JP2016196734A - Method for creating ground improvement foundation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤を改良できると同時に、建造物の骨組みと連結できる基礎を作成する地盤改良基礎作成方法に関する。 The present invention relates to a ground improvement foundation creation method for creating a foundation capable of improving the ground and at the same time being connected to a framework of a building.
従来は、地中に地盤改良のための柱状体を形成してから、柱状体の上に基礎を作成し、その基礎に鉄骨を連結していた。従来の地盤改良段階では、まず、オーガーを使用して、地表から鉛直方向に縦穴を掘る。その縦穴に、セメント系固化剤を投入して固めることで、セメントの柱状体を作成する。次の基礎作成段階では、柱状体を形成した土壌の上に、鉄骨を使用した基礎を構築している。 Conventionally, after forming a columnar body for ground improvement in the ground, a foundation was created on the columnar body, and a steel frame was connected to the foundation. In the conventional ground improvement stage, first, an auger is used to dig a vertical hole vertically from the ground surface. A cement-type columnar body is created by putting a cement-type solidifying agent into the vertical hole and solidifying it. In the next foundation creation stage, a foundation using steel frames is constructed on the soil where the columnar bodies are formed.
従来の方法では、地盤改良と基礎の構築を別工程にする必要があるので手間がかかる。 In the conventional method, since it is necessary to make ground improvement and foundation construction into separate processes, it takes time.
地盤改良用のコンクリート製の柱状体に鉄骨を入れると、一見、地盤改良と基礎の両方の機能を同時に果たせるように思えるが、実際はそうではない。まず、コンクリートを流し込んだだけの柱状体は、鉄骨により強度が強くなるが、周辺土壌に対する圧力が弱いので圧密の効果が薄く地盤改良を行えないことに加えて、縦方向の抜けに弱い。 At first glance, it seems that if you put a steel frame in a concrete column for ground improvement, it seems that both the ground improvement and foundation functions can be performed at the same time, but this is not the case. First of all, the columnar body into which concrete has been poured is strengthened by the steel frame. However, since the pressure on the surrounding soil is weak, the consolidation effect is thin and the ground cannot be improved, and the columnar body is vulnerable to vertical omission.
また、掘削土とセメント系固化剤とを混合した改良土を使用して、従来の地盤改良工法で柱状体を形成し、その柱状体が柔らかいうちに鉄骨を入れることも考えられる。しかし、実際には、従来の地盤改良工法で作られる柱状体は、周辺土壌に対する圧力が弱いので圧密の効果が薄く地盤改良を行えないことに加え、縦方向の安定性が弱い。また、改良土と鉄骨との結合力が経験的に証明されていない。 It is also conceivable to use an improved soil in which excavated soil and cement-based solidifying agent are mixed to form a columnar body by a conventional ground improvement method, and to put the steel frame while the columnar body is soft. However, in reality, the columnar body made by the conventional ground improvement method has a weak pressure effect on the surrounding soil, so that the consolidation effect is thin and the ground improvement cannot be performed, and the vertical stability is weak. Moreover, the bond strength between the improved soil and the steel frame has not been proven empirically.
地盤改良と基礎の構築を短期間で行うことが求められていることから、本発明は、地盤改良の能力が高いと同時に、曲げ、せん断および上下方向の抜けに強い地盤改良基礎を作成する地盤改良基礎作成方法を提供することを目的とする。 Since it is required to perform ground improvement and foundation construction in a short period of time, the present invention provides a ground for creating a ground improvement foundation that has high ground improvement ability and is resistant to bending, shearing and vertical slipping. The purpose is to provide an improved foundation creation method.
本発明の地盤改良基礎作成方法は、地面に、所定方向に延在する縦穴を掘削する工程と、掘削により排出される掘削土とセメント系固化剤とを混合して改良土を作成する工程と、押圧部を備えるオーガーを逆回転させながら縦穴に改良土を入れることにより、押圧部により少なくとも縦穴の下方奥と側面とに改良土を押しつけて締め固める工程と、縦穴内の改良土を固化させて柱状体を形成する工程と、柱状体の一端から所定方向に延在する内部穴を形成する工程と、内部穴に金属製の芯材と、掘削土を含まないセメントと、を入れる工程と、セメントを固化させる工程と、を含む。 The ground improvement foundation preparation method of the present invention includes a step of excavating a vertical hole extending in a predetermined direction on the ground, a step of mixing the excavated soil discharged by excavation and a cement-based solidifying agent, and an improved soil. , By putting the improved soil into the vertical hole while reversely rotating the auger with the pressing portion, the pressing portion presses and fixes the improved soil to at least the lower back and the side of the vertical hole, and the improved soil in the vertical hole is solidified A step of forming a columnar body, a step of forming an internal hole extending in a predetermined direction from one end of the columnar body, a step of putting a metal core material and cement without excavating soil into the internal hole, Solidifying the cement.
本発明によれば、改良土により柱状体を形成するときに、周辺土壌を締め固めて圧密するので、柱状体の円筒状の周面と周辺土壌との摩擦力が大きくなり、鉛直方向の力を下端だけでなく広い周辺面で受けることができる。したがって、鉛直方向のずれや抜けに強くなる。 According to the present invention, when the columnar body is formed with the improved soil, the surrounding soil is compacted and consolidated, so that the frictional force between the cylindrical peripheral surface of the columnar body and the surrounding soil increases, and the vertical force Can be received not only at the lower end but also at the wide peripheral surface. Therefore, it becomes strong against vertical displacement and omission.
本発明によれば、周辺土壌に向けて締め固めしながら柱状体を作成するので、水や気泡を排除して密度を高めることができる。したがって、柱状体が、せん断、曲げなどに対して強くなる。 According to the present invention, since the columnar body is created while being compacted toward the surrounding soil, the density can be increased by eliminating water and bubbles. Accordingly, the columnar body is strong against shearing, bending, and the like.
本発明によれば、金属芯材を入れるので、地盤改良基礎全体が曲げやせん断に強くなる。改良土による柱状体と金属芯材との間に、掘削土を含まないセメントを入れるので、改良土で作られた柱状体から金属芯材が抜けにくくなる。 According to the present invention, since the metal core material is inserted, the entire ground improvement foundation is resistant to bending and shearing. Cement that does not contain excavated soil is placed between the columnar body made of the improved soil and the metal core material, so that it becomes difficult for the metal core material to come out of the columnar body made of the improved soil.
本実施形態の地盤改良基礎作成方法について、図1を参照しながら説明する。なお、実際に地盤改良基礎を作成する際には、本明細書に記載されている工程以外の工程が適宜含まれてもよい。図1Aに示すように、まず、地盤100に、オーガー200を正回転させることにより、鉛直方向に延在する縦穴110を掘削する。
The ground improvement foundation preparation method of this embodiment is demonstrated referring FIG. In addition, when actually creating a ground improvement foundation, processes other than the processes described in the present specification may be included as appropriate. As shown in FIG. 1A, first, a
オーガー200の円筒形のオーガー軸210を正回転させると、下方に尖った円錐形のヘッド220が一体となって回転する。オーガー軸210とヘッド220との間には、下方に向けて直径の小さくなる円錐台形の中継部230が設けられている。ヘッド220が回転すると、ヘッド220の水平方向両側に設けられた第1のブレード240と第2のブレード250とが一体的に回転して地盤100を掘削する。掘削された掘削土は、螺旋搬送部260によって上方に搬送され、縦穴110から外に排出される。
When the
次に、掘削により排出される掘削土と、粒径の異なる砂と、セメント系固化剤と、を混合して改良土を作成する。 Next, the excavated soil discharged by excavation, sand having different particle diameters, and a cement-based solidifying agent are mixed to create improved soil.
次に、図1Bに示すように、オーガー200を逆回転させることで、螺旋搬送部260にのせた改良土を縦穴110の下方のヘッド220周辺に搬送する。オーガー200の第1のブレード240には、下押圧面241と第1の横押圧面242とが設けられている。下押圧面241は、図1Bにおいて上側が手前にあり、下側が奥にある斜面であり、最下端は概ね水平面に沿った直線状となっている。第1の横押圧面242は、図1Bにおいて、中心側が手前にあり、外側が奥にある斜面であり、最左端は概ね鉛直方向に沿っている。第2のブレード250には、第2の横押圧面251が設けられている。第2の横押圧面251は、図1Aにおいて、中心側が手前にあり、外側が奥にある斜面であり、左端は概ね鉛直方向に沿っている。図1Bは、ある一瞬のオーガー200の状態を示しており、逆回転とは、第1のブレード240が図1Bの状態から手前に向かい、第2のブレード250が図1Bの状態から奥に向かう回転である。
Next, as shown in FIG. 1B, the
新たに投入された改良土は、縦穴110の下方奥にすでに存在する改良土柱300と下押圧面241との間、縦穴110の水平方向の内面にすでに存在する改良土と第1の横押圧面242との間、および、縦穴110の水平方向の内面にすでに存在する改良土と第2の横押圧面251との間に送り込まれ、こてのような作用によって締め固められる。改良土をさらに投入して締め固めが進むと、オーガー200は改良土柱300の抵抗によって上に押し上げられる。所定の高さまで改良土柱300を作る。
The newly introduced improved soil is between the improved
次に、図1(B)の縦穴110の改良土柱300を固化させて、図1(C)に示す柱状体310を形成する。従来の押圧部のないオーガー200を使用して柱状体を形成する場合に比べると、本実施形態は、締め固めるようにして図1(B)の改良土柱300が形成されているので、固化した図1(C)の柱状体310は、水分や気泡が十分に排除されて高密度となっている。図1(C)の柱状体310は、高密度であるので外周曲面と周辺土壌との押し合う圧力が強い。その結果、外周曲面と周辺土との間にかかる鉛直方向の摩擦力が強く、鉛直方向に力が加わっても安定する。
Next, the improved
次に、図1(D)に示すように、柱状体310の上端から鉛直下方に延在する内部穴320を形成する。水平面に平行な断面でみた場合、柱状体310の直径よりも内部穴320の直径の方が小さく、柱状体310の略中央に内部穴320が配置される。内部穴320の鉛直方向の深さは、柱状体310の鉛直方向の深さよりも浅い。
Next, as shown in FIG. 1D, an
次に、図1(E)に示すように、内部穴320に長尺の金属製の芯材330を入れて、長手方向が鉛直方向に沿うように配置する。金属製の芯材330は、内部穴320の内壁から離して配置される。本実施形態の芯材は、H鋼であるが、鉛直方向に長い他の部材であってもよい。次に、内部穴320にセメント340を入れて、柱状体310と金属製の芯材330との間を埋める。内部穴320に入れるセメント340には、掘削土が含まれない。その後、内部穴320のセメント340を固化させる。これにより、地盤改良基礎400が完成する。
Next, as shown in FIG. 1E, a long
本実施形態によれば、柱状体310の配合と、内部穴320に入れるセメント340の配合とを独立して決定することができる。すなわち、柱状体310の配合は、周辺土壌の圧密に適するように決定でき、金属製の芯材330の固定に適しているかどうかとは無関係に決定できる。その一方で、内部穴320に入れるセメント340の配合は、金属製の芯材330の固定に適するように決定でき、地盤改良用の柱状体310の形成に適しているかとは無関係に決定できる。さらに、柱状体310と、内部穴320に入れるセメント340とが、共にセメント系であるので、両者は強固に結合される。結果として、柱状体310に対して金属製の芯材330を強固に固定することができる。
According to this embodiment, the composition of the
本実施形態により作成される地盤改良基礎400は、地盤改良を行う能力をもつと同時に、曲げやせん断に強い基礎としての機能ももつ。したがて、構造を簡素化できるとともに、全体としての工程を短くすることができる。
The
従来、改良土とセメントとの結合力が弱いと考えられていたので、本実施形態のように柱状体310内にセメント340を入れることは考えられてこなかった。しかし、発明者らの実験によれば、金属製の芯材330部分を強い力で引っ張っても柱状体310とセメント340部分が離れることはなかった。少なくとも、セメント340を使用せずに柱状体310と直接金属製の芯材330を入れた場合よりも、本実施形態の方が強い力に耐えることができた。
Conventionally, since it was thought that the bonding force between the improved soil and cement was weak, it was not considered to put the
100 地盤
110 縦穴
200 オーガー
210 オーガー軸
220 ヘッド
230 中継部
240 第1のブレード
241 下押圧面
242 第1の横押圧面
250 第2のブレード
251 第2の横押圧面
260 螺旋搬送部
300 改良土柱
310 柱状体
320 内部穴
330 金属製の芯材
340 セメント
100
本発明の地盤改良基礎作成方法は、地面に、所定方向に延在する独立した縦穴を掘削する工程と、掘削により排出される掘削土とセメント系固化剤とを混合して改良土を作成する工程と、略円筒状のオーガー軸と、オーガー軸の周囲に螺旋状に配設されて逆回転時に改良土を縦穴の下方奥に向けて搬送する螺旋搬送部と、オーガー軸よりも縦穴の下方奥に位置して下方奥に向けて径が小さくなる略円錐台形の中継部と、中継部から所定方向に沿って縦穴の下方奥に向けて径が小さくなる略円錐径のヘッドと、ヘッドの外周面から所定方向に略直交する方向において互いに逆方向に突設された第1のブレードと第2のブレードとを備えるオーガーを逆回転させながら縦穴に改良土を入れることにより、第2のブレードよりも縦穴の下方奥にずれて位置する第1のブレードの下押圧面により縦穴の下方奥に改良土を押しつけて締め固めることと、第1のブレードの第1の横押圧面によりにより縦穴の側面に改良土を押しつけて締め固めることと、第2のブレードの第2の横押圧面縦穴の側面に改良土を押しつけて締め固めることと、を行う締め固める工程と、縦穴内の改良土を固化させて独立した柱状体を形成する工程と、柱状体の一端から所定方向に延在する内部穴を形成する工程と、内部穴に金属製のH鋼である芯材と、掘削土を含まないセメントと、を入れる工程と、セメントを固化させる工程と、を含む。 The ground improvement foundation creation method of the present invention creates an improved soil by mixing a step of excavating independent vertical holes extending in a predetermined direction on the ground, and excavated soil discharged by excavation and a cement-based solidifying agent. A process, a substantially cylindrical auger shaft, a helical transport unit that is spirally arranged around the auger shaft and transports the improved soil toward the lower back of the vertical hole at the time of reverse rotation, and below the vertical hole than the auger shaft A substantially frustoconical relay portion that is located at the back and decreases in diameter toward the lower back; a head having a substantially conical diameter that decreases in diameter toward the lower back of the vertical hole along the predetermined direction from the relay portion; by placing the first blade and the modified soil in the vertical hole while the reverse rotation of the auger and a second blade which projects in opposite directions in the direction substantially orthogonal to the predetermined direction from the outer peripheral surface, a second blade Than the bottom of the vertical hole The first blade and the compacting pressing the modified soil beneath the rear of the by Ri vertical hole under the pressing surface of the positioned, against the modified soil on the side surface of the vertical hole by a first transverse pressing surface of the first blade A step of compacting and compacting by pressing the improved soil against the side surface of the second horizontal pressing surface vertical hole of the second blade, and solidifying the improved soil in the vertical hole to form an independent columnar body , A step of forming an internal hole extending in a predetermined direction from one end of the columnar body, a step of putting a core material made of metal H-steel into the internal hole, and a cement not including excavated soil And a step of solidifying the cement.
Claims (1)
掘削により排出される掘削土とセメント系固化剤とを混合して改良土を作成する工程と、
押圧部を備えるオーガーを逆回転させながら前記縦穴に前記改良土を入れることにより、前記押圧部により少なくとも前記縦穴の下方奥と側面とに前記改良土を押しつけて締め固める工程と、
前記縦穴内の前記改良土を固化させて柱状体を形成する工程と、
前記柱状体の一端から前記所定方向に延在する内部穴を形成する工程と、
前記内部穴に前記金属製の芯材と、前記掘削土を含まないセメントと、を入れる工程と、
前記セメントを固化させる工程と、を含む、
地盤改良基礎作成方法。 Drilling a vertical hole extending in a predetermined direction on the ground;
A step of mixing the excavated soil discharged by excavation with a cement-based solidifying agent to create improved soil;
A step of pressing and compacting the improved soil against at least the lower back and side surfaces of the vertical hole by the pressing portion by inserting the improved soil into the vertical hole while rotating the auger provided with the pressing portion; and
Solidifying the improved soil in the vertical hole to form a columnar body;
Forming an internal hole extending in the predetermined direction from one end of the columnar body;
Putting the metal core material into the internal hole and cement not containing the excavated soil;
Solidifying the cement,
Ground improvement foundation creation method.
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