NL9101914A - Werkwijze voor een uniforme verbeterde grondlichaamsvorming en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor een uniforme verbeterde grondlichaamsvorming en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een verbeterd grondlichaam teneinde zachte grond te corrigeren, funderingen voor gebouwen te vormen, een beperkt volume grond te ondersteunen of vast te houden enz. en een inrichting voor het toepassen van deze werkwijze, en meer in het bijzonder op een verbeterde grondvor-ming, welke niet slechts verticaal doch ook horizontaal als hoofdrichtingen kan worden bedreven en wel onder een willekeurige hoek ten opzichte van het oppervlak van het land, waarbij de uitvinding derhalve voorziet in een uniforme verbeterde grondvormingsmethode en een inrichting voor het toepassen daarvan.

Op het terrein van de weg- en waterbouw is de ontwikkeling van het vormen van een nieuw verbeterd grondlichaam bijzonder urgent aangezien moet gewedijverd met het tijdperk van het zich in de diepte uitstrekken van grote steden, ondergrondse spoorwegen op laag gelegen ondergrondse niveaus enz., welke zich ongetwij feld spoedig zullen voordoen. Bij weg- en waterbouw voor ondergrondse werkzaamheden bij grote steden, welke op zachte alluviale afzettingen rusten, hangt het succes van deze werkzaamheden af van het feit of het op een betrouwbare wijze vormen van een verbeterd grondlichaam al dan niet kan worden verwezenlijkt. Er zijn verschillende methoden voor het vormen van een verbeterd grondlichaam aangeboden sedert de uitvinding van de zogenaamde CCP-metho-de (handelsmerk - 1970 van W. Nakanishi). Op basis van de CCP-methode is meer dan een dozijn nieuwe methoden ontwikkeld. Bij al deze methoden wordt gebruik gemaakt van een modificatie van de afvoerdruk, het afvoer-volume, het al dan niet gebruiken van lucht, die bij het bedrijf van de CCP-methode wordt toegepast, en de ontwikkelingen daarvan concentreren zich alle op een grotere diameter van het verbeterde grondlichaam.

Zoals boven is vermeld, gaan wij thans het tijdperk van steden met grote diepte, zich op een grote diepte bevindende ondergrondse spoorwegen en een stadsuitbreiding in gebieden met baaien in, welke de noodzaak tot een uniforme verbeterde grondlichaamsvormingsmethode vereisen, die niet slechts verticale doch ook horizontale werkzaamheden met zich medebrengt, welke een uitdaging blijken te zijn voor de weg- en waterbouw.

Bij de bekende wijze van het vormen van een verbeterd grondlichaam vormt het zogenaamde verticale werk de basis. Bij een toename van de afvoerdruk, de afvoerhoeveelheid en het volume gebruikte lucht en andere ontwikkelingen op dit terrein wordt gebruik gemaakt van een grote hoeveelheid suspensie, welke leidt tot een hogere gronddruk, waardoor het lastiger is voor de aanpasbaarheid van de uniforme verbeterde grondlichaamsvorming, die werkzaamheden op grote diepte en bij een horizontaal niveau vereist. Bij een proef bij een in wezen uitgevoerd werk, dat zich horizontaal ten opzichte van het oppervlak van het land of onder een hoek ten opzichte daarvan uitstrekte, werd de afvoer van het slik uit de spleet om de injectiestaaf na ongeveer 4 minuten na het begin van de werkzaamheden beëindigd, en spoedig werd in het terrein van de werkzaamheden een zich naar boven bewegen van de grond waargenomen.

Voorts stroomde na een paar minuten het slik weg in een gebied, dat zich op een afstand bevond van het werkgebied. Het resultaat was, als aangegeven in fig. 15(A), de vorming van een onregelmatig gevormde verbeterde grondmassa. Gemeend wordt, dat dit wordt veroorzaakt door een onvoldoende afvoer van het slik ten aanzien van de hoeveelheid geïnjecteerde suspensie en tevens door de lucht met hoge druk, welke wordt gemengd met het vloeibare slik, dat, in afwijking van het geval van een eenvoudige luchtmassa, niet horizontaal ontsnapt doch slechts naar boven tracht te ontsnappen en in de grond achterblijft als een volume lucht met hoge druk, waardoor holle ruimten worden gevormd, waarvan de inwendige druk geleidelijk toeneemt.

Voorts zijn bij het boren van een gat, dat aan de vorming van een verbeterd grondlichaam voorafgaat, conventionele boormachines niet voorzien van beveiligingsmiddelen en kan het machinelichaam, de snijkant, enz. worden beschadigd omdat deze in de grond wordt ingébracht en daar zijn werk verricht. Wanneer een injectiestaaf wordt gebruikt voor het onder straalwerking inbrengen van een hardingsmiddel, moet deze worden voorzien van een snijkant voor boren en moet de injectiestaaf in de put worden ingebracht wanneer deze wordt geboord. Het is ook mogelijk gebruik te maken van een inrichting, waarin een injectiestaaf en een eigenlijke boorstaaf als één lichaam zijn gecombineerd. Hierdoor wordt het gebruik van een speciale inrichting, zoals een drukaftastin-richting enz. aan het topeind van de injectiestaaf geëlimineerd.

De uitvinding beoogt de bezwaren van de boven beschreven bekende methoden te elimineren en tracht tegelijkertijd de conventionele verbeterde grondlichaamsvormingsmethoden vanuit een systematisch en algemeen oogpunt te herzien teneinde bij te dragen tot de huidige weg- en waterbouw.

Een oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde grondlichaamvormingsinrichting, welke zodanig kan worden aangepast, dat deze niet slechts kan worden toegepast bij zachte grond doch ook harde grond, en welke is voorzien van een boormachine, die zich in de praktijk naar een doelwitpunt in de grond door boren zal voortbewegen, waarbij in het doelwitpunt de verbeterde grondlichaams-vormingsinrichting lucht en slik zal verwijderen, dat tracht aanwezig te blijven, en een uniform verbeterd grondlichaam met grote diameter onder een willekeurige hoek ten opzichte van de grond te vormen teneinde de druk van het slik in de grond constant te houden.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een soepel slikafvoermechanisme.

De werkwijze voor het vormen van een verbeterd grondlichaam, waarmede deze oogmerken worden bereikt, zal hierna in het algemeen worden betiteld met "Metro-Jet System" (afkorting MJS - handelsmerk op naam van aanvraagster).

Teneinde de bovenstaande oogmerken te bereiken, wordt de grond door een rotsboormachine geboord en na het boren van de put wordt een injectiestaaf voor een hardingsmiddel ingebracht. De staaf wordt teruggetrokken wanneer deze onder straalwerking een hardingsmiddel onder zeer hoge druk afvoert, waardoor in de grond één of meer verbeterde grondlichamen worden gevormd. Bij deze methode voor het vormen van een verbeterd grondlichaam werkt het achtereind van een boorbuis-voortbewegingsinrichting met een binnenste snijkant aan het uiteinde daarvan samen met een boorbuis-voortbewegingsinrichting, welke een inrichting opneemt en terugwint, die daarmede kan worden verbonden, en kan worden samengetrokken en teruggetrokken, waarbij de boorbuis-voortbewe-gingsinrichting in een buitenste hoorbuis in de richting van het boren wordt gedrukt tot een aan slag, die op de binnenwand van de buitenste hoorbuis aanwezig is. Daarna wordt de boorbuis-voortbewegingsinrichting met een buitenste metalen snijkant, welke aanwezig is op het topeind van de buitenste hoorbuis geroteerd voor een voortbeweging door boren tot een gespecificeerd punt, en wanneer het boren tot het beoogde punt is voltooid, blijft de buitenste hoorbuis daar. Vervolgens wordt een staaf voor het inserteren van een hardingsmiddel in de buitenste hoorbuis, die in de grond is achtergebleven, ingebracht. De injectie-staaf is voorzien van een hardingsmiddelinjectiepijp, een luchtinjectie-pijp, een hoge-drukwaterinjectiepijp, een slikafvoerpijp, enz. Zodra de hardingsmiddel-injectiestaaf het eind van de buitenste boorbuis bereikt, wordt deze laatste teruggetrokken totdat de slik-afzuigopening van de injectiestaaf wordt vrijgegeven, waardoor de instelling van de verbeterde grondlichaamsvormingsmethode volgens de uitvinding is voltooid. Hierna begint het onder straalwerking afvoeren van het hardingsmiddel uit het hardingsmiddel-straalmondstuk, terwijl een monitor de toestand in de grond controleert. Vervolgens begint de rotatie of schudwerking of hefwerking van de hardingsmiddelinjectiestaaf, waarbij de slikdruk bij het hardingsmiddel-straalmondstuk wordt gemeten door een drukaftastin-richting, die bij de topeindsectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf aanwezig is, en worden een luchtstraalopening en/of reinigingswater-straalopening voor het afvoeren van het slik voor openen ingesteld overeenkomstig veranderingen in de slikdruk in de grond teneinde de slikdruk in de grond in hoofdzaak constant te houden. Dit is een schets van MJS voor het vormen van een verbeterd grondlichaam.

De uitvinding biedt de volgende voordelen.

Door gebruik te maken van de buitenste boorbuis wordt voorzien in de veiligheid van de boormachine en de zekerheid van een geboorde boorput, welke wordt verschaft door de samenwerking van de buitenste metalen snijkant, die zich aan het topeind van de boorbuis bevindt en de binnenste snijkant aan het topeind van de boorbuis-voortbewegingsinrichting, welke zich in de buitenste boorbuis bevindt, terwijl het tegelijkertijd mogelijk is een uniformiteit van de slikdruk in de grond te verzekeren door gebruik te maken van de monitor, de drukaftastinrichting, de slikafzuigopening, enz.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 de boorbuis-voortbewegingsinrichting, welke in de buitenste hoorbuis volgens de uitvinding is ingebracht, fig. 2 (A) een uitvoeringsvorm van de opneem- en terug-wininrichting bij de boorbuis-voortbewegingsinrichting volgens de uitvinding, fig. 2 (B) een bovenaanzicht van de binnenste snijkant volgens de uitvinding, fig. 3 een schematische afbeelding van een meervoudige pijpzwenkkoppeling, fig. 4 een dwarsdoorsnede van de meervoudige pijpzwenkkoppeling , fig. 5 een schematische afbeelding van een hardingsmiddelen jec ties taaf waarvan de topeindsectie is vrijgemaakt van de topeind-sectie van de buitenste hoorbuis, fig. 6 een dwarsdoorsnede van de topeindsectie van de tweede hardingsmiddelinjectiestaafsectie, fig. 7 (A) een schematische dwarsdoorsnede van het top-eind van de hardingsmiddelinjectiestaaf, fig. 7 (B) een dwarsdoorsnede over de lijn X-X' van fig. 7 (A), fig. 8 een grafische voorstelling van de resultaten van de meting van de druk in de grond, fig. 9 een stroomdiagram van de MJS-methode, fig. 10 een grafische voorstelling, welke de reeks werkzaamheden bij een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding toont, fig. 11 een voorbeeld van de werkzaamheden voor het vormen van een verbeterd grondlichaam, dat een kegelvorm heeft, fig. 12 (A) een voorbeeld van de werkzaamheden voor het vormen van een verbeterd grondlichaam met een halfkegelvormige configuratie, fig. 12 (B) een schematische afbeelding van een voorbeeld van de horizontale werkzaamheden, waarbij continu halfkegelvormige verbeterde grondlichamen worden gevormd, fig. 13 een schematisch bovenaanzicht van de horizontale verbeterde grondlichaamsvormwerkzaamheden bij evenwijdige kegelvormi- ge verbeterde grondlichamen, fig. 14 een grafische voorstelling, welke de relatie aangeeft tussen de druk, welke wordt opgewekt bij het vormen van een kegelvormig verbeterd grondlichaam en de diameter van het gevormde grondli-chaam, fig. 15 (A) een schematische dwarsdoorsnede van een verbeterd grondlichaamn, dat op een bekende wijze is gevormd, en fig. 15 (B) een schematische dwarsdoorsnede van een verbeterd grondlichaam, dat overeenkomstig een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is gevormd.

De uitvoeringsvormen volgens de uitvinding zullen onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen worden toegelicht.

Fig. 1 toont een buitenste hoorbuis 10, waarin een boorbuis-voortbewegingsinrichting 12 wordt ingebracht.

Het topeind van de buitenste boorbuis 10 bezit een buitenste metalen snijkant 14 en bezit aan het achtereind een boorbuis-verbindingssectie 11 teneinde, indien nodig, te worden uitgebreid. De boorbuis bestaat uit een onderdeel met een lengte, die zodanig is gekozen, dat transport en manipulatie gemakkelijk zijn. Anderzijds bezit de boorbuis-voortbewegingsinrichting 12 aan het topeind daarvan een binnenste snijkant 15 voor het boren van boorputten en een sub-snijkant 16 voor het ondersteunen en aanvullen van de binnenste snijkant 15, en bezit deze aan het achterste eind daarvan een sectie 13, welke de vorm heeft van een pijlpunt. Er is een mechanisme aanwezig, door middel waarvan de gehele boorpijp-voortbewegingsinrichting 12 of de binnenste snijkant 15 en de ondersteuning daarvan slechts op een selectieve wijze in één richting kunnen roteren. Aangezien de buitenste boorbuis 10 soms kan worden geroteerd door het rotatiemechanisme van een boormachine 48, die op de grond of in de ruimte daarboven kan worden ondersteund, wordt de genoemde boorpijp-voortbewegingsinrichting 12 slechts en met de buitenste boorpijp geroteerd voor voortbeweging door boren. In dit geval kunnen zij in dezelfde richting roteren doch zij kunnen ook in tegengestelde richtingen roteren.

De boorpijp 10 en de boorpijp-voortbewegingsinrichting 12 bewegen zich tezamen naar voren door boren teneinde een geboorde boorput tot een gespecificeerde positie te vormen. Bij deze voortbeweging wordt de buitenste boorpijp 10 op een geschikte wijze met de boorpijp-verbindingssectie verbonden bij het achtereind van de boorpijp-voortbewe-gingsinrichting 12 wordt, als aangegeven in fig. 2(A) de sectie 13 met de boorpijp-opneem- en terugwininrichting 18 verbonden, welke is voorzien van een samenwerkingssectie 19, waarbij de sectie 13 door de inrichting 18 wordt ingevangen. Voorts kan aangezien de opneem- en terugwininrichting 18 van de voortbewegingsinrichting is voorzien van een hoofdlichaamsec-tie 20 en een samentrekkende en terugtrekkende sectie 21, deze naar een beoogd punt in de boorpijp 10 worden samengetrokken of teruggetrokken.

De vorm van de binnenste snijkant 15 welke aan het top-eind van de boorpijp-voortbewegingsinrichting 12 aanwezig is, kan verschillend zijn. In fig. 2(A) en (B) is bij wijze van voorbeeld een van drie bladen voorziene snijkant aangegeven. De binnenste snijkant 15 is onderhevig aan een grote druk vanuit de grond waarin de snijkant werkzaam is, zodat de ondersteuningssectie daarvan op een sterke wijze is uitgevoerd. Er is naast het mechanisme voor rotatie tegen de druk een O-ring 17 aanwezig.

Verder is het wenselijk, dat de binnenste snijkant 15 zich normaliter iets verder dan de buitenste metalen snijkant 14 bij de topeindsectie gedurende het boren uitstrekt.

Fig. 3 is een schematische afbeelding van een meervoudige pijpzwenkkoppeling 27, welke is voorzien van een hardingsmiddel-injectie-inlaat 23, een hoge-druk-waterinjectie-inlaat 25, een luchtin jectie-inlaat A24, een luchtinjectie-inlaat B26 en een slikafvoer-uitlaat 22. Deze meervoudige pijpzwenkkoppeling 27 is derhalve met een hardingsmiddelinjectiestaaf verbonden. Bij deze uitvoeringsvorm worden de luchtinjectie-inlaten A en B respectievelijk voor verschillende doeleinden gebruikt, zodat zij kunnen bestaan uit verschillende injectiepij-pen, en de zwenkkoppeling 27 vormt derhalve een samengestelde pijp bestaande uit vijf pijpen. Dit is slechts één uitvoeringsvorm en men kan gebruikmaken van een samengestelde pijp, die is opgebouwd uit vier pijpen, die pijpen, enz.

De bovengenoemde slikafvoeruitlaat 22 is verbonden met een slikafvoerbuitenpijp 22', van waaruit het slik via een rubberslang en dergelijke naar een slikopneemmachine wordt afgevoerd.

Fig. 4 toont een dwarsdoorsnede van een zwenkkoppeling, welke overeenkomt met de in fig. 3 afgeheelde meervoudige pijpzwenkkop-peling 27 ofschoon de configuraties van deze koppelingen niet aan elkaar gelijk zijn.

In fig. 4 geven de verwijzingen 23, 24, 25 en 26 respectievelijk de bovengenoemde inlaten aan en is met de verwijzing 22 de slikafvoeruitlaat 22 aangegeven. Bovendien komt deze meervoudige pijpzwenkkoppeling 27 in aanraking met de tweede eindsectie van de in-jectiestaaf volgens fig. 6 en verder met de hardingsmiddelinjectiesectie volgens fig. 5 en fig. 7.

Pig. 5 toont schematisch, dat het topeind van de har-dingsmiddelinjectiestaaf vrij is van de topeindsectie van de buitenste boorpijp 10.

In fig. 5 bestaat de topeindsectie van de hardingsmiddelen jectiestaaf uit een eerste injectiestaaf-eindsectie 32 met een kleine metalen snijkant 34 en een injectiemondstuk 33, en een tweede injec-tiestaaf-topsectie 31, welke is voorzien van een slikafzuigopening 30.

De achterste eindsectie van deze tweede topeindsectie 31 bezit een ver-bindingssectie 29 één en ander zodanig, dat de staaf op elke gewenste lengte kan worden uitgestoken. In fig. 5 wordt de hardingsmiddelinjectiestaaf in de buitenste hoorbuis 10 ingebracht, welke aangeeft, dat het boren door de boormachine is beëindigd, als toegelicht onder verwijzing naar fig. 1 en fig. 2, en blijft de buitenste hoorbuis 10 in de boorput en wordt de boorbuis-voortbewegingsinrichting teruggewonnen door de opvang- en terugwininrichting 18 van de hoorbuis-voortbewegingsinrichting en wordt de injectiestaaf 38 ingebracht ten einde het hardingsmiddel te injecteren. Wanneer de hardingsmiddelinjectiestaaf 38 de topeindsectie van de buitenste hoorbuis 10 bereikt, welke in de boorput is achtergebleven, wordt de buitenste hoorbuis 10 teruggetrokken tot het punt, waarin de slikafzuigopening 30 vrijkomt en is de instelling voor de hardingsmiddelin jectie voltooid. De toestand waarbij de hardingsmiddelstaaf 38 zich in de buitenste hoorbuis 10 bevindt, is dezelfde als de toestand, waarin de hoorbuis zich in de buitenste staaf en de injectiestaaf 38 zich in de binnenste staaf bevindt, hetgeen betekent, dat er duplex-staven aanwezig zijn, en normaliter voorziet deze toestand in een constructie, die slank is aan het eind en stevig is bij de voet en in zijn geheel een sterke hardingsmiddelinjectiestaaf of -inrichting biedt.

Bij de eerste topeindsectie 32 van de hardingsmiddel-injectiestaaf bevindt zich een kleine metalen snijkant 34, welke normaliter voor boren wordt gebruikt, doch wanneer deze in de buitenboorbuis 10 wordt ingebracht, verwijdert deze obstakels daarin, of dient deze om door boren over een korte afstand te worden voortbewogen, wanneer dit nodig is.

De slikafzuigopening 30 omvat een (niet afgebeeld) mechanisme, dat de afmeting van de afmeting vrij instelt op die, welke door de hoeveelheid gevormd slik wordt vereist.

Fig. 6 toont de dwarsdoorsnede van de topeindsectie 31 van de hardingsmiddelinjectiestaaf. In deze figuur is een slikafzuigopening 30 in de zijwand van de hardingsmiddelinjectiestaaf 38 aanwezig. Voorts is een slikafvoerpijp 47 aanwezig, die contact maakt met de staaf 38 teneinde het slik naar het binnenste van de staaf af te voeren. Binnen de hardingsmiddelinjectiestaaf 38 bevindt zich een hardingsmiddelin jectiepijp 35, een luchtinjectiepijp 36 en een hoge-druk-waterinjec-tiepijp 37.

De staaf volgens fig. 6 vormt een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, waarbij een viervoudige pijp wordt gebruikt. Fig.

6 is niet noodzakelijkerwijs dezelfde als fig. 7 doch toont andere uitvoeringsvormen met een slikafzuigopening, injectiemondstukken enz. Fig.

6 toont een uitvoeringsvorm, welke is voorzien van een slikafzuigopening 30, welke is voorzien van noch een schoon-waterinjectieopening 40 noch een luchtinjectieopening 41.

Fig. 7 (A) is een schematische dwarsdoorsnede van de topeindsectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf 38.

In fig. 7(A) omvat de hardingsmiddelinjectiestaaf 38 een hardingsmiddelinjectiepijp 35, een hoge-druk-waterinjectiepijp 37, luchtinjectiepijpen A36 en B39, zoals boven, en uit de figuur blijkt, dat de slikafvoerpijp 47 zich in het midden van de hardingsmiddelinjectiepijp 37 bevindt. Het slik, dat uit de slikaanzuigopening 30 wordt aangezogen, beweegt zich naar deze slikafvoerpijp 47. Het slik wordt uit de slikaanzuigopening 30 aangezogen door de energie uit de druk in de grond, welke in het slik zelf is opgeslagen door de injectiedruk van het hardingsmiddel en de lucht, welke het hardingsmiddel omgeeft, en verder wordt het slik boven de slikafvoerpijp 47 geïnjecteerd en naar de bui tenzijde afgevoerd door het schone water en/of de luchtstroom uit de schone-waterstraalopening en/of de luchtstraalopening, welke in de zijwand en bij de onderste sectie van de slikafvoerpijp 47 aanwezig is.

Bij een grote diepte onder de grond, vanwaaruit het slik niet op een soepele wijze door de energie onder druk in de grond op die diepte en de straaldruk uit de straalopeningen 40 en 41 kan worden afgevoerd, zijn hulpstraalopeningen (niet afgebeeld) voor een schone waterstraal en/of luchtstraal aanwezig in meer dan twee plaatsen van de wand aan de slikafvoerzijde.

Fig. 7(B) toont een dwarsdoorsnede over X-X' van fig.

7(A). In fig. 7(B) is een uitvoeringsvorm afgebeeld, waarbij een schoon-waterstraalopening 40 en een luchtstraalopening 41 bij de onderste sectie van de slikafvoerpijp 47 aanwezig zijn.

Wanneer het slik, dat uit de slikaanzuigopening 30 wordt aangezogen zich hoger dan de straalopeningen 40 en 41 beweegt, wordt het slik vanaf een punt onder de straalopening tot boven de slikafvoerpijp 47 bewogen. Het slik wordt nu niet slechts naar boven als een straal bewogen doch door de straal wordt ook de energie onder druk in de grond aangevuld, en de slikstraalkracht en de hoeveelheid slik nemen toe.

Anderzijds is de topeindsectie van de hardingsmiddel-injectiestaaf 38 (overeenkomende met de eerste topeindsectie 32 in fig.

5) voorzien van een luchtstraalmondstuk 43, dat het hardingsmiddel-straalmondstuk 33 omgeeft en verder, bij het topeind van het mondstuk 43, een monitor 44, een drukaftastinrichting 45 en een geheel uit metaal bestaande snijkant 34 aanwezig. De monitor 34 bevindt zich echter gewoonlijk op de plaatsen, waar zich het mondstuk 33 en het mondstuk 43 bevinden.

Fig. 8 toont de resultaten van metingen, welke zijn uitgevoerd ten aanzien van de gronddruk bij een bedrijfstest, welke plaatsvond op 15 juli 1991.

In fig. 8 is een reeks drukken in de grond vanaf het begin van de test tot het eind van de test aangegeven. In vergelijking met de resultaten van een bekende test blijkt geen extreme amplitude in de druk op te treden. Dit omdat een drukaftastinrichting 45 aan het topeind van de hardingsmiddelinjectiestaaf 38 mat en overeenkomstig de gronddruk, de hoeveelheid geïnjecteerd hardingsmiddel of de hoeveelheid gein- jecteerde lucht zodanig werd ingesteld, dat het mogelijk was de slik-druk in de grond in hoofdzaak constant te houden. Indien de gronddruk niet constant kan worden gehouden, kan geen homogeen grondlichaam 52 (als aangegeven in fig. 15(A)) worden gevormd. In de grafische voorstelling volgens fig. 8 stellen de punten, waar de piek van de amplitude groot is, de schakeling van de injectiestaaf, de schakeling van de injectiedruk of andere veranderingen voor.

Fig. 9 is een stroomdiagram voor de MJS-methode volgens de uitvinding.

De grote lijn van de MJS-methode zal worden toegelicht onder verwijzing naar het stroomdiagram opdat het totale verloop van de werkwijze duidelijk is.

In de eerste plaats worden basismaterialen, zoals een bepaalde hoeveelheid cement, een additief en water, in een speciemenger geagiteerd, en wordt het mengsel via een weegmachine vanuit de menginrich-ting naar een schakelklep gevoerd. Door de schakelklep te openen wordt het mengsel naar de hardingsmiddelinjectiestaaf gevoerd d.w.z., dat het mengsel wordt toegevoerd aan het MJS-stelsel met een aantal pijpen, dat van de bovengenoemde verschillende mechanismen onder druk is voorzien, en wel door een MJS-superhoge drukpomp. Bij deze werking worden niet slechts de MJS-superhoge drukpomp in het MJS-stelsel doch ook de injectiestaaf met het aantal pijpen, de stroomsnelheidsmeter, de schone-waterstraalopening en/of de straalopening voor de slikafzuiging enz. bestuurd door een stelsel-regelpaneel. Onder deze besturing wordt de grond, welke moet worden verbeterd, eerst door een boormachine geboord waarna de druk in de grond wordt gecontroleerd en gemeten en het hardingsmiddel wordt ingespoten waarbij het slik wordt afgezogen.

Het slik, dat aanleiding kan geven tot een verontreiniging van de omgeving en verschillende andere problemen, wordt via de afvoerpijp aan een slikreservoir toegevoerd. Het slik wordt bij het MJS-stelsel volgens de uitvinding gefilterd via een filterinrichting met de handelsnaam "SIEBOL". De koeken, welke bij dit filterpces worden verkregen, worden voor de afvoer daarvan naar een onderaannemer gezonden. Anderzijds wordt het gefilterde water bij de grondverbeteringswerkzaamheden volgens de uitvinding opnieuw door een pomp gebruikt.

Fig. 10 toont een schematische afbeelding van de werk- zame stroom bij een uniforme grondlichaamsverbetering onder een hoek van 45° ten opzichte van het oppervlak van het land.

Fig. 10(1) toont het boren van de boorbuis-voortbewe-gingsinrichting, welke in de buitenste hoorbuis wordt ingebracht en door een boormachine wordt ondersteund en geroteerd. De rotatie van de hoorbuis en de boorbuis-voortbewegingsinrichting, wanneer zij tezamen een boorput boren, is in het bovenstaande toegelicht, en gewoonlijk wordt in de geboorde boorput water gegoten.

Fig. 10(2) toont de boorbuis-voortbewegingsinrichting, zoals deze is opgenomen en wordt teruggewonnen in respectievelijk door de opneem- en terugwininrichting van de boorbuis-voortbewegingsinrichting waarbij de hoorbuis in de grond achterblijft.

Fig. 10(3) toont het inbrengen van de hardingsmiddel-injectiestaaf, voorzien van de drukaftastinrichting en de monitor, in de hoorbuis, die in de grond is achtergelaten. De hoorbuis wordt iets teruggetrokken totdat de slikafzuigopening vrijkomt voordat het hardingsmiddel door straalwerking wordt afgevoerd. Hierna meet, als aangegeven in fig. 10(4), de drukaftastinrichting, welke zich op het topeind van de hardingsmiddelinjectiestaaf bevindt, de druk in de grond en worden de omstandigheden van de hardingsmiddelstraalwerking gecontroleerd, en wordt de homogene hardingsmiddelenjectie voortgezet, waarbij het slik uit de slikafzuigopening wordt afgezogen. De hardingsmiddelinjectiestaaf en de hoorbuis worden dan teruggetrokken terwijl zij in een bepaalde richting roteren totdat zij het verbeterde grondlichaam-formatiegebied bereiken.

Fig. 10(5) toont de hoorbuis en de hardingsmiddelinjectiestaaf, welke worden teruggetrokken na het vormen van een verbeterd grondlichaam. Wanneer een aantal verbeterde grondlichamen continu moet worden gevormd, moet de bovengenoemde reeks van grondlichaamvormbehande-lingen worden uitgevoerd.

Fig. 11 toont een voorbeeld van de werkzaamheden, waarbij een kegelvormig verbeterd grondlichaam 49 in plaats van het cilindrische verbeterde grondlichaam, weergegeven in fig. 10, wordt verschaft.

Fig. 12(A) toont een voorbeeld van de werkzaamheden voor het vormen van een halfkegelvormig verbeterd grondlichaam 50.

Voorts is in fig. 12(B) de continue vorming van half- kegelvormige verbeterde grondlichamen schematisch aangegeven. De werkwijze volgens de uitvinding voor het vormen van verbeterde grondlichamen is derhalve in staat een verbeterd grondlichaam, dat geschikt is voor het gebruik daarvan, te vormen.

Bovendien is het in de elkaar overlappende secties van de halfkegelvormige verbeterde grondlichamen 31, welke parallel ver-lopebn, als aangegeven in fig. 12(B), door de proeven bij het uitvoeren van de werkzaamheden gebleken, dat de verbeterde grondlichaamvorming met uniforme vastheid als in de andere delen wordt verkregen.

Fig. 13 is een schematisch bovenaanzicht, dat de resultaten van horizontale werkzaamheden toont, waarbij kegelvormige verbeterde grondlichamen parallel worden gevormd.

Fig. 13 geeft een idee omtrent de vorm, de afmetingen en de diameter enz. van de bovengenoemde elkaar overlappende secties en verbeterde grondlichamen.

Fig. 14 is een grafische voorstelling, welke de relatie aangeeft tussen de druk en de diameter van het gevormde verbeterde grondlichaam bij de vorming van kegelvormige verbeterde grondlichamen.

Bij de grondformatie volgens fig. 14 , werd een luchtvolume van 3,2 m3 per minuut geïnjecteerd en bedroeg de terugtrekkings-snelheid van de buis 1 m per 50 minuten. Wanneer de druk, welke bij de verbeterde grondformatie wordt gebruikt, hoog is, is de diameter van het grondlichaam gewoonlijk groot. Teneinde een uniform verbeterd grondlichaam te vormen, dat voldoet aan de aan het gebruik daarvan gestelde eisen, wordt de grondformatie uitgevoerd door een evenwicht te onderhouden tussen de vormingsdruk en de vormingsconfiguratie, welke verschilt van de stand der techniek.

Bij het uitvoeren van de werkzaamheden voor de bovenstaande uitvoeringsvormen komt het gevormde verbeterde grondlichaam niet overeen met het verbeterde grondlichaam 52 volgens de stand der techniek in fig. 15(A), doch overeen met het verbeterde grondlichaam 53, dat uniform is, zoals weergegeven in fig. 15(B).

In fig. 15(A) is de reden voor de holte in het midden van het verbeterde grondlichaam 52, dat de druk in de grond niet uniform was, waarschijnlijk tengevolge van de lucht en het slik, welke in dat gebied overbleven.

Volgens de uitvinding is het in de eerste plaats mogelijk een verbeterd grondlichaam op een grote diepte onder de grond en onder verschillende omstandigheden en aspecten te vormen, d.w.z., dat het mogelijk is een uniform verbeterd grondlichaam voor de bewerkte grond te vormen.

Onder een willekeurige hoek kan het slik, dat wordt afgezogen en via de slikafzuigopening en de injectiedruk in de grond wordt afgevoerd, uniform en constant worden gehouden, zodat het mogelijk is een verbeterd grondlichaam te vormen, zoals dit is gewenst. In het extreme geval, dat de grond direct boven de verbeterde grondformatie-inrichting moet worden verbeterd, wordt een geschikte afvoer van het slik verkregen door het bedrijven van een mechanisme voor het instellen van de apertuur van de slikafvoeropening teneinde een excessieve afvoer van het slik langs de staaf naar de injectie van het hardingsmiddel te beletten .

Zoals boven is toegelicht, is één reden voor de mogelijkheid van de uniforme verbeterde grondformatie volgens de uitvinding die, dat de boorbuis-voortbewegingsinrichting met de buitenste hoorbuis wordt gebruikt en een geboorde boorput met een bepaalde diameter wordt gevormd en de boorput, welke voor het boren van de boorput werd gebruikt, wordt achtergelaten voor het opnieuw injecteren van het hardingsmiddel in de verbeterde grondformatie. Dit betekent, dat bovendien een geboorde boorput met een bepaalde diameter op een zeer bepaalde wijze kan worden gevormd.

In de tweede plaats is het mogelijk een uniform verbeterd grondlichaam met grote diameter te vormen door te voorzien in een effectieve injectie van het hardingsmiddel, waarbij de injectie vanaf het oppervlak van het land wordt bestuurd door het afzuigen en verwijderen van de slik, hetgeen bijdraagt tot het reduceren van het effect van de verbeterde grondvorming en leidt tot een omgevingsverontreiniging.

Bij de verbeterde grondvormingsmethode volgens de uitvinding is het mogelijk te voorzien in een verbeterde grondformatie, welke eenvoudig is en snel en nauwkeurig kan worden uitgevoerd, en waarbij het mogelijk is vanuit een kostenoogpunt een hoog rendement te bereiken.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vormen van een uniform verbeterd grondlichaam, omvattende het boren van een boorput in de grond door middel van een boormachine, het inbrengen van een hardingsmiddelenjectie-staaf in deze boorput na het boren, het vormen van één of meer verbeterde grondlichamen in de te bewerken grond, door de verhardingsmiddel-injectiestaaf met hardingsmiddel naar boven te bewegen teneinde de grond, waaraan een straal onder hoge druk wordt toegevoerd te verbeteren, met het kenmerk, dat het achtereind van een boorbuis-voortbewegingsin-richting met een binnenste snijkant aan het topeind daarvan samenwerkt met een opvang- en terugwininrichting van de boorbuis-voortbewegings-inrichting, welke daarop kan worden aangesloten en in staat is om het genoemde achtereind van de boorbuis-voortbewegingsinrichting samen te trekken en terug te trekken in de richting van het boren teneinde de boor-buis-voortbewegingsinrichting in te brengen in een buitenste hoorbuis tot een aanslag, die op de binnenwand van de buitenste boorbuis aanwezig is, en de boorbuis-voortbewegingsinrichting met een buitenste metalen snijkant, die op de topeindsectie van de buitenste buis aanwezig is, te roteren en te veroorzaken, dat de boorbuis-voortbewegingsinrichting door boren naar de gespecificeerde grond wordt voortbewogen, waarna de buitenste boorbuis na het voltooien van het boren in een beoogd punt wordt achtergelaten en de boorbuis-voortbewegingsinrichting door de opvangen terugwininrichting van de boorbuis-voortbewegingsinrichting wordt teruggewonnen, waarbij de verhardingsmiddel-injectiestaaf, welke is voorzien van een verhardingsmiddel-injectiepijp, een luchtinjectiepijp, een hoge-druk-luchtinjectiepijp, een slikafvoerpijp, enz., wordt ingebracht in de buitenste boorbuis, die in de grond achterblijft, en de instelling voor het vormen van een verbeterd grondlichaam wordt voltooid door de buitenste boorbuis terug te trekken zodra de verhardingsmiddelinjectiestaaf de topeindsectie van de buitenste boorbuis bereikt, en dit terugtrekken wordt voortgezet totdat de slikafzuigopening wordt vrijgegeven, waarna wordt begonnen het hardingsmiddel als een straal uit een straal-mondstuk te voeren onder controle door een monitor, en de hardingsmiddel- injectiestaaf wordt geroteerd, geschud en naar boven bewogen waarbij de slikdruk in de nabijheid van het hardingsmiddelstraalmondstuk wordt gemeten door een drukaftastinrichting, welke aanwezig is op de topeindsectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf, en de slikdruk in hoofdzaak constant wordt gehouden door een luchtstraalopening voor het afvoeren van slik en/ of een schoon-waterstraalopening overeenkomstig een verandering in de slikdruk in de grond in te stellen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de sectie, welke aan het achtereind van de boorbuis-voortbewegingsinrichting aanwezig is, is uitgevoerd als één lichaam met de opneem- en terugwininrichting van de boorbuis-voortbewegingsinrichting doordat de genoemde sectie wordt ingevangen door de openings- en sluitmechanismen van een invangsectie aan het topeind van de opneem- en terugwininrichting van de boorbuis-voortbewegingsinrichting, waardoor het mogelijk is de boorbuis-voortbewe-gingsinrichting op te nemen en terug te winnen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat bij de samentrekkings- en terugtreksectie, welke op de opvang- en terugwininrichting van de boorbuis-voortbewegingsinrichting aanwezig is, de tussengelegen sectie tussen de hoofdlichaamssectie en de samenwerkings-sectie indien nodig kan worden samengetrokken of teruggetrokken en op hetzelfde moment de hoofdlichaamssectie kan worden verbonden met een aantal onderdelen teneinde zich over een vereiste afstand uit te strekken, waarbij de boorbuis-voortbewegingsinrichting overeenkomstig een object wordt opgevangen en teruggewonnen.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tijdens het boren van een boorput een buitenste metalen snijkant, die op de topeindsectie van de buitenste hoorbuis aanwezig is, en een binnenste snijkant, welke aanwezig is op het topeind van de boorbuis-voortbewegingsinrichting, in dezelfde richting worden geroteerd door een rotatieinrichting, welke óf ingebouwd is óf onafhankelijk is, ofwel in tegengestelde richtingen door een eigen mechanisme.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat schoon water en/of lucht onder hoge druk straalsgewijs worden ingebracht teneinde slik, dat uit de slikaanzuigopening is aangezogen, op een soepele wijze naar boven via de slikafvoerpijp af te voeren en wel vanuit een schoon-wateropening en/of een luchtstraalopening, welke aanwezig is in de binnenwand van de slikafzuigopening, welke aan het topeind van de hardingsmiddelinjectiestaaf en bij de onderste sectie van de slikafvoerpijp/ welke aanwezig is bij de centrale sectie van de hardingsmiddelin j ectiestaaf , is aangebracht.

6· Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een schoon-waterstraalopening en/of luchtstraalopening voor het als een straal afvoeren van schoon water en/of lucht onder hoge druk voor het naar de buitenzijde afvoeren van het uit de slikaanzuigopening aangezogen slik op een geschikte wijze op één of meer plaatsen op de wand van de slikafvoerpijp, die in de hardingsmiddelinjectiestaaf aanwezig is, aanwezig zijn.

7· Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de topeindsectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf een hardingsmiddel onder straalwerking onder zodanige omstandigheden afvoert, dat zowel het straal-mondstuk als de slikaanzuigopening op een geschikte afstand van de buitenste hoorbuis worden vrijgegeven.

8. Inrichting voor het vormen van een uniform verbeterd grondlichaam, waarbij een boorput in de grond wordt geboord, een hardingsmiddelin j ectiestaaf in de geboorde boorput na het boren wordt ingébracht waarin één of meer verbeterde grondlichamen'in de grond worden gevormd door de hardingsmiddelinjectiestaaf naar boven te bewegen, waarbij het hardingsmiddel onder straalwerking en hoge druk wordt afgevoerd, gekenmerkt door een holle buitenste hoorbuis (een buitenste staaf) met een buitenste metalen snijkant aan het topeind daarvan en een boor-buisverbindingssectie aan het achtereind daarvan, een boorbuis-voortbe-wegingsinrichting met een binnenste snijkant en een sub-snijkant teneinde de binnenste snijkant aan het topeind daarvan te ondersteunen, met aan het achterste uiteinde een pijlvormige samenwerkingssectie, opvangen terugwinorganen in de boorbuis-voortbewegingsinrichting voorzien van een samenwerkingssectie, welke de samen te werken sectie aan het topeind daarvan invangt, voorzien van een samentrekkende en terugtrekkende sectie tussen de hoofdlichaamssectie en de samenwerkingssectie, een hardingsmiddelin j ectiestaaf , bestaande uit één of meer luchtinjectiepijpen, een hardingsmiddelinjectiepijp, een hoge-druk-waterinjectiepijp en een slikafvoerpijp, een van een aantal pijpen voorziene zwenkkoppeling, voor zien van eemn hardingsmiddelinj ectieopening, welke overeenkomt met de hardingsmiddelenjectiestaaf, één of meer luchtinjectieopeningen, een hoge-druk-injectieopening en een slikafvoeropening, een slikafzuigopening, een hardingsmiddelinjectiemondstuk, een monitor, een drukaftastinrichting en een kleine metalen snijkant op de topeindsectie van de hardingsmiddelin j ectiestaaf.

9. Inrichting volgens conclusie 8, gekenmerkt door een schoon-waterstraalopening en/of een luchtstraalopening in de genoemde wand aan de onderzijde van de slikafzuigopening en bij de laagste sectie van de slikafvoerpijp, welke aanwezig is bij de centrale sectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf.

10. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de slikafzuigopening vrij kan worden geopend en gesloten en de openings-doorsnede op een geschikte wijze instelbaar is.

11. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de topeindsectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf bestaat uit een tweede topeindsectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf, voorzien van een slikinjectieopening, welke wordt gebruikt onder de omstandigheden, dat deze vrij is ten opzichte van de buitenste hoorbuis, een eerste eindsec-tie van de hardingsmiddelinjectiestaaf voorzien van een straalmondstuk, dat verder kan worden uitgestoken, en de eindsectie van de buitenbuis bij de onderzijde van de tweede sectie van de hardingsmiddelinjectiestaaf is voorzien van een verbindingssectie, waarmede de hardingsmiddelin j ectiestaaf overeenkomstig de diepte van de grond, welke moet worden bewerkt, kan worden uitgestoken.