NL7907105A - Betonpaal met verbrede paalvoet. - Google Patents

Description

i * Λ i VO 7513

Betonpaal met verbrede paalvoet.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in, in het bijzonder waterhoudende, grond vormen van een betonpaal met verbrede paalvoet do6r de holte van een buis, welke in de grond ingedreven wordt of door een soortgelijke, rechtstreeks in 5 de grond gevormde holte en waarbij, bij althans in hoofdzaak van grondmateriaal vrije toestand van het inwendige van die holte, door middel van een er in neer te laten inrichting met onder aan die inrichting aangebrachte en tot op controleerbare wijdte radiaal buitenwaarts ten opzichte van de buisdiameter uitzetbare, 10 roterende armen, de grond in de, voor de uiteindelijke verbrede, betonnen paabroet bestemde ruimte, onder handhaving van overdruk in die ruimte, schrapend losgewerkt wordt.

Met dergelijke werkwijzen wordt beoogd een redelijke zekerheid wat betreft vorm en afmetingen van de verbrede, betonnen 15 paalvoet te bereiken en daardoor tevens het met die verbrede paalvoet beoogde, vergrote draagvermogen voor de paal.

Bij een - uit het Nederlandse oetrooisehrift 26.578 -bekende, met toepassing van een indrijfbuis beschreven werkwijze van deze soort wordt die buis met zijn ondereinde ingedreven tot-20 aan de bovenbegrenzing van de beoogde, verbrede paalvoet. Met de roterende armen van de in de - geledigde - buisholte neergelaten inrichting wordt nu, omlaag werkend tot onder het buisondereinde, een bolvormige holte gevormd. Daarbij wordt door middel van een waterkolom overdruk in de buisholte, en dus ook in de in de 25 grond te vormen holte, voor de paalvoet gehandhaafd.

Het verwijderen van de onderin door de schraaparmen losgewerkte grond voor het vormen van de holte, waarin het beton voor de verbrede paalvoet moet worden opgenomen - omtrent welke verwijdering van grond hex oetrooisehrift overigens geen nadere bijzonder-30 heden vermeldt - levert echter, speciaal in sterk waterhoudende 7907105 i % -2- grond, moeilijkheden op. Ui et te vermijden valt immers, dat de wand van de gevormde holte daarbij plaatselijk zal kunnen gaan nazakken, vooral ook door de aanwezigheid van het water van de eerder genoemde waterkolom. Het met de uitzethare armen beoogde 5 doel van het betrouwbaar realiseren van een, qua vorm en afmetingen bepaalde, verbrede paalvoet met op die afmetingen gebaseerd verhoogd draagvermogen kan dus met de bekende werkwijze niet optimaal worden bereikt.

Volgens de uitvinding wordt nu - althans wanneer het grond 10 betreft met over het hoogte-bereik van de te vormen paalvoet in hoofdzaak zand- en/of grindachtige samenstelling, een verbetering beoogt, die tot het betrouwbaar bereiken van het gewenste draagvermogen leidt, doordat met zekerheid de gewenste vorm en afmetingen voor de verbrede paalvoet worden gerealiseerd.

15 Daartoe wordt een dergelijke werkwijze in grond met over het bedoelde hoogtebereik in hoofdzaak zand en/of grindachtige samenstelling volgens de uitvinding nader gekenmerkt, doordat de genoemde buisvormige holte wordt gevormd tot op een, met de beoogde onderbegrenzing van de paalvoet corresponderende diepte, 20 c.q. de indrijfbuis met zijn ondereinde tot op die diepte wordt ingedreven, het neerlaten van de, van schraaparmen voorziene inrichting geschiedt met die schraaparmen reikend in, tevoren i in tenminste het onderste gedeelte van de buisvormige holte •ingébrachte, verhardende specie, bij toepassing van de buis 25 deze hierna - bij nog niet-verharde specie - over ongeveer de beoogde paalvoethoogte opgetrokken wordt, en daarna, bij uitzettende schraaparmen, door die armen de er door losgewerkte zand- en/of grindachtige grond met de verhardende specie tot betonmassa voor de paalvoet vermengd wordt.

30 Het benutten van het op het betrokken niveau aanwezige zand- en/of grindmateriaal van de grond zelf voor de verbrede paalvoet leidt ertoe dat, zelfs in sterk waterhoudende grond, het risico voor nazakken praktisch uitgesloten wordt en dat de verbrede paalvoet de vorm en afmetingen verkrijgt, die worden bepaald door 35 het bereik van de werkzaam uitgezette schraaparmen. Het inbrengen 7907105 f » -3- van de verhardende specie in tenminste het onderste gedeelte van de buisvormige holte geschiedt daarbij volgens de uitvinding bij voorkeur zodanig, dat die specie onderin onder aanmerkelijke druk komt. Deze druk kan bijvoorbeeld de hydrostatische druk zijn onder 5 in een speciekolom die tot op aanmerkelijke hoogte in de buisvormige holte ingebracht is.

Voor het onder in de buisvormige holte inbrengen en het onder druk brengen van de verhardende specie kan echter, overeenkomstig een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding ook 10 gebruik worden gemaakt van een langwerpige, in hoofdzaak in die buisvormige holte passende grondboor met holle as, waardoorheen -nadat deze boor ongeveer totaan het ondereinde van de buisvormige holte ingeschroefd is - op die specie zodanige druk wordt uitgeoefend dat de grondboor zich daardoor met zijn ondereinde 15 ten minste over de beoogde paalvoethoogte in de buisvormige holte opwaarts verplaatst. Hierdoor wordt betrouwbaar aanmerkelijke overdruk verzekerd op de specie, onder in de buisvormige holte, waarmee in feet volgende stadium van de werkwijze, onder vermenging met het door de schraaparmen los te werken zand- en/of 20 grindmateriaal, de verbrede paalvoet moet worden gevormd.

Om er hierbij voor te zorgen, dat deze overdruk zoveel mogelijk ook gehandhaafd blijft bij het verder ontdoen van de buisvormige holte van het daarin nog - boven de onderin aangebrachte, verhardende specie - aanwezige grondmateriaal, wordt, volgens de 25 uitvinding, voorts voorgesteld dat, nadat door het verder lichten, in het bijzonder door middel van perslucht via de holle booras van de grondboor, ook de rest van het inwendige van die buisvormige holte vrijgemaakt is van het daarin nog aanwezige grondmateriaal en de inrichting met de schraap- en mengarmen onmiddellijk daarna 30 in de buisvormige holte is neergelaten, direct hierop aansluitend de buisvjrmige holte weer onder overdruk gebracht wordt, onder afsluiting door middel van een deksel. De druk, die op de zich onder in de buisvormige holte bevindende specie wordt uitgeoefend, zorgt er daarbij voor, dat die specie geperst wordt in de zand-35 poriën, waardoor toevloeiing van water wordt gestopt. Hierdoor is 7907105 . "ï -u- liet in het "bijzonder ook mogelijk, de handeling van het uitwisselen van de grondboor door de schraapinrichting zonder veel risico voor toestromend water uit te voeren.

Vervolgens wordt dan, zoals hierboven uiteengezet, bij 5 toepassing van de uitgevonden werkwijze met gebruikmaking van een buis, die . buis over de hoogte van de beoogde, verbrede paal-voet opgetrokken. Daarna worden de schraaparmen uitzettend in werking gestéld.

Bij toepassing van een indrijfbuis worden grondboor en buis 10 bij het inschroeven resp. indrijven ten opzichte van elkaar bij voorkeur afgesteund.

Bijzonder goede resultaten worden voorts bij toepassing van een indrijfbuis bereikt, wanneer die buis tegengesteld draaiend ten opzichte van de zich daarin bevindend grondboor draaiend in-15 gedreven wordt.

Volgens de uitvinding worden goede resultaten bereikt wanneer de werkzame hoogte van de gezamenlijke schraap- en mengarmen, overeenkomstig de beoogde hoogte van de verbrede paalvoet ongeveer twee tot driemaal de buisdiameter bedraagt.

20 De uitvinding zal thans nog nader worden toegelicht, onder verwijzing naar de tekening, waarin schematisch diverse stadia van een uitvoeringsvorm van de uitgevonden werkwijze met gebruikmaking van een indrijfbuis weergegeven zijn, en waarin voorts ook een uitvoeringsvoorbeeld voor, overeenkomstig de uitvinding 25 toe te passen, uitzetbare schraaparmen weergegeven is.

Fig. 1 toont, aangegeven met de verwijzingsletters A-G, de diverse, bij toepassing van de uitgevonden werkwijze met toepassing van een indrijfbuis doorlopen stadia; fig. 2 is een schematisch zijaanzicht van het ondereinde 30 van de indrijfbuis en het ondereinde van de as van de roterende inrichting met meng- en schraaparmen; fig. 3 verduidelijkt de werking van een uitzetbare schraap-arm in onderaanzicht op dezelfde schaal als in fig. 2.

Overeenkomstig de figuren 1A-F is met het verwijzings-35 cijfer 1 een buis aangegeven, waarvan de binnendiameter D (figuren 7907105 ï · -5- 1A en 1B) correspondeert met de gewenste paaldiameter. De tuis 1 wordt onder vertikale druk ingedreven. Deze druk wordt er, door een schematisch in de tekening weergegeven cilinder-met-zuiger-samenstel 3 via een, hoven aan de buis bevestigd raam 2, op 5 uitgeoefend. Daarbij wordt aan de buis een draaiende beweging om de buishartlijn meegedeeld. Het indrijven geschiedt vanuit het maaiveld MV in de grond, die algemeen met het verwijzingscijfer 20 is aangeduid.

Eventueel kan voor het indrijven van de buis 1 ook een 10 wrikkende beweging, d.w.z. een heen en weer draaiende beweging aan de buis worden meegedeeld.

Het buisondereinde 16 is met het oog op het begunstigen van het indrijven gekarteld uitgevoerd.

Bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld wordt^ tegelijk 15 met het roterend - onder de genoemde, vertikale druk - indrijven een in de buis passende, . doorlopende boor k van het "avegaar”-type, met een holle as 18, in ten opzichte van de draaibeweging van de buis tegengestelde draaibeweging in de zich in de buis bevindende grond ingeschroefd.

20 Door middel van een bij het verwijzingscijfer 19 in fig. IA.

schematisch aangeduide verbindingsconstructie tussen het boveneinde van de buis 1 en van de boor k wordt de boor k ten opzichte van de buis 1 af gesteund en op deze wijze vertikale druk op de boor bij zijn draaiende inschroefbeweging uitgeoefend. Bovendien 25 wordt er hierdoor voor gezorgd, dat de boor k met zijn ondereinde 17 even boven de buisonderrand l6 blijft.

Met het verwijzingscijfer 21 is de grondwaterspiegel in de figuren 1A-F in de grond 20 aangegeven en met 22 de bovenbegrenzing van een zand- en/of grindhoudende laag in de grond 20, in welke 30 laag aan de te vormen betonpaal een verbrede voet moet worden gevormd.

Wanneer de buis 1 - met daarin de boor k - de in fig. IA aanr gegeven diepte heeft bereikt, d.w.z. wanneer de buis 1 grotendeels in de grond is ingedreven en het buisondereinde 16 een eindweegs 35 onder het zoeven genoemde niveau 20 is gekomen, worden de indrijf- 7907105 -6-

W V

bewegingen van buis 1 en boor 1+ beëindigd. Vervolgens wordt, door middel van een pomp P via een op het boveneinde van de holle as 18 aangesloten persleiding 30 water met cement, z.g. "grout" via de holle as l8 omlaag geperst tot onder het ondereinde 17 5 van de boor b onder zodanige druk., dat de boor U met de zich tussen de schroefbladen van die boor bevindende grond binnen de buis 1 omhoog gedrukt wordt. Het is de bedoeling, dat hierbij het boorondereinde 17 tot op een hoogte van ongeveer 3D rijst (zie fig. 1B).

10 Door deze, tijdens de zoeven genoemde omhoogdrukfase van de boor b - met de zich tussen de bladen daarvan bevindende grond -in de buis 1, wordt het "grout"-materiaal met kracht in de poriën van de zand- en grindhoudende laag onder het niveau 22 gedrukt en worden de poriën gedicht en wordt het grondwater weggedrukt.

15 Nadat de ruimte binnen het onderste stuk van de buis 1 tussen de buisonderrand 16 en de booronderzijde 17 aldus met grout-onder-druk gevuld is, wordt de toevoer van grout onderbroken en in plaats van grout, door op de holle as een leiding 31 aan te sluiten, door middel van een compressor C perslucht toe-20 gevoerd door de holle as 18, zodat de boor b verder gelicht wordt om boor-met-grondmateriaal boven het groutmateriaal uit de buis te verwijderen.

Even vóórdat de boor b uit de buis 1 verwijderd wordt, wordt de luchtdruk onder het - inmiddels boven in de buis 1 25 aangekomen ondereinde 17 van de boor - nog een korte periode, om de gedachte te bepalen, een minuut of 5 a 15, gehandhaafd, om de grout nog verder te "injecteren" in de zand en/of grindhoudende laag onder het niveau 22.

Daarna wordt de boor 1* snel uit de buis 1 verwijderd en 30 direct daarna een schraap-mengapparaat, dat algemeen met het verwijzingscijfer 7 is aangeduid, in de buis neergelaten.

Dit schraap-mengapparaat bestaat uit een rotatieas van grotere lengte, dan de lengte van de buis 1, met aan het ondereinde, daar dwars van uitstekend, een aantal schraap- en mengarmen 8, 35 waarvan er in fig. 1C een vijftal is weergegeven.

7907105 -7- -a

Hieronder volgen nog nadere details over de constructie van deze schraap- en mengarmen 8. Zij steken dwars van het onderste gedeelte van de as van het schraap-mengapparaat 7 uit tot op een zodanige radiale afstand vanuit die as, dat zij juist even 5 tinnen de "binnenwand van de buis blijven.

De hoogte, waarover de schraap- en mengarmen 8 vanuit het ondereinde van de as van het schraap-mengapparaat 7 zijn aangebracht, is iets minder, dan driemaal de buitendiameter, zodat bij volledig neergelaten schraapmengapparaat 7 - zoals weergegeven 10 in fig. 1C - de bovenste schraap- en mengarm zich op enige afstand vrij onder de onderrand 16 van de buis 1 bevindt. In deze toestand bevinden zich alle schraap- en mengarmen 8 rondom omgeven in het eerder geïnjecteerde grout-materiaal. Bij dit grout-materiaal is in fig. 1B en fig. 1C het verwijzingscijfer 23 geplaatst.

15 In de in fig. 1C weergegeven toestand wordt de buis 1 door middel van een deksel 9 boven op de buis afgesloten en, via een schematisch bij het verwijzingscijfer 31* weergegeven persleiding, door de compressor C de ruimte boven het grout-materiaal 23 onder in de buis onder druk gebracht.

20 Vervolgens wordt de as van het schraapmengapparaat 7 in draaiende beweging gebracht.

Met het verwijzingscijfer 10 is in de figuren 1C en ID schematisch een cilinder-met-zuigersamenstel weergegeven,waarmee in de figuren 1 en 2 niet nader weergegeven kabels verbonden 25 zijn, die dóór de holle as van het schraap-mengapparaat 7 omlaag reiken en elk met een van de schraap- en mengarmen 8 zijn verbonden, zoals bij het verwijzingscijfer 28 in fig. 3 weergegeven.

Thans eerst nader verwijzend naar fig. 3 blijkt, dat elke 30 schraaparm 8 om een zwenkleger 13 aan het uiteinde van een dwars-arm 2k aan de holle as van het schraap-mengapparaat 7 gelegerd is. Met het verwijzingscijfer 1¼ is- schematisch - een veer aangeduid, die de neiging heeft de schraap- en mengarm 8 vanuit de in fig. 3 met getrokken lijnen weergegeven stand te doen uit-35 zwenken naar de met onderbroken lijnen weergegeven stand 81.

7907105 ψ' ^ -8-

Wanneer nu, door het in werking stellen van het cilinder-met-zuiger-samenstel 10 de kabels 28 worden gevierd, zal de schraap- en mengann 8 door de werking van de veer 1^ uit zwenken, waarbij het ondereinde van de kabel uiteindelijk de stand inneemt, aange-5 geven bij het verwijzingscijfer 28'. De pijl U0 geeft - in onderaanzicht van fig. 2 - de rotatierichting aan voor het schraap-mengapparaat 7» waarbij dus de in de zand- en/of grind-houdende grond ondervonden weerstand door de op het einde van de zwenkarm 8 aangebrachte, getande, mesvormigs schraap- en 10 mengorganen 12 in de vorm van getande messen bijdragen tot het doen uitzwehken van de zwenkarmen 8. De onderbroken lijn bij ^2 geeft de baan aan, volgens welke het zwenkarmuit einde uit zwenkt.

Door het geleidelijk vieren van de kabels 28, wordt door de getande messen 12 het zand van de vertikale wand laagsgewijze 15 afgeschraapt en vermengd met het grout-materiaal 23 tot een betonmengsel. Door trapsgewijze steeds verder de kabels 28 te laten vieren, wordt tenslotte een ten opzichte van de buisbinnendiameter verbreed lichaam van nog niet-verhard beton gevormd, waarbij de mate waarin de kabels 28 gevierd worden, aangeeft hoe ver de 20 armen 8 uitgezwenkt zijn. Desgewenst kan dit uitzwehken ook bekrachtigd worden, door middel van hydro-cilinders.

Nadat aldus uit het nog niet-verharde betonmateriaal de verbrede voet gevormd is, worden, door het in werking stellen van het cilinder-met-zuigersamenstel 10 de kabels weer getrokken 25 tot de in fig. 3 met getrokkenlijnen weergegeven stand door de schraaparmen 8 weer wordt ingenomen.

Gedurende al deze tijd blijft de overdruk van perslucht via de leiding 31' vanuit de compressor C in de buis 1 boven het grout-materiaal, c.q. het betonmateriaal gehandhaafd.

30 Bij weer ingetrokken armen 8 wordt het schraap-mengapparaat 7 tenslotte uit de buis 1 verwijderd, tezamen met het deksel 9, en kan een wapening, zoals in fig. IE weergegeven in de buis worden neergelaten en met het verder volstorten van de buis met betonmateriaal de paal worden gecompleteerd.

35 De buis 1 wordt nu weer gesloten met deksel 10 en door vloeistof 7907105 ·> # -9- en luchtdruk - door middel van de pomp P en de compressor C - wordt de “buis verder uit de grond gedrukt. Hierdoor wordt op het verse, nog niet verharde hetonmateriaal en op de voet een hydraulische druk uitgeoefend, die gelijk is aan de weerstand, 5 welke de huis 1 ondervindt, wanneer deze op de beschreven wijze uit de grond gedrukt wordt. Een tussenfase, d.w.z. wanneer de huis 1 gedeeltelijk uit de grond gedrukt is, is in fig. 1F weergegeven.

Fig. 1G laat de voltooide paal-met-verbrede-voet, en voor-10 zien van een ingebetonneerde wapeningskorf, zien.

Het zal duidelijk zijn, dat ten opzichte van het in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoerings-voorbeeld binnen het kader van de uitvinding allerlei varianten mogelijk zijn. In het bijzonder is het ook mogelijk, een indrijf-15 buis toe te passen met een z.g. "verloren” punt. Deze bevindt zich dan dus in de eindtoestand ongeveer midden onder de gevormde - verbrede - paalvoet.

7907105

Claims (4)

1. Werkwijze voor het in, in het "bijzonder waterhoudende, grond vormen van een "betonpaal met verbrede paalvoet d6or de holte van een huis, welke in de grond ingedreven wordt of door een soortgelijke, rechtstreeks in de grond gevormde buisvormige holte bij 5 althans in hoofdzaak van grondmateriaal vrije toestand van het inwendige van die holte door middel van er in neer te laten inrichting met onder aan die inrichting aangebrachte en tot op controleerbare wijdte radiaal buitenwaarts ten opzichte van de buis-diameter uitzetbare, roterende armen, de grond in de, voor de 10 uiteindelijke verbrede, betonnen paalvoet bestemde ruimte, onder handhaving van overdruk in die ruimte, schrapend losgewerkt wordt, met het kenmerk, dat in grond van althans over het hoogte-bereik van de te vormen paalvoet in hoofdzaak zand- en/of grindachtige samenstelling de genoemde buisvormige holte wordt 15 gevormd tot op een, met de beoogde onderbegrenzing van de paalvoet corresponderénde diepte c.q,. de indrijfbuis met zijn ondereinde tot op die diepte wordt ingedreven, het neerlaten van de, van schraaparmen voorziene inrichting geschiedt met die sehraaparmen reikend in tevoren, in tenminste het onderste ge-20 deelte van het inwendige van de buis ingebrachte, verhardende specie, bij toepassing van de buis deze hierna - bij nog niet-verharde specie - over ongeveer de beoogde paalvoethoogte opgetrokken wordt en daarna, bij uit zettende schraaparmen, door die armen de er door losgewerkte zand- en/of grindachtige 25 grond met de verhardende specie tot betonmassa voor de paalvoet vermengd wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het inbrengen van de verhardende specie in ten minste het onderste gedeelte van de buisvormige holte zodanig geschiedt, dat 30 die specie daarbij onderin onder aanmerkelijke druk komt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat voor het onder in de buisvormige holte en het onder druk brengen van de verhardende specie gebruik wordt gemaakt van een langwerpige, 7907105 -11- in hoofdzaak in die ‘buisvormige holte passende grondboor met holle as, waardoorheen - nadat de boor ongeveer totaan het ondereinde van de buisvormige holte ingeschroefd is - op die specie zodanige druk wordt uitgeoefend dat de grondboor zich 5 daardoor met zijn ondereinde ten minste over de beoogde paalvoet-hoogte in de buisvormige holte opwaarts verplaatst. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat nadat, door het verder, in het bijzonder door perslucht via de holle booras, lichten van de grondboor ook de rest van het 10 inwendige van die buisvormige holte vrijgemaakt is en de inrichting met de schraap- en mengarmen onmiddellijk daarna in de buisvormige holte is neergelaten, direct hierop aansluitend de buisvormige holte weer, onder afsluiting door middel van een deksel, onder overdruk gebracht wordt. 15 5· Werkwijze volgens ten minste êën der conclusies 2-b en waarbij een indrijfbuis wordt toegepast, met het kenmerk, dat bij het indrijven, respectievelijk inschroeven van buis en boor deze ten opzichte van elkaar afgesteund worden.

6. Werkwijze volgens ten minste êën der conclusies 2-5 20 en waarbij eenindrijfbuk draaiende ingedreven wordt, met het kenmerk, dat de grondboor tijdens het draaiend indrijven van de indrijfbuis ten opzichte van die buis tegengesteld draaiend ingeschroefd wordt. T. Werkwijze volgens ten minste êën der voorgaande conclusies, 25 met het kenmerk, dat de werkzame hoogte van de gezamenlijke schraap-en mengarmen, overeenkomstig de beoogde paalvoethoogte, in de orde van grootte van 2 a 3 maal de buisdiameter bedraagt. 7907105