BE1022352B1 - Boorvoorziening en werkwijze voor het selectief vervaardigen van funderingspalen door gronduithaling of grondverdringing - Google Patents

Abstract

De uitvinding voorziet in een boorvoorziening en werkwijze voor het selectief vervaardigen van funderingspalen met grondverdringing of met gronduithaiing. De boorvoorziening omvat een voerbuis met boormiddelen aan één uiteinde, een avegaarboor met een diameter kleiner dan de binnendiameter van de voerbuis zodat de avegaarboor in de voerbuis kan draaien, positioneringsmiddeien voor het positioneren van een boorpurrt op minstens één van de voerbuis en de avegaarboor, en aandrijvingsmiddelen voor het aandrijven van een boorpunt. De positioneringsmiddeien en de aandrijvingsmiddelen zijn zo configureerd dat enerzijds een verforen boorpunt voor gronduithaiing kan gepositioneerd worden op de avegaarboor voor gebruik in een niet- grondverdringende toepassing en anderzijds een verteren boorpunt voor grondverdringing kan gepositioneerd worden op minstens één van de avegaarboor en de voerbuis voor gebruik in een grondverdringende toepassing waarbij de vertoren boorpunt voor grondverdringing aangedreven wordt door de minstens één van de avegaarboor en de voerbuis.

Description

Boorvoorzieninq en werkwijze voor het selectief vervaardigen van funderingspalen door qronduithalinq of qrondverdrinaina

Technisch vakgebied

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een boorvoorziening voor het vervaardigen van funderingspalen en in het bijzonder op een boorvoorziening voor het selectief vervaardigen van een funderingspaal door grondverdringing of door gronduithaling en op een werkwijze voor het selectief vervaardigen van funderingspalen door grondverdringing of door gronduithaling.

Stand der techniek

Funderingspalen met schroefvorm zijn gekend en worden veel gebruikt omwille van hun groot draagvermogen en beperkt betonverbruik. Funderingspalen worden tegenwoordig meestal “in situ” in de grond gevormd. Ze worden geproduceerd uit gewapend beton en doen dienst als funderingselement voor allerhande bouwwerken.

Een gekende techniek voor het boren van schroefboorpalen met schroefvorm door gronduithaling is beschreven in BE1018097. In deze techniek is er geen grondverdringing, maar wordt het volume grond 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 schroefvomn 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 voordelig bij het plaatsen van boorpalen naast bestaande gebouwen en is belangrijk om in een stedelijke, bebouwde omgeving zonder schade boorpalen te kunnen plaatsen.

Een nadeel van deze techniek is dat het volume uitgeboorde grond moet afgevoerd worden en dat ook het betonverbruik groter is dan bij schroefpalen met schroefvorm door grondverdringing waardoor deze techniek dus minder prijsgunstig is. Het betonverbruik bij funderingspalen vervaardigd met een niet-grondverdringende boormethode (gronduithaling) is immers 25 à 35% groter dan het theoretisch volume, terwijl bij funderingspalen vervaardigd met een grondverdringende boormethode het betonverbruik 5 à 15 % groter is dan het theoretisch volume. Door de verdringing van de grond stijgt immers de grondweerstand waardoor er meer weerstand optreedt tegen de betondruk terwijl bij gronduithaling de grondweerstand daalt en minder weerstand optreedt tegen de betondruk. BE1016927 beschrijft een werkwijze en boorvoorziening voor het vervaardigen van schroefpalen met schroefvorm waarbij de grond volledig verdrongen wordt om de ruimte voor de funderingspaal te creëren. Men noemt dit een grondverdringende techniek.

Door de verdringing van de grond bezitten deze schroefpalen zeer goede eigenschappen en kunnen met relatief beperkte paalsecties en dus beperkt betonverbruik grote draagvermogens bereikt worden. Tevens is een grote snelheid van uitvoering mogelijk waardoor hoge producties gehaald worden. Deze techniek is dus zeer prijsgunstig.

Een nadeel van deze techniek is dat ze spanningsveranderingen veroorzaakt in de omliggende grond waardoor schade aan omliggende gebouwen en funderingen kan ontstaan.

In de praktijk worden palen op werven tussen bestaande gebouwen vaak geboord met een niet-grondverdringende techniek. Op grotere werven waar een aantal funderingspalen dienen geboord te worden naast bestaande gebouwen maar waar ook meerdere funderingspalen dienen geboord te worden die verder van de bestaande gebouwen voorzien zijn, wordt meestal geopteerd om deze palen uit te voeren met een grondverdringende techniek van zodra de afstand van de funderingspalen tot de bestaande gebouwen veilig genoeg is om geen schade toe te brengen. In dit geval dient ofwel een andere machine voor het vervaardigen van funderingspalen aangevoerd te worden ofwel dient de machine voor het vervaardigen van funderingspalen te worden omgebouwd en dienen de boren en eventueel boortafels te worden verwisseld om over te schakelen van de techniek met gronduithaling naar de techniek met grondverdringing of omgekeerd. Hierdoor is het wisselen van techniek pas prijsgunstig vanaf een relatief groot aantal palen.

Beschrijving van de uitvinding

Het doel van de onderhavige uitvinding is een boorvoorziening te voorzien voor het vervaardigen van funderingspalen die tegemoet komt aan de nadelen in de stand der techniek, namelijk dat machines moeten omgebouwd worden of dat extra machines moeten ingezet worden om te wisselen tussen een grondverdringende en niet-grondverdringende techniek bij het vervaardigen van funderingspalen.

Dit doel wordt gerealiseerd door middel van een boorvoorziening voor het selectief vervaardigen van funderingspalen door grondverdringing of door gronduithaling, omvattende een voerbuis met boormiddelen aan één uiteinde, een avegaarboor met een diameter kleiner dan de binnendiameter van de voerbuis zodat de avegaarboor in de voerbuis kan draaien, positioneringsmiddelen voor het positioneren van een boorpunt op minstens één van de voerbuis en de avegaarboor, en aandrijvingsmiddelen voor het aandrijven van de boorpunt, daardoor gekenmerkt dat de positioneringsmiddelen en de aandrijvingsmiddelen zo configureerd zijn dat enerzijds een verloren boorpunt voor gronduithaling kan gepositioneerd worden op de avegaarboor voor gebruik in een niet-grondverdringende toepassing en anderzijds een verloren boorpunt voor grondverdringing kan gepositioneerd worden op minstens één van de avegaarboor en de voerbuis voor gebruik in een grondverdringende toepassing waarbij de verloren boorpunt voor grondverdringing aangedreven wordt door minstens één van de avegaarboor en de voerbuis.

Deze boorvoorziening heeft als voordeel dat zonder de boorvoorziening te wijzigen na gebruik voor een funderingspaal door grondverdringing simpelweg door het nemen van een andere verloren boorpunt de boorvoorziening onmiddellijk kan gebruikt worden om een funderingspaal door gronduithaling te creëren. Dit zorgt voor een enorme flexibiliteit op de werf en laat de aannemer toe altijd de meest gunstige techniek te gebruiken.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten de boormiddelen een schroefblad met constante spoed waarbij het schroefblad een schroefrichting heeft tegengesteld aan de schroefrichting van de avegaarboor.

De aanwezigheid van het schroefblad laat toe om funderingspalen met schroefvorm te creëren selectief door gronduithaling of door grondverdringing.

In een aantal uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten de boormiddelen een tweede schroefblad met constante spoed waarbij het tweede schroefblad aansluit boven het eerste schroefblad en waarbij het tweede schroefblad afneemt in diameter.

Dit heeft als voordeel dat bij het uitboren de schroefvorm geleidelijk in de grond wordt gecreëerd. Hierdoor ontstaat een schroefvorm die beter de gewenste vorm heeft.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten de aandrijfmiddelen aandrijfmiddelen op de avegaarboor en aandrijfmiddelen op de voerbuis.

Deze uitvoeringsvormen hebben als voordeel dat zowel de avegaarboor als de voerbuis de boorpunt kunnen aandrijven.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten de aandrijfmiddelen op de avegaarboor een projectie of een uitsparing.

Deze uitvoering zorgt voor een betrouwbare, kost-efficiënte overbrenging om de krachten van de avegaarboor op de boorpunt over te brengen.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten de aandrijfmiddelen op de voerbuis een aanslag.

Dit heeft opnieuw het voordeel dat dit betrouwbaar en kost-efficient kan uitgevoerd worden.

In een aantal uitvoeringsvormen van de uitvinding is de aanslag het einde van het schroefblad.

Dit heeft als voordeel dat twee onafhankelijke functies in één element worden samengebracht wat een gunstig effect heeft op de complexiteit en de kost van de boorvoorziening.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding om een boorpunt te voorzien voor het vervaardigen van funderingspalen die tegemoet komt aan de nadelen in de stand der techniek.

Dit doel wordt gerealiseerd door middel van een boorpunt voor een boorvoorziening met een voerbuis en een avegaarboor voor het selectief vervaardigen van funderingspalen met grondverdringing of met gronduithaling, omvattende - een boorgedeelte voor het losmaken van de grond bij het inboren; - positioneringsmiddelen voor het positioneren van de boorpunt op minstens één van de voerbuis en de avegaarboor; - eerste aandrijfmiddelen voor het aandrijven van de boorpunt met de voerbuis; en - tweede aandrijfmiddelen voor het aandrijven van de boorpunt met de avegaarboor.

Deze uitvoeringsvorm van een boorpunt heeft als voordeel dat de boorpunt kan aangedreven worden door zowel de voerbuis als de avegaarboor.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten de eerste aandrijfmiddelen een aanslag.

Dit zorgt voor een kost-effectieve en betrouwbare overbrenging.

In sommige uitvoeringsvormen omvatten de tweede aandrijfmiddelen een projectie of een uitsparing.

Dit zorgt opnieuw voor een kost-effectieve en betrouwbare overbrenging.

In uitvoeringsvormen van de uitvinding omvat het boorgedeelte een schroefblad met constante spoed.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvat het boorgedeelte een verdringingsgedeelte.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvat het verdringingsgedeelte één omwenteling.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding omvat het boorgedeelte een cilindrisch gedeelte.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding heeft het cilindrisch gedeelte de diameter van de voerbuis.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding strekt het verdringingsgdeelte zich uit over één omwenteling uit en gaat het over in het cilindrisch gedeelte met diameter van de voerbuis.

In sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding is het schroefblad aangebracht op het cilindrisch gedeelte en neemt het schroefblad toe tot de diameter van een schroefblad op de voerbuis.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te voorzien voor het vervaardigen van funderingspalen die tegemoet komt aan de nadelen in de stand der techniek.

Dit doel wordt gerealiseerd door middel van een werkwijze voor het selectief vervaardigen van funderingspalen met grondverdringing of met gronduithaling in een systeem met een boorstelling, een mast verbonden met de boorstelling, twee boortafels, een boorvoorziening volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, en met twee types boorpunten: boorpunten voor gronduithaling die gepositioneerd worden op de avegaarboor en boorpunten voor grondverdringing volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, de werkwijze omvattende de volgende stappen: - plaatsen van een boorpunt voor grondverdringing wanneer de gebruiker grondverdringing wenst toe te passen en plaatsen van een boorpunt voor gronduithaling wanneer de gebruiker gronduithaling wenst toe te passen; - aandrijven van de voerbuis in een eerste draairichting; - aandrijven van de avegaarboor in de tegengestelde draairichting ten opzichte van de eerste draairichting indien een boorpunt voor gronduithaling is gepositioneerd op de avegaarboor en de gebruiker gronduithaling wenst toe te passen, en aandrijven van de avegaarboor in de eerste draairichting indien een boorpunt voor grondverdringing is gepositioneerd op de avegaarboor en de voerbuis en de gebruiker grondverdringing wenst toe te passen.

In uitvoeringsvormen van de uitvinding omvat de werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal door grondverdringing de volgende stappen: - loskoppelen en verwijderen van de avegaarboor; en - enkel aandrijven van de voerbuis met boorpunt voor grondverdringing.

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 illustreert een boorvoorziening met voerbuis en avegaarboor voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm door gronduithaling volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 2 illustreert een werkwijze voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm door gronduithaling volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 3 illustreert een verloren grondverdringende boorpunt volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 4 illustreert een startboor van de avegaarboor volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 5 illutreert een boorvoorziening met voerbuis, avegaarboor en grondverdringende boorpunt voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm door grondverdringing volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 6 illustreert een boorvoorziening met voerbuis met schroefblad waarvan de diameter afneemt, avegaarboor en grondverdringende boorpunt voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm door grondverdringing volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding

Figuur 7 illustreert een werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm door grondverdringing volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 8 illustreert een boorvoorziening met voerbuis zonder avegaarboor en met grondverdringende boorpunt voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm door grondverdringing volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 9 illustreert een werkwijze voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm door grondverdringing volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 1 illustreert een boorvoorziening 1 voor het vervaardigen van funderingspalen met schroefvorm volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij de boorvoorziening 1 is opgesteld om funderingspalen met schroefvorm te vervaardigen met gronduithaling. De boorvoorziening 1 omvat een continue schroefboor 6, ook avegaarboor genoemd, met constante diameter. De continue schroefboor 6 is aan het ene uiteinde verbonden met een boortafel 10. De schroefboor 6 heeft holle cilinder 11 die aangesloten wordt op een toevoerkanaal 8 voor de toevoer van vloeibaar beton. Het andere uiteinde van de holle cilinder 11 wordt afgesloten met een verloren boorpunt 7. De schroefboor 6 heeft een constante spoed S1. Rond de schroefboor 6 is een voerbuis 2 voorzien die gelijktijdig met de schroefboor in de grond wordt geschroefd. Op de voerbuis 2 is onderaan een schroefblad 3 aangebracht over één omwenteling. Het schroefblad 3 heeft een schroefzin in tegenovergestelde richting dan de schroefzin van de avegaarboor 6. Bijvoorbeeld: de avegaarboor 6 heeft een rechtse schroefzin en het schroefblad 3 heeft een linkse schroefzin. Het schroefblad heeft een constante spoed S. Het schroefblad heeft een dikte D. Aan het onderste uiteinde van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 is een snijtand 4. De voerbuis 2 wordt aangedreven door een boortafel 9. In de voerbuis is een opening 5 voorzien voor de afvoer van de opgeboorde grond.

Figuur 2 illustreert het proces voor het vervaardigen van een funderingspaal met schroefvorm door gronduithaling. De voerbuis 2 en de continue avegaarboor 6 worden tijdens het inboren met behulp van één of twee afzonderlijke hijsinrichtingen samen neerwaarts bewogen terwijl de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 met behulp van twee afzonderlijke boortafels in tegengestelde richting aangedreven worden met een neerwaartse bewegingssnelheid die wezenlijk gelijk is aan éénmaal de spoed S van het schroefblad op de voerbuis per omwenteling van de voerbuis. Onderaan wordt de avegaarboor 6 grond- en waterdicht afgesloten door middel van een kleine verloren boorpunt 7.

Tijdens het uitboren worden de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 samen teruggetrokken met gelijke draaisnelheid en draairichting maar dit in tegengestelde zin ten opzichte van de draairichting van de voerbuis 2 met schroefblad 3 tijdens het inboren en met een optreksnelheid die wezenlijk gelijk is aan éénmaal de spoed S van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 per omwenteling van de voerbuis 2. Tijdens het uitboren wordt het boorgat gelijktijdig opgevuld met beton 13. De wapening 12 wordt geplaatst na het betonneren van de paal.

Volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding wordt dezelfde boorvoorziening 1 eveneens gebruikt voor het vervaardigen van schroefpalen met volledige grondverdringing. Om de grote krachten te kunnen ontwikkelen die nodig zijn om de grond te verdringen worden de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 gekoppeld zodat beide boortafels 9 en 10 samenwerken om het nodige koppel te leveren. Dit wordt verwezenlijkt door de verloren boorpunt 20 geïllustreerd in Figuur 3. De boorpunt 20 verdringt de grond zijdelings en koppelt de voerbuis 2 met de avegaarboor 6. De verloren boorpunt 20 sluit de boor onderaan tevens grond- en waterdicht af.

De voerbuis 2 en de avegaarboor 6 drijven de boorpunt 20 aan. De boorpunt 20 heeft een opstaande rand 21 die in de voerbuis 2 past en een aanslag 25 die aangedreven wordt door de voerbuis 2. In de uitvoeringsvorm van Figuur 3 is de aanslag 25 de top van het schroefblad en de boorpunt 20 wordt aangedreven door het schroefblad 3 op de voerbuis 2. In een alternatieve uitvoeringsvorm is de aanslag 25 op een andere positie van de boorpunt 20 of zijn er meerdere aanslagen, en is er een corresponderende aanslag of aanslagen op de voerbuis 2 om de boorpunt 20 aan te drijven. De boorpunt 20 heeft verder een opstaande rand of cilinder 22 die in de kern van de avegaarboor 6 past.

Opdat ook de avegaarboor 6 de boorpunt 20 kan aandrijven worden uitsparingen 23 voorzien in de bovenkant van de boorpunt 20 waarin projecties 27 op de onderste schroefbladen van de avegaarboor 6 aangrijpen. De projecties 27 op de onderste schroefbladen van de avegaarboor 6 zijn geïllustreerd in Figuur 4. In een alternatieve uitvoeringsvorm zijn de aandrijfmiddelen 27 op de avegaarboor 6 op een andere positie, of uitgevoerd in een andere vorm van uitsparing, of uitgevoerd in de vorm van projecties in plaats van uitsparingen. De corresponderende aandrijfmiddelen 23 op de boorpunt 20 zijn dan steeds op de corresponderende positie en in een corresponderende vorm.

Zoals geïllustreerd in Figuur 4, zijn de snijtanden van de onderste schroefbladen van de avegaarboor 6 die de grond aansnijden voorzien van projecties 27 die in de uitsparingen 23 passen. Hierdoor kan de boorpunt 20 in beide richtingen aangedreven worden. De boorpunt 20 zorgt tevens voor de grond- en waterdichte afdichting van de voerbuis 2 en de avegaarboor 6.

Figuur 5 illustreert de boorpunt 20, de avegaarboor 6 en de voerbuis 2 gekoppeld met elkaar. De opstaande rand 22 past in de holle cilinder 11 van de avegaarboor 6. De projecties 27 op de avegaarboor 6 passen in de uitsparingen 23 van de boorpunt 20. De opstaande rand 21 van de boorpunt 20 past in de voerbuis 2. Het uiteinde van het schroefblad 3 sluit aan tegen de aanslag 25 van de boorpunt 20.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 gekoppeld ter hoogte van de boortafels 9 en 10 met een cardankoppeling die kan gekoppeld en ontkoppeld worden door een verticale relatieve translatie tussen de avegaarboor 6 en de voerbuis 2. De koppeling wordt gerealiseerd door de koppeling van de voerbuis 2 aan boortafel 9 te voorzien van een zeshoekige doorlaat waarbinnen de koppelingsas tussen de avegaarboor 6 en boortafel 10 vrij op en neer kan bewegen. Deze koppelingsas is verder voorzien van een cilindrisch gedeelte en een gedeelte met zeshoekige buitenomtrek ongeveer gelijk aan de zeshoekige binnenomtrek van de zeshoekige doorlaat aan de koppeling tussen voerbuis 2 en boortafel 9. Door het gedeelte met zeshoekige buitenomtrek van de koppelingsas tussen avegaarboor 6 en boortafel 10 in de zeshoekige doorlaat van de koppeling van voerbuis 2 en boortafel 9 te brengen, worden de avegaarboor 6 en voerbuis 2 met elkaar gekoppeld. De relatieve translatie kan op verschillende manieren tot stand gebracht worden. De boortafel 10 kan verticaal omhoog bewogen worden ten opzichte van boortafel 9. Op die manier kan de zeskant op de koppelingsas van de avegaarboor 6 in de zeshoekige doorlaat in de koppeling van de voerbuis 2 gebracht worden met als resultaat dat de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 met elkaar gekoppeld worden. Door de zeskant anderzijds uit de zeshoekige doorlaat te bewegen en dus het cilindrisch deel van de koppelingsas van de avegaarboor 6 in de zeshoekige doorlaat te brengen, zijn de avegaarboor 6 en de voerbuis 2 opnieuw ontkoppelt. Het cilindrisch gedeelte kan dan vrij rond draaien binnen de zeshoekige doorlaat van de koppeling van de voerbuis 2 en boortafel 9. In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de koppeling gerealiseerd door een andere vorm dan een zeskant zoals bijvoorbeeld een binnen- en een buitenvertanding.

In nog een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding is een afsluitende adaptorplaat voorzien die aan de avegaarboor 6 gekoppeld wordt en die in de voerbuis 2 past. De afsluitende adaptorplaat heeft op zijn beurt aandrijfmiddelen om de boorpunt 20 aan te drijven. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat de avegaarboor 6 en de voerbuis 2 ook tijdens het uithalen van de avegaarboor 6 en voerbuis 2 grond- en waterdicht afgesloten blijven.

Figuur 6 illustreert een alternatieve uitvoeringsvorm met een schroefblad over meer dan één omwenteling op de voerbuis 2. Het schroefblad op de voerbuis kan in verschillende uitvoeringsvormen meer of minder zijn dan één omwenteling en bij voorkeur afnemen in diameter tot dezelfde diameter als de voerbuis.

Figuur 7 illustreert het boren van een funderingspaal met schroefvorm door grondverdringing. Tijdens het inboren worden met behulp van 1 of 2 afzonderlijke hijsinrichtingen de avegaarboor 6 en de voerbuis 2 samen neerwaarts bewogen terwijl de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 met behulp van 2 afzonderlijke boortafels in dezelfde draairichting aangedreven worden. De draairichting is hierbij de richting van de schroefzin van het schroefblad 3 op de voerbuis 2. De neerwaartse bewegingssnelheid is wezenlijk gelijk aan éénmaal de spoed S van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 per omwenteling van de voerbuis. Tijdens het uitboren worden de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 samen teruggetrokken met gelijke draaisnelheid en draairichting maar dit in tegengestelde zin ten opzichte van de draairichting van de voerbuis 2 met schroefblad 3 tijdens het inboren en met een optreksnelheid die wezenlijk gelijk is aan éénmaal de spoed S van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 per omwenteling van de voerbuis. Tijdens het uitboren wordt het boorgat gelijktijdig opgevuld met beton 13. De wapening 12 wordt als laatste geplaatst nadat het beton 13 het boorgat heeft gevuld en vooraleer het beton 13 begint te verharden. Deze werkwijze met voerbuis met constante diameter heeft als voordeel dat het boorgat tijdens het in- en uitboren continu ondersteund wordt en de grond continu beschermd wordt tegen invallen. Op die manier kan er geen grondontspanning optreden. Het boorgat kan zich rond de voerbuizen 2 evenmin opvullen met grondwater. Een ander voordeel is dat het boorgat tijdens het boren niet kan afwijken omdat de boorpunt 20 gecentreerd blijft door de voerbuis 2 met constante diameter. Door het gebruik van een stalen voerbuis 2 met constante diameter uit één stuk zonder koppelingen kunnen tevens grote boormomenten overgebracht worden in de grond.

De boorvoorziening 1 zoals beschreven in Figuren 1 tot 7 voorziet dus de mogelijkheid om afwisselend funderingspalen met gronduithaling en funderingspalen met grondverdringing te vervaardigen door selectief respectievelijk een kleine verloren boorpunt 7 of een verloren boorpunt 20 te gebruiken.

De boorvoorziening 1 volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding voorziet ook de mogelijkheid om funderingspalen met volledige grondverdringing te vervaardigen door gebruik te maken van enkel de voerbuis 2 en een grondverdringende boorpunt 20 zonder gebruik te maken van de avegaarboor 6. Dit is geïllustreerd in Figuur 8. De voerbuis 2 en de verloren boorpunt 20 zijn gekoppeld door verbindingsmiddelen: de aanslag 25 op de boorpunt 20 staat bij gebruik in contact met het einde van het schroefblad 3. De boorpunt 20 heeft ook de opstaande rand 21 die past in de voerbuis 2. Figuur 9 illustreert de werkwijze om met de voerbuis 2 en boorpunt 20 gekoppeld zoals geïllustreerd in Figuur 8, een funderingspaal te vervaardigen. De voerbuis 2 en de boorpunt 20 worden in de grond geboord tot de gewenste diepte is bereikt. Vervolgens wordt de voerbuis 2 terug uitgeschroefd waarbij de boorpunt 20 in de grond blijft zitten. Tijdens het uitschroeven wordt het boorgat met beton 13 gevuld. Door het koppelen van de beide boortafels 9 en 10 door middel van een cardankoppeling via verticale translatie van de boortafels of middels een starre cardankoppeling kunnen beide boortafels 9 en 10 samen een groot moment leveren op de voerbuis. Een voordeel van dit mogelijke gebruik van de boorvoorziening 1 is dat grote wapeningskorven 12 kunnen geplaatst worden vóór het betonneren van de palen aangezien de voerbuis een grote, vrije doorlaat verschaft. Verder kunnen de twee afzonderlijke boortafels 9 en 10 eventueel door één enkele zware boortafel 29 vervangen worden.

Met de boorvooziening 1 van de huidige uitvinding is het eveneens mogelijk funderingspalen met grondverdringing zonder schroefvorm maar met gladde schacht te boren. Hiervoor wordt op de voerbuis 2 een boorkroon gemonteerd zonder schroefblad en er wordt een grondverdringende boorpunt 20 gebruikt met maximum diameter gelijk aan de diameter van de voerbuis 2.

Met de boorvoorziening 1 van de huidige uitvinding is het eveneens mogelijk funderingspalen met gronduithaling zonder schroefvorm maar met gladde schacht te boren. Ofwel wordt de voerbuis 2 hiervoor voorzien van een boorkroon zonder schroefblad om verhuisde funderingspalen te plaatsen, ofwel wordt enkel met de avegaarboor gewerkt zonder de voerbuis om traditionele funderingspalen (CFA-palen) zonder verhuizing te plaatsen.

De avegaarboor 6 kan uitgevoerd worden als één geheel of de continue avegaarboor 6 kan samengesteld zijn uit een aantal gekoppelde schroefboren en een startboor. Het gebruik van een startboor heeft als voordeel dat de startboor, die doorgaans een beperkte lengte heeft, met zwaardere schroefbladen kan uitgevoerd worden dan de gekoppelde schroefboren boven de startboor omdat de startboor de grond moet losboren. De startboor kan ook aangepast worden naargelang de grondsamenstelling en de ondervonden weerstand en naargelang er geboord wordt met gronduithaling of met grondverdringing. Bovendien heeft een uitvoering met een startboor als bijkomend voordeel dat deze startboor eenvoudig kan vervangen worden bij slijtage.

De voerbuis 2 kan onderaan voorzien zijn van een schroefblad 3 met constante spoed over één omwenteling zoals bijvoorbeeld in Figuur 1. In een voorkeursvorm heeft het schroefblad 3 echter boven het schroefblad met constante spoed over één omwenteling nog een schroefblad met constante spoed over één omwenteling dat in diameter afneemt tot de buitendiameter van de voerbuis 2 zoals bijvoorbeeld in Figuur 6. Dit heeft als voordeel dat bij het uitboren de grond ter plaatse van het schroefblad zijdelings verdrongen wordt en een continue schroefvorm gevormd wordt in de grond die stabiel genoeg is en niet meer aanstalten geeft om dicht te vallen alvorens het beton 13 het boorgat met schroefvorm vult.

De voerbuis 2 kan gemaakt worden in één geheel of de voerbuis 2 kan bestaan uit een aantal buissegmenten die gekoppeld worden met onderaan een boorkroon die het schroefblad 3 bevat. Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat bij slijtage van de boorkroon en het schroefblad 3 eenvoudig een nieuwe boorkroon kan gemonteerd worden tijdens het uitvoeren van de werken op de werf en dat de diameter van het schroefblad 3 en dus van de resulterende funderingspaal gemakkelijk kan aangepast worden tijdens het werk.

De dikte D van het schroefblad bedraagt in de uitvoeringsvorm van Figuur 1 ten minste 50 mm. Bij voorkeur bedraagt de breedte van het schroefblad tussen 50 mm en 150 mm.

De dikte D van het schroefblad bedraagt bij voorkeur 1/4de tot 1/2de van de spoed S van het schroefblad 3.

Het schroefblad heeft in de uitvoeringsvorm van Figuur 1 een linkse schroefzin en de schroefbladen op de avegaarboor 6 een rechtse schroefzin. In een alternatieve uitvoeringsvorm is dit andersom.

Het montage-uiteinde van de avegaarboor 6 is geconfigureerd voor montage in boortafel 10. De voerbuis 2 is geconfigureerd voor montage in de boortafel 9. De voerbuis 2 wordt gemonteerd door middel van een koppelstuk of door middel van een kleminrichting.

De avegaarboor 6 is voorzien van een centrale holle cilinder 11. De holle cilinder 11 zorgt voor een eenvoudige toevoer van het vloeibare beton 13 dat onder druk (overdruk) kan gepompt worden naar het vrije uiteinde van de avegaarboor 6 (of de startboor van de avegaarboor 6) om de betonnen schroeven te vormen.

De centrale holle cilinder 11 van de avegaarboor 6 wordt afgesloten door een verloren boorpunt 7, 20. Dit heeft als voordeel dat geen grond in de holle cilinder 11 gaat tijdens het inboren.

Bij gebruik van de boorinrichting 1 waarbij de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 tegelijk afgesloten worden met een verloren boorpunt 20 om gezamenlijk de grond te kunnen verdringen zoals bijvoorbeeld in de uitvoeringsvorm van Figuur 6, omvat de verloren boorpunt 20 (zie Figuur 3) een schroefvormig verdringingsgedeelte 32 waarvan de diameter toeneemt over één omwenteling met constante spoed S. Dit verdringingsgedeelte 32 gaat vervolgens over in een cilindrisch gedeelte 34 waarvan de diameter gelijk is aan de diameter van de voerbuis 2. Op dit cilindrisch gedeelte 34 is een schroefblad 36 voorzien dat in dezelfde zin schroefvormig verloopt met dezelfde constante spoed en waarvan de diameter toeneemt over één omwenteling vanaf de diameter van het cilindrisch gedeelte 34 tot de buitendiameter van het schroefblad 3 op de voerbuis 2,

Met de boorvoorziening 1 van de onderhavige uitvinding kunnen dus selectief funderingspalen vervaardigd worden hetzij met gronduithaling, hetzij met grondverdringing. Hiervoor dient selectief respectievelijk hetzij boorpunt 7, hetzij boorpunt 20 gebruikt te worden zonder dat verdere aanpassingen aan de boorvoorziening 1 nodig zijn.

Het vervaardigen van een funderingpaal met schroefvorm met gronduithaling gebeurt met de volgende stappen: inboren van de boorvoorziening 1 gemonteerd aan 2 boortafels 9 en 10 die op en neer bewegen langs de mast van een boorstelling, aandrijven van de voerbuis 2 in de richting van de schroefzin van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 en aandrijven van de avegaarboor 6 die afgesloten is door middel van een verloren boorpunt 7 in tegengestelde draairichting, al draaiend terugtrekken van de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 in tegengestelde draairichting van de voerbuis tijdens het inboren, en stelselmatig tijdens het terugtrekken van de boorvoorziening 1 het boorgat met vloeibaar beton 13 vullen aan het vrije-uiteinde van de boorvoorziening 1 na achterlaten van de verloren boorpunt 7 in de grond. Plaatsen van de wapening 12 na het betonneren terwijl het beton 13 nog niet verhard is.

Het vervaardigen van een funderingpaal met schroefvorm met grondverdringing gebeurt met de volgende stappen: inboren van de boorvoorziening 1 gemonteerd aan 2 boortafels die op en neer bewegen langs de mast van de boorstelling, aandrijven van de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 die gekoppeld zijn door middel van een grondverdringende boorpunt 20 in de richting van de schroefzin van het schroefblad 3 op de voerbuis, al draaiend terugtrekken van de voerbuis 2 en de avegaarboor 6 in tegengestelde draairichting als tijdens het inboren en stelselmatig tijdens het terugtrekken van de boorvoorziening 1 het boorgat met vloeibaar beton 13 vullen via het vrije-uiteinde van de avegaarboor 6 na achterlaten van de verloren boorpunt 20 in de grond. Plaatsen van de wapening 23 na het betonneren van de funderingspaal.

Het vervaardigen van een funderingpaal met schroefvorm met grondverdringing kan echter ook gebeuren met de volgende stappen: inboren van de voerbuis 2 zonder de avegaarboor 6 gemonteerd aan 2 boortafels 9 en 10 of eventueel aan 1 enkele boortafel 9 of 10 die op en neer bewegen langs de mast van de boorstelling, aandrijven van de voerbuis 2 die afgesloten is door middel van een grondverdringende verloren boorpunt 20 in de richting van de schroefzin van het schroefblad 3 op de voerbuis 2, al draaiend terugtrekken van de voerbuis 2 in tegengestelde draairichting als tijdens het inboren en stelselmatig tijdens het terugtrekken van de voerbuis 2 het boorgat met vloeibaar beton vullen via het vrije-uiteinde van de voerbuis na achterlaten van de verloren boorpunt in de grond. Plaatsen van de wapening 12 voor of na het betonneren van de paal.

Deze drie manieren om een funderingspaal met schroefvorm te vervaardigen met dezelfde boorvoorziening 1, hebben allen als voordeel dat het betonverbruik aanzienlijk minder is ten opzichte van andere funderingspalen zonder schroefvorm met dezelfde buitendiameter. Dit resulteert in een groter paaldraagvermogen.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de inboorsnelheid van het inboren zo geregeld dat de boorvoorziening 1 per omwenteling van de voerbuis 2 een afstand gelijk aan de spoed S van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 naar beneden beweegt. Dit zorgt er voor dat geen grondontspanning op treedt.

De haalsnelheid tijdens het terugtrekken van de boorvoorziening 1 is in een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zo geregeld dat de boorvoorziening 1 per omwenteling van de voerbuis 2 een afstand gelijk aan de spoed S van het schroefblad 3 op de voerbuis 2 naar omhoog wordt getrokken. Het afstellen van de haalsnelheid op de spoed S van het schroefblad 3 zorgt er voor dat een goede schroefvorm wordt gevormd die dan vervolgens met beton 13 wordt gevuld. Een constante haalsnelheid zorgt bovendien voor een gelijkmatige verdeling van de schroefvorm op de paalschacht van de betonnen funderingspaal.

Claims (19)

1. Conclusies

   1. Een boorvoorziening (1) voor het selectief vervaardigen van funderingspalen door grondverdringing of door gronduithaling, omvattende - een voerbuis (2) omvattende boormiddelen aan één uiteinde; - een avegaarboor (6) met een diameter kleiner dan de binnendiameter van de voerbuis (2) zodat de avegaarboor (6) in de voerbuis (2) kan draaien; - positioneringsmiddelen (11, 52) voor het positioneren van een boorpunt (7, 20) op minstens één van de voerbuis (2) en de avegaarboor (6); en - aandrijvingsmiddelen (27, 55) voor het aandrijven van de boorpunt (7, 20); daardoor gekenmerkt dat de positioneringsmiddelen (11, 52) en de aandrijvingsmiddelen (27, 55) zo configureerd zijn dat enerzijds een verloren boorpunt (7) voor gronduithaling kan gepositioneerd worden op de avegaarboor (6) voor gebruik in een niet-grondverdringende toepassing en anderzijds een verloren boorpunt (20) voor grondverdringing kan gepositioneerd worden op minstens één van de avegaarboor (6) en de voerbuis (2) voor gebruik in een grondverdringende toepassing waarbij de verloren boorpunt (20) voor grondverdringing aangedreven wordt door minstens één van de avegaarboor (6) en de voerbuis (2).
2. 2. Een boorvoorziening volgens conclusie 1, waarbij de boormiddelen een schroefblad (3) met constante spoed (S) omvatten, en waarbij het schroefblad (3) een schroefrichting heeft tegengesteld aan de schroefrichting van de avegaarboor (6).
3. 3. Een boorvoorziening volgens conclusie 2, waarbij de boormiddelen een tweede schroefblad met constante spoed (S) omvatten, waarbij het tweede schroefblad aansluit boven het eerste schroefblad en waarbij het tweede schroefblad afneemt in diameter.
4. 4. Een boorvoorziening volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de aandrijfmiddelen (27, 55) aandrijfmiddelen (27) op de avegaarboor (6) en aandrijfmiddelen (55) op de voerbuis (2) omvatten.
5. 5. Een boorvoorziening volgens conclusie 3, waarbij de aandrijfmiddelen (27) op de avegaarboor een projectie (27) of een uitsparing omvatten.
6. 6. Een boorvoorziening volgens één van de conclusies 3 tot 4, waarbij de aandrijfmiddelen op de voerbuis een aanslag 55 omvatten.
7. 7. Een boorvoorziening volgens conclusie 5, waarbij de aanslag 55 het einde van het schroefblad 3 is.
8. 8. Een boorpunt (20) voor een boorvoorziening (1) met een voerbuis (2) en een avegaarboor (6) voor het selectief vervaardigen van funderingspalen met grond verdringing of met gronduithaling, omvattende - een boorgedeelte (32, 34, 36) voor het losmaken van de grond bij het inboren; - positioneringsmiddelen (22, 21) voor het positioneren van de boorpunt op minstens één van de voerbuis (2) en de avegaarboor (6); - eerste aandrijfmiddelen (25) voor het aandrijven van de boorpunt (20) met de voerbuis (2); en - tweede aandrijfmiddelen (23) voor het aandrijven van de boorpunt (20) met de avegaarboor (6).
9. 9. Een boorpunt volgens conclusie 7, waarbij de eerste aandriifmiddelen (25) een aanslaa (25) omvatten.
10. 10. Een boorpunt volgens één van de conclusies 7 tot 8, waarbij de tweede aandrijfmiddelen (23) een projectie of een uitsparing (23) omvatten.
11. 11. Een boorpunt volgens één van de conclusies 6 tot 9, waarbij het boorgedeelte een schroefblad (36) met constante spoed (S) omvat.
12. 12. Een boorpunt volgens één van de conclusies 6 tot 10, waarbij het boorgedeelte een verdringingsgedeelte (32) omvat.
13. 13. Een boorpunt volgens conclusie 12, waarbij het verdringingsgedeelte (32) één omwenteling omvat.
14. 14. Een boorpunt volgens één van de conclusies 6 tot 11, waarbij het boorgedeelte een cilindrisch gedeelte (34) omvat.
15. 15. Een boorpunt volgens conclusie 14, waarbij het cilindrisch gedeelte (34) de diameter van de voerbuis (2) heeft.
16. 16. Een boorpunt volgens conclusies 13 en 15, waarbij het verdringingsgdeelte (32) zich over één omwenteling uitstrekt en overgaat in het cilindrisch gedeelte (34) met diameter van de voerbuis (2).
17. 17. Een boorpunt volgens één van de conclusies 14 tot 15 waarbij het schroefblad (36) op het cilindrisch gedeelte (34) is aangebracht en waarbij het schroefblad (36) toeneemt tot de diameter van een schroefblad (3) op de voerbuis (2).
18. 18. Een werkwijze voor het selectief vervaardigen van funderingspalen door qrondverdrinqinq of door qronduithalinq in een svsteem met een boorstelling, een mast verbonden met de boorstelling, twee boortafels (9, 10), een boorvoorziening (1) volgens één van de conclusies 1 tot 7, en met twee types boorpunten: boorpunten (7) voor gronduithaling die gepositioneerd worden op de avegaarboor (6) en boorpunten (20) voor grondverdringing volgens één van de conclusies 8 tot 17, de werkwijze omvattende de volgende stappen: - plaatsen van een boorpunt (20) voor grondverdringing wanneer de gebruiker grondverdringing wenst toe te passen en plaatsen van een boorpunt (7) voor gronduithaling wanneer de gebruiker gronduithaling wenst toe te passen; - aandrijven van de voerbuis (2) in een eerste draairichting; - aandrijven van de avegaarboor (6) in de tegengestelde draairichting ten opzichte van de eerste draairichting indien een boorpunt (7) voor gronduithaling is gepositioneerd op de avegaarboor en de gebruiker gronduithaling wenst toe te passen, en aandrijven van de avegaarboor (6) in de eerste draairichting indien een boorpunt (20) voor grondverdringing is gepositioneerd op de avegaarboor (6) en de voerbuis (2) en de gebruiker grondverdringing wenst toe te passen.
19. 19. Een werkwijze volgens conclusie 18, waarbij een funderingspaal door grondverdringing wordt vervaardigd, omvattende de stappen: - loskoppelen en verwijderen van de avegaarboor (6); en - enkel aandrijven van de voerbuis (2) met boorpunt voor grondverdringing.