JP5075093B2 - Construction method and foundation structure of foundation structure in structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、構造物における基礎構造の施工方法および基礎構造、特に、軟弱地盤内に壁状改良地盤を格子状に構築し、この格子状の改良地盤の交差部に場所打ち杭工法により杭本体を改良地盤と一体的に構築することによって、杭本体上に構築する基礎部材と杭本体との結合力の増大を図ることができ、しかも、杭本体の施工性の向上、杭本体径の縮小化による施工コストの低減、安定液の不使用による杭本体の品質向上、および、杭本体径の擬似的増加および格子状改良地盤による耐震性、水平抵抗等の向上を図ることができる、構造物における基礎構造の施工方法、および、この施工方法により構築された基礎構造に関するものである。 The present invention relates to a construction method of a foundation structure in a structure and a foundation structure, in particular, a wall-like improved ground is constructed in a lattice shape in a soft ground, and a pile body is formed by a cast-in-place pile method at the intersection of the lattice-like improved ground By integrating the ground with the improved ground, it is possible to increase the coupling force between the foundation member built on the pile body and the pile body, and also improve the workability of the pile body and reduce the pile body diameter. A structure that can reduce construction costs by improving the quality of the pile body by not using a stabilizing liquid, and can improve the earthquake resistance and horizontal resistance of the pile body by increasing the diameter of the pile body and improving the lattice shape. The construction method of the foundation structure in and the foundation structure constructed | assembled by this construction method.
従来、基礎構造として杭を採用する場合、杭の鉛直抵抗、曲げ抵抗、水平抵抗は十分であっても、杭上に構築される基礎部材としてのフーチングや地中梁と杭との結合力が不十分で、過大な剪断力に耐えられない恐れがあった。また、隣接する杭同士を一体化して抵抗させるために、剛な基礎部材を構築する必要があった。 Conventionally, when piles are used as the foundation structure, even if the vertical resistance, bending resistance, and horizontal resistance of the piles are sufficient, the footing as a foundation member built on the piles and the bonding force between the underground beam and the piles There was a fear that it was insufficient and could not withstand an excessive shear force. Moreover, in order to integrate and resist adjacent piles, it was necessary to construct a rigid foundation member.
これらの問題は、杭径を大きくすることにより解決できる。すなわち、杭径を大きくすれば、基礎部材と杭との結合力が十分となり、基礎部材も大幅に剛なものにする必要がなくなる。 These problems can be solved by increasing the pile diameter. That is, if the pile diameter is increased, the coupling force between the foundation member and the pile becomes sufficient, and the foundation member does not need to be significantly rigid.
しかしながら、杭径を大きくすると、施工性の低下、工期および施工コストの大幅増大につながる。なお、軟弱地盤に杭を構築する場合には、この問題はさらに顕著に現れる。 However, increasing the pile diameter leads to a decrease in workability and a significant increase in work period and construction cost. Note that this problem appears more prominently when piles are constructed on soft ground.
そこで、本願発明者等は、杭径を大きくすることなく、しかも、軟弱地盤であっても、杭本体上に構築する基礎部材と杭本体との結合力の向上を図ることができ、しかも、構造物の耐震性の向上、水平抵抗の向上を図ることができ、また、構造物が高架橋、橋脚、橋台である場合には、地震時の列車走行性の向上を図ることができる、構造物における基礎構造の施工方法、および、この施工方法により構築された基礎構造を得るべく鋭意検討を重ねた。この結果、杭基礎と壁状改良地盤を格子状に構築した改良地盤とを組み合わせれば、上記特徴を有する、構造物における基礎構造の施工方法、および、この施工方法により構築された基礎構造を得ることができるといった知見を得た。 Therefore, the inventors of the present application can improve the bonding force between the foundation member and the pile body constructed on the pile body, without increasing the pile diameter, and even in soft ground, A structure that can improve the seismic resistance and horizontal resistance of the structure, and if the structure is a viaduct, pier, or abutment, the structure that can improve the train runnability during an earthquake In order to obtain the construction method of the foundation structure and the foundation structure constructed by this construction method, intensive study was repeated. As a result, if the pile foundation and the improved ground constructed of a wall-like improved ground are combined in a lattice shape, the construction method of the foundation structure in the structure having the above characteristics, and the foundation structure constructed by this construction method are obtained. The knowledge that it can be obtained was acquired.
この発明は、上記知見に基づきなされたものであり、地盤内に壁状改良地盤を格子状に構築し、この格子状の改良地盤の交差部に場所打ち杭工法により杭本体を改良地盤と一体的に構築することによって、杭本体上に構築する基礎部材と杭本体との結合力の増大を図ることができ、しかも、杭本体の施工性の向上、杭本体径の縮小化による施工コストの低減、安定液の不使用による杭本体の品質向上、および、杭本体径の擬似的増加および格子状改良地盤による耐震性、水平抵抗等の向上を図ることができる、構造物における基礎構造の施工方法、および、この施工方法により構築された基礎構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above knowledge, and a wall-like improved ground is constructed in a grid in the ground, and a pile body is integrated with the improved ground by a cast-in-place pile method at the intersection of the grid-like improved ground. By constructing the pile body, it is possible to increase the coupling force between the foundation member built on the pile body and the pile body, and to improve the workability of the pile body and to reduce the construction cost by reducing the pile body diameter. Construction of foundation structure in the structure that can improve the quality of pile body by reducing, non-use of stabilizing liquid, and improving the earthquake resistance, horizontal resistance, etc. by pseudo increase of pile body diameter and lattice improved ground The object is to provide a method and a foundation structure constructed by this construction method.
この発明は、下記を特徴とするものである。 The present invention is characterized by the following.
請求項1に記載の発明は、地盤内に壁状改良地盤を格子状に構築し、次いで、前記改良地盤の交差部に場所打ち杭工法により杭本体を前記改良地盤と一体的に構築する、構造物における基礎構造の施工方法において、前記改良地盤の前記交差部内に鉄筋籠を構築し、この後、前記鉄筋籠の内側に前記杭本体を構築することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の、構造物における基礎構造の施工方法において、前記改良地盤の深さが同じならないように、前記改良地盤を構築することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の、構造物における基礎構造の施工方法において、前記改良地盤上に基礎部材を、前記改良地盤と一体的に構築することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか1つに記載の、構造物における基礎構造の施工方法において、前記改良地盤を前記杭本体を構築する深さまで構築することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項1から3の何れか1つに記載の、構造物における基礎構造の施工方法において、前記改良地盤を軟弱地盤層のみに構築することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項1から5の何れか1つに記載の、構造物における基礎構造の施工方法において、前記杭本体の径寸法を、前記杭本体の長手方向において同一とすることに特徴を有するものである。
Invention of
請求項7に記載の発明は、請求項1から5の何れか1つに記載の、構造物における基礎構造の施工方法において、前記杭本体の径寸法を、前記杭本体の長手方向において部分的に異ならせることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、地盤内に格子状に構築された壁状改良地盤と、前記改良地盤の交差部に、場所打ち杭工法により前記改良地盤と一体的に構築された杭本体とからなる、構造物における基礎構造において、前記改良地盤の前記交差部内に鉄筋籠が構築され、前記鉄筋籠の内側に前記杭本体が構築されていることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記改良地盤は、その深さが同じならないように構築されていることに特徴を有するものである。
The invention according to claim 9 is characterized in that, in the invention according to
請求項10に記載の発明は、請求項8または9に記載の発明において、前記改良地盤上に基礎部材が前記改良地盤と一体的に構築されていることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項11に記載の発明は、請求項8から10の何れか1つに記載の発明において、前記改良地盤は、前記杭本体を構築する深さまで構築されていることに特徴を有するものである。
The invention according to claim 11 is characterized in that, in the invention according to any one of
請求項12に記載の発明は、請求項8から10の何れか1つに記載の発明において、前記改良地盤は、軟弱地盤層のみに構築されていることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項13記載の発明は、請求項8から12の何れか1つに記載の発明において、前記杭本体の径寸法は、前記杭本体の長手方向において同一であることに特徴を有するものである。 A thirteenth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the eighth to twelfth aspects, the diameter dimension of the pile body is the same in the longitudinal direction of the pile body. .
請求項14記載の発明は、請求項8から12の何れか1つに記載の発明において、前記杭本体の径寸法は、前記杭本体の長手方向において部分的に異なっていることに特徴を有するものである。
The invention according to
この発明によれば、地盤内に壁状改良地盤を格子状に構築し、この格子状の改良地盤の交差部に場所打ち杭工法により杭本体を改良地盤と一体的に構築することによって、杭本体上に構築する基礎部材と杭本体との結合力の増大を図ることができ、しかも、杭本体の施工性の向上、杭本体径の縮小化による施工コストの低減、安定液の不使用による杭本体の品質向上、杭本体径の擬似的増加および格子状改良地盤による耐震性、水平抵抗等の向上を図ることができる。 According to this invention, the wall-like improved ground is constructed in a grid pattern in the ground, and the pile body is constructed integrally with the improved ground by the cast-in-place pile method at the intersection of the grid-like improved ground, It is possible to increase the bonding force between the foundation member built on the main body and the pile main body, and also improve the workability of the pile main body, reduce the construction cost by reducing the pile main body diameter, and avoid the use of a stabilizing liquid It is possible to improve the quality of the pile body, increase the pile body diameter in a pseudo manner, and improve the earthquake resistance, horizontal resistance, etc. by the grid-like improved ground.
この発明の、構造物における基礎構造の施工方法の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。 One embodiment of the construction method of the foundation structure in the structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、構造物における基礎構造の施工方法による地盤改良工程を示す図であり、(a)は、概略平面図、(b)は、(a)図のA−A線断面図、(c)は、改良地盤に鉄筋籠を構築した場合の(a)図のA−A線断面図である。図2は、この発明の、構造物における基礎構造の施工方法による掘削工程を示す図であり、(a)は、概略平面図、(b)は、(a)図のA−A線断面図である。図3は、この発明の、構造物における基礎構造の施工方法による構築された、構造物における基礎構造を示す図であり、(a)は、概略平面図、(b)は、(a)図のA−A線断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a ground improvement process by a construction method of a foundation structure in a structure, (a) is a schematic plan view, (b) is a cross-sectional view along line AA in (a), (c) ) Is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A and 2B are diagrams showing an excavation process according to the construction method of a foundation structure in a structure according to the present invention, in which FIG. 2A is a schematic plan view, and FIG. It is. FIG. 3 is a diagram showing a foundation structure in a structure constructed by the construction method of the foundation structure in the structure according to the present invention, wherein (a) is a schematic plan view, and (b) is a diagram (a). It is an AA sectional view taken on the line.
この発明の、構造物における基礎構造の施工方法は、先ず、図1に示すように、軟弱地盤1に壁状改良地盤2を格子状に構築する。壁状改良地盤2を格子状に構築するには、例えば、トレンチャー式地盤改良装置により構築する。トレンチャー式地盤改良装置を、図面を参照しながら簡単に説明する。
In the construction method of the foundation structure in the structure according to the present invention, first, as shown in FIG. 1, a wall-like improved
図9は、トレンチャー式地盤改良装置により地盤改良を行っている状態を示す部分断面図、図10は、トレンチャー式地盤改良装置のドライブチェーンを示す平面図である。 FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state where the ground improvement is performed by the trencher type ground improvement device, and FIG. 10 is a plan view showing a drive chain of the trencher type ground improvement device.
トレンチャー式地盤改良装置は、バックホー等の建設重機7のアーム8の先端に、トレンチャー式と称される攪拌混合装置9を支持させ、この攪拌混合装置9の駆動輪10と従動輪11との間に、外周に攪拌翼12を備えたドライブチェーン13を巻き掛け、ドライブチェーン13を地中で周回駆動させることにより、攪拌翼12により軟弱地盤1を掘削しながら攪拌混合するものである。なお、攪拌混合装置9は、セメント系固化材等の吐出手段を備えていて、上記の掘削および攪拌混合と並行して、攪拌混合した軟弱地盤1に固化材を投入して、地盤改良を行うようになっている。
The trencher type ground improvement device supports a stirring and mixing device 9 called a trencher type at the tip of an
上記トレンチャー式地盤改良装置によれば、図1に示すように、壁状改良地盤2を軟弱地盤1に格子状に構築することができる。なお、この例は、格子状の改良地盤2の枡目が1つの場合であるが、枡目が2つ以上になるように構築しても良いことは勿論であり、この場合には、壁状改良地盤2の各交差部に後述する杭本体を構築する。
According to the trencher type ground improvement device, as shown in FIG. 1, the wall-like improved
このようにして、軟弱地盤1に格子状に改良地盤2を構築したら、図2に示すように、格子状の改良地盤2の各交差部に掘削孔3を形成し、この後、図3に示すように、掘削孔3内に、鉄筋籠4により補強されたコンクリート5からなる杭本体6を改良地盤2と一体的に構築する。杭本体6は、例えば、場所打ち杭工法であるアースドリル工法により構築する。
In this way, when the improved
以下、この発明で実施するアースドリル工法を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the earth drill method implemented in the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、アースドリル工法は、低振動・低操音、設備が簡単で施工速度が速く経済的、狭い敷地内でも施工可能であるといった利点を有し、さらに、この発明で実施するアースドリル工法は、後述するように、安定液を使用する必要がないことから、安定液が打設コンクリートに混入することによる杭本体の品質低下の恐れはないといった利点を有している。 The ground drill method has the advantages of low vibration, low noise, simple equipment, fast construction speed, economics, and the ability to construct even in a small site. As will be described later, since it is not necessary to use a stabilizing liquid, there is an advantage that there is no fear of deterioration in the quality of the pile body due to the mixing of the stabilizing liquid into the cast concrete.
図4は、この発明で実施するアースドリル工法による改良地盤への場所打ち杭の構築工程を示す図であり、(a)は、掘削機の回転軸を格子状の改良地盤の交差部上に位置決めした状態を示す概略断面図、(b)は、掘削機の回転軸に取り付けられた掘削刃により改良地盤を掘削している状態を示す概略断面図、(c)は、掘削孔が形成された改良地盤を示す概略断面図、(d)は、掘削孔内に鉄筋籠を挿入した状態を示す概略断面図、(e)は、鉄筋籠が挿入された掘削孔内にコンクリートを打設した状態を示す概略断面図である。 FIG. 4 is a diagram showing a process for constructing a cast-in-place pile on the improved ground by the earth drill method implemented in the present invention, and (a) shows the rotating shaft of the excavator on the intersection of the grid-shaped improved ground. A schematic cross-sectional view showing the positioned state, (b) is a schematic cross-sectional view showing a state in which the improved ground is being excavated by the excavating blade attached to the rotary shaft of the excavator, and (c) is an excavation hole formed. (D) is a schematic cross-sectional view showing a state in which a reinforcing bar is inserted into the excavation hole, and (e) is a concrete placement in the excavation hole in which the reinforcing bar is inserted. It is a schematic sectional drawing which shows a state.
先ず、図4(a)に示すように、掘削機(図示せず)の回転軸(ケリーバ)14が格子状の改良地盤2の交差部上に来るように位置決めする。次に、図4(b)に示すように、回転軸14の先端に掘削刃15を取り付け、掘削刃15を回転させて改良地盤2の交差部を掘削する。この際、改良地盤2を掘削することから、掘削孔壁の崩壊等はなく、安定液を使用する必要はない。この結果、安定液が打設コンクリートに混入することによる杭本体の品質の恐れはない。掘削刃15による掘削深度は、改良地盤2の構築深さ範囲内とする。
First, as shown in FIG. 4A, positioning is performed so that the rotary shaft (Kelly bar) 14 of the excavator (not shown) comes on the intersection of the grid-like
このようにして、図4(c)に示すように、格子状の改良地盤2の交差部に掘削孔3が形成されたら、図4(d)に示すように、地上で予め組み立てた鉄筋籠4をクレーン16により掘削孔3内に吊り下げて挿入する。そして、図4(e)に示すように、鉄筋籠4が挿入された掘削孔3内にコンクリート5を打設し、コンクリート5を固化させれば、格子状の改良地盤2の交差部には、図3に示すように、円柱状の杭本体6が改良地盤2と一体的に構築される。
When the excavation holes 3 are formed at the intersections of the grid-like
改良地盤2は、上記例のように、杭本体6の全体に亘って構築しても良いが、図5に示すように、軟弱地盤層のみに構築しても良く、これにより、施工コストを低減することができる。なお、図5中、左側に地盤深さと地盤強度との関係を示す。地盤強度は、図中、右に行くほど高いことを示す。
The
上記例のように、杭本体6の径寸法を杭本体6の長手方向において同一としても良いが、図6に示すように、改良地盤2内に形成する掘削孔3の径を、掘削孔3の長手方向において部分的に異ならせれば、すなわち、杭本体6の径寸法を、杭本体6の長手方向において部分的に異ならせれば、杭本体6が改良地盤2と、より一体的に構築される。掘削孔3の径を掘削孔3の長手方向において部分的に異ならせるには、径の異なる掘削刃15を使用すれば良い。
Although the diameter dimension of the pile
上記例のように、格子状の改良地盤2は、その深さが同じになるように構築しても良いが、深さが同じにならないように構築しても良い。すなわち、図7に示すように、周囲を深く、中央部を浅く構築しても良く、これにより、地盤抵抗の向上を図ることができる。
As in the above example, the grid-like
図8に示すように、改良地盤2にフック付きアンカー鉄筋17を埋め込み、高架橋の地中梁あるいは橋梁のフーチング等の基礎部材18と一体化すれば、改良地盤2と基礎部材18との結合力が大幅に増大する。
As shown in FIG. 8, if the
さらに、図1(c)に示すように、改良地盤2の交差部内に円筒状鉄筋籠19を構築し、鉄筋籠19の内側に掘削孔3を形成すれば、杭本体4の構築時の掘削孔3の壁の崩落を確実に防止することができる。鉄筋籠19は、可能ならば改良地盤2の全長に亘って構築しても良いが、図示のように上層のみでも良い。また、鉄筋籠19の上部を掘削孔3から突出させて、杭本体4上に構築する構造物あるいはフーチングと鉄筋籠19の上部とを一体化すれば、スムーズな応力伝達を図ることができる。なお、鉄筋籠19を改良地盤2内に構築するには、改良地盤2の未硬化時に、バイブレーターによる振動工法により鉄筋籠19を改良地盤2内に落とし込めば良い。
Further, as shown in FIG. 1 (c), if a cylindrical reinforcing
以上説明したように、この発明によれば、軟弱地盤1内に壁状改良地盤2を格子状に構築し、この格子状の改良地盤2の各交差部に場所打ち杭工法により杭本体6を改良地盤2と一体的に構築することによって、以下のような効果がもたらされる。
As described above, according to the present invention, the wall-like
(1)杭本体6上に構築する地中梁やフーチング等の基礎部材18と杭本体6との結合力の増大を図ることができる。
(2)掘削孔3の崩壊等の恐れが皆無なので、杭本体6の施工性が大幅に向上する。
(3)周辺地盤により掘削孔壁が押圧されることにより、掘削孔3の径が小さくなって、設計杭径を満足しないといった恐れは皆無である。
(4)安定液を使用する必要がないので、安定液がコンクリートに混入して杭本体6の品質が低下するといった恐れは皆無である。
(5)杭本体6は、改良地盤2により補強されるので、杭本体6の径を縮小化することができ、この結果、施工コストが低減する。
(6)改良地盤2により杭本体6の径が擬似的に増加し、しかも、改良地盤を格子状に構築することにより耐震性、水平抵抗等の大幅な向上を図ることができる。
(1) It is possible to increase the bonding force between the
(2) Since there is no fear of collapse of the
(3) When the borehole wall is pressed by the surrounding ground, there is no fear that the diameter of the
(4) Since there is no need to use a stabilizer, there is no fear that the stabilizer will be mixed into the concrete and the quality of the
(5) Since the pile
(6) The diameter of the pile
1:軟弱地盤
2:改良地盤
3:掘削孔
4:鉄筋籠
5:コンクリート
6:杭本体
7:建設重機
8:アーム
9:攪拌混合装置
10:駆動輪
11:従動輪
12:攪拌翼
13:ドライブチェーン
14:回転軸
15:掘削刃
16:クレーン
17:アンカー鉄筋
18:基礎部材
19:鉄筋籠
1: Soft ground 2: Improved ground 3: Drilling hole 4: Reinforcing bar 5: Concrete 6: Pile body 7: Heavy construction equipment 8: Arm 9: Stirring mixing device 10: Drive wheel 11: Driven wheel 12: Stirring blade 13: Drive Chain 14: Rotating shaft
15: Excavation blade 16: Crane 17: Anchor rebar 18: Foundation member 19: Rebar rod
Claims (14)
前記改良地盤の前記交差部内に鉄筋籠を構築し、この後、前記鉄筋籠の内側に前記杭本体を構築することを特徴とする、構造物における基礎構造の施工方法。 In the construction method of the foundation structure in the structure, in which a wall-like improved ground is built in a grid in the ground, and then a pile body is built integrally with the improved ground by a cast-in-place pile method at the intersection of the improved ground ,
A construction method for a foundation structure in a structure , wherein a reinforcing bar is built in the intersection of the improved ground, and thereafter, the pile body is built inside the reinforcing bar .
前記改良地盤の前記交差部内に鉄筋籠が構築され、前記鉄筋籠の内側に前記杭本体が構築されていることを特徴とする、構造物における基礎構造。 In the foundation structure in the structure, which consists of a wall-like improved ground constructed in a grid pattern in the ground, and a pile body constructed integrally with the improved ground by the cast-in-place pile method at the intersection of the improved ground ,
A foundation structure in a structure , wherein a reinforcing bar is built in the intersection of the improved ground, and the pile main body is built inside the reinforcing bar .
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