NL8702984A

NL8702984A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem.

Info

Publication number: NL8702984A
Application number: NL8702984A
Authority: NL
Original assignee: Verstraeten Funderingstech Bv
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-07-03
Also published as: US4877357A; CA1292755C

Description

' * » »

Nw 9459

Titel: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem, alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke wand onder toepassing van de inrichting.

5 Om bijvoorbeeld vuilstortplaatsen ten opzichte van de omgeving te isoleren, is het bekend om rondom de vuilstortplaats in de bodem een afsluitende wand aan te brengen. Voor het vervaardigen van een dergelijke afsluitende wand zijn verschillende werkwijzen c.q. inrichtingen bekend.

Volgens een eerste, bekende werkwijze wordt met behulp van een grijper een sleuf in de bodem gegraven, welke sleuf tijdens het graven wordt opengehouden door het in de sleuf storten van een tixotrope vloeistof, bijvoorbeeld bentoniet. Wanneer de sleuf op de gewenste diepte is gebracht, wordt de steunvloeistof, bijvoorbeeld bentoniet, vervangen door een verhardende of opstijvende massa, welke bijvoorbeeld kan bestaan uit een mengsel van bentoniet met cement en een geschikte vulstof. Eventueel kan het bentoniet ook worden gemengd met uit de sleuf vrijkomend 20 bodemmateriaal. Een dergelijke sleuf respectievelijk wand wordt in de Amerikaanse literatuur doorgaans aangeduid met de term "slurry-trench". Het bezwaar van een dergelijke methode is de breedte van de sleuf, die doorgaans minimaal 60 cm bedraagt, terwijl de diepte van de sleuf wordt beperkt 25 door de lengte van de arm die met het stationaire deel van het graafwerktuig is verbonden.

Voor het in de bodem aanbrengen van smallere en doorgaans ook diepere wanden is het bekend een in doorsnede H-vormige profielbalk, die aan de onderzijde is voor-30 zien van een grondverdringingsdeel door heien of trillen in de bodem te drijven. Aan de onderzijde van de profielbalk ---- ..o- - 8702984 2 beneden het grondverdringingsdeel bevindt zich de monding van een toevoerbuis, met behulp waarvan een steunvloeistof onder het grondverdringingsdeel in de bodem wordt geïnjecteerd. De steunvloeistof kan ook hier bestaan uit een mengsel 5 van bentoniet en cement, waaraan eventueel nog een vulstof zoals vliegas of steenmeel wordt toegevoegd. Tijdens het in de bodem drijven of trillen van de profielbalk wordt de onder het verdringingsdeel aanwezige steunvloeistof langs de wanden van het verdringingsdeel naar boven geperst, 10 waarbij de steunvloeistof ten dele in de het verdringingsdeel omgevende bodem wordt gedrongen en ten dele terechtkomt in de boven het verdringingsdeel aanwezige sleuf. Tijdens het in de bodem drijven van de profielbalk is slechts een gering gedeelte van de vervaardigde sleuf gevuld met steun-15 vloeistof, omdat onder het verdringingsdeel van de profielbalk onvoldoende steunvloeistof kan worden aangevoerd om de sleuf boven het verdringingsdeel volledig met steunvloeistof te vullen. Het uit de bodem trekken van de profielbalk kan slechts geschieden met zeer lage snelheid, die wordt 20 bepaald door de hoeveelheid steunvloeistof, welke men via een toevoerbuis tot onder het verdringingsdeel van de profielbalk kan leiden. De door het in de bodem drijven van de profielbalk vervaardigde sleuf wordt eerst volledig met steunvloeistof gevuld tijdens het uit de bodem trekken 25 van de profielbalk. Indien deze werkwijze wordt toegepast in coherente grondlagen, zoals bijvoorbeeld kleilagen, en de profielbalk met behulp van trillingen in de bodem wordt gedreven, kan het verdringingsdeel van de profielbalk komen vast te zitten doordat de trilenergie door de kleilagen 30 wordt geabsorbeerd. De gewenste diepte kan dan niet worden bereikt. De profielbalk kan in dat geval ook niet meer uit de bodem worden losgetrild door de boven het verdringingsdeel optredende contractie. Ook tijdens het uittrekken van de profielbalk op die profielbalk uitgeoefende trillingen 35 bieden in dat geval geen uitkomst, omdat de trillingsenergie door de kleilagen wordt geabsorbeerd en daardoor niet leiden tot het loskomen van het grondverdringingsdeel van de profielbalk ten opzichte van de wanden van de sleuf.

87029 84 i v

V

3

De uitvinding beoogt een inrichting c.q. een werkwijze van het bovenomschreven type te verschaffen, waarbij de bezwaren van de bekende inrichtingen c.q. werkwijzen zijn ondervangen. De inrichting volgens de uitvinding 5 is daartoe gekenmerkt doordat het grondverdringingsdeel van de profielbalk bestaat uit een in doorsnede ongeveer rechthoekig doosprofiel met van gaten voorziene zijwanden, welk doosprofiel aan de onderzijde is voorzien van een afsluitplaat waarvan de randen buiten de zijwanden van 10 het doosprofiel uitsteken, welke afsluitplaat het inwendige van het doosprofiel tijdens het in de bodem drijven van de profielbalk afsluit en dit inwendige vrijgeeft tijdens het uit de bodem trekken daarvan, waarbij in het inwendige van het doosprofiel tenminste één toevoerbuis voor steun-15 vloeistof uitmondt.

Op deze wijze wordt bereikt, dat de doorsnede van het grondverdringingsdeel bij het in de bodem drijven van de profielbalk groter is dan deze doorsnede bij het uit de bodem trekken van de profielbalk, waardoor een zekere 20 contractie van de sleuf toelaatbaar is. Deze contractie wordt in vergelijking met de hierboven beschreven werkwijze tegengegaan doordat tijdens het in de bodem drijven van de profielbalk de daarbij gevormde sleuf steeds geheel met een steunvloeistof of met een wandspecie, die een groter 25 soortelijk gewicht heeft dan de bij de trilmethode gebruikte vloeistof, wordt gevuld, die contractie van de wanden tegengaat. Tussen de zijwanden van het grondverdringingsprofiel en de wanden van de sleuf kan via de in de zijwanden van het grondverdringingsdeel aangebrachte gaten gemakkelijk 30 steunvloeistof dringen, die een smerende functie vervult.

Doordat bij het uittrekken van de profielbalk uit de bodem slechts een hoeveelheid steunvloeistof behoeft te worden toegevoerd, overeenkomende met het volume van de profielbalk kan deze profielbalk met relatief grote snelheid uit de 35 bodem worden getrokken.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem onder toepassing van de bovenbeschreven inrichting omvat de volgende stappen 8702984 # i 4 - het door heien in de bodem drijven van een profielbalk onder gelijktijdige, volledige opvulling met een steun-vloeistof van de daarbij door grondverdringing in de bodem gevormde sleuf 5 - het op de bovenzijde van de profielbalk aanbrengen van een klemband, waaraan trekkabels zijn bevestigd onder tussenplaatsing van veerelementen - het uit de bodem trekken van de profielbalk met behulp van de trekkabels, onder gelijktijdige uitoefening van 10 stoten met een geschikte frequentie, op de profielbalk teneinde deze in een verticale, trillende beweging te brengen en - het tijdens de uittrekbeweging toevoeren van voldoende steunvloeistof ter opvulling van het door de profielbalk 15 ingenomen volume.

Uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding, alsmede een werkwijze onder toepassing van een dergelijke inrichting worden aan de hand van de tekening nader toegelicht. Hierin tonen: 20 fig. 1 een zijaanzicht van een profielbalk, alsmede onderdelen van een hei-inrichting voor het in de bodem drijven daarvan; fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II-II van fig. 1;

25 fig. 3 een doorsnede volgens de lijn III-III

van fig. 1? fig. 4 een aanzicht op vergrote schaal van het onderste deel van de profielbalk volgens fig. 1; fig. 5a-d verschillende uitvoeringsvormen van 30 het grondverdringingsdeel van de profielbalk volgens fig. 1, weergegeven in doorsnede volgens de lijn V-V van fig. 4; fig. 6a-b het grondverdringingsdeel van de profielbalk volgens fig. 1, opgenomen in een met de steunvloeistof gevulde sleuf op kleinere (fig. 6a) en op grotere schaal 35 (fig. 6b); en fig. 7 het uit de afzonderlijke panelen vervaardigen van een afsluitende wand.

87029 84 5

In de figuren 1-3 is een profielbalk 1 weergegeven met H-vormige doorsnede, die bij voorkeur wordt toegepast omdat H-vormige profielen van de standaardprofielbalken het goedkoopst zijn. De lengte van een dergelijke profielbalk 5 bedraagt bijvoorbeeld 30 m, terwijl de hoogte tussen de flenzen bijvoorbeeld 1 m bedraagt. Wenst men profielbalken te gebruiken met een grotere hoogte dan 1 m dan kan het lijf 9 van een dergelijke profielbalk in het midden worden doorgesneden, waarna tussen beide delen van de profielbalk 10 een verst!jvingsbuis 27 (fig. 2) met zijdelings uitstekende platen aan het lijf 9 van het oorspronkelijke H-vormige profiel wordt vastgelast. Op deze wijze kan een H-vormig profiel met een hoogte van bijvoorbeeld 1,5 m worden verkregen.

15 Boven de profielbalk 1 is een heistempel 17 ge plaatst waarop met een heihamer 4 kan worden geslagen om de profielbalk 1 in de bodem te drijven. Om het heistempel is een vibrator 18 geklemd, waarvan de functie in het hierna volgende nog nader wordt toegelicht. Op de vibratorklem 20 zijn veren 22 aangebracht, waarvan het einde is verbonden met een trekkabel 23 voor het uit de bodem trekken van de profielbalk 1. Aan de linkerzijde van de profielbalk 1 is op een flens 14 een kokerprofiel 15 gelast, waarvan de functie eveneens in het hierna volgende wordt verklaard.

25 Aan de onderzijde van de profielbalk 1 zijn twee zijplaten 8 tussen de beide flenzen 14 aangebracht. Deze zijplaten 8 zijn bijvoorbeeld 50 cm hoog en met het lijf van de profielbalk 1 verbonden met behulp van schotten 26. Op deze wijze zijn aan weerszijden van het lijf 9 van de profielbalk 30 1 twee kamers 7 gevormd, die aan de onderzijde zijn afge sloten met behulp van een afsluitplaat 3. Aan de onderzijde van de flenzen 14 van de profielbalk 1 zijn blokken 13 gelast, die enigermate buiten de omtrek van de flenzen 14 uitsteken teneinde de wrijving op de flenzen 14 bij 35 het in de bodem drijven van de profielbalk 1 te verminderen. Bij de kamers 7 mondt een toevoerbuis 6 uit voor het aan 8702984 i

A

6 de kamers 7 toevoeren van een slurry-mix. Indien een ver-stijvingsbuis 27 aanwezig is, kan ook deze verstijvingsbuis 27 dienen voor de toevoer van slurry-mix aan de kamers 7. Aan de onderzijde van de verstijvingsbuis 27 zijn in 5 dat geval uitstroomgaten 28 aangebracht (zie fig. 4).

In de figuren 6a-b is het grondverdringingsdeel van de profielbalk 1 weergegeven in een met slurry-mix 5 gevulde, door verdringing vervaardigde sleuf 12. Het grondverdringingsdeel bestaat uit de beide zijplaten 8 10 en de afsluitplaat 3, die de bodem van het grondverdringingsdeel kan afsluiten, zoals in fig. 6b (linkerhelft) aangegeven. De afsluitplaat 3 bestaat in dit geval uit twee om een as 29 scharnierbare kleppen, die in de gesloten stand aanliggen tegen de onderranden van de zijplaten 8.

15 De as 29 is verbonden met het lijf 9 van de profielbalk.

De tegenover as 29 gelegen randen van de kleppen 3 steken uit buiten het hoofdvlak van de zijplaten 8, waardoor bij het in de bodem drijven van de profielbalk 1, waarbij de kleppen 3 in horizontale stand liggen, een sleuf 12 ontstaat 20 die breder is dan de afstand tussen de beide zijplaten 8. Tussen de wanden van de in de bodem 11 aangebrachte sleuf 12 en de zijplaten 8 bevindt zich een ruimte 19, die vanuit het inwendige van het grondverdringingsdeel zijn gevuld met slurry-mix 5, via in de zijplaten 8 aange- 25 brachte openingen 10. De slurry-mix 5 wordt aan het inwendige grondverdringingsdeel toegevoerd via de in fig. 6 a weergegeven toevoerbuizen 6.

De onder- en bovenranden 20 van de platen 8 zijn in de richting van het lijf 9 van de profielbalk 1 omgezet, 30 waardoor zowel bij het in de bodem drijven als uit de bodem trekken van de profielbalk ter plaatse van de omgezette randen 20 een wigwerking ontstaat, die een zekere hoeveelheid van de slurry-mix 5 drukt in de ruimte 19 tussen de zijplaten 8 en de wanden van de sleuf 12. Een zekere hoeveelheid 35 van deze in de ruimte 19 gedrukte slurry-mix 5 wordt in de poriën 21 van de bodem 11 geperst, waardoor deze wordt 87029 84 * 7 afgedicht, zowel tijdens de naar boven als naar beneden gerichte beweging van de profielbalk 1.

Bij het uit de bodem trekken van de profielbalk 1 worden de kleppen 3 geopend zoals in fig. 6a weergegeven, 5 waardoor slurry-mix 5 vanuit het inwendige van het grond- verdringingsdeel in de ruimte onder de kleppen 3 kan stromen, welke ruimte ontstaat door het uit de bodem trekken van de profielbalk 1.

In fig. 5a-c is een aantal varianten van de vorm 10 van het grondverdringingsdeel aangegeven. Fig. 5a komt overeen met fig. 6a, waarbij de boven-en onderranden 20 van de zijplaten 8 in de richting van het lijf 9 van de profielbalk 1 zijn omgezet. De schotten 26 ter verbinding van de zijplaten 8 met het lijf 9 zijn aangebracht ter 15 plaatse van de afgeschuinde randen 20. In fig.5b zijn niet slechts de boven- en onderranden van de zijplaten 8 in de richting van het lijf 9 omgezet, maar is de zijplaat 8 dakvormig uitgevoerd. In fig. 5c zijn de zijplaten 8 bolvormig uitgevoerd, waarbij de randen van de zijplaten 20 op kortere afstand van het lijf 9 van de profielbalk 1 zijn gelegen dan het middendeel van de zijplaten 8. Zowel de uitvoeringsvorm volgens fig. 5b als fig. 5c geven de aan de hand van fig. 6a beschreven wigwerking bij het naar beneden respectievelijk naar boven bewegen van de profielbalk 25 in de met slurry-mix 5 gevulde sleuf 12.

Indien in de bodem, waarin de afsluitende wand moet worden aangebracht veel obstakels voorkomen, kunnen de kleppen 3 worden beschadigd en daardoor niet meer goed functioneren. In dat geval kunnen de kleppen 3 worden ver-30 vangen door een verloren paalschoen 24, weergegeven in fig. 5d. Deze verloren paalschoen 24 kan aan de onderzijde zijn voorzien van een uit platen vervaardigde, piramidevormige constructie 25, met behulp waarvan de eventuele obstakels onder invloed van de energie van het heiblok 35 kunnen splijten of eventueel zijwaarts worden gedwongen.

De paalschoen 24 is aan de bovenzijde voorzien van gelei- 87029 84

It 8 dingsnokken, die in het doosvormige profiel van het ver-dringingsdeel grijpen, bijvoorbeeld om de schotten 26.

De verloren paalschoen 24 kan worden gezien als een los deksel, dat bij het naar boven trekken van de profielbalk 5 in de bodem achterblijft.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem onder toepassing van de hierboven beschreven inrichting wordt in het hierna volgende toegelicht aan de hand van de fig. 1 en 6a, b.

10 De profielbalk 1 wordt met horizontaal gestelde kleppen 3 op de bodem geplaatst, waarin een sleuf moet worden aangebracht. De profielbalk wordt in de bodem gedreven met behulp van een heihamer 4, waarbij de door grondver-dringing gevormde sleuf 12 via de toevoerbuizen 6 volledig 15 met slurry-mix 5 wordt gevuld. Deze slurry-mix treedt via de in de platen 8 aangebrachte gaten 10 in de ruimte 19 tussen de bodem 11 en de platen 8 en door de wigwerking, die ontstaat ten gevolge van de omgezette randen 20 van de platen 8 wordt deze slurry-mix in de ruimte 19 gedrongen 20 en tevens in de poriën 21 van de sleufwanden. Doordat de gehele sleuf reeds tijdens het indrijven van de profielbalk 1 in de bodem met slurry-mix wordt gevuld, treedt slechts een zeer beperkte contractie van deze sleufwanden op.

Nadat de profielbalk 1 de gewenste diepte heeft 25 bereikt, wordt op de op de bovenzijde van de profielbalk 1 aanwezige heistempel 17 een klemband met vibrator 18 aangebracht, op welke klemband via de veren 22 trekkabels 23 aangrijpen. Tijdens het trekken aan de kabels 23 wordt ofwel met behulp van de vibrator 18 ofwel met behulp van 30 in een geschikte frequentie met de heihamer op de heistempel 17 uitgeoefende stoten de profielbalk 1 in een trillende beweging gebracht, die op de door de trekkabels teweeggebrachte verticale beweging wordt gesuperponeerd. Bij de in bovenwaartse richting bewegende profielbalk nemen de 35 kleppen 3 de stand in als weergegeven in fig. 6a, waardoor slurry-mix 5 naar de beneden de kleppen 3 vrijkomende ruimte 87029 84 » 9 kan stromen. Bij de tijdens het uittrekken van de profielbalk teweeggebrachte neerwaartse beweging daarvan bewegen de kleppen in de richting van hun horizontale positie, waarbij de onder de kleppen 3 aanwezige steunvloeistof onder druk 5 wordt gebracht. Dit heeft een gunstige invloed op de dichtheid van de wanden van de sleuf 12 en verhoogt de k-waarde (doorlaatbaarheidsfactor) van de wand in gunstige zin.

De omgezette randen 20 en de daardoor optredende wigwerking heeft tot resultaat dat het grondverdringingsdeel van de 10 profielbalk 1 gemakkelijk uit de sleuf 12 kan worden getrokken, ook indien een zekere contractie van deze wanden bij het graven van de sleuf heeft plaatsgevonden. Het uittrekken van de profielbalk 1 uit de bodem kan snel geschieden, omdat tijdens dit uittrekken slechts een beperkte hoeveelheid 15 steunvloeistof aan de sleuf behoeft te worden toegevoerd.

In fig. 7 is schematisch weergegeven hoe een uit panelen bestaande afsluitende wand in de bodem wordt aangebracht. Met 16 is een zo juist gereedgekomen paneel aangegeven, waarvan de vorm overeenkomt met de vorm van 20 de profielbalk 1 zoals weergegeven in de figuren. Rechts van het zo juist gereedgekomen paneel 16 wordt het volgende paneel vervaardigd door het in de bodem drijven van de profielbalk 1. De koker 15 dient daarbij als geleidingszwaard en volgt de vorm van het zo juist gereedgekomen paneel 25 16, zodat een aaneensluitende wand wordt gevormd. De koker 15 dringt daarbij door de verse, nog niet uitgeharde mortel, waarmee het paneel 16 is gevuld. In de holle koker 15 kan tijdens het in de bodem drijven van de profielbalk 1 een inclinometer worden neergelaten om afwijkingen van de resten 30 lijm te meten en eventueel te registreren. Met behulp van deze registratie kan dan worden vastgesteld of de op elkaar aansluitende panelen ook op grote diepte nog steeds volledig op elkaar aansluiten.

6702984 ___~ · -

Claims

1. Inrichting voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem, in hoofdzaak bestaande uit een tenminste aan de onderzijde van een grondverdringingsdeel voorziene profielbalk, welke door trillen of heien in de 5 bodem drijfbaar is onder gelijktijdige inspuiting van een steunvloeistof ter plaatse van het grondverdringingsdeel en vervolgens uit de bodem verwijderbaar is ter vorming van een met steunvloeistof gevulde sleuf, welke na verharding van de steunvloeistof een afsluitende wand vormt, met het 10 kenmerk, dat het grondverdringingsdeel (3, 8) van de profielbalk (1) bestaat uit een in doorsnede ongeveer rechthoekig doosprofiel met van gaten (10) voorziene zijwanden (8), welk doosprofiel aan de onderzijde is voorzien van een afsluitplaat (3) waarvan de randen buiten de zijwanden 15 (8) van het doosprofiel uitsteken, welke afsluitplaat (3) het inwendige van het doosprofiel tijdens het in de bodem drijven van de profielbalk (1) afsluit en dit inwendige vrijgeeft tijdens het uit de bodem trekken daarvan, waarbij in het inwendige van het doosprofiel tenminste één toevoer-20 buis (6) voor steunvloeistof (5) uitmondt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afsluitplaat (3) bestaat uit een verloren paalschoen (24), welke is voorzien van tussen de wanden (8) van het doosprofiel grijpende geleidingsnokken, welke paalschoen 25 (24) bij het uit de bodem trekken van de profielbalk (1) in de bodem achterblijft.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afsluitplaat bestaat uit twee om een as (29) schar- • nierbare kleppen, welke as (29) vast in het doosprofiel 30 is bevestigd.

4. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de profielbalk (1) een H-vormige doorsnede heeft, waarbij de zijwanden (8) van het grondverdringingsdeel (3, 8) worden gevormd door twee aan weerszijden, evenwijdig aan en op 87029 84 < afstand van het lijf (9) en binnen de flenzen (14) van de H-vormige profielbalk (1) aangebrachte, zijplaten, waarbij in elk van de door een zijplaat (8) en het lijf (9) van de profielbalk (1) gevormde kamers (7) een toevoerbuis 5 (6) voor steunvloeistof (5) uitmondt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de boven- en onderranden (20) van de zijplaten (8) in de richting van het lijf (4) van de H-vormige profielbalk (1) zijn omgezet, waarbij de in de zijplaten (8) aanwezige 10 gaten (10) in de omgezette randen (20) zijn aangebracht.

6. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de zijplaten (8) bolvormig zijn uitgevoerd, waarbij de randen van de zijplaten op kortere afstand van het lijf (9) van de H-vormige profielbalk (1) zijn gelegen dan het 15 middendeel van deze zijplaten (8).

7. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat op een der flenzen (14) van de H-vormige profielbalk (1), aan de van het lijf (9) afgekeerde zijde, een koker-profiel (15) is vastgelast dat zich over de gehele lengte 20 van de profielbalk (1) uitstrekt, waarbij de breedte van dit kokerprofiel (15) geringer is dan de onderlinge afstand van de beide zijplaten (8).

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een afsluitende wand in de bodem onder toepassing van een inrichting volgens 25 een der conclusies 1-7, welke werkwijze omvat - het door heien in de bodem drijven van een profielbalk onder gelijktijdige, volledige opvulling met een steunvloeistof van de daarbij door grondverdringing in de bodem gevormde sleuf 30. het op de bovenzijde van de profielbalk aanbrengen van een klemband, waaraan trekkabels zijn bevestigd onder tussenplaatsing van veerelementen - het uit de bodem trekken van de profielbalk met behulp van de trekkabels, onder gelijktijdige uitoefening van 35 stoten met een geschikte frequentie, op de profielbalk teneinde deze in een verticale, trillende beweging te brengen en 87029 8 4 - het tijdens de uittrekbeweging toevoeren van voldoende steunvloeistof ter opvulling van het door de profielbalk ingenomen volume. 87029 84 _ r