespannte Konstruktionen

9.6 Ertüchtigung der Staumauer der Talsperre Muldenberg in Sachsen

9.7 Kavernen

10 Berechnung von Verankerungen

10.1 Grundsätze

10.2 Verankerungen beim Baugrubenverbau und bei Ufersicherungen

10.3 Hangsicherungen durch Verankerung

10.4 Auftriebssicherungen durch Verankerung

10.5 Verankerte Seilabspannungen

10.6 Andere Anwendungen

11 Vernagelungen von Boden und Fels

11.1 Verfahrensbeschreibung

11.2 Historische Entwicklung und Anwendungsgrenzen

11.3 Baurechtliche Aspekte

11.4 Nagelwerkstoffe und Zubehör

11.5 Bauarten von Nägeln

11.6 Herstellung, Transport, Lagerung und Einbau der Nägel

11.7 Prüfungen an Nägeln

11.8 Schadensmöglichkeiten

11.9 Beispiele für Vernagelungen

12 Berechnung von Vernagelungen

12.1 Statische Berechnung von Vernagelungen mit einer Außenhaut aus Spritzbeton

12.2 Nachweis der Standsicherheit bei der Vernagelung alter Stützmauern aus Naturstein

12.3 Vernagelung von rutschgefährdeten Böschungen

13 Zugpfähle

13.1 Zugpfähle aus Stabstählen mit aufgerolltem Gewinde

13.2 Rohrverpresspfähle mit aufgerolltem Gewinde

13.3 Pfähle mit Traggliedern aus Rundstahl

13.4 Bemessung von Zugpfählen

13.5 Prüfung von Zugpfählen (statische axiale Probebelastungen)

13.6 Rammpfähle aus Stahlprofilen (RV-Pfähle, MV-Pfähle) und Gussrohren

14 Anker und Nägel im Tunnel- und Bergbau

14.1 Allgemeines

14.2 Bauarten von Gebirgsankern

14.3 Zugglieder von Gebirgsankern

14.4 Prüfungen an Gebirgsankern

Literatur

End User License Agreement

Tabellenverzeichnis

Kapitel 3

Tab. 3.1 Übliche Ankerbohrverfahren.

Tab. 3.2 Bauarten von Verpressankern.

Kapitel 4

Tab. 4.1 Gebräuchliche Zugglieder für Einstab-Verpressanker.

Tab. 4.2 Bruchlast von Litzenankern mit Einzellitzen ∅0,6″ und 0,62″ aus Spannst...

Tab. 4.3 Korrosionsschutz bei Kurzzeit- und Dauerankern.

Kapitel 5

Tab. 5.1 Anhaltswerte für die Gebrauchsmantelreibung cal 𝜏M von Felsankern in MN/m

2

für verschiedene Felsarten.

Kapitel 6

Tab. 6.1 Prüfungen an Ankern.

Tab. 6.2 Laststufen und Mindestbeobachtungszeiten für Eignungsprüfungen nach DIN...

Tab. 6.3 Beobachtungszeiten, zulässige Verschiebungen und Kriechmaße bei der Prü...

Tab. 6.4 Laststufen und Mindestbeobachtungszeiten für Abnahmeprüfungen.

Kapitel 7

Tab. 7.1 Mindestabmessungen der Ankerköpfe und Nischen für Abhebeprüfungen.

Kapitel 10

Tab. 10.1 Einwirkungen und Widerstände.

Kapitel 11

Tab. 11.1 Liste der GEWI-Stahlzugglieder für Bodenvernagelungen.

Tab. 11.2 Daten von Zuggliedern Ischebeck TITAN.

Tab. 11.3 Daten von Zuggliedern System DYWIDrill.

Kapitel 12

Tab. 12.1 Tragfähigkeitsnachweise für vernagelte Stützkonstruktionen.

Tab. 12.2 Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen (𝛾

F

) oder Beanspruchungen (𝛾

E

) nach Tabelle A.3 DIN EN 1997-1:2014-03.

Tab. 12.3 Teilsicherheitsbeiwerte für Bodenkenngrößen (𝛾

M

) nach Tabelle A.4 DIN EN 1997-1:2014-03.

Tab. 12.4 Teilsicherheitsbeiwerte (𝛾

R

) für die Widerstände von Stützbauwerken nach Tabelle A.13 DIN EN 1997-1:2014-03.

Tab. 12.5 Streuungsfaktoren.

Kapitel 13

Tab. 13.1 Gebräuchliche Stahltragglieder für GEWI-Verpresspfähle.

Tab. 13.2 Mindestüberdeckung der Tragglieder aus nichthochfestem Stahl nach DIN ...

Tab. 13.3 Tragglieder Ischebeck TITAN.

Tab. 13.4 Tab. 13.4 Charakteristische Tragfähigkeiten RM,k und Bemessungswerte d...

Tab. 13.5 Daten der Tragglieder DYWIDrill mit Nenndurchmesser 32 mm.

Tab. 13.6 Daten der Tragglieder mit Nenndurchmesser 38 mm.

Tab. 13.7 Daten der Tragglieder mit Nenndurchmesser 51 mm.

Tab. 13.8 Daten der ASDO-Pfähle.

Tab. 13.9 Daten der TK-ASF Bohrverpresspfähle.

Tab. 13.10 Streuungsfaktoren.

Tab. 13.11 Grenzmantelreibungswerte für MV-Pfähle.

Orientierungspunkte

Cover

Inhaltsverzeichnis

Titelseite

Impressum

Vorwort

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Literatur

End User License Agreement

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Verankerungen, Vernagelungen und Mikropfähle in der Geotechnik

Lutz Wichter

und

Wolfgang Meiniger

2. aktualisierte Auflage

Autoren

Univ.-Prof. Dr.-Ing.

Lutz Wichter

Erlenweg 25

03185 Teichland, OT Maust

Baudirektor Dipl.-Ing.

Wolfgang Meiniger

Steinbühlweg 13

87487 Wiggensbach

Titelbild

Hangsicherung mit Verpressankern an der Bundesautobahn A 71 bei Meiningen

2. Auflage

Alle Bücher von Ernst & Sohn werden sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren, Herausgeber und Verlag in keinem Fall, einschließlich des vorliegenden Werkes, für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler irgendeine Haftung.

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

© 2022 Ernst & Sohn GmbH, Boschstr. 12, 69469 Weinheim, Germany

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind.

Satz le-tex publishing services GmbH, Leipzig

Druck und Bindung

Print ISBN 978-3-433-03249-7

ePDF ISBN 978-3-433-60952-1

ePub ISBN 978-3-433-60950-7

oBook ISBN 978-3-433-60949-1

Gedruckt auf säurefreiem Papier.

Vorwort

Die Technik der Einleitung von Zugkräften in das Gebirge wurde bereits vor mehr als 100 Jahren bei der Firstsicherung im Bergbau mit Kurzankern angewandt. In den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts blieb der Einsatz von Ankern im Bauwesen aber auf Einzelfälle im Felsbau beschränkt. In großem Umfang fanden Verpressanker erst Eingang in das Bauwesen, nachdem im Jahre 1958 der erste Anker im Lockergestein erfolgreich hergestellt worden war. Seitdem haben sich vorgespannte Anker und nicht vorgespannte Nägel zu wichtigen und häufig eingesetzten Konstruktionselementen im Ingenieurbau entwickelt. Ihr Einsatz für dauernde Zwecke ist in Deutschland bauaufsichtlich geregelt.

Auch Vernagelungen von Baugrubenwänden und Böschungen sind seit etwa dem Jahre 1980 fester Bestandteil der Spezialtiefbauverfahren. Das Bauverfahren ,,Bodenvernagelung“ ist beim Einsatz für Daueraufgaben ebenfalls bauaufsichtlich geregelt worden. Es bietet z. B. bei der Herstellung von Baugruben im Vergleich zu anderen Verfahren häufig Vorteile. Der Einsatz ist allerdings an die Voraussetzung gebunden, dass der Boden über eine kurze Zeit die Herstellung einer ungestützten Steilböschung von 1,5–2,0 m Höhe erlaubt und dass die Baumaßnahme oberhalb des Grundwasserspiegels durchgeführt wird.

Gebirgsanker (Felsbolzen) sind unverzichtbarer Bestandteil der Sicherungsmittel des modernen Tunnelbaus. Ihr Einsatz ist eine Voraussetzung für die Herstellung zahlreicher Großtunnel für den Verkehrswegebau in den letzten beiden Jahrzehnten gewesen. Die Anforderungen an Gebirgsanker unterscheiden sich von denen, die an vorgespannte Verpressanker zu stellen sind. Gebirgsanker werden in Deutschland meist nur für vorübergehende Zwecke eingesetzt. Sollen sie für Daueraufgaben verwendet werden, so müssen sie hinsichtlich der konstruktiven Durchbildung die Anforderungen an den Korrosionsschutz erfüllen, die auch an Daueranker gestellt werden.

Anker und Nägel sind, wenn sie sachgerecht hergestellt und geprüft wurden, sichere und dauerhafte Konstruktionselemente. Im Zusammenhang mit dem Einsatz treten aber in der Praxis insbesondere dann, wenn hohe Kräfte dauerhaft in den Baugrund abgetragen werden müssen, nicht selten Fragen und auch Vorbehalte auf. Sie sind zum Teil in der Furcht vor Korrosion begründet, zum anderen Teil auch in der vermeintlichen Notwendigkeit, diese Bauteile während der gesamten Einsatzdauer überwachen zu müssen.

Das Buch soll einen Überblick über den Stand der Verankerungs- und Vernagelungstechnik vermitteln. Es entstand aus der Tätigkeit der Autoren, die seit ca. 40 Jahren mit der Prüfung und Beurteilung von Verankerungen und Vernagelungen beschäftigt sind. Die Erfahrungen von Kollegen, die bei zahlreichen Fachveranstaltungen über Anker und Nägel berichtet haben, wurden so weit als möglich eingearbeitet. Das Buch ist für die Praxis gedacht und enthält deshalb eine Anzahl von Tabellen zum Nachschlagen. Es behandelt die Herstellung und Bauarten von Verpressankern, Bodennägeln und Gebirgsankern im Berg- und Tunnelbau, Ankerwerkstoffe und Ankerteile, die Wirkungsweise von Verpressankern und Nägeln, die Prüfungen an Ankern sowie die Überwachungsmöglichkeiten bei verankerten Konstruktionen. Nicht zuletzt soll es Hinweise zur Vermeidung von Schäden bei Verankerungen geben.

Teichland und Wiggensbach,im März 2022

Lutz Wichter und Wolfgang Meiniger

1Einleitung

Mit Verankerungen und Vernagelungen ist es heute möglich, große Zugkräfte in nahezu jeden Baugrund einzuleiten und damit Ingenieurbauwerke zu errichten, die vor der Entwicklung dieser Bauelemente völlig anders ausgefallen wären. Als ein Beispiel seien hier Hängeseilbrücken genannt, deren Seilkräfte vor der Entwicklung der Ankertechnik ausschließlich durch große Totlasten aufgenommen werden mussten. Noch zu Beginn der Sechzigerjahre des 20. Jahrhunderts zeigte ein Blick in große und tiefe Baugruben zunächst eine Stahlbaustelle: Die Aufnahme der Erddruckkräfte erforderte eine große Anzahl von Steifen aus schweren Stahlprofilen, die zudem bei größeren Baugrubenbreiten wegen der erforderlichen Knicksicherheit eine Vielzahl vertikaler Stützungen benötigten. Ein wirtschaftliches Arbeiten war in solchen Baugruben kaum möglich, da der Einsatz größerer Geräte durch die Steifen und Stützen verhindert wurde (Abb. 1.1). Ausgesteifte große Baugruben findet man heute kaum noch. Verpressanker haben seit ca. 50 Jahren die Steifen ersetzt (Abb. 1.2).

Mit der Entwicklung des Bauverfahrens Bodenvernagelung vor etwa 40 Jahren wurde es möglich, Baugruben auszuheben und die Sicherung der Baugrubenwände mit Spritzbeton und Zuggliedern aus Baustahl während des Aushubs vorzunehmen. Ramm- und Bohrarbeiten mit schwerem Gerät zur Einbringung von Verbauträgern von der Geländeoberfläche aus wurden überflüssig, wenn die Baugrundverhältnisse den Einsatz des neuen Verfahrens ermöglichten. Auch bei der Bodenvernagelung geht es darum, Zugkräfte in den Baugrund einzuleiten.

Abb. 1.1 Ausgesteifte Baugrube.

Abb. 1.2 Verankerte Baugrubenwand in Berlin.

Die moderne Tunnel- und Bergbautechnik setzt in großem Umfang Gebirgsanker ein. Die sogenannte Systemankerung der Firste und Ulme großer Tunnel und Kavernen ist eines der wichtigsten Sicherungsmittel der heute in Europa fast ausschließlich angewandten Spritzbetonbauweise, die man auch als Neue Österreichische Tunnelbauweise (NÖT) bezeichnet. Auch hier ist es erst durch den Einsatz von Ankern in Verbindung mit dem Sicherungsmittel Spritzbeton möglich geworden, beim Tunnelvortrieb auf Steifen weitgehend zu verzichten und für den Ausbruch und die Sicherung große Maschinen einzusetzen. Die zahlreichen seit etwa dem Jahr 1980 in Deutschland ausgeführten Tunnelbauten für Neubaustrecken der Bahn und für leistungsfähige Fernstraßen und Ortsumgehungen wären, ebenso wie die neueren Tunnel der Alpenquerungen, ohne den Einsatz von Gebirgsankern kaum mit angemessenem Aufwand möglich gewesen.

Die Einleitung von Zugkräften in den Baugrund und die dafür erforderlichen Materialien, Verfahren und Prüfvorschriften sind der Gegenstand dieses Buches. Der Begriff ,,Anker“ wird im Bauwesen häufig sowohl für vorgespannte als auch für nicht vorgespannte Bauteile verwendet. Die mechanische Wirkungsweise und auch das technische Regelwerk lassen es aber sinnvoll erscheinen, zwischen Verpressankern, Bodennägeln, Gebirgsankern und Zugpfählen zu unterscheiden (siehe Abb. 1.3).

Abb. 1.3 Nägel, Zugpfähle, Verpressanker, Gebirgsanker.

Verpressanker

Verpressanker bestehen aus drei Hauptteilen, nämlich dem Stahlzugglied, dem Ankerkopf und dem Verpresskörper. Das Stahlzugglied, meist aus Spannstahl, ist zwischen dem Verpresskörper und dem Ankerkopf in Längsrichtung frei beweglich und wird nach dem Erhärten des Verpresskörpers vorgespannt (gezogen). Die dadurch erzeugte Ankerkraft wirkt dann aktiv auf das verankerte Bauteil oder den verankerten Erdkörper ein. Verpressanker benötigen also keine Verschiebung der verankerten Konstruktion, um wirksam zu werden. Sie dienen allein zur Aufnahme von Zugkräften. Durch Scherbeanspruchungen werden sie zerstört.

Bodennägel, Felsnägel

Nägel im Grundbau sind nicht vorgespannte, auf der ganzen Länge im Boden oder Fels in einem Verpresskörper liegende Zugglieder. Es ist üblich, von Nägeln zu sprechen, wenn die Durchmesser der Zugglieder nicht größer als 32 mm sind. Größere Durchmesser bezeichnet man eher als Zugpfähle. Mit Nägeln werden bei dem Bauverfahren Bodenvernagelung Bodenkörper in engem Raster (meist ca. 1,5 × 1,5 m) bewehrt. In der Praxis werden zunehmend auch selbstbohrende Nägel mit verlorener Bohrkrone eingesetzt. Die Bemessung der Nägel erfolgt auf Zug.

Gebirgsanker

Im Bergbau und Tunnelbau heißen alle in das Gebirge zu Sicherungszwecken eingebrachten Zugglieder Anker, gleichgültig ob sie vorgespannt werden oder nicht. Besonders im Bergbau sind die Gebirgsanker wegen der großen erlaubten Gebirgsdeformationen meist auch Scherbeanspruchungen ausgesetzt. Die meisten Anker in diesem Bereich des Berg- und Bauingenieurwesens sind daher nach der oben genannten Definition eigentlich Nägel. Man spricht auch von Felsbolzen (in Anlehnung an die englische Bezeichnung ,,rock bolts“). Da sich in der Praxis des Berg- und Tunnelbaus oft Längs- und Querkräfte auf die Felsbolzen oder Gebirgsanker einstellen, sollte man diese Sicherungselemente, sofern das Zugglied aus Stahl besteht, planmäßig nur für vorübergehende Zwecke einsetzen (wie dies in der Regel beim untertägigen Bauen auch geschieht). Sollen sie für dauerhafte Zwecke eingebaut werden, so müssen die Scherverschiebungen auf ein Maß begrenzt werden, das den Korrosionsschutz (der meist nur aus dem das Zugglied umgebenden Zementmörtel besteht) unversehrt lässt. Auch der Einbau doppelt korrosionsgeschützter Gebirgsanker oder glasfaserverstärkter Kunststoffanker (GFK-Anker) ist bei der Anwendung für dauernde Zwecke zu erwägen.

Zugpfähle

Zugpfähle können aus Walzstahlprofilen (Rammverpress-Pfähle) oder Betonstabstählen bestehen. Große Verbreitung haben in den letzten 40 Jahren Zugpfähle erfahren, deren Tragglieder aus Gewindebetonstabstählen (GEWI-Betonstabstählen) oder Feinkornbaustählen mit aufgerolltem Gewinde bestehen. Zugpfähle sind wie Nägel auf der ganzen Länge im Boden mit diesem kraftschlüssig verbunden. Sie dienen vornehmlich der direkten Aufnahme von Zugkräften (z. B. bei Auftriebssicherungen oder Kaimauern), werden aber auch zur Rückverankerung von Baugrubenwänden und zur Vernagelung von Geländesprüngen eingesetzt.

2Entwicklung der Ankertechnik, gültiges technisches Regelwerk, Symbole

2.1 Entwicklung der Ankertechnik

Die Anfänge der Ankertechnik gehen auf die Verwendung von Stahlstäben zur Firstsicherung im Bergbau zurück. Im Oberschlesischen Kohlerevier wurde diese Methode bereits zum Beginn des vergangenen Jahrhunderts eingesetzt.

Die Entwicklung vorgespannter Verpressanker im Fels begann in Frankreich in den Jahren 1934–1940 mit Konstruktionen der Firmen ,,Rodio“ und ,,Sondages, Etanchement, Consolidation“ (heute Soletanche). Sie setzten die Ideen von Coyne und Freyssinet um, indem sie die Schwierigkeiten bei der Verankerung des Stahlzuggliedes im Kopfbereich und im Bereich der Verpresskörper überwanden. Die Verankerungsstrecken lagen im Fels oder im Massenbeton von Staumauern. In Versuchen wurden Ankerkräfte bis zu 12 MN erreicht. Das waren für die damalige Zeit außerordentlich hohe Kräfte, die aufwändige Dimensionen der Ankerkonstruktion erforderten. Die Anker wurden in den Jahren 1934–1940 bei der Ertüchtigung bzw. Erhöhung einiger Staumauern in Algerien eingesetzt (Barrage de l’Oued Fergoud 1934/2,85 MN; Barrage de Cheurfas 1935/10 MN; Barrage de Bou-Hanifia 1938/10 MN).

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden Verpressanker auch für andere Anwendungszwecke eingesetzt. Beispiele dafür sind die Staumauer Castillon (Frankreich 1948) oder Vajont (Italien 1960), bei denen im Bereich der seitlichen Widerlager der Mauern die Felsböschungen durch vorgespannte Anker ertüchtigt wurden, oder Anwendungen beim Bau von Kraftwerkskavernen in der Schweiz (Maggiawerke 1954; Grande Dixence, Kaverne Nendaz 1957). Abbildung 2.1 zeigt das verankerte in Fließrichtung gesehen linke Felswiderlager der Talsperre Vajont in Oberitalien, das der 70 m hohen Überströmung der Mauerkrone während des durch einen gewaltigen Bergrutsch verursachten Unglückes am 9. Oktober 1963 standgehalten hat [40].

Bemerkenswert ist die Entwicklung der Ausbildung der Ankerköpfe, die in dieser Zeit vorangetrieben wurde. Bei der Staumauer Cheurfas bestand ein Ankerkopf noch aus einem Betonblock mit einem Gewicht von ca. 50 kN. An der Staumauer Bou-Hanifia wurde eine Kopfkonstruktion aus Stahl mit einem Gewicht von ca. 15 kN verwendet. Nach dem Krieg bestanden die Ankerköpfe im Fels dann nur noch aus Keilträgern mit relativ kleinen Durchmessern, die auf stählerne Ankerplatten aufgelegt wurden.

Abb. 2.1 Widerlagerverankerung der Talsperre Vajont in den italienischen Alpen.

Die Entwicklung der Verpressanker im Lockergestein begann im Jahr 1958 und wurde eigentlich durch einen verfahrenstechnischen Fehlschlag eingeleitet. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden Baugrubenwände immer durch Steifen gesichert. Die Baugrube für den Neubau des Bayerischen Rundfunks in München sollte als überschnittene Bohrpfahlwand (die erste in Deutschland) und erstmals ohne Steifen ausgeführt werden. Deshalb sollten jeweils mehrere Zugglieder in Verankerungsbrunnen (sog. Tote Männer) ca. 10 m hinter der Wand fixiert werden, ähnlich wie es seit langer Zeit für die Verankerung von Spundwänden mit eingegrabenen Ankerwänden üblich war. Es erwies sich aber als schwierig, die Brunnen von der Baugrube aus mit der seinerzeit verfügbaren Bohrtechnik zu treffen. Eine große Zahl von Bohrungen verfehlte die Schächte. Nachdem man beim Zurückziehen der Gestänge in dem anstehenden groben Kies Widerstände in der Größenordnung der geplanten Ankerkräfte überwinden musste, wurde der Versuch unternommen, diesen Widerstand durch Einbringen von Zementsuspension zu verstärken und auszunutzen. Dazu wurden die verlorenen Bohrkronen mit einem Gewinde versehen. Nach dem Erreichen der gewünschten Bohrtiefe wurden durch das Bohrgestänge Zugstangen in die Bohrkronen eingeschraubt. Beim Zurückziehen des Gestänges wurden dann die unteren 5 m des Bohrloches mit Zementsuspension verpresst. Die Probebelastung nach einigen Tagen zeigte, dass die so hergestellten Anker bis zur Fließgrenze des Stahls belastet werden konnten [43].

Nach dem Erfolg dieser Versuche wurde die Ankertechnik zunächst vor allem von der Fa. Bauer (Schrobenhausen) planmäßig weiterentwickelt. Für die Sicherung von Baugrubenwänden war der für temporäre Zwecke eingesetzte Verpressanker bald ein fester Bestandteil der Methoden des Spezialtiefbaus. Etwa von der Mitte der Sechzigerjahre des 20. Jahrhunderts an wurden Systeme entwickelt, mit denen die nun eingesetzten Spannstähle von Verpressankern gegen Korrosion zuverlässig geschützt werden konnten. So wurde es möglich, Verpressanker auch für die dauerhafte Einleitung von Zugkräften in den Baugrund einzusetzen. Dazu wurde eine bauaufsichtliche Regelung des Einsatzes erforderlich. Schließlich erschien im Jahr 1976 die erste Fassung der DIN 4125, die seinerzeit in zwei Teilen noch zwischen Ankern für vorübergehende Zwecke und Dauerankern unterschied. Die letzte Fassung der nationalen Norm DIN 4125 wurde 1990 verabschiedet [11], sie wurde im Jahr 2001 zurückgezogen und durch die europäische Norm DIN EN 1537:2001-01 [14] ersetzt (in der weiterhin zwischen Temporärankern und Dauerankern unterschieden wird). Eine ausführliche Darstellung über die Entwicklung der Verpressankertechnik in Deutschland gibt Ostermayer [44].

Verankerungen finden heute bei einer Vielzahl von Bauaufgaben Anwendung, bei denen große Zugkräfte in den Boden eingeleitet werden müssen. Abbildung 2.2 zeigt Skizzen einiger Einsatzbereiche.

2.2 Technisches Regelwerk