BE1021912B1

BE1021912B1 - Boorvoorziening voor het vervaardigen van een funderingspaal

Info

Publication number: BE1021912B1
Application number: BE2014/0468A
Authority: BE
Inventors: Jo Devenyn
Original assignee: Jde Funderingstechniek Bvba
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-01-26
Also published as: NL2014992B1

Abstract

De uitvinding voorziet in een boorvoorziening en werkwijze voor het vervaardigen van funderingspalen, meer bepaald funderingspalen verkregen door gronduithaling door middel van een continue schroefboor, waarbij de verkregen paal een schroefvorm heeft over wezenlijk de gehele lengte van de paal. De boorvoorziening omvat een schroefboor voorzien van minstens één schroefblad met constante diameter en constante spoed, en minstens één schroeftand voorzien op het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor.

Description

Boorvoorziening voor het vervaardigen van een funderingspaal. Technisch vakgebied

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een boorvoorziening voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm en op een werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm door middel van de boorvoorziening.

Stand der techniek

Funderingspalen met schroefvorm zijn gekend. Funderingspalen worden tegenwoordig meestal “in situ” in de grond gevormd. Ze worden geproduceerd uit gewapend beton en doen dienst als funderingselement voor allerhande bouwwerken. BE1016927 beschrijft een werkwijze en boorvoorziening voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm waarbij grond verdrongen wordt om de ruimte voor de funderingspaal te creëren. Men noemt dit een grondverdringende techniek. Nadeel van deze techniek is dat ze spanningsveranderingen veroorzaakt in de omliggende grond.

Een ander gekende techniek is beschreven in BE1018097. In deze techniek is er geen grondverdringing, maar wordt het volume corresponderend met de te creëren funderingspaal uit de grond gehaald. Men noemt dit een niet-grondverdringende funderingstechniek. Met deze techniek worden niet-grondverdringende schroefboorpalen vervaardigd met schroefvorm over de volledige paallengte. Deze schroefvorm wordt verwezenlijkt door middel van een boorinstallatie die samengesteld is uit een continue avegaarboor en een herwinbare voerbuis die aangedreven worden door 2 afzonderlijke boortafels. Door op de voerbuis een helicoïdaal schroefblad te plaatsen, wordt een continue schroef gevormd rond de paalschacht.

Deze niet-grondverdringende boormethode is ideaal om boorpalen te plaatsen naast bestaande gebouwen zonder schade te veroorzaken. Nadeel is wel dat vrij zware machines met een eigenwicht van minstens 60 ton nodig zijn om tegelijk de avegaarboor en de voerbuis aan te drijven met behulp van 2 afzonderlijke boortafels. Bijkomende nadeel is dat dergelijke machines vrij veel werkruimte nodig hebben en moeilijk getransporteerd kunnen worden in stedelijke, bebouwde en moeilijk bereikbare omgevingen.

Beschrijving van de uitvinding

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een niet-grondverdringende boorvoorziening te voorzien die tegemoet komt aan de nadelen in de stand der techniek.

Dit doel wordt gerealiseerd door middel van een boorvoorziening omvattende een schroefboor voorzien van minstens één schroefblad met constante diameter en constante spoed om een centrale aslijn en omvattende een montage-uiteinde en een vrij-uiteinde. De boorvoorziening omvat verder minstens één schroeftand voorzien op het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor, en waarbij de maximum straal van de aslijn van de schroefboor tot een buitenzijde van de schroeftand groter is dan de helft van de constante diameter van de schroefboor.

Met deze boorvoorziening is het mogelijk met relatief kleine boorpaalmachines van om en bij de 30 ton funderingspalen met schroefvorm te vervaardigen met een gelijkaardige schroefvorm over de volledige paallengte zoals in de hierboven beschreven methode met boorpaalmachines van minstens 60 ton. Dit is mogelijk omdat de huidige uitvinding een oplossing biedt om deze funderingspalen te vervaardigen met enkel en alleen een continue schroefboor zonder het gebruik van een voerbuis. Op die manier is er dus ook slechts één enkele boortafel nodig om de schroefboor aan te drijven waardoor de machines veel minder krachtig hoeven te zijn en bijgevolg veel lichter en compacter gebouwd kunnen worden.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de schroef richting van de schroeftand gelijk aan de schroefrichting van de schroefboor.

Dit heeft als voordeel dat de schroefboor en de schroeftand door de dezelfde aandrijving kunnen aangedreven worden.

In een verdere uitvoeringsvorm heeft de schroeftand een spoed die gelijk is aan de constante spoed van de schroefboor.

Dit heeft als voordeel dat de optimale inboorsnelheid voor schroefboor en de schroeftand dezelfde is.

In een andere uitvoeringsvorm is de schroeftand voorzien over 1/10de van de omtrek van het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor.

Proefondervindelijk is vastgesteld dat 1/10de van de omtrek de beste resultaten geeft in de meest voorkomende grondsamenstellingen.

In nog een ander uitvoeringsvorm omvat de schroeftand een snijkant en een betonneerkant in een substantieel radiale richting om de aslijn van de schroefboor. De hoogte van de snijkant is kleiner dan de hoogte van de betonneerkant. De hoogte van de schroeftand evolueert van de betonneerkant naar de snijkant in de draairichting van de boorvoorziening zodat de snijkant van de schroeftand steeds eerst in contact komt met de grond waarin een schroefvormig boorgat dient gevormd te worden.

Dit zorgt er voor dat de uiteindelijke schroefvorm geleidelijk in de grond wordt vervaardigd.

In een verdere uitvoeringsvorm is de hoogte van de betonneerkant gelegen in het gebied van 50 tot 100mm.

De hoogte van de betonneerkant bepaalt de dikte van de resulterende betonnen schroef die in de grond wordt vervaardigd. Uit testen is vastgesteld dat deze dikte bij voorkeur minimum 1/2de tot 1/8ste van de spoed van de schroefboor is. Dit komt overeen met een dikte van 50 tot 100mm.

In een uitvoeringsvorm is de hoogte van de snijkant nagenoeg gelijk aan de hoogte van het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor.

In een verdere uitvoeringsvorm is de hoogte van de snijkant 30mm.

Dit heeft als voordeel dat de schroeftand enerzijds gemakkelijk in de grond dringt en zorgt anderzijds voor voldoende sterkte.

In een uitvoeringsvorm strekt de schroeftand zich uit over de volledige radiale lengte van het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor.

Dit heeft als voordeel om het vloeibare beton beter te geleiden naar de schroefvorm die in de grond wordt gevormd en zo de schroefvorm volledig te vullen met beton.

In een uitvoeringsvorm is het verschil tussen de maximum straal van de aslijn van de schroefboor tot de buitenzijde van de schroeftand en de helft van de constante diameter van de schroefboor gelegen in het gebied van 50 tot 100mm.

Proefondervindelijk is vastgesteld dat dit gebied de beste resultaten oplevert.

In uitvoeringsvormen van de uitvinding is de vorm van de betonneerkant rechthoekig, vierkantig, driehoekig of halfrond.

Door de vorm van de betonneerkant te kiezen kan de vorm van de resulterende betonnen schroef op de paalschacht bepaald worden.

In een uitvoeringsvorm omvat de boorvoorziening minstens twee schroeftanden.

Op deze manier is het mogelijk een paal te maken met 2-gangige of zelfs 3- of meergangige schroefdraad. Dit is vooral nuttig bij funderingspalen met grotere diameter.

In een uitvoeringsvorm omvat de boorvoorziening verder een cilindrische boorkroon aan het vrij-uiteinde van de schroefboor rond de schroefbladen, waarbij de buitendiameter van de boorkroon gelijk is aan de buitendiameter van de schroefbladen.

Dit heeft als voordeel dat de boorvoorziening gecentreerd en geleid wordt. Een ander voordeel van de cilindrische boorkroon is dat, tijdens het betonneren, de cilindrisch boorkroon verhindert dat door het draaien van de boor het verse beton omhoog geschroefd wordt. Dit is vooral belangrijk wanneer het beton met overdruk het boorgat vult en het vermijdt overmatig en nutteloos betonverbruik.

In een verdere uitvoeringsvorm is de cilindrische boorkroon aangebracht over een gedeelte van de omtrek van het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor.

Een gedeeltelijke cilindrisch boorkroon heeft als voordeel dat de boorkroon het grondtransport van de losgeboorde grond niet bemoeilijkt waardoor de grond goed naar boven getransporteerd wordt door de schroefbladen. De gedeeltelijke boorkroon zorgt er verder ook voor dat de schroeftand(en) stevig kunnen bevestigd worden.

In een verdere uitvoeringsvorm omvat de boorkroon minstens één freestand in de lengterichting van de cilindrische boorkroon aan de kant van het vrij uiteinde van de schroefboor en over minstens een deel van de omtrek van de boorkroon.

Dit heeft als bijkomend voordeel dat gemakkelijk in harde grondlagen kan geboord worden en dat een mooi gladde paalschacht wordt vervaardigd met een goede en regelmatige betonnen schroefvorm. Bovendien wordt op deze manier gezorgd voor een perfecte en regelmatige aansluiting van de betonnen schroef met de paalschacht en dus voor een optimale hechting van de betonnen schroef aan de paalschacht.

In een verdere uitvoeringsvorm is de schroeftand verbonden met de boorkroon.

Dit resulteert in een constructie waarbij de schroeftand grotere krachten kan opvangen. De spoed van de schroeftand kan in dit geval aangepast worden tot een grotere of kleinere spoed dan de spoed van de schroefbladen.

In een uitvoeringsvorm is de continue schroefboor samengesteld uit een aantal gekoppelde schroefboren en een startboor.

Dit heeft als voordeel dat de startboor, die doorgaans een beperkte lengte heeft, met zwaardere schroefbladen kan uitgevoerd worden omdat dit onderste gedeelte de grond moet losboren. De schroefbladen van de overige schroefboren dienen enkel om de grond vertikaal te transporteren naar het werkoppervlak en kunnen lichter uitgevoerd worden. De uitvoering met een startboor heeft ook als voordeel dat deze kan vervangen worden bij slijtage.

In een verdere uitvoeringsvorm omvat de startboor de schroeftand.

Dit heeft als voordeel dat door het vervangen van de startboor met een schroeftand van een bepaalde lengte door een startboor met een schroeftand van een andere lengte eenvoudig kan veranderd worden naar een funderingspaal met een andere resulterende diameter van de betonnen schroef.

In nog een andere uitvoeringsvorm omvat de startboor de boorkroon.

Hierdoor kan makkelijk een startboor met of zonder boorkroon vervangen worden.

In een uitvoeringsvorm is het montage-uiteinde geconfigureerd voor montage in een boortafel.

In een verdere uitvoeringsvorm is de schroefboor voorzien van een centrale holle cilinder.

De holle cilinder zorgt voor een eenvoudige toevoer van het vloeibare beton dat onder druk (overdruk) kan gepompt worden naar het vrije uiteinde van de startboor om de betonnen schroeven nog beter te vormen.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de boorvoorziening een verstevigingselement die de boorkroon verbindt met de centrale holle cilinder.

De versteviging tussen boorkroon en de centrale holle cilinder zorgt er voor dat de boorkroon niet gaat vervormen.

In nog een ander uitvoeringsvorm is het verstevigingselement een snijtand met nagenoeg dezelfde dikte, spoed en schroefrichting als het schroefblad aan het vrije-uiteinde van de schroefboor.

Met de extra snijtand kan de grond beter losgemaakt worden.

In nog een andere uitvoeringsvorm is de centrale holle cilinder afgesloten door een boorpunt.

Dit heeft als voordeel dat de boorpunt als verloren kan uitgevoerd worden en geen grond in de holle cilinder gaat tijdens het inboren.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding om een niet-grondverdringende werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm te voorzien die tegemoet komt aan de nadelen in de stand der techniek.

Dit doel wordt gerealiseerd door middel van een werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal door middel van een boorvoorziening volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, een boortafel en een boorstelling met mast, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze de volgende stappen omvat: inboren van de boorvoorziening gemonteerd aan de boortafel die op en neer beweegt langs de mast van de boorstelling, aandrijven van de schroefboor in dezelfde draairichting van de schroefrichting van de schroefboor, al draaiend terugtrekken van de boorvoorziening met dezelfde draairichting als tijdens het inboren, en stelselmatig tijdens het terugtrekken van de boorvoorziening het boorgat met vloeibaar beton vullen aan het vrije-uiteinde van de boorvoorziening.

Deze werkwijze heeft als voordeel dat het betonverbruik aanzienlijk minder is ten opzichte van andere funderingspalen met dezelfde buitendiameter. De werkwijze laat verder toe deze palen uit te voeren met eenvoudige, lichte en compacte machines. Verder heeft de werkwijze slechts één boortafel nodig en kunnen met kleine paalmachines schroefboorpalen geplaatst worden met grotere diameter. Dit resulteert in een groter paaldraagvermogen dan tot nu toe mogelijk was.

In een voorkeur dragende uitvoeringsvorm is de inboorsnelheid van het inboren zo geregeld dat de boorvoorziening per omwenteling van de schroefboor een afstand gelijk aan de spoed van de schroefboor naar beneden beweegt zodat geen grondontspanning kan optreden.

In een verdere uitvoeringsvorm is de haalsnelheid van het terugtrekken zo geregeld dat de boorvoorziening per omwenteling van de schroefboor een afstand gelijk aan de spoed van de schroefboor naar omhoog wordt getrokken.

Het afstellen van de haalsnelheid op de spoed van de schroefboor zorgt er ook voor dat een goede schroefvorm wordt gevormd die dan vervolgens met beton kan gevuld worden.

In een verdere uitvoeringsvorm is de haalsnelheid van het terugtrekken constant.

Een constante haalsnelheid zorgt voor een gelijkmatige verdeling van de schroefvorm op de paalschacht van de funderingspaal.

De inboorsnelheid en de haalsnelheid kan groter of kleiner geregeld worden dan de spoed van de schroefboren afhankelijk van de grondsamenstelling en de ondervonden weerstand tijdens het boren. Bij schroefboren met grote spoed (vooral gebruikt bij grote paaldiameter) kan het interessant zijn de haalsnelheid kleiner te regelen om de afstand tussen de betonnen schroeven kleiner te maken en zo de wrijvingsweerstand van de paal in de grond te verhogen.

In nog een verdere uitvoeringsvorm is de boorstelling licht en compact met één boortafel.

Een lichte, compacte boorstelling heeft als voordeel dat de werkwijze kan aangewend worden op plaatsen die onbereikbaar zijn door grotere en/of zwaardere boorstellingen.

Korte beschrijving van de tekeningen

De uitvinding zal hierna verder in detail worden verklaard aan de hand van de volgende beschrijving en van de bijgevoegde tekeningen.

Figuur 1 toont een boorvoorziening met schroefboor en schroeftand volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De boorvoorziening is gekoppeld aan een boortafel.

Figuur 2 toont een startboor volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 3 toont een startboor voor een alternatieve uitvoeringsvorm van de boorvoorziening met schroefboor en twee schroeftanden in twee aanzichten.

Figuur 4 illustreert een werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm met een uitvoeringsvorm van de boorvoorziening.

Uitvoeringsvormen van de uitvinding

De onderhavige uitvinding zal hierna beschreven worden aan de hand van welbepaalde uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde tekeningen, doch de uitvinding is daar niet toe beperkt en wordt enkel gedefinieerd door de conclusies. De hier weergegeven tekeningen zijn enkel schematische weergaven en zijn niet beperkend. In de tekeningen kunnen de afmetingen van bepaalde onderdelen vergroot zijn weergegeven, wat betekent dat de onderdelen in kwestie dus niet op schaal zijn weergegeven, en dit enkel voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijkerwijze overeen met de werkelijke praktijkuitvoeringen van de uitvinding.

Daarenboven worden termen zoals “eerste”, “tweede”, “derde”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om een onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijkerwijze om een sequentiële of chronologische volgorde aan te geven. De termen in kwestie zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere volgorden werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.

Bovendien worden termen zoals “top”, “bodem”, “boven”, “onder”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor beschrijvende doeleinden en niet noodzakelijkerwijze om relatieve posities aan te duiden. De aldus gebruikte termen zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere oriëntaties werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.

De term “omvattende” en afgeleide termen, zoals die gebruikt worden in de conclusies, moet of moeten niet geïnterpreteerd worden als beperkt zijnde tot de middelen die telkens daarna vermeld worden; de term sluit andere elementen of stappen niet uit. De term moet geïnterpreteerd worden als een specificatie van de vermelde eigenschappen, gehele getallen, stappen, of componenten waarnaar wordt verwezen, zonder dat evenwel de aanwezigheid of het toevoegen wordt uitgesloten van een of meer bijkomende eigenschappen, gehele getallen, stappen, of componenten, of groepen daarvan. De reikwijdte van een uitdrukking zoals “een inrichting omvattende de middelen A en B” is dan ook niet enkel beperkt tot inrichtingen die zuiver bestaan uit componenten A en B. Wat er daarentegen bedoeld wordt, is dat, voor wat betreft de onderhavige uitvinding, de enige relevante componenten A en B zijn.

Figuur 1 toont een boorvoorziening volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De boorvoorziening omvat een continue schroefboor 1, ook avegaarboor genoemd, met een constante diameter. De continue schroefboor is aan het ene uiteinde verbonden met een boortafel 6. De schroefboor 1 heeft centraal een holle cilinder 9 die aangesloten wordt op een toevoerkanaal 10 voor de toevoer van vloeibaar beton. De schroefboor 1 heeft een constante spoed S. Aan het vrij-uiteinde van de schroefboor 1 is een schroeftand 3 voorzien op het onderste schroefblad. De schroeftand 3 heeft dezelfde schroefzin als de schroefbladen van de schroefboor 1. De spoed van de schroeftand 3 is gelijk aan de spoed van de schroefbladen van de schroefboor 1 en is constant. De schroeftand 3 strekt zich uit over ongeveer 1/10de van de omtrek van het onderste schroefblad. In alternatieve uitvoeringsvormen kan deze verhouding van 1/10de aangepast worden in functie van de grondsamenstelling.

De continue schroefboor 1 is in de uitvoeringsvorm van Figuur 1 samengesteld uit verscheidene schroefboren die gekoppeld zijn door middel van pennen of bouten. In alternatieve uitvoeringsvormen kan de continue schroefboor bestaan uit meer of minder delen. Het onderste gedeelte is in deze uitvoeringsvorm een korte schroefboor met beperkte lengte en doet dienst als startboor 2 met snijtanden. De startboor kan uitgerust worden met zwaardere schroefbladen omdat ze de grond moeten losboren. De schroefbladen van de overige schroefboren dienen enkel de grond verticaal te transporteren naar het werkoppervlak en kunnen lichter uitgevoerd worden. De schroefboor die gebruikt wordt als startboor kan op deze manier eenvoudig vervangen worden in geval van slijtage en om de diameter van de boor en dus van de funderingspaal aan te passen. Een uitvoeringsvorm van een startboor is in meer detail weergegeven in Figuur 2.

Figuur 2 toont dat in deze uitvoeringsvorm de schroeftand 3 een snijkant 7 heeft die in het verlengde ligt van het onderste schroefblad maar met grotere radiale lengte van de schroeftand 3 ten opzichte van de schroefbladen. Dit is zichtbaar in het aanzicht van Figuur 1. Deze snijkant 7 van de schroeftand 3 heeft ongeveer dezelfde dikte als de schroefbladen van de startboor 2. In een voorkeursvorm is deze dikte ongeveer 30 mm. De schroeftand 3 heeft verder een variabele dikte die toeneemt mee met de schroef vanaf de voorkant, dit is de snijkant 7, naar de achterkant, betonneerkant 8 genoemd, waar de schroef die in de grond gevormd wordt met beton wordt gevuld. De dikte van de betonneerkant 8 is in Figuur 2 dikte D. In een alternatieve uitvoeringsvorm heeft de schroeftand een nagenoeg constante dikte. De betonneerkant 8 van de schroeftand 3 strekt zich met zijn volle dikte D uit over de volledige radiale lengte van het onderste schroefblad om het vloeibare beton beter te geleiden naar de schroefvorm die in de grond gevormd wordt en zo de schroefvorm volledig te vullen met beton. In een alternatieve uitvoeringsvorm strekt de schroeftand zich niet volledig uit over de radiale lengte van het schroefblad. De dikte van de betonneerkant 8 bepaalt de dikte van de betonnen schroef die in de grond wordt gevormd en is minimaal 1/2de tot 1/8ste van de spoed van de schroefboor, wat neerkomt op een dikte van ongeveer 50 à 100 mm. In alternatieve uitvoeringsvormen kan de dikte meer of minder zijn. De radiale lengte van de buitenkant van de schroeftand 3 is minstens 50 mm groter dan de helft van de diameter van de schroefboren 1, 2 en bij voorkeur maximaal 100 mm groter. In alternatieve uitvoeringsvormen kan dit minder of meer zijn. Bij funderingspalen met grotere diameter bijvoorbeeld kan de radiale diameter van de schroeftand 3 groter gekozen worden. De betonneerkant 8 van de schroeftand 3 bepaalt de vorm van de betonnen schroef op de paalschacht. De mogelijkheden voor de vorm van de betonneerkant 8 zijn onbeperkt: vierkant, rechthoeking, driehoekig, halfrond, ... In de uitvoeringsvorm van Figuur 1 is deze rechthoekig.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn er meerdere schroeftanden 3 voorzien op de schroefboor. In een uitvoeringsvorm met startboor 2 zijn de meerdere schroeftanden 3 voorzien op de startboor 2. Een startboor 2 bezit doorgaans 2 snijtanden. Een uitvoeringsvorm met twee schroeftanden 3 is geïllustreerd in Figuur 3. De schroeftanden 3 vormen de snijtanden van de startboor 2. Hiervan is dan één schroeftand 3 voorzien op het onderste schroefblad van de startboor 2 en de tweede schroeftand 3 is 180° verdraaid ten opzichte van de eerste schroeftand. In de uitvoeringvorm van Figuur 3 staan de snijkanten 7 en de betonneerkanten 8 van de twee schroeftanden diagonaal tegenover elkaar. Deze uitvoeringsvorm is ook voorzien van een verloren boorpunt 5. Op deze manier is het mogelijk een funderingspaal te maken met 2-gangige of zelfs 3- of meergangige schroefvormen. Dit is vooral voordelig bij toepassingen van funderingspalen met grotere diameters.

Veelvoorkomende funderingspaaldiameters zijn: 300-450 mm / 350-500 mm / 350-550 mm / 400-550 mm / 400-600 mm / 450-650 mm / 500-700 mm / 550-750 mm / 600-800 mm en zo verder in stappen van 50mm. Vanaf 500-700mm kan men spreken van grotere diameters.

In de uitvoeringsvorm van Figuur 1 en 2 is onderaan de startboor 2 een boorkroon 4 voorzien. In alternatieve uitvoeringsvormen is er geen boorkroon 4. De boorkroon 4 is bij voorkeur voorzien van freestanden. In alternatieve uitvoeringsvormen heeft de boorkroon 4 geen freestanden. Bij voorkeur is er minstens één freestand over minstens een deel van de boorkroon 4 voorzien. De boorkroon 4 heeft als doel de schroefboor 1, 2 te centreren en te geleiden, harde grondlagen zoals steenlagen uit te boren en een mooi gladde paalschacht te vervaardigen met een goede en regelmatige betonnen schroefvorm. De boorkroon 4 zorgt verder voor een perfecte en regelmatige aansluiting van de betonnen schroef met de paalschacht en dus voor een optimale hechting van de betonnen schroef aan de paalschacht. In een uitvoeringsvorm is de schroeftand 3 constructief verstevigd door te bevestigen aan de boorkroon 4. De boorkroon 4 in Figuur 1 en 2 is een cilinder. In een alternatieve uitvoeringsvorm is de cilindrische boorkroon 4 niet gevormd over de volledige omtrek van de schroefboor 1 zoals in Figuren 1 en 2 maar slechts over een deel van de omtrek. Dit zorgt er voor dat het grondtransport van de losgeboorde grond niet bemoeilijkt wordt door de boorkroon 4. Een ander voordeel van de cilindrische volledige of gedeeltelijke boorkroon 4 is dat de boorkroon 4 verhindert dat tijdens het betonneren door het draaien van de boor het vloeibaar beton omhoog geschroefd wordt. Het omhoog schroeven van toegevoerde vloeibaar beton gebeurt des te meer naarmate het vloeibare beton met overdruk het boorgat vult. Het omhoog schroeven van vloeibaar beton zorgt voor overmatig betonverbruik. De volledige of gedeeltelijke boorkroon 4 verhindert dat het vloeibare beton stijgt (i.e. naar omhoog geschroefd wordt) omdat een prop gevormd , wordt tussen de boorkroon en het onderste schroefblad. Op die manier is er geen opstijgend vloeibaar beton en dus geen nutteloos betonverbruik. De cilindrische boorkroon 4 is in de uitvoeringsvorm van Figuur 1 verbonden met de centrale holle cylinder door een verstevigingselement 11. Dit kan uitgevoerd worden door het verstevigingselement 11 tussen de cilindrische boorkroon 4 en de centrale holle cilinder 9 te lassen. Het verstevigingselement 11 is in een uitvoeringsvorm een snijtand die net zoals de schroeftand 3 een snijkant heeft. Ook de schroefzin en de spoed van de snijtand is nagenoeg gelijk aan deze van de schroefbladen en schroeftand. De snijtand heeft nagenoeg dezelfde dikte als het onderste schroefblad. Op dezelfde manier en met dezelfde functionaliteit kan het verstevigingselement 11 aangebracht worden in een uitvoeringsvorm met een gedeeltelijke boorkroon 4 (boorkroon over een gedeelte van de omtrek).Figuur 4 toont de werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm in meer detail.

Tijdens het inboren wordt de grond los gemaakt met de startboor 2 en verticaal getransporteerd via de schroefboren 1 naar het werkoppervlak. In alternatieve uitvoeringsvormen is er geen aparte startboor 2 en wordt de grond losgemaakt door de continue schroefboor 1. Een boortafel 6 die op en neer bewogen wordt langs de mast van een boorstelling drijft de schroefboren 1 aan in dezelfde draaizin als de schroefzin van de schroefboren. De inboorsnelheid wordt zo geregeld dat de boor per omwenteling naar beneden bewogen wordt over een afstand gelijk aan de stap van de boor. Afhankelijk van de samenstelling van de grond kan de inboorsnelheid eventueel aangepast worden zodat deze groter of kleiner wordt dan de stap per omwenteling. Onderaan wordt de boor bij voorkeur afgesloten d.m.v. een verloren boorpunt 5 in gietijzer.

Na het bereiken van de beoogde boordiepte wordt de schroefboor 1 al draaiend teruggetrokken met dezelfde draaizin als tijdens het inboren, dus met dezelfde draaizin als de schroefzin van de boren zodat geen enkel grondtransport mogelijk is naar de punt van de paal en het verse beton.

De haalsnelheid wordt zo geregeld dat de volledige boorvoorziening per omwenteling omhoog getrokken wordt over een afstand die gelijk is aan de stap van de boor. Afhankelijk van de samenstelling van de doorboorde grond kan de haalsnelheid eventueel aangepast worden zodat deze groter of kleiner wordt dan de stap per omwenteling, maar bij voorkeur steeds constant om een regelmatige schroefvorm te vormen. Tijdens het halen van de schroefboor 1 wordt het boorgat stelselmatig met vloeibaar beton gevuld dat onder druk via de holle avegaarboren 1 naar de punt van de boor gepompt wordt. Op die manier worden aldus de paalschacht 13 en de schroefvorm 14 over de volledige paallengte gevormd zoals weergegeven in Figuur 4.

De omtrek en de vorm van het betonnen schroefblad 14 is afhankelijk van de diameter, de dikte, de vorm en de positie van de schroeftand 3 op het onderste schroefblad van de schroefboor 1 en van de werkwijze tijdens het terugschroeven en het betonneren van de paal.

De wapeningskorven 15 worden in de paal geplaatst na het betonneren terwijl het beton nog vloeibaar is.

Claims

Conclusies

1. Een boorvoorziening voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm omvattende een schroefboor (1) met een schroefrichting voorzien van minstens één schroefblad met constante diameter en constante spoed om een centrale aslijn en omvattende een montage-uiteinde en een vrij-uiteinde, en minstens één schroeftand (3) met dezelfde schroefrichting als de schroefboor, voorzien op het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor, waarbij de maximum straal van de aslijn van de schroefboor (1) tot een buitenzijde van de schroeftand (3) groter is dan de helft van de constante diameter van de schroefboor (1), met het kenmerk dat de schroeftand (3) een snijkant (7) en een betonneerkant (8) omvat in een substantieel radiale richting om de aslijn van de schroefboor (1), waarbij de hoogte van de snijkant (7) kleiner is dan de hoogte van de betonneerkant (8) en waarbij de hoogte van de schroeftand afneemt van de betonneerkant naar de snijkant in de schroefrichting van de schroeftand.
2. Een boorvoorziening volgens conclusie 1, waarbij de schroeftand (3) een spoed heeft die gelijk is aan de constante spoed van de schroefboor (1).
3. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de schroeftand (3) voorzien is over 1/10de van de omtrek van het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor (1).
4. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de hoogte van de betonneerkant (8) gelegen is in het gebied van 50 tot 100mm.
5. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de hoogte van de snijkant (7) substantieel gelijk is aan de hoogte van het schroefblad.
6. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de hoogte van de snijkant (7) 30mm is.
7. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de schroeftand (3) zich uitstrekt over de volledige radiale lengte van het schroefblad.
8. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het verschil tussen de maximum straal van de aslijn van de schroefboor (1) tot de buitenzijde van de schroeftand (3) en de helft van de constante diameter van de schroefboor (1) gelegen is in het gebied van 50 tot 100mm.
9. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de vorm van de betonneerkant (8) rechthoekig, vierkantig, driehoekig of halfrond is.
10. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, de boorvoorziening omvattende minstens twee schroeftanden (3).
11. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, de boorvoorziening verder omvattende een cilindrische boorkroon (4) aan het vrij-uiteinde van de schroefboor (1) op minstens één schroefblad, waarbij de buitendiameter van de boorkroon gelijk is aan de buitendiameter van de schroefbladen.
12. Een boorvoorziening volgens conclusie 11, waarbij de cilindrische boorkroon (4) aangebracht is over een gedeelte van de omtrek van het schroefblad aan het vrij-uiteinde van de schroefboor (1).
13. Een boorvoorziening volgens één van de conclusies 11 tot 12, waarbij de boorkroon (4) minstens één freestand omvat in de lengterichting van de cilindrische boorkroon (4) aan de kant van het vrij-uiteinde van de schroefboor (1) en over minstens een deel van de omtrek van de boorkroon.
14. Een boorvoorziening volgens één van conclusies 11 tot 13, waarbij de schroeftand (3) verbonden is met de boorkroon (4).
15. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de schroefboor (1) bestaat uit minstens één schroefboor en een startboor (2).
16. Een boorvoorziening volgens de voorgaande conclusie, waarbij de startboor (2) de schroeftand (3) omvat.
17. Een boorvoorziening volgens één der conclusies 15 tot 16 waarbij de startboor (2) de boorkroon (4) omvat.
18. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het montage-uiteinde geconfigureerd is voor montage in een boortafel.
19. Een boorvoorziening volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de schroefboor (1) voorzien is van een centrale holle cilinder (9).
20. Een boorvoorziening volgens de conclusies 19 en één der conclusies 11 tot 17, waarbij de boorvoorziening verder een verstevigingselement (11) omvat die de boorkroon (4) verbindt met de centrale holle cilinder (9).
21. Een boorvoorziening volgens conclusie 20, waarbij het verstevigingselement (11) een snijtand vormt met nagenoeg dezelfde dikte, spoed en schroefrichting als het schroefblad aan het vrije-uiteinde van de schroefboor (1 ).
22. Een boorvoorziening volgens voorgaande conclusie, waarbij de centrale holle cilinder (9) afgesloten is door een boorpunt (5).
23. Een werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm door middel van een boorvoorziening volgens een der voorgaande conclusies, een boortafel (6) en een boorstelling met mast, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze de volgende stappen omvat inboren van de boorvoorziening gemonteerd aan de boortafel (6) die beweegt langs de mast van de boorstelling; aandrijven van de schroefboor (1) in dezelfde draairichting van de schroefrichting van de schroefboor (1); al draaiend terugtrekken van de boorvoorziening met dezelfde draairichting als tijdens het inboren om een boorgat te vormen; stelselmatig tijdens het terugtrekken van de boorvoorziening het boorgat met vloeibaar beton vullen aan het vrije-uiteinde van de boorvoorziening.
24. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie, waarbij het vullen van het boorgat gebeurt onder druk.
25. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23 tot 24, waarbij de inboorsnelheid van het inboren zo geregeld is dat de boorvoorziening per omwenteling van de schroefboor (1) een afstand gelijk aan de spoed van de schroefboor (1 ) naar beneden beweegt.
26. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23 tot 25, waarbij de haalsnelheid van het terugtrekken zo geregeld is dat de boorvoorziening per omwenteling van de schroefboor (1) een afstand gelijk aan de spoed van de schroefboor (1) naar omhoog wordt getrokken.
27. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23 tot 25, waarbij de haalsnelheid van het terugtrekken zo geregeld is dat de boorvoorziening per omwenteling van de schroefboor een afstand kleiner dan de spoed van de schroefboor (1 ) naar omhoog wordt getrokken.
28. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23 tot 25, waarbij de haalsnelheid van het terugtrekken zo geregeld is dat de boorvoorziening per omwenteling van de schroefboor (1) een afstand groter dan de spoed van de schroefboor (1) naar omhoog wordt getrokken.
29. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23 tot 28, waarbij de haalsnelheid van het terugtrekken constant is.
30. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23 tot 29, waarbij de boorstelling licht en compact is met één boortafel (6).