JP2016069967A

JP2016069967A - 砕石改良体構築具および砕石改良体構築方法

Info

Publication number: JP2016069967A
Application number: JP2014201368A
Authority: JP
Inventors: 羊介水谷; Yosuke Mizutani; 中村　博; Hiroshi Nakamura; 博中村; 喜廣山口; Yoshihiro Yamaguchi
Original assignee: ART CRANE CO Ltd; Kanematsu NNK Corp
Current assignee: ART CRANE CO Ltd; Kanematsu NNK Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP6404063B2

Abstract

【課題】砕石を確実に締め固めて、強固な砕石改良体を構築することができる、砕石改良体構築具を提供する。【解決手段】地盤中で砕石を転圧し、柱状の砕石改良体を構築するための砕石改良体構築具であって、筒状のケーシングと、前記ケーシングに内挿可能な加圧体と、からなり、前記加圧体は軸と、前記軸の下端に設ける円板状の加圧部と、からなり、前記加圧体の外径と、前記ケーシングの内径は略同一であり、前記ケーシングの上端内周から突設するストッパーを形成し、前記加圧部の外周には、前記ストッパーを挿通可能な切り欠きを形成することを特徴とする、砕石改良体構築具。【選択図】図１

Description

本発明は、天然材料である砕石を用いた改良体を構築するための、改良体構築具及び改良体構築方法に関するものである。

地盤を改良する方法として、地盤に柱状の穴を掘削して砕石を投入し、圧力をかけて締め固めて、地盤中に砕石改良体を構築する方法が知られている。
この砕石改良体は、地盤改良のためだけでなく、砕石間の空隙が地震時に過剰間隙水圧の発生を防止・消散するため、地盤の液状化対策にも用いられる。
この砕石改良体の構築方法は、一般的に、スクリューオーガにより地盤を掘削して穴を形成し、形成した穴に砕石を投入し、スクリューオーガの下端で投入した砕石の上面を押し下げて砕石に圧力をかけて締め固め、これを高さ方向に複数回行うことで、砕石改良体（砕石杭）を構築するものである。
この方法は、天然材料である砕石を使用することにより、土壌汚染や環境破壊が発生しない。

特開2008-196249号公報

しかし、従来の砕石改良体の構築方法には、以下の問題点がある。
（１）砕石の上面にかけた圧力によって砕石が横方向に分散される。このため、粘性の高い地盤の場合には砕石が締まらないおそれがある。
（２）掘削した穴に砕石を投入する際に、穴の壁面が崩れて砕石中に土が混入し、砕石改良体とならないおそれがある。

本発明は、砕石を確実に締め固めて、強固な砕石改良体を構築することができる、砕石改良体構築具及び砕石改良体構築方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願の第１発明は、地盤中で砕石を転圧し、柱状の砕石改良体を構築するための砕石改良体構築具であって、筒状のケーシングと、前記ケーシングに内挿可能な加圧体と、からなり、前記加圧体は軸と、前記軸の下端に設ける円板状の加圧部と、からなり、前記加圧体の外径と、前記ケーシングの内径は略同一であり、前記ケーシングの上端内周から突設するストッパーを形成し、前記加圧部の外周には、前記ストッパーを挿通可能な切り欠きを形成することを特徴とする、砕石改良体構築具を提供する。
本願の第二発明は、第一発明に記載の砕石改良体構築具を用いた、砕石改良体構築方法であって、（ａ）前記ケーシングに内挿した前記加圧体の前記加圧部を前記ケーシングの下端に配置した状態で、前記ケーシングおよび前記加圧体を地盤に貫入し、（ｂ）前記ケーシングは地盤中に配置したままで前記加圧体を引き上げて、前記ケーシングのストッパーと前記加圧部の前記切り欠きを合わせて前記ケーシングに前記加圧体から引き抜き、（ｃ）前記ケーシング内に砕石を所定の高さまで投入し、（ｄ）再度前記ケーシングのストッパーと前記加圧部の前記切り欠きを合わせて前記ケーシングに前記加圧部を内挿し、（ｅ）前記加圧体の軸を回転して前記加圧部を前記ケーシングの前記ストッパーと係合し、前記加圧体を所定の高さ引き上げることで前記ケーシングも同時に引き上げ、（ｆ）前記加圧体を押し下げて前記砕石を転圧し、（ｇ）前記（ｅ）と前記（ｆ）を繰り返して砕石改良体を構築することを特徴とする、砕石改良体構築方法を提供する。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）先端を加圧体によって封止したケーシングを地盤に貫入するため、ケーシング周囲の地盤は密になる。このため、砕石に圧力をかけても周囲の地盤中に砕石が広がることなく、確実に締め固められる。
（２）砕石はケーシング内に投入するため、砕石改良体に土が混入することがない。
（３）ケーシング内の砕石に圧力をかけるため、砕石の上面から加えた圧力は砕石全体を締め固めながら下方に伝達して露出部に作用する。
（４）ケーシング周囲の地盤が密になり、砕石改良体も締め固められるため、地盤全体が密実となり、地震時などに抵抗力が増加する。
（５）砕石間の空隙が地震時に過剰間隙水圧の発生を防止・消散する。
（６）引き上げ及び再加圧を、加圧体のみの上下動で行うことができるため、ケーシングを再度把持する等の工程が不要であり、施工時間が短くなる。

本発明の砕石改良体構築具の説明図ケーシングと加圧体の組み合わせの説明図本発明の砕石改良体構築方法の説明図

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

［１］構成
＜１＞全体構成。
本発明の砕石改良体構築具は、円筒状のケーシング１と、ケーシング１に内挿可能な加圧体２と、からなる（図１）。
以下に各構成部品を説明する。

＜２＞ケーシング。
ケーシング１は、内径が構築予定の砕石改良体の径と略同一の鋼管からなる。
ケーシング１の長さは、構築予定の砕石改良体よりも長尺とする。
ケーシング１の上端の内周にはストッパー１１を突設する。
ストッパー１１は後述する加圧体２を係合するためのものである。
ストッパー１１はケーシング１の中心軸を対称に複数個設ける。

＜３＞加圧体。
加圧体２は、ケーシング１に内挿する部材である。
加圧体２は、軸２１と、軸２１の下端に設ける加圧部２２と、からなる。
軸２１は、ケーシング１の長さよりも長い棒状の部材である。
加圧部２２は、外径がケーシング１の内径よりやや小径の円板状の部材である。
加圧部２２の外周には、ケーシング１のストッパー１１が通過可能な切り欠き２２１を形成する。
切り欠き２２１は、ケーシング１のストッパー１１と対応する位置に設ける。

＜４＞ケーシングと加圧体の組み合わせ。
加圧体２の加圧部２２は、ケーシング１の内径よりもやや小径であり、また、ストッパー１１に対応する切り欠き２２１を有する。よって、切り欠き２２１とストッパー１１の位置を合わせる（図２ａ）ことで、ケーシング１の上方からケーシング１内に内挿することができる。
そして、内挿後に軸２１を回動してストッパー１１と切り欠き２２１の位置をずらすことにより、加圧部２２がケーシング１から抜け出すことがない（図２ｂ）。

次に、本発明に係る砕石改良体構築具を用いた砕石改良体構築方法とその作用・効果について説明する。

［２］使用形態
＜１＞加圧体の挿入。
地上において、ケーシング１内に加圧体２を内挿する。
ケーシング１の下端に加圧部２２を配置する（図３ａ）。
加圧部２２はケーシング１の内径よりもやや小径であるため、ケーシング１の下端は加圧部２２によりほぼ封止される。
ケーシング１の上端からは加圧体２の軸２１が延出する。

＜２＞貫入作業。
次に、ケーシング１と、ケーシング１から延出する加圧体２の軸２１を杭打ち機（図示しない）によって把持し、地盤Ａ中に圧入または回転圧入により貫入する（図３ｂ）。
ケーシング１の下端は加圧部２２によって封止されているため、貫入中にケーシング１内部に地盤Ａの土が入ることがない。
そして、ケーシング１と加圧部２２を貫入していくことにより、ケーシング１及び加圧部２２の周囲の地盤Ａは密になる。
ケーシング１と加圧体２は、ケーシング１の下端及び加圧部２２が、構築する砕石改良体の下端の深度に到達するまで貫入する。
ケーシング１は砕石改良体よりも長尺であるため、ケーシング１の上端は、地盤Ａよりも突出している。

＜３＞砕石の投入。
所定の深度までケーシング１を貫入した後、加圧体２の軸２１のみを杭打ち機によって把持し、加圧体２のみを引き上げる。
そして、ケーシング１のストッパー１１と加圧部２２の切り欠き２２１の位置を合わせて、ケーシング１から加圧体２を引き抜く。
地盤Ａ中には、中空のケーシング１のみが貫入されている。
そして、ケーシング１の上部から砕石３を投入する（図３ｃ）。
砕石は天然砕石（4号、5号、6号）もしくは再生砕石（RC-40、RC-30及びRM-30）を用いる。
砕石３を投入する空間はケーシング１によって地盤Ａから隔離されている。よって、投入する中に土が混入することがない。
砕石３の高さは、ケーシング１のストッパー１１の下端より下とする。

＜４＞ケーシングの引き上げ。
ケーシング１のストッパー１１と加圧部２２の切り欠き２２１の位置を合わせて、ケーシング１内に加圧部２２を挿入する。
加圧体２を砕石３の上端とストッパー１１の下端との間に配置し、加圧体２を軸２１中心に回転すると、ケーシング１のストッパー１１と加圧部２２の切り欠き２２１とが対応した位置からずれて、ストッパー１１と加圧部２２が係合する。
そして、加圧体２の軸２１を杭打ち機によって把持し、加圧体２を引き上げる。すると、ケーシング１のストッパー１１が加圧部２２上面に当接し、加圧体２と同時にケーシング１も引き上げることができる。
加圧体２及びケーシング１は、１ｍ程度引き上げる（図３ｄ）。
ケーシング１を引き上げることにより、地盤Ａ中に投入した砕石３のうち下から１ｍ程度をケーシング１から地盤Ａ中に露出する。
そして、ケーシング１を構成する鋼管の厚さ分だけ砕石３が広がり、露出部３１を形成する。

＜５＞加圧。
加圧体２の軸２１は杭打ち機によって把持した状態で、加圧体２のみを引き下げる。
そして、加圧体２の加圧部２２下面で砕石３を加圧する（図３ｅ）。
砕石３は下から１ｍより上はケーシング１内部に位置するため、砕石３の上面から加えた圧力は砕石３全体を締め固めながら下方に伝達して露出部３１に作用する。
露出部３１は、周囲の地盤がケーシング１及び加圧体２の貫入により密になっているため、露出部３１は、砕石３が周囲の地盤中に広がることなく締め固められる。このため、地盤Ａの粘性が高い場合であっても、砕石３を確実に締め固めることができる。

＜６＞引き上げ及び再加圧。
加圧して砕石３を締め固めた後、加圧体２を引き上げて、上記＜４＞同様にケーシング１を引き上げ、上記＜５＞同様に加圧を行う。
この工程を繰り返すことによって、地盤Ａ中に砕石改良体を構築する（図３ｆ）。
砕石改良体は砕石３を締め固めて構築するため、砕石３間に空隙を有する。この空隙により、地震時に過剰間隙水圧の発生を防止・消散する。
複数回に分けて加圧を行うことで、砕石３を下端から確実に締め固めることができる。
また、ケーシング１の周囲の地盤が密になり、砕石改良体は砕石３を締め固めて構築するものであるため、地盤全体が密実となり、地震時などに抵抗力が増加する。
引き上げ及び再加圧は、加圧体２のみの上下動で行うことができるため、ケーシング１を再度把持する等の工程が不要であり、施工時間が短くなる。

１ケーシング
１１ストッパー
２加圧体
２１軸
２２加圧部
２２１切り欠き
３砕石
３１露出部

Claims

地盤中で砕石を転圧し、柱状の砕石改良体を構築するための砕石改良体構築具であって、
筒状のケーシングと、前記ケーシングに内挿可能な加圧体と、からなり、
前記加圧体は軸と、前記軸の下端に設ける円板状の加圧部と、からなり、
前記加圧体の外径と、前記ケーシングの内径は略同一であり、
前記ケーシングの上端内周から突設するストッパーを形成し、
前記加圧部の外周には、前記ストッパーを挿通可能な切り欠きを形成することを特徴とする、砕石改良体構築具。
請求項１に記載の砕石改良体構築具を用いた、砕石改良体構築方法であって、
（ａ）前記ケーシングに内挿した前記加圧体の前記加圧部を前記ケーシングの下端に配置した状態で、前記ケーシングおよび前記加圧体を地盤に貫入し、
（ｂ）前記ケーシングは地盤中に配置したままで前記加圧体を引き上げて、前記ケーシングのストッパーと前記加圧部の前記切り欠きを合わせて前記ケーシングに前記加圧体から引き抜き、
（ｃ）前記ケーシング内に砕石を所定の高さまで投入し、
（ｄ）再度前記ケーシングのストッパーと前記加圧部の前記切り欠きを合わせて前記ケーシングに前記加圧部を内挿し、
（ｅ）前記加圧体の軸を回転して前記加圧部を前記ケーシングの前記ストッパーと係合し、前記加圧体を所定の高さ引き上げることで前記ケーシングも同時に引き上げ、
（ｆ）前記加圧体を押し下げて前記砕石を転圧し、
（ｇ）前記（ｅ）と前記（ｆ）を繰り返して砕石改良体を構築することを特徴とする、砕石改良体構築方法。