BE1028932B1

BE1028932B1 - Drilling facility and method for manufacturing an in-situ soil-displacement screw pile

Info

Publication number: BE1028932B1
Application number: BE20205972A
Authority: BE
Inventors: Jo Devenyn
Original assignee: Noterman Putboringen
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-07-18
Also published as: BE1028932A1

Abstract

De uitvinding voorziet in een boorvoorziening (5) voor het vervaardigen van grondverdringende schroefpalen, omvattende een verdringingsgedeelte (1) aan een booruiteinde (6) en omvattende minstens één schroefblad (2, 3) op de buitenkant van het verdringingsgedeelte (1), met het kenmerk dat het schroefblad (2, 3) een dikte (D) heeft die toeneemt in een richting weg van het booruiteinde (6). De uitvinding voorziet tevens in een werkwijze voor het vervaardigen van een in de grond gevormde grondverdringende schroefpaal met behulp van de boorvoorziening (5).The invention provides a drilling facility (5) for manufacturing soil-displacing screw piles, comprising a displacement section (1) at a drilling end (6) and comprising at least one screw blade (2, 3) on the outside of the displacement section (1), with the characterized in that the screw blade (2, 3) has a thickness (D) increasing in a direction away from the drill end (6). The invention also provides a method for manufacturing a ground-displacing screw pile formed in the ground using the drilling facility (5).

Description

Boorvoorziening en werkwijze voor het vervaardigen van een in de grond gevormde grondverdringende schroefpaal Technisch vakgebied De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een boorvoorziening en een werkwijze voor het vervaardigen van een in de grond gevormde grondverdringende schroefpaal. Stand der techniek BE1016927 beschrijft een boorvoorziening voor het vervaardigen van grondverdringende schroefpalen. De boorvoorziening omvat een verdringingsgedeelte aan een booruiteinde en omvat minstens één schroefblad op de buitenkant van het verdringingsgedeelte. Het getoond schroefblad heeft een dikte die constant blijft langsheen de lengte van de boorvoorziening.Technical field The present invention relates to a drilling facility and method for manufacturing a screw pile formed in the ground. Prior art BE1016927 describes a drilling facility for manufacturing soil-displacing screw piles. The drilling arrangement includes a displacement portion at a drill end and includes at least one screw blade on the outside of the displacement portion. The screw blade shown has a thickness that remains constant along the length of the drill.

Dit schroefblad heeft als functie in de grond een schroefvorm te vormen door de boorvoorziening rond te draaien. Bij het terugtrekken van de boorvoorziening wordt de aldus gevormde opening gevuld met beton en blijft zo, na uitharden van het beton, een grondverdringende schroefpaal achter in de grond. In dergelijke boorvoorzieningen wordt de dikte van het schroefblad bepaald in functie van de te bekomen schroefdraad van de in de grond te vormen grondverdringende schroefpaal. Deze dikte is echter doorgaans relatief dik waardoor het in de grond schroeven van het schroefblad moeizaam kan verlopen.The function of this screw blade is to form a screw shape in the ground by rotating the drilling device. When the drilling device is withdrawn, the opening thus formed is filled with concrete and thus, after the concrete has hardened, a soil-displacing screw pile remains behind in the ground. In such drilling facilities, the thickness of the screw blade is determined in function of the screw thread to be obtained of the soil-displacing screw pile to be formed in the ground. However, this thickness is generally relatively thick, so that screwing the screw blade into the ground can be difficult.

Beschrijving van de uitvinding Het is een doel van de onderhavige uitvinding om het in de grond schroeven van het schroefblad minder moeilijk te laten verlopen.Description of the invention It is an object of the present invention to make screwing the propeller blade into the ground less difficult.

Dit doel wordt gerealiseerd door middel van de kenmerken van de eerste conclusie.This object is realized by means of the features of the first claim.

Daartoe omvat de boorvoorziening volgens de onderhavige uitvinding een verdringingsgedeelte aan een booruiteinde en minstens één schroefblad op de buitenkant van het verdringingsgedeelte. Het schroefblad heeft een dikte die toeneemt in een richting weg van het booruiteinde.To this end, the drilling arrangement of the present invention includes a displacement portion at a drill end and at least one screw blade on the outside of the displacement portion. The screw blade has a thickness that increases in a direction away from the drill tip.

Door de dikte van het schroefblad te laten toenemen in een richting weg van het booruiteinde heeft het schroefblad een kleinere dikte dichter bij het booruiteinde waardoor het inschroeven van het schroefblad in de grond makkelijker verloopt.By increasing the thickness of the screw blade in a direction away from the drill end, the screw blade has a smaller thickness closer to the drill end, making it easier to screw the screw blade into the ground.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding strekt het schroefblad zich uit over minstens één omwenteling rond het verdringingsgedeelte. Er werd ondervonden dat een dergelijk schroefblad toelaat om een meer stabiele schroefvorm achter te laten in de grond.According to preferred embodiments of the present invention, the propeller blade extends for at least one revolution about the displacement portion. It has been found that such a screw blade allows to leave a more stable screw shape in the ground.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding blijft de diameter van het schroefblad in hoofdzaak gelijk zolang de dikte van het schroefblad toeneemt.According to preferred embodiments of the present invention, the diameter of the propeller blade remains substantially the same as the thickness of the propeller blade increases.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding neemt de dikte van het schroefblad toe tot een vooraf bepaalde dikte. Deze dikte stemt dan bij voorkeur overeen met de dikte van de in de grond gewenste schroefvorm.According to preferred embodiments of the present invention, the thickness of the screw blade increases to a predetermined thickness. This thickness then preferably corresponds to the thickness of the screw shape desired in the ground.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is de vooraf bepaalde dikte 5 cm - 10 cm is. Bij dergelijke boorvoorzieningen werd immers ondervonden dat een goede schroefvorm bekomen wordt.According to preferred embodiments of the present invention, the predetermined thickness is 5 cm - 10 cm. After all, it has been found with such drilling facilities that a good screw shape is obtained.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding neemt de dikte van het schroefblad toe van 2 cm — 3 cm, bijvoorbeeld 2 cm, tot de vooraf bepaalde dikte. In een dergelijke configuratie werd immers ondervonden dat de dikte van het schroefblad voldoende was om de weerstand van de grond te weerstaan met een kleiner risico op bijvoorbeeld afbreken van het schroefblad doch evenwel klein genoeg te zijn om voldoende het in de grond schroeven van het schroefblad te vergemakkelijken.According to preferred embodiments of the present invention, the thickness of the propeller blade increases from 2 cm - 3 cm, e.g. 2 cm, to the predetermined thickness. Indeed, in such a configuration, it was found that the thickness of the propeller blade was sufficient to withstand the resistance of the ground with a smaller risk of, for example, breaking off the propeller blade, but still small enough to allow sufficient screwing of the propeller blade into the ground. ease.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding neemt de diameter van het schroefblad na het bereiken van de vooraf bepaalde dikte af in een richting weg van het booruiteinde tot de diameter van het verdringingsgedeelte. Een dergelijke configuratie heeft als voordeel om bij het terug naar boven schroeven van de boorvoorziening een meer zijdelings wegduwen van de grond mogelijk te maken zodat de grond minder naar beneden wordt weggeduwd. Hierdoor wordt vermeden dat de grond wordt weggeduwd in de hardbare samenstelling, bijvoorbeeld beton, die wordt geïnjecteerd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening waardoor de kwaliteit van de samenstelling en/of de resulterende paal zou verminderen.According to preferred embodiments of the present invention, after reaching the predetermined thickness, the diameter of the screw blade decreases in a direction away from the drill end to the diameter of the displacement portion. Such a configuration has the advantage of enabling a more lateral pushing away of the soil when the drilling device is screwed back up, so that the soil is pushed away less downwards. This prevents the soil from being pushed away into the hardenable composition, e.g. concrete, which is injected when the drilling rig is moved upwards, which would reduce the quality of the composition and/or the resulting pile.

Volgens de onderhavige uitvinding blijft de spoed van de naar het booruiteinde gekeerde zijde van het schroefblad in hoofdzaak gelijk. In een dergelijke configuratie werd immers ondervonden dat bij het omhoog brengen van de boorvoorziening, bij voorkeur bij het omhoog schroeven van de boorvoorziening, de grond vooral naar boven wordt weggeduwd en minder naar beneden wordt weggeduwd. Hierdoor wordt vermeden dat de grond wordt weggeduwd in de hardbare samenstelling, bijvoorbeeld beton, die wordt geïnjecteerd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening waardoor de kwaliteit van de samenstelling en/of de resulterende paal zou verminderen.According to the present invention, the pitch of the side of the screw blade facing the drill end remains substantially the same. After all, in such a configuration it has been found that when the drilling provision is raised, preferably when the drilling provision is screwed up, the soil is mainly pushed upwards and is pushed away to a lesser extent. This prevents the soil from being pushed away into the hardenable composition, e.g. concrete, which is injected when the drilling rig is moved upwards, which would reduce the quality of the composition and/or the resulting pile.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding ligt de vooraf bepaalde dikte van het schroefblad tussen % en % van de spoed van de naar het booruiteinde gekeerde zijde van het schroefblad. Dergelijke vormgeving van de boorvoorziening resulteerde immers in grondverdringende schroefpalen met gewenste eigenschappen.According to preferred embodiments of the present invention, the predetermined thickness of the screw blade is between % and % of the pitch of the drill end side of the screw blade. After all, such a design of the drilling facility resulted in soil-displacing screw piles with desirable properties.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is de spoed van de weg van het booruiteinde gekeerde zijde van het schroefblad tussen 1/4 en 1/3 groter dan de spoed van de naar het booruiteinde gekeerde zijde van het schroefblad zolang de dikte van het schroefblad toeneemt. Een dergelijke vormgeving resulteert in een toename van de dikte van het schroefblad die tevens resulteerde in grondverdringende schroefpalen met de gewenste eigenschappen.According to preferred embodiments of the present invention, the pitch of the path of the drill end-facing side of the screw blade is between 1/4 and 1/3 greater than the pitch of the drill end-facing side of the screw blade as long as the thickness of the screw blade increases . Such a design results in an increase in the thickness of the screw blade, which also resulted in soil-displacing screw piles with the desired properties.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding neemt de dikte van het schroefblad lineair toe. Een dergelijke vormgeving resulteert in een toename van de dikte van het schroefblad die tevens resulteerde in grondverdringende schroefpalen met de gewenste eigenschappen.According to preferred embodiments of the present invention, the thickness of the propeller blade increases linearly. Such a design results in an increase in the thickness of the screw blade, which also resulted in soil-displacing screw piles with the desired properties.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het verdringingsgedeelte een cilindrisch gedeelte met een in hoofdzaak gelijke diameter. Met een dergelijk vormgegeven verdringingsgedeelte kan de grond verder worden weggeduwd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening en wordt tevens vermeden dat de grond naar beneden wordt weggeduwd doch eerder in hoofdzaak horizontaal van de rotatieas weg. Hierdoor wordt vermeden dat de grond wordt weggeduwd in de hardbare samenstelling, bijvoorbeeld beton, die wordt geïnjecteerd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening waardoor de kwaliteit van de samenstelling en/of de resulterende paal zou verminderen.According to preferred embodiments of the present invention, the displacement portion comprises a cylindrical portion of substantially equal diameter. With such a configured displacement portion, the soil can be pushed further away when moving the drilling arrangement upwards and it is also avoided that the soil is pushed downwards, but rather substantially horizontally away from the axis of rotation. This prevents the soil from being pushed away into the hardenable composition, e.g. concrete, which is injected when the drilling rig is moved upwards, which would reduce the quality of the composition and/or the resulting pile.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is het minstens één schroefblad op de buitenkant van het cilindrisch deel van het verdringingsgedeelte voorzien. Met een dergelijk vormgegeven verdringingsgedeelte en schroefblad kan de grond verder worden weggeduwd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening en wordt tevens vermeden dat de grond naar beneden wordt weggeduwd. Hierdoor wordt vermeden dat de grond wordt weggeduwd in de hardbare samenstelling, bijvoorbeeld beton, die wordt geïnjecteerd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening waardoor de kwaliteit van de samenstelling en/of de resulterende paal zou verminderen.According to preferred embodiments of the present invention, the at least one propeller blade is provided on the outside of the cylindrical portion of the displacement portion. With such a shaped displacement portion and propeller blade, the soil can be further pushed away when the drilling device is moved upwards, and the soil is also prevented from being pushed downwards. This prevents the soil from being pushed away into the hardenable composition, e.g. concrete, which is injected when the drilling rig is moved upwards, which would reduce the quality of the composition and/or the resulting pile.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het verdringingsgedeelte een eerste kegelvormig deel waar het verdringingsgedeelte schroefvormig in diameter afneemt volgens een richting weg van het booruiteinde. Met een dergelijk vormgegeven verdringingsgedeelte kan de grond verder worden weggeduwd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening en wordt tevens vermeden dat de 5 grond naar beneden wordt weggeduwd. Hierdoor wordt vermeden dat de grond wordt weggeduwd in de hardbare samenstelling, bijvoorbeeld beton, die wordt geïnjecteerd bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening waardoor de kwaliteit van de samenstelling en/of de resulterende paal zou verminderen.According to preferred embodiments of the present invention, the displacement portion includes a first conical portion where the displacement portion decreases helically in diameter along a direction away from the drill tip. With such a designed displacement portion, the soil can be pushed further away when the drilling device is moved upwards and it is also prevented that the soil is pushed away downwards. This prevents the soil from being pushed away into the hardenable composition, e.g. concrete, which is injected when the drilling rig is moved upwards, which would reduce the quality of the composition and/or the resulting pile.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het verdringingsgedeelte een tweede kegelvormig deel waar het verdringingsgedeelte schroefvormig in diameter toeneemt volgens een richting weg van het booruiteinde. Door de geleidelijke toename van de diameter van het verdringingsgedeelte laat deze configuratie toe om de boorvoorziening makkelijker in de grond te kunnen boren in specifieke gronden.According to preferred embodiments of the present invention, the displacement portion includes a second conical portion where the displacement portion increases helically in diameter along a direction away from the drill tip. Due to the gradual increase in the diameter of the displacement section, this configuration allows for easier drilling of the drilling rig in specific soils.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding beweegt de schroefvorm van het eerste en het tweede kegelvormig deel volgens dezelfde zin schroefvormig van het booruiteinde weg. In deze configuratie werken het eerste en het tweede kegelvormig deel immers samen bij het in de grond boren of bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening.According to preferred embodiments of the present invention, the helical shape of the first and second conical members moves helically away from the drill end in the same direction. After all, in this configuration the first and the second conical part cooperate when drilling into the ground or when moving the drilling facility upwards.

Volgens voorkeurs uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verloopt het minstens één schroefblad in dezelfde zin schroefvormig als het schroefvormige verdringingsgedeelte van het eerste en/of het tweede kegelvormig deel. In deze configuratie werken het eerste en/of het tweede deel immers samen met het schroefblad bij het in de grond boren of bij het naar boven bewegen van de boorvoorziening.According to preferred embodiments of the present invention, the at least one helical blade is helical in the same sense as the helical displacement portion of the first and/or second conical portion. After all, in this configuration the first and/or the second part cooperate with the screw blade when drilling into the ground or when moving the drilling device upwards.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een in de grond gevormde grondverdringende schroefpaal, waarbij de boorvoorziening volgens de uitvinding in de grond wordt geboord en terug uitgeboord in tegenovergestelde draairichting, terwijl hardbaar materiaal door een doorgang in de boorvoorziening in de aldus vrijgekomen ruimte in het boorgat wordt ingebracht.The invention also relates to a method of manufacturing a ground-formed soil-displacing screw pile, wherein the drilling arrangement according to the invention is drilled into the ground and drilled back out in the opposite direction of rotation, while hardenable material is passed through a passage in the drilling arrangement into the drilling arrangement. released space is introduced into the borehole.

Korte beschrijving van de tekeningen De uitvinding zal hierna verder in detail worden verklaard aan de hand van de volgende beschrijving en van de bijgevoegde tekeningen. Figuur 1 toont een zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van de boorvoorziening van de onderhavige uitvinding. Figuur 2 toont een onderaanzicht van de boorvoorziening van figuurBrief description of the drawings The invention will be explained in further detail hereinafter with reference to the following description and the accompanying drawings. Figure 1 shows a side view of an embodiment of the drilling rig of the present invention. Figure 2 shows a bottom view of the drilling fixture of Figure

1. Figuur 3 toont een doorsnede van de boorvoorziening van figuur 1. Uitvoeringsvormen van de uitvinding De onderhavige uitvinding zal hierna beschreven worden aan de hand van welbepaalde uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde tekeningen, doch de uitvinding is daar niet toe beperkt en wordt enkel gedefinieerd door de conclusies. De hier weergegeven tekeningen zijn enkel schematische weergaven en zijn niet beperkend. In de tekeningen kunnen de afmetingen van bepaalde onderdelen vergroot zijn weergegeven, wat betekent dat de onderdelen in kwestie dus niet op schaal zijn weergegeven, en dit enkel voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijkerwijze overeen met de werkelijke praktijkuitvoeringen van de uitvinding. Daarenboven worden termen zoals “eerste”, “tweede”, “derde”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om een onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijkerwijze om een sequentiële of chronologische volgorde aan te geven. De termen in kwestie zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere volgorden werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.1. Figure 3 is a cross-sectional view of the drilling rig of Figure 1. Embodiments of the Invention The present invention will hereinafter be described with reference to particular embodiments and with reference to particular drawings, but the invention is not limited thereto and is defined only by the conclusions. The drawings shown here are schematic representations only and are not limiting. In the drawings, the dimensions of certain parts may be enlarged, meaning that the parts in question are not shown to scale, for illustrative purposes only. The dimensions and relative dimensions do not necessarily correspond to actual practical embodiments of the invention. In addition, terms such as “first”, “second”, “third”, and the like are used in the description and in the claims to distinguish between similar elements and not necessarily to indicate a sequential or chronological order. The terms in question are interchangeable in appropriate circumstances, and the embodiments of the invention may operate in orders other than those described or illustrated herein.

Bovendien worden termen zoals “top”, “bodem”, “boven”, “onder”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor beschrijvende doeleinden. De aldus gebruikte termen zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere oriëntaties werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd. De term “omvattende” en afgeleide termen, zoals die gebruikt worden in de conclusies, moet of moeten niet geïnterpreteerd worden als beperkt zijnde tot de middelen die telkens daarna vermeld worden; de term sluit andere elementen of stappen niet uit. De term moet geïnterpreteerd worden als een specificatie van de vermelde eigenschappen, gehele getallen, stappen, of componenten waarnaar wordt verwezen, zonder dat evenwel de aanwezigheid of het toevoegen wordt uitgesloten van een of meer bijkomende eigenschappen, gehele getallen, stappen, of componenten, of groepen daarvan. De reikwijdte van een uitdrukking zoals “een inrichting omvattende de middelen A en B” is dan ook niet enkel beperkt tot inrichtingen die zuiver bestaan uit componenten A en B. Wat er daarentegen bedoeld wordt, is dat, voor wat betreft de onderhavige uitvinding, de enige relevante componenten A en B zijn. Deze uitvinding heeft betrekking op een boorvoorziening ("boor") en een werkwijze voor het vervaardigen van grondverdringende schroefpalen. Grondverdringende schroefpalen worden doorgaans trillingsvrij in de grond gevormd. Ze zijn doorgaans samengesteld uit gewapend beton en doen dienst als funderingselement voor allerhande bouwconstructies. Hoewel beton, al dan niet gewapend, voor dergelijke palen het vaakst voorkomt kunnen ook andere hardbare materialen worden gebruikt. Om dergelijke grondverdringende schroefpalen te maken wordt een holle schroefvormige verdringingsboorvoorziening of verdringingsboor samen met een samenstel van boorbuizen, met een diameter van d3,In addition, terms such as "top", "bottom", "above", "below", and the like are used in the description and in the claims for descriptive purposes. The terms so used are interchangeable in appropriate circumstances, and the embodiments of the invention may operate in orientations other than those described or illustrated herein. The term "encompassing" and derivative terms, as used in the claims, should not be construed as being limited to the means set forth in each case thereafter; the term does not exclude other elements or steps. The term shall be interpreted as specifying the stated properties, integers, steps, or components referred to, without however excluding the presence or addition of one or more additional properties, integers, steps, or components, or groups thereof. The scope of an expression such as "a device comprising the means A and B" is therefore not limited only to devices consisting purely of components A and B. What is meant, on the contrary, is that, for the purposes of the present invention, the only relevant components are A and B. This invention relates to a drilling facility ("drill") and a method for manufacturing soil-displacement screw piles. Soil-displacement screw piles are usually formed in the ground without vibration. They are usually composed of reinforced concrete and serve as foundation elements for all kinds of building structures. Although concrete, whether or not reinforced, is most often used for such piles, other hardenable materials can also be used. To make such soil-displacement screw piles, a hollow helical displacement drilling rig or displacement drill is used together with an assembly of drill pipes, with a diameter of d3,

onder neerwaartse druk in de grond geschroefd.screwed into the ground under downward pressure.

Figuur 1 toont een zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van de boorvoorziening 5 van de onderhavige uitvinding voor het vervaardigen van grondverdringende schroefpalen zoals bijvoorbeeld beschreven hierboven. De getoonde boorvoorziening 5 is bevestigd aan een boorbuisFigure 1 shows a side view of an embodiment of the drilling arrangement 5 of the present invention for the production of soil-displacing screw piles as described above, for example. The drilling device 5 shown is attached to a drill pipe

4. De boorvoorziening 5 omvat een verdringingsgedeelte 1 aan een booruiteinde 6 en omvat minstens één schroefblad 2, 3 op de buitenkant van het verdringingsgedeelte 1. Het schroefblad 2, 3 heeft een dikte D die toeneemt in een richting weg van het booruiteinde 6.4. The drilling arrangement 5 includes a displacement portion 1 at a drill end 6 and includes at least one screw blade 2, 3 on the outside of the displacement portion 1. The screw blade 2, 3 has a thickness D increasing in a direction away from the drill end 6.

De boorbuizen 4 en/of de boorvoorziening 5 volgens de onderhavige uitvinding zijn bij voorkeur gemaakt uit staal.The drill pipes 4 and/or the drilling facility 5 according to the present invention are preferably made of steel.

Onderaan wordt de holle verdringingsboorvoorziening bij voorkeur grond- en waterdicht afgesloten door middel van een verloren boorpunt 7, bijvoorbeeld, doch niet noodzakelijk, in gietijzer. Dit is echter niet noodzakelijk en de boorpunt 7 kan ook voorzien zijn van een opening, niet getoond in de figuren. De boorpunt 7 getoond in de figuren is voorzien van enkele optionele tanden 10 om de grond beter te kunnen losmaken bij het inbrengen van de boorvoorziening 5 in de grond. Figuren 1 en 3 tonen ook de holte 11 voor het hardbaar materiaal. Figuur 2 toont in een onderaanzicht de gemonteerde boorpunt 7.At the bottom, the hollow displacement drilling facility is preferably closed ground- and watertight by means of a lost drill point 7, for example, but not necessarily, in cast iron. However, this is not necessary and the drill point 7 may also be provided with an opening, not shown in the figures. The drill point 7 shown in the figures is provided with some optional teeth 10 in order to better loosen the soil when inserting the drill device 5 into the ground. Figures 1 and 3 also show the cavity 11 for the curable material. Figure 2 shows a bottom view of the mounted drill point 7.

Van zodra het booruiteinde 6, bij voorkeur de boorpunt 7, zich op de beoogde diepte bevindt, worden de boorbuizen opgevuld met hardbaar materiaal, bijvoorbeeld beton. Voorafgaandelijk aan het beton kan, indien nodig, een wapeningskorf over de volledige lengte van de paal in de boorbuizen geplaatst worden.As soon as the drill end 6, preferably the drill point 7, is at the intended depth, the drill pipes are filled with hardenable material, for instance concrete. If necessary, a reinforcement cage can be placed in the drill pipes over the full length of the pile prior to the concrete.

Zodra de holle verdringingsboorvoorziening opgetild wordt, blijft bij voorkeur de boorpunt 7 achter op de bodem van het boorgat. In een dergelijke uitvoeringsvorm kan de boorpunt 7 grond- en waterdicht afgesloten zijn.As soon as the hollow displacement drill is lifted, the drill tip 7 preferably remains behind on the bottom of the borehole. In such an embodiment, the drill point 7 can be ground and watertight closed.

Vervolgens worden de boorvoorziening 5 en de boorbuizen 4 teruggeschroefd in tegengestelde draaizin. Tijdens het terugschroeven in tegengestelde zin, vloeit het verse hardbaar materiaal, bijvoorbeeld beton, onder invloed van bijvoorbeeld de zwaartekracht uit de holle buizen om stelselmatig de vrije ruimte onder de verdringingsboorvoorziening op te vullen. Het is ook mogelijk het hardbaar materiaal onder druk uit de holle buizen te laten lopen om stelselmatig de vrije ruimte onder de verdringingsboorvoorziening op te vullen. In een dergelijke uitvoering wordt het vallen van grond in het hardbaar materiaal verder vermeden doordat het hardbaar materiaal onder druk de grond verder wegduwt.Subsequently, the drilling facility 5 and the drill pipes 4 are screwed back in the opposite direction of rotation. During reverse screwing, the fresh hardenable material, e.g. concrete, flows out of the hollow tubes under the influence of e.g. gravity to systematically fill the free space under the displacement drilling facility. It is also possible to pressurize the hardenable material from the hollow tubes to systematically fill the free space under the displacement drilling arrangement. In such an embodiment, soil falling into the hardenable material is further avoided because the hardenable material under pressure pushes the soil further away.

Het is echter ook mogelijk de boorpunt 7 van een opening, niet getoond in de figuren, te voorzien waarlangs het hardbaar materiaal de boorvoorziening kan verlaten.However, it is also possible to provide the drill point 7 with an opening, not shown in the figures, through which the hardenable material can leave the drilling facility.

Bij voorkeur wordt bij het terugschroeven een constante boorafstand per omwenteling gebruikt gelijk aan de spoed S1 van het schroefblad 2, 3 op de boor. Hierdoor wordt in deze fase de grond opnieuw verdrongen. Doordat het schroefblad 2, 3 een dikte D heeft die toeneemt in een richting weg van het booruiteinde 6, wordt bij het terugschroeven rekening gehouden met de spoed S1 van de naar het booruiteinde 6 gekeerde zijde van het schroefblad.Preferably, when screwing back, a constant drilling distance per revolution is used equal to the pitch S1 of the screw blade 2, 3 on the drill. As a result, the soil is again displaced in this phase. Since the screw blade 2, 3 has a thickness D which increases in a direction away from the drill end 6, the pitch S1 of the side of the screw blade facing the drill end 6 is taken into account when screwing back.

Op deze manier wordt een schroefpaal gevormd met een schroefvorm over de gehele lengte.In this way, a screw pile is formed with a screw shape over the entire length.

Het stelselmatig en volledig opvullen van de ruimte die vrijkomt onder de boor is een belangrijke fase in het vervaardigen van de palen. De schachtdiameter van de paal wordt bepaald door de grootste diameter van het verdringingsgedeelte 1 van de boorvoorziening 5 terwijl de buitenste omtrek van het betonnen schroefblad afhankelijk is van de diameter, de dikte, de vorm en de plaats van het schroefblad 2, 3 op de boorvoorziening 5 en van de werkwijze tijdens het terugschroeven en het betonneren.The systematic and complete filling of the space that is released under the drill is an important phase in the manufacture of the piles. The shaft diameter of the pile is determined by the largest diameter of the displacement portion 1 of the drilling rig 5 while the outer circumference of the concrete screw blade depends on the diameter, thickness, shape and location of the screw blade 2, 3 on the drilling facility 5 and of the method during screwing back and concreting.

De boorvoorziening 5 volgens de onderhavige uitvinding heeft bijvoorbeeld een verdringingsgedeelte 1 met een diameter van bijvoorbeeld 32 cm — 42 cm. Het schroefblad heeft bijvoorbeeld een maximumdiameter van bijvoorbeeld 42cm — 62cm. De lengte van de boorvoorziening 5 inclusief de boorbuizen 4 is bijvoorbeeld ongeveer 2m lang.The drilling arrangement 5 according to the present invention has, for example, a displacement portion 1 with a diameter of, for example, 32 cm - 42 cm. For example, the propeller blade has a maximum diameter of, for example, 42cm - 62cm. The length of the drilling facility 5 including the drill pipes 4 is, for example, approximately 2 m long.

Het verdringingsgedeelte 1 heeft bijvoorbeeld een lengte van ongeveer 5 keer de spoed S1, waarbij de spoed S1 bij voorkeur een hoogte heeft van 20 cm — 25 cm.For example, the displacement portion 1 has a length of approximately 5 times the pitch S1, the pitch S1 preferably having a height of 20 cm - 25 cm.

Figuur 1 toont verder dat de dikte D van het schroefblad 2, 3 toeneemt volgens een richting weg van het booruiteinde 6 tot een vooraf bepaalde dikte D. De uiteindelijke dikte wordt bepaald in functie van de gewenste kenmerken van de gewenste grondverdringende schroefpaal.Figure 1 further shows that the thickness D of the screw blade 2, 3 increases in a direction away from the drill end 6 to a predetermined thickness D. The final thickness is determined in function of the desired characteristics of the desired soil-displacing screw pile.

In de boorvoorziening 5 getoond in figuur 1 blijft de diameter d1 van het schroefblad 2 in hoofdzaak gelijk zolang de dikte D van het schroefblad 2 toeneemt. Van zodra de voorafbepaalde dikte D echter wordt bekomen, neemt de diameter van het schroefblad 3 af, ditmaal echter terwijl de dikte D dezelfde blijft, volgens een richting weg van het booruiteinde 6 tot de diameter d2 van het verdringingsgedeelte 1 bekomen wordt.In the drilling arrangement 5 shown in figure 1, the diameter d1 of the screw blade 2 remains substantially the same as long as the thickness D of the screw blade 2 increases. However, as soon as the predetermined thickness D is obtained, the diameter of the screw blade 3 decreases, this time, however, while the thickness D remains the same, along a direction away from the drill end 6 until the diameter d2 of the displacement portion 1 is obtained.

Zoals getoond in figuur 1 blijft hierbij de spoed S1 van de naar het booruiteinde 6 gekeerde zijde van het schroefblad 2, 3 in hoofdzaak gelijk. De toename van de dikte D van het schroefblad 3 wordt in de boorvoorziening 5 van figuur 1 echter bereikt door te voorzien in een verschillende, grotere, spoed S2 van de weg van het booruiteinde 6 gekeerde zijde van het schroefblad 2, 3. Eens de vooraf bepaalde dikte D van het schroefblad 2, 3 bereikt is, wordt de spoed S2 echter gelijk aan de spoed S1 zodat de dikte D van het schroefblad 2, 3 vanaf dat punt gelijk blijft.As shown in figure 1, the pitch S1 of the side of the screw blade 2, 3 facing the drill end 6 remains substantially the same. However, the increase in the thickness D of the screw blade 3 is achieved in the drill 5 of Fig. 1 by providing a different, larger, pitch S2 from the path of the drill end 6 opposite side of the screw blade 2, 3. Once the previously When a certain thickness D of the screw blade 2, 3 is reached, the pitch S2 becomes equal to the pitch S1, however, so that the thickness D of the screw blade 2, 3 remains the same from that point.

Het getoonde schroefblad 2, 3 strekt zich over minstens één omwenteling uit rond het verdringingsgedeelte 1, in dit geval ongeveer 2 omwentelingen.The screw blade 2, 3 shown extends over at least one revolution around the displacement portion 1, in this case approximately 2 revolutions.

Het verdringingsgedeelte 1 getoond in figuur 1 omvat een cilindrisch gedeelte 8 met een in hoofdzaak gelijke diameter d2. In de boorvoorziening volgens figuur 1 is het minstens één schroefblad 2, 3 op de buitenkant van het cilindrisch deel 8 van het verdringingsgedeelte 1 voorzien. De lengte van dit cylindrisch gedeelte wordt dan bepaald door de lengte van het schroefblad 2, 3 alsook de gewenste verdringing van de grond.The displacement portion 1 shown in figure 1 comprises a cylindrical portion 8 with a substantially equal diameter d2. In the drilling arrangement according to Fig. 1, the at least one screw blade 2, 3 is provided on the outside of the cylindrical part 8 of the displacement portion 1. The length of this cylindrical portion is then determined by the length of the propeller blade 2, 3 as well as the desired displacement of the ground.

In de boorvoorziening 5 getoond in figuur 1, omvat het verdringingsgedeelte 1 een eerste kegelvormig deel 9 waar het verdringingsgedeelte schroefvormig in diameter afneemt volgens een richting weg van het booruiteinde 6. Het schroefblad 2, 3 verloopt in dezelfde zin schroefvormig als het schroefvormige verdringingsgedeelte 1 van het eerste 9 kegelvormig deel. Alhoewel bepaalde aspecten van de onderhavige uitvinding zijn beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen, is het duidelijk dat deze aspecten in andere vormen kunnen worden geïmplementeerd binnen de beschermingsomvang zoals bepaald door de conclusies.In the drilling arrangement 5 shown in Fig. 1, the displacement portion 1 comprises a first conical portion 9 where the displacement portion decreases helically in diameter in a direction away from the drill end 6. The propeller blade 2, 3 is helical in the same direction as the helical displacement portion 1 of the first 9 conical part. Although certain aspects of the present invention have been described with respect to specific embodiments, it is to be understood that these aspects may be implemented in other forms within the scope as defined by the claims.

Claims

Conclusions

Drilling arrangement (5) for manufacturing soil-displacing screw piles, comprising a displacement section (1) at a drill end (6) and comprising at least one propeller blade (2, 3) on the outside of the displacement section (1), wherein the propeller blade (2 3) has a thickness (D) increasing in a direction away from the drill end (6), characterized in that the pitch (S1) of the side of the screw blade (2, 3) facing the drill end (6) is in essentially remains the same.

Drilling arrangement (5) according to the preceding claim, wherein the screw blade (2, 3) extends over at least one revolution around the displacement portion (1).

Drilling device (5) according to any one of the preceding claims, wherein the diameter (d1) of the screw blade remains substantially the same as long as the thickness (D) of the screw blade (2, 3) increases.

Drilling fixture (5) according to any one of the preceding claims, wherein the thickness (D) of the screw blade (2, 3) increases to a predetermined thickness.

Drilling fixture (5) according to the preceding claim, wherein the predetermined thickness is 5 cm - 10 cm.

Drilling fixture (5) according to the preceding claim, wherein the thickness (D) of the screw blade (2, 3) increases from 2 cm - 3 cm, for example 2 cm, to the predetermined thickness.

Drilling arrangement (5) according to one of the preceding claims 4 or 5 or 6, wherein the diameter (d1) of the screw blade (2, 3) decreases after reaching the predetermined thickness in a direction away from the drill end to the diameter of the displacement section (1).

Drilling arrangement (5) according to the preceding claim in combination with any one of claims 4 or 5 or 6 or 7, wherein the predetermined thickness (D) of the screw blade (2, 3) is between 74 and % of the pitch (S1 ) of the side of the screw blade (2, 3) facing the drill end (6).

Drilling arrangement (5) according to the preceding claim, wherein the pitch (S2) of the path of the drill end (6) facing side of the screw blade (2, 3) is between 1/4 and 1/3 greater than the pitch ( S1) of the side of the screw blade (2, 3) facing the drill end as long as the thickness (D) of the screw blade (2, 3) increases.

Drilling fixture (5) according to any one of the preceding claims, wherein the thickness (D) of the screw blade (2, 3) increases linearly.

Drilling arrangement (5) according to any one of the preceding claims, wherein the displacement portion (1) comprises a cylindrical portion (8) with a substantially equal diameter.

Drilling arrangement (5) according to the preceding claim, wherein the at least one screw blade (2, 3) is provided on the outside of the cylindrical portion (8) of the displacement portion (1).

A drilling fixture (5) according to any preceding claim wherein the displacement portion (1) comprises a first cone-shaped portion (9) where the displacement portion decreases helically in diameter along a direction away from the drill end (6).

Drilling fixture (5) according to any one of the preceding claims wherein the displacement portion (1) comprises a second conical portion where the displacement portion increases helically in diameter along a direction away from the drill end (6).

Drilling fixture (5) according to the preceding claim in combination with claim 13, wherein the helical shape of the first (9) and the second conical part moves helically away from the drill end (6) in the same sense.

Drilling arrangement (5) according to claim 13 or 14 or 15, wherein the at least one screw blade (2, 3) extends helically in the same direction as the helical displacement portion (1) of the first (9) and/or the second conical portion.

A method of manufacturing an in-ground soil-displacement screw pile, wherein the drilling fixture (5) according to any preceding claim is drilled into the ground and re-bored in the opposite direction of rotation, while hardenable material is passed through a passage (10) in the drilling device (5) is introduced into the space thus released in the borehole.