NL1020304C2 - Werkwijze voor het aanbrengen van een diepwand in de grond. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het aanbrengen van een diepwand in de grond.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het 5 aanbrengen van een diepwand in de grond volgens de aanhef van conclusie 1.

Uit de stand van de techniek zijn verscheidene varianten bekend om een dergelijke diepwand aan te brengen. Zo is het bijvoorbeeld bekend om diepwandelementen met een heimachine in de grond te heien, 10 of met een trilmachine in de grond te trillen. De aan te brengen diepwanden komen veelal onder het grondwaterniveau te liggen, en dienen dan in hoofdzaak grondwaterdicht te zijn.

Nadelig hierbij is dat de hei- respectievelijk trilmachines veel ruimte in beslag nemen, en tijdens bedrijf voor geluidsoverlast 15 zorgen. Bovendien treden grote krachten op die via de bodem worden doorgegeven aan ten minste de nabije omgeving en daarbij schade kunnen veroorzaken aan bijvoorbeeld gebouwen of andere bestaande constructies.

Eén van de nieuwere ontwikkelingen behelst het door middel van 20 een draaibeweging in de grond draaien van holle buispaalsegmenten. Hierbij wordt een buispaalsegment in de grond gedraaid, waarna een volgend segment daaraan vastgelast wordt, en vervolgens beide segmenten verder in de grond gedraaid worden, etc. Tussen de buispaalsegmenten dienen groutlichamen te worden gespoten teneinde 25 een in hoofdzaak waterdichte diepwand te verkrijgen.

Nadelig hierbij is dat er grote krachten overwonnen dienen te worden om de buispaalsegmenten in de grond te kunnen draaien. Hierbij kunnen met name onoverkomelijke problemen optreden indien grote dieptes overwonnen dienen te worden. De hiervoor benodigde machine is 30 duur te vervaardigen en duur in gebruik. Het aanbrengen van de groutlichamen tussen de buispaalsegmenten is complex en afhankelijk van de bodemsamenstelling relatief onvoorspelbaar en onbetrouwbaar, met als gevolg dat grondwaterdichtheid moeilijk gegarandeerd kan worden.

1020304 2

De onderhavige uitvinding heeft tot doel de bovengenoemde nadelen ten minste gedeeltelijk te ondervangen, dan wel een bruikbaar alternatief te verschaffen. In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel een goedkope en betrouwbare werkwijze voor het aanbrengen van 5 diepwanden te verschaffen die weinig ruimte behoeft voor de machines en op elke gewenste locatie kan worden toegepast zonder daarbij tot schade aan de nabije omgeving te leiden.

Dit doel wordt bereikt door een werkwijze volgens conclusie 1. Volgens de werkwijze worden holle buispalen met behulp van een 10 persinstallatie in hoofdzaak rechtstandig in de grond geperst.

Tegelijkertijd met het persen is een boorkop werkzaam binnenin een voorste deel van de holle buispaal. De boorkop boort de grond los die anders tijdens het in de grond persen in de buispaal terecht zou zijn gekomen. De grond kan vervolgens op geschikte wijze worden afgevoerd 15 tot buiten de buispaal. Gebleken is dat de buispaal aldus relatief eenvoudig in de grond kan worden geperst, en dat grote indringdieptes van meer dan 66 meter kunnen worden bereikt zonder dat daartoe direct een extreem zware persinstallatie nodig is. De werkwijze kan met voordeel worden toegepast op werklocaties waar slechts een geringe 20 hoogte beschikbaar is. De minimaal benodigde werkruimtehoogte wordt hierbij in hoofdzaak bepaald door de lengte van de in te brengen buispalen. Met voordeel kunnen hierbij meerdere met elkaar verbindbare buispaalsegmenten gebruikt worden die tezamen één buispaal dienen te gaan vormen. Nadat meerdere buispalen in de grond 25 geperst zijn worden daartussen afdichtlichamen aangebracht.

In het bijzonder zijn de buispalen aan de buitenzijde voorzien van zich in langsrichting uitstrekkende verbindingsstukken. Tussen de verbindingsstukken kunnen dan damwandplanken worden aangebracht, bijvoorbeeld eveneens door middel van persen. Aldus ontstaat een 30 combinatiediepwand van holle buispalen en damwandplanken met betrouwbare eigenschappen zoals waterdichtheid en sterkte. Het voorzien van een verbindingsstuk aan de buitenzijde van de buispaal is met voordeel mogelijk doordat de buispaal in hoofdzaak rechtstandig in de grond wordt geperst zonder daarbij om zijn langsas 35 te hoeven worden verdraaid. In het geval van draaien zou een dergelijk verbindingsstuk immers voor een grote additionele weerstand zorgen. De damwandplanken kunnen in met elkaar verbindbare segmenten met de holle buispalen worden gekoppeld.

, j i ^ i 3

Meer in het bijzonder zijn de buispalen hierbij voorzien van een profielverbindingsstuk dat bestemd is om middels een schuifbeweging in de genoemde langsrichting aan te grijpen op een geprofileerd randdeel van de damwandplank.

5 Met voordeel is de boorkop voorzien van een spoelgedeelte waarlangs een waterstroom gevoerd wordt. Aldus kan de vrijkomende grond eenvoudig worden afgevoerd. Hierbij is het mogelijk om de waterstroom met losgeboorde grond via een geschikt leidingstelsel tot ver buiten de directe werklocatie af te voeren, bijvoorbeeld naar en 10 slibdepot.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn vastgelegd in de onderconclusies.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een systeem voor toepassing van de werkwijze volgens één van de conclusies 11-13, en 15 op een diepwand volgens conclusie 14.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: fig. 1-4 opvolgende werkwijzestappen volgens de uitvinding schematisch weergeven; 20 fig. 5 een aanzicht is in doorsnede over de lijn V-V in fig. 4; en fig. 6 een aanzicht is op vergrote schaal van de details X, Y en Z uit fig. 5.

In fig. 1 is te zien hoe een holle buispaal 1 in een 25 hydraulische persinrichting 2 gepositioneerd is, en gereed is om in de grond geperst te worden. In een onderste deel van de buispaal 1 is een boorkop 3 aangebracht. De boorkop heeft een buitendiameter die kleiner of gelijk is aan de binnendiameter van de buispaal 1. Tijdens bedrijf worden de hydraulische persinrichting 2 en de boorkop 3 30 tegelijkertijd aangedreven. Dat wil zeggen dat de boorkop 3 tegelijk met de voortschrijdende buispaal 1 de grond los boort die het voorste deel van de buispaal 1 tegenkomt (fig. 2). De boorkop 3 is uitgerust met een spoelgedeelte. Tijdens het boren wordt de losgeboorde grond afgevoerd middels een waterstroom die door het spoelgedeelte wordt 35 gevoerd. De waterstroom wordt hierbij zodanig gecontroleerd dat nooit teveel grond wordt afgevoerd. De waterstroom met vrijkomende grond wordt op afstand van de werklocatie gestort in een slibdepot.

1020304 4

De boorkop 3 is met voordeel voorzien van een besturingssysteem waardoor eventuele afwijkingen in de richting tijdens het boren gecorrigeerd kunnen worden,

Na het op diepte komen van de buispaal 1 (fig. 3) wordt de 5 boorkop 3 door de buispaal 1 naar boven toe teruggehaald. Voordat de boorkop 3 teruggehaald wordt, kan de buispaal 1 vol water worden gezet, zodat vanaf de onderzijde geen instroom van grond kan plaatsvinden. Na het terughalen van de boorkop 3 kunnen de buispalen 1 worden afgevuld met grond, beton of dergelijke.

10 Met voordeel worden tijdens het in de grond persen injectiebuizen meegevoerd. De injectiebuizen kunnen dienen voor toediening van smeermiddel rondom de buispaal 1, teneinde de wrijving verder te verminderen. Het smeermiddel kan bijvoorbeeld bestaan uit een bentonietsmering. De smering kan tevens worden gebruikt om 15 correcties in de indringrichting van de buispaal 1 uit te kunnen voeren.

Nadat een aantal buispalen 1 geplaatst zijn, wordt tussen de buispalen 1 een damwandplank 4 geperst (fig. 4). Hiervoor kan dezelfde persinrichting 2 worden gebruikt. Ten behoeve van de 20 damwandplanken 4 zijn vooraf geschikt geprofileerde verbindingsstukken 6 aan de buispalen 1 gelast (fig. 6), waarin complementair geprofileerde langsranden 7 van de damwandplanken 4 geschoven kunnen worden.

Na het op diepte komen van de damwandplanken 4 kunnen de 25 bovengenoemde injectiebuizen worden gebruikt om een verhardbare massa, bijvoorbeeld een groutmengsel af te geven. Door het inpersen van een dergelijke massa vanaf de onderzijde van de buispalen 1 wordt enerzijds een verlijming van de buispalen 1 met de grond tot stand gebracht, en worden anderzijds de verbindingsstukken 6 en de 30 langsranden 7 van de damwandplanken 4 tevens voorzien van een omhulling. Deze omhulling vergroot de waterremmende functie.

Teneinde drukkrachten op de diepwand verder op te kunnen vangen, kunnen nog trekankers worden aangebracht. Met voordeel worden de trekankers gevormd door schroefinjectie-ankers. De trekankers kunnen 35 bijvoorbeeld vanuit de ruimte binnenin de holle buispalen 1 worden aangebracht.

Indien de buispalen 1 zich over grote dieptes dienen uit te strekken, en/of indien gewerkt dient te worden vanuit een werkruimte 1020304 5 * met een beperkte beschikbare werkhoogte, dan kan er met voordeel voor worden gekozen om met elkaar verbindbare buispaalsegmenten te gebruiken. Telkens nadat een buispaalsegment onder toepassing van de inwendige boring in de grond op diepte is geperst, wordt een volgend 5 buispaalsegment daar boven op aangebracht, bijvoorbeeld door middel van lassen. Vervolgens kan het gecombineerde pers-boorproces worden voortgezet totdat ook dit buispaalsegment weer op diepte is gebracht. Met voordeel kan hierbij alternerend aan twee buispalen worden gewerkt. Ten tijde van het verbinden van een nieuw buispaalsegment 10 voor de ene buispaal, kunnen niet gebruikte installatieonderdelen, zoals een aandrijfeenheid voor de boorkop, overgebracht worden naar een andere buispaal en daarbij tijdens het persen de zich aldaar bevindende boorkop aandrijven. Hierdoor kunnen diverse onderdelen efficiënt worden gebruikt, en wordt met name de tijd die benodigd is 15 voor het met elkaar verbinden van de buispaalsegmenten optimaal benut.

De werkwijze leent zich in het bijzonder voor het in de grond brengen van buispalen met een relatief grote doorsnede, in het bijzonder groter dan anderhalve meter. De buispaal wordt bijvoorbeeld 20 opgebouwd uit buispaalsegmenten van circa twee meter.

Voorafgaand aan het in de grond persen van de buispaal respectievelijk een eerste buispaalsegment daarvan wordt bij voorkeur eerst een behuizing van circa één meter in de grond gedrukt. Deze behuizing dient uitspoeling te voorkomen tijdens het aanvangsdeel van 25 het boor-persproces.

Naast de bovengenoemde uitvoeringsvorm zijn vele varianten mogelijk. Zo kunnen bijvoorbeeld in plaats van damwandplanken ook volledige lichamen uit een hardbare massa, bijvoorbeeld een groutmassa, door middel van inspuiten tussen de buispalen worden 30 aangebracht. In plaats van aan elkaar lassen kunnen de buispaalsegmenten ook op andere wijzen met elkaar worden gekoppeld.

Aldus is volgens de uitvinding een efficiënte en betrouwbare werkwijze alsmede een systeem voor uitvoering van een dergelijke werkwijze verschaft, dat met veel voordeel kan worden toegepast voor 35 moeilijke projecten, zoals in de nabijheid van kwetsbare constructies, zoals een gebouw van historische waarde, of vanuit beperkte werkruimtes, zoals vanuit een bestaande tunnel onder de 1020304 6 • grond, waarbij de mogelijkheid om tegen de heersende waterdruk in te werken als voordeel geldt.

1020304

Claims (14)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een diepwand in de grond, met het kenmerk, dat 5 achtereenvolgens een aantal buispalen (1) in hoofdzaak verticaal gericht naast elkaar in de grond worden geperst, waarna tussen de buispalen (1) afdichtlichamen worden aangebracht, waarbij het in de grond persen van elke buispaal (1) plaatsvindt onder aandrijving van een boorkop (3) die ten minste gedeeltelijk 10 binnenin een voorste deel van de buispaal (1) geplaatst is, en waarbij de boorkop (3) tegelijkertijd met het in hoofdzaak rechtstandig in de grond persen van de buispaal (1) grond losboort in het genoemde voorste deel van de buispaal (1).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij grond die vrijkomt tijdens het boren wordt afgevoerd door middel van een waterstroom die langs een spoelgedeelte van de boorkop (3) wordt gevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij damwandplanken (4) 20 als afdichtlichamen tussen de buispalen (1) worden aangebracht.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de damwandplanken (4) en de buispalen (1) door middel van zich in langsrichting uitstrekkende complementaire profielverbindingsstukken (6, 7) in hoofdzaak in 25 verticale richting in elkaar geschoven worden.

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij na een op diepte komen van de buispaal (1), de boorkop (3) door de buispaal (1) heen naar boven toe wordt teruggehaald. 30

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij voordat de boorkop (3) naar boven toe wordt teruggehaald, de buispaal (1) vol water wordt gezet.

7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, waarbij na terughalen van de boorkop (3) de buispaal (1) wordt afgevuld met een vulmassa, in het bijzonder grond of beton. 1020304 .

8 • 8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens het in de grond persen één of meerdere injectiebuizen worden meegevoerd voor het toevoeren van smeermiddel rondom de buispaal (1) tijdens het in de grond persen. 5

9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens het in de grond persen één of meerdere injectiebuizen worden meegevoerd voor het toevoeren van een uithardbare massa nadat de buispalen (1) op diepte zijn gekomen. 10

10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elke buispaal (1) is opgebouwd uit segmenten die tijdens het in de grond persen met elkaar verbonden worden, in het bijzonder door middel van lassen. 15

11. Systeem voor toepassing van de werkwijze volgens één van de conclusies 1-10, omvattende: - meerdere holle buispalen (1); - een persinrichting (2); 20. een boorkop (3) met een buitendiameter die kleiner is dan de binnendiameter van de buispalen (1); en - een op de boorkop (3) aansluitbare aandrijfeenheid.

12. Systeem volgens conclusie 11, verder omvattende: 25. meerdere damwandplanken (4).

13. Systeem volgens conclusie 11 of 12, verder omvattende: - op een spoelgedeelte in de boorkop (3) aansluitbaar vloeistofcirculatiesysteem. 30

14. Diepwand omvattende meerdere naast elkaar in de grond geperste holle buispalen (1) met daartussen aangebrachte damwandplanken (4). 1020304 '