JP4886894B1 - Method for extracting buried pile and foaming water generator - Google Patents
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Abstract
【課題】埋設杭の引抜き工事において、最小限の設備とコストにより削孔を促進するとともに、適度な強度の地盤を復元する。
【解決手段】埋設杭の引抜き方法は、発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程とを有する。発泡水を地盤に噴射して泥土化するので、使用する水の量を減少させることができ、流動化処理土の希釈化を防止できる。よって、最小限の設備とコストにより削孔を促進でき、かつ適度な強度の地盤を復元することができる。
【選択図】 図1[PROBLEMS] To promote drilling with minimal equipment and cost in pulling out buried piles, and to restore the ground of moderate strength.
A method for pulling a buried pile includes a step of foaming a foaming agent solution to generate foamed water, and a drilling casing when drilling a ground around the buried pile with a drilling casing. The step of spraying the foamed water onto the ground, and the step of holding and burying the buried pile by a holding means. Since the foamed water is sprayed onto the ground to form mud, the amount of water used can be reduced and the fluidized soil can be prevented from being diluted. Therefore, drilling can be promoted with a minimum amount of equipment and cost, and a ground with moderate strength can be restored.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、埋設杭の引抜き方法等に関する。 The present invention relates to a method for extracting a buried pile.
建造物の建て替えの際には、既存建造物の解体撤去や、地中に埋設された基礎杭(埋設杭)の引抜き工事が行われる。特許文献1には、埋設杭の引抜き工事に関する記載がある。
When rebuilding a building, the existing building is dismantled and the foundation pile (buried pile) buried in the ground is pulled out.
埋設杭の引抜き工事では、一般に、埋設杭周囲の地盤の削孔と、埋設杭の引抜きと、埋設杭を引き抜いた後に残る孔(以下、埋設孔という)の埋め戻しが行われる。埋設杭周囲の地盤の削孔は、たとえば削孔ケーシングにより行われる。削孔ケーシングは、埋設杭の径より大きい内径を有する鋼製の管体であり、先端には、ダイヤビットと液体の噴射孔とが設けられる。削孔ケーシングは、先端部の外周が埋設杭を取り囲むようにして設置され、回転駆動される。それとともに、先端の噴射孔から水(以下、削孔水という)が噴射される。削孔水により埋設杭周囲の地盤が溶けて泥水状になると、削孔ケーシングは、泥水状となった地盤に回転力と自重により進入し、孔壁を維持しながら削孔を行う。こうして、埋設杭周囲の地盤の削孔が行われる。このとき、砂・砂礫が多い地盤だと、削孔水だけでは孔壁を維持しながら地盤を泥水状にするのが困難な場合がある。そのような場合、削孔水の代わりにベントナイトなどの粘土鉱物の懸濁液を用いて地盤を泥水状にし、削孔が行われる。 In the buried pile drawing work, ground drilling around the buried pile, removal of the buried pile, and refilling of a hole (hereinafter referred to as a buried hole) remaining after the buried pile is pulled out are performed. Drilling of the ground around the buried pile is performed by, for example, a drilling casing. The drilling casing is a steel tube having an inner diameter larger than the diameter of the buried pile, and a diamond bit and a liquid injection hole are provided at the tip. The drilling casing is installed so that the outer periphery of the tip portion surrounds the buried pile, and is driven to rotate. At the same time, water (hereinafter referred to as drilling water) is ejected from the spray hole at the tip. When the ground around the buried pile is melted by the drilling water and becomes muddy water, the drilling casing enters the muddy water ground by rotational force and its own weight, and drills while maintaining the hole wall. Thus, drilling of the ground around the buried pile is performed. At this time, if the ground has a lot of sand and gravel, it may be difficult to make the ground into muddy water while maintaining the hole wall only with drilling water. In such a case, the ground is made muddy with a suspension of clay mineral such as bentonite instead of drilling water, and drilling is performed.
次に、削孔ケーシングが杭底まで削孔した後、削孔ケーシングを引き上げ、その後、埋設杭の上部にワイヤが巻き付けられ、ワイヤを引き上げることにより埋設杭が引き抜かれる。このとき、埋設杭を引き抜きながら、埋設孔に流動化処理土が打設される(流し込まれる)。こうして、埋設孔の孔壁が崩落して工事現場周囲の地盤が沈下することを防止しつつ、埋設孔の埋め戻しが行われる。そして、埋設杭が引き抜かれると、流動化処理土の上にさらに土砂が被せられる。そして、流動化処理土が固化することで、地盤が復元される。 Next, after the hole-drilling casing has drilled to the bottom of the pile, the hole-drilling casing is pulled up, and then a wire is wound around the upper part of the buried pile, and the buried pile is pulled out by pulling up the wire. At this time, the fluidized soil is poured into the buried hole (poured) while pulling out the buried pile. In this way, the buried hole is backfilled while preventing the hole wall of the buried hole from collapsing and the ground around the construction site from sinking. And when a buried pile is pulled out, earth and sand will be further covered on fluidization processing soil. And the ground is restored when the fluidized soil is solidified.
ところで、埋設杭の引抜き工事における上述したような従来工法には、次のような問題がある。まず、地盤を泥水状にするために、大量の削孔水を必要とする。よって、水及び大容量の水槽などの設備にコストがかかる。特に、削孔水の代わりにベントナイトの懸濁液を用いる場合、ベントナイトを懸濁させるために大量の水と、大容量の水槽に加え攪拌機(ミキシングプラント等)などの設備が必要になる。よって、更にコストが増加する。また、工事現場によってはスペース的な制約により、かかる設備を設けることが困難な場合がある。 By the way, there are the following problems in the conventional method as described above in the work of pulling out the buried pile. First, a large amount of drilling water is required to make the ground muddy. Therefore, costs are required for equipment such as water and a large-capacity water tank. In particular, when a bentonite suspension is used instead of drilling water, a large amount of water and a large-capacity water tank are required to suspend the bentonite and a facility such as a stirrer (mixing plant or the like). Therefore, the cost further increases. Also, depending on the construction site, it may be difficult to provide such equipment due to space limitations.
次に、大量の削孔水を使用することで、流動化処理土を埋め戻したときに、流動化処理土が削孔水で希釈化される。すると、流動化処理土に含まれるセメントなどの固化剤の固化が阻害され、復元される地盤の強度が低下するおそれがある。復元後の地盤上に新たな建造物を建造する場合、基礎杭などの埋設物を設けるために、復元後の地盤を再度削孔する必要がある。しかし、強度が低下した地盤では、削孔された埋設孔の孔壁が崩落するなど、工事に支障をきたすおそれがある。特に、粘土鉱物のベントナイトは、流動化処理土内のセメントの固化を阻害するように作用することが知られている。こうしたことから、地盤の強度が更に低下するおそれがある。だからといって、セメントなどの固化剤を増量して地盤の強度を保とうとすると、その分コストが増大する。また、固化の程度が大きすぎると、新設杭の施工時は、かえって削孔が困難になり、工事を妨げるおそれもある。 Next, when the fluidized soil is backfilled by using a large amount of drilling water, the fluidized soil is diluted with the drilling water. Then, solidification of a solidifying agent such as cement contained in the fluidized soil may be inhibited, and the strength of the restored ground may be reduced. When constructing a new building on the restored ground, it is necessary to drill the ground after the restoration again in order to provide buried objects such as foundation piles. However, in the ground where the strength has decreased, there is a risk that construction will be hindered, for example, the hole wall of the drilled buried hole collapses. In particular, it is known that bentonite, a clay mineral, acts to inhibit the solidification of cement in the fluidized soil. For these reasons, the strength of the ground may be further reduced. However, if the amount of solidifying agent such as cement is increased to maintain the strength of the ground, the cost will increase accordingly. Also, if the degree of solidification is too large, drilling becomes difficult when constructing a new pile, which may hinder construction.
本発明者は、鋭意検討の結果、埋設杭の引抜き工事における上記のような問題を解決する方法に想到した。すなわち、本発明の目的は、最小限の設備とコストにより削孔を促進するとともに、適度な強度の地盤を復元することができる、埋設杭の引抜き方法を提供することにある。 As a result of intensive studies, the inventor of the present invention has come up with a method for solving the above-described problems in the construction work for burying piles. That is, an object of the present invention is to provide a method for extracting a buried pile that can promote drilling with a minimum amount of equipment and cost, and can restore a ground having an appropriate strength.
上記の目的を達成するために、本発明における埋設杭の引抜き方法は、発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程とを有する。 In order to achieve the above object, the buried pile drawing method according to the present invention includes a step of foaming a foaming agent solution to generate foamed water, and drilling a ground around the buried pile with a drilling casing. When doing, it has the process of spraying the said foaming water from the said hole-drilling casing to the said ground, and the process of hold | maintaining and pulling out the said buried pile by a holding means.
本発明によれば、削孔ケーシングから発泡水を地盤に噴射することで、最小限の設備とコストにより削孔を促進でき、かつ適度な強度の地盤を復元することができる。 According to the present invention, it is possible to promote drilling with a minimum amount of equipment and cost, and to restore a ground having an appropriate strength by injecting foamed water from the drilled casing onto the ground.
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
図1は、本実施形態において埋設杭の引抜き工法を実施するための削孔装置の構成例である。図1(A)は、削孔装置の全体構成を示す。ここでは、直径1.2m、全長15m、重量39tのコンクリート製の埋設杭を例として、埋設杭周囲の地盤を削孔するための構成が示される。 FIG. 1 is a configuration example of a drilling device for carrying out a method for pulling a buried pile in the present embodiment. FIG. 1A shows the overall configuration of the hole drilling device. Here, a configuration for drilling the ground around the buried pile is shown as an example of a concrete buried pile having a diameter of 1.2 m, a total length of 15 m, and a weight of 39 t.
この削孔装置20は、発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、削孔ケーシングにて埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、削孔ケーシングから発泡水を地盤に噴射する工程とを実行する構成を有する。たとえば、削孔装置20は、削孔ケーシング2と、削孔ケーシング2を誘導するリーダ4と、リーダ4の上端部に備えられ、削孔ケーシング2を回転駆動するモータ6とを有する。また、削孔装置20は、発泡水を生成する発泡水生成装置12と、発泡水生成装置12が生成する発泡水を削孔ケーシング2に送るための導水管14を有する。
This
削孔装置20は、移動式クレーン10のアーム8などにより、地盤に対し削孔ケーシング2及びリーダ4が直立した状態で支持される。削孔ケーシング2は、移動式クレーン10により吊り下げられ、リーダ4に沿って上下動可能に構成される。削孔ケーシング2は、たとえば直径1.4m、全長20m、重量7tの、鋼製の管体により構成される。削孔ケーシング2は、その先端に、発泡水の噴射孔2aや図示を省略するダイヤビットを有し、さらにモータ6側の端部から噴射孔2aまで発泡水を送るための導管2bを有する。導管2bは、削孔ケーシング2のモータ6側の端部で、導水管14と接続される。導水管14を介し、発泡水生成装置12が生成する発泡水が削孔ケーシングの導管2bに圧送される。本実施形態では、削孔ケーシング2は、削孔水の代わりに発泡水を噴射孔2aから噴射して、埋設杭周囲の地盤の削孔を行う。
The
図1(B)は、発泡水生成装置12の構成例である。発泡水生成装置12は、水と発泡剤とを混合した発泡剤溶液を収容する水槽122と、水槽122から所定量ずつ発泡剤溶液を取り出して発泡装置126に送る散水機(ポンプ)124と、圧縮空気を生成して発泡装置126に送るコンプレッサ128と、発泡剤溶液と圧縮空気とを混合して発泡剤溶液を発泡させ、発泡水を生成する発泡装置126と、散水機124、コンプレッサ128に電源を供給する発電機130とを有する。
FIG. 1B is a configuration example of the foaming
発泡装置126の先端には導水管14が接続される。導水管14は、クレーン10のアーム8に沿って延伸し、モータ6を経て、削孔ケーシング2の導管2bに接続される。発泡水は、発泡装置126から、導水管14、導管2bを介して削孔ケーシング2の先端部の噴射孔2aまで、コンプレッサ128が生成する圧縮空気により圧送される。そして、削孔が行われるとき、発泡水が噴射ノズル2aから埋設杭周囲の地盤に噴射される。このような構成により、フォーム状に発泡した発泡水が地盤に噴射される。そして、発泡水によって、地盤が気泡を含み、ある程度の粘度を有するたとえばムース状の泥土(以下、かかる状態の泥土を気泡泥土という)になり、削孔ケーシング2による削孔が行われる。
The
ここで、本実施形態における埋設杭の引抜き工事の各工程について説明する。図2〜図6では、削孔工程、埋設杭の引抜き工程、埋め戻し工程に区分して説明する。 Here, each process of the extraction | drawer construction of the buried pile in this embodiment is demonstrated. 2-6, it divides into a drilling process, the extraction process of a buried pile, and a backfill process, and demonstrates.
図2は、削孔工程を説明する図である。図2(A)は、埋設杭の頭出し工程を示す。バックホーなどの油圧ショベル機10aは、埋設杭30周囲を削孔し、埋設杭30上部の頭出しを行う。そして、埋設杭30の上部周囲に、移動クレーンなどにより筒状のスタンドパイプ32が設置される。
FIG. 2 is a diagram for explaining the hole drilling process. FIG. 2 (A) shows the cueing process of the buried pile. The
次いで、図2(B)に示すように、削孔装置20が、移動式クレーン10により、スタンドパイプ32に対し位置決めして設置される。削孔ケーシング2の先端は、スタンドパイプ32に挿入されるとともに、先端部の外周が埋設杭30の上部を覆うように設置される。
Next, as shown in FIG. 2B, the
次いで、図2(C)では、削孔ケーシング2が回転しながら、その先端から発泡水2cを噴射する。発泡水2cは、埋設杭30の周囲の地盤に噴射される。これにより、埋設杭30周囲の地盤が軟化して気泡泥土化する。そして、削孔ケーシング2が、回転力と自重とにより地中に進入する(矢印22)。
Next, in FIG. 2 (C), the holed
このとき、発泡水に含まれる発泡剤の作用により、削孔ケーシング2の外壁と削孔された埋設孔の孔壁との摩擦を低減することができる。発泡水の気泡が土粒間に入り込んである程度の厚さを持った不透水性の止水層として機能し、いわゆるベアリング効果を奏する。このとき、気泡の粒径は、500μm以下が望ましい。この止水層が地下水圧に対抗することで、地下水圧が削孔ケーシング2の外壁に作用することを防止する。さらに、気泡泥土の圧力により、削孔される孔壁の土圧に対抗でき、孔壁の崩落を防止できる。このようにして、削孔ケーシング2と孔壁との摩擦、あるいは、地下水圧や土圧による圧迫を軽減でき、削孔を促進することができる。
At this time, due to the action of the foaming agent contained in the foaming water, it is possible to reduce friction between the outer wall of the drilled
また、発泡水は、発泡することにより、発泡剤溶液のときよりたとえば6倍の体積に膨張する。よって、従来工法において大量の削孔水を用いた場合のように地盤を泥水状にすることなく、地盤を気泡泥土化することができる。 Further, the foaming water expands to a volume six times that of the foaming agent solution by foaming. Therefore, the ground can be made into a mud of mud without making the ground muddy like the case where a large amount of drilling water is used in the conventional construction method.
図2(D)に示すように、削孔ケーシング2は、回転しながら地中に進入する。回転方向は、いずれの方向であってもよいし、適宜に方向が変更されてもよい。そして、削孔ケーシング2の先端が埋設杭30の底部の位置まで達した時点で、削孔が完了する。埋設杭30の底部が広がっており拡底部を形成していたり部分的に杭太り部が形成されていたりする場合には、削孔ケーシング2の先端に設けられるダイヤビットでこれらが削り取られる。これにより、埋設杭30が地盤から縁切りされる。
As shown in FIG. 2D, the
次いで、図2(E)に示すように、削孔ケーシング2が、もとの位置まで引き上げられる(矢印23)。このようにして、削孔工程が終了する。
Next, as shown in FIG. 2E, the
ここで、図3を参照して、埋設杭30の状態を説明する。図3は、埋設杭30と埋設孔36との状態の遷移を示す。図3(A)は、図2(E)の工程で削孔ケーシング2が引き抜かれたときの、埋設杭30と削孔された埋設孔36の状態を断面図により示す。
Here, the state of the buried
次に、図4、5に従って、適宜図3を参照しつつ、埋設杭の引抜き工程を説明する。 Next, according to FIGS. 4 and 5, the buried pile drawing process will be described with reference to FIG. 3 as appropriate.
図4は、埋設杭の引抜き工程の前半を説明する図である。まず、図4(A)、(B)に示すように、削孔ケーシング2に金属製のワイヤ34が取り付けられ、その状態で再度削孔ケーシング2が埋設杭30周囲の地盤に挿入される。図4(B)に示すように、ワイヤ34には環状部34aが設けられ、環状部34aが削孔ケーシング2の先端部に取り付けられる。たとえば、環状部34aは、ダイヤビット2dの外側に巻き付けられる。
Drawing 4 is a figure explaining the first half of the drawing process of an embedded pile. First, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
次いで、図4(C)に示すように、削孔ケーシング2の先端が埋設杭30の中間あるいは中間より上部寄りに達した時点で、移動式クレーン8を駆動させて削孔ケーシング2を水平方向に振動させる。これにより、ワイヤ34の環状部34aが、削孔ケーシング2から外れ、埋設杭30の外周に掛る。次いで、図4(D)に示すように、ワイヤ34の環状部34aを地中に残し、削孔ケーシング2を地中から引き上げる。
Next, as shown in FIG. 4C, when the tip of the
図5は、埋設杭の引抜き工程の後半を説明する図である。まず、図5(A)に示すように、移動式クレーン10、10bによる共吊りでワイヤ34を吊り上げる。ここで、ワイヤ34の環状部34aは、図5(B)に示すように、予め二重にされ、くぐりつり状に形成される。これにより、ワイヤ34を引き上げるときに環状部34aの内径が狭まり、埋設杭30に確実に巻着する。ここにおいて、ワイヤ34、移動式クレーン10、10bが、「保持手段」に対応する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the latter half of the buried pile drawing process. First, as shown in FIG. 5 (A), the
そして、図5(C)に示すように、ワイヤ34の端部を移動式クレーン10、10bで引き上げ、ワイヤ34が巻きつけられた埋設杭30を引き抜く。このとき、埋設杭30周囲の地盤は、発泡水により気泡泥土化しており、埋設杭30との摩擦が軽減される。また、地下水圧や埋設孔36の孔壁の土圧が抑制され、孔壁の崩落が防止されるので、引抜きが容易になる。
And as shown in FIG.5 (C), the edge part of the
さらに、埋設杭30の吊り上げと同時あるいはその前に、スタンドパイプ32内の削孔された埋設孔36に、流動化処理土38が打設される。流動化処理土は、流動性を有するとともに、自硬性を有する安定処理土であって、杭の引抜き終了後に地盤を復元するためのものである。流動化処理土38は、水に土砂とセメント系の固化剤とを添加して混煉することにより生成される、公知のものが用いられる。流動化処理土は、たとえば、図示を省略するポンプにより圧送され、埋設孔36に打設される。
Further, at the same time as or before the lifting of the buried
図3(B)は、吊り上げ前に流動化処理土38がスタンドパイプ32内に打設された状態を示す。そして、埋設杭30がワイヤ34により引き抜かれるとき、図3(C)に示すように、流動化処理土38が、削孔された埋設孔36に流れ込む。これにより、埋設孔36内の負圧が打ち消されるので、埋設杭30の引抜きがさらに容易になる。それとともに、流動化処理土38が充填されることで、埋設孔36の孔壁の崩落を防止できる。
FIG. 3B shows a state in which the
図5(C)に説明を戻すと、埋設杭30がある程度以上の長さを有し、移動式クレーン10、10bにより一度に吊り上げられない場合、埋設杭30の中途でワイヤーソウ40により切断し、切断された上部のみを引き抜いてもよい。地中に残された部分は、再度図5(A)〜(C)の工程を行うことで引き抜くことができる。
Returning to FIG. 5C, when the buried
図6は、埋設孔の埋め戻し工程を説明する図である。埋設杭30が引き抜かれた後、図6(A)に示すように、油圧ショベル機10aが、スタンドパイプ32に埋め戻し用の土砂39を投入し、削孔された埋設孔36を埋め戻す。そして、土砂39の投入が終了すると、図6(B)に示すように、移動式クレーン10によりスタンドパイプ32を撤去する。こうして、埋め戻しが終了する。
FIG. 6 is a diagram for explaining a process of backfilling a buried hole. After the buried
このときの状態が図3(D)に示される。埋め戻された埋設孔36では、流動化処理土38が時間経過とともに固化する。このとき、本実施形態では、削孔水の代わりに発泡水を用いて削孔を行うことにより、削孔に使用する水の量を少量に抑えることができる。よって、埋設孔36内に残存する水の量は、削孔水やベントナイトなどの懸濁液を用いた場合よりはるかに少ない。このため、流動化処理土38が希釈化される度合いが従来工法の場合より小さい。よって、流動化処理土38に含まれるセメント系固化剤の固化が促進され、埋め戻した後に復元される地盤の強度を向上させることができる。その一方で、固化剤を増量させることなく地盤の強度を向上できるので、後に軟弱(N値0〜1)でない削孔可能な程度(N値5〜30)の強度の地盤を復元できる。
The state at this time is shown in FIG. In the buried
図7は、本実施形態において復元される地盤について説明する図である。図7(A)には、埋め戻された埋設孔の平面図36aと断面図36bとが斜線でハッチングされた領域により示される。埋設杭の引抜き工事では、埋設孔が埋め戻されて復元された地盤に、新たな建造物のために基礎杭などの埋設物を設ける場合がある。しかも、埋め戻された埋設孔と重複する領域に新たに埋設孔を削孔する場合がある。ここでは、新たな埋設孔の平面図37aと断面図37bとが、埋め戻された埋設孔の平面図36aと断面図36bに対し重複して点線で示される。
FIG. 7 is a diagram for explaining the ground restored in the present embodiment. In FIG. 7A, a
従来工法では、削孔水やベントナイト懸濁液に含まれる水の量が多いので、流動化処理土が希釈化され、流動化処理土の固化が不十分となる。よって、図7(B)に示すように、埋め戻した埋設孔36a、36bの地盤があらたな埋設孔37a、37b内に崩落し(矢印39)、新たな基礎杭の施工が困難となる。
In the conventional construction method, since the amount of water contained in the drilling water or bentonite suspension is large, the fluidized soil is diluted and the fluidized soil is not sufficiently solidified. Therefore, as shown in FIG. 7B, the ground of the buried
困難な理由は、削孔時に弱い(埋設部)方向に逃げ、鉛直に掘る技術と時間を要し、掘れても埋設部が崩落し、その部分の処理費用及び、空洞部に新設杭の生コンクリートを入れることによる追加コストがかかるからである。 The difficulty is that when drilling, it runs in the direction of the weak (buried part) and requires technology and time to dig vertically, and even if dug, the buried part collapses, processing costs for that part, and the creation of new piles in the cavity This is because there is an additional cost for putting concrete.
これに対し、本実施形態によれば、埋設孔を埋め戻した後、十分な強度を有する地盤が復元される。よって、図7(C)に示すように、あらたな埋設孔37a、37bを削孔した場合であっても、埋め戻された埋設孔36a、36bの地盤が復元された状態で維持され、あらたな埋設孔37の孔壁が崩壊することがない。よって、あらたな基礎杭を埋設することが通常地盤の様に施工できる。また、上記の様な追加コストも発生しない。
On the other hand, according to this embodiment, after the buried hole is backfilled, the ground having sufficient strength is restored. Therefore, as shown in FIG. 7C, even when the new buried
以下に、本実施形態における発泡剤、発泡剤溶液、発泡装置126の実施例を示す。なお、ここでは、上述の説明と同様、直径1.2m、全長15m、重量39tの埋設杭30を引き抜くために、直径1.4m、全長20m、重量7tの削孔ケーシング2を用いる場合の例が示される。
Hereinafter, examples of the foaming agent, the foaming agent solution, and the foaming apparatus 126 in the present embodiment will be described. Here, in the same manner as described above, an example in which the drilled
[発泡剤]
発泡剤は、たとえば界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかを含むものが好適に用いられる。ここにおいて、界面活性剤系の場合、発泡剤中の界面活性剤の含有量が1.0%〜2.0%であることが、地下水圧に対抗しうる圧力を確保でき、削孔を促進するうえで望ましい。
[Foaming agent]
As the foaming agent, for example, one containing at least one of a surfactant system, a protein system and a resin soap system is suitably used. Here, in the case of a surfactant system, the content of the surfactant in the foaming agent is 1.0% to 2.0%, which can secure a pressure that can counter the groundwater pressure and promote drilling. This is desirable.
ここで、本実施例にて上記の効果を得ることができる市販の発泡剤の具体例を示す。まず、界面活性剤系の発泡剤の例として、麻生フォームクリート製「ジオハート2」、小野田ケミコ製「OFA−2」、住友大阪セメント製「スミシールドA」、ポゾリス物産製「ファインフォーム606」、フローリック製「フローリックFA100」などがあげられる。また、タンパク質系の発泡剤の例として、キザイテクト製「APフォーム」、CELLULARコンクリート製「マールP」などがあげられる。また、樹脂石鹸系の発泡剤の例として、ロジン系石鹸などがあげられる。ただし、本発明の実施形態はこれらの例に限定されるものではない。
Here, the specific example of the commercially available foaming agent which can acquire said effect in a present Example is shown. First, as an example of a surfactant-based foaming agent, “
[発泡剤溶液]
発泡剤溶液は、たとえば、1000Lの水に対し、1〜2Lの発泡剤を混入することで生成される。本実施例では、かかる発泡剤溶液による発泡水を毎分5L、毎時300L噴射して、埋設杭30周囲の地盤を削孔することができる。従来工法では、水のみの削孔水で削孔する場合には、毎分30〜60L、毎時1800〜3600Lの水を消費する。このように、本実施形態によれば、水の使用量を1/6に削減でき、水や設備コストを低下させることができる。そして、流動化処理土の希釈化を防止することができ、復元された地盤の強度低下を防止できる。
[Foaming agent solution]
A foaming agent solution is produced | generated by mixing 1-2 L foaming agent with respect to 1000 L of water, for example. In a present Example, the foaming water by this foaming agent solution can be sprayed 5L per minute, 300L per hour, and the ground around the buried
[工事実績の比較]
図8は、削孔が行われる地盤の土質、発泡剤溶液の濃度、及び削孔速度の関係を示す。図8(A)には、粘性土質における比較が示される。ここでは、削孔水を用いる場合の削孔速度と、発泡水を用いる場合の削孔速度とが、時間ごとの削孔深度(単位:m)として示される。ここで発泡水を生成するために用いられる発泡剤溶液の濃度は、1/1000(つまり、1000Lの水に対し1Lの発泡剤が混入されたもの)である。図示するように、たとえば15m削孔する場合において、削孔水では約4時間要するところ、発泡水によれば3時間で削孔を行うことができる。さらに、たとえば、30m削孔する場合において、削孔水では約8時間要するところ、発泡水によれば6時間で削孔を行うことができる。このように、本実施形態によれば、たとえば埋設杭1本あたりの削孔時間を約25%短縮できる。
[Comparison of construction results]
FIG. 8 shows the relationship between the soil soil in which drilling is performed, the concentration of the blowing agent solution, and the drilling speed. FIG. 8 (A) shows a comparison in cohesive soil. Here, the drilling speed in the case of using drilling water and the drilling speed in the case of using foaming water are shown as the drilling depth (unit: m) for each hour. Here, the concentration of the foaming agent solution used to generate the foaming water is 1/1000 (that is, 1 L of foaming agent mixed into 1000 L of water). As shown in the figure, for example, in the case of drilling 15m, the drilling water takes about 4 hours, but the foaming water can be drilled in 3 hours. Further, for example, in the case of drilling 30 m, the drilling water takes about 8 hours, but the foaming water can be drilled in 6 hours. Thus, according to this embodiment, for example, the drilling time per buried pile can be reduced by about 25%.
また、図8(B)は、砂礫層における比較が示される。ここでは、削孔水を用いる場合の削孔速度と、2通りの濃度の発泡水を用いる場合の削孔速度とが示される。ここで用いられる発泡剤溶液の濃度は、1/1000(1000Lの水に対し1Lの発泡剤)の場合と、2/1000(1000Lの水に対し2Lの発泡剤)の場合である。図8(B)に示すように、砂礫層では、たとえば15m削孔する場合において、削孔水によれば5時間要するところ、濃度1/1000の発泡剤溶液によれば4時間、濃度2/1000の発泡剤溶液によれば3時間で削孔を行うことができる。さらに、たとえば30m削孔する場合において、削孔水によれば12時間要するところ、濃度1/1000の発泡剤溶液によれば9時間、濃度2/1000の発泡剤溶液によれば7時間で削孔を行うことができる。このように、濃度が高い発泡剤溶液による発泡水を用いた場合の方が、削孔時間が短縮する。 FIG. 8B shows a comparison in the gravel layer. Here, the drilling speed when using drilling water and the drilling speed when using two concentrations of foamed water are shown. The concentration of the blowing agent solution used here is 1/1000 (1 L of blowing agent for 1000 L of water) and 2/1000 (2 L of blowing agent for 1000 L of water). As shown in FIG. 8 (B), in the case of a gravel layer, for example, in the case of drilling 15m, it takes 5 hours according to the drilling water, but 4 hours according to the foaming agent solution having a concentration of 1/1000. With 1000 blowing agent solution, drilling can be performed in 3 hours. Further, for example, in the case of drilling 30 m, it takes 12 hours with the drilling water, 9 hours with the 1/1000 foaming agent solution, and 7 hours with the 2/1000 foaming agent solution. A hole can be made. As described above, the drilling time is shortened when foaming water using a foaming agent solution having a high concentration is used.
上記のとおり、本実施形態によれば、発泡剤溶液の濃度を地盤状況により変えることで、毎分消費される水の量を変えることなく削孔時間の短縮が可能である。よって、水の使用量を削減でき、水や設備コストを低下させることができる。そして、流動化処理土の希釈化を防止することができ、復元された地盤の強度低下を防止できる。また発泡剤溶液の濃度調整は、水1000Lに発泡剤1Lを添加する(あるいは、しない)ことにより可能であり、大きな労力が無く管理もし易い。 As described above, according to the present embodiment, the drilling time can be shortened without changing the amount of water consumed per minute by changing the concentration of the foaming agent solution depending on the ground conditions. Therefore, the amount of water used can be reduced, and water and equipment costs can be reduced. And the dilution of fluidization processing soil can be prevented and the strength fall of the restored ground can be prevented. Further, the concentration of the foaming agent solution can be adjusted by adding (or not) 1 L of the foaming agent to 1000 L of water, and it is easy to manage without much labor.
[発泡水生成装置]
図9は、発泡水生成装置12における発泡装置126の実施例を示す。コンプレッサ128の出力が毎分1.00m3 、散水機124の出力が毎分5Lであるの場合の構成が、模式的な断面図により示される。
[Foaming water generator]
FIG. 9 shows an embodiment of the foaming device 126 in the foaming
発泡装置126は、全長500〜1500mm、径200〜500mm、厚さ6mmの金属製の管体で構成され、発泡剤溶液を収容可能に構成される。ただし、同様のサイズを有するものであれば素材、形状はこれに限られない。そして、発泡装置126のサイズは、毎分5Lの発泡水を生成するためのサイズであればよく、従来工法において削孔水やベントナイト懸濁液を供給するための設備(たとえば長さ4000mm、幅2000mm、高さ2300mmのミキシングプラント)と比べ、小規模かつ低コストで実現できる。 The foaming device 126 is composed of a metal tube having a total length of 500 to 1500 mm, a diameter of 200 to 500 mm, and a thickness of 6 mm, and is configured to accommodate a foaming agent solution. However, the material and shape are not limited to this as long as they have the same size. And the size of the foaming apparatus 126 should just be a size for producing | generating foaming water of 5L / min, and the facilities (For example, length 4000mm, width | variety) for supplying drilling water and a bentonite suspension in a conventional construction method. Compared with a mixing plant having a height of 2000 mm and a height of 2300 mm, it can be realized at a small scale and at a low cost.
発泡装置126は、一方の端部側で、コンプレッサ128に接続され圧縮空気を取り入れるポート126aと、散水機124に接続され発泡剤溶液を取り入れるポート126bとを有する。また、発泡装置126は、他方の端部側で、導水管14と接続されるポート126cを有する。そして、発泡装置126内には、ポート126aとポート126cとを接続する管体127が設けられる。そして、管体127は、ポート126c寄りの位置、たとえばポート126cから300mm以内に、発泡剤溶液の取り入れ口127aを有する。
The foaming device 126 has, on one end side, a
発泡装置126には、ポート126bから送り込まれる発泡剤溶液が収容される。ここで、発泡装置126は、圧縮空気と混合させる発泡剤溶液を一定量ずつリザーブする機能を有する。そして、管体127内には、コンプレッサ128からの圧縮空気が圧送される。そして、管体127は、取り入れ口127aから発泡剤溶液を取り入れ、これを圧縮空気と混合する。すると、管体127内で発泡剤溶液が気泡を生じて発泡し、発泡水が生成される。そして、発泡水は、圧縮空気により管体127からポート126cを経て導水管14に圧送され、導水管14を介して噴射孔2aまで送られる。
The foaming device 126 contains a foaming agent solution fed from the
かかる構成において、導水管14、管体127aは略同一径、たとえば50mm〜100mmの径を有する。また、発泡剤溶液を取り入れる取り入れ口127aの径は、たとえば50mm程度である。このように、発泡水の輸送経路である導水管14と同径の管体127内で発泡剤溶液を発砲させて発泡水を生成するので、微細なサイズ(好適には500μm以下の径)の気泡のまま、発泡水が導水管14内を圧送される。よって、たとえば、発泡装置126内で予め発泡剤と圧縮空気とを混合して発泡水を生成しておき、これを導水管14に送りこむ場合とくらべ、気泡のサイズを小さくすることができる。よって、フォーム状の発泡水を得ることができる。かかる構成により生成される発泡水は、発泡剤溶液のときより約6倍の体積に膨張する。よって、従来工法における削孔水が埋設杭30周囲の地盤を泡泥水状にすることと比較して、少ない量の水で埋設杭周囲の地盤を泥土化させることができる。このことにより、その後の工程で投入される流動化処理土の希釈化を防止することができる。
In such a configuration, the
[復元された地盤]
図10は、従来工法と本実施形態のそれぞれにおいて、復元された地盤に対する標準貫入試験を実施した結果を示す。なお、ここで、埋設孔に打設された流動化処理土の配合は、水480kg、土砂982.8kg(湿潤密度1.89)、セメント100kgである。
[Restored ground]
FIG. 10 shows the results of a standard penetration test performed on the restored ground in each of the conventional method and the present embodiment. Here, the composition of the fluidized soil placed in the buried hole is 480 kg of water, 982.8 kg of earth and sand (wet density 1.89), and 100 kg of cement.
図10には、従来工法と本実施形態のそれぞれについて、貫入試験が実施された地中の深度と各深度でのN値とが示される。従来工法によると、深度7.00m、8.00m、11.00m、16.00m、18.00mにおいて無固化のペースト状地盤を示すN値「0」になり、モンケン自沈が観察された。また、深度17.00m、24.00m、26.00〜28.00m、35.10〜38.20mにおいてもN値が「0」となり、ロッド自沈が観察された。一方、本実施形態によれば、24.00mでモンケン自沈が観察された以外は、ほぼ全深度において「5」〜「30」のN値が得られた。 FIG. 10 shows the underground depth at which the penetration test was performed and the N value at each depth for each of the conventional method and the present embodiment. According to the conventional method, the N value “0” indicating a non-solidified pasty ground was obtained at depths of 7.00 m, 8.00 m, 11.00 m, 16.00 m, and 18.00 m, and monken self-settlement was observed. Further, the N value was “0” at the depths of 17.00 m, 24.00 m, 26.00 to 28.00 m, and 35.10 to 38.20 m, and rod self-sedimentation was observed. On the other hand, according to the present embodiment, N values of “5” to “30” were obtained at almost all depths except that monken self-sedimentation was observed at 24.00 m.
ここで、復元された地盤に新たに埋設物を設ける場合、上述したように、埋め戻した埋設孔が崩壊しないことが必要である。かといって、たとえば流動化処理土内のセメントの含有量を増やし、固化の度合いを大きくしすぎると、かえって削孔が困難になる。よって、削孔が可能な程度の適度な強度であることが望ましい。この点、標準貫入試験による「5」〜「30」のN値は、新たに削孔された埋設孔の孔壁が崩落せず、かつ再度削孔可能な強度を示している。このように、本実施形態によれば、軟らかすぎず、かといって硬すぎることのない適度な強度の地盤を復元することができる。よって、埋設杭を引き抜いた後に復元された地盤に対し、効率よく新たな埋設物を設けることができる。 Here, when newly providing a buried object in the restored ground, as described above, it is necessary that the buried hole that is backfilled does not collapse. On the other hand, for example, if the cement content in the fluidized soil is increased and the degree of solidification is increased too much, drilling becomes difficult. Therefore, it is desirable that the strength is sufficient to enable drilling. In this respect, the N value of “5” to “30” in the standard penetration test indicates the strength at which the hole wall of the newly drilled buried hole does not collapse and can be drilled again. As described above, according to the present embodiment, it is possible to restore a ground having an appropriate strength that is not too soft and is not too hard. Therefore, a new buried object can be efficiently provided on the ground restored after the buried pile is pulled out.
2:削孔ケーシング、2a:噴射孔、12:発泡水生成装置、20:削孔装置 2: drilling casing, 2a: injection hole, 12: foaming water generator, 20: drilling device
Claims (3)
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかを含む発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、
削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、
前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程と、
前記埋設杭を埋設孔から引き抜くときに、前記埋設孔に、セメント系の固化剤を含む流動化処理土を流し込む工程と、
前記埋設孔に土砂を埋め戻して、埋め戻された前記埋設孔と重複する新たな埋設孔を削孔するための地盤を復元する工程と、
を有し、
前記発泡水が、
前記削孔ケーシングに供給されて当該削孔ケーシングにより前記地盤に噴射される発泡水を生成する発泡水生成装置であって、
発泡剤の溶液を収容する収容部と、
前記削孔ケーシングに接続される導水管と接続されるとともに当該導水管と略同一の断面積を有し、圧縮空気が圧送される管体とを有し、
前記管体は、前記収容部から前記発泡剤の溶液を取り入れる取り入れ口を有し、前記取り入れ口から取り入れた前記発泡剤の溶液と前記圧縮空気とをその内部で混合させて気泡を発生させ、前記発泡水を生成し、当該生成した発泡水を前記導水管に圧送する発泡水生成装置により生成されることを特徴とする、埋設杭の引抜き方法。 A method for extracting buried piles,
Foaming a foaming agent solution containing at least one of a surfactant system, a protein system and a resin soap system to generate foaming water;
A step of injecting the foamed water from the drilling casing onto the ground when drilling the ground around the buried pile with a drilling casing;
A process of pulling out the buried pile by holding means;
A step of pouring fluidized soil containing a cement-based solidifying agent into the buried hole when the buried pile is pulled out from the buried hole;
Refilling the buried hole with earth and sand, restoring the ground for drilling a new buried hole overlapping the buried hole, and
I have a,
The foaming water is
A foamed water generating device that generates foamed water that is supplied to the drilled casing and sprayed to the ground by the drilled casing,
An accommodating portion for accommodating a foaming agent solution;
And a pipe body connected to the water conduit connected to the drilled casing and having substantially the same cross-sectional area as the water conduit, to which compressed air is pumped,
The tube body has an intake port for taking in the solution of the foaming agent from the housing portion, and the foaming agent solution taken in from the intake port and the compressed air are mixed therein to generate bubbles, A method for pulling a buried pile, wherein the foamed water is generated by a foaming water generating device that generates the foamed water and pumps the generated foamed water to the water conduit .
前記発泡水を生成する工程では、圧縮空気が圧送される管体内に前記発泡剤の溶液を取り入れ、前記圧縮空気と前記発泡剤の溶液とを混合させて前記発泡水を生成する埋設杭の引抜き方法。 In claim 1,
In the step of generating the foamed water, the embedded pile is drawn out by introducing the foaming agent solution into a pipe body to which compressed air is pumped and mixing the compressed air and the foaming agent solution to generate the foamed water. Method.
発泡剤の溶液を収容する収容部と、
前記削孔ケーシングに接続される導水管と接続されるとともに当該導水管と略同一の断面積を有し、圧縮空気が圧送される管体とを有し、
前記管体は、前記収容部から前記発泡剤の溶液を取り入れる取り入れ口を有し、前記取り入れ口から取り入れた前記発泡剤の溶液と前記圧縮空気とをその内部で混合させて気泡を発生させ、前記発泡水を生成し、当該生成した発泡水を前記導水管に圧送することを特徴とする発泡水生成装置。 A foaming water generating device that generates foaming water that is supplied to a drilling casing that drills the ground around the buried pile and is injected into the ground by the drilling casing,
An accommodating portion for accommodating a foaming agent solution;
And a pipe body connected to the water conduit connected to the drilled casing and having substantially the same cross-sectional area as the water conduit, to which compressed air is pumped,
The tube body has an intake port for taking in the solution of the foaming agent from the housing portion, and the foaming agent solution taken in from the intake port and the compressed air are mixed therein to generate bubbles, A foaming water generating apparatus characterized by generating the foaming water and pumping the generated foaming water to the water conduit.
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