NL1020241C2

NL1020241C2 - Soil displacing drill.

Info

Publication number: NL1020241C2
Application number: NL1020241A
Authority: NL
Inventors: Paulus Johannes Maria Bouten
Original assignee: Pacoma B V
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-09-29
Also published as: DE20304876U1; BE1015438A3; DE20304883U1; BE1015439A3

Description

Grondverdringende boorSoil displacing drill

De uitvinding betreft een boor voor het in een bodem aanbrengen van een langwerpig gat waarin een fundatiepaal kan worden vervaardigd, welke boor een 5 torsiestijf buisvormig lichaam omvat aan het buitenoppervlak waarvan zich een schroefiniddel bevindt, welk buisvormige lichaam een hoofdbuis bezit aan het onderste eind waarvan zich een klep bevindt en aan het bovenste eind waarvan zich een aangrijpmiddel bevindt waarop een rotatiekoppel rond de langsas van het buisvormige lichaam kan worden uitgeoefend, rondom welke hoofdbuis een eerste hulpbuis is 10 bevestigd.The invention relates to a drill for providing an elongated hole in a bottom in which a foundation pile can be manufactured, which drill comprises a torsionally rigid tubular body on the outer surface of which there is a screw means, which tubular body has a main tube at the lower end of which a valve is present and at the upper end of which there is an engaging means on which a rotational torque can be exerted around the longitudinal axis of the tubular body, around which main tube a first auxiliary tube is mounted.

Een dergelijke boor is bekend uit FR-A-1659385, en kan bijvoorbeeld door middel van een hydraulische aandrijflnrichting in een bodem worden geschroefd. De klep wordt daarbij in de gesloten positie gehouden. Vervolgens wordt via de holle inwendige ruimte van de boor onder druk betonmortel ingebracht. Tijdens het 15 inbrengen van de betonmortel wordt de boor door een geschikte trekinrichting uit de bodem getrokken. Tegelijk wordt de klep in de geopende positie gebracht, zodanig dat de betonmortel zich in het verkregen langwerpige gat kan verzamelen.Such a drill is known from FR-A-1659385, and can for instance be screwed into a bottom by means of a hydraulic drive device. The valve is thereby kept in the closed position. Concrete mortar is then introduced under pressure through the hollow interior of the drill. During the introduction of the concrete mortar, the drill is pulled out of the ground by a suitable pulling device. At the same time, the valve is brought into the open position, such that the concrete mortar can collect in the resulting elongated hole.

Met het uit de bodem trekken van de boor wordt ook het losgemaakte bodemma-teriaal of boorspecie op de schroefbladen mee uit het gat getransporteerd. Dat is een 20 nadeel. Allereerst moet de boorspecie worden afgevoerd, hetgeen extra kosten meebrengt. Tevens leidt de aldus uit het gat verwijderde hoeveelheid boorspecie er toe dat relatief veel betonmortel moet worden ingebracht ter vervaardiging van een fundatiepaal. Niet ongebruikelijk is dat een totale hoeveelheid betonmortel moet worden ingébracht die ongeveer gelijk is aan 120-130% van het volume van de theoretische inhoud 25 van de fundatiepaal. Ook dat leidt tot extra kosten.When the drill is pulled out of the bottom, the loosened soil material or drilling mortar on the propeller blades is also transported out of the hole. That is a disadvantage. First of all, the drilling mortar must be removed, which entails additional costs. In addition, the amount of drilling mud thus removed from the hole leads to a relatively large amount of concrete mortar having to be introduced to produce a foundation pile. It is not unusual for a total amount of concrete mortar to be introduced that is approximately equal to 120-130% of the volume of the theoretical content of the foundation pile. That also leads to extra costs.

Doel van de uitvinding is daarom een boor van het hiervoor genoemde type te verschaffen die deze nadelen mist. Dat doel wordt bereikt doordat rondom de eerste hulpbuis een tweede hulpbuis is bevestigd en dat het schroefiniddel zich uitstrekt over de hoofdbuis en over de eerste hulpbuis.The object of the invention is therefore to provide a drill of the aforementioned type which does not have these disadvantages. This object is achieved in that a second auxiliary tube is mounted around the first auxiliary tube and that the screw means extends over the main tube and over the first auxiliary tube.

30 Door deze uitvoering van de boor wordt het losgeboorde bodemmateriaal bijna volledig zijdelings in het geboorde gat verdrongen. Dit verdringingseffect heef! verscheidene voordelen. Allereerst wordt minder bodemmateriaal uit het gat getransporteerd bij het inboren en het trekken van de boor, waardoor kostenbesparingen wor- 1020241 2 den verkregen zoals uit het voorgaande blijkt. Een verder gunstig effect is dat de verdringing van het bodemmateriaal tot een versteviging van de gatwand leidt. Het dragend vermogen van de vervaardigde betonnen fundatiepaal wordt daardoor gunstig beïnvloed.Due to this design of the drill, the loosely drilled bottom material is almost completely displaced sideways into the drilled hole. This displacement effect has! several benefits. First of all, less soil material is transported out of the hole during the drilling and pulling of the drill, whereby cost savings are obtained as appears from the foregoing. A further favorable effect is that the displacement of the bottom material leads to a strengthening of the hole wall. The load-bearing capacity of the manufactured concrete foundation pile is thereby favorably influenced.

5 Teneinde de kleef, die als gevolg van het gedeelte met relatief grote diameter van de schroefpaal hoger is, te verminderen en het uit de bodem trekken te vergemakkelijken, kan zich over het gedeelte van het buisvormige lichaam dat een relatief grote diameter heeft een lijnvormige verdikking uitstrekken. Bij voorkeur zijn twee elkaar kruisende schroeflijnvormige verdikkingen aanwezig. De maximale diameter van de 10 verdikking is bij voorkeur gelijk aan de maximale diameter van het schroefmiddel. De diameter van de boor is derhalve bij voorkeur constant in lengterichting.In order to reduce the adhesive, which is higher as a result of the relatively large diameter portion of the screw pile and to facilitate pulling out of the bottom, a linear thickening can occur over the portion of the tubular body having a relatively large diameter extend. Two helical projections that cross each other are preferably present. The maximum diameter of the thickening is preferably equal to the maximum diameter of the screw means. The diameter of the drill is therefore preferably constant in the longitudinal direction.

De constructie van de boor moet bestand zijn tegen de hoge belastingen die in bedrijf daarop worden uitgeoefend. In dat verband is aan het bovenste eind van de hoofdbuis het aangrijpmiddel voorzien en aan het onderste eind daarvan de klep. Het 15 aandrijfkoppel waarmee de boor in de bodem wordt geschroefd kan via het aangrijpmiddel betrouwbaar worden overgebracht in de hoofdbuis, die ontworpen is op de juiste torsie-eigenschappen.The construction of the drill must withstand the high loads exerted on it during operation. In that connection, the engaging means is provided at the upper end of the main tube and the valve at the lower end thereof. The driving torque with which the drill is screwed into the ground can be reliably transferred via the engagement means into the main tube, which is designed for the correct torsional properties.

Ter vergemakkelijking van het in de bodem schroeven van de boor kan de tweede hulpbuis aan zijn naar het schroefblad gekeerde eind via een conusvormig overgangs-20 stuk zijn bevestigd aan de eerste hulpbuis, terwijl de eerste hulpbuis via een conisch overgangsstuk kan zijn bevestigd aan de hoofdbuis.To facilitate screwing the drill into the bottom, the second auxiliary tube can be attached to the first auxiliary tube at its end facing the screw blade via a conical transition piece, while the first auxiliary tube can be attached to the main tube via a conical transition piece .

Het schroefmiddel kan zich uitstrekken tot over het onderste eind van de hoofdbuis; bij voorkeur bevinden zich op het onderste eind van de hoofdbuis dubbele schroefbladen.The screw means may extend over the lower end of the main tube; double screw blades are preferably located on the lower end of the main tube.

25 Zoals hiervoor reeds vermeld, blijft het losgeboorde bodemmateriaal zoveel mo gelijk achter in het gat. Dat bodemmateriaal wordt daartoe zoveel mogelijk in de gatwand gedrongen. In dat verband kan nog een verdere verbetering van de boor worden bereikt indien het schroefmiddel twee schroefbladen heeft die zich in de langsrichting van het buisvormige lichaam achter elkaar bevinden en die een tegengestelde spoed 30 bezitten. Het zich het dichtst nabij het onderste eind van de boor bevindende schroefblad dringt het bodemmateriaal naar boven. Daardoor zou het gevaar kunnen bestaan dat alsnog bodemmateriaal langs het gedeelte van de boor met relatief grote diameter naar boven zou kunnen worden getransporteerd. Om ook dit risico te vermijden, is het 1 0 Ü ü ^ 4 3 tweede, tegengesteld gerichte schroefblad aangesloten op het eerste schroefblad. Dit tweede schroefblad oefent bij het in de bodem draaien van de boor een neerwaartse werking uit op het bodemmateriaal, waardoor dit effectief wordt tegengehouden en zijdelings kan worden aangedrukt ter plaatse van het gedeelte met relatief grote diame-5 ter.As already stated above, the loosely drilled bottom material remains behind in the hole as much as possible. To that end, this bottom material is forced into the hole wall as much as possible. In that connection, a further improvement of the drill can be achieved if the screw means has two screw blades which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the tubular body and which have an opposite pitch. The screw blade closest to the lower end of the drill urges the bottom material upwards. As a result, there could be a risk that still bottom material could be transported upwards along the part of the drill with a relatively large diameter. In order to also avoid this risk, the second, oppositely directed screw blade is connected to the first screw blade. This second screw blade exerts a downward action on the bottom material when the drill is turned into the bottom, whereby it is effectively retained and can be pressed laterally at the part with a relatively large diameter.

De klep heeft bij voorkeur een zich aan het onderste eind van de hoofdbuis bevindende klepzitting alsmede een ten opzichte van de klepzitting beweegbaar klepli-chaam. Dit kleplichaam is in de langsrichting van het buisvormige lichaam transleerbaar.The valve preferably has a valve seat located at the lower end of the main tube and a valve body movable relative to the valve seat. This valve body is translatable in the longitudinal direction of the tubular body.

10 Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van het in de figuren weergegeven uitvoeringsbeeld van een boor.The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment of a drill shown in the figures.

Figuur 1 toont een boor in zijaanzicht.Figure 1 shows a drill in side view.

Figuur 2 toont een langsdoorsnede door de boor volgens figuur 1.Figure 2 shows a longitudinal section through the drill according to Figure 1.

Figuur 3 toont het bovenste eind van de boor.Figure 3 shows the upper end of the drill.

15 Figuren 4 en 5 tonen een klep aan het onderste eind van de boor.Figures 4 and 5 show a valve at the lower end of the drill.

De in de figuren 1 en 2 weergegeven grondverdringende boor omvat een in zijn geheel met 1 aangeduid buisvormig lichaam, dat bestaat uit de hoofdbuis 2, een eerste om de hoofdbuis 2 aangebrachte hulpbuis 3 met een iets grotere diameter dan de hoofdbuis 2, alsmede een tweede om zowel de hoofdbuis 2 als de eerste hulpbuis 3 20 aangebrachte tweede hulpbuis 4 waarvan de diameter iets groter is dan die van de eerste hulpbuis 3.The soil displacing drill shown in Figures 1 and 2 comprises a tubular body, designated in its entirety by 1, which consists of the main tube 2, a first auxiliary tube 3 arranged around the main tube 2 and having a slightly larger diameter than the main tube 2, and a second second auxiliary tube 4 arranged around both the main tube 2 and the first auxiliary tube 3, the diameter of which is slightly larger than that of the first auxiliary tube 3.

De eerste hulpbuis 3 is door middel van het conische overgangsstuk 5 aan zijn onderste eind bevestigd aan de hoofdbuis 2; de tweede hulpbuis 4 is aan zijn onderste eind door middel van het conische overgangsstuk 6 bevestigd aan de eerste hulpbuis 3. 25 Onderling zijn de hoofdbuis 2, eerste hulpbuis 3 en tweede hulpbuis 4 nog verder aan elkaar verbonden door regelmatig verdeelde afstandhouders 7 respectievelijk 8.The first auxiliary tube 3 is attached to the main tube 2 by its conical transition piece 5 at its lower end; the second auxiliary tube 4 is fixed at its lower end to the first auxiliary tube 3 by means of the conical transition piece 6. The main tube 2, first auxiliary tube 3 and second auxiliary tube 4 are mutually connected by regularly spaced spacers 7 and 8 respectively.

Over het vrije gedeelte van de eerste hulpbuis 3 strekt zich een schroefmiddel 9 uit. Dit schroefmiddel 9 omvat een eerste schroefblad 10, dat zich voortzet tot over het vrije uiteinde 11 van de hoofdbuis 2. Ter plaatse van dat vrije uiteinde 11 is het 30 schroefblad 10 dieper, zodat de uitwendige diameter daarvan constant is. Ter hoogte van dat vrije uiteinde 11 van de hoofdbuis 2 is bovendien een tweede, kort schroefblad 12 aangebracht, waarvan de spoedhoek gelijk is aan die van het eerste schroefblad 10.A screw means 9 extends over the free portion of the first auxiliary tube 3. This screw means 9 comprises a first screw blade 10, which extends over the free end 11 of the main tube 2. At the location of that free end 11, the screw blade 10 is deeper, so that the external diameter thereof is constant. In addition, a second, short screw blade 12 is provided at that free end 11 of the main tube 2, the pitch angle of which is equal to that of the first screw blade 10.

1 02024 1 41 02024 1 4

Aan het bovenste eind is het eerste schroefblad 10 aangesloten op een tweede schroefblad 13, waarvan de spoedhoek tegengesteld is aan die van het eerste schroefblad 10. Het tweede schroefblad 13 strekt zich uit tot over het conische overgangsstuk 6 tussen de eerste hulpbuis 3 en de tweede hulpbuis 4, waarbij de diepte van het blad 5 geleidelijk aan afneemt.At the upper end, the first screw blade 10 is connected to a second screw blade 13, the pitch angle of which is opposite to that of the first screw blade 10. The second screw blade 13 extends over the conical transition piece 6 between the first auxiliary tube 3 and the second auxiliary tube 4, wherein the depth of the blade 5 gradually decreases.

De diepte van het blad is uiteindelijk ongeveer gelijk aan de diepte of hoogte waarmee de schroeflijnvormige richels 14, 15, die elkaar kruisen, uitsteken ten opzichte van het uitwendige oppervlak van de tweede hulpbuis 4.The depth of the blade is ultimately approximately equal to the depth or height with which the helical ridges 14, 15, which intersect, protrude with respect to the outer surface of the second auxiliary tube 4.

Aan het bovenste eind van de hoofdbuis 2 is het in zijn geheel met 16 aangeduide 10 aangrijpmiddel, dat een inwendig achthoekige vorm 17 heeft, aangesloten. Dit aan-grijpmiddel 16 is tevens bevestigd aan de tweede hulpbuis 4. Op dit aangrijpmiddel kan een hydraulische inrichting worden aangesloten die een koppel kan uitoefenen voor het in de bodem draaien van de boor. Aan het onderste eind van de hoofdbuis 2 bevindt zich de in zijn geheel met 18 aangeduide klep.Connected to the upper end of the main tube 2 is the engagement means, indicated in its entirety by 16, which has an internal octagonal shape 17. This engagement means 16 is also attached to the second auxiliary tube 4. A hydraulic device can be connected to this engagement means which can exert a torque for turning the drill into the ground. At the lower end of the main tube 2 is the valve, which is indicated in its entirety by 18.

15 Bij het in de bodem draaien van de boor volgens de uitvinding treden allereerste de schroefbladen 10, 12 in werking, die de boor naar beneden trekken. Het materiaal dat zich bevindt ter hoogte van het tweede, tegengesteld gerichte schroefblad 13 wordt tegengehouden tegen verder naar boven bewegen langs de schroefpaal, bij het steeds verder indraaien daarvan. Ter hoogte van de tweede hulpbuis 4 met relatief grote dia-20 meter wordt het losgeboorde bodemmateriaal stevig aangedrukt in de richting van de gatwand, waardoor een verstevigend effect wordt verkregen.When turning the drill according to the invention into the ground, the screw blades 10, 12 first come into operation, which pull the drill downwards. The material located at the level of the second oppositely directed screw blade 13 is restrained from moving further upwards along the screw pile, as it is screwed in further and further. At the level of the second auxiliary tube 4 with a relatively large diameter of 20 meters, the loosened bottom material is pressed firmly in the direction of the hole wall, so that a reinforcing effect is obtained.

Een verder gevolg van de aanwezigheid van de tweede hulpbuis 4 met relatief grote diameter is dat, nadat het gat geboord is, bij het uit de bodem trekken van de boor geen of zeer weinig bodemmateriaal mee omhoog uit het gat wordt getrokken. Slechts 25 bodemmateriaal dat zich nog bevindt op de schroefbladen 10, 12, 13 wordt meegenomen uit het gat. Het overige materiaal blijft daarin echter achter, hetgeen betekent dat slechts een zeer geringe hoeveelheid zogenaamd boorspecie behoeft te worden afgevoerd. Zoals genoemd is ook de gatwand verstevigd, waardoor het dragend vermogen van de in het geboorde gat te vervaardigen fundatiepaal gunstig wordt beïnvloed.A further consequence of the presence of the second auxiliary tube 4 with a relatively large diameter is that, after the hole has been drilled, no or very little soil material is pulled up out of the hole when the drill is pulled out of the bottom. Only bottom material that is still present on the screw blades 10, 12, 13 is taken from the hole. However, the remaining material remains therein, which means that only a very small amount of so-called drilling mud needs to be removed. As mentioned, the hole wall is also reinforced, so that the bearing capacity of the foundation pile to be produced in the drilled hole is favorably influenced.

30 Deze fundatiepaal wordt vervaardigd doordat bij het uit het zich in de bodem be vindende gat trekken van de boor, betonmortel onder druk wordt ingebracht door de hoofdbuis 2. De klep 18 wordt daarbij geopend, zodanig dat bij het zich steeds verder trekken van de boor de betonmortel zich verzameld in het gat.This foundation pile is manufactured in that when the drill is pulled out of the hole located in the ground, concrete mortar is introduced under pressure through the main pipe 2. The valve 18 is thereby opened such that, as the drill continues to pull further the concrete mortar collects in the hole.

1020241 51020241 5

De klep 18 is nader weergegeven in de figuren 4 en 5. Deze klep bestaat uit een klepzitting 19 die aan het onderste eind van de hoofdbuis 2 is aangebracht, alsmede een op en neer beweegbaar kleplichaam 20. Bij het in de bodem schroeven van de boor wordt het kleplichaam 20 dichtgedrukt tegen de klepzitting 19 zoals weergegeven in 5 figuur 4. Bij het omhoog trekken uit het gat daarentegen van de boor zakt het kleplichaam 20 naar beneden, waardoor een vrije doorgang ontstaat ten opzichte van de zitting 19. Het kleplichaam 20 wordt tegen losraken beveiligd door de radiaal gerichte platen 21, die eveneens gevangen gehouden worden, in de onderste stand van het kleplichaam 20, door de klepzitting 19.The valve 18 is further shown in figures 4 and 5. This valve consists of a valve seat 19 which is arranged at the lower end of the main tube 2, as well as a valve body 20 which can be moved up and down. When screwing the drill into the bottom the valve body 20 is pressed shut against the valve seat 19 as shown in figure 4. Conversely, when the drill is pulled upwards from the hole, the valve body 20 drops downwards, so that a free passage is created with respect to the seat 19. The valve body 20 becomes secured against loosening by the radially directed plates 21, which are also held captive, in the lower position of the valve body 20, by the valve seat 19.

10 Als alternatief zou de klep ook scharnierend kunnen worden uitgevoerd. Bij voorkeur is de boor aan de onderzijde dan voorzien van een klepzitting die onder 45° is geplaatst.Alternatively, the valve could also be hinged. The drill is then preferably provided on the underside with a valve seat which is placed at 45 °.

Het kleplichaam 20 bezit een kegelvorm. De top 21 van deze kegelvorm bevindt zich derhalve precies ter hoogte van de hartlijn van de boor. Voordeel daarvan is dat de 15 boor nauwkeurig kan worden gecentreerd op de gewenste positie. De boorwerkzaam-heden kunnen derhalve nauwkeurig op de juiste plaats worden uitgevoerd.The valve body 20 has a conical shape. The top 21 of this cone shape is therefore located exactly at the height of the center line of the drill. The advantage of this is that the drill can be accurately centered at the desired position. The drilling operations can therefore be carried out accurately at the correct location.

V Π a /, .c S *4 ^ ^ |V Π a /, .c S * 4 ^ ^ |

Claims

1. Drill for providing an elongated hole in a bottom in which a foundation pile can be manufactured, which drill comprises a torsionally tubular body (1) on the outer surface of which there is a screw means (9), which tubular body (1) has a main tube (2) at the lower end of which there is a valve (18) and at the upper end of which there is an engaging means (16) on which a rotational torque can be exerted around the longitudinal axis of the tubular body (1), around which main tube (2), a first auxiliary tube (3) is attached, characterized in that a second auxiliary tube (4) is attached around the first auxiliary tube (3) and that the screw means (9) extends over the main tube (2) and over the first auxiliary tube (3).

2. Drill according to claim 1, wherein a linear thickening (14,15) extends over the second auxiliary tube (4).

Drill according to claim 2, wherein the linear thickening (14, 15) is helical.

Drill according to claim 2 or 3, wherein the maximum diameter of the thickening (14, 15) is equal to the maximum diameter of the screw means (9).

Drill according to one of the preceding claims, wherein the second auxiliary tube (4) is attached to its first auxiliary tube (3) at its end facing the screw means (9) via a conical transition piece (6).

Drill according to one of the preceding claims, wherein the first auxiliary tube (3) is attached to the main tube (2) via a conical transition piece (5).

Drill according to one of the preceding claims, wherein there are double screw blades (10, 12) on the lower end (11) of the main pipe (2). 1 02024 1

Drill according to one of the preceding claims, wherein the screwing means (9) has two screw blades (10, 13) which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the tubular body (1) and which have an opposite pitch.

Drill according to claim 8, wherein the screw blades (10, 13) located one behind the other are connected to each other.

10. Drill according to any one of the preceding claims, wherein the valve (18) has a valve seat (19) located at the lower end of the main tube and a valve body (20) movable relative to the valve seat (19).

Drill according to claim 10, wherein the valve body (20) is translatable in the longitudinal direction of the tubular body (1). 0 2024 tonnes