"Werkwijze voor het verdiepen van een bestaande kaaimuur"
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verdiepen van een bestaande kaaimuur.
Het doel van de uitvinding is een werkwijze voor te schrijven die het uitdiepen van een kaaimuur zonder onderbreking van de activiteiten op kaainiveau mogelijk maakt.
Een ander doel van de uitvinding is het voorschrijven van een werkwijze waardoor de bestaande structuur in het geheel niet, of althans in onbeduidende mate wordt verstoord.
Om dit volgens de uitvinding mogelijk te maken, boort men vanaf het maaiveld van de kaaimuur naar onder toe boorgaten tot het peil van de funderingsaanzet van de kaaimuur is bereikt, freest men dan verder een cilindrische ruimte met een grotere diameter uit en vult men deze ruimte met "grout" bij tot een zuil ontstaat die men laat verharden en laat men, vóór bedoeld "grout" is verhard, doorheen hogerbedoeld boorgat een stalen wapening tot in hogerbedoelde zuil zakken, vult men het boorgat met een verhardende specie en herhaalt men meerdere malen deze bewerking volgens een willekeurig patroon tot een continu scherm ontstaat dat zich in de langszin van de kaaimuur uitstrekt en een voldoende breedte vertoont om de kaaimuur te ondersteunen.
Volgens een bijzonder aantrekkelijke verwezenlijkingsvorm boort men hogerbedoeld boorgat doorheen het massief van de kaaimuur zelf.
Volgens een mogelijke variante, afhankelijk van de structuur van de kaaimuur, boort men hogerbedoeld boorgaat achter en doorheen de fundering van de kaaimuur zelf.
Een bij voorkeur toegepaste verwezenlijkingsvorm van de uitvinding bestaat hierin dat men hogerbedoelde ruimte, onder het peil van de funderingsaanzet van de kaaimuur door de techniek bekend als "grouting onder zeer hoge druk" verwezenlijkt, t.w. door toepassing van een druk die ligt tussen ongeveer 200 en ongeveer 800 bar.
Andere details en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een werkwijze voor het verdiepen van een bestaande kaaimuur, volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.
Figuren 1, 2 en 3 vertonen schematisch drie mogelijke uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding. Figuren 4, 5 en 6 illustreren, eveneens schematisch, het bekomen pijlersschema onderaan de kaaimuur volgens de figuren 1, 2 en 3. Figuren 7, 8 en 9 vertonen schematisch drie varianten van de werkwijze volgens de uitvinding. Figuren 10, 11 en 12 vertonen op een grotere schaal en eveneens zeer schematisch het werkschema volgens hetwelk zuilen onderaan en kaaimuur kunnen worden verwezenlijkt.
De werkwijze door deze figuren geïllustreerd, omvat in een eerste fase het boren vanaf het maaiveld 1 naar de funderingsaanzet 2 van een massieve kaaimuur 3 van gaten 4 en 5. De hoek waaronder deze gaten worden geboord is willekeurig. Volgens figuren 1, 2, 7 en 9 worden alle gaten verticaal geboord terwijl het schema volgens figuren 3 en 8 minstens een reeks verticale gaten 4 en minstens een reeks schuin geboorde gaten 5 laat zien.
De gaten 4 en 5 hebben een beperkte diameter die bijvoorbeeld ligt in de orde van grootte van nagenoeg 15 cm.
De boorgaten worden bekomen door het in de grond duwen van boorbuizen 6 met een boorkop 7. De figuren 10, 11 en 12 geven een zeer duidelijk zicht van deze boorbuizen met boorkop. Een tot dit doel bijzonder geschikte boorapparatuur is bijvoorbeeld deze die in detail is beschreven in de Belgische octrooiaanvrage
08900872.
Wanneer de boorkop het niveau heeft bereikt van de funderingsaanzet 2 van de kaaimuur 3 wordt door een daartoe geschikte techniek een nagenoeg cilindrische ruimte 8 uitgefreesd. De hierbij toegepaste technieken zullen verder in detail worden beschreven.
Onderaan elk van de boorgaten 4 en 5 kan dus een cilindrische ruimte worden gefreesd die kan worden bijgevuld met een verhardende specie. Deze specie is "cementgrout" waardoor telkens onderaan de verschillende boorgaten 4 en 5 een zuil 9 ontstaat.
In de figuren 10, 11 en 12 wordt zeer schematisch de cilindrische ruimte 8 voorgesteld die ontstaat door het toepassen van een zeer hoge druk die kan liggen tussen ongeveer 200 en ongeveer 800 bar. In de figuren 1 tot 3 en 7 tot 9 wordt de zuil 9 voorgesteld. Vanaf het maaiveld 1 naar de zuilen 9, t.w. dus van boven naar beneden, kunnen wapeningsstaven doorheen de boorgaten en de daarbijhorende zuilen 9 worden gebracht vooraleer de specie die de cilindrische ruimte 8 vult, is verhard. Het is ook duidelijk dat deze wapeningen slechts kunnen worden ingebracht voor zover geen steen- of rotsafval in bedoelde ruimtes niet aanwezig zijn.
Men kan dus door de hierboven geschetste boortechniek te herhalen, een scherm langs de waterzijde van de kaaimuur opbouwen zoals deze is voorgesteld in de figuren 4, 5 en 6. In deze verschillende figuren wordt het opgebouwde scherm schematisch voorgesteld door zuilen 9'. Dwars ten opzichte van het aldus ontstane zuilenscherm kunnen z.g. dwarsschermen volgens dezelfde techniek worden opgebouwd. De zuilen die tot deze dwarsschermen behoren, worden aangeduid met de verwijzing 9". Het is duidelijk dat gelijk welk ander patroon kan worden nagevolgd en wel in functie zowel van de structuur van de massieve kaaimuur als van de daaronder aanwezige grondlagen.
De zuilen die behoren tot de dwarsschermen worden eveneens gewapend met een wapeningsstaaf om dezelfde reden als de zuilen die behoren tot het frontscherm.
In functie van de onder de kaaimuur aanwezige grondlagen, kunnen bepaalde zuilen dieper worden doorgetrokken. Ook kunnen deze onder een schuine hoek voorkomen. In figuur 1 ziet men langs de landzijde een dieper doorgetrokken zuil, terwijl in figuur 3 de langs de landzijde voorkomende zuil schuin werd opgebouwd.
Een frontscherm of reeks van zuilen 9 kan desgevallend ook uitsluitend worden aangebracht onder de teen 10 van een dijk 3. Een dergelijke uitvoeringsvorm tonen de figuren 7 en 9.
In verband met de toegepaste techniek 5
voor het frezen de cilindrische ruimtes 8 die dan later aanleiding geven tot zuilen 9, wordt verwezen naar de reeds eerder genoemde figuren 10, 11 en 12.
Deze figuren illustreren drie mogelijke technieken voor het doen ontstaan van de cilindrische ruimtes 8 waarvan de diameter nagenoeg 1 meter bedraagt. Dit betekent dat de diameter van de zuil aanzienlijk groter is dan deze van de boorgaten 4 en 5.
Volgens figuur 4 wordt onder zeer hoge druk water en cement ingespoten ter hoogte van de pij len 11. Als gevolg van de geïnj ecteerde zeer hoge druk wordt de "grout" en het ter plaatse aanwezige zand van de ondergrond intensief dooreengemengd tot dit een cilindrisch volume vormt dat na verharding de reeds eerder besproken cilindrische zuil vormt. De diameter van de zuil hangt af van de toegepaste druk.
De techniek door figuur 11 verduidelijkt, stelt een variante van de eerst beschreven techniek voor waarbij de pijlen 11 steeds verwijzen naar een ingespoten mengsel van water en cement. Boven en onder de laag aangeduid door bewuste pijltjes 11 wordt de lucht onder druk ingeblazen. De pijltjes 12 duiden de plaats aan waar lucht boven en onder de water-cementlaag wordt ingespoten.
Ook hier worden zeer hoge drukken toegepast en de ontstane cilindrische ruimte hangt rechtstreeks af van de toegepaste druk.
De werkwijze volgens figuur 12 doet beroep op minder hoge drukken. Hierbij vindt men steeds de laag 11 waar water en cement onder druk wordt ingespoten met daarboven de combinatie van een laag onder druk ingespoten water 13 met boven en onder deze laag 13 ingespoten lucht door de pijltjes 14 verduidelijkt. Bij deze werkwijze kunnen dus lagere drukken worden toegepast, t.w. nagenoeg 30 bar. Het begrip "frezen onder hoge of zeer hoge druk" houdt in dat in zand- of leemachtige gronden een deel van de uiterst fijnkorrelige zand- of leemfractie met het spoelwater wordt afgevoerd. Met deze zeer hoge druk ontstaat ook een zekere verdichting van de inwendige wand van de ontstane ruimte. Beide factoren zijn er de oorzaak van dat de nodige hoeveelheid cement bij het door de werking van de waterstraal losgekomen fractie zand of leem kan worden toegevoegd.
Met het begrip "frezen" wordt dus niet het afvoeren van de losgekomen zand- of leemmassa bedoeld en dit is zeer kenmerkend voor de werkwijze volgens de uitvinding.
Al naargelang de structuur van de massieve kaaimuur en van de daaronder aanwezige grondlagen kan zonodig de teen van de massieve kaaimuur eerst worden verwijderd. In functie van de grondlagen kunnen tegelijkertijd doorheen de volgens de werkwijze behandelde kaaimuur trekankers worden aangebracht.
Het frontscherm onderaan de massieve kaaimuur die dan na het uitdiepen van het dok rechtstreeks in contact staat met het water moet een bijzondere weerstand kunnen bieden, niet alleen om de kaaimuur te ondersteunen maar om erosie te beletten die onvermijdelijk kan ontstaan door de turbulentie die scheepsschroeven veroorzaken. Om de afdichting van het eerste scherm te verzekeren, wordt meestal onmiddellijk na de eerste en tussen de eerste zuilen een tweede rij zuilen volgens dezelfde techniek opgebouwd.
Uit de hierboven gegeven beschrijving van de werkwijze volgens de uitvinding blijken de zeer grote voordelen van de toegepaste technieken, in hoofdzaak omdat de werken onderaan de kaaimuur continu kunnen worden uitgevoerd zonder enige onderbreking van de activiteiten op het niveau van het maaiveld van de kaaimuur.
Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven beschreven uitvoeringsvorm en dat vele wijzigingen hieraan zouden kunnen worden aangebracht zonder buiten het raam van de octrooiaanvrage te treden.
"Method for deepening an existing quay wall"
This invention relates to a method for deepening an existing quay wall.
The object of the invention is to prescribe a method which makes it possible to deepen a quay wall without interrupting the activities at quay level.
Another object of the invention is to prescribe a method whereby the existing structure is not disturbed at all, or at least insignificantly.
To make this possible according to the invention, drill holes from the ground level of the quay wall until the level of the foundation stop of the quay wall is reached, then further mill a larger diameter cylindrical space and fill this space. with "grout" to form a column which is allowed to harden and before the said "grout" has hardened, a steel reinforcement is lowered through the above-mentioned borehole into the above-mentioned column, the borehole is filled with a hardening mortar and repeated several times this operation according to a random pattern results in a continuous screen which extends in the longitudinal direction of the quay wall and has a width sufficient to support the quay wall.
According to a particularly attractive embodiment, the above-mentioned borehole is drilled through the massif of the quay wall itself.
According to a possible variant, depending on the structure of the quay wall, the drilling referred to above is drilled behind and through the foundation of the quay wall itself.
A preferred embodiment of the invention consists in that the space referred to above is realized, under the level of the foundation projection of the quay wall, known by the technique as "grouting under very high pressure", i.e. by applying a pressure of between about 200 and about 800 bar.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of a method for deepening an existing quay wall, according to the invention. This description is given by way of example only and does not limit the invention. The reference numbers refer to the attached figures.
Figures 1, 2 and 3 schematically show three possible embodiments of the method according to the invention. Figures 4, 5 and 6 illustrate, also schematically, the obtained pillar diagram at the bottom of the quay wall according to Figures 1, 2 and 3. Figures 7, 8 and 9 schematically show three variants of the method according to the invention. Figures 10, 11 and 12 show on a larger scale and also very schematically the work schedule according to which columns at the bottom and quay wall can be realized.
The method illustrated by these figures comprises, in a first phase, drilling from ground level 1 to the foundation attachment 2 of a solid quay wall 3 of holes 4 and 5. The angle at which these holes are drilled is arbitrary. According to Figures 1, 2, 7 and 9, all holes are drilled vertically, while the scheme according to Figures 3 and 8 shows at least a series of vertical holes 4 and at least a series of obliquely drilled holes 5.
The holes 4 and 5 have a limited diameter which is, for example, of the order of magnitude of approximately 15 cm.
The drill holes are obtained by pushing drill pipes 6 with a drill bit 7 into the ground. Figures 10, 11 and 12 give a very clear view of these drill pipes with drill bit. A drilling equipment particularly suitable for this purpose is, for example, that which is described in detail in the Belgian patent application
08900872.
When the drill bit has reached the level of the foundation attachment 2 of the quay wall 3, a virtually cylindrical space 8 is milled out by a suitable technique. The techniques used herein will be described in further detail.
Thus, a cylindrical space can be milled at the bottom of each of the boreholes 4 and 5 and can be filled with a hardening grout. This mortar is "cement grout", so that a column 9 is created at the bottom of the various drill holes 4 and 5.
In figures 10, 11 and 12, the cylindrical space 8 is very schematically represented, which is created by applying a very high pressure which can lie between about 200 and about 800 bar. Columns 9 are shown in Figures 1 to 3 and 7 to 9. From ground level 1 to columns 9, i.e. thus, from top to bottom, reinforcing bars can be passed through the boreholes and the associated columns 9 before the grout filling the cylindrical space 8 has hardened. It is also clear that these reinforcements can only be inserted insofar as no rock or rock waste is not present in the said areas.
Thus, by repeating the drilling technique outlined above, one can build up a screen along the water side of the quay wall as it is represented in figures 4, 5 and 6. In these different figures the built-up screen is schematically represented by columns 9 '. Transverse screens can be constructed transversely to the resulting column screen according to the same technique. The columns belonging to these transverse barriers are indicated by the reference 9 ". It is clear that any other pattern can be followed in function of both the structure of the solid quay wall and of the underlying layers.
The columns belonging to the cross screens are also armed with a reinforcing bar for the same reason as the columns belonging to the front screen.
Depending on the soil layers present under the quay wall, certain columns can be extended deeper. These can also occur at an oblique angle. Figure 1 shows a column that is drawn deeper along the land side, while in figure 3 the column occurring along the land side was built up at an angle.
A front screen or series of columns 9 can, if necessary, also be arranged only under the toe 10 of a dike 3. Figures 7 and 9 show such an embodiment.
In connection with the applied technique 5
for milling the cylindrical spaces 8, which later give rise to columns 9, reference is made to the aforementioned figures 10, 11 and 12.
These figures illustrate three possible techniques for creating the cylindrical spaces 8, the diameter of which is approximately 1 meter. This means that the diameter of the column is considerably larger than that of the boreholes 4 and 5.
According to figure 4, water and cement are injected under the arrows at a very high pressure. As a result of the injected very high pressure, the "grout" and the locally present sand of the substrate are intensively mixed until it has a cylindrical volume. that after curing forms the previously discussed cylindrical column. The diameter of the column depends on the applied pressure.
The technique illustrated by Figure 11 represents a variant of the technique previously described in which the arrows 11 always refer to an injected mixture of water and cement. Above and below the layer indicated by conscious arrows 11, the air is blown under pressure. The arrows 12 indicate the place where air is injected above and below the water-cement layer.
Here too very high pressures are applied and the resulting cylindrical space directly depends on the applied pressure.
The method according to figure 12 uses less high pressures. Here, the layer 11 where water and cement is injected under pressure and the combination of a layer of water injected under pressure 13 with air injected above and below this layer 13 are always clarified by the arrows 14. Thus, lower pressures can be used in this method, i.e. almost 30 bar. The term "milling under high or very high pressure" means that in sandy or loamy soils, part of the extremely fine-grained sand or loam fraction is removed with the rinse water. This very high pressure also creates a certain compaction of the internal wall of the space created. Both factors cause the necessary amount of cement to be added to the fraction of sand or loam released by the action of the water jet.
The term "milling" does not therefore mean the removal of the loosened sand or loam mass and this is very characteristic of the method according to the invention.
Depending on the structure of the solid quay wall and the base layers underneath it, the toe of the solid quay wall can be removed if necessary. Depending on the base layers, tensile anchors can be applied simultaneously through the quay wall treated according to the method.
The front screen at the bottom of the solid quay wall which then comes into direct contact with the water after the dock has been deepened must be able to provide a special resistance not only to support the quay wall but to prevent erosion that may inevitably arise from the turbulence caused by propellers. . To ensure the sealing of the first screen, a second row of columns is usually built up according to the same technique immediately after the first and between the first columns.
The above description of the method according to the invention shows the very great advantages of the techniques applied, mainly because the works at the bottom of the quay wall can be carried out continuously without any interruption of the activities at ground level of the quay wall.
It is clear that the invention is not limited to the above-described embodiment and many modifications could be made to it without departing from the scope of the patent application.