JP5350116B2 - Method and apparatus for creating ground improvement pile - Google Patents
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本発明は、ケーシングパイプを用いて地盤中に砂や砕石、あるいはリサイクル材(再生砕石、転炉スラグ)等を中詰材とする地盤改良杭を造成する方法および地盤改良杭の造成装置に関し、主としてゆるく飽和した砂質地盤には、液状化の防止・せん断抵抗の増大・水平抵抗の増大・圧縮沈下の防止等を目的とした対策工法として、また、粘性土地盤には、沈下の低減・支持力の増加・せん断抵抗の増大・すべり破壊の防止等を目的とした対策工法として用いられる。 The present invention relates to a method of creating a ground improvement pile using sand and crushed stone or recycled material (recycled crushed stone, converter slag), etc. in the ground using a casing pipe and a ground improvement pile creation device, For sandy ground, which is mainly loosely saturated, as countermeasures for the purpose of preventing liquefaction, increasing shear resistance, increasing horizontal resistance, preventing compression settlement, etc. It is used as a countermeasure method for the purpose of increasing bearing capacity, increasing shear resistance, and preventing slip failure.
ゆるく飽和した砂質地盤の対策工法として、よく締め固めた複数の砂杭を地盤中に適当な間隔で造成することによって地盤の密度増大を図る方法が知られている。 As a countermeasure method for loosely saturated sandy ground, a method of increasing the density of the ground by creating a plurality of well-compacted sand piles at appropriate intervals in the ground is known.
また、軟弱な粘性土地盤には従来からの対策工法として、支持力の増加・沈下の低減等に複数のサンドコンパクションパイル(砂杭)を地盤中に適当な間隔で造成し、地盤の強度増加を図る方法などが知られている。 In addition, as a conventional countermeasure method for soft and viscous ground, multiple sand compaction piles (sand piles) are created in the ground at appropriate intervals to increase bearing capacity and reduce settlement, etc., and increase the strength of the ground. There are known methods for achieving this.
いずれの方法も、一定量の砂や砕石などの中詰材を投入した外径300〜500mm程度のケーシングパイプを地盤中に回転(静的・オーガー方式)させながら、若しくは振動(動的・バイブロ方式)させながら貫入した後、ケーシングパイプを所定長引き抜いてケーシングパイプ内の中詰材を地盤中に排出し、かつ排出した中詰材と周囲の地盤をケーシングパイプの打ち戻し(再貫入方式)によって締め固めることにより700mm程度の径に拡径された地盤改良杭を造成する方法であり、ケーシングパイプの引抜きと打ち戻しの繰り返しは、低振動・低騒音タイプと振動・騒音タイプの方法があり、何れも地盤改良杭を造成することができるものである。 In any method, a casing pipe with an outer diameter of about 300 to 500 mm into which a certain amount of filling material such as sand or crushed stone is put is rotated in the ground (static or auger method) or vibrated (dynamic or vibratory). System), the casing pipe is pulled out for a predetermined length, the filling material in the casing pipe is discharged into the ground, and the discharged filling material and surrounding ground are driven back (re-penetration method). This is a method of creating a ground improvement pile that has been expanded to a diameter of about 700 mm by compacting with a low vibration / low noise type and a vibration / noise type method for repeated withdrawal and retraction of the casing pipe. Any of them can create ground improvement piles.
また、上記以外の地盤改良杭の造成方法として、二重管の内管で拡径する方法、ケーシングパイプ内部に装備されたスクリューまたは、ロッド(突棒)で中詰材を排出して拡径する方法などがある。 In addition to the above, other methods for creating ground improvement piles include a method of expanding the diameter with a double pipe inner pipe, a screw or rod (projection rod) installed inside the casing pipe, and discharging the filling material to expand the diameter. There are ways to do it.
しかし、上記した地盤改良杭の造成方法は、地盤中に排出した中詰材をケーシングパイプによる打ち戻し(再貫入方式)によって締め固め、さらに700mm程度の大口径に拡径する必要があるため、杭1本当りの造成に時間がかかるという大きな課題があった。 However, since the above-mentioned method for creating a ground improvement pile is required to compact the filling material discharged into the ground by back-up with a casing pipe (re-penetration method) and further expand the diameter to a large diameter of about 700 mm. There was a big problem that it took time to create per pile.
また、例えば、非常に大きな地震動に対して砂質地盤が液状化しないようにするための改良目的として、地盤の更なる密度の増大を要求される場合があり、この場合、元々の原地盤強度(N値)が高くても、設計仕様を満足させるためには、さらに打ち戻しによる締め固めを行い、地盤の密度を増大させる必要がある。 In addition, for example, in order to prevent sandy ground from becoming liquefied due to extremely large earthquake motion, there is a case where further increase in the density of the ground is required. Even if the (N value) is high, in order to satisfy the design specifications, it is necessary to further compact by reworking and increase the density of the ground.
このような地盤を従来工法によって改良しようとしても、排出した砂のケーシングパイプによる打ち戻しは、困難を極め確実な拡径ができないことがあった。 Even if such ground is to be improved by a conventional construction method, it has been difficult to reliably expand the diameter of the discharged sand with a casing pipe.
さらに、700mm程度の大口径の地盤改良杭を造成するために大口径のケーシングパイプを地盤中に貫入しようとしても、ケーシングパイプの周面摩擦の抵抗が大きくなるため、大型重機および高トルクの駆動装置が必要となり、コストが大幅に嵩む等の大きな課題があった。 Furthermore, even when trying to penetrate a large-diameter casing pipe into the ground in order to create a ground improvement pile with a large diameter of about 700 mm, the resistance of the peripheral friction of the casing pipe increases, so large heavy machinery and high torque drive There was a big problem that an apparatus was required and cost increased significantly.
本発明は、以上の課題を解決すべくなされたもので、大口径の地盤改良杭を短時間で効率的に造成できる地盤改良杭の造成方法および造成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for creating a ground improvement pile that can efficiently create a ground improvement pile having a large diameter in a short time.
請求項1記載の地盤改良杭の造成方法は、地盤中にケーシングパイプを貫入しケーシングパイプの先端から中詰材を排出しながらケーシングパイプを引き上げて地盤中に中詰材からなる地盤改良杭を造成する方法において、造成される地盤改良杭の仕上り径相当とほぼ同径に形成されたケーシングパイプの先端部に、造成される地盤改良杭の仕上り径相当と同等の間隔をおいて直径方向に対向して垂設された少なくとも一組の先行部と、当該先行部の間に下端部が側面から見て上に凸状をなす山型部を備えて地盤を削孔する大口径のケーシングパイプを用い、当該ケーシングパイプを地盤中に貫入しながらそのパイプ内に中詰材を投入する工程と、当該ケーシングパイプを引き抜きながらそのパイプ内の中詰材を地盤中に排出する工程とからなることを特徴とするものである。 The ground improvement pile according to claim 1 includes a ground improvement pile made of medium filling material in the ground by inserting the casing pipe into the ground and discharging the filling material from the tip of the casing pipe while pulling up the casing pipe. In the construction method, in the diametrical direction, at the end of the casing pipe formed to be approximately the same diameter as the finished diameter equivalent of the ground improved pile to be created, with an interval equivalent to the finished diameter equivalent of the ground improved pile to be created. A large-diameter casing pipe that has at least one pair of leading portions that are vertically opposed to each other and a mountain-shaped portion that has a convex shape with its lower end projecting upward when viewed from the side, and drills the ground. And inserting the filling material into the pipe while penetrating the casing pipe into the ground, and discharging the filling material in the pipe into the ground while pulling out the casing pipe. And it is characterized in Rukoto.
施工サイクルは、当該ケーシングパイプを地盤中に貫入しながらそのパイプ内に中詰材を投入する工程と、当該ケーシングパイプを引き抜きながらそのパイプ内の中詰材を地盤中に排出する工程からなることを特徴とするものである。 The construction cycle consists of a step of inserting the filling material into the pipe while penetrating the casing pipe into the ground, and a step of discharging the filling material in the pipe into the ground while pulling out the casing pipe. It is characterized by.
本発明は、ケーシングパイプを用いて地盤中に砂や砕石、あるいはリサイクル材(再生砕石、転炉スラグ)等を中詰材とする杭を造成する際に、ケーシングパイプによる打ち戻し(再貫入方式)を行わないで700mm程度の大口径の地盤改良杭をきわめて効率的に造成することを可能にしたものである。 The present invention uses a casing pipe to return a pile (re-penetration method) when creating a pile containing sand, crushed stone, or recycled material (recycled crushed stone, converter slag), etc., in the ground. ), It is possible to create a ground improvement pile having a large diameter of about 700 mm very efficiently.
本発明によれば、地盤中に大口径ケーシングパイプを貫入することにより、その周辺地盤の応力を側方へ発生させ強制的に密度を増大させた後に、ケーシングパイプの先端から地盤中に中詰材を排出しながらケーシングパイプを引き上げるだけで、ケーシングパイプによる打ち戻し(再貫入方式)を行わないで大口径の地盤改良杭を造成することができる。 According to the present invention, by inserting a large-diameter casing pipe into the ground, stress in the surrounding ground is generated laterally to forcibly increase the density, and then the inside of the ground is filled from the tip of the casing pipe. By simply pulling up the casing pipe while discharging the material, it is possible to create a large-diameter ground improved pile without performing back-up (re-penetration method) with the casing pipe.
ケーシングパイプを地盤中に貫入する方法としては、ケーシングパイプを地盤中に回転させながら静的に貫入する方法と、ケーシングパイプを地盤中に振動させながら動的に貫入する方法のいずれの方法も利用することができ、ケーシングパイプの先端に地盤を削孔するための先行部が突設されていることで、いずれの方法によっても大口径のケーシングパイプを地盤中に効率的にかつ短時間で貫入することができる。 As a method of penetrating the casing pipe into the ground, either a method of static penetration while rotating the casing pipe into the ground or a method of dynamically penetrating while vibrating the casing pipe into the ground is used. Since the leading part for drilling the ground is projected at the tip of the casing pipe, a large-diameter casing pipe can be inserted into the ground efficiently and in a short time by either method. can do.
請求項2記載の地盤改良杭の造成方法は、請求項1記載の地盤改良杭の造成方法において、ケーシングパイプは、造成される地盤改良杭の仕上り径相当より小径に形成された上部ケーシングパイプと、造成される地盤改良杭の仕上り径相当とほぼ同径の大口径に形成された下部ケーシングパイプとから構成されていることを特徴とするものである。
The ground improvement pile creation method according to
本発明によれば、ケーシングパイプの周面摩擦の抵抗を低減することができ、大口径のケーシングパイプを地盤中により短時間で貫入することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resistance of the surrounding surface friction of a casing pipe can be reduced, and a large-diameter casing pipe can be penetrated in the ground in a short time.
なお、上部ケーシングパイプは、下部ケーシングパイプより径の小さいケーシングパイプであれば周面摩擦を低減できるが、杭造成用ケーシングパイプとして従来から広く利用されている300〜500mm径程度のケーシングパイプを利用すればパイプの入手が容易であり、経済的である。 If the upper casing pipe is a casing pipe having a smaller diameter than the lower casing pipe, circumferential friction can be reduced. However, a casing pipe having a diameter of about 300 to 500 mm, which has been widely used as a casing pipe for pile construction, has been used. This makes it easy to obtain pipes and is economical.
請求項3記載の地盤改良杭の造成方法は、請求項2記載の地盤改良杭の造成方法において、上部ケーシングパイプと下部ケーシングパイプとの間に下部ケーシングパイプ側から上部ケーシングパイプ側に徐々に小径となるように形成されたテーパ部が設けられていることを特徴とするものである。
The ground improvement pile creation method according to
本発明によれば、下部ケーシングパイプと上部ケーシングパイプとの間にテーパ部を設けて大きな段差をなくすことにより、ケーシングパイプの引抜き抵抗力を低減してケーシングパイプの引き抜きをスムーズに行なうことができる。 According to the present invention, by providing a taper portion between the lower casing pipe and the upper casing pipe to eliminate a large step, the pulling resistance force of the casing pipe can be reduced and the casing pipe can be pulled out smoothly. .
また、ケーシングパイプの下端部に取り付けられた先行部と山型部とによってケーシングパイプ直下の地盤を緩めてケーシングパイプの貫入抵抗を低減することで、大口径のケーシングパイプを地盤中に短時間で貫入することができる。 In addition, by loosening the ground directly under the casing pipe with the leading part and the mountain-shaped part attached to the lower end of the casing pipe to reduce the penetration resistance of the casing pipe, the large-diameter casing pipe can be put into the ground in a short time. Can penetrate.
特に、ケーシングパイプを地盤中に回転させながら静的に貫入する場合、先行部と山型部は、ケーシングパイプと共に回転し、ケーシングパイプの貫入に先行して地盤中に貫入することによりケーシングパイプ直下の地盤を緩めることができる。 In particular, when the casing pipe is statically penetrated while rotating into the ground, the leading part and the mountain-shaped part rotate together with the casing pipe, and penetrate into the ground immediately before the penetration of the casing pipe. You can loosen the ground.
この場合、先行部は造成される地盤改良杭の仕上り径相当の間隔をおいてケーシングパイプの直径方向に対向させて、ケーシングパイプの下方に突設すればよい。 In this case, the leading portion may be provided below the casing pipe so as to be opposed to the diameter direction of the casing pipe with an interval corresponding to the finished diameter of the ground improvement pile to be created.
また、山型部は、例えば2枚の削孔部から形成することができる。2枚の削孔部をケーシングパイプの底部中心から斜め下方に対称に垂設し、その先端を対向する先行部の内側部にそれぞれ接合することにより、側面から見て下端部が上方に凸状をなす等辺山形状に形成することができる。 Further, the chevron portion can be formed from, for example, two drilling portions. Two holes are vertically symmetrically hanged downward from the center of the bottom of the casing pipe, and the tip of each is joined to the inner side of the opposite leading part, so that the lower end is convex upward when viewed from the side. It can be formed in an equilateral mountain shape.
そして、2枚の削孔部からなる山型部が、先行部と共に回転しながら地盤中に貫入することにより、先行部によって環状の溝状に削られたケーシングパイプ直下の地盤を削孔することにより緩めることができる。 Then, the chevron portion formed by the two drilling portions penetrates into the ground while rotating together with the leading portion, thereby drilling the ground directly under the casing pipe cut into the annular groove shape by the leading portion. Can be loosened.
この場合、特に山型部の下端部が上に凸状をなす山形状に形成され、かつ先行部がケーシングパイプの直径方向に対向して突設されていることで、削孔土が山型部および先行部の外側に流出し、地表面に排出されるのを防止することができる。 In this case, in particular, the lower end portion of the mountain-shaped portion is formed in a mountain shape having a convex shape upward, and the leading portion is protruded to face the diameter direction of the casing pipe, so that the drilling soil is mountain-shaped. It flows out to the outside of the part and the leading part, and can be prevented from being discharged to the ground surface.
なお、ケーシングパイプの径が特別大きいような場合には、先行部と山型部は、例えばケーシングパイプの直交する二方向に複数組取り付けても良い。 When the diameter of the casing pipe is particularly large, a plurality of sets of the leading portion and the mountain-shaped portion may be attached in two directions orthogonal to the casing pipe, for example.
請求項4記載の地盤改良杭の造成方法は、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の地盤改良杭の造成方法において、先行部の側部に切削用突起を備えてなることを特徴とするものであり、ケーシングパイプが大口径であっても貫入抵抗が増大するのを防止することができる。この場合の切削用突起の突出長さは、大口径のケーシングパイプの径の1/4程度あればよい。さらに、山型部の下端部にビットを設けることでよりケーシングパイプの貫入を速めることができる。
The ground improvement pile creation method according to
請求項5記載の地盤改良杭の造成装置は、地盤中にケーシングパイプを貫入することにより、その周辺地盤の応力を側方へ発生させ強制的に密度を増大させた後、ケーシングパイプの先端から地盤中に中詰材を排出しながらケーシングパイプを引き上げて地盤中に中詰材からなる地盤改良杭を造成する地盤改良杭の造成装置において、造成される地盤改良杭の仕上り径相当とほぼ同等の大口径に形成されたケーシングパイプと、当該ケーシングパイプの先端に造成される杭の仕上り径相当とほぼ同等の間隔をおいて直径方向に対向して垂設された少なくとも一組の先行部とを備えて構成されてなることを特徴とするものである。
The ground improvement pile building apparatus according to
本発明によれば、地盤中に大口径のケーシングパイプを貫入することにより、その周辺地盤の応力を側方へ発生させ強制的に密度を増大させた後に、ケーシングパイプの先端から地盤中に中詰材を排出しながらケーシングパイプを引き上げるだけで、砂や砕石、あるいはリサイクル材(再生砕石、転炉スラグ)等からなる700mm程度の大口径の地盤改良杭でも、ケーシングパイプによる打ち戻しを行わずにきわめて効率的に確実な地盤改良杭を造成することができる。 According to the present invention, by inserting a large-diameter casing pipe into the ground, the stress of the surrounding ground is generated laterally to forcibly increase the density, and then the inside of the casing pipe enters the ground from the tip. By simply pulling up the casing pipe while discharging the filling material, the ground improvement pile with a large diameter of about 700 mm made of sand, crushed stone, or recycled material (recycled crushed stone, converter slag), etc. will not be driven back by the casing pipe. It is possible to create a reliable ground improvement pile very efficiently.
特に、造成される地盤改良杭の仕上がり径相当の大口径ケーシングパイプを下部に、これより小径のケーシングパイプを上部にそれぞれ配置することで、ケーシングパイプの貫入時に発生する周辺地盤との摩擦抵抗を低減することができる。また、ケーシングパイプの引き抜き時に発生する周辺地盤との摩擦抵抗も低減することができる。 In particular, by placing a large-diameter casing pipe corresponding to the finished diameter of the ground improvement pile to be created at the bottom and a casing pipe with a smaller diameter at the top, respectively, the friction resistance with the surrounding ground that occurs when the casing pipe penetrates is reduced. Can be reduced. Moreover, the frictional resistance with the surrounding ground which generate | occur | produces at the time of extraction of a casing pipe can also be reduced.
さらに、下部ケーシングパイプの下端部に取り付けられた先行部と山型部とによってケーシングパイプ直下の地盤を緩めてケーシングパイプの貫入抵抗を低減することで、大口径のケーシングパイプを地盤中に短時間で貫入することができる。 In addition, by loosening the ground directly under the casing pipe by the leading part and the mountain-shaped part attached to the lower end of the lower casing pipe, the penetration resistance of the casing pipe is reduced, so that the large-diameter casing pipe can be put into the ground for a short time. Can penetrate.
図1と図2は、本発明の地盤改良杭の造成装置の一実施形態を示し、図において、杭造成装置は、上部ケーシングパイプ1と上部ケーシングパイプ1の先端部に突設された下部ケーシングパイプ2と下部ケーシングパイプ2の先端部に取り付けられた一組の先行部3,3と山型部4と切削用突起5,5を備えて構成されている。
1 and 2 show an embodiment of a ground improvement pile forming apparatus according to the present invention. In the figure, the pile forming apparatus is a lower casing projecting from the upper casing pipe 1 and the tip of the upper casing pipe 1. The
上部ケーシングパイプ1は、造成される杭の仕上がり径相当より小径に形成され、一般に300〜500mm程度の外径に形成されている。 The upper casing pipe 1 is formed to have a smaller diameter than the finished diameter of the pile to be formed, and generally has an outer diameter of about 300 to 500 mm.
下部ケーシングパイプ2は、上部ケーシングパイプ1の外径より大きく、かつ造成される地盤改良杭の仕上がり径相当とほぼ同等の外径に形成され、一般に700mm程度の大口径に形成されている。
The
また、下部ケーシングパイプ2は、上部ケーシングパイプ1の先端部に上部ケーシングパイプ1と同一軸線上で連続した状態に突設され、かつ上部ケーシングパイプ1と下部ケーシングパイプ2間には、下部ケーシングパイプ2側から上部ケーシングパイプ1側に徐々に小径となるようなテーパ部6が形成されている。
The
なお、土質によって上部ケーシングパイプ1と下部ケーシング2の長さの比率を変えることによって引き抜き時に発生する土圧抵抗を低減させることができる。
In addition, the earth pressure resistance which generate | occur | produces at the time of extraction can be reduced by changing the ratio of the length of the upper casing pipe 1 and the
さらに、下部ケーシングパイプ2の下端部には底蓋10(構造図省略)が取り付けられ、底蓋は上部ケーシングパイプ1および下部ケーシングパイプ2内に投入された砂や砕石などの中詰材の重量によって自由に開くように取り付けられているが、対象とする地盤の土質によっては底蓋10を取り付けなくてもよい。
Furthermore, a bottom cover 10 (not shown) is attached to the lower end of the
なお、この場合の上部ケーシングパイプ1は、杭造成用ケーシングパイプとして従来から利用されているケーシングパイプ等から形成されている。 In addition, the upper casing pipe 1 in this case is formed from a casing pipe or the like conventionally used as a pile forming casing pipe.
先行部3,3は、下部ケーシングパイプ2の外側部に取り付けられ、また造成される地盤改良杭の仕上がり径相当とほぼ同等の間隔をおいて下部ケーシングパイプ2の直径方向に対向し、かつ下部ケーシングパイプ2の下方に所定長さ鉛直に垂設されている。
The leading
山型部4は、下部ケーシングパイプ2の底部中心から先行部3,3方向に向かって斜め下方に対称に延びる2枚の削孔部4a,4aから形成され、側面から見て下端部が上に凸状をなす等辺山形状に形成されている。削孔部4a,4aの先端側は先行部3,3の内側部に、基端側は下部ケーシングパイプ2の底部にそれぞれ接合されている。
The
切削用突起5,5は、ケーシングパイプの側面に直径方向に対向して垂設され、ケーシングパイプが大口径であっても貫入抵抗が増大するのを防止することができる。この切削用突起5,5は、通常、先行部3,3の設置位置にそれぞれ取り付けられるが、(ケーシングパイプに働く負荷を分散させるため)それと角度で90度位相した位置に取り付けてもよいし、その両方に取り付けてもよい。
The cutting
また、切削用突起5,5の突出長さは、大口径のケーシングパイプの径の1/4程度あればよい。なお、対象とする地盤の土質によってはその寸法、形状を変えることで貫入の促進を図ることができる。
Moreover, the protrusion length of the cutting
このような構成において、上部ケーシングパイプ1と下部ケーシングパイプ2が回転しながら下降すると、同時に先行部3,3が回転しながら造成される杭の仕上がり相当径に原地盤を環状の溝状に削りながら地盤中に貫入する。
In such a configuration, when the upper casing pipe 1 and the
その後から先行部3,3と共に山型部4の削孔部4a,4aが回転し、環状の溝状に削られた内側の下部ケーシングパイプ2直下の地盤を削孔して緩めながら地盤中に貫入する。
After that, the drilling portions 4a and 4a of the mountain-shaped
さらに、その後から下部ケーシングパイプ2、上部ケーシングパイプ1が、先行部3と山型部4によって緩められた地盤中に回転しながら貫入する。
Furthermore, after that, the
また、上部ケーシングパイプ1は造成される地盤改良杭の仕上がり相当径より小径に形成されていることにより、過大な周面摩擦の抵抗を受けずに貫入する。 Moreover, the upper casing pipe 1 penetrates without receiving excessive resistance of the peripheral surface friction because it is formed to have a diameter smaller than the equivalent diameter of the finished ground improvement pile.
よって、下部ケーシングパイプ2、上部ケーシングパイプ1が削孔土を地表面に排出することなく地盤中に貫入することで、その周辺の地盤が締め固められその応力を側方へ発生させることにより、強制的に原地盤の密度を増大させることができる。
Therefore, when the
また、下部ケーシングパイプ2と上部ケーシングパイプ1は、従来のケーシングパイプよりも短い時間で、しかも小さい回転トルクで地盤中に貫入することができる。
Further, the
図3は、図2に図示するケーシングパイプを地盤中に回転させながら貫入したときのケーシングパイプの貫入速度特性と、従来のケーシングパイプを地盤中に回転させながら貫入したときのケーシングパイプの貫入速度特性とを比較したものである。 3 shows a penetration speed characteristic of the casing pipe when the casing pipe shown in FIG. 2 is inserted while rotating into the ground, and a penetration speed of the casing pipe when the conventional casing pipe is inserted while rotating into the ground. It is a comparison of characteristics.
グラフ(a),(b)は、本発明のケーシングパイプの貫入速度特性を示し、(c),(d)は従来のケーシングパイプの貫入速度特性を示す。 Graphs (a) and (b) show the penetration speed characteristics of the casing pipe of the present invention, and (c) and (d) show the penetration speed characteristics of the conventional casing pipe.
なお、グラフ(a),(b)は下部ケーシングパイプの外径と回転数がそれぞれ700mm、8rpmと共に同一で、荷重がそれぞれ40t、50tと異なる。 In graphs (a) and (b), the outer diameter and the rotational speed of the lower casing pipe are the same with 700 mm and 8 rpm, respectively, and the loads are different from 40 t and 50 t, respectively.
また、グラフ(c),(d)はケーシングパイプの荷重と回転数がそれぞれ、40t、8rpmと共に同一で、ケーシングパイプの外径がそれぞれ400mm、700mmと異なり、(d)のケーシングパイプ先端部は(a)、(b)と同じ形態である。 Graphs (c) and (d) have the same casing pipe load and rotational speed of 40 t and 8 rpm, respectively. The outer diameter of the casing pipe is different from 400 mm and 700 mm, respectively. It is the same form as (a) and (b).
図4は、図2に図示するケーシングパイプを地盤中に回転させながら貫入したときのケーシングパイプの回転トルク特性と、従来のケーシングパイプを地盤中に回転させながら貫入したときのケーシングパイプの回転トルク特性とを比較したものである。 FIG. 4 shows the rotational torque characteristic of the casing pipe when the casing pipe shown in FIG. 2 is inserted while rotating into the ground, and the rotational torque of the casing pipe when the conventional casing pipe is inserted while rotating into the ground. It is a comparison of characteristics.
グラフ(e),(f)は、本発明のケーシングパイプの回転トルク特性を示し、(g)は従来のケーシングパイプで先端部は(e)、(f)と同じ形態の回転トルク特性を示す。 Graphs (e) and (f) show the rotational torque characteristics of the casing pipe of the present invention, (g) shows a conventional casing pipe, and the tip portion shows the rotational torque characteristics of the same form as (e) and (f). .
なお、グラフ(e),(f)は下部ケーシングパイプの外径と回転数がそれぞれ700mm、8rpmと共に同一で、荷重がそれぞれ40t、50tと異なる。また、グラフ(g)はケーシングパイプの外径、荷重およびケーシングパイプの回転数がそれぞれ700mm、40tおよび8rpmとグラフ(e)と同一である。 In graphs (e) and (f), the outer diameter and the rotational speed of the lower casing pipe are the same with 700 mm and 8 rpm, respectively, and the loads are different from 40 t and 50 t, respectively. Graph (g) is the same as graph (e) in that the outer diameter of the casing pipe, the load, and the rotation speed of the casing pipe are 700 mm, 40 t, and 8 rpm, respectively.
二つのグラフから明らかなように、ケーシングパイプの先端に例えば図1に図示するような地盤を削孔する先行部を有する方が、従来のケーシングパイプより貫入速度が速く、また造成される杭の仕上り径相当より小径に形成された上部ケーシングパイプと、造成される地盤改良杭の仕上り径相当とほぼ同径の大口径に形成された下部ケーシングパイプとからなるケーシングパイプを用いる方が、従来のものより回転トルクを小さくできることがわかる。 As is apparent from the two graphs, it is faster to penetrate the ground at the tip of the casing pipe, for example, as shown in FIG. 1, than the conventional casing pipe. It is more conventional to use a casing pipe consisting of an upper casing pipe formed with a smaller diameter than the finished diameter and a lower casing pipe formed with a large diameter substantially the same diameter as the finished diameter of the ground improvement pile to be created. It turns out that rotational torque can be made smaller than a thing.
次に、本発明の地盤改良杭の造成方法について説明する。 Next, the construction method of the ground improvement pile of this invention is demonstrated.
(1)最初に、施工対象の軟弱地盤の上に、本発明の杭造成装置を備えた施工機械7を設置し、上部ケーシングパイプ1および下部ケーシングパイプ2を杭造成位置の杭芯に合わせ鉛直に建て付ける。なお、この場合の施工機械7には、従来の締固め杭の造成などで一般に用いられている施工機械を利用することができる。
(1) First, the construction machine 7 equipped with the pile construction device of the present invention is installed on the soft ground to be constructed, and the upper casing pipe 1 and the
(2)次に、上部ケーシングパイプ1と下部ケーシングパイプ2を地盤中に回転させながら改良深さまで静的に貫入する。また、上部ケーシングパイプ1および下部ケーシングパイプ2内に砂や砕石、あるいはリサイクル材等の中詰材を投入する。なお、中詰材には必要に応じて固化材あるいは膨張材等を投入してもよい。
(2) Next, the upper casing pipe 1 and the
上部ケーシングパイプ1と下部ケーシングパイプ2を地盤中に回転させながら貫入すると、最初に先端の先行部3,3が回転して造成される地盤改良杭の仕上がりの径相当に原地盤を環状の溝状に削りながら地盤中に貫入する。
When the upper casing pipe 1 and the
続いて、その後から山型部4が回転して環状の溝状に削られた下部ケーシングパイプ2直下の地盤を削孔して緩めながら地盤中に貫入し、そしてその後から下部ケーシングパイプ2が緩められた地盤中に回転しながら貫入する。
Subsequently, the
よって、下部ケーシングパイプ2は過大な貫入抵抗を受けないで地盤中に貫入することができる。また、上部ケーシングパイプ1は造成される地盤改良杭の仕上り径相当より小径に形成されていることにより、大きな周面摩擦の抵抗を受けずに地盤中に貫入することができる。
Therefore, the
以上のことから、下部ケーシングパイプ2が地盤中に強制的に貫入することで、その周辺の地盤が締め固められその応力を側方へ発生させることにより、強制的に原地盤の密度増大を図ることができ、地盤強度が高められる。
From the above, the
(3)次に、上部ケーシングパイプ1および下部ケーシングパイプ2を逆回転させながら徐々に引き抜いてケーシングパイプ内の中詰材を下部ケーシングパイプ2の下端部から地中に排出する。
(3) Next, the upper casing pipe 1 and the
この場合、下部ケーシングパイプ2の下端部に取り付けられた底蓋10(構造図省略)が中詰材の重量によって自動的に開くことで、下部ケーシングパイプ2内の中詰材はケーシングパイプを引き抜くと同時に下部ケーシングパイプ2の下端部から地中に排出される。よって、ケーシングパイプが引き抜かれた後に砂や砕石などの中詰材からなる地盤改良杭が造成される。なお、対象とする地盤の土質によっては、底蓋10は取り付けなくてもよい。
In this case, the bottom cover 10 (not shown) attached to the lower end of the
また、上部ケーシングパイプ1と下部ケーシングパイプ2間にテーパ部6が設けられていることにより、ケーシングパイプの引き抜き時に発生する周面摩擦の抵抗が著しく少なく、ケーシングパイプは比較的スムーズに引き抜くことができる。
Further, since the taper portion 6 is provided between the upper casing pipe 1 and the
図5は、本発明の他の実施形態を示し、特にケーシングパイプ8の全長が大口径に形成されているだけで、先行部3、山型部4およびその他の構成は図1,2で説明した実施形態とほぼ同じである。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In particular, only the entire length of the casing pipe 8 is formed to have a large diameter, and the leading
この実施形態によれば、ケーシングパイプ8を地盤中に貫入する際に、ケーシングパイプ8の全長が周囲の地盤によってガイドされることにより、ケーシングパイプ8を地盤中に鉛直に貫入することができ、品質の高い地盤改良杭を造成することができる。また、一回の中詰材の投入工程で大量の中詰材をケーシングパイプ8内に投入することが可能なことにより、作業の効率化を図ることができる。 According to this embodiment, when penetrating the casing pipe 8 into the ground, the casing pipe 8 can be vertically penetrated into the ground by guiding the entire length of the casing pipe 8 by the surrounding ground. High quality ground improvement piles can be created. In addition, since a large amount of filling material can be put into the casing pipe 8 in a single filling material charging step, work efficiency can be improved.
図6(a),(b)は、同じく本発明の他の実施形態を示し、ケーシングパイプ8はその全長に渡って大口径に形成されている。また、先行部9は側面から見て逆三角形状に形成され、その底辺部をケーシングパイプ8の下端部の周縁部に回転自在にピン着することにより、ケーシングパイプ8の円周方向に複数枚垂設されている。
6 (a) and 6 (b) show another embodiment of the present invention, and the casing pipe 8 has a large diameter over the entire length thereof. Further, the leading
また、各先行部9は下端部をケーシングパイプ8の中心軸上に引き寄せて互いに密着させることにより、下端方向に徐々に小径となる円錐形状にセットされ、これによりケーシングパイプ8の下端部は閉塞されている。また、ケーシングパイプ8の中心軸上に引き寄せられた各先行部9はケーシングパイプ8内に投入された砂や砕石などの中詰材の重量によって下方に開くようになっている。
Also, each leading
この実施形態によれば、先行部9の先端が鋭く尖った形状に形成されていることにより、ケーシングパイプ8を地盤中に振動(動的・バイブロ方式)を与えながら動的に貫入することができ、ケーシングパイプ8の貫入を極めて効率的に行うことができる。
According to this embodiment, since the tip of the leading
本発明は、大口径の地盤改良杭をケーシングパイプによる打ち戻しを行わずに効率的に確実な地盤改良杭を造成することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to efficiently create a reliable ground improvement pile without returning the large-diameter ground improvement pile with a casing pipe.
1 上部ケーシングパイプ
2 下部ケーシングパイプ
3 先行部
4 山型部
5 切削用突起
6 テーパ部
7 施工機械
8 ケーシングパイプ
9 先行部
10 底蓋
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