JP6044351B2 - Solidified body construction method, steel pipe pile embedding method using the same, and steel pipe pile embedding structure - Google Patents
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本発明は、主として杭径が小さな鋼管杭を地盤に埋め込む際に適用される固化体の造成方法及びそれを用いた鋼管杭の埋込み方法並びに鋼管杭の埋込み構造に関する。 The present invention mainly relates to a solidified body forming method applied when embedding a steel pipe pile having a small pile diameter in the ground, a steel pipe pile embedding method using the solidified body, and a steel pipe pile embedding structure.
構造物を支持するための杭基礎は、支持機構の観点からは、良質な支持層に下端を貫入させることで支持力を確保する支持杭と、良質な支持層がない場合に周辺地盤との摩擦によって支持力を確保する摩擦杭とに大別されるが、施工方法の観点からは、打込み杭、埋込み杭、場所打ち杭等に分類されるとともに、杭径の観点からは、φ300mm以下の埋込み杭や打込み杭を用いたマイクロパイル工法と呼ばれる杭工法が知られている。 From the standpoint of the support mechanism, the pile foundation for supporting the structure consists of a support pile that secures the support force by penetrating the lower end into a good quality support layer, and the surrounding ground when there is no good quality support layer. Friction piles that secure supporting force by friction are broadly classified, but from the viewpoint of construction method, they are classified as driven piles, embedded piles, cast-in-place piles, etc., and from the viewpoint of pile diameter, φ300 mm or less A pile method called a micropile method using embedded piles or driven piles is known.
マイクロパイル工法は、比較的小規模な施工機械で実施が可能であるため、狭隘な場所、空頭制限がある場所、山間部、傾斜地その他十分な施工スペースを確保できない場合に有効な手段として実績がある。 Since the micropile method can be implemented with relatively small construction machines, it has proven itself as an effective method when it is not possible to secure sufficient construction space in confined areas, places with limited heads, mountains, slopes, etc. is there.
マイクロパイル工法において鋼管杭を埋込み杭として用いる場合には、まず、地盤に掘削孔を先行形成し、次いで、該掘削孔内に鋼管杭を建て込むとともに、鋼管杭の下方及び周囲にグラウト材を充填する。 When using steel pipe piles as embedded piles in the micropile method, first form a drilling hole in the ground, then build a steel pipe pile in the drilling hole, and place a grout material below and around the steel pipe pile. Fill.
このようにすると、充填されたグラウト材は、鋼管杭の下方で固化して該鋼管杭の軸力を分散された状態で地盤に伝達するとともに、鋼管杭の周囲で固化して該鋼管杭と周辺地盤との間で水平力や鋼管杭の周面に沿った摩擦力を伝達する役目を果たし、かくして鋼管杭の支持力が十分に確保される。 In this way, the filled grout material is solidified below the steel pipe pile to transmit the axial force of the steel pipe pile to the ground in a dispersed state, and is solidified around the steel pipe pile to form the steel pipe pile. It plays the role of transmitting the horizontal force and the frictional force along the peripheral surface of the steel pipe pile with the surrounding ground, and thus the supporting force of the steel pipe pile is sufficiently secured.
ここで、鋼管杭の下端近傍に位置する固化体を鋼管杭の外径よりも大きくなるように造成すれば、鋼管杭の軸力がさらに荷重分散された形で地盤に伝達するため、鋼管杭の先端支持力を高めることができる。 Here, if the solidified body located near the lower end of the steel pipe pile is made larger than the outer diameter of the steel pipe pile, the axial force of the steel pipe pile is transmitted to the ground in a further load-distributed form. The tip supporting force can be increased.
しかしながら、掘削孔を拡径する際、掘削された土砂が掘削孔の底面に残留し、該掘削土砂がグラウト材に混じった状態で該グラウト材が固化するため、造成された固化体に十分な強度を期待することができず、結果として鋼管杭の先端支持力が不足するという問題を生じていた。 However, when the diameter of the drilling hole is increased, the excavated earth and sand remains on the bottom surface of the drilling hole, and the grout material is solidified in a state where the excavated earth and sand is mixed with the grout material. The strength could not be expected, and as a result, there was a problem that the tip bearing capacity of the steel pipe pile was insufficient.
かかる問題は、拡径によって生じた掘削土砂を掘削孔から排出することで解決できるものの、排土作業には手間と時間を要するため、経済性に優れた代替工法が望まれていた。 Such a problem can be solved by discharging the excavated sediment generated by the expansion of the diameter from the excavation hole. However, since the excavation work requires time and effort, an alternative construction method excellent in economy has been desired.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、拡径によって生じた掘削土砂が固化体に混入することで該固化体の強度が低下するのを防止可能な固化体の造成方法及びそれを用いた鋼管杭の埋込み方法並びに鋼管杭の埋込み構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and a method for producing a solidified body capable of preventing the strength of the solidified body from being reduced due to mixing of excavated earth and sand generated by diameter expansion into the solidified body, and It aims at providing the embedding method of a steel pipe pile using it, and the embedding structure of a steel pipe pile.
上記目的を達成するため、本発明に係る固化体の造成方法は請求項1に記載したように、掘削孔を鉛直下方又は斜め下方に向けて地盤内に形成し、
前記掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削して拡径領域を形成し、
前記拡径領域を形成しつつ又は形成してから、該拡径領域の形成によって生じた切削土砂を前記掘削孔の底面に堆積させて堆積層とし、
該堆積層に第1の固化材を充填して固化させることで第1の固化体を造成し、
前記堆積層の天端から前記拡径領域の上縁までの空間に第2の固化材を投入して固化させることにより前記第1の固化体に積層される形で第2の固化体を造成するものである。
In order to achieve the above object, the solidified body forming method according to the present invention, as described in
Of the hole wall of the excavation hole, the hole wall near the bottom is cut to form an expanded region,
After forming or forming the enlarged diameter region, the cutting soil generated by the formation of the enlarged diameter region is deposited on the bottom surface of the excavation hole to form a deposition layer,
A first solidified body is formed by filling the deposited layer with a first solidifying material and solidifying the first solidified material,
A second solidified body is formed in a form laminated on the first solidified body by putting a second solidified material into the space from the top edge of the deposited layer to the upper edge of the enlarged diameter region and solidifying. To do.
また、本発明に係る固化体の造成方法は、前記第2の固化材を繊維が添加されたモルタル又はコンクリートとしたものである。 In the solidified material forming method according to the present invention, the second solidified material is mortar or concrete to which fibers are added.
また、本発明に係る固化体の造成方法は、前記掘削孔の底面直上に非拡径領域が残置されるように前記拡径領域を形成するとともに、該非拡径領域に前記切削土砂を落とし込むことで前記堆積層を形成するものである。 Further, in the solidified body forming method according to the present invention, the expanded diameter region is formed so that the non-expanded region is left immediately above the bottom surface of the excavation hole, and the cutting soil is dropped into the non-expanded region. To form the deposited layer.
また、本発明に係る鋼管杭の埋込み方法は請求項4に記載したように、地盤内に掘削孔を形成するとともに該掘削孔の底面近傍に固化体を造成し、該固化体に下端が当接し又は貫入されるように前記掘削孔内に鋼管杭を建て込む鋼管杭の埋込み方法において、
前記固化体を第1の固化体と該第1の固化体に積層される第2の固化体とで構成するとともに、該第1の固化体及び第2の固化体を請求項1乃至請求項3のいずれか一記載の固化体の造成方法にしたがって造成するものである。
Further, according to the method of embedding a steel pipe pile according to the present invention, a drilling hole is formed in the ground and a solidified body is formed in the vicinity of the bottom surface of the drilling hole. In the method of embedding a steel pipe pile, the steel pipe pile is built in the excavation hole so as to be in contact or penetrated.
The solidified body is constituted by a first solidified body and a second solidified body stacked on the first solidified body, and the first solidified body and the second solidified body are claimed in
また、本発明に係る鋼管杭の埋込み方法は、ケーシングによる孔壁保護を図りながら前記掘削孔を形成し、
該掘削孔を形成した後であって前記拡径領域の形成前に該拡径領域が形成される区間の上縁近傍まで前記ケーシングを上昇させ、
前記第1の固化体及び前記第2の固化体の造成後、前記鋼管杭の前記掘削孔への建込み、前記ケーシングの引抜き撤去及び前記鋼管杭の周面と前記掘削孔の孔壁との間へのグラウト材の充填を行うものである。
Further, the method for embedding a steel pipe pile according to the present invention forms the excavation hole while protecting the hole wall by the casing,
After forming the excavation hole and before the formation of the enlarged diameter region, the casing is raised to the vicinity of the upper edge of the section where the enlarged diameter region is formed,
After the formation of the first solidified body and the second solidified body, the steel pipe pile is installed in the excavation hole, the casing is pulled out, and the peripheral surface of the steel pipe pile and the hole wall of the excavation hole The grout material is filled in between.
また、本発明に係る鋼管杭の埋込み構造は請求項6に記載したように、地盤内に形成された掘削孔の底面近傍に造成された固化体と該固化体に下端が当接し又は貫入されるように前記掘削孔内に建て込まれた鋼管杭とからなる鋼管杭の埋込み構造において、
前記固化体を、前記掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削することで該底面に堆積した切削土砂に第1の固化材を充填し固化させてなる第1の固化体と、該第1の固化体の上に積層されるように前記孔壁の切削によって形成された拡径領域に第2の固化材を投入し固化させてなる第2の固化体とで構成したものである。
In addition, the steel pipe pile embedding structure according to the present invention has a solidified body formed in the vicinity of the bottom surface of the excavation hole formed in the ground and a lower end abutting or penetrating the solidified body as described in
A first solidified body obtained by cutting the hole wall near the bottom surface of the excavation hole and filling the solidified material with the first solidified material in the cut soil deposited on the bottom surface; And a second solidified body in which a second solidified material is put into a diameter-enlarged region formed by cutting the hole wall so as to be laminated on the first solidified body and solidified. It is.
[第1の発明]
第1の発明に係る固化体の造成方法においては、地盤に形成された掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削して拡径領域を形成するにあたり、該拡径領域の形成によって生じた切削土砂を排土せず、掘削孔の底面に堆積させて堆積層とする。
[First invention]
In the method for forming a solidified body according to the first aspect of the present invention, when forming a diameter-enlarged region by cutting a hole wall in the vicinity of the bottom surface of the hole wall of the excavation hole formed in the ground, formation of the diameter-enlarged region The cutting soil generated by the above is not drained, but is deposited on the bottom of the excavation hole to form a deposited layer.
次に、堆積層に第1の固化材を充填して固化させることにより、周辺地盤と同等の強度を有する第1の固化体を掘削孔の最深部に造成する。 Next, the first solidified body having the same strength as the surrounding ground is formed in the deepest part of the excavation hole by filling the deposited layer with the first solidifying material and solidifying.
一方、拡径領域の形成によって生じた切削土砂は、上述したように掘削孔の底面に堆積されて堆積層となり、該堆積層の天端と拡径領域の上縁との間には、切削土砂が存在しない非堆積空間が形成されるので、この非堆積空間に第2の固化材を投入して固化させることにより、第1の固化体に積層される形で第2の固化体を造成する。 On the other hand, the cutting earth and sand generated by the formation of the enlarged diameter region is deposited on the bottom surface of the excavation hole as described above to form a deposition layer, and the cutting layer is cut between the top edge of the deposition layer and the upper edge of the enlarged diameter region. Since a non-depositing space in which no earth and sand are present is formed, a second solidified body is formed in a form laminated on the first solidified body by putting the second solidifying material into the non-depositing space and solidifying it. To do.
このようにすると、第2の固化体は、拡径により荷重分散作用が高い状態で、かつ切削土砂を含まず第2の固化材のみからなるがゆえに強度その他の品質面で信頼性が高い状態で造成される。 In this case, the second solidified body is in a state in which the load dispersion action is high due to the diameter expansion, and since the second solidified body is composed of only the second solidified material without including the cutting earth and sand, the state is highly reliable in terms of strength and other quality. It is built with.
そのため、直下に位置する第1の固化体が周辺地盤と同等の強度を有することと相俟って、第2の固化体の上面に作用する鉛直荷重の許容値を大幅に引き上げることが可能となる。 Therefore, coupled with the fact that the first solidified body located immediately below has the same strength as the surrounding ground, it is possible to greatly increase the allowable value of the vertical load acting on the upper surface of the second solidified body. Become.
拡径領域は例えば、開閉自在に構成された鋏状の掘削刃からなる拡翼ビットをロッドの先端に取り付けた上、該ロッドを掘削刃の開き角度が適宜調整された状態で材軸回りに回転させることで形成が可能である。 The diameter-expanded region is, for example, attached to the tip of a rod with a blade-shaped excavating blade configured to be openable and closable, and the rod is moved around the material axis with the opening angle of the excavating blade adjusted appropriately. It can be formed by rotating.
拡翼ビットは例えば、鋼管杭を地盤内に埋め込むにあたり、その下端近傍に根固め球根を拡径された形で造成する際に用いられるものを転用することができるが、従来の拡翼ビットが、切削された土砂と固化材とを攪拌混合し、それによって根固め球根をソイルセメントとして造成するためのものであるのに対し、本発明に用いる拡翼ビットは、空洞の掘削孔内で使用されるため、土砂が邪魔になって掘削刃を開閉できないといったおそれがなく、比較的簡易な構造で足りる。 For example, when embedding a steel pipe pile in the ground, the wing expansion bit can be diverted to the one used when creating a rooted bulb with a diameter expanded near its lower end. The wing bit used in the present invention is used in a hollow excavation hole, whereas the cut earth and sand and the solidified material are agitated and mixed, thereby forming a rooted bulb as a soil cement. Therefore, there is no risk that the excavation blade cannot be opened and closed due to earth and sand, and a relatively simple structure is sufficient.
第1の固化材は、切削土砂が堆積してなる堆積層に充填可能な材料であればどのようなものでよく、例えばセメントミルクやモルタルで構成することが可能である。また、第1の固化材を充填する方法としては、浸透でもよいし攪拌混合でもかまわない。ちなみに、第1の固化材をセメントミルクとした場合、第1の固化体はいわゆるソイルセメントとなる。 The first solidifying material may be any material as long as it is a material that can be filled in a deposited layer formed by depositing cutting earth and sand, and can be composed of, for example, cement milk or mortar. Moreover, as a method of filling the first solidifying material, permeation or stirring and mixing may be used. Incidentally, when the first solidifying material is cement milk, the first solidified body is a so-called soil cement.
一方、第2の固化材は、空洞である非堆積空間に投入されるものであるため、モルタルやコンクリートを用いることが可能である。 On the other hand, since the 2nd solidification material is thrown into the non-deposition space which is a cavity, it is possible to use mortar and concrete.
ここで、上述の第2の固化材を繊維が添加されたモルタル又はコンクリートとした構成を採用することが可能であり、かかる場合においては、第2の固化体は、繊維補強モルタル又は繊維補強コンクリートで構成されることとなり、さらなる強度向上が期待できる。 Here, it is possible to adopt a configuration in which the above-mentioned second solidified material is mortar or concrete to which fibers are added. In such a case, the second solidified body is fiber-reinforced mortar or fiber-reinforced concrete. Therefore, further improvement in strength can be expected.
拡径領域は、掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削して形成されるが、必ずしも底面直上を拡径領域とする必要はなく、掘削孔の底面直上に非拡径領域が残置されるように拡径領域を形成するとともに、該非拡径領域に切削土砂を落とし込むことで堆積層を形成するようにしてもよい。 The diameter expansion region is formed by cutting the hole wall in the vicinity of the bottom surface of the hole wall of the excavation hole, but it is not always necessary to set the diameter expansion region directly above the bottom surface, and the non-expansion region is directly above the bottom surface of the excavation hole. It is also possible to form the deposited layer by forming the enlarged-diameter region so as to remain, and dropping the cut earth and sand into the non-expanded region.
かかる場合には、切削された空間の一部が最終的には堆積層で占められるために切削作業が無駄になる懸念がなくなり、切削された空間を全て拡径領域として利用することが可能となる。 In such a case, since a part of the cut space is finally occupied by the deposited layer, there is no concern that the cutting work will be wasted, and it is possible to use all the cut space as an enlarged diameter region. Become.
非拡径領域への切削土砂の落とし込みはほとんどが自然落下によって行われるが、非拡径領域につながる拡径領域の環状底部が段落とし状態となって該環状底部に切削土砂が残留する懸念があるのであれば、掘削刃の開き角度が適宜調整された状態で拡翼ビットを回転させることにより、上述の環状底部から切削土砂を払うようにして非拡径領域に落とし込めばよい。 Most of the dropping of the cut soil into the non-expanded region is performed by natural fall, but there is a concern that the annular bottom of the expanded region connected to the non-expanded region becomes a paragraph and the cut soil remains on the annular bottom. If there is, the blade spread bit is rotated in a state where the opening angle of the excavation blade is appropriately adjusted, so that the cut sediment is removed from the annular bottom portion and dropped into the non-expanded region.
掘削孔の底面直上に非拡径領域が残置されるように拡径領域を形成する場合においては、第1の固化体は非拡径領域に形成されるため、拡径領域に形成される第2の固化体よりも外径が小さくなる。そのため、例えば掘削孔が形成される際にその周囲が攪乱され、非拡径領域の周囲に拡がる円筒状領域で地盤強度が不足する事態が考えられる。 In the case of forming the enlarged diameter region so that the non-expanded region is left immediately above the bottom surface of the excavation hole, the first solidified body is formed in the non-expanded region, so the first formed in the expanded diameter region. The outer diameter is smaller than the solidified body of No. 2. For this reason, for example, when the excavation hole is formed, the periphery thereof is disturbed, and the ground strength may be insufficient in a cylindrical region extending around the non-expanded region.
このような事態に対しては、第1の固化材を十分な圧力で堆積層に加圧注入することにより、該固化材の浸透範囲を非拡径領域の外側に拡張し、もって上述の円筒状領域を補強する対策が考えられるが、これに代えて、第1の固化材を充填した後であって該固化材が固化する前に、堆積層の天端近傍に先端が対向するように又は該堆積層の天端下方に先端が位置決めされるように載荷用ロッドを配置し、該載荷用ロッドをその材軸方向に沿って堆積層の中心近傍方向に前進させることにより、該載荷用ロッドの先端に配置された載荷手段で堆積層を加圧する方法を採用することができる。 For such a situation, the first solidified material is pressurized and injected into the deposition layer at a sufficient pressure to expand the permeation range of the solidified material to the outside of the non-expanded region, and thus the cylinder described above. A measure to reinforce the region is conceivable, but instead, after the first solidifying material is filled and before the solidifying material is solidified, the front end faces the vicinity of the top end of the deposited layer. Alternatively, the loading rod is disposed so that the tip is positioned below the top end of the deposited layer, and the loading rod is advanced along the material axis direction in the vicinity of the center of the deposited layer. A method of pressurizing the deposited layer with a loading means arranged at the tip of the rod can be employed.
かかる構成においても、加圧注入による方法と同様、堆積層に充填された第1の固化材が非拡径領域を越えてその周囲の地盤まで浸透拡散するため、上述した円筒状領域を補強することができるとともに、第1の固化材を加圧注入する設備を導入せずとも、簡易な設備での対応が可能となる。 Even in such a configuration, the above-described cylindrical region is reinforced because the first solidified material filled in the deposited layer penetrates and diffuses to the surrounding ground beyond the non-expanded region, similarly to the method by pressure injection. In addition, it is possible to cope with simple equipment without introducing equipment for injecting the first solidified material under pressure.
堆積層と載荷用ロッドとの相対位置関係については、必ずしも載荷用ロッドの先端が堆積層の天端下方に位置決めされる必要はなく、載荷用ロッドの前進操作によって堆積層が加圧される限り、載荷用ロッドの先端が堆積層の天端から離間していてもかまわない。 Regarding the relative positional relationship between the deposited layer and the loading rod, the tip of the loading rod does not necessarily need to be positioned below the top of the deposited layer, as long as the deposited layer is pressurized by the forward operation of the loaded rod. The tip of the loading rod may be separated from the top end of the deposited layer.
[第2の発明]
上述した第1の発明に係る固化体の造成方法は、拡径された固化体を高い品質で地盤内に造成したい場合に全て適用することが可能であり、例えば上部構造物の基礎形式として独立基礎が望ましいのだけれども地盤強度が不足するためにその採用が難しい場合、該独立基礎の直下への固化体造成に適用することが可能であるが、地盤内に掘削孔を形成するとともに該掘削孔の底面近傍に固化体を造成し、該固化体に下端が当接し又は貫入されるように掘削孔内に鋼管杭を建て込むにあたり、該固化体を第1の固化体と該第1の固化体に積層される第2の固化体とで構成するとともに、該第1の固化体及び第2の固化体を上述した造成方法にしたがって造成するようにすれば(第2の発明)、鋼管杭よりも外径が大きな固化体が品質信頼性の高い状態で第2の固化体として造成されるとともに、その直下の第1の固化体が周辺地盤と同等の強度で造成されるため、鋼管杭の軸力が、荷重分散された形で確実に地盤に伝達されることとなり、かくして鋼管杭の先端支持力が大幅に向上する。
[Second invention]
The above-described solidified body forming method according to the first invention can be applied to all cases where the expanded solidified body is to be formed in the ground with high quality. For example, the solidified body can be independently used as a basic form of the upper structure. If a foundation is desirable but its adoption is difficult due to insufficient ground strength, it can be applied to the formation of a solidified body directly under the independent foundation. In constructing a solidified body in the vicinity of the bottom surface of the hole and constructing the steel pipe pile in the excavation hole so that the lower end abuts or penetrates the solidified body, the solidified body is divided into the first solidified body and the first solidified body. If it comprises the second solidified body laminated on the solidified body, and the first solidified body and the second solidified body are formed according to the above-described forming method (second invention), the steel pipe A solidified body with an outer diameter larger than that of the pile is highly reliable. As the second solidified body is created in the state, and the first solidified body just below it is constructed with the same strength as the surrounding ground, it is ensured that the axial force of the steel pipe pile is in a load-distributed form. Thus, the tip supporting force of the steel pipe pile is greatly improved.
掘削孔の形成方法は任意であるが、ケーシングによる孔壁保護を図りながら掘削孔を形成する場合には、掘削孔を形成した後であって拡径領域の形成前に該拡径領域が形成される区間の上縁までケーシングを上昇させ、第1の固化体及び第2の固化体の造成後、鋼管杭の掘削孔への建込み、ケーシングの引抜き撤去及び鋼管杭の周面と掘削孔の孔壁との間へのグラウト材の充填を行うようにすればよい。 The formation method of the drilling hole is arbitrary, but when the drilling hole is formed while protecting the hole wall by the casing, the enlarged diameter region is formed after the drilling hole is formed and before the enlarged diameter region is formed. After raising the casing to the upper edge of the section to be constructed, and forming the first solidified body and the second solidified body, building the steel pipe pile into the excavation hole, pulling out the casing, and the peripheral surface of the steel pipe pile and the excavation hole What is necessary is just to make it fill with the grout material between these hole walls.
鋼管杭の掘削孔への建込み、ケーシングの引抜き撤去及び鋼管杭の周面と掘削孔の孔壁との間へのグラウト材の充填をそれぞれ実施する順序は任意であり、鋼管杭を掘削孔に建て込んだ後、ケーシングを引き抜きながら鋼管杭の周囲にグラウト材を充填する手順をはじめ、グラウト材を掘削孔に充填してから鋼管杭を建て込み、その後、ケーシングを引抜き撤去する手順を採用することが可能である。 The order in which the steel pipe pile is installed in the excavation hole, the casing is pulled out and the grout material is filled between the peripheral surface of the steel pipe pile and the hole wall of the excavation hole is arbitrary, and the steel pipe pile is removed from the excavation hole. After installing the steel pipe pile, the steel pipe pile is built after the grout material is filled in the excavation hole, and then the casing is pulled out and removed. Is possible.
[第3の発明]
第3の発明に係る鋼管杭の埋込み構造は、地盤内に形成された掘削孔の底面近傍に造成された固化体と該固化体に下端が当接し又は貫入されるように上述の掘削孔内に建て込まれた鋼管杭とで構成されるが、かかる固化体は、掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削することで該底面に堆積した切削土砂に第1の固化材を充填し固化させてなる第1の固化体と、該第1の固化体の上に積層されるように前記孔壁の切削によって形成された拡径領域に第2の固化材を投入し固化させてなる第2の固化体とで構成してある。
[Third invention]
The embedded structure of the steel pipe pile according to the third invention is a solidified body formed in the vicinity of the bottom surface of the excavation hole formed in the ground, and the above-mentioned excavation hole so that the lower end abuts or penetrates the solidified body. The solidified body is formed by cutting the hole wall in the vicinity of the bottom surface among the hole walls of the excavation hole to form the first solidified material on the cutting soil deposited on the bottom surface. A first solidified body that is filled and solidified, and a second solidified material is injected into the diameter-enlarged region formed by cutting the hole wall so as to be laminated on the first solidified body. And a second solidified body.
このようにすると、鋼管杭よりも外径が大きな固化体が品質信頼性の高い状態で第2の固化体として造成されるとともに、その直下の第1の固化体が周辺地盤と同等の強度で造成されるため、鋼管杭の軸力が、荷重分散された形で確実に地盤に伝達されることとなり、かくして鋼管杭の先端支持力が大幅に向上する。 In this way, a solidified body having an outer diameter larger than that of the steel pipe pile is formed as a second solidified body in a state of high quality reliability, and the first solidified body immediately below the solidified body has the same strength as the surrounding ground. Therefore, the axial force of the steel pipe pile is reliably transmitted to the ground in a load-distributed form, and thus the tip support force of the steel pipe pile is greatly improved.
第1の固化材は第1の発明と同様、切削土砂に充填可能な材料であればどのようなものでよく、例えばセメントミルクやモルタルで構成することができるし、第2の固化材はやはり第1の発明と同様、空洞である拡径領域に投入されるものであるため、モルタルやコンクリートを用いることが可能である。ちなみに、第1の固化材をセメントミルクとした場合、第1の固化体はいわゆるソイルセメントとなる。 As with the first invention, the first solidifying material may be any material that can be filled into the cutting earth and sand, for example, it can be composed of cement milk or mortar. Similar to the first invention, mortar or concrete can be used because it is put into the expanded diameter region which is a cavity. Incidentally, when the first solidifying material is cement milk, the first solidified body is a so-called soil cement.
ここで、上述の第2の固化材を繊維が添加されたモルタル又はコンクリートとした構成を採用することが可能であり、かかる場合においては、第2の固化体は、繊維補強モルタル又は繊維補強コンクリートで構成されることとなり、さらなる強度向上が期待できる。 Here, it is possible to adopt a configuration in which the above-mentioned second solidified material is mortar or concrete to which fibers are added. In such a case, the second solidified body is fiber-reinforced mortar or fiber-reinforced concrete. Therefore, further improvement in strength can be expected.
以下、本発明に係る固化体の造成方法及びそれを用いた鋼管杭の埋込み方法並びに鋼管杭の埋込み構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a solidified body forming method, a steel pipe pile embedding method using the same, and a steel pipe pile embedding structure according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that components that are substantially the same as those of the prior art are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図1は、本実施形態に係る固化体の造成方法及びそれを用いた鋼管杭の埋込み方法を示したフローチャートである。同図に示すように、本実施形態に係る鋼管杭の埋込み方法を用いて鋼管杭を地盤に埋め込むには、まず図2(a)に示すように、ケーシング1を用いて孔壁を保護しつつ、該ケーシング内に建て込まれたボーリングロッド2で地盤3に掘削孔4を形成する(ステップ101)。
FIG. 1 is a flowchart showing a method for forming a solidified body and a method for embedding a steel pipe pile using the same according to the present embodiment. As shown in the figure, in order to embed a steel pipe pile in the ground using the steel pipe pile embedding method according to this embodiment, first, as shown in FIG. Meanwhile, the
次に図2(b)に示すように、拡径領域32の形成に先立ち、該拡径領域の形成区間の上縁近傍までケーシング1を上昇させるとともに、ボーリングロッド2を引き上げて撤去する(ステップ102)。
Next, as shown in FIG. 2 (b), prior to the formation of the enlarged-
次に図3(a)に示すように、ケーシング1内に拡径用切削ロッド6を建て込む(ステップ103)。
Next, as shown in FIG. 3A, the cutting
拡径用切削ロッド6は、材軸方向に沿って進退自在にかつ該材軸回りに回転自在に保持された中空ロッド7と該中空ロッドの先端に取り付けられた拡翼ビット8とからなり、拡翼ビット8は、開閉自在な鋏状の掘削刃で構成してある。
The diameter
拡径用切削ロッド6をケーシング1内に建て込むにあたっては、拡翼ビット8がケーシング1の内面と干渉しないよう、該拡翼ビットを予め折りたたんでおき、かかる状態で拡径用切削ロッド6をケーシング1内で降下させた後、ケーシング1の下端から突出した位置で展開すればよい。
In order to install the expanding
次に、掘削孔4の底面直上に拡がる領域については拡径せずに非拡径領域31として残置し、その上方の孔壁を拡翼ビット8で切削して拡径領域32を形成するとともに、切削によって生じた土砂33は排土せず、これを非拡径領域31に落とし込んで堆積層34とする(ステップ104)。
Next, the region extending just above the bottom surface of the
拡径領域32を形成するにあたっては、拡翼ビット8を構成する鋏状の掘削刃の開き角度を適宜調整した上、中空ロッド7をその材軸回りに回転させればよい。
In forming the
次に図4に示すように、堆積層34に第1の固化材としてのセメントミルクを充填し、該セメントミルクを固化させることにより、周辺地盤と同等の強度を有する第1の固化体41を掘削孔4の最深部に造成する(ステップ105)。
Next, as shown in FIG. 4, the first solidified
セメントミルクを堆積層34に充填するには、中空ロッド7に連通接続された圧送ポンプ(図示せず)を作動させることで該中空ロッド内にセメントミルクを供給し、これを拡翼ビット8に設けられた吐出口42から吐出するようにすればよい。
In order to fill the
一方、拡径領域32の形成によって生じた切削土砂33は、上述したように掘削孔4の底面に堆積されて堆積層34となり、該堆積層の天端と拡径領域32の上縁との間には、切削土砂33が存在しない非堆積空間が形成されるので、図5(a)に示すように第2の固化材としてのモルタル51を拡翼ビット8の吐出口42から吐出させた上、これを上述した非堆積空間に投入して固化させることにより、同図(b)に示すように第1の固化体41に積層される形で第2の固化体52を造成する(ステップ106)。
On the other hand, the cut earth and
なお、上述した非堆積空間は、堆積層34の天端が拡径領域32の下縁に一致する場合には、拡径領域32に一致する。
The non-deposition space described above coincides with the
次に図6(a)に示すように、ケーシング1内に鋼管杭61を建て込み(ステップ107)、次いで、ケーシング1を引き抜きつつ、鋼管杭61の周面と掘削孔4の孔壁との間にグラウト材62を充填することにより(ステップ108)、地盤3への鋼管杭61の埋込みを完了する。
Next, as shown in FIG. 6 (a), the
図6(b)は、以上の手順で構築された鋼管杭61の埋込み構造を示したものであり、該鋼管杭61の埋込み構造は、地盤3内に形成された掘削孔4の底面近傍に造成された第1の固化体41及びその上に積層される第2の固化体52と、該第2の固化体に下端が当接されるように掘削孔4内に建て込まれた鋼管杭61とで構成してあるとともに、第1の固化体41は、掘削孔4の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削することで該底面に堆積した切削土砂に第1の固化材としてのセメントミルクを充填固化させて構成してあり、第2の固化体52は、該第1の固化体の上に積層されるように孔壁の切削によって形成された拡径領域32に第2の固化材としてのモルタルを投入固化させて構成してある。
FIG. 6 (b) shows an embedded structure of the
以上説明したように、本実施形態に係る固化体の造成方法によれば、第1の固化体41に積層される形で第2の固化体52が造成されるが、該第2の固化体は、拡径により荷重分散作用が高い状態で、かつ切削土砂33を含まずモルタル51のみからなるがゆえに強度その他の品質面で信頼性が高い状態で造成される。
As described above, according to the method for forming a solidified body according to the present embodiment, the second solidified
そのため、直下に位置する第1の固化体41が周辺地盤と同等の強度を有することと相俟って、第2の固化体52の上面に作用する鉛直荷重の許容値を大幅に引き上げることが可能となる。
Therefore, coupled with the fact that the first solidified
また、本実施形態に係る鋼管杭の埋込み方法及び鋼管杭の埋込み構造によれば、鋼管杭61よりも外径が大きな固化体が品質信頼性の高い状態で第2の固化体52として造成されるとともに、その直下の第1の固化体41が周辺地盤と同等の強度で造成されるため、鋼管杭61の軸力が、荷重分散された形で確実に地盤3に伝達されることとなり、かくして鋼管杭61の先端支持力が大幅に向上する。
Moreover, according to the embedding method of a steel pipe pile and the embedding structure of a steel pipe pile according to the present embodiment, a solidified body having an outer diameter larger than that of the
本実施形態では、ボーリングロッド2で掘削孔4を形成し、拡径用切削ロッド6で拡径領域32を形成するようにしたが、これらを兼用する場合、例えば拡径用切削ロッド6で掘削孔4を形成できるように構成する場合には、ボーリングロッド2を拡径用切削ロッド6に交換する作業が不要になる。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、非拡径領域31に落とし込んだ切削土砂33からなる堆積層34にセメントミルクを充填し、これを単に固化させて第1の固化体41を造成するようにしたが、セメントミルクが固化する前に、図7(a)に示すように拡径用切削ロッド6に代えて、ボーリングロッド73をケーシング1内に建て込み、該ボーリングロッドの先端開口に取り付けられたノンコア切削ビット71の吐出孔からセメントミルクを吐出させることで該セメントミルクを非拡径領域31の堆積層34に充填し、次いで、載荷用ロッドとしてのボーリングロッド73をその先端が堆積層34の天端下方に位置決めされるように配置した後、該ボーリングロッドをその材軸方向に沿って堆積層34の中心近傍方向に前進させることにより、載荷手段としてのノンコア切削ビット71で堆積層34を加圧するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, cement milk is filled in the deposited
かかる構成においては、ノンコア切削ビット71による加圧作用により、堆積層34に充填されたセメントミルクが非拡径領域31を越えてその周囲の拡張領域72まで浸透拡散する。
In such a configuration, the cement milk filled in the
そのため、例えば掘削孔4が形成される際にその孔壁近傍が攪乱されることが原因で、非拡径領域31の外側に拡がる円筒状領域、すなわち非拡径領域31と拡張領域72の間に拡がる円筒状領域で地盤強度が不足することが懸念される場合であっても、セメントミルクが非拡径領域31を越えてその周囲の拡張領域72まで浸透拡散することにより、上述した円筒状領域を補強することができる。
Therefore, for example, when the
なお、セメントミルクの堆積層34への充填及びノンコア切削ビット71による加圧の後は、上述した実施形態と同様、図7(b)に示すように拡径領域32にモルタル51を適宜投入し、次いで、モルタル51を固化させることで第2の固化体52を造成すればよい。
After filling the cement
また、本実施形態では特に言及しなかったが、モルタル51に代えて、繊維が添加されてなるモルタルを第2の固化材として拡径領域32に投入するようにすれば、第2の固化体は、繊維補強モルタルで構成されることとなり、鋼管杭61の先端支持力をさらに高めることが可能となる。
Although not specifically mentioned in the present embodiment, the second solidified body can be obtained by replacing the
また、本実施形態では、掘削孔4の底面直上に拡がる領域については拡径せずに非拡径領域31として残置し、その上方の孔壁を切削して拡径領域32を形成するようにしたが、これに代えて図8(a)に示すように、非拡径領域を残置せず、掘削孔4の底面直上に拡がる領域を拡径領域81としてもかまわない。
Further, in this embodiment, the region extending just above the bottom surface of the
この場合、切削された空間の一部は、最終的には切削土砂が堆積して堆積層となるため、切削された空間を全て拡径領域として利用することができなくなり、切削作業が無駄になる懸念があるが、拡径領域81の形成によって生じた切削土砂を掘削孔4の底面に堆積させ、該堆積層にセメントミルクを充填して固化させることにより、第1の固化体82を造成するとともに、残りの拡径領域81にモルタルを投入して固化させることにより、第2の固化体83を造成することができる点については、上述した実施形態と何ら変わりはない。
In this case, since a part of the cut space eventually accumulates the cutting earth and sand and becomes a deposited layer, it becomes impossible to use all the cut space as a diameter expansion region, and the cutting work is wasted. However, the first solidified
なお、他の構成やその作用効果については上述した実施形態と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略するが、掘削孔4の底面直上に拡がる領域を拡径領域81とする場合においては、例えば拡翼ビット8で拡径領域81を形成しつつ、該拡翼ビットに設けられた吐出口42からセメントミルクを吐出することにより、切削土砂を掘削孔の底面に堆積させて堆積層とするプロセスと該堆積層に第1の固化材を充填するプロセスとを同時に行う、いわゆる攪拌混合方式を採用することができるとともに、その場合には、セメントミルクに代えて、モルタルやコンクリートを、あるいはそれらに繊維が添加された状態で用いることも可能である。
Since the other configurations and the operational effects thereof are the same as those of the above-described embodiment, the detailed description thereof is omitted here. However, in the case where the area extending just above the bottom surface of the
また、本実施形態では、鋼管杭61を建て込む際、モルタル51の固化、すなわち第2の固化体52の造成完了を待つようにしたが、鋼管杭61をその下端が第2の固化体52に貫入されるように地盤3に埋め込むのであれば、モルタル51が固化する前に鋼管杭61を建て込み、その下端がモルタル51に貫入された状態を保持したまま、これを固化させるようにすればよい。
Moreover, in this embodiment, when the
1 ケーシング
3 地盤
4 掘削孔
5 拡径領域
31 非拡径領域
32,81 拡径領域
33 切削土砂
34 堆積層
41,82 第1の固化体
51 モルタル(第2の固化材)
52,83 第2の固化体
61 鋼管杭
62 グラウト材
71 ノンコア切削ビット(載荷手段)
73 ボーリングロッド(載荷用ロッド)
DESCRIPTION OF
52, 83 Second solidified
73 Boring rod (loading rod)
Claims (6)
前記掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削して拡径領域を形成し、
前記拡径領域を形成しつつ又は形成してから、該拡径領域の形成によって生じた切削土砂を前記掘削孔の底面に堆積させて堆積層とし、
該堆積層に第1の固化材を充填して固化させることで第1の固化体を造成し、
前記堆積層の天端から前記拡径領域の上縁までの空間に第2の固化材を投入して固化させることにより前記第1の固化体に積層される形で第2の固化体を造成することを特徴とする固化体の造成方法。 Forming a borehole in the ground vertically downward or diagonally downward,
Of the hole wall of the excavation hole, the hole wall near the bottom is cut to form an expanded region,
After forming or forming the enlarged diameter region, the cutting soil generated by the formation of the enlarged diameter region is deposited on the bottom surface of the excavation hole to form a deposition layer,
A first solidified body is formed by filling the deposited layer with a first solidifying material and solidifying the first solidified material,
A second solidified body is formed in a form laminated on the first solidified body by putting a second solidified material into the space from the top edge of the deposited layer to the upper edge of the enlarged diameter region and solidifying. A method for producing a solidified body characterized in that:
前記固化体を第1の固化体と該第1の固化体に積層される第2の固化体とで構成するとともに、該第1の固化体及び第2の固化体を請求項1乃至請求項3のいずれか一記載の固化体の造成方法にしたがって造成することを特徴とする鋼管杭の埋込み方法。 An embedding of a steel pipe pile that forms a drilling hole in the ground, forms a solidified body near the bottom of the drilling hole, and builds a steel pipe pile in the drilling hole so that the lower end abuts or penetrates into the solidified body In the method
The solidified body is constituted by a first solidified body and a second solidified body stacked on the first solidified body, and the first solidified body and the second solidified body are claimed in claims 1 to 2. A method for embedding a steel pipe pile, wherein the solidified body is formed according to the method for forming a solidified body according to any one of 3 above.
該掘削孔を形成した後であって前記拡径領域の形成前に該拡径領域が形成される区間の上縁近傍まで前記ケーシングを上昇させ、
前記第1の固化体及び前記第2の固化体の造成後、前記鋼管杭の前記掘削孔への建込み、前記ケーシングの引抜き撤去及び前記鋼管杭の周面と前記掘削孔の孔壁との間へのグラウト材の充填を行う請求項4記載の鋼管杭の埋込み方法。 Forming the excavation hole while protecting the hole wall by the casing,
After forming the excavation hole and before the formation of the enlarged diameter region, the casing is raised to the vicinity of the upper edge of the section where the enlarged diameter region is formed,
After the formation of the first solidified body and the second solidified body, the steel pipe pile is installed in the excavation hole, the casing is pulled out, and the peripheral surface of the steel pipe pile and the hole wall of the excavation hole The steel pipe pile embedding method according to claim 4, wherein the grout material is filled in between.
前記固化体を、前記掘削孔の孔壁のうち、底面近傍の孔壁を切削することで該底面に堆積した切削土砂に第1の固化材を充填し固化させてなる第1の固化体と、該第1の固化体の上に積層されるように前記孔壁の切削によって形成された拡径領域に第2の固化材を投入し固化させてなる第2の固化体とで構成したことを特徴とする鋼管杭の埋込み構造。 Embedding a steel pipe pile comprising a solidified body formed near the bottom of a drilling hole formed in the ground and a steel pipe pile built in the drilling hole so that the lower end abuts or penetrates the solidified body. In structure
A first solidified body obtained by cutting the hole wall near the bottom surface of the excavation hole and filling the solidified material with the first solidified material in the cut soil deposited on the bottom surface; And a second solidified body in which the second solidified material is put into a diameter-enlarged region formed by cutting the hole wall so as to be laminated on the first solidified body and solidified. Embedded structure of steel pipe pile characterized by
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