NL194169C

NL194169C - Werkwijze en inrichting voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water.

Info

Publication number: NL194169C
Application number: NL9520005A
Authority: NL
Inventors: Johannes Rudolf Hogervorst
Original assignee: Johannes Rudolf Hogervorst
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 2001-08-03
Also published as: AU1426895A; OA10370A; GB2300661A; GB2300661B; WO1995020075A1; BR9506637A; NL194169B; NO962876D0; NL9520005A; NL9400101A; GB9614428D0; NO962876L

Description

1 194169

Werkwijze en inrichting voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water, waarbij de paal op de bodem wordt neergelaten, de druk in het inwendige van de paal wordt 5 verlaagd, waardoor de paal in de bodem dringt en een kolom bodemmateriaal in het inwendige van de paal dringt.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0.011.894. Bij deze bekende werkwijze wordt de druk binnenin de paal verlaagd door door middel van een op de zuigpaal aangesloten pomp continu water uit het inwendige van de paal te verwijderen totdat de paal tot de vereiste diepte in de 10 bodem is gedrongen. Nadelen van deze werkwijze zijn dat bij bepaalde bodemsoorten of -samenstellingen de mogelijkheid bestaat dat als gevolg van de verlaagde druk binnenin de paal, water via de bodem en onder de onderrand van de paal door in het inwendige van de paal stroomt en/of dat grondbreuk binnenin de paal ontstaat als gevolg van de inwendige breuk langs scheidingsvlakken. In het eerste geval wordt de binnenin de paal opgewekte onderdruk deels teniet gedaan, en in het tweede geval heeft grondbreuk tot 15 gevolg dat grond in de pomp terecht komt en de pomp dichtslibt.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het installeren van een holle zuigpaal in een waterbodem te verschaffen, waarbij deze nadelen niet optreden.

Dit oogmerk wordt bereikt door een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, die gekenmerkt wordt door de stappen van: 20 a. het opwekken van een onderdruk in een van de paal gescheiden afzonderlijke ruimte; b. het momentaan in verbinding brengen van de onder onderdruk staande afzonderlijke ruimte met het inwendige van de paai, waardoor een schoksgewijze verlaging van de druk in het inwendige van de paal wordt veroorzaakt; c. het afsluiten van de verbinding tussen de afzonderlijke ruimte en het inwendige van de paal; 25 d. het een aantal malen herhalen van de stappen a, b en c totdat de paal tot de vereiste diepte in de bodem is gedrongen.

Het schoksgewijs verlagen van de druk binnenin de paal voorkomt dat de grondwaterstroom zich ten volle kan ontwikkelen, waardoor de instroming van water naar het inwendige van de paal via de bodem en onder de onderrand van de paal wordt beperkt. Bij elke schoksgewijze verlaging van de druk in het 30 inwendige van de paal zal de paal door de op de paalkop uitgeoefende overdruk over een bepaalde lengte in de bodem worden gedreven, zonder dat er grondbreuk langs scheidingsvlakken optreedt.

Bij voorkeur wordt de onderdruk in de afzonderlijke ruimte opgewekt door de ruimte af te sluiten en het erin aanwezige water niet weg te pompen. Dit is een eenvoudige en effectieve manier voor het opwekken van een onderdruk in de afzonderlijke ruimte.

35 De uitvinding heeft eveneens betrekking op een combinatie van een holle zuigpaal en een inrichting voor het in de bodem van een water drijven van de paal, zoals eveneens bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0.011.894. Volgens de uitvinding heeft de inrichting het kenmerk, dat de inrichting ten minste een van de paal gescheiden vat omvat, dat aan de bovenzijde is voorzien van een door een klep afsluitbare opening voor het rechtstreeks in verbinding brengen van het inwendige van het vat met de omgeving, alsmede een 40 verbindingsleiding tussen het vat en de paal voor het verbinden van het inwendige van het vat met het inwendige van de paal, een klep voor het afsluiten en openen van de verbindingsleiding, middelen voor het opwekken van een onderdruk in het inwendige van het vat en middelen voor het besturen van de kleppen en de middelen voor het opwekken van een onderdruk.

Bij voorkeur omvatten de middelen voor het opwekken van een onderdruk in het vat een pomp, die met 45 het inwendige van het vat in verbinding gebracht kan worden voor het leegpompen van het vat, en een kiep voor het afsluiten van het via de pomp lopende verbindingskanaal tussen het inwendige van het vat en de omgeving. Met deze betrekkelijk eenvoudige constructie kan op effectieve wijze een onderdruk in het vat worden opgewekt.

50 De uitvinding wordt in het hiernavolgende uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: figuur 1 zeer schematisch in langsdoorsnede een gedeeltelijk in de bodem van een water gedrongen zuigpaal weergeeft met een daarop geplaatste inrichting voor het in de bodem drijven van de zuigpaal, figuur 2 schematisch een bepaalde uitvoeringsvorm weergeeft van een op een zuigpaal geplaatste 55 inrichting volgens de uitvinding voor het in de bodem van een water drijven van de zuigpaal, figuur 3 een bovenaanzicht is van de inrichting van figuur 2, en figuur 4 schematisch een andere uitvoeringsvorm weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding.

194169 2

In figuur 1 is zeer schematisch een zuigpaal 1 weergegeven die gedeeltelijk in een bodem 2 onder een wateroppervlak 10 is gedrongen. De zuigpaal 1 bestaat uit een buisvormig lichaam 3 dat aan de bovenzijde is afgesloten door een kap 4 en aan de onderzijde is voorzien van een snijrand 5 om het in de bodem 2 drijven te vergemakkelijken. Een dergelijke zuigpaal wordt in de bodem 2 gedreven door de druk in het 5 inwendige 6 van de zuigpaal 1 te verlagen door er water uit te verwijderen. Het indrijven kan worden uitgevoerd met een zeer schematisch aangegeven inrichting 7 die via een leiding 8 in verbinding staat met het inwendige 6 van de zuigpaal 1. Door het verlagen van de druk in het inwendige 6 van de zuigpaal 1 ontstaat er drukverschil tussen het inwendige 6 van de zuigpaal 1 en de de zuigpaal omgevende watermassa, waardoor een neerwaartse kracht op de kap 4 wordt uitgeoefend, welke kracht de zuigpaal 1 in de 10 bodem 2 drijft. De inrichting 7, die bij voorkeur als eenheid is uitgevoerd, is verbonden met een hijskabel 9 waarmee de inrichting 7 al of niet in combinatie met de losneembaar met de inrichting 7 verbonden zuigpaal 1 vanaf een boot of lichter wordt neergelaten en waarmee de inrichting 7, na het in de bodem 2 drijven van de zuigpaal 1 weer wordt opgehesen.

In figuur 2 en 3 is een bepaalde uitvoeringsvorm van de op een zuigpaal 1 geplaatste inrichting 7 voor 15 het in de bodem 2 van een water drijven van de zuigpaal 1 meer in detail weergegeven. De inrichting 7 omvat in de weergegeven uitvoeringsvorm drie vaten 11 en een pomp 12. Elk van de vaten 11 staat via een verbindingsleiding 13 in verbinding met een kamer 14 aan de zuigzijde van de pomp 12. Via de kamer 14 staan de verbindingsleidingen 13 in verbinding met de leiding 8 die naar het inwendige 6 van de zuigpaal 1 leidt. In de leiding 8 is een eerste klep 15 aangebracht, waarmee de leiding 6 kan worden afgesloten of 20 geopend.

De pomp 12 is verder voorzien van een afvoer 16 waarin een tweede klep 17 is aangebracht voor het sluiten en openen van de afvoer 16. Elk vat 11 is aan de bovenzijde voorzien van een door een derde klep 18 afsluitbare opening 19, via welke opening het inwendige van het vat 11 rechtstreeks in verbinding kan worden gebracht met de omgeving.

25 De inrichting is verder voorzien van een regel- en verbindingskast 20, waarin (niet nader weergegeven) middelen voor het besturen van de verschillende kleppen en de pomp 12 zijn ondergebracht. De verschillende leidingen voor de energietoevoer en de besturing zijn in de tekening niet nader weergegeven. De hijskabel 9, waarin tevens een voedingsleiding kan zijn geïntegreerd, is verbonden met de regel- en verbindingskast 20.

30 De inrichting 7 is met behulp van drie kabels 21 die vanaf de onderzijde van de regel- en verbindingskast 20 naar drie over de omtrek van de zuigpaal 1 verdeelde punten 22 lopen, verbonden met de zuigpaal 1.

De verbinding van de drie kabels 21 met een ophangoog 23 aan de onderzijde van de regel- en verbindingskast 20 kan worden losgekoppeld.

De inrichting 7 kan verder nog omgeven zijn door een (hier niet nader weergegeven) beschermkooi.

35 Bij het installeren van de holle zuigpaal 1 in de bodem 2 van een water met behulp van de inrichting 7 wordt als volgt te werk gegaan.

Nadat op een (hier niet weergegeven) boot of lichter de inrichting 7 door middel van de kabels 21 is verbonden met de zuigpaal 1, waarbij een naar de omgeving toe dichte verbindingsleiding 8 tussen de inrichting 7 en het inwendige 6 van de zuigpaal 1 tot stand is gebracht, en de hijskabel 9 is verbonden met 40 de regel- en verbindingskast 20, wordt de gehele eenheid vanaf de boot of lichter afgezonken. Tijdens het afzinken staan alle kleppen 15, 17 en 18 open, totdat de kap 4 van de zuigpaal 1 onder water is. Vervolgens worden alle kleppen 15,17 en 18 gesloten. De vaten 11 zijn dan nog met lucht gevuld en functioneren tijdens het verder afzinken van de eenheid als boei voor de stabilisatie van de zuigpaal 1.

Zodra de paal 1 met de onderrand 5 de bodem 2 raakt, worden alle kleppen weer geopend. De in de 45 vaten 11 aanwezige lucht zal via de openingen 19 ontsnappen, terwijl water in de vaten 11 stroomt. De paal 1 zal hierbij onder invloed van zijn eigen gewicht over een bepaalde lengte in de bodem 2 dringen.

Vervolgens worden de kleppen 15 en 18 gesloten en de pomp 12 gestart. De pomp 12 pompt het water | uit de vaten 11, waardoor in de vaten 11 een onderdruk ten opzichte van de omgeving wordt opgewekt. Na verloop van een bepaalde tijd of wanneer een bepaalde onderdruk in de vaten is gerealiseerd, wordt de 50 klep 17 in de afvoer 16 van de pomp 12 gesloten en de pomp 12 stopgezet. Hierna wordt de klep 15 geopend, bij voorkeur in een zeer korte tijd (plotseling). Door het heersende drukverschil tussen het inwendige 6 van de paal 1 en het inwendige van de vaten 11, zal water vanuit het inwendige 6 van de paai 1 met grote snelheid via de leiding 8 en de verbindingsleidingen 13 naar de vaten 11 stromen, waardoor een schoksgewijze of momentane verlaging van de druk binnenin de paal 1 plaatsvindt en een naar 55 beneden gerichte, slagachtige kracht op de kap 4 van de paal 1 ontstaat. Als gevolg hiervan wordt de paal verder in de bodem 2 gedreven.

Op het moment dat de paal 1 niet verder in de bodem 2 dringt, wordt de klep 15 gesloten, de klep 17

Claims

1. Werkwijze voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water, waarbij de paal op de bodem wordt neergelaten, de druk in het inwendige van de paal wordt verlaagd, waardoor de paal in de bodem dringt en een kolom bodemmateriaal in het inwendige van de paal dringt, gekenmerkt door de 50 stappen van: a. het opwekken van een onderdruk in een van de paal gescheiden, afzonderlijke ruimte; b. het momentaan in verbinding brengen van de onder onderdruk staande afzonderlijke ruimte met het inwendige van de paal, waardoor een schoksgewijze verlaging van de druk in het inwendige van de paal wordt veroorzaakt; 55 c. het afsluiten van de verbinding tussen de afzonderlijke ruimte en het inwendige van de paal; 194169 4 d. het een aantal malen herhalen van de stappen a, b en c totdat de paal tot de vereiste diepte in de bodem is gedrongen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de onderdruk in de afzonderlijke ruimte wordt opgewekt door de ruimte af te sluiten en het erin aanwezige water eruit weg te pompen.

3. Combinatie van een holle zuigpaal en een inrichting voor het in de bodem van een water drijven van de paal, met het kenmerk, dat de inrichting ten minste één van de paal gescheiden vat (11) omvat, dat aan de bovenzijde is voorzien van een door een klep (18) afsluitbare opening (19) voor het rechtstreeks in verbinding brengen van het inwendige van het vat (11) met de omgeving, alsmede een verbindingsleiding (18,13) tussen het vat en de paal (1) voor het verbinden van het inwendige van het vat (11) met het 10 inwendige (6) van de paal (1), een klep (15) voor het afsluiten en openen van de verbindingsleiding (8,13), middelen voor het opwekken van een onderdruk in het inwendige van het vat (11) en middelen voor het besturen van de kleppen (15, 18) en de middelen voor het opwekken van een onderdruk.

3 194169 geopend en de pomp 12 opnieuw gestart, waardoor opnieuw water uit de vaten 11 wordt gepompt en deze vaten opnieuw onder onderdruk komen te staan. De bovenbeschreven stappen van het leegpompen van de vaten 11 en het schoksgewijs verlagen van de druk in het inwendige van de paal 1 door water uit het inwendige 6 van de paal 1 naar de onder 5 onderdruk staande vaten 11 te laten stromen, wordt zo vaak herhaald tot de gewenste indringdiepte van de paal 1 in de bodem 2 is bereikt. Tenslotte wordt de verbinding tussen de kabels 21 en het ophangoog 23 aan de regel- en verbindingskast 20 ontkoppeld en de inrichting 7 met behulp van de hijskabel 9 opgehesen en aan boord gebracht. In plaats van het gezamenlijk neerlaten van de inrichting en de zuigpaal 1, is het ook mogelijk eerst de 10 zuigpaal 1 op de bodem 2 te plaatsen en vervolgens de inrichting 7 neer te laten en onder water in verbinding te brengen met de reeds op de bodem 2 geplaatste zuigpaal, bijvoorbeeld met behulp van een duiker of een op afstand bediende onderwaterinrichting. Het in de bodem 2 drijven van de zuigpaal 1 verloopt dan verder op de hiervoor beschreven wijze. In figuur 4 is een andere uitvoeringsvorm van de inrichting 7 weergegeven. Voor onderdelen die 15 overeenkomen met onderdelen van de in figuur 2 en 3 weergegeven inrichting zijn dezelfde verwijzings-cijfers gebruikt. De uitvoeringsvorm van figuur 4 verschilt van die van figuur 2 en 3 doordat bij deze uitvoeringsvorm slechts één vat 11 is toegepast en de pomp 12 binnenin dit vat is opgesteld. Dit leidt tot enige constructieve verschillen.

20 Het vat 11 wordt rechtstreeks op de zuigpaal 1 geplaatst waarbij de verbindingsleiding 8 tot stand komt. De kabels 21 streken zich vanaf de verbindingspunten 22 met de zuigpaal 1 uit naar verbindingspunten 24 die aan de bovenzijde van het vat 11 over de omtrek daarvan verdeeld zijn aangebracht. Nabij de verbindingspunten 24 zijn tussen deze verbindingspunten 24 en de kabels 21 losmaakbare koppelingen 25 aangebracht.

25 De pomp 12 is binnenin het vat 11 opgesteld in een vanaf de onderzijde naar de bovenzijde van het vat 11 lopende buis 26. De buis 26 sluit aan de onderzijde aan op de verbindingsleiding 8 en is nabij de onderzijde voorzien van openingen 27, via welke het inwendige van het vat in verbinding staat met de zuigzijde van de pomp 12. Het bovenste einde van de buis 26 staat in verbinding met de omgeving en vorm aldus de afvoer 16 van de pomp 12. Ook hier is in de afvoer 16 een tweede klep 17 opgenomen.

30 Verder is het vat 11 aan de bovenzijde voorzien van een door een derde klep 18 afsluitbare opening 19. De regel- en verbindingskast 20 is bovenop het vat 11 geplaatst via een van openingen 28 voorzien tussenstuk 29. De werking van de inrichting 7 van figuur 4 is dezelfde als die van de inrichting van figuren 2 en 3. Er zijn ook uitvoeringsvormen van de inrichting met ander aantal (twee, vier of meer) vaten 11 mogelijk 35 zijn. Het is ook mogelijk om de pomp op een andere manier met het vat of de vaten te verbinden. Ook kunnen andere middelen voor het opwekken van een onderdruk in het vat of de vaten worden toegepast. De zuigpaal kan uit de bodem worden verwijderd door een (niet weergegeven) inrichting die met de 40 opening aan de bovenzijde van de zuigpaal kan worden verbonden en die is ingericht om de druk in het inwendige van de paal te verhogen. Een dergelijke inrichting kan op dezelfde wijze op de zuigpaal worden geplaatst als de inrichting voor het in de bodem drijven van de paal.

45 Conclusies

4. Combinatie volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de middelen voor het opwekken van een onderdruk in het vat (11) een pomp (12) omvatten, die met het inwendige van het vat (11) in verbinding 15 gebracht kan worden voor het leegpompen van het vat (11), en een klep (17) voor het afsluiten van het via de pomp (12) lopende verbindingskanaal tussen het inwendige van het vat (11) en de omgeving. Hierbij 4 bladen tekening