Experimentelle und numerische Untersuchungen von Injektionsankern - Bohrverfahren, Haftspannungen, Materialmodell

Zur Klärung des Tragverhaltens von Injektionsankern wurden experimentelle Untersuchungen über die Bohrlochgeometrie, die Schubspannungsverteilung entlang der Ankerstange und die mechanischen Kennwerte der Verbundmasse durchgeführt. Als Bohrverfahren wurden das Diamant- und das Hammerbohren bei gereinigtem und ungereinigtem Bohrloch untersucht. Es wurde gezeigt, daß bei gereinigten und mit Hammerbohren erzeugten Bohrlöchern der arithmetische Mittenrauhwert und die mittlere Rauhtiefe am größten sind. Dadurch kann bei guter Reinigung des Bohrloches beim Injektions- und Verbundanker aufgrund von mechanischem Formschluß die Tragfähigkeit verbessert werden. Die auftretenden Dehnungen in der Ankerstange wurden experimentell ermittelt und die wirksamen Schubspannungen errechnet. Daraus zeigte sich, daß bis zu einer Einbindetiefe von ca. 1,5d kaum Last in den Beton eingeleitet wird. Ein Maximum der Schubspannungen tritt in einem Abstand von ca. 2d bis 3d und ein zweites von ca. 5d ab der Betonoberfläche auf. Mittels einer nichtlinearen FE-Analyse und unter Verwendung eines viskoelasto-plastischen Materialmodells für die Verbundmasse und für den Beton wurde der Ausziehwiderstand ermittelt. Die Versuchsergebnisse konnten bis auf 5 % genau mit dem entwickelten numerischen Modell für Injektionsanker bis zu einer Verankerungstiefe von 240 mm simuliert werden.