NL1015018C2

NL1015018C2 - Hollow drill point fits around head of embedded pile to excavate surrounding soil to pre-determined depth

Info

Publication number: NL1015018C2
Application number: NL1015018A
Authority: NL
Inventors: Sipke Veenstra
Original assignee: Sipke Veenstra
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-10-30

Abstract

The hollow core (3) fits over and is guided by the head of the pile. The screw (2) has raised edges (11) to prevent radial displacement of soil. A removable pin (9) connects the driven connection (7) to a hydraulic motor (8) and articulated linkage (10). Earth removed manually is shovelled onto the carrier plate (12) for eventual dumping when the drill is lifted.

Description

BOORPUNT VOORZIEN VAN EEN HOLTE VOOR OPNAME VAN EEN KOP VAN EEN HEIPAALDRILL POINT FITTED WITH A HOLLOW FOR RECORDING A HEAD OF A PILOT

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 boorpunt, welke is voorzien van middelen voor het boren in materiaal.The present invention relates to a drill point which is provided with means for drilling in material.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het boren in materiaal, waarin een vast 10 object aanwezig is.The present invention also relates to a method of drilling in material, in which a solid object is present.

Een dergelijke boorpunt en werkwijze zijn van algemene bekendheid. Bekende boorpunten worden gebruikt om gaten in materiaal, bijvoorbeeld de grond te boren, teneinde daarin 15 bijvoorbeeld palen, buizen of dergelijke neer te laten. In het omgekeerde geval, waarin vaste objecten, zoals heipalen al de grond in zijn gedreven kunnen dergelijke boren niet meer gebruikt worden. Het afwerken van het gat en het uitgraven van de grond rondom en boven de kop dient 20 vervolgens handmatig plaats te vinden. Nadat de koppen van de heipalen zijn uitgegraven wordt aan de fundamenten van een daarop te rusten bouwwerk verder vormgegeven door middel van bijvoorbeeld het storten van een betonverbinding tussen de koppen. De mate van vlakheid van 25 het zand tussen de koppen van de heipalen is daarbij van het grootste belang, omdat deze mede bepalend is voor de dikte en het vlakke verloop van de verschillende vloeren in het bouwwerk. Het vlak maken van de zogeheten grondslag geschiedt dan ook lasergestuurd. Om de grond rondom de 30 koppen van de ingedreven heipalen vlak te houden, ook tijdens en na het uitgraven van die grond kunnen geen zware machinerieën worden ingezet, omdat die de vlakheid rondom de koppen negatief beïnvloeden. Het gebruik van mankracht om de koppen na het vlakken van de grond vrij te 35 maken is nadelig, omdat het relatief veel arbeidskrachten vergt, en dat werk tijdrovend en zwaar is, waarbij per persoon niet meer dan 30 heipaalkoppen per dag kunnen worden vrijgemaakt. Verder moet de weggenomen grond tenminste gedeeltelijk handmatig worden weggenomen en 101501 - 2 - vertranspörteerd zonder daarbij de vlakheid van de omringende grond al te zeer aan te tasten. Tenslotte is het zo dat de volledige verdere op- en afbouw van een bouwwerk op deze noodzakelijke elementaire handelingen 5 wacht, hetgeen de bouwprijs van het bouwwerk enorm opdrijft. Bekende boorpunten en werkwijzen lossen die problemen niet op.Such a drilling point and method are generally known. Known drill points are used to drill holes in material, for example the ground, in order to drop therein for instance poles, pipes or the like. Conversely, in which solid objects such as piles have already been driven into the ground, such drills can no longer be used. The finishing of the hole and the excavation of the soil around and above the head must then take place manually. After the heads of the piles have been excavated, the foundations of a structure to be rested thereon are further shaped by, for example, pouring a concrete connection between the heads. The degree of flatness of the sand between the heads of the piles is of the utmost importance, because it partly determines the thickness and the smooth course of the various floors in the building. The flattening of the so-called base is therefore laser-controlled. To keep the soil flat around the 30 heads of the driven piles, even during and after excavation of that soil, no heavy machinery can be used, because they negatively affect the flatness around the heads. The use of manpower to clear the heads after flattening the ground is disadvantageous because it requires a relatively large workforce, and work is time consuming and heavy, with no more than 30 pile heads per person being released per day. Furthermore, the removed soil must be removed at least partially manually and transposed without affecting the flatness of the surrounding soil too much. Finally, it is the case that the complete further construction and dismantling of a building is waiting for these necessary elementary actions, which greatly increases the construction price of the building. Known drilling points and methods do not solve these problems.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van 10 een boorpunt en werkwijze, waarmede de beschreven problemen op kostprijs verlagende wijze kunnen worden beperkt, en waarbij de arbeidsomstandigheden in belangrijke mate worden verbeterd.The object of the present invention is to provide a drilling point and method with which the problems described can be reduced in a cost-reducing manner, and wherein the working conditions are improved to a considerable extent.

15 Daartoe bezit de boorpunt overeenkomstig de uitvinding het kenmerk dat de boorpunt een holte bezit voor opname van een in het materiaal aanwezig vast object. Dienovereenkomstig bezit de werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk dat materiaal rondom het vaste 20 object wordt weggeboord, terwijl het vaste object als boorgeleiding fungeert.For this purpose, the drilling tip according to the invention has the feature that the drilling tip has a cavity for receiving a solid object present in the material. Accordingly, the method according to the invention is characterized in that material is bored around the solid object, while the solid object functions as a drilling guide.

Het voordeel van de boorpunt en werkwijze overeenkomstig de uitvinding is, dat het eerder noodzakelijke handmatige uitgraven van de heipaalkoppen wordt uitgespaard. Het 25 thans mogelijke machinale wegboren van het materiaal, te weten de grondaarde, rondom de heipaalkop vindt gecontroleerd en geleid door de centrerende werking van de combinatie van de holte en de heipaalkop plaats. Hierdoor wordt bovendien alleen de omringende grondaarde rond de 30 heipaalkop weggenomen, hetgeen het vrijmaakproces aanzienlijk bekort en vergemakkelijkt, zonder de dit de vlakheid van de grondaarde tussen de verschillende koppen in aantast.The advantage of the drilling point and method according to the invention is that the previously necessary manual excavation of the pile heads is saved. The now possible machine drilling of the material, namely the ground earth, around the pile head takes place in a controlled and guided manner by the centering action of the combination of the cavity and the pile head. Moreover, this also removes only the surrounding ground earth around the pile head, which considerably shortens and facilitates the release process, without this affecting the flatness of the ground earth between the different heads.

35 Om stabiliteitsredenen verdient het de voorkeur dat in een uitvoeringsvorm de boorpunt het kenmerk heeft dat de . _· . .. ... !v· - 3 - boorpunt een centrale kern heeft, waarin de holte is gelegen.For stability reasons, it is preferable that in one embodiment the drill point is characterized in that the. _ ·. .. ...! v · - 3 - drilling point has a central core, in which the cavity is located.

In de praktijk zal met het oog op een eenvoudige vervaardiging van de boorpunt volgens de uitvinding deze 5 het kenmerk hebben dat de boormiddelen aan de buitenkant van de centrale kern zijn aangebracht.In practice, with a view to a simple manufacture of the drilling tip according to the invention, these will be characterized in that the drilling means are arranged on the outside of the central core.

Een verdere uitvoeringsvorm van de boorpunt volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de boormiddelen zijn 10 uitgevoerd met schroeflijnvormige schoepen.A further embodiment of the drilling tip according to the invention is characterized in that the drilling means are provided with helical blades.

Het voordeel hiervan is, dat daarmede niet alleen een eenvoudig en met weinig nodige energie door het materiaal boren mogelijk wordt, maar dat het weggenomen materiaal bovendien tenminste gedeeltelijk op de schoepen blijft 15 liggen en niet additioneel handmatig of machinaal alsnog dient te worden verwijderd.The advantage of this is that it not only allows simple and low energy drilling through the material, but also that the removed material remains at least partly on the blades and does not have to be removed manually or mechanically.

Een gunstige uitvoeringsvorm van de boorpunt overeenkomstig de uitvinding heeft het kenmerk dat de 20 schroeflijnvormige schoepen van radiaal buitenwaarts gelegen opstaande randen zijn voorzien voor het vasthouden van het weggeboorde materiaal.A favorable embodiment of the drilling tip according to the invention is characterized in that the helical blades are provided with radially outwardly raised upright edges for holding the drilled-out material.

Met de opstaande randen wordt tegengegaan dat het weggeboorde materiaal zich radiaal buitenwaarts om het 25 geboorde gat verspreid, daar dit materiaal op de schoepen en tegen de randen gelegen wordt uitgenomen en op een dumpeenheid, zoals een laadbak, container of vrachtwagen of dergelijke kan worden geleegd om te worden afgevoerd.The raised edges prevent the drilled material from spreading radially outwardly around the drilled hole, since this material is taken out on the blades and against the edges and can be emptied onto a dump unit, such as a container, container or truck or the like to be disposed of.

Met voordeel geschiedt het uitnemen van het uitgeboorde 30 materiaal automatisch door de boor tegengesteld te laten draaien, waardoor deze zichzelf leegt.Advantageously, the drilled-out material is taken out automatically by turning the drill counterclockwise, so that it empties itself.

Een verdere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de centrale kern van de boorpunt een 35 aandrijfzijde heeft, en de boorpunt een zich ter plaatse van de aandrijfzijde bevindende draagplaat heeft.A further embodiment according to the invention is characterized in that the central core of the drill tip has a drive side, and the drill tip has a support plate located at the location of the drive side.

1^3 oü J1 ^ 3 o J

- 4 -- 4 -

Van voordeel is, dat een zich ter plaatse bevindende werker bij het handmatig afwerken van bij het boren vrijgekomen materiaal, veelal grondaarde, het zand, grind en/of klei bevattende materiaal kan wegscheppen en op de 5 draagplaat kan deponeren. Bij het leggen van de grondaarde uit de boorpunt wordt dan tevens het op de draagplaat aanwezige materiaal afgevoerd.It is advantageous that an on-site worker can manually scoop off the sand, gravel and / or clay-containing material and manually deposit it on the support plate when manually finishing material released during drilling, usually soil material. When the basic earth is laid from the drilling point, the material present on the supporting plate is then also removed.

Om al te grote mechanische torsie en wringingskrachten, 10 onder meer bij het zich zetten van de heipaalkop in de holte, doch ook tijdens het roterend aandrijven van de boorpunt, te voorkomen heeft de boorpunt in een volgende uitvoeringsvorm het kenmerk dat deze van een aan de aandrijfzijde van de centrale kern gelegen roterend 15 aandrijfbare aansluiting is voorzien.In order to prevent excessive mechanical torsion and twisting forces, inter alia when the pile head is set in the cavity, but also during the rotary driving of the drilling tip, the drilling tip in a further embodiment has the feature that it is of a rotary side drivable connection is provided on the drive side of the central core.

In een verdere gunstige uitvoeringsvorm is de roterend aandrijfbare aansluiting van een één of meervoudige knikverbinding voorzien. Een in één richting knikbare 20 verbinding verdient de voorkeur, omdat deze de mogelijkheid biedt aan de machinist of arbeidskracht ter plaatse om de boorpunt te manoeuvreren en in althans een richting te verplaatsen, teneinde ervoor te zorgen dat de boorpunt, met name ter plaatse van de holte de heipaalkop 25 zo min mogelijk raakt en beschadigt.In a further favorable embodiment, the rotatably drivable connection is provided with a one or multiple kink connection. A unidirectional articulated joint is preferred because it allows the operator or on-site worker to maneuver the drill tip and move it in at least one direction to ensure that the drill tip, especially at the location of the drill bit, cavity touches and damages the pile head 25 as little as possible.

In de praktijk heeft een uitvoeringsvorm van de werkwijze welke het kenmerk heeft dat het vaste object de kop van een in het materiaal gedreven heipaal is, zich als 30 bijzonder gunstig op het gebied van grondwerk, en weg- en waterbouw bewezen. In een dergelijk geval is het materiaal grondaarde.In practice, an embodiment of the method, which is characterized in that the fixed object is the head of a pile driven into the material, has proven to be particularly favorable in the field of earthwork, and civil engineering. In such a case, the material is ground earth.

Thans zal de onderhavige uitvinding, tezamen met de 35 verdere voordelen en aan de hand van de bijgaande tekening, waarin overeenkomstige in de verschillende figuren aangeduide onderdelen van dezelfde ï - t . ... , j -5- verwijzigingscijfers zijn voorzien, nader worden toegelicht. Daarbij tonen:The present invention, together with the further advantages and with reference to the appended drawing, in which like parts of the same parts indicated in the various figures, will now be given. ..., 5 reference numbers are provided, to be explained in more detail. Show:

Figuren la-ld respectievelijk weergaven van een boorpunt volgens de uitvinding, en een borgpen, rotator en 5 knikbare verbinding voor toepassing in de boorpunt van fig. la; en toontFigures 1a-1d show respectively a drill point according to the invention, and a locking pin, rotator and kinkable connection for use in the drill point of Figure 1a; and shows

Figuur 2 een schematische weergave, gedeeltelijk in onderaanzicht en zijaanzicht van respectievelijk de boorpunt van fig. la en een heipaal voor toepassing met de 10 boorpunt volgens de uitvinding.Figure 2 shows a schematic view, partly in bottom view and side view, respectively of the drilling tip of Figure 1a and a pile for use with the drilling tip according to the invention.

Figuur la toont een schematisch aanzicht van een boorpunt 1 om in een materiaal, zoals bijvoorbeeld grondaarde te boren. De grondaarde bevat veelal zand, grind, klei, doch 15 kan in de praktijk ook ongerechtigheden bevatten, zoals brokken steen, cement, beton, delen van palen, stokken, bekistingen, balken, bewapening, draad enzovoort. De boorpunt 1 is voorzien van middelen 2 voor het boren in het materiaal. In de weergegeven uitvoering bevatten de 20 boormiddelen schroeflijnvormige schoepen 2 die rond een centrale kern 3 van de boorpunt 1, aan de buitenkant ervan zijn aangebracht. De boorpunt 1 heeft een holte 4 voor opname van een in het materiaal aanwezig vast object, zoals de kop 5 van een heipaal 6, welke in fig. 2 25 schematisch gedeeltelijk is weergegeven. De holte 4 die in de centrale kern 3 is gelegen heeft een zodanige afmeting dat daarin de kop 5 van de heipaal 6 vrij kan roteren. De boorpunt 1 is voorzien van een aan de boven- of aandrijfzijde van de centrale kern 3 gelegen roterend 30 aandrijfbare aansluiting 7. In de weergegeven situatie is de aansluiting 7 van een rotator 8 (zie fig. lc) voorzien die via een uitneembare borgpen 9 (zie fig. lb) eenvoudig losneembaar koppelbaar is met de aansluiting 7. De boorpunt 1 wordt roterend aangedreven door de rotator 8, 35 welke veelal een hydraulische motor is. Daartoe zijn corresponderende gaten in de rotator 8 en aansluiting 7 aangebracht. De rotator 8 is koppelbaar met een knikbare - 6 - verbinding 10 die ook van gaten is voorzien. Alhoewel de betreffende gaten hoeken van 90 graden ten opzichte van elkaar kunnen maken voor het vormen van een kruiskoppeling, is in de praktijk gebleken dat een 5 samenstel, waarin de assen van de verschillende gaten parallel aan elkaar lopen, de voorkeur verdient. Dit is met het oog op het in althans een richting goed manoeuvreerbaar zijn van het in de figuren la-ld getoonde en door middel van een niet weergegeven giek gedragen 10 samenstel, hetgeen bijvoorbeeld van belang is als de boorpunt op ongerechtigheden in de grond stuit. De dubbelscharnierende uitvoering zorgt er tevens voor dat bij het in de grond drukken van de boorpunt er zo min mogelijk drukkrachten optreden. Het samenstel hoeft dan 15 ook niet berekend te zijn op drukkrachten.Figure 1a shows a schematic view of a drill point 1 for drilling into a material, such as, for example, ground earth. The soil earth usually contains sand, gravel, clay, but in practice it may also contain iniquities, such as chunks of stone, cement, concrete, parts of piles, sticks, formwork, beams, armament, wire and so on. The drilling tip 1 is provided with means 2 for drilling into the material. In the illustrated embodiment, the drilling means comprise helical blades 2 arranged around a central core 3 of the drilling tip 1 on the outside thereof. The drill point 1 has a cavity 4 for receiving a solid object present in the material, such as the head 5 of a pile 6, which is schematically shown partly in Fig. 2. The cavity 4 located in the central core 3 is of such a size that the head 5 of the pile 6 can rotate freely therein. The drilling point 1 is provided with a rotatably drivable connection 7 located on the top or drive side of the central core 3. In the situation shown, the connection 7 is provided with a rotator 8 (see fig. 1c) which is provided via a removable locking pin 9 (see Fig. 1b) can be easily releasably coupled to the connection 7. The drilling point 1 is driven in rotation by the rotator 8, 35, which is usually a hydraulic motor. For this purpose, corresponding holes are provided in the rotator 8 and connection 7. The rotator 8 can be coupled with a bendable 6 connection 10 which is also provided with holes. Although the holes in question can make angles of 90 degrees to each other to form a universal joint, it has been found in practice that an assembly in which the shafts of the different holes run parallel to each other is preferred. This is in view of the fact that in at least one direction the maneuverability of the assembly shown in Figures 1a-1d and carried by means of a boom (not shown) is important, which is important, for example, if the drill point encounters impurities in the ground. The double-hinged design also ensures that as little pressure as possible occurs when the drilling point is pressed into the ground. The assembly therefore does not have to be designed for compressive forces.

De werking van het samenstel is als volgt. Na het in de grond drijven van de heipalen 6 en het veelal lasergestuurd vlak maken van de grond moeten de koppen 5 20 van de heipalen weer worden vrijgemaakt. Daartoe wordt de roterende boorpunt 1 op de opgezochte kop 5 van een heipaal gezet en boort de boorpunt 1 door middel van de draaiende boormiddelen 2 de grond rondom de kop 5 weg. De kop 5 valt in de holte 4 van de kern 3 en centreert en 25 geleid zo het boorproces. De weggeboord grond verzamelt zich tussen en op de schoepen 2 en als de gewenste diepte is bereikt wordt de boorpunt omhoog bewogen en kan de grond van de schoepen worden gestoten door bijvoorbeeld de boorpunt 1 scheef boven een afvalcontainer of dumper te 30 houden, of door bijvoorbeeld de boorpunt automatisch van de uitgeboorde grond te ontdoen door de boormiddelen 2 met behulp van de rotator 8 tegengesteld te laten draaien. Daarna wordt de giek met daaraan de van grond ontdane boorpunt naar de volgende uit te graven heipaalkop 35 bewogen. Het proces is zodanig eenvoudig, dat een minder ervaren machinist dit goed kan uitvoeren.The operation of the assembly is as follows. After driving the piles 6 into the ground and flattening the soil, which is usually laser-controlled, the heads 5 of the piles must be released again. For this purpose, the rotating drill point 1 is placed on the looked-up head 5 of a pile and the drill point 1 drills the ground around the head 5 by means of the rotating drilling means 2. The head 5 falls into the cavity 4 of the core 3 and centers and thus guides the drilling process. The drilled soil collects between and on the blades 2 and when the desired depth has been reached, the drill tip is moved upwards and the soil can be knocked off the blades by, for example, holding the drill tip 1 skewed above a waste container or dumper, or by automatically rid the drilling tip of the drilled-out soil by turning the drilling means 2 in the opposite direction using the rotator 8. Thereafter, the boom with the ground tip drilled thereon is moved to the next pile head 35 to be excavated. The process is so simple that a less experienced operator can do it well.

1 0 1 50 Ί 8n - 7 -1 0 1 50 Ί 8n - 7 -

Eenvoudige vervanging van de boorpunt door een met andere afmetingen is door uitname van de borgpen 9 bovendien van voordeel.Moreover, simple replacement of the drill point with one of different dimensions is advantageous by removing the locking pin 9.

5 Bij voorkeur zijn de schroeflijnvormige schoepen 2 van radiaal buitenwaarts gelegen opstaande randen 11 voorzien ten behoeve van het vasthouden van het weggeboorde materiaal.Preferably, the helical blades 2 are provided with radially outwardly raised upright edges 11 for retaining the drilled-out material.

10 Boven op de boormiddelen 2 kan verder ter plaatse van de aandrijfzijde van de centrale kern 3 een draagplaat 12 zijn aangebracht, waarop achtergebleven grond kan worden geschept.On top of the drilling means 2, a supporting plate 12 can further be arranged at the location of the drive side of the central core 3, on which residual soil can be scooped.

Λ s - !: .· .- s -!:. ·.

Claims

Drilling point provided with means for drilling in material, characterized in that the drilling point has a cavity 5 for receiving a solid object present in the material.

Drilling point according to claim 1, characterized in that the drilling point has a central core, in which the cavity 10 is located.

Drilling point according to claim 2, characterized in that the drilling means are arranged on the outside of the central core. 15

Drilling point according to claim 3, characterized in that the drilling means are formed with helical blades.

Drilling tip according to claim 4, characterized in that the helical blades are provided with radially outwardly raised upright edges for holding the drilled-out material.

Drilling point according to any one of claims 2-5, characterized in that the central core of the drilling point has a drive side, and the drilling point has a support plate located at the location of the drive side.

Drilling point according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drilling point is provided with a rotatably drivable connection located on the drive side of the central core.

Drilling point according to claim 7, characterized in that the rotatably drivable connection is provided with a single or multiple kink connection. 1 01 501Bm - 9 -

Method for drilling into material in which a solid object is present, characterized in that material is drilled around the solid object while the solid object functions as a drilling guide. 5

Method according to claim 9, characterized in that the solid object is the head of a pile driven into the material.

A method according to claim 9 or 10, characterized in that the material is ground material. ιοί_