NL1028707C2 - Werkwijze voor het maken van een wand in de grond. - Google Patents

Description

t

Titel: Werkwijze voor het maken van een wand in de grond.

Dit voorstel begeeft zich op het gebied van cement-bentonietwanden, slibwanden, diepwanden, dichtingwanden ed.

5 Voorgesteld wordt een vertikale wand of kolom in de grond te maken door een op het maaiveld uitmondende diepe vertikale sleuf in de grond te maken die gevuld is met een aanvankelijk vormvrij mengsel dat althans water en bento-niet bevat (hierna: bentonietmengsel), en daarin elementen 10 (hierna: panelen) te plaatsen waarvan de ondereinden op afstand boven de sleufbodem eindigen en op hun plaats gehouden worden door het aanvankelijk vormvrije mengsel.

Bij deze vertikale wand levert het bentonietmengsel waterdichtheid, ook in het gedeelte beneden de panelen en 15 biedt het draagkracht aan de prefab panelen. De panelen leveren vertikaal draagvermogen en evt. waterdichtheid en/of grondkerend vermogen.

Op zich is het bekend van, geprefabriceerde elementen te plaatsen in een bentonietsleuf in de grond, waarbij de 20 onderrand van de prefab elementen een ruime afstand houdt tot de sleufbodem. Na plaatsen wordt via een vanaf het maaiveld in de bentonietsleuf naar beneden lopende en onder de onderrand van de prefab elementen uitmondende stortbuis in de sleuf beton gestort tot ruim boven de onderrand van 25 de prefab elementen. Het gestorte beton verdringt het bentoniet opwaarts en vormt onderin de sleuf een uitgeharde betonprop die een inklemming van deze prefab elementen bij hun onderrand verzorgt. Aldus levert het bentonietmengsel geen ondersteuning aan de prefab elementen.

30 In tegenstelling tot deze bekende procedure kan met de uitvinding het aanbrengen van een de elementen ondersteunende betonprop worden vermeden. In het bijzonder indien de sleufbodem een aanzienlijke afstand heeft tot de onderkant van de panelen, kan dientengevolge een aanzienlijke bespa-35 ring worden verwezenlijkt.

Een aantrekkelijk toepassingsvoorbeeld is bijv. een bouwlokatie met relatief hoge grondwaterstand (bijv. ong. 2 m diep) en bijzonder diep (bijv. meer dan 30 m, zoals ong.

1 028707 2 50 m) gelegen natuurlijke bodemafsluiting, zoals een kleilaag. Met het relatief goedkope bentonietmengsel wordt dan het op de kleilaag aansluitende vertikale waterdichte scherm gevormd, terwijl de onderrand van de panelen vele 5 meters (bijv. meer dan 10 m) boven de kleilaag blijven.

Met de uitvinding kan een waterdichte, stabiele bouwput worden gemaakt.

Verrassenderwijs is gebleken, dat de panelen, althans aan de onderrand, betrouwbaar vastgehouden worden door het 10 bentonietmengsel, zodat verdere bevestigingsvoorzleningen achterwege kunnen blijven.

Het bijzondere van het bentonietmengsel is, dat het in uitgeharde toestand zijn samenhang behoudt zolang het voldoende vochtig is. In de regel zal het in de grond boven 15 het lokale grondwaterniveau uitdrogen en zijn sterkte verliezen.

Bij voorkeur worden de panelen tijdelijk ondersteund totdat het bentonietmengsel voldoende vast/hard is geworden.

20 Bij voorkeur worden de panelen in hoofdzaak vrij zwevend in het bentonietmengsel ingebed. De hechting tussen de panelen en het bentonietmengsel alsmede de verstij-ving/verharding van het bentonietmengsel zijn voldoende om de panelen op hun plaats in de sleuf te houden. De belas-25 tingoverdracht tussen panelen en bentonietmengsel vindt bij voorkeur over in hoofdzaak het gehele contactoppervlak tussen beide plaats. In de regel zal het werkzame contactoppervlak zich uitstrekken over de gehele paneelhoogte beneden de lokale grondwaterstand, d.w.z. het gebied waar 30 het bentonietmengsel niet uitdroogt.

De panelen kunnen toepassing vinden bij de bouw van ondergrondse ruimten, zoals parkeergarages met bijv. twee of meer parkeerlagen. De panelen kunnen de zijwanden van dergelijke ruimten vormen. Bovendien kan op de panelen een 35 bovengronds bouwwerk worden gefundeerd, zoals een kantoor-of flatgebouw.

Voordelige verdere ontwikkelingen van de uitvinding zijn als volgt: 1028707 4 3

De panelen kunnen geprefabriceerd zijn, of in het werk worden gevormd. Bij voorkeur zijn zij gewapend (voorgespannen wapenirig) en/of bestaan uit cementbeton of ander gegoten steenachtig materiaal.

5 De panelèn kunnen geprofileerd zijn in plaats van vlak, zoals gegolfd of met hoedprofiel, bijv. vergelijkbaar met gebruikelijke (stalen) damwandplanken. Geschikte geprofileerde panelen zijn SPW 350, 450 of 600 van Spanbeton BV, Koudekerk a/d Rijn, NL (zie brochure 2003). Van geprofi-10 leerde panelen is gebleken dat zij bijzonder betrouwbaar kunnen worden ingebed in het bentonietmengsel.

De panelen kunnen al dan niet met hun langsranden overlappend of met tussenruimte naast elkaar in de sleuf worden geplaatst. Zodoende kan met de panelen een in hoofd-15 zaak dichte wand worden gevormd die direct kan dienen als binnenwand voor een (ondergrondse) ruimte. In de regel zullen de panelen aanzienlijk breed en relatief dunwandig zijn, bijv. ong. 1 m breed bij een wanddikte van ong. 20 cm. Echter is uitvoering als kolom eveneens denkbaar, bijv. 20 vergelijkbaar met heipalen. Ook deze kolomvormige panelen kunnen worden ingebed in het bentonietmengsel en bijv. met aanzienlijke tussenruimte worden toegepast (dan alleen voor het opnemen van vertikale belasting; het grondkerende vermogen zal gering zijn).

25 Het bentonietmengsel kan cement bevatten, bij voorkeur hoogovencement of Portlandcement in een aandeel voldoende om een vastheid te bereiken zoals gebruikelijk bij cement-bentonietwanden. Hoogovencement met een hoog aandeel slakken verdient de voorkeur. Tevens kan het mengsel vertra-30 ger(s) en/of plastificeerder(s) bevatten.

De sleuf kan gemaakt worden met een speciale grijper die de sleuf uitgraaft, waarbij tijdens het uitgraven de sleuf wordt gestabiliseerd door deze gevuld te houden met het bentonietmengsel. Als alternatief kan een grondverdrin-35 gingslichaam vertikaal in de grond worden gedrukt, bijv. ingetrild, dat vervolgens vertikaal uit de grond wordt getrokken terwijl de vrijkomende ruimte onder het omhoog bewegende lichaam wordt gevuld met het bentonietmengsel om 1 028707 4 de sleuf te stabiliseren. In plaats van het bentonietmeng-sel kan tijdens het vormen van de sleuf een bentonietspoe-ling gebruikt worden, die voor, tijdens of na het plaatsen van de panelen vervangen wordt door het bentonietmengsel.

5 De panelen worden bij voorkeur op afstand van beide tegenoverliggende sleufwanden geplaatst, zodat het bentonietmengsel zich aan beide zijden van de panelen bevindt.

Echter is het eveneens denkbaar, de panelen tegen één van de sleufwanden te laten steunen, bijv. aan de zijde waar 10 later de bouwput wordt gegraven (aan welke zijde dan tevens het bentonietmengsel wordt verwijderd).

Een toepassingsvoorbeeld is als volgt:

Een vanaf het maaiveld tot een waterdichte horizontale grondlaag op een diepte van 50 m lopende, 1 m brede sleuf 15 wordt met de dichtingwandtechniek gemaakt. De sleuf is gevuld met een cement-water-bentonietmengsel. Voordat de cement begint uit te harden worden in de sleuf geprefabriceerde voorgespannen betonnen panelen geplaatst met een lengte van 20 m, waarvan de bovenranden op maaiveldniveau 20 tijdelijk worden ingeklemd. De panelen worden naast elkaar geplaatst met de langsranden op elkaar aansluitend, zodat de panelen een gesloten wand vormen die een bouwput begrenst. Voor een stevige onderlinge aansluiting hebben de tegenoverliggende langsranden een uitsparing (bijv. over de 25 paneelhoogte lopende groef) resp. daarin passend uitsteeksel (bijv. een over de paneelhoogte lopende rib). De panelen zijn in de doorsnede dwars op hun lengterichting hoed-vormig, hebben een breedte van 100 cm, een massieve wanddikte van 10 cm en het hoedprofiel heeft een hoogte van 45 30 of 60 cm.

Nadat het cement-bentoniet-watermengsel is uitgehard, wordt de tijdelijke inklemming van de bovenranden van de panelen weggenomen. De bouwput wordt tot drie meter boven de onderrand van de panelen ontgraven en omgevormd tot een 35 drielaags parkeergarage, waarvan de verdiepingvloeren aan de panelen worden opgehangen. Bovenop de panelen worden dragende wanden van een bovengronds gebouw geplaatst. De vertikale belasting wordt vanuit de panelen via de interfa- ! 1028707 5 ce met het uitgeharde cement-bentoniet-watermengsel door schuifspanning overgedragen op het cement-bentoniet-watermengsel en van daar op de omringende grond.

Ook uitvoeringen anders dan bovenstaand beschreven 5 behoren tot de uitvinding. Bijvoorbeeld toepassing van panelen met andere afmetingen of vormen, of een ander materiaal dan het bentonietmengsel, met vergelijkbare, voor de uitvinding gewenste eigenschappen, bijv. minder dan ong. B15 of ong. B10, zoals ong. B5 (B is de sterkte-aanduiding 10 in de beton/cementbouw).

In de regel wordt tussen geleidebalken op het maaiveld een sleuf gegraven van ong. 80 cm, die tijdens het graven is gevuld met het bentonietmengsel, waarin de panelen worden geplaatst die bijv. 18m lang en 1 m breed zijn met 15 een wanddikte van ong. 15 cm en een profielhoogte van 60 cm (bijv. als een ü- of Z-profiel) om voldoende stijfheid te hebben als grondkerende constructie. De panelen die een hoge sterkte hebben van bijv. minimaal B25, worden op elkaar aansluitend geplaatst en zijn daartoe aan hun onder-20 einde voorzien van een geleiding- en borgingmiddel, zodat de panelen aan het ondereinde aanéén zijn bevestigd.

De panelen ontlenen hun draagkracht aan de wrijving/hechting/ondersteuning langs het contactoppervlak met het uitgeharde bentonietmengsel. Vermoedelijk wordt 25 ong. 50% van de belasting via de opstaande zijden overgedragen (wrijving/afschuiving) en ong. 50% via de onderzij-de/teen (druk). Zodoende kunnen zij onderdeel uitmaken van de fundering van een bouwwerk.

1 028707

Claims (32)

1. Werkwijze voor het maken van een vertikale wand of kolom in de grond door het in de grond maken van een vertikale sleuf die gevuld wordt met een hardbare, aanvankelijk 5 vormvrije steunvloeistof om tijdens het graven van die sleuf de wanden ervan te stabiliseren, en een geprefabriceerd element in de sleuf geplaatst wordt zodanig, dat zijn onderzijde vrij is van de bodem van de sleuf en het element in de steunvloeistof gedompeld is, waarna men de steunvloeistof 10 laat uitharden terwijl het element door een tijdelijke, de vertikale belasting, zoals het gewicht, van het element dragende draagconstructie op zijn plaats in de steunvloeistof op afstand van de bodem van de sleuf wordt gehouden, en het element ontkoppeld wordt van de draagconstructie nadat de 15 steunvloeistof voldoende is uitgehard om de vertikale belasting uit het element op te nemen en het op zijn plaats te houden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij die steunvloeistof water en bentoniet en eventueel een bindmiddel 20 zoals cement en vertrager(s) en/of plastificeerder(s) bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de uitgeharde steunvloeistof zorgt voor waterdichtheid, ook in het gedeelte beneden het element, en het element draagt, terwijl het element vertikaal draagvermogen en evt. water- 25 dichtheid en/of grondkerend vermogen levert.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij wordt gezorgd dat zich aan weerszijden van het element steunvloeistof bevindt, bijvoorbeeld door het element op afstand van beide sleufwanden te plaatsen.

5. Werkwijze volgens één van conclusies 1-4, waarbij men de sleuf uitgraaft tot een diepte minimaal gelijk aan de diepte van een waterremmende horizontale laag, zoals een van nature aanwezige kleilaag, en met de steunvloeistof een op de horizontale laag aansluitend waterdichte scherm vormt.

6. Werkwijze volgens één van conclusies 1-5, om een waterdichte, stabiele bouwput te maken.

7. Werkwijze volgens één van conclusies 1-6, waarbij men ervoor zorgt dat het element, bijvoorbeeld aan de onderrand, 1 0 2 8 7 0 7___ ι I betrouwbaar vastgehouden wordt door de uitgeharde steunvloeistof, zodat verdere bevestigingsvoorzieningen achterwege kunnen blijven.

8. Werkwijze volgens één van conclusies 1-7, waarbij men 5 ervoor zorgt dat de uitgeharde steunvloeistof het element betrouwbaar vast houdt in een gebied beneden het lokale grondwaterniveau, zodat gevaar voor verlies aan draagvermogen van de uitgeharde steunvloeistof door uitdrogen wordt vermeden.

9. Werkwijze volgens één van conclusies 1-8, waarbij het element in hoofdzaak vrij zwevend in de uitgeharde steunvloeistof wordt ingebed en de hechting tussen het element en de steunvloeistof alsmede de verstij-ving/verharding van de steunvloeistof voldoende zijn om ‘he't 15 element op zijn plaats in de sleuf te houden.

10. Werkwijze volgens één van conclusies 1-9, waarbij de belastingoverdracht tussen element en uitgeharde steunvloeistof over in hoofdzaak het gehele werkzame contactoppervlak beneden de lokale grondwaterstand tussen beide plaats 20 vindt.

11. Werkwijze volgens één van conclusies 1-10, voor het maken van een ondergrondse ruimte, zoals een parkeergarage met bijv. twee of meer parkeerlagen, waarbij het element bij voorkeur een zijwanden ervan vormt.

12. Werkwijze volgens één van conclusies 1-11, waarbij op het element een bovengronds bouwwerk wordt gefundeerd, zoals een kantoor- of flatgebouw.

13. Werkwijze volgens één van conclusies 1-12, waarbij het element geprefabriceerd is, en bij voorkeur gewapend is.

14. Werkwijze volgens één van conclusies 1-13, waarbij het element een voorgespannen wapening bevat en/of bestaat uit cementbeton of ander gegoten steenachtig materiaal.

15. Werkwijze volgens één van conclusies 1-14, waarbij het element vlak is, of geprofileerd is, zoals gegolfd of met 35 hoedprofiel, bijv. vergelijkbaar met gebruikelijke (stalen) damwandp1anken.

16. Werkwijze volgens één van conclusies 1-15, waarbij het element aanzienlijk breed en relatief dunwandig is, bijv. 1028707 ong. 1 m breed bij een wanddikte van ong. 20 cm.

17. Werkwijze volgens één van conclusies 1-16, waarbij het element kolomvormig is, bijv. vergelijkbaar met een heipaal.

18. Werkwijze volgens één van conclusies 1-17, waarbij elementen naast elkaar in de sleuf worden geplaatst, al dan niet met hun langsranden overlappend of met tussenruimte.

19. Werkwijze volgens één van conclusies 1-18, waarbij de steunvloeistof hoogovencement of Portlandcement bevat in 10 een aandeel voldoende om een vastheid te bereiken zoals gebruikelijk bij cementbentonietwanden, bij voorkeur met met een hoog aandeel slakken,

20. Werkwijze volgens één van conclusies 1-19, waarbij de sleuf gemaakt wordt met een speciale grijper die de sleuf 15 uitgraaft en in hoofdzaak alle grond verwijdert, waarbij tijdens het uitgraven de sleuf wordt gestabiliseerd door deze gevuld te houden de steunvloeistof.

21. Werkwijze volgens één van conclusies 1-20, waarbij de sleuf gemaakt wordt door een grondverdringingslichaam 20 vertikaal in de grond te drukken, bijvoorbeeld door intrillen, dat vervolgens omhoog uit de grond wordt getrokken terwijl de vrijkomende ruimte onder het omhoog bewegende lichaam wordt gevuld met de steunvloeistof om de sleuf te stabiliseren.

22. Werkwijze volgens één van conclusies 1-21, waarbij tijdens het vormen van de sleuf een eerste steunvloeistof, zoals bentonietspoeling gebruikt wordt, die voor, tijdens of na het plaatsen van het element vervangen wordt door een tweede steunvloeistof, zoals uithardbaar bentonietmengsel.

23. Werkwijze volgens één van conclusies 1-22, waarbij men het element onder zijn eigen gewicht in de steunvloeistof laat zakken.

24. Werkwijze volgens één van conclusies 1-22, waarbij vanaf het maaiveld een tot een waterdichte horizontale grond- 35 laag op een diepte van minimaal 10 m lopende, minimaal 0,5m brede sleuf met de dichtingwandtechniek wordt gemaakt.

25. Werkwijze volgens één van conclusies 1-24, waarbij van de naast elkaar te plaatsen elementen de tegenoverlig- 1 0 28 707__ gende langsranden een uitsparing (bijv. over de hoogte lopende groef) resp. daarin passend uitsteeksel (bijv. een over de hoogte lopende rib) hebben.

26. Werkwijze volgens één van conclusies 1-25, waarbij 5 de vertikale belasting vanuit het element via de interface met de uitgeharde steunvloeistof door schuifspanning overgedragen wordt.

27. Werkwijze volgens één van conclusies 1-26, waarbij de uitgeharde steunvloeistof een sterkte van ten hoogste B15 10 of ong. B10, zoals ong. B5 heeft.

28. Werkwijze volgens één van conclusies 1-27, waarbij ong. 50% van de belasting via de opstaande zijden (wrij-ving/afschuiving) en ong. 50% via de onderzijde/teen (druk) door het element op de uitgeharde steunvloeistof wordt 15 overgedragen.

29. Werkwijze volgens één van conclusies 1-28, waarbij de elementen aan het ondereinde aanéén worden bevestigd door een geleiding- en borgingmiddel.

30. Werkwijze volgens één van conclusies 1-29, waarbij 20 een ondergrondse ruimte beneden het lokale grondwaterniveau wordt gemaakt.

31. Werkwijze volgens één van conclusies 1-30, waarbij een vertikale grond- en waterkerende wand tot ruim beneden de lokale grondwaterstand in de grond wordt gemaakt.

32. Werkwij-ze volgens één van conclusies 1-31, waarbij een sleuf met een diepte van althans 30 meter wordt gemaakt met behulp van geleidebalken en een graafmachine met diep-wandgrijper/frees, waarbij de geleidebalken inkalven van de sleuf voorkomen, en een geprefabriceerd element onder 30. verdringing van steunvloeistof wordt geplaatst waarvan het ondereinde op ruime afstand van althans 5 meter boven de sleufbodem en op ruime afstand beneden het vloerniveau van de aan te leggen ondergrondse ruimte eindigt en tijdelijk afgehangen wordt aan de geleidebalken en die na uitharden 35 worden verwijderd. 1 0 2 8 707_