FI64967C - Anordning foer bildande av en vertikaldraen i marken - Google Patents

Description

64967

LAITE PYSTYOJAN MUODOSTAMISEKSI MAAPERÄÄN - ANORDNING FÖR BILDANDE AV EN VERTIKALDRÄN I MARKEN

Esillä olevaa keksintöä sovelletaan käytettäessä liuska-ojia (prefabricated drains) vesipitoisen, hienorakaisen ja huonosti vettä läpäisevän maan, kuten savi, siltti jne lujittamiseen suorittamalla maa-aineksesta veden poistamista pystyojituksen avulla ja pienentämällä näin maa-aineksen vesipitoisuutta. Täten parannetaan maapohjan kantokykyä, joudutetaan odotettavissa olevia painumia, samalla kun maan leikkauslujuus lisääntyy.

Pystyojitusta varten on kehitetty erilaisia liuskaojia, jotka muodostuvat esimerkiksi muovia olevasta profiloidusta, n 10 cm leveästä nauhasta ja sen ympäri kierretystä huokoisesta paperista tai muusta sentapaisesta suodattavasta materiaalista, joka läpäisee vettä.

Liuskapystyoja asennetaan maan sisään työntämällä se erikoisen pistoputken avulla haluttuun syvyyteen yleensä pystysuoraan. Liuskaoja on pistoputken sisällä ja lius-kaojan alapää ankkuroituu erityisellä ankkurilla paikalleen. Asentamisen jälkeen pistoputki vedetään pois, jolloin 1iuskapystyoja jää maan sisään. Liuskaoja katkaistaan sopivalta korkeudelta. Tällaisia liuskaojia sijoitetaan pohjasuhteista ja tavoitteista riippuvin, sopivin keskinäisin välimatkoin, esim. 1....2 m välein alueelle, jota halutaan lujittaa. Vesi maa-aineksesta suodattuu huokoisen paperin läpi liuskaojassa oleviin kanaviin, nousee ylös ja valuu pois.

Erityisen merkittävää on se, että pystyojituksella voidaan myös kuivata, lujittaa meren tai järven pohjassa olevaa savi- tai liejukerrosta, jonka paksuus voi olla kymmeniä metrejä. Pystyojitus on tarpeen silloin, kun on tarkoitus täyttää esim. järven tai meren pohja kyseiseltä 2 64967 kohdalta esim. tien, rautatien tai vaikkapa lentokentän rakentamista varten. Mikäli pehmeätä, kokoonpuristuvaa savi- tai 1iejukerrosta ei pystyojiteta ennen täyttämistä, kestää kokoonpuristuvien kerrosten painuminen niiden päälle tulevien täyte- ym kuormitusten johdosta kymmeniä vuosia. Pystyojittamalla voidaan painumista nopeuttaa niin, että se tapahtuu vuodessa tai kahdessa tai jopa muutamassa kuukaudessa riippuen pohjasuhteista ja pystyojien kes--kinäisistä välimatkoista. Painumien suuruus saattaa olla pohjasuhteista ja kuormituksesta riippuen useita metrejäkin .

On olemassa erilaisia tapoja ja laitteita, joilla toiminta tapahtuu. Tämä koskee ennen kaikkea sitä, millä tavoin liuskaoja katkaistaan sen jälkeen kun pistoputki on vedetty ylös halutulle karkeudelle. Julkaisussa W0 Θ1/03354 on esitetty katkaisulaite, joka - sijaitsee pistoputken sisällä. Tällä laitteella on huomattavia etuja, koska katkaisu voidaan suorittaa maan sisällä sellaisessa läpäisevässä maakerroksessa, johon vesi voi poistua liuskaojasta. Täten liuskaojaa ei tarvitse ulottaa maan pintaan saakka. Toisaalta katkaisu voidaan suorittaa vesistön pohjan yläpuolella niin, että liuskaojaa ei tarvitse ulottaa veden pintaan saakka katkaisua varten. Probleemana tässä tunnetussa laitteessa on kuitenkin se, millä tavoin pistoputken sisällä olevan liuskaojan katkaistu alapää voidaan saada ulos pistoputkesta niin, että siihen voidaan kiinnittää ankkuri.

Keksinnön kohteena on täten laite pystyojan muodostamiseksi maaperään käsittäen maan sisään työnnettävän pisto-putken, joka vie mukanaan sen sisällä sijaitsevan, ala-päästään ankkurilla varustetun liuskaojan, joka pistoput-kea takaisin ylöspäin vedettäessä pysyy ankkurin avulla paikallaan, jonka pistoputken sisällä sen alapäässä on liuskaojan katkaisulaite, joka katkaisee liuskaojan halutulla korkeudella, minkä jälkeen pistoputki tarvittaessa I! 64967 nousee ylös uuden ankkurin kiinnittämiseksi liuskaojan alapäähän.

Keksinnölle on tunnusomaista se, että pistoputken sisällä olevan liuskaojan alapään työntämiseksi katkaisun jälkeen ulos pistoputkesta tämän sisällä on katkaisulaitteen yläpuolella työntöelimet, jotka sijaitsevat liuskaojan molemmin puolin, puristavat käyttölaitteiden avulla liuskaojan väliinsä ja siirtävät sitä alaspäin niin, että liuskaojan alapää ulkonee pistoputken alapään alapuolelle uuden ankkurin kiinnittämiseksi liuskaojan alapäähän. Täten lius-kaoja saadaan vaivattomasti esiin. Sama työ voitaisiin luonnollisesti suorittaa myös käsivoimin tarttumalla esim. pihdeillä liuskaojan alapäähän ja vetämällä se ulos, mutta tämä on niissä olosuhteissa, joissa joudutaan toimimaan, erittäin hankalaa ja jopa vaarallista.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan työntö-elimet ovat pistoputken pituussuuntaisia kieliä. Täten ne tarttuvat pitkällä matkalla kiinni liuskaojaan ja varmistavat sen, että liuskaoja ei vaurioidu.

Keksinnön eräälle toiselle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että kielet ulottuvat ala-asennossaan pistoputken alapään alapuolelle. Täten liuskaoja tulee varmuudella esiin pistoputken alapäästä. Samalla kielet työntävät ulos mutaa ja liejua, jota pistoputkeen saattaa tunkeutua siinä vaiheessa, kun sitä vedetään ylöspäin.

Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuv. 1 esittää laitetta pystyojien muodostamiseksi vesistön pohjaan.

Kuv. 2 esittää tilannetta, jossa liuskaojat sijoitetaan kuivalta maalta käsin savi- tai liejukerrokseen.

4 64967

Kuv. 3-5 esittävät erään sovellutusmuodon mukaista pis-toputken alapäätä halki leikattuna eri toiminta-asennoissa .

Kuvio 1 esittää tapausta, jossa liuskaojat 9 asennetaan vesistön, esimerkiksi meren pohjassa olevaan savikerrokseen 2 ponttoonin 22 päällä olevan työkoneen 32 avulla, jossa on pystysuunnassa liikuteltava pistoputki 7, Pisto-putken 7 ollessa yläasennossaan» jolloin sen alapää on veden pinnan yläpuolella, kiinnitetään varastokelalta 6 lähtevän liuskaojan 9 alapäähän ankkuri 33. Ennen toiminnan aloittamista voidaan meren pohjaan sijoittaa vettä läpäisevä hiekkakerros 3. Pistoputki 7 työnnetään kerrosten 3 ja 2 läpi kovaan pohjaan 1 saakka. Kuvion 1 esittämässä asennossa on pistoputki. juuri tunkeutumassa savikerrokseen 2. Kun pistoputkea 7 aletaan vetää ylöspäin, jää ankkuri 33 ja siihen kiinnitetty liuskaoja 9 paikalleen. Pistoputkea 7 vedetään ylöspäin niin paljon, että sen sisällä oleva katkaisulaite (kuviot 3-5) sijaitsee hiekka-kerroksessa 3. Liuskaoja 9 katkaistaan ja pistoputki 7 nostetaan yläasentoonsa. Tämän jälkeen siirretään pont-toonia 22 jonkin verran ja sijoitetaan uusi liuskaoja 9 savikerrokseen 2. Liuskaojien 9 asentamisen jälkeen ajetaan päälle täyttömaa 4. Täyttömaan päälle voidaan vielä ajaa ylipenger 31 painumisen jouduttamiseksi.

Kuvio 2 esittää tapausta, jossa alinna on kova pohja 1, sen päällä savikerros 2 ja sen päällä vettä läpäisevä luonnonmaa tai täytemaakerros 3. Liuskaojien 9 asennus tapahtuu maan pinnalla 10 liikkuvassa työkoneessa 32 olevan pistoputken 7 avulla. Pistoputken 7 ollessa yläasennossaan, jolloin sen alapää on maan pinnan yläpuolella, kiinnitetään varastokelalta 6 lähtevän liuskaojan 9 alapäähän ankkuri 33. Tämän jälkeen työnnetään pistoputki 7 kerrosten 3 ja 2 läpi kovaan pohjaan 1 saakka. Kuvion li 5 64967 2 esittämässä asennossa on pistoputki juuri tunkeutumassa savikerrokseen 2. Kun pistoputkea 7 aletaan vetää ylöspäin, jää ankkuri 33 ja siihen kiinnitetty liuskaoja 9 paikalleen. Pistoputkea 7 vedetään ylöspäin niin paljon, että sen sisällä oleva katkaisulaite (kuviot 3-5] sijaitsee jonkin verran savikerroksen 2 yläpuolella. Liuskaoja 9 katkaistaan ja pistoputki 7 nostetaan ylä-asentoonsa. Tämän jälkeen siirretään työkonetta 32 jonkin verran ja sijoitetaan uusi liuskaoja 9 savikerrokseen 2. Liuskaojien 9 asentamisen jälkeen ajetaan päälle täyttömaa 4. Täyttömaan päälle voidaan vielä ajaa ylipenger 31 painumisen jouduttamiseksi.

Kuvion 3 mukaan pistoputken 7 alapäässä on liuskaojan 9 katkaisulaite. Tämä muodostuu poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoisen pistoputken 7 vastakkaisiin seinämiin laakeroidusta katkaisuterästä 5 ja kiinteästä vastaterästä 8. Katkaisulaitteen 5,8 yläpuolella on jarrulaite. Tämä muodostuu pistoputken 7 vastakkaisiin seinämiin laakeroiduista kiekoista 11 ja näitä yhdistävästä jarrutangosta 12. Katkaisuterä 5 ja jarrulaite 11, 12 on kytketty yhteen esimerkiksi ketjuvälityksellä niin, että ne toimivat synkronisesti.

Kuten kuviosta 3 nähdään, sijaitsee liuskaoja 9 kahden kielen 13 ja 14 välissä, jotka tässä sovellutuksessa muodostavat keksinnön mukaiset työntöelimet. Kielet 13 ja 14 sijaitsevat pistoputken 7 pituussuuntaisesta ja niiden pituus on huomattavasti suurempi kuin leveys. Kieli 13 on niveltyvästä yhdistetty painesylinterin 15 männänvarteen. Kieli 14 taas on niveltyvästä yhdistetty painesylinterin 16 männänvarteen. Männänvarret on lisäksi yhdistetty keskenään välielimellä 17, joka voi männänvarsien ohjaamana kiertyä ja liikkua pystysuunnassa. Painesylinteri 15 on suunnattu välielimestä 17 ylöspäin ja yhdistetty niveltyvästä pistoputken 7 sisäpintaan. Painesylinteri 16 puolestaan on suunnattu vä- ---------... -· Γ“ 6 64967 lielimestä 17 alaspäin ja yhdistetty niveltyvästä pis-toputken 7 sisäpin-taan. Kuten kuviosta 2 nähdään, on pistoputken sisällä lisäksi liuskaojan 9 ohjainlevyjä 1Θ-21.

Kuvio 3 esittää tilannetta, jossa liuskaoja 9 on juuri katkaistu. Pistoputken 7 alapää sijaitsee tällöin savi-kerroksen 2 yläpuolella. Jarrutanko 12 on puristanut esimerkiksi jousiterästä olevat kielet 13, 14 ja niiden välissä olevan liuskaojan 9 ohjainlevyä vasten. Täten liuskaoja pysyy paikallaan pistoputkeen 7 nähden. Pis-toputki 7 jatkaa nyt ylöspäin matkaansa, kunnes sen alapää on kuvion 1 esittämässä tapauksessa veden pinnan tai kuvion 2 esittämässä tapauksessa maan pinnan yläpuolella. Liuskaoja 9 seuraa mukana.

Kun pistoputki 7 on saavuttanut yläasentonsa, kiertyvät katkaisuterä 5 ja jarrutanko 12 kuviossa 4 esitettyyn asentoon. Samanaikaisesti alkavat painesy1interit 15 ja 16 kiertää välielintä 17 vastapäivään, jolloin kielet 13 ja 14 puristuvat toisiaan vasten ja tarttuvat kiinni liuskaojaan 9. Painesylinterit 15 ja 16 siirtävät tämän jälkeen kieliä 13 ja 14 ja niiden välissä olevaa liuska-ojaa 9 alaspäin kuviossa 5 esitettyyn asentoon. Tämän jälkeen painesylinterit 15 ja 16 sekä kielet 13 ja 14 palautuvat kuviossa 4 esitettyyn asentoon. Ankkuri 33 voidaan nyt kiinnittää liuskaojan 9 alapäähän. Ankkuri jää nojaamaan pistoputken 7 alapäätä vasten. Pistoputki 7 siirretään tämän jälkeen sivusuunnassa uuteen asentoon, ja työnnetään uudelleen kovaan pohjaan 1 saakka. Kuvioiden 4 ja 5 mukaiset toiminnat voidaan luonnollisesti suorittaa missä vaiheessa tahansa sen jälkeen, kun liuska-oja 9 on katkaistu ja ennen kuin pistoputki 7 uudelleen työnnetään alas.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset 7 64967 sovellutusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä kieliä 13, 14 voi olla pistoputken 7 pituussuunnassa useampia peräkkäin, jolloin niillä kaikilla on omat käyttölaitteensa. Painesy-lintereiden 15, 16 asemesta voivat käyttölaitteina tulla kysymykseen myös esimerkiksi mekaaniset laitteet, joita hoidetaan pistoputken 7 yläpäästä käsin. Kielien 13, 14 asemesta voidaan käyttää myös muunlaisia työntöelimiä, kuten esimerkiksi yhtä tai useampaa peräkkäistä epäkesko-rullaparia, jotka askel askeleelta työntävät liuskaojaa 9 alaspäin.

Akselinsa ympäri pyörivän katkaisuterän 5 asemesta voidaan käyttää vaakasuorassa suunnassa suoraviivaisesti liikkuvaa terää, joka on yhteistoiminnassa vastaterän Θ kanssa. Katkaisulaitteen 5, 8 ja jarrulaitteen 11, 12 ei välttämättä tarvitse toimia synkronisesti.

Edellä on mainittu, että pistoputki 7 on poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoinen. Mutta se voi yhtä hyvin olla myös poikkileikkaukseltaan ympyrän, soikion tms muotoinen .

Edellä on mainittu, että ankkuri 33 kiinnitetään liuska-ojan 9 alapäähän veden pinnan yläpuolella. Mutta se voidaan kiinnittää myöskin lähellä veden pohjaa, mikäli työkoneesta 32 ulotetaan alaspäin veden sisään saattoelin, joka suorittaa ankkurin kiinnityksen automaattisesti.

Tässä tapauksessa säästetään aikaa ja energiaa, koska pistoputkea 7 ei tarvitse nostaa veden pinnan yläpuolelle.

Claims (5)

0 64967

1. Laite pystyojan muodostamiseksi maaperään käsittäen maan sisään työnnettävän pistoputken (7), joka vie mukanaan sen sisällä sijaitsevan, alapäästään ankkurilla (33) varustetun liuskaojan (9), joka pistoputkea takaisin ylöspäin vedettäessä pysyy ankkurin avulla paikallaan, jonka pisto-putken sisällä sen alapäässä on liuskaojan katkaisulaite (5,8), joka katkaisee liuskaojan halutulla korkeudella, minkä jälkeen pistoputki tarvittaessa nousee ylös uuden ankkurin kiinnittämiseksi liuskaojan alapäähän, tunnet-t u siitä, että pistoputken (7) sisällä olevan liuskaojan (9) alapään työntämiseksi katkaisun jälkeen ulos pistoput-kesta tämän sisällä on katkaisulaitteen (5,8) yläpuolella työntöelimet (13,14), jotka sijaitsevat liuskaojan molemmin puolin, puristavat käyttölaitteiden (15,16) avulla liuskaojan väliinsä ja siirtävät sitä alaspäin niin, että liuskaojan alapää ulkonee pistoputken alapään alapuolelle uuden ankkurin (33) kiinnittämiseksi liuskaojan alapäähä-n.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että työntöelimet ovat pistoputken (7) pituussuuntaisia kieliä (13,14).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kielet (13,14) ulottuvat ala-asennossaan pistoputken (7) alapään alapuolelle.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että kumpaankin kieleen (13,14) on niveltyvästä yhdistetty suunnilleen pistoputken (7) pituussuuntainen painesy1interi (13,14) toisesta päästään, että pai-nesylinterien nämä päät on keskenään yhdistetty kiertyvällä välielimellä (17), että painesylinterit ulkonevat pisto-putken pituussuunnassa eri suuntiin ja että painesylinterien vastakkaiset päät on niveltyvästi yhdistetty pistoputken sisäpintaan. n 9 64967

5. Jonkin patenttivaatimuksista 2-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kielien (13,14) vieressä on jarrulaite (11,12), joka puristaa kielet kiinni liuskaojaan (9) samanaikaisesti kuin tämän katkaisu tapahtuu ja pitää liuskaojan paikallaan, kunnes kielien työntötoiminta alkaa.