NL1025689C2 - Boorbuis met boorpunt alsmede werkwijze voor het vormen van een funderingspaal in de grond. - Google Patents

Description

Boorbuis met boorpunt alsmede werkwijze voor het vormen van een funderingspaal in de grond.

De uitvinding heeft betrekking op een boorbuis voor het vervaardigen van een in 5 de grond gemaakte fundatiepaal uit verhardbaar materiaal, welke boorbuis roterend in de grond wordt gebracht en een buis alsmede een boorpunt omvat voor het verdringen van grond, welke boorpunt ten opzichte van de as van de boorbuis een axiaalsymmetrische vorm heeft en is uitgerust met een afsluitbare uitstroomopening voor het verhardbare materiaal.

10 Een dergelijke boorbuis is bekend. Deze boorbuis wordt toegepast bij het vormen van een funderingspaal in de grond, welke paal vervaardigd is uit een verhardend materiaal, zoals beton, grout en dergelijke materialen op basis van cement/water mengsels. De funderingspaal reikt vanaf het maaiveld door een slappe laag van bijvoorbeeld klei tot in een draagkrachtige laag van bijvoorbeeld zand. De lengte van IS een funderingspaal ligt meestal tussen 10 en 40 meter.

De boorbuis wordt vanaf het maaiveld in de grond gedrongen door een boormotor die een rotatie- en axiale drukkracht op de buis uitoefent Voor de axiale drukkracht · wordt ook vaak een deel van het gewicht van de boorinstallatie, zoals de kraan, gebruikt Dit geschiedt bijvoorbeeld door een trekkabd, lopend vanaf de boormotor 20 langs de boorgeleidingsmast en via de voorkant van de kraan naar een treklier, tijdens het indringen van de buis met de treklier aan te halen. Hierdoor wordt de buis in hoofdzaak trillingsvrij en grondverdringend tot de vereiste diepte in de bodem gebracht meestal enige meters in de draagkrachtige laag.

Grondverdringing betekent in tegenstelling met grondverplaatsing, dat tijdens het 25 indringen van de boorbuis nagenoeg geen grond naar het maaiveld wordt getransporteerd. De grond wordt naar opzij in de omringende grand geperst De boorpunt is gewoonlijk puntvormig. In de praktijk blijkt een puntvormige boorpunt relatief moeilijk de grond in te schroeven. Door de axiale verplaatsing van een puntvormige boorpunt wordt de grond tegelijkertijd (verticaal) aangedrukt en zijwaarts 30 verplaatst Voorbij het puntvormige uiteinde van de boorpunt is de grond derhalve reeds aanzienlijk radiaal ten opzichte van de buis verdrongen, terwijl ter hoogte van de paalpunt nog een aanzienlijke zijwaartse verdringing moet volgen. Het zijwaarts verplaatsen van de in verticale richtingen verdrongen grond onder de boorpunt vergt 1025689 2 een groter boorvermogen dan de verplaatsing van minder verdrongen grond. Hierdoor wordt de neerwaartse gang bemoeilijkt. Bovendien verhoogt dit het risico van smoren, d.w.z. het vastlopen van de boormotor.

Het doel van de uitvinding is een hoorbuis te gebruiken, die met een lagere axiale 5 kracht en een lager boormoment in de grond kan worden gedrongen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de boorpunt een ten opzichte van de as van de hoorbuis axiaalsymmetrische vorm heeft, waarbij de boorpunt gesloten is en de axiaalsymmetrische vórm tenminste een gekromd gedeelte heeft, dat een naar buiten convex ofbolgekromd verloop heeft. Doordat volgaas de 10 uitvinding de boorpunt een bolgekromd gedeelte bezat, zal reeds vanaf de onderkant van de boorpunt een zijwaartse verdringing van de grond optreden. De grond is dan nog relatief los en vrijwel niet in verticale richtingen verdicht De neerwaartse gang van de bootbuis wordt aanzienlijk vergemakkelijkt

Het verdient de voorkeur, dat de boorpunt een centraal vlak gedeelte bezit dat 15 zich in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de Iangsrichting van de buis uitstrekt, waarbij de diameter van het centrale vlakke gedeelte kleiner is dan de diameter van de buis, en waarbij het gekromde gedeelte zich uitstrekt tussen het centrale vlakke gedeelte en de buis. Het centrale, vlakke gedeelte vormt een stomp gedeelte dat tijdens het inschroeven van de hoorbuis door de neerwaartse verplaatsing de grond zijwaarts 20 verdringt Vervolgens bereikt deze grond het gekromde gedeelte waarlangs de grond omhoog kan bewegen tot de omtrekswand van de buis.

Het gekromde gedeelte kan volledig bestaan uit een axiaalsymmetrische vorm ten opzichte van de as van de hoorbuis, welke naar buiten convex verloopt. In dit geval is het gedeelte van de boorpunt tussen het centrale vlakke gedeelte en de buis geheel 25 bolvormig.

In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat het gekromde gedeelte, gezien vanaf het centrale vlakke gedeelte naar de buis, een naar buiten concaaf verlopende vorm en vervolgens een naar buiten convex verlopende vorm. De boorpunt heeft dan een soort van trechtervorm. De grond beweegt eerst zijwaarts onder het centrale, vlakke gedeelte, 30 waarna de grond in het holvormige gedeelte terechticomt. Hier kan de grond relatief snel naar boven worden verwijderd. Vervolgens zal het bolvormige gedeelte de grond verder zijwaarts verdringen. De penetratie van deze boorpunt is daardoor gemakkelijker en zal sneller kunnen verlopen.

1 025689 3

Bij een dergelijke trechtervorm kunnen het concave verloop en het convexe verloop in hoofdzaak vloeiend in elkaar overgaan.

Tevens kan het gekromde gedeelte in hoofdzaak vloeiend overgaan in de omtrekswand van de buis.

5 Voor het vervaardigen van een fundatiepaal kan in het centrale vlakke gedeelte van de booipunt een uitstroomopening voor het verhardend materiaal zijn aangebracht Tijdens het inbrengen van de hoorbuis kan deze uitstroomopening ter voorkoming van indringing van grond met een los deksel zijn afgesloten. Dit los deksel kan aan de onderzijde voorzien zijn van een boormiddel. De grond kan dan onder het deksel 10 losgemaakt worden en gemakkelijker naar opzij transporteren. Het boormiddel kan een bekende grondboor zijn, doch de voorkeur gaat uit naar een boor, verbonden aan de onderzijde van het deksel, welke tenminste één driehoekvormige plaat omvat Het is mogelijk dat concentrisch van de buis een binnenhuis wordt aangebracht en verbonden is met de booipunt, waarbij de uitstroomopening wordt omvat Na het 15 inbrengen van de hoorbuis op de verlangde diepte, kan door deze binnenhuis het verhardend materiaal tijdens het terughalen van de hoorbuis via de uitstroomopening worden toegevoerd in het op te vullen boorgat, waarbij het losse deksel in het boorgat achterblijft

Volgens de uitvinding is het mogelijk, dat tenminste één schroefblad is 20 aangebracht op de booipunt Daarbij kan de buitendiameter van het schroefblad een maximale waarde hebben, die nagenoeg gelijk is aan de buitendiameter van de buis. Het schroefblad kan een vanaf het vlakke gedeelte van de boorpunt naar de buis uitwaaierend verloop bezitten, dat zich langs het gekromde gedeelte uitstrekt Daarnaast kan het ten minste ene schroefblad een rechte strook omvatten, die in 25 hoofdzaak tangentieel ten opzichte van het vlakke gedeelte van de booipunt is aangcbrachl

Voor het verminderen van de grondwrijving, kleeft op de buitenzijde van de buis van de booibuis, kan de buis tenminste over een deel van de lengte voorzien zijn van tenminste één axiaal georiënteerde en met de buis verbonden strip of staal; welke 30 optreedt als kleefbreker. Bij meerdere strippen zijn deze op gelijke afstanden over de omtrek van de buis verdeeld.

1025689 4

De uitvinding heeft tevens betrekking op een boorpunt die bestemd is voor toepassing bij een booibuis zoals hierboven beschreven. De voorkeur gaat er naar uit, dat de boorpunt vast met de buis is verbonden.

De uitvinding betreft daarnaast een werkwijze voor het vormen van een 5 funderingspaal in de grond uit verhardend materiaal, zoals beton of grout, omvattende het gebruiken van een hoorbuis volgens voorgaande conclusies, die een buis omvat met een boorpunt voor het verdringen van grond, welke boorpunt ie voorzien van een afsluitbare uitstroomopening voor het verhardend materiaal, het roterend in de grond aanbrengen van de hoorbuis, het vullen van de buis met verhardend materiaal, het 10 roterend terughalen van de hoorbuis waarbij de uitstroomopening geopend wordt, het verwijderen van de buis en het eventueel plaatsen van een wapening in het nog niet verharde verhardend materiaal. Volgens de uitvinding heeft de boorpunt een gekromd gedeelte, dat een axiaalsymmetrische vorm heeft wat ten minste voor een deel naar buiten convex verloopt, en wordt de grond verdrongen door de aldus gevormde 15 boorpunt

Het is ook mogelijk dat een wapening voor het aanbrengen van het verhardend materiaal in de hoorbuis wordt aangebracht of na het vullen met verhardend materiaal.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening. Hierin toont: 20 figuur 1 een schematisch zijaanzicht in dwarsdoorsnede van een booibuis met een bolvormige boorpunt die in de grond is gebracht; figuur 2a, 2b een schematisch zijaanzicht in dwarsdoorsnede van het onderste deel van een hoorbuis met bolvormige boorpunt respectievelijk een trechtervormige boorpunt; 25 figuur 3a, 3b een schematisch aanzicht in perspectief van het onderste deel van een hoorbuis met bolvormige boorpunt respectievelijk een trechtervormige boorpunt; figuur 4a, 4b een schematisch aanzicht in perspectief van het onderste deel van een hoorbuis met bolvormige boorpunt respectievelijk een trechtervormige boorpunt die elk zijn voorzien van een relatief kort schroefblad; 30 figuur 5 een schematisch onderaanzicht van de in figuur 3a getoonde boorpunt; figuur 6a, 6b een schematisch aanzicht in perspectief van het onderste deel van een hoorbuis met bolvormige boorpunt respectievelijk een trechtervormige boorpunt die elk zijn voorzien van een relatief lang schroefblad; 1025689 5 figuur 7a, 7b een schematisch aanzicht in perspectief van het onderste deel van een hoorbuis met holvormige boorpunt respectievelijk een trechtervormige booipunt die elk zijn voorzien van eet rechte strook; figuur 8 een schematisch onderaanzicht van de in figuur 7a getoonde boorpunt 5 Een systeem voor het vormen van een funderingspaal in de bodem omvat een hoorbuis 1. De hoorbuis 1 omvat een buis 2, die is gevormd door een omtrekswand. De hoofdzakelijk gjiadde buis 2 is aan het ondereind voorzien van een boorpunt 5, die is bestemd voor het verdringen van grond.

De hoorbuis 1 wordt vanaf het maaiveld 7 in de grond gedraaid, bijvoorbeeld met 10 een boormotor (niet weergegeven). De hoorbuis 1 beweegt door een slappe laag 9 van bijvoorbeeld klei, die zich onder het maaiveld 7 bevindt Als de hoorbuis 1 de draagkrachtige laag 10 van bijvoorbeeld zand heeft bereikt, wordt de buis 2 gevuld met verhardend materiaal, zoals beton.

De buis 2 kan tevens een wapeningskorf omvatten, die eventueel is aangebracht 15 voorafgaand aan het vullen van de hoorbuis 1 met verhardend materiaal·

Vervolgens wordt hoorbuis 1 omhoog getrokken, waarbij mtstroomopening 3 wordt geopend, het boorgat wordt gevuld, en de afsluiting, los deksel 4t van uitstroomopening 3 in het boorgat achterblijft De hoorbuis 1 wordt derhalve verwijderd.

20 Figuur 2-8 tonen verschillende uitvoeringsvormen van de boorpunt 2. In figuur 2a is de in figuur 1 getoonde boorpunt vergroot weergegeven. De boorpunt 2 bezit een centraal vlak gedeelte 14 dat zich in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de langsrichting van de buis 2 uitstrekt Het centrale gedeelte 14 vonnt derhalve een frontaal oppervlak tijdens de neerwaartse beweging van de verdringende paal· De 25 booipunt 2 bezit verder een gekromd gedeelte 15 dat het centrale gedeelte 14 vloeiend met de buis 2 verbindt. Het gekromde gedeelte 15 bestaat uit een axiaalsynunetrische vorm met een naar buiten convex verloop 16.

Tijdens de neerwaartse gang van de hoorbuis 1 zal grond onder het centrale vlakke gedeelte 14 zijwaarts worden gedrongen. Deze grond vloeit vervolgens langs 30 het bolgekromde gedeelte 15 in de richting van de buis 2. Ter plaatse van de buis 2 is deze grond zijdelings weggedrukt in de daar aanwezige grond. De grondspannmg naast de buis 2 neemt op deze wijze toe.

1025689 6

Figuur 2b toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de boorpunt S volgens de uitvinding. Deze booipunt S heeft eveneens een centraal vlak gedeelte 14. Het gekromde gedeelte 15 omvat echter, gezien vanaf het centrale vlakke gedeelte 14 naar de buis 2, achtereenvolgens axiaalsymmetrische vorm met een naar buiten hol verloop 5 18 en een naar buiten bol verloop 19. Deze booipunt heeft een “trechtervorm”.

Het holle verloop 18 versnelt de verwijdering van grond, die voorbij het centrale, vlakke gedeelte 14 is verplaatst. Het bolle verloop 19, dat vloeiend aansluit op de buis 2, verdringt daarna de verwijderde grond zijdelings.

Het verdient de voorkeur dat de boorpunt niet slechts een vorm volgens de 10 uitvinding heeft, maar tevens is voorzien van organen voor het horizontaal en/of verticaal verdringen van grond. Voorbeelden van dergelijke organen zijn weergegeven in figuur 3-8 voor zowel de bolvormige als trechtervormige boorpunt

Figuur 3a, 3b tonen boorpunten die zijn voorzien van ópstaande randen 20, die volgens een uitwaaierend verloop zijn aangebracht. De grond wordt langs de weg van IS de minste weerstand verdrongen, zoals weergegeven in figuur 5.

Figuur 4a, 4b tonen boorpunten die schroefbladen 21 bezitten. De schroefbladen 21 strekken zich slechts uit tot ongeveer halverwege boorpunt 5. De schroefbladen 21 dragen bij aan verticaal transport van grond vanaf het centrale, vlakke gedeelte 14, waar de grond reeds sterk verdrongen kan zijn, naar het gekromde gedeelte 15 van de 20 boorpunt 5. De neerwaartse gang is minder snel belemmerd.

Figuur 5a, 5b tonen eveneens schroefbladen 22 die zijn aangebracht aan de booipunt 5, maar deze schroefbladen 22 lopen door tot aan de overgang van de booipunt 5 met de buis 2. Hierbij neemt de breedte van de schroefbladen geleidelijk a£ Vooral bij de trechtervorm kunnen dergelijke schroefbladen gunstig zijn. Het bolle -25 gedeelte is immers relatief kort, zodat de vereiste verdringing over een kleinere afstand moet optreden.

De in figuur 7a, 7b getoonde boorpunten 5 bezitten elk een aantal, in dit uitvoeringsvoorbeeld vier, rechte stroken 25. De rechte stroken 25 zijn tangentieel aangebracht ten opzichte van het centrale vlakke gedeelte 14, zoals weergegeven in 30 figuur 8. De rechte stroken 25 duwen de grond opzij, terwijl de grond bovendien enigszins wordt opgeschept.

1025689

Claims (20)

1. Booibuis (1) voor het vervaardigen van een in de grond gemaakte fundatiepaal uit 5 verhardbaar materiaal, welke boorbuis roterend in de grond wordt gebracht en een buis (2) alsmede een boorpunt (5) omvat voor het verdringen van grond, welke booipunt ten opzichte van de as van de boorbuis een axiaalsymmetrische vorm heeft en is uitgerust met een afsluitbare uitstroomopening (3) voor het verhardbare materiaal met het kenmerk- dat de boorpunt (5) gesloten is en de axiaalsymmetrische vorm tenminste een 10 gekromd gedeelte (15) heeft, dat een naar buiten convex verloop (16,19) heeft

2. Boorbuis volgens conclusie 1, waarbij de booipunt (5) een centraal vlak gedeelte (14) bezit dat zich in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de langsrichting van de buis (2) uitstrekt, waarbij de diameter van het centrale vlakke gedeelte (14) kleiner is dan de 15 diameter van de buis (2), en waarbij het gekromde gedeelte (15) zich uitstrekt tussen het centrale vlakke gedeelte (14) en de buis (2).

3. Boorbuis volgens conclusie 2, waarbij het gekromde gedeelte (15) een naar buiten convex verloop (16,19) heeft 20

4. Booibuis volgens conclusie 2, waarbij het gekromde gedeelte (15), gezien vanaf het centrale vlakke gedeelte (14) naar de buis (2), een naar buiten concaaf verloop (18) en vervolgens een naar buiten convex verloop (19) heeft

5. Booibuis volgens conclusie 4, waarbij het concave verloop (18) en het convexe verloop(19) in hoofdzaak vloeiend in elkaar overgaan.

6. Booibuis volgens één van de conclusies 2-4, waarbij het gekromde gedeelte (15) in hoofdzaak vloeiend overgaat in de omtrekswand van de buis (2). 30

7. Booibuis volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij zich in het vlakke gedeelte (14) van de boorpunt (5) een uitstroomopening (3) bevindt 1025689

8. Boorbuis volgens conclusie 7, waarbij de uitstroomopening (3) afgesloten wordt met een los deksel (4).

9. Boorbuis volgens conclusie 8, waarbij het losse deksel (4) aan de onderzijde is . 5 voorzien van een boonniddeL

10. Boorbuis volgens conclusie 9, waarbij het boormiddel aan het losse deksel verbonden is en tenminste één driehoekvomiige plaat omvat

11. Boorbuis volgens één van de conclusie 7-10, waarbij een binnenbuis (6) is aangebracht welke concentrisch met buis (2) verloopt verbonden is met de boorpunt en de uitstroomopening (3) omvat

12. Boorbuis volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tol minste één 15 schroefblad (20,21,22,25) is aangebracht op de boorpunt (5).

13. Boorbuis volgens conclusie 12, waarbij de grootste buitendiameter van het schroefblad (20,21,22,25) een maximale waarde heeft die nagenoeg gelijk is aan de buitendiameter van de buis (2). 20

14. Boorbuis volgens conclusie 12, waarbij het schroefblad (20,21,22,25) een vanaf het vlakke gedeelte (14) van de boorpunt (5) naar de buis (2) uitwaaierend verloop heeft dat zich langs het gekromde gedeelte (15) uitstrekt

15. Boorbuis volgens conclusie 12 of 14, waarbij het ten minste ene schroefblad een rechte strook (25) omvat die in hoofdzaak tangentieel ten opzichte van het vlakke gedeelte (14) van de boorpunt (5) is aangebracht

16. Boorbuis volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de buis (2) 30 tenminste over een deel van de lengte aan de buitenzijde is voorzien van tenminste één axiaal georiënteerde strip of staaf 1Ó25689

17. Boorpunt (5) bestemd voor toepassing bij een hoorbuis (1) volgens één van de voorgaande conclusies.

18. Werkwijze voor het vormen van een funderingspaal in de grond uit verhardend S materiaal, zoals beton of grout, omvattende het toepassen van een hoorbuis (1) volgens voorgaande conclusies, die een buis (2) omvat met een boorpunt (5) voor het verdringen van grond, welke boorpunt is voorzien van een afsluitbare uitstroomopening voor het verhardend materiaal, het roterend in de grond aanbrengen van de hoorbuis (1), het vullen van de hoorbuis (1) met verhardend materiaal, het roterend terughalen 10 van de hoorbuis waarbij de uitstroomopening wordt geopend, en het verwijderen van de buis (1), met het kenmerk, dat de boorpunt (5) een gekromd gedeelte (15) heeft, dat een axiaalsymmetrische vorm heeft dat tenminste voor een deel naar buiten convex verloopt, en het verdringen van de grond door de aldus gevormde boorpunt (5).

19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij voorafgaand aan het vullen met verhardend materiaal een wapening in de hoorbuis (1) wordt aangebracht

20. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij na het vullen met verhardend materiaal een wapening in dit materiaal wordt aangebracht 1 025 68 9