NL9400101A - Werkwijze en inrichting voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water.

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

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Europese octrooischrift 0 011 894. Bij deze bekende werkwijze wordt de druk in het inwendige van de paal verlaagd door door middel van een op de zuigpaal aangesloten pomp continu water uit het inwendige van de zuigpaal te verwijderen totdat de paal op de gewenste diepte in de bodem is gedrongen. Deze werkwijze heeft als nadeel dat bij bepaalde bodemsoorten of -samenstellingen de mogelijkheid bestaat dat als gevolg van de verlaagde druk in het inwendige van de paal, water via de bodem en onder de onderrand van de paal door het inwendige van de paal binnenstroomt en/of dat grondbreuk ontstaat. In het eerste geval wordt de in het inwendige van de zuigpaal opgewekte onderdruk deels teniet gedaan, bij grondbreuk, dat wil zeggen het loslaten van de bodem onderin de zuigpaal, heeft tot gevolg dat grond in de pomp terecht komt en de pomp dichtslibt.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het installeren van een holle zuigpaal in een waterbodem te verschaffen, waarbij dit nadeel niet optreedt.

Dit oogmerk wordt bereikt door een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, die gekenmerkt wordt doordat de druk in het inwendige van de paal een aantal malen schoksgewijs wordt verlaagd totdat de paal op de gewenste diepte in de bodem is gedrongen.

Door het schoksgewijs verlagen van de druk in het inwendige van de paal heeft water geen tijd om via de bodem onder de onderrand van de paal door in het inwendige van de paal te dringen. Bij elke schoksgewijze verlaging van de druk in het inwendige van de paal zal de paal door de overdruk op de paalkop over een bepaalde lengte in de bodem worden gedreven, zonder dat er grondbreuk optreedt.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, welke inrichting wordt gekenmerkt door tenminste één vat, een op het vat aangesloten verbindingsleiding die afdichtend kan worden aangesloten op de zuigpaal voor het verbinden van het inwendige van het vat met het inwendige van de zuigpaal, een eerste klep voor het afsluiten van de verbindingsleiding, een met het inwendige van het vat in verbinding staande pomp voor het leegpompen van het vat, een tweede klep voor het afsluiten van het via de pomp lopende verbindingskanaal tussen het inwendige van het vat en de omgeving, alsmede middelen voor het besturen van de kleppen en de pomp.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zijn vastgelegd in de conclusies 2 en 3, resp. 5 t/m 8.

De uitvinding heeft verder nog betrekking op een zuigpaal zoals gedefinieerd in conclusie 9.

De uitvinding wordt in het hiernavolgende uitvoeringsvoor-beeld nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin:

Fig. 1 zeer schematisch in langsdoorsnede een gedeeltelijk in de bodem van een water gedrongen zuigpaal weergeeft met een daarop geplaatste inrichting voor het in de bodem drijven van de zuigpaal,

Fig. 2 schematisch een bepaalde uitvoeringsvorm weergeeft van een op een zuigpaal geplaatste inrichting volgens de uitvinding voor het in de bodem van een water drijven van de zuigpaal,

Fig. 3 een bovenaanzicht is van de inrichting van fig. 2., en

Fig. 4 schematisch een andere uitvoeringsvorm weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding.

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

In fig. 2 en 3 is een bepaalde uitvoeringsvorm van de op een zuigpaal 1 geplaatste inrichting 7 voor het in de bodem 2 van een water drijven van de zuigpaal 1 meer in detail weergegeven.

De inrichting 7 omvat in de weergegeven uitvoeringsvorm drie vaten 11 en een pomp 12. Elk van de vaten 11 staat via een verbindingsleiding 13 in verbinding met een kolk 14 aan de zuigzijde van de pomp 12. Via de kolk 14 staan de verbindings-leidingen 13 in verbinding met de leiding 8 die naar het inwendige 6 van de zuigpaal 1 leidt. In de leiding 8 is een eerste klep 15 aangebracht, waarmee de leiding 8 kan worden afgesloten of geopend.

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

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

De inrichting 7 is met behulp van drie kabels 21 die vanaf de onderzijde van de regel- en verbindingskast 20 naar drie over de omtrek van de zuigpaal 1 verdeelde punten 22 lopen, verbonden met de zuigpaal 1. De verbinding van de drie kabels 21 met een ophangoog 23 aan de onderzijde van de regel- en verbindingskast 20 kan worden losgekoppeld.

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

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

Nadat op een (hier niet weergegeven) vaartuig de inrichting 7 door middel van de kabels 21 is verbonden met de zuigpaal 1, waarbij een naar de omgeving toe dichte verbindings-leiding 8 tussen de inrichting 7 en het inwendige 6 van de zuigpaal 1 tot stand is gebracht, en de hijskabel 9 is verbonden met de regel- en verbindingskast 20, wordt het geheel vanaf het vaartuig af gezonken. Tijdens het af zinken staan alle kleppen 15, 16 en 18 open, totdat de kap 4 van de zuigpaal 1 onder water is. Vervolgens worden alle kleppen 15, 16 en 18 gesloten. De vaten 11 zijn dan nog met lucht gevuld en functioneren tijdens het verder af zinken van het geheel als boei voor de stabilisatie van de zuigpaal 1.

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

Vervolgens worden de kleppen 15 en 18 gesloten en de pomp 12 gestart. De pomp 12 pompt het water uit de vaten 11, waardoor in de vaten 11 een onderdruk ten opzichte van de omgeving wordt gecreëerd. Na verloop van een bepaalde tijd of wanneer een bepaalde onderdruk in de vaten is gerealiseerd, wordt de klep 17 in de af voer 16 van de pomp 12 gesloten en de pomp 12 stopgezet. Hierna wordt de klep 15 geopend. Door het heersende drukverschil tussen het inwendige 6 van de paal I en het inwendige van de vaten 11, zal water vanuit het inwendige 6 van de paal 1 met grote snelheid via de leiding 8 en de verbindingsleidingen 13 naar de vaten 11 stromen, waardoor een schoksgewijze verlaging van de druk in het inwendige 6 van de paal 1 plaatsvindt en een naar beneden gerichte, min of meer slagachtige kracht op de kap 4 van de paal 1 ontstaat. Als gevolg hiervan wordt de paal verder in de bodem 2 gedreven.

Op het moment dat de paal 1 niet verder in de bodem 2 dringt, wordt de klep 15 gesloten, de klep 17 geopend en de pomp 12 opnieuw gestart, waardoor opnieuw water uit de vaten II wordt gepompt en deze vaten opnieuw onder onderdruk komen te staan.

De bovenbeschreven stappen van het leegpompen van de vaten 11 en het schoksgewijs verlagen van de druk in het inwendige 6 van de paal 1 door water uit het inwendige 6 van de paal 1 naar de onder onderdruk staande vaten 11 te laten stromen, wordt zo vaak herhaald tot de gewenste indringdiepte van de paal 1 in de bodem 2 is bereikt. Tenslotte wordt de verbinding tussen de kabels 21 en het ophangoog 23 aan de regelen verbindingskast 20 outkoppeld en de inrichting 7 met behulp van de hijskabel 9 weer opgehesen en aan boord gebracht.

In plaats van het gezamenlijk vanaf een vaartuig neerlaten van de inrichting 7 en de zuigpaal 1 is het ook mogelijk eerst de zuigpaal 1 op de bodem 2 te plaatsen en vervolgens de inrichting 7 neer te laten en onder water in verbinding te brengen met de reeds op de bodem 2 geplaatste zuigpaal. Het in de bodem 2 drijven van de zuigpaal 1 verloopt dan verder op de hiervoor beschreven wijze.

In f ig. 4 is een andere uitvoeringsvorm van de inrichting 7 volgens de uitvinding weergegeven. Voor onderdelen die overeenkomen met onderdelen van de in fig. 2 en 3 weergegeven inrichting zijn dezelfde verwijzingscijfers gebruikt.

De uitvoeringsvorm van fig. 4 verschilt van die van fig.

2 en 3 doordat bij deze uitvoeringsvorm slechts één vat 11 is toegepast en de pomp 12 binnenin dit vat is opgesteld. Dit leidt tot enige constructieve verschillen.

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

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

Verder is het vat ll aan de bovenzijde voorzien van een door een derde klep 18 afsluitbare opening 19.

De regel- en verbindingskast 20 is bovenop het vat 11 geplaatst via een van openingen 28 voorzien tussenstuk 29.

De werking van de inrichting 7 van fig. 4 is hetzelfde als die van fig. 2 en 3.

Het zal duidelijk zijn dat ook uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding ongelijk zijn met ander aantal (twee, vier of meer) vaten 11.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het installeren van een holle zuigpaal in de bodem van een water, waarbij de paal op de bodem wordt neergelaten, de druk in het inwendige van de paal wordt verlaagd door er water uit te verwijderen, waardoor de paal in de bodem dringt en een kolom bodemmateriaal in het inwendige van de paal dringt, met het kenmerk, dat de druk in het inwendige (6) van de paal (1) een aantal malen schoksgewijs wordt verlaagd totdat de paal (1) op de gewenste diepte in de bodem (2) is gedrongen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor het schoksgewijs verlagen van de druk het inwendige (6) van de paal (1) in verbinding wordt gebracht met een onder onderdruk staande ruimte (11).

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat ruimte onder onderdruk wordt gebracht door de ruimte (11) af te sluiten en het erin aanwezige water eruit weg te pompen.

4. Inrichting voor het in de bodem van een water drijven van een zuigpaal, die kan worden toegepast bij de werkwijze van conclusie 1-3, gekenmerkt door een tenminste één vat (11), een op het vat aangesloten verbindingsleiding (13) die af dichtend kan worden aangesloten op de zuigpaal (1) voor het verbinden van het inwendige van het vat (11) met het inwendige (6) van de zuigpaal (1), een eerste klep (15) voor het afsluiten van de verbindingsleiding (13), een met het inwendige van het vat (11) in verbinding staande pomp (12) voor het leegpompen van het vat (11), een tweede klep (17) voor het afsluiten van een via de pomp (12) lopende verbindingskanaal tussen het inwendige van het vat en de omgeving, alsmede middelen (20) voor het besturen van de kleppen (15, 17) en de pomp (12).

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat elk vat (11) aan de bovenzijde is voorzien van een door een derde klep (18) afsluitbare opening (19), via welke opening (19) het inwendige van het vat (11) rechtstreeks in verbinding kan worden gebracht met de omgeving.

6. Inrichting volgens conclusies 4 of 5, met het kenmerk, dat de inrichting is opgebouwd als een eenheid (7) die op een zuigpaal (1) geplaatst kan worden.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de eenheid (7) door middel van een losmaakbare koppeling (21, 22, 23; 25) met de zuigpaal kan worden verbonden.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de eenheid (7) is voorzien van middelen voor het eraan bevestigen van een hijskabel (9).

9. Inrichting volgens een der conclusies 4-8, met het kenmerk, dat deze is omgeven door een beschermkooi.

10. Holle zuigpaal bestemd om in de bodem van een water te worden geïnstalleerd, met het kenmerk, dat de zuigpaal (1) aan de bovenzijde is afgesloten door een kap (4) waarin een aansluitstuk is aangebracht om het inwendige (6) van de zuigpaal (1) aan te sluiten op een inrichting voor het in de bodem (2) drijven van de zuigpaal (1) door middel van het verlagen van de druk in het inwendige (6) van de zuigpaal (1).