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Selbstbohrende DSI-Hohlstab-Bodennägel – die bevorzugte Lösung bei der Stabilisierung von Bahndämmen

Selbstbohrende DSI-Hohlstab-Bodennägel – die bevorzugte Lösung bei der Stabilisierung von Bahndämmen

In den letzten Jahren wurden selbstbohrende DSI-Hohlstab-Bodennägel zur bevorzugten Lösung bei vielen Bahndämmen. Hauptkunden sind unter anderem Network Rail, Channel Tunnel Rail Link und die Londoner U-Bahn. Das System verbindet Effizienz mit leichtem Einbau und wird oft bei Bodenvernagelungen für Bahndämme aus Füllmaterialien gewählt.

DSI-Hohlstab-Bodennägel werden typischerweise mit gleichzeitigem Bohren und Verpressen eingebaut. So wird sichergestellt, dass der Verpressmörtel gleichmäßig innerhalb des Bohrloches verteilt und die Installationsgeschwindigkeit erhöht wird. Während des Bohrvorgangs zirkuliert der Verpressmörtel im Bohrloch, wobei ein leichter Rücklauf an der Bohrlochöffnung stattfindet. Das Einpressen von Mörtel in das Bohrloch erfüllt zwei Aufgaben: Vermischen mit dem Bohrklein, um eine feste Mörtelschicht zu bilden, und eine Teilausspülung für leichteres ausgebohrtes Bodenmaterial.

Die Bohrgeräte bestehen in der Regel aus einer Bohrplattform, die auf den Schienen verläuft, mit einem darauf montierten Bohrhammer. Der Bohrhammer ermöglicht, dass die Hohlstab-Bodennägel drehschlagend eingebaut werden. Dieses Verfahren bietet eine hohe Bohrleistung sowie eine gute Richtungsstabilität in Aufschüttungen. Bei beschränkten Zugangsbedingungen (Klippen oder eingeschränkter Arbeitsraum) stellen Handbohrgeräte eine Alternative für den Bodennageleinbau dar. Bohrunternehmen sind mittlerweile mit den DSI-Hohlstäben sehr vertraut und bezeichnen diese oft als „Traum eines jeden Bohrmeisters

Der gefragteste DSI-Hohlstab-Bodennagel ist der Typ R32N, gefolgt von R25N und R32S. Alle Stäbe können unlegiert, teilverzinkt oder vollverzinkt, mit passendem Zubehör und Auflagerplatten, geliefert werden. Die Bohrkronen werden je nach Bodenbeschaffenheit gewählt, wobei Bohreffizienz und Mörtelfluss die Hauptkriterien sind. Für aufgeschüttete Bahndämme aus Kies und Lehm verwendet man eine spezielle Lehmbohrkrone. Diese Bohrkrone ist in vielen Bohrdurchmessern erhältlich, um den verschiedenen Bodenbedingungen und Nagellasten gerecht zu werden. Bei härteren Böden oder dort, wo Geröll oder Findlinge vorhanden sind, ist eine Reihe von hartmetallbestückten Bohrkronen erhältlich.

Bei einem Dauerbodennageleinsatz, meistens mit einer Nutzungsdauer von entweder 60 oder 120 Jahren, wird die Verwendbarkeit von DSI-Hohlstab-Bodennägeln bezüglich des Risikogrades, der Bodenaggressivität, Belastung und Nutzungsdauer sorgfältig ausgesucht. Der Großteil der Bodennagelanwendungen wird typischerweise von den Planern als wenig riskante, kaum ausgelastete und passive Installation eingestuft, des weiteren werden die Bodennägel gewöhnlicher Weise im Binnenland verwendet. In diesem Zusammenhang ist es normalerweise möglich, die erforderliche Nutzungsdauer durch eine Kombination von planmäßiger Abrostung mit zusätzlichem Schutz durch Verzinkung zu erreichen. Bei risikoreichen Anwendungen (z.B. in der Nähe eines Bauwerks) oder in aggressiven Umgebungen (z.B. Arbeiten an der Küste) ist allgemein ein höherer Korrosionsschutzgrad erforderlich, d.h. ein doppelter Korrosionsschutz (siehe werkmäßig vorverpresste DSI-Systeme)

Verzinkte Hohlstabsysteme werden in zwei Varianten geliefert: mit „verzinktem Nagelende“, wobei die unteren Stäbe blank und nur die jeweils obersten Stäbe verzinkt sind, oder „vollverzinkt“. Die Variante „verzinktes Nagelende“ ermöglicht, dass der Stababschnitt im kritischsten Bereich (an der Schnittstelle Boden / Luft) mit einem zusätzlichen Korrosionsschutz versehen wird; die unteren (unverzinkten) Stäbe werden von Korrosion weniger betroffen (aufgrund des reduzierten Sauerstoffgehalts im Bodeninneren) und können daher die erforderliche Nutzungsdauer alleine durch Abrostung erreichen. Für Anwendungen, die einen höheren Korrosionsschutz erfordern, stellt das „vollverzinkte“ System eine Lösung dar

Bei den meisten Projekten fordern Ingenieure und Bauunternehmer ein Testen der Bodennägel. Die DSI Spann- und Prüfeinheiten sind gut gerüstet, um Baustellenunterstützung und Bodennagelprüfungen für eine Reihe von Bodennagelanwendungen (z.B. für vernagelte Gabionen) zu geben. Das Testen der Bodennägel erfordert eine stabile Auflagerfläche, die senkrecht zum Einbauwinkel angeordnet wird. Da Bodennägel oft gegen eine weiche Oberfläche getestet werden (im Gegensatz zu Bodenankern), ist es notwendig, dass die temporäre Trageplattform genügend Tragfläche hat und korrekt ausgerichtet ist. Das Hauptkriterium für das Testen von Bodennägeln ist das Herausfinden der erreichbaren maximalen Verbundspannung im tragfähigen Bereich des Nagels. Hohlstab-Bodennägel sind Komplettverbundinstallationen (es ist nicht möglich, während der gleichzeitigen Bohr- und Verpressinstallation den Verpressbereich zu kontrollieren), daher ist es wichtig, dass der Einfluss des Verbunds im oberen Nagelbereich von der gesamten erreichten Prüflast abgezogen wird, um sicherzustellen, dass nur die Aufnahmefähigkeit des tatsächlich tragfähigen Bereiches ermittelt wird.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass DSI-Hohlstab-Bodennägel eine schnelle und effektive Lösung für lose oder rutschende Böden bieten, da keine Bohrverrohrung nötig ist. Das Verfahren des gleichzeitigen Bohrens und Verpressens stellt sicher, dass das Bohrloch ausinjiziert wird, und trägt dazu bei, den umliegenden Boden zu stabilisieren. DSI-Hohlstab-Bodennägel sind für den Dauereinsatz geeignet, da der Bodennagel als wenig riskante, gering ausgelastete passive Installation eingestuft wird. Der Einsatz von DSI-Hohlstab-Bodennägeln bei großen Infrastrukturprojekten (Eisenbahnstrecken und Autobahnen) ist weit verbreitet und vergrößert sich kontinuierlich weiter, da immer mehr Planer und Bauherren sich der Vorteile bewusst werden.

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