JP6322543B2 - 補強材及びその造成方法 - Google Patents
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- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
以下、本発明の第1実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。
図1(a)及び図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)に示された第1実施形態の補強材は、
(A)長手方向に沿って間隔をおいて複数の放出孔47が設けられ、各放出孔47を塞ぐようにゴムスリーブ41を取り付けられた注入管40と、
(B)地盤100に削孔した孔111へ第1回目の注入(置換用注入)された置換用注入材が、注入管40の配置により、孔111と注入管40との隙間の空間と置換されて管状に造成され、さらにそれが固化された固化物により造成される置換管状定着体30と、
(C)注入管40内からの、第2回目の膨出用注入材が、注入管40の長手方向に沿って間隔をおいて複数設けられた各放出孔47から、地盤100中へ放出されて、さらにそれが地盤中の土砂と共に固化された固化物である地盤中の膨出部と注入管とが一体に結合されて造成される膨出部である二次膨出定着体31と、
(D)注入管40内に注入された注入材が固化された固化物により造成されるインナー定着体60と
(E)注入管40内に配置される芯材70と
を含み、
(F)膨出部である二次膨出定着体31が、長手方向に沿って注入材と地盤中の土砂との固化物からなる複数の膨出部である第1位置の二次膨出定着体31a、第2位置の二次膨出定着体31b、第3位置の二次膨出定着体31c
により造成される。
(1)地盤100にケーシング管10とロッド11で孔111を削孔する工程:図2(a)と、
(2)孔111に注入管20を配置して注入材を注入する工程:図2(b)と、
(3)注入材を注入した孔111に、注入材が固化する前に注入管40を配置し、注入管40の周囲に置換管状定着体30を造成する工程と、
(4)注入管40の各放出孔47を塞ぐように取り付けゴムスリーブ41と注入管40との隙間から注入材が放出されるように注入管40内に加圧して注入材を一回で加圧注入し、注入管40の全ての放出孔47から地盤100中へ注入材を放出する工程:図2(c)と、
(5)注入管40内に注入材を充填する工程図3(a)と、
(6)地盤100に露出した注入管40の余長部分に、定着材であるアンカープレート80とナット81を取り付ける工程と、
を含んでいる。
なお、(5)では、注入材が充填された注入管40内に、棒状の芯材70を配置してもよく、その場合、
(6)では、芯材70における地盤100に露出した余長部分に、定着材であるアンカープレート80とナット81を取り付ける:図3(c)。
以下、上記した第1実施形態に対して、さらに注入用パッカーを用いて、放出孔毎に個別に且つ任意の順番の放出を可能にした本発明の第2実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。
図1(a)、図2(a)〜(b)、図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)に示された第2実施形態の補強材は、
(A)注入管40と、
(B)地盤100に削孔した孔111へ第1回目の注入(置換用注入)された注入材が、注入管40の配置により管状に造成され、さらにそれが固化された固化物により造成される置換管状定着体30と、
(C)注入管40内に配置される、長手方向の複数の注入孔57と注入用パッカー51と52とを有する内側管50からの、第2回目の膨出用注入材が、注入管40の長手方向に沿って間隔をおいて複数設けられた放出孔47から、地盤100中へ放出されて、さらにそれが地盤中の土砂と共に固化された固化物により造成される膨出部である二次膨出定着体31と、
(D)注入管40内に注入された注入材が固化された固化物により造成されるインナー定着体60と、
(E)注入管40内に配置される芯材70と
を含み、
(F)膨出部である二次膨出定着体31が、長手方向に沿って注入材と地盤中の土砂との固化物からなる複数の膨出部である第1位置の二次膨出定着体31a、第2位置の二次膨出定着体31b、第3位置の二次膨出定着体31c
により造成される。
(1)地盤100にケーシング管10とロッド11で孔111を削孔する工程:図2(a)と、
(2)孔111に注入管20を配置して注入材を注入する工程:図2(b)と、
(3)注入材を注入した孔111に、注入管40を配置し、注入管40の周囲に置換管状定着体30を造成する工程と、
(4)注入管40に注入用パッカー50〜52を配置する工程と、
(5)注入用パッカー50〜52を通じて注入材を加圧注入し、注入管40の最奥の一の放出孔47から地盤100中へ注入材を放出する工程:図4(a)と、
(6)注入用パッカー50〜52を注入管40の長手方向に沿って移動させ、注入用パッカー50〜52を通じて注入材を加圧注入し、注入管40の他の放出孔47から地盤100中へ注入材を放出する工程:図4(b)〜(c)と、
(7)注入用パッカー50〜52を抜き出して、注入管40内に注入材を充填する工程:図3(a)と、
(8)注入材が充填された注入管40内に、棒状の芯材70を配置する工程:図3(b)と、
(9)芯材70における地盤100に露出した余長部分に、定着材であるアンカープレート80とナット81を取り付ける工程:図3(c)と、
を含んでいる。
以下、上記した第1実施形態に対して、さらにゴムスリーブを介して放出された注入材を受けて膨張するスリーブ状(袋状)のシート材43を用いて、注入材が膨出し過ぎる土壌においても制御された放出を可能にした本発明の第3実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。
図1(a)〜(b)、図3(a)〜(b)、図5(a)〜(d)に示された第3実施形態の補強材は、
(A)注入管40と、
(B)地盤100に削孔した孔111へ第1回目の注入(置換用注入)された注入材が、注入管40の配置により管状に造成され、さらにそれが固化された固化物により造成される置換管状定着体30と、
(C)注入管40内に配置される、第2回目の膨出用注入材が、注入管40の長手方向に沿って間隔をおいて複数設けられた放出孔47から、膨張するスリーブ状(袋状)のシート材43を介して、地盤100中へ放出されて、さらにそれが地盤中の土砂と共に固化された固化物により造成される膨出部である二次膨出定着体31と、
(D)注入管40内に注入された注入材が固化された固化物により造成されるインナー定着体60と
を含み、
(E)膨出部である二次膨出定着体31が、長手方向に沿って注入材と地盤中の土砂との固化物からなる複数の膨出部である第1位置の二次膨出定着体31a、第2位置の二次膨出定着体31b、第3位置の二次膨出定着体31c
により造成される。
(1)地盤100にケーシング管10とロッド11で孔111を削孔する工程:図5(a)と、
(2)孔111に注入管20を配置して注入材を注入する工程:図5(b)と、
(3)注入材を注入した孔111に、注入材が固化する前に注入管40を配置し、注入管40の周囲に置換管状定着体30を造成する工程:図5(c)と、
(4)注入管40の各放出孔47を塞ぐように取り付けゴムスリーブ41と注入管40との隙間から注入材が放出されるように注入管40内に加圧して注入材を一回で加圧注入し、シート材43を地盤100に削孔した孔111中で膨張させると共に、注入管40の全ての放出孔47から地盤100中へ注入材を、シート材43を介して放出する工程:図5(d)と、
(5)注入管40内に注入材を充填する工程図3(a)と、
(6)地盤100に露出した注入管40の余長部分に、定着材であるアンカープレート80とナット81を取り付ける工程と、
を含んでいる。
なお、(5)では、注入材が充填された注入管40内に、棒状の芯材70を配置してもよく、その場合、
(6)では、芯材70における地盤100に露出した余長部分に、定着材であるアンカープレート80とナット81を取り付ける:図3(c)。
以下、上記した第3実施形態に対して、さらに注入用パッカーを用いて、放出孔毎に個別に且つ任意の順番の放出を可能にした本発明の第4実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。
図1(a)〜(c)、図3(a)〜(c)、図5(a)〜(c)、図6(a)〜(c)に示された第2実施形態の補強材は、
(A)注入管40と、
(B)地盤100に削孔した孔111へ第1回目の注入(置換用注入)された注入材が、注入管40の配置により管状に造成され、さらにそれが固化された固化物により造成される置換管状定着体30と、
(C)注入管40内に配置される、長手方向の複数の注入孔57と注入用パッカー51と52とを有する内側管50からの、第2回目の膨出用注入材が、注入管40の長手方向に沿って間隔をおいて複数設けられた放出孔47から、膨張するシート材43を介して、地盤100中へ放出されて、地盤100中へ放出されて、さらにそれが地盤中の土砂と共に固化された固化物により造成される膨出部である二次膨出定着体31と、
(D)注入管40内に注入された注入材が固化された固化物により造成されるインナー定着体60と、
(E)注入管40内に配置される芯材70と
を含み、
(F)膨出部である二次膨出定着体31が、長手方向に沿って注入材と地盤中の土砂との固化物からなる複数の膨出部である第1位置の二次膨出定着体31a、第2位置の二次膨出定着体31b、第3位置の二次膨出定着体31c
により造成される。
(1)地盤100にケーシング管10とロッド11で孔111を削孔する工程:図5(a)と、
(2)孔111に注入管20を配置して注入材を注入する工程:図5(b)と、
(3)注入材を注入した孔111に、注入管40を配置し、注入管40の周囲に置換管状定着体30を造成する工程:図5(c)と、
(4)注入管40に注入用パッカー50〜52を配置する工程と、
(5)注入用パッカー50〜52を通じて注入材を加圧注入し、注入管40の一の放出孔47から、膨張するシート材43を介して、地盤100中へ注入材を放出する工程:図6(a)と、
(6)注入用パッカー50〜52を注入管40の長手方向に沿って移動させ、注入用パッカー50〜52を通じて注入材を加圧注入し、注入管40の他の放出孔47から、膨張するシート材43を介して、地盤100中へ注入材を放出する工程:図6(b)〜(c)と、
(7)注入用パッカー50〜52を抜き出して、注入管40内に注入材を充填する工程:図3(a)と、
(8)注入材が充填された注入管40内に、棒状の芯材70を配置する工程:図3(b)と、
(9)芯材70における地盤100に露出した余長部分に、定着材であるアンカープレート80とナット81を取り付ける工程:図3(c)と、
を含んでいる。
上記した第1実施形態では、注入用パッカー50〜52を通じて、注入管40の長手方向に沿って移動させて、注入材を各放出孔47について一回ずつの複数回にわたり加圧注入していたが、本実施形態では、各放出孔47の各々について、地盤100中へ繰り返し注入材を放出する。
次に図7(b)では、第4実施形態の図6(a)〜(c)と同様にして、各二次膨出定着体31a〜31cが注入された注入材により長手方向に並んで一体化して串団子形状の二次膨出定着体31を造成する。
最後に図7(c)では、再度第4実施形態の図6(a)〜(c)と同様にして、各三次膨出定着体32a〜32cが注入された注入材により長手方向に並んで一体化して串団子形状の第2定着体32を造成する。
さらに図7(c)の第三次(第3回)の注入材の加圧注入により、拡張した置換管状定着体30’と拡張した二次膨出定着体31b’を含んで第2位置の三次膨出定着体32bとなる。三次膨出定着体32bには、さらに第2位置の三次膨出定着体の外側漏れ出し部32b’を有する。三次膨出定着体32は上記した全ての各定着体を含む。その他の構成及び動作については、第3〜4実施形態の補強材と同様である。
上記した第3〜5実施形態では、シート材43は布製であったが、本実施形態では、シート材43は、注入材の圧力よって破裂可能なエラストマー製とする。シート材43の両端部は、第1実施形態のように密着固定用の結束バンド45によって注入管40に密着固定される。
その他の構成及び動作については、第1実施形態の補強材と同様である。従って、従来技術の課題であった、各放出孔47の閉塞部材のような小面積部分から特定の方向に徐々に注入材が放出されることで、粘性土地盤100等で圧力の弱い隙間に沿って進むことで深さ方向にランダムな略パルス状あるいは略ノイズ状で放射状に突出するように拡大することを抑制することができる。
このことにより、結果的に注入材と地盤中の土砂との固化物からなる複数の膨出部31a〜31c等を、略球根形状に類似する形状にすることができ、二次膨出定着体31の形状を略球根形状の連続する串団子形状とさせて、比較的小規模な法面地盤100の地すべりを補強する際の支圧抵抗力を増加させる補強材の造成方法を提供できる。また、本実施態様でも、閉塞部材がスリーブ状である場合には、シート材はそれより一回り大きいスリーブ状とすればよく、その両端部は例えば結束バンドにより注入管40に密着固定させればよい。その他の構成及び動作については、第3〜5実施形態の補強材と同様である。
上記した第3〜5実施形態では、注入管40の全ての放出孔47に対して同様にゴムスリーブ41とシート材43を設けていたが、図8(a)、(b)、(c)に示された本実施形態では、放出孔47の1個置きの設置位置毎にシート材(布スリーブ)を設ける。注入管40の放出孔47から、注入用パッカー50〜52で放出孔47の長手方向に沿った設置位置毎に繰り返して注入材を加圧放出して膨出部を造成する。すると、第2位置の第2回目の膨出用注入材による二次放射状膨出定着体33は、粘性土地盤等では、特許文献3の図1、図6(c)と(d)、特許文献4の図1、図7(c)と(d)に示されたように、深さ方向にランダムな略パルス状あるいは略ノイズ状で放射状に突出するように拡大した形状となる。このランダムな略パルス状あるいは略ノイズ状で放射状の二次放射状膨出定着体33は、球根状の二次膨出定着体31a〜31c等と比較して支圧抵抗力が弱いが、その両側に球根状の二次膨出定着体31aと31cを有しているためトータルの支圧抵抗力はそれほど弱くならずに、一部のシート材を削除してコストダウンが可能になる。その他の構成及び動作については、第3〜5実施形態の補強材と同様である。
上記した第1〜7実施形態では、最後に注入管40の中に芯材70を配置していたが、本実施形態では、注入管40自体の強度を高めて、注入管40が、補強材の芯材としての強度を備えるようにしている。
本実施形態では、注入管40自体に補強材の芯材としての強度を備えさせることで、芯材の配置を省略でき、工期を短縮でき、芯材のコストが不要になるので、コストアップを抑制して経済的である補強材の造成方法を提供できる。その他の構成及び動作については、第1〜7実施形態の補強材と同様である。また、この場合の注入管40の材質としても、上記したように、例えば、日本工業規格(JIS)G3444規格に規定された一般構造用炭素鋼管鋼(STK)のSTK400等を用いることができる。
11 ロッド
20 注入管
30 (置換用注入材による)置換管状定着体(補強材)
30’ (加圧注入で)拡張した置換管状定着体(補強材)
31 (第2回目の膨出用注入材による)二次膨出定着体(補強材)
31a 第1位置の二次膨出定着体(補強材)
31b 第2位置の二次膨出定着体(補強材)
31b’ 第2の二次膨出定着体の外側漏れ出し部(補強材)
31c 第3位置の二次膨出定着体(補強材)
32b (第3回注入材による)第2位置の略球根形状の拡大された三次膨出定着体(補強材)、
33 (第2回目の膨出用注入材による)二次放射状膨出定着体
40 (二重管の)注入管(補強材:外側管、定着管)
41 ゴムスリーブ(閉塞部材)
43 シート材(布スリーブ)
43a 第1位置のシート材
43b 第2位置のシート材
43c 第3位置のシート材
45 結束バンド(密着固定用)
47 (注入管の)注入孔
50 内側管
51 (長手方向先端側の)注入用パッカー
52 (長手方向手前側の)注入用パッカー
57 (内側管の)注入孔
60 (注入材による)インナー定着体(補強材)
70 芯材(補強材)
80 アンカープレート(定着材)
81 ナット(定着材)
100 地盤
111 (削孔した)孔。
Claims (5)
- 地盤に削孔した孔に注入管を配置し、前記注入管に加圧注入した注入材によって地盤に造成される補強材であって、
前記注入管には、長手方向に間隔をおいて複数の放出孔と、
前記注入管の少なくとも一つの放出孔を、常圧時には塞がれており、加圧注入時には前記注入材を放出させる閉塞部材と、
が設けられ、
前記地盤中には、前記加圧注入時に前記少なくとも一つの放出孔から、前記注入材が、前記削孔した孔よりも外側の地盤中へ複数回放出され、前記地盤中の注入材が前記地盤中の土砂と共に固化することにより少なくとも一つの膨出部が造成され、
前記注入材の固化により前記地盤中の膨出部と前記注入管とが一体に結合される、
補強材の造成方法であって、
地盤に孔を削孔する工程と、
前記孔に前記注入管を配置する工程と、
前記地盤の孔に前記注入管を配置した後に、前記注入管に注入用パッカーを配置する工程と、
前記注入用パッカーを用いて、前記注入管に前記注入材を加圧注入し、前記注入管の前記少なくとも一つの放出孔から、前記注入材が、前記少なくとも一つの閉塞部材を介して、前記削孔した孔よりも外側の地盤中へ複数回放出される工程と、
前記注入管の前記少なくとも一つの放出孔から前記少なくとも一つの閉塞部材を介して、前記地盤中へ前記注入材を放出する工程では、前記注入用パッカーを用いて前記少なくとも一つの放出孔から前記少なくとも一つの閉塞部材を介して、地盤中へ前記注入材を放出し、
前記地盤に削孔した孔に前記注入管を配置する前に前記注入材を注入する工程と、
前記地盤中へ前記注入材を放出する工程の後に、前記注入用パッカーを抜き出して、前記注入管内に前記注入材を充填する工程と、
を含む補強材の造成方法。 - 前記注入管には、前記放出孔から放出された前記注入材により前記地盤に削孔した孔の直径よりも大きな直径を有する寸法まで膨張可能の寸法であるように、前記少なくとも一つの放出孔の周囲の領域を含んで前記注入管の周囲の領域を管状に覆い、前記注入管の長手方向の両端部が前記注入管に密着固定されるシート材が設けられ、
前記注入材が前記削孔した孔よりも外側の地盤中へ複数回放出される工程では、前記注入管の前記少なくとも一つの放出孔から、前記注入材が、前記シート材を前記地盤に削孔した孔中で膨張させると共に、前記削孔した孔よりも外側の地盤中へ放出される、
請求項1に記載の補強材の造成方法。 - 前記注入材が前記地盤中へ複数回放出される工程では、
前記注入用パッカーを用いて、前記少なくとも一の放出孔から、前記注入材を、前記注入材が少なくとも部分的に硬化する時間を経過した後に、地盤中へ複数回放出する
請求項2に記載の補強材の造成方法。 - 前記シート材で覆われる少なくとも一つの前記閉塞部材の位置が、前記注入管の最も地表側の放出孔であり、
前記注入用パッカーを用いて、前記注入管の最も地表側の放出孔から、前記注入材を、地盤中へ複数回放出する
請求項2〜3のいずれか1項に記載の補強材の造成方法。 - 前記シート材を、前記注入管の前記放出孔の1個置きに設け、
前記注入用パッカーを用いて、前記注入材を、1個置きの前記放出孔から地盤中へ複数回放出する
請求項2〜4のいずれか1項に記載の補強材の造成方法。
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