JP5301917B2 - 地盤改良方法及び削孔機 - Google Patents
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Description
このような沈下や変状を抑制するために、従来は、地上若しくは既設構造要素内部から所定範囲への地盤改良を行うか、又は構造物の構築後又は構築前に、立坑を利用して構造物下部周辺に対して水平方向に沿って地盤改良を行うことが行われている。前者の場合、上部施設が利用中であれば時間などの施工条件が厳しく制限され、工期の延長及び費用の高騰を招く。特に、鉄道線路等の施設の場合は、線路が閉鎖されている時間しか作業できないという厳しさがある。一方、後者の場合、構造物の構築前であれば、地盤改良材がエレメントの挿入範囲に回り込むことによりエレメントの挿入が困難になる可能性があり、構築後であれば構造物の隆起が懸念される。これらは、注入による改良であっても、高圧噴射による改良であっても同様に問題となる。
他方、HEP&JES工法等では、複数のエレメントを連結して函体を形成した後、内部の地盤を掘削排出するため、この内部地盤の排出後の空間を作業空間として地盤改良することも考えられたが、当該空間における他の作業がほとんど不可能になることや、作業空間としての安全性を確保するために別途周辺地盤の改良や、水位低下を図る必要がある等、工程面でも費用面でも問題がある。
<請求項1記載の発明>
狭隘な内空を有する既設構造要素の下部地盤を改良する方法であって、
前記内空の底部の所定部位に挿入口を開口するとともに、前記内空の底部における前記挿入口から改良体半径の1/2〜1/1程度離間した位置に排泥口を開口し、
前記挿入口を介して噴射ロッドを下部地盤に挿入し、前記排泥口から排泥を行いつつ、前記噴射ロッドを軸心周りに回転し且つ噴射ロッドからその周囲地盤に硬化材を高圧噴射しながら引き抜いて、前記硬化材を前記既設構造要素の底面近傍まで供給することにより、前記既設構造要素の下部地盤に改良体を造成することを特徴とする、地盤改良方法。
本発明では、既設構造要素の狭隘な内空内からその下部地盤の改良を行うため、構造部材の底面から十分に深い改良体を造成することができ、確実かつ十分な改良効果を得ることができる。またそのため、効率的な施工が可能であり、特に既設構造要素内からの作業になる(上述したHEP&JES工法等に応用する場合には既設構造要素たるエレメント内での作業になる)ため、他の作業との競合も極めて少なくなる。
前記改良体の造成後に、前記改良体の頂面に発生するブリージング水を前記排泥口及び前記挿入口の少なくとも一方を介して排出除去し、しかる後、前記既設構造要素の底面と前記改良体の頂面との隙間に硬化材を充填する、請求項1記載の地盤改良方法。
上述のような排泥を組み合わせた改良を行っても、ブリージング水の発生により、改良体の頂部が既設構造要素の底面に隙間が発生する場合があるため、必要に応じてブリージング水を排出除去するとともに、隙間に硬化材を充填することにより、改良体の頂部を既設構造要素の底面に密着させるのが好ましい。
前記硬化材を圧縮空気と混合した状態で高圧噴射するか、又は水及び圧縮空気を混合状態で噴射しつつその噴射位置よりもロッド先端側から前記硬化材を噴射する、請求項1又は2記載の地盤改良方法。
上述したように、本発明では、硬化材の供給圧を排泥により逃がすことができるため、より大径の改良を可能にするべく、圧縮空気を併用する高圧噴射を使用しても既設構造要素の下部地盤が隆起することがない。よって、本発明は、圧縮空気を併用する高圧噴射にも好適である。
前記内空内の両側面にレールをそれぞれ設けるとともに;
前記噴射ロッドが取り付けられる削孔機本体と、この削孔機本体の幅方向両側部にそれぞれ設けられた車輪と、幅方向一方の車輪と他方の車輪との車輪間隔を拡縮させる拡縮手段とを有する削孔機を用い、
前記車輪を前記レール上に載せ、前記削孔機本体を前記レールに沿って前記内空内の所定位置に移動するとともに、この所定位置で前記拡縮手段により前記車輪間隔を拡大し、前記車輪を介して前記内空内の両側面に対して突っ張ることにより前記削孔機本体を固定した後、この削孔機本体に噴射ロッドを取り付けて前記改良体の造成を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の地盤改良方法。
本発明では既設構造要素内から地盤改良作業を行うため、本項記載のような削孔機を用いると、既設構造要素内での装置の移動、位置決めを容易かつ迅速に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
一対の立坑を設け、一方の立坑内から地中を通り他方の立坑内に連通する管状のエレメントを、エレメントの延在方向と直交する方向に並設するとともに隣接するエレメント相互を連結して、一部又は全てが断面矩形又は円形の函体を構築した後、前記エレメント内に硬化材を充填・固化して地中建設物を構築するにあたり、前記硬化材の充填に先立って前記エレメントを前記既設構造要素として前記改良体の造成を行う、請求項1〜4のいずれか1項に記載の地盤改良方法。
本発明は、多くの既設構造物に適用できるが、本項記載のような地中建設物を構築する場合に好適であり、特に、前述したHEP&JES工法による構築方法に好適である。
前記エレメントが上下方向に複数連結される部分を有している場合において、この連結部位の最下段のエレメントを含む複数のエレメントの隣接壁を一時的に切除して、最下段のエレメント内からその上側の一つ又は複数のエレメントまで上下方向に連続する作業空間を形成し、この作業空間内における最下段のエレメントの底面に前記挿入口を開口するとともに、この作業空間内から前記噴射ロッドを前記挿入口を介して下部地盤に挿入する、請求項5記載の地盤改良方法。
このようにエレメントが上下方向に複数連結される部分を利用して、より高い作業空間を確保すると、作業が容易になり、また作業効率も向上するため好ましい。
狭隘な内空を有する既設構造要素の下部地盤を改良するのに使用される削孔機であって、
硬化材の噴射ロッドが取り付けられる削孔機本体と、この削孔機本体の幅方向両側部にそれぞれ設けられた車輪と、幅方向一方の車輪と他方の車輪との車輪間隔を拡縮させる拡縮手段とを有しており、
前記車輪を前記レール上に載せ、前記削孔機本体を前記レールに沿って前記内空内の所定位置に移動するとともに、この所定位置で前記拡縮手段により前記車輪間隔を拡大し、前記車輪を介して前記内空内の両側面に対して突っ張ることにより前記削孔機本体を固定した後、この削孔機本体に噴射ロッドを取り付けて前記改良体の造成を行うように構成されている、
ことを特徴とする削孔機。
かかる削孔機を用いることにより、狭隘な内空を有する既設構造要素であっても、装置の移動、位置決めを容易かつ迅速に行うことができ、精度、作業効率、安全性の向上を図ることができる。
図1は、鉄道線路下横断工事におけるHEP&JES工法の適用例を示している。この工法では、横断部の一方側に発進立坑を、他方側に到達立坑をそれぞれ構築し、発進立坑にエレメント1を用意するとともに到達立坑に油圧伸縮ジャッキ等の牽引装置2を設置し、エレメント1の先端に掘削装置3を取り付けるとともに、掘削装置3と牽引装置2とをPC鋼より線等の牽引部材4を介して連結し、到達立坑側からの牽引により発進立坑側からエレメント1を引き込む。エレメント1はその軸方向に継ぎ足すことにより、多様な施工距離に対応することができる。図2に示すように、エレメン1トはJES工法によるものであり、エレメント1の軸直角方向に力を伝達可能な継手5を有する鋼製の函状構造要素である。符号5sは鋼板、5rは防錆シート、5gはグラウト、5cはコーキングをそれぞれ示している。通常の場合、エレメント1の内空は、高さ及び幅がそれぞれ0.8〜1.5m程度の寸法とされる。隣接するエレメント1の継手5を相互に連結し、エレメント1内にコンクリート1c等の硬化材を充填することにより、図3に示すように、地中に非開削で箱型ラーメン形式又は円形などの構造物を構築することができる。構造物の構築後においては、構造物の内部の地盤が掘削排除され、この内部地盤の排出後の空間に舗装等の仕上げが施される。
上記例はエレメント1の設置に、到達立坑側からの牽引により発進立坑側からエレメント1を引き込むHEP工法を採用し、エレメント1の連結にJES工法を採用しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、エレメントを発進立坑側から元押し推進するパイプルーフ工法やパイプビーム工法においても、本発明を適用できる。また、これらに限られず、ダクト等を地中に埋設する場合にも本発明を適用できる。
Claims (7)
- 狭隘な内空を有する既設構造要素の下部地盤を改良する方法であって、
前記内空の底部の所定部位に挿入口を開口するとともに、前記内空の底部における前記挿入口から改良体半径の1/2〜1/1程度離間した位置に排泥口を開口し、
前記挿入口を介して噴射ロッドを下部地盤に挿入し、前記排泥口から排泥を行いつつ、前記噴射ロッドを軸心周りに回転し且つ噴射ロッドからその周囲地盤に硬化材を高圧噴射しながら引き抜いて、前記硬化材を前記既設構造要素の底面近傍まで供給することにより、前記既設構造要素の下部地盤に改良体を造成することを特徴とする、地盤改良方法。 - 前記改良体の造成後に、前記改良体の頂面に発生するブリージング水を前記排泥口及び前記挿入口の少なくとも一方を介して排出除去し、しかる後、前記既設構造要素の底面と前記改良体の頂面との隙間に硬化材を充填する、請求項1記載の地盤改良方法。
- 前記硬化材を圧縮空気と混合した状態で高圧噴射するか、又は水及び圧縮空気を混合状態で噴射しつつその噴射位置よりもロッド先端側から前記硬化材を噴射する、請求項1又は2記載の地盤改良方法。
- 前記内空内の両側面にレールをそれぞれ設けるとともに;
前記噴射ロッドが取り付けられる削孔機本体と、この削孔機本体の幅方向両側部にそれぞれ設けられた車輪と、幅方向一方の車輪と他方の車輪との車輪間隔を拡縮させる拡縮手段とを有する削孔機を用い、
前記車輪を前記レール上に載せ、前記削孔機本体を前記レールに沿って前記内空内の所定位置に移動するとともに、この所定位置で前記拡縮手段により前記車輪間隔を拡大し、前記車輪を介して前記内空内の両側面に対して突っ張ることにより前記削孔機本体を固定した後、この削孔機本体に噴射ロッドを取り付けて前記改良体の造成を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の地盤改良方法。 - 一対の立坑を設け、一方の立坑内から地中を通り他方の立坑内に連通する管状のエレメントを、エレメントの延在方向と直交する方向に並設するとともに隣接するエレメント相互を連結して、一部又は全てが断面矩形又は円形の函体を構築した後、前記エレメント内に硬化材を充填・固化して地中建設物を構築するにあたり、前記硬化材の充填に先立って前記エレメントを前記既設構造要素として前記改良体の造成を行う、請求項1〜4のいずれか1項に記載の地盤改良方法。
- 前記エレメントが上下方向に複数連結される部分を有している場合において、この連結部位の最下段のエレメントを含む複数のエレメントの隣接壁を一時的に切除して、最下段のエレメント内からその上側の一つ又は複数のエレメントまで上下方向に連続する作業空間を形成し、この作業空間内における最下段のエレメントの底面に前記挿入口を開口するとともに、この作業空間内から前記噴射ロッドを前記挿入口を介して下部地盤に挿入する、請求項5記載の地盤改良方法。
- 狭隘な内空を有する既設構造要素の下部地盤を改良するのに使用される削孔機であって、
硬化材の噴射ロッドが取り付けられる削孔機本体と、この削孔機本体の幅方向両側部にそれぞれ設けられた車輪と、幅方向一方の車輪と他方の車輪との車輪間隔を拡縮させる拡縮手段とを有しており、
前記車輪を前記レール上に載せ、前記削孔機本体を前記レールに沿って前記内空内の所定位置に移動するとともに、この所定位置で前記拡縮手段により前記車輪間隔を拡大し、前記車輪を介して前記内空内の両側面に対して突っ張ることにより前記削孔機本体を固定した後、この削孔機本体に噴射ロッドを取り付けて前記改良体の造成を行うように構成されている、
ことを特徴とする削孔機。
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