NL193640C

NL193640C - Assembly for the manufacture of a foundation pile in the ground as well as a method for operating that assembly.

Info

Publication number: NL193640C
Application number: NL9000498A
Authority: NL
Original assignee: Fundamentum Bv
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 2000-05-04
Also published as: NL9000498A; NL193640B

Description

1 1936401 193640

Samenstel voor het in de grond vervaardigen van een fundatiepaal alsmede werkwijze voor het bedrijven van dat samenstelAssembly for the manufacture of a foundation pile in the ground as well as a method for operating that assembly

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een samenstei voor het in de grond vervaardigen van een 5 fundatie-element, zoals een funderingspaal, omvattende een buis alsmede een samenstel voor het in neerwaartse en opwaartse richting bewegen van die buis, welke buis met aan het ondereinde ten minste twee dwars op de axiale richting van de buis gerichte en buiten de buitenomtrek daarvan uitstekende bladen die staan onder een hoek met de hartlijn van de buis en die een uitstroomopening heeft voor vloeistof die zich nabij de bladen bevindt.The present invention relates to an assembly for manufacturing a foundation element, such as a foundation pile, in the ground, comprising a tube as well as an assembly for moving that tube downwards and upwards, said tube having at the bottom end at least two blades extending transversely of the axial direction of the tube and projecting beyond its outer circumference at an angle to the axis of the tube and having an outflow opening for liquid located near the blades.

10 Een dergelijk samenstel is bekend uit de Nederlandse Terinzagelegging 6600344. Daarin wordt een werkwijze voor het vervaardigen van een fundatiepaal beschreven, waarbij tijdens het inbrengen van de hoorbuis via in het inwendige daarvan aangebrachte kanalen een fluïdum zoals grout, door de wand naar buiten bewogen wordt aan de onderzijde van de buis. Deze vloeistof verhardt en vormt langs de buiswand een laag. Deze laag geeft een smerende werking gedurende het inbrengen, zodat slechts een gering koppel 15 nodig is om de buis met schroefbladen om zijn as te doen draaien terwijl de laag die Zich langs de buitenwand uitstrekt, het realiseren van een relatief dikke fundatiepaal mogelijk maakt met gebruik van een relatief slanke buis. In nog niet verharde toestand steunt deze vloeistoflaag de wand van het gat, dat immers een diameter heeft die groter is dan die van de buis. Het element kan dan aan het einde van de werkwijze omhoog worden getrokken, terwijl gedurende het optrekken een verhardende vloeistof wordt 20 toegevoerd. Bij het bekende samenstel sluiten de schroefbladen de ruimte boven en onder de bladen volkomen af; hierdoor zal het omhoogtrekken van het buisdeel met de schroefbladen veel kracht vergen en ook meer tijd kosten.Such an assembly is known from Dutch Laid-open Laying 6600344. It describes a method for manufacturing a foundation pile, wherein a fluid such as grout is moved out through the wall during insertion of the auditory tube via channels arranged in its interior. at the bottom of the tube. This liquid hardens and forms a layer along the pipe wall. This layer provides a lubricating effect during the insertion, so that only a small torque 15 is required to rotate the tube with screw blades around its axis, while the layer extending along the outer wall makes it possible to realize a relatively thick foundation pile with use of a relatively slender tube. In a not yet hardened state, this layer of liquid supports the wall of the hole, which after all has a diameter larger than that of the pipe. The element can then be pulled up at the end of the process, while a hardening liquid is supplied during the drawing-up. In the known assembly the screw blades completely close off the space above and below the blades; this means that pulling up the tube part with the screw blades will require a great deal of force and will also take more time.

De onderhavige uitvinding is in het bijzonder ook gericht op fundatie-elementen in het algemeen, waarbij een in de grond dringend element verder in de grond zakt door een of meer grond-losmakende organen, 25 onder gelijktijdige toevoer van een vloeistof.In particular, the present invention is also directed to foundation elements in general, in which an earth-penetrating element sinks further into the ground through one or more soil loosening members, while simultaneously supplying a liquid.

Voor een stabiele fundering is het nodig dat het ondereind van de fundatiepalen in een stabiele laag van de bodem zit. Dit is veelal een dikke zandlaag of grind-houdende zandlaag waarin het ondereind van de fundatiepalen tot een bepaalde diepte steekt.For a stable foundation it is necessary that the bottom end of the foundation piles is in a stable layer of the bottom. This is usually a thick sand layer or gravel-containing sand layer into which the lower end of the foundation piles protrudes to a certain depth.

De stabiliteit van een zandlaag wordt bepaald door de compacte structuur daarvan. Zeer compact 30 betekent groot draagvermogen. Deze compacte structuur heeft ook een nadeel. Bij het boren in een dergelijke zandlaag kost het zeer veel moeite zand los te maken. De bladen of dergelijke organen krabben het zand slechts langzaam weg. Hierdoor kost het in de grond aanbrengen van een paal op de in de inleiding beschreven manier veel tijd.The stability of a sand layer is determined by its compact structure. Very compact 30 means high load capacity. This compact structure also has a drawback. When drilling in such a sand layer, it takes a great deal of effort to loosen sand. The blades or similar organs only slowly scratch the sand away. As a result, installing a pile in the ground in the manner described in the introduction takes a lot of time.

Aanvraagster’s oudere Europese octrooiaanvrage 0.065.340 beschrijft ook reeds de wrijvings-35 verminderende eigenschappen bij het in de grond boren van een buis, van een verhardbare vloeistof.Applicant's earlier European patent application 0,065,340 also already describes the friction-reducing properties when drilling a tube of a hardenable liquid into the ground.

Het doel van de onderhavige uitvinding is in een samenstel te voorzien waarmee fundatie-elementen, in het bijzonder fundatiepalen zelf in sterk samengedrukte grond, sneller in de grond op diepte kunnen worden gebracht.The object of the present invention is to provide an assembly with which foundation elements, in particular foundation piles themselves in strongly compressed soil, can be brought to depth faster in the ground.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt bij het hierboven beschreven samenstel, doordat de bladen, 40 gezien in bovenaanzicht, voorzien zijn van weggenomen gedeelten, zoals uitsparingen, waarvan de omvang kleiner is dan de dwarsdoorsnede van de door de bladen te vervaardigen opening en waarbij de hoek met de hartlijn van de buis kleiner dan 65° is. Daarbij wordt door de openingen tijdens het optillen van de bladen bij een retourbeweging van het samenstel de massa die de bladen en het ondereinde van de buis omgeeft, bestaande uit verhardend materiaal, gehandhaafd en aangevuld. Hierdoor vermindert de draagkracht van 45 het zand niet, terwijl verrassenderwijs het losmaken van het zand, na het weer neerlaten, gemakkelijker gaat. Hierdoor kan sneller de gewenste diepte in de dragende zandlaag worden bereikt.This object is achieved according to the invention in the above-described assembly, in that the blades, viewed in top view, are provided with removed parts, such as recesses, the size of which is smaller than the cross-section of the opening to be produced by the blades and wherein the angle with the center line of the pipe is less than 65 °. Thereby, the masses surrounding the blades and the bottom end of the tube, consisting of hardening material, are maintained and supplemented by the openings during the lifting of the blades during a return movement of the assembly. As a result, the carrying capacity of 45 does not decrease the sand, while surprisingly loosening the sand after lowering is easier. This allows the desired depth in the load-bearing sand layer to be reached more quickly.

Opgemerkt wordt dat uit het Duitse octrooischrift 314.695 uit 1919 een boor bekend is, voorzien van een zich boven de bladen bevindende opening voor het inbrengen van een boorfluïdum. Het vervaardigen van een fundatiepaal en het gemakkelijker bewegen door een zandlaag of dergelijke wordt in dit Duitse 50 octrooischrift niet gesuggereerd.It is to be noted that from 1919, German Pat. No. 314,695, a drill is known comprising an opening above the blades for the insertion of a drilling fluid. The manufacture of a foundation pile and easier movement through a sand layer or the like is not suggested in this German patent.

Uit de Europese octrooiaanvrage 0.012.486 is een boor bekend waar in de bladen uitsparingen aangebracht zijn. Deze dienen voor het daarin opnemen van pijpen. Deze pijpen dienen enerzijds voor het inbrengen van een injectiemateriaal en anderzijds ter versteviging van de bladen. Tijdens bedrijf zijn de openingen in de bladen dus niet aanwezig.A drill is known from European patent application 0.012.486, in which recesses are arranged in the blades. These serve to receive pipes therein. These pipes serve for the introduction of an injection material on the one hand and for strengthening the blades on the other. The openings in the blades are therefore not present during operation.

55 Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.507.124 is een spiraalboor bekend, maar bij het vrije uiteinde voorzien van snijtanden. Deze zijn als afzonderlijk deel, dat wil zeggen te scheiden van het schroefblad, aangebracht.55 A spiral drill is known from US patent 3,507,124, but provided with incisors at the free end. These are arranged as a separate part, that is to say to be separated from the propeller blade.

193640 2193640 2

Past men de op zichzelf bekende bladen uit de Europese octrooiaanvrage 0.065.340 toe die ter weerszijden van de buis staan onder tegengesteld scherpe hoeken met de langsas van de buis en die elk in bovenaanzicht niet meer dan de halve omtrek van de buis omvatten dan kan volgens de uitvinding elk blad aan ten minste een der uiteinden schuin onder een hoek met de radiaal zijn weggesneden. Bij voorkeur is 5 het ondereind van elk blad naar beneden omgebogen danwel voorzien van een naar beneden gerichte tand en wel bij voorkeur ter plaatse van de onderrand van het samenstel. Deze omgebogen rand of tand vormt een schraaprand. De ombuiging vergroot de doorlaat en schraapt als het samenstel weer naar beneden gaat. De hellingshoek van de bladen met de langsas van de buis 13 zijn kleiner dan 65°. De bladen staan steiler dan bij het bekende samenstel waarbij de hoek met de langsas ongeveer 75° bedraagt.If the per se known blades of European patent application 0.065.340 are used, which are arranged on either side of the tube at opposite acute angles to the longitudinal axis of the tube and which each comprise in plan view no more than half the circumference of the tube, according to the invention, each blade is cut away at an angle at least one of its ends at an angle to the radial. Preferably, the lower end of each blade is bent downwards or provided with a downwardly directed tooth, preferably at the lower edge of the assembly. This bent edge or tooth forms a scraping edge. The bend increases the passage and scrapes when the assembly goes down again. The angle of inclination of the blades with the longitudinal axis of the tube 13 is less than 65 °. The blades are steeper than in the known assembly, the angle with the longitudinal axis being about 75 °.

10 De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van het hierboven beschreven samenstel.The invention also relates to a method for operating the above described assembly.

Met deze werkwijze wordt beoogd door zand en andere verhoudingsgewijs compacte lagen te bewegen hetgeen met werkwijzen bekend uit de stand der techniek niet mogelijk is gebleken.The object of this method is to move through sand and other relatively compact layers, which has not been possible with methods known from the prior art.

Het doel van de onderhavige uitvinding is in een werkwijze te voorzien waarmee het mogelijk is met het 15 hierboven genoemde samenstel een zandlaag en dergelijke te passeren zonder dat een bijzonder groot vermogen vereist is en/of de gebruikte hoorbuis bijzonder zwaar uitgevoerd dient te worden.The object of the present invention is to provide a method by means of which it is possible to pass a layer of sand and the like with the above-mentioned assembly without requiring particularly great power and / or the used hearing tube being of particularly heavy design.

Dit doelt wordt bij een hierboven beschreven werkwijze verwezenlijkt doordat pas tijdens het penetreren van respectievelijk bewegen door een zandlaag of grindhoudende zandlaag met grote dichtheid het van bladen voorziene gedeelte ten minste eenmaal wordt opgetild onder gelijktijdige vulling onder druk van de 20 zich vormende ruimte onder de bladen met vloeistof die wordt toegevoerd via de buis en vanuit de de buis omgevende vloeistofmassa boven en rondom de bladen zodanig, dat de druk onder de bladen in wezen behouden blijft.This object is achieved in a method described above in that only during penetration of respectively moving through a sand layer or gravel-containing sand layer with high density the blade-provided part is lifted at least once with simultaneous filling under pressure of the space under the blades. with fluid supplied through the tube and from the fluid surrounding the tube above and around the blades such that the pressure under the blades is essentially maintained.

Door deze maatregel wordt ervoor gezorgd dat tijdens het optillen van het element met de grond losmakende organen het zand voldoende belast.This measure ensures that during the lifting of the element with the soil-loosening members the sand is sufficiently loaded.

2525

De uitvinding zal nu aan de hand van de tekening nader worden verduidelijkt. Hierin stellen voor: figuur 1 een zijaanzicht van een element voor een fundatiepaal voor de werkwijze van de onderhavige uitvinding; figuur 2 een bovenaanzicht hiervan; 30 figuur 3 een zijaanzicht van een andere voorkeursuitvoering van een element voor een fundatiepaal voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Herein: figure 1 shows a side view of an element for a foundation pile for the method of the present invention; figure 2 shows a top view thereof; Figure 3 shows a side view of another preferred embodiment of an element for a foundation pile for the method according to the present invention.

Figuur 1 toont een element 1, in dit geval een buis, waarop aan weerszijden onder tegengestelde hoeken twee bladen 2, 3 zijn aangebracht. Onder blad 3 bevindt zich een uitstroomopening 4 waardoorheen 35 vloeistof uit de holte van de buis 1 in de grond kan worden geperst. Deze opening 4 kan ook op andere plaatsen zijn aangebracht en er kunnen er zelfs meer van zijn, mits de vloeistof in staat kan zijn te mengen met het door de bladen 2, 3 losgemaakte zand. Onder de buis 1 kan bijvoorbeeld een voorloper of snijorgaan 5 zijn aangebracht, met een kleinere werkzame diameter dan die van de bladen 2, 3. De bladen 2, 3 zullen bij de rotatie van de buis 1 rond zijn as werken als grond losmakende organen. Grond wordt aan 40 de onderzijde van de bladen 2, 3 en eventueel het snijorgaan 5 losgemaakt, vervolgens gemengd met de vloeistof uit de uitstroomopening 4. Aldus wordt een gebied 6 gevormd in de bodem, waarvan de buitenste contour in de tekening is aangeduid met een streep-stiplijn.Figure 1 shows an element 1, in this case a tube, on which two blades 2, 3 are arranged on opposite sides at opposite angles. Under leaf 3 there is an outflow opening 4 through which liquid can be pressed from the cavity of the tube 1 into the ground. This opening 4 can also be provided in other places and there may be even more of them, provided that the liquid can be able to mix with the sand released by the blades 2, 3. For example, a precursor or cutter 5 may be arranged under the tube 1, having a smaller effective diameter than that of the blades 2, 3. The blades 2, 3 will act as soil loosening members when the tube 1 rotates about its axis. Soil is loosened at 40 the underside of the blades 2, 3 and possibly the cutting member 5, then mixed with the liquid from the outflow opening 4. Thus, an area 6 is formed in the bottom, the outer contour of which is indicated in the drawing by a dash-dotted line.

In het getoonde geval zijn de bladen 2, 3 half cirkelvormig, waardoor hun verticale projectie ten gevolge van de stand die zij innemen ten opzichte van de buis, elliptisch is. Dit is goed te zien in het bovenaanzicht 45 in figuur 2. Bij het roteren van de buis 1 rond zijn as zullen de bladen 2, 3 een cirkelvormig gebied 6 in de grond vormen. In figuur 2 is te zien, dat reeds door de stand van de halfcirkelvormige bladen 2, 3 een doorstroomopening tussen de gebiedsgrens en de bladen ontstaat, waardoorheen het vloeibare mengsel vanuit de bufferruimte tot onder de bladen 2, 3 kan stromen. Voor de werking van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is het aan te bevelen grotere doorstroomopeningen toe te passen.In the case shown, the blades 2, 3 are semicircular, so that their vertical projection due to the position they take with respect to the tube is elliptical. This can be clearly seen in the top view 45 in figure 2. When the tube 1 is rotated about its axis, the blades 2, 3 will form a circular area 6 in the ground. It can be seen in figure 2 that already through the position of the semicircular blades 2, 3 a flow opening is created between the area boundary and the blades, through which the liquid mixture can flow from the buffer space to below the blades 2, 3. For the operation of the method according to the present invention it is recommended to use larger flow openings.

50 Extra doorstroomopeningen kunnen worden gecreëerd door een deel van het blad weg te snijden (7), of om te buigen (8). Indien de onderste randen zijn omgebogen, zoals in figuren 1 en 2 wordt getoond, ontstaat een extra werkzaam effect doordat deze rand de grond extra bewerkt. Zoals is weergegeven in figuur 1, verdient het de voorkeur om bij gebruik van een voorloper of snijorgaan 5 de bladeinden ter hoogte van de onderrand van de buis 1 af te buigen.50 Additional flow openings can be created by cutting (7) or bending (8) a part of the blade. If the lower edges are bent, as shown in figures 1 and 2, an extra effective effect is created because this edge additionally tills the soil. As shown in Figure 1, it is preferable to bend the blade ends at the bottom edge of the tube 1 when using a precursor or cutter 5.

55 In plaats van het bewerken van de einden van de bladen 2, 3 kunnen ook gaten 9 hierin aan worden gebracht. Eveneens kunnen deze gaten 9 worden gecombineerd met afgesneden (7), of omgebogen <8) bladeinden.55 Instead of machining the ends of the blades 2, 3, holes 9 can also be made therein. These holes 9 can also be combined with cut (7), or bent <8) blade ends.

Claims

1. Assembly for manufacturing a foundation element, such as a foundation pile, in the ground, comprising a tube as well as, a device for moving that tube downwards and upwards, said tube having at least two transverse ends at the bottom end. blades extending axially of the tube and projecting beyond its outer circumference, which are at an angle to the axis of the tube, have an outflow opening for liquid located near the blades, characterized in that the blades (2, 3 viewed in plan view, are provided with cut-away portions, such as recesses, the size of which is less than the cross-section of the opening to be produced by the blades and wherein the angle with the center line of the tube is less than 65 °.

An assembly according to claim 1, comprising two blades positioned on opposite sides of the device at opposite acute angles to the longitudinal axis of the device, characterized in that each top view (2, 3) is no more than half the circumference of the device and wherein the lower end (8) 30 of the respective blade (2, 3) is bent downwards.

Assembly according to claim 2, characterized in that the top end is cut (7).

3 193640 In figure 1, the blades are at an angle α to the center line of the tube 1, which angle is approximately 45 °. Figure 3 shows another preferred embodiment of the present invention, wherein the blades 2, 3 are helical. These blades are mounted on a tube 1. Otherwise, the same applies as in figure 1.

By rotating the tube 1 around its axis, a circular area 6 is made in the ground. Now there is no space between the outer contour of the blades 2, 3 and the area 6. By making holes 9 in the blades 2, 3 it is now possible that the liquid mixture located above the blades 2, 3 can flow downwards. Furthermore, incisors 10 can protrude under the blades 2, 3, which, like the precursor 5, facilitate tilling 10 of the soil. Also, one or more thickenings 11 can be arranged on the tube 1 at the lower end below the blades 2, 3, the purpose of which is to press the soil surrounding the tube from the tube wall, so that grout can flow more easily along the tube wall above these thickenings. Incisors 10 and bosses 11 can of course also be applied to the embodiment described in Figures 1 and 2 and other embodiments. 15

Assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that at the end thereof one or more cutting teeth (10) are arranged under the blades (2, 3).

Method for moving the pipe according to any one of the preceding claims for manufacturing in the ground of a foundation pile, in which method the pipe is moved in the ground by rotation and axial pressure, while at the same time simultaneously hardening liquid is pressed into the space below and above the blades, the bladed portion of the tube being lifted while simultaneously pressurizing the forming space with fluid supplied from the tube, characterized in that when penetrating or moving through a high-density sand or gravel-40 sand layer, the bladed portion (1) of the tube is periodically lifted thereby additionally filling the forming space under the blades with fluid supplied through the recesses in the blades from the liquid surrounding the tube above and around the blades, such that the pressure under the aden is essentially preserved. Hereby 1 sheet drawing