NL1030037C2 - Grondboor en werkwijze voor het vervaardigen van een boorgat en een funderingspaal. - Google Patents

Description

Titel: Grondboor en werkwijze voor het vervaardigen van een boorgat en een funderingspaal.

De uitvinding heeft betrekking op een grondboor omvattende een in hoofdzaak cilindervormig boorlichaam, voorzien van een booreinde, ingericht om in gebruik in de grond te worden gedraaid.

Een dergelijke boor is bekend uit EP 0 371 533. Deze bekende 5 grondboor is hol, rondom voorzien van een spiraalvormig schroefblad, en voorts voorzien van een conisch booreinde. De boor wordt gebruikt voor het vervaardigen van funderingspalen. Daartoe wordt de boor met het conische booreinde in de grond gedraaid, tot op een gewenste diepte, waarna een uithardende massa, in het bijzonder beton of betonmortel, via de holle boor 10 in het boorgat wordt geïnjecteerd, terwijl de boor uit het boorgat wordt teruggetrokken.

Bij het in de grond draaien van het booreinde wordt grond losgewoeld. Een deel van deze grond wordt door het conische booreinde zijwaarts verdrongen en verdicht. De rest wordt door het schroefblad 15 omhoog getransporteerd. Een hoge mate van verdringing is gunstig voor het draagvermogen van de grond en daarmee van de uiteindelijk te realiseren funderingspaal. De mate van verdringing is echter afhankelijk van onder andere de grondsoort en de tophoek van het conisch einde. Voor een optimale verdringing is derhalve per grondsoort een ander booreinde nodig, 20 voorzien van een andere tophoek. Het moge duidelijk zijn dat zulks kostbaar is en derhalve praktisch niet rendabel. Bijgevolg wordt in veel gevallen met een suboptimale tophoek geboord.

Voorts is uit WO 01/20083 een boor bekend, voorzien van een cilindrisch lichaam en een zich daaronder uitstrekkend mes. In gebruik 25 vormt zich onder het cilindrisch lichaam een conische opeenhoping van grond, welke opeenhoping door het roterend mes wordt verstoord. De losgewoelde grond nestelt zich aan één zijde van het mes, namelijk een in 1 fl O Π n O *r 2 rotatierichting voorgelegen zijde daarvan, en vormt aldaar een beschermende laag tussen het mes en de omringende grond, waardoor het mes tegen overmatig slijtage wordt beschermd. Dit document leert voorts dat de geometrie van het mes dient te worden gekozen in afhankelijkheid 5 van de grondomstandigheden, zodat per grondsoort een ander booreinde nodig is, met alle voornoemde nadelen van dien.

De uitvinding beoogt een grondboor te verschaffen, waarbij genoemd nadeel is opgeheven. In het bijzonder beoogt de uitvinding een grondboor te verschaffen met een goede verdringende werking in 10 uiteenlopende grondsoorten. Daartoe wordt een grondboor volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 1.

Dankzij een dergelijke vormgeving van het booreinde kan zich tijdens het in de grond draaien van dit booreinde grond in de ingesprongen delen nestelen en door het draaiende booreinde worden meegevoerd.

15 Verrassenderwijs blijkt deze meegevoerde grond een conische mantel rond het booreinde te vormen, met een tophoek die zich afhankelijk van de booromstandigheden, in het bijzonder de bodemsituatie, bijvoorbeeld het type grond en de samendrukbaarheid daarvan, instelt en wel zodanig dat voor die betreffende bodemsituatie een optimaal verdringende werking 20 wordt verkregen. Aldus wordt als het ware een zelfinstellend booreinde verkregen, dat zich in gebruik kan aanpassen aan heersende omstandigheden waarin de boor wordt toegepast. Hierdoor kan voor verschillende grondsoorten met één en dezelfde grondboor worden volstaan, waardoor aanzienlijke kosten kunnen worden bespaard, terwijl toch steeds 25 een grote mate van verdringing kan worden verkregen.

In deze beschrijving wordt onder ingesprongen ten minste verstaan dat het betreffende buitenoppervlak plaatselijk, dat wil zeggen over ten minste een deel van de omtrek en/of over een bepaalde axiale afstand een deuk of inspringing vertoont.

1030037 3

In nadere uitwerking kan het buitenoppervlak van het booreinde bijvoorbeeld zijn verjongd, volgens een getrapt of concaaf gekromd oppervlak. Bij de getrapte uitvoeringsvorm kan de boordiameter in een enkele stap zijn gereduceerd of via meerdere tussenstappen, welke getrapte 5 overgangen desgewenst van een zekere afrondingstraal kunnen zijn voorzien. Een enkele trap biedt het voordeel dat de conische mantel vrijwel elke tophoek kan aannemen tussen 180° en een minimum hoek, bepaald door het diameterverschil van de getrapte overgang en de lengte van het booreinde, gerekend vanaf deze overgang.

10 In een verdere voordelige uitvoeringsvorm is een grondboor volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 3.

Een dergelijk uitstekend mes zal in gebruik als eerste in de grond worden gedraaid en kan daardoor helpen de boorweerstand te verlagen. Daarbij wordt de grond door dit mes nauwelijks verstoord. Verdringing 15 vindt pas plaats vanaf het booreinde. Aldus zal een diepst gelegen deel van een met deze boor gerealiseerd boorgat, over een hoogte die in hoofdzaak gelijk is aan de lengte waarover het mes uitsteekt, zijn omringd door grond die nagenoeg in takt is gebleven. Dit is gunstig voor het draagvermogen van deze grond en bijgevolg gunstig voor een in dit boorgat te realiseren 20 funderingspaal.

In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm wordt een grondboor volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 5. Door de grondboor hol uit te voeren, en het booreinde te voorzien van een uitlaatopening, kan na het boren beton of een dergelijke uithardende massa 25 via de boor in het geboorde gat worden gebracht. Hierdoor kan het boorgat direct bij het terugtrekken van de boor worden gevuld, en verkrijgt zijwaarts verdrongen grond geen kans te ontspannen of in te storten. De uitlaatopening is bij voorkeur voorzien van een deksel, teneinde de boor tijdens het boren tegen binnendringende grond te beschermen. Dit deksel 30 kan scharnierend met het booreinde zijn verbonden, of zijn uitgevoerd als 1030037 4 los element, dat na openen achterblijft in het geboorde gat. De middelen die het deksel in de gesloten stand houden zijn bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat het deksel kan worden geopend onder invloed van door het beton uitgeoefende druk, zodat geen aparte bedieningsmiddelen nodig zijn, 5 hetgeen gunstig is voor de eenvoud, robuustheid en kostprijs van de boor.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een grondboor volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 7.

Dankzij een dergelijk ontwerp kan op zeer eenvoudige wijze een grondboor volgens de uitvinding worden gerealiseerd. Daarbij kan gebruik 10 worden gemaakt van twee standaard buizen, met een standaard lengte en/of diameter. Deze buizen kunnen zodanig in elkaar worden geschoven, dat de binnenbuis uitsteekt ten opzichte van de buitenbuis, en aldus een verjongd booreinde vormt. De buizen kunnen met op zichzelf bekend bevestigingstechnieken onderling worden verbonden, bijvoorbeeld door 15 lassen.

De grondboor is bij voorkeur over althans een deel van haar lengte omgeven door een spiraalvormig schroefblad, volgens de maatregelen volgens conclusie 8, waarbij het schroefblad zich bij voorkeur langs ten minste het ingesprongen buitenoppervlak van het booreinde uitstrekt.

20 Doordat het grondtransporterende schroefblad zich over slechts een gedeelte van de boor uitstrekt, wordt tijdens het boren losgedraaide grond slechts over dat deel omhoog getransporteerd en wordt verhinderd dat deze grond het bodemoppervlak bereikt. In plaats daarvan wordt de grond, daar waar het schroefblad ophoudt, bij voorkeur reeds daarvoor, zijwaarts 25 verdrongen door het grondverdringend booreinde, zodat een nagenoeg volledig grondverdringende boor is verkregen. Hierdoor heeft het inbrengen van de boor niet of nauwelijks nadelige gevolgen voor het dragend vermogen van de grond en kan, door vullen van het boorgat met een uithardende massa zoals bijvoorbeeld beton of betonmortel, een funderingspaal worden 30 gevormd met een dragende vermogen dat althans nagenoeg overeenkomt 103 00 3 5 met dat van een door middel van heien in de bodem aangebrachte funderingspaal.

In een verdere uitvoeringsvorm van de grondboor volgens de uitvinding is een schroefbladvrij gedeelte van het boorlichaam voorzien van 5 boorweerstand verlagende middelen, bijvoorbeeld rond het boorlichaam geplaatste ringen of een rond het boorlichaam geplaatste, in gebruik weinig bodemgrond transporterende spiraal. Hiermee kan een contactoppervlak tussen het boorlichaam en het boorgat worden geminimaliseerd, en daarmee een voor boren benodigd vermogen, zonder dat dit ten koste gaat van eerder 10 genoemde transport- en verdringingseigenschappen.

Voorts gaat in nog een andere uitvoeringsvorm van de grondboor volgens de uitvinding het schroefblad vanaf het einde gezien geleidelijk over in een in gebruik weinig bodemgrond transporterende spiraal. Dit is bijvoorbeeld mogelijk door een in radiale richting gemeten dikte van het 15 schroefblad vanaf het einde gezien geleidelijk af te laten nemen tot een geringe dikte, bij welke dikte het schroefblad althans nagenoeg vrij is van bodemgrond transporterende eigenschappen. Voordeel hiervan is dat de opwaartse transportcapaciteit geleidelijk afneemt, zodat er geen abrupte overgang optreedt van grondtransport naar grondverdringing. Ter plaatse 20 van een dergelijke overgang zou een ongewenste opeenhoping van grond kunnen ontstaan, hetgeen het boren zou kunnen bemoeilijken.

Alternatief kan het schroefblad zich over de gehele lengte van het boorlichaam uitstrekken, voor het omhoog transporteren van overtollige, niet zijwaarts verdrongen grond. Daarbij heeft het schroefblad bijvoorkeur 25 over de gehele lengte van de boor een constante spoed, teneinde bij een constante draaisnelheid een constante afvoer van grond te verkrijgen.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een boorgat met behulp van een grondboor volgens de uitvinding. Met een dergelijke werkwijze wordt per grondsoort steeds een 30 goede verdringende werking verkregen, waardoor relatief veel grond 1 η o η n 3 7 6 zijwaarts wordt verdrongen, en verdicht en relatief weinig grond omhoog wordt getransporteerd door het schroefblad. Hierdoor behoeft minder grond te worden afgevoerd, hetgeen manuren, brandstof en stortplaatsen bespaart.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het 5 vervaardigen van een funderingspaal. Dankzij de goede verdringende werking van een grondboor volgens de uitvinding behoudt de grond rond het boorgat een groot dragend vermogen. Hierdoor kan een in het boorgat aan te brengen funderingspaal een kleinere diameter hebben. Ook behoeft hierdoor in veel gevallen minder diep te worden geboord, tot een voldoende 10 draagkrachtige grondlaag, hetgeen betekent dat de uiteindelijke funderingspaal een kleinere lengte kan hebben. Het moge duidelijk zijn dat in beide gevallen grondstof, in het bijzonder beton of betonmortel, kan worden bespaard. Bovendien kan het boorgat zelf ook kleiner zijn, zodat minder overtollige grond behoeft te worden afgevoerd, met alle voordelen 15 van dien. Ook blijken op deze wijze vervaardigde funderingspalen minder last te hebben van verzakkingsverschillen welke normaliter tussen naast elkaar gelegen funderingspalen optreden, wanneer deze palen worden belast. Ook dit lijkt te danken aan de goede verdringende werking van een grondboor volgens de uitvinding, waardoor de omringende grond een groot 20 draagvermogen behoudt of verkrijgt.

In de verdere volgconclusies zijn verdere voordelige uitvoeringsvormen beschreven van een grondboor en werkwijze volgens de uitvinding. Ter verduidelijking zal een grondboor volgens de uitvinding en een mogelijke toepassing daarvan nader worden toegelicht aan de hand van 25 de tekening. Daarin toont: FIG. 1 in dwarsdoorsnede een grondboor volgens de uitvinding; FIG. 2 het booreinde van de grondboor uit figuur 1 in nader detail en in perspectivisch aanzicht, voorzien van een voorbij dit einde uitstekend mes en een boordeksel; 1030037 7 FIG. 3 schematisch, in dwarsdoorsnede alternatieve uitvoeringsvormen van een booreinde volgens de uitvinding; FIG. 4 een schematische zijaanzicht van een alternatieve uitvoeringsvorm van de grondboor volgens de uitvinding; 5 FIG 5A een perspectivisch aanzicht van een schroefbladvrij gedeelte van de in figuur 4 getoonde grondboor; en FIG. 5B een detailaanzicht van een in figuur 5A met een gestippeld kader aangegeven deel van het schroefbladvrije gedeelte.

In deze beschrijving hebben gelijke of corresponderende delen 10 gelijke of corresponderende verwijzingscijfers.

Figuur 1 toont in dwarsdoorsnede een grondboor 1 volgens de uitvinding, omvattende een cilindervormig boorlichaam 2 en een booreinde 3, met een gezamenlijke lengte L en respectieve buitendiameters Di en D2. De grondboor 1 is omgeven door een schroefblad 4, bij voorkeur over haar 15 volledige lengte L. Het schroefblad 4 heeft een buitendiameter Ds en bij voorkeur een constante spoed P.

De grondboor 1 kan voorts, nabij een in gebruik bovengelegen einde 6, zijn voorzien van koppelmiddelen (niet getoond) voor koppeling van de grondboor 1 aan een grondboormachine. De grondboor 1 kan nabij een in 20 gebruik ondergelegen einde 8 zijn voorzien van een mes 5. Dit mes 5 reikt bij voorkeur over enige afstand A tot voorbij het booreinde 3, zodat dit bij het boren als eerste in de grond wordt gedraaid. In het getoonde voorbeeld vormt het mes 5 een verlenging van het schroefblad 4.

Het booreinde 3 is in het getoonde voorbeeld begrensd door een 25 afgeplat eindvlak 7, dat zich in hoofdzaak haaks op een hartlijn M van de grondboor 1 uitstrekt, en een buitenmantel 10, welke zich tussen genoemd eindvlak 7 en het boorlichaam 2 uitstrekt. De buitenmantel 10 heeft ten opzichte van het boorlichaam 2 een ingesprongen verloop, bijvoorbeeld een trapsgewijze verjonging 8, als getoond in Figuur 1 en 3A, waarbij de 30 oorspronkelijke diameter Di van het boorlichaam 2 abrupt overgaat in een 10 3 0Ό 3 7 8 kleinere diameter D2. Vanzelfsprekend zijn andere, minder abrupte overgangen mogelijk, zoals bijvoorbeeld getoond in Figuur 3C, waarbij de buitenmantel 10 een meer geleidelijk inspringend verloop heeft, in het bijzonder een concaaf gekromd verloop 8'. Figuur 3B toont een alternatief 5 voorbeeld, waarbij de buitenmantel 10 meerdere getrapte overgangen 8A,B,C omvat, waardoor de oorspronkelijke diameter Di via tussenstapjes Dti en Dt2 overgaat in diameter D2.

De grondboor 1 is bijvoorkeur hol, althans voorzien van een centrale doorboring 12 met een binnendiameter Di. In het getoonde 10 voorbeeld mondt de doorboring 12 uit in een uitlaatopening 13 in het eindvlak 7 van het booreinde 3. Bij voorkeur is deze uitlaatopening 13 tijdens het boren afgesloten met een deksel 14 (zie figuur 2), teneinde te verhinderen dat grond de boor kan binnendringen. Het deksel 14 kan daartoe zijn voorzien van geschikte sluitmiddelen 16. Deze behoeven geen 15 grote sluitkracht te leveren, aangezien het deksel 14 in gebruik door de grond in de gesloten stand zal worden gehouden. De sluitmiddelen 16 kunnen derhalve eenvoudig zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld als verzwakkingslijnen, verende klikvingers 16 (zie figuur 2) of breekpennen. Teneinde het deksel 14 te openen, kunnen al dan niet aangedreven 20 bedieningsmiddelen (niet getoond) zijn voorzien om de sluitmiddelen 16 te verbreken en/of de sluitkracht daarvan op te heffen.

De in figuur 1 getoonde grondboor 1 kan bijvoorbeeld zijn vervaardigd uit twee holle buizen, in het bijzonder een buitenbuis 20 met een buitendiameter Di en een concentrisch daarin opgenomen binnenbuis 25 22 met een buitendiameter D2, waarbij de binnenbuis 22 over een afstand C

uitsteekt ten opzichte van de buitenbuis 20. De overgang tussen beide buizen 20, 22 vormt bovengenoemde getrapte overgang 8 van het booreinde 3. Dergelijke buizen 20, 22 zijn eenvoudig te vervaardigen en eenvoudig onderling te verbinden, met op zichzelf bekende bevestigingsmiddelen, 30 bijvoorbeeld door lassen.

1 n 3 η n .3 7 9

Ter illustratie worden hieronder een aantal mogelijke afmetingen gegeven van een grondboor 1 volgens Figuur 1. Deze waarden dienen om enig gevoel te geven ten aanzien van het type boor, doch dienen geenszins als beperkend te worden uitgelegd. De lengte L van de boor 1 zal 5 gebruikelijk tussen ongeveer 10 en 30 meter bedragen. De buitendiameter Ds van het schroefblad 4 kan tussen ongeveer 25 en 90 centimeter bedragen en de spoed P kan rond 35 tot 60 centimeter bedragen. De buitendiameter van het boorlichaam 2, 20 bedraagt bijvoorbeeld tussen 20 en 65 centimeter. De binnendiameter Di van de centrale doorboring 12 bedraagt bij voorkeur 10 tussen ongeveer 12 en 40 centimeter. De afstand A tussen het mes 5 en het eindvlak 7 van het booreinde 3 bedraagt bij voorkeur ongeveer 10 centimeter. De afstand B van het mes 5 tot aan de getrapte overgang bedraagt bij voorkeur tussen ongeveer 80 en 100 centimeter. Voorts bedraagt de diameterreductie van het verjongde booreinde bij voorkeur 15 tussen ongeveer 30 en 75% van de oorspronkelijke boordiameter.

De werking van het booreinde 3 zal nu worden uitgelegd aan de hand van Figuur 3A. Wanneer dit booreinde 3 in de grond wordt gedraaid, zal de grond ter plekke worden losgedraaid. Een gedeelte van deze losgedraaide grond nestelt zich in de getrapte overgang 8 van de 20 buitenmantel 10 en zal met het booreinde 3 meedraaien. Daarbij vormt deze grond als het ware een tweede buitenmantel, hierna grondmantel 25 genoemd, met een afgeknot conische vorm en een hellingshoek of tophoek a, welke zich per grondsoort 'automatisch' instelt en per grondsoort kan verschillen. Onder tophoek wordt in deze verstaan de hoek die door de 25 conische mantelwanden wordt ingesloten, wanneer de mantel over hartlijn M wordt doorgesneden, Zoals getoond in Figuur 3A. Hierin zijn drie verschillende grondmantels 25A-C afgebeeld, met bijbehorende tophoeken (xa-c. Duidelijk is te zien dat de tophoek a afneemt naarmate de grondmantel 25 zich over een grotere lengte langs het booreinde 3 uitstrekt.

1030037 10

Deze tophoek cc is van belang voor het verdringend vermogen van de grondboor 1. Hieronder wordt verstaan, het vermogen van de grondboor 1 om omringende grond zijwaarts te verdringen. Bij 100% verdringend vermogen wordt alle grond zijwaarts verdrongen. Dit is gunstig voor het 5 draagvermogen van de grond en levert bovendien geen overtollige grond op, die afgevoerd dient te worden. Nadeel is evenwel dat voor 100% verdringing, zoals bijvoorbeeld wordt bereikt door heien, veel energie nodig is. De verdringing gaat bovendien vaak gepaard met lawaai en/of trillingen, welke schade kunnen toebrengen aan de omgevingen en/of omringende bebouwing. 10 Hierdoor is 100% verdringing, althans heien, niet altijd mogelijk of toegestaan. De grondboor 1 volgens de uitvinding behoort tot de semi· verdringende boren, waarbij een deel van de grond wordt verdrongen en het overige deel omhoog wordt getransporteerd door het schroefblad 4. Dit kost minder energie en maakt minder lawaai, doch resulteert in overtollige grond 15 en een lager draagvermogen van de grond. Teneinde laatstgenoemde nadelen te minimaliseren kan het verdringend vermogen van de boor worden verhoogd. Dit is mogelijk door de tophoek cc van het booreinde 3 te variëren. Verrassenderwijs is gebleken dat met een booreinde 3 volgens de uitvinding, de zich rond het booreinde vormende grondmantel 25 steeds een 20 tophoek cc aanneemt die voor de betreffende grondsoort een meest optimaal verdringingseffect oplevert. Daarbij kan de door de grondmantel gevormde tophoek oc afhankelijk van het grondtype bijvoorbeeld variëren tussen ongeveer 3 graden en ongeveer 20 graden. Deze waarden dienen niet beperkend te worden uitgelegd.

25 Aldus kan met één grondboor 1 volgens de uitvinding in uiteenlopende grondsoorten worden geboord, waarbij in samenwerking met deze grond steeds een booreinde 3 wordt verkregen met een voor die betreffende grond optimale tophoek cc, welke gepaard gaat met een optimaal verdringend vermogen. Hierdoor behoudt de grond rond het geboorde gat 1030037 11 een relatief groot draagvermogen, hetgeen voordelig is voor een in deze gaten aan te brengen funderingspaal. Deze palen kunnen hierdoor namelijk slanker en in voorkomende gevallen ook korter worden uitgevoerd, omdat minder diep behoeft te worden geboord om een voldoende dragende 5 grondlaag te bereiken, of in andere woorden, de dragende grondlaag behoeft minder sterk te zijn, omdat de bovengelegen lagen een grotere bijdrage kunnen leveren aan het draagvermogen. Hierdoor kan beton worden bespaard.

Een dergelijke funderingspaal kan worden gerealiseerd door, nadat 10 op bovenstaande wijze een gat is geboord, een uithardende massa in het boorgat te injecteren via de centrale doorboring 12 en uitlaatopening 13. Daarbij kan het deksel 14 door eerdergenoemde bedieningsmiddelen worden geopend. Doch bij voorkeur wordt het deksel 14 geopend onder invloed van de druk van de in de grondboor 1 gevoerde massa. Hierdoor zijn geen 15 speciale bedieningsmiddelen nodig, en kan de grondboor nog eenvoudiger en robuuster worden uitgevoerd. Het deksel 14 kan scharnierend met het booreinde zijn verbonden (als weergegeven in figuur 2) of zijn uitgevoerd als een "verloren deksel", waarbij het deksel 14 na verbreking van de sluitmiddelen uit het booreinde 3 valt en in de grond achter blijft.

20 De inspuitdruk wordt bijvoorkeur aanvankelijk, gedurende de eerste meter of halve meter relatief hoog gekozen, bijvoorbeeld tussen 5 tot 10 Bar. Aldus kan lucht die zich mogelijk in het aangevoerde beton en de centrale doorboring 12 kan bevinden daaruit worden geperst. Deze druk kan worden ingesteld via op de boor 1 aangesloten pompmiddelen (niet getoond). 25 Tijdens het omhoogtrekken van de boor en het verder vullen van het boorgat kan de druk worden afgelaten, zodat deze geleidelijk afneemt tot bijvoorbeeld 0,5 Bar.

Zoals getoond in Fig. 1 en Fig. 2 is de boor bij voorkeur voorzien van een mes 5, dat over zekere afstand A uitsteekt ten opzichte van het 30 eindvlak 7 van het booreinde 3. Dankzij dit mes 5 kan de boor 1 msnn.i? \ 12 eenvoudiger, met minder weerstand in de grond worden gedraaid. Daarbij wordt de grond door het mes 5 nauwelijks verstoord. Verdringing van de grond treedt pas op vanaf het eindvlak 7 van het booreinde, dus op een afstand A boven het mes 5. Dit betekent dat de grond waarop de te storten 5 funderingspaal uiteindelijk rust niet of minimaal is verdrongen doch grotendeels in takt is. Dit is wederom gunstig voor het dragend vermogen, alsmede voor het minimaliseren van verzakkings- of zettingsverschillen, welke tussen de funderingspalen kunnen optreden wanneer deze worden belast.

10 Teneinde het aankleven van een eerste laag grond te stimuleren kan de buitenmantel van het booreinde 3 worden opgeruwd, zoals aangegeven in Figuur 3C. Ook de meerdere trappen 8A-C als getoond in Fig. 3B kunnen bijdragen aan een betere hechting van de grond aan het booreinde 3. Daarbij worden deze trappen 8A-C bij voorkeur zodanig 15 gedimensioneerd dat hiermee de vrije instelbaarheid van de tophoek α niet, althans minimaal wordt belemmerd. Zo is in de in Figuur 3B getoond uitvoeringsvorm de minimaal instelbare tophoek ac onveranderd ten opzichte van figuur 3A, terwijl de maximaal instelbare tophoek λα slechts iets kleiner is geworden.

20 Het moge duidelijk zijn dat een booreinde 3 volgens de uitvinding toepasbaar is bij elk type grondboor, dus ook massieve grondboren of grondboren waarbij geen beton via een holle binnenbuis in het geboorde gat wordt aangebracht. De voordelen van een booreinde 3 volgens de uitvinding komen met name tot zijn recht in toepassingen waarbij een grote mate van 25 grondverdringing gewenst en/of van belang is.

Figuur 4 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een grondboor 101 volgens de uitvinding waarbij met de voorgaande uitvoeringsvorm overeenkomende delen met overeenkomende verwijzingscijfers zijn aangegeven, vermeerderd met 100. De getoonde grondboor 101 omvat een 103003? 13 boorlichaam 102 en een schroefblad 104 met buitendiameter D, dat zich langs slechts een gedeelte E van het boorlichaam 102 uitstrekt, rond een in gebruik ondergelegen einde 103 van de boor 101. Dit einde 103 is aan een onderzijde voorzien van een opening 113, net als bij de hiervoor beschreven 5 uitvoeringsvorm.

In deze uitvoeringsvorm omvat het boorlichaam 102 een schroefbladvrij gedeelte F met buitendiameter D, welke overeenkomt met de buitendiameter van het schroefblad 104 en welk gedeelte F is voorzien van boorweerstand verlagende middelen 115, welke in deze uitvoeringsvorm zijn 10 uitgevoerd als een weinig bodemgrond transporterende spiraal. Hierbij gaat in deze uitvoeringsvorm van de grondboor 101 het schroefblad 104 naadloos over in de spiraal 115 doordat een in radiale richting gemeten dikte van het schroefblad 104 vanaf het einde gezien geleidelijk afneemt. Dit is nader weergegeven in figuren 5A en 5B. Hierin is te zien dat de spiraal 115 15 nauwelijks uitsteekt ten opzichte van een buitenoppervlak van het schroefbladvrije gedeelte F van het boorlichaam 102, waardoor de spiraal 115 nagenoeg geen bodemgrond kan transporteren. Hoewel deze uitvoeringsvorm is voorzien van dergelijke boorweerstand verlagende middelen 115, zijn deze middelen niet strikt noodzakelijk voor het toepassen 20 van de uitvinding.

Het ondergelegen einde 103 van het boorlichaam 102 kan zijn voorzien van afsluitmiddelen, bijvoorbeeld een stalen deur of een stalen deksel (niet getoond). Hiermee kan de uitlaatopening 113 althans tijdens het boren worden afgesloten. Tevens kan de grondboor 101 zijn voorzien van 25 een snijmes 105 dat zich in gebruik uitstrekt onder het einde 103 van het boorlichaam 102. Ook in deze uitvoeringsvorm is het boorlichaam 102 opgebouwd uit een buitenbuis 120 en een concentrisch daarin opgenomen binnenbuis 122. Een diameter van deze binnenbuis 122 wordt doorgaans afgestemd op afmetingen van toévoermiddelen (niet getoond) waarop de 1030037 14 binnenbuis 122 kan worden aangesloten. Mogelijke diameters liggen doorgaans tussen 80 mm en 500 mm.

Het buiseinde 103 van de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de grondboor 101 volgens de uitvinding heeft een buitenoppervlak met 5 een ingesprongen grondverdringende vorm 110. Bovendien strekken het grondverdringende buiseinde 110 en het schroefblad 104 zich uit over een overlappend deel van het boorlichaam 102.

De hierboven beschreven grondboor 101 werkt als volgt. De grondboor 101 wordt verticaal gepositioneerd op een dusdanige wijze dat het 10 ondergelegen einde 103 tegen een bodem (niet getoond) aanligt. Door de grondboor 101 om een hartlijn M te laten roteren wordt een schacht (niet getoond) geboord. Bij het boren wordt door het mes 105 losgewoelde bodemgrond door het schroefblad 104 omhoog getransporteerd over een gedeelte van de schacht. Daarbij wordt bij voorkeur althans een deel van 15 deze grond simultaan zijwaarts verdrongen in de schacht, door het booreinde 103. Bij voorkeur zijn de opwaartse transportcapaciteit van het schroefblad 104 en de zijwaartse verdringingscapaciteit van het einde 103 zodanig op elkaar afgestemd dat bij het eindigen van het opwaarts transport (d.w.z. daar waar schroefblad 104 overgaat in spiraal 115) in hoofdzaak alle 20 grond zijwaarts is verdrongen, zodat ter plaatse van genoemde overgang geen opeenhoping van grond ontstaat.

Wanneer de schacht een gewenste diepte heeft bereikt wordt, tijdens het uit de schacht terugtrekken van de grondboor 101, een uithardende massa (niet getoond), bijvoorbeeld beton of betonmortel, door de 25 binnenbuis 122 heen in de schacht gevoerd. Om de massa door de buisopening 113 uit de boor 101 te laten stromen, dienen de afsluitmiddelen te worden verwijderd. Dit kan bijvoorbeeld plaatsvinden onder druk van de aangevoerde massa, die aan het ondergelegen einde 113 uit de buis 122 wordt geperst, maar het is ook mogelijk dat de afsluitmiddelen worden 30 losgemaakt voordat de massa de buisopening 113 bereikt, via daartoe 1030037 15 voorziene ontgrendelmiddelen (niet getoond). De afsluitmiddelen kunnen op een diepste punt in de schacht achterblijven.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de in de beschrijving en de tekening getoonde uitvoeringsvoorbeelden. Alle combinaties van (delen van) 5 beschreven en/of getoonde uitvoeringsvormen worden geacht onder de uitvindingsgedachte te vallen. Bovendien zijn vele variaties daarop mogelijk binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding.

Zo is het mogelijk om bij het vervaardigen van een funderingspaal, de uithardende massa pas in het boorgat aan te brengen nadat de grondboor 10 volledig uit het boorgat is verwijderd. In dat geval, behoeft de grondboor niet hol te zijn en behoeft het booreinde geen boorputdeksel te omvatten, waardoor een nog robuustere boor kan worden verkregen, welke bovendien geen inwendige reiniging behoeft. Voorts kunnen de boorweerstand verlagende middelen zijn uitgevoerd als rond de buis geplaatste ringen.

15 Deze en vele variaties worden geacht binnen het raam van de uitvinding te vallen zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.

1030037 ,

Claims (18)

1. Grondboor (1, 101) omvattende een in hoofdzaak cilindervormig boorlichaam (2, 102) voorzien van een booreinde (3, 103), ingericht om in gebruik in de grond te worden gedraaid, met het kenmerk dat het booreinde (3, 103) een ten opzichte van het boorlichaam (2, 102) 5 ingesprongen buitenoppervlak (10, 110) heeft, zodanig dat zich in gebruik grond in en/of rond dit buitenoppervlak (10, 110) kan hechten ter vorming van een conische mantel (25), met een vrij instelbare tophoek (a).

2. Grondboor (1, 101) volgens conclusie 1, waarbij het booreinde (3, 103) richting haar vrije einde (7) is verjongd volgens een getrapt of 10 anderszins gekromd buitenoppervlak (10, 8, 8A-C, 8').

3. Grondboor (1, 101) volgens conclusie 1 of 2, waarbij de grondboor (1, 101) een mes (5, 105) omvat, dat tot voorbij een vrij einde (7) van het booreinde (3, 103) reikt.

4. Grondboor (1, 101) volgens een van de voorgaande conclusies, 15 waarbij het booreinde (3, 102) een afgeplat eindvlak (7) omvat, dat zich in hoofdzaak haaks op een hartlijn (M) van de grondboor (1, 101) uitstrekt.

5. Grondboor (1, 101) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het boorlichaam (2, 102) en booreinde (3, 103) hol zijn en het booreinde (3, 103) is voorzien van een afsluitbare uitlaatopening (13, 113).

6. Grondboor (1, 101) volgens conclusie 4 en 5, waarbij de uitlaatopening (13, 113) is gelegen in het afgeplatte eindvlak (7) van het booreinde (3, 103).

7. Grondboor (1, 101) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de grondboor (1, 101) is opgebouwd uit een buitenbuis (20, 120) en 25 een concentrisch daarin opgenomen binnenbuis (22, 122), waarbij de binnenbuis (22, 122) met ten minste één einde uitsteekt buiten de buitenbuis (20, 120). 1 Λ Λ Λ Λ Λ ·

8. Grondboor (1, 101) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij althans een deel van het boorlichaam (2, 102), bij voorkeur het booreinde (3, 103) of althans ter plaatse van het ingesprongen buitenoppervlak (10, 110), is omgeven door een spiraalvormig schroefblad 5 (4, 104).

9. Grondboor (101) volgens conclusie 8, waarbij een schroefbladvrij gedeelte (F) van het boorlichaam (102) is voorzien van boorweerstand verlagende middelen (115).

10. Grondboor (101) volgens conclusie 8 of 9, waarbij het schroefblad 10 (104) overgaat in een in gebruik weinig bodemgrond transporterende spiraal (115).

11. Grondboor volgens een van de conclusies 8-10, waarbij een in radiale richting gemeten dikte van het schroefblad vanaf het vrije booreinde gezien geleidelijk afneemt tot een geringe dikte, bij welke dikte het 15 schroefblad althans nagenoeg vrij is van bodemgrond transporterende eigenschappen.

12. Grondboor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een buitendiameter van het schroefblad althans nagenoeg gelijk is aan een buitendiameter van het schroefbladvrije gedeelte van de buis.

13. Grondboor volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de grondboor, inclusief eventueel aanwezig schroefblad en/of boorweerstand verlagende middelen over haar hele lengte een in hoofdzaak constante buitendiameter heeft.

14. Grondboor volgens een van de conclusies 8-13, waarbij het 25 schroefblad (4, 104) een constante spoed (P) heeft.

15. Werkwijze voor het vervaardigen van een boorgat, waarbij een •grondboor (1, 101) volgens een van de voorgaande conclusies in de grond wordt gedraaid, waarbij omringende grond zich in en/of aan het booreinde (3, 103) hecht en een conische mantel (25) vormt met een zelfinstellende 30 tophoek (a), welke per grondsoort kan verschillen. 1030037

16. Werkwijze volgens conclusie 15 in combinatie met een grondboor (1) volgens een van de conclusies 8 -14, omvattende: • het althans gedeeltelijk opwaarts transporteren van bodemgrond vanaf een nabij een diepste punt van het boorgat gelegen positie over slechts 5 een gedeelte van het boorgat; • het vanaf een op enige afstand van het diepste punt gelegen positie in het boorgat verdringen van de bodemgrond.

17. Werkwijze voor het vervaardigen van een funderingspaal, waarbij een boorgat wordt vervaardigd vólgens een werkwijze volgens conclusie 15 10 of 16, met behulp van een grondboor (1, 101) volgens een van de conclusies 5-14, waarna een uithardende massa, in het bijzonder beton of betonmortel, via het holle boorlichaam (2, 102) en booreinde (3, 103) in het boorgat wordt gebracht, terwijl de grondboor (1, 101) geleidelijk uit het boorgat wordt teruggetrokken of gedraaid.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarbij tijdens het vullen van het boorgat de druk waarmee de uithardende massa in het boorgat wordt gebracht, wordt gevarieerd. 1030037