JP4961538B2 - Ground stabilization method - Google Patents
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本発明は地盤安定化工法に関し、排水機能を有する管体による地下水の排水と地盤の補強、さらに固結材を充填した袋体による地盤の締め固めを行うことにより、谷埋め盛土による造成地のような本来的に不安定な地盤を効果的に補強することができる。 The present invention relates to a ground stabilization method, and by draining groundwater with a pipe body having a drainage function and reinforcing the ground, and further compacting the ground with a bag filled with a consolidation material, Such inherently unstable ground can be effectively reinforced.
造成地でも特に、傾斜の緩い谷を埋めた谷埋め盛土による造成地のように本来的に不安定な地盤は、豪雨または地震時に地滑り等の大きな地盤災害を引き起こす恐れがあることが知られている。 It is known that ground that is inherently unstable, such as land created by valley filling embankments with a gentle slope, can cause large ground disasters such as landslides during heavy rains or earthquakes. Yes.
そして、地滑り等の地盤災害は、主として地下水が地盤中に浸透する現象によって引き起こされることが多く、地下水の浸透による地盤強度(せん断抵抗力)の低下、地下水位の上昇による地下水圧の増大、さらには地震時の間隙水圧の上昇による液状化などによって発生するとされている。 And ground disasters such as landslides are often caused mainly by the phenomenon of groundwater infiltrating into the ground. The ground strength (shear resistance) decreases due to groundwater infiltration, the groundwater pressure increases due to the increase in groundwater level, It is said that this occurs due to liquefaction caused by an increase in pore water pressure during an earthquake.
このため、このような地盤の土地造成に際しては、造成工事と併せて充分な地盤の安定化工事が必要とされている。このような地盤の安定化工法としては、(1)ボーリング等によって形成された削孔内にモルタル等の固結材と共に鉄筋を挿入し、その鉄筋を地盤中に固結材によって固定することにより補強する方法、(2)削孔内に注入管を挿入し、注入管を通じて地盤中に固結材を注入して地盤全体を固化することにより補強する方法、さらに、(3)削孔内に袋体を装着した注入管を挿入し、注入管を通じて袋体に可塑状ゲルやセメントグラウト等の固結材を注入することにより地盤中に塊状固結体を形成し、その塊状固結体の拡大による地盤の圧密効果を利用して補強する方法などが知られている。 For this reason, when such land is created, sufficient stabilization of the ground is required along with the creation work. Such ground stabilization methods include: (1) Inserting a reinforcing bar with mortar and other solidified material into a hole formed by boring, etc., and fixing the reinforcing bar in the ground with the solidified material. Reinforcing method, (2) Inserting an injection tube into the drilling hole, injecting a caking material into the ground through the injection tube and solidifying the entire ground, and (3) In the drilling hole By inserting an injection tube fitted with a bag body and injecting a solidified material such as plastic gel or cement grout into the bag body through the injection tube, a mass consolidated body is formed in the ground. A method of reinforcing the ground by using the consolidation effect of the ground is known.
しかし、(1)の方法では、地下水を排水することについては特に考慮されていないため、地滑りなどの地盤災害に対しては根本的な補強ができないという課題があった。また、(2)の方法では、地盤強度は増大するものの、地盤の透水性が低下するため背面の水圧が増大して、地山の崩壊を引き起こすおそれがあった。そして、(3)の方法は、管体を通じて袋体に可塑状ゲル等の固結材を充填して塊状固結体を形成する際、特に袋体が不透水性の場合、固結材の充填中、固結材の充填量に比例して袋体は拡大するが、固結材の充填が完了した後は、固結材は徐々に固化するが、固結材に含まれる余剰水が分離して袋体の外に抜け、その結果袋体が収縮して期待するほどの圧密効果が得られないことがあった。 However, in the method (1), since there is no particular consideration for draining groundwater, there is a problem that fundamental reinforcement cannot be made against ground disasters such as landslides. In the method (2), although the ground strength is increased, the water permeability of the ground is decreased, so that the water pressure on the back surface is increased, which may cause the collapse of the natural ground. And the method of (3) is a method of filling the bag body with a solidified material such as a plastic gel through the tube body to form a massive solid body, particularly when the bag body is impermeable. During filling, the bag body expands in proportion to the amount of solidified material, but after the completion of filling of the solidified material, the solidified material gradually solidifies, but the excess water contained in the solidified material is reduced. In some cases, the bag body is separated and pulled out of the bag body. As a result, the bag body contracts and the consolidation effect as expected is not obtained.
また、袋体が透水性の場合、固結材の一部が袋体の外に抜けてしまって必要大きさの塊状固結体を形成できず、期待するほどの圧密効果が得られないことがあった。さらに管体の軸方向に逸送して管体の透水口を詰まらせてしまうおそれもあった。 In addition, when the bag body is water permeable, a part of the consolidated material is pulled out of the bag body, so that the required size of the consolidated body cannot be formed, and the consolidation effect as expected cannot be obtained. was there. Furthermore, there was also a risk of clogging the water transmission port of the pipe body by escaping in the axial direction of the pipe body.
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、地盤災害を引き起こすとされる主要原因の地下水を排水機能を有する管体によって排水すると同時に、管体の引張抵抗力によって地盤を強化し、さらに固結材を充填した袋体によって地盤を締め固めることによって不安定な地盤の効果的な補強を可能にした地盤安定化工法を提供することを目的とするものである。 The present invention was made to solve the above problems, and drains groundwater, which is a major cause of causing ground disasters, with a tubular body having a drainage function, and at the same time strengthens the ground by the tensile resistance of the tubular body. Further, it is an object of the present invention to provide a ground stabilization method that enables effective reinforcement of unstable ground by compacting the ground with a bag body filled with a binder.
請求項1記載の地盤安定化工法は、透水性の袋体と土砂流入防止用のフィルターを備えた透水口を備えた管体を削孔内に挿入し、当該管体の外側に設置した注入管を通じて前記袋体に固結材を注入して前記袋体を膨張させることにより前記管体を削孔内に固定し、前記透水口より前記管体を通じて地下水を地表に排水すると共に、前記管体の引張抵抗力によって地盤を強化することを特徴するものである。
The ground stabilization method according to
本発明は、管体を通じて地盤中の地下水を排水することにより地盤災害を引き起こす主要原因を無くし、同時に地滑り等の際の地盤の拡がりに対しては管体の引張抵抗力を付与して不安定な地盤を効果的に強化して地盤の安定化を図るものである。 The present invention eliminates the main cause of causing ground disaster by draining groundwater in the ground through the pipe, and at the same time gives the pipe a tensile resistance against the spread of the ground in the event of landslide etc. The effective ground is strengthened and the ground is stabilized.
管体には孔開き鋼管(透水口やスリット等を有することにより排水機能を有する鋼管矢板等)、グラスファイバー強化樹脂製の孔開き管、さらにはRC構造の孔開き管などの排水機能と引張強度を有する管体を利用することができる。また、透水口にはスリットを含み、管体の長手方向に細長いスリットは管体内に地下水を効率的に浸透させることができる。 Drainage function and tension for perforated steel pipes (such as steel sheet piles that have a drainage function by having a water permeable opening and slits), glass fiber reinforced resin perforated pipes, and RC structure perforated pipes A tube having strength can be used. Further, the water-permeable port includes a slit, and the slit elongated in the longitudinal direction of the tube body can efficiently permeate the groundwater into the tube body.
透水性の袋体には麻袋の他にアラミド繊維やジオテキスタイル等の高強度繊維からなる袋体が適し、また、固結材には可塑状ゲル、瞬結性グラウト、セメントグラウト等を用いることができる。 For water-permeable bags, bags made of high-strength fibers such as aramid fibers and geotextiles are suitable in addition to hemp bags, and plastic gels, quick-setting grouts, cement grouts, etc. may be used for the consolidated material. it can.
なお、袋体に固結材を注入するには、注入管(ダブルパッカー)等を利用することができる。また、管体の外側に各袋体に通じる注入管を抱き合せる等して取り付け、この注入管を通じて各袋体に直接注入することもできる。 An injection tube (double packer) or the like can be used to inject the consolidated material into the bag. Alternatively, an injection tube that leads to each bag body is attached to the outside of the tube body, for example, and can be directly injected into each bag body through this injection tube.
請求項2記載の地盤安定化工法は、透水性の袋体と土砂流入防止用のフィルターを備えた透水口を備えた管体を削孔内に挿入し、当該管体の外側に設置した注入管を通じて前記袋体に固結材を注入して前記袋体を膨張させることにより前記管体を削孔内に固定し、前記透水口より前記管体を通じて地下水を地表に排水することにより過剰間隙水圧の上昇を抑制して液状化を防止すると共に、前記管体の引張抵抗力によって地盤を強化することを特徴するものである。
The ground stabilization method according to
本発明は、特に地震時の液状化に備えた地盤安定化工法であり、地震時に管体周辺の地下水が透水口から管体を通じて地表に排水されることにより過剰間隙水圧の上昇が抑制されることで地盤の安定化を図ることができる。 The present invention is a ground stabilization method especially for liquefaction during an earthquake, and the increase of excess pore water pressure is suppressed by draining groundwater around the pipe through the pipe through the pipe through the pipe during the earthquake. This makes it possible to stabilize the ground.
このため、大きな地震動によって管体周辺を含む地盤が液状化した場合でも、地震終了後には周辺地盤の過剰間隙水圧を速やかに消散させて現状を早期に回復することにより、地上の構造物や地盤の変形を軽減することができる。 For this reason, even if the ground including the pipe periphery is liquefied due to large earthquake motion, after the earthquake ends, the excess pore water pressure in the surrounding ground is quickly dissipated to quickly restore the current situation, thereby improving the structure and ground on the ground. Can be reduced.
この場合の管体には、排水用の透孔やスリットを備えた鋼管杭や、材軸方向に連続する排水用の中空部と中空部に連通する透孔やスリットを備えた鋼矢板などが、地上の構造物を支える構造部材や土砂の側方流動を阻止する土留め壁を兼ねさせることが可能であることから適している。 The pipe body in this case includes a steel pipe pile provided with drain holes or slits for drainage, a hollow part for drains continuous in the axial direction of the material, and a steel sheet pile provided with holes or slits communicating with the hollow parts. It is suitable because it can also serve as a structural member that supports a structure on the ground and a retaining wall that prevents lateral flow of earth and sand.
なお、管体の透孔やスリットには土砂流入防止用のフィルターを取り付けることにより、管体の排水機能の低下を防止することができる。また、地表に砂や砕石を所定厚さに敷き詰めてマットドレーンを形成することにより、管体を通じて地上に排水された地下水を速やかに処理することができる。 In addition, the fall of the drainage function of a pipe body can be prevented by attaching the filter for earth and sand inflow prevention to the through-hole and slit of a pipe body. Further, by forming a mat drain by spreading sand or crushed stone on the ground surface to a predetermined thickness, the groundwater drained to the ground through the pipe can be treated promptly.
請求項3記載の地盤安定化工法は、透水性の袋体と土砂流入防止用のフィルターを備えた透水口を備えた管体を削孔内に挿入し、当該管体の外側に設置した注入管を通じて前記袋体に固結材を注入して前記袋体を膨張させることにより前記管体を削孔内に固定し、前記透水口より前記管体を通じて地下水を地表に排水すると共に、前記管体に配置した引張補強材の引張抵抗力によって地盤を強化することを特徴するものである。
The ground stabilization method according to
本発明は、特にプラスチック製や塩ビ製の孔開き管などのような引張強度の劣る孔開き管を管体として利用する場合に適した方法であるが、孔開き鋼管などのような本来的に引張強度を有する孔開き管などを管体として利用する場合でも実施は可能である。 The present invention is a method suitable particularly when a perforated pipe having a low tensile strength, such as a perforated pipe made of plastic or PVC, is used as a tubular body. Even when a perforated tube having a tensile strength is used as a tubular body, it can be implemented.
この場合の引張補強材には鉄筋(鉄筋かご等)や鋼材(軽量形材等)、さらにはPC鋼材(PC鋼線等)などを利用することができる。また、引張補強材は、管体の外側または内側の一方または両方に設置することもできる。 In this case, a reinforcing steel (such as a reinforcing steel cage), a steel material (lightweight profile, etc.), and a PC steel (PC steel wire, etc.) can be used as the tensile reinforcing material. Further, the tensile reinforcing material can be installed on one or both of the outer side and the inner side of the tubular body.
引張補強材を管体の外側に設置する場合、たとえば、鉄筋かごからなる引張補強材を設置し、その外周に金網や樹脂製ネットを取り付け、その内側にスポンジ等の吸水性に富む充填材を充填することにより、透水口が削孔内のスライム等で詰まるのを防止することができる。また、引張補強材として鋼管を設置して袋体に固結材を注入するための注入管と兼用させることもできる。 When installing the tensile reinforcement on the outside of the pipe, for example, install a tensile reinforcement made of a reinforcing steel cage, attach a metal mesh or resin net to the outer periphery, and fill it with a water-absorbing filler such as a sponge. By filling, it is possible to prevent the water-permeable opening from being clogged with slime or the like in the hole. Moreover, a steel pipe can be installed as a tensile reinforcement and can also be used as an injection pipe for injecting the consolidated material into the bag body.
一方、引張補強材を管体の内側に設置する場合は、引張補強材として鉄筋やPC鋼棒などが適し、これらの引張補強材は、管体を削孔内に固定した後、管体内に地表側から挿入し、その先端は管体の先端部、または管体を貫通しその先の地盤中に定着し、地表側の端部は地表部に定着することにより管体に引張抵抗力を付与することができる。 On the other hand, when installing the tensile reinforcement inside the pipe, a reinforcing bar or PC steel bar is suitable as the tensile reinforcement, and these tensile reinforcements are fixed in the bore after fixing the pipe in the drilling hole. Inserted from the ground surface, its tip penetrates the tip of the tube, or penetrates the tube, and settles in the ground before it. Can be granted.
請求項4記載の地盤安定化工法は、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の地盤安定化工法において、袋体を削孔の孔壁を押しやるように膨張させることにより、地盤を締め固めて強化することを特徴するものである。
The ground stabilization method according to
本発明は、袋体の膨張による地盤の締め固めによる圧蜜効果を利用して地盤の補強を可能にしたものであり、本発明によれば、地下水の排水による補強と管体または引張補強材の引張抵抗力による補強に加え、固結材を充填した袋体による地盤の締め固めによる補強の三通りの補強方法によって、不安定な地盤をより強固に補強することができる。 The present invention makes it possible to reinforce the ground by utilizing the compaction effect due to the compaction of the ground due to the expansion of the bag body. According to the present invention, the reinforcement by drainage of groundwater and the tubular body or the tensile reinforcement In addition to the reinforcement by the tensile resistance force, the unstable ground can be more strongly reinforced by the three reinforcement methods of the reinforcement by the compaction of the ground by the bag body filled with the binder.
本発明は、排水機能を有する管体を通じて地下水を排水すると同時に管体の引張抵抗力によって地盤を補強し、さらに固結材を充填した袋体による締め固めによって地盤を補強することで、谷埋め盛土のような不安定な地盤をきわめて効果的に補強することができる。 The present invention drains groundwater through a tubular body having a drainage function and simultaneously reinforces the ground by the tensile resistance of the tubular body, and further reinforces the ground by compaction with a bag filled with a consolidated material, thereby filling the valley. Unstable ground like embankment can be reinforced very effectively.
図1〜図4は、本発明によって補強された谷埋め盛土の地盤を示し、図において、ボーリングによって形成された削孔1内に管体2が一定の水勾配を有して挿入されている。管体2には孔開き鋼管が用いられ、当該管体2の周壁には複数の透水口2aか管全体に一定間隔おきに形成され、さらに、管体2の外周部には複数の透水性袋体3が管体2の長手方向に一定間隔おきに取り付けられている。
1 to 4 show a ground of a valley-filled embankment reinforced by the present invention. In the figure, a
なお、管体2には孔開き鋼管の他に、プラスチック製の孔開き管、グラスファイバー強化樹脂製の孔開き管、塩ビ製の孔開き管、さらにはRC構造の孔開き管などが用いられ、特にプラスチック製や塩ビ製の孔開き管などのような引張強度の劣る孔開き管には、図2(c)に図示するように管体2の外周に鉄筋などからなる複数の引張補強材4を抱き合せて取り付けることにより引張強度が付与されている。
In addition to the perforated steel pipe, the
この場合の引張補強材4は、管体2の長手方向と円周方向に格子状に取り付けられ、特に円周方向の引張補強材4は管体2の長手方向に螺旋状に取付けられているほうが強度上望ましい。
In this case, the
さらに、図2(d)に図示するように格子状に取り付けられた引張補強材4の内側にスポンジ等の吸水性に富む充填材5を充填することにより、透水口2aが削孔1内のスライム等で詰まることで透水機能が低下しないように配慮されている。
Furthermore, as shown in FIG. 2 (d), by filling the inner side of the
図3は、管体内に引張補強材を設置する場合を示し、管体2を削孔1内に固定した後、地表側から管体2内に引張補強材4を挿入して設置し、その先端4aは管体2の先端部、または管体2を貫通しその先の地盤中に固結材6によって定着する。そして、地表側の端部4bは地表部に定着すればよい。これにより管体2に引張抵抗力を付与することができる。
FIG. 3 shows a case in which a tensile reinforcement member is installed in the pipe body. After fixing the
なお、この場合の引張補強材4には鉄筋やPC鋼棒などを利用することができ、また、引張補強材4を緊張して管体2にプレストレスを導入することもできる。さらに、引張補強材4の先端4aを管体2の先端に定着する場合、固結材6は管体2の先端に直接充填し、引張補強材4の先端4aを管体2を貫通し、その先端の地盤中に定着する場合は、図示するように予め管体2の先端に取り付けておいた袋体3に充填すればよい。
In this case, the
透水性の袋体3は、麻袋の他に不織布、ジオテキスタイル、アラミド繊維などの高強度繊維からなる袋が用いられ、管体2を取り巻くように取り付けられている。
The water-
そして、各透水性袋体3はその中に固結材6が充填されることにより管体2の周囲で孔壁を強く押しやるように膨張してそれぞれ塊状固結体7を形成し、これにより管体2は削孔1内に周囲の地盤と一体的に固定されている。また、管体2の基端側は擁壁8によって補強された盛土法面に突出し排水口2bになっている。
And each
固結材6には可塑状ゲル、瞬結性グラウト、さらにはセメントグラウト等が用いられ、特に可塑状ゲルは透水性の袋体3内に充填されていることにより、周囲に漏れることなく袋体3を膨張させて必要径の塊状固結体7を確実に形成することができる。
The
また、管体2の周囲をその長手方向に逸送してしまうこともないので、透水口2aを有する管体2の一定区間を保持し、かつ透水口2aを詰まらせてしまうおそれもない。
Moreover, since the circumference | surroundings of the
なお、固結材6を袋体3内に充填するには、図4(a)に図示するような注入管(ダブルパッカー等)9が用いられる。注入管9は管体2内に排水口2bから挿入され、固結材6は注入管9を通じて袋体3の中に充填される。そして、固結材6の充填作業が完了次第、注入管9は撤去される。
In order to fill the
なお、固結材6を袋体3内に充填する他の方法として、図4(b)に図示するように管体2の外周部に各袋体3に通じる注入管10a,10b,10cをそれぞれ取り付け、この注入管10a,10b,10cを通じて各袋体3に固結材6を直接充填する方法でもよい。注入管10a,10b,10cは削孔1内に放置される。
As another method for filling the
さらに、図4(c)に図示するようにこれらの注入管10a,10b,10cを鋼管より形成して引張補強材と兼用させてもよい。この方法によれば、各袋体3内に固結材6を容易にかつ確実に充填することができる。
Further, as shown in FIG. 4 (c), these
また、注入管または引張補強材の一方を省略可能なことにより使用部材数の低減により施工の省力化とコスト削減を図ることができる。なお、注入管10a,10b,10cに鋼管を利用することができ、また管体2の外周に螺旋状取り付けることもできる。
Further, since one of the injection tube and the tensile reinforcing material can be omitted, it is possible to reduce the number of members used and to save labor and cost. In addition, a steel pipe can be utilized for the
このような構成において、地盤中の地下水は透水口2aから管体2内に浸透し、管体2内を通じて地表の排水口2bから排水されることで、地下水の滞留はなくなり、間隙水圧を低下させることができることにより、地盤強度の低下、背面土の水圧上昇によるがけ崩れや地滑りにつながる地山の崩壊を未然に防止することができ、不安定な地盤を安定した地盤に強化することができる。
In such a configuration, groundwater in the ground permeates into the
また特に、地滑り等の際の地盤の拡がりに対しては、隔壁に相当する複数の塊状固結体7を介して管体2または引張補強材4の引張抵抗力が地盤に付与されることにより、大きな地滑り災害に至るのを未然に防止することができる。
In particular, for the spread of the ground in the case of landslides, the tensile resistance force of the
さらに、削孔1の孔壁を押しやるように袋体3を徐々に膨張させて周囲の地盤を締め固めることにより、不安定な地盤をより強固な地盤に強化することができる。
Furthermore, the unstable ground can be strengthened to a stronger ground by gradually expanding the
図1(b)は、河川に沿って造成された堤防における本発明の実施形態を示し、また、図1(c)は、臨海工業地帯などの埋立地における本発明の実施形態を示したものであり、こうした河川付近の地盤や海に面する埋立地においては、特に地震時の震動により間隙水圧が上昇して液状化を起こすおそれがある。 FIG. 1 (b) shows an embodiment of the present invention in a dike constructed along a river, and FIG. 1 (c) shows an embodiment of the present invention in a landfill such as a coastal industrial zone. However, in such landfills near the river and the sea, there is a risk that pore water pressure will rise due to vibrations during earthquakes and cause liquefaction.
本発明の適用により地下水面下に設けられた管体2の透水口2aから管体2内に地下水が浸透し、管体2を通じて上昇し、そして地上の排水口2bから排水されることにより過剰間隙水圧の上昇が抑制されることで、地盤の液状化が抑えられるため、堤防12や地上の構造物13の安定状態を保つことができる。
As a result of the application of the present invention, groundwater penetrates into the
この場合、管体2には特に、排水用の透孔やスリットを備えた鋼管杭や、材軸方向に連続する排水用の中空部と中空部に連通する透孔やスリットを備えた鋼矢板などが用いられる。また、各管体2の地表側の端部は地表に設置されたRC版などからなる支圧板14に定着すればよい。
In this case, in particular, the
さらに、図1(c)に図示する臨海工業地帯などの埋立地の地盤においては、地表面上に砂や砕石を一定厚さに敷き詰めてマットドレーン15を造成することにより各管体2を通じて地上に排水された地下水を速やかに処理することができる。
Furthermore, in landfills such as the coastal industrial zone shown in FIG. 1 (c), sand and crushed stone are spread on the ground surface to a certain thickness to form a
なお、管体2は堤防12や構造物13の周囲に鉛直に、あるいはこれらの構造物の周囲から構造物の真下方向に向けて斜めに設置してもよい。また、管体2を緊張してプレストレスを導入することもできる。
Note that the
本発明は、地滑り等の地盤災害を引き起こすとされる主要原因の地下水を排水すると同時に、地盤の強化を行うことにより不安定な地盤を効果的に補強することができる。 The present invention can effectively reinforce unstable ground by draining groundwater as a main cause of causing ground disasters such as landslides and simultaneously strengthening the ground.
1 削孔
2 管体
2a 透水口
2b 排水口
3 透水性袋体
4 引張補強材
5 吸水性に富む充填材
6 固結材
7 塊状固結体
8 擁壁
9 注入管
10a 注入管
10b 注入管
10c 注入管
11 フィルター
12 堤防
13 構造物
14 支圧版
15 マットドレーン
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