NL1007431C2 - Werkwijze alsmede inrichting voor het onder water storten van beton. - Google Patents

Description

Werkwijze alsmede inrichting voor het onder water storten van beton

De uitvinding heeft betrekking op het storten van een vloeibare, verhardbare massa onder een wateroppervlak, in het bijzonder op het storten van onderwaterbeton.

5 Bij een dergelijk stortproces doen zich verschillende verschijnselen voor die niet of in mindere mate optreden bij het boven water storten. Allereerst bestaat het gevaar dat ontmenging van de beton optreedt ter plaatse van het contactoppervlak met het water. Daardoor kunnen zich problemen voordoen met betrekking tot de duurzaamheid van het beton. Bovendien is het niet eenvoudig om de gestorte betonlaag voldoende vlak 10 te maken. Als gevolg daarvan moet later nog een aparte afwerkvloer worden aangebracht.

Uit NL-A-8200553 is een inrichting bekend voor het storten van onderwaterbeton, waarbij een drijflichaam wordt toegepast die op de vers gestorte betonlaag drijft. De stortbuis heeft een drijver, die door de vers gestorte beton 15 omhoog geduwd wordt, waardoor de dikte toeneemt. Nadeel van deze bekende inrichting is dat de daarmee vervaardigde betonlagen kwalitatief minder goed zijn. Daardoor is een afwerkvloer noodzakelijk om te kunnen voldoen aan vereiste vlakheid van de vloer van de latere gebruiksruimte en om waterlekkages te vermijden als gevolg van door aanwezige kanalen omhoog geperst grondwater.

20 Uit NL-A-9301089 is een inrichting voor het storten van onderwaterbeton bekend, waarbij de stortbuis een voet heeft die op de waterbodem rust. De daarmee gestorte betonvloer moet daardoor het verloop van de bodem volgen. Deze inrichting is derhalve minder geschikt voor het vervaardigen van een vlakke betonvloer.

Doel van de uitvinding is daarom een werkwijze te verschaffen die deze 25 nadelen mist, en waarmee een kwalitatief hoogwaardige, vlakke betonvloer kan worden gestort. Dat doel wordt bereikt door middel van een werkwijze voor het storten van een vloeibare verhardbare massa, zoals beton, op een waterbodem, omvattende de stappen van het door middel van een stortbuis op de bodem brengen van de massa zodanig dat het onderste eind van de stortbuis in de gestorte massa 30 steekt, alsmede het afstrijken van de gestorte massa op een niveau hoger dan het onderste eind van de stortpijp.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan geen ontmenging van het beton optreden, doordat de uit het onderste eind van de stortbuis tredende betonmassa 1007431 2 steeds afgeschermd is van het water door het daarvoor gestorte, hoger liggende beton. Slechts het oppervlak van het hoger liggende beton is in aanraking met het water, waar echter nauwelijks meer ontmenging optreedt. Dit betekent dat de verschillende componenten, zoals grind of granulaat, zand, cementpoeder, toevoegstoffen, 5 plastificeerders enzovoorts nauwelijks ontmengen, waardoor de kwaliteit van het beton verzekerd is.

Het afstrijken van het vers gestorte beton heeft een gunstige invloed op de kwaliteit van de uiteindelijke gerede betonvloer. Voordeel daarvan is bovendien dat de vloer dunner kan blijven, zodat dat een kostenvoordeel wordt verkregen met 10 betrekking tot het gebruikte materiaal.

Bij een dergelijke goede betonkwaliteit kan tevens een wapening worden aangebracht. Deze is namelijk zodanig goed ingekapseld in dergelijk beton, dat deze goed beschermd is tegen corrosie. Ook om die reden is het dan overbodig om een afwerkvloer aan te brengen. Als gevolg van de wapening kan de dikte van de 15 betonlaag nog verder worden gereduceerd.

Tenslotte kan bij een dunnere betonlaag de diepte van de uitgraving in de waterbodem beperkt blijven, hetgeen eveneens een kostenvoordeel meebrengt.

Bij voorkeur wordt de gestorte massa afgestreken door middel van een in trilling gebracht strijkorgaan. In het bijzonder kan het strijkorgaan in een verticale 20 trilling worden gebracht met een frequentie tussen 5 Hz - 40 Hz. Voor de horizontale trillingen van het strijkorgaan gaat de voorkeur uit naar horizontaal georiënteerde trillingen, welke een frequentie hebben, die in ligt tussen 0.1 Hz en 3 Hz, waarbij de amplitude van de trilling ligt tussen 2 en 200 millimeter. Als gevolg van de op de vers gestorte betonmassa overgebrachte trillingen kan de kwaliteit van de betonlaag 25 nog verder worden verbeterd.

De stortbuis en het strijkorgaan kunnen tijdens het storten over de waterbodem worden bewogen. Het werk kan daardoor op continu voortschrijdende wijze worden uitgevoerd.

Om de benodigde hoogteligging van een te vervaardigen vloer te verkrijgen 30 kunnen verschillende metingen worden uitgevoerd. Voor de horizontale positie van de stortbuis kan gebruik worden gemaakt van het bekende Global Positioning System, GPS, of beter het Differential Global Positioning System, DGPS.

1007431 3

Voor de verticale positie wordt bijvoorbeeld boven water één of meerdere referentiepunten op de stortbuis ingemeten, waardoor hoogte en scheefstand van de stortbuis en aldus de positie van de onderzijde van de stortbuis, bekend zijn.

Voor correctie van de hoogtepositie van de onderzijde van de stortbuis wordt 5 bijvoorbeeld de hoogte van de gestorte massa rondom de stortbuis met behulp van sonar gemeten. Tevens kan de hoogte van de vloeibare verhardbare massa in de stortbuis en de stroomsnelheid van de massa in de stortbuis worden gemeten.

Het is ook mogelijk andere eigenschappen van de te storten massa te meten, zoals temperatuur en vloeibaarheid. Al deze metingen kunnen worden toegevoerd aan 10 een verwerkingsorgaan, zoals een computer met de voor de toepassing benodigde software en hardware.

Met behulp van het verwerkingsorgaan is het mogelijk om de onderzijde van de stortbuis op de juiste positie te plaatsen, waarbij een hijsorgaan kan worden geactiveerd.

15 Tevens is het mogelijk om met dit verwerkingsorgaan de afstand van de onderzijde van de stortbuis en de onderzijde van het strijkorgaan te corrigeren met behulp van een hijsorgaan. Ook kan het trillingspatroon van het strijkorgaan worden aangepast om de afwerking en de kwaliteit van de te vervaardigen vloer zo goed mogelijk te laten voldoen aan de gestelde eisen.

20 Om de toevoer van de te storten verhardbare massa onder water te kunnen regelen, is het mogelijk om in de stortbuis aan de onderzijde, een sluitorgaan aan te brengen in de vorm van een flexibele klep, zoals getoond wordt in de octrooischriften NL-A-7803176 en FR-A-2125916.

De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het uitvoeren van de 25 werkwijze, omvattende een drijflichaam met een stortbuis die aan het bovenste eind een toevoer voor een vloeibare verhardbare massa, zoals beton heeft, en een onderste eind voor het afvoeren van de massa op een waterbodem, alsmede een strijkorgaan voor het afstrijken van de gestorte massa welk strijkorgaan een naar beneden gekeerd strijkvlak heeft dat zich op een hoger niveau bevindt dan het onderste eind van de 30 stortpijp.

Het strijkorgaan kan ringvormig of torusvormig zijn, en omgeeft de stortbuis op afstand boven zijn onderste eind.

100743* 4

Bij voorkeur verloopt het onderste vlak van het strijkorgaan tenminste voor een deel vanaf de stortbuis hellend omhoog. Ook bij enige scheefstand van de stortbuis, en daarmee van het strijkorgaan, kan de laatste toch een gelijkmatig oppervlak afleveren zonder in de betonmassa te "happen".

5 Het strijkorgaan is verbonden met middelen voor het opwekken van trillingen.

Het kan tenminste een waterdichte kamer omvatten waarin zich de middelen voor het opwekken van trillingen bevinden. Bij voorkeur omvat het strijkorgaan twee concentrische cilindrische wanden aan de onderzijde waarvan een bodemplaat is bevestigd waarvan een deel hellend vanaf de stortbuis omhoog loopt.

10 Ook kan het strijkorgaan draaibaar zijn rond de stortbuis.

In een andere uitvoeringsvorm kan het strijkorgaan door hijsmiddelen met een hijsorgaan, welke een andere kan zijn dan die van de stortbuis, zijn verbonden, waardoor de afstand tussen de onderzijde van de stortbuis en de bodem van het strijkorgaan kan worden veranderd.

15 Op basis van metingen van materiaaleigenschappen, de druk, stroomsnelheid uit de stortbuis, debiet, temperatuur van de verhardbare massa en hoogte van de bovenzijde van de gestorte massa en/of afgestreken massa rondom de stortbuis kan de genoemde afstand aangepast worden.

Dit aanpassen kan automatisch plaatsvinden, indien de metingen toegevoerd 20 worden aan een daartoe uitgerust verwerkingsorgaan, zoals een computer, welke de metingen verwerkt en de diverse besturingsorganen voor het verplaatsen van stortbuis en/of strijkorgaan activeert.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een in de figuren weergegeven voorbeeld van een inrichting voor het uitvoeren van de 25 werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een zijaanzicht van de inrichting, in bedrijf bij het storten van een vloer op een waterbodem.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht op het afstrijkorgaan.

Figuur 3 toont een vergroot zijaanzicht op het afstrijkorgaan.

30 De in figuur 1 weergegeven inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding omvat allereerst een drijflichaam zoals een ponton 1, waaraan door middel van steunconstructie 2 een stortbuis 3 is opgehangen. De stortbuis 3 strekt zich neerwaarts uit in de richting van de waterbodem 4; de waterspiegel is met T0074311 i 5 5 aangeduid. In de in figuur 1 weergegeven toestand bevindt de inrichting zich nabij een in de bodem 4 gedreven damwand 6, waar tegenaan een vers gestorte betonmassa 7 zojuist is aangebracht.

Bij de aanvang van het werk wordt de stortbuis 3 met zijn onderste eind 5 vrijwel op de waterbodem 4 gezet, zoals weergegeven is met de met onderbroken lijnen weergegeven stand 8. Vervolgens wordt de stortbuis 3 bij het storten steeds verder omhoog getrokken, waarbij er echter voor gezorgd wordt dat het onderste eind 9 van de stortbuis 3 zich steeds onder het niveau 10 bevindt van de vers gestorte beton.

10 In de in figuur 1 weergegeven toestand geeft het niveau 10 ook het nominale niveau aan van de te vervaardigen vloer op de waterbodem 4, waarvan in figuur 1 pas slechts een eerste klein gedeelte is gestort. In de waterbodem 4 kunnen ook ankers of heipalen 11 zijn gedreven, voor het vasthouden van de latere gerede vloer in, tegen de waterdruk van het grondwater.

15 Een weinig boven het onderste eind 9 van de stortbuis 3 bevindt zich een strijkorgaan 12, dat nader zal worden beschreven onder verwijzing naar figuren 2 en 3. Bij het voortschrijden van het werk wordt de ponton 1 verhaald, zodanig dat de stortbuis 3 met het strijkorgaan 12 continu verplaatst wordt over de waterbodem 4 voor het leggen van een rups beton. Vervolgens wordt de ponton 1 teruggebracht 20 naar zijn uitgangspositie en een weinig zijdelings verschoven, waarna de volgende rups kan worden gelegd enzovoorts tot de vloer gereed is. Om de hoogte van de bovenzijde van de vers gestorte betonvloer constant te houden, wordt op de bovenzijde van de stortbuis boven water één of meer referentiepunten continu gemeten ten opzichte van een referentievlak op de wal met behulp van bijvoorbeeld 25 een laserwaterpas. Afhankelijk van de scheefstand van de stortbuis 3 en rekening houdend met een eventueel schuin vlak van bodem 13 van de onderwaterstrijker, wordt de bovenzijde van de stortbuis 3 tijdens het storten van beton continu met een hijsorgaan op de vereiste hoogte gesteld.

Zoals weergegeven in de aanzichten van figuur 2 en 3 omvat het afstrijkorgaan 30 12 een vanaf de stortbuis 3 een weinig omhooglopende bodem 13. Op deze bodem 13 is aan de om trek een cilindrische wand 14 gelast; verder is op de bodem 13 een tweede, meer naar binnen gelegen cilindrische wand 15 gelast.

1007431! 6

Aan de binnenste wand 15 is een zestal consoles 16 gelast, en, op overeenkomstige plaatsen, aan de stortpijp 3 eveneens een zestal consoles 17. De consoles 16, 17 zijn onderling verbonden door elastische en/of verende elementen 18, welke bijvoorbeeld van rubber zijn of stalen veren of hangkabels omvatten, zodanig 5 dat een verbinding tussen afstrijkorgaan 12 en stortbuis 3 is verkregen die een zekere verplaatsing toelaat.

Bodem 13 is verbonden met een flexibel, bijvoorbeeld rubberen manchet 21, welke om het ondereinde van stortbuis 3 is bevestigd. Manchet 21 is nabij het onderste einde 9 van stortbuis 3 bevestigd met bijvoorbeeld een klemband 22. Met 10 deze constructie is het mogelijk om bodem 13 ten opzichte van stortbuis 3 te bewegen zodat geen beton boven bodem 13 terecht komt. Het is ook mogelijk dat in de bodem 13 openingen zijn aangebracht, waardoor beton boven bodem 13 kan komen.

De wanden 14, 15 sluiten een drietal waterdichte kamers 19 in, in elk waarvan 15 zich een trillingsorgaan 20 bevindt. Deze trillingsorganen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit een elektrische, hydraulische of pneumatische motor met een onbalans en/of uit hydraulische of pneumatische in en uit elkaar schuivende cilinderorganen.

Door middel van deze trillingsorganen 19 kan het afstrijkorgaan 12 in een verticale en ook horizontale trilling worden gebracht, zodanig dat het beton van 20 betonmassa 7 goed kan worden verspreid en verdicht tot een niveau, waarbij de vloer niveau 10 bereikt.

Bij het storten van het beton bevindt het onderste eind 9 van de stortbuis 3 zich voortdurend onder het oppervlak 10 van de vers gestorte beton, met als gevolg dat ontmenging door het zich boven de vloer 10 bevindende water doelmatig wordt 25 tegengegaan.

Dankzij de flauw hellende vorm van de bodem 13, kan toch een goed afgewerkte vloer 10 verkregen worden zelfs indien de stortbuis 3, en daardoor ook het strijklichaam 12, een weinig scheef zou staan.

1007431

Claims (23)

1. Werkwijze voor het storten van een vloeibare verhardbare massa, zoals beton, op een waterbodem, omvattende de stappen van het door middel van een 5 stortbuis op de bodem brengen van de massa zodanig dat het onderste eind van de stortbuis in de gestorte massa steekt, alsmede het afstrijken van de gestorte massa op een niveau hoger dan het onderste eind van de stortpijp.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de gestorte massa wordt afgestreken 10 door middel van een in trilling gebracht strijkorgaan.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het strijkorgaan in een verticale trilling wordt gebracht met een frequentie tussen 5 Hz - 40 Hz.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, waarbij het strijkorgaan in een horizontaal georiënteerde trilling wordt gebracht met een frequentie tussen 0,1 Hz - 3 Hz.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de stortbuis en 20 het strijkorgaan tijdens het storten over de waterbodem worden bewogen.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het strijkorgaan rond de stortbuis in draaiing wordt gebracht.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij referentiepunten aan de bovenzijde van stortbuis 3 voortdurend worden ingemeten met een op de wal geplaatst meetorgaan, waarna de metingen door middel van een verwerkingsorgaan, zoals een computer, een hijsorgaan activeren, welk hijsorgaan de bovenzijde van stortbuis 3 zodanig op de vereiste hoogte instelt, dat rekening wordt gehouden met de 30 scheefstand van stortbuis 3 en het hellende vlak c.q. vlakken van de bodem 13 van het strijkorgaan 12, ter verkrijging van een bovenvlak van het vers gestorte beton op het niveau 10 van een te vervaardigen vloer. 1007431

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij met een dieptemeetorgaan, zoals een sonar, de positie wordt gemeten van de hoogte van de bovenzijde van de vers gestorte en de met het strijkorgaan bewerkte en/of te bewerken vloer zodanig, dat de metingen van de hoogten van genoemde vloer door 5 middel van een verwerkingsorgaan, zoals een computer, een hijsorgaan activeren, waardoor de stortbuis (3) op de vereiste hoogte wordt gebracht ter verkrijging van een bovenvlak op het niveau (10) van een te vervaardigen vloer.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het strijkorgaan 10 via hijsmiddelen aan een hijsorgaan wordt verbonden en dat het hijsorgaan door een verwerkingsorgaan, zoals een computer, wordt geactiveerd, welk verwerkingsorgaan metingen van het proces van de te vervaardigen vloer verwerkt voor het instellen van een zodanige afstand tussen de onderzijde van stortbuis (3) en bodem (13) van strijkorgaan (12), dat een vloer op het niveau (10) wordt verkregen. 15

10. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een draagorgaan, zoals een ponton (1) of een verrijdbare, zich boven de waterspiegel (5) bevindende brugconstructie, met een stortbuis (3) die aan het bovenste eind een toevoer voor een vloeibare verhardbare massa, zoals beton 20 heeft, en een onderste eind (9) voor het afvoeren van de massa op een waterbodem (4), alsmede een strijkorgaan (12) voor het afstrijken van de gestorte massa welk strijkorgaan (12) een naar beneden gekeerd strijkvlak (13) heeft dat zich op een hoger niveau bevindt dan het onderste eind (9) van de stortpijp (3).

11. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij het strijkorgaan (12) ringvormig of torusvormig is, en de stortbuis (3) op afstand boven zijn onderste eind (9) omgeeft.

12. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij het onderste vlak (13) van het 30 strijkorgaan (12) tenminste voor een deel hellend omhoog loopt vanaf stortbuis (3).

13. Inrichting volgens conclusies 10, 11 of 12, waarbij het strijkorgaan (12) is verbonden met middelen voor het opwekken van trillingen (20). 1007431’

14. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij de middelen voor het opwekken van trillingen (20) enerzijds verbonden zijn met het strijkorgaan (12) en anderzijds verbonden met de stortbuis (3).

15. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij het strijkorgaan (12) tenminste een waterdichte kamer (19) omvat waarin zich de middelen (20) voor het opwekken van trillingen bevinden.

16. Inrichting volgens conclusies 12, 13, 14 of 15, waarbij het strijkorgaan 10 (12) twee concentrische cilindrische wanden (14, 15) omvat aan de onderzijde waarvan een bodemplaat (13) is bevestigd die tenminste voor een deel hellend vanaf de stortbuis (3) omhoog loopt.

17. Inrichting volgens conclusie 16, waarbij zich tussen beide concentrische 15 wanden (14, 15) tenminste één kamer (19) bevindt.

18. Inrichting volgens conclusie 17, waarbij elke kamer (19) is begrensd door twee radiaal ten opzichte van de stortbuis tussen de concentrische wanden verlopende schotten (21). 20

19. Inrichting volgens één der conclusies 10 - 18, waarbij het strijkorgaan (12) met elastische en/of verende elementen is aangesloten op de stortbuis (3).

20. Inrichting volgens één der conclusies 10 - 18, waarbij het strijkorgaan (12) 25 draaibaar is rond de stortbuis (3).

21. Inrichting volgens conclusie 20, waarbij het strijkorgaan (12) een flexibele afdichting (21) draagt die door middel van een afdichtlip samenwerkt met het uitwendig oppervlak van de stortbuis (3). 30

22. Inrichting volgens één der conclusies 10-21, waarbij het strijkorgaan door hijsmiddelen verbonden is aan een hijsorgaan, waardoor de gewenste afstand tussen de onderzijde van stortbuis (3) en bodem (13) van strijkorgaan (12) kan worden ingesteld. 1007431

23. Inrichting volgens conclusie 22, waarbij het hijsorgaan door een verwerkingsorgaan, zoals een computer, wordt geactiveerd, welk verwerkingsorgaan metingen van het proces van de te vervaardigen vloer verwerkt voor het instellen van een zodanige afstand tussen de onderzijde van stortbuis (3) en bodem (13) van 5 strijkorgaan (12) dat een vloer op het niveau (10) wordt verkregen. 100743Ï !