NL8403414A - Werkwijze voor het onder water consolideren van een waterhoudende grondlaag alsmede middelen en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze. - Google Patents

Description

^ - * NO 32350 i-"-' _____

Werkwijze voor het onder water consolideren van een waterhoudende grondlaag alsmede middelen en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op een werkwijze 5 voor het consolideren van een waterhoudende grondlaag door het te behandelen gebied af te dekken met een watervoerende laag met daarop een water- en luchtdichte laag of foelie en de ruuimte onder de water- en luchtdichte laag of foelie aan te sluiten op een zuigmond waarmee onder de laag of foelie, op welke laag of foelie water kan staan, een druk 10 teweeg wordt gebracht, die lager is dan de atmosferische druk.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit bijvoorbeeld het Amerikaanse octrooischrift 2.615.307. Bij deze bekende werkwijze gaat het in wezen om het draineren van een waterhoudend terrein door in dat terrein verticale draineerelementen aan te brengen, over- het terrein een 15 watervoerende laag, zoals een zandlaag, aan te brengen en deze laag naar boven toe af te sluiten met een water- en luchtdichte foelie. Wordt nu de ruimte onder de foelie aangesloten op een bron van onderdruk, dat wil zeggen, dat in de watervoerende laag leidingen steken, die zijn aangesloten op een zuigpomp, dan zal de door de zuigwerking verkregen 20 drukverlaging tot gevolg hebben, dat het drukverschil met de zich voordoende atmosferische druk een drukvergroting teweeg brengt op de te behandelen waterhoudende laag, waardoor het daarin aanwezige water met grotere kracht in de richting van de draineerelementen wordt geperst, in de watervoerende laag terecht komt en door de zuigpomp of -pompen kan 25 worden af gevoerd. Bij deze bekende werkwijze doen zich aan de rand van het met de water- en luchtdichte foelie afgedekte gebied problemen voor, want hier kan als gevolg van poreusheid van de grond luchtlekkage plaats vinden, waardoor de drukverlaging onvoldoende respectievelijk onregelmatig plaats vindt. Om dit probleem te ondervangen, is het uit 30 genoemde publicatie bekend, langs de randen van het te behandelen gebied een sloot te graven, de water- en luchtdichte foelie over de bodem van de sloot te laten doorlaten en de sloot te vullen met water, waardoor een efficiënte afdichting wordt verkregen. Hen heeft daarbij ook reeds onderkend, dat het water niet alleen in de sloot, maar ook boven het 35 gehele oppervlak van de water- en luchtdichte foelie kan staan, en dat de druk van het water dan meehelpt in het draineren van de waterhoudende grondlaag.

o L', v ' *· 4

* v V

i 2

In wezen gaat het bij deze bekende werkwijze echter om een werkwijze voor het draineren van een grondlaag, die zich ter hoogte van het normale grondoppervlak of maaiveld bevindt of slechts weinig daaronder.

Daarbij wordt in wezen gebruik gemaakt van de druk van de atmosfeer 5 boven de laag of foelie.

De uitvinding houdt zich bezig met het probleem diep onder water gelegen grondlagen een groter draagvermogen te geven voor het daarop plaatsen van kunstwerken, zoals bijvoorbeeld een kunstmatig eiland, en-dit doel wordt nu overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat bij een 10 dergelijk zich van nature onder water, in het bijzonder diep onder water, bevindend te behandelen gebied de waterdruk onder de foelie wordt verlaagd.

Zich onder water bevindende grondlagen, zoals de bodem van een zee, gelegen op vele tientallen meters onder het wateroppervlak, kunnen zeer 15 sterk waterhoudend zijn. Om op een dergelijke bodem toch iets te kunnen neerzetten, werkt men wel met zeer grote oppervlakken en heeft zich de techniek van het diep onder water heien ontwikkeld om dergelijke kunstmatige werken op de juiste wijze op hun plaats te houden. Ook is het wel bekend dergelijke modderige lagen eerst weg te baggeren.

20 Doordat nu overeenkomstig de uitvinding de waterdruk onder de waterdichte en luchtdichte laag of foelie in het daarmee afgedekte gebied wordt verlaagd, komt het gebied onder een hoge druk te staan en blijkt het mogelijk de vaak zeer sterk waterhoudende bodem van een zee, bij wijze van spreken onder water droog te maken, dat wil zeggen een 25 behandeling te geven waardoor deze laag weer draagvermogen krijgt, d.w.z. wordt geconsolideerd.

Volgens de uitvinding is de invloed van de druk van de atmosfeer, alhoewel aanwezig, verwaarloosbaar in verhouding tot de druk van de waterkolom boven de laag, ten opzichte van welke waterdruk na, volgens 30 de uitvinding de druk onder de laag wordt verlaagd.

Terwijl het bij de bekende werkwijze, die in wezen boven water wordt uitgevoerd, nodig is een watervoerende laag aan te brengen, bijvoorbeeld door het uitspreiden van een zandlaag, is dit bij de behandeling van een zeebodem niet zinvol, want op de te behandelen bodem 35 te storten zand zal daar nauwelijks of niet * op de juiste wijze terechtkomen, met name zal het langs de randen komen te liggen, waar het in verband met de afsluiting niet gewenst is, terwijl het in het eigenlijke gebied onregelmatig zal worden verspreid.

Overeenkomstig de uitvinding lost men dit nu op door, daar waar dit 40 nodig is, als watervoerende laag een watergeleidend vel aan te brengen.

8403414 3

Een dergelijk watergeleidend vel is wel goed over het te behandelen gebied aan te brengen en wordt nu daaroverheen weer de water- en luchtdichte foelie aangebracht met voldoende overlapping en uitsteking aan de randen om lekkage te voorkomen, dan blijkt het mogelijk een diep onder 5 water gelegen gebied regelmatig en snel te consolideren.

Het kan daarbij van nut zijn wanneer men tussen de te behandelen laag en het watervoerende vel nog een waterdoorlatende gronddichte laag of foelie plaatst.

Deze waterdoorlatende, gronddichte laag of vel, moet voorkomen, dat 10 gronddeeltjes in de horizontaal watervoerende laag zouden komen en deze zouden verstoren.

De waterdoorlatende gronddichte laag of foelie, zo aanwezig, het watergeleidende vel en de water- en luchtdichte laag of foelie, kunnen achtereenvolgens worden geplaatst, maar ook tegelijkertijd. Het is daar-15 bij van nut de diverse lagen samen te voegen tot een sandwich, die vanaf een rol kan worden afgewikkeld.

Het watergeleidende vel kan daarbij verschillende constructies hebben. Het kan worden gevormd door een gegolfd materiaal, een glad vel voorzien van ribben, die stromingskanalen vormen danwel een niet-geweven 20 vezelmat, waarvan de constructie gelijk aan of vergelijkbaar kan zijn met die van de draineer elementen. Het is ook denkbaar de water- en luchtdichte foelie aan de onderzijde te voorzien van evenwijdig aan elkaar verlopende ribben of noppen, die stromingskanalen vormen in welk geval dus de water- en luchtdichte foelie alsmede het watergeleidende 25 vel in feite één geheel vormen.

Bij voorkeur wordt gewerkt met consolidatiestroken bestaande uit de diverse foelies respectievelijk vellen en dergelijke sandwichachtige stroken kunnen verder zijn voorzien van evenwijdig aan elkaar verlopende buisvormige draineerlichamen, van afdichtstroken aan de randen met een 30 randflap, die moeten zorgen voor de afdichting ten opzichte van het omgevende gebied en verder kunnen verzwaringen worden toegepast aan de langsranden van de stroken, maar ook tussen één of meerdere der lagen, vellen of vliezen.

Voor het op diepte plaatsen van de foelies, vellen of consolidatie-35 stroken, voorziet de uitvinding in inrichtingen, die bestaan uit een vaartuig met opslag voor één of meer rollen velvormig materiaal, welk vaartuig naar beneden gerichte geleidingsbanen draagt voor het opnemen S /- Λ v · * 'ï - .· *i* * i 4 van de uiteinden van de as van een rol met velvormig materiaal en voorzien van middelen voor het neerlaten van de rol en het ophalen van de as van de rol. Voor grote diepten kan de inrichting kan echter ook bestaan uit een drager voor een rol, uit middelen voor het aandrijven van de as 5 van de rol, uit in langs- en dwarsrichting gerichte voortstuwingsmiddelen, die in tegengestelde richtingen kunnen werken, alsmede uit middelen voor het aanbrengen van een hijsorgaan. Deze drager kan een regelbaar drijfvermogen hebben, doch ook in een kraan hangen. —

De eenvoudigste wijze van plaatsing van een vel of strook kan 10 volgens de uitvinding worden verkregen wanneer het vel resp. de strook op een rol wogewikkeld, in deze vorm wordt neergelaten en gewoon afgerold.

Het kan daarbij van nut zijn het vel resp. de strook te wikkelen op een kern met zodanig drijfvermogen, dat de rol op de grondlaag weinig of 15 geen druk uitoefent en dus niet in een slappe grondlaag kan wegzakken·

De werkdiepte is bepalend voor het type inrichting dat men dient te gebruiken.

De uitvinding zal aan de hand van de tekeningen nader worden 20 toegelicht.

Fig. 1 toont in zijaanzicht schematisch een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding en daarmee tevens de werkwijze.

Fig. 2 toont een andere uitvoeringsvorm van de inrichting voor het 25 uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding en wel in vooraanzicht en

Fig. 3 toont de inrichting van fig. 2 in zijaanzicht.

Fig. 4 toont in doorsnede een mogelijke uitvoeringsvorm van een consolidatiestrook volgens de uitvinding.

30 Fig. 5 toont, op dezelfde wijze als fig. 4, een andere uitvoerings vorm van een consolidatiestrook.

Fig. 6, 7 en 8 zijn mogelijke uitvoeringsvormen van een watergelei-dend vel.

Fig. 9 toont een consolidatiesstrook volgens de uitvinding in door-35 snede.

Fig. 10 toont op grotere schaal het randgedeelte van de consolidatiestrook van fig. 9.

Fig. 11 toont het overlappingsgebied van twee naast elkaar geplaatste consolidatiestrokenen Fig. 12 toont een aantal naast elkaar 8403414 5 geplaatste consolidatiestroken.

In Fig. 1 is een zeebodem 1 aangegeven, die zich op een zodanige afstand onder het waterniveau 2 bevindt, dat de bodem nog redelijkerwijze kan worden bereikt vanuit een vaartuig 3.

5 Dit vaartuig 3 heeft aan êén einde een omgekeerd L-vormige gelei ding 4, bestaande uit twee evenwijdig aan elkaar verlopende delen, die zich op een zodanige afstand van elkaar bevinden, dat de as 5 van een rol 6 met velvormig materiaal daartussen past en wel in de geleidingen 7 van de horizontale benen 8 en de verticale benen 4.

10 Bij 9 is een zich in het ondereinde van de geleiding 4 bevindende rol getoond.

Voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding kan het te draineren gebied van te voren zijn voorzien van een groot aantal verticale draineerelementen 10. Deze draineerelementen 10 steken met hun 15 boveneinden 11 iets boven de te behandelen bodem uit.

Het al of niet op deze voorbereide gebied wordt nu naar boven toe afgesloten met behulp van een in elk geval aan de bovenzijde water- en luchtdichte laag 12, die zich bevindt op de met behulp van niet-getoonde middelen in de geleidingen 4 naar beneden gevoerde rol 9. Door dit vel 20 aan ëën rand te voorzien van een verzwaring, zoals aangeduid bij 13, kan door verplaatsing van het vaartuig 3, al of niet gecombineerd met controle van de rotatie van de rol 9 een beheerst neerleggen van de laag 12 plaats vinden.

Wordt daarna het op deze wijze naar boven toe afgesloten gebied 25 aangesloten op ëên of meer niet-getoonde zuigpompen, die het af te voeren water in de omgeving wegdrukken, dan zal de te behandelen grondlaag overeenkomstig de uitvinding worden gebracht onder een druk, die niet alleen lager is dan de atmosferische druk boven het waterniveau 2, maar waaraan verder is toegevoegd een deel van het geheel van de druk 30 van de waterkolom, die bij een waterdiepte van bijvoorbeeld 30 meter 3 atm. bedraagt.

Het kan voldoende zijn dat de laag 12 uitsluitend bestaat uit een water- en luchtdichte foelie, doch ter bevordering van de waterstroming zijn veelal andere constructies wenselijk, zoals nader zal worden uit-35 eengezet.

Fig. 2 en 3 laten een inrichting zien, die in het bijzonder bestemd is voor het werken op grotere waterdiepten, dat wil zeggen, diepten, die niet meer vanaf een oppervlaktevaartuig zodanig bereikbaar zijn, dat de uit te voeren handelingen beheerst kunnen worden. De in de fig. 2 en 3 40 getoonde inrichting bestaat uit een drager 14 zo gewenst met regelbaar 8 4 0 3 4 14 . . 6 drijfvermogen en gekoppeld met een hijsmiddel 15.

Deze drager heeft naar beneden gerichte delen 16 en 17 voorzien van een uitsparing 18, die zodanig is gevormd dat een rol, zoals de rol 19, met de asuiteinden daarin kan worden gelegd. De as van de rol 19 kan 5 worden aangedreven met behulp van motoren 20 en drijfwerk 21.

De drager 14 is verder voorzien van langsgerichte voortstuwingsmiddelen 22 resp. 23 alsmede van dwarsgerichte voortstuwingsmiddelen 24 resp. 25r-Deze drager kan zodanig zijn uitgevoerd dat hij een foelie of vel draagt van bijvoorbeeld 50 meter breed, dat op de wijze, zoals 10 getoond in fig. 3, wordt geplaatst over het gebied. De bewegingen van de drager worden daarbij bestuurd met diens voortstuwingsmiddelen en vanaf een oppervlaktevaartuig. Energietoevoer en regeling drijfvermogen vindt daarbij plaats via middelen, die met de lijn 26 zijn aangeduid.

Fig. 4 toont in doorsnede een als sandwich uitgevoerde consolidatie 15 strook bestaande uit een water- en luchtdichte foelie 27 aan de bovenzijde, een waterdoorlatende gronddichte foelie 28 aan de onderzijde en daartussen een gegolfd of geplooid materiaal 29.

Deze tussenlaag 29 kan het trapeziumvormige golfprofiel hebben, zoals getoond in fig. 6, het kan ook bestaan uit een gladde foelie 30 20 met aan elkaar evenwijdige ribben 31 en 32 op boven- resp. ondervlak.

Het is ook mogelijk, zoals getoond in fig. 7, dat de tussenlaag 29 bestaat uit een niet-geweven vezelmat 33.

Fig. 5 toont dat de water- en luchtdichte laag of foelie 34 aan de onderzijde kan zijn voorzien van aan elkaar evenwijdige ribben 35, die 25 daarmee de waterdoorlatende gronddichte foelie 28 op afstand houden en op deze wijze stromingskanalen 36 vormen.

Fig. 9, 10 en 11 tonen een consolidatiestrook, die is samengesteld uit een watervoerend vel 37 op het bovenvlak waarvan een water- en luchtdichte foelie 38 is gehecht. Aan de onderkant bevindt zich een 30 waterdoorlatende gronddichte foelie 39.

De in fig. 9 getoonde consolidatiestrook heeft een breedte van 50 meter en een lengte van bijvoorbeeld 100 meter of meer.

In deze strook bevinden zich op afstanden van bijvoorbeeld 2 meter buisvormige draineerlichamen 40 in de vorm van geperforeerde slangen.

’ 35 teneinde de capaciteit van horizontaal watertransport te vergroten.

Onder deze slangen bevinden zich smalle stroken 41 van dicht foeliemate-riaal, die breder zijn dan de slangen zelf, maar die tussen de naburige stroken 41 een groot gebied overlaten aan doorlaatbare gronddichte foelie 39.

3403614 * v 7

Het foeliemateriaal kan aan de randen om het watergeleidende vel zijn heengevouwen, zoals aangegeven bij 42 in fig. 9 en 11.

Het watergeleidende tussengelegen vel 37 kan elke uitvoeringsvorm hebben, zoals een van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen.

5 De consolidatiestrook kan, althans aan één langsrand zijn voorzien van een U-vormig om de langsrand gevouwen water- en luchtdichte strook 43, die kan zijn voorzien van een zijdelings uitstekende flap 44, waardoor, zoals getoond in fig. 11, in het overlappingsgebied van twee naast elkaar te plaatsen stroken een goede afdichting mogelijk is.

10 De randstrook kan zijn verzwaard door een ketting 45, terwijl ver der op regelmatige afstanden tussen de draineerslangen 40 verzwaringen kunnen zijn aangebracht, bijvoorbeeld in de vorm van looddraden 46.

Fig.12 toont tenslotte een aantal naast elkaar geplaatste consoli-datiestroken 47, die bijvoorbeeld kunnen zijn uitgevoerd als getoond in 15 de fig. 9 t/m 11 en waarbij alle slangvormige draineerlichamen uitmonden nabij een dwarsrand, zoals aangegeven bij 48. Aldaar bevindt zich een afsluitstrook in de vorm van een water- en luchtdichte foelie waaronder de stroken en draineerbuizen of -slangen uitmonden en die is aangesloten via een leiding 49 op een pomp 50.

H 03 4 1 4

Claims (20)

1. Werkwijze voor het consolideren van een waterhoudende grondlaag door van het te behandelen gebied af te dekken met een watervoerende laag met daarop een water- en luchtdichte laag of foelie en de ruimte onder de water- en luchtdichte laag of foelie aan te sluiten op een zuigpomp 5 waarmee onder de laag of foelie, op welke laag of foelie water kan staan, een druk teweeg wordt gebracht, die lfiger is dan de atmosferische druk, met het kenmerk, dat het te behandelen gebied een van nature onder water, in het bijzonder diep onder water gelegen, gebied is, en de waterdruk onder de foelie wordt verlaagd. 10

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de watervoerende laag bestaat uit een watergeleidend vel.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij in het te behandelen gebied 15 verticale draineerelementen in de grond worden gebracht, met het kenmerk, dat na het plaatsen van de draineerelementen waterdoorlatende gronddichte laag of foelie wordt geplaatst, die onder het watergeleiden-de vel komt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de water doorlatende gronddichte laag of foelie, het watergeleidend vel en de water- en luchtdichte laag of foelie na elkaar worden geplaatst.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de water- en 25 luchtdichte laag of foelie, en het watergeleidend vel tegelijkertijd worden geplaatst.

6. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de waterdoorlatende gronddichte laag of foelie, het watergeleidend vel en de water- en 30 luchtdichte laag of foelie tegelijkertijd worden geplaatst.

7. Watergeleidend vel voor toepassing bij de werkwijze volgens een of meer der conclusies 2 t/m 6, met het kenmerk, dat het vel bestaat uit gegolfd materiaal. 35

8. Watergeleidend vel voor toepassing bij de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies 2 t/m 6, met het kenmerk, dat het vel is voorzien van evenwijdig aan elkaar verlopende ribben op één of beide vlakken. 3. l) 3 & 1 4 . r

9. Watergeleidend vel voor toepassing bij de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies 2 t/m 6, met het kenmerk, dat het vel bestaat uit een niet-geweven vezelmat.

10. Consolidatiestrook voor toepassing bij de werkwijze volgens conclu sie 5, met het kenmerk, dat de water- en luchtdichte laag of foelie en het watergeleidend vel aan elkaar zijn gehecht respectievelijk éên geheel vormen.

11. Consolidatiestrook voor toepassing bij de werkwijze volgens conclu sie 6, met het kenmerk, dat de waterdoorlatende gronddichte laag of foelie, het watergeleidend vel en de water- en luchtdichte laag of foelie tot een sandwich aan elkaar zijn gehecht.

12. Consolidatiestrook volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat het watergeleidend vel bestaat uit stroken met daartussen evenwijdig aan elkaar verlopende buisvormige draineerlichamen.

13. Consolidatiestrook volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat elke 20 strook aan ten minste één langsrand is voorzien van een afdichtstrook.

14. Consolidatiestrook volgens éên of meer der voorgaande conclusies 10 t/m 13, met het kenmerk, dat de langsrand of langsranden van de strook zijn verzwaard. 25

15. Consolidatiestrook volgens een of meer der voorgaande conclusies 12 t/m 14, met het kenmerk, dat op of tussen een of meerdere der lagen, vellen of vliezen verzwaringselementen zijn aangebracht.

16. Inrichting voor het onder water op de bodem plaatsen van een water en luchtdichte laag of foelie respectievelijk van een vel of consolidatiestrook, als genoemd in één of meer der conclusies 7 t/m 15, voor toepassing bij de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat deze inrichting bestaat uit een vaartuig met 35 opslag met één of meer rollen vel vormig materiaal, welk vaartuig naar beneden gerichte geleidingsbanen draagt voor het opnemen van de uiteinden van de as van een rol met velvormig materiaal en voorzien van middelen voor het neerlaten van de rol en het ophalen van de as van de rol. 40 5. } Λ r A 1 4 j

17. Inrichting voor het leggen van een velvormige baan als genoemd in eén of meer der conclusies 7 t/m 15, voor toepassing bij de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat deze inrichting bestaat uit een drager voor een rol, middelen voor 5 het aandrijven van de as van de rol, in langs- en dwarsrichting gerichte voortstuwingsmiddelen, die in tegengestelde richtingen kunnen werken, alsmede middelen voor het aanbrengen van een hijsorgaan,

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de drager een 10 regelbaar drijfvermogen heeft.

19. Werkwijze voor het plaatsen van vel of strook volgens éên of meer der voorgaande conclusies 7 t/m 15, met het kenmerk, dat het vel resp. de strook in opgerolde vorm wordt neergelaten en ter plaatse van de 15 grondlaag wordt afgerold.

20. Rol met een vel of strook voor toepassing van de werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de rol is gewikkeld op een kern met een zodanig dri jfvermogen, dat de rol op de grondlaag weinig of geen 20 druk uitoefent. 3403414