JP2010112128A - Reinforcement method of ground, reinforced ground - Google Patents
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Description
本発明は、山岳トンネル坑口などの切羽崩壊や対象地盤の沈下を生じ得る地盤の表面に孔を削孔し、孔内に芯材を挿入した後、孔内にグラウトを注入することにより、地盤を補強する方法に関する。 The present invention cuts a hole in the surface of a ground that may cause a face collapse such as a mountain tunnel wellhead or sinks the target ground, inserts a core material into the hole, and then injects grout into the hole, It is related with the method of reinforcing.
従来より、山岳トンネル坑口などの切羽崩壊や対象地盤の沈下が生じ易い斜面では、垂直縫地工法による補強が行われている(非特許文献1参照)。垂直縫地工法とは、まず、斜面表面から必要な深度まで孔を削孔し、削孔した孔内に芯材を挿入し、孔内にグラウト材を充填する工法である。このように地盤内に複数の芯材を格子状に埋設することで、芯材が滑り荷重に対してせん断抵抗するため、切羽崩壊や対象地盤の沈下の発生を抑えることができる。
ここで、斜面の地盤に強度が必要とされる場合には、垂直縫地工法に加えて、地盤改良を別途行っていた。しかしながら、このように垂直縫地工法に加えて、地盤改良を別途行うと、施工期間が長期化してしまうという問題がある。 Here, when strength was required for the ground of the slope, the ground was improved separately in addition to the vertical sewing method. However, when the ground improvement is separately performed in addition to the vertical sewing method, there is a problem that the construction period becomes longer.
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、施工期間を長期化させることなく、垂直縫地工法を行いながら周囲の地盤改良を行うことができるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to improve the surrounding ground while performing a vertical sewing method without prolonging the construction period.
本発明の地盤の補強方法は、前記地盤の表面の複数個所において、ドリル先端からグラウトを排出する機構を有する削孔機により前記地盤の表面に孔を掘削する削孔ステップと、前記孔内に芯材を挿入する芯材挿入ステップと、前記孔の上部を密閉した状態で、前記ドリル先端から前記孔内に略中間高さまでグラウトを注入する第1の注入ステップと、 グラウトを注入するための注入管と、当該注入管を取り囲むように設けられた袋体とを備えた注入冶具を前記孔内に挿入し、前記袋体を膨張させて前記孔の内周面に密着させた状態で、前記注入管を通して前記孔内にグラウトを注入する第2の注入ステップと、を行うことを特徴とする。 A ground reinforcing method according to the present invention includes a drilling step of drilling a hole in the ground surface by a drilling machine having a mechanism for discharging grout from a drill tip at a plurality of locations on the surface of the ground; A core material insertion step for inserting a core material, a first injection step for injecting grout from the tip of the drill into the hole to a substantially intermediate height in a state where the upper portion of the hole is sealed, and for injecting a grout In a state where an injection jig provided with an injection tube and a bag body provided so as to surround the injection tube is inserted into the hole, the bag body is inflated and brought into close contact with the inner peripheral surface of the hole, And a second injection step of injecting grout into the hole through the injection tube.
上記の補強方法において、前記複数個所のうちの何れかの箇所において、前記第2の注入ステップを行うのと並行して、前記複数個所のうちの他の何れかの箇所において、前記削孔ステップ、芯材挿入ステップ、及び第1の注入ステップのうち少なくとも何れかを行ってもよい。
また、前記第1の注入ステップでは、前記ドリルと孔の間にパッキンを介在させることにより、前記孔の上部を密閉してもよい。
In the reinforcing method described above, in any one of the plurality of locations, the drilling step is performed in any one of the plurality of locations in parallel with performing the second injection step. At least one of the core material insertion step and the first injection step may be performed.
In the first injection step, an upper portion of the hole may be sealed by interposing a packing between the drill and the hole.
また、前記複数個所のうちの何れかの箇所において、前記第1の注入ステップ又は第2の注入ステップを行う際に、前記複数個所のうちの、前記第2の注入ステップが完了した箇所の前記孔を閉塞部材により密閉してもよい。
また、本発明の補強地盤は、上記の地盤の補強方法により補強されたことを特徴とする。
Further, when performing the first injection step or the second injection step at any of the plurality of locations, the portion of the plurality of locations where the second injection step has been completed. The hole may be sealed with a closing member.
The reinforced ground of the present invention is reinforced by the ground reinforcing method described above.
本発明によれば、第1及び第2の注入ステップにおいて、孔の上部を密閉した状態とするため、孔内にグラウトを圧入することができる。このため、周囲の地盤にグラウトが浸透することとなり、周囲の地盤の地盤改良を行うことができる。また、第1の注入ステップの完了後、第2の注入ステップを行うのと並行して、この削孔機を他の孔における削孔ステップ、及び第1の注入ステップに用いることができ、施工期間を短縮することができる。 According to the present invention, in the first and second injection steps, the top of the hole is sealed, so that grout can be pressed into the hole. For this reason, the grout permeates the surrounding ground, and the ground of the surrounding ground can be improved. In addition, after the completion of the first injection step, this drilling machine can be used for the drilling step in the other holes and the first injection step in parallel with the second injection step. The period can be shortened.
以下、本発明の地盤の補強方法の一実施形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。
本実施形態の補強の対象となるのは、例えば、トンネル坑口などの土砂たい積部分をトンネル掘削するような場合の土砂の地山である。本実施形態の補強方法は、このような地盤の表面における縦横に所定の間隔をあけた複数個所において、孔を削孔し、孔内に芯材を挿入し、孔内にグラウトを注入することにより、地盤をせん断補強する方法である。
Hereinafter, an embodiment of a ground reinforcing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The object of reinforcement of the present embodiment is earth and sand ground in the case of tunnel excavation of a sediment deposit such as a tunnel wellhead. The reinforcing method of this embodiment is to drill holes in a plurality of places at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions on the surface of the ground, insert a core material into the holes, and inject grout into the holes. By this, the ground is shear reinforced.
図1は、本実施形態の補強方法に用いられるグラウト注入用パッカー10を示す図である。同図に示すように、グラウト注入用パッカー10は、長尺な鋼製の注入管11と、注入管11の中間部に間隔を開けて取り付けられた上下の袋体12と、を備える。 FIG. 1 is a view showing a grout injection packer 10 used in the reinforcing method of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the grout injection packer 10 includes a long steel injection pipe 11 and upper and lower bag bodies 12 attached to an intermediate portion of the injection pipe 11 with a space therebetween.
注入管11の上部には、カムロック15が取り付けられており、このカムロック15にグラウト圧入装置から延びるグラウト圧送用のホースを接続することで、グラウト圧入装置から圧送されたグラウトを、注入管11を通して、その下端から排出することができる。 A cam lock 15 is attached to the upper portion of the injection pipe 11, and a grout press-fitting hose extending from the grout press-fitting device is connected to the cam lock 15, so that the grout pumped from the grout press-fitting device is passed through the injection pipe 11. , Can be discharged from its lower end.
袋体12は、外側の布材と内側のゴム材の二層構造のチューブからなり、その上下の縁がゴムバンド13により注入管11の外周面に締め付けられることで取り付けられており、チューブと注入管11の外周面との間に密閉された空間が形成されている。 The bag 12 is composed of a tube having a two-layer structure of an outer cloth material and an inner rubber material, and the upper and lower edges thereof are attached to the outer peripheral surface of the injection tube 11 by a rubber band 13, and are attached to the tube. A sealed space is formed between the outer peripheral surface of the injection tube 11.
また、グラウト注入用パッカー10は、注入管11の内側を通って、下端が夫々上下の袋体12内に開口するように取り付けられた一対の小径の空気管14を備えている。これら一対の空気管14には、上部にボールバルブ16が設けられている。かかる構成により、空気管14の上端から空気もしくは水を送り込むことで、袋体12を膨張させることができ、さらに、この状態でボールバルブ16により空気管14を閉塞することで、袋体12が膨張した状態を保つことができる。 Further, the grout injection packer 10 includes a pair of small-diameter air pipes 14 that pass through the inside of the injection pipe 11 and are attached so that the lower ends thereof open into the upper and lower bag bodies 12 respectively. A ball valve 16 is provided at the upper part of the pair of air pipes 14. With this configuration, the bag body 12 can be inflated by sending air or water from the upper end of the air pipe 14, and the bag body 12 is closed by the ball valve 16 being closed in this state. The expanded state can be maintained.
また、図2は、本実施形態の補強方法に用いられるリーク防止用パッカー20である。同図に示すように、リーク防止用パッカー20は、グラウト注入用パッカー10に比べて短い、鋼製の注入管21と、注入管21の中間部に取り付けられた袋体22と、注入管21の内側を通って下端が袋体22内に開口するように取り付けられ、上部にボールバルブ26が介装された空気管24を備える。グラウト注入用パッカー10と同様に、空気管24から空気もしくは水を送り込むことで、袋体22を膨張させることができ、さらに、この状態でボールバルブ26により空気管24を閉塞することで、袋体22が膨張した状態を保つことができる。なお、リーク防止用パッカー20は、グラウト注入用パッカー10と異なり、注入管21の上端は閉塞されている。 FIG. 2 shows a leak prevention packer 20 used in the reinforcing method of the present embodiment. As shown in the figure, the leak prevention packer 20 is shorter than the grout injection packer 10, and is made of a steel injection pipe 21, a bag body 22 attached to an intermediate portion of the injection pipe 21, and an injection pipe 21. The air pipe 24 is attached so that the lower end thereof opens into the bag body 22 and the ball valve 26 is interposed at the top. As with the grout injection packer 10, the bag 22 can be inflated by sending air or water from the air pipe 24, and further, the bag 24 is closed by the ball valve 26 in this state. The state where the body 22 is expanded can be maintained. The leak prevention packer 20 is different from the grout injection packer 10 in that the upper end of the injection tube 21 is closed.
以下、本実施形態の補強方法を、図3A〜図3Gを参照しながら、説明する。
まず、図3Aに示すように、ロータリーパーカッション40により、地盤を掘削し、孔30を形成する。なお、ロータリーパーカッション40は、地盤を掘削するためのドリル41を備え、ドリル41の先端から削孔した孔内にグラウトを注入する機構を備えた重機である。地盤を掘削する際には、予め、ドリル41の上端部の周囲に、円環状のゴムパッキン50を、中央の孔にドリル41が挿通した状態で取り付けておく。
Hereinafter, the reinforcing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3A to 3G.
First, as shown in FIG. 3A, the ground is excavated by the rotary percussion 40 to form the holes 30. The rotary percussion 40 is a heavy machine including a drill 41 for excavating the ground, and a mechanism for injecting grout into a hole drilled from the tip of the drill 41. When excavating the ground, an annular rubber packing 50 is attached around the upper end of the drill 41 in a state where the drill 41 is inserted through the center hole.
次に、図3Bに示すように、地盤に形成された孔30内に芯材31を挿入する。
次に、図3Cに示すように、ロータリーパーカッション40によりゴムパッキン50を下方に向かって押し付け、ゴムパッキン50をドリル41上部に密着させるとともに、孔30の開口部周縁の地表面と密着させることにより、ゴムパッキン40とドリル41によって孔30の上部を密閉した状態で、ドリル41下部からグラウト32を孔30内に圧入する。この際、上記のようにドリル41の上部にゴムパッキン50を取り付けておくことにより、孔30の上端を密閉しているので、孔30内に圧入したグラウト32を効果的に周囲の地盤内に浸透させることが可能となる。
Next, as shown in FIG. 3B, the core material 31 is inserted into the hole 30 formed in the ground.
Next, as shown in FIG. 3C, the rubber packing 50 is pressed downward by the rotary percussion 40 so that the rubber packing 50 is brought into close contact with the upper portion of the drill 41 and is brought into close contact with the ground surface at the periphery of the opening of the hole 30. The grout 32 is press-fitted into the hole 30 from the lower part of the drill 41 while the upper part of the hole 30 is sealed by the rubber packing 40 and the drill 41. At this time, since the upper end of the hole 30 is sealed by attaching the rubber packing 50 to the upper part of the drill 41 as described above, the grout 32 press-fitted into the hole 30 is effectively put into the surrounding ground. It can be infiltrated.
次に、孔30の略中間高さまでグラウト32の注入が完了したら、図3Dに示すように、孔30からロータリーパーカッション40のドリル41を撤去する。次に、図3Eに示すように、袋体12が収縮した状態のグラウト注入用パッカー10を、芯材31の上部が注入管11内に収容されるように、孔30内に挿入する。そして、空気管14を通して袋体12内に空気もしくは水を圧入する。これにより、各袋体12が膨張して孔30の内周面と密着し、孔30の上部を密閉することができる。なお、本実施形態では、グラウト注入用パッカー10に複数の袋体12を取り付けているため、より確実に孔30の上部を密閉することができる。 Next, when the injection of the grout 32 is completed to substantially the intermediate height of the hole 30, the drill 41 of the rotary percussion 40 is removed from the hole 30 as shown in FIG. 3D. Next, as shown in FIG. 3E, the grout injection packer 10 with the bag 12 contracted is inserted into the hole 30 so that the upper portion of the core material 31 is accommodated in the injection tube 11. Then, air or water is pressed into the bag body 12 through the air pipe 14. Thereby, each bag body 12 expand | swells, it adheres to the internal peripheral surface of the hole 30, and the upper part of the hole 30 can be sealed. In addition, in this embodiment, since the several bag body 12 is attached to the packer 10 for grout injection | pouring, the upper part of the hole 30 can be sealed more reliably.
次に、図3Fに示すように、カムロック15にグラウト圧入装置から延びるグラウト圧送用のホース70を接続し、注入管11を通して、孔30内にグラウト32を圧入する。この際、袋体12により孔30の上部を密閉した状態で、孔30内にグラウト32を圧入することで、圧入したグラウト32を周囲の地盤内に効果的に浸透させることができる。 Next, as shown in FIG. 3F, a grout pressure-feeding hose 70 extending from the grout press-fitting device is connected to the cam lock 15, and the grout 32 is pressed into the hole 30 through the injection pipe 11. At this time, the grout 32 can be effectively infiltrated into the surrounding ground by press-fitting the grout 32 into the hole 30 in a state where the upper portion of the hole 30 is sealed by the bag body 12.
なお、グラウト32を孔30内に圧入する際、その近傍にグラウト32の注入が完了した孔30が存在する場合には、図3Gに示すように予め、グラウト32を圧入する前に、この近傍の孔30にリーク防止用パッカー20を挿入し、空気管24を通して袋体22内に空気もしくは水を圧入する。これにより、袋体22が膨張し、孔30の内周面と密着するため、これらグラウト32の注入が完了した孔30の上部がリーク防止用パッカー20により密封されることとなる。 When the grout 32 is press-fitted into the hole 30 and there is a hole 30 in which the injection of the grout 32 has been completed in the vicinity thereof, before the grout 32 is press-fitted in advance, as shown in FIG. The leak prevention packer 20 is inserted into the hole 30 and air or water is pressed into the bag body 22 through the air pipe 24. As a result, the bag body 22 expands and comes into close contact with the inner peripheral surface of the hole 30, so that the upper portion of the hole 30 where the injection of the grout 32 has been completed is sealed by the leak prevention packer 20.
このように、グラウト32の注入が完了した孔30の上部を閉塞することで、近傍の他の孔30にグラウト32を圧入する際に、周囲の地盤に伝播した圧力の影響で、グラウト32が孔30からあふれ出すのを防止できる。 In this way, by closing the top of the hole 30 where the injection of the grout 32 has been completed, the grout 32 is affected by the pressure propagated to the surrounding ground when the grout 32 is press-fitted into another hole 30 in the vicinity. Overflow from the hole 30 can be prevented.
また、図3Fを参照して説明したグラウト注入用パッカー10を用いてグラウト32を注入する工程と並行して、ロータリーパーカッション40を、次に削孔を行う位置に移動して、図3A〜図3Cを参照して説明したのと同様に、地盤に孔30を削孔し、孔30内に鉄筋31を挿入し、孔30の中間高さまでグラウト32の注入を行う工程を行う。
以上、図3A〜図3Fを参照して説明した工程を、地表面の複数個所において行い、各箇所において孔30内に圧入したグラウト32が硬化することにより、地盤の補強が完了する。
Further, in parallel with the step of injecting the grout 32 using the grout injection packer 10 described with reference to FIG. 3F, the rotary percussion 40 is moved to the position where the next drilling is performed, and FIG. As described with reference to 3C, the hole 30 is drilled in the ground, the reinforcing bar 31 is inserted into the hole 30, and the grout 32 is injected to the intermediate height of the hole 30.
As described above, the steps described with reference to FIGS. 3A to 3F are performed at a plurality of locations on the ground surface, and the grout 32 press-fitted into the holes 30 is cured at each location, thereby completing the reinforcement of the ground.
以上説明したように、本実施形態によれば、ロータリーパーカッション40のドリル41の上部にゴムパッキン50を取り付けておき、また、グラウト注入用パッカー10の袋体12を膨張させることにより、孔30の上部を密閉した状態でグラウト32を圧入することができ、圧入したグラウト32を孔30の周囲の地盤内に効果的に浸透させることができる。これにより、垂直縫地工法により地盤に作用する滑り荷重に対する補強を施すことができるとともに、地盤にグラウト32が浸透することで地盤を更に補強することができる。 As described above, according to the present embodiment, the rubber packing 50 is attached to the upper portion of the drill 41 of the rotary percussion 40, and the bag body 12 of the grout injection packer 10 is inflated, so that the holes 30 are formed. The grout 32 can be press-fitted with the upper portion sealed, and the press-fitted grout 32 can be effectively infiltrated into the ground around the hole 30. Thereby, while being able to give the reinforcement with respect to the sliding load which acts on the ground by the vertical sewing method, the ground can be further reinforced by the penetration of the grout 32 into the ground.
また、ロータリーパーカッション40により、孔30の下部にグラウト32を注入した後、残りのグラウト32は、グラウト注入用パッカー10により孔30内に圧入することとしたため、孔30の上部にグラウト32を圧入する作業と並行して、ロータリーパーカッション40により他の孔30を削孔し、この孔30内に芯材31を挿入し、さらに、この孔30の下部にグラウト32を注入する作業を行うことができる。このため、作業効率を向上し、短期間で施工を行うことができる。 In addition, the grout 32 is injected into the lower part of the hole 30 by the rotary percussion 40, and the remaining grout 32 is press-fitted into the hole 30 by the grout injection packer 10, so that the grout 32 is press-fitted into the upper part of the hole 30. In parallel with this work, another hole 30 is drilled by the rotary percussion 40, the core material 31 is inserted into the hole 30, and the grout 32 is injected into the lower portion of the hole 30. it can. For this reason, work efficiency can be improved and construction can be performed in a short period of time.
また、グラウト32を孔30内に圧入する際に、その近傍のグラウト32の注入が完了した他の孔の上部をリーク防止用パッカー20により閉塞しておくことで、孔30内にグラウト32を圧入する際の圧力が地盤を伝播して、他の孔30内のグラウト32に作用したとしても、グラウト32があふれ出すことを防止できる。 Further, when the grout 32 is press-fitted into the hole 30, the grout 32 is sealed in the hole 30 by closing the upper part of the other hole where the injection of the grout 32 in the vicinity thereof is completed with the leak-proof packer 20. Even if the pressure at the time of press-fitting propagates through the ground and acts on the grout 32 in the other hole 30, the grout 32 can be prevented from overflowing.
なお、本実施形態では、グラウト注入用パッカー10に一対の袋体12を設けることとしたが、これに限らず、袋体を一つ又は三つ以上設けることとしてもよい。これと同様に、リーク防止用パッカー20に袋体22を一つのみ設けることとしたが、袋体を複数もうけることとしてもよい。 In the present embodiment, the pair of bag bodies 12 are provided in the grout injection packer 10, but the present invention is not limited to this, and one or three or more bag bodies may be provided. Similarly, although only one bag body 22 is provided in the leak prevention packer 20, a plurality of bag bodies may be provided.
また、本実施形態では、ロータリーパーカッション40により、孔の掘削や孔内へのグラウトの圧入を行うこととしたが、これに限らず、孔の掘削及び孔内へのグラウトの圧入を行うことができる装置であれば用いることができる。 Further, in this embodiment, the rotary percussion 40 is used for excavation of the hole and press-fitting of the grout into the hole. Any device that can be used can be used.
10 グラウト注入用パッカー
11、21 注入管
12、22 袋体
13、23 ゴムバンド
14、24 空気管
15 カムロック
16、26 ボールバルブ
20 リーク防止用パッカー
30 孔
31 芯材
32 グラウト
40 ロータリーパーカッション
41 ドリル
50 ゴムパッキン
10 Grout injection packer 11, 21 Injection pipe 12, 22 Bag body 13, 23 Rubber band 14, 24 Air pipe 15 Cam lock 16, 26 Ball valve 20 Leakage prevention packer 30 Hole 31 Core material 32 Grout 40 Rotary percussion 41 Drill 50 Rubber packing
Claims (5)
前記地盤の表面の複数個所において、
ドリル先端からグラウトを排出する機構を有する削孔機により前記地盤の表面に孔を掘削する削孔ステップと、
前記孔内に芯材を挿入する芯材挿入ステップと、
前記孔の上部を密閉した状態で、前記ドリル先端から前記孔内に略中間高さまでグラウトを注入する第1の注入ステップと、
グラウトを注入するための注入管と、当該注入管を取り囲むように設けられた袋体とを備えた注入冶具を前記孔内に挿入し、前記袋体を膨張させて前記孔の内周面に密着させた状態で、前記注入管を通して前記孔内にグラウトを注入する第2の注入ステップと、を行うことを特徴とする地盤の補強方法。 A method of reinforcing the ground,
In several places on the surface of the ground,
Drilling step of drilling a hole in the surface of the ground by a drilling machine having a mechanism for discharging grout from the drill tip;
A core material insertion step of inserting a core material into the hole;
A first injection step of injecting grout from the drill tip into the hole to a substantially intermediate height with the top of the hole sealed;
An injection jig comprising an injection tube for injecting a grout and a bag body provided so as to surround the injection tube is inserted into the hole, and the bag body is expanded to the inner peripheral surface of the hole. And a second injection step of injecting grout into the hole through the injection tube in a close contact state.
前記複数個所のうちの何れかの箇所において、前記第2の注入ステップを行うのと並行して、
前記複数個所のうちの他の何れかの箇所において、前記削孔ステップ、芯材挿入ステップ、及び第1の注入ステップのうち少なくとも何れかを行うことを特徴とする地盤の補強方法。 A ground reinforcing method according to claim 1,
In parallel with performing the second injection step at any of the plurality of locations,
A ground reinforcement method comprising performing at least one of the drilling step, the core material insertion step, and the first injection step at any one of the plurality of locations.
前記第1の注入ステップでは、
前記ドリルと孔の間にパッキンを介在させることにより、前記孔の上部を密閉することを特徴とする地盤の補強方法。 A ground reinforcing method according to claim 1 or 2,
In the first injection step,
A ground reinforcement method, wherein an upper portion of the hole is sealed by interposing a packing between the drill and the hole.
前記複数個所のうちの何れかの箇所において、前記第1の注入ステップ又は第2の注入ステップを行う際に、
前記複数個所のうちの、前記第2の注入ステップが完了した箇所の前記孔を閉塞部材により密閉することを特徴とする地盤の補強方法。 The ground reinforcing method according to any one of claims 1 to 3,
When performing the first injection step or the second injection step at any one of the plurality of locations,
The method for reinforcing a ground according to claim 1, wherein the hole in the plurality of places where the second injection step is completed is sealed with a closing member.
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