JP2018021379A - Method and device for ground improvement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上層部および下層部が異層の多層系地盤、特に砂質土層と粘性土層との互層地盤に好適な地盤改良工法及びその装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ground improvement method and apparatus suitable for a multi-layered ground having different upper and lower layers, in particular, a sandy soil layer and a viscous soil layer.
地盤中にセメントミルクなどの改良材を注入し、撹拌混合して固化させることにより地盤を強化する地盤改良工法が知られている(例えば、特許第3416774号公報、以下これを参考公報という)。この工法では、従来より目標改良強度に合わせて事前に施工現場の土をボーリング採取し、室内配合試験を行い、安全率を考慮して、改良材の現場施工配合量を設定している。施工後の強度は、地盤の土質、注入する改良材の量、撹拌の度合を示す羽根切り回数などに影響されるが、中でも粘性土質(特に腐植土や腐葉土)の地盤では、良好な撹拌状態を保つことが難しく、改良材の注入量を多くして強度の低下を防ぐようにしている。また、粘性土質の地盤では注入した改良材と混合されずに残ってしまう土塊ができやすく、撹拌度合の信頼度が低く、強度のばらつきも多くなる。特に腐植土や腐葉土混じりの酸性度の高い粘性土では強度が思うように出ない傾向にある。これに対し、砂質土層の地盤では、貫入抵抗は大きいが、施工後の強度が出やすく、撹拌度合の信頼性も高いため、注入する改良材量は少なくて済む。 There is known a ground improvement method for strengthening the ground by injecting an improvement material such as cement milk into the ground, stirring and mixing to solidify (for example, Japanese Patent No. 3416774, hereinafter referred to as a reference). In this method, the soil at the construction site has been bored in advance according to the target improvement strength, an indoor blending test is conducted, and the site construction blending amount of the improved material is set in consideration of the safety factor. The strength after construction is affected by the soil quality, the amount of improved material to be injected, the number of blade cuttings that indicate the degree of stirring, etc., but especially in the soil of viscous soil (especially humus and humus) Is difficult to maintain, and the amount of improvement material injected is increased to prevent a decrease in strength. In addition, in the soil of clay soil, a lump that remains without being mixed with the injected improvement material is easily formed, the reliability of the degree of stirring is low, and the variation in strength increases. In particular, the strength does not tend to be as expected in viscous soil with high acidity mixed with humus and humus. On the other hand, in the ground of the sandy soil layer, although the penetration resistance is large, the strength after construction is easily obtained and the reliability of the degree of stirring is high, so that the amount of the improved material to be injected is small.
何れにしても、この種の対象地盤にあっては粘性地盤のみ、或いは砂質地盤のみであることは稀であり、砂質土層と粘性土層とが交互に重なりあった互層地盤であるのが一般的である。このような互層地盤で地盤改良を行う場合、粘性土層と砂質土層とで注入する改良材量を変えるのは作業が煩雑になるため、注入する改良材量は粘性土層に合わせて多くしていた。このため、互層地盤中の砂質土層では、改良材量が必要量より過剰となり、また、過剰な改良材を注入するため、産業廃棄物である排土量も増加し、施工費が上昇するばかりでなく、廃棄処理コストもばかにならない。 In any case, in this type of target ground, it is rare that it is only a viscous ground or only a sandy ground, and it is an alternate-layered ground in which sandy soil layers and viscous soil layers are alternately overlapped. It is common. When performing ground improvement on such an alternate layer ground, changing the amount of the improved material to be injected between the viscous soil layer and the sandy soil layer becomes cumbersome, so the amount of the improved material to be injected should match the viscous soil layer. A lot. For this reason, in the sandy soil layer in the alternating layer ground, the amount of the improved material is excessive than the required amount, and since the excessive improved material is injected, the amount of soil that is industrial waste also increases and the construction cost increases. Not only does it cost waste disposal.
以上の互層地盤に関連して、特許文献1と2には、対象地盤が砂質土層と粘性土層との互層地盤に適用される地盤改良工法が開示されている。特許文献1の工法特徴として、砂質土層では、アジテータ内のセメントミルクを第1ポンプによりロッド内の第1供給流路を通って第1吐出口から原地盤に吐出し混合する。粘性土層では、アジテータ内のセメントミルクを切替弁を介して骨材混合器に入れて砂などの骨材と混合したモルタルを第2ポンプによりロッド内の第2供給流路を通って第2吐出口から原地盤に吐出し混合する。また、特許文献2の工法特徴として、砂質土層では、ケーシングパイプに上ホッパから砂を投入すると同時に下部の振動子でケーシングパイプを振動させながらサンドパイルを造成する。粘性土層では、ケーシングパイプを回転させて回転翼に設けられたノズルから安定材と原位置土からなるセメント系パイルを造成する。
In relation to the above alternate ground,
ところで、近年の地盤改良工法では、対象の地盤が互層地盤の場合も、要求される地盤改良効果を満たすだけではなく、施工費を少しでも抑えなければならない。この点、特許文献1や2のように、互層地盤を構成している砂質土層と粘性土層で使用する改良材を変えただけでは材料費が高くなることがあっても全体の施工費を低減できない。
By the way, in the recent ground improvement method, even when the target ground is an alternating layer ground, not only the required ground improvement effect but also the construction cost must be suppressed as much as possible. In this regard, as in
本発明者らは、そのような施工費の低減を可能にする工法を検討してきた結果、互層地盤として砂質土層と粘性土層の例だと、砂質土層を構成している砂材を粘性土層の改良材として活用したり、粘性土層を構成している粘土材を砂質土層の改良材として活用し、結果としてセメントミルクなどの改良材の使用量を低減できるとの確証に至った。 As a result of studying a construction method capable of reducing such construction costs, the present inventors have found that sand that constitutes a sandy soil layer is an example of a sandy soil layer and a viscous soil layer as an alternating layer ground. If the material can be used as an improvement material for the viscous soil layer, or the clay material constituting the viscous soil layer can be used as an improvement material for the sandy soil layer, and as a result, the amount of improvement material such as cement milk can be reduced. It came to confirmation.
本発明の目的は、上層部および下層部が異層の多層系地盤、特に砂質土層と粘性土層との互層地盤において経費低減を図りながら良好な地盤改良が行える地盤改良工法及びその装置を提供することにある。他の目的は以下の内容説明のなかで明らかにする。 An object of the present invention is to provide a ground improvement method and apparatus capable of improving the ground while reducing costs in a multi-layered ground having different upper and lower layers, in particular, a sandy soil layer and a viscous soil layer. Is to provide. Other purposes will be clarified in the description below.
上記目的を達成するため本発明は、図6を参考にして特定すると、上層部Aおよび下層部Bが異層の多層系地盤9に適用される地盤改良工法において、地盤下に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒3、および螺旋状のスクリュ41を周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸4を備え、前記内軸および外筒を前記多層系地盤に貫入する過程で、前記上層部Aまたは下層部Bの原地盤部分を前記内軸4の正転により前記外筒3下端より外筒内に取り込んだ後、更なる貫入過程または引き抜き過程で前記内軸の逆転により前記外筒内に取り込まれた原地盤部分を前記下層部Bまたは上層部Aに改良材料用として吐出し混合することを特徴としている。
In order to achieve the above object, when the present invention is specified with reference to FIG. 6, the upper layer portion A and the lower layer portion B are penetrated and extracted under the ground in the ground improvement method applied to the
以上の本発明は、請求項2から7のように具体化されることがより好ましい。
(ア)、請求項1において、前記多層系地盤は、下層部が粘土系、上層部が砂系であり、前記上層部の砂部分を前記下層部の粘土に吐出し混合する構成か(請求項2)、下層部が砂系、上層部が粘土系であり、前記上層部の粘土部分を前記下層部の砂に吐出し混合する構成である(請求項3)。これらには、上層部と下層部の間に砂系や粘土系以外の中間層が介在されている地盤構成も含まれる。
The present invention as described above is more preferably embodied as in
(A) In
(イ)、請求項1〜3の何れかにおいて、前記内軸を前記外筒に対して相対的に上下動可能にする上下移動手段を有し、前記上下移動手段により前記外筒の下端開口と前記内軸の下端側との間の隙間を地盤性状に応じて調整する構成である(請求項4)。
(A) In any one of
(ウ)、請求項1〜4の何れかにおいて、前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段を有し、前記内側掘削手段および前記外側掘削手段が前記原地盤に対する外筒および内軸の貫入過程において原地盤を掘削するとともに攪拌する構成である(請求項5)。
(C) In any one of
(エ)、請求項1〜5の何れかにおいて、前記内軸の下端側に設けられて内軸に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する内側の改良材吐出手段、および前記外筒の下端周囲に配置された外側掘削手段に設けられて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側の改良材吐出手段を有し、前記内軸および外筒の多層系地盤への貫入過程、または/および、引き抜き過程にて前記改良材吐出手段により改良材を原地盤に吐出する構成である(請求項6)。ここで、改良材としては、例えば、セメントに水を添加したセメントミルク、そのセメントミルクに砂やソイルなど加えたモルタル材、それらに類似の材料である。吐出方式は、例えば、改良材をポンプで供給管に移送し供給管先端に接続されたノズルから吐出する方式、改良材および圧縮空気を専用ポンプおよび専用供給管に移送し、改良材を圧縮空気に同伴させてノズルから吐出する方式(参考公報)である。 (D) In any one of Claims 1-5, the improvement material discharge means inside which discharges the improvement material which is provided in the lower end side of the inner shaft and is transferred along the inner shaft to the original ground, and the An outer improvement material discharging means provided on an outer excavation means disposed around the lower end of the outer cylinder and discharging the improved material transferred along the outer cylinder to the original ground; the inner shaft and the outer cylinder; According to the sixth aspect of the present invention, the improvement material is discharged to the original ground by the improvement material discharge means in the process of penetration into the multilayer ground or / and the drawing process. Here, examples of the improving material include cement milk obtained by adding water to cement, mortar material obtained by adding sand or soil to the cement milk, and similar materials. The discharge method is, for example, a method in which the improved material is transferred to a supply pipe by a pump and discharged from a nozzle connected to the tip of the supply pipe, the improved material and compressed air are transferred to a dedicated pump and a dedicated supply pipe, and the improved material is compressed air. This is a method (reference gazette) that discharges from a nozzle accompanied with the nozzle.
(オ)、上層部および下層部が異層の多層系地盤に適用される地盤改良工法に用いられる地盤改良装置において、地盤に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒、および螺旋状のスクリュを周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸を有し、前記内軸および外筒を前記多層系地盤へ貫入する過程で、前記上部層または下部層の原地盤部分を前記内軸の正逆の回転により前記外筒下端より外筒内に取込んだり再び原地盤に吐出混合する原地盤移動手段と、前記内軸を前記外筒に対して相対的に上下動可能にする上下移動手段と、前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段と、前記内軸の下端側に設けらて内軸に沿って移送されてくる改良材を原地盤内に吐出する内側改良材吐出手段、および前記外側掘削手段に設けらて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側改良材吐出手段とを備えている構成である(請求項7)。 (E) In a ground improvement device used in a ground improvement method applied to a multi-layered ground in which the upper layer and the lower layer are different layers, an outer cylinder that can be rotated in the forward and reverse directions and penetrated into the ground, and a spiral screw In the process of penetrating the inner shaft and the outer cylinder into the multi-layered ground, and the upper layer or the lower layer. The original ground portion is taken into the outer cylinder from the lower end of the outer cylinder by forward and reverse rotation of the inner shaft, and is discharged and mixed into the original ground again, and the inner shaft is relative to the outer cylinder. A vertical movement means that enables vertical movement, an inner excavation means that also serves as an agitating blade attached to the lower end of the inner shaft, and an outer excavation means that also serves as an agitating blade attached around the lower end of the outer cylinder, Improvement provided on the lower end side of the inner shaft and transferred along the inner shaft And an outer improvement material discharge means for discharging the improvement material which is provided in the outer excavation means and is transported along the outer cylinder to the original ground. (Claim 7).
請求項1の発明では、上層部および下層部が異層の多層系地盤を対象とし、上下層部の一方の原地盤部分を他方の改良用材料として他方の原地盤に吐出し混合することにより、改良効果を得ながら各互層間で土質性状をほぼ平均にならすことができ、また、必要に応じ行われるセメントミルクやモルタル材などの改良材の使用量や総量を改良効果を維持しながら少なくでき、その結果、施工費用および廃棄物処理費用ともに低減できる。 In the first aspect of the invention, the upper layer portion and the lower layer portion are targeted for the multi-layered ground, and one raw ground portion of the upper and lower layer portions is discharged to the other raw ground as the other improving material and mixed. In addition, while obtaining an improvement effect, the soil properties can be almost averaged between each other layer, and the amount of use and total amount of the improvement material such as cement milk and mortar used as needed is reduced while maintaining the improvement effect. As a result, both construction costs and waste disposal costs can be reduced.
請求項2の発明では、下層部が粘土系、上層部が砂系である場合、上層部の砂部分を下層部の粘土に吐出し混合することにより、例えば、含水比を下げたり排水性を付与して粘土性状を改良可能となる。
In the invention of
請求項3の発明では、下層部が砂系、上層部が粘土系である場合、上層部の粘土部分を下層部の砂に吐出し混合することにより、例えば、砂系の下層部の強度(液状化強度)を上げて液状化対策として有効にする。
In the invention of
請求項4の発明では、上下移動手段により外筒の下端開口と内軸の下端側との間の隙間、つまり原地盤部分を外筒内に取り込む取込口、および/または、外筒内に取り込まれた原地盤部分を排出する吐出口の大きさを調整することにより、取込速度や取込総量、排出速度や排出総量などを最適化できる。
In the invention of
請求項5の発明では、攪拌翼兼用の内側掘削手段および外側掘削手段により、原地盤に対する外筒および内軸の貫入過程において原地盤を掘削するとともに攪拌するため、硬質地盤での貫入能力不足を生じ難くしたり、例えば径が直径2メートル以上となるような大径の改良体も造成容易となる。
In the invention of
請求項6の発明では、内軸が下端側に設けられて内軸内に移送されてくる改良材を原地盤に吐出する内側の改良材吐出手段を有し、外筒が下端周囲に配置された外側掘削手段に設けられて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側の改良材吐出手段を有しているため、地盤性状に応じて改良材を図6から図8に例示されるごとく色々な態様で吐出可能となり、工法に多様性を付与できる。
In the invention of
請求項7の発明では、上層部および下層部が異層の多層系地盤に適用される地盤改良工法に用いられる地盤改良装置として、請求項1〜6の地盤改良工法用として最適な装置として利用できる。
In the invention of
以下、本発明を適用した形態を図面を参照して説明する。この説明では、本発明工法に用いられる地盤改良装置の装置構造および内側掘削手段の変形例を説明した後、それを用いた地盤改良工法1〜3について詳述する。なお、図面は作図上の制約から細部を省略したり簡略化している。
Hereinafter, embodiments to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In this description, after explaining the device structure of the ground improvement device used in the method of the present invention and a modified example of the inner excavation means, the
(装置構造)図1〜図4において、この地盤改良装置1は、全体構造として、べースマシン10と、ベースマシン10の先端支持部11に起立状態に載置されたリーダ14と、リーダ14を起立状態に支持するステー12およびキャッチホーク13と、リーダ14の一側面に装着されたガイドレール15と、ガイドレール15に沿って上下に移動されるアタッチメント2とを備えている。
1 to 4, the
また、要部構造として、正逆回転可能な外筒3および螺旋状のスクリュ41を周囲に有して外筒3内に貫通配置された正逆回転可能な内軸4を有し、外筒3および内軸4を多層系地盤9へ貫入する過程で上部層または下部層の原地盤部分を内軸4の正逆の回転により外筒3下端より外筒内に取り込んだり再び原地盤に吐出し混合する原地盤移動手段5と、内軸4を外筒3に対して相対的に上下動する上下移動手段である油圧シリンダ6と、内軸4に沿って移送されてくる改良材を内軸下端側より原地盤内に吐出する内側改良材吐出手段(7,40,42)と、外筒3に沿って移送されてくる改良材を外筒下端側または後述する外側掘削手段35側より原地盤内に吐出する外側改良材吐出手段(8,30,32)とを備えている。以下、これらの細部を明らかにする。
Further, as the main part structure, the
まず、ベースマシン10は、上本体16がキャタピラを有した下走行体17に対し旋回部を介して旋回可能に支持されている。上本体16には、細部を省略したが、操縦室及び不図示のワイヤ用ウインチなどが設けられるとともに、後部にステージ18が連結されている。操縦室には各種の施工用操作部や制御部が配設されている。ステージ18には発動機などが搭載されている。
First, the
また、アタッチメント2は、上マウントベース20と、下マウントベース21と、各マウントベース20,21を一体物としてガイドレール15に嵌合した状態で上下動する昇降手段を構成している移動基体23と、各マウントベース20,21に対し串差し状態に固定支持されたガイドスリーブ25とを有している。符号19は移動基体23の昇降を補足するロープ等の吊り部材である。この吊り部材19は、細部を省略したが、ベースマシン10に搭載された不図示のウインチドラムから引き出され、リーダ14頂部の笠木に組み込まれた滑車群を通って後述する支持枠26に連結される。
The
原地盤移動手段5において、内軸4は、外周にあって下端からガイドスリーブ25の手前まで螺旋状のスクリュ41が一体化されている。内軸4の上部側は、前記したガイドスリーブ25に挿通されている。外筒3は、スクリュ41付き内軸4を遊嵌する内径であり、供給管30が外周にあってスイベル8に対応する箇所から外側掘削手段35付近まで延びている。
In the original
また、外筒3の下端周囲には、図3および図4にも示されるごとく外側掘削手段35が設けられ、それよりも少し上側に攪拌翼39が設けられている。外側掘削手段35は、外筒3に装着される筒状の固定筒36と、固定筒36に突設された掘削作用および攪拌作用を兼用する対の翼37と、各翼37に装着された複数の掘削ビット38およびノズル32を有している。ノズル32は、対応する供給管30の下端に接続されて、セメントミルクなどの改良材を原地盤に吐出可能にする。攪拌翼39は、翼37と略同じ長さかつ枚数からなり、外筒3に装着される筒状の固定筒38に突設されている。
Further, an outer excavating means 35 is provided around the lower end of the
一方、内軸4の下端には内側掘削手段45が連結されている。この内側掘削手段45は、内軸4に装着される筒状の固定筒46と、固定筒46に突設された掘削作用および攪拌作用を兼用する対の翼47と、各翼47に装着された複数の掘削ビット48と、内軸4の下開口を閉じるとともに、ノズル42を保持している閉部材43を有している。ノズル42は、対応する供給管40の下端に接続されて、セメントミルクなどの改良材を原地盤に吐出可能にする。
On the other hand, an inner excavating means 45 is connected to the lower end of the
上マウントベース20には、ガイドスリーブ25を貫通した内軸4を正逆回転可能にする対の駆動モータ50と、外部から移送されてくる改良材を内軸4内に配管された供給管40に移送可能にするスイベル7とが設けられている。このうち、各駆動モータ50は、ガイドスリーブ25内に挿通された内軸4の上部に不図示のギア機構を介して連繋されて内軸4を正逆回転する。スイベル7は、マウントベース20に保持された支持枠26の内側に設けられて外部から送られてくるセメントミルクなどの改良材を供給管40に移送する。
The
下マウントベース21には、外筒3を正逆回転可能にする対の駆動モータ51と、外部から移送されてくる改良材を外筒3の外周に配管された供給管30に移送可能にするスイベル8とが設けられている。このうち、各駆動モータ51は、外筒3の上部に不図示のギア機構を介して連繋されて外筒3を正逆回転する。スイベル8は、マウントベース21の下側に保持された支持枠27の内側に設けられて外部から送られてくるセメントミルクなどの改良材を外筒の供給管30に移送する。
In the
そして、前記外側改良材吐出手段は、セメントミルクなどの改良材を外筒3の外周に配管された供給管30に移送可能にする外筒用スイベル8、外側掘削手段35に設けられて供給管30を介して移送されてくる改良材を受け入れて原地盤に吐出するノズル32などからなる。前記内側改良材吐出手段は、セメントミルクなどの改良材を内軸4内に配管された供給管40に移送可能にする内軸用スイベル7、内側掘削手段45に設けられて供給管40を介して移送される改良材を受け入れて原地盤に吐出するノズル42などからなる。
The outer improvement material discharge means is provided in the
油圧シリンタ6は、本体である筒体6aが上マウントベース20の下面側に設けられた取付部22に連結支持され、筒体6aに出没されるピストン6bが下マウントベース21に設けられた取付部23に連結支持されている。そして、この例では、図2および図3の各(a)がピストン6bが筒内6aから突出した状態を示し、各(b)がピストン6bが筒内6aに没した状態を示している。各(a)のピストン6bの突出態では、外筒3の下端開口と内軸4の下端側との間の隙間が最小となる。各(b)のピストン6bの没状態では、前記隙間、つまり原地盤部分を外筒3内に取り込む取込口や外筒3内に取り込まれた原地盤部分を排出する吐出口が最大となる。
The
(変形例)図5は以上の内側掘削手段45の変形例を示している。この説明では上記形態と実質的に同じ部位には同一符号を付け、変更点を明らかにする。この内側掘削手段45Aは、内軸4と略同径の本体44と、本体44の周囲に設けられてスクリュ41と連続するスクリュ44aと、本体44の上面に突設されて内軸4の下端側に係合される連結軸44bとを有している。本体44および連結軸44bは、内側が供給管40を配置する筒状となっている。その筒状には、筒下端側に装着されて供給管40の下端に接続されたノズル42が装着されている。本体44およびスクリュ44aの下端には、複数の掘削ビット48が装着されている。スクリュ44aは、掘削作用および原地盤を移動する作用を兼ねる。掘削ビット48は本体44直下の原地盤を掘削する構成である。
(Modification) FIG. 5 shows a modification of the inner excavation means 45 described above. In this description, parts that are substantially the same as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and changes are clarified. The inner excavation means 45A includes a
(地盤改良工法)次に、以上の地盤改良装置を用いて本発明の地盤改良工法により地盤改良する場合の施工手順として3例を挙げて説明する。図6〜図8において、図中楕円で示す回転方向は小さい方が内軸の回転方向、大きい方が外筒の回転方向を示している。実施工では、目標改良強度に合わせて事前に施工現場の土をボーリング採取し、上部層および下部層の境界深度、各層の長さなどが把握される。また、採取土にて室内配合実験を行い、改良材の現場施工配合量などが設定される。これらは従来同様である。 (Ground improvement method) Next, three examples will be described as construction procedures when the ground improvement method of the present invention is used to improve the ground using the above ground improvement device. 6 to 8, the smaller rotation direction indicated by an ellipse in the figure indicates the rotation direction of the inner shaft, and the larger rotation direction indicates the rotation direction of the outer cylinder. In the construction work, the soil at the construction site is bored in advance according to the target improvement strength, and the boundary depth of the upper layer and the lower layer, the length of each layer, etc. are grasped. In addition, an indoor blending experiment is performed on the collected soil, and the amount of on-site construction blending of the improved material is set. These are the same as before.
(地盤改良工法1)図6の多層系地盤は、上層部Aが砂系地盤、下層部Bが粘土系地盤を想定している。同(a)は、上記地盤改良装置を移動して、原地盤移動手段5、つまり外筒3および内軸4の下端を施工箇所に位置決めした状態を示している。この状態では、内軸4の先端部、つまり内側掘削手段45が外筒3の下端より大きく突出しており、原地盤の砂部分を外筒3内へ取り込み可能としている。
(Soil Improvement Method 1) The multi-layer ground shown in FIG. 6 assumes that the upper layer A is sand-based ground and the lower layer B is clay-based ground. The same (a) has shown the state which moved the said ground improvement apparatus, and positioned the original
同(b)は、原地盤移動手段5、つまり外筒3および内軸4を下降開始した状態を示している。この下降では、図中の矢印に示すごとく改良材を内軸3の先端側ノズル42、および外側掘削手段35側のノズル32より吐出しつつ、内軸3および外筒4を正回転で下降させる。下降過程では、原地盤内を内側掘削手段45および外側掘削手段35にて掘削しつつ、各ノズル42,32より吐出した改良材を混合攪拌し、同(c)に示すごとく原地盤内に円柱状改良予備体を造成する。同時に、内軸3の正回転により原地盤の砂部分が外筒4の筒内に順次に取り込まれる。
The same (b) shows a state in which the original
同(c)は、原地盤移動手段5を構成している外筒3の下端ないしは外側掘削手段35が上層部Aと下層部Bとの境界付近まで下降された状態を示している。この境界の判定は、予めボーリング調査で判明している境界深度に外筒3の下端ないしは外側掘削手段35が到達したか否かにより判定される。勿論、砂系地盤の回転抵抗は粘土系のそれより高いため、回転トルクの急変動などによっても判定できるので、その判定も併用することが好ましい。
FIG. 6C shows a state where the lower end or outer excavation means 35 of the
同(d)は、外筒3の下端ないしは外側掘削手段35が境界を超えて粘土系地盤に到達した後、内軸3を逆回転させて、外筒4内に取り込まれた砂部分を外筒下端開口から順次に原地盤に吐出し、これを改良材料として、この砂部分と下層部Bの粘土系地盤および各ノズル42,32より吐出される改良材とを混合している状態を示している。同(e)は、原地盤移動手段5を構成している外筒3の下端ないしは外側掘削手段35が目的の深度に到達した状態を示している。下層部Bの原地盤(粘土系地盤)は、外筒3内から吐出された砂部分の混合により粘土系の土粒子がバラバラにほぐされ、その状態で各ノズル42,32より吐出される改良材も混合されるため、土塊を生ずることなく均一な強度の円柱状改良体が造成可能となる。
(D) shows that after the lower end of the
同(d)と(e)では、例えば、下層部Bの粘土系地盤として、特に粘土系土壌に腐葉土や腐植土が存在すると、その酸性によりセメントのアルカリ反応が抑止されて、固化不良を起こし易く強度発現し難くなるが、この工法のごとく上層部Aの砂部分の混入により酸性が緩和されるため、強度を比較的容易に満足できる。 In (d) and (e), for example, when humus or humus soil is present in the clay-based soil as the clay-based ground of the lower layer B, the alkali reaction of the cement is suppressed due to its acidity, resulting in poor solidification. Although it is easy to develop the strength, the acidity is relaxed by mixing the sand portion of the upper layer portion A as in this construction method, so that the strength can be satisfied relatively easily.
次に、施工目標深度まで到達した後、外筒3を逆転させ、原地盤移動手段5、つまり外筒3および内軸4を上昇させて引き抜き動作に移行される。同(f)は、そのように引き抜き動作に移行された後、外軸3の下端ないしは外側掘削手段35が地表GLに到達した状態を示している。以上のようにして造成された円柱状改良体は、互層地盤の各土壌の性状に関わりなく、粘土と砂および改良材が適度に混合されてほぼ均質なものとなる。また、この円柱状改良体は、上層部Aの砂部分を下層部Bの粘土系地盤の改良材として用いたため、ノズル42,33から吐出するセメントミルクなど改良材の使用量を減らして施工費を低減可能となる。
Next, after reaching the construction target depth, the
(地盤改良工法2)図7の多層系地盤は図6と同様、上層部A1が砂系地盤、下層部B1が粘土系地盤を想定している。この説明では、図6に比べ変更された構成についてだけ明らかにする。この地盤改良工法において、図7(a)〜(c)では、図6(a)〜(c)に比べ、各ノズル42,32から改良材を吐出しない点で異なっている。つまり、この工法では、内軸3の正回転により原地盤の砂部分を外筒4の筒内に順次に取り込むが、境界に達するまで各ノズル42,32より改良材を吐出しない。
(Soil Improvement Method 2) The multi-layered ground in FIG. 7 assumes that the upper layer portion A1 is sand-based ground and the lower layer portion B1 is clay-based ground, as in FIG. In this description, only the configuration changed from that in FIG. 6 will be clarified. In this ground improvement construction method, FIGS. 7A to 7C are different from FIGS. 6A to 6C in that the improvement material is not discharged from the
図7(d)〜(f)は、図6(d)〜(f)に比べ、外筒3の下端ないしは外側掘削手段35が境界を超えて粘土系地盤に到達した後、内軸3を逆回転させて、外筒4内に取り込まれた砂部分を外筒下端開口から順次に原地盤に吐出し、この吐出された砂部分と下層部B1の粘土系地盤および各ノズル42,32より吐出される改良材とを混合する点では同じである。しかし、外筒4内に取り込まれた砂部分については、図6の構成とは相違して改良材を含んでいない。このため、下層部B1に造成される円柱状改良体は、各ノズル42,32より吐出される改良材の吐出総量が図6と図7で同じであれば、改良材の含有率は図6に比べ図7の方が低くなる。
7 (d) to (f), compared with FIGS. 6 (d) to (f), after the lower end of the
また、この工法では、図6(f)に比べ原地盤移動手段5、つまり外筒3および内軸4が貫入後、引き抜き過程において、境界よりも上昇されるときに改良材がノズル42より上層部A1の砂系地盤に吐出される。この吐出量は、例えば、上層部A1の砂系地盤より下層部B2に移動した砂部分の移動量に応じて決められる。
Further, in this construction method, compared with FIG. 6 (f), after the original
(地盤改良工法3)図8の多層系地盤は、上層部A2が粘土系地盤、下層部B2が砂系地盤を想定している。この説明でも、図7に比べ変更された構成についてだけ明らかにする。この地盤改良工法において、図8(a)〜(c)は、図7(a)〜(c)と実質的に同じ。すなわち、この工法では、各ノズル42,32より改良材を吐出せず、また、内軸3の正回転により原地盤の粘土部分を外筒4の筒内に順次に取り込む。
(Soil Improvement Method 3) The multilayer ground in FIG. 8 assumes that the upper layer portion A2 is clay-based ground and the lower layer portion B2 is sand-based ground. In this description, only the configuration changed from that in FIG. 7 will be clarified. In this ground improvement construction method, FIGS. 8A to 8C are substantially the same as FIGS. 7A to 7C. That is, in this construction method, the improvement material is not discharged from the
図8(d)〜(f)は、外筒3の下端ないしは外側掘削手段35が境界を超えて砂系地盤に到達した後、内軸3を逆回転させて、外筒4内に取り込まれた粘土部分を外筒下端開口から順次に原地盤に吐出し、この吐出された粘土部分と下層部B1の砂系地盤とを混合する。しかし、この工法では、図7に比べ各ノズル42,32より改良材を吐出しない。このため、下層部B2に造成される円柱状改良体は、砂系地盤と上層部A2から移動された粘土部分とが混合攪拌されたものとなる。また、この工法でも、図7(f)に比べ原地盤移動手段5、つまり外筒3および内軸4が貫入後、引き抜き過程において、境界よりも上昇されるときに改良材がノズル42より上層部A2の砂系地盤に吐出される。この吐出量も、例えば、上層部A2の粘土系地盤より下層部B2に移動した粘土部分の移動量に応じて決められる。
FIGS. 8D to 8F show that the lower end of the
なお、以上の形態例は本発明を何ら制約するものではない。本発明は、各請求項で特定される構成要素を備えておればよく、細部は必要に応じて種々変更したり展開可能なものである。例えば、装置的には、アタッチメントを上下に移動する昇降手段、内軸を外筒に対して相対的に上下動する上下移動手段、改良材を対応するノズルから吐出する構成などは施工規模や深さ、地盤性状、改良材の種類などに応じて適宜変更可能である。 Note that the above embodiments do not limit the present invention. The present invention only has to include the components specified in each claim, and the details can be variously changed and developed as necessary. For example, in terms of equipment, the lifting and lowering means for moving the attachment up and down, the vertical movement means for moving the inner shaft up and down relatively with respect to the outer cylinder, the configuration for discharging the improved material from the corresponding nozzle, etc. It can be appropriately changed according to the ground properties, the type of the improved material, and the like.
また、工法的には、対象の多層系地盤には、改良対象外の表層部を有していたり、上層部と下層部との間に中間層が横たわっていたり、更に互層地盤が交互に積み重なった複合的な多層系地盤なども含まれる。また、各層地盤の深さが異なる場合には、内軸の正逆回転数や貫入速度を変化させることにより、外筒内への取り込みおよび吐出量を調整し、各層で可及的に均質に混合できるようにすればよいことも勿論である。 In terms of construction, the target multi-layer ground has a surface layer that is not subject to improvement, an intermediate layer lies between the upper layer and the lower layer, and alternate layers are stacked alternately. This includes complex multi-layered ground. In addition, when the depth of each layer is different, by changing the forward / reverse rotation speed and penetration speed of the inner shaft, the amount of intake and discharge into the outer cylinder is adjusted so that each layer is as homogeneous as possible. Of course, it is only necessary to allow mixing.
1・・・・地盤改良装置
2・・・・アタッチメント
5・・・・原地盤移動手段(3は外筒、4は内軸、41はスクリュ)
6・・・・油圧シリンダ(上下移動手段)
7・・・・内軸用スイベル(内側改良材吐出手段)
8・・・・外筒用スイベル(外側改良材吐出手段)
9・・・・多層系地盤(Aは砂系地盤、Bは粘土系地盤)
9A・・・・多層系地盤(A1は砂系地盤、B1は粘土系地盤)
9B・・・・多層系地盤(A2は粘土系地盤、B2は砂系地盤)
45・・・・内側掘削手段(48は掘削ビット)
45A・・・内側掘削手段(48は掘削ビット)
10・・・・ベースマシン
14・・・・リーダ
15・・・・ガイドレール
30・・・・外筒の供給管(外側改良材吐出手段)
32・・・・ノズル(外側改良材吐出手段)
35・・・・外側掘削手段(38は掘削ビット)
39・・・・攪拌翼
40・・・・内軸の供給管(内側改良材吐出手段)
42・・・・ノズル(内側改良材吐出手段)
DESCRIPTION OF
6 .... Hydraulic cylinder (up and down movement means)
7 ... Swivel for inner shaft (inner improvement material discharge means)
8 ... Swivel for outer cylinder (outside improvement material discharge means)
9 ... Multilayer ground (A is sand ground, B is clay ground)
9A ... Multi-layered ground (A1 is sand-based ground, B1 is clay-based ground)
9B ... Multi-layered ground (A2 is clay-based ground, B2 is sand-based ground)
45... Inside drilling means (48 is a drill bit)
45A ... Inside drilling means (48 is a drill bit)
DESCRIPTION OF
32 .... Nozzle (outside improved material discharge means)
35... Outer drilling means (38 is a drill bit)
39 ...
42... Nozzle (inner improvement material discharge means)
Claims (7)
地盤下に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒、および螺旋状のスクリュを周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸を備え、
前記内軸および外筒を前記多層系地盤に貫入する過程で、前記上層部または下層部の原地盤部分を前記内軸の正転により前記外筒下端より外筒内に取り込んだ後、更なる貫入過程または引き抜き過程で前記内軸の逆転により前記外筒内に取り込まれた原地盤部分を前記下層部または上層部に改良材料用として吐出し混合することを特徴とする地盤改良工法。 In the ground improvement method applied to the multi-layered ground where the upper layer and lower layer are different layers,
An outer cylinder that can be rotated forward and backward that penetrates and pulls out under the ground, and an inner shaft that can be rotated forward and reversely disposed inside the outer cylinder with a helical screw around the periphery,
In the process of penetrating the inner shaft and outer cylinder into the multi-layered ground, after the original ground portion of the upper layer part or the lower layer part is taken into the outer cylinder from the lower end of the outer cylinder by forward rotation of the inner shaft, further A ground improvement method characterized by discharging and mixing an original ground portion taken into the outer cylinder by reversal of the inner shaft in an intrusion process or a drawing process into the lower layer or upper layer for improvement material.
地盤に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒、および螺旋状のスクリュを周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸を有し、前記内軸および外筒を前記多層系地盤へ貫入する過程で、前記上部層または下部層の原地盤部分を前記内軸の正逆の回転により前記外筒下端より外筒内に取込んだり再び原地盤に吐出混合する原地盤移動手段と、
前記内軸を前記外筒に対して相対的に上下動可能にする上下移動手段と、
前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段と、
前記内軸の下端側に設けらて内軸に沿って移送されてくる改良材を原地盤内に吐出する内側改良材吐出手段、および前記外側掘削手段に設けらて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側改良材吐出手段とを備えていることを特徴とする地盤改良装置。 In the ground improvement device used in the ground improvement method applied to the multi-layered ground where the upper layer and the lower layer are different layers,
An outer cylinder capable of rotating in the forward and reverse directions penetrating into and extracted from the ground, and an inner shaft capable of rotating in the forward and reverse directions having a helical screw around the inside and penetrating inside the outer cylinder; In the process of penetrating the outer cylinder into the multi-layered ground, the original ground portion of the upper layer or the lower layer is taken into the outer cylinder from the lower end of the outer cylinder by the forward and reverse rotation of the inner shaft, and is discharged again to the original ground. Raw ground moving means to be mixed;
Vertical movement means for allowing the inner shaft to move up and down relatively with respect to the outer cylinder;
An inner excavation means combined with a stirring blade attached to the lower end of the inner shaft, and an outer excavation means combined with an agitation blade attached around the lower end of the outer cylinder;
Inner improvement material discharge means provided at the lower end side of the inner shaft and discharged along the inner shaft into the original ground, and provided on the outer excavation means and transferred along the outer cylinder. A ground improvement device, comprising: an outside improvement material discharge means for discharging the coming improvement material to the original ground.
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JP2021059856A (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | 積水ハウス株式会社 | Excavation agitator |
CN113029654A (en) * | 2021-03-17 | 2021-06-25 | 中建材西南勘测设计有限公司 | Rock reconnaissance sampling device |
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