JP3940764B2 - Drain pipe method and ground drilling device - Google Patents

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Description

本発明は、ドレーンパイプ工法および地盤穿孔装置に関し、詳しくは、地表から地盤内にドレーンパイプを埋設しておき、地震等の際に地盤内に発生する水をドレーンパイプから効率的に排出することで、地盤が流動化あるいは液状化するのを効率的に防止するなど、地盤の改質を行うドレーンパイプ工法と、このようなドレーンパイプ工法において、ドレーンパイプの埋設作業に使用される地盤穿孔装置とを対象にしている。   The present invention relates to a drain pipe construction method and a ground drilling device, and more specifically, a drain pipe is embedded in the ground from the surface, and water generated in the ground in the event of an earthquake or the like is efficiently discharged from the drain pipe. In the drain pipe construction method to improve the ground, such as efficiently preventing the ground from fluidizing or liquefying, and in such a drain pipe construction method, a ground drilling device used for drain pipe burial work And are targeted.
大きな地震が発生した時に、地盤から地下水が一気に噴き上げ、地盤が泥水のように緩んでしまう現象を起こすことがある。このような現象を、地盤の液状化あるいは流動化と呼んでいる。地盤の液状化が起こると、道路などの地面が陥没したり、地滑りを起こしたり、建築物の基礎地盤が不当沈下を起こして建築物が傾いたりして、甚大な被害を発生させる。
地盤の液状化を防止する技術として、ドレーンパイプ工法が知られている。地表から地盤内にドレーンパイプを埋め込んでおく。地震で地盤内の水圧が高まると、地盤内に発生した水は、ドレーンパイプから地表へと噴き出して排出される。その結果、地盤内に過剰な水が溜まったり地下水圧が高くなったりしないので、地盤の液状化が阻止される。
When a large earthquake occurs, groundwater may erupt from the ground at once, causing the ground to loosen like muddy water. Such a phenomenon is called liquefaction or fluidization of the ground. If the ground liquefies, the ground such as roads will sink, landslides will occur, the foundation ground of the building will unjustly sink and the building will tilt, causing tremendous damage.
A drain pipe construction method is known as a technique for preventing liquefaction of the ground. A drain pipe is embedded from the ground surface into the ground. When the water pressure in the ground increases due to an earthquake, the water generated in the ground is ejected from the drain pipe to the surface. As a result, excessive water does not accumulate in the ground and the groundwater pressure does not increase, so liquefaction of the ground is prevented.
特許文献1には、ドレーンパイプとして、麺状の合成樹脂を集積させて管状に成形してなる透水材や、複数個の孔が貫通形成された透水パイプ、不織布、合成樹脂製ネットなどを組み合わせる技術が示されている。前記した麺状の管材は、麺同士の隙間が、管材の全面で良好な通水性を発揮し、地盤内の水を迅速に排出できるなどの利点を有している。このようなドレーンパイプの施工方法も記載されている。可動ブーム先端に削孔マシンを取り付けた作業車を施工現場に乗り入れ、削孔マシンで鋼管などからなるケーシング管を地盤に打ち込む。地盤に埋設されたケーシング管の内部に、ドレーンパイプを挿入設置したあと、ケーシング管を引き抜くことで、ドレーンパイプが地盤と接触した状態で埋設される。この方法であれば、比較的に耐久性や強度に劣るドレーンパイプであっても、地盤内に容易に埋設することができる。前記した麺状の管材を使用するのに適しているとされている。
特開平10−204864号公報
In Patent Document 1, as a drain pipe, a water-permeable material formed by accumulating noodle-shaped synthetic resin into a tubular shape, a water-permeable pipe having a plurality of holes penetrating, a nonwoven fabric, a synthetic resin net, and the like are combined. Technology is shown. The noodle-like tube material described above has advantages such that the gap between the noodles exhibits good water permeability over the entire surface of the tube material, and the water in the ground can be discharged quickly. A method for constructing such a drainpipe is also described. A work vehicle with a drilling machine attached to the tip of the movable boom is put into the construction site, and a casing pipe made of steel pipe or the like is driven into the ground with the drilling machine. The drain pipe is inserted and installed in the casing pipe embedded in the ground, and then the casing pipe is pulled out so that the drain pipe is embedded in contact with the ground. With this method, even a drain pipe that is relatively inferior in durability and strength can be easily embedded in the ground. It is said that it is suitable for using the above-mentioned noodle-like tube material.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-204864
従来のドレーンパイプ工法では、ドレーンパイプを地表から地盤内に埋設するために、大掛りな装置や設備が必要になり、既設住宅における地盤流動化防止対策などには適用し難いという問題がある。
例えば、特許文献1に記載された技術では、大型の可動ブーム付き作業車を、施工現場に乗り入れる必要がある。住宅が密集している住宅地などでは、個々の住宅の周囲に大型作業車が乗り入れられるような空間がないことが多い。また、削孔マシンで、ケーシング管に打撃を加えて地盤に打ち込む作業を行うと、大きな騒音を発生し、周辺住民に多大の迷惑がかかる。作業に伴って発生する過大な振動で、周辺住宅の壁面や土台に悪影響を与える心配もある。特に、地盤の深くまでドレーンパイプを埋設しようとすると、長大なケーシング管を地盤に打ち込む必要があるため、長大なケーシング管を保持したり打ち込んだりできる大型の作業車および可動ブームが必要である。広い道路に面するような施工現場でないと作業は難しい。
In the conventional drain pipe method, in order to embed the drain pipe from the ground surface into the ground, a large-scale device and equipment are required, and there is a problem that it is difficult to apply to measures for preventing ground fluidization in existing houses.
For example, in the technique described in Patent Literature 1, it is necessary to enter a large work vehicle with a movable boom into a construction site. In a residential area where houses are densely populated, there are often no spaces where large work vehicles can enter around each house. In addition, when a hole drilling machine hits the casing pipe and drives it into the ground, it generates a large noise and causes great inconvenience to the surrounding residents. There is also a concern that the excessive vibration generated by the work may adversely affect the walls and foundations of the surrounding houses. In particular, if a drain pipe is to be buried deep in the ground, it is necessary to drive a long casing pipe into the ground, so a large work vehicle and a movable boom that can hold and drive the long casing pipe are required. It is difficult to work without a construction site facing a wide road.
本発明の課題は、前記したドレーンパイプ工法を、大掛りな装置設備を使用しなくても、簡単かつ効率的に実施でき、周辺環境への悪影響も軽減でき、特に、既設住宅の敷地など、十分な工事スペースが確保し難い作業環境であっても、良好にドレーンパイプ工法が適用できるようにすることである。   The problem of the present invention is that the above-described drain pipe construction method can be easily and efficiently carried out without using large-scale equipment, and can reduce the adverse effects on the surrounding environment. Even in a work environment where it is difficult to secure a sufficient construction space, the drain pipe method should be applied well.
本発明にかかるドレーンパイプ工法は、地表から地盤内にドレーンパイプを埋設するドレーンパイプ工法であって、強制振動を発生する地盤穿孔装置を、ドレーンンパイプの内部に配置し、ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の先端に穿孔ビットを配置する工程(a)と、前記地盤穿孔装置で強制振動を発生させ、この強制振動を、前記穿孔ビットおよびドレーンパイプを介して外側に隣接する地盤に伝えて、該地盤を流動化させる工程(b)と、前記地盤穿孔装置に対して、軸方向で後方側から先端側に向かう衝撃力を繰り返し加えて、前記地盤穿孔装置および前記ドレーンパイプを、前記穿孔ビットを先頭にして地盤内に貫入させて、ドレーンパイプを地盤内に埋設する工程(c)と、前記地盤内に埋設されたドレーンパイプから、前記地盤穿孔装置を撤去する工程(d)とを含むことを特徴としている。 The drain pipe construction method according to the present invention is a drain pipe construction method in which a drain pipe is embedded in the ground from the ground surface, and a ground drilling device that generates forced vibration is arranged inside the drain pipe, and the drain pipe and the ground drilling A step (a) of arranging a drill bit at the tip of the device, and generating a forced vibration in the ground drilling device, and transmitting the forced vibration to the ground adjacent to the outside via the drill bit and the drain pipe , The step (b) of fluidizing the ground and an impact force from the rear side to the tip side in the axial direction are repeatedly applied to the ground drilling device, and the ground drilling device and the drain pipe are connected to the drill bit. From the step (c) of burying the drain pipe in the ground by penetrating into the ground as the head, from the drain pipe embedded in the ground, And step (d) of that removing the panel drilling apparatus is characterized in that it comprises a.
〔ドレーンパイプ〕
ドレーンパイプは、中空管状をなし、外面から内部へと地下水が通過可能な通水性を有していれば、その材料、構造、寸法などは特に限定されない。
通常のドレーンパイプ工法に利用される管材が使用できる。
ドレーンパイプの材料として、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂が使用できる。金属やコンクリート、セメント、ガラス、陶器、セラミックなども使用できる。複数の材料を組み合わせたFRP管や積層管、複合管なども使用できる。
[Drain pipe]
The drain pipe is not particularly limited as long as it has a hollow tubular shape and has water permeability through which ground water can pass from the outer surface to the inside.
Tubing materials used for ordinary drain pipe construction can be used.
Synthetic resins such as vinyl chloride, polyethylene, polypropylene, and polyethylene terephthalate can be used as the drain pipe material. Metal, concrete, cement, glass, ceramics, ceramics, etc. can also be used. An FRP pipe, a laminated pipe, a composite pipe, or the like combining a plurality of materials can also be used.
ドレーンパイプは、基本的には断面円形である。使用目的や要求性能によっては、円形以外の断面形状を有する場合もある。例えば、断面角形のものや、楕円形、長円形などが挙げられる。ドレーンパイプの貫入に問題がなければ、ドレーンパイプの外周に突起や凹溝などの凹凸形状を有していてもよい。
ドレーンパイプに通水性を付与するには、材料自体に通水性を有するものを使用するほか、ドレーンパイプの製造時あるいは製造後に通水用の孔などをあけることができる。例えば、合成樹脂の連続発泡体や発泡セラミックのような多孔質材料は、材料そのものが通水性を有している。粒子材料や繊維材料、線材料を、ある程度の隙間をあけた状態で集積させて一体結合すれば、得られた成形体は通水性を有する。線材料を網状に組み合わせたものを筒状に成形することもできる。棒材で組み立てられた枠に、網布状の材料を貼り付けて、管強度と通水性を確保することもできる。管状の成形体に、ドリルなどで多数の小孔をあけて通水性を付与することもできる。パンチングメタルを筒状に成形したものでもよい。
The drain pipe is basically circular in cross section. Depending on the purpose of use and required performance, it may have a cross-sectional shape other than circular. For example, those having a square cross-section, an ellipse, an oval, etc. If there is no problem with the penetration of the drain pipe, the drain pipe may have an uneven shape such as a protrusion or a groove on the outer periphery.
In order to impart water permeability to the drain pipe, a material having water permeability in the material itself can be used, and holes for water passage can be formed during or after the production of the drain pipe. For example, porous materials such as synthetic resin continuous foams and foamed ceramics have water permeability. If the particle material, the fiber material, and the wire material are collected and joined together with a certain gap, the resulting molded body has water permeability. A combination of wire materials in a net shape can be formed into a cylindrical shape. A net cloth-like material can be attached to the frame assembled with the bar material to ensure tube strength and water permeability. Water permeability can also be imparted to the tubular molded body by drilling many small holes with a drill or the like. The thing which shape | molded the punching metal in the cylinder shape may be sufficient.
ドレーンパイプに有する通水空間は、通水性は有していても、土砂などが流入し難いことが望ましい。
本発明では、比較的に耐力に劣る材料からなる管材や、通水空間の割合が多くて機械的強度に劣る管構造など、通常の直接的な打撃による打ち込みなどが適用し難いドレーンパイプも使用できる。
通水性に優れ、実用的に十分な耐久性を有するドレーンパイプとして、合成樹脂の線条が集積され一体的に結合されてなり、線条間の隙間に生じる通水空間が全面に存在する線条集積管を用いることができる。線条集積管の具体例として、前記特許文献1に記載された麺状樹脂管が挙げられる。麺状樹脂管の市販製品として、ポーラスドレーン(商品名、ポーラスジャパン社製)、ヘチマロン(商品名、新光ナイロン社製)が挙げられる。
It is desirable that the water passage space of the drain pipe has water permeability, but it is difficult for earth and sand to flow in.
In the present invention, it is also possible to use a drain pipe that is difficult to be applied by a normal direct hit, such as a pipe material made of a material having a relatively poor proof stress or a pipe structure having a high water passage ratio and a poor mechanical strength. it can.
As a drain pipe with excellent water permeability and practically sufficient durability, lines of synthetic resin are integrated and joined together, and there is a water passage space in the entire surface between the lines. A strip tube can be used. As a specific example of the filament accumulation tube, there is a noodle-like resin tube described in Patent Document 1. Examples of commercially available noodle-shaped resin tubes include porous drain (trade name, manufactured by Porous Japan) and hetimarone (trade name, manufactured by Shinko Nylon).
ドレーンパイプの寸法は、施工条件や要求性能によっても変わるが、通常は、外径100〜200mm、肉厚20〜70mm、長さ2〜20mの範囲に設定される。
地盤に埋設するドレーンパイプの施工全長を、1本のドレーンパイプのみで施工することもできるし、短いドレーンパイプを複数本継ぎ足して使用することもできる。定尺のドレーンパイプを必要な本数だけ継ぎ足せば、広い範囲の施工条件に対応させることができる。
ドレーンパイプを継ぎ足すには、接着や熱融着、嵌合などの連結手段が採用できる。ドレーンパイプの両端に、互いに嵌合自在な凹凸構造を設けておくことができる。捻じ込み構造を設けておいてもよい。ドレーンパイプの連結個所で、ドレーンパイプの外周にスリーブを被せて連結すれば、強固な連結が果たされる。スリーブには、ドレーンパイプの材料と同様の樹脂、金属などからなる管材が使用できる。スリーブは通水性のない管材であっても構わない。
The dimensions of the drain pipe vary depending on construction conditions and required performance, but are usually set in the range of an outer diameter of 100 to 200 mm, a wall thickness of 20 to 70 mm, and a length of 2 to 20 m.
The entire construction length of the drain pipe buried in the ground can be constructed with only one drain pipe, or a plurality of short drain pipes can be added and used. If a required number of drain pipes are added, a wide range of construction conditions can be accommodated.
In order to add the drain pipe, it is possible to employ connecting means such as adhesion, heat fusion, and fitting. An uneven structure that can be fitted to each other can be provided at both ends of the drain pipe. A screw-in structure may be provided. If the drain pipe is connected by putting a sleeve on the outer periphery of the drain pipe, a strong connection is achieved. For the sleeve, a tube made of resin, metal, etc., similar to the material of the drain pipe can be used. The sleeve may be a non-water-permeable tube material.
埋設されたドレーンパイプの後端に新たなドレーンパイプの先端を配置するだけで、特別な連結手段を講じなくても、ドレーンパイプの自重によって一体的に埋設していける場合もある。継ぎ足したドレーンパイプ列の後端すなわち上端に錘を載せるなどして、ドレーンパイプの継ぎ目があかないように、押さえておくこともできる。
〔地盤穿孔装置〕
地表から地盤内に貫入させて地盤を穿孔する機能を有する。
<全体形状>
ドレーンパイプの内部に配置する地盤穿孔装置は、ドレーンパイプに対応する断面外形状を有している。ドレーンパイプの内周を摺動可能な外形を有するものが好ましい。ドレーンパイプの内径と実質的に同一であるか少し小さな外径を有するものが使用できる。
In some cases, the drain pipe can be embedded integrally by the weight of the drain pipe simply by placing the tip of a new drain pipe at the rear end of the drain pipe that has been buried, without requiring any special connection means. It is also possible to hold the drain pipe so that there is no seam of the drain pipe by placing a weight on the rear end, that is, the upper end of the connected drain pipe row.
[Ground drilling device]
It has a function to penetrate the ground by penetrating into the ground from the ground surface.
<Overall shape>
The ground drilling device disposed inside the drain pipe has an outer cross-sectional shape corresponding to the drain pipe. What has the external shape which can slide the inner periphery of a drain pipe is preferable. Those having an outer diameter substantially the same as or slightly smaller than the inner diameter of the drain pipe can be used.
直管状をなすドレーンパイプに挿入される地盤穿孔装置は、通常、全体が細い軸状をなす。地盤穿孔装置の軸方向で、断面形状や外径が変化するものであってもよい。例えば、強制振動を発生する加振部の部分では、ドレーンパイプの内周面に実質的に隙間なく当接することで、振動を効率的に伝達できる。衝撃発生部などは、ドレーンパイプに有害な衝撃が伝わらないように、ドレーンパイプの内周形状との間に大きな隙間があくようであっても構わない。
<噴出口>
地盤穿孔装置の軸方向で、地盤に貫入されるときに先頭側に配置される先端には、空気混合水を噴出する噴出口を備えておくことができる。噴出口から地盤に向かって空気混合水を噴出させることで、地盤穿孔装置およびドレーンパイプの地盤内への貫入を促進させることができる。
The ground drilling device inserted into a straight pipe drain pipe generally has a thin shaft shape as a whole. The cross-sectional shape and the outer diameter may change in the axial direction of the ground drilling device. For example, in the portion of the vibration generating portion that generates forced vibration, the vibration can be efficiently transmitted by contacting the inner peripheral surface of the drain pipe substantially without a gap. The impact generating portion or the like may have a large gap between it and the inner peripheral shape of the drain pipe so that no harmful impact is transmitted to the drain pipe.
<Outlet>
In the axial direction of the ground drilling device, a tip that is disposed on the front side when penetrating into the ground can be provided with a jet outlet for jetting air-mixed water. By injecting the air-mixed water from the jet port toward the ground, it is possible to promote the penetration of the ground drilling device and the drain pipe into the ground.
噴出口は、地盤穿孔装置の先端面に対して、1個所あるいは複数個所に配置しておくことができる。噴出口から空気混合水が噴出される方向は、軸方向と平行であってもよいし、軸方向に対して傾斜していてもよい。軸方向に対して外周側に向けて傾斜する方向であれば、地盤穿孔装置の断面積よりも広い範囲に効率的に空気混合水を噴出させることができる。
噴出口を、地盤穿孔装置の先端ではなく外周面に設けておき、地盤穿孔装置の外周面と地盤との間に空気混合水を噴出させることもできる。地盤穿孔装置の軸方向で複数個所に噴出口を設けておくこともできる。
The spout can be arranged at one place or a plurality of places with respect to the tip surface of the ground drilling device. The direction in which the air-mixed water is ejected from the ejection port may be parallel to the axial direction or may be inclined with respect to the axial direction. If the direction is inclined toward the outer peripheral side with respect to the axial direction, the air-mixed water can be efficiently ejected over a range wider than the cross-sectional area of the ground drilling device.
It is also possible to provide a spout on the outer peripheral surface of the ground drilling device instead of the tip, and to jet the air-mixed water between the outer peripheral surface of the ground drilling device and the ground. It is also possible to provide jet outlets at a plurality of locations in the axial direction of the ground drilling device.
噴出口は、地盤穿孔装置の内部に設けられた空気および水の流路を経て、地盤穿孔装置に連結される空気配管および水配管に接続しておくことができる。地盤穿孔装置の内部で、空気と水とを混合するようにしてもよいし、予め混合された空気混合水を地盤穿孔装置に供給するようにしてもよい。
噴出口から噴出させる前の空気混合水を、地盤穿孔装置の内部機構の冷却に利用することができる。例えば、加振部や衝撃発生部では、振動や衝撃に伴って熱が発生し装置部材が過熱することがある。このような熱が発生する部材や過熱し易い個所の内部や周囲に、空気混合水の配管や流路、あるいは、水、空気の単独配管や流路を配置しておけば、これらの流体が過熱し易い部材を冷却して、機能低下や劣化を防止することができる。
The spout can be connected to an air pipe and a water pipe connected to the ground drilling device via air and water flow paths provided in the ground drilling device. Air and water may be mixed inside the ground drilling device, or premixed air mixed water may be supplied to the ground drilling device.
The air-mixed water before being ejected from the ejection port can be used for cooling the internal mechanism of the ground drilling device. For example, in a vibration part and an impact generation part, heat | fever generate | occur | produces with a vibration and an impact, and an apparatus member may overheat. If a pipe or channel of air-mixed water or a single pipe or channel of water or air is placed inside or around a part that generates heat or a place where it easily overheats, these fluids By cooling a member that is easily overheated, it is possible to prevent functional degradation and deterioration.
噴出口から噴出させる空気混合水の圧力、流量、空気と水の混合比などは、地盤の土質や施工条件、要求性能などによって適切に設定することが望ましい。例えば、圧力を0〜35MPa,流量を0〜100kg/min、空気:水=10:1〜1:10(容量比)に設定することができる。
なお、水だけを噴出させたり、空気だけを噴出させたりするだけでも、ある程度までは、地盤穿孔装置およびドレーンパイプの貫入促進効果はある。
<加振部>
地盤穿孔装置のうち軸方向の途中に配置され、強制振動を発生する。
It is desirable to appropriately set the pressure, flow rate, air / water mixing ratio, etc., of the air-mixed water ejected from the ejection port, depending on the soil quality, construction conditions, required performance, etc. of the ground. For example, the pressure can be set to 0 to 35 MPa, the flow rate to 0 to 100 kg / min, and air: water = 10: 1 to 1:10 (volume ratio).
In addition, even if only water is ejected or only air is ejected, there is an effect of promoting penetration of the ground drilling device and the drain pipe to some extent.
<Excitation section>
It is arranged in the middle of the axial direction in the ground drilling device and generates forced vibration.
強制振動の振動方向は、地盤穿孔装置の軸方向に対して直交あるいは交差する方向であると、穿孔ビットおよびドレーンパイプを介して外側の地盤へと振動が伝達し易い。加振部の外周面が中心側から半径方向に移動したり膨張収縮したりする振動が好ましい。軸方向の振動が含まれていてもよい。軸方向の振動を先端ビットから地盤に伝達して、穿孔ビットおよび地盤穿孔装置の地盤への貫入を促進させることもできる。
強制振動を発生させる機構としては、通常の土木装置などで採用されている強制振動の発生機構が採用できる。通常、バイブレータと呼ばれる装置が使用できる。例えば、偏心モータを回転させたり、電気的に発生させた磁力を周期的に変化させたり、電気エネルギーを物理的歪みに変換する電歪素子を利用したりすることができる。油圧や空気圧、水圧を周期的に開閉する弁で制御して流体による振動を発生させるものでもよい。
When the vibration direction of the forced vibration is a direction orthogonal to or intersecting with the axial direction of the ground drilling device, the vibration is easily transmitted to the outer ground via the drill bit and the drain pipe. A vibration in which the outer peripheral surface of the excitation unit moves in the radial direction from the center side or expands and contracts is preferable. An axial vibration may be included. Axial vibration can also be transmitted from the tip bit to the ground to facilitate penetration of the drill bit and ground drilling device into the ground.
As a mechanism for generating forced vibration, a mechanism for generating forced vibration that is employed in a normal civil engineering apparatus or the like can be employed. Usually, a device called a vibrator can be used. For example, an eccentric motor can be rotated, an electrically generated magnetic force can be periodically changed, or an electrostrictive element that converts electrical energy into physical strain can be used. It may be one that generates hydraulic vibration by controlling hydraulic pressure, air pressure, or water pressure with a valve that periodically opens and closes.
加振部で発生させる振動の周波数や振幅、加振力は、施工条件や要求性能に合わせて適切に設定される。特に、施工する地盤の土質に合わせて、地盤を局部的に液状化させるのに適切な条件が選択される。例えば、振動周波数を0〜240Hzに、振幅を1.5〜2.5mmに設定できる。
地盤穿孔装置に対して、加振部は1個所だけに設けておいてもよいし、複数個所に設けておくこともできる。例えば、地盤穿孔装置の周方向で複数個所に加振部を設け、それぞれの加振部が半径方向で外周に向かって振動を発生させるようにすることができる。地盤穿孔装置の軸方向で、穿孔ビットに隣接する先端側と、ドレーンパイプの途中位置に隣接する後端側の2個所など、複数個所に加振部を設けることもできる。
The frequency, amplitude, and excitation force of vibration generated by the excitation unit are appropriately set according to the construction conditions and required performance. In particular, an appropriate condition is selected to locally liquefy the ground according to the soil quality of the ground to be constructed. For example, the vibration frequency can be set to 0 to 240 Hz and the amplitude can be set to 1.5 to 2.5 mm.
With respect to the ground drilling device, the excitation unit may be provided in only one place, or may be provided in a plurality of places. For example, it is possible to provide vibration portions at a plurality of locations in the circumferential direction of the ground drilling device and generate vibrations toward the outer periphery in the radial direction. In the axial direction of the ground drilling device, vibration portions can be provided at a plurality of locations, such as two locations on the front end side adjacent to the drill bit and the rear end side adjacent to the middle position of the drain pipe.
<衝撃発生部>
地盤穿孔装置の軸方向において、加振部よりも後方側に配置され、軸方向で後方側から先端側に向かう衝撃力を繰り返し発生させる。衝撃発生部で発生させた衝撃力によって、地盤穿孔装置およびドレーンパイプの地盤内への貫入を促進させる。衝撃力を発生させる際に騒音や振動が生じても、地盤内に埋設されたドレーンパイプ内で発生するだけなので、周辺環境への悪影響は軽微である。
各種の土木装置で採用されている衝撃発生手段が採用できる。例えば、ハンマーや錘を持ち上げて落下させれば落下面に衝撃力が加わる。バネなどの付勢力を急激に解放することで衝撃力を発生させることもできる。電磁力を瞬間的に加えたり解放したりすることでも衝撃力が発生する。流体圧力を弁などで制御することでも衝撃力が発生する。その他、運動している物体の運動を急激に停止させることなどで衝撃力を発生させることができる。
<Impact generator>
In the axial direction of the ground drilling device, it is arranged on the rear side with respect to the excitation unit, and repeatedly generates an impact force from the rear side to the tip side in the axial direction. By the impact force generated by the impact generation part, penetration of the ground drilling device and the drain pipe into the ground is promoted. Even if noise or vibration occurs when generating the impact force, it only occurs in the drain pipe buried in the ground, so the adverse effect on the surrounding environment is negligible.
The impact generating means employed in various civil engineering devices can be employed. For example, if a hammer or weight is lifted and dropped, an impact force is applied to the dropping surface. An impact force can also be generated by abruptly releasing an urging force such as a spring. Impact force is also generated by momentarily applying or releasing electromagnetic force. An impact force is also generated by controlling the fluid pressure with a valve or the like. In addition, an impact force can be generated by abruptly stopping the motion of a moving object.
衝撃力の強さは、地盤の土質条件や地盤穿孔装置の大きさなどの条件に合わせて設定できる。本発明の地盤穿孔装置では、前記した振動による地盤の流動化を行うので、通常の杭打ち装置ほどの強い衝撃力がなくても、地盤穿孔装置およびドレーンパイプは地盤に容易に貫入される。具体的には、衝撃力を0〜100Nの範囲に設定できる。
強い衝撃力を単発で作用させるよりも、比較的に弱い衝撃力でも繰り返し発生させるほうが、効率的に、地盤穿孔装置およびドレーンパイプの地盤への貫入が進む。衝撃力の発生サイクルを、0〜600回/minに設定できる。衝撃力の発生サイクルを高めることで、1種の振動力を発生させることもできる。
The strength of the impact force can be set according to the soil condition of the ground and the size of the ground drilling device. In the ground drilling device of the present invention, the ground is fluidized by the vibration described above, and therefore the ground drilling device and the drain pipe can be easily penetrated into the ground even if the impact force is not as strong as that of a normal pile driving device. Specifically, the impact force can be set in the range of 0 to 100N.
It is more efficient for the ground drilling device and the drain pipe to penetrate into the ground when the relatively weak impact force is repeatedly generated than when the strong impact force is applied only once. The generation cycle of impact force can be set to 0 to 600 times / min. One type of vibration force can be generated by increasing the generation cycle of the impact force.
衝撃力発生部のうち、衝撃力を発生させる錘と錘の受け材との周辺や、衝撃力発生部と地盤穿孔装置の他の部材との間などに、衝撃力を吸収する緩衝材を配置しておけば、地盤穿孔装置の各部材が衝撃力を受けて損傷したり劣化したり、ネジなどが緩んだりすることが防止できる。衝撃によるドレーンパイプの損傷や劣化も防止できる。衝撃力あるいはそれに伴う騒音が、地表や周辺の住宅に悪影響を与えたりするのを防止するにも有効である。緩衝材には、ポリウレタン樹脂、ゴムなどの緩衝機能に優れた材料が使用できる。
<穿孔ビット>
ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の先端に配置される。ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の先端で地盤を穿孔する機能を果たす。
A shock absorbing material that absorbs the impact force is placed around the impact force generation part around the weight that generates the impact force and the weight receiving material, and between the impact force generation part and other members of the ground drilling device. By doing so, it is possible to prevent each member of the ground drilling device from being damaged or deteriorated due to an impact force, or to loosen a screw or the like. Damage and deterioration of the drain pipe due to impact can also be prevented. It is also effective in preventing the impact force or the accompanying noise from adversely affecting the ground surface and surrounding houses. As the buffer material, a material excellent in buffer function such as polyurethane resin and rubber can be used.
<Perforation bit>
It is arranged at the tip of the drain pipe and ground drilling device. It performs the function of drilling the ground with the drain pipe and the tip of the ground drilling device.
基本的構造あるいは構成材料は、通常の土木機械装置あるいは穿孔装置における穿孔ビットあるいは掘削ビットなどと共通する技術が採用できる。
穿孔ビットの材料は、工具鋼や超硬質鋼、高速度工具鋼、硬質セラミックなどが使用できる。それほど固い地盤でなければ、通常の構造用鋼材を使用することもできる。穿孔ビットを、ドレーンパイプの浮き上がりを防止する錘として有効に機能させるには、比較的に比重の重い金属材料が好ましい。
穿孔ビットの外形状は、通常、先端が尖った円錐形状や円錐台形状が採用できる。地盤を押し退けて貫入し易くしたり、土砂が粘着するのを防いだりする突起や凸条、溝、段部、穴などを設けておくこともできる。
As the basic structure or constituent material, a technique common to a drill bit or a drill bit in a normal civil engineering machine device or drilling device can be adopted.
As the material of the drill bit, tool steel, super hard steel, high speed tool steel, hard ceramic and the like can be used. If the ground is not so hard, ordinary structural steel can be used. In order for the perforated bit to function effectively as a weight for preventing the drain pipe from being lifted, a metal material having a relatively high specific gravity is preferable.
As the outer shape of the perforated bit, a conical shape having a sharp tip or a truncated cone shape can be generally adopted. Protrusions, ridges, grooves, steps, holes, etc. can be provided to push the ground away and make it easier to penetrate, or to prevent adhesion of earth and sand.
穿孔ビットの外径は、ドレーンパイプの外径に合わせて設定しておくことができる。穿孔ビットの外径が後続するドレーンパイプあるいは地盤穿孔装置の外径よりも小さ過ぎると、ドレーンパイプや地盤穿孔装置が地盤に貫入し難い。穿孔ビットの外径が後続するドレーンパイプや地盤穿孔装置の外径よりも大き過ぎると、ドレーンパイプや地盤穿孔装置の外形と地盤との間に隙間が開き過ぎて、地盤内にドレーンパイプや地盤穿孔装置に安定して支持されず、ずれたり傾いたりし易くなる。
穿孔ビットには、前記した地盤穿孔装置の噴出口から噴出する空気混合水の通過空間を設けておくことができる。噴出口と連通して外面に開口する流路を設けておくこともできる。
The outer diameter of the drill bit can be set according to the outer diameter of the drain pipe. If the outer diameter of the drilling bit is too smaller than the outer diameter of the subsequent drain pipe or ground drilling device, the drain pipe and the ground drilling device are difficult to penetrate into the ground. If the outer diameter of the drill bit is too larger than the outer diameter of the subsequent drain pipe or ground drilling device, there will be an excessive gap between the outer shape of the drain pipe or ground drilling device and the ground, and the drain pipe or ground will be in the ground. It is not stably supported by the drilling device, and tends to shift or tilt.
The perforation bit can be provided with a passage space for air-mixed water ejected from the ejection port of the ground perforation device. It is also possible to provide a flow channel that communicates with the jet port and opens to the outer surface.
穿孔ビットは、ドレーンパイプあるいは地盤穿孔装置の先端に、嵌合やボルト締結などの手段で固定しておくことができる。地盤穿孔装置で発生する強制振動が伝達される易い構造で連結しておけば、穿孔ビットから地盤への振動伝達も効率的に行える。地盤穿孔装置の先端が挿入できる穴を有しているだけでも構わない。ドレーンパイプの埋設作業中は、ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の重量が穿孔ビットを地盤側に押しつけているので、穿孔ビットが地盤穿孔装置やドレーンパイプに強固に固定されていなくても外れることはないが、穿孔ビットと地盤穿孔装置およびドレーンパイプとの芯合わせを果たす嵌合構造や係合構造を備えていることが望ましい。   The drill bit can be fixed to the drain pipe or the tip of the ground drilling device by means such as fitting or bolt fastening. If it is connected with a structure that is easy to transmit the forced vibration generated by the ground drilling device, vibration transmission from the drill bit to the ground can be performed efficiently. You may just have the hole which the front-end | tip of a ground drilling apparatus can insert. During drain pipe embedding work, the weight of the drain pipe and ground drilling device presses the drill bit toward the ground, so it will not come off even if the drill bit is not firmly fixed to the ground drilling device or drain pipe. However, it is desirable to have a fitting structure or an engaging structure that performs centering of the drill bit with the ground drilling device and the drain pipe.
地盤穿孔装置の先端部に、穿孔ビットに相当する構造を一体形成しておくこともできる。
<支持ケーブル>
地盤内に進出した地盤穿孔装置の全体を地表から吊下げ、ドレーンパイプの埋設が完了した後、地盤穿孔装置を地表に回収するのに利用される。
通常の土木装置における吊下げ用の支持ケーブルと同様の材料や構造が採用できる。鋼や樹脂、強化樹脂などからなるケーブル材が使用できる。
支持ケーブルを、地盤穿孔装置に電力などの駆動エネルギーを供給する供給用のケーブルや配管、ホースなどと兼用することもできる。電力線などの外周を覆う外装ケーブルを支持ケーブルとして利用することもできる。衝撃発生部で衝撃を発生させる駆動力を供給する操作ワイヤや操作ワイヤの外装チューブを兼用させることもできる。
A structure corresponding to a drill bit can be integrally formed at the tip of the ground drilling device.
<Support cable>
The entire ground drilling device that has advanced into the ground is suspended from the ground surface, and after the drain pipe is completely buried, it is used to recover the ground drilling device to the ground surface.
The same material and structure as the supporting cable for suspension in a normal civil engineering device can be adopted. Cable materials made of steel, resin, reinforced resin, etc. can be used.
The support cable can also be used as a supply cable, piping, hose or the like for supplying driving energy such as electric power to the ground drilling device. An exterior cable that covers the outer periphery of a power line or the like can also be used as a support cable. An operation wire for supplying a driving force for generating an impact at the impact generating portion or an outer tube of the operation wire can also be used.
このように、支持ケーブルを他の機能用ケーブルと兼用する場合、それぞれの機能を果たした上で、地盤穿孔装置の重量を吊下げ可能な耐力を有する材料で構成しておく。
支持ケーブルは、地盤穿孔装置が地盤内に貫入されるのに合わせて、延長できるように、十分な長さを有していたり、必要に応じて繰り出し可能にしたりしておくことが好ましい。リールなどに巻回しておいて順次繰り出すことができる。支持ケーブルが、継ぎ足し自在であれば、ドレーンパイプの埋設作業の進行に合わせたり、施工深さの設定に合わせたりして、必要な長さの支持ケーブルを構成することができる。
<駆動制御装置>
地表に配置されて、地盤穿孔装置の駆動制御を行う。
As described above, when the support cable is also used as another function cable, the support cable is made of a material having a strength capable of suspending the weight of the ground drilling device after fulfilling each function.
It is preferable that the support cable has a sufficient length so that the support cable can be extended as the ground drilling device penetrates into the ground, or can be extended as necessary. It can be reeled out by winding it on a reel. If the support cable can be freely added, a support cable having a required length can be configured according to the progress of the drain pipe burying operation or according to the setting of the construction depth.
<Drive control device>
It is arranged on the ground surface and performs drive control of the ground drilling device.
地盤穿孔装置を駆動するエネルギーを供給したり、エネルギーの供給を調整したり、地盤穿孔装置の各機能部材の作動を制御したり、地盤穿孔装置の作動状態を監視したりする機能を持たせることができる。
駆動エネルギーとして、電力、油圧、空圧、水圧などを地盤穿孔装置に供給する。複数の駆動エネルギーを組み合わせて供給することもできる。駆動制御装置には、油圧などを溜める圧力タンクや圧力ポンプ、圧力制御弁などを備えておくことができる。
駆動エネルギーの供給ラインとなる配管やケーブルを、駆動制御装置から地盤穿孔装置の後端へと設置しておくことができる。通信線や情報線を、駆動制御装置と地盤穿孔装置の間に設けることもできる。これらの配管やケーブル類を、地盤穿孔装置の地盤への貫入に合わせて、繰り出したり引き戻したりするケーブル繰り出し機構を備えておくことができる。
Provide functions to supply energy to drive the ground drilling device, adjust energy supply, control the operation of each functional member of the ground drilling device, and monitor the operating status of the ground drilling device Can do.
As driving energy, electric power, hydraulic pressure, pneumatic pressure, water pressure, etc. are supplied to the ground drilling device. A plurality of drive energies can be combined and supplied. The drive control device can be provided with a pressure tank, a pressure pump, a pressure control valve, and the like that accumulate hydraulic pressure and the like.
Piping and a cable serving as a drive energy supply line can be installed from the drive control device to the rear end of the ground drilling device. A communication line or an information line can also be provided between the drive control device and the ground drilling device. It is possible to provide a cable feeding mechanism that feeds and pulls back these pipes and cables in accordance with the penetration of the ground drilling device into the ground.
地盤穿孔装置の衝撃発生部を機械的に駆動する操作ワイヤの駆動機構を設けておくことができる。操作ワイヤを収容する中空状のチューブを、駆動制御装置から地盤穿孔装置まで連結配置しておくことができる。
駆動エネルギーの供給開始、停止、供給量の調整などを行う制御装置や制御操作盤を設けておくことができる。
地盤穿孔装置における振動発生の状態、衝撃力の発生状況、空気混合水の噴出状態などの監視したり、駆動エネルギーの供給状態を表示したりする計器あるいは表示モニタを備えておくことができる。
An operating wire drive mechanism that mechanically drives the impact generating portion of the ground drilling device can be provided. A hollow tube that accommodates the operation wire can be connected and arranged from the drive control device to the ground drilling device.
A control device and a control operation panel for starting and stopping the supply of drive energy and adjusting the supply amount can be provided.
It is possible to provide a meter or a display monitor for monitoring the vibration generation state, impact force generation state, air mixture water ejection state, etc. in the ground drilling device, or displaying the drive energy supply state.
駆動制御装置には、地表で移動可能な走行車輪や摺動ソリなどを備えておくことができる。地表に設置されたレール上を走行するようにしておくこともできる。住宅の周囲に沿って複数本のドレーンパイプを埋設したりする際には、移動自在な駆動制御装置が作業し易い。
駆動制御装置は、必要な機能部分を一つの装置に全て組み込んでおいてもよいし、関連する機能装置を組み合わせた複数の独立した装置で構成されていてもよい。固定設置される装置と移動自在な装置とを組み合わせることもできる。
駆動制御装置に組み込まれる機器や制御回路などの一部を、地盤穿孔装置に内蔵させておくこともできる。例えば、地盤穿孔装置の内部に各種のセンサや制御回路、マイクロコンピュータ、通信装置などを内蔵させて、駆動制御装置との間で情報の伝達をさせることもできる。
The drive control device can be provided with traveling wheels or sliding sleds that can move on the ground surface. It can also be made to run on rails installed on the ground surface. When burying a plurality of drain pipes along the periphery of a house, a movable drive control device is easy to work.
The drive control device may incorporate all necessary functional parts in one device, or may be composed of a plurality of independent devices that combine related functional devices. It is also possible to combine a fixed installation device and a movable device.
Some of the devices and control circuits incorporated in the drive control device can be incorporated in the ground drilling device. For example, various sensors, control circuits, microcomputers, communication devices, and the like can be built in the ground drilling device to transmit information to and from the drive control device.
〔施工方法〕
基本的には、通常のドレーンパイプ工法と同様に実施される。
<ドレーンパイプの配置>
ドレーンパイプは、地盤の液状化防止を図る地盤の全体に、所定の間隔をあけて埋設される。ドレーンパイプの寸法や構造によって、液状化防止などの性能が違ってくる。ドレーンパイプの配置間隔や埋設本数は、ドレーンパイプの性能と、地盤の土質条件や要求性能などに合わせて適切に設定される。通常の住宅敷地内における液状化防止施工では、ドレーンパイプの設置間隔は0.2〜1.5m、ドレーンパイプの施工深さは2.0〜20.0mの範囲に設定される。
[Construction method]
Basically, it is carried out in the same way as a normal drain pipe method.
<Placement of drain pipe>
The drain pipe is embedded at a predetermined interval in the entire ground for preventing the ground from being liquefied. Depending on the size and structure of the drainpipe, performance such as liquefaction prevention varies. The interval between the drain pipes and the number of buried pipes are appropriately set according to the performance of the drain pipe and the soil condition and required performance of the ground. In liquefaction prevention construction in a normal residential premises, the installation interval of the drain pipe is set to a range of 0.2 to 1.5 m, and the construction depth of the drain pipe is set to a range of 2.0 to 20.0 m.
一般的な住宅の場合、住宅の基礎構造の外周から一定の距離を離して周回状にドレーンパイプを埋設しておけば、地盤の液状化による住宅および基礎構造の傾きなどを良好に防止することができる。周回状のドレーンパイプ列を複数列で配置することもできる。
施工地盤の地表から垂直下方に向かってドレーンパイプを埋設する方法のほか、地表面と直交する鉛直線に対して傾斜する方向にドレーンパイプの軸方向の向けて埋設する場合や、重力方向に対して傾斜する方向にドレーンパイプの軸方向の向けて埋設する場合もある。例えば、傾斜地や堤防の斜面、造成地の壁面などでは、地表面と直交する方向であっても重力方向とは交差する場合もある。
In the case of a general house, if the drain pipe is buried in a circular manner at a certain distance from the outer periphery of the foundation structure of the house, it is possible to prevent the inclination of the house and the foundation structure due to liquefaction of the ground. Can do. Circumferential drain pipe rows can be arranged in a plurality of rows.
In addition to the method of burying the drain pipe vertically downward from the ground surface of the construction ground, when burying the drain pipe in the direction inclined to the vertical line perpendicular to the ground surface, or in the direction of gravity, In some cases, the drain pipe is buried in the direction of the inclination in the axial direction. For example, an inclined land, a slope of a dike, a wall surface of a created land, and the like may cross the direction of gravity even in a direction orthogonal to the ground surface.
<初期作業>
ドレーンパイプを地表面から地盤に埋設する最初の段階では、地盤穿孔装置を使用せず、先端に穿孔ビットを配置したドレーンパイプだけを、地表面から地盤に、ハンマーなどで打ち込むことができる。地表面にスコップなどで穴を掘り、穴の中に穿孔ビットおよびドレーンパイプの先端を立てた状態で設置することもできる。大き目の穴を掘って、その中に穿孔ビットおよびドレーンパイプを立てたあと、周囲に土砂を埋め戻すことで、ドレーンパイプを自立状態にすることもできる。
ドレーンパイプを埋設する前に、ドレーンパイプの埋設方向を決めるガイドパイプを施工しておくことができる。ガイドパイプは鋼管などの強度に優れた管材からなり、内径がドレーンパイプの外径に合わせて設定され、ドレーンパイプが摺動可能に挿入できるものである。ガイドパイプを設置しておくことで、ドレーンパイプの埋設方向が正確に設定でき、ドレーンパイプの貫入方向が曲がったりすることが防止できる。
<Initial work>
In the first stage of burying the drain pipe from the ground surface to the ground, a ground drilling device is not used, and only the drain pipe having a drill bit at the tip can be driven from the ground surface to the ground with a hammer or the like. It is also possible to dig a hole with a scoop or the like on the ground surface, and to install the drill bit and the drain pipe tip in the hole. After digging a large hole and setting up a drill bit and drain pipe in it, the drain pipe can be made self-supporting by refilling the surroundings with earth and sand.
Before burying the drain pipe, it is possible to construct a guide pipe that determines the burying direction of the drain pipe. The guide pipe is made of a pipe material having excellent strength, such as a steel pipe, the inner diameter is set in accordance with the outer diameter of the drain pipe, and the drain pipe can be slidably inserted. By installing the guide pipe, the direction in which the drain pipe is buried can be accurately set, and the penetration direction of the drain pipe can be prevented from being bent.
ドレーンパイプを地盤に貫入させていくには、ドレーンパイプの内部に地盤穿孔装置を装着する。ドレーンパイプの埋設作業の初期段階から、地盤穿孔装置を装着しておいてもよいし、ドレーンパイプがガイドパイプの下端よりも地盤内に延びる段階になってから、ドレーンパイプの中に地盤穿孔装置を吊り降ろして装着することもできる。
<地盤流動化>
ドレーンパイプの内部に地盤穿孔装置が装着された状態で、地盤穿孔装置で強制振動を発生させ、地盤穿孔装置の外周に配置されたドレーンパイプを介してドレーンパイプの外周に隣接する地盤を流動化させる。
In order to penetrate the drain pipe into the ground, a ground drilling device is installed inside the drain pipe. The ground drilling device may be installed from the initial stage of the drain pipe embedding work, or after the drain pipe extends into the ground from the lower end of the guide pipe, the ground drilling device is inserted into the drain pipe. You can also hang it down and put it on.
<Ground fluidization>
With the ground drilling device installed inside the drain pipe, forced vibration is generated by the ground drilling device, and the ground adjacent to the outer periphery of the drain pipe is fluidized via the drain pipe arranged on the outer periphery of the ground drilling device. Let
地盤の流動化は、穿孔ビットおよびドレーンパイプに接触している地盤が流動化して貫入抵抗が軽減できればよい。したがって、穿孔ビットおよびドレーンパイプの先端付近で生じることが望ましい。ドレーンパイプの外周面で長さ方向の全面で地盤を流動化させてもよい。地盤への貫入性能に大きな影響を与えないドレーンパイプから遠くに離れた範囲までの地盤を流動化させる必要はない。ドレーンパイプから遠くの地盤までを流動化させると、近接する建築物の基礎構造などに悪影響を与える心配がある。
地盤の土質や含水率などによって、流動化し易い振動の周波数や振幅が異なる場合がある。そこで、ドレーンパイプの埋設作業を進行させながら、地盤への貫入状態を観察したりセンサで地盤の貫入抵抗を測定したりし、その結果をもとにして、加振部における強制振動の周波数や振幅を変更することができる。
For fluidization of the ground, it is only necessary that the ground in contact with the drill bit and the drain pipe can be fluidized to reduce penetration resistance. Therefore, it is desirable to occur near the tip of the drill bit and drain pipe. The ground may be fluidized on the entire outer surface of the drain pipe in the length direction. There is no need to fluidize the ground far away from the drain pipe, which does not significantly affect the penetration performance into the ground. When fluidizing from the drain pipe to the distant ground, there is a concern that it may adversely affect the foundation structure of neighboring buildings.
The frequency and amplitude of vibrations that are easily fluidized may vary depending on the soil quality and moisture content of the ground. Therefore, while proceeding with the drain pipe burial work, we observed the penetration state of the ground and measured the penetration resistance of the ground with a sensor. The amplitude can be changed.
<ドレーンパイプの貫入>
ドレーンパイプの周囲の地盤を流動化させるだけで、穿孔ビット、ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の自重によって、穿孔ビットを先頭にして、ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置を地盤内に貫入させることもできる。例えば、軟弱な地盤や流動化し易い地盤では、特別な貫入促進の手段が不要になる場合もある。
ドレーンパイプの後端側に荷重を加えれば、ドレーンパイプの地盤内への貫入が促進される。一定重量の錘を、ドレーンパイプの後端に載せるだけでもよいし、ジャッキ装置や油圧シリンダなどで、ドレーンパイプの後端に押圧力を加えることもできる。
<Drain pipe penetration>
By simply fluidizing the ground around the drain pipe, the drain pipe and the ground drilling device can be penetrated into the ground with the drill bit as the head by the weight of the drill bit, the drain pipe and the ground drilling device. For example, on a soft ground or a ground that is easily fluidized, a special means for promoting penetration may be unnecessary.
If a load is applied to the rear end side of the drain pipe, penetration of the drain pipe into the ground is promoted. A weight with a constant weight may be simply placed on the rear end of the drain pipe, or a pressing force can be applied to the rear end of the drain pipe with a jack device or a hydraulic cylinder.
地盤穿孔装置に備えた噴出口から空気混合水を噴出させれば、地盤穿孔装置およびドレーンパイプの先端近くの地盤を高含水率にしたり空気で地盤粒子間に隙間を作ったりして、地盤の流動化を促進させることができる。その結果、穿孔ビットおよびドレーンパイプの地盤内への貫入が促進される。
衝撃発生部で衝撃を発生させることでも、ドレーンパイプの地盤内への貫入が促進される。衝撃力は、地盤穿孔装置から穿孔ビットを介して地盤に衝撃力を与えるので、穿孔ビットおよび地盤穿孔装置が地盤内に強く貫入される。勿論、穿孔ビットにつづくドレーンパイプの貫入も促進される。前記した空気混合水の噴出を重ねて行えば、ドレーンパイプの貫入はよりスムーズになる。
If air mixed water is ejected from the spout provided in the ground drilling device, the ground near the tip of the ground drilling device and the drain pipe can be made to have a high moisture content, or air can create gaps between the ground particles. Fluidization can be promoted. As a result, penetration of the drill bit and the drain pipe into the ground is promoted.
The penetration of the drain pipe into the ground is also promoted by generating an impact at the impact generating portion. Since the impact force gives an impact force from the ground drilling device to the ground through the drilling bit, the drilling bit and the ground drilling device penetrate strongly into the ground. Of course, penetration of the drain pipe following the drill bit is also facilitated. If the above-described air-mixed water jets are repeated, the penetration of the drain pipe becomes smoother.
これらの貫入作業の結果、ドレーンパイプは、地盤の内部に埋設されることになる。ドレーンパイプが所定の深さまで貫入して埋設されれば、地盤穿孔装置の作動を止める。
<ドレーンパイプの継ぎ足し>
地盤の深い位置までドレーンパイプを埋設するには、ドレーンパイプを継ぎ足して埋設する方法が有効である。
長大なドレーンパイプを地表に立てた状態から、ドレーンパイプの全長が地盤に埋め込まれまでの作業を行うのは、かなり難しい。長大なドレーンパイプを準備したり置いておいたりする広いスペースも必要である。運搬保管も面倒である。
As a result of these penetration operations, the drain pipe is buried in the ground. When the drain pipe penetrates to a predetermined depth and is buried, the operation of the ground drilling device is stopped.
<Adding drain pipe>
In order to bury the drain pipe to a deep position on the ground, a method of burying the drain pipe by adding the drain pipe is effective.
It is quite difficult to carry out the work from standing a long drain pipe on the ground until the entire length of the drain pipe is embedded in the ground. A large space is also required to prepare and store long drain pipes. Transport and storage is also troublesome.
取扱いに適した長さのドレーンパイプを継ぎ足して、所望の全長を有するドレーンパイプを構成することができる。
ドレーンパイプの埋設作業を開始する前に、ドレーンパイプを継ぎ足して所定の長さにしておいてもよいし、短いドレーンパイプを地盤穿孔装置とともに地盤に埋設したあと、埋設されたドレーンパイプの後端に新たな短いドレーンパイプを継ぎ足して、さらにドレーンパイプの埋設作業を繰り返すこともできる。ドレーンパイプを継ぎ足しても、地盤穿孔装置は、最下端のドレーンパイプに装着したままでよい。
<撤去作業>
ドレーンパイプあるいは継ぎ足したドレーンパイプが、所定の深さまで地盤に埋設されれば、ドレーンパイプの埋設作業は終了する。
A drain pipe having a length suitable for handling can be added to form a drain pipe having a desired overall length.
Before starting the drain pipe embedding work, the drain pipe may be added to a predetermined length, or after the short drain pipe is buried in the ground together with the ground drilling device, the rear end of the buried drain pipe It is also possible to add a new short drain pipe and repeat the drain pipe burying operation. Even if the drain pipe is added, the ground drilling device may remain attached to the lowermost drain pipe.
<Removal work>
If the drain pipe or the added drain pipe is buried in the ground to a predetermined depth, the drain pipe embedding operation is completed.
地盤内に埋設されたドレーンパイプから地盤穿孔装置を撤去する。
地盤穿孔装置の後端に連結された支持ケーブルを引き上げれば、ドレーンパイプの内部を摺動させて、地盤穿孔装置だけを回収することができる。ドレーンパイプの先端に配置された穿孔ビットは引き上げずに地盤内に残しておけばよい。地表からドレーンパイプの中に、クレーンの吊下げフックなどを降ろして地盤穿孔装置を吊り上げることもできる。
その結果、ドレーンパイプと穿孔ビットは、地盤内に埋設されたままで残る。地盤穿孔装置の先端に穿孔ビットに相当する構造が一体形成されている場合は、地盤穿孔装置と一体になった穿孔ビットの部分も撤去されることになる。
Remove the ground drilling device from the drain pipe buried in the ground.
If the supporting cable connected to the rear end of the ground drilling device is pulled up, only the ground drilling device can be recovered by sliding the inside of the drain pipe. The drill bit placed at the end of the drain pipe may be left in the ground without being pulled up. It is also possible to lift the ground drilling device from the ground surface into the drain pipe by dropping the hanging hook of the crane.
As a result, the drain pipe and the drilling bit remain embedded in the ground. When the structure corresponding to the drilling bit is integrally formed at the tip of the ground drilling device, the portion of the drilling bit integrated with the ground drilling device is also removed.
地表面近くにガイドパイプを設置していた場合、ガイドパイプだけを引き抜いて撤去することができる。地表近くにガイドパイプを残しておいても、実質的なドレーンパイプの機能には悪影響はない。ガイドパイプは、ドレーンパイプの補強材として機能させることができる。
<後処理作業>
地盤穿孔装置が撤去されたあとのドレーンパイプには、通常のドレーンパイプ工法で採用されている後処理や仕上げ施工を行うことができる。
例えば、ドレーンパイプの上端に蓋を装着すれば、地表からドレーンパイプに土砂等の異物が落ち込むのを防止できる。ドレーンパイプが浮き上がらないように重石を載せたり、ドレーンパイプの周囲をモルタルなどで固めたりすることもできる。ドレーンパイプの位置を示す目印部材を取り付けることもできる。地表面に、ドレーンパイプの一部が突出していれば、ドレーンパイプを切りとって整形することができる。
If a guide pipe is installed near the ground surface, only the guide pipe can be pulled out and removed. Even if the guide pipe is left near the ground surface, the substantial function of the drain pipe is not adversely affected. The guide pipe can function as a reinforcing material for the drain pipe.
<Post-processing work>
The drain pipe after the ground drilling device has been removed can be subjected to post-treatment and finishing work employed in a normal drain pipe construction method.
For example, if a lid is attached to the upper end of the drain pipe, foreign matter such as earth and sand can be prevented from falling from the ground surface to the drain pipe. It is possible to place a heavy stone so that the drain pipe does not rise, or to harden the drain pipe around with mortar. A mark member indicating the position of the drain pipe may be attached. If a part of the drain pipe protrudes from the ground surface, the drain pipe can be cut and shaped.
ドレーンパイプの上端を覆う蓋が通水性を有するものであれば、地盤から浸出してくる水を、通水性の蓋を通過させて地表に排水し易い。ドレーンパイプを噴き上がる水圧で蓋が持ち上がって通水可能になるものでもよい。通水可能な蓋は、雨水などを地表からドレーンパイプを経て地盤側に排水する機能も果たせる。
地表面に沿って、ドレーンパイプの上端と連通する排水溝を施工することができる。ドレーンパイプから吹き出した水を集めて排水路などに流すことができる。
ドレーンパイプの内部に水あるいは水圧を検知するセンサを設置しておけば、地震などによって地盤から水が浸出することを監視することができる。
If the lid covering the upper end of the drain pipe has water permeability, it is easy to drain the water leached from the ground through the water-permeable lid to the ground surface. The lid may be lifted by the water pressure spouting the drain pipe to allow water flow. The water-permeable lid can also function to drain rainwater, etc. from the surface of the ground to the ground via a drain pipe.
A drainage groove communicating with the upper end of the drain pipe can be constructed along the ground surface. The water blown from the drain pipe can be collected and allowed to flow into a drainage channel.
If a sensor that detects water or water pressure is installed inside the drain pipe, it is possible to monitor water leaching from the ground due to an earthquake or the like.
本発明のドレーンパイプ工法では、ドレーンパイプの内部に配置された地盤穿孔装置で、ドレーンパイプとその先端に配置された穿孔ビットを介して周囲の地盤を強制振動させて局部的に流動化させる。流動化した地盤に穿孔ビットおよびドレーンパイプを貫入させれば、外部から大きな打ち込み力を加えなくても、ドレーンパイプは容易かつ効率的に地盤内に埋めこまれて行く。大きな打ち込み力を発生させる大掛りな施工装置などが不要になる。
その結果、既設住宅の敷地内など、大きな作業スペースが取れなかったり、大型の土木機械が搬入でき難かったり、大きな騒音を発生する土木機械が使用できなかったり、大きな振動や衝撃で周辺環境に重大な悪影響を及ぼしたりする心配のある施工現場に対しても、上記のような問題を起こすことなく、作業性のよい能率的なドレーンパイプ工法が実施できる。
In the drain pipe construction method of the present invention, the surrounding ground is forcibly vibrated locally through the drain pipe and the drill bit disposed at the tip of the ground pipe drilling device disposed inside the drain pipe. If the drill bit and the drain pipe are inserted into the fluidized ground, the drain pipe is easily and efficiently embedded in the ground without applying a large driving force from the outside. There is no need for a large construction device that generates a large driving force.
As a result, a large working space such as the site of an existing house cannot be obtained, a large civil engineering machine cannot be carried in, a civil engineering machine that generates large noises cannot be used, or a large vibration or impact is critical to the surrounding environment. Even for construction sites where there is a concern of causing adverse effects, an efficient drain pipe construction method with good workability can be implemented without causing the above problems.
〔全体構成〕
図1は、既設の一般住宅の敷地内で住宅の周囲に沿ってドレーンパイプを埋設施工する作業を示している。
地表から地盤E内を垂直下方に向かってドレーンパイプ10を埋設する。ドレーンパイプ10には、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂の細い線条を中空管の形態に集積させて一体結合してなる線条集積管が使用できる。このような線条集積管として、「ポーラスドレーン」(商品名、ポーラスジャパン社製、外径15cm、内径7cm、長さ2m)が使用できる。ドレーンパイプ10は全面において内外周を連通する通水空間を有している。ドレーンパイプ10の外周には、不織布からなる筒状のフィルター袋40が装着され、ドレーンパイプ10の通水空間が土砂などで目詰まりするのを防止する。
〔overall structure〕
FIG. 1 shows an operation of burying a drain pipe along the periphery of a house on the site of an existing ordinary house.
A drain pipe 10 is buried in the ground E vertically downward from the ground surface. For the drain pipe 10, for example, a filament integrated tube formed by integrating thin filaments of polyethylene terephthalate resin in the form of a hollow tube and integrally connecting them can be used. As such a filament collecting tube, “porous drain” (trade name, manufactured by Porus Japan Co., Ltd., outer diameter 15 cm, inner diameter 7 cm, length 2 m) can be used. The drain pipe 10 has a water passage space that communicates the inner and outer circumferences over the entire surface. A cylindrical filter bag 40 made of non-woven fabric is attached to the outer periphery of the drain pipe 10 to prevent the water passage space of the drain pipe 10 from being clogged with earth and sand.
ドレーンパイプ10の内部に地盤穿孔装置20が挿入配置される。地盤穿孔装置20は
、全体が細い軸状をなしており、ドレーンパイプ10の内周にほぼ密接して挿入されている。ドレーンパイプ10の内部で地盤穿孔装置20は軸方向に摺動可能である。
地盤穿孔装置20およびドレーンパイプ10の下端には、鋼材などからなる穿孔ビット30が配置されている。穿孔ビット30は、外形が截頭円錐形の中空筒状をなし、後端がドレーンパイプ10の先端に嵌め込まれている。ドレーンパイプ10の先端から突き出した地盤穿孔装置20の先端部60が、穿孔ビット30の内部に着脱可能に嵌め込まれている。
The ground drilling device 20 is inserted and arranged in the drain pipe 10. The ground drilling device 20 has a thin shaft shape as a whole, and is inserted in close contact with the inner periphery of the drain pipe 10. The ground drilling device 20 is slidable in the axial direction inside the drain pipe 10.
At the lower ends of the ground drilling device 20 and the drain pipe 10, a drill bit 30 made of steel or the like is disposed. The perforated bit 30 has a hollow cylindrical shape whose outer shape is a frustoconical shape, and the rear end is fitted into the front end of the drain pipe 10. A tip portion 60 of the ground drilling device 20 protruding from the tip of the drain pipe 10 is detachably fitted into the drill bit 30.
地盤穿孔装置20の先端部60の先端面には、空気混合水の噴出口62が開口している。噴出口62は、穿孔ビット60の中空部分から外部に露出しており、噴出口62から噴出される空気混合水が地盤Eに供給される。
地盤穿孔装置20には、噴出口62に有する先端部60の後方に、加振部70を備え、加振部70の後方に衝撃発生部80を備えている。加振部70は、強制振動を発生させる。衝撃発生部80は、衝撃発生部80よりも先端側の地盤穿孔装置20に対して軸方向で後方側から先端側に向かう衝撃力を与える。
地盤穿孔装置20の後端には支持ケーブル52が連結されている。ドレーンパイプ10の内部を地表まで延ばした支持ケーブル52は、地盤穿孔装置20の駆動制御装置50に接続されている。ドレーンパイプ10内で、地盤穿孔装置20は支持ケーブル52によって吊下げられた状態であり、支持ケーブル52を引き上げたり降ろしたりすることで、地盤穿孔装置20を昇降させることができる。
A jet port 62 of air-mixed water is opened at the distal end surface of the distal end portion 60 of the ground drilling device 20. The jet port 62 is exposed to the outside from the hollow portion of the drill bit 60, and the air-mixed water jetted from the jet port 62 is supplied to the ground E.
The ground drilling device 20 includes a vibration unit 70 at the rear of the distal end portion 60 of the spout 62 and an impact generation unit 80 at the rear of the vibration unit 70. The vibration unit 70 generates forced vibration. The impact generation unit 80 applies an impact force from the rear side to the front end side in the axial direction with respect to the ground drilling device 20 on the front end side relative to the impact generation unit 80.
A support cable 52 is connected to the rear end of the ground drilling device 20. A support cable 52 extending from the inside of the drain pipe 10 to the ground surface is connected to the drive control device 50 of the ground drilling device 20. Within the drain pipe 10, the ground drilling device 20 is suspended by the support cable 52, and the ground drilling device 20 can be moved up and down by pulling the support cable 52 up and down.
〔地盤穿孔装置〕
図2は地盤穿孔装置20の全体構造を示し、図3、4は詳細構造を示している。
<先端部>
図3に示すように、地盤穿孔装置20の最先端に配置された先端部60は、鋼材などで構成され全体が円柱状をなしている。先端部60の先端面には、4個所に噴出口62が開口している。先端部60の内部に設けられ、複数の噴出口62につながる空気混合水流路63が、先端部60の後端面につづいている。
<加振部および空気混合水の供給>
先端部60の後方に配置された加振部70は、先端部60の後端に連結された円筒状の外殻72の内側に、隙間をあけて、高周波バイブレータ74が配置されている。高周波バイブレータ74には振動モータなどが組み込まれており、電力を供給することによって、強制振動を発生させることができる。
[Ground drilling device]
FIG. 2 shows the entire structure of the ground drilling device 20, and FIGS.
<Tip>
As shown in FIG. 3, the distal end portion 60 arranged at the forefront of the ground drilling device 20 is made of a steel material or the like and has a cylindrical shape as a whole. On the distal end surface of the distal end portion 60, there are four outlets 62 opened. An air-mixed water flow path 63 provided inside the front end portion 60 and connected to the plurality of jet ports 62 continues to the rear end surface of the front end portion 60.
<Supply of vibration unit and mixed air>
The vibration unit 70 disposed behind the front end 60 has a high-frequency vibrator 74 disposed inside the cylindrical outer shell 72 connected to the rear end of the front end 60 with a gap. A vibration motor or the like is incorporated in the high-frequency vibrator 74, and forced vibration can be generated by supplying electric power.
高周波バイブレータ74の先端は先端部60に連結されている。高周波バイブレータ74の先端側には、先端部60の空気混合水流路63につながる流路75が設けられ、流路75の他端は、外殻72と高周波バイブレータ74との間の隙間につながっている。
高周波バイブレータ74の後端で外殻72の内側には継手部73を有する。継手部73の後端には、空気配管56および水配管57が連結されており、継手部73の外周と外殻72との間の隙間に空気および水を供給する。
継手部73の後端には、高周波バイブレータ74に駆動電力を供給する電力供給ケーブル54も連結されている。
The distal end of the high frequency vibrator 74 is connected to the distal end portion 60. A flow path 75 connected to the air-mixed water flow path 63 of the front end portion 60 is provided on the front end side of the high-frequency vibrator 74, and the other end of the flow path 75 is connected to a gap between the outer shell 72 and the high-frequency vibrator 74. Yes.
A joint portion 73 is provided at the rear end of the high-frequency vibrator 74 and inside the outer shell 72. An air pipe 56 and a water pipe 57 are connected to the rear end of the joint portion 73, and air and water are supplied to a gap between the outer periphery of the joint portion 73 and the outer shell 72.
A power supply cable 54 that supplies driving power to the high-frequency vibrator 74 is also connected to the rear end of the joint portion 73.
継手部73および外殻72の後端は、連結部71につながる。連結部71の内部を空気配管56、水配管57、電力供給ケーブル54が通過する。
外殻72と、その内側に配置された継手部73、高周波バイブレータ74および先端部60の後端部分との間で軸方向の複数個所には、Oリング78が取り付けられている。Oリング78は、継手部73の外周から外殻72との隙間に空気および水を供給する位置よりも後方側と、空気および水が高周波バイブレータ74の流路75に入る個所よりも前方側の両方に配置されており、空気および水が漏れないように封入している。
継手部73の先端側外周から、高周波バイブレータ74と外殻72との隙間を経て、先端部60へと流れる空気混合水は、高周波バイブレータ74の外面と接触することで、高周波バイブレータ74の作動に伴って発生する熱を伝熱除去する機能を果たす。高温になり易い高周波バイブレータ74の過熱を防ぎ、長時間にわたる作業を可能にする。
The rear ends of the joint portion 73 and the outer shell 72 are connected to the connecting portion 71. The air pipe 56, the water pipe 57, and the power supply cable 54 pass through the inside of the connecting portion 71.
O-rings 78 are attached to a plurality of locations in the axial direction between the outer shell 72 and the rear end portions of the joint portion 73, the high-frequency vibrator 74, and the front end portion 60 disposed inside the outer shell 72. The O-ring 78 is located on the rear side of the position where air and water are supplied from the outer periphery of the joint portion 73 to the gap between the outer shell 72 and on the front side of where the air and water enter the flow path 75 of the high-frequency vibrator 74. They are placed on both sides and sealed so that air and water do not leak.
The air-mixed water flowing from the outer periphery of the joint portion 73 toward the distal end portion 60 through the gap between the high-frequency vibrator 74 and the outer shell 72 comes into contact with the outer surface of the high-frequency vibrator 74, thereby operating the high-frequency vibrator 74. It fulfills the function of removing the heat generated along with it. This prevents overheating of the high-frequency vibrator 74 that tends to become high temperature, and enables work for a long time.
<衝撃発生部>
図4に示すように、衝撃発生部80は、加振部70の後端側に配置されている。
衝撃発生部80には、鋼材などからなる打撃部84、打撃部84を後端側から支持する支持軸87、支持軸87の後端側で支持軸87が摺動自在に収容される支持筒86、衝撃発生部80の後端で支持筒86を固定支持する支持端部81とを有する。
加振部70の連結部71の後端面に、打撃部84の先端面が当接する。打撃部84の外周で連結部71の後端から支持端部81までにわたって、打撃部84、支持軸87および支持筒86を覆って外殻筒82が設けられている。
<Impact generator>
As shown in FIG. 4, the impact generating unit 80 is disposed on the rear end side of the excitation unit 70.
The impact generating portion 80 includes a striking portion 84 made of a steel material, a support shaft 87 that supports the striking portion 84 from the rear end side, and a support cylinder in which the support shaft 87 is slidably received on the rear end side of the support shaft 87. 86, and a support end portion 81 for fixing and supporting the support cylinder 86 at the rear end of the impact generating portion 80.
The front end surface of the striking portion 84 abuts on the rear end surface of the coupling portion 71 of the vibration unit 70. An outer shell 82 is provided from the rear end of the connecting portion 71 to the support end 81 on the outer periphery of the hit portion 84 so as to cover the hit portion 84, the support shaft 87 and the support tube 86.
図4(c)に示すように、断面円形をなす地盤穿孔装置20に対して、外殻筒82の断面形状は、円形の一部が角形に凹んだ形状を有している。この角形の凹みに沿って、電力供給ケーブル54や空気配管56、水配管57が収容され、これらの配管やケーブルが、地盤穿孔装置20の外周に出張らないようになっている。
外殻筒82の断面形状に合わせて、打撃部84の断面形状も、円形ではなく、円形の一部が角型に凹んだ形状を有している。支持軸87および支持筒86の中心は、打撃部84の重心付近に配置されているので、地盤穿孔装置20の中心からは少し外れている。
外殻筒82の内部で、支持端部81と打撃部84の後端部との間には、コイルバネ88が装着され、打撃部84を加振部70の連結部71側へと常に付勢している。支持筒86に対して支持軸87を退出させる方向に作動させる際には、コイルバネ88の付勢力に抗して移動させることになる。
As shown in FIG.4 (c), with respect to the ground drilling apparatus 20 which makes circular cross section, the cross-sectional shape of the outer shell cylinder 82 has a shape in which a part of the circular shape is recessed in a square shape. The power supply cable 54, the air pipe 56, and the water pipe 57 are accommodated along the square recess so that these pipes and cables do not travel on the outer periphery of the ground drilling device 20.
In accordance with the cross-sectional shape of the outer shell cylinder 82, the cross-sectional shape of the hitting portion 84 is not circular but has a shape in which a part of the circular shape is recessed in a square shape. Since the centers of the support shaft 87 and the support cylinder 86 are disposed in the vicinity of the center of gravity of the hitting portion 84, they are slightly off the center of the ground drilling device 20.
Inside the outer shell cylinder 82, a coil spring 88 is mounted between the support end portion 81 and the rear end portion of the striking portion 84, and the striking portion 84 is always biased toward the connecting portion 71 side of the vibration portion 70. is doing. When operating in the direction in which the support shaft 87 is retracted with respect to the support cylinder 86, the support shaft 87 is moved against the urging force of the coil spring 88.
支持端部81の後端面には、支持筒86の支持軸87を駆動させるとともに地盤穿孔装置20の全体を支持する中空チューブ状の支持ケーブル52が連結されている。電力供給ケーブル54や空気配管56、水配管57は、支持端部81を通過して地盤穿孔装置20の後方に延びている。
打撃部84のうち、支持軸87の連結部分と、加振部70の連結部71に当接する先端側との間には、ウレタン樹脂などからなる緩衝材89が装着されている。打撃部84を加振部70の連結部71に衝撃的に衝突させたときに発生する衝撃を、緩衝材89で吸収して、支持軸87や支持筒86などを保護することができる。
The rear end surface of the support end 81 is connected to a hollow tubular support cable 52 that drives the support shaft 87 of the support cylinder 86 and supports the entire ground drilling device 20. The power supply cable 54, the air pipe 56, and the water pipe 57 pass through the support end portion 81 and extend behind the ground drilling device 20.
A cushioning material 89 made of urethane resin or the like is mounted between the connecting portion of the support shaft 87 and the distal end side of the striking portion 84 that contacts the connecting portion 71 of the vibration unit 70. The shock generated when the striking part 84 collides with the connecting part 71 of the vibration unit 70 in an impact can be absorbed by the cushioning material 89 to protect the support shaft 87, the support cylinder 86, and the like.
<駆動制御装置>
図1に示すように、地表に配置された駆動制御装置50には、地盤穿孔装置20の後端から延びる支持ケーブル52、電力供給ケーブル54、空気配管56および水配管57が接続されている。
駆動制御装置50には、空気配管56に圧力空気を供給するコンプレッサ装置や、水配管57に圧力水を供給する高圧水ポンプ、電力供給ケーブル54に電力を供給する電源などが組み込まれている。衝撃発生部80の駆動機構も組み込まれている。
さらに、駆動制御装置50に組み込まれた各機器および地盤穿孔装置20の各機構の駆動操作を行ったり、作動状態を監視したり調整したりする制御盤や制御回路装置なども組み込まれている。
<Drive control device>
As shown in FIG. 1, a support cable 52, a power supply cable 54, an air pipe 56, and a water pipe 57 extending from the rear end of the ground drilling apparatus 20 are connected to the drive control device 50 arranged on the ground surface.
The drive control device 50 incorporates a compressor device that supplies pressurized air to the air piping 56, a high-pressure water pump that supplies pressure water to the water piping 57, a power source that supplies power to the power supply cable 54, and the like. A drive mechanism for the impact generator 80 is also incorporated.
In addition, a control panel, a control circuit device, and the like that perform driving operation of each device incorporated in the drive control device 50 and each mechanism of the ground drilling device 20 and monitor and adjust the operation state are also incorporated.
駆動制御装置50には走行車輪が取り付けられており、地表を自由に走行移動させることができる。
<衝撃発生部の作動機構>
図5に示すように、衝撃発生部80の上方で、支持筒86および支持ケーブル52の内部に摺動可能に挿入された支持軸87の上端には、操作ワイヤ53が連結されている。
操作ワイヤ53は、支持ケーブル52の内部を通って、駆動制御装置50の内部に引き込まれている。支持ケーブル52の端部は駆動制御装置50に固定されている。
駆動制御装置50の内部では、進退自在なピストン軸102の先端に操作ワイヤ53が連結されている。ピストン軸102を進退させることで、操作ワイヤ53が進退し、操作ワイヤ53に吊下げられた支持軸87および打撃部84が昇降する。
Traveling wheels are attached to the drive control device 50, and the ground surface can travel freely.
<Operating mechanism of the impact generator>
As shown in FIG. 5, the operation wire 53 is coupled to the upper end of the support shaft 87 slidably inserted into the support cylinder 86 and the support cable 52 above the impact generating unit 80.
The operation wire 53 is drawn into the drive control device 50 through the inside of the support cable 52. The end of the support cable 52 is fixed to the drive control device 50.
Inside the drive control device 50, an operation wire 53 is connected to the tip of a piston shaft 102 which can be moved forward and backward. By moving the piston shaft 102 back and forth, the operation wire 53 moves back and forth, and the support shaft 87 and the striking portion 84 suspended from the operation wire 53 move up and down.
ピストン軸102の後端にはスプリング104が配置され、ピストン軸102を常に進出方向に付勢している。ピストン軸102が進出した位置では、操作ワイヤ53に吊下げられた打撃部84が、加振部70の連結部71の上に当接する状態になる。
ピストン軸102に隣接して、複数本の回転腕100が、電動モータなどで回転駆動自在に配置されている。回転腕100の回転作動に伴って、回転腕100の外周端がピストン軸102の先端に当接する位置を通過する。回転腕100がピストン軸102の先端に当接して押圧すると、ピストン軸102は、スプリング104の付勢力に抗して、退出方向に押し動かされる。
A spring 104 is disposed at the rear end of the piston shaft 102 and always urges the piston shaft 102 in the advancing direction. At the position where the piston shaft 102 has advanced, the striking portion 84 suspended from the operation wire 53 comes into contact with the coupling portion 71 of the vibration portion 70.
Adjacent to the piston shaft 102, a plurality of rotating arms 100 are disposed so as to be freely rotatable by an electric motor or the like. As the rotary arm 100 rotates, the outer peripheral end of the rotary arm 100 passes through a position where it comes into contact with the tip of the piston shaft 102. When the rotating arm 100 abuts against the tip of the piston shaft 102 and presses, the piston shaft 102 is pushed and moved in the retracting direction against the urging force of the spring 104.
ピストン軸102が退出すると、操作ワイヤ53を介して、打撃部84が上昇方向に持ち上げられる。打撃部84が加振部70の連結部71から離れて上方に移動する。
回転腕100が回転すると、その外周端は円周運動をする。回転腕100の外周端がピストン軸102を接線方向にある程度まで退出させたあと、回転腕100の外周端はピストン軸102から離れて、ピストン軸102の先端に当接しなくなる。
そうすると、瞬間的にスプリング104の付勢力が解放され、ピストン軸102が進出方向に飛び出す。ピストン軸102に操作ワイヤ53を介して吊下げられていた打撃部84は、吊下げ力が瞬間的に解放されるので、自重によって落下する。打撃部84の上昇によって縮められていたコイルバネ88の付勢力も解放される。コイルバネ88の付勢力が付け加わった打撃部84は、勢い良く落下して、加振部70の連結部71の上端面に衝突する。
When the piston shaft 102 is retracted, the striking portion 84 is lifted in the upward direction via the operation wire 53. The striking part 84 moves away from the coupling part 71 of the vibration part 70 and moves upward.
When the rotary arm 100 rotates, the outer peripheral end moves in a circumferential direction. After the outer peripheral end of the rotating arm 100 retracts the piston shaft 102 to some extent in the tangential direction, the outer peripheral end of the rotating arm 100 is separated from the piston shaft 102 and does not contact the tip of the piston shaft 102.
Then, the urging force of the spring 104 is instantaneously released and the piston shaft 102 jumps out in the advance direction. The striking portion 84 suspended from the piston shaft 102 via the operation wire 53 falls due to its own weight because the suspension force is released momentarily. The urging force of the coil spring 88 that has been contracted by the rising of the hitting portion 84 is also released. The striking portion 84 to which the urging force of the coil spring 88 is applied falls with great force and collides with the upper end surface of the connecting portion 71 of the vibration portion 70.
このときに発生する衝撃力が、加振部70の連結部71を介して地盤穿孔装置20の全体から先端の穿孔ビット30に伝達され、穿孔ビット30および地盤穿孔装置20を地盤Eに衝撃的に貫入させる。勿論、穿孔ビット30および地盤穿孔装置20と一体になったドレーンパイプ10も地盤Eに貫入される。
前記した回転腕100は、一定の周期で、ピストン軸102を後退方向に押し動かし、瞬間的に押動力を解放するという過程を繰り返す。ピストン軸102は後退運動と、瞬間的な進出運動とを繰り返す。打撃部84も、一定の周期間隔で、持ち上げられ、瞬間的に落下して加振部70の連結部71に衝撃力を与える動作を繰り返す。
The impact force generated at this time is transmitted from the entire ground drilling device 20 to the drilling bit 30 at the tip via the connecting portion 71 of the vibration unit 70, and the drilling bit 30 and the ground drilling device 20 are shocked to the ground E. To penetrate. Of course, the drain pipe 10 integrated with the drill bit 30 and the ground drilling device 20 is also penetrated into the ground E.
The rotating arm 100 described above repeats the process of pushing the piston shaft 102 in the backward direction at a constant cycle and instantaneously releasing the pushing force. The piston shaft 102 repeats a backward movement and an instantaneous advance movement. The striking part 84 is also lifted at a constant periodic interval, and is dropped instantaneously to repeat the operation of applying an impact force to the connecting part 71 of the vibration part 70.
回転腕100の回転速度を変えれば、打撃部84における衝撃力の発生間隔を変えることができる。また、ピストン軸102の先端に当接している回転腕100の先端までの半径を変えれば、回転腕100でピストン軸102を退出方向に押し動かす距離を変えて、打撃部84を持ち上げる高さを変えることもできる。打撃部84の持ち上げ高さで、打撃部84で発生する衝撃力の強さを調整できる。
〔ドレーンパイプ工法〕
<ガイドパイプの施工>
図1に示すように、ドレーンパイプ工法を施工する際には、予め、地表から地盤Eに、ガイドパイプ58を埋め込む。ガイドパイプ58は、鋼管などからなり、ドレーンパイプ10が挿入可能な内径を有している。ガイドパイプ58の長さは、ドレーンパイプ10よりも短い。
If the rotation speed of the rotary arm 100 is changed, the generation interval of the impact force in the striking portion 84 can be changed. Further, if the radius to the tip of the rotary arm 100 in contact with the tip of the piston shaft 102 is changed, the distance to move the piston shaft 102 in the retracting direction by the rotary arm 100 is changed, and the height for lifting the striking portion 84 is increased. It can also be changed. The strength of the impact force generated at the striking portion 84 can be adjusted by the lifting height of the striking portion 84.
[Drain pipe method]
<Guide pipe construction>
As shown in FIG. 1, when constructing the drain pipe method, a guide pipe 58 is embedded in advance from the ground surface to the ground E. The guide pipe 58 is made of a steel pipe or the like, and has an inner diameter into which the drain pipe 10 can be inserted. The guide pipe 58 is shorter than the drain pipe 10.
ガイドパイプ58の埋め込みは、通常の土木建築技術で施工すればよい。例えば、スコップなどで地盤Eに掘った穴にガイドパイプ58を立てて周囲に土砂を埋め戻せばよい。ガイドパイプ58を地表から地盤Eに押し込んだり打ち込んだりする方法も採用できる。地盤穿孔装置20を利用して地盤Eを穿孔することもできる。
ガイドパイプ58を設置しておくことで、ドレーンパイプ10の埋設作業が行い易くなる。ドレーンパイプ10の方向性が正確になり、ドレーンパイプ10を安定させた状態で能率的に埋設していくことができる。
<ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の貫入>
図1に示すように、先に設置されたガイドパイプ58の内側にドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20を挿入配置する。ドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20の先端には穿孔ビット30を取り付けておく。ドレーンパイプ10の外周を覆って、不織布からなる筒状のフィルター袋40が取り付けられる。フィルター袋40は、地盤E側からドレーンパイプ10の内部に土砂等の異物が浸入することを防止するのに有効である。地盤穿孔装置20の各ケーブルや配管は、ドレーンパイプ10の後端から上方空間を経て駆動制御装置50に連結しておく。
The guide pipe 58 may be embedded by ordinary civil engineering techniques. For example, a guide pipe 58 may be set up in a hole dug in the ground E with a scoop or the like, and earth and sand may be backfilled. A method of pushing or driving the guide pipe 58 from the ground surface to the ground E can also be adopted. The ground E can also be drilled using the ground drilling device 20.
By installing the guide pipe 58, the drain pipe 10 can be easily buried. The direction of the drain pipe 10 becomes accurate, and the drain pipe 10 can be embedded efficiently while being stabilized.
<Penetration of drain pipe and ground drilling device>
As shown in FIG. 1, the drain pipe 10 and the ground drilling device 20 are inserted and arranged inside the guide pipe 58 previously installed. A drill bit 30 is attached to the end of the drain pipe 10 and the ground drilling device 20. A cylindrical filter bag 40 made of a nonwoven fabric is attached to cover the outer periphery of the drain pipe 10. The filter bag 40 is effective in preventing foreign matter such as earth and sand from entering the drain pipe 10 from the ground E side. The cables and pipes of the ground drilling device 20 are connected to the drive control device 50 through the upper space from the rear end of the drain pipe 10.
ドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20あるいは穿孔ビット30の先端が、ガイドパイプ58の下端から地盤Eに押し込まれた状態で、地盤穿孔装置20を作動させる。
加振部70の高周波バイブレータ74が強制振動を発生する。例えば、周波数240Hzの高周波振動を発生させる。高周波バイブレータ74の振動は、加振部70の外周面からドレーンパイプ10に伝わり、ドレーンパイプ10の外周面に当接している地盤Eにも伝わる。加振部70の先端から先端部60および穿孔ビット30にも振動が伝わり、穿孔ビット30の外面から地盤Eにも振動が伝達される。
地盤Eが強制振動をさせられることで、地震による液状化と同様の現象が、穿孔ビット30とドレーンパイプ10の周囲で局部的に発生する。流動化した地盤Eは、ドレーンパイプ10および穿孔ビット30を含む地盤穿孔装置20の自重だけでも容易に動くようになり、穿孔ビット30を先頭にドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20が地盤E内に沈下していく。自重による沈下が生じるほどには地盤Eが流動化しなくても、ドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20にある程度の押し込み力や打撃力を加えれば、容易に地盤E内に貫入していく。
The ground drilling device 20 is operated with the drain pipe 10 and the ground drilling device 20 or the tip of the drilling bit 30 pushed into the ground E from the lower end of the guide pipe 58.
The high frequency vibrator 74 of the excitation unit 70 generates forced vibration. For example, high-frequency vibration with a frequency of 240 Hz is generated. The vibration of the high-frequency vibrator 74 is transmitted from the outer peripheral surface of the excitation unit 70 to the drain pipe 10 and also to the ground E that is in contact with the outer peripheral surface of the drain pipe 10. The vibration is transmitted from the tip of the vibration exciter 70 to the tip 60 and the drill bit 30, and the vibration is also transmitted from the outer surface of the drill bit 30 to the ground E.
When the ground E is forced to vibrate, a phenomenon similar to liquefaction caused by an earthquake occurs locally around the drill bit 30 and the drain pipe 10. The fluidized ground E can easily move only by its own weight of the ground drilling device 20 including the drain pipe 10 and the drilling bit 30, and the drain pipe 10 and the ground drilling device 20 are placed in the ground E with the drilling bit 30 at the head. It will sink. Even if the ground E does not flow to such an extent that settlement due to its own weight occurs, it can easily penetrate into the ground E if a certain amount of pushing force or striking force is applied to the drain pipe 10 and the ground drilling device 20.
加振部70の作動に加えて、地盤穿孔装置20の噴出口62から地盤E内に空気混合水を噴出させると、地盤Eの流動化がさらに促進される。空気混合水として、例えば、圧力0.7MPaの空気を0.2m/minと、圧力0.7MPaの水を40kg/minとを混合したものを噴出させる。噴出口62から噴射された空気混合水は、穿孔ビット30の中央空間を通って地盤Eに浸透する。空気混合水は、地盤Eを構成する土砂の粒同士の間に入って流動抵抗を無くしたり大幅に低減したりする。この状態で加振部70による強制振動が加われば、地盤Eは容易に流動化することになる。
ドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20に、地表から押し込み力や打撃力を加える代わりに、地盤穿孔装置20の衝撃発生部80で衝撃力を発生させて、ドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20の地盤E内への貫入を促進させることができる。
In addition to the operation of the vibration exciter 70, when the air-mixed water is ejected from the ejection port 62 of the ground drilling device 20 into the ground E, fluidization of the ground E is further promoted. As air-mixed water, for example, a mixture of 0.2 m 3 / min of air having a pressure of 0.7 MPa and 40 kg / min of water having a pressure of 0.7 MPa is ejected. The air-mixed water jetted from the jet outlet 62 penetrates the ground E through the central space of the drill bit 30. The air-mixed water enters between the earth and sand grains constituting the ground E, thereby eliminating or greatly reducing the flow resistance. If forced vibration by the vibration exciter 70 is applied in this state, the ground E is easily fluidized.
Instead of applying a pushing force or striking force from the ground surface to the drain pipe 10 and the ground drilling device 20, an impact force is generated by the impact generating unit 80 of the ground drilling device 20, and the ground E of the drain pipe 10 and the ground drilling device 20 is obtained. The penetration into the inside can be promoted.
衝撃発生部80において、打撃部84を後方すなわち上部側に引き上げたあと、引き上げ力を瞬間的に解放すると、打撃部84は自重によって落下するとともにコイルバネ88の付勢力が加わることで、大きな運動エネルギーが与えられ、加振部70の後端の連結部71に激しく衝突することになる。このとき、打撃部84から連結部71に加わる軸方向の衝撃力は、加振部70から先端部60を経て穿孔ビット30に伝わり、穿孔ビット30を地盤E内へと強く押し込む作用が発生する。衝撃力としては、例えば、50Nの力を、4Hzの頻度で加えることができる。
前記した加振部70の強制振動と空気混合水による流動化が生じた地盤Eに、衝撃発生部80による衝撃力が加われば、地盤穿孔装置20およびドレーンパイプ10は、穿孔ビット30を先頭にして、極めてスムーズに地盤E内に貫入していくことになる。地盤Eに、振動や空気混合水だけでは流動化し難い部分があっても、衝撃発生部80による衝撃力で押しのけたり砕いたりする作用が加われば、ドレーンパイプ10および地盤穿孔装置20の貫入は停滞することなく能率的に行われる。
In the impact generating unit 80, when the striking portion 84 is lifted rearward, that is, on the upper side and then the lifting force is released momentarily, the striking portion 84 falls due to its own weight and the urging force of the coil spring 88 is applied, so that a large kinetic energy is obtained. Will be violently collided with the connecting part 71 at the rear end of the vibration part 70. At this time, the axial impact force applied from the striking portion 84 to the connecting portion 71 is transmitted from the vibration portion 70 to the drilling bit 30 via the tip 60, and an action of strongly pushing the drilling bit 30 into the ground E occurs. . As the impact force, for example, a force of 50 N can be applied at a frequency of 4 Hz.
If the impact force by the impact generating unit 80 is applied to the ground E where the forced vibration of the vibration exciting unit 70 and fluidization by the air mixed water are generated, the ground drilling device 20 and the drain pipe 10 start with the drilling bit 30 as the head. Therefore, it will penetrate into the ground E very smoothly. Even if there is a portion of the ground E that is difficult to be fluidized only by vibration or air-mixed water, the penetration of the drain pipe 10 and the ground drilling device 20 will stagnate if the action of being pushed away or crushed by the impact force of the impact generator 80 is added. It is done efficiently without.
<ドレーンパイプ工法の終了>
ドレーンパイプ10が所定の深さまで地盤Eに貫入すれば、地盤穿孔装置20の作動は止める。支持ケーブル52を引き上げ、地盤穿孔装置20をドレーンパイプ10の後端から引き抜いて撤去する。
図6に示すように、地盤E内でドレーンパイプ10の先端には穿孔ビット30およびフィルター袋40が取り付けられたままになる。フィルター袋40が存在することで、経時的に、ドレーンパイプ10の先端から地盤Eの土砂などが侵入することが防止できる。穿孔ビット30は重量があるので、ドレーンパイプ10が地盤Eから浮き上がるのを防止する錘の機能を果たすことができる。
<End of drain pipe method>
When the drain pipe 10 penetrates the ground E to a predetermined depth, the operation of the ground drilling device 20 is stopped. The support cable 52 is pulled up, and the ground drilling device 20 is pulled out from the rear end of the drain pipe 10 and removed.
As shown in FIG. 6, the drill bit 30 and the filter bag 40 remain attached to the tip of the drain pipe 10 in the ground E. Due to the presence of the filter bag 40, it is possible to prevent the earth and sand of the ground E from entering from the tip of the drain pipe 10 over time. Since the drill bit 30 is heavy, it can serve as a weight that prevents the drain pipe 10 from floating from the ground E.
ドレーンパイプ10は、1本だけを埋設する場合のほか、複数本のドレーンパイプ10を継ぎ足して埋設することもできる。具体的には、前記した作業を経て、1本のドレーンパイプ10が地盤Eに埋め込まれる前に、ドレーンパイプ10の後端に、ポリプロピレン樹脂の円筒管などからなるスリーブ12を嵌め、スリーブ12の後端に新たなドレーンパイプ10を挿入することで、ドレーンパイプ10同士をスリーブ12で連結一体化させる。スリーブ12の内面に接着剤を塗布しておけば、ドレーンパイプ10と接着固定することができる。スリーブ12は、ドレーンパイプ10と同様に通水性を有するものであってもよいし、通水性のないものであっても構わない。   In addition to the case where only one drain pipe 10 is embedded, a plurality of drain pipes 10 can be added and embedded. More specifically, before the drain pipe 10 is embedded in the ground E through the above-described operation, a sleeve 12 made of a polypropylene tube or the like is fitted to the rear end of the drain pipe 10. By inserting a new drain pipe 10 at the rear end, the drain pipes 10 are connected and integrated by the sleeve 12. If an adhesive is applied to the inner surface of the sleeve 12, it can be bonded and fixed to the drain pipe 10. The sleeve 12 may have water permeability like the drain pipe 10 or may not have water permeability.
このようにしてドレーンパイプ10を順次継ぎ足していけば、任意の長さのドレーンパイプ10を構成することができる。施工地盤Eの土質条件などに合わせて、適切な深さまでドレーンパイプ10を施工することができる。
図6に示すように、ドレーンパイプ10は、後端が地表面よりも少し下になる程度まで埋め込んでおく。ドレーンパイプ10の後端に、ウレタン発泡体などからなるフィルター蓋14を載せ、さらに、その上方に砕石を堆積させて砕石層16を設けておく。
このようにしておけば、ドレーンパイプ10が地表に露出せず、地表からドレーンパイプ10の中に土砂や異物が落ち込んで詰まってしまうような問題も防止できる。地表に溜まった雨水などを、砕石層16、フィルター蓋14を経てドレーンパイプ10に排水させる機能も果たせる。ドレーンパイプ10に入り込んだ雨水などの水は、ドレーンパイプ10の周壁面や下端のフィルター袋40を通して地盤Eに吸収される。
If the drain pipes 10 are sequentially added in this manner, a drain pipe 10 having an arbitrary length can be configured. The drain pipe 10 can be constructed to an appropriate depth according to the soil condition of the construction ground E.
As shown in FIG. 6, the drain pipe 10 is embedded until the rear end is slightly below the ground surface. A filter lid 14 made of urethane foam or the like is placed on the rear end of the drain pipe 10, and crushed stone is further deposited thereon to provide a crushed stone layer 16.
By doing so, it is possible to prevent a problem that the drain pipe 10 is not exposed to the ground surface, and earth and sand and foreign matters fall into the drain pipe 10 from the ground surface and become clogged. A function of draining rainwater or the like accumulated on the ground surface to the drain pipe 10 through the crushed stone layer 16 and the filter lid 14 can also be achieved. Water such as rainwater that has entered the drain pipe 10 is absorbed by the ground E through the peripheral wall surface of the drain pipe 10 and the filter bag 40 at the lower end.
〔地盤の液状化防止〕
図6に示す構造でドレーンパイプ10が施工された地盤Eに地震が発生すると、地盤Eに地震の揺れが加わることで、地盤Eに吸収保持されていた水分が浸出してくる。この浸出水が地盤Eを液状化させる。浸出水の圧力が過大になると、液状化した地盤Eから地表面に水あるいは土砂を含む泥水が噴出して、住宅などの基礎地盤を軟弱化させたり崩壊させたりする。
地盤E内にドレーンパイプ10が埋設されていると、地盤Eからの浸出水は、ドレーンパイプ10の周壁を通してドレーンパイプ10内に入り込む。浸出水の圧力が高くなっても、地盤Eからドレーンパイプ10の内部空間へと圧力が逃げる。ドレーンパイプ10内の水圧が高くなっても、ドレーンパイプ10内の水位が高くなったり、ドレーンパイプ10の上端からフィルター蓋14、砕石層16を通して地表上に水が噴き上げたりすることで、地盤E内に水圧が溜まることを防止する。ドレーンパイプ10から地表上に水だけが噴き上がっても、周囲の地盤Eそのものが液状化しなければ、地盤Eの崩壊や軟弱化は生じない。地表に噴き上がった水は、地表を流れ排水路などに流れ落ちるだけである。
[Prevents liquefaction of the ground]
When an earthquake occurs in the ground E on which the drain pipe 10 is constructed with the structure shown in FIG. 6, the ground E is shaken and the moisture absorbed and retained in the ground E is leached out. This leachate liquefies the ground E. When the pressure of the leachate becomes excessive, muddy water containing water or earth and sand is ejected from the liquefied ground E to the ground surface and softens or collapses the foundation ground such as a house.
When the drain pipe 10 is embedded in the ground E, the leachate from the ground E enters the drain pipe 10 through the peripheral wall of the drain pipe 10. Even if the pressure of leachate increases, the pressure escapes from the ground E to the internal space of the drain pipe 10. Even if the water pressure in the drain pipe 10 is increased, the water level in the drain pipe 10 is increased, or water is spouted from the upper end of the drain pipe 10 through the filter lid 14 and the crushed stone layer 16 to the ground surface. Prevent water pressure from accumulating inside. Even if only water spouts from the drain pipe 10 onto the ground surface, the ground E will not collapse or weaken unless the surrounding ground E itself liquefies. The water sprayed on the surface of the earth flows only on the surface of the earth and into the drainage channel.
地震の揺れがおさまれば、地盤Eからの浸出水はなくなり、地下水圧も元に戻る。ドレーンパイプ10の内部に溜まった水も、徐々に地盤Eに吸収されて地盤E内に保持された状態に戻る。
このようなドレーンパイプ10による地盤Eの液状化防止機能は、ドレーンパイプ10の周辺の一定範囲のみで有効である。したがって、広い面積がある敷地内の全体で地盤Eの液状化防止を図るには、ドレーンパイプ10を、所定の間隔をあけて施工地盤の全体に施工しておくことが望ましい。
既設の住宅の敷地内における地盤Eの液状化防止を図るには、住宅の外壁面あるいは基礎構造の周囲に沿って、所定の間隔毎に周環状にドレーンパイプ10を埋設しておくことが有効である。また、住宅の外壁面よりも外側の地表面から、斜め下向きにドレーンパイプ10を埋設して、ドレーンパイプ10の先端側が、住宅の基礎構造より深い位置で、基礎構造の下の地盤にまで到達するようにしておけば、住宅の真下位置においても、地盤の液状化が発生することを防止することも可能である。
If the shaking of the earthquake subsides, the leachate from the ground E will disappear and the groundwater pressure will also return. The water accumulated in the drain pipe 10 is gradually absorbed by the ground E and returns to the state held in the ground E.
Such a function of preventing liquefaction of the ground E by the drain pipe 10 is effective only in a certain range around the drain pipe 10. Therefore, in order to prevent liquefaction of the ground E in the entire site having a large area, it is desirable to construct the drain pipe 10 over the entire construction ground with a predetermined interval.
In order to prevent the liquefaction of the ground E in the existing residential premises, it is effective to embed the drain pipe 10 in an annular shape at predetermined intervals along the periphery of the outer wall surface or foundation structure of the house. It is. In addition, the drain pipe 10 is buried obliquely downward from the ground surface outside the outer wall surface of the house, and the leading end side of the drain pipe 10 reaches the ground below the foundation structure at a position deeper than the foundation structure of the house. By doing so, it is possible to prevent the liquefaction of the ground from occurring even immediately below the house.
<土質改良>
ドレーンパイプ10の埋設施工は、地震時における地盤の液状化防止だけでなく、軟弱地盤の土質改良にも有効である。
水分を大量に含んだ軟弱な地盤Eに、図6に示すようなドレーンパイプ10の埋設施工を行っておく。地盤Eに含まれる過剰の水分は、ドレーンパイプ10の内部に浸出して溜まってくる。過剰な水分がドレーンパイプ10に排出されれば、その分だけ、地盤Eの含水率が減り、地盤Eが強化される。ドレーンパイプ10に溜まった水が、フィルター蓋14および砕石層16を通じて蒸発すれば、地盤Eから継続的に水分を排出除去することができる。その結果、ドレーンパイプ10が施工された地盤Eは、過剰の水分が排出され締まった強固な地盤Eに改良される。ドレーンパイプ10の内部に吸引ホースを挿入して、ドレーンパイプ10に溜まった水を強制的に排水することもできる。
<Soil improvement>
The construction of the drain pipe 10 is effective not only for preventing liquefaction of the ground during an earthquake but also for improving the soil quality of the soft ground.
A drain pipe 10 as shown in FIG. 6 is buried in a soft ground E containing a large amount of moisture. Excess water contained in the ground E is leached and accumulated in the drain pipe 10. If excessive moisture is discharged to the drain pipe 10, the water content of the ground E is reduced by that amount, and the ground E is strengthened. If the water accumulated in the drain pipe 10 evaporates through the filter lid 14 and the crushed stone layer 16, moisture can be continuously discharged and removed from the ground E. As a result, the ground E on which the drain pipe 10 is constructed is improved to a firm ground E from which excess moisture is discharged and tightened. A suction hose can be inserted into the drain pipe 10 to forcibly drain the water accumulated in the drain pipe 10.
このようなドレーンパイプ10による土質改良は、住宅地に限らず、農地や公園、競技場などにも適用できる。建築物を施工する前の造成地や埋立地の土質改良にも適用できる。
〔地盤穿孔装置の利用〕
地盤穿孔装置20は、ドレーンパイプ工法に限らず、地盤Eを穿孔したり、地盤Eに各種パイプを埋設したりする作業に利用できる。
<管材の埋設>
例えば、図1において、ドレーンパイプ10の代わりに、塩ビ管や鋼管などの周面に通水性のない管材を使用することができる。前記同様の施工によって、任意の管材を、地盤Eに埋設することができる。
Such soil improvement by the drain pipe 10 can be applied not only to residential areas but also to farmland, parks, stadiums, and the like. It can also be applied to the improvement of soil quality in construction sites and landfills before construction of buildings.
[Use of ground drilling device]
The ground drilling device 20 is not limited to the drain pipe method, and can be used for drilling the ground E or burying various pipes in the ground E.
<Embedded pipe material>
For example, in FIG. 1, instead of the drain pipe 10, a pipe material having no water permeability on a peripheral surface such as a vinyl chloride pipe or a steel pipe can be used. Arbitrary pipe materials can be embedded in the ground E by the same construction as described above.
このようにして地盤Eに埋設された管材あるいは管材の中央に構成される穴は、種々の用途に利用できる。例えば、管材の中央空間で軸方向の途中や底部分に、地震計や磁気検出器などの測定器を設置して、地盤Eの変動や状態変化を測定するのに利用できる。管材の先端から地盤の一部を採取して、地下部分の地盤成分を分析することにも利用できる。管材を地下水脈に到達するまで埋設すれば、地下水を汲み上げる井戸になる。強度のある管材を埋設することで、地盤Eの耐久力を向上させたり、土木建築物を構築する基礎地盤を強化したりすることもできる。
<地盤穿孔>
ドレーンパイプ10などの管材を使用せず、ガイドパイプ58の内部に地盤穿孔装置20および穿孔ビット30だけを配置し、地盤E内に地盤穿孔装置20と穿孔ビット30だけを貫入させて地盤に穴を形成することもできる。地盤穿孔装置20が所定の深さまで貫入されたあと、地盤Eから地盤穿孔装置20を引き上げれば、地盤Eには穴が穿孔された状態になる。地盤穿孔装置20の先端に穿孔ビット30が固定されていれば、穿孔ビット30も引き上げて回収することができる。
Thus, the pipe | tube material embed | buried under the ground E or the hole comprised in the center of a pipe | tube material can be utilized for various uses. For example, a measuring instrument such as a seismometer or a magnetic detector can be installed in the middle space of the pipe material in the axial direction or at the bottom, and can be used to measure changes in the ground E or changes in state. It can also be used to analyze the ground component of the underground part by collecting a part of the ground from the tip of the pipe. If the pipe material is buried until it reaches the groundwater vein, it becomes a well that draws groundwater. By burying a strong pipe material, the durability of the ground E can be improved, or the foundation ground for constructing civil engineering buildings can be strengthened.
<Ground drilling>
Without using a pipe material such as the drain pipe 10, only the ground drilling device 20 and the drilling bit 30 are arranged inside the guide pipe 58, and only the ground drilling device 20 and the drilling bit 30 are inserted into the ground E so as to make a hole in the ground. Can also be formed. If the ground drilling device 20 is pulled up from the ground E after the ground drilling device 20 has been penetrated to a predetermined depth, the ground E is in a state in which holes have been drilled. If the drill bit 30 is fixed to the tip of the ground drilling device 20, the drill bit 30 can also be pulled up and collected.
このようにして穿孔された穴は、前記した各種用途に利用できる。地盤Eに穿孔された穴に、後から管材を挿入することもできる。穿孔された穴に、コンクリートなどを流し込んで硬化させれば、地盤Eを強化する基礎杭の機能を果たすこともできる。ある程度強固な地盤であれば、ドレーンパイプや補強管材が無くても、穴が崩れることはない。ドレーンパイプを使用しないで、地盤の流動化防止を果たすこともできる。   The holes drilled in this way can be used for various applications described above. A tube material can be inserted into the hole drilled in the ground E later. If concrete or the like is poured into the drilled hole and hardened, the function of a foundation pile for strengthening the ground E can be achieved. If the ground is strong to some extent, the hole will not collapse even if there is no drain pipe or reinforcing pipe. It is also possible to prevent ground fluidization without using a drain pipe.
本発明は、例えば、既設の一般住宅における敷地内地盤の液状化防止対策として、地盤にドレーンパイプを埋設するドレーンパイプ工法を実施するのに有用である。   The present invention is useful, for example, for implementing a drain pipe construction method in which a drain pipe is buried in the ground as a countermeasure for preventing liquefaction of the ground in an existing general house.
本発明にかかるドレーンパイプ工法の実施形態を表す全体構成図The whole block diagram showing embodiment of the drain pipe construction method concerning the present invention 地盤穿孔装置の全体構造図Overall structure of ground drilling device 地盤穿孔装置の下部側の詳細断面図(a)および下端面図(b)Detailed sectional view (a) and lower end view (b) of the lower side of the ground drilling device 同上の上端面図(a)、下部側の詳細断面図(b)および水平断面図(c)Upper end view (a), detailed sectional view (b) on the lower side, and horizontal sectional view (c) 衝撃発生部の作動機構を示す概略構造図Schematic structure diagram showing the operating mechanism of the impact generator ドレーンパイプの施工完了状態を示す断面図Sectional view showing completion of drain pipe construction
符号の説明Explanation of symbols
10 ドレーンパイプ
20 地盤穿孔装置
30 穿孔ビット
50 駆動制御装置
52 支持ケーブル
53 操作ワイヤ
54 電力供給ケーブル
56 空気配管
57 水配管
62 噴出口
70 加振部
80 衝撃発生部
84 打撃部
E 地盤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drain pipe 20 Ground drilling device 30 Drilling bit 50 Drive control device 52 Support cable 53 Operation wire 54 Electric power supply cable 56 Air piping 57 Water piping 62 Jet outlet 70 Excitation part 80 Impact generation part 84 Impact part E Ground

Claims (4)

  1. 地表から地盤内にドレーンパイプを埋設するドレーンパイプ工法であって、
    強制振動を発生する地盤穿孔装置を、ドレーンンパイプの内部に配置し、ドレーンパイプおよび地盤穿孔装置の先端に穿孔ビットを配置する工程(a)と、
    前記地盤穿孔装置で強制振動を発生させ、この強制振動を、前記穿孔ビットおよびドレーンパイプを介して外側に隣接する地盤に伝えて、該地盤を流動化させる工程(b)と、
    前記地盤穿孔装置に対して、軸方向で後方側から先端側に向かう衝撃力を繰り返し加えて、前記地盤穿孔装置および前記ドレーンパイプを、前記穿孔ビットを先頭にして地盤内に貫入させて、ドレーンパイプを地盤内に埋設する工程(c)と、
    前記地盤内に埋設されたドレーンパイプから、前記地盤穿孔装置を撤去する工程(d)と
    を含むことを特徴とする、ドレーンパイプ工法。
    A drain pipe construction method in which a drain pipe is buried in the ground from the surface,
    A step (a) of disposing a ground drilling device for generating a forced vibration inside the drain pipe, and disposing a drill bit at the tip of the drain pipe and the ground drilling device;
    A step (b) of generating a forced vibration in the ground drilling device and transmitting the forced vibration to the ground adjacent to the outside through the drill bit and a drain pipe to fluidize the ground;
    An impact force from the rear side to the tip side in the axial direction is repeatedly applied to the ground drilling device, and the ground drilling device and the drain pipe are penetrated into the ground with the drilling bit at the head, A step (c) of burying the pipe in the ground;
    A step (d) of removing the ground drilling device from the drain pipe embedded in the ground ;
    A drain pipe construction method characterized by comprising:
  2. 前記工程(c)では、前記地盤穿孔装置の先端から地盤に空気混合水を噴出させて、前記地盤穿孔装置およびドレーンパイプの地盤内への貫入を促進させる請求項1に記載のドレーンパイプ工法。 In the step (c), in soil in by ejecting air mixed water from the tip of the ground drilling apparatus, to promote penetration into the ground perforating device and the drain pipes in the ground, drain pipes method according to claim 1 .
  3. 記ドレーンパイプとして、合成樹脂の線条が集積一体化されてなり、線条間に通水空間を有する線条集積管を用いる請求項1または2に記載のドレーンパイプ工法。 As before Symbol drain pipe, filament synthetic resin is being integrated integrated using umbilical integrated tube having passed through spaces between the striatum, drain pipes method according to claim 1 or 2.
  4. 地表から地盤内に貫入させて地盤を穿孔する地盤穿孔装置であって、
    全体が細軸状をなし、
    軸方向の先端側に配置されていて空気混合水を噴出する噴出口と、
    軸方向の途中に配置されていて強制振動を発生する加振部と、
    前記加振部よりも後方に配置されていて軸方向で後方側から先端側に向かう衝撃力を繰り返し発生させる衝撃発生部と
    を備えることを特徴とする、地盤穿孔装置。
    A ground drilling device for drilling the ground by penetrating into the ground from the ground surface,
    The whole is a thin shaft,
    A jet outlet that is arranged on the tip end side in the axial direction and jets air-mixed water;
    An excitation unit that is arranged in the middle of the axial direction and generates forced vibration;
    An impact generator that is disposed behind the excitation unit and repeatedly generates an impact force from the rear side toward the tip side in the axial direction ;
    Characterized in that it comprises a soil drilling apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2230375B1 (en) * 2006-06-09 2016-08-17 University Court Of The University Of Aberdeen resonance enhanced drilling: method and apparatus
JP5813995B2 (en) * 2011-05-18 2015-11-17 五洋建設株式会社 Method of placing drain material for liquefaction countermeasures
JP2014114616A (en) * 2012-12-11 2014-06-26 Kidoh Construction Co Ltd Press-in device of casing for burying drain pipe and method for constructing drain pipe using the same
KR101264917B1 (en) 2013-03-05 2013-05-15 (주)희송지오텍 Borehole grouting installation method for installing borehole seismometer using injection pipe
JP6145010B2 (en) * 2013-09-19 2017-06-07 株式会社不動テトラ Soft sandy ground compaction method and ground compaction device used for the method
JP6451929B2 (en) * 2014-10-17 2019-01-16 株式会社大林組 Method of embedding measuring equipment
KR101676415B1 (en) * 2016-02-16 2016-11-29 박재문 an excavator core drill device
JP6288895B1 (en) * 2017-09-05 2018-03-07 株式会社ダイカ Pipe driving method

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