JP4952911B2 - Ground improvement method - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
本発明は、地盤の改良工法に係り、特に静的に締固めて拡径杭を造成する静的締固め杭工法を適用して行う地盤改良工法に関する。 The present invention relates to a ground improvement method, and more particularly, to a ground improvement method performed by applying a static compaction pile method that statically compacts to create an enlarged diameter pile.
従来、この種の静的締固め杭工法は、図5に示す手順で行われていた。同図中、1は、外管2と外管2に挿入された内管3とからなる二重管であり、外管2の先端には掘削ビット4が、内管3の上端部には、砂、砕石等のグラベルMを受入れるためのホッパ5がそれぞれ取付けられている。外管2は、図示を略す施工機械のリーダに沿って昇降可能な昇降ユニット6内の回転機構7に支持され、一方、内管3は、前記昇降ユニット6内の上下機構(油圧ジャッキ)8に外管2と相対移動可能に支持されている。
Conventionally, this type of static compaction pile method has been performed in the procedure shown in FIG. In the figure,
静的締固め杭工法の実施に際しては、外管2の先端と内管3の先端とを揃えた状態で二重管1を地盤G上の打設位置にセットし、その後、ホッパ5から内管3内に所定量のグラベルMを投入する。そして先ず、図5(a)に示すように外管2を回転させて地盤G中の所定深さまで(拡径杭造成対象層G1の最深位置まで)二重管1を貫入し、次いで、同図(b)に示すように外管2を回転(逆転)させながら二重管1を所定距離だけ引抜き、この引抜きの間、内管3内のグラベルMを地盤G中に排出してグラベル柱P1を形成する。
When carrying out the static compaction pile construction method, the
次に、同図(c)に示すように上下機構8により内管3を押下げて、その先端部を外管2より突出させ、前記グラベル柱P1を突固めて拡径柱P2を造成し、続いて、同図(d)に示すように再び外管2を回転させながら内管3と先端が揃うまで外管2を下動させる。次に、同図(e)に示すように二重管1を所的距離だけ引抜いて新たなグラベル柱P1を形成し、以降、前記(c)〜(e)の工程を繰返し、同図(f)に示すように拡径杭造成対象層G1中に前記拡径柱P2が連続した拡径杭Pを造成する。その後は、内管3を外管2より突出させたまま二重管1を地盤Gから引抜き、拡径杭造成対象層G1上の地層(上層)G2にドレーン杭Dを造成し、これにて一箇所に対する地盤改良が終了する。なお、同様の静的締固め杭工法は、例えば、特許文献1にも開示されている。
Next, as shown in FIG. 4C, the
ところで、上記した従来の静的締固め杭工法においては、昇降ユニット6内の上下機構により内管3を押下げて拡径柱P2を造成する際、昇降ユニット6を施工機械のリーダに固定して反力をとる必要がある。このため、従来は、昇降ユニット6とリーダとの相互間に専用の脱着機構を配設して、拡径柱P2の造成時には昇降ユニット6をリーダに固定するようにしていた。しかし、その脱着機構は、構造が複雑で高価であり、施工機械に占めるコスト負担が大きい、という問題があった。また、リーダの形状によっては、前記脱着機構の設置が不可能で、リーダの変更が必要になる場合もあった。
By the way, in the conventional static compaction pile method described above, when the
さらに、内管3を押下げて拡径柱P2を造成する工程(図5(c))と二重管1を所定距離だけ引抜いて新たなグラベル柱P1を形成する工程(図5(e))との間に、内管3と先端が揃う位置まで外管2を下動させる工程(図5(d))、すなわちグラベル排出前の外管の打ち戻し工程が必要になるため、サイクルタイムの延長が避けられず、その分施工時間が延びる、という問題があった。
Further, the step of pushing down the
なお、このようにグラベル排出前の外管の打ち戻し工程を実施するのは、内管3を外管2から突出させたまま引抜くと、所望の径の拡径杭P2を造成するために必要な引抜き長・押下げ長が長くなって施工時間が大幅に延長するためである。より詳しくは、外管2の外径をφ1、内管3の外径をφ2、外管2と内管3との先端を揃えた場合の引抜き長をL1、内管3だけでの引抜き長をL2とすると、これらの間には、下記(1)および(2)式の関係があり、内管3だけで引抜く場合は、径比(φ1/φ2)の2乗分、長く引抜きかつ押下げなければならない。
[φ1 2×π/4]×L1=[φ2 2×π/4]×L2 (1)
L2=[φ1/φ2]2×L1 (2)
In addition, when the
[φ 1 2 × π / 4] × L 1 = [φ 2 2 × π / 4] × L 2 (1)
L 2 = [φ 1 / φ 2 ] 2 × L 1 (2)
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、リーダに反力をとらせるための脱着機構を不要にすると共に、グラベル排出前の外管の打ち戻し工程を不要とし、もって施工設備のコスト低減とサイクルタイムの短縮とに大きく寄与する地盤改良工法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to eliminate the need for a detaching mechanism for causing the reader to take a reaction force and to strike the outer tube before discharging the gravel. An object of the present invention is to provide a ground improvement method that eliminates the need for a return step and greatly contributes to cost reduction of construction equipment and cycle time.
上記課題を解決するため、本発明は、外管と該外管に挿入された内管とからなる二重管を施工機械のリーダに沿って昇降可能な昇降ユニットに支持させ、前記外管を前記昇降ユニット内の回転機構により正転させながら前記二重管の外管と内管との先端を揃えた状態で地盤中に所定深さまで貫入し、次に、前記二重管の外管と内管との先端を揃えた状態で、前記外管を逆転させながら所定距離だけ引抜き、この引抜きの間、前記内管内のグラベルを地盤中に排出し、しかる後、前記二重管の外管と内管との先端を揃えた状態で、前記外管を逆転させながら押下げて前記排出されたグラベルを突固めて拡径柱を造成し、以降、前記二重管の外管と内管との先端を揃えた状態で、前記外管を逆転させながらの引抜きおよび押下げを繰返して、地盤中に前記拡径柱が連続した拡径杭を造成する拡径杭造成工程と、前記二重管を構成する外管と内管とを昇降ユニット内の上下機構により相対移動させて、該内管を外管から所定長さ突出させ、この状態を維持しながら二重管を引抜いて、拡径杭造成対象層の上層および/または下層に、前記内管の外径と同じ直径のドレーン杭を造成するドレーン杭造成工程とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention supports a double pipe composed of an outer pipe and an inner pipe inserted into the outer pipe on a lifting unit that can be lifted and lowered along a leader of a construction machine , While rotating forward by the rotation mechanism in the lifting unit, the double pipe penetrates to the ground to a predetermined depth with the tips of the outer pipe and the inner pipe aligned, and then the outer pipe of the double pipe With the tip aligned with the inner pipe, the outer pipe is reversed and pulled out by a predetermined distance. During this drawing, the gravel in the inner pipe is discharged into the ground, and then the outer pipe of the double pipe With the tips of the inner pipe and the inner pipe aligned , the outer pipe is pushed down while being reversed to solidify the discharged gravel to form an expanded column, and thereafter the outer pipe and the inner pipe of the double pipe in a state of aligning the tip of the, repeated withdrawal and depression of while reversing the outer tube, ground A diameter-expanded pile forming step in which the diameter-expanded column is continuously formed, and an outer pipe and an inner pipe constituting the double pipe are relatively moved by an up-and-down mechanism in the lifting unit, and the inner pipe Projecting a predetermined length from the outer pipe and pulling out the double pipe while maintaining this state, a drain pile having the same diameter as the outer diameter of the inner pipe is formed on the upper layer and / or lower layer of the layer to be expanded pile construction And a drain pile creation process to be created.
このように行う地盤改良工法の拡径杭造成工程においては、外管と内管とからなる二重管を一体に押下げるので、リーダに反力をとる必要がなく、昇降ユニットを施工機械のリーダに脱着するための脱着機構が不要になる。また、二重管を一体に押下げかつ引抜くので、グラベル排出前の外管の打ち戻し工程が不要になる。
また、ドレーン杭造成工程においては、二重管を構成する外管と内管とを昇降ユニット内の上下機構により相対移動させて、該内管を外管から所定長さ突出させ、この状態を維持しながら二重管を引抜いて、拡径杭造成対象層の上層および/または下層にドレーン杭を造成することで、内管の外径で、前記内管の外径と同じ直径の小径のドレーン杭を造成することができ、グラベル使用量の削減を図ることができる。
また、本発明においては、外管を前記昇降ユニット内の回転機構により正転させながら二重管の外管と内管との先端を揃えた状態で地盤中に所定深さまで貫入し、二重管の押下げ時に外管を逆転させるようにする。このように外管を逆転させながら二重管を押下げることで、グラベルに対する締固め効果が高まる。
In the expanded pile construction process of the ground improvement method performed in this way, the double pipe consisting of the outer pipe and the inner pipe is pushed down integrally, so there is no need to take a reaction force on the leader, and the lifting unit is installed on the construction machine. A detaching mechanism for detaching from the reader is not required. Further, since the double pipe is pushed down and pulled out integrally, the step of returning the outer pipe before discharging the gravel becomes unnecessary.
Further, in the drain pile building process, the outer pipe and the inner pipe constituting the double pipe are relatively moved by the vertical mechanism in the lifting unit so that the inner pipe protrudes from the outer pipe by a predetermined length. pull out the double pipe while maintaining, by construct a top layer and / or the lower layer to the drain pile of enlarged diameter pile reclamation target layer, an outer diameter of the inner tube, the smaller diameter of the same diameter as the outer diameter of the inner tube Drain piles can be created and gravel consumption can be reduced.
Further, in the present invention, the outer tube is rotated forward by the rotation mechanism in the lifting unit and penetrated to a predetermined depth in the ground with the outer tube and the inner tube of the double tube aligned with the distal ends. The outer tube is reversed when the tube is pushed down. By pressing down the double pipe while reversing the outer pipe in this way, the compaction effect on the gravel is enhanced.
本発明においては、上記した二重管の押下げを、施工機械に搭載したウインチの操作により昇降ユニットを介して行うことができる。この場合は、リーダを介してウインチのワイヤを昇降ユニットに連結することで、簡単かつ効率よくウインチの力を二重管に伝達することができる。 In the present invention, the above-described double pipe can be pushed down through the lifting unit by operating a winch mounted on the construction machine. In this case, the winch force can be easily and efficiently transmitted to the double pipe by connecting the winch wire to the lifting unit via the reader.
更に、本発明においては、前記二重管の外管と内管との先端を揃えた状態で所定距離だけ引抜き、この引抜きの間、前記内管内のグラベルを地盤中に排出する際に、前記内管の上部空間を圧気すると共に、前記内管の先端部内壁に取付けられた噴射ノズルから、下方へ向けて圧縮エアを噴出することで、管内圧気と噴出ノズルからのエア噴出との併用によって、内管内のグラベルは地盤中に円滑に排出されることとなる。 Furthermore, in the present invention, when the tip of the outer tube and the inner tube of the double tube are aligned, a predetermined distance is drawn, and during this drawing, when the gravel in the inner tube is discharged into the ground, By compressing air in the upper space of the inner tube and ejecting compressed air downward from the injection nozzle attached to the inner wall of the tip of the inner tube, the combined use of the pressure in the tube and the air ejection from the ejection nozzle The gravel in the inner pipe is smoothly discharged into the ground.
本発明に係る地盤改良工法によれば、リーダに反力をとる必要がなくなるので、昇降ユニットを施工機械のリーダに脱着するための高価な脱着機構が不要になり、その分、施工設備のコスト低減を達成できる。また、グラベル排出前の外管の打ち戻し工程が不要になるので、サイクルタイムが短縮し、施工期間の短縮を達成できる。 According to the ground improvement method according to the present invention, it is not necessary to apply a reaction force to the leader, so that an expensive detaching mechanism for detaching the lifting unit from the leader of the construction machine becomes unnecessary, and the cost of the construction equipment is accordingly reduced. Reduction can be achieved. Further, since the outer tube returning process before gravel discharge is not required, the cycle time is shortened and the construction period can be shortened.
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1および2は、本発明に係る地盤改良工法としての静的締固め杭工法の実施形態を示したものである。なお、ここで用いる外管2および内管3からなる二重管1並びに昇降ユニット6については、従来と全く変更がないので、前出図5に示した符号をそのまま用い、かつ重複する説明を省略することとする。図1中、10は施工機械であり、自走可能なベースマシン11と起倒動可能なリーダ12とを備えている。リーダ12には、前記昇降ユニット6が移動可能に装着されており、この昇降ユニット6には、ベースマシン11に搭載した主捲用ウインチ13からリーダ12の頂部の滑車14を迂回して延ばした懸吊ワイヤ15が連結されている。図示のようにリーダ12を地盤Gに対して垂直に起立させた状態において、昇降ユニット6は、前記懸吊ワイヤ15を介してリーダ12の頂部に吊下支持され、主捲ウインチ13の回転に応じてリーダ12に沿って昇降動する。また、リーダ12の下部には二重管1を案内するガイド部材16が設けられており、リーダ12を地盤Gに対して垂直に起立させた状態において、二重管1もまた、地盤Gに対して垂直に起立するようになる。
1 and 2 show an embodiment of a static compaction pile construction method as a ground improvement construction method according to the present invention. Note that the
昇降ユニット6は、前記したように二重管1を構成する外管2の上端部を支持する回転機構7と、内管3を外管2と相対移動可能に支持する上下機構(油圧ジャッキ)8とを備えている(図2)。内管3の上端部に設けたホッパ5は、昇降ユニット6の上方へ延出されており、該ホッパ5には、リーダ12に装着した昇降バケット17からグラベルMが投入される。内管3の上端は閉止されており、ホッパ5との連絡口には、図2に示されるように開閉弁18が付設されている。また、内管3の上端部には管内に圧縮エアを送るための圧気ノズル19が設けられており、この圧気ノズル19には上記ベースマシン11上に搭載したエア源(図示略)が配管接続されている。なお、開閉弁18は、圧気ノズル19を介して管内圧気・排気を行うことによって閉弁または開弁動作するようになっている。一方、内管3の先端部内壁には、下方へ向けて圧縮エアを噴出する噴出ノズル20が取付けられている。噴出ノズル20には、内管3の上端部に設けた管継手21から管壁に沿って延ばしたエア配管22が接続されており、この管継手21には、ベースマシン11上に搭載した前記エア源が配管接続されている。なお、内管3の先端部外周には、外管2との間をシールする環状シール23が固設されている。
As described above, the elevating
本実施形態において、上記昇降ユニット6には、ベースマシン11上に搭載した押下げ用ウインチ24から延ばした押下げ用ワイヤ25が接続されている。ワイヤ25は、リーダ12の頂部に配置した頂部滑車26とリーダ12の下部に配置した下部滑車27とに掛け回されており、その先端部が下部滑車27を迂回して昇降ユニット6に引出されている。これにより、押下げ用ウインチ24をワイヤ巻取り方向へ回転させると、昇降ユニット6がリーダ12に沿って下動し、二重管1を構成する外管2と内管3とが一体に押下げられるようになる。
In the present embodiment, the
以下、本地盤改良工法による施工手順を図3も参照して具体的に説明する。
静的締固め杭工法の実施に際しては、外管2の先端と内管3の先端とを揃えた状態で二重管1を地盤G上の打設位置にセットし、その後、ホッパ5を経て内管3内に所定量のグラベルMを投入する。そして先ず、図3(A)に示すように外管2を正転させて地盤G中の所定深さまで(拡径杭造成対象層G1の最深位置まで)二重管1を貫入する。次に、エア源から圧気ノズル19に圧縮エアを送って内管3の上部空間を圧気すると共に、同じエア源からエア配管22に圧縮エアを送って噴出ノズル20からエアを噴出させ、前記管内圧気およびエア噴出を維持しながら、同図(B)に示すように外管2を逆転させて二重管1を所定距離だけ引抜く。この引抜きは、主捲用ウインチ13の操作により行うが、外管2を逆転させながら引抜くので、引抜き抵抗は小さく抑えられ、結果として二重管1の円滑な引抜きが可能になる。そして、二重管1の引抜きによって内管3内のグラベルMが地盤G中に排出され、二重管1の抜け跡にグラベル柱P1が形成される。この場合、前記管内圧気と噴出ノズル20からのエア噴出との併用によって、内管3内のグラベルMは地盤G中に円滑に排出される。なお、拡径杭造成対象層G1は、ここでは液状化層からなっている。
Hereinafter, the construction procedure by the ground improvement method will be specifically described with reference to FIG.
In carrying out the static compaction pile method, the
次に、圧気ノズル19からの管内圧気および噴出ノズル20からのエア噴出を停止し、外管2を逆転させながら、押下げ用ウインチ24をワイヤ巻取り方向へ回転させ、同図(C)に示すように昇降ユニット6を介して二重管1を構成する外管2と内管3とを一体に押下げる。この押下げにより上記グラベル柱P1が突固められ、所望径の拡径柱P2が造成される。この場合、二重管1を構成する外管2と内管3とを一体に押下げるので、リーダ12に反力をとる必要がなく、したがって、従来のごとく昇降ユニット6を施工機械10のリーダ12に脱着するための特別の脱着機構が不要になる。また、この時、外管2を逆転させているので、グラベル柱P1に締め力が作用し、所望径の拡径柱P2が効果的に造成される。次に、管内圧気および噴出ノズル20からのエア噴出を再開して、同図(D)に示すように外管2を逆転させながら二重管1を所定距離だけ引抜く。この引抜きによって拡径柱P2の上に新たなグラベル柱P1が形成され、以降、内管3内にグラベルMを補給しながら前記(C)および(D)の工程を繰返し、これにより、同図(E)に示すように液状化層(拡径杭造成対象層)G1中に前記拡径柱P2が連続した拡径杭Pが造成される。
Next, the pressure in the pipe from the
このように外管2と内管3との先端を揃えた状態で二重管1を引抜きかつ押下げるので、所望径の拡径柱P2を造成するために必要な引抜き長・押下げ長が長くなることはない。また、二重管1を一体に押下げかつ引抜くので、グラベル排出前の外管の打ち戻し工程(図5(d))が不要になり、その分、サイクルタイムが短縮する。
Since the
図4は、上記工程(A)〜(D)を含む一連の工程における外管2の深度変化(作動変化)をみたものである。同図には、従来の工法における同様の変化を破線で併記しており、その外管深度の変化より、本工法では、引抜き−押下げの1サイクルの時間短縮により従来工法に比べて施工時間が大幅に短縮している様子が明らかである。なお、同図中には、5番目(No.5)のサイクル終了時点での施工時間差を付記しているが、この施工時間差は、必要とする拡径杭Pの長さが長くなるほど大きくなることは明らかである。
FIG. 4 shows the depth change (operation change) of the
その後は、図3(E)に示すように、昇降ユニット6内の上下機構8の作動により内管3を外管2より所定距離突出させ、外管2を逆回転させながら二重管1を地盤Gから引抜く。この引抜きにより液状化層G1上の地層(上層)G2にドレーン柱Dが造成されるが、ドレーン柱Dの直径は内管3の外径と同じになるので、グラベルMの使用量の削減を図ることができる。この場合、使用する上下機構8は、単に外管2と内管3とを相対移動させるだけなので、内管の押下げに用いた従来工法における上下機構8(図5)に比べて、小型の油圧ジャッキの使用が可能になり、この面でも設備に要するコストは低減する。
Thereafter, as shown in FIG. 3 (E), the
ここで、液状化層G1の下層G3(図3)が粘性土である場合、圧密化の目的でこの下層G3にもドレン杭を造成することがあるが、この場合も、上記したように上下機構8の作動により内管3を外管2より所定距離突出させ、外管2を逆回転させながら二重管1を地盤Gから引抜くようにする。
Here, when the lower layer G3 (FIG. 3) of the liquefied layer G1 is a viscous soil, a drain pile may be formed on the lower layer G3 for the purpose of consolidation. By operating the
なお、ここで用いるグラベルMの種類は任意であり、砂、砕石、礫等の汎用の材料はもとより、建設発生土、石炭灰、焼却灰、火山灰、粒状化されたガラス、溶融スラグ、プラスチックのリサイクル材、あるいはこれらの混合材を用いることができる。また、所望により、前記した各種材料にセメント系固化材、高分子系固化材、土壌改良材等を混合したものを用いることができる。 The type of gravel M used here is arbitrary, as well as general-purpose materials such as sand, crushed stone, and gravel, as well as construction-generated soil, coal ash, incinerated ash, volcanic ash, granulated glass, molten slag, plastic Recycled materials or mixed materials thereof can be used. Moreover, what mixed the cement-type solidification material, the polymeric solidification material, the soil improvement material, etc. with the above-mentioned various materials as needed can be used.
1 二重管、 2 外管、 3 内管
5 ホッパ、 6 昇降ユニット
7 昇降ユニットの回転機構
8 昇降ユニットの上下機構
10 施工機械、 11 ベースマシン、 12 リーダ
13 主捲用ウインチ、 15 懸吊ワイヤ
19 圧気ノズル、 20 噴出ノズル
24 押下げ用ウインチ、 25 押下げ用ワイヤ
G 地盤
G1 拡径杭造成対象層、 G2 上、 G3 下層
M グラベル
P1 グラベル柱
P2 拡径柱
P 拡径杭
D ドレーン杭
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記二重管を構成する外管と内管とを昇降ユニット内の上下機構により相対移動させて、該内管を外管から所定長さ突出させ、この状態を維持しながら二重管を引抜いて、拡径杭造成対象層の上層および/または下層に、前記内管の外径と同じ直径のドレーン杭を造成するドレーン杭造成工程とを含むことを特徴とする地盤改良工法。 A double pipe consisting of an outer pipe and an inner pipe inserted into the outer pipe is supported by a lifting unit that can be raised and lowered along a leader of a construction machine, and the outer pipe is rotated forward by a rotation mechanism in the lifting unit. While penetrating into the ground to a predetermined depth with the tips of the outer tube and inner tube of the double tube aligned, then, with the tips of the outer tube and inner tube of the double tube aligned , Withdrawing the outer tube by a predetermined distance while reversing , during this drawing, the gravel in the inner tube is discharged into the ground, and then the tips of the outer tube and the inner tube of the double tube are aligned. to construct a diameter column by hardening butt pressing Gaité the ejected gravel while reversing the outer tube, since, in a state of aligning the tip of the outer tube and the inner tube of the double tube, the outer Repeat withdrawal and depression of while reversing the tube, forming a diameter piles the diameter columns are continuous in the ground And the enlarged diameter pile reclamation step of,
The outer tube and the inner tube constituting the double tube are moved relative to each other by the vertical mechanism in the lifting unit so that the inner tube protrudes from the outer tube by a predetermined length, and the double tube is pulled out while maintaining this state. And a drain pile creation step of creating a drain pile having the same diameter as the outer diameter of the inner pipe in the upper layer and / or the lower layer of the layer to be expanded-pile creation target.
前記内管の上部空間を圧気すると共に、前記内管の先端部内壁に取付けられた噴射ノズルから、下方へ向けて圧縮エアを噴出することを特徴とする請求項1または2に記載の地盤改良工法。 When the outer pipe and the inner pipe of the double pipe are aligned at the tip end, the pipe is pulled out by a predetermined distance, and during this drawing, when discharging the gravel in the inner pipe into the ground,
The ground improvement according to claim 1 or 2 , wherein compressed air is jetted downward from a jet nozzle attached to an inner wall of a tip end portion of the inner pipe while the upper space of the inner pipe is pressurized. Construction method.
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