JP2554500B2

JP2554500B2 - 地盤内拡孔の形成方法

Info

Publication number: JP2554500B2
Application number: JP62180007A
Authority: JP
Inventors: 克之玉置; 賢天野; 輝彦高野
Original assignee: CHISUIKEN KONSARUTANTSU JUGEN; Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: CHISUIKEN KONSARUTANTSU JUGEN; Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPS6424913A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、地盤内に拡孔を形成し、同時にその周囲地
盤を締固める方法に関する。

（従来の技術）従来、場所打ち杭基礎の製作における杭形孔などの形
成方法として、例えば地盤表層部に長さ１〜1.5mのスタ
ンドパイプを設け、それ以下の部分にはケーシングを使
わず回転ピット等の削孔装置で地盤を掘削し、掘削した
土砂を水と空気等の流体で上昇させて地上へ運ぶ方式の
リバース・サーキュレーションドリル工法、その他アー
スドリル工法、オールケーシング工法などがある。

また、通常の地盤締固め方法としては、例えばバイブ
ロフロットという大形棒状振動機を、振動とその先端部
からの水の噴射により地盤中に貫入させ、周囲の砂を締
固め、更に砂などの充填材を入れながら引き抜く方式の
バイブロフローテーション工法、その他コンポーザ工
法、サンドコンパクション工法などがある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記の各工法には次のような問題点が
ある。

すなわち、騒音・振動が伴い、掘削による排土な
どの処分が必要である。また、掘削による地盤のゆる
みが生じたり、周囲地盤に種々の悪影響を与え、広
範な作業スペースが必要である。さらに、杭形などの
方向・形状・寸法の自由度が比較的に低く、危険な作
業が伴い、比較的コストも高い。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、騒音・
振動等がなく、排土等の処分量が大幅に削減され、かつ
締固められた孔壁の地盤が形成される地盤内拡孔の形成
方法を提供するものであり、すなわち本願発明は、地盤
内に小径の孔を穿設する第１工程と、前記小径の孔内に
補強網体と複合された伸縮性の袋体を挿入する第２工程
と、前記袋体内に流体を圧入して拡大することによって
前記地盤内の小径の孔を拡大する第３工程と、前記流体
に対する加圧を取り除く一方、前記袋体と第３工程にお
いて拡大された地盤内の拡孔との間に安定液を押入し、
前記袋内を収縮させる第４工程と、その後収縮した袋体
を取り出す第５工程とにより、孔壁部地盤を締固めるこ
とを特徴とする地盤内拡孔の形成方法である。

地盤試験の結果によれば、第４図に示すごとく、地盤
中の孔内に拡孔圧力を加えた場合、ある圧力Pyより大き
な圧力Ｐが加わると、急激に孔径Ｄが増大する性質、す
なわち降伏点がある。

そして、その降伏点は上部東京層のような堅い土質の
場合でも、それほど大きくなく、拡孔に要する圧力は数
10Kg/cm²であることが判明した。

第１表に土質別の降伏応力及び拡孔に必要な圧力（Ｎ
値）を示した。

本発明者は、この降伏点を突破する圧力Ｐを袋体内の
流体へ加えれば、容易に地盤内の小径孔を拡孔すること
ができることを想到し、本発明を成すに至った。

本発明においては、地盤内の小径孔は、例えばアース
ドリルで穿設し、あるいはウォータージェット等で穿設
される。ウォータージェットを採用する場合は、その噴
出孔は前記袋体先端に取付けておき、地盤内にウォータ
ージェットを噴出して穿設しながら袋体を挿入すること
も好ましい。

この小径孔の穿設は、少なくとも袋体が入るのに十分
な寸法のものとするが、地盤の密度、強度等に応じ、ま
た目的とする拡孔寸法の大きさ等に応じて、所要寸法の
ものを穿設すればよい。

次いでこの穿設小径孔に袋体を挿入するものである
が、該袋体にはその後水その他の流体が圧入されるた
め、袋体は流体を外に逃がさないで伸縮性を有しかつ地
盤に押圧接触しても破損しない強度を有するものを使用
する。よって、該袋体の材質としては、ゴム等の強度の
ある伸縮性膜材を用いることができる。

また、袋体の膜材には、それに更に強力繊維（例えば
ナイロン繊維、アラミド繊維等）で作った補強網を複合
させて構成し、規制範囲以上に拡大することがないよう
に、すなわち、孔壁面強度にバラツキがある地盤内にお
いて、流体圧入により袋体が膨大されても、規制寸法形
状から逸脱した内径孔壁とならないようにする。

袋体に体する補強網体の複合方法としては、網体を袋
体の表面に部分接着して、又はそのままで被せる方法、
網体を袋体に融着して織り込む方法、あるいは袋体を内
外両面から網体で挾むようにして覆う方法などが挙げら
れる。

さらに、必要に応じ、前記補強網材の複合箇所な部分
的に調整することによって、孔壁拡大部分を選択的に変
化させることもできる。

なお、袋体には、少なくとも１つの圧入流体出入口が
設けられている。

圧入流体としては、一般に液体、例えば水、泥水、油
等が用いられるが、場合によっては圧縮空気等の気体を
用いてもよい。

地上において高圧ポンプやコンプレッサー等を用いて
液体、空気等の流体を地盤内小径孔内に挿入した袋体内
に圧入すると、地盤内小径孔の孔壁は押広げられるた
め、拡大された孔壁となり、同時に拡大された孔壁地盤
部は締固められる。

なお、地盤によっては、例えば砂質地盤では、小径孔
を予め穿設しないで、削孔装置を取付けた袋体を直接地
盤内に挿入するようにしてもよい。

袋体中への流体圧入による地盤小径孔の拡孔後は、袋
体と地盤との間に安定液（水又は泥水等）を押入するこ
とによって、袋体を収縮させつつ同時に袋体を地上へ取
り出し回収することができる。

以上のようにして、拡孔された孔壁は圧縮されて緻密
なものとなっているため、本発明によれば該拡孔内に例
えば現場打ちコンクリート杭を強固な支持状態を確保し
て挿設することができる。

また、軟質地盤に本発明方法を適用して、地盤を強固
なものとすることもできる。すなわち、軟質地盤に一定
間隔をおいて多数の小径孔を穿設し、それらに袋体を挿
入し、そして袋体に流体を圧入して膨大した後、流体を
抜き取って拡孔を形成し、その拡孔に砂、コンクリート
等を充填することによって、地盤の強化改質もできる。

上記における拡孔方式においては、最大拡径寸法の異
なる、例えば最大拡径が、小径の袋体、中径の袋体及び
大径の袋体の３種を用意し、第１段階として小径の袋体
で比較的小径の孔壁を造り、第２段階として次いで前の
小径の袋体と入れ換えて中径の袋体を挿入して流体を圧
入することにより中径の孔壁を造り、第３段階として前
の中径の袋体と入れ換えて大径の袋体を挿入して流体圧
入により、最終的に大径の孔壁を形成するといった多段
階方式を採用することもできる。

なお、本発明方法において形成される拡孔壁面は、従
来法による鋼管等との摺動壁面とは異なり、かなり自由
な凹凸のある壁面にすることもできるため、その拡孔内
に充填される充填材との結合性がより強固なものとな
る。

（実施例）本発明の実施例を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は、本発明の１実施例方法の手順を説明する概
略説明図であり、第２図は他の実施例方法の手順を説明
する概略説明図である。第３図は、本発明実施例方法を
実施する際の全体装置の略説図であり、第４図は地盤内
の袋体の押圧力と地盤孔壁の孔径との関係を示すグラフ
図である。

第１図によって、本発明実施例の手順を説明する。
まず、地盤１にドリルで直径150mm、深さ15,000mmの小
径孔２を穿設する。次いで、前記小径孔２内に袋体３
を挿入する。袋体３は、長さ15,000mm、直径120mmの合
成ゴム膜製のもので、一端に流体出入口を備えたもので
あり、合成ゴム膜内にはナイロン繊維よりなる補強網体
が織込れている。袋体内に水（流体）４が20Kgf/cm²
で圧入され、その結果直径250mm、深さ15,000mmの拡孔2
0が形成された。流体に対する加圧を取り除く一方、
袋体１と拡孔20壁との間に安定液５（水、泥水等）を押
入し、袋体を収縮させる。収縮した袋体を取り出し、
安定液が充填された拡孔を有する地盤を製造した。

第２図によって、他の実施例の手順を説明する。

まず、地盤１にドリルで直径200mm、深さ20,000mm
の小径孔２を穿設する。次いで、前記小径孔２内に袋
体３′を挿入する。袋体３′は、長さ20,000mm、直径17
0mmの合成ゴム膜製のもので、一端に流体出入口を備え
たものであり、長袋体の前部及び後部を除く中間部外周
には外径170mm、長さ10,000mmのナイロン管が巻着され
ている。袋体内に水（流体）４が30Kgf/cm²で圧入さ
れ、その結果、地盤上部及び下部に、直径約350mmの拡
孔20′が形成された。流体に対する加圧を取り除く一
方、袋体１と拡孔20壁との間に安定液５（水又は泥水
等）を押入し、袋体を収縮させる。収縮した袋体を取
り出し、安定液が充填された拡孔を有する地盤を製造し
た。

第３図に、本例で使用した地盤内拡孔の形成装置を図
示する。

地上装置として、コンプレッサー11と蓄圧タンク10が
あり、蓄圧タンク10内には拡孔用の流体としての水が貯
水されており、それに圧送管31と排出管32が結合されて
いる。

また、地盤内装置として、地盤１の小径孔２内には、
袋体３とその中央に袋体３とシールドされて貫設された
孔壁安定液注入管５′がある。袋体３の上端部、下端部
と孔壁安定液注入管５′との間には２つのリング体33、
33′が取着されており、袋体３と孔壁安定液注入管５′
との間がシールドされている。そしてまた、リング体33
と33′との間には、壁部に多数の貫通孔を備えた円筒体
34が挟装されている。

なお、上方のリング体33には前記圧送管31と排出管32
が取り付けられている。

上記第３図図示の構成装置により、本発明方法を実施
する場合について説明すると、まず地盤１内の小径の孔
２中に、前記孔壁安定液注入管５′、リング体33、3
3′、円筒体34及び袋体３からなる地盤内装置を挿入す
る。次いで、地上装置のコンプレッサー11により蓄圧タ
ンク10内の流体としての水４に高圧を加え、圧送管31を
介して、地盤内装置の袋体３に加圧水４を圧送する。

なお、この場合コンプレッサー11を使用せず、直接ポ
ンプで流体を圧送することができる。

すると、加圧水４により袋体３が膨大され、袋体３は
仮想線で表す大きさとなり、小径孔２壁は押し広げられ
て拡孔する。

所要径の孔壁になったところで、加圧水４の圧送を停
止するとともに、孔壁安定液注入管５′に水又は泥水か
らなる安定液５を圧送し、その下端から袋体３と拡孔壁
との間に注入し、拡孔全体に安定液を充填する。それと
同時に、前記地盤内装置を地上へ引き出す。以上によっ
て、拡孔壁内に安定液が充填された地盤が形成される。

なお、地盤孔壁面は表層部〜深部の間で、通常、土質
（堅さ）の異なる複数の土層に亙っているが、袋体に一
定寸法の補強網を複合させておくことにより、最大拡張
寸法を限定して一定直径の拡孔を形成することができ
る。

また、袋体は原則的に定尺のものであるが、短い袋体
を用いて、長い孔を拡孔する場合は、袋体を孔の深さ方
向に順次移動し、その度に部分的な拡孔を繰り返して連
続させ、全長に亙って拡孔するようにしてもよい。袋体
は単数でも複数個連結して用いてもよく、拡孔の方向
は、鉛直以外の方向にも適用でき、また、拡孔、拡孔時
の袋体の断面形状は、袋体の特定箇所に特定寸法・形状
の補強網体を複合させておくことによって、円形のほ
か、角形のその他の自由な形状とすることができる。

（発明の効果）以上のとおり本願発明では、地盤内に小径の孔を穿設
する第１工程と、前記小径の孔内に補強網体と複合され
た伸縮性の袋体を挿入する第２工程と、前記袋体内に流
体を圧入して拡大することによって前記地盤内の小径の
孔を拡大する第３工程と、前記流体に対する加圧を取り
除く一方、前記袋体と第３工程において拡大された地盤
内の拡孔との間に安定液を挿入し、前記袋体を収縮させ
る第４工程と、その後収縮した袋体を取り出す第５工程
とにより、孔壁部地盤を締固めるようにしたため、以下
のような効果が発揮される。

騒音・振動等がなく、排土等の処分量は大幅に削減
される。

杭施工に適用した場合、杭体周面及び先端地盤は、
拡孔時に締固められているので、杭等の支持力性能は大
幅に向上する。

地盤は、拡孔により締固められているので、孔壁安
定のための処置は不要もしくは非常に軽減され、周辺地
盤に与える影響も非常に少なくなる。

拡孔に必要な装置は小規模化かつ軽便で、離れた地点
から、狭いスペース（高さ、広さ）に杭形などを形成す
ることができ、かつ作業時間も短い。

拡孔の方向・形状・寸法に対する自由度が高く、かつ
拡孔に必要な装置とその取り扱い・作業手順などが単純
で、作業の安定性が向上する。

総合すると、コストが大幅に低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例方法の手順を説明する概略
説明図であり、第２図は他の実施例方法の手順を説明す
る概略説明図である。第３図は、本発明実施例方法を実
施する際の全体装置の略説図であり、第４図は地盤内の
袋体の押圧力と地盤孔壁の孔径との関係を示すグラフ図
である。 1:地盤、2:小径孔、３、３′：袋体、 4:水（流体）、5:安定液、５′：孔壁安定液注入管、 10:蓄圧タンク、11:コンプレッサー、 20、20′：拡孔、31:圧送管、32:排出管、 33、33′：リング体、34:円筒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−34395（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤内に小径の孔を穿設する第１工程と、
前記小径の孔内に補強網体と複合された伸縮性の袋体を
挿入する第２工程と、前記袋体内に流体を圧入して拡大
することによって前記地盤内の小径の孔を拡大する第３
工程と、前記流体に対する加圧を取り除く一方、前記袋
体と第３工程において拡大された地盤内の拡孔との間に
安定液を押入し、前記袋体を収縮させる第４工程と、そ
の後収縮した袋体を取り出す第５工程とにより、孔壁部
地盤を締固めることを特徴とする地盤内拡孔の形成方
法。