JP2018104994A - Pile structure and construction method of pile structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は杭構造体および杭構造体の施工方法に関するものである。詳しくは、セメントミルクの固化物からなる芯部と、芯部の外周に形成された摩擦部と、芯部の下端に接合された金属製の支持部を備える構成とすることによって、以下の技術的効果を発現させることができる杭構造体および杭構造体の施工方法に関するものである。
１）鋼管を土壌中に埋設することなく、杭自体の強度を確保することができる。
２）周囲の土壌・地盤に対して強固な摩擦力、支持力を発現させることができる。具体的には、従前の杭構造体のような、芯部とその周囲との間に境界が形成されてしまうことによる摩擦力、支持力の低下を生じることなく、芯部とその周囲との間に強固な摩擦力、支持力を発現させることができる。
３）セメントミルクの固化物からなる芯部および芯部先端に支持部を備えているので杭自体の支持力を確保することができる。
４）１）〜３）の効果を簡単な構造および安価なコストで実現することができる。
The present invention relates to a pile structure and a method for constructing the pile structure. Specifically, the following technique is provided by including a core portion made of a solidified cement milk, a friction portion formed on the outer periphery of the core portion, and a metal support portion joined to the lower end of the core portion. It is related with the construction method of a pile structure which can express an effect, and a pile structure.
1) The strength of the pile itself can be ensured without burying the steel pipe in the soil.
2) A strong frictional force and supporting force can be expressed against the surrounding soil and ground. Specifically, as in the conventional pile structure, the friction between the core part and the surrounding area is not formed, and the frictional force and the supporting force are not reduced. A strong frictional force and supporting force can be expressed in the meantime.
3) Since the support part is provided in the core part which consists of solidified material of cement milk, and a core part front end, the support power of pile itself can be ensured.
4) The effects 1) to 3) can be realized with a simple structure and low cost.
従前から、建築物を建築する際、地盤を強化・改良するための一般的な方法として地盤（土壌）に杭を打ち込む工法が採用されている。 Conventionally, when building a building, a method of driving a pile into the ground (soil) has been adopted as a general method for strengthening and improving the ground.
そして、このような杭の施工方法として、杭を地盤に圧入した際に先端部を土壌中に残すことによって支持力を得る技術（特許文献１、２）や、鋼管杭を地盤に打ち込んでいく際に掘削した土壌とセメントミルクを混合し、杭打ち後に鋼管杭を地中に打ち込んだまま掘削した土壌とセメントミルクの混合物を固化させて地盤を強化・改良する技術（特許文献３、４）などが開発されている。 And as a construction method of such a pile, when the pile is press-fitted into the ground, a technique (Patent Documents 1 and 2) for obtaining a supporting force by leaving the tip portion in the soil, or a steel pipe pile is driven into the ground Technology to strengthen and improve the ground by mixing the soil excavated with cement milk and solidifying the excavated soil and cement milk while driving the steel pipe pile into the ground after pile driving (Patent Documents 3 and 4) Etc. are being developed.
しかしながら、特許文献１、２に記載されている技術は、先端部が土壌中に残っていることから形成された杭の支持力については確保されるものの、杭自体については先端部を地盤に圧入することによって作製した穴にコンクリートや鉱さいなどを充填することによって形成するものであることから、作製した穴と形成した杭との間には、境界が形成されてしまうことになり、穴と杭との間の摩擦力や支持力が低下してしまうという問題がある。 However, although the techniques described in Patent Documents 1 and 2 ensure the bearing capacity of the pile formed because the tip remains in the soil, the tip of the pile itself is press-fitted into the ground. Since the hole is made by filling concrete or slag into the hole made, a boundary will be formed between the hole made and the pile formed. There is a problem that the frictional force and supporting force between the two are reduced.
一方、特許文献３、４に記載されている技術は、掘削した土壌とセメントミルクの混合物を固化させたものを杭の外周に形成することから、特許文献１、２に記載の技術よりは地盤を強化・改良することができることになる。
しかしながら、特許文献３、４に記載されている技術は、鋼管杭を地中に打ち込んだままとなることから、杭自体は鋼管杭と鋼管杭の内部に充填したセメントミルクの固化物によって形成されることになるため、掘削土壌とセメントミルクの混合固化物と、杭との間には、はっきりとした境界が形成されてしまうことになり、摩擦力、支持力が低下してしまうという問題がある。
なお、この点については、鋼管の表面に凹凸や螺旋板を設けることによって摩擦力、支持力の低下を防止することが可能であるが、専用の杭を作製しなければならなかったり、鋼管杭は地中に打ち込んだままとなることからコスト高になってしまったりするなどの問題がある。
On the other hand, since the techniques described in Patent Documents 3 and 4 form a solidified mixture of excavated soil and cement milk on the outer periphery of the pile, the ground is more than the techniques described in Patent Documents 1 and 2. Can be strengthened and improved.
However, since the techniques described in Patent Documents 3 and 4 leave the steel pipe pile driven in the ground, the pile itself is formed by the solidified product of cement milk filled in the steel pipe pile and the steel pipe pile. Therefore, there will be a clear boundary between the excavated soil and the mixed solidified product of cement milk and the pile, and there is a problem that the frictional force and the supporting force are reduced. is there.
In this regard, it is possible to prevent the frictional force and the supporting force from being lowered by providing irregularities and spiral plates on the surface of the steel pipe, but it is necessary to make a dedicated pile, Has problems such as high costs due to being driven into the ground.
なお、特許文献５には、地盤を掘削する際に、まず掘削した土壌とセメントミルクの混合物５による掘削孔４０を作製した後、混合物５が固化する前に掘削孔４０よりも口径が小さい掘削ロッド３１および掘削ベッド３３を混合物５（掘削孔４０）中に再度掘削し、先端からセメントミルクを吐出させて芯部６を形成する技術が開示されている。 In Patent Document 5, when excavating the ground, the excavation hole 40 is first formed by the mixture 5 of excavated soil and cement milk, and then the excavation having a smaller diameter than the excavation hole 40 before the mixture 5 solidifies. A technique is disclosed in which the core 31 is formed by excavating the rod 31 and the excavation bed 33 again into the mixture 5 (excavation hole 40) and discharging cement milk from the tip.
係る技術によれば、混合物５と芯部６との間や混合物５と土壌との間には、境界が形成されることがないことから摩擦力の低下を防止することができるという利点がある。 According to such a technique, there is an advantage that a decrease in frictional force can be prevented because no boundary is formed between the mixture 5 and the core portion 6 or between the mixture 5 and the soil. .
しかしながら、特許文献５に記載されている技術は、図６、８に開示されているとおり、ノズル３２の流路３２１が細いことから、掘削ベッド３３によって芯部となる部分を再度掘削してノズル３２からセメントミルクを吐出した場合でも、セメントミルクの吐出量が少ないため図２（ｆ）のような円柱状の芯体６ａとはなりにくいという問題がある。
また、特許文献５に記載されている技術は、先端部を土壌中に残すものではないことから、杭の支持力を十分に確保することができないという問題もある。
However, as disclosed in FIGS. 6 and 8, the technique described in Patent Document 5 is such that the flow path 321 of the nozzle 32 is narrow, and therefore the portion that becomes the core portion is excavated again by the excavation bed 33. Even when the cement milk is discharged from 32, there is a problem that the cylindrical milk core 6a as shown in FIG.
Moreover, since the technique described in patent document 5 does not leave a front-end | tip part in soil, there also exists a problem that the support force of a pile cannot fully be ensured.
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、セメントミルクの固化物からなる芯部と、芯部の外周に形成された摩擦部と、芯部の下端に接合された金属製の支持部を備える構成とすることによって、以下の技術的効果を発現させることができる杭構造体および杭構造体の施工方法の提供を目的とするものである。
１）鋼管を土壌中に埋設することなく、杭自体の強度を確保することができる。
２）周囲の土壌・地盤に対して強固な摩擦力、支持力を発現させることができる。具体的には、従前の杭構造体のような、芯部とその周囲との間に境界が形成されてしまうことによる摩擦力、支持力の低下を生じることなく、芯部とその周囲との間に強固な摩擦力、支持力を発現させることができる。
３）セメントミルクの固化物からなる芯部および芯部先端に支持部を備えているので杭自体の支持力を確保することができる。
４）１）〜３）の効果を簡単な構造および安価なコストで実現することができる。
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is joined to a core portion made of a solidified cement milk, a friction portion formed on the outer periphery of the core portion, and a lower end of the core portion. The purpose of the present invention is to provide a pile structure and a method for constructing the pile structure that can exhibit the following technical effects by adopting a configuration including a metal support portion.
1) The strength of the pile itself can be ensured without burying the steel pipe in the soil.
2) A strong frictional force and supporting force can be expressed against the surrounding soil and ground. Specifically, as in the conventional pile structure, the friction between the core part and the surrounding area is not formed, and the frictional force and the supporting force are not reduced. A strong frictional force and supporting force can be expressed in the meantime.
3) Since the support part is provided in the core part which consists of solidified material of cement milk, and a core part front end, the support power of pile itself can be ensured.
4) The effects 1) to 3) can be realized with a simple structure and low cost.
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る杭構造体は、セメントミルクの固化物からなる芯部と、芯部の外周に形成され、芯部と一体となった摩擦部と、芯部の下端に接合された支持部を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a pile structure according to claim 1 of the present invention includes a core portion made of a solidified cement milk, and a friction portion formed on the outer periphery of the core portion and integrated with the core portion. The support part joined to the lower end of the core part is provided.
本発明の請求項２に係る杭構造体は、摩擦部が、掘削土壌とセメントミルクとの混合固化体であることを特徴とする。 The pile structure according to claim 2 of the present invention is characterized in that the friction part is a mixed solid body of excavated soil and cement milk.
本発明の請求項３に係る杭構造体は、摩擦部が、掘削土壌とセメントミルクとが不均一な混合状態となって固化しているものであることを特徴とする。 The pile structure according to claim 3 of the present invention is characterized in that the friction part is solidified by excavating soil and cement milk in a non-uniform mixed state.
本発明の請求項４に係る杭構造体は、支持部が、円柱状または底面を有する円筒状の部材に、部材の外周面よりも外側に突出した突出部を設けたものであることを特徴とする。 The pile structure according to claim 4 of the present invention is characterized in that the support portion is a cylindrical member having a columnar shape or a bottom surface and provided with a protruding portion protruding outward from the outer peripheral surface of the member. And
本発明の請求項５に係る杭構造体の施工方法は、掘削刃を備えた先端部材と、吐出口を有する鋼管を用いて吐出口からセメントミルクを吐出して、掘削した土壌とセメントミルクを混合しながら土壌を掘削する掘削工程と、先端部材を所定深度になるまで鋼管を土壌に挿入した後、先端部材を分離して先端部材のみを土壌中に残置する分離残置工程と、分離残置工程の後に、鋼管の先端からセメントミルクを吐出しながら鋼管を土壌から引き抜く引抜工程を備えることを特徴とする。 The construction method of a pile structure according to claim 5 of the present invention is a method of discharging cement milk from a discharge port using a tip member having a drilling blade and a steel pipe having a discharge port, and excavating soil and cement milk. Excavation process for excavating soil while mixing, separation leaving process for separating the tip member and leaving only the tip member in the soil after inserting the steel pipe into the soil until the tip member reaches a predetermined depth, and separation leaving process Is provided with a drawing step of drawing the steel pipe from the soil while discharging cement milk from the tip of the steel pipe.
本発明の請求項６に係る杭構造体の施工方法は、掘削刃が、鋼管の外周面よりも外側に突出するように設けられたものであることを特徴とする。 The construction method of the pile structure according to claim 6 of the present invention is characterized in that the excavation blade is provided so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the steel pipe.
本発明に係る杭構造体および杭構造体の施工方法によれば、セメントミルクの固化物からなる芯部と、芯部の外周に形成された摩擦部と、芯部の下端に接合された金属製の支持部を備える構成とすることによって、以下の技術的効果を発現させることができる。
１）鋼管を土壌中に埋設することなく、杭自体の強度を確保することができる。
２）周囲の土壌・地盤に対して強固な摩擦力、支持力を発現させることができる。具体的には、従前の杭構造体のような、芯部とその周囲との間に境界が形成されてしまうことによる摩擦力、支持力の低下を生じることなく、芯部とその周囲との間に強固な摩擦力、支持力を発現させることができる。
３）セメントミルクの固化物からなる芯部および芯部先端に支持部を備えているので杭自体の支持力を確保することができる。
４）１）〜３）の効果を簡単な構造および安価なコストで実現することができる。
According to the pile structure and the method for constructing the pile structure according to the present invention, a core portion made of cement milk solidified material, a friction portion formed on the outer periphery of the core portion, and a metal bonded to the lower end of the core portion The following technical effect can be expressed by using a structure including a support portion made of metal.
1) The strength of the pile itself can be ensured without burying the steel pipe in the soil.
2) A strong frictional force and supporting force can be expressed against the surrounding soil and ground. Specifically, as in the conventional pile structure, the friction between the core part and the surrounding area is not formed, and the frictional force and the supporting force are not reduced. A strong frictional force and supporting force can be expressed in the meantime.
3) Since the support part is provided in the core part which consists of solidified material of cement milk, and a core part front end, the support power of pile itself can be ensured.
4) The effects 1) to 3) can be realized with a simple structure and low cost.
本発明の請求項２、３に係る杭構造体によれば、摩擦部を特定の形態とすることによって、上記１）〜４）の効果をより効果的に発現させることができる。 According to the pile structure according to claims 2 and 3 of the present invention, the effects of the above 1) to 4) can be expressed more effectively by making the friction part a specific form.
本発明の請求項４に係る杭構造体によれば、支持部に突出部を設けることによって、上記３）の効果をより向上させることができる。 According to the pile structure according to claim 4 of the present invention, the effect of the above 3) can be further improved by providing the support portion with the protruding portion.
本発明の請求項６に係る杭構造体の施工方法によれば、掘削刃を特定の形態とすることによって、上記２）の効果をより向上させた杭構造体を作製することができる。 According to the method for constructing a pile structure according to claim 6 of the present invention, a pile structure in which the effect of the above 2) is further improved can be produced by making the excavating blade a specific form.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。
図１は本発明の杭構造体を示す模式図であり、図２は本発明の杭構造体を作製する際に用いる掘削杭の模式図であり、図３は図２の掘削杭の断面図（図３（ａ）は分離時の断面図、図３（ｂ）は連結時の断面図）であり、図４は図２の掘削杭を上方から見た状態を示す模式図であり、図５は図２の掘削杭を下方から見た状態を示す模式図であり、図６は図２の支持部４の側面図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a pile structure of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of an excavation pile used when producing the pile structure of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the excavation pile of FIG. FIG. 3 (a) is a sectional view at the time of separation, FIG. 3 (b) is a sectional view at the time of connection, and FIG. 4 is a schematic view showing the state of the excavated pile of FIG. 5 is a schematic view showing the excavated pile of FIG. 2 as viewed from below, and FIG. 6 is a side view of the support portion 4 of FIG.
（杭構造体）
まず、本発明の杭構造体の構成を図１に基づいて説明する。
本発明の杭構造体１は、セメントミルクの固化物からなる芯部２と、芯部２の外周に形成され、芯部２と一体となった摩擦部３と、芯部２の下端に接合された支持部４を備えることを基本構成とするものである。
そして、本発明の杭構造体はこのような構成を備えていることから［発明の効果］において記載の様々な技術的効果を発現させることができることになる。
(Pile structure)
First, the structure of the pile structure of this invention is demonstrated based on FIG.
The pile structure 1 of the present invention is joined to a core portion 2 made of cement milk solidified material, a friction portion 3 formed on the outer periphery of the core portion 2 and integrated with the core portion 2, and a lower end of the core portion 2. The basic structure is to provide the support portion 4 that has been made.
And since the pile structure of this invention is equipped with such a structure, it can express various technical effects as described in [Effect of invention].
具体的には、まず、芯部２と一体となった摩擦部３を備えている構造であることから、周囲の土壌・地盤に対して強固な摩擦力、支持力を発現させることができるのである。
すなわち、従前の杭構造体のように鋼管を土壌中に埋設した杭構造体では、鋼管の外周面とその周辺の土壌・地盤とはそもそも材質が異なることから、鋼管の外周面とその周辺の土壌・地盤との間には境界（面）が形成されてしまうことになる。また、鋼管を打ち込む際には鋼管の外周面が土壌・地盤と擦れ合いながら打ち込まれていくことから、鋼管の外周面とその周辺の土壌・地盤との間には擦れ合うことによる境界（面）が形成されてしまう場合もある。従って、従前の杭構造体においては、芯部（鋼管の材質や鋼管内部の構造）を強固なものとした場合でも、鋼管（芯部）の外周面とその周辺の土壌・地盤との間に形成されてしまう境界に起因する摩擦力、支持力の低下がどうしても生じてしまうことになる。
これに対して、本願発明の杭構造体１は、芯部２の外周に形成される摩擦部３が芯部２と一体となった構造であることから、芯部２の外周面とその周辺の土壌・地盤との間に境界が形成されてしまうことがなく、摩擦力、支持力を保持することができるのである。
また、本願発明の杭構造体１は、図１に示すとおり、芯部２や摩擦部３の外周面には凹凸が形成されることになる（従前の杭構造体のように鋼管によるきれいな円柱が形成されるのではない）ため、係る凹凸によるアンカー効果や表面積が大きくなる効果によって摩擦力、支持力を発現させることもできるのである。
Specifically, first, since the structure is provided with the friction part 3 integrated with the core part 2, it is possible to express a strong frictional force and supporting force against the surrounding soil and ground. is there.
In other words, in a pile structure in which steel pipes are embedded in soil as in the conventional pile structure, the outer peripheral surface of the steel pipe and the surrounding soil and ground are of different materials, so the outer peripheral surface of the steel pipe and the surrounding A boundary (surface) is formed between the soil and the ground. In addition, when the steel pipe is driven, since the outer peripheral surface of the steel pipe is driven while rubbing against the soil and ground, the boundary (surface) due to rubbing between the outer peripheral surface of the steel pipe and the surrounding soil and ground May be formed. Therefore, in the conventional pile structure, even if the core part (material of the steel pipe and the structure inside the steel pipe) is made strong, it is between the outer peripheral surface of the steel pipe (core part) and the surrounding soil / ground. The frictional force and the supporting force are inevitably lowered due to the boundary that is formed.
On the other hand, the pile structure 1 of the present invention has a structure in which the friction part 3 formed on the outer periphery of the core part 2 is integrated with the core part 2, so that the outer peripheral surface of the core part 2 and its periphery No boundary is formed between the soil and the ground, and frictional force and supporting force can be maintained.
In addition, as shown in FIG. 1, the pile structure 1 of the present invention has irregularities formed on the outer peripheral surface of the core portion 2 and the friction portion 3 (a clean cylinder made of steel pipe as in the conventional pile structure). Therefore, the frictional force and the supporting force can be expressed by the anchor effect due to the unevenness and the effect of increasing the surface area.
次に、上記のとおり、芯部２を土壌中においてむき出しの状態とした場合でも摩擦力、支持力を発現させることができることから、鋼管を土壌中に埋設することなく、杭自体の強度を確保することができるのである。 Next, as described above, since the frictional force and the supporting force can be expressed even when the core part 2 is exposed in the soil, the strength of the pile itself is ensured without burying the steel pipe in the soil. It can be done.
次に、芯部２の先端（下端）には支持部が接合されていることから、セメントミルクの固化物からなる芯部２の支持力自体も土壌・地盤内において十分確保することができることになり、芯部２の外周に形成され、芯部２と一体となった摩擦部３の摩擦力、支持力との相乗効果によって、より強固な杭構造体を得ることができるのである。 Next, since the support part is joined to the front-end | tip (lower end) of the core part 2, the support force itself of the core part 2 which consists of a solidified material of cement milk can fully be ensured in soil and the ground. Thus, a stronger pile structure can be obtained by the synergistic effect of the frictional force and the supporting force of the friction part 3 formed on the outer periphery of the core part 2 and integrated with the core part 2.
さらに、上記の効果を発現する杭構造体を簡単な構造および安価なコストで実現することができるのである。 Furthermore, it is possible to realize a pile structure that exhibits the above effects with a simple structure and at a low cost.
次に、各構成要素について説明する。 Next, each component will be described.
（芯部）
本発明の杭構造体１の芯部２は、セメントミルクの固化物からなるものである。なお、本発明における「セメントミルクの固化物からなるもの」との意は、添加物までをも排除する意ではなく、必要に応じて流動化剤、増粘剤などの添加物を混合したものを含む意である。また、セメント、水などの各原料成分の混合比率についても必要に応じて適宜決定することができるものである。
(Core)
The core part 2 of the pile structure 1 of the present invention is made of a solidified product of cement milk. In the present invention, the meaning of “consisting of solidified cement milk” is not intended to exclude even additives, but is a mixture of additives such as fluidizing agents and thickeners as necessary. Is meant to include. Moreover, the mixing ratio of each raw material component such as cement and water can be determined as needed.
また、芯部２の形状については、特に限定されるものではなく杭構造体１を打ち込む土壌・地盤に応じて適宜決定されるものであるが、様々な方向からの力に対して耐性を発現させるためには円柱状または略円柱状とすることが好ましい。 Moreover, about the shape of the core part 2, although it does not specifically limit, Although it determines suitably according to the soil and ground which drive | pile the pile structure 1, it expresses tolerance with respect to the force from various directions. In order to achieve this, a cylindrical shape or a substantially cylindrical shape is preferable.
（摩擦部）
本発明の杭構造体１の摩擦部３は、芯部２の外周に形成され、芯部２と一体となっているものである。具体的には、杭構造物１を作製する際に掘削される掘削土壌とセメントミルクとの混合固化体となっているものである。このように本発明の杭構造体１の摩擦部３は、掘削土壌とセメントミルクとの混合固化体となっていることから、芯部２と摩擦部３とは同じセメントミルク成分によって連続した（一体化した）状態を形成することになり、従前の杭構造体のように芯部２の外周面とその周辺の土壌・地盤との間に境界が形成されることがなく、摩擦力、支持力を発現することができるのである。
(Friction part)
The friction portion 3 of the pile structure 1 of the present invention is formed on the outer periphery of the core portion 2 and is integrated with the core portion 2. Specifically, it is a mixed solid body of excavated soil and cement milk excavated when the pile structure 1 is produced. Thus, since the friction part 3 of the pile structure 1 of the present invention is a mixed solid body of excavated soil and cement milk, the core part 2 and the friction part 3 are continuous by the same cement milk component ( Integrated), and no boundary is formed between the outer peripheral surface of the core 2 and the surrounding soil / ground like the conventional pile structure, and frictional force, support The force can be expressed.
なお、掘削土壌とセメントミルクとの混合固化体は、掘削土壌とセメントミルクとが均一に混合されて固化している状態でも、掘削土壌とセメントミルクとが不均一な混合状態となって固化しているものでも良い。
なお、掘削土壌とセメントミルクとが均一な混合状態となって固化している場合には、芯部２の外周面とその周辺に位置する摩擦部３との間や、摩擦部３の外周面とその周辺に位置する土壌・地盤との間には、明確な材質の違いによる境界が存在してしまう可能性がある一方、均一な組成となることから強度が確保されることになり、セメントミルクと掘削土壌が不均一な混合状態となって固化している場合には、上記のような材質の違いによる境界が明確には存在しない箇所も形成されることから、芯部２と摩擦部３との間、摩擦部３とその周辺に位置する土壌・地盤との間が連続した（一体化した）状態を形成することになり、摩擦力、支持力を発現することができる。
In addition, the mixed solidified body of excavated soil and cement milk solidifies in an unevenly mixed state between excavated soil and cement milk even when excavated soil and cement milk are uniformly mixed and solidified. It may be what you have.
In addition, when excavated soil and cement milk are in a uniform mixed state and solidified, the outer peripheral surface of the friction portion 3 or between the outer peripheral surface of the core portion 2 and the friction portion 3 located in the periphery thereof is obtained. There is a possibility that there will be a clear boundary due to the difference in material between the soil and the surrounding soil and ground, but the strength will be ensured because of the uniform composition, cement When milk and excavated soil are in a non-uniform mixed state and solidified, a portion where the boundary due to the difference in material as described above does not exist clearly is formed. 3, the friction part 3 and the soil / ground located in the vicinity thereof form a continuous (integrated) state, and thus a frictional force and a supporting force can be expressed.
なお、掘削土壌に対するセメントミルクの配合比率については、特に限定されるものではなく必要に応じて適宜決定することができる。 In addition, about the mixing | blending ratio of the cement milk with respect to excavated soil, it does not specifically limit and can be suitably determined as needed.
（支持部、掘削杭）
本発明の杭構造体１の支持部４は、図１、２、３、５〜７に示すように、円柱状または底面を有する円筒状の部材５（掘削の際には先端部材５ｂとなるもの）に、突出部６ａ（掘削の際には掘削刃６ｂとなるもの）を備えたものである。また、突出部６ａは、円柱状または底面を有する円筒状の部材５の外周面よりも外側に突出したものである。なお、図１、２、３、５〜７に示す支持部４は、掘削刃６ｂ（突出部６ａ）の他に、円柱状または底面を有する円筒状の部材５の先端（下端）にも掘削刃７、掘削刃８を設けた構造となっている。
(Support part, excavation pile)
As shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5-7, the support portion 4 of the pile structure 1 of the present invention is a cylindrical member 5 or a cylindrical member 5 having a bottom surface (a tip member 5b during excavation). 1) is provided with a protruding portion 6a (which becomes a digging blade 6b at the time of excavation). Moreover, the protrusion part 6a protrudes outside the outer peripheral surface of the cylindrical member 5 having a columnar shape or a bottom surface. In addition, the support part 4 shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5-7 excavates also at the front-end | tip (lower end) of the cylindrical member 5 which has a column shape or a bottom face other than the excavation blade 6b (projection part 6a). The blade 7 and the digging blade 8 are provided.
さらに、支持部４は鋼管９の先端に着脱自在に取付られることによって掘削の際に用いられる掘削杭１０を形成となる。
なお、支持部４と鋼管９との着脱方式については、特に限定されるものではなく各種の方式を採用することができる。そしてその中でも、図３、４、６、７に示すように、一対の係止部１１を支持部４の内面に対向するように設けるとともに、係る係止部１１に係止される一対の突起部１２を鋼管９の内面に対向するように設けた形態を採用すれば、簡単な構造でありながら、掘削の際に鋼管９にかかる力に活用して支持部４と鋼管９とを連結することができ、また支持部４と鋼管９との分離も簡単に行うことができるので好適である。すなわち、係る構造を採用すれば、鋼管９を特定の回転方向（図３、４、６、７においては、上方から下方（地上から地中）に向かって見た場合に時計回り方向）で回転した場合には、突起部１２が係止部１１に係止されて支持部４と鋼管９とが連結された状態となって掘削がなされることになり、鋼管９を逆の回転方向（図３、４、６、７においては、上方から下方（地上から地中）に向かって見た場合に反時計回り方向）で回転した場合には、突起部１２と係止部１１との係止状態が解除されて支持部４を鋼管９から分離させることができるのである。
Furthermore, the support part 4 forms the excavation pile 10 used in the case of excavation by being attached to the front-end | tip of the steel pipe 9 so that attachment or detachment is possible.
In addition, about the attachment / detachment system of the support part 4 and the steel pipe 9, it does not specifically limit and various systems can be employ | adopted. Among them, as shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7, the pair of locking portions 11 are provided to face the inner surface of the support portion 4, and the pair of protrusions locked to the locking portion 11. If the form which provided the part 12 so as to oppose the inner surface of the steel pipe 9 is employ | adopted, it will utilize in the force concerning the steel pipe 9 in the case of excavation, but will connect the support part 4 and the steel pipe 9 although it is a simple structure. In addition, it is preferable because the support 4 and the steel pipe 9 can be easily separated. That is, if such a structure is adopted, the steel pipe 9 is rotated in a specific rotation direction (in FIGS. 3, 4, 6, and 7, clockwise when viewed from above to below (from the ground to the ground)). In this case, the projecting portion 12 is locked to the locking portion 11 and the support portion 4 and the steel pipe 9 are connected, and excavation is performed. 3, 4, 6, and 7, when rotating from above to below (counterclockwise when viewed from the ground to the ground), the projection 12 and the locking portion 11 are locked. The state is released and the support portion 4 can be separated from the steel pipe 9.
なお、図３、４、６、７においては、係止部１１を支持部４の内面に設け、突起部１２を鋼管９の内面に設けた形態としているが、突起部１２を支持部４の内面に設け、係止部１１を鋼管９の内面に設けた形態としてもよい。 3, 4, 6, and 7, the locking portion 11 is provided on the inner surface of the support portion 4 and the projection portion 12 is provided on the inner surface of the steel pipe 9. It is good also as a form which provided in the inner surface and provided the latching | locking part 11 in the inner surface of the steel pipe 9. FIG.
さらに、図１、２、３、５〜７に示す支持部４は、円柱状または底面を有する円筒状の部材５（先端部材５ｂ）に掘削刃６ｂ（突出部６ａ）を設けた構造となっているが、鋼管９に掘削刃６ｂ（突出部６ａ）を設ける構造とすることもできる。 Furthermore, the support part 4 shown to FIG.1, 2, 3, 5-7 becomes a structure which provided the excavation blade 6b (protrusion part 6a) in the cylindrical member 5 (tip member 5b) which has a column shape or a bottom face. However, a structure in which the excavating blade 6b (projecting portion 6a) is provided on the steel pipe 9 may be employed.
また、鋼管９には、掘削の際に掘削土壌とセメントミルクとを混合するための撹拌部材１３を設けることができる。このような撹拌部材１３を設ければ、掘削土壌とセメントミルクとの不均一な混合状態と容易に作製することができるので好適である。 Further, the steel pipe 9 can be provided with a stirring member 13 for mixing excavated soil and cement milk during excavation. Providing such a stirring member 13 is preferable because it can be easily produced with a non-uniform mixed state of excavated soil and cement milk.
なお、掘削杭１０にはセメントミルクを吐出するために吐出口（図示せず）を設ける必要がある。このよう掘削杭１０に吐出口を設けておくことによって、掘削時に鋼管９および突出部６ａ（掘削刃６ｂ）を回転させながら吐出口からセメントミルクを吐出することで、簡単に掘削土壌とセメントミルクとの混合状態を作り出すことができ、摩擦部３を作製することができるのである。なお、掘削杭１０における吐出口の設置位置については、特に限定されるものではなく、円柱状または底面を有する円筒状の部材５ａ（先端部材５ｂ）、突出部６ａ（掘削刃６ｂ）、鋼管９、撹拌部材１３のいずれにも設けることができる。 In addition, it is necessary to provide the discharge port (not shown) in the excavation pile 10 in order to discharge cement milk. By providing the discharge port in the excavation pile 10 as described above, the cement milk is easily discharged from the discharge port while rotating the steel pipe 9 and the protruding portion 6a (excavation blade 6b) during excavation. Therefore, the friction part 3 can be produced. In addition, about the installation position of the discharge port in the excavation pile 10, it is not specifically limited, The cylindrical member 5a (tip member 5b) which has a column shape or a bottom face, the protrusion part 6a (excavation blade 6b), the steel pipe 9 Any of the stirring members 13 can be provided.
（杭構造体の施工方法）
次に、本発明の杭構造体の施工方法を図８に基づいて説明する。図８は本発明の杭構造体の施工方法を示す説明図である。なお、本発明の杭構造体の施工方法は、掘削工程、分離残置工程、引抜工程を備えるものである。
(Pile structure construction method)
Next, the construction method of the pile structure of this invention is demonstrated based on FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing a construction method of a pile structure according to the present invention. In addition, the construction method of the pile structure of the present invention includes an excavation process, a separation remaining process, and a drawing process.
まず、自走可能な作業車両１４にガイド柱１５を取付ける。なお、ガイド柱１５には、掘削杭１０（［００３５］および図３、４、６にて記載した着脱方式にて、先端部材５ｂ（支持部４）が鋼管９の先端に着脱自在に取付けられている）、ガイド柱１５に沿って昇降自在な昇降ヘッド１６、回転モータ１７が取付けられている。また、掘削杭１０の上方には供給装置（図示せず）から供給されるセメントミルクを掘削杭１０（鋼管９）内に供給するための配管１８が接続されている。 First, the guide pillar 15 is attached to the work vehicle 14 capable of self-propelling. Note that the tip member 5b (support portion 4) is detachably attached to the tip of the steel pipe 9 by the excavation pile 10 ([0035] and the attachment / detachment method described in FIGS. 3, 4, and 6). A lifting head 16 and a rotary motor 17 that are movable up and down along the guide column 15 are attached. A pipe 18 for supplying cement milk supplied from a supply device (not shown) into the excavation pile 10 (steel pipe 9) is connected above the excavation pile 10.
そして、図８（ａ）に示すように、上記の装備を行った作業車両１４を地盤の強化・改良を行いたい場所に配置する。 Then, as shown in FIG. 8A, the work vehicle 14 equipped with the above-described equipment is arranged at a place where the ground is to be strengthened / improved.
（掘削工程）
次に、図８（ｂ）に示すように、昇降ヘッド１６および回転モータ１７を用いて掘削刃６ｂ（突出部６ａ）、掘削刃７、掘削刃８、撹拌部材１３を回転させながら、強化・改良を行いたい場所に掘削杭１０を打ち込んでいく。そしてこの際、供給装置（図示せず）からセメントミルクを掘削杭１０（鋼管９）内に供給し、吐出口からセメントミルクを吐出しながら掘削杭１０を打ち込んでいく。
そうすると、掘削刃６ｂ（突出部６ａ）および撹拌部材１３によって、掘削土壌と吐出口されたセメントミルクとが混合されることになり、掘削土壌とセメントミルクとの混合物１９（固化することによって摩擦部３となるもの）が鋼管９の周囲に形成されていくことになる。
そして、掘削土壌とセメントミルクとの混合物１９（固化することによって摩擦部３となるもの）を作製しながら、図８（ｃ）に示すように、先端部材５ｂ（支持部４）が所定の深度になるまで掘削杭１０（鋼管９）の打ち込みを行う。
(Drilling process)
Next, as shown in FIG. 8B, the excavating blade 6b (projecting portion 6a), the excavating blade 7, the excavating blade 8, and the agitating member 13 are rotated using the elevating head 16 and the rotary motor 17 while being strengthened. The excavation pile 10 is driven into a place where improvement is desired. At this time, cement milk is supplied into the excavation pile 10 (steel pipe 9) from a supply device (not shown), and the excavation pile 10 is driven in while discharging the cement milk from the discharge port.
Then, the excavated blade 6b (protruding portion 6a) and the agitating member 13 mix the excavated soil and the discharged cement milk, and the mixture 19 of excavated soil and the cement milk (the friction portion by solidifying). 3) is formed around the steel pipe 9.
And while producing the mixture 19 (thing which becomes the friction part 3 by solidifying) of the excavated soil and the cement milk, as shown in FIG. The excavation pile 10 (steel pipe 9) is driven in until it becomes.
（分離残置工程）
次に、先端部材５ｂ（支持部４）を所定の深度まで打ち込んだ後、セメントミルクの供給を停止する。そして、鋼管９の回転を逆回転することによって係止状態の解除を行い、先端部材５ｂと掘削刃６ｂを地盤の所定深度に残置することによって、支持部４（円柱状または底面を有する円筒状の部材５ａおよび突出部６ａ）の形成を行う。
(Separation residual process)
Next, after driving the tip member 5b (support portion 4) to a predetermined depth, the supply of cement milk is stopped. Then, the locked state is released by rotating the steel pipe 9 in the reverse direction, and the tip member 5b and the excavating blade 6b are left at a predetermined depth in the ground, thereby supporting the support 4 (columnar or cylindrical with a bottom surface). The member 5a and the protruding portion 6a) are formed.
（引抜工程）
次に、図８（ｄ）に示すように、係止状態の解除を行った鋼管９を土壌中から引き抜きながら、鋼管９の先端からセメントミルクを吐出することによって、セメントミルクの円柱物２０（固化することによって芯部２となるもの）を作製する。
そうすると、図３（ａ）に示すように、支持部４（先端部材５ｂと掘削刃６ｂ）を分離した後（地盤の所定深度に残置した後）の鋼管９は円筒状となることから、供給されたセメントミルクは円柱状または略円柱状のセメントミルクの円柱物２０となりながら、支持部４の上部に形成されていくことになる。従って、供給されたセメントミルクが固化物となった際には、支持部４が土台となった芯部２が形成されることになり、支持力を発現させることができることになる。また、支持部４には円柱状または底面を有する円筒状の部材５ａ（先端部材５ｂ）の外周面よりも外側に突出した突出部６ａ（掘削刃６ｂ）が設けられていることから、この点からも安定した土台の上に芯部２が形成されることになる。
(Drawing process)
Next, as shown in FIG. 8 (d), by discharging the cement milk from the tip of the steel pipe 9 while pulling out the steel pipe 9 which has been released from the locked state from the soil, the cement milk cylinder 20 ( What becomes the core part 2 by solidification) is produced.
Then, as shown in FIG. 3 (a), the steel pipe 9 after separation of the support portion 4 (the tip member 5b and the excavation blade 6b) (after being left at a predetermined depth of the ground) becomes a cylindrical shape. The cemented milk thus formed is formed on the upper portion of the support portion 4 while forming a cylindrical or substantially cylindrical cement milk cylinder 20. Therefore, when the supplied cement milk becomes a solidified product, the core portion 2 having the support portion 4 as a base is formed, and the support force can be expressed. Further, since the support portion 4 is provided with a protruding portion 6a (excavation blade 6b) protruding outward from the outer peripheral surface of the cylindrical member 5a (tip member 5b) having a columnar shape or a bottom surface, this point is provided. Therefore, the core part 2 is formed on a stable base.
さらに、供給されたセメントミルクは円柱状または略円柱状のセメントミルクの円柱物２０となりながら、セメントミルクと掘削土壌との混合物１９の中央部に形成されていくことになる。ここで、鋼管９は引き抜かれることになることから、形成されていくセメントミルクの円柱物２０と、掘削土壌とセメントミルクとの混合物１９との間には、従前の技術のような境界が形成されることもなくなり、その結果、固化することによって摩擦力、支持力を発現させることができることになる。 Furthermore, the supplied cement milk is formed in the center of the mixture 19 of cement milk and excavated soil, while forming a cylindrical or substantially cylindrical cement milk cylinder 20. Here, since the steel pipe 9 is pulled out, a boundary as in the conventional technique is formed between the cylinder 20 of the cement milk to be formed and the mixture 19 of the excavated soil and the cement milk. As a result, frictional force and supporting force can be expressed by solidifying.
なお、引抜工程においては、鋼管９を回転させながら、すなわち撹拌部材１３によってセメントミルクと掘削土壌との混合物を再度撹拌しながら鋼管９の引き抜きを行ってもよいし、あるいは回転モータ１７の稼働を停止して鋼管９を回転させることなく土壌中からの引き抜きを行ってもよい。 In the drawing process, the steel pipe 9 may be pulled out while rotating the steel pipe 9, that is, while the mixture of cement milk and excavated soil is stirred again by the stirring member 13, or the rotation motor 17 is operated. The extraction from the soil may be performed without stopping and rotating the steel pipe 9.
また、セメントミルクの吐出量については特に限定されるものではなく、杭構造体１を打ち込む土壌・地盤に応じて適宜決定することができる。 Moreover, about the discharge amount of cement milk, it is not specifically limited, It can determine suitably according to the soil and the ground which drive | pile the pile structure 1. FIG.
最後に、図８（ｅ）に示すように、土壌から鋼管９の引き抜きを完了し、セメントミルクを固化させることによって芯部２および摩擦部３の形成を行い、杭構造体１の施工を完了する。 Finally, as shown in FIG. 8 (e), the extraction of the steel pipe 9 is completed from the soil, the core part 2 and the friction part 3 are formed by solidifying the cement milk, and the construction of the pile structure 1 is completed. To do.
以上のことから、本発明に係る杭構造体および杭構造体の施工方法によれば、［発明の効果］に記載の様々な技術的効果を発現させることができることになる。 From the above, according to the pile structure and the construction method of the pile structure according to the present invention, various technical effects described in [Effects of the invention] can be exhibited.
本発明の杭構造体および杭構造体の施工方法は、地盤の強化・改良に用いることができる。 The pile structure of the present invention and the construction method of the pile structure can be used for strengthening and improving the ground.
１ 杭構造体
２ 芯部
３ 摩擦部
４ 支持部
５ａ 円柱状または底面を有する円筒状の部材
５ｂ 先端部材
６ａ 突出部
６ｂ 掘削刃
７ 掘削刃
８ 掘削刃
９ 鋼管
１０ 掘削杭
１１ 係止部
１２ 突起部
１３ 撹拌部材
１４ 作業車両
１５ ガイド柱
１６ 昇降ヘッド
１７ 回転モータ
１８ 配管
１９ 掘削土壌とセメントミルクとの混合物
２０ セメントミルクの円柱物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pile structure 2 Core part 3 Friction part 4 Support part 5a Cylindrical member 5b Cylindrical member 5b Tip member 6a Protrusion part 6b Excavation blade 7 Excavation blade 8 Excavation blade 9 Steel pipe 10 Excavation pile 11 Locking part 12 Protrusion Part 13 Stirring member 14 Work vehicle 15 Guide column 16 Lift head 17 Rotating motor 18 Pipe 19 Mixture of excavated soil and cement milk 20 Cement milk cylinder
Claims (6)
前記芯部の外周に形成され、前記芯部と一体となった摩擦部と、
前記芯部の下端に接合された支持部を備えることを特徴とする杭構造体。
A core made of solidified cement milk;
A friction part formed on the outer periphery of the core part and integrated with the core part;
A pile structure comprising a support part joined to the lower end of the core part.
掘削土壌とセメントミルクとの混合固化体であることを特徴とする請求項１に記載の杭構造体。
The friction part is
The pile structure according to claim 1, which is a mixed solid body of excavated soil and cement milk.
掘削土壌とセメントミルクとが不均一な混合状態となって固化しているものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の杭構造体。
The friction part is
The pile structure according to claim 1 or 2, wherein the excavated soil and cement milk are solidified in a non-uniform mixed state.
円柱状または底面を有する円筒状の部材に、前記部材の外周面よりも外側に突出した突出部を設けたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の杭構造体。
The support portion is
4. A cylindrical member having a columnar shape or a bottom surface is provided with a protruding portion that protrudes outward from the outer peripheral surface of the member. Pile structure.
前記先端部材を所定深度になるまで前記鋼管を土壌に挿入した後、前記先端部材を分離して前記先端部材のみを土壌中に残置する分離残置工程と、
前記分離残置工程の後に、前記鋼管の先端からセメントミルクを吐出しながら前記鋼管を土壌から引き抜く引抜工程を備えることを特徴とする杭構造体の施工方法。
Excavation step of excavating soil while mixing the excavated soil and the cement milk by discharging cement milk from the discharge port using a tip member having a drilling blade and a steel pipe having a discharge port;
After the steel pipe is inserted into the soil until the tip member reaches a predetermined depth, the separation and leaving step of separating the tip member and leaving only the tip member in the soil,
A method for constructing a pile structure comprising a drawing step of drawing the steel pipe from the soil while discharging cement milk from the tip of the steel pipe after the separation and leaving step.
前記鋼管の外周面よりも外側に突出するように設けられたものであることを特徴とする請求項５に記載の杭構造体の施工方法。 The excavation blade is
The construction method for a pile structure according to claim 5, wherein the pile structure is provided so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the steel pipe.
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