JP2005273137A - Ground improvement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤の液状化を防止するための地盤改良方法に関し、特に、海岸沿いに設置されている石油貯蔵タンクの基礎などのように大地震による液状化の被害が想定される場所の地盤を改良する方法に関する。 The present invention relates to a ground improvement method for preventing liquefaction of the ground, and in particular, the ground in a place where liquefaction damage due to a large earthquake is assumed, such as the foundation of an oil storage tank installed along the coast. It is related with the method of improving.
一般に、液状化が想定される地盤は緩い砂層が多く、N値が30以下となっている。ここで、液状化とは、砂が地震などで圧力の強い水に押し上げられ、支持力がなくなり、液体に近い状態となることをいう。また、N値とは、サンプラーを地中に0.3m貫入させるのに必要な打撃回数をいう。一般に、N値は、次の手順で行われる標準貫入試験(JIS A 1219-1995)により得ることができる。 Generally, the ground where liquefaction is assumed has many loose sand layers, and the N value is 30 or less. Here, liquefaction means that sand is pushed up by strong water due to an earthquake or the like, and the supporting force is lost, resulting in a state close to liquid. The N value means the number of hits required to allow the sampler to penetrate 0.3 m into the ground. In general, the N value can be obtained by a standard penetration test (JIS A 1219-1995) performed by the following procedure.
まず、第1に、鉛直に地中にあけたボーリング孔の底に、内径0.035m、外径0.0.51mのサンプラー(縦に二つ割りにできる鋼製パイプ)を立てる。第2に、サンプラーの上につけたロッド(鋼製丸棒)に固定したノッキングヘッドに、63.5kgの円筒形ハンマーを0.75mの高さから自由落下させる。第3に、サンプラーを地中に0.3m貫入させるのに必要な打撃回数をN値として記録する。第4に、サンプラーから土の試料を回収する。この試料は、粒径分布、土粒子比重および粘土の含水比を測定することができる。第5に、ボーリング孔を堀り進め、1m毎にN値を測定する。 First, a sampler (steel pipe that can be divided in two vertically) with an inner diameter of 0.035 m and an outer diameter of 0.0.51 m is set up at the bottom of a borehole that is vertically drilled in the ground. Second, a 63.5 kg cylindrical hammer is freely dropped from a height of 0.75 m onto a knocking head fixed to a rod (steel round bar) attached on the sampler. Third, record the number of strikes required to allow the sampler to penetrate 0.3 m into the ground as an N value. Fourth, collect a soil sample from the sampler. This sample can measure particle size distribution, soil particle specific gravity and clay water content. Fifth, drill the borehole and measure the N value every 1 m.
上記N値は、土の強さまたは堅さの指標として広く用いられるが、同じ値でも、土壌深さおよび土の種類(例えば、砂、粘土)によって異なる。例えば、10mの深さにあるN値が10の砂は、地震時に液状化の恐れがある緩い砂であるが、N値が10の粘土は、安定した土であり、低層建物を支持するには充分の強度を有している。 The N value is widely used as an index of soil strength or firmness, but the same value varies depending on soil depth and soil type (for example, sand, clay). For example, sand with an N value of 10 at a depth of 10 m is loose sand that may be liquefied during an earthquake, but clay with an N value of 10 is stable soil and supports low-rise buildings. Has sufficient strength.
上記液状化の被害が想定される地盤において、N値を30以上にすることができれば液状化が発生しない。従来、地盤をボーリングし、グラウト注入する方法により液状化を防止する地盤改良方法が採用されている。石油貯蔵タンクなどが設置されている地盤を改良するために、例えば、地表面に対し、斜めにボーリングし、ボーリングに使用した削孔用のロッドを通して、または、別の注入管を挿入し、その注入管を通して、グラウト(セメントなどの固化材)を供給する方法が採用されている。また、石油貯蔵タンクの周囲を掘削し、掘削した箇所にボーリング基地を作り、そのボーリング基地からボーリングし、上記ロッドまたは注入管を使用してグラウトを供給する方法が採用されている。これらの方法では、グラウトが供給された範囲の地盤強度を高め、液状化が発生しないN値30以上にすることは可能であるものの、石油貯蔵タンクが設置されている地盤全体にほぼ均一に供給し、安定した強度の地盤を得ることが困難であった。 In the ground where the damage of liquefaction is assumed, liquefaction does not occur if the N value can be increased to 30 or more. Conventionally, a ground improvement method for preventing liquefaction by a method of boring the ground and injecting grout has been adopted. In order to improve the ground where the oil storage tank etc. are installed, for example, drilling obliquely with respect to the ground surface, through the drilling rod used for boring, or inserting another injection pipe, A method of supplying grout (solidifying material such as cement) through an injection pipe is employed. In addition, a method is employed in which a periphery of the oil storage tank is excavated, a boring base is formed at the excavated location, and the grout is supplied from the boring base using the rod or the injection pipe. In these methods, although the ground strength in the range where the grout is supplied can be increased and an N value of 30 or more at which liquefaction does not occur, it can be supplied almost uniformly to the entire ground where the oil storage tank is installed. However, it was difficult to obtain a stable ground.
石油貯蔵タンクの多くは、海外からの輸入、事故対策のために海岸沿いに建設される。必然的に埋め立て地盤が多く採用されるため、建設時にサンドコンパクションパイル工法などにより強度増加が図られる。しかしながら、近年、想定される地震規模が大きくなり、地盤強度を上げない場合には、充分な液状化防止を図ることができない状況になっている。 Many oil storage tanks are built along the coast for imports from overseas and for accident prevention. Inevitably, a lot of landfill is used, so the strength can be increased by sand compaction pile method during construction. However, in recent years, the scale of earthquakes assumed has increased, and if the ground strength is not increased, sufficient liquefaction prevention cannot be achieved.
上述した問題に鑑み、所定範囲の地盤に、均一にグラウトを供給することができる方法が提案されている(例えば、非特許文献1および非特許文献2参照)。第1の方法は、施設や既設構造物の供用を止めることなく、隣接した場所から対象物直下地盤を削孔し、1本の削孔ラインから串団子状に複数の地中点にグラウトを注入することにより施工する方法である。この方法は、絶対方位を計測する小型ジャイロを使用し、削孔中のロッド位置を高精度に検出し、先端ロッドの曲がり量やジャイロ位置などのロッド先端データを運転席でリアルタイムにモニタリングしながら削孔し、複数の点から串団子状にグラウト注入することにより、地盤内の間隙水をグラウトに置き換えるものである。この方法では、ロッド位置を高精度に検出し、操作することができるため、地盤内に均一にグラウトを供給することができる。
In view of the above-described problems, a method has been proposed that can uniformly supply grout to the ground in a predetermined range (see, for example, Non-Patent
第2の方法は、液状化しやすい砂地盤と、セメント系の固化材などを混合し、地盤自体を固めることにより液状化を回避する方法である。この方法は、ブレード(翼)のついた軸を回転させて地盤を撹拌しながら押し進め、同時に軸の先端にあるノズルから固化材またはスラリー(固化材を含む溶液)を注入することにより、直径1m程度の均一な固化地盤の柱を地中に構築することができるものである。 The second method is a method for avoiding liquefaction by mixing a sand ground that is liable to be liquefied with a cement-based solidifying material and solidifying the ground itself. In this method, a shaft with blades (wings) is rotated to push the ground while stirring, and at the same time, a solidified material or slurry (solution containing the solidified material) is injected from a nozzle at the tip of the shaft, thereby allowing a diameter of 1 m. It is possible to build a solid ground pillar of uniform degree in the ground.
第3の方法は、超高圧水の噴射力によって地盤と固化材とを効率的に混合する高圧噴射撹拌工法である。この工法は、回転する軸の先端にあるノズルから30MPa以上の超高圧で固化材スラリーを噴射し、その噴射力により地盤を切るように乱しながら、同時に固化材と混合するものである。この噴射力により最大で2.5m程度の範囲に固化材を行き渡らせ、最大直径5mの固化地盤の柱を地中に構築することができる。 The third method is a high-pressure jet agitation method in which the ground and the solidified material are efficiently mixed by the injection force of ultrahigh-pressure water. In this method, the solidifying material slurry is jetted from a nozzle at the tip of a rotating shaft at an ultrahigh pressure of 30 MPa or more, and mixed with the solidifying material at the same time while disturbing the ground by the jetting force. By this injection force, the solidified material can be spread over a range of about 2.5 m at the maximum, and a solid ground column with a maximum diameter of 5 m can be built in the ground.
第4の方法は、上記第2の方法と上記第3の方法とを組み合わせた方法である。上下2段に配置されたブレードの先端から超高圧スラリーを交差するように噴射しながら地盤を固化することができる。 The fourth method is a method in which the second method and the third method are combined. The ground can be solidified while spraying the ultrahigh pressure slurry so as to cross from the tip of the blades arranged in two upper and lower stages.
第5の方法は、地盤中に薬液を注入して地下水と置換し、地盤全体にねばりを付与することにより液状化を防止する薬液注入工法である。この工法は、掘削パイプの先端に取り付けられた特殊ビットにより、直進時は回転しながら堀り進み、曲がる際には回転を停止し、そりの先端が向いた方向に曲がりながら堀り進み、到達したパイプの先端から薬液を注入し、1回で直径2〜3mの球形の改良体を構築するものである。 The fifth method is a chemical solution injection method in which liquefaction is prevented by injecting a chemical solution into the ground and replacing it with groundwater to give a stickiness to the entire ground. This construction method uses a special bit attached to the tip of the drilling pipe to advance while digging while rotating straight, stop rotating when turning, and advance while digging while turning in the direction in which the tip of the sleigh faces. A chemical solution is injected from the tip of the pipe, and a spherical improvement body having a diameter of 2 to 3 m is constructed at a time.
上述した方法では、立坑が不要であるなどの特徴を有するものの、専用の機械や専用の薬液を必要とするといった制約があり、これらの使用は、施工コストを増加させ、容易に施工することもできず、施工に時間がかかるといった問題があった。したがって、例えば、汎用の薬液を使用して安価で提供することができ、ロッド位置など検出しながら削孔および薬液注入を行わなくても、広範囲かつ均一に薬液を行き渡らせることを可能にする方法が望まれている。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、専用の機械や専用の薬液を必要とすることなく安価で施工することができ、容易に、広範囲かつ均一に薬液を行き渡らせて所定強度の地盤を得ることを可能にする方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be applied at low cost without the need for a dedicated machine or a dedicated chemical solution, and can easily and widely spread the chemical solution. It is an object of the present invention to provide a method that makes it possible to obtain a ground having a predetermined strength.
本発明は、地中壁を構築することにより、薬液が外部に浸透することを防止して、所定量の薬液を強化するべき土壌範囲(地中壁により包囲された範囲)に確実に注入することができ、また、薬液を圧縮空気とともに供給することにより、圧縮空気が間隙を広げてより多くの薬液を注入することを可能にし、かつ圧縮空気の地表面への上昇とともに薬液を上昇させ、上方へ拡散させることができることを見出すことによりなされたものである。これにより、充分な量の薬液を短時間に注入することができ、所定土壌範囲に均一に行き渡らせることもでき、ボーリングによる削孔数を減少させることができる。本発明の上記目的は、本発明の地盤改良方法を提供することにより達成される。 The present invention prevents the chemical solution from penetrating to the outside by constructing the underground wall, and reliably injects a predetermined amount of the chemical solution into the soil range (the range surrounded by the underground wall). In addition, by supplying the chemical liquid together with the compressed air, it is possible for the compressed air to widen the gap and inject more chemical liquid, and to raise the chemical liquid as the compressed air rises to the ground surface, It was made by finding that it can diffuse upwards. As a result, a sufficient amount of the chemical solution can be injected in a short time, can be evenly distributed over a predetermined soil range, and the number of holes drilled by boring can be reduced. The above object of the present invention is achieved by providing the ground improvement method of the present invention.
すなわち、本発明の請求項1の発明によれば、構造物周囲の土壌に固化材を供給し、前記土壌と前記固化材とを混合し、前記構造物および該構造物を支持する地盤の周囲を包囲する地中壁を構築する工程と、
前記地中壁を貫通して前記構造物を支持する地盤にまで延びる孔を削孔する工程と、
前記孔に挿入された薬液注入管から圧縮空気を混入した薬液を噴射させる工程とを含む地盤改良方法が提供される。
That is, according to the invention of
Drilling a hole that extends through the underground wall to the ground supporting the structure;
There is provided a ground improvement method including a step of injecting a chemical liquid mixed with compressed air from a chemical injection pipe inserted into the hole.
本発明の請求項2の発明によれば、前記地中壁に隣接する前記土壌を掘削し、立坑を構築する工程をさらに含み、前記削孔する工程では、前記立坑から前記地中壁を貫通して前記構造物を支持する地盤にまで延びる前記孔を削孔する地盤改良方法が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the method further includes a step of excavating the soil adjacent to the underground wall and constructing a shaft, and the step of drilling penetrates the underground wall from the shaft. Thus, a ground improvement method for drilling the hole extending to the ground supporting the structure is provided.
本発明の請求項3の発明によれば、前記地中壁を構築する工程は、先端部に切削部材と、周部に羽根と、前記羽根の縁部に向けて配設される少なくとも1つの固化材注入管とを備える撹拌部材を、前記撹拌部材を回転可能に、かつ昇降可能に支持する支持手段により回転および降下させて前記土壌を掘削する工程と、
前記撹拌部材を回転および上昇させつつ、前記少なくとも1つの固化材注入管から前記土壌に向けて、前記固化材を含むスラリー、または、前記固化材を圧縮空気または窒素に分散させたガスを供給する工程と、
前記羽根の回転により前記土壌と前記スラリーまたは前記ガスとを混合する工程とを含み、
前記掘削する工程と前記供給する工程と前記混合する工程とを繰り返し、前記構造物および該構造物を支持する地盤の周囲に、円柱状の固化体が連続した前記地中壁を構築することを特徴とする地盤改良方法が提供される。
According to the invention of
While rotating and raising the stirring member, a slurry containing the solidification material or a gas in which the solidification material is dispersed in compressed air or nitrogen is supplied from the at least one solidification material injection pipe toward the soil. Process,
Mixing the soil and the slurry or the gas by rotating the blades,
Repeating the excavating step, the supplying step, and the mixing step, and constructing the underground wall in which a columnar solidified body is continuous around the structure and the ground supporting the structure. A featured ground improvement method is provided.
本発明の請求項4の発明によれば、前記掘削する工程では、前記撹拌部材を所定方向に回転させて土壌の所定深さまで掘削するとともに該土壌を撹拌し、前記供給する工程および前記混合する工程では、前記撹拌部材を前記所定方向とは逆方向に回転させて地表面に向けて上昇させるとともに、前記スラリーまたは前記ガスを供給し、かつ前記土壌を撹拌することを特徴とする地盤改良方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, in the excavating step, the stirring member is rotated in a predetermined direction to excavate to a predetermined depth of the soil, and the soil is stirred, supplied, and mixed. In the process, the agitation member is rotated in a direction opposite to the predetermined direction to be raised toward the ground surface, the slurry or the gas is supplied, and the soil is agitated. Is provided.
本発明の請求項5の発明によれば、前記撹拌部材は、先端部に前記切削部材を備える先導管と、前記先導管が連結される中空の軸体と、前記軸体に周設される螺旋状羽根と、前記螺旋状羽根の上面および下面に配設される複数の突出部材と、前記軸体の内部を通して配設され、前記軸体を貫通して前記螺旋状羽根の縁部に向けて配設され、前記スラリーまたは前記ガスを供給するための前記少なくとも1つの固化材注入管とを備えており、前記軸体は、長さ方向に沿った中央部において径が大きく、かつ両端部において径が小さくなるように形成されていることを特徴とする地盤改良方法が提供される。
According to the invention of
本発明の請求項6の発明によれば、前記支持手段は、移動するための走行部と、前記撹拌部材を連結するロッドと、前記ロッドを正逆両方向に回転させるとともに該ロッドを支持する挟持部と、前記ロッドを昇降させる昇降手段とを含み、前記掘削する工程は、前記挟持部により前記ロッドを回転させ、前記昇降手段により前記ロッドを降下させる工程を含み、前記供給する工程および前記混合する工程は、前記挟持部により前記ロッドを回転させ、前記昇降手段により前記ロッドを上昇させる工程を含む地盤改良方法が提供される。 According to a sixth aspect of the present invention, the support means includes a traveling part for moving, a rod for connecting the stirring member, and a clamp for rotating the rod in both forward and reverse directions and supporting the rod. And the lifting and lowering means for lifting and lowering the rod, and the excavating step includes a step of rotating the rod by the clamping portion and lowering the rod by the lifting and lowering means, the supplying step, and the mixing step The step of performing provides the ground improvement method including the step of rotating the rod by the clamping part and raising the rod by the elevating means.
本発明の請求項7の発明によれば、前記薬液注入管は、先端部に切削部材を備える中空パイプと、該中空パイプに連結可能な複数の連結パイプとから構成され、前記削孔する工程では、前記孔を削孔していくとともに前記連結パイプを連結していき、前記噴射させる工程では、前記薬液を所定時間噴射させるごとに、連結した前記連結パイプを抜脱していくことを特徴とする地盤改良方法が提供される。 According to the invention of claim 7 of the present invention, the chemical injection pipe is composed of a hollow pipe provided with a cutting member at a tip portion thereof and a plurality of connecting pipes connectable to the hollow pipe, and the step of drilling the hole. Then, the hole is drilled and the connecting pipe is connected, and in the step of injecting, the connected connecting pipe is removed each time the chemical solution is injected for a predetermined time. A ground improvement method is provided.
本発明の請求項8の発明によれば、前記噴射させる工程では、前記薬液を噴射させ、前記圧縮空気を前記薬液の流れの方向と反対方向に供給することにより、噴射された前記薬液に前記圧縮空気を気泡として混入させることを特徴とする地盤改良方法が提供される。 According to claim 8 of the present invention, in the step of injecting, the chemical liquid is injected, and the compressed air is supplied in a direction opposite to the flow direction of the chemical liquid, whereby the injected chemical liquid is Provided is a ground improvement method characterized by mixing compressed air as bubbles.
本発明の請求項9の発明によれば、前記立坑は、前記構造物を介して対向するように2つ構築され、各立坑において、近隣する2つの孔により形成される角度が5°〜10°となるように複数の孔が削孔されることを特徴とする地盤改良方法が提供される。 According to the ninth aspect of the present invention, two shafts are constructed so as to face each other through the structure, and an angle formed by two adjacent holes in each shaft is 5 ° to 10 °. There is provided a ground improvement method characterized in that a plurality of holes are drilled so as to have an angle of 0 °.
本発明の請求項10の発明によれば、前記孔は、曲部を有するように形成されることを特徴とする地盤改良方法が提供される。
According to invention of
本発明の地盤改良方法を提供することにより、所定量の薬液を供給し、容易に、かつ均一に分散させることができ、所定の強度の地盤を得ることが可能である。本発明の方法では、専用の機械や専用の薬液を必要としないため、安価で施工することができ、また、専用の機械で削孔方向を確認しながら削孔することもないため、短期間で施工することができる。また、本発明の方法では、地中壁を構築するため、噴射させた薬液がその地中壁により包囲された土壌範囲外へと浸透するのを防止し、所定量供給した薬液を地中壁により包囲された土壌範囲に確実かつ均一に浸透させることができ、これにより、追加の薬液注入を必要とすることなく、さらに安価で施工することが可能となる。さらに、薬液を圧縮空気とともに供給するため、上記所定量の薬液に加え、追加の薬液を注入することもでき、この場合には、より高い地盤強度を得ることができる。 By providing the ground improvement method of the present invention, it is possible to supply a predetermined amount of a chemical solution and easily and uniformly disperse it, and to obtain a ground having a predetermined strength. Since the method of the present invention does not require a dedicated machine or a dedicated chemical solution, it can be constructed at low cost, and since it does not drill while checking the drilling direction with a dedicated machine, it can be performed in a short period of time. It can be constructed with. Further, in the method of the present invention, in order to construct the underground wall, the injected chemical liquid is prevented from penetrating outside the soil area surrounded by the underground wall, and the chemical liquid supplied in a predetermined amount is supplied to the underground wall. Can be reliably and uniformly infiltrated into the soil area surrounded by the above, and thereby, it is possible to construct at a lower cost without requiring additional chemical injection. Further, since the chemical liquid is supplied together with the compressed air, an additional chemical liquid can be injected in addition to the predetermined amount of the chemical liquid. In this case, higher ground strength can be obtained.
本発明の地盤改良方法は、削孔ラインの先端にセンサ、ライン途中に曲がり部を備え、かつその曲がり部を任意に曲げるための手段、監視手段といった専用の機械、その機械に適切な専用の薬液を使用することなく、容易に、かつ短時間で、所定量の薬液を確実かつ均一に強化するべき土壌範囲に行き渡らせ、その範囲の地盤を所定強度にすることを可能にする方法である。本発明の地盤改良方法は、石油貯蔵タンクといった構造物周囲の土壌に固化材を供給し、土壌と固化材とを混合し、構造物の周囲および構造物を支持する地盤の周囲に地中壁を構築する工程と、地中壁を貫通して構造物を支持する地盤にまで延びる孔を削孔する工程と、孔に挿入された薬液注入管から圧縮空気を混入した薬液を噴射させる工程とを含む。図1を参照して本発明の方法を説明する。 The ground improvement method of the present invention comprises a dedicated machine suitable for the machine, including a sensor at the tip of the drilling line, a bent part in the middle of the line, and a means for arbitrarily bending the bent part, and a monitoring means. It is a method that makes it possible to spread a predetermined amount of a chemical solution to a soil area to be strengthened reliably and uniformly without using a chemical solution and to make the ground in the range to a predetermined strength easily and in a short time. . The ground improvement method of the present invention supplies a solidifying material to soil surrounding a structure such as an oil storage tank, mixes the soil and the solidifying material, and surrounds the ground around the structure and the ground supporting the structure. A step of drilling a hole extending through the underground wall to the ground supporting the structure, and a step of injecting a chemical solution mixed with compressed air from a chemical solution injection tube inserted into the hole including. The method of the present invention will be described with reference to FIG.
図1(a)は、構造物の周囲および構造物を支持する地盤の周囲に地中壁を構築しているところを示した図である。図1(a)に示す地中壁1は、図2に示すシステム、図3に示す撹拌部材を使用して構築することができる。撹拌部材およびシステムの詳細については後述する。図1(a)に示す地中壁1は、所定深さまで排土を伴うことなく掘削し、土壌に固化材を供給し、撹拌および混合することにより、所定深さで、所定厚さの地中壁1を構築することができる。一般に、構造物2は、地盤3を掘削し、鉄筋を埋設し、コンクリートを打設するなどして基礎が形成される。したがって、構造物2の基礎は、地中に埋設されている。本発明では、構造物2の一部である基礎の周囲および構造物2を支持する地盤3aの周囲に地中壁1が構築される。地中壁1は、基礎に隣接するように構築されてもよく、離間するように構築されてもよい。また、地中壁1は、構造物2を支持する地盤3aの土壌とその周囲の土壌とを分離するように、構造物2を支持する地盤3aの土壌を包囲するように構築される。
Fig.1 (a) is the figure which showed the place which has built the underground wall around the circumference | surroundings of a structure and the ground which supports a structure. The
図1(a)に示す地中壁1は、構造物2の建築面積、高さなどに応じて、厚さ、地盤3の深さ方向への長さを適宜決定することができるが、例えば、厚さを1m〜3m、地表面からの深さ10m〜20mとすることができる。なお、地表面からの深さは、構造物2の基礎の深さより深いことが好ましく、2〜5m深いことが好ましい。この地中壁1は、地盤強度を高めるとともに、後の工程において注入される薬液が対象範囲外に広く浸透していくのを防止する役割を果たす。
Although the
図1(a)に示す地中壁1は、図2および図3に示す部材およびシステムを使用して構築することができる。具体的には、図3に示す撹拌部材を回転させながら降下させて土壌を掘削し、所定深さまで掘削したところで、撹拌部材を回転および上昇させつつ、撹拌部材に設けられる少なくとも1つの固化材注入管から周囲の土壌に向けて、固化材を含むスラリー、または、固化材を圧縮空気または窒素に分散させたガスを供給し、撹拌部材に設けられる羽根の回転により土壌とスラリーまたはガスとを混合することにより、土壌中に円柱状の固化材混合領域を形成することができる。撹拌部材による掘削位置を変更し、上記掘削、上記供給、上記撹拌および混合を繰り返し、円柱状の固化材混合領域がオーバーラップするように形成され、固化材により土壌が固化することにより、構造物2の基礎の周囲および構造物2を支持する地盤3の周囲に円柱状の固化体が連続した地中壁1を構築することができる。2.5m径の固化材混合領域が形成される場合、少なくとも0.2mオーバーラップするように撹拌部材による掘削位置を決定することができる。
The
本発明では、固化材は、セメント、石灰、石膏などを使用することができる。さらに、固化材は、セメントに石膏、水砕スラグ、フライアッシュなどを添加し、生石灰または消石灰に石膏、セメント、スラグ粉末、フライアッシュなどを添加したものを使用することもできる。その他、ベントナイト、上記セメントなどにベントナイトを混合したものを用いることもできる。固化材は、セメントと水とを混合したセメントミルクなどのスラリー、または、粉末として圧縮空気または窒素ガスに分散させて供給することができる。固化材としてセメントを使用する場合において、土壌1m3に供給するセメント量としては、100kg〜200kgとすることができる。例えば、土壌1m3に対してセメント150kgを混合した場合の4週間経過後の地盤強度は、一軸圧縮強度で3MPa以上となる。 In the present invention, cement, lime, gypsum and the like can be used as the solidifying material. Further, as the solidifying material, gypsum, granulated slag, fly ash or the like can be added to cement, and gypsum, cement, slag powder, fly ash or the like can be added to quick lime or slaked lime. In addition, bentonite, a mixture of the above cement and the like can also be used. The solidifying material can be supplied by being dispersed in a slurry such as cement milk in which cement and water are mixed, or as a powder in compressed air or nitrogen gas. When cement is used as the solidifying material, the amount of cement supplied to 1 m 3 of soil can be 100 kg to 200 kg. For example, when 150 kg of cement is mixed with 1 m 3 of soil, the ground strength after 4 weeks elapses is 3 MPa or more in terms of uniaxial compressive strength.
図1(b)は、地中壁を貫通して構造物を支持する地盤にまで延びる孔を削孔しているところを示した図である。図1(b)に示す孔4は、ボーリングマシン5を使用し、地中壁1を貫通して地中壁1で包囲される、構造物2を支持する地盤3にまで延びるように形成される。本発明では、孔4を複数削孔することができ、この場合、近接する2つの孔により形成される角度が、例えば5°〜10°になるように削孔することができる。例えば、上記角度が7°であれば、20m削孔した近接する2つの孔の先端部の距離が約2.5mとなり、この距離であれば、2つの孔の間に介在する土壌に充分に薬液を浸透させることができる。
FIG.1 (b) is the figure which showed the place which drilled the hole extended to the ground which penetrates an underground wall and supports a structure. The hole 4 shown in FIG. 1 (b) is formed so as to extend to the
本発明では、先端部に切削部材を備える中空パイプと、その中空パイプに連結可能な複数の連結パイプとを用いて削孔することができる。すなわち、ボーリングマシンに中空パイプを装着して所定位置まで削孔し、次に、連結パイプを1つ連結してさらに削孔し、これを繰り返して所定長さの孔を削孔することができる。この注入パイプおよび連結パイプは、削孔時の地盤の乱れを防止し、また、土がパイプ内に入り込み、薬液を注入することができなくなるのを防止するため、削孔時、中空パイプ内に水を供給することができる。また、中空パイプおよび連結パイプは、薬液を供給する薬液注入管としても使用することができるものを用いることができる。この薬液注入管としても使用可能なパイプは、中空パイプおよび連結パイプの内部にそれぞれ内部管が設けられ、中空パイプの側部に穴が設けられ、内部管を通して薬液を供給し、中空パイプの側部に設けられる穴から薬液を噴射させることができる構成とすることができる。本発明においては、任意の位置において曲げることが可能な削孔用パイプまたはロッドを用いることもできる。この場合、地表面に対して斜めに削孔を開始し、地中壁を貫通した後、地表面に平行となるように削孔用パイプまたはロッドを曲げて削孔することができる。なお、上記削孔用パイプまたはロッドを使用する場合、その先端部にセンサを備え、そのセンサからの信号により削孔位置を検出することができる。検出には、コンピュータを使用し、センサとの間で無線通信することにより位置を検出することができる。 In the present invention, drilling can be performed using a hollow pipe provided with a cutting member at the tip and a plurality of connecting pipes connectable to the hollow pipe. That is, a hollow pipe is attached to a boring machine and drilled to a predetermined position, then one connecting pipe is connected and further drilled, and this is repeated to drill a hole of a predetermined length. . These injection pipes and connecting pipes prevent the ground from being disturbed during drilling, and also prevent soil from entering the pipes and making it impossible to inject chemicals. Water can be supplied. Moreover, what can be used also as a chemical | medical solution injection tube which supplies a chemical | medical solution can be used for a hollow pipe and a connection pipe. Pipes that can also be used as the chemical solution injection pipe are provided with an internal pipe inside the hollow pipe and the connecting pipe, and a hole is provided on the side of the hollow pipe to supply the chemical liquid through the internal pipe. It can be set as the structure which can eject a chemical | medical solution from the hole provided in a part. In the present invention, a drilling pipe or rod that can be bent at an arbitrary position can also be used. In this case, drilling can be started obliquely with respect to the ground surface, and after drilling through the underground wall, the drilling pipe or rod can be bent so as to be parallel to the ground surface. In addition, when using the said pipe or rod for drilling, a sensor is provided in the front-end | tip part, and a drilling position can be detected with the signal from the sensor. For detection, the position can be detected by using a computer and wirelessly communicating with the sensor.
上記中空パイプおよび連結パイプは、所定径、所定長さの中空のパイプとすることができ、炭素鋼管またはステンレス鋼管を用いることができる。連結は、カラー継手、ソケット継手などを使用して行うことができる。 The hollow pipe and the connecting pipe can be hollow pipes having a predetermined diameter and a predetermined length, and carbon steel pipes or stainless steel pipes can be used. The connection can be performed using a color joint, a socket joint, or the like.
図1(c)は、孔に挿入された薬液注入管から圧縮空気を混入した薬液を噴射させるところを示した図である。図1(b)に示すように孔4を削孔した後、薬液注入管6を挿入し、薬液注入管6に薬液を供給することにより、土壌に向けて薬液を噴射させることができる。上述した薬液注入管としても使用可能な中空パイプおよび連結パイプを使用して削孔する場合には、それらパイプを使用して薬液を供給することができる。専用の削孔用ロッドなどを使用して削孔する場合には、削孔用ロッドを引き抜き、薬液注入管6を挿入することにより、薬液を供給することができる。薬液注入管6は、先端側部に穴7を備えており、その穴7から薬液を噴射させることができる。本発明では、薬液注入管6の側部に複数の穴7を設け、複数の穴7から薬液を噴射させることもできる。なお、薬液は、容器8に収容され、例えば、グラウトポンプといった供給手段9を使用し、途中で圧縮空気が混入された後、薬液注入管6に供給される。 FIG.1 (c) is the figure which showed the place which ejects the chemical | medical solution which mixed compressed air from the chemical | medical solution injection tube inserted in the hole. After the hole 4 is drilled as shown in FIG. 1 (b), the chemical solution injection pipe 6 is inserted, and the chemical solution is supplied to the chemical solution injection pipe 6, whereby the chemical solution can be sprayed toward the soil. In the case of drilling using the hollow pipe and the connecting pipe that can also be used as the chemical solution injection pipe described above, the chemical solution can be supplied using these pipes. When drilling using a dedicated drilling rod or the like, the chemical solution can be supplied by pulling out the drilling rod and inserting the chemical solution injection tube 6. The chemical liquid injection tube 6 has a hole 7 at the tip side, and the chemical liquid can be ejected from the hole 7. In the present invention, a plurality of holes 7 can be provided in the side portion of the chemical solution injection tube 6, and the chemical solution can be ejected from the plurality of holes 7. In addition, a chemical | medical solution is accommodated in the container 8, for example, using the supply means 9 called a grout pump, and after compressed air is mixed in the middle, it is supplied to the chemical | medical solution injection tube 6. FIG.
上述した中空パイプおよび連結パイプを使用する場合には、所定時間薬液を供給した後、薬液の注入を停止し、1つの連結パイプを抜脱し、所定時間薬液を供給することができ、これを繰り返すことにより、1つの孔4において、複数の位置で薬液を噴射させることができる。本発明では、近接する2つの孔間の距離がパイプ挿入位置に近づく、すなわち連結パイプを抜脱するにしたがって近接し、1つの薬液注入管6から薬液を注入しなければならない土壌体積が減少するため、薬液供給時間を短くすることができる。例えば、20mの長さの孔4とし、薬液注入管6を20m挿入し、薬液を注入する時間が3分とすれば、連結パイプを抜脱して10m挿入している状態においては、1.5分の薬液注入時間とすることができる。本発明では、注入時間のほか、薬液注入量を減少させることもできる。 When the above-described hollow pipe and connection pipe are used, after supplying the chemical solution for a predetermined time, the injection of the chemical solution is stopped, one connection pipe is pulled out, and the chemical solution can be supplied for a predetermined time, and this is repeated. Thus, the chemical liquid can be ejected at a plurality of positions in one hole 4. In the present invention, the distance between two adjacent holes approaches the pipe insertion position, that is, as the connecting pipe is removed, the soil volume to which the chemical solution must be injected from one chemical solution injection pipe 6 is reduced. Therefore, the chemical solution supply time can be shortened. For example, if the hole 4 has a length of 20 m, the chemical solution injection pipe 6 is inserted 20 m, and the time for injecting the chemical solution is 3 minutes, the connection pipe is removed and 10 m is inserted. It can be set as the time for injecting the chemical solution in minutes. In the present invention, in addition to the injection time, the injection amount of the chemical solution can be reduced.
本発明では、薬液は、セメントミルク、セメントベントナイト液などを使用することができる。その他、アルカリ金属ケイ酸塩、ケイ酸塩ゲル、カルシウムシリケートなどを主成分とするものを使用することができる。アルカリ金属ケイ酸塩を主成分とする薬液としては、水ガラスを挙げることができる。本発明において薬液は、圧縮空気とともに供給される。なお、圧縮空気は、薬液中に気泡として混入された状態で供給され、薬液注入管6から噴射されることが好ましい。圧縮空気は、土粒子間の間隙を押し広げ、また、土壌中に含まれる水分やガスを押し退け、薬液に置換することを容易にし、広範囲に浸透させることができる。また、間隙を押し広げ、空間を形成することにより、より多くの薬液を注入することができ、土壌を密にして地盤を強化することができる。さらに、薬液を地表面に向けて押し上げ、土壌に含まれていた水分やガスは地表面上に排出される。本発明は、土壌中に含まれる水分やガスを薬液により置換するとともに、固化させることにより高い強度の地盤を得ることができる。上記圧縮空気は、図示しない圧縮空気供給手段から供給され、図示しない混合装置において薬液に混入され、圧縮空気が混入した薬液が薬液注入管6の穴7から噴射される。 In the present invention, cement milk, cement bentonite liquid or the like can be used as the chemical liquid. In addition, a material mainly composed of alkali metal silicate, silicate gel, calcium silicate, or the like can be used. A water glass can be mentioned as a chemical | medical solution which has an alkali metal silicate as a main component. In the present invention, the chemical solution is supplied together with the compressed air. In addition, it is preferable that compressed air is supplied in the state mixed with the chemical | medical solution as a bubble, and is injected from the chemical | medical solution injection tube 6. FIG. Compressed air can widen the gaps between soil particles, and can easily displace moisture and gas contained in the soil and replace them with chemicals, allowing it to penetrate into a wide range. Further, by expanding the gap and forming a space, it is possible to inject a larger amount of the chemical solution and to strengthen the ground by making the soil dense. Furthermore, the chemical solution is pushed up toward the ground surface, and moisture and gas contained in the soil are discharged onto the ground surface. The present invention can obtain a high-strength ground by substituting and solidifying moisture and gas contained in soil with a chemical solution. The compressed air is supplied from a compressed air supply means (not shown), mixed in a chemical solution in a mixing device (not shown), and the chemical solution mixed with the compressed air is injected from the hole 7 of the chemical solution injection pipe 6.
本発明では、薬液がセメントミルクの場合、土壌1m3に対し、0.01m3〜0.5m3とすることができる。上述した近接する2つの孔間の距離が約2.5mである場合、その位置(孔4に薬液注入管6を20m挿入した場合の薬液注入管6の先端位置)において、1mあたりの注入するべき対象となる土壌量が約2.5m3とし、毎分0.01m3で注入する場合、2.5分〜125分とすることができる。注入圧力は、広範囲に行き渡らせるためには高いほど好ましいが、高すぎる場合には、混入する圧縮空気により地割れなどを生じるおそれがあるため、例えば0.7MPaが好ましい。
In the present invention, when the chemical liquid cement milk, to soil 1 m 3, may be 0.01
図2は、本発明の地盤改良方法において地中壁を構築するために使用されるシステムの概略図である。ここでは、固化材を水に分散させて作成されたスラリーを使用する場合について説明する。図2に示すシステムは、先端部に切削部材10と軸体11の周部に螺旋状羽根12とスラリーを供給するための図示しない固化材注入管とを備える撹拌部材13と、撹拌部材13を回転可能に支持し、かつ撹拌部材13を昇降可能にし、撹拌部材13の固化材注入管などに接続されるラインを備える支持手段14と、スラリーが収容される容器15と、容器15に接続され、スラリーを供給する供給手段16と、スラリーを供給するライン17とを含む構成とされている。なお、掘削時に圧縮空気を供給するために、システムは、図示しない圧縮空気供給手段と圧縮空気供給ラインとをさらに含む。
FIG. 2 is a schematic view of a system used for constructing an underground wall in the ground improvement method of the present invention. Here, a case where a slurry prepared by dispersing a solidifying material in water is used will be described. The system shown in FIG. 2 includes a stirring
図2に示す撹拌部材13は、掘削方向に向いた先端部に、土壌を掘削するための切削部材10と、掘削方向に向いた先端部から圧縮空気を噴射させることを可能にする軸体11と、掘削をスムーズに行うことを可能にし、かつ土壌を撹拌することを可能にする軸体11に周設された螺旋状羽根12と、軸体11の内部から外部へ貫通するように、螺旋状羽根12の縁部に向けて配設される図示しない少なくとも1つの固化剤注入管とを含んで構成されている。撹拌部材13は、ロッド18に連結されていて、ロッド18の回転および昇降により、土壌を掘削し、土壌を撹拌することができる。掘削中の地盤への衝撃を低減させ、撹拌部材13に揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にし、切削部材10の掘削時の発熱を抑制するために軸体11を通して圧縮空気を噴射することができるようになっている。この圧縮空気は、図示しない圧縮空気供給手段から図示しない圧縮空気供給ラインを通して供給される。また、スラリーを供給し、土壌中に行き渡らせて土壌の浄化を行うために、螺旋状羽根12による土壌の撹拌とともに、固化材注入管から土壌に向けてスラリーを供給することができるようになっている。撹拌部材13は、掘削時である降下時と、撹拌時である昇降時とにおいて、回転する方向を変更して排土を出さないようにすることができる。なお、撹拌部材13の詳細については、図3を参照して以下に説明する。
A stirring
図2に示す支持手段14は、走行部19と、ロッド18と、挟持部20と、ロッド18を支持し、ロッド18の角度を変更可能にするアーム21と、ロッド18を昇降可能にする昇降手段22とを含んで構成されている。走行部19は、次に固化材を供給するべき土壌位置に向けて移動し、また、位置を変更することを可能にするものである。ロッド18は、地面に向いた下端部に配設された撹拌部材13の回転および昇降を可能にするものである。挟持部20は、ロッド18を移動可能に、かつ回転可能に挟持するものである。また、挟持部20は、油圧駆動などによりロッド18を正逆両方向に回転させることができるものである。
The support means 14 shown in FIG. 2 supports the traveling
図2に示すロッド18は、スラリーを供給するためのライン17と圧縮空気を供給するためのラインとをそれぞれ接続するとともに、撹拌部材13の軸体11と固化材注入管とを接続するラインを備えている。ロッド18の内部に設けられるラインは、上記2本のラインに対応して2本のラインを備えている。ロッド18は、土壌の深さに応じて別のロッドを連結することができるようになっている。
The
図2に示す容器15は、水と固化材とを収容し、固化材を水に分散させてスラリーを作成するために設けられる。スラリーを別の容器などで作成した後、容器15に収容するようにしてもよい。また、スラリーには、固化材が分散しやすいように分散剤を添加することもできる。容器15の内部には、図示しない撹拌手段が設けられており、常にスラリーを撹拌することにより固化材が分散した状態を保持することができる。容器15内のスラリーは、容器15の下部から排出され、供給手段16により所定量のスラリーが供給される。
A
圧縮空気とともに固化材を供給する場合には、所定量計量された固化材が容器15に入れられ、弁などにより所定量が排出されるように制御される。例えば、容器15の下部に所定量の圧縮空気を供給しておき、その圧縮空気中に所定量の粉末状の固化材を落下させることにより、所定量の固化材を供給することができる。なお、排出の際、目詰まりを生じる可能性があるため、圧縮空気の一部を容器15に供給し、内部を加圧したり、バイブレータを容器15の側部に配設し、容器15を揺動させたりすることができる。
When supplying the solidified material together with the compressed air, a predetermined amount of the solidified material is placed in the
本発明において容器15は、いかなる容量のものであってもよく、いかなる形状であってもよい。また、容器15は、例えば、ステンレス鋼などの鋼製のホッパーを用いることができる。なお、内部を加圧する場合、上部に蓋を設けることができる。供給手段16としては、水に固化材を分散させたスラリーを供給することができるのであれば、いかなるポンプでも使用することができる。また、圧縮空気を用いて供給する場合には、供給手段16を空気圧縮機、空気ボンベまたは空気カードルなどとすることができ、窒素の場合には、窒素ボンベや窒素カードルとすることができる。
In the present invention, the
図3は、図2に示すシステムに使用される撹拌部材を示した図である。図3(a)に撹拌部材13の斜視図を、図3(b)に断面図を示す。図3に示す撹拌部材13は、先端部に切削部材10を備えた先導管30と、長さ方向に沿った中央部の径が大きくされ、両端部の径が小さくされた中空の軸体11と、軸体11の外側面に周設された螺旋状羽根12と、螺旋状羽根12の上面および下面に設けられた複数の突出部材31と、軸体11の長さ方向の径が大きくされた中央部において軸体11を貫通し、螺旋状羽根12の縁部に向けて配設される2本の固化材注入管32、33とから構成されている。なお、本発明では、固化材注入管32、33は、1本であってもよいし、3本以上設けられていてもよい。
FIG. 3 is a view showing a stirring member used in the system shown in FIG. FIG. 3A is a perspective view of the stirring
図3に示す先導管30は、軸体11にフランジ34といった連結部材を使用して連結されていて、先端部に切削部材10が設けられている。また、フランジ34にも、切削部材10の向きと同じ方向に向くように切削部材10aが設けられている。図3に示す切削部材10、10aは、鋭く尖った先端部を備えていて、硬い土壌や石なども切削することができるようになっていて、先導管30の先端部およびフランジ34に溶接などにより接合して設けることができる。図3に示す先導管30は、いかなる径、長さの管であっても良いが、軸体11の両端部の径と同じ径にすることができる。また、切削部材10、10aの形状および構造および材質は、適切に土壌を掘削することができるものであればいかなるものであっても良い。また、切削部材10、10aは、先導管30の先端部およびフランジ34に、いかなる数設けられていても良い。
The
図3に示す軸体11は、中央部の径が大きくされ、その中央部の所定の長さにおいて一定の径とされていて、両端部に向けて一定の割合で径が小さくなるような形状とされている。また、中空とされていて、内部にスラリーを供給するための固化材注入管32、33の一部が挿設されている。この固化材注入管32、33を除いた空間には、圧縮空気が流されるようになっており、掘削中の地盤への衝撃を低減させ、撹拌部材13に揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にするとともに、切削部材10の発熱を抑制することを可能にしている。本発明において軸体11は、例えば、全体の長さを0.8m、中央部の長さ0.16mにおいて0.4mの一定の径とし、長さ方向の両端部0.32mの範囲において0.14mから0.4mの径に一定の割合で拡大した構造とすることができる。この場合、一定の割合で拡大するテーパ角が22°となっている。
The
図3に示す軸体11には、外側面に螺旋状に形成された螺旋状羽根12が周設されている。螺旋状羽根12は、軸体11の中央部に向けて螺旋状羽根12の径が大きくなるように形成され、螺旋状羽根12の上面および下面には、複数の突出部材31が設けられている。螺旋状羽根12は、軸体11と同様に、軸体11の長さ方向に向いた両端部から中央部に向けて羽根の径が拡大するように形成されていて、土壌中を上下にスムーズに撹拌することができる構造とされている。なお、本発明では、混合撹拌することができるのであれば、螺旋状羽根12に限らず、いかなる形状の羽根であってもよい。
The
図3に示す突出部材31は、矩形の板状のものとされ、矩形とされた面が軸体11に向くように配設されている。また、突出部材31は、螺旋状羽根12の縁部および軸体11に近隣した内縁部に設けられ、矩形の角部が面取りされた構造とされている。矩形とされた板状の突出部材31の回転方向に向いた側の角部が面取りされた構造とすることにより、螺旋状羽根12の回転をスムーズにし、効果的に撹拌することができる。図3に示す撹拌部材13において、土壌を掘削する場合、螺旋状羽根12の下面に設けられた突出部材31が鋭く土壌にくい込みながら土壌を効果的に撹拌し、上面に設けられた突出部材31は、切削および撹拌された土砂をスムーズに後方に送ることができ、土壌中に石などを含んでいても、噛みにくくなっている。また、撹拌部材13を地中から地表面に向けて上昇させる場合には、螺旋状羽根12の上面に設けられた突出部材31が効果的に切削および撹拌し、下面に設けられた突出部材31がスムーズに土砂を後方に送ることができる。したがって、図3に示す撹拌部材13を使用して土壌を掘削する場合には、掘削した土砂が地上に排出されなくなる。本発明において突出部材31は、いかなる数設けられていても良く、形状も上述した矩形の板状のものでなくても螺旋状羽根12の螺旋形状に沿って矩形の板が曲げられた形状とされていても良い。
The protruding
図3に示す軸体の中空部分には、上述したように固化材注入管32、33の一部が挿設されていて、固化材注入管32、33以外の軸体11の中空部分は、圧縮空気を通すことができるようになっている。図3に示す固化材注入管32、33は、軸体11の長さ方向の中央部において固化材注入管32、33は垂直に曲げられ、軸体11を貫通し、螺旋状羽根12の縁部に向けて延びた構造となっている。また、固化材注入管32、33は、固化材注入管32が軸体11の一方の面を貫通するように、固化材注入管33がその一方の面の裏面、すなわち固化材注入管33が突出する位置から周方向へ180°の角度となるように設けられている。本発明においては、スラリーが土壌中において接触し、適切に汚染物質の分解反応を生じさせることができるように、それぞれの固化材注入管32、33が、軸体11の長さ方向の同じ位置となるように配設されていることが好ましく、軸体11から螺旋状羽根12に沿って突出する長さが同じであることが好ましい。なお、固化材注入管32、33の径は、いかなる径であってもよく、例えば、1インチ〜1.5インチのものを使用することができる。
In the hollow portion of the shaft body shown in FIG. 3, a part of the solidifying
本発明において固化材注入管32、33は、螺旋状羽根12の縁部にまで延びていなくてもよく、螺旋状羽根12の中央部、または内縁部までであってもよい。本発明では、固化材を土壌と混合するため、単にスラリーを供給するだけでもよいが、高い圧力で供給し、固化材注入管32、33から噴射させることもできる。この場合、固化材注入管32、33は、広範囲に噴射させるために、螺旋状羽根12の縁部にまで延びているほうが好ましい。なお、螺旋状羽根12の最大となる中央部の径が約1.5mのものを用いることにより、上記約2.5m径の固化材混和領域を形成することができる。
In the present invention, the solidifying
図4は、混合装置で使用されるエジェクタ装置40の断面図である。混合装置は、薬液注入において使用され、エジェクタ装置40を含んで構成される。図4に示すエジェクタ装置40は、図1(c)に示すボーリングマシン5と供給手段9との間に設置され、外管41と、外管41の内部に配設される内管42と、流路縮小部43と、分岐部44とを備えている。流路縮小部43は、流路を小さくするテーパを形成しており、流路の最も小さい開口部45を通して薬液が噴射されるようになっている。内管42は、開口部45に対向するように配設されていて、開口部45を通して流れる薬液が内管42を通して流れるようになっている。図4に示す実施の形態では、開口部45を通して流れる薬液が適切に内管42を通して流れるように、開口部45に対向する内管42の径が拡張されている。また、内管42の外側管壁に向けて圧縮空気が供給されるように、外管41の所定位置に分岐部44が設けられ、分岐部44を通して供給される圧縮空気は、外管41と内管42との間を通り、テーパに沿って薬液の流れの方向と反対方向に供給される。これにより、開口部45を通して噴射された薬液中に圧縮空気が適宜気泡として混入される。この気泡を含む薬液は、内管42を通して、図1(c)に示すボーリングマシン5、さらには薬液注入管6へと供給される。本発明では、薬液中に圧縮空気を気泡状態で含むことにより、上述した間隙を適宜押し広げることができ、また、土壌中に含まれる水分やガスを適宜追い出し、その追い出した空間に薬液を供給することができる。なお、気泡状態で供給されない場合には、圧縮空気と薬液との二相状態で供給されることとなり、吐出口から吐出されると、圧縮空気は上方に、薬液は下方に分離して供給される。この場合、薬液のみが供給される土壌では間隙を広げることができず、また、土壌中に含まれる水分やガスを追い出すこともできず、広範囲にわたって薬液を行き渡らせることができないこととなる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図2および図3に示すシステムおよび撹拌部材を使用して地中壁を構築する工程について詳細に説明する。まず、走行部19により浄化したい位置にロッド18を配置し、アーム21を使用して地面に対してロッドが垂直になるように調整する。挟持部20によりロッド18を回転させ、昇降手段22によりロッド18を降下させて土壌を掘削する。土壌の掘削は、撹拌部材13の先端部に設けられた切削部材10を使用して行うことができる。また、掘削中の地盤への衝撃を低減させ、撹拌部材13に揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にするため、圧縮空気供給手段から圧縮空気が供給される。圧縮空気は、図示しない圧縮空気供給ラインを通り、ロッド18内のラインおよび撹拌部材13の軸体11内を通って先端部から噴射される。なお、圧縮空気の噴射は、撹拌部材の揺動撹拌効果、切削部材10の冷却効果のほか、軸体11内へ土壌が入り込むことを防止する効果もある。ロッド18の長さが足りない場合には、挟持部20によるロッド18の回転を止め、ロッド18とライン17とを連結する連結部を取り外し、この連結部とロッド18との間に延長するロッドを連結することができる。連結した後、ロッド18を再び回転させ、引き続き土壌の掘削を行うことができる。
The process of constructing the underground wall using the system and the stirring member shown in FIGS. 2 and 3 will be described in detail. First, the
本発明では、撹拌部材13が入る程度の穴を事前掘削し、その掘削により生じた土砂を他の場所に仮置きしておき、撹拌部材13による掘削時に上昇する土砂がその穴からあふれないようにすることもできる。この仮置きした土砂は、バックホウなどを使用して、所定量の固化材を添加し、混合した後、埋め戻すことができる。
In the present invention, a hole to the extent that the stirring
次に、所定深さまで土壌を掘削した後、挟持部20によるロッド18の回転方向を変える。スラリーの供給があるまで上昇させずに、回転させたまま停止しておく。本発明においては、ロッド18の回転を停止しておくこともできる。供給手段16を起動し、容器15からスラリーの供給を開始する。例えば、容器15から供給手段16までのラインに予めスラリーを満たしておき、供給手段16の起動により撹拌部材13にスラリーを供給することができる。
Next, after excavating the soil to a predetermined depth, the direction of rotation of the
スラリーが撹拌部材13に供給されると、図2に示すように、各注入管から土壌に向けて供給される。スラリーは、螺旋状羽根12の周囲方向に連続的に供給され、さらには、回転する螺旋状羽根12により土壌が撹拌され、スラリーと土壌とが混合される。次に、スラリーの供給および螺旋状羽根12による撹拌を行いつつ、昇降手段22によりロッド18を所定速度で上昇する。こうすることにより、原位置において、排土を伴うことなく、所定深さまでの土壌に固化材を均一に供給することができる。本発明においては、土壌と固化材とを充分に混合させるため、上昇速度が小さいほうが好ましいが、小さすぎる場合、作業効率が低下するため、例えば、毎分0.05m〜毎分0.3mで上昇させることができる。
When the slurry is supplied to the stirring
本発明においては、撹拌部材13が地表面の近くまで上昇したところで、供給手段16を停止し、圧縮空気供給手段による圧縮空気の供給を停止する。ただし、撹拌部材13の軸体11の先端部から噴射される圧縮空気は、次の掘削のために供給し続けられる。撹拌部材13をさらに上昇させ、地表面から撹拌部材13が離間された状態となった後、走行部により次の掘削位置、すなわち固化材混合領域の一部がオーバーラップするように決定された位置に移動し、再び上述したようにして掘削、スラリーの供給、撹拌を行うことができる。掘削位置は、例えば、図5に示すように、固化材混合領域50の一部がオーバーラップするように決定されることが好ましい。図5は、実線で固化材混合領域50を示し、破線で撹拌部材13の螺旋状羽根12の回転領域51を示している。例えば、螺旋状羽根12による回転領域51は、軸体を中心とした約1.5m径の円形であり、固化材混合領域50は、約2.5m径の円形である。固化材混合領域50が回転領域51より広いのは、固化材注入管32、33からスラリーが噴射され、螺旋状羽根12に隣接する土壌のみならず、それに近隣する土壌も螺旋状羽根12の回転により撹拌されるためである。
In the present invention, when the stirring
図2および図3に示すシステムおよび撹拌部材を使用して掘削、供給、撹拌および混合の各工程を実行することにより、1つの領域50aが形成される。本発明では、1つの領域50aの一部にオーバーラップするように次の位置が決定され、同様の各工程を実行し、連続した領域50bが形成される。図5に示すように構造物2の周囲を取り囲むように実行され、所定期間経過後、固化材により土壌が固化することにより地中壁1が構築される。この地中壁1は、円柱状の固化体が複数連続する構造で、構造物2を支持する地盤の土壌とその周囲の土壌とを分離する。本発明では、排土を伴うことなく所定深さまで掘削し、スラリーを供給し、混合して地中壁1を構築することができる点で、上記システムを使用することが好ましいが、バックホウなどを使用して掘削し、固化材を混合した後、埋め戻すことにより地中壁1を構築することもできる。
One
図6は、地中壁を構築した後、地中壁に隣接して立坑を構築したところを示した図である。本発明の地盤改良方法では、さらに立坑60を構築する工程を含むことができる。立坑60は、地中壁1に隣接または近隣して構築することができる。立坑60の構築は、特に、構造物2に近隣する土壌(構造物のすぐ下の土壌)に向けて直接孔4を削孔することができ、その土壌に薬液を供給することができる点で好ましい。立坑60は、上述したバックホウなどの掘削手段を使用して所定形状に構築することができる。
FIG. 6 is a diagram showing a shaft constructed adjacent to the underground wall after the underground wall has been constructed. The ground improvement method of the present invention may further include a step of constructing the
図6(a)は、構造物2の基礎の周囲に地中壁1が構築され、その地中壁1に隣接して立坑60が構築された断面図を示し、図6(b)は、その平面図を示す。なお、図6では、実線で複数の孔4も示す。構造物2は、円柱形で、地中に基礎が埋設されており、その基礎の周囲を包囲するように中空の略円筒状の地中壁1が構築されている。地中壁1に隣接してボーリングマシン5を設置することができる面積とした立坑60が2つ、構造物2を介して対向して構築されている。本発明では、厚さ2.5m、深さ10mの地中壁1を構築し、幅5m、奥行き5m、深さ2mの立坑60を隣接させて構築することができる。立坑60内には、ボーリングマシン5が設置され、地中壁1を貫通する複数の孔4が削孔されている。本発明では、上述したように、近隣する2つの孔により形成される角度αが5°〜10°となるように各孔を削孔することができる。孔4は、各立孔60において地中壁1を貫通するように削孔され、図6(a)、(b)に示すようになる。
6A shows a cross-sectional view in which the
本発明を上述した実施の形態をもって詳細に説明してきたが、本発明の地盤改良方法は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、同様の効果を得ることができるものであれば、撹拌部材は上述した形状に限らず、いかなる大きさ、螺旋状羽根の巻数、鉄粉および酸化剤の注入管の配設位置であっても良く、容器もいかなる形状および構造であってもよい。また、セメント、石灰、石膏などの固化材と水の配合比および供給量、薬液の種類、薬液の注入量は、土壌の含水比、地盤強度、近隣する2つの孔により形成される角度などによって適切な値に設定することができる。薬液注入時において、注入した薬液量を測定するため、薬液を収容する容器にレベルゲージを設けることができる。 Although the present invention has been described in detail with the above-described embodiment, the ground improvement method of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the same effect can be obtained. The stirring member is not limited to the shape described above, and may have any size, the number of turns of the spiral blade, the position where the iron powder and oxidant injection pipes are disposed, and the container may have any shape and structure. Also, the mixing ratio and supply amount of solidifying material such as cement, lime, gypsum and the amount of water, the type of chemical solution, the injection amount of the chemical solution depends on the moisture content of the soil, the ground strength, the angle formed by the two adjacent holes, etc. It can be set to an appropriate value. In order to measure the amount of the injected chemical at the time of injecting the chemical, a level gauge can be provided in the container for storing the chemical.
1…地中壁
2…構造物
3、3a…地盤
4…孔
5…ボーリングマシン
6…薬液注入管
7…穴
8…容器
9…供給手段
10、10a…切削部材
11…軸体
12…螺旋状羽根
13…撹拌部材
14…支持手段
15…容器
16…供給手段
17…ライン
18…ロッド
19…走行部
20…挟持部
21…アーム
22…昇降手段
30…先導管
31…突出部材
32、33…注入管
34…フランジ
40…エジェクタ装置
41…外管
42…内管
43…流路縮小部
44…分岐部
45…開口部
50…固化材混合領域
50a、50b…領域
51…回転領域
60…立坑
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記地中壁を貫通して前記構造物を支持する地盤にまで延びる孔を削孔する工程と、
前記孔に挿入された薬液注入管から圧縮空気を混入した薬液を噴射させる工程とを含む、地盤改良方法。 Supplying a solidifying material to the soil around the structure, mixing the soil and the solidified material, and constructing an underground wall surrounding the structure and the ground surrounding the structure;
Drilling a hole that extends through the underground wall to the ground supporting the structure;
And a step of spraying a chemical liquid mixed with compressed air from a chemical liquid injection tube inserted into the hole.
前記撹拌部材を回転および上昇させつつ、前記少なくとも1つの固化材注入管から前記土壌に向けて、前記固化材を含むスラリー、または、前記固化材を圧縮空気または窒素に分散させたガスを供給する工程と、
前記羽根の回転により前記土壌と前記スラリーまたは前記ガスとを混合する工程とを含み、
前記掘削する工程と前記供給する工程と前記混合する工程とを繰り返し、前記構造物および該構造物を支持する地盤の周囲に、円柱状の固化体が連続した前記地中壁を構築することを特徴とする、請求項1または2に記載の地盤改良方法。 The step of constructing the underground wall includes a stirring member including a cutting member at a tip portion, a blade at a peripheral portion, and at least one solidifying material injection pipe disposed toward an edge of the blade, A step of excavating the soil by rotating and lowering by a support means for supporting the stirring member rotatably and ascending and descending;
While rotating and raising the stirring member, a slurry containing the solidification material or a gas in which the solidification material is dispersed in compressed air or nitrogen is supplied from the at least one solidification material injection pipe toward the soil. Process,
Mixing the soil and the slurry or the gas by rotating the blades,
Repeating the excavating step, the supplying step, and the mixing step, and constructing the underground wall in which a columnar solidified body is continuous around the structure and the ground supporting the structure. The ground improvement method according to claim 1, wherein the ground improvement method is characterized.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004083300A JP2005273137A (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Ground improvement method |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008038511A (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Taisei Corp | Pile foundation reinforcing structure |
JP2014047565A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Maeda Corp | Liquefaction countermeasure construction method for ground |
JP2017137619A (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | 株式会社不動テトラ | Ground improvement construction machine |
-
2004
- 2004-03-22 JP JP2004083300A patent/JP2005273137A/en active Pending
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