JP4787111B2 - How to prevent sucking out backfill soil - Google Patents
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本発明は、ケーソン等の海に面した構造物の背面にある裏込め土の吸出し防止方法に関し、作業工数を抑えて、迅速に必要な範囲に吸出し防止層を形成することができる裏込め土の吸出し防止方法に関するものである。 The present invention relates to a method for preventing suction of backfilled soil on the back of a structure facing the sea such as a caisson, etc., and the backfilled soil capable of quickly forming a suction preventive layer in a necessary range while reducing the number of work steps. The present invention relates to a method for preventing the sucking of water.
ケーソン等の海に面した構造物の裏込め石の背面上に敷設した長繊維ポリエステル系不織布等の土粒子は通さず透水性のある吸出し防止シートが破損した場合などには、裏込め土が構造物の前方の海へ吸出されるため、このような裏込め土の吸出しを防止する方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。 If the permeation-preventing sheet, such as long-fiber polyester-based non-woven fabric laid on the backside of a caisson or other structure facing the sea, does not pass through the backfill stone, the backfill soil is Since it is sucked into the sea in front of the structure, various methods for preventing such sucking of the backfill soil have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、吸出しが生じている箇所およびその周辺の裏込め土に、瞬結性の予備液を注入して暫定的な吸出し防止層を形成することにより裏込め土の吸出しを止め、次いで、新たに緩結性の浸透固化液を注入して恒久的な吸出し防止層を形成する方法が提案されている。しかしながら、この提案の方法では緩結性固化液と、取扱いに制約が多い瞬結性固化液との2種類の固化液が必要になるとともに、吸出し防止層を形成する工程を二度繰り返すので、作業工数が多くなって作業が煩雑になり、コスト低減も困難になるという問題があった。
本発明の目的は、作業工数を抑えて、迅速に必要な範囲に裏込め土の吸出しを防止する吸出し防止層を形成することができる裏込め土の吸出し防止方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for preventing the backfill soil from being sucked out, which can reduce the work man-hours and can form the suction prevention layer for preventing the backfill soil from being sucked out quickly within a necessary range.
上記目的を達成するため本発明の裏込め土の吸出し防止方法は、海に面した構造物の背面の裏込め土に、吸出し防止層を形成して裏込め土の前記構造物の前方への吸出しを防止する裏込め土の吸出し防止方法であって、前記吸出し防止層を形成する緩結性固化液を前記裏込め土に注入するとともに、該緩結性固化液の注入位置よりも前記構造物側の裏込め土に該緩結性固化液の固化促進液を注入することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the method of preventing sucking of backfilling soil according to the present invention comprises forming a sucking prevention layer on the backfilling soil on the back side of the structure facing the sea to the front of the structure of the backfilling soil. A method for preventing suction of backfilling soil to prevent sucking, wherein a slow-setting solidification liquid forming the suction-preventing layer is injected into the backfilling soil, and the structure is more than the injection position of the slow-setting solidification liquid. The solidification accelerating liquid of the slow-setting solidified liquid is injected into the backside soil on the object side.
ここで、前記固化促進液を前記緩結性固化液よりも遅らせて前記裏込め土に注入することもでき、前記緩結性固化液および前記固化促進液をそれぞれ所定の注入深さごとに独立した注入管および注入ポンプを用いて前記裏込め土に注入することもできる。また、前記緩結性固化液および前記固化促進液をそれぞれ前記構造物の背面直後に設けられた裏込め石の傾斜背面に沿うように前記裏込め土に注入することもできる。また、例えば、前記緩結性固化液をアルカリ性固化液とするとともに、前記固化促進液を炭酸ガスまたは炭酸水とする。 Here, the solidification accelerating liquid can also be injected into the backfill soil later than the slow-setting solidification liquid, and the slow-setting solidification liquid and the solidification-promoting liquid are independently provided for each predetermined injection depth. It is also possible to inject into the backfill using an injection tube and an injection pump. In addition, the slow-setting solidification liquid and the solidification promoting liquid can be poured into the backfill soil along the inclined back surface of the backfill stone provided immediately after the back surface of the structure. Further, for example, the slow-setting solidified liquid is an alkaline solidified liquid, and the solidification promoting liquid is carbon dioxide gas or carbonated water.
本発明の裏込め土の吸出し防止方法によれば、海に面した構造物の背面の裏込め土に、吸出し防止層を形成する緩結性固化液を注入するとともに、緩結性固化液の注入位置よりも構造物側の裏込め土に、この緩結性固化液の固化促進液を注入するので、注入した緩結性固化液は構造物側となる範囲では固化促進液との反応により急速に固化して注入した緩結性固化液の流出を速やかに止めることができる。一方、注入した緩結性固化液は構造物と反対側となる範囲では、緩結性固化液の本来の特性のまま、ゆっくりと固化するので裏込め土の必要な範囲に広がって、裏込め土の吸出しを防止する吸出し防止層を形成することができる。 According to the method for preventing suction of backfill soil of the present invention, a slow-setting solidified liquid for forming a suction-preventing layer is injected into the back-filled soil on the back side of the structure facing the sea. Since the solidification accelerating liquid of this slow-setting solidified liquid is injected into the backfill soil on the structure side from the injection position, the injected solidifying solidified liquid is reacted with the solidification-promoting liquid in the range on the structure side. The outflow of the slow-setting solidified liquid that has been rapidly solidified and injected can be quickly stopped. On the other hand, in the range where the injected solidifying solid solution is on the opposite side of the structure, it will solidify slowly with the original properties of the slow solidifying liquid, so it spreads to the necessary range of backfilling soil and backfilling It is possible to form an anti-suction layer that prevents the soil from being sucked out.
このように、瞬結性固化液よりも取扱いのよい緩結性固化液と固化促進液とを用いて、吸出し防止層を形成する工程を一度行なうだけで、迅速に必要な範囲に十分な層厚を有する恒久的な吸出し防止層を形成することができる。 In this way, using the slow-setting solidification liquid and the solidification-promoting liquid, which are easier to handle than the quick-setting solidification liquid, a layer sufficient for the necessary range can be quickly obtained by performing the process of forming the suction prevention layer once. A permanent anti-suction layer having a thickness can be formed.
以下、本発明の裏込め土の吸出し防止方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
図1に例示するように海に面したケーソン1の背面直後には、裏込め石3が配置され、裏込め石3の背面には裏込め土4が裏込めされている。裏込め石3のすき間は大きくて透水性が高いため、裏込め石3の傾斜背面上に敷設した長繊維ポリエステル系不織布からなる吸出し防止シート5によって土粒子の吸出しを防止しているが、この吸出し防止シート5の一部が破損して破損部Bから裏込め土4がケーソン1の前方の海へ吸出される状態になっている。
Hereinafter, the method for preventing suction of backfill soil according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
As illustrated in FIG. 1, a
そこで、本発明の吸出し防止方法を実施することにより破損部Bからの裏込め土4の吸出しを防止する。まず、裏込め石3の傾斜背面に沿うように削孔して、裏込め土4に固化液用パイプ6および促進液用パイプ8を設置する。その際に、促進液用パイプ8は固化液用パイプ6よりもケーソン1側に設置する。固化液用パイプ6および促進液用パイプ8は、それぞれパッカーを備えた内管を内設した二重管構造となっており、その外管には、それぞれ多数の注入孔6a、8aが設けられ、いわゆる二重管ダブルパッカー方式で液体を注入できるように構成されている。
Therefore, the suction prevention method of the present invention is implemented to prevent the
また、固化液用パイプ6は緩結性固化液Cの供給タンクに連結され、その中途に注入ポンプ7が設置されている。促進液用パイプ8は固化促進液Pの供給タンクに連結され、その中途に注入ポンプ9が設置されている。
Further, the solidification
緩結性固化液Cとしては、恒久性の吸出し防止層Lを形成することができるものであり、主に水ガラス系薬液の種々のアルカリ性固化液や酸性固化液(シリカゾルなど)を用いることができ、液状から固化(ゲル化)するまでの固化時間は、例えば1日程度である。固化促進液Pは、使用する緩結性固化液Cの固化速度を速めて固化を促進するものであり、例えば固化時間を5秒〜30秒程度にするものである。固化促進液Pは緩結性固化液Cを中和するものであり、アルカリ性の緩結性固化液Cの場合は酸性成分、酸性の緩結性固化液Cの場合はアルカリ性成分のものが用いられる。 As the slow-setting solidified liquid C, a permanent suction-preventing layer L can be formed, and various alkaline solidified liquids and acidic solidified liquids (silica sol, etc.) of water glass chemicals are mainly used. The solidification time from liquid to solidification (gelation) is, for example, about one day. The solidification accelerating liquid P is for accelerating solidification by increasing the solidification speed of the slow-setting solidified liquid C to be used. For example, the solidification time is about 5 to 30 seconds. The solidification accelerating liquid P neutralizes the slow-setting solidified liquid C. In the case of the alkaline slow-setting solidified liquid C, an acidic component is used, and in the case of the acidic slow-setting solidified liquid C, an alkaline component is used. It is done.
緩結性固化液Cとしてコロイダルシリカなどのアルカリ性固化液を採用とするとともに、固化促進液Pとして炭酸ガスまたは炭酸水を採用すると大きなコスト低減効果を得ることができる。 When an alkaline solidification liquid such as colloidal silica is adopted as the slow-setting solidification liquid C, and carbon dioxide or carbonated water is adopted as the solidification promoting liquid P, a great cost reduction effect can be obtained.
次いで、図2に例示するように、注入ポンプ7を稼動させて二重管ダブルパッカー方式により、固化液用パイプ6の下方の注入孔6aから所定量の緩結性固化液Cを裏込め土4に注入し、順次、上方の注入孔6aから同様に緩結性固化液Cを注入する。注入した緩結性固化液Cは注入した順に、裏込め土4に浸透して周囲に広がってゆく。
Next, as illustrated in FIG. 2, the injection pump 7 is operated, and a predetermined amount of the loose solidification liquid C is backfilled from the
次いで、図3に例示するように、緩結性固化液Cの注入開始後、所定の時間差を設けて注入ポンプ9を稼動させて二重管ダブルパッカー方式により、促進液用パイプ8の下方の注入孔8aから所定量の固化促進材Pを裏込め土4に注入し、順次、上方の注入孔8aから同様に固化促進液Pを注入する。注入した固化促進液Pは注入した順に裏込め土4に浸透し、先に浸透して広がっている、或いは広がり続けている緩結性固化液Cと混ざり合う範囲となる促進液用パイプ8の周辺領域では、両者の中和反応により緩結性固化液Cが急速に固化する。一方、緩結性固化液Cと固化促進液Pとが混ざり合わない範囲となる固化液用パイプ6の近傍および固化液用パイプ6の促進液パイプ8と反対側の領域では緩結性固化液Cの固化が促進されないので、本来の特性どおり緩結性固化液Cは裏込め土4への浸透を続けてゆっくりと固化する。
Next, as illustrated in FIG. 3, after the start of the injection of the slow-setting solidified liquid C, the
その結果、図4に例示するように裏込め石3の傾斜背面に沿うように吸出し防止層Lが形成される。この吸出し防止層Lは、緩結性固化液Cと固化促進液Pとの反応により形成された瞬結層L1と、瞬結層L1の背面に沿って緩結性固化液Cのみで形成された緩結層L2とから構成される。
As a result, the suction preventing layer L is formed along the inclined back surface of the
このように、瞬時に固化して取扱いに制約が多い瞬結性固化液よりも取扱い性に優れた緩結性固化液Cと固化促進液Pとを用いて、吸出し防止層Lを形成する工程を一度行なうだけで、吸出し防止シート5の破損部Bを塞ぐ瞬結層L1を迅速に形成するとともに、瞬結層L1のケーソン1と反対側の必要な範囲に緩結層L2を形成して、十分な層厚を有する恒久的な吸出し防止層Lを形成することができる。 Thus, the process of forming the suction prevention layer L using the slow-setting solidification liquid C and the solidification-promoting liquid P, which are instantly solidified and have better handling than the quick-setting solidification liquid with many restrictions on handling. The quick-coupling layer L1 that closes the damaged portion B of the suction preventing sheet 5 is quickly formed and the loose-coupling layer L2 is formed in a necessary range on the opposite side of the caisson 1 of the instantaneous connection layer L1. A permanent suck-out preventing layer L having a sufficient layer thickness can be formed.
瞬結層L1が迅速に形成されるので、注入した緩結性固化液Cの破損部Bからの流出も防止され、緩結性固化液Cを無駄に使用することもなくなる。また、従来のように吸出し防止層Lを形成する工程を二度行なう必要がなく、作業工数を大幅に抑えることができるので、大きなコスト削減効果を得ることも可能になる。 Since the quick setting layer L1 is formed quickly, the injected slow solidifying liquid C is prevented from flowing out from the damaged portion B, and the slow solidifying liquid C is not used wastefully. Further, it is not necessary to perform the step of forming the suction preventing layer L twice as in the prior art, and the number of work steps can be greatly reduced, so that a great cost reduction effect can be obtained.
緩結性固化液Cと固化促進液Pの注入タイミングは、裏込め土4の土質条件や注入量等の注入条件によって異なり、裏込め土4のほぼ同じ深さ位置で、固化促進液Pを緩結性固化液Cより先に注入、もしくは同時に注入することもできるが、固化促進液Pを緩結性固化液Cよりも遅らせて裏込め土4に注入することが好ましい。固化促進液Pを相対的に遅らせて注入することにより、破損部Bを塞ぐために必要最低量の緩結性固化液Cを固化させ、残りの量の緩結性固化液Cはすぐに固化させることなく裏込め土4の必要な範囲に浸透させて十分な層厚の緩結層L2を形成し易いからである。
The injection timing of the slow-setting solid solution C and the solidification accelerating solution P differs depending on the injection conditions such as the soil conditions and the injection amount of the
緩結性固化液Cと固化促進液Pの注入タイミングは、例えば下記(1)、(2)式により算出することができる。
t=μ×t0 ・・・(1)
t0=(πλr2h)/q ・・・(2)
The injection timing of the slow-setting solidification liquid C and the solidification promoting liquid P can be calculated by, for example, the following formulas (1) and (2).
t = μ × t 0 (1)
t 0 = (πλr 2 h) / q (2)
ここで、tは緩結性固化液Cの注入開始から固化促進液Pを注入するまでの時間(s)、μは固化促進液Pの注入時間係数(裏込め土4の土質により0.5〜1.0程度)、t0は緩結性固化液Cの注入孔6aから固化促進液Pの注入孔8aまでの緩結性固化液Cの到達時間(s)、λは注入率(=α×n/100%)であり、αは緩結性固化液Cの充填率(裏込め土4の土質により0.9程度)、nは裏込め土4の空隙率(%)である。rは浸透する緩結性固化液Cの注入孔6aからの半径(m)、hは浸透する緩結性固化液Cの注入される厚さ(m)である。qは緩結性固化液Cの流量(m3/S)である。
Here, t is the time (s) from the start of injection of the slow-setting solidified liquid C to the injection of the solidification accelerating liquid P, and μ is the injection time coefficient of the solidification accelerating liquid P (0.5 depending on the soil quality of the backfilling soil 4). ˜1.0), t 0 is the arrival time (s) of the slow solidification liquid C from the
上記の係数等は吸出し防止層Lを形成する裏込め土4を試験試料として採取しておき、その試験試料で実験を行なうことにより予め把握しておくようにするか、或いは経験値を使用する。
The above-described coefficients are obtained by collecting the
図5に他の実施形態を例示する。この実施形態では、裏込め石3の傾斜背面近傍の所定の注入深さごとに固化液用パイプ6と、この固化液用パイプ6のケーソン側に促進液用パイプ8とを略垂直に立設し、それぞれの固化液用パイプ6の先端の注入孔6aから緩結性固化液C、それぞれの促進液用パイプ8の先端の注入孔8aから固化促進液Pを裏込め土4に注入する。
FIG. 5 illustrates another embodiment. In this embodiment, a
それぞれの独立した固化液用パイプ6および促進液用パイプ8にはそれぞれ独立の注入ポンプ7、9が設置されているので、注入深さごとに注入タイミング、注入速度、注入量等を独自に自由にコントロールでき、要求仕様どおりの吸出し防止層Lを形成し易くなる。固化液用パイプ6および促進液用パイプ8には、それぞれ先端以外の位置にそれぞれ注入孔6a、8aを設けてもよい。
Independent injection pumps 7 and 9 are installed in each of the solidified
このように本発明では、いずれの実施形態においても、緩結性固化液Cおよび固化促進液Pをそれぞれ所定の注入深さごとに独立した注入パイプおよび注入ポンプを用いて裏込め土4に注入することができる。
As described above, according to the present invention, in any of the embodiments, the slow-setting solidification liquid C and the solidification promoting liquid P are injected into the
図6にさらに別の実施形態を例示する。この実施形態では、裏込め石3の傾斜背面に沿って単管の固化液用パイプ6と、この固化液用パイプ6のケーソン1側に単管の促進液用パイプ8を所定の最も深い位置まで削孔して配置しておき、それぞれの先端の注入孔6a、8aから緩結性固化液C、固化促進液Pを裏込め土4に注入しつつ、固化液用パイプ6および促進液用パイプ8を上方に引き揚げるようにしている。この方法を用いても、図4に例示した同様の吸出し防止層Lを形成することができる。
FIG. 6 illustrates still another embodiment. In this embodiment, a single pipe
この実施形態によれば、精度よく迅速に裏込め石3の傾斜背面に沿うように緩結性固化液Cおよび固化促進液Pを裏込め土4に注入することができるので、裏込め石3の傾斜背面に沿った均一な層厚の吸出し防止層Lを形成し易くなる。
According to this embodiment, the slow-setting solidification liquid C and the solidification accelerating liquid P can be injected into the backfilling
ここでは、固化液用パイプ6の注入孔6aから注入した緩結性固化液Cが裏込め土4に浸透して、促進液用パイプ8の近傍に達した頃に、その緩結性固化液Cが浸透した領域を固化促進液Pを注入する注入孔8aが通過するように、固化液用パイプ6の先端の注入孔6aが促進液用パイプ8の先端の注入孔8aよりも上方に位置するようにして、固化液用パイプ6および促進液用パイプ8を引き揚げるようにするのが好ましい。
Here, when the slow solidifying liquid C injected from the
本発明は、ケーソン1だけでなく海に面した種々の構造物の背面の裏込め土4の吸出し防止に適用することができ、裏込め石3がない場合にも適用することができる。例えば、図7に例示する実施形態のように、海に面して幅方向に並列して海中から海上に立設されている鋼矢板10の背面の裏込め土4の吸出し防止に適用することができる。この並列した鋼矢板10は、タイロッド12或いはタイワイヤによって背後の裏込め土4に埋設された杭11に連結されて立設されており、並列した鋼矢板10、10の継手は止水材でシールされている。この止水材が破損した場合、裏込め土4が鋼矢板10の前方の海に吸出されることがある。
The present invention can be applied not only to the caisson 1 but also to the suction prevention of the
この吸出しを防止するには、上記の実施形態と同様に二重管ダブルパッカー方式によって、二重管構造の固化液用パイプ6の外管の注入孔6aから緩結性固化液Cを裏込め土4に注入するとともに、緩結性固化液Cの注入位置よりも鋼矢板10側の裏込め土4に二重管構造の促進液用パイプ8の外管の注入孔8aから固化促進液Pを注入する。これにより、鋼矢板10の背面直後の瞬結層L1が形成され、この瞬結層L1の背面には緩結層L2が形成され、図4の例示と同様の吸出し防止層Lを形成することができる。
In order to prevent this suction, the slow-setting solidified liquid C is backed up from the
この実施形態においても、図6に例示した同じ方法を適用することができ、単管の固化液用パイプ6および促進液用パイプ8を鋼矢板10に沿って上方に引き揚げつつ、それぞれの先端の注入孔6a、8aから緩結性固化液C、固化促進液Pを裏込め土4に注入することができる。
Also in this embodiment, the same method illustrated in FIG. 6 can be applied, and the single
本発明では、緩結性固化液Cおよび固化促進液Pの裏込め土4への注入に、二重管ダブルパッカー方式だけでなく、超多点方式や二重管ストレーナ方式などを採用することもできる。
In the present invention, not only the double tube double packer method but also the super multi-point method or double tube strainer method is used for injecting the slow-setting solidification liquid C and the solidification promoting liquid P into the
また、本発明は、裏込め土4の吸出しが発生するのであれば、海だけでなく湖沼や河川等に面した構造物の背面の裏込め土4の吸出し防止に適用することもできる。
Further, the present invention can also be applied to prevent the
1 ケーソン
2 基礎マウンド
3 裏込め石
4 裏込め土
5 吸出し防止シート
6 固化液用パイプ 6a 注入孔
7 注入ポンプ
8 促進液用パイプ 7a 注入孔
9 注入ポンプ
10 鋼矢板
11 杭
12 タイロッド
C 緩結性固化液 P 固化促進液
L 吸出し防止層 L1 瞬結層 L2 緩結層
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