FI111405B - Betonilla ympäröity putkipaalu ja paalutusmenetelmä - Google Patents

Description

111405

Betonilla ympäröity putkipaalu ja paalutusmenetelmä - Rörpäle omgiven av betong och pälningsförfarande 5 Keksintö koskee betonilla ympäröitävää putkipaalua, joka käsittää: maaperään pakotettavan metallisen paaluputken; sen yläpäässä aukon/aukkoja juoksevan betonimassan syöttämiseksi paaluputken sisätilaan; ja sen alapäässä alaspäin suippenevan paalukengän, jonka yläosan läpimitta on suurempi kuin paaluputken läpimitta, ja jonka paalukengän alueelle paaluputken alapää aukeaa mainitun betonimassan 10 ulostulon mahdollistamiseksi. Keksintö koskee myös menetelmää putkipaalun pakottamiseksi maaperään ja ympäröimiseksi betonilla, joka putkipaalu käsittää metallisen paaluputken, jonka yläpäässä on aukko/aukkoja ja alapäässä suippeneva paalukenkä, jonka läpimitta on suurempi kuin paaluputken läpimitta, ja jonka paalu-kengän alueelle paaluputken alapää aukeaa.

15

Rakennusten perustusten kantavuutta parannetaan tunnetusti käyttämällä maahan lyötäviä paaluja, jotka uudisrakentamisessa yleensä koostuvat suhteellisen pitkistä teräsbetonipaaluista ja niiden osista. Korjausrakentamisessa eli aikaisemmin rakennettujen talojen tai muiden rakennelmien perustusten tukemiseen käytetään tilan-20 puutteen vuoksi lyhyitä ja jatkettavia paaluja, koska paalutustyö voidaan joutua tekemään rakennuksen sisällä pienissä ja matalissa tiloissa. Paalujen maahan pakottamiseksi taas käytetään tällaisessa tilanteessa keveitä iskuja tai jopa tärytystä, jotta vältettäisiin liiallista tärinää ja siten saataisiin estettyä ympärillä ja päällä olevan rakennuksen vaurioituminen. Paalun pakottamiseksi maahan, voidaan iskukappaletta 25 liikuttaa paaluputken sisällä ylös-alas tai vaihtoehtoisesti voidaan iskut tai täristys kohdistaa paalun yläpäähän. Yleensä perinteinen teräksisen putkipaalun sisätilavuus täytetään paalun maahan pakottamisen jälkeen betonilla. Teräksinen putkipaalu sinänsä on kuvattuun tarkoitukseen edullinen, sillä sitä on helppo jatkaa esimerkiksi hitsaamalla tai sopivan tyyppisellä holkkiliitoksella ja paalun vastus maahan painet-30 taessa on pienempi kuin vaikkapa betonipaalulla johtuen teräspaalun sileästä pinnasta. Jos paalun kärkeä ei saada vietyä kaihoon tai vastaavaan hyvin kantavaan kerrokseen asti, pitää paalun toimia paalun pituudella sijaitseviin maakerroksiin tukeutuvana kitkapaaluna. Tällaisessa tilanteessa on teräspaalun kantavuus sen sileän pinnan vuoksi huono ja betonipaalun kantavuus taas olennaisesti parempi. Tällainen on 35 tilanne esimerkiksi savimaissa, joissa savikerros voi olla erittäin paksu.

NO-121440 kuvaa stabilointimassan injektointia maahan lyödyn perustuspaalun, joka koostuu muutoin täysin tavanomaisesta betonipintaisesta teräsbetonipaalusta ja 2 111405 siinä olevasta tavallisen tyyppisestä kalliokäijestä [vrt. esim. ruotsalainen standardi SIS 811196; 1972-11-20] sekä paalun teräsbetonin läpi menevästä kanavasta, jonka kautta stabilointimassaa painetaan paalukärjen lähellä olevaan maaperään. Tämä paalu on lyötävä maahan aivan kuten tavanomaiset teräsbetonipaalut, eikä sillä ole 5 pinnan ansiosta pientä vastusta. Yleensä maaperän stabilointiin käytetään kalkkia, mutta tässä tapauksessa betonimassaa, millä luultavasti tarkoitetaan sementtiä, kuten julkaisussa EP-0539 630. Norjalaisen julkaisun paalukengässä on läpimitaltaan oleellisesti paaluputken pään kokoinen pääty ja siitä ulkoneva kapeampi kärkiosa ja tässä ohuessa kärkiosassa kanavat stabilointimassan injektointia varten maaperään. 10 Tarkoituksena on saada paalun kärjen lähellä ja erityisesti sen alapuolella oleva maaperä stabiloitua. Kärkiosan pituudelle annetaan kaava, jonka mukaan pituusmitta L on (R + r)V3 eli kuvassa noin kolme kertaa kärkiosan halkaisija ja likimäärin yhtä suuri kuin paalun halkaisija. Tehokkaasti kantavan alueen saaminen paalun kärjen kohdalle on vaikeaa, koska kantavaksi saatava alue on pinta-alaltaan hyvin 15 rajallinen. Varsinkin jos huonosti kantava maaperä jatkuu kärjen kohdalle kovetetun sementtipitoisen alueen alapuolelle, voi tällaisen kovetetun alueen merkitys olla olematon tai vieläpä haitallinen.

EP-0 539 630 kuvaa maaperään ruuvattavan perustuspaalun valmistusmenetelmän, 20 jossa paalun ruuvikärjestä sen edellä menevästä kohdasta syötetään paalua maahan kierrettäessä aluksi veden ja bentoniitin seosta ja sen jälkeen, kun paalun ruuvikärki saavuttaa kantavan maaperäkerroksen, sementin ja veden seosta suurella paineena, joka on suurempi kuin hydrostaattinen paine, minkä jälkeen paalun ruuvimainen kärki sekoittaa voimakkaasti sementin ja maaperän. Sementtiseoksen ajopaine on 25 hyvin suuri, jopa 500 bar - 1000 bar. Tuloksena saadaan paalun alaosan ja kantavan maaperän väliin muodostettua suuriläpimittainen kannattava vyöhyke. Menetelmä on ensinnäkin monimutkainen, koska se edellyttää ensin porausnesteenä veden ja bentoniitin seosta ja siten laitteet kärjestä ulos pakotettavan massan vaihtamiseen. Lisäksi menetelmä vaatii suurikokoiset ja kalliit laitteet sekä paalun maahan ruu-30 vaamiseksi että mainitun suuren paineen saamiseksi. Korjausrakentamisessa tämän tyyppiset koneet ovat useimmiten liian suuria käytettäväksi, koska ne eivät yksinkertaisesti mahdu huone- tai kellaritiloihin. Sekä julkaisun NO-121440 että julkaisun EP-0 539 630 ratkaisut edellyttävät massan syöttämistä erittäin suurella paineella, koska massa tulee ulos maaperään paalun kärjen otsapinnan alapuolelta, missä maa-35 perän vastapaine on suurimmillaan ja jona vastapaine on ylitettävä pumppauspai-neella. Julkaisussa US-4 909 673 on kuvattu injektointimenettely, jossa paaluputkeen on järjestetty suuri määrä injektointireikiä ja paaluputken sisäpuolelta näihin reikiin liitetyt injektointiventtiilit, jolloin saadaan paalun ja maan välistä kitkaa lisät- 3 111405 tyä injektoimalla teräspaalun ulkopinnalle kovettuvaa laastia. Tämäkin menetelmä edellyttää samoin kuin edellä mainittu EP-julkaisu suurten paineiden ja suurikokoisten koneiden käyttöä. Lisäksi rakenne on aivan liian monimutkainen ja kallis käytettäväksi pienimuotoisessa työskentelyssä kuten yksittäisen talon tai vastaavan kanta-5 vuuden lisäämiseksi.

Edellisistä täysin poikkeava menetelmä on kuvattu julkaisussa FI-30911, joka koskee betonilla ympäröidyn junttapaalun valmistusmenetelmän. Menetelmässä paalu-kengällä, joka on ylöspäin avoin ja jonka yläosan poikkipinta on suurempi kuin 10 paaluvarren poikkipinta, varustettu putkimainen paaluvarsi juntataan maahan ja se-menttivelliä tai ohutta betonia puristetaan onttoa paaluvartta pitkin ja paalukengän kautta maaperän ja paaluvarren väliin paalukengän vaikutuksesta syntyneeseen onteloon. Tässä menetelmässä juoksevaa sementtiä tai betonia siis puristetaan ylhäältä päin samanaikaisesti ja jatkuvasti junttauksen kanssa syntyvään maaperäonteloon 15 pienellä paineella ontelon jatkuvaksi täyttämiseksi. Junttauksen lopussa tiivistetään täytetty onteloilla ylhäältä ja betonin syöttöä jatketaan suuremmalla paineella. Tämä menetelmä saa tosin aikaan kantavan betonikuoren teräksiseen putkipaaluun varsin yksinkertaisin keinoin. Kuvatussa järjestelyssä on kuitenkin huomattavia ongelmia. Pyrittäessä käyttämään kuvatunlaista konstruktiota todetaan, että useimmiten paalu 20 ei etene maaperässä suoraan, vaan pyrkii selvästi kaartumaan, jolloin paaluputkeen saattaa kohdistua niin suuria taivutusvoimia, että paalun eteneminen maaperään pysähtyy tai paalu vieläpä katkeaa. Vaikka julkaisussa mainitaan sementti- tai betoni-massan syöttäminen vain pienellä paineella, vaatii senkin aikaansaaminen moniin työkohteisiin liian suurikokoisia ja/tai kalliita koneita.

25

Keksinnön tavoitteena on siten saada aikaan metallinen, tyypillisesti teräksinen paalu, esimerkiksi putkipaalu, joka olisi sen maaperään ajamisen yhteydessä ulkopinnaltaan ympäröitävissä kovettuvalla massalla, kuten betonilla, ilman monimutkaisia, kalliita ja/tai suurikokoisia laitteita siten, että valmiin betonipintaisen paalun 30 kantavuus olisi vähintään samaa suuruusluokkaa kuin ennalta tehtyjen betonipaalu-jen kantavuus. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan metallinen esimerkiksi putkipaalu, jonka maaperään ajamiseen tarvitaan mahdollisimman vähäinen voima, vastaten enintään suoran teräsputkipaalun vaatimaa voimaa maaperässä. Keksinnön kolmantena tavoitteena on metallinen esimerkiksi putkipaalu, joka maa-35 perään pakotettaessa ei ainakaan haitallisessa määrin pyrkisi etenemään suuntaan, joka ei ole suorassa linjassa tarkoitetun suunnan kanssa. Paalun tulisi siis ainakin pääpiirteittäin pysyä suorana. Keksinnön neljäntenä tavoitteena on tällainen paalu, joka olisi rakenteeltaan yksinkertainen ja valmistus- ja käyttökustannuksiltaan edul- 4 111405 linen. Keksinnön viidentenä tavoitteena on sellainen menetelmä metallisen paalun pakottamiseksi maaperään ja ympäröimiseksi betonilla, joka on toteutettavissa ahtaissakin tiloissa ja eri tyyppisissä maaperissä. Vielä keksinnön tavoitteena on tällainen menetelmä, jossa esimerkiksi putkipaalulle saadaan hyvä kantavuus eri tyyppi-5 sissä maaperissä. Keksinnön tarkoituksena on näin ollen luoda paalutusmenetelmä ja paalu, jossa yhdistyy teräksisen putkipaalun helppo asennettavuus ja betonipaalun hyvä tartunta maakerroksiin.

Edellä kuvatut haittapuolet saadaan eliminoitua ja edellä määritellyt tavoitteet toteu-10 tettua keksinnön mukaisella putkipaalulla, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa ja keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.

15 Yllättäen on nyt todettu, että järjestämällä paalun alapäähän joka alapää edellä paalu työnnetään maahan, sellainen paalukenkä, jossa on läpimitaltaan paaluputken läpimittaa suurempi kaulus ja kauluksesta paalun työntösuuntaan eli alaspäin ulkoneva suhteellisen pitkä kärkiosa ja järjestämällä kovettuvan massan ulostulo paaluputken sisätilasta kauluksen ja paaluputken kontaktikohdan yläpuolella kehällä sijait-20 sevien reikien kautta saadaan paalu lyönneillä ja/tai täristyksellä uppoamaan riittävän suorana maaperään sen laadusta tai laatuvaihteluista riippumatta. Lisäksi on yllättäen todettu, että kovettuva vesipitoinen massa siirtyy tehokkaasti ja nopeasti metallisen paaluputken sisätilasta näiden kehällä olevien reikien kautta kauluksen vaikutuksesta paaluputken ympärille syntyneeseen onteloon pelkästään paalun upo-25 tuslyöntien ja/tai upotustäristyksen vaikutuksesta, jolloin ei ole välttämättä tarpeen käyttää kovettuvan massan syöttöön paaluputken yläpäässä, joka on maanpinnan yläpuolella, lainkaan painetta, vaan massa voidaan yksinkertaisesti kaataa paaluputken sisään. Tämän putkipaalun vaatima voima sen maahan pakottamiseksi on pieni ja valmiin betonilla päällystetyn ja täytetyn putkipaalun kantavuus on erinomainen 30 sen toimiessa kitkapaaluna joko koko pituudeltaan tai ennalta määrätyltä pituuden osaltaan. Lisäksi keksinnön etuna on se, että paaluputken yläpäähän ei ole tarpeen järjestää monimutkaisia välineitä kovettuvan massan syötön ja upotusiskujen tai upotustäristyksen samanaikaisuuden saamiseksi, koska keksinnön mukaan vaiheet tehdään erikseen. Tämän keksinnön mukainen parannettu paalurakenne ja paalujen 35 asentamismenetelmä soveltuu erinomaisesti rakennusten perustusten korjaukseen, mutta ei ole kuitenkaan rajoitettu tähän käyttöön. Keksintöä voidaan käyttää sekä painamalla että tärytyksellä maahan työnnettävissä paalussa.

5 111405

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

Kuviot IA - 1H kuvaavat keksinnön mukaisen menetelmän eri vaiheita käytettäessä 5 keksinnön mukaista putkipaalua ja sen pitkällä kärkiosalla varustettua paalukenkää kaaviomaisesti maanpinnan tasoa vastaan kohtisuorassa pystyleikkauksessa.

Kuvio 2 kuvaa keksinnön mukaisella paalulla ja menetelmällä saadun valmiin paa-lurakenteen ensimmäistä toteutusmuotoa maaperässä, samassa kuvannossa kuin ku-10 viot IA - 1H.

Kuvio 3 kuvaa keksinnön mukaisella paalulla ja menetelmällä saadun valmiin paa-lurakenteen toista toteutusmuotoa maaperässä, samassa kuvannossa kuin kuvio 2.

15 Kuvio 4A esittää keksinnön mukaisen paalukengän ensimmäistä toteutusmuotoa liitettynä paaluputkeen pitkittäisleikkauksena pitkin kuvion 4B tasoa I-I.

Kuvio 4B esittää keksinnön mukaisen paalukengän ensimmäistä toteutusmuotoa liitettynä paaluputkeen poikkileikkauksena pitkin kuvion 4A tasoa Π-ΙΙ.

20

Kuvio 5A esittää keksinnön mukaisen paalukengän toista toteutusmuotoa liitettynä paaluputkeen pitkittäisleikkauksena pitkin kuvion 5B tasoa III-IH.

Kuvio 5B esittää keksinnön mukaisen paalukengän toista toteutusmuotoa liitettynä 25 paaluputkeen poikkileikkauksena pitkin kuvion 5A tasoa IV-IV.

Kuvio 6A esittää keksinnön mukaisen paalukengän kolmatta toteutusmuotoa liitettynä paaluputkeen pitkittäisleikkauksena pitkin kuvion 6B tasoa V-V.

30 Kuvio 6B esittää keksinnön mukaisen paalukengän kolmatta toteutusmuotoa liitettynä paaluputkeen poikkileikkauksena pitkin kuvion 6A tasoa VI-VI

Kuvio 7 esittää keksinnön mukaisen paalukengän neljättä toteutusmuotoa liitettynä paaluputkeen pitkittäisleikkauksena samassa kuvannossa kuin kuviot 4A - 6A.

Kuvio 8A - 8C esittävät keksinnön mukaisia kolmea erilaista liitosta paaluputken osien jatkamiseksi putkipaalun pitkittäisleikkauksina samassa kuvannossa kuin kuviot 4A - 6A ja 7.

35 6 111405

Keksintö kohdistuu betonilla ympäröitävään putkipaaluun 40, jonka varsi koostuu paaluputkesta, josta yleisesti käytetään viitenumeroa 2. Ainoastaan silloin kun on tarpeen saada paaluputken eri osat tai osuudet erotettua toisistaan käytetään yksilöi-5 vämpiä viitenumerolta 2a, 2b, 2c, 2’ jne. Yleinen viitenumero 2 viittaa kaikkiin näihin. Putkipaalu 40 siis käsittää maaperään pakotettavan tai työnnettävän metallisen, yleensä teräksisestä putkimateriaalista koostuvan, paaluputken 2, joka voi jäljempänä selostettavalla tavalla muodostua yhdestä tai useammasta putkiosasta 2a, 2b, 2c jne. Tässä selostuksessa tarkoitetaan käsitteillä ’’alapää”, ’’alaspäin”, ’’ala-” 10 jne paalun maahan uppoamisen suuntaan osoittavaa tai maahan työnnettävän pään suuntaan sijaitsevaa asemaa ja vastaavasti käsitteillä ’’yläpää”, ’’ylöspäin”, ’’ylä-” maanpinnan puolelle jäävän paalun pään suuntaan tai maanpinnasta ulospäin osoittavan suuntaan sijaitsevaa asemaa. Yleensä paalut 40 ajetaan maahan pystysuorassa tai lähes pystysuorassa asennossa, kuten on näytetty kuvioissa IA - 3, jolloin edellä 15 selostetut suunnat ja puolet ovat itsestään selviä, mutta ne on ymmärrettävä määritel lyllä tavalla, vaikka paalun pituuden keskilinja 31 muodostaisikin horisontaalitasoon tai maanpintaa 32 kuvaavaan tasoon nähden suorasta kulmasta huomattavastikin poikkeavan kulman, joka voi olla kymmeniä kulma-asteita.

20 Tyypillisesti paaluputki 2 on poikkileikkaukseltaan tavanomaista pyöreää teräsputkea, mutta voidaan tietenkin käyttää poikkileikkaukseltaan toisenlaistakin putkea, kuten neliömäistä, vinoneliön muotoista tai suunnikkaan muotoista putkea. Paalu-putken ulkoläpimitta D2 voi poikkileikkausmuodosta riippumatta olla esimerkiksi välillä 25 mm - 1500 mm, edullisesti välillä vähintään 40 mm ja enintään 300 mm ja 25 tyypillisesti vähintään 50 mm ja enintään 200 mm. Paaluputken 2 seinämäpaksuus voi olla välillä 1 mm - 20 mm riippuen paaluputken ulkoläpimitasta, edullisesti vähintään 3 mm ja enintään 15 mm ja tyypillisesti vähintään 5 mm ja enintään 12 mm. Paaluputken sisäläpimitta on tietenkin seinämäpaksutta vastaavan mitan verran pienempi kuin ulkoläpimitta ja muodostaa paaluputken sisätilan 12, jota pitkin betoni-30 massa B kulkee paaluputken yläpäästä 29 virtausreikiin 7. Paaluputken 2 toisiinsa liitettävien putkiosien 2a, 2b, 2c jne pituudet ovat pienempiä kuin sen tilan korkeus, jonka sisällä putkipaalun 40 ajaminen maahan tapahtuu, jolloin putkiosien 2a, 2b, 2c jne pituudet L2 ovat usein vähintään 0,5 m ja enintään 3 m, tyypillisesti välillä 1 m - 2,5 m. Mikäli tilaa on voidaan tietenkin käyttää pitempiäkin putkiosia, kuten pituu-35 deltaan 6 m tai pitempiäkin putkiosia. Tarvittaessa paaluputken 2 ulkopinnalla on tartuntoja 30, kuten kiinnihitsattuja teräslistan kappaleita tai muulla tavoin tehtyjä muotoja, kovettuneen betonin B ja paaluputken keskinäisen tartunnan parantamiseksi. Vaikka keksinnön tyypillinen ja edullinen käyttökohde on korjausrakentami- 7 111405 sessa jo olemassa olevien rakenteiden, kuten talojen, siltojen, teiden ja muiden kiinteiden rakenteiden perustusten uudelleen tukeminen, voidaan keksinnön mukaista paalua käyttää myös muissa yhteyksissä, kuten uudisrakentamisessa sekä maa-ankkureina ja maanauloina.

5

Maanpinnan 32 yläpuolelle tai ainakin maanpinnan 32 lähelle jäävän ja siten ulkoiseen tilaan osoittavassa putkipaalun 40 paaluputken 2 yläpäässä on aukko tai aukkoja 29 juoksevan betonimassan syöttämiseksi paaluputken sisätilaan 12. Yksinkertaisimmillaan paaluputken 2 yläpään aukko 29 on vain avoin putken pää, jonka sisälle 10 juokseva betonimassa kaadetaan, kuten kuvioissa IB, ID ja 1G on näytetty. Vaihtoehtoisesti paaluputken yläpäässä voi olla aukko tai aukkoja 29 joko putken kehällä ja/tai putken yläpäässä mahdollisesti käytetyssä, kuvioissa ei esitetyn ja paaluputken päähän paalua maahan ajavaa voimaa F välittävässä, lyöntialustassa. Tällainen lyöntialusta voi muodostua esimerkiksi putkiosien liitoskappaleista 21 tai toisenlai-15 sesta paaluputken päähän kiinnitettävästä ja siitä irrotettavasta kappaleesta, joka suojaa paaluputken päätä vaurioitumiselta ja muodonmuutoksilta ja jakaa siihen kohdistuvan voiman F, jolla putkipaalua 40 pakotetaan maahan, halutulla tavalla paaluputkeen.

20 Putkipaalun 40 alapäässä sijaitsee keksinnön mukainen alaspäin suippeneva paalu-kenkä 1, jolla on suuri ulkoläpimitta Dl, ja jonka paalukengän 1 alueelle paaluputki ja erityisesti sen sisätila 12 aukeaa mainitun betonimassan B ulostulon mahdollistamiseksi. Keksinnön mukainen paalukenkä 1 koostuu pitkänomaisesta pääasiassa tasapaksusta kärkiosasta 3, jossa on alapäässään työkärki 10 sekä kauluksesta 6, 25 jonka maksimiläpimitta Dl on oleellisesti suurempi kuin paaluputken ulkoläpimitta D2. Kauluksen maksimiläpimitta Dl muodostaa maaperän M ontelon tai tilan T paaluputken ympärille betonia B varten. Paaluputken ympärille pyritään yleensä saamaan jokin ennalta määrätty kerrospaksuus betonia, jonka kerroksen paksuus suuruusluokkaa puolet paalukengän maksimiläpimitan Dl ja paaluputken ulkolä-30 pimitän D2 erotuksesta. Siten betonin haluttu kerrospaksuus Wb saadaan paaluputkea ympäröivän ontelon T säteen suuntaisella paksuudella W, joka saadaan määräämällä ennalta paalukengän maksimiläpimitta Dl suhteessa paaluputken ulkolä-pimittaan eli W = [Dl - D2]/2. Tyypillisesti paaluputken pintaan halutaan betoniker-ros, jonka paksuus on vähintään 5 mm ja enintään 200 mm, yleensä vähintään 15 35 mm ja enintään 100 mm ja edullisesti välillä 30 mm - 50 mm. Tämän teräksistä paaluputkea ympäröivän betonikerroksen nimellinen paksuus Wb ja siten sen synnyttävä kauluksen maksimiläpimitta Dl voidaan myös suhteuttaa paaluputken ulko-läpimittaan D2 järjestämällä maksimiläpimitta Dl noin 1-4 kertaiseksi tai edullisesti 8 111405 1,5 - 2,5 kertaiseksi paaluputken ulkoläpimittaan D2 nähden. On ymmärrettävä, että jos paaluputken 2 ja kauluksen 6 poikkipintojen muodot ovat toisistaan poikkeavia, kuten on laita kuvioiden 5A ja 5B toteutusmuodossa ja kuvioiden 6A ja 6B toteutusmuodossa, vaihtelee laskennallinen paksuus W ja betonin nimellinen paksuus WB 5 paalun eri sivuilla. Samoin on huomattava, että maaperän M laadusta ja laatuvaihte-luista, kuten kerroksellisuudesta tai epähomogeenisuudesta, riippuen vaihtelee be-tonikerroksen todellinen paksuus WB paalun pituussuunnassa eli keskilinjan 31 suunnassa, kuten on näytetty kuvioissa IA - 3.

10 Keksinnön mukainen kaulus voi olla paalun keskilinjan suunnassa oleellisesti tasapaksu, kuten kuviossa 6A. Edullisesti kuitenkin keksinnön mukaisessa kauluksessa 6 on työkärkeä 10 kohti ainakin osittain kapeneva tai suppeneva ulkopinta 8, jollainen on selvästi esitetty kuvioissa 4A, 5A ja 7. Tämä ulkopinta voi siten olla katkaistun kartion muotoinen tai pyramidin muotoinen tai muun kapenevan muodon mu-15 kainen, jolloin sivulinja kuvioita 4A, 5A, 6A ja 7 vastaavissa paalun keskilinjan 31 kautta kulkevissa pitkittäisleikkauksissa voi olla suora, kupera tai kovera käyrä, por-rasviiva terävin tai pyöristetyin kulmin tai muu viiva. Katkaistun kartion tai pyramidin muoto, joko suorilla tai käyrillä sivulinjoilla tai niiden yhdistelmällä, on kuitenkin keksinnön mukaan edullinen, koska sen avulla putkipaalun 40 paaluputken 2 20 ympärille aikaansaatavaan tilaan tai onteloon T rajautuva maakerros tiivistyy tehokkaammin ja oletettavasti pienemmällä paalua maahan ajavalla voimalla F, kuin jos sivulinja ei muodosta työkärkeä kohti oleellisesti kapenevaa muotoa kaulukseen. Siten uskotaan, että kuvioiden 4A, 5A ja 7 toteutusmuodot ovat edullisempia kuin kuvion 6A toteutusmuoto. Kauluksen poikkileikkausmuoto paalun keskilinjaa 31 25 vastaan kohtisuorassa leikkauksessa voi vaihdella laajoissa rajoissa. Poikkileikkausmuoto voi olla soikio tai pyöreä, kuten kuviossa 4B, suorakaide tai neliö, kuten kuviossa 5B, ulkonevilla haaroilla varustettu, kuten kuviossa 6B tai jokin muu yleensä keskilinjan 31 kautta kulkevan yhden tai useamman pitkittäistason suhteen symmetrinen muoto. Siten paalukengän 6 poikkileikkausmuodon ei ole tarpeen olla 30 yhdenmukainen paaluputken 2 poikkileikkausmuodon kanssa. Kuitenkin paalukengän maksimiläpimitan Dl on joka kohdassa paalukengän kehää täytettävä edellä määritellyt ehdot. Esimerkiksi kuviossa 6B on molempien toisistaan poikkeavien maksimiläpimittojen Dl oltava oleellisesti suurempia kuin paaluputken ulkoläpimit-ta. Erityisesti huomautetaan, että tämä kuvattu kauluksen 6 kapeneva muoto on koko 35 paalukengän 1 suippenevasta päämuodosta erillinen itsenäinen piirre.

Keksinnön erityisen piirteen mukaan kauluksen 6 maksimiläpimittaa Dl vastaavan kohdan R etäisyys LI mainitusta työkäqestä 10 on vähintään viisi kertaa paaluput- 9 111405 ken ulkoläpimitta D2, jolloin kauluksen ja työkärjen 10 välissä on pääasiassa tasapaksu kärkiosa 3. Tämän hetkisen käsityksen mukaan tämä kauluksen 6 alapuolelle ulottuva työkäijen ja kauluksen välinen kärkiosa 3, joka ei ole betonimassan ympäröimä kun putkipaalua 40 ajetaan maaperään, ohjaa koko putkipaalua menemään 5 suoraan tukeutuessaan mm. paalun lyöntien tai täristyksen aikana paalukenkää 1 ja erityisesti kärkiosaa 3 tiiviisti ympäröivään maaperään M. Vielä tehokkaampi ohjaus paaluputkelle 2 ja sen putkiosille 2a, 2b jne saadaan jäljestämällä kauluksen mak-similäpimittaa vastaavan kohdan R ja työkärjen välinen mainittu etäisyys LI, eli kärkiosan pituus, niin pitkäksi, että se on vähintään seitsemän ja edullisesti kymme-10 nen kertaa paaluputken ulkoläpimitta D2. Kauluksen 6 kapenevan tai suippenevan ulkopinnan 8 pituus L3 on enintään 40 % ja tyypillisesti alle 30 % kärkiosan 3 pituudesta Ll. Esimerkinomaisesti etäisyys LI on välillä 30 cm - 1 m, yleensä 0,5 m tai enemmän.

15 Kärkiosan 3 poikkileikkausmuoto voi vaihdella laajoissa rajoissa, joten se voi olla pyöreä, soikea, kulmikas, tähtimäinen, uumalla varustettu muoto jne., mutta edullisesti keskilinjan 31 kautta kulkevan yhden tai useamman pitkittäistason suhteen symmetrinen muoto. Kärkiosa 3 voi koostu umpimateriaalia olevasta metallitangosta tai metalliputkesta. Tämä kärkiosa 3 muodostuu esimerkiksi paaluputken 2 osuudes-20 ta 2’, kuten kuviossa 7, tai kaulukseen 6 kiinnitetystä putkikappaleesta 11, kuten kuviossa 6A, tai jäljempänä selostettavan liitososan 4 osuudesta 17, tai kauluksessa 6 olevaan syvennykseen kiinnitetystä tankokappaleesta 18. Kuvion 7 toteutusmuodossa siten itse varsinainen paaluputki 2 menee kauluksessa olevan reiän 16 läpi ja kauluksen alapuolelle ulottuva osuus 2’ muodostaa kärkiosan. Kaulus on kiinnitetty 25 tässä tapauksessa paaluputkeen ja siten myös kärkiosaan liitoselimet 15a muodos-r tavilla hitseillä. Kaulus voidaan tietenkin kiinnittää myös kauluksen ja paaluputken läpi menevillä niiteillä, ruuveilla tai pulteilla tai muilla kiinnityskeinoilla. Kuvion 6A toteutusmuodossa putkikappale 11 on työnnetty kauluksesta 6 alaspäin ulkonevan tapin 33 päälle ja tarvittaessa hitsattu kiinni kaulukseen liitoselimet 15a muo-30 dostavilla hitseillä. Kuvion 5A toteutusmuodossa on tankokappale 18 työnnettynä kauluksen syvennykseen 34 ja tarvittaessa hitsattu kiinni kaulukseen liitoselimet 15a muodostavilla hitseillä. Mikäli putkikappale on riittävän tiukka tapin 33 päällä tai tankokappale riittävän tiukka syvennyksessä 34 ei hitsausta tarvita. Edullisesti kärkiosan ulkoläpimitta D3 on enintään yhtä suuri kuin paaluputken ulkoläpimitta D2, 35 mutta joissain tilanteissa voidaan käyttää paksumpaakin kärkiosaa 3, jonka ulkolä pimitta D3 kuitenkin on oleellisesti pienempi kuin kauluksen maksimiläpimitta Dl. Normaalisti kärkiosan ulkoläpimitta D3 on siis pienempi kuin paaluputken läpimitta ja kärkiosan 3 pääasiallinen ulkoläpimitta vaihtelee pituudellaan enintään 30% i 10 111405 kärkiosan ja kauluksen läpimittojen erotuksesta [D1-D3], mutta yleensä enintään 10 % tästä erotuksesta. Pääasiallinen läpimitta otetaan muodosta, jonka antaa yhdistelmä kärkiosaa niistä kohdista, jotka muodostavat kärkiosan poikkileikkauksen kehästä yli puolet. Kärkiosaa on pidettävä oleellisesti tasapaksuna, vaikka siinä olisi-5 kin keskilinjan 31 suuntaisia tukilaippoja 35, kuten katkoviivoilla on esitetty kuviossa 6A, tai vastaavia ja/tai kärkikappaleessa 9 hieman levennetty osuus 36, kuten kuviossa 6A.

Lisäksi keksinnön mukaan paalukengässä 1 on virtausreikiä 7, jotka sijaitsevat paa-10 luputkea tai sen jatketta ympäröivän kauluksen 6 alimman ylöspäin vapaan pohjan 24 yläpuolella ja menevät mainitun paalukengän 1 ja/tai paaluputken 2 ja/tai paalu-putken jatkeen kehäpinnan 13, 22, 23 läpi, betonimassan B ulosvirtausta varten. Ylöspäin vapaalla pohjalla tarkoitetaan paalun keskilinjaa vastaan poikittaista pintaa, joka on paaluputken 2 ulkoläpimitan D2 ulkopuolella ja jonka pinta-alaa paalu-15 putken poikkipinta ei rajoita. Tällöin virtausreiät 7 aukeavat paaluputken 2 ulkopuolelle säteittäisissä suunnissa. Kauluksessa voi olla pääpiirteittäin tasainen ylöspäin vapaa pohja 24, kuten kuviossa 6A, mutta edullisesti kauluksessa 6 on ylös nostettu ulkoreuna 25, joka muodostaa paaluputkea 2 tai sen jatketta, kuten liitososaa 4, ympäröivän ylöspäin avoimen syvennyksen 5. Tässä tapauksessa ylöspäin vapaa pohja 20 24 muodostuu syvennyksen 5 pohjasta, kuten kuvioissa 4A, 5A ja 7, jolloin siis pohja 24 yhdistää mainitun kehäpinnan 13, 22, 23 ja kauluksen tai sen ylös nostetun ulkoreunan 25 virtausreikien 7 alapuolella. Kuvioiden toteutusmuodossa pohja 24 on tasomainen, mutta voi olla muunkin muotoinen pinta. Säteettäiset virtausreiät voivat olla pyöreitä tai pitkänomaisia, kuten kuviosta näkyy, ja ne on järjestetty 25 yleensä tasavälisesti mainitulle kehäpinnalle. Virtausreikiä on vähintään kaksi, mutta useimmiten kolme - viisi kappaletta likimain samalla korkeudella. Jos virtausreikiä 7 sijoitetaan useammalle korkeudelle reikien välisten kannasten leventämiseksi, kuten kuvioissa 5A ja 7, voi reikien kokonaismäärä olla suurempi. Virtausreikien yhteenlaskettu poikkipinta-ala on pienempi kuin paaluputken sisätilan 12 30 poikkipinta-ala, jolloin se voi olla alle 90 %, alle 70 %, alle 50 % tai vieläpä suuruusluokkaa 30 % paaluputken sisätilan 12 poikkipinta-alasta. Reikien jokin halkaisija voi esimerkiksi olla 10 mm:stä 100 mm.iin. Kauluksen syvennyksen 5 sisäpuolinen ulkoläpimitta D5 on oleellisesti suurempi kuin seuraavaksi käsiteltävän liitos-osan yläläpimitta D4 tai paaluputken ulkoläpimitta D2, jotta kauluksen ylös 35 nostetun reunan 25 paksuus olisi pieni. Edullisesti virtausreiät 7 sijaitsevat ainakin osittain kauluksen ulkoreunan 25 tasalla tai syvennyksen 5 korkeuden Hl mitalla. Syvennyksen korkeus Hl tässä tarkoitta pohjan 24 ja ylös nostetun reunan 25 välimatkaa. Tällä muotoilulla, jolla betonivirtaukseen V saadaan joko vain pienehkö 11 111405 suunnanmuutos tai loivasti kaareutuva suunnanmuutos, uskotaan tehostettavan juoksevan betonimassan B virtausta paaluputken sisätilasta 12 kauluksen tekemään maaperän M onteloon T paalun maahan lyöntien tai maahan täristyksen aikana. Betoni-massa eli sementtilaasti siis siirtyy ainakin virtausreikien 7 kohdalla ja käsityksen 5 mukaan myös niiden ulkopuolella onteloon T pääosin suunnassa keskeltä ulospäin. Kärkiosa 3, mahdollinen kärkikappale 9 ja kauluksen 6 ulkopinta 8 alhaalta ulkoreunaan 25 saakka tai vastaava muu ulkopinta ovat umpinaisia eli niissä ei ole betonimassaa varten reikiä, vaan laasti B virtaa vain kauluksen yläpuolitse.

10 Paaluputken mainittu jatke on liitososa 4, joka ulottuu kauluksen yläpuolelta sen alapuolelle ja jonka avulla kaulus 6 yhdistetään paaluputkeen 2, kuten on osoitettu kuviossa 4A. Tätä varten liitososan ylemmän osuuden ulkopuolinen yläläpimitta D4 on suurempi kuin ulkopuolinen alaläpimitta D3. Läpimittojen erolla on liitososaan muodostettu alaspäin osoittava vastepinta 14. Kaulukseen taas on muodostettu lii-15 tososan läpimenoa varten läpimenevä reikä 16. Tällöin liitososan, jonka yläläpimitta D4 on suurempi kuin kauluksen reiän 16 läpimitta D6, vastepinta 14 tukeutuu kauluksen pohjaan 15. Tässä tapauksessa liitososa 4 käsittää yläosassaan sisäpuolisen syvennyksen 26a paaluputken 2 alapään vastaanottamiseksi sekä kanavan 27, joka ulottuu paaluputken sisätilasta 12 vähintään virtausreikien 7 kohdalle, jonka kana-20 van 27 virtauspoikkipinta edullisesti vastaa sisätilan 12 virtauspoikkipintaa. Liitos-osa 4 koostuu joko samasta kappaleesta kuin kärkiosa 3, kuten kuviossa 4A on esitetty, tai vaihtoehtoisesti toisiinsa kiinnitetystä kärkiosasta ja vastekappaleesta. Liitososaan voidaan vaihtoehtoisesti järjestää paaluputken kiinnitystä varten ulkopuolinen syvennys tai uloke vastaavalla tavalla kuin kuviossa 5A on järjestetty kauluksen 25 6 avulla.

Paaluputki 2 voidaan alapäästään kiinnittää joko edellä kuvatulla tavalla liitososan 4 avulla kaulukseen 6 ja kärkiosaan 3 tai suoraan kaulukseen. Paaluputken kiinnitystä varten kaulus käsittää esimerkiksi kuvion 7 toteutusmuodossa läpimenevän reiän 16, 30 jonka läpimitta D6 vastaa kärkiosan ulkoläpimittaa D3, joka tässä tilanteessa on yhtä suuri kuin paaluputken ulkoläpimitta D2, paaluputken läpimenoa varten. Kuvion 5A toteutusmuodossa kauluksessa 6 on ylöspäin osoittavan ulokkeen 19, jonka ulkohal-kaisija D8 on sovitettu vastaanottamaan paaluputken 2 pää. Tämän ulokkeen 19 ja syvennyksen 5 pohjan 24 ylimenokohtaan voidaan lisäksi muotoilla kehämäinen sy-35 vennys 26b varmistamaan paaluputken pään kiinnipysyminen esimerkiksi taivutus-voimia vastaan, vastaavalla tavalla kuin on kuvattu hakijan aikaisemmassa patentissa FI-81415. Kuvion 6A toteutusmuodossa kaulukseen on muodostettu ylöspäin osoittava uloke 19, jossa on kehämäinen syvennys 26a, jonka sisähalkaisija D7 on „ 111405 1. L* sovitettu vastaanottamaan paaluputken 2 pää. Tässäkin tapauksessa kauluksessa 6 on kanavan 27, joka ulottuu paaluputken sisätilasta 12 vähintään virtausreikien 7 kohdalle.

5 Edellä kuvattu kaulus 6 tai liitososa 4 lisäksi käsittävät myös joko ensimmäiset liitoselimet 15a, kuten hitsit kauluksen tai liitososan ja paaluputken välillä, tai toiset liitoselimet 15b, kuten kauluksen tai liitososan ja paaluputken läpi menevät ruuvit, niitit tai pultit, tai kolmannet liitoselimet 15c, kuten aikaisemmassa patentissa FI-81415 kuvattu puristusliitos tai muun tyyppinen puristusliitos tai poikittainen rihlaus 10 paaluputken 2 ja kauluksen 6 tai liitososan 4 välistä tartuntaa varten. Mainitun patentin mukaista puristusliitosta voidaan soveltaa käyttämällä paaluputkea varten koi-raspuolista vastinosaa, kuten kyseisessä julkaisussa, tai käänteistä rakennetta, jossa paaluputken 2 päätä varten on naaraspuolinen vastinosa. Paaluputken 2 pään liittämiseksi kaulukseen 6 tai liitososaan 4 voidaan tietenkin käyttää kuviosta 8A ilme-15 nevää kierreliitosta sovellettuna tähän kohtaan kauluksen tai liitososan ja paaluputken välillä.

Paaluputki 2 koostuu, kuten edellä jo on mainittu, useammista putkiosista 2a, 2b, 2c jne. Putkiosat on yhdistetty toisiinsa esimerkiksi liitoskappaleilla 21 tai liitoksilla 20 20. Liitoskappaleet 21 voivat muodostua kuvioiden 8A ja 8B mukaisista holkeista, joiden sisään paaluputken putkiosat työntyvät. Tällainen liitos voidaan tarvittaessa varmentaa ruuveilla tai niiteillä 38 liitoskappaleen ja putkiosan välissä, kuten kuviossa 8A, tai holkkimaisen liitoskappaleen ja putkiosien välisellä hitsillä tai vastaavalla puristusliitoksella kuin hakijan aikaisemmassa patentissa FI-81415 paitsi, että 25 käytetään naaraspuolista vastinosaa eli holkkimaista liitoskappaletta, kuten kuviossa 8B, tai muun tyyppisellä puristusliitoksella tai putkiosissa ja liitoskappaleessa olevilla poikittaisilla rihlauksilla. Vaihtoehtoisesti käytettävä liitos 21 taas koostuu putki-osien 2a ja 2b, 2b ja 2c jne päiden välisestä hitsistä, kuten kuviossa 8C. On sinänsä mahdollista käyttää myös koiraspuoleista liitoskappaletta, joka menee putkiosien si-30 sään, mutta sillä on pienenä haittana se, että paaluputken sisätilan 12 poikkipinta-ala pienenee niiden kohdalla.

Seuraavaksi selostetaan keksinnön mukaista menetelmää putkipaalun pakottamiseksi maaperään M ja ympäröimiseksi betonilla. Paalutuspaikalla tai vaihtoehtoisesti 35 valmistavalla tehtaalla kootaan aluksi keksinnön mukainen paalukenkä mahdollisista osistaan tarvittavilla toimenpiteillä ja kiinnitetään ensimmäiseksi paaluputken 2 maaperään ajettavaan alapäähän paalukenkä 1, jolloin saadaan käyttökelpoinen putkipaalu 40. Tämän jälkeen asetetaan putkipaalu haluttuun kohtaan ja asentoon 13 111405 maaperän M ja sen pinnan 32 suhteen ja ajetaan sitten jaksoittaisella eli pulssimaisella tai muulla vastaavalla voimalla F, jolla on jokin frekvenssi, putkipaalua maaperään M kuvion IA mukaisesti. Laitetta, jolla voima F joko iskuina tai tärinänä saadaan aikaan ei ole kuvioissa esitetty, koska se voi olla mitä tahansa tarkoitukseen 5 sopivaa tyyppiä. Kun putkipaalu on uponnut jonkin ennalta suunnitellun matkan maaperään täytetään paaluputken sisätila 12 juoksevassa muodossa olevalla laastilla eli betonimassalla B, joka koostuu hydraulisesti kovettuvasta sideaineesta, kiviaineksesta täyteaineena sekä vedestä ja mahdollisista lisäaineista. Hydraulisesti kovettuvana sideaineena on tavalHsimmin sementti, mutta myös masuunikuonaa, muuta 10 vastaavaa sideainetta tai niiden yhdistelmää voidaan käyttää. Tässä riittää paaluputken 2 sisätilan 12 täyttäminen ilman painetta, esimerkiksi yksinkertaisesti kaatamalla, kuten kuvioista IB, ID ja 1G näkyy, eikä ole tarvetta yrittää ajaa betonimassaa B ulos virtausrei’ista 7. Seuraavaksi ajetaan mainitulla jaksoittaisella eli pulssimaisella tms. voimalla F putkipaalua syvemmälle maaperään M kuvion 1C mukaisesti, jol-15 loin betonimassa virtaa kuvioon merkittyjen virtausten suunnassa betonimassan juoksevuuden lisääntyessä virtausrei’istä 7 paaluputken 2 sisätilasta sen ympärille ja kenties jossain määrin ylöspäin paalukengän 1 tekemään onteloon T maaperässä. Tämän hetkisen käsityksen mukaan jaksoittainen tai pulssimainen voima F lisää betonimassan eli laastin juoksevuutta tai notkeutta eli betonimassa reagoi tällaiseen 20 käsittelyyn samaan tapaan kuin tiksotrooppiset materiaalit. Tätä virtausta sisätilasta 12 onteloon T ilmeisesti tehostaa paalun alaspäin etenevän liikkeen aikaansaama alipaine onteloon T, samoin kuin se, että betonimassan B virtaukseen V paaluputken sisätilasta onteloon T tarvitaan kokonaan tai osittain vain suuruusluokkaa 90° suunnan muutos, kuten kuvioissa 5A, 6A ja 7, ja/tai loiva säteellä, joka on suuruusluok-25 kaa [D1-D2J/2, tapahtuvalla suunnan muutoksella, kuten kuvioissa 4A, 5A ja 7. Seuraavassa vaiheessa lisätään paaluputken sisätilaan 12 mainittua laastia betoni-massaa B ja jatketaan vuorotellen putkipaalun ajamista edelleen maaperään M jaksoittaisella voimalla ja mainitun betonimassan B lisäämistä paaluputken sisätilaan 12 kuvioiden ID ja IE mukaisesti. Näiden vuorottelevien vaiheiden määrä voi tie-30 tenkin vaihdella.

Kun paaluputken ensimmäinen putkiosa 2a on ajettu maaperään ainakin osittain, eli yleensä pääosin, jatketaan ensimmäistä putkiosaa 2a toisella putkiosalla 2b käyttäen aikaisemmin kuvattuja liitoksia 20 tai liitoskappaleita 21 jatkoksen synnyttämiseksi 35 kuvion 1F mukaisesti. Sen jälkeen jatketaan edelleen paaluputken 2 jatkamista uusilla putkiosilla 2c, 2d, 2e jne. sekä vuorotellen mainitun betonimassan B ainakin osittaista lisäämistä paaluputken sisätilaan 12 ja putkipaalun ajamista syvemmälle maaperään jaksoittaisella voimalla F, kuten on näytetty kuvioissa 1 G ja vastaavasti 14 111405 1H. Näitä vaiheita jatketaan kunnes putkipaalun kärkiosa 3 tulee tarkoitetulle syvyydelle SI maaperään M. Menetelmän ensimmäisen toteutusmuodon mukaan jatketaan juoksevan betonimassan lisäystä putkipaalun 40 koko maahan ajamisen ajan ja tarvittaessa suoritetaan vielä paaluputken lopputäyttö, minkä jälkeen annetaan 5 betonimassan B kovettua sekä paaluputken ympärillä että paaluputken 2 sisätilassa 12. Tulokseksi saadaan kuvion 2 mukainen valmis betoniputkipaalu. Menetelmän toisen toteutusmuodon mukaan ajetaan putkipaalua 40 aluksi jaksoittaisella voimalla F maaperään M ilman betonimassan B syöttämistä paaluputken sisätilaan kunnes putkipaalu 40 on tietyllä syvyydellä S2, jonka jälkeen putkipaalun sisätilaan 12 10 syötetään erä, kuten yksi, betonia B ja toteutetaan lyhyt putkipaalun ajaminen voimalla F. Tämä lyhyt maahan vieminen vastaa esimerkiksi sitä ontelon T pituutta, jonka paaluputkessa olevan betonimassan määrä pystyy täyttämään. Tarvittaessa voidaan toteuttaa myös kaksi tai useampaa putkipaalun täyttöä ja kaksi tai useampaa ajovaihetta voimalla F, mikä myös tarkoittaa em. lyhyttä putkipaalun maahan vie-15 mistä, joskin vastaavasti pitempää ontelon T pituutta. Sitten täytetään betonimassasta onteloon näin saadun sulun yläpinnan ja maanpinnan välinen osuus putkipaalun ympärillä kiviaineksella G, kuten hiekalla, soralla tai vastaavalla. Seuraavaksi jatketaan vuorotellen paaluputken sisätilan 12 täyttämistä betonilla B ja putkipaalun ajamista edelleen maaperään M voimalla F, aivan kuten edellä on selostettu. Näitä 20 vaiheita jatketaan kunnes putkipaalun kärkiosa 3 tulee tarkoitetulle syvyydelle SI maaperään M. Viimeiseksi täytetään putkipaalun 12 sisätilan loppuosuus betonilla B. Lopuksi annetaan betonimassan B kovettua sekä paaluputken ympärillä että paaluputken 2 sisätilassa 12, jolloin saadaan kuvion 3 mukainen valmis betoniputkipaalu.

25 :

Betonimassaa siis syötetään paaluputken sisätilaan ilman oleellista ylipainetta ja mainittu jaksoittainen tai pulssimainen tms. voima F synnytetään iskuilla ja/tai täris-tyksellä ja sen maksimi on suuruudeltaan sellainen, että paaluputken sisätilassa ilmenee painesysäys, joka tämän hetkisen käsityksen mukaan on vähintään 10 bar ja 30 edullisesti vähintään 15 bar ja jonka kestoaika on enintään 50 ms, yleensä välillä 0,1 ms - 15 ms tyypillisesti välillä 0,1 ms - 10 ms ja edullisesti mahdollisimman lyhyt, kuten alle 5 ms. Jaksoittainen voima siten synnyttää laastia eli betonimassaa injektoivan lyhytkestoisen painesysäyksen, jonka suuruudeksi on koeasennuksessa mitattu olevan alueella 20-50 bar tai sen lähellä. Tehtyjen havaintojen mukaan näyttää 35 siltä, että ontelossa T olevan betonimassan B pinnankorkeus ei ainakaan oleellisesti nouse paalutuksen aikana, vaan pysyy pääpiirteittäin samalla korkeudella niissä vaihtelurajoissa, jotka laastin eli betonimassan lisäyksen ja putkipaalun maahan ajamisen vuorottelu aiheuttaa.

Claims (15)

15 111405

1. Betonilla ympäröitävä putkipaalu, joka käsittää: maaperään asetettavan metallisen paaluputken (2); sen yläpäässä aukon/aukkoja (29) juoksevan betonimassan 5 syöttämiseksi paaluputken sisätilaan (12); ja sen alapäässä paalukengän (1), jossa on pitkänomainen pääasiassa tasapaksu kärkiosa (3) sekä yläosassa kaulus (6), jonka läpimitta (Dl) on suurempi kuin paaluputken läpimitta (D2), ja jonka paalukengän alueella on virtausreikiä (7) mainitun betonimassan (B) ulostulon mahdollistamiseksi, tunnettu siitä, että paalukengässä (1) lisäksi: 10. kauluksen (6) maksimiläpimitta (Dl) on oleellisesti suurempi kuin paaluputken ul- koläpimitta (D2) ja kauluksen tätä maksimiläpimittaa vastaavan kohdan (R) etäisyys (LI) kärkiosan (3) työkärjestä (10) on vähintään seitsemän kertaa paaluputken ulko-läpimitta (D2); - kaulus (6) käsittää työkärkeä kohti ainakin osittain kapenevan ulkopinnan (8); ja 15 - kauluksessa (6) on ylös nostettu ulkoreuna (25) muodostaen paaluputkea (2) tai sen jatketta ympäröivän ylöspäin avoimen syvennyksen (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tunnettu siitä, että virtausreiät (7) sijaitsevat paaluputkea tai sen jatketta ympäröivän kauluk- 20 sen (6) alimman ylöspäin vapaan pohjan (24) yläpuolella ja menevät mainitun paalukengän ja/tai paaluputken ja/tai paaluputken jatkeen kehäpinnan (13, 22, 23) läpi betonimassan (B) ulosvirtausta varten paalua maaperään pakotettaessa; ja että virtausreiät (7) aukeavat paaluputken (2) ulkopuolelle säteittäisissä suunnissa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tun nettu siitä, että paaluputken mainittu jatke on liitososa (4), joka ulottuu kauluksen yläpuolelta sen alapuolelle ja jonka yläläpimitta (D4) on suurempi kuin alaläpimitta m

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tun nettu siitä, että kauluksen syvennyksen (5) ulkoläpimitta (D5) on oleellisesti suurempi kuin mainitun liitososan yläläpimitta (D4) tai paaluputken ulkoläpimitta (D2); ja että virtausreiät (7) sijaitsevat ainakin osittain kauluksen ulkoreunan (25) tasalla tai syvennyksen (5) korkeuden (Hl) mitalla.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tunnettu siitä, että kärkiosan ulkoläpimitta (D3) on enintään yhtä suuri kuin paaluputken ulkoläpimitta (D2); että kärkiosa (3) koostuu metallitangosta tai metalliputkesta; ja 35 16 111405 että työkärjen ja kauluksen maksimiläpimittaa vastaavan kohdan (R) välinen mainittu etäisyys (LI) on edullisesti kymmenen kertaa paaluputken ulkoläpimitta (D2).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, jonka kär-5 kiosa koostuu metalliputkesta, tunnettu siitä, että kärkiosa (3) on työkärjen kohdalla suljettu kärkikappaleella (9); ja että kärkiosa (3) muodostuu joko: paaluputken (2) osuudesta (2’) tai kaulukseen (6) kiinnitetystä putkikappaleesta (11) tai liitososan (4) osuudesta (17).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, jonka kär kiosa koostuu metallitangosta, tunnettu siitä, että tämä kärkiosa (3) muodostuu: joko kauluksessa (6) olevaan syvennykseen kiinnitetystä tankokappaleesta (18) tai liitososan (4) osuudesta.

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 6 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tun nettu siitä, että kaulus lisäksi käsittää joko: - läpimenevän reiän (16), jonka läpimitta (D6) vastaa kärkiosan ulkoläpimittaa (D3) paaluputken tai liitososan läpimenoa varten, tai - ylöspäin osoittavan ulokkeen (19), jonka sisähalkaisija (D7) tai ulkohalkaisija (D8) 20 on sovitettu vastaanottamaan paaluputken (2) pää.

9. Patenttivaatimuksen 3 tai 8 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tunnettu siitä, että liitososa (4) tai vastaavasti kaulus (6) käsittää yläosassaan sisäpuolisen tai ulkopuolisen syvennyksen (26a, 26b) paaluputken (2) alapään vastaanottami- 25 seksi sekä kanavan (27), joka ulottuu paaluputken sisätilasta (12) vähintään virtaus-reikien (7) kohdalle; ja että liitososa (4) käsittää vastepinnan (14), jonka yläläpimitta (D4) on suurempi kuin kauluksen reiän (16) läpimitta (D6) kauluksen pohjaan (15) tukeutumista varten ja liitososa (4) koostuu kärkiosan kanssa yhtenäisestä kappaleesta. 30

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tunnettu siitä, että kaulus (6) tai liitososa (4) lisäksi käsittävät liitoselimet (15a tai 15b tai 15c) paaluputken (2) ja kauluksen (6) tai liitososan (4) välistä tartuntaa varten.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen betonilla ympäröitävä putkipaalu, tunnettu siitä, että paaluputki (2) koostuu useammista putkiosista (2a, 2b, 2c jne.) ja niitä yhdistävistä liitoskappaleista (21) tai liitoksista (20); ja että paaluputken (2) ulkopinnalla on tartuntoja (30) betonia varten. 17 111405

12. Menetelmä putkipaalun pakottamiseksi maaperään (M) ja ympäröimiseksi betonilla, joka putkipaalu käsittää metallisen paaluputken (2), jonka yläpäässä on auk-ko/aukkoja (29) ja alapäässä suippeneva paalukenkä (1), jonka läpimitta (Dl) on suurempi kuin paaluputken läpimitta (D2) ja jonka alueelle paaluputken alapää au- 5 keaa, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheina: {A} kiinnitetään paaluputken (2) maaperään ajettavaan alapäähän paalukenkä (1) putkipaalun saamiseksi, joka paalukenkä koostuu: pitkänomaisesta pääasiassa tasapaksusta kärkiosasta (3), jossa on etäisyyden (LI) päässä työkärjestä (10) kaulus (6), joka etäisyys (LI) on vähintään viisi 10 kertaa paaluputken ulkoläpimitta (D2) ja jonka maksimiläpimitta (Dl) on oleellisesti suurempi kuin paaluputken ulkoläpimitta, sekä kauluksen yläpuolelle avautuvista säteittäisistä virtausrei’istä (7); {B} ajetaan jaksoittaisella voimalla putkipaalua maaperään (M); {D} täytetään paaluputken sisätila (12) betonimassalla (B), joka koostuu hydrauli-15 sesti kovettuvasta sideaineesta, kiviaineksesta täyteaineena sekä vedestä; {E} ajetaan jaksoittaisella voimalla putkipaalua syvemmälle maaperään (M), jolloin betonimassaa siirtyy virtausreikien (7) kautta paaluputken (2) ympärille ja ylöspäin paalukengän (1) tekemään onteloon (T) maaperässä; {F} lisätään paaluputken sisätilaan (12) mainittua betonimassaa (B); ja 20 (G) jatketaan vuorotellen putkipaalun ajamista edelleen maaperään (M) jaksoittai sella voimalla ja mainitun betonimassan (B) lisäämistä paaluputken sisätilaan (12).

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisävaiheina: 25 {H} maaperään ainakin osittain ajetun ensimmäisen putkiosan (2a) jatkamisen toi sella putkiosalla (2b) käyttäen liitoksia (20) tai liitoskappaleita (21); {1} jatketaan paaluputken jatkamista uusilla putkiosilla (2c, 2d, 2e jne.) sekä vuorotellen putkipaalun ajamista edelleen maaperään jaksoittaisella voimalla ja mainitun betonimassan (B) ainakin osittaista lisäämistä paaluputken sisätilaan (12), kun-30 nes putkipaalun kärkiosa (3) tulee tarkoitetulle syvyydelle (S 1) maaperään (M); ja {J} annetaan betonimassan (B) kovettua sekä paaluputken ympärillä että paaluputken (2) sisätilassa (12) valmiin betoniputkipaalun saamiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betonimassaa 35 syötetään paaluputken sisätilaan ilman oleellista ylipainetta; ja että mainittu jaksoittainen voima (F) synnytetään iskuilla ja/tai täristyksellä ja sen maksimi on suuruudeltaan sellainen, että paaluputken sisätilassa ilmenee painesysäys, joka on vähin- 18 111405 tään 10 bar ja edullisesti vähintään 15 bar ja jonka kestoaika on enintään 50 ms, tyypillisesti välillä 0,1 ms -15 ms ja edullisesti mahdollisimman lyhyt.

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi 5 käsittää tarvittaessa vaiheina: {Cl} jatketaan putkipaalun (40) ajamista edelleen maaperään jaksoittaisella voimalla tietylle syvyydelle (S2); {C2} lisätään erä betonimassaa (B) paaluputken sisätilaan (12) ja ajetaan putkipaalua vastaava matka maaperään; 10 {C3} täytetään betonimassan kerroksen yläpinnan ja maanpinnan välinen osuus putkipaalun ympärillä kiviaineksella (G) tai vastaavalla; ja {C4} jatketaan vuorotellen paaluputken (2) täyttämistä betonimassalla (B) ja ajamista maaperään (M) jaksoittaisella voimalla (F), kunnes putkipaalun kärkiosa (3) tulee tarkoitetulle syvyydelle (SI) maaperään; ja 15 {C5} täytetään paaluputken sisätilan (12) loppuosuus betonilla (B).