JP2007262652A - Horizontal ground improving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤改良工法の施工現場で水平方向(本発明においては、「水平方向」なる文言は、水平面に対して傾斜している方向を含む)へ延在する地中固結体(水平杭現場打ち杭)を造成する工法、いわゆる「水平地盤改良工法」に関する。 The present invention is a ground solid body (horizontal) extending in a horizontal direction (in the present invention, the term “horizontal direction” includes a direction inclined with respect to a horizontal plane) at a construction site of the ground improvement method. This is related to the so-called “horizontal ground improvement method”.
係る「水平地盤改良工法」は、例えば止水等を目的として、水平方向へ延在する地中固結体(水平杭)を、施工領域に造成することにより行われる(水平現場打ち杭)。例えば止水のためには、複数本の水平杭を隣接して、一部が重なり合う様に、造成する。図28は、水平地盤改良工法の1工程を示した図である。 The “horizontal ground improvement method” is performed by, for example, creating a ground solid body (horizontal pile) extending in the horizontal direction in the construction area for the purpose of water stoppage or the like (horizontal on-site pile pile). For example, for water stoppage, a plurality of horizontal piles are adjacent to each other and partly overlapped. FIG. 28 is a diagram showing one step of the horizontal ground improvement method.
図28において、施工領域の土壌Gには、図示しない切削手段によって、水平孔50が形成された状態が示されている。そして、水平孔50には、固化材注入管30により、固化材(例えばグラウト)6が注入されている。注入された固化材6が固化すれば、土壌G中には、水平方向へ延在した地中固結体或いは水平杭が造成される。
In FIG. 28, the state where the
ここで、水平孔50の直径Φに対して、注入された固化材6の高さHが問題となる。即ち、注入された(固化材注入管30から排出された)固化材の自立高さ(周囲に拘束が無い平面に固化材を盛り上げた時の最大の自立高さ)Hが、水平孔50の直径Φよりも大きければ(図28の状態)、固化材6が注入された水平孔50には空気が溜まった領域(空洞)が形成されない。
Here, the height H of the injected
ここで、水平孔の直径Φが大きい場合(直径Φが2mを超える場合)や、固化材の粘土が低くて自立高さHが大きくない場合には、図29に示すように、固化材の高さHは水平孔の直径Φよりも小さくなり、水平孔50の上方に空気が溜まった領域(空洞)が形成されてしまう。
係る領域(空洞)が形成されてしまう場合には、地盤沈下等の各種不都合が発生し、地中固結体(水平杭)の品質も低くなってしまう。そのため、固化材6の自立高さHが水平孔50の直径Φよりも大きいことが必要となる。
Here, when the diameter Φ of the horizontal hole is large (when the diameter Φ exceeds 2 m), or when the clay of the solidified material is low and the self-standing height H is not large, as shown in FIG. The height H is smaller than the diameter Φ of the horizontal hole, and a region (cavity) in which air is accumulated is formed above the
When such a region (cavity) is formed, various inconveniences such as ground subsidence occur, and the quality of the underground consolidated body (horizontal pile) is lowered. Therefore, the self-standing height H of the solidified
固化材6の自立高さHを水平孔50の直径Φよりも大きいものとするためには、粘土が高く、自立性が高い固化材を使用する必要がある。
しかし、粘土の高い固化材を使用した場合には、グラウトポンプではなく、コンクリートポンプの使用が避けらない。しかし、コンクリートポンプを用いた場合には、施工に際して各種の制約が生じてしまうという問題が存在する。
一方、粘土の高い固化材をグラウトポンプでそのまま供給すると、グラウトポンプの負担が大きくポンプ寿命や、ポンプのメンテナンスに支障をきたしてしまう。
In order to make the self-supporting height H of the solidifying
However, when using a solidified material of clay, it is inevitable to use a concrete pump instead of a grout pump. However, when a concrete pump is used, there is a problem that various restrictions occur during construction.
On the other hand, if a solidified material of high clay is supplied as it is with a grout pump, the grout pump burden is large, and the pump life and maintenance of the pump are hindered.
なお、図28、図29では、断面形状が円形の水平杭を例にとって説明しているが、断面形状が非円形の水平杭についても、状況は同様である。
すなわち、断面非円形の水平杭においても、固化材6の自立高さHは、当該水平孔(断面非円形の水平杭)の断面の高さ方向寸法よりも大きくする必要があり、そのため、粘土が高い固化材を使用する必要がある。しかし、粘土の高い固化材を使用すると、施工に際して制約の多いコンクリートポンプを使用するか、或いは、寿命を短縮化やメンテナンスにおける支障を覚悟してグラウトポンプを使用しなければならない、という問題が存在するのである。
In FIGS. 28 and 29, a horizontal pile having a circular cross-sectional shape is described as an example, but the situation is the same for a horizontal pile having a non-circular cross-sectional shape.
That is, even in a horizontal pile having a non-circular cross section, the self-supporting height H of the
その他の従来技術としては、鉛直方向及び水平方向の支持力が十分な杭を造成する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
しかし、係る技術は、垂直方向に延在する地中固結体(垂直杭)の造成に係るものであり、水平方向に延在する地中固結体(水平杭)の造成に関連する上述したような問題を解決することは出来ない。
However, the technology relates to the formation of underground solid bodies (vertical piles) extending in the vertical direction, and the above-mentioned related to the formation of underground solid bodies (horizontal piles) extending in the horizontal direction. It is not possible to solve such problems.
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、粘土が高くない通常の固化材を使用して、高さ方向寸法或いは直径寸法の大きな水平杭の造成が可能な水平地盤改良工法の提供を目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a horizontal pile having a large height dimension or a large diameter dimension can be created using a normal solidified material that is not high in clay. The purpose is to provide ground improvement methods.
本発明の水平地盤改良工法は、施工領域(10)の上下方向の中央から下方の領域(11)に水平杭の下側部分(71)を造成し、該下側部分(71)の造成後或いは造成中に(造成するべき)水平杭の上側部分(72)を造成することを特徴としている(請求項1)。 In the horizontal ground improvement method of the present invention, the lower portion (71) of the horizontal pile is formed in the lower region (11) from the center in the vertical direction of the construction region (10), and after the lower portion (71) is formed. Alternatively, the upper part (72) of the horizontal pile (to be created) is created during construction (claim 1).
本発明において、施工領域(10)の上下方向の中央に水平ボーリング孔(1)を穿孔する工程(図4)と、水平ボーリング孔(1)から切削手段(削孔ロッド2、或いは図示しないボーリングロッド)を引き抜きながら切削手段(2)によって下方の領域(11)に下側の孔(51)を切削する工程(図5、図6)と、下側の孔(51)を切削しつつ固化材充填手段(31)により下側の孔(51)に固化材(6)を注入(或いは充填)して水平杭の下側部分(71)を造成する工程(図6、図7)と、水平杭の下側部分(71)を造成した後に、切削手段(2)によって上方の領域(12)に上側の孔(52)を切削する工程(図7)と、上側の孔(52)を切削しつつ固化材充填手段(31)により上側の孔(52)に固化材(6)を注入して水平杭の上側部分(72)を形成する工程(図7、図8)、とを含むのが好ましい(請求項2:図1〜図8)。
In the present invention, a step of drilling a horizontal boring hole (1) at the center in the vertical direction of the construction area (10) (FIG. 4), and a cutting means (a
或いは、本発明において、施工領域(10)の上下方向の中央に水平ボーリング孔(1)を穿孔する工程(図4)と、水平ボーリング孔(1)から切削手段(削孔ロッド2、或いは図示しないボーリングロッド)を引き抜きながら切削手段(2)によって下方の領域(11)に下側の孔(51)を切削する工程(図5)と、下側の孔(51)を切削した後に固化材充填手段(31)により下側の孔(51)に固化材(6)を注入して水平杭の下側部分(71)を造成する工程(図9)と、水平杭の下側部分(71)を造成した後に、切削手段(2)によって上方の領域(12)に上側の孔(52)を切削する工程(図10)と、上側の孔(52)を切削した後に固化材充填手段(31)により上側の孔(52)に固化材(6)を注入して水平杭の上側部分(72)を形成する工程(図11)、とを含むのが好ましい(請求項3:図1〜図4、図9〜図11)。
Alternatively, in the present invention, a step of drilling a horizontal boring hole (1) in the center in the vertical direction of the construction area (10) (FIG. 4), and a cutting means (bore
また、本発明の水平地盤改良工法において、施工領域(10)の上下方向の中央に水平ボーリング孔(1)を穿孔する工程(図4)と、水平ボーリング孔(1)から切削手段(切削ロッド2、或いは図示しないボーリングロッド)を引き抜きながら切削手段(2)によって下方の領域(11)に下側の孔(51)を切削する工程と(図13、図14)、下側の孔(51)を切削しつつ固化材充填手段(31A)によって下側の孔(51)に向かって固化材(6)を注入する工程(図15)と、下側の孔(51)を切削し固化材を注入する間に、下側の孔(51)の切削及び固化材注入よりも(所定時間の時間差だけ:図13の距離Lに相当する時間だけ)遅れて、切削手段(2)によって上方の領域に上側の孔(52)を切削する工程と(図16)、上側の孔(52)を切削しつつ固化材充填手段(31B)によって上側の孔(52)に向かって固化材(6)を注入する工程(図16)、とを含むのが好ましい(請求項4:図1、図2、図4、図12〜図16)。 Further, in the horizontal ground improvement method of the present invention, a step of drilling a horizontal boring hole (1) in the vertical center of the construction area (10) (FIG. 4) and a cutting means (cutting rod) from the horizontal boring hole (1). 2 or a step of cutting the lower hole (51) in the lower region (11) by the cutting means (2) while pulling out the boring rod (not shown) (FIGS. 13 and 14), and the lower hole (51 ) While injecting the solidified material (6) toward the lower hole (51) by the solidified material filling means (31A), and cutting the lower hole (51) into the solidified material. Is cut by the cutting means (2) with a delay from the cutting of the lower hole (51) and the injection of the solidified material (by a predetermined time difference: a time corresponding to the distance L in FIG. 13). Cutting the upper hole (52) in the region (see FIG. 6) and a step (FIG. 16) of injecting the solidified material (6) toward the upper hole (52) by the solidified material filling means (31B) while cutting the upper hole (52). (Claim 4: FIGS. 1, 2, 4, 12 to 16).
本発明の水平地盤改良工法は、施工領域(10)の上下方向の中央から上方の領域(12)に水平杭の上側部分(72)を造成し、該上側部分(72)の造成後或いは造成中に(造成するべき)水平杭の下側部分(71)を造成することを特徴としている(請求項5:図24〜図27)。 In the horizontal ground improvement method of the present invention, the upper portion (72) of the horizontal pile is formed in the upper region (12) from the center in the vertical direction of the construction region (10), and after or after the upper portion (72) is formed. It is characterized in that the lower part (71) of the horizontal pile (to be built) is built in (Claim 5: FIGS. 24 to 27).
本発明に実施に際して、切削の際には、切削手段(2)に設けた少なくとも一対のノズル(41、42、41A、42A、41B、42B)から交差噴流(Jc)を噴射するのが好ましい。
そして、下側の孔(51)を切削する際には、交差噴流(Jc)は、高圧水ジェットの周囲を高圧エアのジェットで包囲して構成されるのが好ましい。そして、上側の孔(52)を切削する際には、交差噴流(Jc)は、高圧水ジェットで構成されるのが好ましい。
In carrying out the present invention, it is preferable to inject a cross jet (Jc) from at least a pair of nozzles (41, 42, 41A, 42A, 41B, 42B) provided in the cutting means (2) during cutting.
When the lower hole (51) is cut, the cross jet (Jc) is preferably constituted by surrounding the high-pressure water jet with a jet of high-pressure air. And when cutting an upper hole (52), it is preferable that a cross jet (Jc) is comprised with a high pressure water jet.
前記切削手段(2)は、高圧流体による交差噴流噴射手段(41、42)を有し、交差噴流(Jc)の向きが、切削する水平方向に直交する面内において、半円弧を描いて揺動するように構成することが可能である(図2参照)。 The cutting means (2) has cross jet injection means (41, 42) using a high-pressure fluid, and the direction of the cross jet (Jc) swings in a semicircular arc in a plane perpendicular to the horizontal direction to be cut. It can be configured to move (see FIG. 2).
上述する構成を具備する本発明の水平地盤改良工法によれば、水平方向に延在する地中固結体を造成するべき領域を上下2つ(51、52)に分離して切削し、切削された2つの領域或いは水平孔(51、52)の各々に固化材(6)を充填し、水平杭の下側部分(71)と水平杭の上側部分(72)とを別個に造成し、そして、別個に造成された水平杭の下側部分(71)と水平杭の上側部分(72)とで一体の水平杭(7)を造成することが出来る。すなわち、前記下側の孔(51)に充填された固化材(6)と、上側の孔(52)に充填された固化材(6)とは、一体に固化して1本の水平杭(7)を造成するのである。 According to the horizontal ground improvement method of the present invention having the above-described configuration, the region where the underground solid body extending in the horizontal direction is to be formed is divided into two upper and lower parts (51, 52) and cut. Each of the two regions or horizontal holes (51, 52) filled with solidification material (6), separately creating a lower part (71) of the horizontal pile and an upper part (72) of the horizontal pile, And an integral horizontal pile (7) can be created with the lower part (71) of the horizontal pile created separately, and the upper part (72) of a horizontal pile. That is, the solidified material (6) filled in the lower hole (51) and the solidified material (6) filled in the upper hole (52) are solidified integrally to form one horizontal pile ( 7) is created.
ここで、本発明によれば、水平杭の下側部分(71)と水平杭の上側部分(72)とを別個に造成しているので、水平杭の下側部分(71)と水平杭の上側部分(72)とをそれぞれ造成している際には、必要とされる固化材(6)の自立高さ(H)を、従来技術の約1/2とすることが出来る。或いは、1本の水平孔に固化材を充填する従来技術に係る水平地盤改良工法に比較して、約2倍の直系方向寸法或いは高さ寸法の水平杭の施工が可能となる。 Here, according to the present invention, since the lower part (71) of the horizontal pile and the upper part (72) of the horizontal pile are separately formed, the lower part (71) of the horizontal pile and the horizontal pile When each of the upper portions (72) is formed, the required self-supporting height (H) of the solidifying material (6) can be reduced to about ½ that of the prior art. Or, compared with the horizontal ground improvement method according to the prior art in which a solidified material is filled in one horizontal hole, it is possible to construct a horizontal pile having a dimension in the direct direction or a height of about twice.
そして本発明では、必要とされる固化材(6)の自立高さ(H)を、従来技術の約1/2とすることが出来るため、水平方向に延在する地中固結体(水平杭)の断面積或いは断面の直径方向寸法或いは高さ方向寸法が大きい場合であっても、粘度が高い固化材を使用する必要が無い。
粘度が高い固化材を使用する必要が無いため、施工に制約をもたらしてしまうコンクリートポンプを使用せずに、グラウトポンプを使用することが出来る。そしてグラウトポンプを使用しても、従来技術の様に、グラウトポンプの寿命を短縮する恐れが無く、メンテナンスにおいて不都合惹起してしまう恐れも無い。
In the present invention, since the required self-supporting height (H) of the solidifying material (6) can be reduced to about ½ that of the prior art, the underground solid body extending horizontally (horizontal It is not necessary to use a solidified material having a high viscosity even when the cross-sectional area of the pile) or the cross-sectional diameter dimension or height dimension is large.
Since it is not necessary to use a solidified material having a high viscosity, it is possible to use a grout pump without using a concrete pump that causes restrictions on construction. Even when a grout pump is used, unlike the prior art, there is no risk of shortening the life of the grout pump, and there is no risk of inconvenience in maintenance.
また、本発明において、下側の水平杭(51)の形成(切削)時には、切削用の高圧流体(高圧水、高圧エア等)や固化材(6)をボーリング孔(1)よりも下方に噴射して形成するので、ボーリング孔(1)は下側の水平杭(51)の最上方に位置することとなり、最上方に位置したボーリング孔(1)を介して、噴射されたエアや水、或いはスラリーの排出が極めて容易に行なわれる。従って、下側の水平杭(51)の切削時に、高圧エアを用いても、当該エアは確実に排出されるので、造成された水平杭(7)内に、いわゆる「巣」が形成されてしまうことはない。 In the present invention, when forming (cutting) the lower horizontal pile (51), the cutting high-pressure fluid (high-pressure water, high-pressure air, etc.) and the solidified material (6) are placed below the borehole (1). Since it is formed by injection, the boring hole (1) is located at the uppermost position of the lower horizontal pile (51), and air or water injected through the uppermost boring hole (1) is used. Alternatively, the slurry can be discharged very easily. Therefore, even when high-pressure air is used when cutting the lower horizontal pile (51), the air is reliably discharged, so a so-called “nest” is formed in the horizontal pile (7) that has been created. There is no end.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、図示の実施形態に係る水平地盤改良工法(水平杭現場打ち杭)を施工する施工領域10を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a
図1において、地盤Gにおいて、水平方向に延在する地中固結体(水平杭)を造成するべき施工領域10が、2点鎖線で囲って示されている。
そして、施工領域10の上下方向の中央部に、ボーリング孔1が穿孔されている。
In FIG. 1, in the ground G, the construction area |
A
後述する様に、図1〜図11の実施形態においては、水平杭の造成にあたっては、最初に、ボーリング孔1よりも下方の領域11において、当該水平杭の下側部分(図8の符号71参照)から施工が行われる。そして、水平杭の下側部分が造成された後、ボーリング孔1よりも上方の領域12において、水平杭の上側部分(図8の符号72参照)が造成される。
換言すれば、図2〜図11の実施形態においては、施工するべき水平杭(図8の符号7)は、当該水平杭の下側部分と水平杭の上側部分とで、別個の工程で造成される。
As will be described later, in the embodiment of FIGS. 1 to 11, in constructing the horizontal pile, first, in the region 11 below the
In other words, in the embodiment shown in FIGS. 2 to 11, the horizontal pile to be constructed (
ここで、水平杭の下側部分と上側部分との断面形状が半径R(=D/2:図1参照)の半円弧であるの場合、最終的に造成される水平杭の断面形状は、直径Dの円形となる。
後述する様に、図示の実施形態により造成される水平杭の断面形状は円形に限定されるものではなく、四角形その他の非円形とする事が可能である。
Here, when the cross-sectional shape of the lower portion and the upper portion of the horizontal pile is a semicircular arc having a radius R (= D / 2: see FIG. 1), the cross-sectional shape of the horizontal pile to be finally created is It becomes a circle with a diameter D.
As will be described later, the cross-sectional shape of the horizontal pile formed by the illustrated embodiment is not limited to a circle, and may be a square or other non-circular shape.
次に図1〜図8を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
先ず、図1〜図3を参照して、第1実施形態の概要を説明する。
第1実施形態は、先ず水平杭の下側部分(図8の符号71)を造成しておき、その後、水平杭の上側部分(図8の符号72)を造成し、以って、1本の水平杭7を造成する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, an overview of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, the lower part of the horizontal pile (
図2は、水平杭を造成する際に、造成するべき水平杭と同一輪郭の掘切削(水平方向に延在する孔)を切削する際に用いられる切削ロッド2(切削手段)が、ボーリング孔1に挿入されている状態を示している。
図2の(2−1)に示すように、切削ロッド2の内部には固化材(例えばグラウト)供給ライン3及び切削流体供給ライン4が配置されている。
FIG. 2 shows that when a horizontal pile is constructed, a cutting rod 2 (cutting means) used for cutting a digging cut (a hole extending in the horizontal direction) having the same contour as the horizontal pile to be constructed is a boring hole. 1 shows a state of being inserted.
As shown in (2-1) of FIG. 2, a solidified material (for example, grout) supply line 3 and a cutting fluid supply line 4 are disposed inside the cutting
固化材供給ライン3の先端は、切削ロッド2の先端(図2の(2−1)では右端)に形成された固化材注入口31に連通している。切削ロッド2の先端から所定距離だけ隔たった箇所には、第1のノズル41と第2のノズル42が形成されている。ノズル41、42は前記切削流体供給ライン4と連通しており、且つ、ノズル41、42は、切削ロッド2の長手方向位置が、予め定められた距離だけ離隔している。
The tip of the solidifying material supply line 3 communicates with a solidifying
ノズル41、42の噴射方向は、ノズル41、42から噴射される流体(高圧流体:例えば高圧水)のジェットJ1、J2が、切削ロッド2の中心軸から距離(半径方向距離)Rの位置で互いに交差する様に設定されている。すなわち、ノズル41、42は、そこから噴射される高圧流体ジェットがいわゆる「交差噴流」Jcを形成するように構成されている。
The jet directions of the
ここで、ボーリング孔1の下側の領域を切削する際には、ノズル41、42から噴射される流体のジェットJ1、J2は、例えば、高圧水のジェットの周囲を高圧のエアで包囲しているのが好ましい。ジェットJ1、J2の土壌切削能力を向上させて、地盤中の到達距離を長くして、断面積の大きな地中固結体の造成を可能ならしめるためである。
Here, when cutting the lower region of the
本発明の実施形態(第1実施形態以外の実施形態を含む)では、切削ロッド2は、半回転分(180°)回動する毎に回動方向を逆転する様に構成されている。換言すれば、切削ロッド2は、180°揺動する様に構成されている。
その結果、切削ロッド2から噴射される交差噴流Jcは、図2の(2−2)に示すように、切削方向に直交する平面内において半円弧を描く。
In the embodiment of the present invention (including embodiments other than the first embodiment), the cutting
As a result, the cross jet Jc injected from the cutting
ここで、交差噴流Jcの地盤中の到達距離Rは、一定としておくことも出来るし、或いは、噴射中に変更させることも可能である。
距離Rを一定とすれば、断面が半円弧の水平孔が形成される(上下合わせて円形断面の水平杭が造成される)。
一方、切削ロッド2を揺動しながら、交差噴流Jcの噴射中に到達距離Rを変化させれば、図21を参照して後述するように、非円形断面(例えば矩形断面)の水平孔を形成することも可能である。
Here, the reach distance R in the ground of the intersecting jet Jc can be kept constant, or can be changed during the injection.
If the distance R is constant, a horizontal hole having a semicircular cross section is formed (a horizontal pile having a circular cross section is formed by being vertically aligned).
On the other hand, if the reach distance R is changed during the injection of the cross jet Jc while swinging the cutting
図3は第1実施形態を代表する図であり、第1実施形態における一連の工程を示す図4〜図8において、図7で示す工程と同一の工程における施工状態を示している。
図3において、水平杭を造成するべき領域(図1の符号10)を含む地盤Gには、既にボーリング孔1が切削されており、その(ボーリング孔1の)内部には、切削手段である切削ロッド2が挿入されている。
FIG. 3 is a diagram representing the first embodiment, and in FIGS. 4 to 8 showing a series of steps in the first embodiment, a construction state in the same step as the step shown in FIG. 7 is shown.
In FIG. 3, the ground G including the region (
図3で示す状態では、ボーリング孔1の下方には既に切削ロッド2によって水平杭の下側部分71と同一輪郭の水平孔(下側の水側の孔)51が切削され、切削された下側の孔51の全域に固化材6(例えばグラウト)が充填されている。
即ち、図3で示す状態では、造成するべき水平杭の下側部分71が既に形成(造成)されている。
In the state shown in FIG. 3, a horizontal hole (lower water side hole) 51 having the same contour as that of the
That is, in the state shown in FIG. 3, the
図3で示す状態では、切削ロッド2の切削用噴射ノズル41、42は上方を向いている。その切削用噴射ノズル41、42からは高圧流体のジェットJ1、J2が噴射されて交差噴流Jcが形成されている。そして、その交差噴流Jcによって、ボーリング孔1の上方側に、水平杭の上側部分72(図8参照)と同一輪郭の水平孔(上側の孔)52が切削されている。
In the state shown in FIG. 3, the cutting
図3において、切削中の上側の孔52に、固化材6が充填されている。
交差噴流Jcにより水平杭の上側の孔51が切削され、或いは、上側の孔52が切削された段階では、切削された空間中には泥水が充満している。当該泥水が充満している空間中に固化材6を充填することにより、固化材6が泥水と置換され、孔51或いは孔52に固化材が充填されるのである。
In FIG. 3, the solidified
At the stage where the
次に、図4〜図8を参照して第1実施形態の工程を、順を追って説明する。
先ず、図4の最初の工程では、施工領域を含む地盤Gに、図示しないボーリングロッドによってボーリング孔1を穿孔する。そのボーリング孔1に、切削ロッド2が挿入される。
Next, the steps of the first embodiment will be described step by step with reference to FIGS.
First, in the first step of FIG. 4, the
そして、切削ロッド2のノズル41、42から高圧水のジェットJ1、J2が噴射されて、ボーリング孔1の下側の領域の地盤を切削する。ここで高圧水ジェットJ1、J2は、その周囲が高圧エアで包囲されている(或いは、高圧エアで覆われている)。
前述した様に、この高圧エアで覆われた高圧水のジェットJ1、J2は切削ロッド2の中心軸からの距離がRの地点で相互に交差して、交差噴流Jcを形成しており、交差した箇所から半径方向外方の領域を切削しない様になっている。その結果、地中固結体(水平杭)を造成するべき領域を、所定の寸法に、精度良く切削することが出来る。
Then, high-pressure water jets J1 and J2 are jetted from the
As described above, the high-pressure water jets J1 and J2 covered with the high-pressure air intersect each other at a point where the distance from the central axis of the cutting
図5で示す工程では、切削ロッド2を、交差噴流Jcの向きが切削ロッド2の中心軸を含む水平面(図5の紙面に垂直な方向へ延在する水平面)から下側を向いた状態で、且つ、ノズル41、42を180°ずつで反転させ且つ反復させて揺動しながら(図2の2−2)、切削ロッド2を矢印Yの方向へ引き抜く。これにより、交差噴流Jcによる切削の軌跡によって、断面が半円弧の下側の孔51が形成される。
In the process shown in FIG. 5, the cutting
図6の工程では、下側の孔51が、切削ロッド2の軸線方向について所定距離だけ切削された時点から、切削ロッド2の先端の固化材注入口31から、固化材(例えばグラウト:他の固化材でも良い)が、泥水が充満している下側の孔51に充填される。
ここで、充填される固化材は、大口径の地中固結材を造成する場合においても、通常の粘度のものが使用可能である。
In the process of FIG. 6, from the time when the
Here, the solidified material to be filled can be of a normal viscosity even when a large-diameter underground consolidated material is formed.
図7の工程では、下側の孔51全体に固化材6が充填され、水平杭の下側部分71が形成されている。その水平杭の下側部分71の上面で、図4においてボーリング孔1が穿孔されていた箇所に前記切削ロッド2が再度挿入される。そして、下側の孔51を切削して、水平杭の下側部分71を形成したと同様な方法で、上側の孔52を切削し、水平杭の上側部分72を形成していく。
In the process of FIG. 7, the entire
ここで、上側の孔52の切削時にはエア抜きが困難であり、上方にエアが溜まってしまう(いわゆる「巣」が形成されてしまう)恐れが存在するので、交差噴流Jcを構成する高圧水ジェットは、高圧エアで包囲しない。すなわち、上側の孔52の切削時には、ジェットJ1、J2は高圧水ジェットであり、高圧エアは噴射しない。
また、上側部分の切削及び固化材6の充填は、下側部分の固化材6が完全に固化する以前でも可能である。上側部分の切削及び固化材6の充填を、下側部分の固化材6が完全に固化する以前から行うことにより、施工期間を短縮出来る。
Here, when the
Moreover, cutting of the upper part and filling of the solidified
図8は、水平杭の下側部分71と上側部分72が充填された固化材6によって形成(打設)され、一体の水平杭7が造成された状態を示す。
FIG. 8 shows a state in which the
次に、図9〜図11を参照して、第1実施形態の変形例について説明する。
図3〜図8の第1実施形態では、下側の孔51及び上側の孔52の切削途中で、当該水平孔51、52に固化材6を充填している。
それに対して、図9〜図11の変形例では、下側の孔51の形成が終わった後に、当該下側の孔51に固化材6を充填している。そして、上側の孔52の形成が終わった後に、当該上側の孔52に固化材を充填している。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
3 to 8, the
On the other hand, in the modified examples of FIGS. 9 to 11, after the formation of the
図9は、既に切削が完了して泥水が充満している下側の孔51に、固化材6を充填している工程である。第1実施形態と同様に、切削ロッド2に設けられた固化材供給ライン3(図9では図示は省略)及び固化材注入口31を経由して、固化材を注入しても良いし、或いは、切削ロッド2とは別に、固化材充填専用のロッド(図示せず)を用いても良い。
固化材の注入(或いは充填)に際しては、下側の孔51の先端側(図9中、右端側)から開口部側(図9中、左側:なお、開口部は図示せず)に向かって、固化材の注入が行われる。掘削された孔51の先端側に空気溜まり部分(いわゆる「巣」)が形成されない様にするためである。
FIG. 9 shows a process in which the solidified
When injecting (or filling) the solidifying material, from the front end side (right end side in FIG. 9) of the
図10は、水平杭の下側部分71に固化材を充填した後に、切削ロッド2の交差ジェットJcによって上側の孔52を形成する工程を示している。
図11は、上側の孔52の切削が完了した後に、当該上側の孔52に固化材6を充填している工程である。
上記以外については、図9〜図11の変形例の構成及び作用効果は、概ね、第1実施形態と同様である。
FIG. 10 shows a process of forming the
FIG. 11 shows a process in which the
Except for the above, the configurations and operational effects of the modified examples of FIGS. 9 to 11 are generally the same as those of the first embodiment.
上述した第1実施形態によれば、先ず、下側の孔(水平孔)51を切削し、切削と同時或いは切削完了後に下側の孔51に固化材を充填し、その後で、上側の孔52を切削し、固化材6を充填して、1つの水平杭7を造成している。その結果、固化材6の充填或いは注入時に要求される自立高さH(図28、図29参照)を、同一断面の水平杭を従来技術で施工する場合の半分とすることが出来る。
或いは、同一の粘度或いは自立高さHを有する固化材を使用した場合には、従来の水平杭に対して、凡そ2倍の高さ寸法(或いは直径)の水平杭7の造成が可能となる。
According to the first embodiment described above, first, the lower hole (horizontal hole) 51 is cut, and the
Alternatively, when a solidified material having the same viscosity or self-standing height H is used, it is possible to create a
ここで、地中固結体或いは水平杭の下半分側の領域を切削する(孔51を切削する)際には、ボーリング孔1が孔51の最上部にあるため、エアやスラリー・その他は、ボーリング孔1を介して、容易に排出することが出来る。
Here, when cutting the area on the lower half side of the ground solid body or horizontal pile (cutting the hole 51), since the
次に、図12〜図16を参照して、第2実施形態を説明する。
第2実施形態は、下側と上側で異なる交差噴流用ノズル41A、42A(下側用)、41B、42B(上側用)と、下側と上側で異なる固化材注入口31A(下側用)、31B(上側用)を有する切削ロッド20をボーリング孔1に挿入し、下側の孔51の切削及び下側の孔への固化材6の充填に対して、上側の孔52の切削及び上側の孔52への固化材6の充填を、若干遅らせて(時間差を設けて)行う実施形態である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the
すなわち、第2実施形態においては、図12で示す様に、下側の孔51の切削と、下側の孔への固化材6の充填と、上側の孔52の切削と、上側の孔52への固化材6の充填を、同時に行う工程が存在するのである。
ここで、図12の例では、切削ロッド20の先端側に上側用の交差噴流用ノズル41B、42Bと固化材注入口31Bを設けている。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 12, the
Here, in the example of FIG. 12, upper
図12は、第2実施形態を代表する図であり、第2実施形態によって施工する場合の、途中の工程(第2実施形態における一連の工程図である図13〜図16中、図16で示す工程と略同じ工程)を示している。 FIG. 12 is a diagram representing the second embodiment. In the case of construction according to the second embodiment, intermediate steps (in FIG. 16 among FIGS. 13 to 16 which are a series of process diagrams in the second embodiment). The process is substantially the same as the process shown).
図12で示す工程において、下側の孔51の切削及び下側の孔51への固化材6の充填が行われているが、それと同時に、上側の孔52の切削及び上側の孔52への固化材6の充填が行われている。但し、下側の孔51の切削に比較して、上側の孔52の切削は所定時間だけ遅れて施工されており(図12中、右側の領域を切削している)、下側の孔51への固化材6の充填に比較して、上側の孔52の充填も所定時間だけ遅れて施工されている(図12中、右側の領域を充填している)。
In the step shown in FIG. 12, the
次に、図13〜図16を参照して第2実施形態の工程を、順を追って説明する。
先ず、図13の最初の工程では、施工領域10を含む地盤Gに、図示しないボーリングロッドによってボーリング孔1を穿孔し、そのボーリング孔1の先端まで切削ロッド20を挿入する。
Next, the steps of the second embodiment will be described step by step with reference to FIGS.
First, in the first step of FIG. 13, the
上述したように、切削ロッド20には、下側の孔51を切削するためのノズル41A、42Aと、下側の孔51に固化材を注入或いは充填するための固化材注入口31Aを備えていると共に、上側の孔52を切削するためのノズル41B、42Bと、上側の孔52に固化材を注入或いは充填するための固化材注入口31Bを備えている。
そして、ノズル41A、42Aと、ノズル41B、42Bとは、上述した時間差(上側の孔52における施工が、下側の孔51に対して遅れている時間:所定時間)に相当する距離だけ離隔している。同様に、固化材注入口31Aと、固化材注入口31Bも、上述した時間差に相当する距離だけ離隔している。
As described above, the cutting
The
図14の工程では、下側の孔51が交差ジェットJcによって切削されているが、上側の孔(図12の符号52)は切削されていない。ここで、図13、図14において、点線で示す矢印は、その時点ではジェットが噴射されていないことを示している。
In the process of FIG. 14, the
図15で示す工程では、下側の孔51用の固化材注入口31Aから、下側の孔51に、固化材6が注入或いは充填されている。
そして、図16の工程では、下側の孔51の切削開始(図13参照)から所定時間遅れて、交差ジェットJcにより上側の孔52の切削が行われている。ここで、図16で示す時点では、上側の孔52の切削がある程度進んでおり、上側の孔52への固化材6の充填が開始されている。
それ以降、図16で示す様に、上側の孔52と下側の孔51とにおいて切削及び固化材の注入が、水平杭の造成が完了するまで施工される。
In the step shown in FIG. 15, the solidifying
In the process of FIG. 16, the
Thereafter, as shown in FIG. 16, cutting and injection of the solidified material are performed in the
次に、図17〜図20を参照して、第2実施形態の変形例について説明する。図12〜図16の第2実施形態では、下側と上側とで時間遅れを持たせて施工するために、切削ロッド20が長くなってしまうと共に、ボーリング孔1も長く穿孔しなければならないという問題がある。すなわち、ボーリング孔1の穿孔距離を、水平杭を造成するべき領域の長さよりも、切削ロッド20を長くする分だけ(時間遅れに相当する距離の分だけ)、より長く掘削しなければならないのである。
Next, a modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment of FIGS. 12 to 16, in order to perform construction with a time lag between the lower side and the upper side, the cutting
図17〜図20の第2実施形態の変形例では、この問題を解決するために、上側施工用の切削ロッド22を入れ子式にして、下側用の切削ロッド21の内部に収容可能に構成し、以って、ボーリング孔1の穿孔距離を長くなくても良い様に構成している。
In the modification of the second embodiment of FIGS. 17 to 20, in order to solve this problem, the upper
図17において、下側の孔51(図18参照)を切削するための切削用ノズルは符号41C、42Cで示されており、下側の孔51に固化材を注入するための固化材注入口は符号31Cで示されている。そして、ノズル41C、42Cと、固化材注入口31Cとは、下側の孔51を切削するための切削ロッド(図17で示す二重管の外側の管)21の先端側において、何れも下側を向いて設けられている。
In FIG. 17, cutting nozzles for cutting the lower hole 51 (see FIG. 18) are denoted by
一方、上側の孔52(図20参照)を切削するための切削用ノズルは符号41D、42Dで示されており、上側の孔52に固化材を注入するための固化材注入口は符号31Dで示されている。そして、ノズル41D、42Dと、固化材注入口31Dとは、図17において、上側の孔52用の入れ子式の切削ロッド(図17で示す二重管の内側の管)22の先端側において、何れも上側を向いて設けられている。
On the other hand, cutting nozzles for cutting the upper hole 52 (see FIG. 20) are denoted by
ここで、上側の孔52用の入れ子式切削ロッド22は、上側の孔52が切削或いは固化材の充填が為されない段階においては、公知の手段、例えば、図示しない油圧シリンダ、或いはスプリングによって、下側の孔51用の切削ロッド21内に収容される様に構成されている。
Here, the
次に、図18〜図20を参照して第2実施形態の変形例の工程を、順を追って説明する。
先ず、図18の工程では、上側の孔52に用いられる入れ子式の切削ロッド22は、下側の孔51用の切削ロッド21内に収容されたままの状態である。この状態で、下側の孔51の切削と、切削された下側の孔51へ固化材6が充填される。
Next, the process of the modification of 2nd Embodiment is demonstrated in order with reference to FIGS.
First, in the process of FIG. 18, the
図18で示す段階では、上述した通り入れ子式の切削ロッド22は切削ロッド21(下側の孔51用のロッド)内に収容されたままの状態であり、入れ子式の切削ロッド22に形成されたノズル41D、42Dからは高圧水ジェットは噴射されない。同様に、入れ子式の切削ロッド22に形成された固化材注入口31Dから固化材は注入されない。
In the stage shown in FIG. 18, as described above, the
下側の孔51の切削作業と、下側の孔51への固化材6の充填作業が進行して、図19で示す状態になると、上側の孔52について用いられる入れ子式の切削ロッド22が伸張し、下側の孔51用のロッド21から露出した状態となり、入れ子式の切削ロッド22に形成されたノズル41D、42Dからは高圧水ジェットが噴射され、上側の孔52の切削が行われる。
但し、図19の段階では、固化材注入口31Dから固化材は注入されない。
When the cutting operation of the
However, in the stage of FIG. 19, the solidified material is not injected from the solidified
切削作業と固化材充填作業がさらに進行して、図20で示す段階になると、上側の孔52について用いられる入れ子式の切削ロッド22がさらに伸張し、固化材注入口31Dが切削された上側の孔52内に露出する。そして、固化材注入口31Dから上側の孔52内に、固化材が充填される。
その結果、水平杭の下側部分71の形成と、水平杭の上側部分72の形成とが同時に行われる状態となる。
When the cutting operation and the solidifying material filling operation further progress and reach the stage shown in FIG. 20, the
As a result, the formation of the
係る工法の第2実施形態によれば、上側の孔52における施工の開始が下側の孔51における施工よりも遅れるが、下側の孔51側の施工と上側の孔52側の施工が同時に行われるので、第1実施形態に比較して、更なる工期の短縮が可能となる。
According to the second embodiment of the construction method, the start of construction in the
図示の実施形態では、水平杭の断面形状が円形(下側の半円形断面と上側の半円形断面との合成)として説明されているが、図21、図22に示すように、長方形の断面を二つ合成して非円形断面、図21、図22においては四角形断面、の水平杭を造成することが可能である。
非円形断面、例えば四角形断面を有する水平杭を造成した場合には、施工の無駄を省き、且つ、止水を完璧に行う上で好ましい。その理由については、図23を参照して、後述する。
In the illustrated embodiment, the cross-sectional shape of the horizontal pile is described as a circular shape (combination of the lower semicircular cross section and the upper semicircular cross section). However, as shown in FIGS. It is possible to create a horizontal pile having a non-circular cross section, that is, a quadrangular cross section in FIGS.
In the case where a horizontal pile having a non-circular cross section, for example, a quadrangular cross section, is constructed, it is preferable for eliminating waste of construction and performing water stop perfectly. The reason will be described later with reference to FIG.
図21は、1本のボーリング孔1を穿孔し、そこから別々に(時間を遅らせて)下側部分71、上側部分72を施工して、1本の水平杭7を造成している。
一方、図22は、先ず、1本のボーリング孔1Aによって、水平杭の下側部分71を形成し、更にその上方で、水平杭の下側部分71と同じ高さの位置にボーリング孔1Bを穿孔し、その上方のボーリング孔1Bと下方のボーリング孔1Aの間に水平杭の上側部分72を形成し、1つの水平杭7を造成するタイプである。
ボーリング孔1を1回穿孔すれば良い点で、図21の実施例の方が図22の実施例よりも優れているが、本発明においては、図22の様な施工も包含しうる旨を付記する。
In FIG. 21, one
On the other hand, in FIG. 22, first, the
The embodiment of FIG. 21 is superior to the embodiment of FIG. 22 in that the
次に、図23を参照して、非円径断面を有する水平杭が、円形断面の水平杭に対して有利な点を説明する。
円形断面の水平杭7は、図23の(A)で示すように、止水を完璧なものとするために隣接する水平杭7を部分的に重ね合わせなくてはならない。しかし、当該重ね合わせた部分7dは、無駄な施工を行うことになってしまう。
Next, with reference to FIG. 23, an advantage of the horizontal pile having the non-circular cross section over the horizontal pile having the circular cross section will be described.
As shown in FIG. 23A, the
それに対して、正方形を含む矩形断面の水平杭7(図21、図22の例)は、図23の(B)に示すように、隣接する杭7同士を重ね合わせる必要が無い。即ち、図23の(A)における部分7dの様な無駄な部分を施工する必要が無く、無駄なコストを排除できる。その点で、図23(A)で示す円形断面の場合に比較して有利である。
ここで、図23(B)では矩形断面を有する水平杭を例示しているが、三角形、六角形等その他の非円形断面であっても、四角形と同様に、隣接する水平杭同士を重ね合わせる必要が無い。
On the other hand, the horizontal pile 7 (example of FIG. 21, FIG. 22) of the rectangular cross section containing a square does not need to pile up
Here, although the horizontal pile which has a rectangular cross section is illustrated in FIG.23 (B), even if it is other non-circular cross sections, such as a triangle and a hexagon, adjacent horizontal piles are piled up similarly to a quadrangle. There is no need.
次に、図24〜図27を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。
先ず、図24の第1工程では、施工領域を含む地盤Gに、図示しないボーリングロッドによってボーリング孔1を穿孔する。
ボーリング孔1に、切削ロッド2が挿入され、切削ロッド2のノズル41、42から高圧水のジェットJ1、J2が噴射されて、ボーリング孔1の上側の領域における地盤を切削する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, in the first step of FIG. 24, the
The cutting
ここで、高圧水のジェットJ1、J2は切削ロッド2の中心軸からの距離がRの地点で相互に交差して、交差噴流Jcを形成している。
上側の孔52(図25〜図27参照)の切削時にはエア抜きが困難であり、上方にエアが溜まってしまう(いわゆる「巣」が形成されてしまう)恐れが存在するので、交差噴流Jcを個性する高圧水ジェットは、高圧エアで包囲しない。すなわち、上側の孔52の切削時には、ジェットJ1、J2は高圧水ジェットであり、高圧エアは噴射しない。
Here, the high-pressure water jets J1 and J2 intersect each other at a point where the distance from the central axis of the cutting
When cutting the upper hole 52 (see FIGS. 25 to 27), it is difficult to remove air, and there is a risk that air may accumulate upward (so-called “nest” is formed). Individual high-pressure water jets are not surrounded by high-pressure air. That is, when the
図25の工程では、切削ロッド2を、交差噴流Jcの向きが切削ロッド2の中心軸を含む水平面(図25の紙面と垂直な水平面)から上側を向いた状態で、且つ、切削ロッド2を中心軸回りに180°ずつで反転させ且つ反復させて揺動しながら、切削ロッド2を矢印Yの方向へ引き抜く。これにより、交差噴流Jcによる切削の軌跡によって、断面が半円弧形状をしている上側の孔52が形成される。
In the process of FIG. 25, the cutting
上側の孔52が、切削ロッド2の軸線方向について所定距離だけ切削された時点より、切削ロッド2の先端の固化材注入口31から、泥水が充満している上側の孔52内に、固化材6が充填される(図26)。
ここで、固化材6は上側の孔52内にのみ充填されるので、最終的に造成される水平方向に延在する地中固結体(水平杭)の断面積が大きい場合であっても、粘度が高い固化材を使用する必要が無い。通常の粘度のものが使用可能である。
From the time when the
Here, since the solidified
上側の孔52全体に固化材6が充填され、水平杭の上側部分72が形成されたならば、図27で示す様に、その水平杭の上側部分72の下面には、ボーリング孔1が穿孔されていた箇所(図24参照)に切削ロッド2が再度挿入される。
そして、上側の孔52を切削して(図24、図25参照)、水平杭の上側部分71を形成した(図25、図26参照)のと同様な方法で、下側の孔51を切削し、水平杭の下側部分71(図8参照)を形成していく。
If the entire
Then, the
ここで、上側の孔52の切削時にはエア抜きが困難であり、上方にエアが溜まってしまう(いわゆる「巣」が形成されてしまう)恐れが存在するため、交差噴流Jcを構成する高圧水ジェットは、高圧エアで包囲していない。
これに対して、下側部分の切削及び固化材6の充填に際して、エアは掘削ロッド2を挿入しているボーリング孔を介して排出することができるので、交差噴流Jcを構成する高圧水ジェットを、高圧エアで包囲する事が可能である。
Here, when the
On the other hand, when cutting the lower portion and filling the solidified
下側部分の切削及び固化材6の充填は、上側部分の固化材が完全に固化する以前でも可能である。そして、下側部分の切削及び固化材6の充填を、上側部分の固化材6が完全に固化する以前から行うことにより、施工期間の短縮が可能である。
Cutting of the lower part and filling of the solidified
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The illustrated embodiment is merely an example, and does not limit the technical scope of the present invention.
1・・・ボーリング孔
2・・・切削ロッド
3・・・固化材供給ライン
4・・・切削流体供給ライン
6・・・固化材/固化材
31・・・固化材注入口
41・・・第1のノズル
42・・・第2のノズル
51・・・下側の孔
52・・・上側の孔
71・・・水平杭の下側部分
72・・・水平杭の上側部分
G・・・地盤
Jc・・・交差噴流
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