BE1027995B1 - Grondverdringende boor en werkwijze voor het vormen van een gladde funderingspaal met een dergelijke grondverdringende boor - Google Patents

Abstract

Deze uitvinding betreft een grondverdringende boor (1), omvattende: - een boorbuis (4); - een verbreding (5), aan een uiteinde van de boorbuis (4), die voorzien is van: ◦ een schroefblad (6) voor schroeven van de boor (1) in een ondergrond (2); en ◦ een uitgangsopening (7) voor het hier doorheen laten van materiaal (9) voor het vormen van een funderingspaal (3); - en een klep (8), die verplaatsbaar is tussen: ◦ een eerste positie, voor het ongehinderd laten van het schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2); en ◦ een tweede positie, voor het verhinderen dat het genoemde materiaal (9), bij uitschroeven van de boor (1) uit de ondergrond (2), in een met het schroefblad (6) in de ondergrond (2) gevormde schroefsleuf komt. Daarnaast betreft deze uitvinding een werkwijze voor het vormen van een gladde funderingspaal (3) met behulp van een dergelijke boor (1).

Description

GRONDVERDRINGENDE BOOR EN WERKWIJZE VOOR HET VORMEN VAN EEN GLADDE FUNDERINGSPAAL MET EEN DERGELIJKE

GRONDVERDRINGENDE BOOR Deze uitvinding betreft een grondverdringende boor voor het grondverdringend boren in een ondergrond ter vorming van een funderingspaal. Daarnaast betreft deze uitvinding een werkwijze voor het vormen van een funderingspaal met een dergelijke grondverdringende boor.

Er zijn twee types funderingspalen die met behulp van dergelijke grondverdringende boren worden gevormd. Het gebruikte type funderingspaal hangt af van de bodem. Schroefvormige funderingspalen worden vooral gevormd in kleigrond, terwijl in harde zandlagen gladde funderingspalen worden gevormd.

Om deze funderingspalen te vormen, worden verschillende types van dergelijke grondverdringende boren gebruikt.

Om schroefvormige funderingspalen te vormen, worden boren gebruik waarbij de boorbuis onderaan voorzien is van een verbreding en waarbij deze verbreding voorzien is van een schroefblad. Deze verbredingen verdringen de grond onmiddellijk onderaan de boor, zodat geen grond bovengronds wordt gebracht. Voorbeelden van dergelijke boren zijn bijvoorbeeld beschreven en afgebeeld in EP 0 747 537 Al en in WO 2019/077416 A1.

Gladde funderingspalen worden in de praktijk gevormd met boren, waarvan de boorbuis aan een uiteinde voorzien is van een schroefblad en op een zekere afstand van dit uiteinde, boven dit schroefblad, voorzien is van een verdringer. Het schroefblad onderaan de boorbuis is voorzien om de boor in de grond te trekken, om de paal te kunnen vormen en om grond tot aan de verdringer te transporteren om deze grond door de verdringer zijdelings te verdringen.

Een dergelijke boor is bijvoorbeeld beschreven en afgebeeld in EP 0228 138 A2.

Deze grondverdringende boren transporteren de grond eerst met behulp van het schroefblad tot aan de verdringer om de grond zijdelings door deze verdringer te laten verdringen.

Ter hoogte van het onderste deel van de gevormde paal is de grond hierdoor niet verdrongen, zodat zelfs ontspanning van de grond kan optreden, met grotere zettingen van de paal als gevolg.

Doordat het schroefblad bij het inschroeven van de boor de grond transporteert tot aan de verdringer, ontstaat er veel wrijving. Deze wrijving zorgt voor grotere slijtage, opwarming van de boor en een groter energieverbruik. Meer slijtage brengt extra kosten met zich mee, omdat de boor meer opgelast moet worden. Opwarming van de boor kan leiden tot verstoppingen van bijvoorbeeld beton dat door de boor moet om de funderingspaal te vormen. Meer energie verbruik betekent extra kosten en milieubelasting.

Bij het uitschroeven van de boor wordt geen constante spoed gevolgd, waardoor insnoeringen in de paal niet uitgesloten zijn.

De verdringer kan in de praktijk de grond ook niet volledig zijdelings verdringen. Wanneer de boor boven komt na het boren van een paal, zit er een gedeelte grond tussen de schroefbladen onder de verdringer. Deze grond wordt mee met de boor bovengronds gebracht. Deze grond dient men dan af te scheppen, op te laden en af te voeren, wat tijdrovend, kostelijk en milieubelastend is.

Deze boren voor het vormen van gladde funderingspalen zijn bovendien heel wat duurder in productie dan de boren voor het vormen van schroefvormige funderingspalen.

Het doel van deze uitvinding is om te voorzien in een grondverdringende boor waarmee gladde funderingspalen gevormd kunnen worden, zonder de genoemde nadelen van de gekende grondverdringende boren voor het vormen van gladde funderingspalen.

Dit doel wordt bereikt door te voorzien in een grondverdringende boor voor het grondverdringend boren in een ondergrond ter vorming van een funderingspaal, omvattende: - een boorbuis; en - een verbreding van de boorbuis, die: o aan een uiteinde van de boorbuis is voorzien; © voorzien is van een schroefblad voor het schroeven van de boor in de ondergrond; en Oo voorzien is van een uitgangsopening voor het hier doorheen laten van materiaal dat in de boorbuis wordt aangebracht voor het vormen van de funderingspaal, waarbij deze boor nu een klep omvat, die verplaatsbaar is tussen: - een eerste positie, waarin deze klep in een zone buiten het verlengde van het schroefblad onderaan de verbreding is opgesteld, zodanig dat deze klep het schroeven van de boor in de ondergrond ongehinderd laat; en - een tweede positie, waarin deze klep onderaan de verbreding minstens gedeeltelijk tussen de uitgangsopening en het schroefblad is opgesteld, zodanig dat deze klep verhindert dat het genoemde materiaal, bij uitschroeven van de boor uit de ondergrond in een met het schroefblad, in de ondergrond gevormde schroefsleuf komt.

Door het voorzien van deze klep, biedt een grondverdringende boor volgens deze uitvinding dezelfde voordelen voor het vormen van gladde palen als bij grondverdringende boren voor het vormen van schroefvormige palen.

Grond wordt ter hoogte van de verbreding zijdelings verdrongen, zodat geen grond bovengronds wordt gebracht. Grond wordt ook tot onderaan de gevormde paal verdrongen.

Bij inschroeven van de verbreding treedt minder wrijving op. Bij het uitschroeven van de boor wordt een constante spoed gevolgd, waardoor insnoeringen in de paal vermeden worden.

Dankzij de klep wordt verhinderd dat materiaal voor het vormen van de funderingspaal, zoals bijvoorbeeld beton, de met het schroefblad gevormde schroefsleuf in de grond vult. Deze schroefsleuf wordt terug dicht geduwd bij het optrekken van de boor.

Om te verhinderen dat grond bij het inschroeven van de boor in de ondergrond doorheen de uitgangsopening tot in de boorbuis zou dringen, kan aan het uiteinde van de verbreding ofwel een verloren boorpunt voorzien worden voor het afsluiten van deze uitgangsopening, ofwel één of meerdere afsluitkleppen die de uitgangsopening afsluiten bij het inschroeven en die de uitgangsopening terug vrij kunnen maken voor het terug uit de ondergrond schroeven van de boor.

De boorbuis omvat bij voorkeur een hoofdzakelijk cirkelvormige doorsnede. Deze wordt bij voorkeur volledig cilindrisch uitgevoerd.

De boorbuis kan aan zijn buitenzijde en/of aan zijn binnenzijde voorzien zijn van spiralen.

De boorbuis kan ééndelig of meerdelig uitgevoerd zijn. In een boor volgens deze uitvinding is bij voorkeur niet langer een verdringer op een zekere afstand van het uiteinde van de boorbuis boven het schroefblad opgesteld.

De verbreding omvat eveneens bij voorkeur een hoofdzakelijk cirkelvormige doorsnede. Bij voorkeur bevindt de maximale diameter van de verbreding zich dan ter hoogte van het schroefblad en is deze groter dan de diameter van de boorbuis boven deze verbreding.

De boorbuis en de verbreding zijn bij voorkeur uit staal vervaardigd.

Ook de klep is bij voorkeur uit staal vervaardigd. De genoemde klep onderaan de verbreding is bij voorkeur scharnierbaar aan deze verbreding bevestigd.

De klep is daarbij bij voorkeur zodanig gepositioneerd, dat deze klep in ongehinderde toestand bij ophouden van de boor met de verbreding onderaan de boorbuis, neerhangt in zijn tweede positie. Op deze manier kan de klep eenvoudig bij het uit de ondergrond schroeven van de boor in zijn tweede positie gebracht en 5 gehouden worden.

Verder is deze klep bij voorkeur zodanig gepositioneerd dat deze klep bij inschroeven van de boor in een ondergrond, door de ondergrond in zijn eerste positie wordt gehouden. Er zijn dan geen verdere hulpmiddelen nodig om een dergelijke klep in zijn eerste positie te houden tijdens het inschroeven van de boor in de ondergrond.

Het schroefblad van een boor volgens deze uitvinding heeft bij voorkeur een maximale dikte, die tussen 15 mm en 100 mm bedraagt. Nog meer voorkeurdragend is deze maximale dikte kleiner dan 70 mm, en uiterst voorkeurdragend kleiner of gelijk aan 30 mm.

In een specifieke uitvoeringsvorm kan de verbreding van een boor volgens deze uitvinding voorzien zijn van minstens een tweede schroefblad voor het schroeven van de boor in de ondergrond. Een dergelijke boor is dan voorzien van minstens een tweede klep, die verplaatsbaar is tussen: - een eerste positie, waarin deze tweede klep in een zone buiten het verlengde van het tweede schroefblad onderaan de verbreding is opgesteld, zodanig dat deze tweede klep het schroeven van de boor in de ondergrond ongehinderd laat; en - een tweede positie, waarin deze tweede klep onderaan de verbreding minstens gedeeltelijk tussen de uitgangsopening en het tweede schroefblad is opgesteld, zodanig dat deze tweede klep verhindert dat het genoemde materiaal, bij uitschroeven van de boor uit de ondergrond, in een met het tweede schroefblad in de ondergrond gevormde tweede schroefsleuf komt.

Het doel van deze uitvinding wordt daarnaast ook bereikt door te voorzien in een werkwijze voor het vormen van een gladde funderingspaal met behulp van een hier boven beschreven grondverdringende boor volgens deze uitvinding, waarbij: - de boor in de ondergrond wordt geboord, terwijl de klep in zijn eerste positie blijft; - materiaal om de funderingspaal te vormen in de boorbuis wordt aangebracht; en - de boor wordt opgetrokken uit de ondergrond, terwijl de klep in zijn tweede positie blijft.

Als materiaal voor het vormen van de funderingspaal kan daarbij bijvoorbeeld beton in de boorbuis aangebracht worden. Eventueel kan er ook wapening in de boorbuis aangebracht worden vooraleer dit materiaal in de boorbuis aangebracht wordt.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens deze uitvinding wordt bij het optrekken van de boor uit de ondergrond de boor uit de ondergrond geschroefd met een spoed die kleiner is dan de spoed van het schroefblad.

De vertraagde spoed zorgt ervoor dat het schroefblad helpt om de schroefsleuf die bij het inschroeven van de boor in de ondergrond werd gevormd, bij het uitschroeven van deze boor terug te sluiten zonder dat daarbij materiaal voor het vormen van de funderingspaal in deze schroefsleuf terecht komt.

Deze uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van een voorkeurdragende grondverdringende boor volgens deze uitvinding. De bedoeling van deze beschrijving 1s uitsluitend verduidelijkende voorbeelden te geven en om verdere voordelen en bijzonderheden van deze uitvinding aan te duiden, en kan dus geenszins geïnterpreteerd worden als een beperking van het toepassingsgebied van de uitvinding of van de in de conclusies opgeëiste octrooirechten.

In deze gedetailleerde beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen, waarbij in - Figuur 1 een uitvoeringsvorm van een grondverdringende boor volgens deze uitvinding in perspectief is afgebeeld met verloren boorpunt en met de klep in zijn eerste positie; - Figuur 2 de boor uit figuur 1 in perspectief is afgebeeld, zonder verloren boorpunt en met de klep in zijn tweede positie; - Figuur 3 de boor uit figuur 1 in vooraanzicht is afgebeeld, met verloren boorpunt en met de klep in zijn eerste positie; - Figuur 4 de boor uit figuur 1 in perspectief is afgebeeld, zonder verloren boorpunt en met de klep in zijn tweede positie; - Figuur 5 in verschillende stappen is afgebeeld hoe met de grondverdringende boor uit funderingspaal kan gevormd worden.

De afgebeelde grondverdringende boor (1) omvat een boorbuis (4), een verbreding (5) en een klep (8).

De boorbuis (4) is hoofdzakelijk cilindrisch uitgevoerd en is onderaan voorzien van een verbreding (5). Op de verbreding (5) is een schroefblad (6) aangebracht.

De maximale diameter (D») van de verbreding (5) bevindt zich ter hoogte van het schroefblad (6) en is groter dan de diameter (Di) van de boorbuis (4) boven deze verbreding (5).

Het schroefblad (6) heeft een maximale dikte (d), die tussen 15 mm en 100 mm bedraagt. Nog meer voorkeurdragend is deze maximale dikte (d) kleiner dan 70 mm, en uiterst voorkeurdragend kleiner of gelijk aan 30 mm.

Een cilindrische holte (12) strekt zich doorheen de volledige boorbuis (4) uit en mondt onderaan de verbreding (5) uit in een uitgangsopening (7) voor het hier doorheen laten van materiaal (9) dat in de cilindrische holte (12) wordt aangebracht voor het vormen van een funderingspaal (3).

Eventueel kan de boorbuis (4) inwendig of uitwendig voorzien worden van één of meerdere bijkomende spiralen (schroefbladen).

De boorbuis (4), de verbreding (5) en het schroefblad (6) kunnen bijvoorbeeld uit metaal vervaardigd worden, dit bijvoorbeeld uit staal.

Het schroefblad (6) kan op de verbreding (5) aangebracht worden met behulp van lassen.

Aan het onderste uiteinde van de boorbuis (4) is in de afgebeelde uitvoeringsvorm een verloren boorpunt (11) voorzien.

Deze verloren boorpunt (11) is niet aan de boorbuis (4) bevestigd, maar wordt hier tegen aangebracht om de boor (1) in de ondergrond (2) te boren en wordt op dat moment tegen de boorbuis (4) gehouden door de ondergrond (2). Ook deze verloren boorpunt (11) kan uit metaal vervaardigd worden.

Als alternatief voor deze verloren boorpunt (11) kan de grondverdringende boor (1) ook voorzien worden van één of meerdere afsluitkleppen die scharnierbaar onderaan de verbreding (5) worden voorzien voor het afsluiten van de uitgangsopening (7). Onderaan de verbreding (5), ter hoogte van het schroefblad (6) is naast dit schroefblad (6) een klep (8) scharnierend aan deze verbreding (5) bevestigd.

Deze klep (8) is verplaatsbaar tussen: - een eerste positie, zoals afgebeeld in de figuren 1 en 3, waarin deze klep (8) zo is opgesteld dat deze het schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2) ongehinderd laat; en - een tweede positie, zoals afgebeeld in de figuren 2 en 4, waarin deze klep (8) onderaan de verbreding (5) minstens gedeeltelijk tussen de uitgangsopening (7) en het schroefblad (6) is opgesteld, zodanig dat deze klep (8) verhindert dat materiaal (9) dat in de cilindrische holte (12) is aangebracht, bij uitschroeven van de boor (1) uit de ondergrond (2) in een met het schroefblad (6) in de ondergrond gevormde schroefsleuf komt.

Om in de eerste positie het schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2) ongehinderd te laten is de klep (8) in een zone buiten het verlengde van het schroefblad (6) opgesteld.

In de afgebeelde uitvoeringsvorm is deze klep (8) hiertoe tegen de mantel van de verbreding (5) aangebracht.

Alternatief maar minder voorkeurdragend zou de klep (8) hiertoe bijvoorbeeld ook tegen het buitenoppervlak van de verloren punt (11) kunnen aanleunen. Nog alternatief zou de klep (8) hiertoe ook bijvoorbeeld uitgevoerd kunnen zijn als een afsluitklep voor het afsluiten van de uitgangsopening (7) in de verbreding (4).

In figuur 5 is in verschillende stappen te zien hoe met behulp van een grondverdringende boor (1) volgens deze uitvinding in een ondergrond (2) geboord kan worden ter vorming van een funderingspaal (2).

De boor (1) wordt op een gekende manier met behulp van een kraan (13) ter hoogte van de locatie gebracht waar een funderingspaal (3) dient gevormd te worden. De verloren punt (11) wordt onderaan tegen de verbreding (5) van de boor (1) aangebracht om de uitgangsopening (7) af te sluiten en een boorpunt voor de boor (1) te vormen (stap A).

De boor (1) wordt neergelaten en in de ondergrond (2) geboord (stap B). Tijdens het boren in de ondergrond (2) houdt de ondergrond (2) de verloren punt (11) tegen de verbreding (5). De grond wordt zijdelings verdrongen ter hoogte van de verbreding (5). De gewenste boordiepte wordt met een grondverdringende boor (1) volgens deze uitvinding zeker gehaald omdat het schroefblad (6) zich onderaan bevindt, dit op de verbreding (5).

Wanneer de boor (1) op de gewenste boordiepte is, kan een stalen wapening (10) in de boorbuis aangebracht worden (stap C) en wordt de boorbuis (4) gevuld met vulmateriaal (9), zoals bijvoorbeeld beton (stap D).

De boor (1) wordt daarna teruggeschroefd, dit met een spoed die kleiner is dan de spoed van het schroefblad (6) van deze boor (1) (stap E). Deze spoed kan daarbij voldoende klein gekozen worden om de met het schroefblad (6) gevormde schroefsleuf in de ondergrond (2) minstens gedeeltelijk terug te sluiten, maar kan voldoende groot blijven om de boorbuis (4) vlot terug uit de ondergrond (2) te schroeven. Bij het terugschroeven van de boor (1) komt de verloren punt (11) los en blijft daarbij onderaan de geboorde holte achter. Het vulmateriaal (9) en de wapening (10) worden onder invloed van de zwaartekracht doorheen de uitgangsopening (7) uitgelaten om de funderingspaal (3) te vormen (stap F).

Claims (8)

CONCLUSIES

1. Grondverdringende boor (1) voor het grondverdringend boren in een ondergrond (2) ter vorming van een funderingspaal (3), omvattende: — een boorbuis (4); en — een verbreding (5), die: - aan een uiteinde van de boorbuis (4) is voorzien; - voorzien is van een schroefblad (6) voor schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2); en - voorzien is van een uitgangsopening (7) voor het hier doorheen laten van materiaal (9) dat in de boorbuis (4) wordt aangebracht voor het vormen van de funderingspaal (3); met het kenmerk dat de boor (1) een klep (8) omvat, die verplaatsbaar 1s tussen: — een eerste positie, waarin deze klep (8) in een zone buiten het verlengde van het schroefblad (6) onderaan de verbreding (5) is opgesteld, zodanig dat deze klep (8) het schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2) ongehinderd laat; en — een tweede positie, waarin deze klep (8) onderaan de verbreding (5) minstens gedeeltelijk tussen de uitgangsopening (7) en het schroefblad (6) is opgesteld, zodanig dat deze klep (8) verhindert dat het genoemde materiaal (9), bij uitschroeven van de boor (1) uit de ondergrond (2) in een met het schroefblad (6), in de ondergrond (2) gevormde schroefsleuf komt.

2. Boor (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de klep (8) scharnierbaar aan de verbreding (5) is bevestigd.

3. Boor (1) volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de klep (8) zodanig 1s gepositioneerd, dat deze klep (8) in ongehinderde toestand bij ophouden van de boor (1) met de verbreding (5) onderaan de boorbuis (4), neerhangt in zijn tweede positie.

4. Boor (1) volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk dat de klep (8) zodanig is gepositioneerd dat deze klep (8) bij het inschroeven van de boor (1) in een ondergrond (2), door de ondergrond (2) in zijn eerste positie wordt gehouden.

5. Boor (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het schroefblad (6) een maximale dikte (d) heeft, die tussen 15 mm en 100 mm bedraagt.

6. Boor (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de verbreding (5) voorzien is van minstens een tweede schroefblad voor het schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2) en voorzien is van minstens een tweede klep, die verplaatsbaar is tussen: — een eerste positie, waarin deze tweede klep in een zone buiten het verlengde van het tweede schroefblad onderaan de verbreding (5) is opgesteld, zodanig dat deze tweede klep het schroeven van de boor (1) in de ondergrond (2) ongehinderd laat; en — een tweede positie, waarin deze tweede klep onderaan de verbreding (5) minstens gedeeltelijk tussen de uitgangsopening (7) en het tweede schroefblad is opgesteld, zodanig dat deze tweede klep verhindert dat het genoemde materiaal (9), bij het uitschroeven van de boor (1) uit de ondergrond (2) in een met het tweede schroefblad, in de ondergrond (2) gevormde tweede schroefsleuf komt.

7. Werkwijze voor het vormen van een gladde funderingspaal (3) in een ondergrond (2) met behulp van een grondverdringende boor (1), die een boorbuis (4) omvat en een verbreding (5), die aan een uiteinde van de boorbuis (4) is bevestigd, waarbij de boor (1) in de ondergrond (2) wordt geboord, waarbij materiaal (9) om de funderingspaal (3) te vormen in de boorbuis (4) wordt aangebracht en waarbij de boor (1) wordt opgetrokken uit de ondergrond (2), met het kenmerk dat de boor (1) een boor (1) volgens één van de voorgaande conclusies is, dat bij het boren van de boor (1) in de ondergrond (2), de klep (8) in zijn eerste positie blijft en dat bij het optrekken van de boor (1) uit de ondergrond (2), de klep (8) in zijn tweede positie blijft.

8. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat bij het optrekken van de boor (1) uit de ondergrond (2) de boor (1) uit de ondergrond (2) geschroefd wordt met een spoed die kleiner is dan de spoed van het schroefblad (6).