BE897242A - Inrichting voor het trillingvrij aanbrengen van funderingspalen uit gewapend beton - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Ten name van : A T LAS PAL E N N. V. Betreffende : Inrichting voor het trillingvrij aanbrengen van funderingspalen uit gewapend beton Voorgestelde benaming : UITVINDINGSOCTROOI 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
Onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen door middel van een verdringingsboor, van in de grond gevormde betonnen palen met verbrede voet. 



   Ze vindt vooral toepassing bij het   trillingvrij   en geruisarm vervaardigen van betonnen funderingspalen als steunelementen voor gebouwen en bruggen in de omgeving van bestaande konstrukties. 



   Een inrichting voor het aanbrengen van een funderingspaal in zijdelings verdringbare grond, is reeds gekend door het Belgisch octrooi Nr   77.   807. Schroefpalen worden uitgevoerd door middel van een stalen buis, onderaan voorzien van een boor. Deze wordt in de grond ge-   schroefd   door een boortafel met een drukmechanisme die de roterende stalen voerbuis neerwaarts meeneemt. 



   De grond wordt door de boor zijde] ings weggeperst zodat (uit grondmechanisch standpunt, deze palen volkomen identiek zijn aan geheide in de grond gevormde palen) rondom de paal een zone ontstaat van verdichte grond, vergelijkbaar met hetgeen geschiedt bij in de grond gevormde heipalen. Bij de schroefpaal wordt de grond evenwel nagenoeg niet verkneed, doch enkel lateraal samengeperst. 



   Als de gewenste diepte bereikt is, wordt door middel van een   kraanarm   een stalen bewapening in de voerbuis gebracht ; daarna wordt beton in voerbuis en reservoir gestort. Vervolgens wordt de voerbuis in omgekeerde draaizin   omhooggeschroefd.   Hierbij komt het onderste gedeelte van de boor los en blijft als verloren punt in de grond achter. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Terwijl de voerbuis teruggeschroefd wordt, glijdt de beton, onder de werking van de statische druk   en/of   gravitaire kracht, in de gevormde holte die stelselmatig met gewapend beton wordt gevuld. 



   Bij een andere gekende uitvoering is op de grondboor een schroefvormige flens gelast ; deze flens dient dan enkel om bij het boren de nodige vertikale reaktie te geven aan de boorsamenstelling. 
 EMI3.1 
 



  "let Met maakt men schroef- palen met een schroefvormige wand. 



   Deze schroefvorm geeft wel een verhoogde wrijvingsweerstand van de paal, maar wegens de te geringe dikte (in aanmerking genomen bij het berekenen van het nuttig draagvermogen op de weerstandbiedende grondlaag) van de in de grond gevormde schroef wordt de schroef vorm niet in rekening gebracht voor de begroting van het draagvermogen op zijdelingse wrijving. Tot hiertoe wordt voor de berekening van het draagvermogen op zijdelingse wrijving enkel de paalschachtdiameter (zonder schroef) in aanmerking genomen. 



   Onderhavige uitvinding heeft als doel aan bovengenoemde uitvoering grondig te verbeteren. Ze laat toe een schroefpaal te vervaardigen met een verbeterde wrijvingsweerstand en bijgevolg met verhoogd draagvermogen. 



   De uitvinding betreft een werkwijze voor het aanbrengen in de grond van een schroefpaal door middel van een samenstelling bestaande uit een stalen voerbuis en   bijhorend   boorkop met een helicoldale vorm,   waarvan   de diameter spiraalvormig toeneemt vanaf de voerbuis tot aan de gewenste schachtdiameter van de paal. Op deze diameter is een stevige flens met schroefvormig verloop over 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 een omwenteling vastgelast. Onderaan is de boor voorzien van een losse boorpunt met   éénrichtingsaanslagen, welke   door een boortafel met een drukmechanisme tot op de vereiste diepte geschroefd wordt.

   Kenmerkend hierbij is dat men gedurende het terug naar boven schroeven een trekkracht op genoemde samenstelling uitoefent, die ervoor zorgt dat de opwaartse beweging van de voerbuis groter is dan de spoed van de schroef. Essentieel en afwijkend van andere   uitvoeringsmethoden   is het terugschroeven van boorkop met schroef. Aldus ontstaat een schroefvormige vrije ruimte in de grond met een zodanige doorsnede dat ze in rekening kan gebracht worden bij het berekenen van het nuttig draagvermogen van de schroefpaal. 



   Als voornaamste karakteristiek van de uitvinding trekt men bij het terugschroeven de verdringingsboor met grote kracht omhoog. Per omwenteling is de gegeven translatie gelijk aan de som van de stap van de transportschroef en een bepaald spoedverschil. Bijgevolg ontstaat een schroefvormige vrije ruimte met hoogte gelijk aan de flensdikte vermeerdert door het spoedverschil. De ontstane vrijeruimte vult zich onmiddellijk met beton onder invloed van bovenvermelde gravitaire krachten. 



   Deze en nog andere kenmerken en bijzonderheden van de   uitvinding worden hierna   nader uiteengezet met behulp van de hierbijgevoegde tekeningen die een specifieke uitvoeringsvorm als voorbeeld tonen en waarin : - Figuur 1 een zijaanzicht is van de boorinrichting die de   werkwijze   volgens de uitvinding kan uitvoeren ; - Figuur 2 een gedeeltelijk gesneden zijaanzicht van de verdringingsboor en voerbuis is ; - Figuren 3 tot en met 7, dwarse doorsneden zijn van het boorsamenstel die de verscheidene operatiestappen van het aanbrengen van een schroefpaal in de grond   aantonen.   

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   In deze tekeningen   verwijzen dezelfde nummers     naar identieke   of gelijkaardige elementen. 



     Schroefpalen zijn   in de grond gevormde betonnen palen, vervaardigd door het storten van beton in een boorgat, verwezenlijkt met een verdringingsboor. 



   Zoals aangetoond in figuur 2, omvat de verdringingsboor, die in zijn geheel door referentienummer 1 aangeduid is, een samenstelling bestaande uit een stalen voerbuis 2 en een boorkop   3.   



   De voerbuis bestaat uit verschillende buiselementen 4 uit staal die elk een lengte van bv. 6 meter hebben. De buiselementen worden aan elkaar verbonden door gelijkaardige koppelingen. 



   De boorkop 3 zelf is een gietstuk uit mangaan staal met een helicoidale vorm waarvan de diameter toeneemt volgens een spiraal tot aan een diameter gelijk aan de gewenste schachtdiameter van de paal. Op het gietstuk is een schroef 5 gelast over één omwenteling. Deze schroef 5 is eveneens vervaardigd uit mangaan staal. 



   De boorkop 3 heeft onderaan een losse boorpunt 6. De boorpunt   6'is   vervaardigd uit gietijzer. 



    Hij   vormt tijdens het boren de afdichting van de voerbuis
2. Deze punt 6 wordt door twee éénrichtingsaanslagen
7 in één draaizin   meegenomen.   Bij het terug schroeven blijft de punt achter in de grond. De punt heeft een kruisvormige doorsnede 8. Ook andere vormen zijn mogelijk. 



   De stalen voerbuis 2 wordt in de grond geschroefd   door draaiing   om haar   middellijk L-L'met behulp   van een draaiend aandrijfmechanisme of boortafel 9 en onder werking van een drukmechanisme 10. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 liet   aandrijflllechainisme bestaat in het geko-   men voorbeeld uit vier hydraulische motoren 11 en een tandwielstel 12 dat een draaiende tromme] 13 aandrijft. 



   De rotatiebeweging wordt aan de voerbuis overgebracht over doorlopende stalen latten 14 door bussen
15 met zware spieën 16. De bevestiging van bussen 15 gebeurt door stalen tappen 17. Bij sleet kan een bus gemakkelijk vervangen   morden.   De draaiende trommel 13 steunt met tontaatslagers 18 in de boortafel. 



   De kast 20 van de boortafel met bovenop het deksel 21 vormt het vaste deel van de machine en wordt met bouten 22 aan het chassis 19 bevestigd. 



   Het drukmechanisme 10 bestaat uit twee druk-   lagers'23) 24   die elk door twee hydraulische hoofdvijzels 25,   26,   27 en 28 op en neer worden bewogen. 



  De druklagers   23. 24 kunnen   verschillende bewegingscombinaties geven aan de voerbuis 2. Door beurtelings de stalen voerbuis 2 hetzij neerwaarts, hetzij opwaarts mee te nemen, geven ze een continue translatiebeweging aan de buis 2. Daarbij keert het niet werkend druklager versneld naar de beginstand terug. Omdat gelijktijdig een rotatiebeweging om de middellijn van de verdringingsboor 1 wordt gegeven, verplaatst de boorkop 3 zich eveneens continu schroefvormig in de grond. 



   De druklagers    2)   24 kunnen zo nodig periodiek   samenwerken.   Periodische translatie met dubbele kracht is bijvoorbeeld aangewezen bij het doorboren van harde grondlagen ; maar deze dubbele kracht is vooral nodig bij het begin van het   terugboren   ; inderdaad dient dan een zeer grote trekkracht op de boor overgebracht om de verbrede voet en de initiële schroef vorm te vormen. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Tenminste drie geleidingsstangen 29 in staal zorgen voor een geleiding van de translatiebeweging van elke druklager   2J J 24.   De hydraulische vijzels 25,
26, 27 en 28 zijn bovenaan aan de druklagers 23
24 en onderaan aan het chassis 19 bevestigd bij middel van   bolscharnieren   30. Aldus vermijdt men buigspanningen in de vijzels. 



   De verbinding van de druklagers 23 24 met de buis 2 gebeurt door verende klinken   31 32 die   op de onderbroken latten. 33 van de voerbuis drukken. 



   Elke verende klink 31 32 omvat een zeer hard stalen neusstuk   3ll   dat door een veer 35 in de inkeping
36 van de onderbroken latten 33 wordt gedrukt. 



   Het afgeplat deel geeft dan de translatiebeweging van de hoofdvijzels. 25,26, 27, 28 aan de boorbuis. Bij de dode slag glijdt het afgeschuind gedeelte over de onderbroken stalen latten   33.   



   Met een handgreep kan elke klink 31 32 over een halve of een vierde toer   verdraaid morden,   om de positie en aldus de werking ervan te wijzigen. 



   Er zijn drie standen mogelijk : - enkel ingrijpend opwaarts ; - enkel ingrijpend   neerwaarts,   door verdraaiing om een halve toer ; - neutrale stand waarbij de klink ingetrokken blijft bij verdraaiing over een kwart toer. 



   De voerbuis 2 wordt door de draaiende trommel
13 aangedreven, en door beide druklagers    2J   24 gelijktijdig of beurtelings neerwaarts bewogen, tot de vereiste weerstand of diepte   bereikt wordt.   

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



   Nadat de voerbuis in de grond is   aangebracht,   wordt   eventueel een stalen bewapening   in de voerbuis gebracht en wordt beton gestort. 



   Bij het omhoog schroeven van de voerbuis worden maatregelen getroffen om een bijzondere samengestelde werking van opwaartse translatie en rotatie in omgekeerde draaizin bij het begin van de werking te verzekeren. 



    Hierdoor   wijkt de werkwijze volgens de uitvinding af van alle gekende   werkmethodes.   



   Bij het terug opwaarts schroeven wordt op de voerbuis een zeer grote trekkracht uitgeoefend,   z6   dat de opwaartse beweging per omwenteling groter is dan de stap van de schroef. Aldus ontstaat een schroefvormige vrije ruimte die zich onmiddellijk vult met beton. Het vormen van deze schroef door het toepassen van een bepaald spoedverschil wijkt af van alle andere bestaande werkmethodes. liet is aldus mogelijk een concentrische verbrede voet te vormen ; ook is het mogelijk een schroefvormig element van bepaalde afmeting te vormen over de hele lengte van de schroefpaal. 



   Naarmate de voerbuis opgetrokken wordt, wordt het gevormde boorgat onder hoge statische druk onmiddellijk met beton gevuld, terwijl ook de stalen bewapening in de grond achterblijft. 



   De breedte en de dikte van de schroefdoorsnede zijn door de regeling van de trekkracht zodanig bepaald, dat ze in rekening kunnen gebracht worden bij het berekenen van het nuttig draagvermogen van de paal. liet nuttig draagvermogen van een schroefpaal wordt bepaald door de toelaatbare grondspanning onder de paalvoet en de in rekening te brengen zijdelingse wrijvingsweerstand grondpaal. De oppervlakte der paalvoet en de manteloppervlakte 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 van de paal   morden bepaald uitgaande van   de diameter van de verwezenlijkte paalschroef. 



   Het nuttig draagvermogen wordt anderzijds beperkt door de toelaatbare betonspanning in de paalschacht. 



   De schroefpaal volgens de uitvinding gevormd trekt een optimaal profijt van de grondverbetering, ontstaan door de zijdelingse grondverdringing bij het in de grond schroeven van de boor. Dij voldoende trekkracht wordt de schroef een belangrijke vormgevend element bij het   uitschreven   van de   boorsamcnstelling.   



   De stalen bewapening kan variëren naargelang de sollicitatie of voorschriften. Ze kan aangebracht worden over de volle paallengte die meer dan 20 meter kan bedragen. In vele gevallen volstaat een   kppwapening   van 4 of G meter, die na het maken van de paal in de verse beton kan gedrukt worden. 



   Vanzelfsprekend is de uitvinding niet beperkt tot de genoemde uitvoeringsvorm en kunnen er talrijke wijzigingen aangebracht worden zonder dat men buiten de draagwijdte van de uitvinding komt. 



   In plaats van loodrecht kunnen de palen ook schuin geboord worden.

Claims (3)

CONCLUSIES.

1. Werkwijze voor het in de grond vervaardigen van een schroefpaa] door middel van een samenstelling bestaande uit een stalen voerbuis en een boorkop met een helicoldale vorm, waarvan de diameter vermeerdert volgens een spiraal tot aan de gewenste schachtdiameter van de paal en een losse boorpunt met éénrichtingsaanslagen, welke door een boortafe] met een drukmechanisme tot op de vereiste diepte geschroefd wordt, met het kenmerk dat men gedurende het terug naar boven schroeven een trekkracht op genoemde samenstelling uitoefent, die voldoende is om ervoor te zorgen dat de opwaartse beweging van de voerbuis groter is dan de spoed van de schroef zodat een schroefvormige vrije ruimte in de grond ontstaat met een,

zodanige doorsnede dat ze in rekening kan gebracht worden bij het berekenen van het nuttig draagvermogen.

2. Werkwijze volgens conclusie l, met het kenmerk dat men, bij het terugschroeven, de verdringingsboor bij één omwenteling, over de afstand gelijk aan de som van de stap van de schroef en een bepaald spoedverschil, met grote kracht omhoogtrekt, zodat een schroefvormige vrije ruimte ontstaat met hoogte gelijk aan de som van de flensdikte en van het spoedverschil, die zich onmiddellijk vult met beton.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat men de boorpalen schuin, met een helling tot 1/3 t aanbrengt.