BE1010918A3

BE1010918A3 - Werkwijze en inrichting voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond.

Info

Publication number: BE1010918A3
Application number: BE9700130A
Authority: BE
Original assignee: Coelus Gaspar Jozef
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1999-03-02

Abstract

Werkwijze voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond, daardoor gekenmerkt dat het korrelig materiaal in de grond (4) wordt geduwd door middel van een schroefboor (19-19A) die in de grond (4) wordt aangebracht en in tegengestelde zin als de zin van haar schroefblad (21-21A) wordt gewenteld terwijl ze doorheen een hoeveelheid van dit korrelig materiaal steekt.

Description

Werkwijze en inrichting voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond.

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond.

Door korrelig materiaal wordt hier zand en grind of een mengsel daarvan bedoeld, eventueel vermengd met cement.

Dergelijke werkwijze wordt onder meer toegepast voor het vormen van verticale drainpalen in de grond om slappe samendrukbare lagen sneller te laten consolideren.

Zand wordt in de slappe lagen gebracht door tegelijk te boren en zand in te spuiten. Door het gebruik van water wordt het terrein sterk bevuild en relatief lange tijd kan er niet verder op gewerkt worden.

Het aanbrengen van zand in de grond wordt ook uitgevoerd voor het verdichten van slechte grondlagen, bijvoorbeeld ter voorbereiding voor het aanbrengen van verdringingspalen.

In plaats van de slechte grond af te voeren en te vervangen door goede grond of de grond dynamisch te verdichten door middel van een valblok of nog aan de oppervlakte te verdichten door trilmachines, wordt zand in de grondlagen gespoten, waardoor een verdichting tot op grote diepte mogelijk is.

Dit geschiedt tot nu toe onder toevoer van water en meestal met speciale trilapparaten.

Al de bekende werkwijzen zijn hinderlijk voor de omgeving en vergen veel energie en meestal ook relatief dure apparatuur.

Deze uitvinding heeft een werkwijze voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond als doel die voornoemde en andere nadelen niet vertoont en die toelaat op een snelle, eenvoudige en milieu-vriendelijke manier korrelig materiaal in de grond aan te brengen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het korrelig materiaal in de grond wordt geduwd door middel van een schroefboor die in de grond wordt aangebracht en in tegengestelde zin als de zin van haar schroefblad wordt gewenteld terwijl ze doorheen een hoeveelheid van dit korrelig materiaal steekt.

Doordat de schroefboor in tegengestelde zin van de zin van het schroefblad wordt gewenteld, zal het korrelig materiaal, bijvoorbeeld zand en/of grind, tussen de windingen van het schroefblad naar beneden getransporteerd worden.

Bij voorkeur wordt het korrelig materiaal eerst op de grond aangebracht en vervolgens in de grond geduwd door middel van een schroefboor die doorheen dit materiaal in de grond wordt geduwd terwijl ze in tegengestelde zin als de zin van haar schroefblad wordt gewenteld.

Het korrelig materiaal dat op de grond werd aangebracht, zal sneller in de grond dringen dan de schroefboor zodat deze schroefboor in de grond steeds zal omringd worden door korrelig materiaal.

Een schroefboor met een rechts schroefblad wordt dus links gewenteld.

Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van een schroefboor met een relatief scherpe punt.

Het korrelig materiaal kan op de grond worden aangebracht in een bovenaan en onderaan open silo.

Deze uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting die bijzonder geschikt is voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een van de vorige uitvoeringsvormen.

Deze uitvinding heeft aldus betrekking op een inrichting voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond die daardoor gekenmerkt is dat ze een bovenaan en onderaan open silo bevat, een schroefboor, bij voorkeur met een schroefblad met constante diameter en met een spitse punt, en een mechanisme om deze boor tegelijk in tegengestelde zin als de zin van het schroefblad te wentelen en naar beneden te verplaatsen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkel voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een werkwijze en inrichting voor het in de grond brengen van een korrelig materiaal beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een inrichting weergeeft voor het in de grond brengen van een korrelig materiaal volgens de uitvinding ;

figuur 2 een gedeelte weergeeft van de inrichting van figuur 1, maar tijdens het inbrengen van korrelig materiaal in de grond ; figuur 3 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 2 met F3 is aangeduid ;

figuur 4 een doorsnede weergeeft volgens de lijn IV-IV in figuur 3. figuur 5 een doorsnede weergeeft van het onderste gedeelte van de schroefboor tijdens het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm ervan.

De inrichting volgens de uitvinding weergegeven in de figuren 1 tot 4 bevat een rupsonderstel 1 waarop een hoofdgestel 2 draaibaar gemonteerd is.

Op dit hoofdgestel 2 is een mast 3 wentelbaar aangebracht.

Tijdens het in de grond 4 brengen van zand wordt deze mast 3 verticaal gehouden door schoorstangen 5 terwijl het hoofdgestel 2 ten opzichte van de grond 4 gestabiliseerd wordt door hydraulische vijzels 6.

Op het hoofdgestel 2 bevindt zich een dieselmotor 7 die aangesloten is op een dieseltank 8 en die via een tandwielkast 9 verscheidene hydraulische pompen 10 aandrijft die aansluiten op een tank 11 met hydraulische vloeistof.

Op het van de mast 3 verwijderde uiteinde van dit hoofdgestel 2 is een besturingscabine 12 aangebracht met daarin de nodige meet-en besturingsinstrumenten.

Over de mast 3 is een draaitafel 13 verschuifbaar door midel van twee lieren 14 en 15, die naast de mast 3 op het

hoofdgestel 2 gemonteerd zijn en gedreven worden door hydraulische motoren 16 en de draaitafel 13 naar omlaag, respectievelijk naar omhoog, trekken.

In de draaitafel 13 is een draaimechanisme 17 gelegen dat door een hydraulische motor 18 aangedreven wordt voor het wentelen van een schroefboor 19.

Deze schroefboor 19 bestaat uit een volle ronde stang 20 met een scherpe punt en voor de rest een constante diameter en uit een erop aangebracht schroefblad 21 met rechtse schroefzin en eveneens met constante buitendiameter behalve op de punt waar het schroefblad 21 in buitendiameter afneemt zodat het onderste uiteinde van de schroefboor 19 puntig uitloopt.

Het bovenste uiteinde ervan is gevat in het draaimechanisme 17.

Verder bevat de inrichting een silo 22 met een cilindrisch onderste gedeelte 23 waarvan de binnendiameter iets groter is dan de constante buitendiameter van het schroefblad 21 en een trechtervormig bovenste gedeelte 24 dat in de dwarsrichting van het hoofdgestel 2 breder is dan in de langsrichting ervan, zoals meer in detail is weergegeven in de figuren 3 en 4.

Dit bovenste gedeelte 24 is vastgemaakt aan de cilinder van een perscilinder 25 waarvan de zuigerstang vastgemaakt is aan het onderste uiteinde van de mast 3. Dit bovenste gedeelte 24 steekt met een gedeelte in een geleiding 26 die op deze mast 3 is vastgemaakt.

De pompen 10 voeden voornoemde vijzels 6, de hydraulische motoren 16 en 18 en de perscilinder 25.

Om met deze inrichting op een bepaalde plaats zand in de grond 4 te brengen, wordt als volgt tewerk gegaan.

De inrichting wordt ter plaatse gebracht en het hoofdgestel 2 wordt door het uitschuiven van de vijzels 6 gestabiliseerd. De mast 3 wordt opgericht en door de schoorstangen 5 geschoord. Voor of na het oprichten, wordt de schroefboor 19 in de draaitafel 13 bevestigd.

Deze draaitafel 13 wordt door de lier 15 in haar hoogste stand gebracht en juist onder de punt ervan wordt de silo 22 geplaatst zodanig dat het cilindrische gedeelte 23 ervan in het verlengde ligt van de schroefboor 19.

Deze silo 22 wordt met behulp van de perscilinder 25 een tiental cm in de grond 4 geduwd en vervolgens minstens 50 cm hoog gevuld met zand 27. De inrichting bevindt zich dan in de toestand zoals weergegeven in figuur 1.

Tenslotte worden de draaitafel 13 en dus ook de schroefboor 19 door de lier 14 naar omlaag verplaatst tot de punt van de schroefboor 19 in het zand 27 in de silo 22 steekt. De inrichting bevindt zieh dan in de toestand zoals weergegeven in figuur 1.

Vervolgens wordt de draaitafel 13 gewenteld in de linkse draaizin, dus in de tegengestelde zin als de schroefzin van het schroefblad 21 en door middel van de lier 14 tegelijkertijd verder naar beneden verplaatst.

Het zand 27 tussen de windingen van het schroefblad 21 zal de neiging hebben om met de schroefboor 19 mee te draaien.

Door de wrijving van de wand van de silo 22 en de grond 4 rond de schroefboor 19 wordt deze draaiende beweging van het zand 27 evenwel afgeremd.

Het gevolg hiervan is dat het zand 27 zieh ook axiaal zal verplaatsen en, doordat het schroefblad een zin bezit die tegengesteld is aan de rotatiezin van het schroefblad 21, meer bepaald naar beneden. Het zand 27 daalt dus vlugger in de grond 4 dan de schroefboor 19.

De schroefboor 19 duwt dus steeds zand 27 voor zieh uit en is ook steeds omringd door zand 27. De spitse punt van de schroefboor 19 zorgt ervoor dat de ruimte tussen de windingen van het schroefblad 21 vanaf het begin goed gevuld is met zand 27 en zorgt ervoor dat in de grond 4 het zand 27 dat via het schroefblad 21 de punt bereikt zijdelings verdrongen wordt. Indien nodig wordt de silo 22 tijdens de werking bijgevuld met zand 27.

De inrichting is in de figuren 2 tot 4 weergegeven tijdens dit in de grond 4 duwen van het zand 27.

Aldus wordt vermenging tussen het aangevoerde zand 27 en de grond 4 vermeden. Een zandpaal wordt in de grond 4 gevormd waarvan de diameter groter kan zijn dan de buitendiameter van het schroefblad 21. Hoe groter de rotatiesnelheid van de schroefboor 19, hoe meer zand 27 er per meter schroefboor 19 in de grond 4 kan worden gedrukt.

Deze zandpaal vormt een uitstekende drainpaal.

Wanneer de zandpaal diep genoeg gevormd is, wordt de schroefboor 19 door middel van de lier 15 terug uitgetrokken. Tijdens dit uittrekken wordt de schroefboor 19 verder gewenteld in dezelfde zin als bij het inbrengen.

Door dit uittrekken traag uit te voeren maar daarbij de schroefboor 19 met grote snelheid te doen draaien, kan de diameter van de gevormde zandkolom in de grond 4 vergroot worden en daarbij de druk op de grond 4 rond deze zandpaal aanzienlijk verhoogd.

In de as van aldus in samendrukbare en waterzieke grond 4 gevormde drainpalen met grote diameter kunnen betonpalen worden gevormd. Hierbij wordt de negatieve kleefkracht uitgeschakeld of verminderd. Het zogenaamde "bloeden" van deze betonpalen, dit is het wegspoelen van cement door water dat door de compressie van weinig doorlatende grond omhoog geduwd wordt, wordt vermeden.

Door de schroefboor 19 enkel te draaien maar zijn punt in een of andere slappe grondlaag te houden, kan zand 27 in deze laag worden geduwd en deze laag sterk verdicht worden.

Het is ook mogelijk aan het zand 27 cement toe te voegen waardoor na bepaalde tijd de gevormde zandpaal een relatief grote draagkracht zal krijgen.

In plaats van zand 27 kan een ander korrelig materiaal al dan niet gemengd met zand en/of cement zoals grind in de silo 22 aangebracht worden en dus in de grond 4 geduwd worden.

Wanneer de hiervoor beschreven'werkwijze in dikke lagen van zeer slappe grond toegepast wordt, is het mogelijk dat het

zand 27 reeds bij een geringe druk de schroefboor 19 zijdelings verlaat.

Dit kan voor gevolg hebben dat de grondverbetering door het zand 27 zeer gering is, tenzij dit zand 27 achteraf nog door ander middelen zoals trilnaalden en dergelijke verdicht wordt. Er zal zeer veel zand 27 verbruikt worden en een zandpaal met zeer grote diameter verkregen worden, maar deze zandpaal is vrij los en van weinig waarde voor de grondverbetering.

Dit kan vermeden worden door de hiervoor beschreven inrichting te gebruiken met een andere schroefboor 19A zoals weergegeven in figuur 5.

Deze schroefboor 19A verschilt slechts van de schroefboor 19 uit de inrichting volgens de figuren 1 tot 4 doordat op de buitenrand van het schroefblad 21 een rand 21A staat die bij voorkeur in de langsrichting van de schroefboor 19 en naar onder gericht is zoals weergegeven in de figuur 5.

Deze rand 21A is bijvoorbeeld gevormd door een stalen strook die op de onderzijde tegen de rand van het schroefblad 21 gelast wordt.

Door deze rand 21A kan het zand 27 moeilijker zijwaarts de schroefboor 19 verlaten en is de druk van het getransporteerde zand 27 dus groter.

Op een eenvoudige en milieu-vriendelijke manier en met een relatief eenvoudige inrichting kan een grote hoeveelheid zand 27 of ander korrelig materiaal in de grond 4 gebracht worden om een drainpaal of steunpaal te vormen of de grond 4 gewoon te verbeteren.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het in de grond brengen van een korrelig materiaal kan in verschillende varianten worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies.

1. - Werkwijze voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond, daardoor gekenmerkt dat het korrelig materiaal in de grond (4) wordt geduwd door middel van een schroefboor (19-19A) die in de grond (4) wordt aangebracht en in tegengestelde zin als de zin van haar schroefblad (21-21A) wordt gewenteld terwijl ze doorheen een hoeveelheid van dit korrelig materiaal steekt.

2.- Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het korrelig materiaal eerst op de grond (4) wordt aangebracht en vervolgens in de grond (4) wordt geduwd door middel van een schroefboor (19-19A) die doorheen dit materiaal, in de grond (4) wordt geduwd terwijl ze in tegengestelde zin als de zin van haar schroefblad (21-21A) wordt gewenteld.

3.-Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat het korrelig materiaal op de grond (4) wordt aangebracht in een silo (22) die onderaan en bovenaan open is.

4.-Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat voor het verdichten van een grondlaag, het onderste uiteinde van de schroefboor (19-19A) in deze laag wordt aangebracht en korrelig materiaal in deze laag wordt geduwd door het wentelen van de schroefboor (19-19A) terwijl dit onderste uiteinde in de laag blijft.

5.-Werkwijze volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat een schroefboor (19-19A) met een rechts schroefblad (21-21A) wordt gebruikt en deze <Desc/Clms Page number 12> schroefboor (19-19A) dus links wordt gewenteld tijdens het in de grond (4) duwen van het korrelig materiaal.

6.-Werkwijze volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat gebruik gemaakt wordt van een schroefboor (19-19A) met een relatief scherpe punt.

7.-Werkwijze volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat bij het uittrekken de schroefboor (19-19A) in zelfde zin als bij het in de grond (4) brengen, wordt gewenteld.

8.-Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot 3 en volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat voor het vergroten van de diameter van de paal van korrelig materiaal die werd gevormd bij het in de grond (4) duwen van korrelig materiaal de schroefboor (19-19A) traag uit de grond (4) wordt getrokken terwijl ze snel wordt gedraaid.

9.-Werkwijze volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat voor het aanbrengen van het korrelig materiaal in dikke lagen slappe grond gebruik gemaakt wordt van een schroefboor (19A) waarvan het schroefblad (21) een op haar buitenrand staande rand (21A) bezit.

10.-Inrichting voor het inbrengen van korrelig materiaal in de grond (4), daardoor gekenmerkt dat ze een bovenaan en onderaan open silo (22) bevat, een schroefboor (19-19A) en een mechanisme om deze schroefboor (19-19A) tegelijk in tegengestelde zin als de zin van het schroefblad (21-21A) te wentelen en naar beneden te verplaatsen. <Desc/Clms Page number 13> 11.-Inrichting volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de schroefboor (19-19A) een spitse punt bezit en een schroefblad (21-21A) waarvan de buitendiameter, behalve op de spitse punt, constant is.

12.-Inrichting volgens conslusie 10 of 11, daardoor gekenmerkt dat de silo (22) een onderste cilindrisch gedeelte (23) bevat waarvan de binnendiameter nagenoeg gelijk is aan de buitendiameter van het schroefblad (21-21A).

13.-Inrichting volgens een van de conclusies 10 tot 12, daardoor gekenmerkt dat de silo (22) door middel van een perscilinder (25) met de mast (3) verbonden is.

14.-Inrichting volgens een van de conclusies 10 tot 13, daardoor gekenmerkt dat het schroefblad (21) van een op zijn buitenrand staande rand (21A) voorzien is.

15.-Inrichting volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat het schroefblad (21) van een evenwijdig aan de schroefboor (19) en naar onder gerichte rand (21A) voorzien EMI13.1 is.