BE1029837A1

BE1029837A1 - Method for stabilizing a soil layer

Info

Publication number: BE1029837A1
Application number: BE20215799A
Authority: BE
Inventors: Rouck Julien De
Original assignee: J De Rouck B V
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-05-05
Also published as: BE1029837B1

Abstract

Werkwijze voor het genereren van een stabiele ondergrond, waarbij een zandlaag (3) wordt aangebracht op een onstabiele bodemlaag (22) en minstens een heipaal (4) doorheen de zandlaag (3) wordt gedreven tot in de onstabiele bodemlaag (22), waarbij het volume dat door genoemde heipaal (4) in de onstabiele bodemlaag (22) wordt vrijgemaakt, wordt gevuld met zand (6) zodat een zandzuil (7) wordt gevormd in de onstabiele bodemlaag (22) die de zandlaag (3) een continu geheel vormt.Method for generating a stable subsoil, in which a sand layer (3) is applied to an unstable soil layer (22) and at least one pile (4) is driven through the sand layer (3) into the unstable soil layer (22), whereby the volume released by said pile (4) in the unstable soil layer (22) is filled with sand (6) so that a sand column (7) is formed in the unstable soil layer (22) which forms the sand layer (3) into a continuous whole .

Description

1 BE2021/57991 BE2021/5799

WERKWIJZE VOOR HET STABILISEREN VAN EEN BODEMLAAGMETHOD FOR STABILIZING A SOIL LAYER

De uitvinding betreft een werkwijze voor het genereren van een stabiele ondergrond, waarbij een zandlaag wordt aangebracht op een onstabiele bodemlaag en/of waarbij een bovenliggend deel van een onstabiele bodemlaag wordt verwijderd en vervangen door een zandlaag die wordt aangebracht op een onderliggend deel van deze onstabiele bodemlaag. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het stabiliseren van een bodemlaag van een zee of een meer.The invention relates to a method for generating a stable subsoil, in which a sand layer is applied to an unstable soil layer and/or in which an upper part of an unstable soil layer is removed and replaced by a sand layer which is applied to an underlying part of this unstable soil layer. bottom layer. In particular, the invention relates to the stabilization of a bottom layer of a sea or a lake.

De onstabiele bodemlaag kan, bijvoorbeeld, een zachte bodemlaag zijn die weinig weerstand biedt en/of die, bijvoorbeeld, een laag draagvermogen heeft.The unstable soil layer can be, for example, a soft soil layer that offers little resistance and/or which, for example, has a low bearing capacity.

Een drastische methode voor het verbeteren van de bodemlaag is grondvervanging en bestaat erin om de onstabiele bodemlaag geheel of gedeeltelijk afte graven en te vervangen door, bijvoorbeeld, zand. Zo kan, bijvoorbeeld, ook een sleuf worden weggebaggerd en opgevuld met zand.A drastic method for improving the soil layer is soil replacement and consists of excavating all or part of the unstable soil layer and replacing it with, for example, sand. For example, a trench can also be dredged and filled with sand.

Bij zeer dikke onstabiele lagen, waarbij de dikte, bijvoorbeeld, 20 tot 30 meter bedraagt, is een dergelijke gehele grondvervanging quasi onmogelijk, zo niet extreem duur.With very thick unstable layers, the thickness of which is, for example, 20 to 30 metres, such a complete soil replacement is virtually impossible, if not extremely expensive.

In gebieden met dikke onstabiele bodemlagen wordt daarom vaak gebruik gemaakt van zandpalen of ook zandzuilen als grondverbeteringsmethode.In areas with thick unstable soil layers, sand piles or sand columns are therefore often used as a soil improvement method.

Dit hetzij om de consolidatie van de bodem te versnellen, hetzij om het draagvermogen van deze bodem te vergroten.This either to accelerate the consolidation of the soil or to increase the bearing capacity of this soil.

Bij een bodemlaag onder een wateroppervlakte zoals een zee of een meer is dit echter een moeilijke en dure operatie.However, this is a difficult and expensive operation with a soil layer under a water surface such as a sea or a lake.

Zo dient gebruik gemaakt te worden van een hefeiland of ponton met kranen en machines om palen in de grond te heien of te trillen. Vervolgens dient zand op het hefeiland of ponton te worden aangevoerd en via deze palen in de bodemlaag te worden gebracht om zo de zandzuilen te vormen.For example, a jack-up platform or pontoon with cranes and machines must be used to drive or vibrate piles into the ground. Subsequently, sand must be supplied on the jack-up platform or pontoon and introduced into the soil layer via these piles in order to form the sand columns.

De uitvinding heeft aldus tot doel om de onstabiele bodemlaag te stabiliseren op een efficiënte wijze, zonder de volledige onstabiele bodemlaag teThe invention thus aims to stabilize the unstable soil layer in an efficient manner, without destroying the entire unstable soil layer.

2 BE2021/5799 vervangen. Zo heeft de uitvinding onder andere ook tot doel om op een efficiënte wijze zandzuilen te voorzien op zee in de zeebodem.2 BE2021/5799 replaced. The invention thus also has the object, among other things, to efficiently provide sand columns at sea in the seabed.

Tot dit doel wordt minstens een heipaal met een vrij uiteinde ervan doorheen de zandlaag tot in de onstabiele bodemlaag gedreven door heien, trillen, schroeven of op een andere manier. Dit gebeurt bij voorkeur volgens verticale richting. Het volume dat door genoemde heipaal in de onstabiele bodemlaag wordt vrijgemaakt, wordt gevuld met zand zodat een zandzuil wordt gevormd in de onstabiele bodemlaag die zich tot aan genoemde zandlaag uitstrekt en aldus samen met deze zandlaag een continu geheel vormt.For this purpose, at least one pile with a free end thereof is driven through the sand layer into the unstable soil layer by pile driving, vibration, screwing or in some other way. This is preferably done in a vertical direction. The volume liberated by said pile in the unstable soil layer is filled with sand so that a sand column is formed in the unstable soil layer which extends up to said sand layer and thus forms a continuous whole together with this sand layer.

Doelmatig omvat de heipaal een holle buis die over een vuldiepte in genoemde zandlaag wordt gedreven zodat de heipaal over deze vuldiepte zand uit de zandlaag bevat en een zandzuil wordt gevormd in de heipaal, waarbij deze heipaal tezamen met de zandzuil verder in de onstabiele bodemlaag wordt gedreven en vervolgens wordt verwijderd zodat de zandzuil in de onstabiele bodemlaag achterblijft.Expediently the pile comprises a hollow tube which is driven over a filling depth in said sand layer so that the pile contains sand from the sand layer over this filling depth and a sand column is formed in the pile, this pile being driven further into the unstable soil layer together with the sand column. and then removed so that the sand column remains in the unstable soil layer.

Op een voordelige wijze wordt een stamper voorzien die op de bovenzijde van genoemde zandzuil inwerkt zodat deze de verplaatsing van de heipaal volgt bij het in de bodem drijven van de heipaal. Bij het verwijderen van de heipaal uit de onstabiele bodemlaag, drukt de stamper hierbij de zandzuil uit de heipaal.Advantageously, a rammer is provided which acts on the top of said sand column so that it follows the displacement of the pile when the pile is driven into the ground. When the pile is removed from the unstable soil layer, the rammer pushes the sand column out of the pile.

Bij voorkeur, wordt de heipaal tezamen met de stamper op de zandlaag geplaatst en rust de stamper op de zandlaag terwijl de heipaal in de zandlaag wordt gedreven totdat deze de vuldiepte heeft bereikt. Na het bereiken van deze vuldiepte, wordt de heipaal tezamen met de stamper verder verplaatst.Preferably, the pile is placed on the sand layer together with the rammer and the ram rests on the sand layer while the pile is driven into the sand layer until it has reached the filling depth. After reaching this filling depth, the pile is moved further together with the rammer.

Alternatief, wordt, bij voorkeur, de stamper in de heipaal ingebracht zodat deze zich uitstrekt tot op een afstand van genoemd vrij uiteinde, en bij voorkeur zodat deze afstand nagenoeg overeenstemt met de vuldiepte.Alternatively, preferably, the rammer is inserted into the pile so that it extends to a distance from said free end, and preferably so that this distance substantially corresponds to the filling depth.

Op een voordelige wijze wordt, tijdens het plaatsen van de heipaal in de onstabiele bodemlaag, de stamper aangedreven om de zandzuil nagenoeg tezamen met de heipaal te verplaatsen.Advantageously, during placement of the pile in the unstable soil layer, the rammer is driven to move the sand column almost together with the pile.

3 BE2021/57993 BE2021/5799

Op een zeer voordelige wijze verplaatst, bij het verwijderen van de heipaal, deze laatste zich relatief ten opzichte van de stamper minstens totdat het vrij uiteinde ervan de zandlaag heeft bereikt.Very advantageously, when the pile is removed, the latter moves relative to the rammer at least until its free end has reached the sand layer.

Op een uiterst voordelige wijze wordt, bij het verwijderen van de heipaal, de stamper op een vaste positie gehouden minstens totdat het vrij uiteinde van de heipaal de zandlaag heeft bereikt.In an extremely advantageous manner, when the pile is removed, the rammer is held in a fixed position at least until the free end of the pile has reached the sand layer.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm stemt de vuldiepte nagenoeg overeen met de verticale dikte van genoemde zandlaag.According to a preferred embodiment, the filling depth substantially corresponds to the vertical thickness of said sand layer.

Volgens een interessante voorkeursuitvoeringsvorm wordt de heipaal tezamen met het erin aanwezig zand in de onstabiele bodemlaag gedreven tot een diepte die kleiner of gelijk is aan de vuldiepte.According to an interesting preferred embodiment, the pile, together with the sand present therein, is driven into the unstable soil layer to a depth that is less than or equal to the filling depth.

Volgens een zeer interessante voorkeursuitvoeringsvorm wordt de heipaal tot op een diepte in de onstabiele bodemlaag geplaatst die minimaal 0,4 m kleiner is dan de vuldiepte.According to a very interesting preferred embodiment, the pile is placed in the unstable soil layer to a depth that is at least 0.4 m smaller than the filling depth.

Volgens een uiterst interessante voorkeursuitvoeringsvorm wordt de zandzuil gevormd met zand van de zandlaag.According to an extremely interesting preferred embodiment, the sand column is formed with sand from the sand layer.

De onstabiele bodemlaag kan worden gevormd door een zeebodem.The unstable bottom layer may be formed by a seabed.

Mogelijk kan een trilling worden opgelegd aan de heipaal wanneer deze wordt verwijderd uit de onstabiele bodemlaag en/of uit de zandlaag.A vibration may possibly be imposed on the pile when it is removed from the unstable soil layer and/or from the sand layer.

Eventueel wordt de heipaal doorheen de onstabiele bodemlaag gedreven tot op een daaronder gelegen stabiele bodemlaag.Optionally, the pile is driven through the unstable soil layer to a stable soil layer below it.

Verder wordt mogelijk een bovenliggend deel van de onstabiele bodemlaag verwijderd en vervangen door de zandlaag die wordt aangebracht op een onderliggend deel van deze onstabiele bodemlaag.Furthermore, an upper part of the unstable soil layer may be removed and replaced by the sand layer that is applied to an underlying part of this unstable soil layer.

Hierbij wordt, eventueel en indien mogelijk, het bovenliggend deel van de onstabiele bodemlaag zodanig gekozen dat deze een grotere dikte heeft dan het onderliggend deel van de onstabiele bodemlaag.Here, if necessary and if possible, the upper part of the unstable soil layer is chosen in such a way that it has a greater thickness than the underlying part of the unstable soil layer.

Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van enkele specifieke uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt enkel als voorbeeldOther particularities and advantages of the invention will appear from the following description of some specific embodiments of the method according to the invention. This description is provided as an example only

4 BE2021/5799 gegeven en beperkt de draagwijdte niet van de gevorderde bescherming; de hierna gebruikte verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.4 BE2021/5799 and does not limit the scope of the claimed protection; the reference numerals used hereinafter refer to the figures appended hereto.

Figuur 1 is een schematische voorstelling van een heibuis met een stamper voor gebruik in een werkwijze volgens de uitvinding.Figure 1 is a schematic representation of a rammer with a ram for use in a method according to the invention.

Figuur 2 is een schematisch voorstelling van een alternatieve heibuis met stamper voor gebruik in een werkwijze volgens de uitvinding.Figure 2 is a schematic representation of an alternative rammer rammer for use in a method according to the invention.

Figuur 3 is een schematische voorstelling van een hefeiland met een heipaal voor gebruik in een werkwijze volgens de uitvinding.Figure 3 is a schematic representation of a jack-up platform with a pile for use in a method according to the invention.

Figuur 4 is een schematische voorstelling van stappen a tot e in een werkwijze volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding: stapa- op de zandlaag plaatsen van de heipaal met stamper in een beginpositie; stap b- naar beneden bewegen van de heipaal, waarbij de stamper in een vaste positie wordt gehouden ten opzichte van de zandlaag; stapc- verder naar beneden verplaatsen van de heipaal tezamen met de stamper; stap d- optrekken van de heipaal waarbij de stamper op een vaste positie ten opzichte van de zandlaag wordt gehouden; stape- verder optrekken van de heipaal tezamen met de stamper tot genoemde beginpositie.Figure 4 is a schematic representation of steps a to e in a method according to a first embodiment of the invention: stepa- placing the pile with rammer on the sand layer in an initial position; step b- moving the pile downwards, keeping the rammer in a fixed position relative to the sand layer; stepc- moving the pile further downward together with the rammer; step d- erecting the pile, keeping the rammer in a fixed position relative to the sand layer; staper- further pull up of the pile together with the rammer to said initial position.

Figuur 5 is een schematische voorstelling, analoog aan deze uit figuur 4, volgens een derde uitvoeringsvorm van de werkwijze van de uitvinding.Figure 5 is a schematic representation, analogous to that of Figure 4, according to a third embodiment of the method of the invention.

De uitvinding betreft in het algemeen een werkwijze voor het stabiliseren van een bodemlaag met behulp van zand. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van deze werkwijze wordt een bovenliggend deel van de onstabiele bodemlaag vervangen door een zandlaag. Dit bovenliggend deel wordt normalerwijze gevormd door het bovenste deel van de onstabiele bodemlaag.The invention generally relates to a method for stabilizing a soil layer using sand. According to a preferred embodiment of this method, an upper part of the unstable soil layer is replaced by a sand layer. This upper part is normally formed by the upper part of the unstable soil layer.

Eventueel kan het in de zandlaag aangebrachte zand, op een op zichzelf bekende manier, worden verdicht.Optionally, the sand applied in the sand layer can be compacted in a manner known per se.

Volgens een variante op deze werkwijze, kan eventueel een zandlaag worden aangebracht op de onstabiele bodemlaag zonder dat een deel van deze bodemlaag dient te worden verwijderd.According to a variant of this method, a layer of sand can optionally be applied to the unstable soil layer without part of this soil layer having to be removed.

Onder de aangevoerde zandlaag worden in de onstabiele bodemlaag zandzuilen vervaardigd waarbij ervoor gezorgd wordt dat deze zandzuilen een continu geheel vormen met de zandlaag. Hierdoor wordt een aanzienlijke verbetering van de draagkracht van de bodem bekomen zonder dat het vereist is om 5 de volledige onstabiele bodemlaag te vervangen door een stabielere zandlaag.Under the supplied sand layer, sand columns are made in the unstable soil layer, ensuring that these sand columns form a continuous whole with the sand layer. This achieves a considerable improvement in the bearing capacity of the soil without it being necessary to replace the entire unstable soil layer with a more stable sand layer.

De werkwijze, volgens de uitvinding, laat toe om, enerzijds, zand van de zandlaag op een eenvoudige wijze te gebruiken voor de vervaardiging van zandzuilen en om, anderzijds, met een relatief beperkte hoeveelheid aangevoerd zand toch een onstabiele bodemlaag te stabiliseren en de draagkracht en de weerstand ervan te verbeteren. Verder zal door toepassen van deze werkwijze de consolidatiesnelheid van de bodem eveneens verhogen.The method according to the invention allows, on the one hand, to use sand from the sand layer in a simple manner for the manufacture of sand columns and, on the other hand, to stabilize an unstable soil layer with a relatively limited amount of sand supplied and to increase the load-bearing capacity and improve its resistance. Furthermore, by applying this method, the rate of consolidation of the soil will also increase.

Een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze, volgens de uitvinding, is schematisch geïllustreerd in de figuren 1 tot 4. Deze werkwijze wordt, bijvoorbeeld, toegepast op een zeer dikke onstabiele en bodemlaag 22 van een zeebodem. Deze bodemlaag 22 biedt bijgevolg weinig weerstand bij belasting bij bijvoorbeeld het oprichten van constructies op deze bodemlaag 22.A first embodiment of the method, according to the invention, is schematically illustrated in Figures 1 to 4. This method is applied, for example, to a very thick unstable and bottom layer 22 of a seabed. This bottom layer 22 therefore offers little resistance when loaded, for example when erecting structures on this bottom layer 22.

Volgens de uitvinding wordt een grondvervanging uitgevoerd tot op, bijvoorbeeld, een diepte van 5 tot 10 meter waarbij een bovenliggend deel 1 van deze bodemlaag 22 over deze diepte volledig wordt verwijderd, afgegraven of uitgebaggerd. Vervolgens wordt dit bovenliggend deel 1 vervangen door een stabielere zandlaag 3 met, bij voorkeur, nagenoeg eenzelfde dikte. Het is natuurlijk ook mogelijk om, afhankelijk van de situatie, een dikkere of een minder dikke zandlaag 3 te voorzien dan het verwijderde bovenliggend deel 1 van de bodemlaag 22.According to the invention, a soil replacement is carried out to, for instance, a depth of 5 to 10 metres, wherein an upper part 1 of this soil layer 22 is completely removed, excavated or dredged over this depth. Subsequently, this upper part 1 is replaced by a more stable sand layer 3 with, preferably, virtually the same thickness. It is of course also possible, depending on the situation, to provide a thicker or a less thick sand layer 3 than the removed upper part 1 of the bottom layer 22.

De diepte van deze bodemvervanging kan bijvoorbeeld worden gekozen in functie van de totale diepte van de instabiele bodemlaag 22. Bij het kiezen van de dikte van het bovenliggend deel 1 van de bodemlaag 22 dat vervangen dient te worden door een zandlaag, kan door de vakman ook rekening worden gehouden met de gewenste stabiliteit van de bodem en de belasting die op deze zeebodem dient toegepast te worden.The depth of this soil replacement can, for example, be selected as a function of the total depth of the unstable soil layer 22. When choosing the thickness of the upper part 1 of the soil layer 22 to be replaced by a sand layer, the skilled person can also account must be taken of the desired stability of the seabed and the load that must be applied to this seabed.

6 BE2021/57996 BE2021/5799

Nadat de grondvervanging van het bovenliggend deel 1 van de bodemlaag 22 is uitgevoerd en dit bovenliggend deel 1 dus door een zandlaag 3 is vervangen, worden een of meerdere zandzuilen 7 onder deze zandlaag 3 vervaardigd.After the soil replacement of the upper part 1 of the bottom layer 22 has been carried out and this upper part 1 has therefore been replaced by a sand layer 3, one or more sand columns 7 are produced under this sand layer 3.

Deze zandzuilen 7 strekken zich aldus uit in het onderliggend deel 2 van de onstabiele bodemlaag 22 dat op de aangebrachte zandlaag 3 aansluit.These sand columns 7 thus extend into the underlying part 2 of the unstable soil layer 22, which adjoins the applied sand layer 3.

Op zee, of op een ander wateroppervlak 21, wordt hiervoor, volgens de uitvinding in het algemeen, gebruik gemaakt van een hefeiland 15, een ponton of een andere constructie, zoals schematisch weergegeven in de figuur 3, dat voorzien is van de nodige machines zoals, bijvoorbeeld, een kraan, een heipaal 4 en een heimachine. Het heien van een heipaal 4 is op zich bekend bij een vakman. De heipaal 4 kan eveneens in de bodem geschroefd worden of, door middel van een trilblok, op een op zich bekende wijze in de bodem getrild worden.At sea, or on another water surface 21, according to the invention, use is generally made for this purpose of a jack-up platform 15, a pontoon or another construction, as schematically shown in figure 3, which is provided with the necessary machines such as , for example, a crane, a pile 4 and a pile driver. The driving of a pile 4 is known per se to a person skilled in the art. The pile 4 can also be screwed into the ground or, by means of a vibrating hammer, be vibrated into the ground in a manner known per se.

Volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding, bevat de heipaal 4 een holle buis, of ook heibuis 8 genoemd, met in deze buis 8 een stamper 9, zoals bijvoorbeeld weergegeven in de figuren 1 en 2. De heibuis 8 is, bij voorkeur, cilindervormig waarbij het uiteinde aan de onderzijde open is.According to this embodiment of the invention, the pile 4 comprises a hollow tube, or also called pile tube 8, with a ram 9 in this tube 8, as shown for example in figures 1 and 2. The pile tube 8 is, preferably, cylindrical, whereby the bottom end is open.

De stamper 9 kan een eveneens cilindervormige buis 16 bevatten met een enigszins kleinere buitendiameter dan de binnendiameter van de heibuis 8 en met aan een vrij uiteinde 18 ervan een gesloten bodem 17, zoals weergegeven in de figuur 2. Dit laat toe om de stamper 9 op een coaxiale manier in de heibuis 8 te plaatsen, zoals is weergegeven in de figuren. Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding, kan de stamper 9 staaf- of balkvormig zijn met aan een vrij uiteinde 18 een plaat en/of een verdikking die zich uitstrekt in de heibuis 8, zoals weergegeven in de figuur 1. Deze plaat of verdikking heeft een oppervlak dat zich nagenoeg dwars op de lengterichting van de stamper 9 uitstrekt en waarvan de diameter enigszins kleiner is dan de inwendige diameter van de overeenkomstige heipaal 4.The rammer 9 can contain a tube 16, which is also cylindrical, with an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the rammer 8 and with a closed bottom 17 at a free end 18 thereof, as shown in figure 2. This makes it possible to mount the rammer 9 on in a coaxial way in the pile tube 8, as shown in the figures. According to an alternative embodiment of the invention, the rammer 9 can be rod-shaped or beam-shaped with a plate and/or a thickening at a free end 18 which extends into the pile tube 8, as shown in figure 1. This plate or thickening has a surface extending substantially transversely to the longitudinal direction of the rammer 9 and the diameter of which is slightly smaller than the internal diameter of the corresponding pile 4.

Figuur 4 geeft schematisch verschillende stappen weer die worden toegepast bij het vervaardigen van een zandzuil 7 volgens de werkwijze volgens deze eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.Figure 4 schematically shows different steps that are applied in the manufacture of a sand column 7 according to the method according to this first embodiment of the invention.

7 BE2021/57997 BE2021/5799

In een eerste stap, weergegeven in de figuur 4a, wordt de heibuis 8 met daarin de stamper 9 op de bovenzijde 19 van de zandlaag 3 geplaatst.In a first step, shown in figure 4a, the pile driver 8 with the rammer 9 therein is placed on the top side 19 of the sand layer 3.

In een tweede stap, weergegeven in de figuur 4b, wordt de heibuis 8 in de zandlaag 3 geheid terwijl de stamper 9 in de positie boven de zandlaag 3 wordt gehouden. De heibuis 8 verplaatst zich bijgevolg in nagenoeg verticale richting relatief ten opzichte van de stamper 9. De heibuis 8 wordt zo doorheen de zandlaag 3 tot nagenoeg aan de onderzijde 20 van deze zandlaag 3 geheid. De holle heibuis 8 heeft een open ondereinde 5 zodat, bij het zakken van de heibuis 8 in de zandlaag 3, deze over nagenoeg de hoogte waarover ze in de zandlaag 3 is geheid, wordt gevuld met zand 6 uit deze zandlaag 3. Aldus wordt zand 6 uit de zandlaag 3 in de heibuis 8 gebracht dat in een volgende stap wordt aangewend voor het vervaardigen van de zandzuilen 7. De heibuis 8 wordt aldus tot een vuldiepte 10 met zand 6 voor de zandzuil 7 gevuld. Het is, bijgevolg, meestal niet vereist om hiervoor extra zand aan te voeren en/of op het hefeiland 15 te brengen.In a second step, shown in figure 4b, the pile driver 8 is driven into the sand layer 3 while the rammer 9 is kept in the position above the sand layer 3. The pile-driving pipe 8 consequently moves in a substantially vertical direction relative to the rammer 9. The pile-driving pipe 8 is thus driven through the sand layer 3 to almost the underside 20 of this sand layer 3. The hollow pile-driving pipe 8 has an open lower end 5 so that, when the pile-driving pipe 8 sinks into the sand layer 3, it is filled with sand 6 from this sand layer 3 over almost the height over which it was driven into the sand layer 3. Thus, sand is 6 is brought from the sand layer 3 into the pile-driving pipe 8, which is used in a subsequent step for manufacturing the sand piles 7. The pile-driving pipe 8 is thus filled to a filling depth 10 with sand 6 for the sand pile 7. It is therefore usually not required to supply and/or place additional sand on the jack-up platform 15 for this purpose.

In een derde stap, weergegeven in de figuur 4c, wordt de heibuis 8 samen met de stamper 9 verder in het onderliggend deel 2 van de bodemlaag 22 geheid. De stamper 9 duwt hierbij het zand 6 van de zandlaag 3, dat zich in de heibuis 8 bevindt, naar beneden zodat dit zand zich samen met de heibuis 8 in de onstabiele bodemlaag 2 verplaatst. De stamper 9 drukt aldus op de bovenzijde van de zandzuil 7 die in de heibuis 8 aanwezig zodat deze zandzuil 7 samen met de heibuis 8 in de bodemlaag 2 dringt tot op een diepte 13 in het onderliggend deel 2 van de bodemlaag 22. Bij voorkeur, wordt de neerwaartse verplaatsing van de stamper 9, en normalerwijze eveneens van de heibuis 8, gestopt wanneer deze stamper 9 zich nagenoeg 0,5 meter tot 1 meter boven de onderzijde 20 van de zandlaag 3 bevindt.In a third step, shown in figure 4c, the pile driver 8 together with the rammer 9 is further driven into the underlying part 2 of the bottom layer 22. The rammer 9 hereby pushes the sand 6 of the sand layer 3, which is present in the pile tube 8, downwards, so that this sand moves together with the pile tube 8 in the unstable bottom layer 2. The rammer 9 thus presses on the top of the sand column 7 present in the pile driver 8, so that this sand column 7 together with the pile driver 8 penetrates into the bottom layer 2 to a depth 13 in the underlying part 2 of the bottom layer 22. Preferably, the downward movement of the rammer 9, and normally also of the pile driver 8, is stopped when this rammer 9 is located substantially 0.5 to 1 meter above the underside 20 of the sand layer 3.

Genoemde diepte 13 is bijgevolg, bij voorkeur, kleiner dan de vuldiepte 10 van de heibuis 8.Said depth 13 is therefore, preferably, smaller than the filling depth 10 of the pile driver 8.

In een vierde stap, weergegeven in de figuur 4d, wordt de heibuis 8 naar boven getrokken terwijl de stamper 9 nagenoeg ongewijzigd in positie wordt gehouden boven de onderzijde 20 van de zandlaag 3. Aldus wordt het zand 6, dat zich in de heibuis 8 bevindt, uit de heibuis 8 geduwd en blijft dit zand 6 ter plaatse in het onderliggend deel 2 van de onstabiele bodemlaag 22 om de zandzuil 7 aldaar teIn a fourth step, shown in figure 4d, the pile driver 8 is pulled upwards while the rammer 9 is held in position above the underside 20 of the sand layer 3, almost unchanged. , is pushed out of the pile driver 8 and this sand 6 remains in place in the underlying part 2 of the unstable soil layer 22 to support the sand column 7 there.

8 BE2021/5799 vormen. Doordat de stamper 9 zich boven de onderzijde 20 van de zandlaag 3 bevindt, wordt ervoor gezorgd dat de zandzuil 7 een continu geheel vormt met de zandlaag 3. De zandzuil 7 sluit op deze manier aan op de bovengelegen zandlaag 3 en dit, bij voorkeur, zonder significante insluitingen van materiaal uit de onstabiele bodemlaag 2.8 BE2021/5799 forms. Because the rammer 9 is located above the underside 20 of the sand layer 3, it is ensured that the sand column 7 forms a continuous whole with the sand layer 3. In this way, the sand column 7 connects to the upper sand layer 3 and this, preferably, without significant inclusions of material from the unstable bottom layer 2.

Tenslotte wordt in een vijfde stap, weergegeven in de figuur 4e, de heibuis 8 samen met de stamper 9 verder opgetrokken tot boven de zandlaag 3.Finally, in a fifth step, shown in figure 4e, the pile driver 8 is pulled up further together with the rammer 9 to above the layer of sand 3.

Hierbij stroomt zand uit de zandlaag 3 naar de vrije ruimte die ontstaat bij het optrekken van de heipaal 4 tot boven deze zandlaag 3.Hereby sand flows from the sand layer 3 to the free space that is created when the pile 4 is raised above this sand layer 3.

De heipaal 4 kan vervolgens verplaatst worden over de zandlaag 3 om op een verdere locatie een volgende zandzuil 7 te vervaardigen.The pile 4 can then be moved over the sand layer 3 in order to manufacture a next sand column 7 at a further location.

In deze beschrijving wordt onder heipaal 4 elk type van paal bedoeld die door heien, trillen, schroeven, of op een andere manier, in de zandlaag 3 of in het onderliggend deel 2 van de bodemlaag 22, of in deze bodemlaag 22 zelf, kan gedreven worden, in het bijzonder naar beneden kan worden verplaatst. Aldus betreft de heipaal 4, bijvoorbeeld, een grondverdringende paal die men in de bodem kan drijven en dit, bij voorkeur, volgens een verticale richting.In this description, pile 4 is understood to mean any type of pile that can be driven into the sand layer 3 or into the underlying part 2 of the bottom layer 22, or into this bottom layer 22 itself, by driving, vibrating, screwing or in any other way. can be moved, in particular downwards. Thus, the pile 4 is, for example, a soil-displacing pile that can be driven into the ground, preferably in a vertical direction.

Een tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze, volgens de uitvinding, is niet weergegeven in de figuren en is verschillend van de eerste — uitvoeringsvorm doordat de heipaal 4 niet voorzien is van een stamper 9 om het zand 6 uit de heibuis 8 te duwen. Volgens deze werkwijze wordt een trilling opgelegd aan de heipaal 4 bij het heien ervan. Dit zorgt ervoor dat zand 6 van de zandlaag 3 door het trillen van de heibuis 8 samen met deze heibuis 8 in de onderliggende onstabiele bodemlaag 22 wordt gebracht. Door vervolgens de heibuis 8 stapsgewijs op te trekken, terwijl deze eventueel aan een trilling wordt onderworpen, blijft het zand 6 uit de heibuis 8 in het onderliggend deel 2 van de bodemlaag 22 achter en vormt dit aldaar de zandzuil 7.A second embodiment of the method, according to the invention, is not shown in the figures and differs from the first embodiment in that the pile 4 is not provided with a rammer 9 for pushing the sand 6 out of the pile tube 8. According to this method, a vibration is imposed on the pile 4 when it is being driven. This ensures that sand 6 of the sand layer 3 is brought into the underlying unstable soil layer 22 by the vibration of the pile driver 8 together with this pile driver 8. By subsequently pulling up the pile pipe 8 in steps, while possibly subjecting it to a vibration, the sand 6 from the pile pipe 8 remains behind in the underlying part 2 of the bottom layer 22 and forms the sand column 7 there.

Hierbij kan de wand van de heibuis 8 eventueel voorzien zijn van verdichtingselementen teneinde, bij het optrekken van de heibuis 8, door trillen het zand 3 te verdichten om aldus vrije ruimte die ontstaat onder het onderste uiteinde van de heibuis 8 met zand te vullen. Dergelijke verdichtingselementen omvattenThe wall of the pile-driving pipe 8 can optionally be provided with compaction elements in order to compact the sand 3 by vibration when the pile-driving pipe 8 is pulled up, in order to thus fill the free space that is created under the lower end of the pile-driving pipe 8 with sand. Such compacting elements include

9 BE2021/5799 bijvoorbeeld flenzen, strippen, ribben of dergelijke die aangebracht zijn op de, bij voorkeur inwendige, wand van de heibuis 8.9 BE2021/5799, for example, flanges, strips, ribs or the like that are arranged on the, preferably internal, wall of the pile driver 8.

Een derde uitvoeringsvorm van de werkwijze, weergegeven in de figuur 5, is verschillend van de eerste en de tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze, volgens de uitvinding, doordat in de eerste stap de stamper 9 in de heibuis 8 van de heipaal 4 wordt ingebracht zodat het vrij uiteinde 18 van de stamper 9 zich uitstrekt tot op een afstand 11 van het vrij uiteinde 5 van de heibuis 8. Deze afstand 11 stemt nagenoeg overeen met genoemde vuldiepte 10. In de tweede en derde stap, van deze werkwijze, wordt de stamper 9 samen met de heibuis 8 naar beneden verplaatst waarbij deze nagenoeg geen relatieve verplaatsing ten opzichte van elkaar ondergaan.A third embodiment of the method, shown in Figure 5, differs from the first and second embodiments of the method, according to the invention, in that in the first step the rammer 9 is inserted into the pile tube 8 of the pile 4 so that the free end 18 of the rammer 9 extends to a distance 11 from the free end 5 of the pile driver 8. This distance 11 substantially corresponds to said filling depth 10. In the second and third step of this method, the rammer 9 is moved downwards together with the pile driver 8, whereby they undergo virtually no relative displacement with respect to each other.

Een vierde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, niet weergegeven in de figuren, is verschillend van bovenstaande uitvoeringsvormen doordat geen grondvervanging wordt uitgevoerd. Volgens deze werkwijze wordt een zandlaag 3 aangebracht bovenop een bestaande onstabiele bodemlaag 22. In dergelijk geval wordt bijgevolg geen bovenliggend deel 1 van de onstabiele bodemlaag 22 verwijderd.A fourth embodiment of the method according to the invention, not shown in the figures, differs from the above embodiments in that no soil replacement is performed. According to this method, a sand layer 3 is applied on top of an existing unstable soil layer 22. In such a case, therefore, no upper part 1 of the unstable soil layer 22 is removed.

Optioneel kunnen bij bovenstaande werkwijzen verdere maatregelen worden getroffen om het zand 6 te verdichten door trillen en/of stampen. Dit kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden door middel van de heibuis 8 en/of de daarin geplaatste stamper 9. Hiertoe kunnen ook afzonderlijke damplanken worden voorzien rond de heibuis 8. De heibuis 8 zelf kan eventueel worden voorzien van uitwendige verdichtingselementen, zoals bijvoorbeeld platen, flenzen, profielen, strippen, ribben of dergelijke, waardoor de trilling van de heibuis 8 efficiënter naar het zand 3 rond deze heibuis 8 wordt overgedragen. Deze verdichtingselementen zijn aldus op de wand van de heibuis 8 aangebracht en strekken zich, bijvoorbeeld, over een afstand uit vanaf het uiteinde 5 ervan die kleiner is dan genoemde vuldiepte 10.Optionally, further measures can be taken in the above methods to compact the sand 6 by vibration and/or tamping. This can for instance be realized by means of the pile driver 8 and/or the rammer 9 placed therein. Separate sheet piles can also be provided for this purpose around the pile driver 8. The pile driver 8 itself can optionally be provided with external compacting elements, such as for instance plates, flanges, profiles, strips, ribs or the like, as a result of which the vibration of the pile driver 8 is transferred more efficiently to the sand 3 around this pile driver 8. These compacting elements are thus arranged on the wall of the pile driver 8 and extend, for example, over a distance from its end 5 which is smaller than said filling depth 10.

Dit zorgt ervoor dat zand gemakkelijker naar de vrije ruimte vloeit die ontstaat bij het optrekken van de heipaal 4 zodat deze ruimte zich volledig vult met zand.This ensures that sand flows more easily into the free space that is created when the pile 4 is pulled up, so that this space is completely filled with sand.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast bij onstabiele bodemlagen met verschillende dikten. Zo kan bij een redelijk dikkeThe method according to the invention can be applied to unstable soil layers with different thicknesses. This is possible with a reasonably thick

10 BE2021/5799 onstabiele bodemlaag 22 het bovenliggend deel 1 ervan worden weggebaggerd en worden vervangen door een zandlaag 3. Vervolgens kunnen de zandzuilen 7 worden voorzien in het onderliggend deel 2 van de onstabiele bodemlaag 22, waarbij deze zandzuilen 7 zich uitstrekken tot op een nog daaronder gelegen draagkrachtige stabiele bodemlaag 14. Bij voorkeur, vertoont hierbij de vervangende zandlaag 3 een grotere dikte dan deze van de onderliggende onstabiele bodemlaag 22.10 BE2021/5799 unstable bottom layer 22 the upper part 1 of it is dredged away and replaced by a sand layer 3. Subsequently, the sand columns 7 can be provided in the underlying part 2 of the unstable bottom layer 22, whereby these sand columns 7 extend to an even load-bearing stable bottom layer 14 located thereunder. Preferably, the replacement sand layer 3 here has a greater thickness than that of the underlying unstable bottom layer 22.

Bij een zeer dikke onstabiele bodemlaag 22 is het echter niet steeds mogelijk om zandzuilen 7 te vervaardigen die zich uitstrekken vanuit de zandlaag 3 tot op een stabiele bodemlaag 14. In dergelijk geval, zal de werkwijze volgens de uitvinding toch resulteren in een aanzienlijke verbetering van de stabiliteit en het draagvermogen van bodem waarin een zandlaag 3 met erop aansluitende zandzuilen 7 wordt vervaardigd.With a very thick unstable bottom layer 22, however, it is not always possible to manufacture sand columns 7 extending from the sand layer 3 to a stable bottom layer 14. In such a case, the method according to the invention will nevertheless result in a considerable improvement of the stability and the bearing capacity of the soil in which a sand layer 3 with sand columns 7 connecting to it is produced.

De werkwijze volgens de uitvinding kan eveneens toegepast worden in een sleuf in de bodem of in een groter gebied.The method according to the invention can also be applied in a trench in the soil or in a larger area.

De uitvinding is natuurlijk niet beperkt tot de hierboven beschreven en de in bijgaande figuren voorgestelde uitvoeringsvormen van een werkwijze voor het stabiliseren van een bodemlaag. Zo kunnen de verschillende kenmerken van de beschreven uitvoeringsvormen onderling gecombineerd worden.The invention is of course not limited to the embodiments of a method for stabilizing a soil layer described above and presented in the accompanying figures. Thus, the various features of the described embodiments can be mutually combined.

Claims

11 BE2021/5799 CONCLUSIONS

Method for generating a stable subsoil, in which a sand layer (3) is applied to an unstable soil layer (22), characterized in that at least one pile (4) with a free end (5) thereof penetrates the sand layer (3). is driven into said unstable soil layer (22), a volume released by said pile (4) in the unstable soil layer (22) being filled with sand (6) so that a sand column (7) is formed in the unstable soil layer (22) which extends up to said sand layer (3) and thus forms a continuous whole together with this sand layer (3).

A method according to claim 1, wherein an upper part (1) of said unstable soil layer (22) is removed from an underlying part (2) thereof and wherein the upper part (1) is replaced by said sand layer (3) being applied on the underlying part (2) of this unstable soil layer (22).

A method according to claim 2, wherein said upper part (1) of the unstable bottom layer (22) is selected to have a greater thickness than said lower part (2) of the unstable bottom layer (22).

A method according to any one of claims 1 to 3, wherein said pile (4) comprises a hollow tube (8) which is driven over a filling depth (10) in said sand layer (3) so that the pile (4) exceeds this filling depth ( 10) contains sand (6) from the sand layer (3) and a sand column (7) is formed in the pile (4), whereby this pile (4) together with the sand column (7) continues into the underlying unstable soil layer (22) is driven and then the pile (4) is removed so that the sand column (7) remains in said unstable bottom layer (22).

12 BE2021/5799

A method according to claim 4, wherein a rammer (9) is provided which acts on the top of said sand column (7) so that it follows the displacement of the pile (4) as the pile (4) is moved downward through the unstable bottom layer (22) and so that it pushes the sand column (7) out of the pile (4) when removing, in particular pulling up, the pile (4) from the unstable bottom layer (22).

A method according to claim 5, wherein the pile (4) is placed on the sand layer (3) together with the rammer (9) and wherein the rammer (9) rests on the sand layer (3) while the pile (4) is in the layer of sand (3) is driven until it has reached said filling depth (10) and wherein, after reaching said filling depth (10), the pile (4) together with the rammer (9) is moved further downwards.

A method according to claim 5, wherein said ram (9) is inserted into the pile (4) so that it extends to a distance (11) from said free end (5) which substantially corresponds to said filling depth (10).

A method according to any one of claims 5 to 7, wherein, during the displacement of said pile (4) in said unstable soil layer (22), said rammer (9) is driven around said sand column (7) almost together with the pile ( 4) to move.

A method according to any one of claims 5 to 8, wherein, when removing the pile (4), in particular when pulling it up, it moves relative to said rammer (9) at least until said free end ( 5) has reached said sand layer (3).

A method according to any one of claims 5 to 9, wherein, when removing the pile (4), said rammer (9) at least until said free end (5) of the pile (4) has reached said layer of sand (3) held in a fixed position.

A method according to any one of claims 5 to 10, wherein said filling depth (10) substantially corresponds to the vertical thickness (12) of said sand layer (3).

13 BE2021/5799

A method according to any one of claims 4 to 11, wherein said pile (4) together with the sand (6) contained therein is driven into said unstable soil layer (22) to a depth (13) smaller than said filling depth (10). ).

A method according to any one of claims 4 to 12, wherein said pile (4) is driven into said unstable soil layer (22) to a depth (13) which is at least 0.4 m less than said filling depth (10) and which preferably between 05 and 1m.

A method according to any one of claims 3 to 13, wherein said tube (8) is provided with compacting elements and wherein, when the pile (4) is being pulled up, it is subjected to a vibration in order to vibrate the sand (3). compacting and filling the free space formed as a result of the raising of the pile (4) with sand.

A method according to any one of claims 1 to 14, wherein said sand column (7) is formed from sand (6) of said sand layer (3).

A method according to any one of claims 1 to 15, wherein said unstable bottom layer (22) is formed by a bottom under a water surface such as a seabed, a river bottom or a lake bottom.

A method according to any one of claims 1 to 16, wherein a vibration is imposed on the pile (4) when it is removed, in particular raised, from the unstable soil layer (22) and/or from the sand layer

(3).

A method according to any one of claims 1 to 17, wherein said pile (4) is driven through said unstable soil layer (22) onto an underlying stable soil layer (14).

A method according to any one of claims 1 to 18, wherein said pile (4) is moved down into said sand layer or into said soil layer (2,22) by ramming, screwing or vibration.