Untersuchungen zur Zementfiltration während der Herstellung von Verpressankern in nichtbindigen Böden

Erfahrungen haben gezeigt, dass das Aufbringen eines Verpressdrucks bei der Herstellung von Verpressankern in nichtbindigen Böden die Ankertragfähigkeit maßgeblich steigert, über die genauen Vorgänge während des Verpressvorgangs ist allerdings wenig bekannt. Zwar wird die Erhöhung der Tragfähigkeit hauptsächlich auf einen Anstieg der Radialspannungen auf dem Verpresskörper und im umgebenden Boden zurückgeführt, jedoch sind die genauen Zusammenhänge zwischen Höhe des Verpressdrucks, der Verpressdauer und dem Spannungszustand unklar.

Auf Grundlage von Labor- und Feldversuchen sowie numerischen Simulationen wurden die Vorgänge während der Ankerherstellung in nichtbindigen Böden untersucht. Zielsetzung hierbei war es, den Einfluss des Verpressvorgangs auf die auf den Anker wirkenden Radialspannungen zu ermitteln.

In einer Serie von Laborversuchen wurden das Filtrationsverhalten von Zementsuspensionen sowie die Stoffeigenschaften des entstehenden Filterkuchens in Abhängigkeit des Verpressdrucks und des Wassergehalts der Suspension ermittelt. Messungen der Suspensionsdrücke im Bohrloch während und nach der Ankerherstellung gaben Aufschluss über das Filtrationsverhalten in situ und Hinweise darauf, wie sich die Radialspannungen auf den Ankerkörper erhöhen.

Basierend auf den Versuchsergebnissen wurde ein numerisches Modell entwickelt, mit dem der Filtrationsvorgang von Zementsuspension in einer FEM-Analyse simuliert werden kann.