JP5156989B1 - Ground improvement method and ground improvement equipment - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
【課題】地盤調査、ボーリングおよび地盤注入を同一装置により、しかも一連の連続した作業工程として行うことにより、薬液注入による地盤改良をきわめて効率的に行えるようにした地盤改良工法および地盤改良装置を提供する。
【解決手段】削孔用のケーシングロッド1と、ケーシングロッド1内に設置され、ケーシングロッド1と共に地盤中に貫入される結束注入管と、ハンマー7の自然落下による連続打撃によってケーシングロッド1を結束注入管と共に地盤中に貫入させる自動連続打撃装置2と、ハンマー7の打撃によるケーシングロッド1の一定貫入量ごとの打撃回数を記録するカウンター9とから構成する。ケーシングロッド1は地盤中に貫入した後に引き抜く。ケーシングロッド1を引き抜いた後の地盤中に結束注入管を通して注入材を注入する。
【選択図】図1[Problem] To provide a ground improvement method and a ground improvement device capable of performing ground improvement by injecting a chemical solution very efficiently by performing ground investigation, boring and ground injection as a series of continuous work processes. To do.
A casing rod for drilling, a bundling injection pipe installed in the casing rod and penetrating into the ground together with the casing rod, and bundling the casing rod by continuous striking by a natural fall of a hammer. It consists of an automatic continuous striking device 2 that penetrates into the ground together with the injection tube, and a counter 9 that records the number of times of striking of the casing rod 1 by the hammer 7 with a certain amount of penetration. The casing rod 1 is pulled out after penetrating into the ground. An injection material is injected into the ground after pulling out the casing rod 1 through a bundle injection tube.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、主として液状化対策に用いられる地盤改良工法および地盤改良装置に関し、特に複数に区画されたひとつづきの土地で、戸建て住宅が密集して建つ分譲地などの住宅地やガス管、上水管、下水管などのライフラインの敷設された地の液状化対策や地盤改良を簡便に行うことができる。 The present invention relates to a ground improvement method and a ground improvement device mainly used for liquefaction countermeasures, and in particular, in a single land divided into a plurality of areas, such as a residential area such as a subdivision where a detached house is densely built, a gas pipe, It is possible to easily carry out liquefaction countermeasures and ground improvement of ground where lifelines such as water pipes and sewer pipes are laid.
住宅地における液状化対策工として、地盤調査の後、ボーリングによって形成された削孔内に注入管を挿入し、当該注入管を介して地盤注入を行う薬液注入工法が知られている。 As a liquefaction countermeasure in a residential area, there is known a chemical liquid injection method in which an injection pipe is inserted into a drilling hole formed by boring after a ground survey and the ground is injected through the injection pipe.
この場合の地盤調査には、オートマチックラム・サウンディング試験器や単管打込み式井戸などのような鋼管を地盤に動的に貫入する機械を用いて行う方法が用いられ、またボーリングにはロータリーパーカッション等が用いられている。ロータリーパーカッションは、深度が30m以上の大深度やレキ混じり等の地盤におけるボーリングに特に適しているとされている。 In this case, the ground survey uses a method that uses a machine that dynamically penetrates the steel pipe into the ground, such as an automatic ram sounding tester or a single pipe driven well, and rotary percussion is used for boring. Is used. Rotary percussion is said to be particularly suitable for boring on the ground such as large depths of 30m or more and raked ground.
しかし、ガス管や上下水道管などのライフラインの耐震補強では、経済性と作業性、さらに施工の迅速性が重要になる。 However, in the seismic reinforcement of lifelines such as gas pipes and water and sewage pipes, economic efficiency, workability, and rapid construction are important.
特に、改良層が浅く、また土質分としてシルト層混じり砂、あるいは砂混じりシルト層を多く含む地盤では、ロータリーパーカッションによるボーリングは工事がおおがかり過ぎ、また施工規模の割にコストが嵩むことや、宅地などの狭隘な場所では、機械の搬入・設置が困難な場合がある等の課題があった。 Especially, in the ground where the improvement layer is shallow and the soil contains a sand with a silt layer or a lot of sand with a sand layer, the drilling by rotary percussion is too expensive, and the cost increases for the construction scale, In confined places such as residential land, there were problems such as when it was difficult to load and install machines.
また、ボーリングに先だって、専用の装置を用い、しかも別工程で地盤調査等を行う必要があるため、作業効率が悪い等の課題があった。 In addition, prior to boring, there is a problem that work efficiency is poor because it is necessary to use a dedicated device and perform ground surveys in a separate process.
さらに、最近の地震災害においては、特に複数に区画されたひとつづきの土地で、戸建て住宅が密集して建つ分譲地などの住宅地、或いは公道と隣接する住宅地における液状化対策工はきわめて困難であった。 Furthermore, in recent earthquake disasters, it is extremely difficult to take measures against liquefaction, especially in residential areas such as subdivisions where single-family houses are densely built, or in residential areas adjacent to public roads. Met.
その理由は、一区画のみを地盤改良しても他の区画が液状化してしまえば、その地区全体の生活機能が失われるからである。また、密集する住宅街に地盤改良工事に必要な様々な装置を搬入することは、住民生活の邪魔になるだけでなく、住宅地を汚すおそれがあった。 The reason is that even if only one section is improved, if the other sections are liquefied, the living functions of the entire area are lost. In addition, carrying various devices necessary for ground improvement work into a densely populated residential area not only hinders the lives of residents, but also may contaminate the residential area.
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、ガス管、下水管、上水管、電信電話線などの線状に延びるライフラインを供用しながら液状化対策工を効果的に行うことができ、また港湾や護岸、あるいは鉄道等の液状化対策工においても、これらの施設に沿わせて一または複数の注入ラインを配置して連続的に施工可能な技術を提供し、さらに、空港などの広大な面積を有する敷地の液状化対策工においても、一または複数の注入ラインを配置して地盤改良を連続的に行うことが可能になる。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and effectively implements countermeasures against liquefaction while using a lifeline extending in a linear shape such as a gas pipe, a sewer pipe, a water pipe, and a telephone line. Also, in liquefaction countermeasures such as harbors, revetments, railways, etc., we provide technology that allows continuous construction by arranging one or more injection lines along these facilities, Even in a liquefaction countermeasure work on a site having a large area such as an airport, it is possible to continuously improve the ground by arranging one or a plurality of injection lines.
特に分譲地などのように複数の戸建て住宅が密集して建ち並ぶ住宅地などにおける液状化対策工を全体的にバランスよく、しかも効果的かつ経済的に行うことができ、さらに、地盤改良で事前に行われる地盤調査、ボーリング、注入管の設置、そして、本施工の地盤注入を同一の装置により、一連の連続した作業工程として行うことを可能にし、かつライフラインを供用しながら施工を行うことを可能した地盤改良工法および地盤改良装置を提供することを目的とするものである。 In particular, liquefaction countermeasures can be carried out in a well-balanced, effective and economical manner in a residential area where a number of detached houses are densely lined up, such as subdivisions. It is possible to perform ground survey, drilling, injection pipe installation, and ground injection of this construction as a series of continuous work processes using the same equipment, and to perform construction while using a lifeline An object of the present invention is to provide a possible ground improvement method and a ground improvement device.
本発明の地盤改良装置は、注入管を内蔵した削孔用のケーシングロッドをハンマーの連続打撃によって前記注入管と共に地盤に貫入し、前記ハンマーによるケーシングロッドの一定貫入量ごとの打撃回数を記録し、前記注入管を地盤中に残して前記ケーシングロッドを引き抜き、かつ前記ケーシングロッドを引き抜いた後の地盤中に前記注入管を介して注入材を注入するように構成されてなることを特徴とするものである。 The ground improvement apparatus of the present invention penetrates a casing rod for drilling with a built-in injection tube into the ground together with the injection tube by continuous hammering, and records the number of times the hammer hits the casing rod at a constant penetration amount. The injection rod is left in the ground, the casing rod is pulled out, and the injection material is injected into the ground after the casing rod is pulled out through the injection pipe. Is.
本発明によれば、薬液注入による地盤改良で事前に行われる地盤調査、ボーリング、注入管の設置、そして、本来の薬液注入の各作業を同一の装置により、しかも一連の連続した作業工程として行うことにより、薬液注入による地盤改良をきわめて効率的に行うことができる。 According to the present invention, each of the ground investigation, boring, injection pipe installation, and original chemical injection performed in advance by ground improvement by chemical injection is performed by the same apparatus and as a series of continuous work processes. As a result, the ground improvement by the chemical solution injection can be performed very efficiently.
また、ハンマーの連続打撃によるケーシングロッドの貫入状況などから、大よその地盤状況を把握することができ、これにより最適配合、最適量の注入材を注入することができる。 In addition, it is possible to grasp the general ground condition from the state of penetration of the casing rod by continuous hammering and the like, so that the optimum composition and the optimum amount of the injection material can be injected.
さらに、質量63.5kgのハンマーを50cmの高さから自然落下させてケーシングロッドを地中に貫入させて得られる貫入量20cm毎の打撃回数を、所定の方法で補正した値(Nd)は標準貫入試験のN値とほぼ同等に評価できるとされていることにより、より正確な地盤状況を把握することができる。 Furthermore, the value (Nd) obtained by correcting the number of hits per 20cm of penetration obtained by letting a hammer with a mass of 63.5kg drop naturally from a height of 50cm and penetrating the casing rod into the ground is the standard penetration. Since it can be evaluated almost equal to the N value of the test, a more accurate ground condition can be grasped.
特に、液状化対策工などにおいて広範囲に、比較的地表面から近い深度10m以内の地盤改良を簡便に、かつ効果的に行うことができる。 In particular, ground improvement within a depth of 10 m, which is relatively close to the ground surface, can be easily and effectively performed over a wide range in liquefaction countermeasures and the like.
削孔用のケーシングロッドと結束注入管の各注入用細管は、共に1〜4m程度の短尺な長さに形成された複数のユニットを互いに脱着自在に接続して形成されていることにより、貫入深さに応じて任意の長さとすることができ、また運搬や保管などの際は取り扱いが容易になる。勿論、改良深度や地盤条件に応じて1本のケーシングロッドに1本の注入管を内蔵させることができる。 The injection rods of the casing rod for drilling holes and the bundling injection tube are both formed by detachably connecting a plurality of units formed in a short length of about 1 to 4 m. The length can be set arbitrarily according to the depth, and handling is facilitated during transportation and storage. Of course, one injection tube can be built in one casing rod in accordance with the improved depth and ground conditions.
また、複数の注入用細管を管軸方向に結束して結束注入管とすると共に、各注入用細管先端の注入材吐出口を管軸方向に間隔をおいて配置することにより複数の地層に注入材を同時注入することができる。 In addition, a plurality of injection tubules are bundled in the tube axis direction to form a bundled injection tube, and the injection material discharge ports at the tip of each injection tubule are arranged at intervals in the tube axis direction to inject into a plurality of formations. The material can be injected simultaneously.
なお、注入材にはシリカ系注入薬液、粘土系注入材、粘土セメント系注入材、或いはマイクロバブル、コンプレッサーによる気体、気泡を混入したシリカグラウト、土壌浄化剤、スラグ注入材、セメント系スラグ系注入材などを用いることができる。 The injection material is silica injection chemical, clay injection, clay cement injection, or microbubble, gas from compressor, silica grout mixed with bubbles, soil purification agent, slag injection, cement slag injection. A material etc. can be used.
本発明の地盤改良工法は、請求項1または2に記載の地盤改良装置による地盤改良工法において、注入管を内蔵した削孔用のケーシングロッドをハンマーの連続打撃によって前記注入管と共に地盤に貫入し、前記ハンマーによるケーシングロッドの一定貫入量ごとの打撃回数を記録し、前記注入管を地盤中に残して前記ケーシングロッドを引き抜き、かつ前記ケーシングロッドを引き抜いた後の地盤中に前記注入管を介して注入材を注入することを特徴とするものである。
また、注入管を複数の注入地点にそれぞれ配置し、当該各注入地点の注入管を注入材製造プラントに注入ポンプ並びに圧力・流量検出器、送液管を介して接続し、かつこれらをコントローラーによって一括制御することにより、複数の注入地点における地盤注入を同時に、または一または複数の注入地点を選択して行い、各注入地点においては、注入管を内蔵した削孔用のケーシングロッドをハンマーの連続打撃によって前記注入管と共に地盤に貫入し、前記ハンマーによるケーシングロッドの一定貫入量ごとの打撃回数を記録し、前記注入管を地盤中に残して前記ケーシングロッドを引き抜き、かつ前記ケーシングロッドを引き抜いた後の地盤中に前記注入管を介して注入材を注入することを特徴とするものである。
The ground improvement method according to the present invention is the ground improvement method using the ground improvement device according to
In addition, an injection tube is arranged at each of a plurality of injection points, and the injection tube at each injection point is connected to an injection material manufacturing plant via an injection pump, a pressure / flow rate detector, and a liquid supply tube, and these are connected by a controller. By batch control, ground injection at multiple injection points can be performed simultaneously or by selecting one or more injection points. At each injection point, a casing rod for drilling with a built-in injection tube is connected to the hammer continuously. It penetrated into the ground together with the injection pipe by striking, recorded the number of times the hammer was struck by a constant penetration amount of the casing rod, pulled out the casing rod leaving the injection pipe in the ground, and pulled out the casing rod The injection material is injected into the ground after that through the injection pipe.
なお、ケーシングロッド内にセメント系のスラリーや粘土系スラリー等からなる低強度のシール材を充填することにより、ケーシングロッドを引き抜いた後の孔壁崩壊を防止することができる。 By filling the casing rod with a low-strength sealing material made of cement-based slurry, clay-based slurry or the like, it is possible to prevent hole wall collapse after the casing rod is pulled out.
また、注入管と孔壁との間の空隙をシール材の充填によりシールすることにより注入材の地表への逸送を防止することもできる。 Further, the gap between the injection tube and the hole wall can be sealed by filling the sealing material to prevent the injection material from being discharged to the ground surface.
また、図5(a)に図示するように、複数の注入地点に地盤改良装置をそれぞれ配置すると共に、各注入地点の地盤中に各地盤改良装置の注入管を貫入し、そして各注入地点の注入管を注入並びに管理ユニット21から注入材製造プラントに注入ポンプ並びに圧力・流量検出器、並びに送液管を介して接続し、かつこれらをコントローラーによって一括制御することにより、地盤調査結果に基いて複数の注入地点における地盤注入を同時にまたは選択的に、かつ最適的な注入を行うことにより一定領域の液状化対策をきわめて効率的かつ確実に行うことができる。
In addition, as shown in FIG. 5 (a), the ground improvement devices are arranged at a plurality of injection points, and the injection pipes of the local improvement devices are inserted into the ground at each injection point. Based on the ground survey results, the injection pipe is connected to the injection material production plant from the injection and
さらに、図5(b)に図示するように、複数の地盤改良装置をガス管や上下水道管などの一方向に直線状に連続する敷設構造物の敷設された地盤上に、これらの敷設構造物に沿って一定間隔おきに一列または敷設物を挟んでその両側またはライン上に複数列に配置すると共に、各地盤改良装置の注入管をそれぞれ地盤に貫入し、そして各地盤改良装置の注入管を一または複数の送液管を介して注入材製造プラントと注入ポンプ並びに圧力・流量検出器に接続し、かつ各地盤改良装置による注入並びに注入地点の選定、注入順序などをコントローラーによって一括制御することにより、地盤調査の結果に対応して複数の注入地点における注入を最適注入量、注入速度、注入順序および最適注入深度で、同時にまたは複数の注入地点ごとに行うことができ、これら敷設構造物周囲の液状化対策をきわめて効率的かつ確実に行うことができる。 Further, as shown in FIG. 5 (b), a plurality of ground improvement devices are installed on the ground where a laying structure that is linearly continuous in one direction such as a gas pipe and a water and sewage pipe is installed. Place one row or laying object at regular intervals along the object in multiple rows on both sides or on the line, and inject the injection pipes of the local improvement devices into the ground respectively, and the injection pipes of the local improvement devices Is connected to the injection material production plant, the injection pump, and the pressure / flow rate detector through one or more liquid supply pipes, and the injection, selection of injection points, injection sequence, etc. are controlled by the controller in a batch. Therefore, it is possible to perform injection at multiple injection points at the same time or at multiple injection points at the optimal injection volume, injection speed, injection sequence, and optimal injection depth according to the ground survey results. In addition, liquefaction measures around these laying structures can be performed extremely efficiently and reliably.
また、所定の位置に地盤変位センサーを配置して、注入による地盤変位によって地上構造物や敷設物、地下埋設物の損壊が生じないように監視し、かつコントローラーを通して注入を中止しり他の注入地点に注入を切り換える等することにより、地上構造物や敷設物、地下埋設物の注入による変状、破損などを防止することができ、また周辺構造物の損壊を防ぎ、簡便に液状化防止対策を行うことができる。 In addition, a ground displacement sensor is placed at a predetermined position to monitor the ground structure, laying material, and underground buried material from being damaged by the ground displacement caused by the injection, and the injection is stopped through the controller and other injection points By switching the injection, etc., it is possible to prevent deformation, damage, etc. due to injection of overground structures, laying structures, underground structures, etc., and prevent damage to surrounding structures, and easily take measures to prevent liquefaction. It can be carried out.
この場合、液状化対策としての地盤注入は、必ずしもガス管や下水管、上水管などのライフラインの全長にわたって行わなくても良い。これらのライフラインの場合、地震時の液状化で破壊しやすい敷設管どうしの継手(連結部)ごとに地盤注入して、地盤中に各敷設管どうしの継手部を支持する固結支持体を形成してもよい。 In this case, ground injection as a countermeasure against liquefaction does not necessarily have to be performed over the entire length of the lifeline such as a gas pipe, a sewer pipe, and a water pipe. In the case of these lifelines, the ground support is injected into each joint (connecting part) between the laying pipes that are liable to break down due to liquefaction during an earthquake, and a solid support body that supports the joint part between each laying pipe in the ground. It may be formed.
このように液状化対策工がなされたライフラインは、たとえ周辺地盤に液状化が発生したとしても、各敷設管どうしの継手部が固結支持体によって支持されていることにより、管自身の弾性によりある程度のたわみは生じるものの破壊に至ることはない。 In this way, lifeline where liquefaction countermeasures have been made, even if liquefaction occurs in the surrounding ground, the joint part of each laying pipe is supported by the solidified support, so that the elasticity of the pipe itself Will cause some deflection but will not lead to destruction.
本発明によれば、薬液注入による液状化対策で行われる事前の地盤調査、ボーリング、そして本来の薬液注入の各作業を同一の装置により、しかも一連の連続した作業工程として行うことができ、薬液注入による液状化対策工をきわめて効率的に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform each of the preliminary ground investigation, boring, and original chemical injection performed as countermeasures for liquefaction by chemical injection with the same apparatus and as a series of continuous work steps. The liquefaction countermeasure work by injection can be performed very efficiently.
また、ハンマーの連続打撃によるケーシングロッドの貫入状況などから、大よその地盤状況を把握することができ、これにより液状化が予想される地層に最適配合、最適量の注入材を注入することができる。 In addition, it is possible to grasp the general ground condition from the penetration state of the casing rod by continuous hammering, etc., so that the optimum composition and the optimal amount of injection material can be injected into the formation where liquefaction is expected. it can.
図1と図2は、本発明の地盤改良装置の一実施形態を示し、図1は地盤改良装置の正面図、図2は側面図である。図において、符号1は地中に貫入されるケーシングロッド、2はケーシングロッド1の真上にあって、ケーシングロッド1を連続的に打撃することにより地中に貫入させる自動連続打撃装置、3は自動連続打撃装置2を昇降自在に支持すると共に、ガイド部材4を介してケーシングロッド1を地盤面上に鉛直にガイドするマストである。また、符号5は地中に注入材を複数層ごとに注入する結束注入管である。
1 and 2 show an embodiment of the ground improvement device of the present invention, FIG. 1 is a front view of the ground improvement device, and FIG. 2 is a side view. In the figure,
ケーシングロッド1は複数のケーシングロッドユニット1aから形成され、ケーシングロッドユニット1aは鋼管から1m〜4m程度の長さに形成され、かつ管軸方向に脱着自在に接続することにより任意の長さに延長可能に形成されてている。これによりケーシングロッド1は貫入深さに任意に対応できるようになっている。
The
また、ケーシングロッド1の最先端に接続されるケーシングロッドユニット1aの先端部には、先端コーン6が脱着自在に取り付けられている。先端コーン6は金属または微生物の働きにより一定の期間内に分解される生分解性樹脂から先端角90°、外径45mm程度の円錐形の先端部を有し、円柱状に形成されている。
A
自動連続打撃装置2は、高さ50cmの位置からケーシングロッド1の上端部に自由落下する質量63.5Kgのハンマー7と、当該ハンマー7をケーシングロッド1の上端部から高さ50cmの位置まで上昇させ、かつ高さ50cmの位置からケーシングロッド1の上端部に自由落下させることを自動的に繰り返し行う駆動装置8と、ハンマー7の打撃によるケーシングロッド1の貫入量、すなわち先端コーン6の貫入量20cmごとの打撃回数を自動的に記録するカウンター9を備えて構成されている。
The automatic continuous
そして、先端コーン6の20cmごとの貫入状況等からケーシングロッド1が貫入された地盤の状況を推定することができ、これにより図4に図示するような柱状図(地質断面図)を作成することが可能とされている。
And the condition of the ground into which the
図4は、ハンマー7を高さ50cmの位置からケーシングロッド1の上端部に自動的に自由落下させて、先端コーン6が20cm貫入するのに要するハンマー7の打撃回数を数え、これを下式により補正した値を打撃回数(Nd)として記録したものである。
FIG. 4 shows that the
補正後の打撃回数(Nd)は標準貫入試験のN値と同様に扱うことができる。また、打撃回数(Nd)は、以下の式を用いて補正することにより求めることができる。 The number of hits (Nd) after correction can be handled in the same manner as the N value of the standard penetration test. Further, the number of hits (Nd) can be obtained by correcting using the following equation.
Nd=Ndm―NmaNtle=Nd―0.00041Mv
ここで、
Nd :補正された打撃回数
Ndm :測定した打撃回数
Nmantle :周面摩擦に相当する打撃回数
Mv :回転トルク(N・cm)
Nd = Ndm-NmaNtle = Nd-0.00041Mv
here,
Nd: Corrected number of hits
Ndm: Number of hits measured
Nmantle: Number of hits equivalent to peripheral friction
Mv: Rotational torque (N · cm)
周面摩擦を補正するためのトルク計測は、以下の方法で行う。Ndmの値が5回を超える場合は、貫入量20cm毎にトルクレンチでケーシングロッド1を2回転させ、その際の最大トルク(Mv)を測定する。
Torque measurement for correcting circumferential friction is performed by the following method. When the value of Ndm exceeds 5 times, the
また、Ndmの値が5回以下の場合は、ケーシングロッドユニット1aの接続時にロッドを2回転させるだけで、最大トルク(Mv)を測定しない(Mv=0)とする。
When the value of Ndm is 5 times or less, the maximum torque (Mv) is not measured (Mv = 0) only by rotating the rod twice when the
なお、駆動装置8は、ハンマー7をリフトによって高さ50cmの位置まで持ち上げて自由落下させるか、あるいはウィンチによって高さ50cmの位置まで吊り上げて自由落下させるように構成されている。
The
結束注入管5は、複数の注入用細管10をその管軸方向に並列に結束することにより形成され、かつケーシングロッド1内の管軸方向にその先端まで連続して挿通されており、またケーシングロッド1内のほぼ中心部に複数のスペーサー11によって保持されている。
The bundling
なお、スペーサー11は、結束注入管5が貫通するリング部11aとリング部11aから放射状に突出する複数のアーム部11bとを備え、金属または硬質樹などから一体に形成されている。
The
注入用細管10は複数の注入用細管ユニット10aから形成され、注入用細管ユニット10aはケーシングロッドユニット1aと同様に鋼管または硬質樹脂管から1m〜4m程度の同一長さに形成されており、また管軸方向に互いに結束されている。そして、管軸方向に脱着自在に接続することにより任意の長さに延長可能に形成されている。
The injection
また、各注入用細管10の最先端に接続された注入用細管ユニット10aの先端吐出口10bは、管軸方向に互いに一定間隔をおいて配置されており、これにより結束注入管5周囲の地盤に対して、地上から送り込まれる注入材が複数層に同時注入されるようになっている。
一方、各注入用細管10の上端側は、地上に設置された注入並びに管理ユニット21の注入材製造プラント12から延びる送液管13にそれぞれ脱着自在に接続されている。
Further, the
On the other hand, the upper end side of each injection
なお、注入用細管10が複数地点に配置される場合は、各注入用細管10は送液管13を介して互いに接続され、かつ送液管13に流路変換バルブ17を介して接続される(図5(a)〜(c))。
When the injection
なお、スペーサー11は、必ずしも必要でなく、また複数の注入細管10aからなる結束注入管に代えて一本の注入管を設置してもよい。さらにこれらの注入管は、ケーシングロッド1を最深度まで貫入した後、連続した注入管をケーシングロッド1内に立て込んでもよい。
The
このような構成において、次に、図1,2に図示する地盤改良装置による地盤改良工法の施工手順について説明する。 Next, the construction procedure of the ground improvement method using the ground improvement device shown in FIGS.
(1)最初に、ケーシングロッド1の最先端に接続されるケーシングロッドユニット1aを自動連続打撃装置2の下に鉛直にセットする。
(1) First, the
また、当該ケーシングロッドユニット1a内に結束注入管5の最先端に接続される注入用細管ユニット10aを挿入すると共に、複数のスペーサー11によってケーシングロッドユニット1a内のほぼ中心部にセットする。なお、この場合、注入用細管ユニット10aの上端部はケーシングロッドユニット1aの上端面より下側に位置させる。なお、注入用細管10は、ケーシングロッド1を地盤中に貫入させてからケーシングロッド内に挿入してもよい。
In addition, an injection
(2) 次に、駆動装置8を作動させてケーシングロッド1の上端部にハンマー7を繰り返し自由落下させてケーシングロッド1(先端コーン6)を当該ケーシングロッド1内の細管ユニット10aと共に地盤中に貫入させ、ケーシングロッド1(先端コーン6)の貫入量20cmごとの打撃回数をカウンター9によって記録する。
(2) Next, the driving
(3) ケーシングロッド1(最先端のケーシングロッドユニット1a)が一定の深さまで貫入されたら、ケーシングロッドユニット1aと細管ユニット10aをそれぞれ新たに接続し、駆動装置8を再び作動させてハンマー7を繰り返し自然落下させることにより、ケーシングロッド1(先端コーン6)を当該ケーシングロッド1内の細管ユニット10aと共に地盤中に貫入させて、ケーシングロッド1(先端コーン6)の貫入量20cmごとの打撃回数をカウンター9によって記録する。
(3) When the casing rod 1 (the most advanced
こうして、ケーシングロッド1を地中に連続して貫入させ、先端コーン6の貫入量20cmごとのハンマー7による打撃回数をカウンター9によって記録する。そして、ケーシングロッド1、すなわち先端コーン6の20cm毎の貫入状況から地盤状況を推定し、図4に図示するような柱状図(地質断面図)を作成する。
In this way, the
(4) 結束注入管5と共にケーシングロッド1を所定の深さまで貫入したら、次に、注入用細管10の一本を介して、あるいはケーシングロッド1と注入管細管10aとの隙間を介して地上からケーシングロッド1内にシール材bを注入することによりケーシングロッド1内をシール材bで充填する。
(4) After the
この場合のシール材bには、例えばセメント系或いは粘土系のスラリーからなる低強度のシール材を利用することができる。 In this case, a low-strength sealing material made of, for example, a cement-based or clay-based slurry can be used as the sealing material b.
(5) 次に、地盤中に結束注入管5を残してケーシングロッド1を引き抜く。ケーシングロッド1の引き抜きには既存のロッド引抜き装置を利用し、また、ケーシングロッド1は、シール材bが硬化する前に引き抜く。
(5) Next, the
なお、先端コーン6は、シール材bの充填圧を加圧することにより、ケーシングロッド1の先端から切り離して地中に置き去りにすることができる。
The
(6) ケーシングロッド1の引き抜きが完了したら、結束注入管5を形成する複数の注入用細管10を通して地上の注入材製造プラント12から地中に注入材を送り込み、結束注入管5周囲の地盤中に注入材を浸透注入させる。その際、先に作成した図4に図示する柱状図から地盤状況を確認しながら最適量、最適配合の注入材を注入することができる。
(6) When the
また、ケーシングロッド1を引き抜くことにより形成された削孔は、シール材bで充填されることにより孔壁が崩落することはない。
Moreover, the hole formed by pulling out the
これらの注入管の選択、注入深度、注入量、注入速度の切り替え、地盤変位の計測、それに伴う注入の制御、注入の切り替えは、すべて注入並びに管理プラント19によって指示され、制御される。
Selection of these injection tubes, injection depth, injection amount, injection speed switching, ground displacement measurement, injection control, and injection switching are all instructed and controlled by the injection and
図5(a),(b)は、本発明の他の実施形態を示し、図5(a)は、図1,2に図示する地盤改良装置14を地盤改良域の複数の地点に配置すると共に各地盤改良装置14の注入管10を地盤に貫入し、そして各注入地点の注入管10を注入材製造プラント12に注入ポンプ並びに圧力・流量検出器19並びに送液管13を介して接続する。
5 (a) and 5 (b) show another embodiment of the present invention, and FIG. 5 (a) shows that the
そして、これらをコントローラー15によって一括制御することにより、複数の注入地点における地盤調査、ボーリングおよび地盤注入を同時に、または一または複数の注入地点ごとに行えるようにしたものである。
These are collectively controlled by the
また、各地盤改良装置14の注入管10に通じる送液管13には流路変換電磁バルブ17がそれぞれ設置され、各流路変換電磁バルブ17はコントローラー15によって一括制御されている。
In addition, a flow path conversion
そして、ある注入地点において電気信号回路16を介してコントローラー15から指示があると、流路変換電磁バルブ17が作動して注入地点Xiの流路変換電磁バルブ17が地盤中の注入管10の方に開き、注入地点Xi+1方向へは閉じ、注入地点X1からXi−1までの流路変換電磁バルブ17は注入地点Xiの方向へのみ開く。
Then, when an instruction is given from the
そのため、注入地点Xiの注入管10に所定の注入量が注入され、あるいは注入圧力が所定圧よりも上昇すると、同様に流路変換電磁バルブ17が作動して他の注入地点に注入液が送液され、これにより複数の注入地点に注入地点を変えながら注入することにより地盤改良を連続的に行うことができる。たとえば、一ケ所の流路変換電磁バルブ17を開け、他の流路変換電磁バルブ17を閉めれば、所定の注入管10からのみ注入液が地盤中に注入される。
Therefore, when a predetermined injection amount is injected into the
勿論、流路変換電磁バルブ17は手動式で作動する構成でもよいが、管理センターから電信回路を通して指示されることにより作動する構成であれば、限られた作業スペースにおいてでも、ライフラインを供用しながらで液状化対策工を実施することができる。
Of course, the flow path converting
また、所定の位置に複数の地盤変位センサー18が配置され、各地盤変位センサー18はコントローラー15によって一括管理されている。そして、地盤変位センサー18によって地上構造物や地下埋設物の損壊が生じないようにコントローラー15を通して監視し、ある注入地点において地盤変位に異常が見られたときは、その注入地点における注入を中止して他の注入地点に注入を切り換えて構造物周辺から簡便に液状化防止注入を行うことができる。
In addition, a plurality of
各流路変換電磁バルブ17は三方コックとし、さらに水洗い管を装着しておき、これもまた、コントローラー15によって管理し、所定の三方コックからの注入が完了したら直ちに水洗いするようにすれば、管路は常に所定の注入地点に注入することができる。
Each flow path conversion
また、図5(a)に図示する実施形態によれば、特にひとつづきの土地が複数に区画され、各区画内に戸建て住宅が建つ領域における液状化対策工をきわめて効率的にかつ確実に行うことができる。 In addition, according to the embodiment shown in FIG. 5 (a), the liquefaction countermeasure work is particularly efficiently and reliably performed in an area where a single land is divided into a plurality of areas and a detached house is built in each section. be able to.
図において、符号X1,X2,X5,X6、X2,X3,X4,X5、X4,Xn,Xi,X5、X5,X6,X7,Xiは、それぞれ各区画内の戸建て住宅A1,A2,Ai,Anを囲むように配置された注入地点を示す。 In the figure, reference numerals X1, X2, X5, X6, X2, X3, X4, X5, X4, Xn, Xi, X5, X5, X6, X7, Xi are respectively detached houses A1, A2, Ai, The injection point arranged so as to surround An is shown.
なお、注入地点は、注入材の注入により地盤が硬化して形成される固結支持体が連続するように間隔をあけて配置してもよいが、後述するようにガス管などの敷設構造物を支持できるように間隔をあけて設置してもよい(図7参照)。 The injection points may be arranged at intervals so that the solidified support formed by hardening the ground by injection of the injection material is continuous, but as described later, a laying structure such as a gas pipe May be installed at intervals so as to be able to support (see FIG. 7).
また、各注入地点における地盤改良装置14は地面に垂直に設置してもよく、また戸建て住宅の基礎下に斜めに設置してもよく、さらには垂直設置と斜め設置を併用してもよい。
また、送液管13による各注入地点までの送液経路は複数系統あってもよい。さらに、各注入地点における注入は注入並びに管理プラント21によって一括制御される。
The
Further, there may be a plurality of liquid supply paths to each injection point by the
このようにして戸建て住宅地全体の液状化対策工を一括して行うことができ、住宅地全体の地盤改良を容易にかつ経済的に行うことができる。また、住宅地の生活環境に支障をきたすことなく地盤改良を行うことができる。 In this way, the liquefaction countermeasures for the entire detached residential area can be performed collectively, and the ground improvement of the entire residential area can be easily and economically performed. In addition, the ground can be improved without hindering the living environment of the residential area.
ここに、住宅A1,A2,Ai,Anは、戸建て住宅の例をあげたが、連続した道路や空港の滑走路などであってもよく、液状化を防止する対象をいくつかに区分して注入ラインを形成し、その線上に固結体を連続して形成してもよい。なお、注入ラインとは、注入管どうしを連続させる送液管のラインをいう。 Here, houses A1, A2, Ai, An are examples of detached houses, but they may be continuous roads or airport runways, etc. An injection line may be formed, and a solidified body may be continuously formed on the injection line. In addition, an injection line means the line of the liquid feeding pipe | tube which makes injection pipes continuous.
また、図5(b)に図示する実施形態によれば、共同溝、地下鉄、ガス管、上下水道管、電信電話線などの埋設管やケーブル類、あるいは道路、鉄道等の線状のライフラインの液状化対策工をきわめて効率的にかつ確実に行うことができる。図5(b)は注入ラインをライフラインに沿って配置した例を示したものである。 Further, according to the embodiment shown in FIG. 5 (b), buried pipes and cables such as common grooves, subways, gas pipes, water and sewage pipes, telegraph telephone lines, or linear lifelines such as roads and railways. Liquefaction countermeasures can be performed very efficiently and reliably. FIG. 5 (b) shows an example in which the injection line is arranged along the lifeline.
勿論、、平面的に広範囲に渡る地盤改良であっても、図5(a)のようにライン状の配置を組み合わせて行うことにより、連続的な地盤改良を行うことができる。 Of course, even in the case of ground improvement over a wide range in a plane, continuous ground improvement can be performed by combining line arrangements as shown in FIG. 5 (a).
すなわち、図1,2に図示する地盤改良装置14を用いて注入管をパイプラインや上下水道管などの敷設管20の敷設された地盤上に、これらの施設物に沿って一定間隔おきに配置する。勿論、図5において、注入管は、図1,2に示す地盤改良装置を用いた注入管でなくてもよく、任意の注入管を用いてもよい。
That is, using the
また、各地地盤改良装置14を注入材製造プラント12に注入ポンプ並びに圧力・流量検出器19、送液管13を介してそれぞれ接続し、かつ各地盤改良装置14をコントローラー15によって一括制御する。
Further, the local
このような配置により、複数の注入地点における地盤調査、ボーリングおよび地盤注入を同時に、または一または複数の注入地点ごとに、各注入地点の注入量、注入圧力、地盤変位の状況に応じて任意に注入を行うことができる。 With this arrangement, ground investigation, boring and ground injection at multiple injection points can be performed at the same time or for each injection point, depending on the injection volume, injection pressure, and ground displacement conditions at each injection point. An injection can be performed.
また、流路変換電磁バルブ17、地盤変位センサー18を配置することにより、戸建た住宅が密集する住宅地、ガス管や上下水道管などが敷設された地盤に対して、注入による地盤変位によって建物や敷設物を壊したりすることなくきわめて簡便かつ安全に液状化防止注入を行うことができる。
In addition, by arranging the flow path conversion
さらに、ガス管や上下水道管などの敷設管20に沿って複数の地盤改良装置14を一定間隔おきに配置し、各地盤改良装置14の注入管10を敷設管20に沿って線状に配置した送液管13によって接続し、かつ注入並びに管理プラント21を配置することにより、注入作業地点を動かすことなく、最小の施工作業範囲を用いることにより、ライフラインを稼働させながら地盤改良を行うことができる。
In addition, a plurality of
図5(c)は、流路変換電磁バルブ17を用いる具体例を示す。図において、注入地点Xi−1、Xi、Xi+1、……へと注入地点を順に移動しながら注入を連続的に行う場合、注入並びに管理プラント21から電気信号回路16を通して三方向に流路を変換できる電磁バルブ17に指示して、Xi−1までの三方コックの注入管10aへの流路を遮断してXiまでの流路を解放する。
FIG. 5 (c) shows a specific example using the flow path conversion
注入地点Xiでは、三方コックのXi+1への流路は遮断して注入地点Xiにおける注入管10aのみへの流路を解放する。そして、注入地点xiにおける注入管10aからの所定の注入量が終わったら、注入地点Xiにおける注入管10aの流路を遮断してXi+1への流路を解放してXi+2への流路を遮断する。
At the injection point Xi, the flow path to the three-way cock Xi + 1 is blocked, and the flow path only to the
このようにして注入を連続的に行うことができる。各注入口10bからの注入の注入量並びに注入圧は一個所毎に注入量並びに注入プラント21で把握できるため、所定の注入が完了した場合、或いは注入圧が過大に上昇した場合、さらには地盤変位センサー18からの異常情報が注入量並びに注入プラント21に伝達され場合、電磁バルブに指示されてXiの10aの電磁バルブが遮断されて注入液は注入地点4i+1に送液される。
In this way, the injection can be performed continuously. Since the injection amount and injection pressure of injection from each
図6は、本発明の実施の態様の具体例を示す断面図である。図中、符号22はシールグラウト、L1は粗砂層、L2は細砂層であり、いずれも液状化が予想される地層である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a specific example of an embodiment of the present invention. In the figure,
注入液は、水ガラス系シリカ溶液、水ガラスと酸を混合してアルカリを除去したシリカゾル液、或いはイオン交換法、イオン交換膜法、金属シリカ法によるコロイド液、或いはコロイドと水ガラス、或いはコロイドと水ガラスと酸や塩との混合液、数μm〜100μmの微粒子を含むマイクロバブル溶液、マイクロバブルを含有するシリカ溶液、粘土、セメントやスラグ等の懸濁液或いはシリカ溶液と懸濁液との混合液のいずれか、或いはこれらを併用してもよい。 The injection solution is a water glass silica solution, a silica sol solution from which alkali is removed by mixing water glass and acid, a colloid solution by ion exchange method, ion exchange membrane method, metal silica method, colloid and water glass, or colloid. A mixture of water, water glass, acid and salt, a microbubble solution containing fine particles of several μm to 100 μm, a silica solution containing microbubbles, a suspension of clay, cement, slag, etc. or a silica solution and a suspension Any of these liquid mixtures or these may be used in combination.
このうち、特にベントナイトを有効成分とする懸濁液、或いはベントナイトとシリカ溶液とを混合した混合液とマイクロバブルまたは気体の組み合わせによる適用は効果的である。 Of these, application is particularly effective by combining a suspension containing bentonite as an active ingredient, or a mixture of bentonite and a silica solution, and microbubbles or gas.
例えば、粗砂層L1にベントナイトまたはベントナイトとマイクロバブルとの混合液、或いはこれらとシリカとの混合液を注入し、細砂層L2にはマイクロバブル液、或いはコンプレッサーによって空気を注入すれば、液状化対策として効果的でかつ経済的である。 For example, injecting bentonite or a mixture of bentonite and microbubbles, or a mixture of these with silica into the coarse sand layer L1, and injecting air into the fine sand layer L2 with microbubble liquid or a compressor will prevent liquefaction. As effective and economical.
特に、マイクロバブル液は、数μm〜十数μmの気泡混入液であり、これを地下水面下に注入することによって地盤を不飽和化して液状化を防止できると考えられているが、長期的には地下水流で流失したり、地表面に逸脱して効果が持続しにくいという問題がある。 In particular, the microbubble liquid is a bubble mixed liquid of several μm to several tens of μm, and it is considered that the ground can be desaturated by injecting it under the groundwater surface to prevent liquefaction. However, there is a problem that the effect is difficult to sustain because it is washed away by groundwater flow or deviates to the ground surface.
また、気体の注入は、すぐに地表面に逸送しやすいので、いずれも地盤中に長期に保持しておくことが課題である。 Moreover, since the injection of gas is easy to escape to the ground surface immediately, it is a problem to keep all in the ground for a long time.
本発明は、地表面近くの例えば粗砂層L1にベントナイトを有効成分とするグラウトを注入し、それより下の例えば細砂層L2にはマイクロバブルを有効成分とするグラウトを注入することにより、ベントナイトの水密性、電気化学的吸着性、粘着性からマイクロバブルを吸着してマイクロバブルが地下水などの流れによって長期的に流失しないように保って液状化を防止する効果を得ることができる。 The present invention, for example, by injecting a grout containing bentonite as an active ingredient into the coarse sand layer L1 near the ground surface and injecting a grout containing microbubbles as an active ingredient into the fine sand layer L2 below it, for example. From the water tightness, electrochemical adsorbability and adhesiveness, it is possible to obtain the effect of preventing liquefaction by adsorbing the microbubbles so that the microbubbles are not lost for a long time due to the flow of groundwater or the like.
また、ベントナイト層の下方にコンプレッサーを用いて空気を注入すれば、ベントナイト層の遮断効果によって空気が地表面に逸脱することを防ぐことができる。勿論、上記ベントナイトの代わりにシリカ系グラウトを用いてもよいし、シリカ溶液と気泡との混合溶液を用いてもよい。 Further, if air is injected below the bentonite layer using a compressor, it is possible to prevent the air from deviating to the ground surface due to the blocking effect of the bentonite layer. Of course, silica-based grout may be used instead of the bentonite, or a mixed solution of silica solution and bubbles may be used.
また、図8(a)に図示するように、構造物24の周辺部にベントナイトを有効成分とする注入液を充填して固結壁25を形成することにより構造物24直下の地盤を囲い込み、その内部に気泡混入液や空気を注入することにより、その内部を不飽和化しかつその周辺に気体が逸脱するのを防いで液状化を防ぐことができる。
In addition, as shown in FIG. 8 (a), by surrounding the
また、図8(b)に図示するように、構造物24の周辺部にベントナイトを有効成分とする注入液を充填して固結壁25を形成し、さらに構造物24直下の地表部に固結壁25と同様の固結盤27をすることにより構造物24直下の地盤を囲い込み、その内部に気泡混入液や空気を注入して、その内部を不飽和化しかつその周辺に気体が逸脱するのを防いで液状化を防ぐこともできる。
Further, as shown in FIG. 8 (b), the periphery of the
特に、ベントナイトは、その電気化学的特性により気体粒子を吸着して保持することにより長期の効果と経済性にすぐれている。 In particular, bentonite is excellent in long-term effect and economy by adsorbing and holding gas particles due to its electrochemical characteristics.
上記において、ベントナイトは粒径が気泡の粒径よりも小さいので気泡の流失を防ぐことができる。勿論、ベントナイトと水ガラスとを反応剤との混合溶液、或いはベントナイトと水ガラスと酸との混合液とからなる酸性〜弱アルカリ質のベントナイトシリカ溶液は、経済的で止水性、水密性に富み、そのマイクロバブルとの混合液、或いはその懸濁液を注入した地盤にマイクロバブルや気体を注入した場合、マイクロバブル或いは気泡の逸脱を防ぎ、地盤中に気体を長期にわたって包含せしめることができる。 In the above, since the particle size of bentonite is smaller than the particle size of bubbles, it is possible to prevent bubbles from being lost. Of course, an acidic to weakly alkaline bentonite silica solution composed of a mixture of bentonite and water glass with a reactant or a mixture of bentonite, water glass and acid is economical, water-tight and watertight. When microbubbles or gas is injected into the ground into which the liquid mixture with the microbubbles or the suspension thereof is injected, the escape of microbubbles or bubbles can be prevented, and the gas can be included in the ground for a long period of time.
勿論、図8(b)に図示するように、線状の注入ラインに沿ってシリカ系グラウト等による固結壁24を形成し、その内部に気泡または気体を斜めに設置した注入管26を介して注入することにより内部を不飽和化することで液状化を防止することもできる。
Of course, as shown in FIG. 8 (b), a solidified
なお、液状化対策としての地盤注入は、必ずしもガス管や下水管、上水管などの敷設管の全長にわたって行わなくても良い。これらの敷設管の場合、例えば、図7に図示するように、地震時の液状化で破壊しやすい敷設管20どうしの継手部(連結部)22ごとに地盤注入することにより、地盤中に各敷設管20の継手部22を支持する固結支持体23を形成してもよい。
The ground injection as a countermeasure against liquefaction does not necessarily have to be performed over the entire length of the laying pipe such as a gas pipe, a sewage pipe, and a water pipe. In the case of these laying pipes, for example, as shown in FIG. 7, by injecting the ground into each joint part (connection part) 22 between the laying
また、注入ラインを敷設管を挟んでジグザグに配置してもよく、また敷設管の両側に配置してもよい。 Further, the injection line may be arranged in a zigzag manner with the laying pipe interposed therebetween, or may be arranged on both sides of the laying pipe.
このように液状化対策工がなされた敷設管20は、たとえ周辺地盤に液状化が発生したとしても、各敷設管20の継手部22が固結支持体23によって支持され、また敷設管自身が一定の弾性を有することにより、ある程度のたわみは生じるものの破壊に至ることはない。
In this way, the laying
勿論、固結体支持体23は継手部22ごとに形成してもよいし、敷設管20にたわみは生ずるが、破壊に至らない程度に間隔をおいて形成してもよい。このことは、図5(a)で説明するような戸建て住宅地などにおいても同じことである。また、ひとつの注入並びに管理プラントに複数の注入ラインを接続してもよい。
Of course, the
本発明は、戸建て住宅が密集して建つ分譲住宅地、ガス管、上水管、下水管などのライフラインの敷設された地盤の液状化対策と地盤改良を効率的かつ簡便に行うことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can efficiently and easily carry out liquefaction countermeasures and ground improvement of grounds with lifelines such as condominiums, gas pipes, water pipes, and sewage pipes in which detached houses are densely built.
1 ケーシングロッド、1a ケーシングロッドユニット、
2 自動連続打撃装置、3 マスト、4 ガイド、5 結束注入管
6 先端コーン、7 ハンマー、8 駆動装置 9 カウンター、
10 注入用細管、10a 注入用細管用ユニット 11 スペーサー
11a リング部、11b アーム部、12 注入材製造プラント
13 送液管、14 地盤改良装置、15 コントローラー、
16 電気信号回路、17 流路変換電磁バルブ(回路変換装置)、
18 地盤変位センサー(地盤変位計測装置)、
19 注入ポンプ並びに圧力・流量検出器、20 敷設管
21 注入並びに管理プラント、22 敷設管の継手部、23 固結支持体
24 構造物、25 固結壁、26 注入管、27 固結盤。
X1, X2, X3,X4,X5,X6,X7,Xi,Xn 注入地点、
A1,A2,Ai,An 戸建て住宅(構造物)
1 Casing rod, 1a Casing rod unit,
2 Automatic continuous striking device, 3 mast, 4 guides, 5 bundling injection tube, 6 tip cone, 7 hammer, 8 drive device, 9 counter,
10 Injection capillary, 10a
11a Ring part, 11b Arm part, 12 Injection material production plant
13 liquid supply pipe, 14 ground improvement device, 15 controller,
16 electric signal circuit, 17 flow path conversion electromagnetic valve (circuit conversion device),
18 Ground displacement sensor (ground displacement measuring device),
19 Infusion pump and pressure / flow rate detector, 20 laying pipe
21 Injection and control plant, 22 Pipe joints, 23 Consolidation support
24 structures, 25 consolidation walls, 26 injection tubes, 27 consolidation machines.
X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, Xi, Xn injection point,
A1, A2, Ai, An Detached house (structure)
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