NL2024129A - Werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in de bodem - Google Patents

Werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in de bodem Download PDF

Info

Publication number
NL2024129A
NL2024129A NL2024129A NL2024129A NL2024129A NL 2024129 A NL2024129 A NL 2024129A NL 2024129 A NL2024129 A NL 2024129A NL 2024129 A NL2024129 A NL 2024129A NL 2024129 A NL2024129 A NL 2024129A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
tube
drill bit
grout
passage
tube assembly
Prior art date
Application number
NL2024129A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2024129B1 (nl
Inventor
Verhoef Adrianus
Willem Lehmann Reijer
Original Assignee
Verhoef Funderingstechnieken Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Verhoef Funderingstechnieken Bv filed Critical Verhoef Funderingstechnieken Bv
Publication of NL2024129A publication Critical patent/NL2024129A/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL2024129B1 publication Critical patent/NL2024129B1/nl

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/62Compacting the soil at the footing or in or along a casing by forcing cement or like material through tubes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/42Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds by making use of pressure liquid or pressure gas for compacting the concrete
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/46Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/26Placing by using several means simultaneously
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/44Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds with enlarged footing or enlargements at the bottom of the pile

Abstract

Werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in een bodem, omvattend de volgende stappen: -het verschaffen van een buissamenstel omvattend een buis met een buishartlijn, welke buis een binnenruimte vormt, waarbij op het distale eind of invoereind van de buis een boorkop bevestigd is, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één mes, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één naar buiten openende 10 doorgang die in fluidumverbinding te brengen is met de binnenruimte, -het met roterende boorkop aan het ondereind invoeren van de buis in de bodem, volgens een invoertraject, waarbij het mes van de roterende boorkop bodemmateriaal Iosmaakt, -het tijdens tenminste één eerste gedeelte van het invoertrajeot onder een eerste 15 druk via de binnenruimte persen van grout naar de doorgang in het boorblad, -het uit de doorgang persen van het grout zodat het grout zich kan mengen met door de boorkop losgemaakt bodemmateriaal, in het bijzonder zandhoudend bodemmateriaal, -met het kenmerk, dat de relatieve verplaatsing van grout of mengsel van grout 20 met bodemmateriaal in proximale richting beperkt wordt door een nabij het distale eind van het buissamenstel daaraan, in het bijzonder aan de boorkop, bevestigde, zich daaromheen uitstrekkende, in hoofdzaak ten opzichte van de buishartlijn radiaal buitenwaarts reikende dwarsplaat of —f|ens, welke zich aan de proximale zijde van de boorkop bevindt. 25

Description

Werkwijze en inrichting voor het aanbrenger! van een funderinqpaal in de bodem
ACHTERGROND VAN DE UITVINDING
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van een funderingspaal in een bodem.
Het is bekend om funderingspalen in een bodem te realiseren door middel van het proces van schroefinjectie. Daarbij wordt eerst een aan het distale eind van een schroefblad en paalpunt voorziene, uit buisstukken opgebouwde buis op roterende wijze in de bodem gedwongen. Tijdens dit proces wordt grout afgegeven vanuit een nabij de paalpunt gelegen opening. Het afgegeven grout mengt zich met losgemaakt bodemmateriaal en vormt een groutschil om de buis. Nadat met de paalpunt de gewenste diepte is bereikt wordt een wapeningskooi in de buis geplaatst en wordt de buis gevuld met beton.
Met de methode van schroefinjectie is het mogelijk om op trillingsarme wijze funderingspalen aan te brengen in een bodem. Voordelig is dat de groutschil de draagkracht van de paal kan verhogen.
Hoewel dergelijke funderingspalen zich in de praktijk bewezen hebben, is er een blijvende behoefte aan een (verdere) verhoging van de door de funderingspalen te leveren draagkracht, zodat minder palen voor een te bouwen constructie nodig hoeven te zijn.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
Een doel van de uitvinding is om een werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in een bodem volgens een gecontroleerd schroefinjectieproces te verschaffen waarmee de te realiseren funderingspaal een hoge ontwerp-draagkracht kan verkrijgen.
Een doel van de uitvinding is om een buissamenstel voor een funderingspaal voor een schroefinjectieproces te verschaffen waarmee de te realiseren funderingspaal een hoge ontwerp-draagkracht kan verkrijgen.
Vanuit één aspect voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in een bodem, omvattend de volgende stappen:
-het verschaffen van een buissamenstel omvattend een buis met een buishartlijn, welke buis een binnenruimte vormt, waarbij op het distale eind of invoereind van de buis een boorkop bevestigd is, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één mes, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één naar buiten openende doorgang die in fluïdumverbinding te brengen is met de binnenruimte,
-het met roterende boorkop aan het ondereindinvoeren van de buis in de bodem, volgens een invoertraject, waarbij het mes van de roterende boorkop bodemmateriaal losmaakt,
-het tijdens tenminste één eerste gedeelte van het invoertraject onder een eerste druk of drukken in een eerste drukbereik via de binnenruimte persen van grout naar de doorgang in het boorblad,
-het uit de doorgang persen van het grout zodat het grout zich kan mengen met door de boorkop losgemaakt bodemmateriaal, in het bijzonder zandhoudend bodemmateriaal,
-waarbij de relatieve verplaatsing van grout of mengsel van grout met bodemmateriaal in proximale richting beperkt wordt door een nabij het distale eind van het buissamenstel daaraan, in het bijzonder aan de boorkop, bevestigde, zich daaromheen uitstrekkende, in hoofdzaak ten opzichte van de buishartlijn radiaal buitenwaarts reikende dwarsplaat of -flens, welke zich aan de proximale zijde van de boorkop bevindt.
Hierdoor kan een verhoogde druk in de omgeving van de boorkop gerealiseerd worden. Bij een zich neerwaarts verplaatsende boorpunt zorgt de dwarsplaat als het ware voor neerwaartse stuwing van het gecreëerde groutbodemmateriaal-mengsel. Hierdoor kan de menging in het gebied beneden de dwarsplaat worden bevorderd. Voorts kan de indringing van het grout in open ruimtes tussen de korrels van nog ongeroerd bodemmateriaal worden bevorderd, hetgeen gunstig kan zijn voor het boorproces en voor de mengselvorming. Na installatie kan het oppervlak van de dwarsplaat meegenomen worden in de draagkrachtberekeningen.
In een uitvoering wordt gebruik gemaakt van een buissamenstel waarbij de dwarsplaat voorzien is van openingen, waarbij tijdens het invoeren van het buissamenstel in de bodem mengsel van grout-bodemmateriaal door de openingen heen gaat van de distale zijde van de dwarsplaat naar de proximale zijde daarvan, ter vorming van een groutschil om de buis.
Het gebruikte buissamenstel kan voorzien zijn van in distale richting vanaf de dwarsplaat reikende uitsteeksels, waarbij de uitsteeksels door de rotatie van de uitsteeksels een mengende werking uitoefenen op het losgemaakte bodemmateriaal en het grout.
De menging wordt bevorderd indien de uitsteeksels schuin neerwaarts reiken, waarbij de boorkop geroteerd wordt zodat de uitsteeksels schuin in rotatierichting reiken.
Indien in het gebruikte buissamenstel de uitsteeksels ter plaatse van de openingen gelegen zijn, en de boorkop geroteerd wordt kan het mengsel dat zich onder de dwarsplaat bevindt door de uitsteeksels worden geleid naar de distale zijde van de dwarsplaat.
In een voorkeursuitvoering wordt gebruik gemaakt van voornoemd buissamenstel, waarbij, bij projectie op een vlak van projectie dwars op de buishartlijn, de uitsteeksels de openingen althans voor het grootste deel dekken. Hierdoor kan, ondanks de aanwezigheid van de openingen in de dwarsplaat, toch vrijwel het gehele oppervlak van de dwarsplaat effectief zijn in overdracht van verticale krachten en zo meegenomen worden in draagkrachtberekeningen.
In een verdere ontwikkeling van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een buissamenstel waarvan de boorkop een boorblad en een daardoor gehouden, in distale richting daarvan uitstekend mes omvat, waarbij de doorgang in het boorblad aangebracht is en bij voorkeur -in rotatierichting beschouwd- uitmondt achter het mes. Hierdoor kan het grout het onderdeel dat het mes houdt, het boorblad, tijdens het stromen door de doorgang in het boorblad, koelen. Dat is voordelig, aangezien de temperatuur op het boorblad hoger kan worden dan de temperatuur (in de orde van 30 graden) waarbij het grout kan stollen/binden, waarbij klontvorming kan optreden welke de mengselvorming en de doorstroming van mengsel door de dwarsplaat zou kunnen hinderen.
In een uitvoering hiervan wordt gebruik gemaakt van een buissamenstel met een boorblad waarbij de doorgang naar buiten opent met een richtingscomponent in distale richting,
-waarbij het grout met een neerwaartse richtingscomponent uit de doorgang geperst wordt zodat het grout indringt in zich recht beneden de boorkop bevindend bodemmateriaal.
Hierdoor kan de menging van grout met bodemmateriaal in het bijzonder zand, worden bevorderd, hetgeen gunstig is voor de sterkte van een om de buis gevormde groutschil en voor de draagkracht van het bodemgebied onder de gevormde funderingspaal.
In het bijzonder kan het grout uit de doorgang geperst worden met een distale en een radiale richtingscomponent zodat het grout ook indringt in zich schuin opzij van, beneden de roterende boorkop bevindend bodemmateriaal.
In een verdere ontwikkeling van de werkwijze volgens de uitvinding wordt, nadat is vastgesteld dat de boorkop op de gewenste diepte in de bodem is ingevoerd, de rotatie van de boorkop gestopt doch wordt voortgegaan met het met een neerwaartse richtingscomponent uit de doorgang persen van het grout op een ten opzichte van het eerste drukbereik verhoogde, in het bijzonder meervoudig verhoogde, derde druk. Hiermee kan over een relatief groot bodemgebied, naast en onder de boorkop, grout in de openruimtes tussen korrels van het bodemmateriaal (in het bijzonder zand) worden gedwongen, waardoor de uiteindelijk gerealiseerde draagkracht verder vergroot wordt. De dwarsplaat kan hierbij werkzaam zijn in het bemoeilijken van een opwaartse gang van het grout, waardoor de verspreiding in zijwaartse en neerwaartse richting bevorderd wordt.
Het eerste drukbereik kan in de orde van grootte van 5-20 bar, bij voorkeur in de orde van grootte van 10-15 bar, zijn. De opgelegde druk in het eerste drukbereik kan toenemen met de diepte in een traject, teneinde het afgegeven debiet grout per eenheid van invoerlengte vrijwel constant te houden, bij een constante invoersnelheid, met het oog op de vorming van een in buisrichting gelijkmatige dikte van de groutschil om de buis. De derde druk kan in de orde van grootte van 50-150 bar zijn, bij voorkeur ongeveer 100 bar. De toegepaste drukken/drukbereiken en afgegeven groutdebieten kunnen gekozen worden in afhankelijkheid van de vooraf bepaalde bodemgesteldheid/-opbouw.
In een uitvoering, waarin de bodem één of meer zandhoudende lagen als eerste trajectgedeelten en één of meer klei- en/of veenhoudende lagen als tweede trajectgedeelten omvat, wordt de boorkop tijdens de doorgang door de eerste trajectgedeelten op een hogere snelheid geroteerd dan tijdens de doorgang door de tweede trajectgedeelten, en wordt tijdens de doorgang door de tweede trajectgedeelten het grout uit het boorblad geperst op een druk in een tweede drukbereik dat lager is dan het eerste drukbereik. Bij het gaan door een kleilaag of veenlaag zal minimaal geroteerd worden en wordt veel minder grout afgegeven. De relatief dunne groutschil is daar dan vooral ter bescherming tegen roestvorming aan de buis.
De werkwijze volgens de uitvinding kan toegepast worden op meerdere soorten paalfunderingen.
In een eerste uitvoering wordt de buis met de boorkop geroteerd. De buis kan vervaardigd zijn van staal en tijdens het in de bodem inbrengen het buitenoppervlak van het buissamenstel vormen, waarbij door middel van de buis neerwaartse krachten en rotatiekrachten worden overgedragen op de boorkop.
In een tweede uitvoering omvat het buissamenstel een holle paal, in het bijzonder een prefab betonpaal, die tijdens het in inbrengen het buitenoppervlak van het buissamenstel vormt, waarbij een roterend aangedreven boorstang zich door het lumen van de paal uitstrekt en bevestigd is aan de boorkop.
In beide gevallen kan in de toestand waarin de boorkop op de gewenste diepte is de binnenruimte van de buis worden voorzien van een wapening en wordt gevuld met beton. De buis blijft in de bodem, vast verbonden met de dwarsplaat, die aan het ondereind van de buis bevestigd kan zijn en de binnenruimte neerwaarts afsluit.
Vanuit een verder aspect voorziet de uitvinding in een buissamenstel voor het vormen van een funderingspaal, omvattend een buis met een buishartlijn, welke buis een binnenruimte vormt, waarbij zich op het distale eind of invoereind van de buis een boorkop bevindt, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één naar buiten openende doorgang die in fluïdumverbinding te brengen is met de binnenruimte, waarbij aan het distale eind van de buis en aan de proximale zijde van de boorkop een dwarsplaat of-flens aangebracht is, in het bijzonder bevestigd is op de boorkop, die zich ten opzichte van de buishartlijn in radiale buitenwaartse richting tot buiten de buis uitstrekt en een omlopende flens vormt. De plaat/flens staat in hoofdzaak loodrecht op de buishartlijn.
De dwarsplaat kan voorzien zijn van openingen die een doorgang vormen voor een mengselstroom van grout en bodemmateriaal van de distale zijde van de dwarsplaat naar de proximale zijde daarvan.
De dwarsplaat kan voorzien zijn van in distale richting vanaf de dwarsplaat reikende uitsteeksels voor het verschaffen van een mengende werking op door de boorkop losgemaakt bodemmateriaal en het grout. De uitsteeksels kunnen zich schuin vanaf de dwarsplaat in distale en tangentiale richting uitstrekken.
De uitsteeksels kunnen ter plaatse van de openingen gelegen zijn en een geleidingen naar de openingen vormen. De uitsteeksels kunnen op eenvoudige wijze gevormd zijn uit het materiaal van de dwarsplaat. Dat kan bijvoorbeeld door de dwarsplaat plaatselijk te doorsnijden en gebieden van de dwarsplaat grenzend aan de doorsnijdingen uit te buigen, naar distale zijde, als lippen. De doorsnijdingen kunnen zich in radiale en mogelijk ook in tangentiale richting uitstrekken, in het bijzonder tot in de omtreksrand van de dwarsplaat.
Bij projectie op een vlak van projectie dwars op de buishartlijn, kunnen de uitsteeksels de openingen althans voor het grootste deel dekken.
In een verdere ontwikkeling van het buissamenstel omvat de boorkop een boorblad en tenminste één daarop gehouden mes, waarbij het boorblad voorzien is van de doorgang, waarbij de doorgang bij voorkeur buitenwaarts opent met een richtingscomponent in distale richting, in een uitvoering gecombineerd met een richtingscomponent in buitenwaartse radiale richting. De uitmonding van de doorgang kan gelegen zijn in rotatierichting direct achter het mes, waarbij het mes in distale richting voorbij de uitmonding reikt.
In een uitvoering is het boorblad plaatvormig en strekt dit zich diametraal over de boorkop uit, parallel aan het axiale vlak van de buis, en bezit dit zich in distale en radiaal binnenwaarts richting uitstrekkende randen, van waaraf respectieve messen reiken in distale en tangentiale richting.
Zoals eerder opgemerkt kan de boorkop rotatievast met de buis zijn, kan daarop bevestigd zijn, waarbij de buis vervaardigd kan zijn van staal en het buitenoppervlak van het buissamenstel vormen.
Alternatief kan het buissamenstel een holle prefab betonpaal omvatten, die het buitenoppervlak van het buissamenstel vormt. De boorkop kan dan voor rotatie bevestigd zijn op een boorstang die zich door de holle paal uitstrekt.
In een verdere ontwikkeling is de buis aan de proximale zijde van de boorkop, bij aanwezigheid van de dwarsplaat aan de proximale zijde van de dwarsplaat, voorzien van tenminste één zich in omtreksrichting en in proximale richting uitstrekkende, radiaal buitenwaarts reikende strook. Deze kan een zogenoemde beverplaat/mengbladen vormen, welke op zich bekend is van schroefinjectiepalen.
Vanuit een verder aspect voorziet de uitvinding in een opstelling voor het in een bodem maken van een funderingspaal, omvattend een buissamenstel volgens de uitvinding en een inrichting voor het in de bodem dwingen en het om de buishartlijn roteren van het buissamenstel, een voorraad grout en een inrichting voor het in de binnenruimte van de buis persen van grout uit de voorraad om het grout uit de doorgang in het boorblad te persen.
De in deze beschrijving en conclusies van de aanvrage beschreven en/of de in de tekeningen van deze aanvrage getoonde aspecten en maatregelen kunnen waar mogelijk ook afzonderlijk van elkaar worden toegepast. Die afzonderlijke aspecten kunnen onderwerp zijn van daarop gerichte afgesplitste octrooiaanvragen. Dit geldt in het bijzonder voor de maatregelen en aspecten welke op zich zijn beschreven in de volgconclusies.
KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN
De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van een in de bijgevoegde tekeningen weergegeven voorbeelduitvoering. Getoond wordt in:
Figuren 1A-F respectievelijk een schuin distaai aanzicht, een schuin proximaal aanzicht, een eerste zijaanzicht, een tweede zijaanzicht, een doorsnede volgens IE, en een eindaanzicht op een boorkop voor een buissamenstel volgens de uitvinding;
Figuren 2A-F opeenvolgende stadia in het in een bodem inbrengen van een buissamenstel volgens de uitvinding; en
Figuur 3 een schematisch aanzicht van een toestand waarin het buissamenstel op diepte is gebracht en wapening daarin is geplaatst.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN
De in de figuren 1A-F weergegeven boorpunt 10 omvat een in het midden gelegen boorblad 11 dat in zijaanzicht in hoofdzaak V-vormig is en twee messen 12a, 12b draagt. Het boorblad 11 is samengesteld uit drie staalplaten 11a, 11 b en daartussen gelegen plaat 11c, welke platen blijvend met elkaar verbonden zijn om één geheel te vormen. De platen 11a en 11b hebben elk één vrije schuine rand 15a, 15b, en zijn aan de andere schuine kant 17a, 17b verlengd door een mes 12a, 12b dat een geheel vormt met de betreffende plaat 11a, 11b. De plaat 11c heeft twee schuine randen 15c, die gelijk liggen met respectievelijk schuine randen 15a, 15b.
De messen 12a, 12b zijn omgezet in tegengestelde richting, zodanig dat zij in werkzame toestand beide in rotatierichting A gericht zijn. De messen hebben een snijtand 13a, 13b die in dit voorbeeld voorzien is van inkepingen 14a, 14b.
Het boorblad 11 is blijvend bevestigd op een dwarsplaat 20, die blijvend bevestigd is op het distale eind van een buis 30. De dwarsplaat 20 staat loodrecht op de hartlijn S van de buis 30. De dwarsplaat 20 heeft een omtreksrand 24, van waaraf de dwarsplaat 20 op op regelmatige afstand van elkaar gelegen locaties doorgesneden is door boogvormige doorsnijdingen 23, die radiaal binnenwaarts, met een tangentiale richtingscomponent, tot aan de omtrek van de buis 30 reiken. Ter plaatse van boogvormige, min of meer radiale plooilijnen 25 zijn lippen 21 uitgebogen, naar de distale zijde van de dwarsplaat 20 toe, zodat openingen 22 in de dwarsplaat 20- gevormd zijn, regelmatig verspreid over de omtrek. De lippen 21 reiken alle ook in rotatierichting. In de figuren 1E en 1F is te zien dat in projectie de dwarsplaat 20 met lippen 21 een vrijwel aaneengesloten cirkelvormig oppervlak vormt.
Binnen de buis 30 is op de dwarsplaat 20 een kamer 40 aangebracht, die aan proximale zijde door opening 42 aangesloten is op een toevoerleiding 41 voor grout. Aan de distale zijde van de kamer 40 staat deze in fluïdumverbinding met doorgangen 16a, 16b die zich in de plaat 11c uitstrekken en in de beide randen 15c uitmonden, in distale en radiaal buitenwaartse richting. Binnen de kamer 40 bevindt zich een -niet weergegeven- bol die werkzaam is als een-wegklep, om grout door te laten in distale richting maar tegen te houden in proximale richting.
In de figuren 1C en 1D is de boorkop 10 als onderdeel van een buissamenstel 1 te zien, met buis 30 en grouttoevoerleiding 41. Op het buitenoppervlak van de buis 30 zijn twee stroken 31a, 31b bevestigd, die zich elk over een halve buisomtrek uitstrekken, schuin, in proximale richting en in tegenrotatierichting.
Het buissamenstel 1 kan ingezet worden op een wijze zoals geïllustreerd aan de hand van de figuren 2A-F.Het buissamenstel 1 is bestemd om onderdeel uit te maken van een funderingspaal in bodem 100. De bodem 100 is hier bijvoorbeeld opgebouwd uit een aan het maaiveld grenzende bovenlaag 102, een kleilaag 103 en een zandlaag 104.
In figuur 2A wordt met behulp van een niet weergegeven installatie met makelaar een onderste deel van een buissamenstel 1 vertikaal gehouden. De buis wordt aangegrepen door een rotatieaandrijving op de installatie en neerwaarts gedwongen, vanuit de installatie, zodat de buis 30 met boorkop 10 zowel geroteerd wordt in richting A als neerwaarts verplaatst wordt, richting B, om door de bovenlaag 102 te gaan. In figuur 2B is de punt van de boorkop 10 aangekomen bij de kleilaag 103, en wordt de groutpomp op de installatie geactiveerd. De groutpomp wordt daarbij op een tweede debiet ingesteld, en daarmee op een bijbehorend (tweede) (werk)drukbereik ingesteld.
De boorkop 10 en buis 30 worden geroteerd op een eerste snelheid A1. De grout wordt via toevoerleiding 41, richting L1, kamer 40 opening 42 en doorgangen 16a, 16b uit de boorkop 10 afgegeven aan de kleilaag, richtingen D1. De menging van het grout met de klei is hier beperkt, het meeste grout verplaatst zich ten opzichte van de neerwaarts bewegende boorkop 10 door de openingen om een groutschil 113 te vormen tussen de buis 30 en de kleilaag 103, zie figuur 2C.
De buis 30 is uit buissegmenten opgebouwd, iedere keer wanneer het proximale eind van een buissegment tot nabij het maaiveld 101 is gekomen wordt een volgend buissegment aangekoppeld en in aangrijping gebracht met de lineaire en rotatie aandrijvingen.
Waneer de boorkop 10 is aangekomen bij de zandlaag 104 wordt de rotatiesnelheid (A2) verhoogd en tevens het door de groutpomp te leveren groutdebiet. Het grout wordt nu per eenheid van invoerlengte met een groter debiet, op een eerste (werk)druk binnen een eerste drukbereik, welke eerste druk hoger is dan de voornoemde (tweede) druk, door de toevoerleiding 41 in richting L2 aangevoerd en met een hogere kracht in distale en in radiaal buitenwaartse richtingen D2, afgegeven, achter de respectieve messen 12a, 12b. Dit afgegeven grout kan een agiterend effect hebben op het zandlichaam en kan in poriën tussen de zandkorrels dringen en daarbij een verwekingseffect bewerkstelligen. De messen 12a, 12b maken zand los uit de zandlaag, het roterende boorblad 11 zorgt voor een menging van zand met grout. De dwarsplaat 20 oefent een neerwaarts stuwende invloed uit op het grout-zandmengsel, hetgeen bevorderlijk kan zij voor de indringing van het lager afgegeven grout in het zandlichaam.
De opgelegde druk in het eerste drukbereik kan toenemen met de diepte in een traject, teneinde het afgegeven debiet grout per eenheid van invoerlengte vrijwel constant te houden, met het oog op een regelmatige dikte van de groutschil om de buis, in buisrichting beschouwd. Hetzelfde geldt voor de tweede druk in het tweede drukbereik. Het eerste en het tweede drukbereik kunnen deels overlappend zijn, afhankelijk van de in de betreffende trajecten aanwezige grondsamenstelling.
De in rotatierichting en neerwaarts reikende lippen 21 verhogen de mate van menging. Het grout-zandmengsel verplaatst zich uiteindelijk relatief ten opzichte van de zich neerwaarts bewegende boorkop 10 door de openingen 22 in de dwarsplaat 20 en vormt een relatief dikke groutschil 114 om de buis 30, zie figuren 2D en 2E.
Tijdens het in de bodem invoeren van het buissamenstel 1 zorgen de meeroterende stroken 31a, 31b voor enige menging van het materiaal van de groutschil en de directe omgeving. De stroken 31a, 31b functioneren als een zogenoemde beverplaat.
Het grout dat door het boorblad 11 stroomt heeft een koelend effect op het materiaal daarvan, waardoor de temperatuur zo laag kan blijven dat het grout niet stolt/bindt en klontvorming wordt voorkomen.
Wanneer de boorkop 10 op de gewenste diepte in de zandlaag 104 is aangekomen wordt de groutpomp op een derde, ten opzichte van het eerste drukbereik meervoudige werkdruk bediend om het grout in richting L3 door toevoerleiding 41 naar de boorkop 10 te persen. Aldaar spuit het grout met grote kracht uit de doorgangen 16a, 16, in distale en in radiaal buitenwaartse richtingen D3. De boorkop 10 kan hierbij een paar maal met relatief lage snelheid worden geroteerd, eventueel in tegengestelde richting.
De dwarsplaat 20 hindert een opwaartse beweging van het nu afgegeven grout. Het grout dringt over een aanzienlijk afstand in het zandlichaam, zie figuur 3.
Nadat de grouttoevoer is gestopt en de installatie is losgekoppeld van het bovenste buissegment kan de grouttoevoerleiding 41 worden losgekoppeld van de kamer 40 en kan in de binnenruimte 32 van de buis 30 een wapeningskooi 50 worden neergelaten. Vervolgens kan de binnenruimte 32 worden gevuld met beton om de funderingspaal nagenoeg te voltooien.
Zoals in figuur 3 te zien is, ligt verreweg het grootste deel van het met grout verdichte gebied beneden de dwarsplaat. Dit deel kan meegenomen worden in de berekening van de draagkracht van de funderingspaal. In die berekening kan ook worden meegenomen het oppervlak van de dwarsplaat, beschouwd in projectie op een horizontaal vlak, omdat de dwarsplaat een stabiel in hoofdzaak horizontaal funderingsvlak vormt.
De schuine stand van de messen biedt voorts meer oppervlak voor krachtoverdracht (verticaal).
De vorm en grootte van de openingen in de dwarsplaat worden proefondervindelijk bepaald. Voorafgaande aan een werk heeft men inzicht in de bodemopbouw door sonderingen en daarmee van het bodemmatehaal.
Het boorblad biedt keuzevrijheid in de plaats van aanvullende afgiftegaten voor grout.
De uitvinding(en) is/zijn geenszins beperkt tot de in de tekeningen en beschrijving getoonde en beschreven uitvoeringen. De bovenstaande beschrijving is opgenomen om de werking van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding te illustreren, en niet om de reikwijdte van de uitvinding te beperken. Uitgaande van de bovenstaande uiteenzetting zullen voor een vakman vele variaties duidelijk zijn die vallen onder de geest en de reikwijdte van de onderhavige uitvinding. Variaties zijn mogelijk van de in de tekeningen getoonde en in de beschrijving beschreven onderdelen. Zij kunnen apart worden toegepast in andere uitvoeringen van de uitvinding(en). Onderdelen van verschillende gegeven voorbeelden kunnen met elkaar gecombineerd worden.

Claims (15)

  1. CONCLUSIES
    1. Werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in een bodem, omvattend de volgende stappen:
    -het verschaffen van een buissamenstel omvattend een buis met een buishartlijn, welke buis een binnenruimte vormt, waarbij op het distale eind of invoereind van de buis een boorkop bevestigd is, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één mes, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één naar buiten openende doorgang die in fluidumverbinding te brengen is met de binnenruimte,
    -het met roterendeboorkop aan het ondereind invoeren van de buis in de bodem, volgens een invoertraject, waarbij het mes van de roterende boorkop bodemmateriaal losmaakt,
    -het tijdens tenminste één eerste gedeelte van het invoertraject onder een eerste druk of drukken in een eerste drukbereik via de binnenruimte persen van grout naar de doorgang in het boorblad,
    -het uit de doorgang persen van het grout zodat het grout zich kan mengen met door de boorkop losgemaakt bodemmateriaal, in het bijzonder zandhoudend bodemmateriaal,
    -met het kenmerk, dat de relatieve verplaatsing van grout of mengsel van grout met bodemmateriaal in proximale richting beperkt wordt door nabij het distale eind van het buissamenstel daaraan, in het bijzonder aan de boorkop, bevestigde, zich daaromheen uitstrekkende, in hoofdzaak ten opzichte van de buishartlijn radiaal buitenwaarts reikende dwarsplaat of -flens, welke zich aan de proximale zijde van de boorkop bevindt.
  2. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het gebruikte buissamenstel in de dwarsplaat voorzien is van openingen, waarbij tijdens het invoeren van het buissamenstel in de bodem mengsel van grout-bodemmateriaal door de openingen heen gaat van de distale zijde van de dwarsplaat naar de proximale zijde daarvan ter vorming van een groutschil om de buis, waarbij, bij voorkeur, het gebruikte buissamenstel voorzien is van in distale richting vanaf de dwarsplaat reikende uitsteeksels, waarbij de uitsteeksels een mengende werking uitoefenen op het losgemaakte bodemmateriaal en het grout , waarbij, bij voorkeur, in het gebruikte buissamenstel de uitsteeksels ter plaatse van de openingen gelegen zijn, en/of waarbij, bij voorkeur, de uitsteeksels schuin neerwaarts reiken, waarbij de boorkop geroteerd wordt zodat de uitsteeksels schuin in rotatierichting reiken.
  3. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij in het gebruikte buissamenstel, bij projectie op een vlak van projectie dwars op de buishartlijn, de uitsteeksels de openingen althans voor het grootste deel dekken.
  4. 4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, of volgens de aanhef van conclusie 1, waarbij gebruik wordt gemaakt van een buissamenstel waarvan de boorkop een boorblad en een daardoor gehouden, in distale richting daarvan uitstekend mes omvat, waarbij de doorgang in het boorblad aangebracht is en -in rotatierichting beschouwd- uitmondt achter het mes, waarbij, bij voorkeur, gebruik wordt gemaakt van een buissamenstel met een boorblad waarbij de doorgang naar buiten opent met een richtingscomponent in distale richting, waarbij het grout met een neerwaartse richtingscomponent uit de doorgang geperst wordt zodat het grout indringt in zich recht beneden de boorkop bevindend bodem materiaal, , waarbij, bij voorkeur, het grout met een distale en een radiale richtingscomponent uit de doorgang geperst wordt zodat het grout ook indringt in zich schuin opzij van, beneden de roterende boorkop bevindend bodemmateriaal.
  5. 5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het eerste drukbereik in de orde van grootte van 5-20 bar, bij voorkeur in de orde van grootte van 10-15 bar is.
  6. 6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij nadat is vastgesteld dat de boorkop op de gewenste diepte in de bodem is ingevoerd, de rotatie van de boorkop wordt gestopt doch wordt voortgegaan met het met een neerwaartse richtingscomponent uit de doorgang persen van het grout op een ten opzichte van het eerste drukbereik verhoogde, in het bijzonder meervoudig verhoogde, derde druk, waarbij, bij voorkeur, de derde druk in de orde van grootte van 50-150 bar is, bij voorkeur ongeveer 100 bar.
  7. 7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de bodem één of meer zandhoudende lagen als eerste trajectgedeelten en één of meer klei- en/of veenhoudende lagen als tweede trajectgedeelten omvat, waarbij de boorkop tijdens de doorgang door de eerste trajectgedeelten op een hogere snelheid wordt geroteerd dan tijdens de doorgang door de tweede trajectgedeelten, waarbij tijdens de doorgang door de tweede trajectgedeelten het grout uit het boorblad wordt geperst op een tweede druk in een tweede drukbereik dat lager is dan de eerste drukbereik.
  8. 8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de buis de buis met de boorkop geroteerd wordt, waarbij, bij voorkeur, de buis vervaardigd is van staal en tijdens het in de bodem inbrengen het buitenoppervlak van het buissamenstel vormt, waarbij door middel van de buis neerwaartse krachten en rotatiekrachten worden overgedragen op de boorkop.
  9. 9. Werkwijze volgens één der conclusies 1-7, waarbij het buissamenstel een holle paal omvat, in het bijzonder een holle prefab betonpaal omvat, welke holle paal die tijdens het in inbrengen het buitenoppervlak van het buissamenstel vormt, waarbij een roterend aangedreven boorstang zich door het lumen van de holle paal uitstrekt en bevestigd is aan de boorkop.
  10. 10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij in de toestand waarin de boorkop op de gewenste diepte is de binnenruimte van de buis wordt voorzien van een wapening en wordt gevuld met beton.
  11. 11. Buissamenstel voor het vormen van een funderingspaal, omvattend een buis met een buishartlijn, welke buis een binnenruimte vormt, waarbij zich op het distale eind of invoereind van de buis een boorkop bevindt, waarbij de boorkop voorzien is van tenminste één naar buiten openende doorgang die in fluïdumverbinding te brengen is met de binnenruimte, waarbij aan het distale eind van de buis en aan de proximale zijde van de boorkop een dwarsplaat of -flens aangebracht is, in het bijzonder bevestigd is op de boorkop, die zich ten opzichte van de buishartlijn in radiale buitenwaartse richting tot buiten de buis uitstrekt en een omlopende flens vormt, waarbij, bij voorkeur, de dwarsplaat voorzien is van openingen die een doorgang vormen voor een mengselstroom van grout en bodemmateriaal van de distale zijde van de dwarsplaat naar de proximale zijde daarvan en/of waarbij het buissamenstel bij voorkeur voorzien is van in distale richting vanaf de dwarsplaat reikende uitsteeksels voor het verschaffen van een mengende werking op door de boorkop losgemaakt bodemmateriaal en het grout, waarbij, bij voorkeur, de uitsteeksels zich schuin vanaf de dwarsplaat in distale en tangentiale richting uitstrekken, , waarbij, bij voorkeur, de uitsteeksels ter plaatse van de openingen gelegen zijn en een geleidingen naar de openingen vormen.
  12. 12. Buissamenstel volgens conclusie 11, waarbij de openingen in radiale richting openen in de omtreksrand van de dwarsplaat en/of waarbij de uitsteeksels gevormd zijn door doorsnijding van de dwarsplaat en uitbuiging van gebieden van de dwarsplaat grenzend aan de doorsnijdingen, waarbij, bij voorkeur, bij projectie op een vlak van projectie dwars op de buishartlijn, de uitsteeksels de openingen althans voor het grootste deel dekken.
  13. 13. Buissamenstel volgens conclusie 11 of 12, waarbij de boorkop een boorblad en tenminste één daarop gehouden mes omvat, waarbij het boorblad voorzien is van de doorgang, waarbij de doorgang bij voorkeur buitenwaarts openen met een richtingscomponent in distale richting, in een uitvoering gecombineerd met een richtingscomponent in buitenwaartse radiale richting, waarbij, bij voorkeur, de uitmonding van de doorgang gelegen is in rotatierichting direct achter het mes, waarbij het mes in distale richting voorbij de uitmonding reikt en/of, waarbij, bij voorkeur, het boorblad plaatvormig is en zich diametraal over de boorkop uitstrekt, parallel aan het axiale vlak van de buis, en zich in distale en radiaal binnenwaarts richting uitstrekkende randen bezit, van waaraf respectieve messen reiken in distale en tangentiale richting.
  14. 14. Buissamenstel volgens conclusie 11, 12 of 13, waarbij de boorkop op de buis bevestigd is, waarbij de buis vervaardigd is van staal en het buitenoppervlak van het buissamenstel vormt, of waarbij het buissamenstel een holle prefab betonpaal omvat, die het buitenoppervlak van het buissamenstel vormt, en/of waarbij, bij voorkeur, de buis aan de proximale zijde van de boorkop, bij aanwezigheid van de dwarsplaat aan de proximale zijde van de dwarsplaat, voorzien is van tenminste één zich in omtreksrichting en in proximale richting uitstrekkende, radiaal buitenwaarts reikende strook.
  15. 15. Opstelling voor het in een bodem maken van een funderingspaal, omvattend een buissamenstel volgens één der conclusies 11-14 en een inrichting voor het in de bodem dwingen en het om de buishartlijn roteren van het buissamenstel, een voorraad grout en een inrichting voor het in de binnenruimte van de buis persen van grout uit de voorraad om het grout uit de doorgang in het boorblad te persen.
NL2024129A 2018-11-01 2019-10-31 Werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van een funderingpaal in de bodem NL2024129B1 (nl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2021918 2018-11-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2024129A true NL2024129A (nl) 2020-05-14
NL2024129B1 NL2024129B1 (nl) 2020-09-22

Family

ID=68840844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2024129A NL2024129B1 (nl) 2018-11-01 2019-10-31 Werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van een funderingpaal in de bodem

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3647497A3 (nl)
NL (1) NL2024129B1 (nl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111894451A (zh) * 2020-07-27 2020-11-06 中交路桥建设有限公司 风积沙、砂卵砾石结合地层的旋挖钻桩基施工方法
CN111894452A (zh) * 2020-07-27 2020-11-06 中交路桥建设有限公司 风积沙深覆盖凝灰岩地层端承桩的组合钻进方法
CN113309074B (zh) * 2021-05-12 2022-11-25 海南省农垦设计院有限公司 一种用于建筑节能工程的基坑支护桩
CN114411455A (zh) * 2021-11-26 2022-04-29 同济大学 一种全预制拼装有轨电车桩板结构路基及其施工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354657A (en) * 1965-05-03 1967-11-28 Lee A Turzillo Method for installing anchoring or supporting columns in situ
JPS5792218A (en) * 1980-11-29 1982-06-08 Marugo Kiso Kogyo Kk Laying work of ready-made pile
JP2010126975A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Chiyoda Geotech Co Ltd 回転貫入鋼管及びその利用方法
KR101135163B1 (ko) * 2011-06-10 2012-04-16 (주)세안종합건설 그라우트 분사치환장치 및 이를 이용한 콘크리트 기초파일 시공방법
KR20140039589A (ko) * 2012-09-24 2014-04-02 최성희 선단 보강 말뚝

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354657A (en) * 1965-05-03 1967-11-28 Lee A Turzillo Method for installing anchoring or supporting columns in situ
JPS5792218A (en) * 1980-11-29 1982-06-08 Marugo Kiso Kogyo Kk Laying work of ready-made pile
JP2010126975A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Chiyoda Geotech Co Ltd 回転貫入鋼管及びその利用方法
KR101135163B1 (ko) * 2011-06-10 2012-04-16 (주)세안종합건설 그라우트 분사치환장치 및 이를 이용한 콘크리트 기초파일 시공방법
KR20140039589A (ko) * 2012-09-24 2014-04-02 최성희 선단 보강 말뚝

Also Published As

Publication number Publication date
EP3647497A3 (en) 2020-06-10
EP3647497A2 (en) 2020-05-06
NL2024129B1 (nl) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2024129A (nl) Werkwijze voor het aanbrengen van een funderingspaal in de bodem
RU2370619C2 (ru) Способ и устройство для выполнения скважин в грунте
CN1928262B (zh) 沟壁切割机构
US4274675A (en) Shaft-sinking apparatus with milling head and central worm conveyor
JP5033257B1 (ja) シールドトンネル掘進機
US2920455A (en) Method for forming concrete piles
JP3133466U (ja) 地盤改良コラム築造装置の掘削ヘッド
JP2007297859A (ja) 穴あけ具
KR100797845B1 (ko) 지중 연속벽과 개량체 형성을 위한 천공교반장치
JP4728194B2 (ja) 掘削ヘッド
JP2023544744A (ja) 切り株破砕機
JP5112110B2 (ja) 既設埋設管破砕用カッタヘッド
US1826087A (en) Apparatus for drilling wells
EP2703596B1 (de) Bohrvorrichtung und Verfahren zum Erstellen einer Bohrung
US2088369A (en) Ditch grading or cutting machine
JP2010261202A (ja) 地盤攪拌混合工法とその装置
JP3825550B2 (ja) 地盤改良及び固化壁構築装置
US10458184B2 (en) Ground processing tool and a method for creating a borehole in the ground
WO2011004442A1 (ja) 掘進装置
DE102013110730B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Druckwand einer Schildvortriebsmaschine (SVM) sowie ein Schneidrad für die Vorrichtung
JP7381325B2 (ja) トンネル掘進機のセンターカッター
JP2004332503A (ja) テーパ形状及び拡底形状連続壁施工方法及びその装置
GB2354023A (en) Displacement hole forming tool
JP5113441B2 (ja) 地盤改良装置および地盤改良方法
JP2012021271A (ja) 地盤改良装置および地盤改良方法