BE903965A - Apparaat en methode om boorpalen uit te voeren. - Google Patents

Abstract

Het apparat bestaat uit een holle schroef (2-3) en daarboven een verdringingslichaam uit 2 delen (4-5). De schroefrichting van het onderste deel (4) is gelijk aan deze van de holle schroef, deze van het bovenste deel (5) is tegengesteld. Op de boorbuis (6) daarboven staan nog afzonderlijke bladen (V4) eveneens met tegengestelde schroef. De boorbuis wordt gedraaid, steeds in gelijke richting, door een boortafel (BT). Het geheel is opgehangen aan en geleid door een kraan. De buis is gesloten door een losse stop (1). Bij het naar boven trekken van de boor ontstaat een ruimte in de grond, de stop blijft in de grond en er wordt beton gepompt in die ruimte. Zo wordt in samengedrukte grond een paal uitgevoerd.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "APPARAAT EN METHODE OM BOORPALEN UIT TE   VOEREN."   Het apparaat bestaat in hoofdzaak uit een speciale   grondboor.   



  Daarbijkomendandeaangepasteboorbuizenmetkoppelingen, het aandrijfmechanisme en de machine die boor en boorbuis de nodige stabiliteit geeft. 



   Despecialegrondboorisweergegeveninfiguur1. Zijis samengesteld uit verschillende onderdelen. Langs onder is eerst de   a-Fsluitpunt van de boorbuis die verhindert   dat water of grond in de boorbuis kan dringen. Deze punt is niet vast aan de boorbuis bevestigd en is deel (l). 



    Deel (2) van   de boor bestaat uit een lengte van de boorbuis met schroefbladen (3) er rond geplaatst die over de   lengte LS   een doorlopende schroef vormen met als binnendiameter BD (de buiten-   doormeter van de boorbuis) en als buitendoormeter ND s   de   nomi-   nale doormeter van de boor en van de uit te voeren paal. 



  De spoed van die doorlopende schroef is 51. De dikte a van die   schroeplaten is aangepast aan hun   breedte b en de er op werkende   kracht,   De schroefplaten zijn normaal door lassen met de boorbuis verbonden. 



  Boven het deel (2) met de schroefbladen (3) bevindt zich het verdringingslichaam dat zelf uit   2 gedeelten bestaat : het onderste   (4) en bovenste   (S)   verdringingslichaam. Deel (4) bestaat uit een volle schroef met spoed   62 waarvan de buitendoormeter spiraals-   

 <Desc/Clms Page number 2> 

   gewijze aangroeit van doormeter BD bij het laagste punt tct door-    meter ND bij het hoogste punt. Deel (S) bestaat eveneens uit een volle   schreef     nu met spoed 83, maar de doormeter vermindert   nu spiraalsgewijze van ND bij   het laagste punt naar BD bij het   hoogste punt. 



  Het is kenmerkend voor deze nieuwe speciale grondboor dat de schroefrichting van de doorlopende schroef (deel (2) en (3)) gelijk is aan deze   van deel {4}   maar dat de   schroef richting van   deel   (5) tegengesteld is. Het   is ook kenmerkend voor deze speciale boor dat geen enkel   schroefblad   een doormeter heeft groter dan ND. 



  Boven het deel (S) wordt de boor gekoppeld met de boorbuis   ( & .   



  Voor deze verwijzen wij naar wat daarover gezegd wordt bij figuur 2. 



    Boor en boorbuis moeten gedraaid   worden en verticaal naar beneden en naar boven bewogen worden. Bovendien moet de   boorstellino   kunnen verplaatst worden om op de juiste plaats de palen te maken. Daartoe is een inrichting nodig die voldoende stabiliteit en energie heeft. 



  Deze inrichting is schetsmatig op figuur 2 aangegeven. 



  Boven   op de boor (l) staat de boorbuis (2). Wij zien dat   aan de bovenkant van de   boorbuis, op   de plaats die juist nog in de grond dringt bij het maken van de paal, de boorbuis voorzien is van 2 (of meer) schroefbladen   V4   met spoed S4 op een onderlinge afstand Al. Deze bladen hebben een schroefrichting tegengesteld aan deze van de schroefbladen   (3)   op de boor bij   figuur 1. Reden en werking   van deze bladen wordt   uiteengelegd bij de bespreking   van de nieuwe methode om boorpalen te maken bij figuur 3. 



   Boven op de boorbuis staat de   beortafel (3) cDe   as van de boortafel is hol en verbonden langs onder met de boorbuis en langs boven door een draaikoppeling (4) met de slang 95) van de betonpomp. De tafel is glijdend bevestigd aan een   mast (6) =Die mast moet   het maximaal moment van de tafel kunnen opnemen en moet dus bevestigd zijn op een machine met boldoende stabiliteit. Omdat de machine zich ook over de werven moet kunnen verplaatsen wordt daartoe best eenrupskraan (7)gekozen.Deboortafelkannelectrischofhydrolisch worden aangedreven en wordt zo ontworpen dat moment en toerental regelbaarzijn.Eendekraangeplaatstedieselmotor (8)kandeno- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

   dige   hydraulische druk of electrische stroom leveren. 



  De   boor moet niet alleen rond gedraaid maar aak eerst naar beneden   en dan weer   naar boven bewogen worden. Om naar beneden   te boren   is,     benevens het moment, het gewicht van boor, boorbuis   en   boortafel   over het algemeen voldoende maar om de boor uit de grond naar boven te brengen is een grote opwaartse trekkracht nodig. Deze kracht wordt geleverd ofwel door een lier (9) die met een takel (10) aan de mast bevestigd de boortafel naar boven trekt of door hydrolische vijzels die met een klem deze kracht op de boorbuis uitoefenen. Het is nodig nevens de boorbuis hydrolische steunen   (11) te   plaatsen om het voorover zakken van de machine gedurende het uithalen van de boor te voorkomen. 



  De nieuwe methode om met deze   inrichting boorpalen   uit te voeren is weergegeven in figuur 3. Delen van de boor hebben hun referentienummer als in figuur 1. 



    Mij veronderstellen   dat   de palen gemaakt worden in een grond die   bestaat uit 2 lagen : een niet-draagkrachtige bovenlaag en een goede onderlaag die begint op de diepte van lijn   A-A   in figuur 3. 



  De palen worden nu uitgevoerd als volgt : Eerst wordt de   asiijn   van de boor en de boorbuis door verrijden en   roteren van de kraan loodrecht boven de plaats gebracht   waar de   paal moet uitgevoerd worden. De boorbuis wordt van   onder afgesloten   daar de boorpunt (l) en de boor wordt gezakt tot zij op de grond    steunt. Bij de eerste paal wordt nevens de boor, een hoeveelheid (H) grofkorrelige grond aangebracht. 



   De lier wordt gezet op loos draaien en de boortafel wordt in   werking gebracht : de boorbuis wordt zo gedraaid dat   de schroef-   platen (3)   de boor naar beneden trekken. Door eigen gewicht van boor, boorbuis en tafel en door de vijskracht van de   schroef platen   dringt de boor dan ook in de grond. (Stand 1   van figuur 3)   Terwijl de boor in de grond dringt vult de grond de ruimte tussen de   schroefbladen (3) van   deel   (2) van de boar. Maar de   grond die zich bevond waar nu de (gesloten) boorbuis is moet verdrongen worden : een volume van een cylinder met   doormeter BD. (BD=doormeter     van de boorbuis, ND=buitendoormeter boor.

   Zie figuur i)    

 <Desc/Clms Page number 4> 

   Daardoor moet het porieenvolume van de grond in de omtrek    van deel   (2) verminderd ofwel   een deel van die grond naar boven   gebracht door de schroefbladen ofwel beide. Zakt de baar minder    dan de spoed SI per omwenteling dan   werkt deel (2), door de schroef-   
 EMI4.1 
 een 4Lbladen De druk in (3), als een transportschroef naar boven.stijgt en het porieenvolume wordt iets minder. 



     Zodra echter het verdringingslichaam   deel (4) in de   grand komt moet   een groter volume grond verdrongen worden : dit van een cylinder met doormeter ND. Dit vereist dan ook een groter boormoment en veroorzaakt ook een kleiner zetting per omwenteling en een groter grondtransport naar boven, maar ook een stijging van de druk in de omliggende grond en een evenredige vermindering van het   porieenvolume. ls gevolg van de samendrukking van   de grond is boven het deel (5) rond de boorbuis een ruimte zonder grond. 



  Zie   hierbij stand 1 en 2 van figuur 3.   



    Heeft   de grond een goede cohesie, weinig waterdruk of grote ondoor-   latenheid   dan   zal die ruimte langere tijd en over   een grote hoogte blijven open staan. Bij cohesiearme grond zal die ruimte vlug met invallende   gronddeeltjes   en water gevuld worden. Maar ook in dit geval oefent die grond   practisch geen veerstand uit tegen   het draaien van de boorbuis. Het weerstandsmoment blijft dus beperkt tot de   boor. Zolang   het   verdringingslichaam (4) niet in zeer   compacte grond komt is het weerstandskoppel van de boor betrekkelijk klein. 



    Ms   het eerste   schroefblad   V4 op de boorbuis het maaiveld bereikt, worden, door de tegengestelde schroef, alle gronddeeltjes onder de   schroef medegenomen naar beneden. Werpen wij   dus de hoeveelheid grond   (H)   tegen de boorbuis dan zullen de schroeven V4 deze medenemen naar beneden. 



  Zodra de punt van de boor diep genoeg in de compacte grond door gedrongen is om de draagkracht van de uit te voeren paal te verzekeren wordt een verder zakken van de boor belet door vast houden van de lier. Door de betonpomp wordt nu   betonspecie in de boorbuis gepompt.   



  Daarbij wordt steeds de boorbuis in dezelfde richting rondgedraaid. 



  Zodra de betondruk stijgt weet men   dat de boorbuis   vol is en wordt door de lier (of de   hydrolische   vijzels) de boorta-fel met boorbuis 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 enboornaaromhooggetrokken. Daarbijwordtverderdeboorbuisin de zelfde richting gedraaid en beton gepompt. De boorpunt blijft   daarbij in de grond achter en de bstonspecie vult   onder druk, doorheen de boorbuis de ruimte die onder de boor in de grond ontstaat. 



  De   betondruk   helpt daarbij de boor naar boven drukken. 



  Zie hierbij stand 3 van figuur 3. 



  Omdat bij het stijgen de boor in dezelfde richting blijft draaien blijft de grond tussen de   schroefbladen (3) van deel (2) zitten en   
 EMI5.1 
 wordt van bij het begin van de stijging van de boor een cylinder met   doormeter ND   in de grond gevormd. Boven de boor wordt door het deel   (S).   het verdringingsgedeelte met omgekeerde   schroef richting,   de grond die tot tegen de boorbuis was ingevallen terug zijdelings   verdrukt.   De enige grond die uitgehaald wordt is dus het gedeelte die tussen de schroefbladen 93) zit.Dit geeft een goede controle op de grondsoort waarin de paal geplaatst is. In de plaats van die   uitgehaalde   hoeveelheid wordt bovendien de hoeveelheid (H) bij het uitboren in de omliggende grond verdrongen.

   De grond rond en onder de paal wordt nergens ontspannen   : bij   het inboren wordt minstens overal de grond verdrongen voor een volume gelijk aan dit van de boorbuis en bij het uitboren verdringt deel   (5)   een cylinder grond   met doormeter   ND en maakt de door de pomp onderhouden betondruk dat ook onder de boor geen ontspanning van de grond kan optreden. 



  Wanneer de boor dus uit de grond komt is een cylinder van beton in de samengedrukte grond   gevormd 0 Zie stand   4 van   figuur 3.   



  Op die stand zijn rond de   uitgevooerde betonpaal de mantels (M),     (Ml) en   (N) getekend. Mantel (Ml) komt overeen met de hoeveelheid grond   (H)   die   door de schroefbladen (V4)   in de grond werd gebracht. mantel (M)isgelijkaandehoeveelheidverdrongendoordeel(5)van de   boor. Mantel (N) is   minder breed   ster plaatse werd enkel het volume   van de boorbuis verdrongen en de rest werd, gevangen tussen de schroeven (3), uitgehaald. 



  Omdatdeboorbuisaltijdindezelfderichtingblijftdraaienishet eenvoudig 2 stukken boorbuis aan elkaar te koppelen   seen schroef ver-   binding zonder borging   volstaat. De   lengte van de boorbuis kan gemakkelijk aangepast worden aan de specifieke eisen van   ieder werk.   

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



    Het moment dat meet geleverd Morden opdat   de boor voldoende diep in de grond zou kunnen   dringen is afhankelijk van de grondweerstand.   en van de doormeter ND van paal en boor. De lengte LS van de doorlo- 
 EMI6.1 
 pende schroef de verschillend en de d p ? de spoed S, S2, S3 vandoormeter BD spelen hierin ook   een belangrijke rol. De mogelijkheid   om   door een oordeelkundig aanpassen   van deze waarden met een miniem   vermogen palen van bepaalde draagkracht uit te voeren   is een belangrijke eigenschap van de   nieuwe vinding.   



  Wanneer de volgende paal wordt   uitgevoerd c, wordt bij   het begin van het inboren de hoeveelheid grond die nog van de eerste paal tussen de   schroefbladen   zat, verdrongen door de verse grond. Die hoeveelheid blijft dan rond de nieuwe paal aan de oppervlakte liggen, en wordt de hoeveelheid (H) voor de nieuwe paal. Die hoeveelheid die voor de eerste paal moest aangevoerd   wordenwordt dus voor de volgende palen   geleverd door de boor. 



  Het is   mogelijk   door over een afstand LV dergelijke schroefbladen   op de boorbuis te plaatsen, een   veel groter hoeveelheid grofkorrelige grond naar beneden te brengen gedurende het inboren. Daarbij kan men door de spoed S4 van de schroeven   V4   groter te kiezen dan   S3, ook bij   het uitboren nog grond naar beneden brengen zodat de mantel nog breder en de   samendrukking   ervan nog groter wordt. 



  Deze grofkorrelige grond (grind, grof zand) moet   aangevoerde in   een   hoop (Hl) rond de plaats van   de paal gebracht, en bij het boren tegen de boorbuis   geworpen worden. Zie daarbij figuur   4. 



  Daarbij wordt een grond beschouwd bestaande uit 5 lagen :. 



  Laag (A) is een aangevoerde laag grof zand nodig om het werk in goede transportomstandigheden te kunnen uitvoeren. 



  Laag   (B)   is slappe   klei. Laag   (C) is zand van goede weerstand maar is onvoldoende dik. Laag (D) is een laag geconsolideerde klei. 



  Laag (E) is zand van goede weerstand en van voldoende dikte om er de palen in te verankeren. Door de schroefbladen over de afstand wordt de grote hoop grofkorrelig zand (Hl) die rond elke paal aangevoerd wordt naar beneden gebracht en daar door deel (5) van de boor bij het uitboren in de omliggende grond verdrongen. De mantel   (Mi) van samengedrukt   goed zand kan daarbij breed worden en reiken 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 tot op de eerste goede zandlaag. De zetting in de oorspronkelijke slappe laag zal aldus sterk verminderd   Morden ook al   wordt later het maaiveld belast. Bij het uitvoeren van een dergelijke grondverbetering rond de paal is het meestal nodig gedurende het inboren en inbrengen van het grofkorrelig zand een grotere verticaal naar beneden gerichte kracht op de boor uit te oefenen.

   Dit kan door de lier   dubbelMerkend   te maken en gedurende het boren de boortafel naar beneden te trekken. Daarbij is het beter om ook langs achter aan de kraan   hydrolische steunen te voorzien om over een zo groot mogelijk   tegengewicht te beschikken. 



  Een dergelijke mantel   verschillende   gunstige gevolgen :   l. Zij vermindert het betonverlies in slappe lagen.    



   2. Zij verhoogt de schacht weerstand. 



     3. Zij vermijdt het optreden   van negatieve kleef. 



   SAMENVATTING. 



  De nieuwe boor bestaat uit een doorlopende schroef geplaatst over een zekere lengte van de boorbuis. Daarboven bevindt zich een verdringingslichaam   uit 2 delen waarvan de schroefrichting   van het bovenste deel tegengesteld is aan die van de doorlopende schroef en het onderste deel van het verdringingslichaam. Ook op de boorbuis worden alleenstaande schroefbladen met tegengestelde schroef geplaatst en dit over een hoogte bepaald door de eigenschappen van de grond en de eisen aan de paal gesteld. Door die schroefbladen op de boorbuis kan een aangepaste mantel van grofkorrelige grond rond de door de boor gemaakte betonpaal uitgevoerd worden. 



  Omdat de boor zowel bij in-als uitboren in dezelfde zin draait voldoet een   schroedraadkoppeling   tussen de delen van boor en boorbuis. Door het aanpassen van de spoed van de verschillende schroeven is het mogelijk de paal uit te voeren zonder grond uit te halen en toch maar een betrekkelijk klein   boormoment   nodig te hebben. Daardoor kan de draaisnelheid betrekkelijk hoog en de productie per dag   groot   zijn.