JP2016030925A - Pile driving method and pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、杭の打設方法およびその杭に関する。 The present invention relates to a pile placing method and the pile.
硬質地盤に鋼管杭を打設する方法として、ウォータージェット併用バイブロハンマ工法(以下、「JV工法」と称する)がある。
JV工法は、複数の噴射ノズルを先端部に取り付けた鋼管杭を、噴射ノズルから高圧水を噴射して地盤を切削もしくは礫塊等を移動させつつ、バイブロハンマにより振動を与えながら、打設する工法である。
As a method of placing steel pipe piles on hard ground, there is a water jet combined vibro hammer method (hereinafter referred to as “JV method”).
The JV method is a method of placing a steel pipe pile with a plurality of injection nozzles attached to the tip while injecting high-pressure water from the injection nozzles, cutting the ground or moving gravel blocks, etc., and applying vibration with a vibro hammer. It is.
JV工法では、高圧水の噴射と、バイブロハンマによる振動により、鋼管杭の周辺地盤が緩められることで、鋼管杭の支持力が低下してしまう場合がある。 In the JV method, the supporting ground of the steel pipe pile may be reduced by loosening the surrounding ground of the steel pipe pile due to the injection of high-pressure water and the vibration caused by the vibro hammer.
JV工法において、鋼管杭の支持力を大きくしたい場合には、杭先端部にセメントミルク等の固化材を注入し、鋼管杭の根固めを行うのが一般的である。 In the JV method, when it is desired to increase the support capacity of the steel pipe pile, it is common to inject a solidification material such as cement milk into the pile tip to solidify the steel pipe pile.
例えば、特許文献1には、JV工法により一定の深度まで鋼管杭を打設した後、高圧水に代えてセメントミルクを噴射ノズルから噴射させることで鋼管杭を所定の深度まで打設する杭の打設方法が開示されている。
For example, in
また、特許文献2には、JV工法により所定の深度まで鋼管杭を打設した後、鋼管杭を引きあげながら噴射ノズルからセメントミルクを注入し、再度鋼管杭を所定の深度まで押し込む杭の打設方法が開示されている。
Further, in
特許文献1の杭の打設方法は、セメントミルクを利用して地盤を切削するため、セメントミルクの使用量が膨大となり、施工費が高価となる。
The method for placing a pile of
また、特許文献2の杭の打設方法は、鋼管杭を複数回引き上げ、沈設する工程を含むため、孔壁が崩落することや、鋼管杭が損傷するおそれがある。特に斜杭の場合には、施工が困難になるおそれがある。
Moreover, since the placing method of the pile of
このような観点から、本発明は、簡易かつ安価に施工を行うことを可能とした、杭の打設方法およびその杭を提案することを課題とする。 From such a viewpoint, an object of the present invention is to propose a pile placing method and the pile that can be easily and inexpensively constructed.
前記課題を解決するために、本発明の杭の打設方法は、杭の先端部に複数のノズルを設置する準備工程と、前記杭を打設する打設工程と、前記杭の根固めを行う根固め工程とを備えており、前記打設工程では、バイブロハンマによる振動を前記杭に与えつつ前記ノズルから高圧水を噴射することで、前記杭の先端部が所定深度に到達するまで前記杭を打設し、前記根固め工程では、前記杭を定置した状態で前記ノズルから前記所定深度に到達した前記杭の先端部の周囲に固化材を注入することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a pile driving method according to the present invention includes a preparation step of installing a plurality of nozzles at the tip of the pile, a driving step of driving the pile, and a consolidation of the pile. The pile setting step, and in the placing step, high pressure water is sprayed from the nozzle while applying vibration by a vibro hammer to the pile until the tip of the pile reaches a predetermined depth. And the solidifying step is characterized in that a solidifying material is injected around the tip of the pile that has reached the predetermined depth from the nozzle while the pile is stationary.
なお、前記杭の打設方法は、予め試験施工を行い、前記固化材の計画注入量を算出する工程をさらに備えていることが望ましい。 In addition, it is desirable that the method for placing the pile further includes a step of performing test construction in advance and calculating a planned injection amount of the solidified material.
かかる杭の打設方法によれば、杭の先端部を所定の深度に到達させた後、杭を定置させた状態で固化材を注入するため、孔壁が崩れるおそれがなく、簡易に高品質な施工を行うことができる。
また、予め計画された注入量により固化材の施工を行うことができるため、材料費が高騰することを抑制することができる。
According to this pile driving method, the solidified material is injected in a state where the pile is placed after the tip of the pile has reached a predetermined depth, so that there is no risk that the hole wall will collapse, and high quality is easily achieved. Construction can be performed.
Moreover, since the construction of the solidified material can be performed with the planned injection amount, it is possible to suppress the material cost from rising.
前記杭は、先端にノズルを取り付けるための分岐ジェット管が配管されているのが望ましい。
また、前記分岐ジェット管は、高圧ホースへの着脱が可能であるのが望ましい。
As for the said pile, it is desirable for the branch jet pipe for attaching a nozzle to the front-end | tip to be piped.
Moreover, it is desirable that the branch jet pipe can be attached to and detached from the high-pressure hose.
本発明の杭の打設方法およびその杭によれば、簡易かつ安価に杭を打設することが可能となる。 According to the pile placing method and the pile of the present invention, it is possible to place the pile easily and inexpensively.
本実施形態では、図1に示すように、水上から水底に杭(鋼管杭1)を打設する場合について説明する。
本実施形態の杭は、鋼管杭1である。図2に示すように、鋼管杭1の先端には、高圧ホース5への着脱が可能な分岐ジェット管4が配管されている。
This embodiment demonstrates the case where a pile (steel pipe pile 1) is laid from the water surface to the water bottom, as shown in FIG.
The pile of this embodiment is a
鋼管杭1は、図1に示すように、起重機船Cからウォータージェット併用バイブロハンマ工法(JV工法)により打設する。
鋼管杭1は、支持地盤に先端部を挿入した状態で、固化材2で根固めする。
As shown in FIG. 1, the
The
鋼管杭1の先端部には、図2に示すように、高圧水および固化材2を噴射するための複数のノズル3,3,…が設置されている。
本実施形態では、6つのノズル3,3,…が設置されている場合について説明するが、ノズル3の数は限定されない。
As shown in FIG. 2, a plurality of nozzles 3, 3... For injecting high-pressure water and the solidified
In this embodiment, a case where six nozzles 3, 3,... Are installed will be described, but the number of nozzles 3 is not limited.
複数のノズル3,3,…は、分岐ジェット管4の先端部に取り付けられており、鋼管杭1の周方向に対して、所定の間隔をあけて配設されている。
分岐ジェット管4は、本管4aと分岐管4b,4b,4bとを備えている。本実施形態では一対の分岐ジェット管4が、鋼管1を挟んで対向するように配管されているが、分岐ジェット管4の本数や配置は限定されない。
The plurality of nozzles 3, 3,... Are attached to the distal end portion of the
The
分岐管4bは、本管4aの先端部において、鋼管杭1の軸方向に延びる1本の分岐管4bと、鋼管杭1の周方向に沿って2方向に分岐された後、鋼管杭1の軸方向に延びる分岐管4b,4bを備えている。
本実施形態では、各分岐ジェット管4が、3本の分岐管4b,4b,4bを備えている場合について説明するが、分岐管4bの本数は限定されない。また、本管4aに対する分岐管4bの配置は分岐管4bの本数に応じて適宜設定すればよい。
The
In the present embodiment, the case where each
分岐ジェット管4の本管4aは、連結治具6を介して高圧ホース5の先端に着脱可能に取り付けられている。
連結治具6の構成は限定されない。また、分岐ジェット管4は、必ずしも高圧ホース5に着脱可能に取り付けられている必要はない。
The
The configuration of the connecting jig 6 is not limited. Further, the
なお、高圧ホース5および連結治具6は、必要に応じて配設すればよい。
In addition, what is necessary is just to arrange | position the
ノズル3および分岐ジェット管4は、鋼管杭1の外面に溶接固定されている。なお、ノズル3および分岐ジェット管4の固定方法は限定されない。
また、本実施形態では、ノズル3を防護部材7により保護しているが、防護部材7は必要に応じて設置すればよい。
The nozzle 3 and the
Moreover, in this embodiment, although the nozzle 3 is protected by the protection member 7, the protection member 7 should just be installed as needed.
以下、鋼管杭1を打設する方法(杭の打設方法)について説明する。
本実施形態の杭の打設方法は、注入量算出工程と、準備工程と、打設工程と、根固め工程とを備えている。
Hereinafter, a method of placing the steel pipe pile 1 (pile placing method) will be described.
The pile placing method of the present embodiment includes an injection amount calculating step, a preparation step, a placing step, and a rooting step.
注入量算出工程は、試験施工を行い、固化材2の計画注入量を算出する工程である。
固化材2は、地盤Gおよび支持層GRを切削することにより形成された切削孔8と鋼管杭1のとの空隙に充填するため、地盤条件や施工条件により変化する。
The injection amount calculation step is a step of performing test construction and calculating the planned injection amount of the
Solidifying
そのため、本実施形態では、試験施工を行うことで、現場条件に応じた固化材2の計画注入量Qを算出する。
なお、本実施形態では、固化材2として、セメントミルクを使用するが、固化材2を構成する材料は、比重が水より重いものであれば、限定されない。
Therefore, in this embodiment, the planned injection amount Q of the
In the present embodiment, cement milk is used as the solidifying
まず、式1により固化材2の設計注入量Q0を算出する。
なお、式1において、A0は設計充填断面積、L0は設計充填長、Dは杭径、T0は設計充填厚である。固化材2は、鋼管杭1の内外にそれぞれT0の厚さで注入するものとする。
First, the design injection amount Q 0 of the
In
Q0=A0×L0 ・・・式1
ここで、
A0=(D+T0×2)2/4×π−(D−T0×2)2/4×π
Q 0 = A 0 × L 0 ···
here,
A 0 = (D + T 0 × 2) 2/4 × π- (D-T 0 × 2) 2/4 × π
次に試験施工を行い、実際の充填長Lを計測する。
試験施工は、後述する実際の施工要領に基づいて、鋼管杭1を打設し、固化材2の充填長Lを計測することにより行う。
Next, test construction is performed and the actual filling length L is measured.
The test construction is performed by placing the
充填長Lの計測方法は限定されるものではなく、例えば、鋼管杭1の周面に沿ってボーリング孔9を形成し、これにより得られたコアサンプルに基づいて充填長Lを計測する方法(図4の(a)参照)や、鋼管杭1の先端部に所定の間隔で複数のひずみ計10,10,…を設置し、鋼管杭1に対する載荷試験を行って、鋼管杭2のひずみ分布を計測する方法(図4の(b)参照)等により行えばよい。
The method for measuring the filling length L is not limited. For example, a method of forming the
なお、鋼管杭1の軸方向に荷重を付与した場合、図4の(b)に示すように、固化材2によって根固めされた範囲においてひずみが大きく変化する傾向にある。したがって、ひずみ量が大きく変化する測定点を見極めることで、充填長Lを推定することができる。
In addition, when a load is given to the axial direction of the
充填長Lを計測したら、充填長Lを利用して、原地盤Gに応じた計画注入量Qを算出する。 When the filling length L is measured, a planned injection amount Q corresponding to the raw ground G is calculated using the filling length L.
準備工程は、図1および図2に示すように、鋼管杭1の打設箇所に、導枠11を設置するとともに、鋼管杭1の先端部に複数のノズル3,3,…および分岐ジェット管4を設置する工程である。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the preparation process includes installing a
導枠11は、複数本の導杭12,12,…を利用して形成する。
導杭12は、起重機船Cを利用してバイブロハンマHにより振動を与えながら、地盤Gおよび支持層GRに打設する。
本実施形態の導枠11は、鋼管杭1を所定の角度で保持可能である。すなわち、鋼管杭1は、導枠11によって、鉛直線に対して傾斜した状態に保持される。
The
The
鋼管杭1へのノズル3,3,…(分岐ジェット管4)の設置は、予め陸上において行う。
導枠11の設置が完了したら、鋼管杭1に取り付けられた分岐ジェット管4に高圧ホース5を連結して、当該鋼管杭1を導枠11に配置する。高圧ホース5は、起重機船Cに搭載されたポンプPから延設されている。
なお、ノズル3等を鋼管杭1に取り付けるタイミングや取付作業を行う場所は限定されない。
The nozzles 3, 3,... (Branch jet pipe 4) are installed on the
When the installation of the
In addition, the timing which attaches the nozzle 3 etc. to the
打設工程は、ノズル3,3,…が設置された鋼管杭1を地盤Gおよび支持層GRに打設する工程である。
鋼管杭1の打設は、図1の(b)および(c)に示すように、バイブロハンマHにより振動を与えつつノズル3,3,…の先端のみから高圧水WJを噴射することで、鋼管杭1の先端部が所定の深度に到達するまで行う。本実施形態では、鋼管杭1の先端部が支持層GRに根入れされるまで鋼管杭1を打設する。
Pouring step is a step of Da設nozzles 3,3, ... the
Pouring the
すなわち、鋼管杭1の打設は、高圧水WJにより地盤Gおよび支持層GRを切削するとともに、高圧水WJにより形成された切削孔にバイブロハンマHにより振動を与えながら鋼管杭1を圧入することにより行う。
高圧水WJは、起重機船Cに搭載されたポンプPから高圧ホース5を介して圧送する。
That, pouring the
High pressure water W J is pumped through the
なお、鋼管杭1は、鉛直線に対して傾斜した状態で地盤Gおよび支持層GRに打設する。
高圧水WJの圧力は、地盤Gおよび支持層GRの強度に応じて適宜設定する。
Incidentally, the
The pressure of the high pressure water W J is appropriately set according to the strength of the ground G and the support layer G R.
根固め工程は、鋼管杭1の根固めを行う工程である。
鋼管杭1の先端部を、支持層GRに所定長挿入したら、バイブロハンマHを停止させて、鋼管杭1の圧入を停止する。
The root consolidation process is a process for solidifying the
The distal end portion of the
次に、鋼管杭1を定置した状態(鋼管杭1を上下に動かさない状態)を保ちつつ、高圧水WJに代えて固化材2をノズル3から噴射する。固化材2は、ノズル3の先端のみから注入する。
ノズル3から噴射された固化材2は、図1の(d)に示すように、鋼管杭1の先端部の周囲(鋼管杭1の外周および内周)に注入される。先端部から吐出した固化材2は、加圧力を保って鋼管杭1の先端から鋼管杭1の内周および外周と切削孔8の孔壁間を通り、水を下から上に追い出しながら充填される。そのため鋼管杭1の内周および外周と切削孔8の孔壁との間隙は、鋼管杭1の周長に亘って略均一になる。さらには水より比重の重いセメントミルクを固化材2として利用すれば鋼管杭1に作用する浮力も略均一に期待できる。
Then, while maintaining the state in which position the steel pipe pile 1 (without moving the
The solidified
固化材2の注入量は、注入量算出工程において算出された計画注入量Qとする。
なお、固化材2は、起重機船Cに搭載された図示しないプラントから、ポンプPを介して圧送する。
The injection amount of the solidifying
The solidified
計画注入量Qの固化材2を注入したら、水中において連結治具6を操作して、高圧ホース5を分岐ジェット管4から取り外して回収する。
回収した高圧ホース5は、図示しない洗浄機を利用して洗浄し、他の鋼管杭1の打設に使用する。
After injecting the solidified
The recovered high-
本実施形態の杭の打設方法および鋼管杭1によれば、鋼管杭1を定置した状態で固化材2を注入するため、杭先端支持力および杭周面摩擦力の増大を図ることができる。
また、鋼管杭1の先端部を所定の深度に到達させた状態で、固化材2を注入するため、切削孔の孔壁が崩れるおそれがなく、簡易に高品質な施工を行うことができる。
According to the pile placing method and the
Moreover, since the
また、固化材2としてセメントミルクを使用して加圧注入する斜杭の場合では、鋼管杭1に対して浮力が期待でき、鋼管杭1の周長に亘って充填厚を略均一に保つことができる。
ゆえに、地盤条件や施工条件等に関わらず、高品質に鋼管杭1を打設することができる。
Moreover, in the case of the slant pile which pressurizes and injects using cement milk as the
Therefore, the
また、試験施工に基づいて固化材2の注入量を設定しているため、より確実に杭先端支持力および杭周面摩擦力を確保することができる。
また、予め計画された注入量により固化材2の施工を行うことで、固化材2の注入量を必要最小限に抑えることが可能となり、ひいては、材料費が高騰することを抑制することができる。
Moreover, since the injection amount of the
In addition, by performing the construction of the solidifying
また、鋼管杭1の先端部に分岐ジェット管4が配設されるので、鋼管杭1の長さに影響されないで分岐ジェット管4を同一サイズで製作することが可能となり、全長に亘って分岐管4bを配設する場合に比べて鋼材の使用量を減らすことができる。
分岐ジェット管4が高圧ホース5から分離可能なため、高圧ホース5を回収して転用することができる。
Further, since the
Since the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、鋼管杭1を傾斜させた状態で打設する場合について説明したが、鋼管杭1は必ずしも傾斜している必要はない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, although the said embodiment demonstrated the case where it casts in the state which inclined the
また、前記実施形態では、起重機船を利用して水面から水底に鋼管杭1を施工する場合について説明したが、本発明の杭の打設方法は、桟橋等からの施工や地上部における施工にも採用可能である。
また、鋼管杭1は、ガイドを備えた杭打ち船を利用して打設してもよい。
また、固化材の計画注入量の算出は、必要に応じて実施すればよく、省略してもよい。
導枠は、必要に応じて使用すればよく、必ずしも使用する必要はない。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
Moreover, you may drive the
The calculation of the planned injection amount of the solidified material may be performed as necessary and may be omitted.
The guide frame may be used as necessary and is not necessarily used.
本発明の杭の打設方法により打設する杭の種類は鋼管杭に限定されない。
固化材の注入範囲は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
The kind of pile to be placed by the pile placing method of the present invention is not limited to a steel pipe pile.
The injection range of the solidifying material is not limited and may be set as appropriate.
1 鋼管杭
2 固化材
3 ノズル
4 分岐ジェット管
4a 本管4a
4b 分岐管
5 高圧ホース
6 連結治具
7 防護部材
8 切削孔
9 ボーリング孔
10 ひずみ計
11 導枠
12 導杭
A0 設計充填断面積
C 起重機船
D 杭径
G 地盤
GR 支持層
H バイブロハンマ
L 充填長
L0 設計充填長
P ポンプ
T0 設計充填厚
WJ 高圧水
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記杭を打設する打設工程と、
前記杭の根固めを行う根固め工程と、を備える杭の打設方法であって、
前記打設工程では、バイブロハンマによる振動を前記杭に与えつつ前記ノズルから高圧水を噴射することで、前記杭の先端部が所定深度に到達するまで前記杭を打設し、
前記根固め工程では、前記杭を定置した状態で前記ノズルから前記所定深度に到達した前記杭の先端部の周囲に固化材を注入することを特徴とする、杭の打設方法。 A preparation step of installing a plurality of nozzles at the tip of the pile;
A placing process for placing the pile;
A pile-setting method comprising: a root-setting step for root-setting the pile,
In the placing step, the pile is driven until the tip of the pile reaches a predetermined depth by spraying high-pressure water from the nozzle while giving vibration to the pile by vibro hammer,
In the root-solidifying step, a pile driving method is characterized in that a solidifying material is injected around the tip of the pile that has reached the predetermined depth from the nozzle in a state where the pile is placed.
先端に分岐ジェット管が配管されていることを特徴とする、杭。 A pile for carrying out the pile placing method according to claim 1 or 2,
A pile having a branch jet pipe at the tip.
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