NL1028382C2 - Werkwijze voor het funderen van een bestaand gebouw. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het funderen van een bestaand gebouw

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van funderingspalen onder een bestaand gebouw met een 5 bestaande fundering.

Uit de stand van de techniek zijn een aantal varianten van een dergelijke werkwijze bekend. De werkwijze wordt om verschillende redenen toegepast. Bovenmatige verzakking, betonrot of het wegrotten van houten funderingspalen kunnen het noodzakelijk maken dat een 10 bestaand gebouw wordt voorzien van een geheel of gedeeltelijk nieuwe fundering.

Wanneer een bestaand gebouw bijvoorbeeld voorzien moet worden van nieuwe funderingspalen onder een bestaande gemetselde fundering, moet eerst een werkruimte worden ingericht boven deze bestaande 15 gemetselde fundering. In veel gevallen is het nodig om een uitsparing te maken in een dragende muur boven deze fundering, zodanig dat deze groot genoeg is om een persinrichting te kunnen plaatsen voor het inbrengen van een funderingspaal. Ter plaatse van de uitsparing in de muur wordt eerst een gat geboord in verticale richting door de 20 bestaande gemetselde fundering. Hierna kan de persinrichting in de uitsparing geplaatst worden, waarmee de funderingspaal door het geboorde gat de grond ingeperst kan worden. Nadat de funderingspaal de van tevoren vastgestelde en gewenste diepte heeft bereikt, wordt de persinrichting verwijderd. Boven op de funderingspaal wordt een 25 plaat geplaatst en het geboorde gat in de bestaande gemetselde fundering boven de plaat wordt opgevuld. Daarna wordt de muur weer in de oorspronkelijke staat teruggebracht. Het is verder bekend om in deze werkwijze gebruik te maken van een funderingspaal met een verbrede voet. De verbrede voet zorgt voor meer draagvermogen van de 30 funderingspaal.

Nadelig bij de bekende werkwijze zijn de relatief grote inbrengkrachten, die vereist zijn om de funderingspaal met de verbrede voet in de grond te brengen. Omdat trillingen voor de bestaande bebouwing schade op kunnen leveren, moet doorgaans gebruik 35 worden gemaakt van de persinrichting. De persinrichting drukt de 1028382 - 2 - funderingspaal in de grond, waarbij de reactiekrachten doorgeleid worden door de muur. De muur moet dus de reactiekrachten, die optreden bij het persen kunnen weerstaan. Nadelig hierbij is dat de sterkte van de muur beperkingen kan stellen aan de maximaal 5 toelaatbare inperskrachten. Dit stelt beperkingen aan de grote van de verbrede voet. Het draagvermogen per funderingspaal is hierdoor beperkt, waardoor het aantal benodigde funderingspalen voor een goede fundering groter zal worden. De daarmee samenhangende hoeveelheid werk neemt toe en de werkzaamheden zullen meer impact hebben op de 10 bestaande bebouwing. Verder nadelig bij de bekende werkwijze is dat vanwege de verbrede voet aan de funderingspaal een extra groot gat moet worden geboord in de bestaande gemetselde fundering. Naast het feit dat dit meer werk oplevert kan een groot gat tevens de bestaande gemetselde fundering te veel verzwakken. Hierdoor zouden bijvoorbeeld 15 scheuren in de fundering kunnen ontstaan of delen kunnen afbrokkelen.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel de bovengenoemde nadelen ten minste gedeeltelijk te ondervangen, dan wel om een bruikbaar alternatief te verschaffen. In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel, om een efficiënte en snelle werkwijze voor het 20 aanbrengen van funderingspalen onder een bestaand gebouw met een bestaande fundering te verschaffen, waarbij de impact op de bestaande bouw klein is. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding tot doel om de omvang van de werkzaamheden en de kosten te beperken.

Dit doel wordt bereikt met een werkwijze voor het funderen van 25 een gebouw, zoals gedefinieerd in conclusie 1. Volgens de werkwijze volgens de uitvinding wordt eerst voorzien in een vrije werkruimte, zodat er plaats is om bijvoorbeeld een persinrichting als inbrengmiddel te plaatsen. De werkruimte bevindt zich boven de bestaande fundering, welke door de in te brengen funderingspalen 30 ondersteund zal moeten worden. Meestal zal het nodig zijn om een uitsparing te voorzien in een dragende muur. Vanuit de werkruimte wordt vervolgens een gat geboord door de bestaande fundering. Boven het gat wordt het inbrengmiddel geplaatst en verankerd. Vervolgens wordt de funderingspaal door het gat in de grond geperst. Wanneer de 35 funderingspaal de gewenste diepte heeft bereikt wordt door de funderingspaal een substantie geleid, die aan de onderzijde van de funderingspaal door uitstroomopeningen de funderingspaal verlaat. De substantie kan bijvoorbeeld bestaan uit een mengsel van water en - 3 - cement, het zogenaamde grout. Ter plaatse waar de substantie uitstroomt, vormt zich een volume rondom en onder de funderingspaal. Wanneer de substantie is uitgehard heeft de funderingspaal als het ware een brede voet gekregen, waardoor de funderingspaal over een 5 aanmerkelijk groter draagvermogen beschikt. Doordat de toegepaste funderingspalen in de werkwijze volgens de uitvinding over een groter draagvermogen beschikken kan worden volstaan met minder funderingspalen. Hierdoor zullen de werkzaamheden minder uitvoerig zijn en kan de impact op de bestaande bebouwing beperkt blijven.

10 Bovendien is het voordelig dat de gaten, die geboord moeten worden in de bestaande fundering niet meer extra groot hoeven te zijn. De grootte van de gaten hangt immers niet meer af van de extra brede voet van de funderingspaal. De schachtdiameter van de funderingspaal is nu bepalend voor de grootte van het geboorde gat. De bestaande 15 fundering wordt minder verzwakt en de werkwijze wordt sneller en goedkoper. Tot slot kan de funderingspaal worden afgedekt, het geboorde gat in de bestaande fundering opgevuld en de werkruimte weer in de oorspronkelijke staat worden terug gebracht.

Opgemerkt wordt dat US 4.548.526 een variant van een werkwijze 20 toont voor het aanbrengen van funderingspalen onder een bestaande fundering, waarbij onder een hoek een gat in de bestaande fundering wordt geboord. Daarna wordt een kopdeel van een funderingspaal door het gat geleid en in de grond geslagen met behulp van een laag-vermogen slagmachine. Vervolgens worden één of meer verlengstukken 25 gekoppeld aan het kopdeel van de funderingspaal. Met een tweede slagmachine wordt uiteindelijk bereikt dat de funderingspaal onder de bestaande fundering op de gewenste diepte in de grond komt.

De toegepaste funderingspaal is een holle buis en heeft openingen in de buiswand. Onder de openingen in de funderingspaal 30 zijn verbredingen aangebracht, die tijdens het in de grond slaan van de funderingspalen moeten tegengaan dat de openingen verstopt raken. Door de verbredingen zijn na het in de grond slaan van de funderingspalen holle ruimten rondom de funderingspaal ontstaan. De holle funderingspaal en de holle ruimten rondom de funderingspaal 35 worden vervolgens opgevuld met grout.

Het is gebleken dat deze werkwijze niet tot voldoende te vredestellende resultaten leidt. De werkwijze is inefficiënt en kostbaar.

- 4 - Dê onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een funderingspaal volgens conclusie 5, die is voorzien van een injecteerorgaan. Het injecteerorgaan staat in verbinding met een hol gedeelte van de funderingspaal, waar uithardende substantie doorheen 5 geleid kan worden. Het injecteerorgaan bevindt zich aan de onderzijde van de funderingspaal, waarbij deze in het bijzonder niet uitsteekt buiten de schachtdiameter van de funderingspaal. Dit geeft het voordeel dat de inperskrachten beperkt blijven tot de inperskrachten die nodig zijn om een funderingspaal met een bepaalde schachtmaat in 10 de grond te persen. Bovendien zijn de afmetingen van een dergelijk injecteerorgaan bij toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding niet bepalend voor de grootte van het te boren gat in de bestaande fundering.

In een voorkeursuitvoering omvat de funderingspaal 15 uitstroomopeningen aan de buitenomtrek van het injecteerorgaan. Om te voorkomen dat bij het inpersen van de funderingspaal grond door de uitstroomopeningen binnen in het holle gedeelte van de funderingspaal, het zogenaamde injecteerkanaal komt, worden de uitstroomopeningen afgedekt. Met voordeel wordt hierbij gebruik 20 gemaakt van één of meerdere flexibele elementen om de uitstroomopeningen af te dekken. Het flexibele element zou bijvoorbeeld uitgevoerd kunnen zijn als een huls die past over het injecteerorgaan of als een elastische band die over de uitstroomopeningen geplaatst wordt. Het flexibele element voorkomt 25 dat tijdens het in de grond brengen van de funderingspaal grond in de holte van de funderingspaal worden gedrukt. Dit zou bij het doorleiden van het grout anders een nadeel opleveren. Voordat het grout de funderingspaal zou kunnen verlaten door de uitstroomopening zou dan namelijk eerst de grond binnen de funderingspaal weg gedrukt 30 moeten worden. De grond rondom de uitstroomopening zou hierdoor samengedrukt worden, waardoor het grout minder makkelijk zou kunnen uitstromen en het uitgeharde volume kleiner zou blijven. De toename van het draagvermogen van de funderingspaal zou hierdoor enigszins beperkt blijven. Wanneer na het inpersen van de funderingspaal met 35 het doorleiden van grout wordt begonnen, wijkt het flexibele element van de uitstroomopeningen door de optredende drukkrachten. Na het doorleiden en uitharden van de substantie is het draagvermogen van de funderingspaal volgens deze werkwijze volgens de uitvinding - 5 - toegenomen met een factor vier. Dit brengt aanzienlijke voordelen met zich mee, met name bij de werkwijze volgens de uitvinding. Door de significante toename van het draagvermogen per ingebrachte funderingspaal kan met minder funderingspalen worden volstaan, zodat 5 de impact op de bestaande bouw bij het opnieuw funderen aanzienlijk verkleind wordt. De werkwijze verloopt aanmerkelijk sneller en is tevens goedkoper.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen zijn vastgelegd in de overige onderconclusies.

10 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekeningen die een praktische uitvoering van de uitvinding geven, maar niet mogen worden beschouwd in beperkende zin, waarin: fig. 1 een aanzicht van een doorsnede van een muur toont, waarin 15 een persinrichting is voorzien en een funderingspaal; fig. 2 een aanzicht in dwarsdoorsnede van een funderingspaal met injecteerorgaan is; en fig. 3 een zijaanzicht van een injecteerorgaan met flexibele huls is; 20 In fig. 1 is een aanzicht van een doorsnede van een muur 1 weergegeven. In de muur 1 is een uitsparing la voorzien, die een werkruimte vormt. Binnen de uitsparing la is een persinrichting 2 geplaatst. Vanuit de uitsparing la in de muur 1 is een gat 4a in verticale richting geboord door een bestaande fundering 4. Onder de 25 persinrichting 2 is een funderingspaal 3 te zien. Deze funderingspaal 3 loopt door het geboorde gat 4a en strekt zich grotendeels uit onder de bestaande gemetselde fundering 4. De funderingspaal 3 is doorgaans opgebouwd uit een voorloper 3a en opzetstukken 3d, die met elkaar gekoppeld zijn door buisvormige bevestigingselementen 3b. Dit 30 bevestigingselement 3b kan bijvoorbeeld een huls zijn. Deze manier van koppelen heeft het voordeel, dat de delen eenvoudig gepositioneerd kunnen worden en dat de funderingspaal 3 relatief glad blijft voor het in de grond persen. Fig. 1 toont een situatie, waarbij zich een dragend volume 8 onder de funderingspaal 3 heeft 35 gevormd. Verder is bovenop de funderingspaal 3 een plaat 5 voorzien. Boven deze plaat 5 is het geboorde gat 4a opgevuld.

In fig. 2 is een gedeelte van de funderingspaal 3, de zogenaamde voorloper 3a, weergegeven. Eén uiteinde van de voorloper 3a is - 6 - voorzien van een buisvormig bevestigingselement 3b. Het andere uiteinde van de voorloper is voorzien van een dubbelwandige deel 3c. Dit dubbelwandige deel 3c geeft de funderingspaal 3 meer sterkte om de optredende spanningen bij het in de grond persen en het doorleiden 5 van het grout te weerstaan. Het dubbelwandig deel 3c zorgt bovendien voor een lichte verbreding van het uiteinde van de funderingspaal 3, waardoor verkleving van de grond aan de funderingspaal 3 tijdens het inpersen wordt vermeden. Dit heeft een gunstig effect op de inperskrachten. De reactiekrachten op de muren, vloeren en plafonds 10 van de bestaande bouw zullen kleiner blijven, zodat er minder grote eisen gesteld zullen worden aan de zwaarte van de verankering van de persinrichting 2. De impact op de bestaande bouw blijft daarmee beperkt. De voet van de voorloper is tevens voorzien van een injecteerorgaan 6. De afmetingen van het injecteerorgaan 6 vallen 15 binnen de buitenomtrek van de funderingspaal 3. Dit geeft het voordeel dat de inperskrachten beperkt blijven tot de inperskrachten die nodig zijn om een funderingspaal met een bepaalde schachtmaat in de grond te persen. Bovendien zijn de afmetingen van een dergelijk injecteerorgaan 6 bij toepassing van de werkwijze volgens de 20 uitvinding niet bepalend voor de grootte van het te boren gat 4a in de bestaande fundering 4. Een leiding 7 loopt door het holle gedeelte van de voorloper 3a en sluit aan op het injecteerorgaan 6. De leiding 7 vormt een injecteerkanaal, waar een uithardende substantie doorgeleid kan worden. De leiding 7 omvat meerdere delen, die middels 25 schroefdraadverbindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Door de delen te koppelen met rechtse schroefdraad en door de koppeling van de leiding 7 met het injecteerorgaan 6 te voorzien van linkse schroefdraad wordt het verwijderen van de leiding 7 na het doorleiden van de uithardende substantie eenvoudig. Het toepassen van de leiding 7 heeft het 30 voordeel dat de uithardende substantie bij aanvang van het doorleiden snel naar het injecteerorgaan 6 doorgeleid wordt. De opgebouwde druk tijdens het doorleiden wordt effectief benut om de uithardende substantie via de uitstroomopeningen uit te drijven zonder dat weerstand wordt ondervonden vanuit het holle gedeelte van de 35 funderingspaal 3. Na het doorleiden wordt de leiding 7 verwijderd.

Vervolgens wordt het holle gedeelte van de funderingspaal gevuld met uithardende substantie, bijvoorbeeld met behulp van een flexibele - 7 - slang. Dit geeft het voordeel dat de funderingspaal 3 hierdoor tegen corrosie van binnenuit is beschermd.

Fig. 3 toont in detail het injecteerorgaan 6 dat deel uitmaakt van de funderingspaal 3. Het injecteerorgaan 6 is hol uitgevoerd, 5 waarbij zich uitstroomopeningen 9 bevinden aan de buitenomtrek van het injecteerorgaan 6. Zoals in de figuur te zien is, zijn de uitstroomopeningen 9 afgedekt met een flexibel element 10. Fig. 3 toont het flexibele element 10 in de uitvoeringsvorm van een elastische band. De onderkant van het injecteerorgaan 6 is breder 10 uitgevoerd. Dit heeft het voordeel, dat tijdens het in de grond persen van de funderingspaal wordt voorkomen dat de elastische band afstroopt.

De in de figuren getoonde uitvoeringen zijn van toepassing op de werkwijze volgens de uitvinding. Volgens de werkwijze wordt eerst 15 voorzien in een werkruimte boven de bestaande fundering 4. Zoals fig. 1 toont, wordt hiervoor de uitsparing la in de muur 1 gemaakt. Vervolgens wordt het gat 4a geboord in verticale richting door de bestaande fundering 4. Hierna kan met inpersen van de funderingspaal 3 via het geboorde gat 4a worden begonnen. Daartoe wordt een 20 persinrichting 2 in de uitsparing la in de muur 1 geplaatst en verankerd. Tijdens het in de grond persen van de voorloper 3a en de opzetstukken 3d via het geboorde gat worden de voorloper 3a en de opzetstukken 3d aan elkaar gelast. Tijdens het inpersen van de funderingspaal 3 dekt het flexibele element 10 de uitstroomopeningen 25 9 af. Wanneer de funderingspaal 3 de gewenste diepte heeft bereikt wordt begonnen met het doorleiden een mengsel van water en cement, het zogenaamde grout, door de leiding 7. Het flexibele element .10 wijkt door de drukkrachten, die optreden bij het doorleiden van grout. Het grout stroomt uit aan het ondereinde van de funderingspaal 30 3 en vormt daar na uitharding een dragend volume 8. Na het doorleiden van het grout wordt de plaat 5 op de funderingspaal 3 geplaatst en het geboorde gat 4a opgevuld. De uitsparing la in de muur wordt ongedaan gemaakt. De bestaande fundering 4 steunt nu af op de ingebrachte funderingspaal 3.

35 Naast de in de figuren getoonde uitvoeringen zijn vele varianten mogelijk. In een variant op de getoonde werkwijze kan bijvoorbeeld ook een trilinrichting, een hei-inrichting of iets dergelijks als inbrengmiddel geplaatst worden. Zoals getoond in fig.

- 8 - 1 kan de verankering van de persinrichting middels een uitsparing in de muur gebeuren, maar de verankering zou bijvoorbeeld ook middels pennen in gaten in de muur of vloer kunnen plaatsvinden. De muur kan eventueel gestut zijn om reactiekrachten op te vangen. De 5 persinrichting hoeft zich niet recht boven de bestaande fundering te bevinden. De funderingspalen kunnen ook onder een kleine hoek door de gemetselde bestaande fundering worden aangebracht. In een variant op de getoonde uitvoering kan het buisvormige bevestigingselement, dat zich op het uiteinde van de voorloper en de opzetstukken bevindt ook 10 binnen het holle gedeelte van de funderingspaal aangebracht zijn. Zoals eerder beschreven dekt het flexibele element de uitstroomopeningen in het injecteerorgaan af tijdens het inpersen van de funderingspaal. Deze functie kan door verschillende uitvoeringsvarianten vervuld worden. Zo kan bijvoorbeeld een huls, 15 die als een dop over het injecteerorgaan past en scheurt door de optredende druk bij het doorleiden van het grout eveneens de functie van het flexibele element vervullen. Ook kunnen meerdere flexibele elementen worden toegepast om de verschillende uitstroomopeningen af te dekken. De uitstroomopeningen kunnen bijvoorbeeld ook elk voorzien 20 zijn van taps toelopende pluggen om de uitstroomopeningen tijdens het inpersen van de funderingspaal af te stoppen. Naast toepassing van de reeds beschreven funderingspaal binnen de werkwijze volgens de uitvinding is deze funderingspaal ook geschikt voor toepassing binnen andere werkwijzen voor het funderen van een bestaand gebouw.

25 Daarnaast is de funderingspaal ook toepasbaar voor werkwijzen met andere doeleinden.

Aldus wordt een efficiënte, snelle en geldbesparende werkwijze verschaft voor het aanbrengen van funderingspalen onder een bestaand gebouw met een bestaande fundering. Werken volgens de beschreven 30 werkwijze volgens de uitvinding zal een significante beperking van de impact van de werkzaamheden op de bestaande bouw met zich meebrengen.

1 0 2 8 3 8 2___

Claims (13)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van funderingspalen (3) onder een 5 bestaand gebouw met een bestaande fundering (4) omvattende de volgende stappen: - het voorzien in een vrije werkruimte boven de bestaande fundering (4) van het bestaande gebouw; - het aanbrengen van een gat in hoofdzaak in verticale richting 10 vanuit de werkruimte door de bestaande fundering (4); - het plaatsten van inbrengmiddelen in de vrije werkruimte voor het in de grond brengen van een funderingspaal (3); - het via het gat in de bestaande fundering in de grond brengen van de funderingspaal (3) met behulp van de inbrengmiddelen,. met 15 het kenmerk, dat de werkwijze verder de stap omvat, waarbij door de funderingspaal (3) een uithardende substantie wordt geleid, die aan de onderzijde van de funderingpaal uitstroomt om daar na uitharden een dragend volume (8) te vormen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het dragend volume (8) ten minste gedeeltelijk onder de funderingspaal (3) wordt gevormd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het dragend volume (8) ten minste gedeeltelijk tot een radiale afmeting gevormd wordt die 25 groter is dan de grootste afmeting van de buitenomtrek van de funderingspaal (3).

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de vrije werkruimte wordt voorzien door het maken van een uitsparing 30 (la) in een muur (1), die zich boven de bestaande fundering (4) bevindt van het bestaande gebouw.

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij als inbrengmiddel een persinrichting (2) geplaatst wordt in de vrije 35 werkruimte. 1028382

6. Funderingspaal in het bijzonder voor toepassing in een werkwijze volgens één van de conclusies 1-5, waarbij de funderingspaal (3) nabij zijn ondereinde is voorzien van een injecteerorgaan (6). - 10 - *

7. Funderingspaal volgens conclusie 6, waarbij de grootste afmeting binnen de buitenomtrek van het injecteerorgaan (6) kleiner is dan de kleinste afmeting binnen de buitenomtrek van de funderingspaal.

8. Funderingspaal volgens conclusie 7, waarbij de grootste afmeting binnen de buitenomtrek van het injecteerorgaan (6) ten minste de helft kleiner is dan de kleinste afmeting binnen de buitenomtrek van de funderingspaal (3).

9. Funderingspaal volgens één van de conclusies 6-8, waarbij zich uitstroomopeningen (9) bevinden aan de buitenomtrek van het injecteerorgaan (6), die een stromingsverbinding vormen met een injecteerkanaal, dat voorzien is binnen de funderingspaal (3) en waarbij de uitstroomopeningen (9) zijn afgedekt middels één of 20 meerdere flexibele elementen (10).

10. Funderingspaal volgens conclusie 9, waarbij het flexibel element (10) een elastische band is.

11. Funderingspaal volgens één van de conclusies 6-10, waarbij de funderingspaal (3) als injecteerkanaal een leiding (7) voor de toevoer van een uithardende substantie naar het injecteerorgaan (6) van de funderingspaal (3) omvat.

12. Funderingspaal volgens één van de conclusies 6-11, waarbij het onderste gedeelte van de funderingspaal (3) voorzien is van een verbreding (3c).

13. Funderingspaal volgens één van de conclusies 6-12, waarbij de 35 funderingspaal (3) is opgebouwd uit een voorloper (3a) met daarop het injecteerorgaan (6) en opzetstukken (3d), waarbij de voorloper (3a) en/of de opzetstukken (3d) voorzien zijn van koppelmiddelen. 1 0 2 8 3 8 ?_