NL1032940C2 - Boorinstallatie. - Google Patents

Description

Titel: Boorinstallatie

De uitvinding heeft betrekking op een boorinstallatie voor het roterend in de grond drijven van funderingsbuizen, omvattende een frame en een daaraan bevestigde boormotor voor het uitoefenen van een koppel op een funderingsbuis.

5 Een dergelijke boorinstallatie is bijvoorbeeld bekend uit de Britse octrooipublicatie GB 2 267 926. Het frame is onderdeel van een vrachtwagen die is uitgerust met een boormotor. De boormotor drijft via een roterende beweging funderingsbuizen in de ondergrond.

Met behulp van een dergelijke boorinstallatie kunnen 10 funderingsbuizen worden ingebracht wanneer toepassing van heipalen technisch moeilijk haalbaar of om andere redenen niet gewenst is, bijvoorbeeld vanwege geluidsoverlast die gepaard gaat met heiwerkzaamheden.

Gezien de benodigde krachten voor het in de grond drijven van 15 funderingspalen is naast een motor met een relatief hoog vermogen tevens een relatief groot en zwaar frame vereist om een vereist koppel te kunnen overdragen op de palen. Daarom is een dergelijke boorinstallatie ongeschikt om te worden ingezet in relatief kleine ruimtes.

De uitvinding beoogt een boorinstallatie voor het roterend in de 20 grond drijven van funderingsbuizen volgens de aanhef waarbij met behoud van de voordelen, genoemde nadelen worden tegengegaan. In het bijzonder beoogt de uitvinding een boorinstallatie voor het roterend in de grond drijven van funderingsbuizen volgens de aanhef waarbij bij relatief geringe afmetingen van de boorinstallatie toch een relatief hoog koppel op een 25 funderingsbuis kan worden uitgeoefend. Daartoe omvat de boorinstallatie overeenkomstig de uitvinding voorts ankerpoten voor het verankeren van 1052}iOi 2 het frame aan ankerpunten in een tijdens werking onder of naast de boorinstallatie gelegen fundering.

De uitvinding berust mede op het inzicht dat een reeds in de ondergrond aangebrachte fundering kan worden benut voor verankering 5 van de boormotor om een koppel op funderingsbuis te kunnen uitoefenen.

Door het verschaffen van ankerpoten voor het verankeren van het frame aan ankerpunten in een tijdens werking onder of naast de boorinstallatie gelegen fundering kan het door de boormotor uitgeoefende moment worden doorgeleid naar de fundering, zodat een aanzienlijk groter 10 koppel op de funderingsbuis kan worden uitgeoefend dan op grond van afmetingen en gewicht van de boorinstallatie zelf mogelijk zou zijn. Hierdoor kunnen afmetingen en gewicht van de boorinstallatie worden geoptimaliseerd voor werkomstandigheden in compacte ruimtes terwijl toch een relatief groot koppel kan worden uitgeoefend op in de grond te drijven 15 funderingsbuizen.

Zo kan de boorinstallatie overeenkomstig de uitvinding met voordeel worden toegepast in bouwwerken met een relatief geringe werkruimte, zoals een beperkte hoogte en/of beperkte manoeuvreerruimte, hetgeen bijvoorbeeld het geval is in kelderruimten van monumentale 20 panden.

Bij voorkeur omvat het frame van de boorinstallatie overeenkomstig de uitvinding een hef- en trekinrichting voor het ten opzichte van de ankerpoten opwaarts heffen en neerwaarts trekken van de boormotor. Aldus fungeren de ankerpoten niet alleen voor verankering in 25 een in hoofdzaak horizontaal vlak, maar ook voor verankering in een indrijfrichting van funderingsbuizen, in hoofdzaak de neerwaartse richting. Door het neerwaarts uitoefenen van trekkrachten op een funderingsbuis kan de boorinstallatie naast het uitoefenen van een krachtmoment extra krachten benutten voor het in de ondergrond drijven van funderingsbuizen. 30 Zo kunnen grotere en/of langere funderingsbuizen in de grond worden 3 aangebracht. Ook kunnen funderingbuizen worden aangebracht in ondergronden die een relatief moeilijk indringbaar zijn. Daarnaast kan de boormotor met een geringer vermogen en daarmee compacter en goedkoper worden uitgevoerd.

5 Men kan bijvoorbeeld het neerwaarts trekken van de boormotor standaard toepassen bij het roterend in de grond drijven van een funderingsbuis. Ook is het mogelijk de funderingsbuis actief in de grond te drijven wanneer tijdens het indrijven van een funderingsbuis de indrijfsnelheid terugloopt en zelfs stagneert. Het is eveneens mogelijk om bij 10 een teruglopen of stagneren de indrijfsnelheid de boormotor korte tijd in de omgekeerde richting te laten roteren zodat de funderingsbuis enigszins wordt opgeheven, eventueel met assistentie van de hef- en trekinrichting, en vervolgens tegelijkertijd de boormotor in de oorspronkelijke richting te laten roteren en de hef- en trekinrichting in neerwaartse richting te activeren, 15 zodat de funderingsbuis met een combinatie van trek- en schroefkracht wederom de ondergrond wordt ingedreven. Op deze wijze kan bijvoorbeeld een plaatselijke verharding in de ondergrond worden gepasseerd.

Daarnaast kan de hef- en trekinrichting met voordeel worden benut voor het in de opstartfase aankoppelen van een funderingsbuis aan de 20 boormotor en eventueel aan een andere, reeds in de ondergrond aangebrachte funderingsbuis.

Verdere voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn weergegeven in de volgconclusies.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een 25 uitvoeringsvoorbeeld dat in de tekening is weergegeven. In de tekening toont:

Fig. 1 een schematisch perspectivisch aanzicht van een boorinstallatie overeenkomstig de uitvinding in een werkstand; en

Fig. 2 een schematisch perspectivisch aanzicht van de 30 boorinstallatie van Figuur 1 in een transportstand.

4

De figuren zijn slechts schematische weergaven van een voorkeursuitvoering van de uitvinding. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.

Figuur 1 toont een schematisch perspectivisch aanzicht van een 5 boorinstallatie 1 overeenkomstig de uitvinding in een werkstand. De boorinstallatie 1 heeft een frame 2 dat een verrijdbaar onderstel 3 bevat. Voorts heeft de boorinstallatie een boormotor 4 die van het zogenaamde open type is, omvattende een doorgaande boring waarvan de oriëntatie geheel of nagenoeg geheel samenvalt met een hartlijn H van de boormotor 4. 10 De boring is ingericht voor het opnemen van een funderingsbuis.

De boorinstallatie 1 is ingericht voor het in de ondergrond drijven van funderingsbuizen. Funderingsbuizen zijn in hoofdzaak open buizen die als segmenten op elkaar in de ondergrond gepositioneerd en aan elkaar gekoppeld een funderingspaal vormen. Een dergelijke funderingspaal kan 15 dienen ter versteviging van een reeds bestaande fundering van een bouwwerk, zoals monumentale panden of waterbouwkunstige kunstwerken. Het in de grond drijven van de funderingsbuizen wordt gerealiseerd door middels de boormotor 4 een koppel op een buis uit te oefenen, zodat de buis met een roterende beweging, schroefvormig neerwaarts wordt gedreven.

20 Voor het faciliteren van de roterende beweging kunnen funderingsbuizen optioneel zijn voorzien van schroefvormige flenzen die zich vanaf de buitenmantel zijwaarts uitstrekken. Voorts kunnen de funderingsbuizen aan het neerwaarts te richten uiteinde worden voorzien van een verharde en/of verzwaarde punt of voet. Daarnaast kunnen 25 funderingsbuizen zijn voorzien van al of niet voorgespannen vlechtwerk voor het vormen van gewapend beton. Na het in de ondergrond aanbrengen van een funderingsbuis kan deze worden volgestort met betonmortel of grout voor het vormen van een betonnen element.

Een boormotor 4 van het open type is zodanig vormgegeven dat een 30 in de grond te drijven funderingsbuis met een uiteinde althans gedeeltelijk 5 tot in de motor 4 kan reiken. Dit vergemakkelijkt het aan- en afkoppelen van funderingsbuizen, met name in krappe ruimtes. Bovendien kan in vergelijking met een boormotor van het zogenaamde gesloten type waarbij de funderingsbuis niet in de motor kan reiken, langere buizen worden 5 toegepast, hetgeen de stabiliteit van een met de funderingsbuizen te vormen funderingspaal vergroot en de benodigde tijd voor het realiseren van de funderingspaal verkleint aangezien minder buizen en daarom ook minder aan- en afkoppelactiviteiten zijn benodigd.

De boormotor 4 zoals getoond in Figuur 1 heeft een doorgaande 10 boring zodat een funderingsbuis op voordelige wijze geheel door de motor 4 kan reiken. Hierdoor kan de beschikbare hoogte ter plaatse zoveel mogelijk worden benut. Ook kan de motor in principe op willekeurige hoogte aangrijpen op een funderingsbuis, niet noodzakelijkerwijs nabij het bovenste uiteinde. Wanneer bij een relatief lange funderingsbuis de motor 15 aanvankelijk aangrijpt enige afstand onder het bovenste uiteinde van de buis, kan na het gedeeltelijk in de ondergrond drijven van de buis kan de motor de buis tijdelijk vrijgegeven en op een hogere gedeelte van de buis opnieuw aangrijpen, zodat de beschikbare hoogte ter plaatse maximaal wordt benut. Door het hierboven beschreven 'overpakken' van de buis kan 20 een relatief lange buis in de grond worden gedreven.

De boorinstallatie 1 heeft ankerpoten 5A, 5B, 6 voor het verankeren van het frame 2 aan ankerpunten in een onder de boorinstallatie 1 gelegen fundering. Alvorens werkzaamheden met de boorinstallatie 1 aan te vangen, worden ankerpunten in een funderingsvloer 25 of -wand aangebracht. Zo kunnen ankerpunten, die bijvoorbeeld zijn gerealiseerd als betonnen elementen, met hun bewapening zijn bevestigd aan bewapening van een bestaande betonnen muur of vloer. Voor dit doel kan zo nodig vooraf een betonnen vloer worden aangebracht die aansluit op bestaande funderingswanden en waarin voorgevormde ankerpunten zijn 6 gerealiseerd voor koppeling aan de ankerpoten 5A, 5B, 6 van de installatie 1.

In de getoonde uitvoeringsvorm is een tweetal ankerpoten 5A, 5B nabij de voorzijde van het frame 1 en nabij de hartlijn H van de boormotor 4 5 gepositioneerd. Voorts is een derde ankerpoot 6 meer op afstand van de hartlijn H van de boormotor 4 geplaatst, nabij een achterzijde van het frame 2, zodanig dat het tweetal ankerpoten 5A, 5B zich in hoofdzaak tussen de hartlijn H van de boormotor 4 en de derde ankerpoot 6 bevindt. Doordat de derde ankerpoot 6 zich meer op afstand van de hartlijn H van de boormotor 10 4 bevindt kan door de relatief grote arm een relatief groot koppel dat door de boormotor op een funderingsbuis wordt uitgeoefend via de ankerpunten van de onder of naast de boorinstallatie 1 gelegen fundering worden afgesteund.

Opgemerkt wordt dat het aantal ankerpoten en de onderlinge positie ten opzicht van de hartlijn H van de boormotor 4 kan variëren. Zo 15 kan het tweetal ankerpoten 5A, 5B worden vervangen door een enkele ankerpoot. Ook kan een ankerpoot worden toegevoegd nabij de op afstand van de hartlijn H van de boormotor 4 gelegen ankerpoot. Daarnaast is het mogelijk ankerpoten zodanig te positioneren dat de hartlijn H van de boormotor 4 zich in hoofdzaak tussen de ankerpoten bevindt.

20 In een (niet getoonde) uitvoeringsvorm van ankerpoten overeenkomstig de uitvinding omvat de boorinstallatie 1 een meervoudig aantal ankerpoten die op nagenoeg dezelfde afstand van en rondom de hartlijn H van de boormotor 4 zijn gepositioneerd. Zo kan bijvoorbeeld sprake zijn van vier ankerpoten die hoekpunten van een vierkant vormen, 25 waarbij de hartlijn H van de boormotor 4 zich in hoofdzaak in het geometrisch zwaartepunt van het vierkant bevindt.

Het frame 2 van de boorinstallatie 1 omvat een hef- en trekinrichting 7 voor het ten opzichte van de ankerpoten 5A, 5B, 6 opwaarts heffen en neerwaarts trekken van de boormotor 4. Hef- en trekkrachten 30 worden via het frame 2, de ankerpoten 5A, 5B, 6 en de ankerpunten naar de 7 onder de boorinstallatie 1 gelegen fundering doorgeleid. Door tijdens het roteren van de funderingsbuis tevens met de hef- en trekinrichting 7 een neerwaartse kracht, ook wel pull down genoemd, op de buis uit te oefenen kan de invoersnelheid in de ondergrond worden vergroot.

5 De hef- en trekinrichting 7, ook wel makelaar genoemd, omvat bij voorkeur één of een meervoudig aantal hydraulische cilinders 8A, 8B. Door toepassing van hydraulische cilinders is op compact wijze een krachtige en betrouwbare hef- en trekfaciliteit 7 gerealiseerd. Uiteraard zijn ook andere hef- en trekmechanismen toepasbaar, zoals een lierwerk en/of een 10 tandheugel.

De aan de ankerpunten van de ondergelegen fundering verankerde ankerpoten 5A, 5B, 6 van de boorinstallatie 1 fungeren aldus als verankering in het horizontale vlak, alsmede in neerwaartse richting.

Aan de hef- en trekinrichting 7 is een in de werkstand in hoofdzaak 15 horizontaal platform 9 aangebracht waarop de boormotor 4 is bevestigd. Tevens draagt het platform 9 een tweetal hydraulische motoren 10A, 10B die een hydraulische aandrijving vormen voor het aandrijven van de boormotor 4. Aldus kunnen relatief grote momenten worden gerealiseerd, bijvoorbeeld in de orde van tientallen duizenden Nm. Voorts is de boormotor 20 4 via een kleminrichting 11 aan de funderingsbuis bevestigd voor het uitoefenen van het koppel voor het in de ondergrond drijven van de buis.

Op zeer voordelige wijze is de hef- en trekinrichting 7 van de boorinstallatie 1 overeenkomstig de uitvinding kantelbaar ten opzichte van het onderstel 3 vanuit een in hoofdzaak staande stand, de werkstand, 25 getoond in Figuur 1, naar een in hoofdzaak liggende stand, de transportstand, getoond in Figuur 2. Hierdoor kan de boorinstallatie 1 relatief eenvoudig in een stabiele positie worden getransporteerd.

Wanneer de boorinstallatie 1 in de transportstand op een werkplek is gearriveerd wordt allereerst de derde ankerpoot 6 aan het 30 corresponderende ankerpunt in de fundering gekoppeld. Daarna kan de 8 boorinstallatie 1 in de werkstand worden gebracht zonder dat de installatie naar voren kantelt. Vervolgens wordt het tweetal ankerpoten 5A, 5B aan de fundering gekoppeld. De installatie 1 is nu in principe gereed om in werking te treden. In een variant van de getoonde uitvoeringsvorm is de 5 gewichtsverdeling van de boorinstallatie 1 zodanig dat het niet noodzakelijk is de derde ankerpoot aan het corresponderend ankerpunt te koppelen alvorens de installatie in de werkstand te brengen. Hierbij is voldoende gewicht nabij de achterzijde van de installatie aangebracht.

In een alternatieve uitvoeringsvorm is de hef- en trekinrichting 7 10 verstelbaar ten opzichte van het onderstel 3 in een in hoofdzaak horizontaal vlak tussen enerzijds een uitgeschoven positie ten behoeve van een werkstand van de boorinstallatie en anderzijds een ingeschoven positie ten behoeve van transport, waarbij de hef- en trekinrichting 7 zich in hoofdzaak centraal boven onder stel bevindt.

15 Optioneel is de boormotor 4 ontkoppelbaar van de hef- en trekinrichting 7, zodat de boorinstallatie in nog minder toegankelijke ruimtes kan worden ingezet. In een voordelige variant van de boorinstallatie overeenkomstig de uitvinding is voorzien in een verrijdbaar hulponderstel voor het transporteren van een ontkoppelde boormotor.

20 Eventueel kan de kleminrichting 11 afkoppelbaar van de boormotor 4 worden uitgevoerd ten einde transport van de boorinstallatie naar een moeilijk toegankelijke locatie nog verder te vergemakkelijken.

Door de boorinstallatie 1 modulair te realiseren is transport op elegante wijze eenvoudiger uit te voeren.

25 Opgemerkt wordt dat de kleminrichting en de boormotor ook niet- afkoppelbaar, respectievelijk niet-ontkoppelbaar aan de boorinstallatie kan worden bevestigd, bijvoorbeeld om de constructie te vereenvoudigen.

De uitvinding is niet beperkt tot het hier beschreven uitvoeringsvoorbeeld. Vele variaties zijn mogelijk.

9

De uitvoeringsvorm getoond in de figuren is uitgerust met een verrijdbaar onderstel dat is voorzien van rupsbanden. Uiteraard kunnen ook andere verrijdbare onderstellen worden toegepast, bijvoorbeeld met wielen en/of glijelementen. Op voordelige wijze kan het onderstel zich autonoom of 5 met behulp van externe krachten verplaatsen. Daarnaast kan de boorinstallatie desgewenst zonder verrijdbaar onderstel worden gerealiseerd, bijvoorbeeld om kosten te besparen.

Voorts kan de boorinstallatie in plaats van een boormotor van het open type een boormotor van het gesloten type omvatten.

10 Daarnaast kunnen de hydraulische motoren voor het aandrijven van de boormotor 4 althans gedeeltelijk op afstand worden geplaatst, zodat beschikbare hoogte op een werklocatie beter kan worden benut en werkomstandigheden ten gevolge van geluids- en uitlaatgassenreductie verbeteren.

15 Dergelijke varianten zullen de vakman duidelijk zijn en worden geacht te liggen binnen het bereik van de uitvinding, zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.

1 0j2 ->4

Claims (12)

1. Boorinstallatie voor het roterend in de grond drijven van funderingsbuizen, omvattende een frame en een daaraan bevestigde boormotor voor het uitoefenen van een koppel op een funderingsbuis, voorts omvattende ankerpoten voor het verankeren van het frame aan 5 ankerpunten in een tijdens werking onder of naast de boorinstallatie gelegen fundering.

2. Boorinstallatie volgens conclusie 1, waarbij het frame een hef- en trekinrichting omvat voor het ten opzichte van de ankerpoten opwaarts heffen en neerwaarts trekken van de boormotor.

3. Boorinstallatie volgens conclusie 1 of 2, waarbij de hef- en trekinrichting één of een meervoudig aantal hydraulische cilinders omvat.

4. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de ankerpoten een eerste, nabij de hartlijn van de boormotor gepositioneerde ankerpoot omvat en een tweede, meer op afstand van de hartlijn van de 15 boormotor gepositioneerde ankerpoot omvat, bij voorkeur zodanig dat de eerste ankerpoot zich in hoofdzaak tussen de hartlijn van de boormotor en de tweede ankerpoot bevindt.

5. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de boorinstallatie een meervoudig aantal ankerpoten omvat die op nagenoeg 20 dezelfde afstand van en rondom de hartlijn van de boormotor zijn gepositioneerd.

6. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het frame een verrijdbaar onderstel omvat.

7. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de 25 hef- en trekinrichting vanuit een in hoofdzaak staande stand kantelbaar is ten opzichte van het onderstel naar een in hoofdzaak liggende stand.

8. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de boormotor ontkoppelbaar is van de hef- en trekinrichting. 1 0 ó £. & 4 D &

9. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, voorts omvattende een verrijdbaar hulponderstel voor het transporteren van een ontkoppelde boormotor.

10. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de 5 boormotor van het open type is, omvattende een doorgaande boring voor het opnemen van een funderingsbuis.

11. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de boormotor is ingericht voor het via een afkoppelbare kleminrichting uitoefenen van een koppel op een funderingsbuis.

12. Boorinstallatie volgens één der voorgaande conclusies, omvattende een op afstand plaatsbare hydraulische aandrijving voor het aandrijven van de boormotor. 03234 0 *