Geschroefde ankerpalen (type D)

Van geschroefde groutinjectiepalen zijn enkele varianten beschikbaar, waarbij met name de vorm en afmetingen van de boorbladen en het installatieproces per leverancier verschillen.

Bij geschroefde ankerpalen is de boorbuis tegelijkertijd het feitelijke ankerstaal van de paal en heeft aan de punt stalen schroefbladen die in diameter een factor 2 tot 3 à 4 groter zijn dan de ankerbuis.

De boorbuis kan bestaan uit met moffen gekoppelde (dikwandige) ankerbuizen. Ook worden er (dunwandige) buizen toegepast. Deze kan zowel uit één lengte bestaan, maar ook met doorgekoppelde buisdelen. De ankerbuizen hebben inwendig een centrale holte waardoor het grout vanaf bovenkant boorstang naar de paalpunt wordt gevoerd. Onderaan de boorbuis snijden de roterende schroefbladen de grond los geholpen door de boorvloeistof die nabij de punt vanuit de boorstang wordt geïnjecteerd.

De injectieopeningen bevinden zich in de zijkant van de boorbuis, juist beneden het onderste schroefblad, en zijn zijwaarts gericht.

De geschroefde groutinjectiepalen voeren in principe geen grond op, maar de grond wordt in het boorgat gemengd met de boorvloeistof. Er is dus eigenlijk sprake van een soil-mix ankerpaal.

Voor een goede smering wordt als boorvloeistof bij het inboren over de vrije lengte soms water toegepast, maar mede om het boorgat stabiel te houden is dat vaak een grout mengsel met een w/c-factor van circa 0,7.

Als de punt van de boorbuis op de diepte is waar de bovenkant van het ankerlichaam begint wordt vervolgens overgeschakeld op dik grout met een w/c-factor van circa 0,45 à 0,5.

Bij het inboren wordt de boorbuis mogelijk met op-en-neergaande slagen door het boorgat gehaald, teneinde een goede menging van zand en grout te bewerkstelligen maar ook om de boorweerstand te reduceren. De met grout gemengde grond zorgt voor een stabiel boorgat, maar niet uitgesloten kan worden dat na passeren van de schroefbladen toch enige mate van grondontspanning optreedt. Dat kan voornamelijk gebeuren bij hardere zandlagen, als de buis wat vaker op-en-neer gehaald moet worden. Om ontspanning rondom het boorgat zo veel als mogelijk te vermijden, moet het op en neer halen van de boorbuis worden vermeden, moet het materiaal geschikt zijn voor toepassing en moet materieel met voldoende vermogen worden ingezet.

Bij het moeten boren in harde zandlagen verdient het sterk aanbeveling één of meerdere leveranciers te benaderen om vroegtijdig in een ontwerpstadium de toepasbaarheid van dit type ankerpaal te laten beoordelen.

Na het bereiken van de gewenste diepte kan de boorbuis met een lage rotatiesnelheid rondgedraaid worden, waarbij vanuit de injectieopeningen onderaan de paalpunt grout met een overdruk uittreedt. De boorbuis kan daarbij vanwege het oplopen van de sterkte van het zand-grout mengsel worden vastgedraaid, hetgeen een gunstige invloed heeft op het gedrag van de ankerpaal.

Een en ander is uiteraard sterk afhankelijk van de locale grondgesteldheid en van de ervaring van de betreffende leverancier en boormeester.

Deze werkwijze bij het formeren van het verankeringslichaam vraagt voor extra aandacht aangaande de hoeveelheid geïnjecteerd dik grout respectievelijk de hoeveelheid cement. De leverancier van dit type ankerpalen moet, bijvoorbeeld met referenties, kunnen aantonen dat de hoeveelheid verbruikt cement toereikend is om de vereiste aanhechting tussen groutlichaam en aanliggend draagkrachtig zand te realiseren. Zo niet, dan zullen er in geval van een ontwerp op basis van een veilige ondergrenswaarde van de wrijvingsfactor alsnog in situ aanvullende controleproeven nodig zijn om de schachtwrijving te verifiëren. Indien het ontwerp is uitgewerkt uitgaande van een hogere waarde van de wrijvingsfactor, dan moeten er sowieso al geschiktheidsproeven uitgevoerd worden waarmee de schachtwrijving wordt aangetoond.

Overige bijzonderheden:

• de verankeringslichamen worden geacht (rekenkundig gezien) een diameter te hebben die gelijk is aan de diameter van de schroefbladen;
• het last-verplaatsingsgedrag kan worden aan­genomen volgens lijn 2 in figuren 7.n en 7.o van NEN 9997-1.

Gegevens ankerbuizen en schroefbladen:
Er is een grote verscheidenheid in voorkomende diameters ankerbuizen tussen Ø30 tot Ø273 en schroefbladen tussen Ø100 en Ø350 tot 550 in mm (afwijkende diameters en verschillende combinaties van ankerbuizen met boorkoppen zijn mogelijk).

Voor toe te passen diameters wordt geadviseerd de leveranciers van dit type ankerpaal te raadplegen.

Alternatieve systemen:
Soms wordt ook een alternatief systeem toegepast, waarbij een stalen casing als boorbuis wordt toegepast met onderaan een verloren boorpunt. De verloren boorpunt heeft een zelfde diameter als die van de casing en is aan weerszijden voorzien van enkele smalle schroefbladen die ca. 5 cm buiten de boorbuis uitsteken.

De stalen boorbuis wordt in één lengte toegepast en heeft inwendig een centrale holte waardoor het grout vanaf bovenkant boorbuis naar de paalpunt wordt gevoerd. Onderaan de boorbuis snijden de roterende schroefbladen van de verloren boorpunt de grond los, geholpen door de boorvloeistof die vanuit de punt van de boorbuis wordt geïnjecteerd.

Vanwege de verloren boorpunt zal de boorbuis tijdens het inboren niet worden opgehaald, maar al draaiend een continu neergaande beweging ondergaan. Als tijdens het inboren de boorbuis toch omhoog wordt getrokken dan dient ervan worden uitgegaan dat de verloren punt is losgeraakt en zal deze paal opnieuw gemaakt moeten worden.

Na het bereiken van de gewenste diepte wordt een GEWI^®/SAS-staaf geplaatst, waarbij de verloren punt wordt gelost. Vervolgens wordt de boorbuis draaiend getrokken. Over de laatste meters boven het verankeringslichaam kan de boorbuis ook rechtstandig worden getrokken. Ook hier moet de uitvoerende leverancier in relatie tot het gewenste draagvermogen aantonen hoeveel grout nodig is bij het maken van het verankeringslichaam.

Voor toe te passen alternatieve systemen wordt geadviseerd de leveranciers van dit type ankerpaal te raadplegen.