BE1022368B1 - Werkwijze en boor voor het aanbrengen in een aardbodem van aardbodemverdringende schroefpalen - Google Patents

Abstract

Werkwijze en boor voor het aanbrengen in een aardbodem van aardbodemverdringende schroefpalen. De uitvinding heeft betrekking op een boorkop en een werkwijze voor het aanbrengen van aardbodemverdringende schroefpalen, waarbij bij het inschroeven van de boorkop een eerste deel, aangebracht aan het schroefblad aan het beginpunt en zich uitstrekkend onder een hellingshoek a bepaald ten opzichte van de raaklijn aan het schroefblad en richting de uitstroomopening toe, ingrijpt in de aardbodem, vervolgens bij het uitschroeven van de boorkop een tweede deel, aangebracht aan het schroefblad aan het eindpunt en zich uitstrekkend onder een tweede hoek (3 bepaald ten opzichte van de raaklijn van het schroefblad en richting de instroomopening toe, de aardbodem wegduwt.

Description

Werkwijze en boor voor het aanbrengen in een aardbodem van aardbodemverdringende schroef palen

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen in een aardbodem van grondverdringende schroefpalen, waarbij de aardbodem wordt verdrongen door middel van een boor voorzien van een boorkop, welke boor verder een voerbuis bevat, die voorzien is van een instroomopening en welke boorkop voorzien is van een volgens een uitstroomrichting georiënteerde uitstroomopening met een binnendiameter en die verbonden is met de instroomopening, welke boor een uitwendig schroefblad bevat met een gedeelte dat zich tussen een eerste punt, gelegen in de nabijheid van de uitstroomopening, en een tweede punt uitstrekt over een hellingshoek (γ) bepaald ten opzichte van een vlak waarin de uitstroomopening gelegen is.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een boor voor het uitvoeren van de werkwijze.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Belgisch octrooi 1016927. Grondverdringende schroefpalen worden onder andere trillingsvrij in de aardbodem aangebracht door gebruik te maken van een boor met een uitwendig schroefblad en een voerbuis. Een in de aardbodem aldus ontstane schroefvorm met een schacht, wordt nadien met bij voorkeur gewapende beton opgevuld en doet dienst als funderingselement voor allerhande bouwconstructies. Het nuttig draagvermogen van een schroefpaal in weerstand biedende lagen wordt enerzijds bepaald door de grootste buitendiameter van het schroefblad, welke de vorm en de diameter van de schroefpaal in de aardbodem vormt. Anderzijds wordt het nuttig draagvermogen van de schroefpaal bepaald door de buitenste omtrek van de schroefpaal. De buitenste omtrek van de schroefpaal is onder meer afhankelijk van de diameter, de dikte, de vorm en de plaats van het schroefblad op de boorkop en van de werkwijze tijdens het terugschroeven.

Een probleem van de bekende werkwijze en de bekende boor is dat het verdringen van de aardbodem slechts langzaam geschiedt, waardoor de kosten voor het aanbrengen van schroefpalen hoog zijn.

Het doel van huidige uitvinding is een werkwijze en een boor voor het aanbrengen van een schroefpaal in de aardbodem te realiseren, die efficiënter zijn en tot geringe kosten leiden.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk dat het schroefblad door een opeenvolging van een eerste, een tweede en een derde deel is gevormd, waarbij de som van de lengte van het eerste, tweede en derde deel zich over een afstand groter dan een volledige omwenteling van de boorkop uitstrekt, welk eerste deel zich vanaf een beginpunt van het schroefblad uitstrekt tot het eerste punt en aangebracht is onder een eerste hoek (a) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) en naar de uitstroomrichting toe gericht is en zich over een lengte gelegen tussen een vierde en de helft van de te vormen schachtdiameter van de schroefpaal uitstrekt, welk derde deel zich uitstrekt vanaf het tweede punt naar een eindpunt van het schroefblad toe, onder een tweede hoek (β) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) en naar de instroomopening toe gericht is en zich over een lengte gelegen tussen de helft en één maal de binnendiameter uitstrekt, en waarbij bij het inschroeven van de boorkop in de aardbodem het eerste deel ingrijpt in de aardbodem en deze naar het tweede deel verdringt, en vervolgens bij het uitschroeven van de boorkop uit de aardbodem, in de tegenovergestelde richting van het inschroeven, het derde deel een opwaartse translatie van de boorkop teweegbrengt. Door de aanwezigheid van het eerste deel dat onder de eerste hoek naar de uitstroomrichting toe gericht is werkt dit eerste deel als een snijtand en snijdt het eerste deel efficiënter in de aardbodem waardoor het inschroeven vergemakkelijkt wordt. Immers door de aanwezigheid van het eerste deel en de bijbehorende hoekverdraaiing ten opzichte van de hellingshoek, wordt een bijkomende neerwaartse kracht verkregen waardoor het inschroeven versterkt wordt. De grond wordt verder door de hellingshoek naar het tweede deel van het schroefblad geduwd waar hij gecomprimeerd wordt gezien de hellingshoek een kleinere waarde heeft dan de eerste hoek. Doordat de tweede hoek naar de instroomopening gericht is, wordt vermeden dat ter hoogte van het tweede deel er een verstopping ontstaat tussen de opeenvolgende flenzen van het schroefblad. Het uitschroeven van de boorkop gebeurt in een tegenovergestelde draairichting ten opzichte van het inschroeven. Door de gekozen oriëntatie van de tweede hoek ß zal aan de grond een bijkomende opwaartse verplaatsing worden opgelegd waardoor meer grond verdrongen wordt. De bijkomende opwaartse verplaatsing zorgt voor een verdikte schroefvormige vrije ruimte in de aardbodem. Verder wordt hierdoor bij het uitschroeven eveneens een verdringing naar het tweede deel teweeggebracht. In die verdikte schroefvormige vrije ruimte kan dan ook weer beton worden gestort, waardoor de gevormde schroefpaal dikkere flenzen verkrijgt. Die dikkere flenzen dragen op hun beurt dan bij tot de buitendiameter van de schroefpaal, welke dan op zijn beurt in rekening kan worden gebracht bij het bepalen van de draagkracht van de gevormde schroefpaal. Hierdoor kunnen efficiëntere dikkere en kortere schroefpalen in de aardbodem gevormd worden.

Een bijkomend voordeel bij het uitschroeven bestaat erin dat ter hoogte van de uitstroomopening door het opwaarts gericht eerste deel een extra verdikte schroefvormige vrije ruimte in de aardbodem geschraapt wordt.

Een eerste voorkeursuitvoering van een boorkop volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de eerste hoek (a) een hoekwaarde heeft gelegen tussen 1 en 3 maal, bij voorkeur twee maal, de hoekwaarde van de hellingshoek (γ). Hierdoor wordt bij het inschroeven efficiënter in de aardbodem ingegrepen en bij het uitschroeven de grond geleidelijker verdrongen. Tevens wordt vermeden dat de in de aardbodem ontstane schroefvorm terug dichtgemaakt wordt.

Een tweede voorkeursuitvoering van een boorkop volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de tweede hoek (β) een hoekwaarde heeft die gelegen is tussen 0,7 en 1,7 maal, bij voorkeur 1,5 maal, de hoekwaarde van de hellingshoek (γ). Doordat het derde deel onder de tweede hoek β staat ten opzichte van het raakvlak aan het schroefblad in de richting van de instroomopening en het schroefblad slechts beperkt groter is dan één omwenteling, kan er geen grond komen vast te zitten tussen de schroefbladen.

Doordat het schroefblad minimum een volle omwenteling heeft met een constante spoed, wordt zowel bij het inschroeven als bij het uitschroeven de aardbodem gecomprimeerd. Hierdoor treedt er een aardbodemverdichting op tussen de in de aardbodem ontstane schroefvormige vrije ruimte. Op deze wijze wordt de aardbodem rondom de te vormen schroefpaal draagkrachtiger.

Een bijkomend voordeel van de uitvinding is dat de vaste vorm van het schroefblad met zijn drie delen de dikte van de schroefvormige vrije ruimte in de aardbodem bepaalt.

Een derde voorkeursuitvoering van een boor volgens de uitvinding is dat deze een schroefbladvrij deel bevat met een buitendiameter die in stappen afneemt in functie van de verhouding tussen de buitendiameter van de voerbuis, welke de schacht van de schroefpaal bepaalt, en de buitendiameter van de boorkop ter hoogte van de uitstroomopening. Op deze wijze wordt bij het uitboren de grond geleidelijk verdrongen en verkleint de kans op verstropping van de aardbodem.

Een vierde voorkeursuitvoering van een boor volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat elke overgang tussen de verschillende stappen afgeschuind is onder een vierde hoek (ξ) gelegen tussen 45° en 60° bepaald ten opzichte van de loodlijn op de booras. Op deze wijze wordt bij het uitboren de aardbodem nog geleidelijker verdrongen.

Een voorkeursuitvoering van een werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat gebruik wordt gemaakt van een sturingsprogramma op de booraandrijving door middel van een spoedcontrole. Het sturingsprogramma wordt zodanig ingesteld zodat bij het uitschroeven de spoed van de booraandrijving groter is dan de spoed van het schroefblad op de boor. Hierdoor zal de boor een bijkomende opwaartse krachtscomponent krijgen die een grotere verticale translatie tewerkstelt, waardoor de in de aardbodem gevormde flenzen van het schroefblad verdikt worden ten opzichte van de dikte van het schroefblad van de boorkop zodanig dat er in de aardbodem een extra dikke schroefvormige vrije ruimte ontstaat, die op haar beurt dan met beton te vullen is..

De combinatie van het derde deel en het stuurprogramma leidt tot het ontstaan van meer verdikte schroefvormige vrije ruimte in de aardbodem met zodanige afmetingen zodat ze in rekening kan gebracht worden bij het berekenen van het draagvermogen van de schroefpaal. Ook wordt zodoende een schroefpaal vervaardigd met een verbeterde wrijvingsweerstand en bijgevolg een verhoogd draagvermogen.

De uitvinding zal nu nader beschreven worden aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvorm. In de tekening laat figuur 1 een dwarsdoorsnede zien doorheen een aardbodemverdringende boor; figuur 2 een dwarsdoorsnede zien doorheen een aardbodemverdringende boor welke opwaarts uit de aardbodem geschroefd wordt; figuren 3 a tot en met d een dwarsdoorsnede zien doorheen een aardbodemverdringende boor welke voorzien is van een getrapte buitenmantel van de boor; figuren 4 a en b een dwarsdoorsnede zien doorheen een aardbodemverdringende boor welke voorzien is van een getrapte binnenmantel van de boorkop; figuur 5 een dwarsdoorsnede doorheen een aardbodemverdringende schroefboor zien welke voorzien is van een afgeronde getrapte binnendiameter van de boorkop voor toepassing van een werkwijze volgens de uitvinding.

In de tekeningen is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde referentiecijfer toegekend.

Figuur 1 laat een aardbodemverdringende boor (1) zien voorzien van een holle boorkop (3) die verbonden is met een voerbuis (2). Boorkop en voerbuis zijn beiden bestemd om in de aardbodem geschroefd te worden. De voerbuis (2) is voorzien van een instroomopening (6) voor het ontvangen van te storten beton. De voerbuis heeft bij voorkeur een wanddikte van 20 mm en is bij voorkeur uit meerdere segmenten samengesteld, die telkens door middel van waterdichte koppelingen met elkaar verbonden zijn. Hierdoor is de boor modulair op te bouwen en kunnen verschillende hoogtes van schroefpalen worden vervaardigd. De inwendige diameter (d) van de voerbuis is bij voorkeur voldoende breed om er zonder problemen een volledige wapeningskorf doorheen te kunnen plaatsen teneinde schroefpalen uit gewapend beton te vormen.

De boorkop (3) is voorzien van een uitstroomopening (5) die verbonden is met de instroomopening teneinde het te storten beton via de uitstroomopening te laten uittreden. De boorkop bevat verder een uitwendig schroefblad (7) dat op de schacht, ter hoogte van het verdringergedeelte aan een buitenmantel van de boorkop is aangebracht. Het schroefblad is gevormd door een opeenvolging van een eerste (10), een tweede (14) en een derde (11) deel. Het eerste deel strekt zich uit vanaf een beginpunt (12) van het schroefblad, gelegen in de nabijheid van de uitstroomopening (5), tot een eerste punt (8) van het tweede deel. Het tweede deel strekt zich uit tussen het eerste en het tweede punt (9) en het derde deel tussen het tweede punt en een eindpunt (13) van het schroefblad. Het schroefblad heeft een nagenoeg constante dikte ds en het tweede deel strekt zich uit met hellingshoek (γ) over een afstand vanaf het eerste punt (8) tot een tweede punt (9) welke afstand bij voorkeur gelegen is tussen 90% en 110% van een volledige omwenteling van de boorkop. De som van de lengte van het eerste, het tweede en het derde deel is zodanig dat deze gesommeerde lengte zich over een afstand uitstrekt die groter is dan de lengte van een volledige omwenteling van de boorkop. De hellingshoek γ heeft een hoekwaarde gelegen tussen 9° en 14°.

Het eerste deel (10) strekt zich onder een eerste hoek α uit bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) waaronder het tweede deel zich uitstrekt. De eerste hoek α is bepaald ten opzichte van een eerste raaklijn aan een bovenvlak van het schroefblad (7). Het eerste deel is naar de uitstroomrichting toe gericht en strekt zich uit over een lengte gelegen tussen een vierde en de helft van de binnendiameter di van de boorkop. De eerste hoek α heeft een waarde gelegen tussen 1 γ < α < 3 γ, bij voorkeur 2 γ. Desgewenst kan het eerste deel van een afgeschuind uiteinde zijn voorzien. Het derde deel (11) is aangebracht aan het tweede punt (9) van het schroefblad (7) en strekt zich uit onder een tweede hoek (ß) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) waaronder het tweede deel zich uitstrekt. Het derde deel strekt zich uit vanaf het tweede punt en is naar de instroomopening toe gericht. Het derde deel strekt zich uit over een lengte gelegen tussen de helft en één maal de binnendiameter di van de boorkop. De tweede hoek β heeft een hoekwaarde gelegen tussen 0,7 γ < β < 1,7 γ, bij voorkeur 1,5 γ. De tweede hoek β wordt zo gekozen dat hij altijd kleiner is dan de eerste hoek a. Desgewenst kan het derde deel van een afgeschuind uiteinde zijn voorzien.

Door deze constructie van het eerste, tweede en derde deel van het schroefblad en zoals weergegeven in figuur 2 is de afstand h’ tussen twee opeenvolgende schroefbladsegmenten ter hoogte van het eerste deel groter dan de afstand h ter hoogte van het tweede deel. Verder is de afstand h” ter hoogte van het derde deel groter dan de afstand h, maar wel zo dat h” groter is dan h’. Hierdoor wordt ter hoogte van het derde deel voldoende ruimte gevormd om grond af te voeren.

Zoals reeds beschreven, is de tweede hoek β van het derde deel van het schroefblad kleiner dan de eerste hoek α van het eerste deel. Immers door deze kleinere tweede hoek β, zal bij het uitschroeven een axiale verticale krachtscomponent ontstaan die de boor sneller naar boven wil bewegen dan de spoed van het schroefblad toelaat. Hierdoor wordt ter hoogte van de uitstroomopening aan de onderkant van het schroefblad de schroefvorm eveneens naar boven toe bewogen waardoor de reeds gevormde onderliggende schroefvorm, gevuld met vloeibare beton onder druk ontlast wordt. Dit vermijdt met andere woorden dat de ontstane schroefvorm terug dicht geduwd wordt.

Een verloren boorpunt (4) wordt zodanig op de uitstroomopening van de boorkop gemonteerd, dat na montage van het verloren boorpunt de uitstroomopening van de boorkop afgesloten is.

Bij het aanbrengen van schroefpalen in de aardbodem wordt de voerbuis met de boorkop in een bepaalde draairichting en onder een neerwaartse druk schroevend in de aardbodem geboord door een combinatie van een boorkoppel en een axiale drukkracht. Het indringen van grond en water in de uitstroomopening van de boorkop wordt verhinderd door middel van het op de uitstroomopening gemonteerde verloren boorpunt (4). De omliggende aardbodem wordt door de boorkop zijdelings verdrongen en weggeperst zodat rondom de voerbuis een zone ontstaat van verdichte aardbodem. Van zodra het verloren boorpunt zich op de beoogde diepte bevindt, wordt een bij voorkeur stalen bewapening in de voerbuis geplaatst. Daarna wordt in de instroomopening een hardhaar materiaal, zoals bij voorkeur beton, gestort waardoor het verloren boorpunt los komt en de voerbuis volledig tot aan het verloren boorpunt met beton gevuld wordt.

Daar het eerste deel (10) over de eerste hoek α meer neerwaarts gebogen is dan het tweede deel (14) dat zich volgens de hellingshoek (γ) uitstrekt, en daar het eerste deel gericht is in de richting de uitstroomopening, zal bij het inschroeven in de bepaalde draairichting van de boor, de boorkop door deze eerste hoek α een bijkomende neerwaartse kracht ondervinden waardoor in de aardbodem wordt ingesneden en het inschroeven in de aardbodem versterkt wordt.

Het derde deel (11) is door de tweede hoek β meer opwaarts gericht in de richting van de instroomopening dan het tweede deel (14). Bij het inschroeven in een bepaalde draairichting van de boor, zal de grond door de tweede hoek β een bijkomende neerwaartse kracht ondervinden waardoor het verdringen van de grond versterkt wordt. Immers door de inclinatie onder de eerste hoek α van het eerste deel zal bij het insnijden met een uiterste tip van het eerste deel een groter volume grond aangesneden worden dat bij een verder inschroeven van de boorkop verdicht wordt doordat het tussen de opeenvolgende delen in het tweede deel van het schroefblad terecht komt waar de ruimte tussen het schroefblad geringer is dan bij het eerste deel. Daar nu echter het derde deel onder een hoek ß staat die groter dan de hoek γ is, kan deze verdrongen grond gemakkelijk via dat derde deel worden weggevoerd en wordt verstopping ter hoogte van het tweede deel vermeden. De bouw in drie delen van het schroefblad zorgt dus voor een efficiëntere verdringing van de grond.

Bij het uitschroeven van de boor in de tegenovergestelde richting van het inschroeven, zoals getoond in figuur 2, zal de boor door de tweede hoek β een bijkomende opwaartse kracht ondervinden waardoor het uitschroeven vergemakkelijkt wordt. Het effect van de tweede hoek β bij het uitschroeven bestaat erin dat de boor sneller opwaarts wil dan dat de spoed van het schroefblad toelaat, waardoor op de aardbodem een verdichtende kracht wordt uitgeoefend die zorgt voor een verhoging van de ruimte he, weggehaald in de aardbodem, die anders door een gebruikelijk schroefblad zou zijn weggehaald. Figuur 2 illustreert dit en laat zien dat de weggehaalde hoogte he groter is dan de dikte van het schroefblad.

Bij het uitschroeven van de boor zal de boorkop ook door de eerste hoek α een bijkomende opwaartse kracht ondervinden waardoor het uitschroeven vergemakkelijkt wordt. Een bijkomend effect bij het uitschroeven bestaat erin dat door de eerste hoek α van het eerste deel van het schroefblad naar beneden toe als het ware ‘een verdikt schroefblad in de aardbodem geschraapt’ wordt. Eenmaal het eerste deel de aardbodem passeert, ontstaat er een vrije ruimte die direct door het vloeibaar beton gevuld wordt.

Door het feit dat het schroefblad minimum een volledige omwenteling heeft, wordt zowel bij het inschroeven, als het uitschroeven de aardbodem tussen de in de aardbodem gevormde schroefbladen gecomprimeerd.

Bij het inschroeven wordt de aardbodem door de helling α van het eerste deel naar boven gedrukt tegen het schroefblad en een eerste maal gecomprimeerd. Doordat het tweede deel eveneens onder een helling ß staat, en dat het schroefblad slechts beperkt groter is dan één omwenteling kan er geen aardbodem komen vast te zitten tussen de schroefbladen.

De verloren boorpunt is op zo’n wijze op de boorkop gemonteerd dat, als de boor in de tegengestelde draairichting ten opzichte van het inschroeven aangedreven wordt, het zich ontkoppelt van de boorkop. Het verloren boorpunt blijft dus achter in de aardbodem. Onder zwaartekracht vloeit het beton uit de uitstroomopening van de holle boorkop naar de ontstane vrije ruimte onder de boorkop. Op deze manier wordt de ontstane vrije ruimte onder de boorkop stelselmatig en volledig met beton opgevuld waardoor een schroefvormige betonnen paal in de aardbodem wordt gevormd. Om te voorkomen dat de aardbodem te veel ontspant, moet een voldoende druk op het instromende beton worden gehandhaafd tijdens het uitschroeven.

Gezien de binnendiameter van de voerbuis altijd kleiner is dan de diameter van de ontstane schroefpaal, zal het vloeibaar beton in deze voerbuis altijd hoger staan dan het maaiveld, zijnde het vlak gevormd door de bovenkant van de aardbodem of de bestrating, of het boorpeil, waardoor altijd een overdruk aan beton heerst.

Desgewenst kan het eerste deel ook gevormd zijn door gebruik te maken van een snijtand, welke dan zo gekozen wordt om de onderzijde van de snijtand geen hoekverdraaiing α te geven, maar deze tot de bovenzijde van de snijtand te beperken. Door de specifieke vorm van de snijtand aan het schroefblad, zal de hoek aan de bovenzijde het inschroeven van de boor bevorderen. Dat de onderzijde geen hoekverdraaiing α kent ten opzichte van het schroefblad heeft als gevolg het niet dicht drukken van de reeds gevormde ruimte onder het schroefblad bij het uitschroeven van de boor.

Het nuttig draagvermogen in de weerstandbiedende aardbodemlaag van de in de aardbodem ontstane schroefpaal wordt bepaald door de schachtdiameter en de buitenste omtrek van de schroefpaal. De schachtdiameter van de schroefpaal wordt bepaald door de grootste buitendiameter van de boorkop. De buitenste omtrek van de schroefpaal is afhankelijk van de diameter, de dikte, de vorm en de plaats van het schroefblad op de boorkop en van de werkwijze tijdens het terugschroeven.

Het nuttig draagvermogen in de weerstandbiedende aardbodemlaag van de in de aardbodem ontstane schroefvormige vrije ruimte kan enkel in rekening gebracht worden op voorwaarde dat de ontstane schroefvormige vrije ruimte een voldoende grootte en vastheid heeft. Indien dit niet het geval is, kan voor de berekening van het draagvermogen enkel de paalschachtdiameter zonder de schroefvormige vrije ruimte in aanmerking genomen worden, waardoor voor eenzelfde beoogd draagvermogen van de schroefpaal en bij eenzelfde aard bodemgesteldheid een grotere paalschachtdiameter of boorkop noodzakelijk zal zijn, of een langere schroefpaal nodig is.

In de voorkeurswerkwijze van de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een programmatuur op de booraandrijving, genaamd ‘pitch control’ of ‘spoedcontrole’. Hierbij wordt het aansturingsprogramma van de boor zodanig ingesteld dat de spoed van de booraandrijving groter is dan de spoed van de schroefbladen op de aardbodemverdringende boorkop. Door het gebruik van dit programma kan men bij wijze van voorbeeld de programmatuur zodanig instellen dat men een boor met een spoed van het schroefblad van 200 mm, laat draaien met een spoed van 300 mm. Hierdoor zal de boor een bijkomende opwaartse kracht krijgen, en zullen de gevormde schroefbladen op de paal verdikt worden ten opzichte van de dikte van het schroefblad.

De waarden van α, ß, de parametrering van de spoedcontrole zijn geheel functie van de werkomstandigheden zoals ondermeer de aardbodemgesteldheid, de diameter van de te boren paal, de lengte van de paal, de kracht van de boormotor, de pull-up van de machine.

In een voorkeursuitvoering van de boorkop bevat deze een schroefbladvrij gedeelte en is de hoogte van de boorkop boven het schroefblad variabel en in functie van de verhouding van de buitendiameter van de voerbuis met de buitendiameter van de boorkop. Zoals weergegeven in de figuren 3 a tot en met d varieert de buitendiameter van de boorkop stapsgewijs. Op deze wijze wordt bij het uitschroeven de aardbodem geleidelijk verdrongen. Daar de diameter van de boorkop de schachtdiameter bepaalt en ondermeer afhankelijk van het draagvermogen van de schroefpaal en de aardbodemgesteldheid is, is het aannemelijk dat het verdringend gedeelte hoger is naarmate het diameterverschil tussen buitendiameter van de voerbuis en de uiterste diameter van de boorkop groter is, zodat meerdere stappen moeten genomen worden. Het aantal stappen is gekozen in functie van de verhouding tussen de buitendiameter van de voerbuis 2 en de buitendiameter van de boorkop 3 ter hoogte van de uitstroomopening 5 waarbij aan elke stap telkens een buitendiameterwaarde toegekend is. Elke overgang tussen de verschillende stappen is bij voorkeur afgeschuind onder een vierde hoek (ξ) gelegen tussen 45° en 60° bepaald ten opzichte van de loodlijn op de booras.

Voor de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een boorkop waarbij het onderste deel nagenoeg constant is. Enkel het bovenste deel is variabel in functie van de diameter.

In een verdere voorkeursuitvoering van de boorkop zoals voorgesteld in figuur 4a wordt voor grote boorkopbuitendiameters vanaf bij voorkeur 55 cm de binnendiameter van de voerbuis vergroot. In dit geval zullen grotere boorkoppen nodig zijn. Deze kunnen dan het boren van deze grote diameters vergemakkelijken.

In een verdere voorkeursuitvoering van de boorkop wordt bij een verhouding van ten minste 1,5 tussen de buitendiameter van de boorkop (3) ter hoogte van de uitstroomopening (5) en de binnendiameter van de voerbuis (2) in de boorkop (3) zodanig vergroot zodat de verhouding kleiner dan 1.5 bedraagt.

In een verdere voorkeursuitvoering, zoals voorgesteld in figuur 4b, zijn de binnen- en buitendiameterovergangen van de boorkoppen afgeschuind.

Bij voorkeur bevat de voerbuis (2) n delen, waarbij n groter of gelijk is aan 2. Elk i-de deel, met 1 < i < n, heeft een grotere binnendiameter dan de binnendiameter van deel i-1 en welk deel i-de aansluit op deel (i-1 )-de en welk deel n uitmondt ter hoogte van de uitstroomopening, zodanig dat het verschil tussen de buitendiameter van de boorkop (3) ter hoogte van de uitstroomopening (5) en de binnendiameter van deel n minder dan 200 mm bedraagt.

Claims (11)

1. CONCLUSIES

   1. Werkwijze voor het aanbrengen in een aardbodem van een aardbodemverdringende schroefpaal waarbij de aardbodem wordt verdrongen door middel van een boor (1) voorzien van een boorkop (3), welke boor (1) verder een voerbuis (2) bevat, die voorzien is van een instroomopening (6) en welke boorkop (3) voorzien is van een volgens een uitstroomrichting georiënteerde uitstroomopening (5) met een binnendiameter (dj) en die verbonden is met de instroomopening (6), welke boor een uitwendig schroefblad (7) bevat met een gedeelte (14) dat zich tussen een eerste punt (8), gelegen in de nabijheid van de uitstroomopening (5), en een tweede punt (9) uitstrekt over een hellingshoek (γ) bepaald ten opzichte van een vlak waarin de uitstroomopening gelegen is, met het kenmerk dat het schroefblad door een opeenvolging van een eerste (10), een tweede (14) en een derde (13) deel is gevormd, waarbij de som van de lengte van het eerste, tweede en derde deel zich over een afstand groter dan een volledige omwenteling van de boorkop (3) uitstrekt, welk eerste deel (10) zich vanaf een beginpunt (12) van het schroefblad (7) uitstrekt tot het eerste punt (8) en aangebracht is onder een. eerste hoek (a) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) en naar de uitstroomrichting toe gericht is en zich over een lengte gelegen tussen een vierde en de helft van de te vormen schachtdiameter van de schroefpaal, welke derde deel zich uitstrekt vanaf het tweede punt naar een eindpunt van het schroefblad toe onder een tweede hoek (β) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) en naar de instroomopening toe gericht is en zich over een lengte gelegen tussen de helft en één maal de binnendiameter uitstrekt, en waarbij bij het inschroeven van de boorkop (3) in de aardbodem het eerste deel (10) ingrijpt in de aardbodem en deze naar het tweede deel verdringt, en vervolgens bij het uitschroeven van de boorkop (3) uit de aardbodem, in de tegenovergestelde richting van het inschroeven, het derde deel (11) een opwaartse translatie van de boorkop teweegbrengt.
2. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat bij het uitschroeven van de boorkop (3) uit de aardbodem een externe opwaartse axiale kracht op boorkop (3) wordt uitgevoerd.
3. 3. Boor (1) voorzien van een boorkop (3), welke boor (1) verder een voerbuis (2) bevat, die voorzien is van een instroomopening (6) en welke boorkop (3) voorzien is van een volgens een uitstroom richting georiënteerde uitstroomopening (5) met een binnendiameter (de) en die verbonden is met de instroomopening (6), welke boor een uitwendig schroefblad (7) bevat met een gedeelte (14) dat zich tussen een eerste punt (8), gelegen in de nabijheid van de uitstroomopening (5), en een tweede punt (9) uitstrekt over een hellingshoek (γ) bepaald ten opzichte van een vlak waarin de uitstroomopening gelegen is, met het kenmerk dat het schroefblad door een opeenvolging van een eerste (10), een tweede (14) en een derde (13) deel is gevormd, waarbij de som van de lengte van het eerste, tweede en derde deel zich over een afstand groter dan een volledige omwenteling van de boorkop uitstrekken, welk eerste deel (10) zich vanaf een beginpunt (8) van het schroefblad (7) uitstrekt tot het eerste punt en aangebracht is onder een eerste hoek (a) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) en naar de uitstroomrichting toe gericht is en zich over een lengte gelegen tussen een vierde en de helft van de te vormen schachtdiameter van de schroefpaal uitstrekt, welke derde deel zich uitstrekt vanaf het tweede punt naar een eindpunt van het schroefblad toe onder een tweede hoek (β) bepaald ten opzichte van de hellingshoek (γ) en naar de instroomopening toe gericht is en zich over een lengte gelegen tussen de helft en één maal de binnendiameter uitstrekt.
4. 4. Boor (3) volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de eerste hoek (a) een hoekwaarde heeft gelegen tussen één en drie maal, bij voorkeur twee maal, de hoekwaarde van de hellingshoek.
5. 5. Boor (3) volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk dat de tweede hoek (ß) een hoekwaarde heeft die gelegen is tussen 0,7 en 1,7 maal, bij voorkeur 1,5 maal, de hoekwaarde van de hellingshoek (Y).
6. 6. Boor (3) volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk dat deze een schroefbladvrij deel bevat met een buitendiameter die in stappen afneemt in functie van de verhouding tussen de buitendiameter van de voerbuis (2) en de buitendiameter van de boorkop (3) ter hoogte van de uitstroomopening (5).
7. 7. Boor (3) volgens conclusie 6, met het kenmerk dat het aantal stappen gekozen is in functie van de verhouding tussen de buitendiameter van de voerbuis (2) en de buitendiameter van de boorkop (3) ter hoogte van de uitstroomopening (5) waarbij aan elke stap telkens een buitendiameterwaarde toegekend is.
8. 8. Boor (3) volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk dat elke overgang tussen de verschillende stappen afgeschuind is onder een vierde hoek (ξ) gelegen tussen 45° en 60° bepaald ten opzichte van de loodlijn op de booras.
9. 9. Boor (3) volgens één der conclusies 3 tot en met 8, met het kenmerk dat de voerbuis (2) n delen bevat, waarbij n groter of gelijk is aan 2 en waarbij elk i-de deel, met 1 < i < n, een grotere binnendiameter heeft dan de binnendiameter van deel i-1 en welke deel i-de aansluit op deel (i-1 )-de en welk deel n uitmondt ter hoogte van de uitstroomopening zodanig dat het verschil tussen de buitendiameter van de boorkop (3) ter hoogte van de uitstroomopening (5) en de binnendiameter van deel n minder dan 200 mm bedraagt.
10. 10. Boor (3) volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de dikte van het schroefblad (3) ten minste 40 mm bedraagt.
11. 11. Boor (3) volgens conclusie 3, met het kenmerk dat het eerste deel van het schroefblad (3) voorzien is van een uitneembare snijtand.