JP2020076245A - Ground improvement device, and ground improvement method - Google Patents

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Abstract

To provide a ground improvement device with a high material discharge capacity and an excellent maintenance property.SOLUTION: A ground improvement device 4 includes a taper-shaped tip screw 10 provided at a tip of a casing pipe 3 so as to integrally rotate and formed to become larger in diameter as going from an upper part to a lower part, and pushes out materials discharged from the tip of the casing pipe 3 to a lower part. The tip screw 10 is substantially the same in diameter as the casing pipe 3 at its upper part and larger in diameter than the casing pipe 3 at its lower part. Since the tip screw 10 is provided just below the casing pipe 3, function of pressing out the materials discharged downward from the tip is improved, construction time is shortened, and compaction area is enlarged, thus, a secure improvement body can be constructed. In a penetration step, screwing-in effect by the tip screw 10 in accordance with rotational penetration of the casing pipe 3 is presented, the tip screw 10 moves sediment upward while disentangling natural ground wider than a diameter of the casing pipe 3, and friction in a side face of the casing pipe 3 is reduced, thus penetration force is improved.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、地盤改良材を地盤内で排出して砂杭などの地盤改良体を造成するための地盤改良装置と、これを用いた地盤改良工法に関するものであり、特に、低振動・低騒音で地盤改良体を造成する静的締固め工法の技術に関するものである。   The present invention relates to a ground improvement device for discharging a ground improvement material into the ground to form a ground improvement body such as a sand pile, and a ground improvement method using the ground improvement device, and particularly to low vibration and low noise. The present invention relates to the technology of the static compaction method for forming a ground improvement body.

特許文献1には、本願出願人によって提案された従来技術であって、地盤中に地盤改良材(砂、リサイクル砂、再生砕石などの砂杭材料)を充填して土中杭を造成する地盤改良装置が記載されている。   Patent Document 1 is a conventional technique proposed by the applicant of the present application, in which a ground improvement material (sand pile material such as recycled sand or recycled crushed stone) is filled into the ground to form an underground pile. An improved device is described.

特許文献1に記載された地盤改良装置は、図12に示すとおり、
・円筒鋼管からなり地盤中の所定深度まで貫入されるケーシングパイプ3と、
・ケーシングパイプ3の先端の下に設けられたスクリュータイプの底面爪91と、
・ケーシングパイプ3の先端側外周面に設けられた回動可能な可動式掘削爪93を
有している。
The ground improvement device described in Patent Document 1, as shown in FIG.
A casing pipe 3 made of a cylindrical steel pipe that penetrates to a predetermined depth in the ground;
A screw type bottom surface claw 91 provided below the tip of the casing pipe 3,
A movable excavating claw 93 that is rotatable and is provided on the outer peripheral surface of the casing pipe 3 on the tip side.

ケーシングパイプ3は、その内側に砂杭材料を投入することが可能であるとともに、地盤に貫入させた状態で砂杭材料を排出可能に構成されている。   The casing pipe 3 is configured such that the sand pile material can be put inside the casing pipe 3 and that the sand pile material can be discharged in a state of penetrating the ground.

底面爪91は、ケーシングパイプ3と一体回転するスクリューで構成されている。底面爪91をなすスクリューのフィンによって、ケーシングパイプ先端開口部から排出された砂杭材料に対して下向きの応力を加える。また、排出済みの砂杭材料に対してこのように下向きの応力を加えることで、地盤内の砂杭材料を締固める。   The bottom surface claw 91 is composed of a screw that rotates integrally with the casing pipe 3. Downward stress is applied to the sand pile material discharged from the opening portion at the tip of the casing pipe by the fin of the screw forming the bottom surface claw 91. Further, by applying downward stress to the discharged sand pile material in this way, the sand pile material in the ground is compacted.

可動式掘削爪93は、縦向きの「縮径位置」と横向きの「拡径位置」との間で回動可能(拡縮可能)に設けられている。特許文献1の記載によれば、可動式掘削爪93は、その機能の一つとして、拡径位置にあるときに地盤に側圧を与えて移動させる役割を担っている。また、他の機能として、ケーシングパイプ3の先端開口部から排出された砂杭材料を、側方へ逃がすことなく底面爪91の方へ誘導する役割を担っている。   The movable excavation claw 93 is rotatably provided (expandable / contractible) between a vertically oriented “reduced position” and a horizontally oriented “expanded position”. According to the description of Patent Document 1, the movable excavating claw 93 has a function of exerting a lateral pressure on the ground to move the movable excavating claw 93 when the movable excavating claw 93 is in the expanded diameter position, as one of its functions. Further, as another function, it plays a role of guiding the sand pile material discharged from the front end opening portion of the casing pipe 3 toward the bottom surface claw 91 without escaping to the side.

特開2016−145514号公報JP, 2016-145514, A

しかしながら、特許文献1に開示された従来技術には、以下のような課題があった。   However, the conventional technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems.

特許文献1の地盤改良装置について、その能力を検証するために本願出願人が実験を行ったところ、材料排出能力が想定よりも大幅に劣っており、目標施工能力に到達していないことが明らかとなった。   Regarding the ground improvement device of Patent Document 1, when the applicant of the present application conducted an experiment to verify the capability, it was revealed that the material discharge capability was significantly inferior to the expected level and that the target construction capability was not reached. Became.

また、実験では、可動式掘削爪とケーシングパイプとの間に原地盤が詰まることが明らかとなり、この詰まりが原因で本来の機能を果たさない場合が発生した。したがって、特許文献1の地盤改良装置の機能を維持させるには、こまめに土砂除去等の清掃および作動確認が必要であり、機能維持のための作業が著しく煩雑であった。   In addition, in the experiment, it became clear that the base ground was clogged between the movable excavating claw and the casing pipe, and there was a case where the original function was not fulfilled due to this clogging. Therefore, in order to maintain the function of the ground improvement device of Patent Document 1, it is necessary to frequently perform cleaning such as soil removal and operation confirmation, and the work for maintaining the function is extremely complicated.

さらに、可動式の掘削爪を採用しているため、掘削爪とケーシングパイプとの連結部の金具の強度や耐久性によっては、施工途中で掘削爪が脱落するおそれがあった。   Further, since the movable excavating claw is adopted, there is a risk that the excavating claw may fall off during construction depending on the strength and durability of the metal fitting at the connecting portion between the excavating claw and the casing pipe.

そこで、上述した課題に鑑み、本発明の目的は、従来よりも材料排出能力が優れており、また、簡易な構造でメンテナンス性に優れた、新たな地盤改良装置および地盤改良方法を提供することにある。   Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a new ground improvement device and a ground improvement method, which have a better material discharging capacity than conventional ones, and also have a simple structure and excellent maintainability. It is in.

上記目的は、
地盤を締固める地盤改良体を地盤中に造成する地盤改良工法として用いる装置であって、
地盤に貫入させた状態で先端から砂杭材料を排出可能なケーシングパイプと、
前記ケーシングパイプの先端に一体回転可能に設けられ、前記ケーシングパイプの先端から排出された砂杭材料を下方へ押し出すための先端スクリューと、を有し、
前記先端スクリューが上から下に向かって径が大きくなるように形成された地盤改良装置によって達成される。
The above purpose is
A device used as a ground improvement method for forming a ground improvement body for compacting the ground in the ground,
A casing pipe that can discharge sand pile material from the tip while penetrating the ground,
Provided at the tip of the casing pipe so as to be rotatable integrally, and a tip screw for pushing down the sand pile material discharged from the tip of the casing pipe,
This is achieved by a ground improvement device in which the tip screw is formed so that its diameter increases from top to bottom.

上記地盤改良装置において先端スクリューは、上部が、前記ケーシングパイプの径とほぼ同じ径を有し、下部が、前記ケーシングパイプの径を超える径を有している。   In the ground improvement device, the tip screw has an upper portion having substantially the same diameter as the casing pipe and a lower portion having a diameter exceeding the diameter of the casing pipe.

また、上記地盤改良装置は、ケーシングパイプの先端からの砂杭材料の排出を促すエアーを間欠的に噴射するためのエアー噴射部を更に有しており、これはケーシングパイプの内側の先端寄りに設けられている。   Further, the ground improvement device further has an air injection portion for intermittently injecting air that prompts the discharge of the sand pile material from the tip of the casing pipe, which is located near the tip inside the casing pipe. It is provided.

また、上記地盤改良装置は、ケーシングパイプ内の砂杭材料の天端位置を計測するための計測手段を更に有している。   Further, the ground improvement device further has a measuring means for measuring the top end position of the sand pile material in the casing pipe.

また、上記地盤改良装置は、ケーシングパイプの側面又はその近傍に沿って生じ得る排土を抑制するための側面スクリューを更に有しており、これはケーシングパイプの側面に設けられている。   Further, the ground improvement device further includes a side screw for suppressing soil discharge that may occur along the side surface of the casing pipe or the vicinity thereof, and the side screw is provided on the side surface of the casing pipe.

また、前述した目的は、砂杭材料を排出可能なケーシングパイプを用いて、地盤を締固める地盤改良体を地盤中に造成する方法において、ケーシングパイプ先端からの砂杭材料の排出を促すためのエアーを間欠的に噴射することによって達成される。   In addition, the above-mentioned object is to use a casing pipe capable of discharging sand pile material to promote the discharge of sand pile material from the tip of the casing pipe in the method of constructing a ground improvement body for compacting the ground in the ground. This is achieved by intermittently injecting air.

本発明に係る地盤改良装置は、ケーシングパイプの先端に一体回転可能に設けられた先端スクリューを有している。この先端スクリューは、上から下に向かって径が徐々に大きくなるように形成されたテーパー形状を有しており、ケーシングパイプ先端から排出された砂杭材料(この出願では必要に応じて単に「材料」とも言う)を下方へ押し出す役割を担っている。
このような特徴を具備する先端スクリュー(テーパー型スクリュー)をケーシングパイプの真下に設けることで、地盤改良体の造成工程では、ケーシングパイプ先端から排出された材料をより多く下方向へ押し出す機能が向上し、地盤改良体の造成時間を短縮することができ、工期の短縮を図ることができる。さらに、地盤改良体の締固め効果(締固めの範囲)が拡大することで確実な地盤改良体を造成できる。
The ground improvement device according to the present invention has a tip screw integrally rotatably provided at the tip of the casing pipe. This tip screw has a taper shape formed so that the diameter gradually increases from the top to the bottom, and the sand pile material discharged from the tip of the casing pipe (in this application, simply referred to as “ (Also referred to as “material”).
By providing the tip screw (taper type screw) with such features just below the casing pipe, the function of pushing more material discharged from the tip of the casing pipe downward in the process of constructing the ground improvement body is improved. However, the time required for forming the ground improvement body can be shortened, and the construction period can be shortened. Furthermore, the compaction effect (range of compaction) of the ground improvement body is expanded, so that a reliable ground improvement body can be created.

また、本発明に係る地盤改良装置は、特許文献1の技術に見られるような可動式掘削爪が無く、それゆえ当該従来技術に比べてシンプルな構造となり、その結果、メンテナンス作業を低減できる。
また、特許文献1の場合では、可動式掘削爪の位置(造成時は水平方向)によって材料排出能力が影響を受けていたが、本発明の場合ではそのような可動式掘削爪が無いため、その位置に左右されることなく、安定した材料排出能力を維持できる。
Further, the ground improvement device according to the present invention does not have the movable excavating claw as seen in the technique of Patent Document 1, and therefore has a simpler structure than the related art, and as a result, maintenance work can be reduced.
Further, in the case of Patent Document 1, the material discharge capacity is affected by the position of the movable excavating claw (horizontal direction during construction), but in the case of the present invention, there is no such movable excavating claw. A stable material discharge capacity can be maintained regardless of the position.

また、本発明において、テーパー型の先端スクリューは、上部がケーシングパイプの径とほぼ同じ径を有し、下部がケーシングパイプの径を超える径を有している。
このような特徴を具備する先端スクリューを設けることで、地盤改良装置の貫入工程では、ケーシングパイプの回転貫入に伴って、当該スクリューによる“ねじ込み効果”を発揮する。また、この先端スクリューが、ケーシングパイプの径以上の原地盤をほぐしながら土砂を上方に移動させ、ケーシングパイプ側面の摩擦を低減させることで貫入力が向上する。
また、先端スクリューは、下に向かうほどスクリュー径が拡大しており、最下部においてケーシングパイプの径を超える最大径を有している。したがって、モータのトルク(力)をスクリュー底面によって地盤改良体に対し直接伝達できる範囲が拡大し、締固め効果が向上する。
Further, in the present invention, the tapered tip screw has an upper portion having a diameter substantially the same as the diameter of the casing pipe and a lower portion having a diameter exceeding the diameter of the casing pipe.
By providing the tip screw having such characteristics, in the penetration step of the ground improvement device, the "screw-in effect" by the screw is exhibited with the rotation penetration of the casing pipe. In addition, the tip screw moves the earth and sand upward while loosening the original ground having a diameter larger than that of the casing pipe, and reduces the friction on the side surface of the casing pipe, thereby improving the penetration force.
Further, the screw diameter of the tip screw increases as it goes downward, and has a maximum diameter exceeding the diameter of the casing pipe at the lowermost portion. Therefore, the range in which the torque (force) of the motor can be directly transmitted to the ground improvement body by the screw bottom surface is expanded, and the compaction effect is improved.

また、本発明では、ケーシングパイプの内側の先端寄りにエアー噴射部を設けていて、このエアー噴射部から、ケーシングパイプの先端からの材料排出を促すエアーを間欠的に噴射する。
なお、特許文献1の図2(b)には、ケーシングパイプ内側に設けられたエアー噴射部(内ジェット31)が開示されており、このエアー噴射部からはエアーが単に連続噴射されるようになっている。しかしながら、低振動・低騒音で地盤改良体を造成する「静的締固め工法」では、バイブロハンマーによる振動が無く、ケーシングパイプを回転させたときに該ケーシングパイプ内の材料に水平方向の遠心力が作用して、材料とケーシングパイプとの摩擦抵抗が大きくなり、ケーシングパイプと材料が一体化してしまう。そのような状況下でエアーを単に連続噴射(絶え間なく噴射)しても、ケーシングパイプ先端内部の圧力が安定してしまい、材料の排出速度が低下する。
そこで本発明では、ケーシングパイプ内側の先端寄りに設けたエアー噴射部から、エアーを間欠的に噴射する。この間欠エアーの作用によって、ケーシングパイプ内側の先端寄りの材料(すなわちケーシングパイプの先端開口部手前の材料)に作用する圧力に脈動が生じ、この脈動による圧力変化によって材料の排出が促され、ケーシングパイプ内の材料を滞りなく連続排出できるようになる。すなわち、地盤改良体の造成工程において安定した材料排出が達成される。
Further, in the present invention, the air injection unit is provided near the inner tip of the casing pipe, and the air for injecting the material from the tip of the casing pipe is intermittently ejected from this air injection unit.
It should be noted that FIG. 2B of Patent Document 1 discloses an air injection unit (inner jet 31) provided inside the casing pipe, so that air is simply continuously injected from this air injection unit. Is becoming However, in the "static compaction method" that creates a ground improvement body with low vibration and low noise, there is no vibration due to the vibro hammer, and when the casing pipe is rotated, the centrifugal force in the horizontal direction is applied to the material inside the casing pipe. Acts to increase the frictional resistance between the material and the casing pipe, and the casing pipe and the material are integrated. Even under such a circumstance, even if the air is simply continuously jetted (continuously jetted), the pressure inside the tip of the casing pipe becomes stable and the discharge speed of the material decreases.
Therefore, in the present invention, air is intermittently jetted from an air jet portion provided near the tip inside the casing pipe. The action of the intermittent air causes a pulsation in the pressure acting on the material near the tip inside the casing pipe (that is, the material in front of the tip opening of the casing pipe), and the pressure change due to this pulsation promotes the discharge of the material. The material in the pipe can be discharged continuously without delay. That is, stable material discharge is achieved in the process of forming the ground improvement body.

また、本発明では、利用する材料の種類(地盤改良体として例えば砂杭を造成する場合には、砂、リサイクル砂、再生砕石など)によっては、ケーシングパイプ内への圧縮空気の充填やその排気に伴う粉塵がケーシングパイプ内に発生する。そのため、ケーシングパイプ内圧に耐えうる機能や、ケーシングパイプ内の粉塵を透過して材料天端をリアルタイムに計測する機能を備えた計測手段が必要となる。そこで本発明の地盤改良装置は、ケーシングパイプ内の状況(圧縮空気の充填や粉塵の発生など)にかかわらず、ケーシングパイプ内の材料天端位置を確実にかつ安定的に計測可能な計測手段を備えている。   Further, in the present invention, depending on the type of material to be used (sand, recycled sand, recycled crushed stone, etc., when constructing a sand pile as a ground improvement body, for example), filling of compressed air into the casing pipe or its exhaust Dust is generated in the casing pipe. Therefore, a measurement means having a function of withstanding the internal pressure of the casing pipe and a function of transmitting dust in the casing pipe to measure the material top end in real time is required. Therefore, the ground improvement device of the present invention provides a measuring means capable of reliably and stably measuring the material top end position in the casing pipe regardless of the situation in the casing pipe (filling of compressed air, generation of dust, etc.). I have it.

また、本発明の地盤改良装置では、前述したとおり、ケーシングパイプ内への圧縮空気の充填を行ない、ケーシングパイプ内側の先端寄りではエアー噴射部から間欠エアーを噴射して、ケーシングパイプ先端部から材料を排出する。ところが、この材料排出と共にケーシングパイプ先端から余剰なエアーが漏れ、ケーシングパイプ側面に沿って地上に排気される。そして、地上に排気されるエアーに伴って排土が発生する。
そこで本発明の地盤改良装置は、地盤改良体造成時の排土抑制を目的として、ケーシングパイプの側面に側面スクリューを設けている。具体的には、ケーシングパイプ先端部よりも上方の位置に造成工程時に下に押し込む方向(先端スクリューと同じ巻き方向)にスクリューを装備する。この側面スクリューによる効果は、ケーシングパイプ側面に沿って出来たエアーの通り道(地上へのエアーの逃げ道)を攪拌して、排土しようとする土砂を下方向へ移動させ、排土を抑制できるといったことにある。
また、上述した排土抑制に伴って、地盤中に造成する地盤改良体による密度増大効果を高めることができる、といった優れた効果も併せて達成される。
Further, in the ground improvement device of the present invention, as described above, the compressed air is filled into the casing pipe, and intermittent air is jetted from the air jetting portion near the tip inside the casing pipe, and the material is fed from the casing pipe tip. Is discharged. However, when this material is discharged, excess air leaks from the tip of the casing pipe and is discharged to the ground along the side surface of the casing pipe. Then, soil is discharged along with the air exhausted to the ground.
Therefore, in the ground improvement device of the present invention, a side screw is provided on the side surface of the casing pipe for the purpose of suppressing soil discharge when constructing the ground improvement body. Specifically, a screw is installed at a position higher than the tip of the casing pipe in the direction of pushing it down (the same winding direction as the tip screw) during the building process. The effect of this side screw is that the air passage along the side of the casing pipe (air escape path to the ground) is agitated and the earth and sand to be discharged can be moved downward, suppressing the discharge of earth. Especially.
Further, along with the above-mentioned suppression of soil removal, an excellent effect that the effect of increasing the density by the ground improvement body formed in the ground can be enhanced is also achieved.

また、本発明に係る地盤改良工法は、砂杭材料を排出可能なケーシングパイプを用いて、地盤を締固める地盤改良体を地盤中に造成する方法に関するものであって、ケーシングパイプ先端からの砂杭材料の排出を促すエアーを間欠的に噴射するようになっている。
これにより、ケーシングパイプ内側の先端寄りの材料(すなわちケーシングパイプの先端開口部手前の材料)に作用する圧力に脈動が生じ、この脈動による圧力変化によって、地盤改良体の造成工程においてケーシングパイプ内の材料を滞りなく連続して排出できるようになる。
Further, the ground improvement method according to the present invention relates to a method for forming a ground improvement body for compacting the ground in the ground by using a casing pipe capable of discharging a sand pile material, and sand from the tip of the casing pipe. It is designed to inject air intermittently to expel pile material.
This causes pulsation in the pressure acting on the material near the tip inside the casing pipe (that is, the material in front of the tip opening of the casing pipe), and due to the pressure change due to this pulsation, the pressure in the casing pipe in the ground improvement body construction step is increased. Material can be discharged continuously without delay.

地盤改良装置を具備する施工機の一例を示す側面図と概略正面図である。It is a side view and an outline front view showing an example of a construction machine provided with a ground improvement device. 地盤改良装置が具備するケーシングパイプの先端側の構造を概略的に示す図であって、(a)は側面図、(b)は(a)の平面図である。It is a figure which shows roughly the structure by the side of the tip of the casing pipe with which the ground improvement device is provided, (a) is a side view and (b) is a top view of (a). 地盤改良装置が具備するケーシングパイプの先端側の構造を概略的に示す図であって、(a)は側面図、(b)は(a)の平面図である。It is a figure which shows roughly the structure by the side of the tip of the casing pipe with which the ground improvement device is provided, (a) is a side view and (b) is a top view of (a). 地盤改良装置が具備するケーシングパイプの先端側の内部構造を概略的に示す透視図であって、地盤改良装置を側面から見た透視図である。It is a perspective view which shows roughly the internal structure by the side of the tip of the casing pipe with which the ground improvement device is provided, and is a perspective view which looked at the ground improvement device from the side. 地盤改良装置が具備するケーシングパイプの先端側の内部構造を概略的に示す透視図であって、地盤改良装置を側面から見た透視図である。It is a perspective view which shows roughly the internal structure by the side of the tip of the casing pipe with which the ground improvement device is provided, and is a perspective view which looked at the ground improvement device from the side. 地盤改良装置が具備する計測手段を利用して、ケーシングパイプ内の砂杭材料の天端位置を計測している様子を示す透視図であって、地盤改良装置を側面から見た透視図である。(a)はマイクロウェーブ式レベル計による計測を例示しており、(b)はレーザーレーダー距離計による計測を例示しており、(c)は重錘式砂面計測計による計測を例示している。It is a perspective view showing a state where the top end position of the sand pile material in the casing pipe is measured by using the measuring means included in the ground improvement device, and is a perspective view of the ground improvement device seen from the side. .. (A) exemplifies measurement by a microwave type level meter, (b) exemplifies measurement by a laser radar range finder, and (c) exemplifies measurement by a weight type sand surface meter. There is. 地盤改良装置が具備する側面スクリューの構造を概略的に示す図あって、(a)は側面図、(b)は(a)の平面図である。It is a figure which shows roughly the structure of the side screw with which the ground improvement apparatus is equipped, (a) is a side view, (b) is a top view of (a). 地盤改良工法を示す工程図である。It is a process drawing which shows the ground improvement method. 図8に示す工程d〜fの過程での内ジェットによる作用効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of an inner jet in the process of process d-f shown in FIG. 実施例における実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result in an Example. 実施例における実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result in an Example. 従来の地盤改良装置が具備するケーシングパイプの先端側の構造を概略的に示す図であって、(a)は側面図、(b)は(a)の平面図である。It is a figure which shows roughly the structure by the side of the tip of the casing pipe with which the conventional ground improvement device is provided, (a) is a side view and (b) is a top view of (a).

(地盤改良装置)
はじめに地盤改良装置の構成について説明する。
本実施形態の地盤改良装置は、低振動・低騒音で締固め杭を造成して地盤の密度増大を図る静的締固め工法(地盤改良工法)の実施に用いる装置である。また、本実施形態では、地盤改良材として、砂、リサイクル砂、再生砕石などの砂杭材料を用いる。
(Ground improvement device)
First, the structure of the ground improvement device will be described.
The ground improvement device of the present embodiment is a device used for carrying out a static compaction method (ground improvement method) for constructing compaction piles with low vibration and low noise to increase the density of the ground. Further, in the present embodiment, sand pile materials such as sand, recycled sand and recycled crushed stone are used as the ground improvement material.

図1に示すとおり、静的締固め工法に用いる施工機1は、主として、
・地盤上を移動自在なクローラ式のベースマシン2と、
・円筒鋼管からなるケーシングパイプ3を具備する地盤改良装置4と、
・地盤改良装置4を上下方向で昇降可能に支持する柱状のリーダ5と、
・リーダ5に沿って昇降しケーシングパイプ3を軸周りに回動させる回転駆動装置6と、
・ケーシングパイプ3の内側空間に砂杭材料を送り込むためのホッパー7と、
・開閉自在に構成され、ケーシングパイプ3の管内圧力を高める際に閉弁するエアー弁8を有している。
As shown in FIG. 1, the construction machine 1 used in the static compaction method mainly
・ Crawler-type base machine 2 that can move freely on the ground,
A ground improvement device 4 having a casing pipe 3 made of a cylindrical steel pipe,
A columnar leader 5 that supports the ground improvement device 4 so that it can move up and down.
A rotation drive device 6 that moves up and down along the leader 5 to rotate the casing pipe 3 around an axis;
A hopper 7 for feeding the sand pile material into the inner space of the casing pipe 3,
It has an air valve 8 which is configured to be openable and closable and is closed when the pressure inside the casing pipe 3 is increased.

そして、本実施形態に係る地盤改良装置4は、主として図1や図2に示すように、
・先端開口部から砂杭材料を排出可能なケーシングパイプ3と、
・ケーシングパイプ3の先端の下方に設けられた先端スクリュー10と、
・ケーシングパイプ3の外側の先端寄りに設けられた外ジェット21と、
・ケーシングパイプ3の内側の先端寄りに設けられた内ジェット31と(図4参照)、
・ケーシングパイプ内の砂杭材料の天端位置を計測するための計測手段と(図6参照)、
・ケーシングパイプ3の側面に設けられた側面スクリュー40を(図7参照)
備えている。
Then, the ground improvement device 4 according to the present embodiment, as shown mainly in FIG. 1 and FIG.
・ Casing pipe 3 capable of discharging sand pile material from the tip opening,
A tip screw 10 provided below the tip of the casing pipe 3,
An outer jet 21 provided near the tip on the outside of the casing pipe 3,
An inner jet 31 provided near the tip inside the casing pipe 3 (see FIG. 4),
A measuring means for measuring the top position of the sand pile material in the casing pipe (see FIG. 6),
・ The side screw 40 provided on the side surface of the casing pipe 3 (see FIG. 7)
I have it.

ケーシングパイプ3は、その内側に砂杭材料を投入することが可能であるとともに、地盤に貫入させた状態でその先端開口部から砂杭材料を排出可能に構成されている。ケーシングパイプ3内に投入された砂杭材料は、後述するとおり、ケーシングパイプ3内の圧力調整と、内ジェット31からの間欠エアーによる排出促進作用によって、ケーシングパイプ3の先端開口部から排出される。   The casing pipe 3 is configured such that the sand pile material can be charged inside the casing pipe 3, and the sand pile material can be discharged from the tip opening portion of the casing pipe 3 in a state of penetrating into the ground. The sand pile material charged into the casing pipe 3 is discharged from the tip opening of the casing pipe 3 by the pressure adjustment in the casing pipe 3 and the discharge promoting action by the intermittent air from the inner jet 31, as described later. ..

なお、本実施形態では、ケーシングパイプ3の内側には、特許文献1の図9に開示されたようなインナースクリューは無い。   In addition, in the present embodiment, the inner screw as disclosed in FIG. 9 of Patent Document 1 is not provided inside the casing pipe 3.

先端スクリュー10は、ケーシングパイプ3の先端開口部の下方に位置し、該ケーシングパイプと一体回転可能に設けられている。また、先端スクリュー10は、ケーシングパイプ3の先端から下方へ突き出た状態で直立姿勢を保つように、ケーシングパイプ3に対し固定されている。   The tip screw 10 is located below the tip opening of the casing pipe 3 and is provided so as to rotate integrally with the casing pipe. The tip screw 10 is fixed to the casing pipe 3 so as to maintain an upright posture in a state of protruding downward from the tip of the casing pipe 3.

この先端スクリュー10は、ケーシングパイプ3の先端から排出された砂杭材料を下方へ押し出す役割を担うほか、ケーシングパイプ3の先端から排出された砂杭材料の拡径や締固めなどの役割を担っている。先端スクリュー10の具体的構成については後述する。   The tip screw 10 has a function of pushing down the sand pile material discharged from the tip of the casing pipe 3, and also a role of expanding and compacting the sand pile material discharged from the tip of the casing pipe 3. ing. The specific configuration of the tip screw 10 will be described later.

第1のエアー噴射部である外ジェット21は、図2に示すように、ケーシングパイプ3の先端寄りの外周面に沿って配設された流路と、この流路の先端に位置する噴射口を含んで構成されている。外ジェット21に繋がる流路の基端側は、図示しないエアーコンプレッサに接続されている。
この外ジェット21は、必要に応じてその先端の噴射口からエアージェットを噴射することが可能であり、ケーシングパイプ3の貫入を補助する役割(貫入抵抗を緩和する役割)を担っている。
As shown in FIG. 2, the outer jet 21, which is the first air injection unit, has a flow passage arranged along the outer peripheral surface near the tip of the casing pipe 3 and an injection port located at the tip of this flow passage. It is configured to include. The base end side of the flow path connected to the outer jet 21 is connected to an air compressor (not shown).
The outer jet 21 can inject an air jet from an injection port at the tip of the outer jet 21 as needed, and plays a role of assisting penetration of the casing pipe 3 (a role of relaxing penetration resistance).

第2のエアー噴射部である内ジェット31は、ケーシングパイプ3の内周面に沿って配設された流路と、この流路の先端に位置する噴射口を含んで構成されている。この内ジェット31の先端にある噴射口は、ケーシングパイプ3の先端開口部の手前(開口部の上方)に位置しており、また、内ジェット31に繋がる流路の基端側は、図示しないエアーコンプレッサに接続されている。
この内ジェット31は、必要に応じてその先端開口部からエアージェットを間欠的に噴射することが可能である。そして、この間欠エアーによって、ケーシングパイプ内側の先端寄りの砂杭材料(すなわちケーシングパイプ3の先端開口部手前にある砂杭材料)に作用する圧力に脈動が生じ、この脈動による圧力変化によって、ケーシングパイプ3内の砂杭材料を滞りなく連続して排出できるようになる。
The inner jet 31, which is the second air injection unit, is configured to include a flow passage arranged along the inner peripheral surface of the casing pipe 3 and an injection port located at the tip of this flow passage. The injection port at the tip of the inner jet 31 is located in front of the tip opening of the casing pipe 3 (above the opening), and the base end side of the flow path connected to the inner jet 31 is not shown. It is connected to the air compressor.
The inner jet 31 can intermittently jet an air jet from the opening at the tip thereof, if necessary. The intermittent air causes pulsation in the pressure acting on the sand pile material near the tip inside the casing pipe (that is, the sand pile material in front of the tip opening of the casing pipe 3), and the pressure change due to this pulsation causes the casing to change. The sand pile material in the pipe 3 can be continuously discharged without delay.

なお、内ジェット31を構成するエアー噴射部の具体的構成は特に限定されず、例えば、図4に例示するようなノズル型のエアー噴射部や、図5に例示するようなブロック型のエアー噴射部を採用することができる。また、内ジェット31を構成するエアー噴射部の制御方式は特に限定されず、例えば、一般的に知られた電磁弁やON/OFF制御装置などを利用した制御方式を採用することができる。   It should be noted that the specific configuration of the air jet unit that constitutes the inner jet 31 is not particularly limited, and for example, a nozzle type air jet unit as illustrated in FIG. 4 or a block type air jet as illustrated in FIG. Departments can be employed. In addition, the control method of the air injection unit forming the inner jet 31 is not particularly limited, and for example, a control method using a generally known solenoid valve or ON / OFF control device can be adopted.

また、本実施形態に係る地盤改良装置4は、ケーシングパイプ3内の砂杭材料の天端位置(すなわち砂面)を計測するための計測手段を備えている。砂面の計測手段としては、たとえば、非接触式砂面計測装置や接触式砂面計測装置を用いることができる。
非接触式砂面計測装置を使った砂面計測の具体例としては、図6(a)に示すようなマイクロウェーブ式レベル計や、図6(b)に示すようなレーザーレーダー距離計による砂面計測による砂面計測を挙げることができる。
接触式砂面計測装置を使った砂面計測の具体例としては、図6(c)に示すような重錘式砂面計測計による砂面計測を挙げることができる。
Further, the ground improvement device 4 according to the present embodiment includes a measuring means for measuring the top end position (that is, the sand surface) of the sand pile material in the casing pipe 3. As the sand surface measuring means, for example, a non-contact type sand surface measuring apparatus or a contact type sand surface measuring apparatus can be used.
Specific examples of sand surface measurement using a non-contact type sand surface measuring device include a microwave level meter as shown in Fig. 6 (a) and a sand using a laser radar range finder as shown in Fig. 6 (b). The sand surface measurement by surface measurement can be mentioned.
As a specific example of the sand surface measurement using the contact type sand surface measuring apparatus, there is a sand surface measurement by a weight type sand surface measuring instrument as shown in FIG. 6 (c).

図6(a)に例示する砂面計測で用いるマイクロウェーブ式レベル計は、マイクロウェーブ信号を砂面に向けて送信する。この計測手段では、レーザーレーダー距離計と同様にオペレーターの操作が不要である。   The microwave type level meter used in the sand surface measurement illustrated in FIG. 6A transmits a microwave signal toward the sand surface. This measuring means does not require operator's operation like the laser radar rangefinder.

図6(b)に例示する砂面計測で用いるレーザーレーダー距離計は、レーザー光による計測であることから、オペレーターの操作が不要である。   The laser radar rangefinder used in the sand surface measurement illustrated in FIG. 6 (b) does not require operator's operation because it uses laser light.

図6(c)に例示する砂面計測で用いる重錘式砂面計測計は、砂補給前の巻上げや補給後の巻下げにはオペレーターによるウインチ操作を必要とする計測であり、ケーシングパイプ内の粉塵や高圧の条件下でも問題なく計測可能である。   The weight type sand surface meter used in the sand surface measurement illustrated in Fig. 6 (c) requires a winch operation by an operator for hoisting before sand supply and unwinding after sand supply. It is possible to measure even under the conditions of dust and high pressure.

また、本実施形態では、図7に示すとおり、ケーシングパイプ3の側面に側面スクリュー40が設けられており、これは砂杭造成時の排土抑制を担う部材である。
前述したとおり、本実施形態ではケーシングパイプ3内への圧縮空気の充填を行ない、ケーシングパイプ内側の先端寄りでは内ジェット31から間欠エアーを噴射して、ケーシングパイプ先端部から材料を排出する。ところが、この材料排出と共にケーシングパイプ先端から余剰なエアーが漏れ、ケーシングパイプ側面に沿って地上に排気される。そして、地上に排気されるエアーに伴って排土が発生する。
そこで本実施形態では、砂杭造成時の排土抑制を目的として、ケーシングパイプ3の側面に側面スクリュー40を設けている。この側面スクリュー40による効果は、ケーシングパイプ側面に沿って出来たエアーの通り道を攪拌して、排土しようとする土砂を下方向へ移動させ、排土を抑制できるといったことにある。
また、上述した排土抑制に伴って、地盤中に造成する締固め砂杭による密度増大効果を高めることができる、といった優れた効果も併せて達成される。
In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, a side surface screw 40 is provided on the side surface of the casing pipe 3, and this is a member that is responsible for suppressing soil discharge during sand pile construction.
As described above, in the present embodiment, the compressed air is filled into the casing pipe 3, and the intermittent air is jetted from the inner jet 31 near the tip inside the casing pipe to discharge the material from the tip of the casing pipe. However, when this material is discharged, excess air leaks from the tip of the casing pipe and is discharged to the ground along the side surface of the casing pipe. Then, soil is discharged along with the air exhausted to the ground.
Therefore, in the present embodiment, the side surface screw 40 is provided on the side surface of the casing pipe 3 for the purpose of suppressing the soil discharge when constructing the sand pile. The effect of the side screw 40 is to stir the air passage formed along the side surface of the casing pipe and move the earth and sand to be discharged downward to suppress the discharge of soil.
Further, along with the above-described suppression of earth removal, an excellent effect that the density increasing effect of the compacted sand pile formed in the ground can be enhanced is also achieved.

側面スクリュー40の設置位置は、ケーシングパイプ3の側面(周面)であって排土抑制を発揮可能な位置であれば特に限定されない。図7に例示する実施形態では、ケーシングパイプ3の先端部から上方1m程度の位置に造成工程時に下に押し込む方向(先端スクリューと同じ巻き方向)に1/4巻を2枚程度のスクリューを装備している。   The installation position of the side surface screw 40 is not particularly limited as long as it is a side surface (peripheral surface) of the casing pipe 3 and is capable of exhibiting earth removal suppression. In the embodiment illustrated in FIG. 7, about 1 m above the tip end of the casing pipe 3 is equipped with about two 1 / 4-turn screws in the direction of pushing downward during the building process (the same winding direction as the tip screw). is doing.

(先端スクリュー)
次に、ケーシングパイプ3の先端開口部の真下に設けられた先端スクリュー10の具体的構成について、図2、図3に基づいて説明する。
(Tip screw)
Next, a specific configuration of the tip screw 10 provided immediately below the tip opening of the casing pipe 3 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2に示すとおり、本実施形態において先端スクリュー10は、ケーシングパイプ3の中心と同軸の軸部材11を有しており、この軸部材11はケーシングパイプ3の内側空間に挿入されている。先端スクリュー10が具備する軸部材11は、その上端側がケーシングパイプ3の内周面に対して固定部材13を介して固定されている。すなわち、先端スクリュー10は、梁状の固定部材13を介してケーシングパイプ3の内周面に対して間接的に固定されており、その結果、ケーシングパイプ3が回転すると、先端スクリュー10は一体回転する。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the tip screw 10 has a shaft member 11 coaxial with the center of the casing pipe 3, and the shaft member 11 is inserted into the inner space of the casing pipe 3. The shaft member 11 included in the tip screw 10 has its upper end side fixed to the inner peripheral surface of the casing pipe 3 via a fixing member 13. That is, the tip screw 10 is indirectly fixed to the inner peripheral surface of the casing pipe 3 through the beam-shaped fixing member 13. As a result, when the casing pipe 3 rotates, the tip screw 10 rotates integrally. To do.

なお、先端スクリュー10の取付態様は、図2に示す実施形態に限定されず、例えば図3に示す様な態様を採用することも可能である。
図3に示す実施形態では、地盤改良装置4は、ケーシングパイプ3と平行な一対の固定部材15を有しており、この固定部材15の上側は、ケーシングパイプ先端の側面に溶接されており、また、固定部材15の下側は、先端スクリュー10のフィンに対して溶接されている。すなわち、図3に示す実施形態では、先端スクリュー10は、一対の固定部材15を介してケーシングパイプの外周面に対して間接的に固定されており、その結果、ケーシングパイプ3が回転すると、先端スクリュー10は一体回転する。
The attachment mode of the tip screw 10 is not limited to the embodiment shown in FIG. 2, and it is also possible to adopt the mode shown in FIG. 3, for example.
In the embodiment shown in FIG. 3, the ground improvement device 4 has a pair of fixing members 15 parallel to the casing pipe 3, and the upper side of the fixing members 15 is welded to the side surface of the tip of the casing pipe. The lower side of the fixing member 15 is welded to the fin of the tip screw 10. That is, in the embodiment shown in FIG. 3, the tip screw 10 is indirectly fixed to the outer peripheral surface of the casing pipe via the pair of fixing members 15, and as a result, when the casing pipe 3 rotates, the tip screw 10 is rotated. The screw 10 rotates integrally.

また、先端スクリュー10は、そのフィンが上から下に向かって徐々に拡径するように形成されたテーパー形状を有している。
このような形状の先端スクリュー(テーパー型スクリュー)をケーシングパイプ3の先端の真下に設けることで、砂杭の造成工程では、ケーシングパイプ先端から排出された材料をより多く下方向へ押し出す機能が向上し、砂杭の造成時間を短縮することができ、工期の短縮を図ることができる。
さらに、ケーシングパイプ3と一体回転する先端スクリュー10のフィンによって、ケーシングパイプの先端開口部から排出された砂杭材料に対して下向きの応力を加えることができる。排出済みの砂杭材料に対してこのように下向きの応力を加えることで、造成する砂杭に対する締固め効果(締固めの範囲)が拡大し、その結果、設計どおりの品質の砂杭を確実に造成できる。
Further, the tip screw 10 has a tapered shape whose fins are formed so as to gradually expand in diameter from top to bottom.
By providing the tip screw (taper type screw) having such a shape just below the tip of the casing pipe 3, the function of pushing out more of the material discharged from the tip of the casing pipe in the sand pile building process is improved. However, the sand pile construction time can be shortened, and the construction period can be shortened.
Further, the fins of the tip screw 10 rotating integrally with the casing pipe 3 can apply downward stress to the sand pile material discharged from the tip opening of the casing pipe. By applying such downward stress to the discharged sand pile material, the compaction effect (compaction range) on the sand pile to be constructed is expanded, and as a result, the sand pile of the designed quality is ensured. Can be created.

また、本実施形態において、テーパー型の先端スクリュー10は、図2に示すとおり、当該スクリューの上部がケーシングパイプ3の径とほぼ同じ径を有し、下部がケーシングパイプ3の径を超える径を有している。
このような特徴を具備する先端スクリュー10を設けることで、地盤改良装置4の貫入工程では、ケーシングパイプ3の回転貫入に伴って、当該スクリューによる“ねじ込み効果”を発揮する。また、この先端スクリュー10が、ケーシングパイプ3の径以上の原地盤をほぐしながら土砂を上方に移動させ、ケーシングパイプ側面の摩擦を低減させることで貫入力が向上する。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the tapered tip screw 10 has an upper portion having a diameter substantially the same as the diameter of the casing pipe 3 and a lower portion having a diameter exceeding the diameter of the casing pipe 3. Have
By providing the tip screw 10 having such characteristics, in the penetration step of the ground improvement device 4, the "threading effect" by the screw is exhibited as the casing pipe 3 rotates and penetrates. Further, the tip screw 10 moves the earth and sand upward while loosening the original ground having a diameter equal to or larger than the diameter of the casing pipe 3 to reduce the friction on the side surface of the casing pipe, thereby improving the penetration force.

(地盤改良工法)
次に、図1〜図7に示す装置構成を参照しつつ図8、図9に基づいて、上述した地盤改良装置を用いた地盤改良工法について説明する。
なお、以下説明する工程a〜工程hは、それぞれ、図8に示す工程(a)〜(h)に対応している。
(Ground improvement method)
Next, a ground improvement method using the above-described ground improvement device will be described based on FIGS. 8 and 9 with reference to the device configurations shown in FIGS. 1 to 7.
Note that steps a to h described below correspond to steps (a) to (h) shown in FIG. 8, respectively.

本実施形態の地盤改良工法は、貫入したケーシングパイプを打ち戻すことなく、連続したケーシングパイプの引抜きによって地盤内に砂杭を造成する施工方法である。以下、この地盤改良工法の主な工程について説明する。   The ground improvement method of the present embodiment is a construction method of constructing sand piles in the ground by pulling out continuous casing pipes without hammering back the penetrated casing pipes. The main steps of this ground improvement method will be described below.

<工程a>
砂杭(地盤改良体)の造成予定位置の地盤上に、ケーシングパイプ3を誘導する。
続いて、原地盤土砂の進入防止のために、ケーシングパイプ3内に砂杭材料(ポイント砂)を投入する。
<Step a>
The casing pipe 3 is guided on the ground at the planned construction position of the sand pile (ground improvement body).
Then, a sand pile material (point sand) is put into the casing pipe 3 in order to prevent the intrusion of the raw ground soil.

<工程b>
次いで、回転駆動装置6によりケーシングパイプ3を正回転させて、該ケーシングパイプの貫入を開始する。
地盤への貫入の過程では、必要に応じて、貫入補助手段である外ジェット21などを併用しながら、ケーシングパイプ3をリーダ5に沿って規定深度まで貫入する。
なお、ケーシングパイプ3を貫入する過程では、ケーシングパイプ3の先端開口部を砂杭材料が閉塞しているため、ケーシングパイプ内への土砂の進入・混入が妨げられる。
<Step b>
Next, the casing drive pipe 3 is rotated in the forward direction by the rotation drive device 6 to start penetration of the casing pipe.
In the process of penetrating into the ground, the casing pipe 3 is penetrated to a specified depth along the leader 5 while using the outer jet 21, which is a penetration assisting device, etc., if necessary.
In the process of penetrating the casing pipe 3, the sand pile material blocks the tip opening of the casing pipe 3, so that the entry and mixing of earth and sand into the casing pipe is prevented.

<工程c>
ケーシングパイプ3の下端が目標深度まで到達したら貫入を終える。また、外ジェット21を併用していた場合には、そのエアージェットの噴射を停止する。
次いで、ホッパー7を介してケーシングパイプ3内に砂杭材料を投入する。砂杭材料の具体例としては、砂、リサイクル砂、再生砕石などが挙げられる。
<Process c>
When the lower end of the casing pipe 3 reaches the target depth, the penetration is finished. When the outer jet 21 is also used, the injection of the air jet is stopped.
Next, the sand pile material is put into the casing pipe 3 through the hopper 7. Specific examples of the material for the sand pile include sand, recycled sand, recycled crushed stone, and the like.

<工程d>
続いて、ケーシングパイプ3の上方にあるエアー弁8を閉めた状態でケーシングパイプ内に圧縮空気を送り込み、ケーシングパイプ3の管内圧を上げる。そして、ケーシングパイプ内の砂杭材料の天端を、前述したマイクロウェーブ式レベル計などの計測手段(図6(a)参照)にて確認する。
また、内ジェット31によりエアージェットを間欠的に噴射して、ケーシングパイプ3内側の先端寄りの砂杭材料に脈動を生じさせて、ケーシングパイプ3の先端開口部からの砂杭材料の排出を促す。これにより、ケーシングパイプ3の先端開口部での砂杭材料の停滞を防いで、速やかに排出させることが可能となる。
また、回転駆動装置6によりケーシングパイプ3を逆回転(図8(b)(c)の回転方向と逆方向で回転)させつつ、巻上げウインチによりケーシングパイプ3の引抜きを開始する。
<Process d>
Subsequently, compressed air is fed into the casing pipe with the air valve 8 above the casing pipe 3 closed to increase the internal pressure of the casing pipe 3. Then, the top end of the sand pile material in the casing pipe is confirmed by the measuring means (see FIG. 6 (a)) such as the microwave type level meter described above.
Further, an air jet is intermittently jetted by the inner jet 31 to cause pulsation in the sand pile material near the tip inside the casing pipe 3 to promote discharge of the sand pile material from the tip opening portion of the casing pipe 3. .. As a result, it is possible to prevent the sand pile material from stagnating at the tip opening portion of the casing pipe 3 and to promptly discharge the sand pile material.
Further, while the casing pipe 3 is rotated in the reverse direction (rotated in the direction opposite to the rotation direction shown in FIGS. 8B and 8C) by the rotation drive device 6, the casing winch 3 is pulled out by the hoisting winch.

<工程e>
そして、ケーシングパイプ3を、内ジェット31、回転駆動装置6を作動させつつ、リーダ5に沿って引抜く過程で、ケーシングパイプ下端から砂杭材料が排出される。また、ケーシングパイプ3内の砂杭材料の天端を計測手段にて追従する。
<Process e>
Then, in the process of pulling out the casing pipe 3 along the leader 5 while operating the inner jet 31 and the rotation drive device 6, the sand pile material is discharged from the lower end of the casing pipe. Further, the top end of the sand pile material in the casing pipe 3 is followed by the measuring means.

<工程f>
そして、ケーシングパイプ3が規定深度に到達したら、該ケーシングパイプの引抜きを停止する。
引き続き、内ジェット31、回転駆動装置6を作動させ、砂杭材料を排出し、更なる締固めを行う。
なお、図9に示すとおり、工程d〜fの過程で内ジェットによる圧縮エアーが砂杭材料と共に排出されることで、間隙水圧を上昇させ、有効応力の低減に伴い、締固めの進行を高める効果が得られる。
<Process f>
When the casing pipe 3 reaches the specified depth, the withdrawal of the casing pipe is stopped.
Subsequently, the inner jet 31 and the rotary drive device 6 are operated to discharge the sand pile material, and further compaction is performed.
In addition, as shown in FIG. 9, the compressed air by the inner jet is discharged together with the sand pile material in the steps d to f, thereby increasing the pore water pressure and increasing the progress of compaction as the effective stress is reduced. The effect is obtained.

<工程g>
ケーシングパイプ3内の砂杭材料の天端を計測手段にて計測し、規定量の砂杭材料がケーシングパイプ3から排出されたかを確認する。
<Process g>
The top end of the sand pile material in the casing pipe 3 is measured by a measuring means to check whether a specified amount of the sand pile material has been discharged from the casing pipe 3.

<工程h>
そして、砂杭材料の補給と工程d〜gを繰り返してケーシングパイプ3を改良天端高まで引抜いたら、締固められた砂杭(規定長の地盤改良体)の造成が完了する。
<Process h>
When the casing pipe 3 is pulled out to the improved crown height by repeating the supply of the sand pile material and the steps d to g, the construction of the compacted sand pile (ground improvement body of specified length) is completed.

次に、前述した先端スクリューを具備する本発明の具体的実施例について説明する。   Next, specific examples of the present invention including the above-mentioned tip screw will be described.

貫入工程における地盤改良装置の貫入能力と、造成工程における材料排出能力を検証することを目的として実機実験を行った。   An actual machine experiment was conducted for the purpose of verifying the penetration capability of the ground improvement device in the penetration process and the material discharge capability in the construction process.

(実験で使用した地盤改良装置)
図2に示す特徴を具備する地盤改良装置を実施例とした。
図12に示す特徴を具備する地盤改良装置を比較例とした。
(Ground improvement device used in the experiment)
A ground improvement device having the features shown in FIG. 2 was used as an example.
A ground improvement device having the features shown in FIG. 12 was used as a comparative example.

実施例に係る地盤改良装置と、比較例に係る地盤改良装置は、次の点で相違し、ケーシングパイプの径などその他の点は共通していた。   The ground improvement device according to the example and the ground improvement device according to the comparative example are different in the following points, and have other common points such as the diameter of the casing pipe.

実施例の地盤改良装置は、図2に示すとおり、ケーシングパイプの先端から排出された砂杭材料を下方へ押し出すための先端スクリューを備えていた。この先端スクリューは、ケーシングパイプの先端に一体回転可能に設けられていた。   As shown in FIG. 2, the ground improvement device of the example was equipped with a tip screw for pushing down the sand pile material discharged from the tip of the casing pipe. This tip screw was integrally rotatably provided at the tip of the casing pipe.

比較例の地盤改良装置は、図12に示すとおり、
・ケーシングパイプ3の先端の下に設けられたスクリュータイプの底面爪91と、
・ケーシングパイプ3の先端側外周面に設けられた回動可能な可動式掘削爪93を
備えていた。
The ground improvement device of the comparative example is, as shown in FIG.
A screw type bottom surface claw 91 provided below the tip of the casing pipe 3,
A rotatable movable excavating claw 93 provided on the outer peripheral surface of the casing pipe 3 on the front end side was provided.

(実験方法)
貫入能力を検証する実験では、実施例と比較例でモータ出力を同じ値に設定し、同じモータ出力に対する貫入力を比較した。
(experimental method)
In the experiment for verifying the penetration capability, the motor output was set to the same value in the example and the comparative example, and the penetration input for the same motor output was compared.

材料排出能力を検証する実験では、実施例と比較例で深度を複数設定し、深度ごとに材料排出速度を比較した。   In the experiment for verifying the material discharge capacity, a plurality of depths were set in the example and the comparative example, and the material discharge rates were compared for each depth.

(実験結果) (Experimental result)

貫入能力の検証実験の結果は図10に示すとおりであった。
すなわち、ケーシングパイプ先端の真下にテーパー型スクリューを具備する実施例では、(比較例に比べて)同じモータ出力に対する貫入力が増加し、1.5〜1.7倍程度の貫入速度の向上に繋がることが分かった。
The result of the penetration capability verification experiment was as shown in FIG.
That is, in the example in which the taper type screw is provided just below the tip of the casing pipe, the penetration force for the same motor output is increased (compared to the comparative example), which leads to an improvement in the penetration speed of about 1.5 to 1.7 times. It was

材料排出能力の検証実験の結果は図11に示すとおりであった。
すなわち、ケーシングパイプ先端の真下にテーパー型スクリューを具備する実施例では、(比較例に比べて)1.5〜2.5倍程度の材料排出能力が向上することが分かった。また、排出能力の向上に伴い、施工速度が向上することが分かった。
The result of the verification experiment of the material discharge capacity is as shown in FIG.
That is, it was found that in the example in which the taper type screw was provided just below the tip of the casing pipe, the material discharge capacity was improved by about 1.5 to 2.5 times (compared with the comparative example). It was also found that the construction speed increases as the discharge capacity improves.

1 施工機
2 ベースマシン
3 ケーシングパイプ
4 地盤改良装置
5 リーダ
6 回転駆動装置
7 ホッパー
8 エアー弁
10 先端スクリュー(テーパー型スクリュー)
11 軸部材
13 固定部材
15 固定部材
21 外ジェット(エアー噴射部)
31 内ジェット(エアー噴射部)
40 側面スクリュー
91 底面爪
93 可動式掘削爪
1 Construction Machine 2 Base Machine 3 Casing Pipe 4 Ground Improvement Device 5 Leader 6 Rotation Drive Device 7 Hopper 8 Air Valve 10 Tip Screw (Tapered Screw)
11 shaft member 13 fixed member 15 fixed member 21 outer jet (air injection part)
31 Inner jet (air injection part)
40 Side Screw 91 Bottom Claw 93 Movable Excavator Claw

Claims (6)

地盤を締固める地盤改良体を地盤中に造成する地盤改良工法として用いる装置であって、
地盤に貫入させた状態で先端から地盤改良材を排出可能なケーシングパイプと、
前記ケーシングパイプの先端に一体回転可能に設けられ、前記ケーシングパイプの先端から排出された地盤改良材を下方へ押し出すための先端スクリューと、を有し、
前記先端スクリューは、上から下に向かって径が大きくなるように形成されている、ことを特徴とする地盤改良装置。
A device used as a ground improvement method for forming a ground improvement body for compacting the ground in the ground,
A casing pipe that can discharge the ground improvement material from the tip while penetrating the ground,
A tip screw for rotatably provided at the tip of the casing pipe and pushing out the ground improvement material discharged from the tip of the casing pipe,
The ground improvement device, wherein the tip screw is formed so that a diameter thereof increases from top to bottom.
前記先端スクリューは、
上部が、前記ケーシングパイプの径とほぼ同じ径を有し、
下部が、前記ケーシングパイプの径を超える径を有している、
ことを特徴とする請求項1に記載の地盤改良装置。
The tip screw is
The upper part has a diameter substantially the same as the diameter of the casing pipe,
The lower portion has a diameter exceeding the diameter of the casing pipe,
The ground improvement device according to claim 1, wherein:
前記ケーシングパイプの内側の先端寄りに設けられ、前記ケーシングパイプの先端からの地盤改良材の排出を促すエアーを間欠的に噴射するためのエアー噴射部を、
更に有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の地盤改良装置。
An air injection unit provided near the inner tip of the casing pipe for intermittently injecting air that prompts the discharge of the ground improvement material from the tip of the casing pipe,
The ground improvement device according to claim 1 or 2, further comprising:
前記ケーシングパイプ内の地盤改良材の天端位置を計測するための計測手段を、
更に有していることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の地盤改良装置。
Measuring means for measuring the top end position of the ground improvement material in the casing pipe,
The ground improvement device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記ケーシングパイプの側面に設けられ、該ケーシングパイプの側面又はその近傍に沿って生じ得る排土を抑制するための側面スクリューを、
更に有していることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の地盤改良装置。
A side screw provided on the side surface of the casing pipe and for suppressing the soil discharge that may occur along the side surface of the casing pipe or in the vicinity thereof,
The ground improvement device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
地盤改良材を排出可能なケーシングパイプを用いて、地盤を締固める地盤改良体を地盤中に造成する方法において、
ケーシングパイプ先端からの地盤改良材の排出を促すためのエアーを間欠的に噴射する、ことを特徴とする地盤改良工法。
Using a casing pipe capable of discharging the ground improvement material, in a method of forming a ground improvement body for compacting the ground in the ground,
A ground improvement method characterized by intermittently injecting air to promote discharge of the ground improvement material from the tip of the casing pipe.
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