JP2007231629A - Construction method of stabilizing ground - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は地盤安定化工法に関し、特に谷間の原地盤の上に盛土する谷埋め盛土によって造成され、宅地や工場建設地、あるいは道路などとして利用される造成地の地盤の安定化に適用され、地震時や大量降雨時の地滑り災害を防止することができる。 The present invention relates to a ground stabilization method, in particular, it is created by valley filling embankment that fills the original ground of the valley, and is applied to stabilization of the ground of the construction land used as residential land, factory construction land, or road, Landslide disasters during earthquakes and heavy rainfall can be prevented.
近年、谷間の原地盤の上に盛土して宅地や工場建設地、あるいは道路などの用地を確保する谷埋め盛土が一般に行われている。谷埋め盛土によって造成された盛土地盤は、原地盤と盛土地盤の地盤性状が自ずと異なり、特に原地盤は盛土地盤に比べてかなり固いため地下水を通しにくく、地下水が原地盤面の上を流れていることが予測される。 In recent years, embankment embankment is generally performed to fill land on the valley ground to secure land such as residential land, factory construction site, or road. The embankment ground created by the valley filling embankment is different in nature from the ground and the embankment ground. It is predicted that
このため、原地盤と盛土地盤との境界面のせん断強度は小さく、地震などで外力が加わると盛土地盤全体が原地盤との境界面で地滑りを起しやすい。 For this reason, the shear strength of the boundary surface between the original ground and the embankment is small, and when an external force is applied due to an earthquake or the like, the entire embankment tends to landslide at the interface with the original ground.
特に、大雨が降った後などには、盛土地盤に浸透した大量の雨水が、原地盤面の上を上流から下流側へ地下水となって流れることが予測されるため、盛土地盤が飽和状態になり、浸透圧、盛土重量の増加、地盤強度の低下等を来し、境界面付近で大規模な地滑り災害に発展するおそれがある。 In particular, after heavy rain, a large amount of rainwater that has penetrated into the embankment is expected to flow from the upstream to the downstream as groundwater on the original soil surface, so that the embankment is saturated. This may cause osmotic pressure, increase in embankment weight, decrease in ground strength, etc., and may develop into a large-scale landslide disaster near the boundary surface.
従来、このような地滑り災害を未然に防ぐ方法として、例えば図11(a),(b)に図示するような方法が一般に知られている。図11(a)に図示する方法は、盛土地盤20の下流側に擁壁21を上流側方向に階段状に構築し、各擁壁21から盛土地盤20内にアンカーまたは排水孔21を施工する方法であり、また、図11(b)に図示する方法は、盛土地盤20に集水井戸23を設け、当該集水井戸23から盛土地盤20内に集水用の横ボーリング孔24を削孔する方法である。
Conventionally, as a method for preventing such a landslide disaster, for example, a method shown in FIGS. 11A and 11B is generally known. In the method illustrated in FIG. 11A, a
これらの方法では、盛土地盤そのものの地盤強化は図れても、原地盤と盛土地盤との境界附近で発生する盛土地盤全体の地滑り災害を防ぐには不充分であった。他に、盛土地盤中に固化材を注入して地盤の一部を改良する固結方法や排水孔を削孔する排水方法なども知られている。 Although these methods could strengthen the ground of the embankment itself, it was insufficient to prevent the landslide disaster of the entire embankment that occurred near the boundary between the original ground and the embankment. In addition, there are known a consolidation method for improving a part of the ground by injecting a solidifying material into the embankment and a drainage method for drilling a drain hole.
しかし、固結方法は、不透水性となるために地下水を貯留する効果になり、かつ不安定な斜面上における作業性や斜面上にある人家などの生活圏内における作業が通常の生活環境を妨げることになるので好ましくない。また、排水孔を設けるための作業時においても同様の問題が生ずる。 However, the consolidation method has the effect of storing groundwater due to impermeability, and workability on unstable slopes and work within a living area such as a house on a slope hinder the normal living environment. This is not preferable. Moreover, the same problem arises at the time of the operation | work for providing a drain hole.
さらに、いずれの方法も、特に問題とされる原地盤と盛土地盤との境界部分の地盤対策としては不充分なもので、原地盤面に沿って盛土地盤全体の地滑りを阻止することはできないものであった。 In addition, each method is insufficient as a ground countermeasure at the boundary between the original ground and the embankment, which is particularly problematic, and cannot prevent landslide of the entire embankment along the original ground surface. Met.
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に盛土地盤全体の地滑りを防止できるようにした地盤安定化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-described problems, and an object thereof is to provide a ground stabilization method capable of preventing a landslide of the entire embankment in particular.
請求項1記載の地盤安定化化工法は、原地盤と当該原地盤の上に造成された盛土地盤との境界部分に、複数のボーリング孔を前記原地盤と盛土地盤との境界面附近に沿って原地盤の傾斜方向に複数列に削孔し、当該ボーリング孔を排水孔とすることを特徴とするものである。
The ground stabilization method according to
本発明は、特に原地盤と盛土地盤との境界部分における地下水を積極的に排水することにより境界面の地盤の安定化を図ることで、地滑り災害を未然に阻止しようとするものである。 In particular, the present invention intends to prevent landslide disasters by stabilizing ground at the boundary surface by actively draining groundwater at the boundary between the original ground and the embankment.
この場合のボーリングには、地上で進行方向を誘導可能な誘導式曲線ボーリングを利用することによりボーリング孔を原地盤の地盤面に沿ってきわめて効率的に削孔することができる。また、各排水孔は削孔直後のボーリング孔内に塩ビ管や鋼管、あるいはコルゲート管などの管の外周経壁に多数の水抜き孔を形成した孔開き管を挿入することにより容易に形成することができる。 In this case, the boring hole can be drilled very efficiently along the ground surface of the original ground by using the induction type curved boring capable of guiding the traveling direction on the ground. Each drainage hole is easily formed by inserting a perforated pipe in which a number of drain holes are formed in the outer peripheral wall of a pipe such as a vinyl chloride pipe, a steel pipe, or a corrugated pipe in the borehole immediately after drilling. be able to.
なお、排水孔は原地盤の傾斜方向に連続して形成してもよく、下流側部にのみ一定範囲に渡って形成してもよい。また、排水孔は境界面附近に沿って傾斜方向に蛇行させて形成してもよい。 The drain holes may be formed continuously in the inclination direction of the original ground, or may be formed over a certain range only on the downstream side portion. Further, the drain hole may be formed by meandering in the inclined direction along the vicinity of the boundary surface.
請求項2記載の地盤安定化化工法は、谷部に盛土して造成された谷埋め盛土地盤の地盤安定化方法であって、本発明は、いわゆる谷埋め盛土によって造成された宅地や工場建設地、道路などの造成地においては、特に原地盤と盛土地盤との境界部分が地下水により飽和状態にあって地滑りを発生しやすいことから、この境界部分に排水孔を削孔して地下水を強制的に排水することで、この部分が飽和状態になるのを防止して地盤を安定させ、大規模な地滑り災害を未然に阻止するようにしたものである。
The ground stabilization method according to
請求項3記載の地盤安定化工法は、請求項1または2記載の盛土地盤の地盤安定化工法において、前記ボーリング孔は誘導式曲りボーリングによって削孔することを特徴とするものである。
The ground stabilization method according to
ボーリングの削孔に地上で進行方向を誘導可能な誘導式曲線ボーリングを利用することにより、ボーリング孔を原地盤の地盤面に沿って効率的に削孔することができる。これは、斜面の排水面積に対するボーリング本数、ボーリング長が少なくてすみ、かつ排水効果を確実にすることができるためである。 By using the induction type curved boring capable of guiding the traveling direction on the ground to the borehole, the borehole can be efficiently drilled along the ground surface of the original ground. This is because the number of bores and the bore length for the drainage area of the slope can be reduced, and the drainage effect can be ensured.
請求項4記載の地盤安定化工法は、請求項1〜3のいずれかに記載の地盤安定化工法において、前記排水孔は、原地盤の下流側部の一定範囲に形成することを特徴とするものである。
The ground stabilization method according to
請求項5記載の地盤安定化工法は、請求項1〜4のいずれかに記載の地盤安定化工法において、前記排水孔と、原地盤と盛土地盤との境界面附近に沿って原地盤の傾斜方向に地盤改良部の形成を併用することを特徴とするものである。
The ground stabilization method according to
請求項6記載の地盤安定化工法は、請求項5記載の地盤安定化工法において、地盤改良部は、斜面の上流部に曲りボーリング又は直線ボーリングによって削孔したボーリング孔内に固化材を注入するか、あるいは攪拌混合式または高圧噴射方式によって形成することを特徴とするものである。本発明は、上流側の地盤の一部を地盤改良部として固めておけば、その領域の地上りの滑動力しか作用しないために下流側の固結領域を少なく済ませることができるが、あるいは滑動に対する安全率が高められるという効果を生ずる。
The ground stabilization method according to
また、上流側の地盤の一部を固結する方法には、曲りボーリングを用いた固化材の注入法の他に、垂直ボーリングまたは斜めボーリングを用いた固化材の注入法、あるいは注入法でなく攪拌混合工法や高圧噴射注入法を利用してもよい。また、上流側の作業性のよい場合や生活居住圏外で固結させればよいし、また列状に固結しなくても上流側で固結させれば、貯留の心配はなく、また表面水の下流側への浸透をその水密性によって遮断できるという効果がある。 In addition to solidifying material injection method using curved boring, solidifying material injection method using vertical boring or oblique boring, or injecting method is not limited to the method of consolidating a part of the upstream ground. A stirring and mixing method or a high-pressure injection method may be used. In addition, if upstream workability is good, it is sufficient to solidify outside the living area, and if it is solidified upstream, even if it is not consolidated in line, there is no worry of storage, and the surface There is an effect that permeation of water downstream can be blocked by its water tightness.
請求項7記載の地盤安定化工法は、請求項1〜6のいずれかに記載の地盤安定化工法において、前記排水孔と当該排水孔の間に原地盤と盛土地盤との境界面附近に沿って原地盤の傾斜方向に連続する地盤改良部を形成することを特徴とするものである。
The ground stabilization method according to
請求項8記載の地盤安定化工法は、請求項1〜7のいずれかに記載の盛土地盤の地盤安定化工法において、盛土地盤の下流側部に擁壁を構築することを特徴とするものである。この場合の擁壁はRC構造の他、ブロック積構造や石積み構造、補強土擁壁工などによって構築することができる。
The ground stabilization method according to
請求項9記載の地盤安定化工法は、請求項1〜7のいずれかに記載の地盤安定化工法において、盛土地盤にアンカーを施工し、当該アンカーの先端を原地盤に定着することを特徴とするものである。この場合のアンカーには、通常のグランドアンカーやプレストレスを利用したアンカーの他に、例えば鉄筋アンカー(ネイリングアンカー)等を利用することができる。
The ground stabilization method according to
例えば鉄筋アンカー(ネイリングアンカー)等を利用することができる。本工法によれば、棒状の補強材、主に鉄筋、鋼管、形鋼などを盛土地盤中に数多く打設して一種の合成補強土塊を形成することにより盛土の強度を直接補強することができる。 For example, a reinforcing bar anchor (nailing anchor) or the like can be used. According to this construction method, the strength of the embankment can be directly reinforced by forming a kind of synthetic reinforced earth block by placing many rod-shaped reinforcing materials, mainly reinforcing bars, steel pipes, shaped steel, etc. in the embankment. .
本発明は、特に地下水により飽和状態にあって地滑りを発生しやすい原地盤と盛土地盤との境界部分に排水孔を設けて地下水を強制的に排水することで、この部分が飽和状態になるのを防止して地盤を安定させ、大規模な地滑り災害を確実に阻止することができる。 In the present invention, a drainage hole is provided in the boundary portion between the ground and the embankment that is saturated with groundwater and is prone to landslide, and the groundwater is forcibly drained. To stabilize the ground and reliably prevent large-scale landslide disasters.
また、排水孔は原地盤と盛土地盤との境界部分に誘導式曲りボーリングを利用して削孔することにより、斜面上の生活圏外からボーリング孔を削孔して排水孔を形成し、また当該ボーリング孔内に固化材を注入することにより、生活圏を侵すことなく施工を行うことができ、かつ少ないボーリング数やボーリング延長で、容易にかつ効果的な排水を行うことができる。 In addition, the drainage hole is drilled at the boundary between the original ground and the embankment by using induction bending boring, so that the borehole is drilled from outside the living area on the slope, and the drainage hole is formed. By injecting the solidifying material into the borehole, construction can be performed without invading the living area, and drainage can be performed easily and effectively with a small number of bores and an extended bore.
図1(a),(b)は、傾斜面状をなす原地盤の上に盛土することにより造成された造成宅地を示し、原地盤1の上に盛土地盤2が造成されている。また、盛土地盤2と原地盤1との境界部分Aに複数の排水孔3が原地盤1の傾斜方向に沿って形成されている。
FIGS. 1A and 1B show a built-up residential land created by embankment on an inclined ground surface. A
特に排水孔3は、原地盤1と盛土地盤2との境界面附近に沿って原地盤1の傾斜方向に複数列に連続して形成されている。各排水孔3は盛土地盤2側に原地盤1と盛土地盤2との境界面附近に沿って原地盤1の下流側から上流側方向にボーリング孔を削孔し、当該ボーリング孔内に塩ビ管や鋼管、あるいはコルゲート管などからなる孔開きパイプを挿入することにより形成されている。
Particularly, the
図2(a),(b)は、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aの下流側部の一定範囲に、上記した複数の排水孔3が原地盤1の傾斜方向に複数列に形成されている例を示したものである。
2 (a) and 2 (b) show that a plurality of
また、図3(a),(b)は、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aに、上記した複数の排水孔3が原地盤1の傾斜方向に複数列に形成され、さらに各排水孔3と3との間に複数の地盤改良部4が排水孔3と交互に原地盤1の傾斜方向に形成されている例を示し、図4(a),(b)は、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aの下流側部の一定範囲に、上記した複数の排水孔3と複数の地盤改良部4が交互に複数列に形成されている例を記したものである。
3 (a) and 3 (b), in the boundary portion A between the
また、図5(a),(b)は、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aの下流側部と上流側部に、それぞれ複数の排水孔3と地盤改良部4が原地盤1の傾斜方向に沿って複数列に形成されている例を示したものである。
5 (a) and 5 (b) show a plurality of
いずれの例においても、地盤改良部4は、盛土地盤2の原地盤1との境界部分Aに下流側から上流側方向にボーリング孔を削孔し、当該ボーリング孔からボーリング孔周囲の地盤中に固化材を注入することにより、ボーリング孔周囲の地盤を一体範囲に渡って固化することにより形成されている。
In any example, the
このように、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aに複数の排水孔3を形成して境界部分Aの地下水を強制的に排水することで、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aにおける盛土地盤2の地滑りを未然に阻止することができる。また、各排水孔3と3の間に地盤改良部4を形成することで、境界部分Aの地盤の安定化を高めることができ、特に大雨時の地滑り災害も確実に防止することができる。
Thus, by forming a plurality of
さらに、原地盤と盛土地盤との境界部分に排水孔を前記原地盤と盛土地盤との境界面付近に沿って原地盤の傾斜方向に連続して形成することは、特に大雨時の地滑り災害の防止策としてきわめて有効な方法であり、一般に大雨時およびその直後においては、盛土地盤は飽和状態にあり、地滑り破壊を起し易いが、地下水を強制的に排水することにより盛土地盤の飽和状態化を回避することで大規模な地滑り災害を未然に防止することができる。
なお、排水孔はボーリング孔に塩ビ管、鋼管またはコルゲート管などの管に多数の水抜き孔を設けた孔開き管を挿入することにより簡単に形成することができる。また、排水孔は地盤の傾斜方向に例えばS字状に蛇行した状態に削孔してもよい。
In addition, the formation of drainage holes at the boundary between the original ground and the embankment continuously along the boundary surface between the original ground and the embankment in the inclination direction of the original ground is particularly effective during landslide disasters during heavy rain. This method is extremely effective as a preventive measure, and in general during and immediately after heavy rain, the embankment is in a saturated state and is prone to landslide destruction, but the embankment is saturated by forcibly draining groundwater. By avoiding this, large-scale landslide disasters can be prevented.
The drainage hole can be easily formed by inserting a perforated pipe provided with a number of drain holes in a pipe such as a PVC pipe, a steel pipe or a corrugated pipe. Further, the drain hole may be drilled in a state meandering in an S shape, for example, in the inclination direction of the ground.
次に、本発明の地盤安定化工法の施工手順について説明する。 Next, the construction procedure of the ground stabilization method of the present invention will be described.
最初に、図6(a),(b)に図示するように、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aにおける盛土地盤2側に、ボーリングを行ってボーリング孔5を削孔する。 この場合のボーリングには地上から誘導可能な誘導式曲りボーリングを用い、原地盤1と盛土地盤2との境界面附近に沿って原地盤1の下流側上流側方向にボーリング孔5を連続して削孔する。
First, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
なお、誘導式曲りボーリングとは、ボーリングヘッドに位置情報を発信する装置を備え、この発信装置から発信される信号を地上で受信し、ボーリングの作業盤上での表示に基いてドリルヘッド6aを操作したり、或いはジャイロでボーリングの方向性を操作するものをいう。
The guided bending boring includes a device for transmitting position information to the boring head, receives a signal transmitted from the transmitting device on the ground, and sets the
具体的には、図6(a),(b)に図示するような盛土掘進用のドリルヘッド6aと掘進方向変更用のテーパ刃6bを先端に備えたボーリングロッド6をケーシング7内に挿入し、ドリルヘッド6aを回転させながら境界面附近に沿って盛土地盤2内に下流側から上流側方向に押し込んでボーリングを行う。その際、テーパ刃6bの回転を停止し、向きを変えることによりボーリングの方向を適宜変更することができる。そして、ボーリング孔5が上流側に到達したらケーシング7のみを残し、ボーリングロッド6を引き抜く。
Specifically, a
次に、ボーリング孔5内に孔開きパイプ(図省略)を下流側から上流側方向に連続して挿入する。また、これと並行してケーシング7を引き抜く。以上の方法により原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aに原地盤1の傾斜方向に連続する排水孔3を形成することができる。
Next, a perforated pipe (not shown) is continuously inserted into the
次に、地盤改良部4の施工方法について説明すると、上記した方法によってボーリグ孔5を削孔した後、図7(a)に図示するようにボーリング孔5のケーシング内に注入管8を挿入しつつケーシング(図7(a)ではケーシングは省略)を引き抜く。注入管8は、例えば図示するように外管9と当該外管9内に挿入された内管10とから構成され、外管9の先端部分にはゴムスリーブ等からなる逆支弁9aを備えた吐出口9bが外管9の長手方向および周方向に所定間隔おきに形成され、各吐出口9bの両側に膨張パッカ11,11がそれぞれ取り付けられている。
Next, the construction method of the
膨張パッカ11,11は、地上から注入パイプ12aを介して送り込まれた流体(エアまたは液体)または固結液によって膨張し、ボーリング孔5の孔壁を強く押圧することにより外管9をボーリング孔5内に固定すると共に、ボーリング孔5と外管9との間に密封空間13を形成する構成になっている。この場合の密封空間13はボーリング孔5の孔壁と外管9と左右膨張パッカ11,11とから形成される。
The
一方、内管10の先端部分に膨張パッカ14,14が所定間隔おきに取り付けられている。膨張パッカ14,14は、膨張パッカ11,11と同様に地上から注入パイプ12bを介して送り込まれたエアまたは液体によって膨張し、外管9の内壁を強く押圧することにより内管10を外管9内に固定すると共に、外管9と内管10との間に密封空間15を形成する構成になっている。なお、この場合の密封空間15は外管9と内管10と左右膨張パッカ14,14とから形成される。
On the other hand,
このような構成において、注入管8によってボーリング孔5周辺の盛土地盤2中に固化材を注入するには、まず、ボーリング孔5内に注入管8の外管9を挿入する。そして、外管9の各膨張パッカ11,11を当該膨張パッカ11内にエア又は液体を注入して膨張させることにより、外管9をボーリング孔5内に固定し、かつ外管9とボーリング孔5との間に密封空間13を形成する。
In such a configuration, in order to inject the solidified material into the
次に、外管9内に内管10を挿入し、各膨張パッカ14,14を当該膨張パッカ14にエア又は液体を注入して膨張させることにより、内管10の先端部分を外管9内に固定すると共に、外管9と内管10との間に密封空間15を形成する。
Next, the
次に、密封空間15内に注入パイプ12cを介して固化材を送り込む。密封空間15内に送り込まれた固化材は、外管9に形成された吐出口9bを介して密封空間13内に押し出され、そして密封空間13周辺の盛土地盤2内に注入される。
Next, the solidified material is fed into the sealed
なお、膨張パッカ11と14に注入されたエアまたは液体を抜いて膨張パッカ11と14をそれぞれ収縮させることにより、外管9と内管10は再び自由に移動させることができる。
The
この場合、固化材は密封空間13周辺の地盤中に注入されるため、1ヶ所の固化材の注入によって形成される地盤改良部は球状に形成されるが、注入管8を原地盤1の上流側から下流側方向に徐々に引き抜きながら固化材の注入を繰り返し行うことにより、地盤改良部4は原地盤1の上流側から下流側方向に連続して形成することができる。
In this case, since the solidified material is injected into the ground around the sealed
なお、図7(a)の例においては、固化材は複数の密封空間13内に一本の注入管12cによって同時に注入する構成になっているが、内管10内に複数の注入管12cを挿入し、各注入管12cを介して各密封空間13に固化材を同時に注入することもできる。さらに、複数の注入管8を用い、複数のボーリング孔5に同時に固化材を注入することもできる。このように施工することで、地盤改良部3を非常に効率的に形成することができる。
In the example of FIG. 7A, the solidified material is simultaneously injected into the plurality of sealed
また、膨張パッカ11にエアや液体を注入する代わりにモルタル等の固化材を注入する場合、外管9は回収せず、原地盤1と盛土地盤2との境界部分Aに埋設し、盛土地盤2の補強材として利用することができる。
In addition, when injecting solidified material such as mortar into the
なお、上記において図示しないが、曲りボーリングのボーリングロッド内の1本または複数の流路から注入液を注入しながら、ボーリングロッドを引抜いて地盤を固結してもよいし、外管から直接注入液を注入してもよいし、また外管から注入しながら外管を引抜いて地盤を固結してもよい。 Although not shown in the above, the ground may be consolidated by pulling out the boring rod while injecting the injecting liquid from one or a plurality of flow paths in the boring rod of the curved boring, or directly injected from the outer tube The liquid may be injected, or the ground may be consolidated by pulling out the outer tube while injecting from the outer tube.
図7(b)は、ボーリング孔5周辺の盛土地盤2中に固化材を注入する他の方法を示し、この場合の注入管8には、図7(a)で説明した外管9として、膨張パッカ11の無いものを使用し、ボーリング孔5内に外管9を挿入した後、ボーリング孔5と外管9との間に低強度の隙間充填材16を充填する。
FIG.7 (b) shows the other method of inject | pouring a solidified material into the
そして、密封空間15内に注入パイプ12cを介して固化材を送り込む。密封空間15内に送り込まれた固化材は、外管9の吐出口9bから低強度の隙間充填材16を破って吐出口9b周辺の盛土地盤2内に注入される。
Then, the solidified material is fed into the sealed
この方法においても、注入管8を原地盤1の上流側から下流側方向に徐々に引き抜きながら固化材の注入を繰り返し行うことにより、地盤改良部4は原地盤1の上流側から下流側方向に連続して形成することができる。
Also in this method, by repeatedly injecting the solidified material while gradually pulling out the
なお、隙間充填材16を先にボーリング孔5内に充填し、その後から外管9をボーリング孔5内に挿入してもよい。隙間充填材16には例えば低強度のセメントベントナイト液を用いることができる。
Alternatively, the
また、図7(a)に示す場合と同様に、固化材は複数の密封空間15内に一本の注入管12cによって同時に注入してもよいし、内管10内に複数の注入管12cを挿入し、各注入管12cを介して各密封空間15に固化材を同時に注入することもできる。さらに、複数の注入管8を用い、複数のボーリング孔5に同時に固化材を注入することによって三次元多点注入工法を用いることもできる。
Similarly to the case shown in FIG. 7A, the solidified material may be simultaneously injected into the plurality of sealed
なお、当該三次元多点注入工法は、当出願人が所有する特許発明(特許第3724644号)であり、概要を簡単に説明すると、吐出口を有する複数の注入管を地盤中の複数の注入ポイントに埋設し、これらの注入管を通して各注入管の吐出口から地盤改良材を同時に多点注入するようにした地盤注入工法であって、それぞれ独立した駆動源で作動し、かつ集中管理装置で制御される多数のユニットポンプを備えた多連装注入装置を用い、これら多数のユニットボンプが導管を通して複数の注入管と接続され、前記多数のユニットポンプの作動により、地盤改良材を複数の吐出口から地盤中の注入ポイントを通して多点注入するようにしたことを特徴とするものである。 The three-dimensional multi-point injection method is a patented invention owned by the applicant (Japanese Patent No. 3724644). Briefly speaking, a plurality of injection pipes having discharge ports are formed into a plurality of injection pipes in the ground. It is a ground injection method that is buried at the point, and multiple ground improvement materials are simultaneously injected from the discharge port of each injection pipe through these injection pipes, each operating with an independent drive source, and with a centralized control device Using a multi-injection injection device having a large number of unit pumps to be controlled, the large number of unit pumps are connected to a plurality of injection pipes through a conduit. It is characterized by the fact that multiple injections are made through injection points in the ground.
また本工法は、地盤改良材を貯蔵する貯蔵タンクと当該貯蔵タンクに接続された多連装注入装置と吐出口を有する複数の注入管とを備え、当該多連装注入装置は、一プラント中にそれぞれ独立した駆動源で作動し、かつ集中管理装置で制御される多数のユニットポンプを備えている。また、注入管は地盤の複数の注入ポイントに埋設され、それぞれが前記各ユニットポンプと導管を通して接続されている。さらに、前記多数のユニットポンプは独立し、それぞれ集中管理装置で制御される回転数変速機を備え、前記導管は流量圧力検出器を備えている。 The present construction method also includes a storage tank for storing the ground improvement material, a multi-continuous injection apparatus connected to the storage tank, and a plurality of injection pipes having discharge ports. It is equipped with a number of unit pumps that are operated by independent drive sources and controlled by a centralized management device. The injection pipe is embedded in a plurality of injection points on the ground, and each is connected to each unit pump through a conduit. Further, the multiple unit pumps are independent and each include a rotational speed transmission controlled by a centralized control device, and the conduit includes a flow pressure detector.
そして、前記流量圧力検出器からの流量および/または圧力データの信号を集中管理装置に送信し、前記貯蔵タンク内の地盤改良材を各ユニットポンプの作動により任意の注入速度、注入圧力および注入量で各注入管に圧送し、複数の吐出口から同時に地盤に多点注入することができる。 Then, a flow rate and / or pressure data signal from the flow rate pressure detector is transmitted to a central control device, and the ground improvement material in the storage tank is operated at any injection speed, injection pressure and injection amount by the operation of each unit pump. Thus, it can be pumped to each injection tube, and multiple points can be simultaneously injected into the ground from a plurality of discharge ports.
次に、固化材注入による地盤安定化方法の検討結果について説明する。
検討対象の谷埋め盛土の規模を次のとおり仮定した。
盛土高さ 5.0 m
盛土長さ 200.0 m
盛土幅 50.0 m
盛土傾斜角 10.0 度
盛土の単位体積重量 γt=17KN/m3
モデル地盤 図8(a),(b)
Next, the examination result of the ground stabilization method by solidification material injection | pouring is demonstrated.
The scale of the valley filling embankment to be examined was assumed as follows.
Embankment height 5.0 m
Embankment length 200.0 m
Embankment width 50.0 m
Inclination angle 10.0 degrees Unit volume weight of embankment γt = 17KN / m 3
Model ground Fig. 8 (a), (b)
図8(a),(b)において、盛土部αは、地震などで外力が作用することにより原地盤βとの境界面附近に沿って滑り落ちようとする。これを滑り面上に作用する滑りを起そうとする力(以下「滑動せん断力」という)W・sinθという。一方、滑り面にはこれを阻止しようとする力(以下「せん断抵抗力」という)τ・Lが作用する。滑動せん断力W・sinθとせん断抵抗力τ・Lは釣り合った状態(限界状態)にあるものと仮定する。すなわち、安全率Fs=1.0と仮定して本発明の地盤強化方法を検討した。 8 (a) and 8 (b), the embankment portion α tries to slide down along the vicinity of the boundary surface with the original ground β due to an external force acting due to an earthquake or the like. This is referred to as a force (hereinafter referred to as “sliding shear force”) W · sin θ that causes the slip to act on the sliding surface. On the other hand, a force (hereinafter referred to as “shear resistance force”) τ · L that acts to prevent this acts on the sliding surface. It is assumed that the sliding shear force W · sin θ and the shear resistance force τ · L are in a balanced state (limit state). That is, the ground strengthening method of the present invention was examined on the assumption that the safety factor Fs = 1.0.
図8(a)において、滑動せん断力W・sinθとせん断抵抗力τ・Lが釣り合っていると仮定すると、
Fs=τ・L/W・sinθ=1.0(Fs 安全率) ……式・1
式・1から盛土下部境界面のせん断抵抗τを求める。
In FIG. 8A, assuming that the sliding shear force W · sin θ and the shear resistance force τ · L are balanced,
Fs = τ · L / W · sinθ = 1.0 (Fs safety factor) ......
The shear resistance τ of the embankment lower boundary surface is obtained from
τ・L/W・sinθ=1.0
τ・L=τ・203KN/m
=203・τKN/m
W・sinθ=200.0m×5.0m×17KN/m3×sin10°
=17000×0.17365
=17000×0.174
=2.958KN/m
Fs=1.0より
τ・L/W・sinθ=203・τ/2.958
=1.0
よって、せん断抵抗τ=2.958/203
=14.6KN/m2
となる。
τ · L / W · sin θ = 1.0
τ · L = τ · 203KN / m
= 203 · τKN / m
W · sin θ = 200.0 m × 5.0 m × 17 KN / m 3 ×
= 17000 x 0.17365
= 17000 x 0.174
= 2.958 KN / m
From Fs = 1.0 τ · L / W · sin θ = 203 · τ / 2.958
= 1.0
Therefore, shear resistance τ = 2.958 / 203
= 14.6KN / m 2
It becomes.
前述のとおり、現状で滑動せん断力とせん断抵抗力が安全率Fs=1.0で釣り合った状態を薬液(固化材)注入により地盤強化してその安全率を高め、地盤の安定化を図ることとする。 As mentioned above, the current state where sliding shear force and shear resistance force are balanced with safety factor Fs = 1.0 is strengthened by chemical solution (solidification material) injection to increase the safety factor and stabilize the ground. And
薬液注入には誘導式曲りボーリングを利用し、図8(b)の注入方式により三次元多点注入方法を採用することとし、溶液型恒久グラウト(活性シリカコロイド「パーマロック」強化土エンジニヤリング(株)の登録商標)を用いることもできるし、懸濁型恒久グラウト(超微粒子複合シリカ「ハイブリッドシリカ」強化土エンジニヤリング(株)の登録商標)を用いることもできる。 The chemical solution injection uses induction bending boring and adopts the three-dimensional multi-point injection method by the injection method of Fig. 8 (b), and the solution type permanent grout (active silica colloid "Perma Lock" reinforced soil engineering ( Registered trademark), or suspension-type permanent grout (registered trademark of ultrafine composite silica “hybrid silica” reinforced soil engineering Co., Ltd.) can also be used.
下記の検討では、注入材には改良の目的を考慮し、恒久的な改良効果が得られる恒久グラウト〔高強度活性シリカコロイド「パーマロック・ハイ」を用いた(表1参照)。また、三次元多点注入方法による改良地盤のせん断抵抗τ1を表2のとおりとした。 In the following examination, a permanent grout [a high-strength active silica colloid “Permalock High”, which can obtain a permanent improvement effect, was used for the injection material in consideration of the purpose of improvement (see Table 1). Table 2 shows the shear resistance τ 1 of the improved ground by the three-dimensional multi-point injection method.
曲線ボーリングを応用した三次元多点注入方法による地盤改良の場合、曲線ボーリングの精度および性能を考慮して下流側50m、上流側50m、合計100mの地盤強化を行った。また、三次元多点注入方法の性能から1ノズルからの改良体は直径2.0mの球状改良体として改良範囲を検討した。 In the case of ground improvement by a three-dimensional multi-point injection method using curved boring, the ground was strengthened for a total of 100 m, 50 m downstream and 50 m upstream, considering the accuracy and performance of curved boring. In addition, from the performance of the three-dimensional multipoint injection method, the improved body from one nozzle was examined as a spherical improved body having a diameter of 2.0 m and the improvement range was examined.
安全率Fs=1.5に改良する場合について検討する。
改良面積比率μを算定する。
Fs=τ・L/W・sinθ=1.5の式から
〔μ×τ1+(1−μ)×τ〕×203/2.951=1.5
μ=2.958×1.5−14.6×203/203τ1−2.964
=1.473/203τ1−2.964 …… 式・3
式・2に改良地盤のτ1を代入してμを算定すると表3のとおりになり、結果としてFs=1.75〜1.8となる。
Consider a case where the safety factor Fs is improved to 1.5.
Calculate the improved area ratio μ.
From the equation Fs = τ · L / W · sin θ = 1.5 [μ × τ 1 + (1−μ) × τ] × 203 / 2.951 = 1.5
μ = 2.958 × 1.5−14.6 × 203 / 203τ 1 −2.964
= 1.473 / 203τ 1 -2.964
When μ is calculated by substituting τ 1 of the improved ground into
以上のことから、薬液注入工法(三次元多点注入工法)による地盤強化の改良面積比を表4のとおり設定した。そして、検討結果からモデル地盤での改良範囲は検討して以下のようになった(改良範囲は、図9(a),(b)参照)。 From the above, the improved area ratio of ground reinforcement by the chemical solution injection method (three-dimensional multi-point injection method) was set as shown in Table 4. And the improvement range in the model ground was examined from the examination results, and it became as follows (refer to FIGS. 9A and 9B for the improvement range).
なお、表5は安全率Fsが1.5のときの改良率、改良面積および注入孔数を示したものである。 Table 5 shows the improvement rate, the improvement area, and the number of injection holes when the safety factor Fs is 1.5.
モデル地盤の面積S=50.0×203.0=10.150.0m2
必要改良面積S1=S×μ
注入孔(改良部)は、本工法の特性により1孔当りの長さ50.0m、改良幅2.0mとして孔数を算定した。
1孔当りの改良面積Sg=2.0×50.0=100.0m2
Model ground area S = 50.0 × 203.0 = 10.150.0 m 2
Necessary improvement area S 1 = S × μ
The number of holes in the injection hole (improved part) was calculated with a length of 50.0 m per hole and an improved width of 2.0 m according to the characteristics of this method.
Improved area per hole Sg = 2.0 × 50.0 = 100.0 m 2
次に、本発明の排水孔の削孔による地盤安定化方法に前記した固化材の注入による地盤強化方法を併用した検討結果について説明する。 Next, a description will be given of a result of examination in which the ground stabilization method by injecting the solidifying material described above is used in combination with the ground stabilization method by drilling a drain hole of the present invention.
ここで、排水孔の施工効果により、盛土下部境界面のせん断抵抗τ=14.6KN/m2が70%向上すると考えると、排水孔の施工果面積は、幅3m×長さ50m(+α)/排水孔1本×8本=1200m2となり、これに14.6×0.7を乗ずると12264KNのせん断抵抗力増となり、単位幅当たりでは245KN増となる。 Here, assuming that the shear resistance τ = 14.6KN / m 2 of the embankment lower boundary surface is improved by 70% due to the construction effect of the drainage hole, the construction result area of the drainage hole is 3 m wide × 50 m long (+ α). / 1 drainage hole × 8 = 1200 m 2 , multiplying this by 14.6 × 0.7 increases the shear resistance by 12264 KN, and increases by 245 KN per unit width.
したがって、Fs=245KN/2958KN/m=0.08の向上となる。なお、排水孔の設置間隔は固化材注入孔(地盤改良部)との複合効果を考慮して図10(a),(b)のとおりとした。 Therefore, Fs = 245 KN / 2958 KN / m = 0.08. The intervals between the drain holes were set as shown in FIGS. 10A and 10B in consideration of the combined effect with the solidifying material injection hole (ground improvement part).
次に、地震時について検討する。
Fs=τ・L/W・sinθ+Kh・W・cosθ
なお、Khは、設計水平震度
モデル地盤は盛土厚が5.0mと比較的浅いので、設計水平震度Kh=0.16として検討した。
Fs=1.5の場合
Fs=τ・L/W・sinθ+Kh・W・cosθ
=〔μ×τ1+(1−μ)×τ〕×203/W・sinθ
+Kh・W・cosθ
=〔0.05×250.0+(1−0.05)×14.5〕
×203/2.951×0.16×17.000×cos10
=5.33/5.630
=0.95となる。
Next, consider the time of an earthquake.
Fs = τ · L / W · sinθ + Kh · W · cosθ
Kh is the design horizontal seismic intensity The model ground has a relatively shallow embankment thickness of 5.0 m, so the design horizontal seismic intensity Kh was set to 0.16.
When Fs = 1.5 Fs = τ · L / W · sin θ + Kh · W · cos θ
= [Μ × τ 1 + (1−μ) × τ] × 203 / W · sin θ
+ Kh · W · cosθ
= [0.05 × 250.0 + (1−0.05) × 14.5]
× 203 / 2.951 × 0.16 × 17.000 × cos10
= 5.33 / 5.630
= 0.95.
これに排水による増加分のFs=0.08を加算すると、Fs=1.03となる。なお、上記計算は簡便な設計によったが、改良効果を知るにはこれで充分である。また、排水による改良効果は地下水位が低下することによる土粒子間の有効応力が大きくなることによる効果であり、それにより盛土境界面のせん断抵抗が70%向上するとしたが、基本的には問題ないはずである。 If Fs = 0.08 of the increase due to drainage is added to this, Fs = 1.03. Although the above calculation is based on a simple design, it is sufficient to know the improvement effect. In addition, the improvement effect by drainage is the effect by increasing the effective stress between the soil particles due to the lowering of the groundwater level, thereby improving the shear resistance of the embankment interface by 70%. There should be no.
また、液状化防止効果も当然期待できる。また、上記例では排水と固結の併用例を示したが、排水のみでも上記原理で充分な効果があるのは明らかで、そのように排水設計を行えばよいので、ここでは省略した。 Moreover, naturally the effect of preventing liquefaction can be expected. In the above example, the combined use of drainage and consolidation is shown, but it is clear that only the drainage has a sufficient effect on the above principle, and it is omitted here because the drainage design may be performed as such.
本発明は、特に傾斜した原地盤の上に盛土する谷埋め盛土によって造成された宅地や工場建設地、道路などの地滑り災害を未然に防止することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can prevent landslide disasters such as residential land, factory construction land, roads, and the like that are created by valley embedding embankment on an inclined original ground.
1 原地盤
2 盛土地盤
3 排水孔
4 地盤改良部
5 ボーリング孔
6 ボーリングロッド
6a ドリルヘッド
6b テーパ刃
7 ケーシング
8 固化材注入管
9 外管
9a 逆止弁
9b 吐出口
10 内管
10a 吐出口
11 膨張パッカ
12a 注入パイプ
12b 注入パイプ
12c 注入パイプ
13 密封空間
14 膨張パッカ
15 密封空間
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