JP6901928B2 - Pile construction method - Google Patents
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Description
本発明は、杭の施工方法に関するものである。 The present invention relates to a method of constructing piles.
従来、場所打ち杭を施工する際には、まず、杭の施工位置で孔を削孔する。そして、事前に組み立てた鉄筋籠を孔内に建て込んだ後、コンクリートやモルタルを打設して杭を造成する。また、工場などにおいて製作された既製杭を施工する際にも、予め孔を削孔し、孔に既製杭を建て込む工法や、打撃によって既成杭を地盤に打ち込む工法などがある。地盤の削孔には、機械が使用される場合が多く、アースドリル工法、オールケーシング工法、リバース工法などが代表的な工法である。 Conventionally, when constructing a cast-in-place pile, first, a hole is drilled at the construction position of the pile. Then, after the pre-assembled reinforcing bar cage is built in the hole, concrete or mortar is cast to create a pile. Further, when constructing a ready-made pile manufactured in a factory or the like, there are a construction method in which a hole is drilled in advance and a ready-made pile is built in the hole, and a construction method in which the ready-made pile is driven into the ground by impact. Machines are often used to drill holes in the ground, and typical methods include the earth drill method, the all-casing method, and the reverse method.
場所打ち杭を施工する際、地盤の削孔後に孔壁が崩壊すると、孔底部に削孔土が堆積するなどして、杭に要求される鉛直支持力などが確保できない場合がある。杭の品質を確保するためには、削孔後の孔壁の崩壊を防ぐ必要がある。孔壁の崩落を孔全長にわたって防止する工法としては、円筒状のケーシングチューブをケーシング圧入装置により地盤内に圧入し、ハンマーグラブでケーシング内部を掘削するオールケーシング工法が一般的である。 When constructing cast-in-place piles, if the hole wall collapses after drilling the ground, the drilled soil may accumulate at the bottom of the hole, making it impossible to secure the vertical bearing capacity required for the pile. In order to ensure the quality of piles, it is necessary to prevent the collapse of the hole wall after drilling. As a construction method for preventing the collapse of the hole wall over the entire length of the hole, an all-casing construction method in which a cylindrical casing tube is press-fitted into the ground by a casing press-fitting device and the inside of the casing is excavated with a hammer grab is common.
また、ケーシングを用いずに地盤改良体を用いて孔壁の崩落を防ぐ方法も提案されている。図12は、地盤改良体103を用いて孔壁の崩落を防ぐ方法を示す図である。図12に示す方法では、図12(a)に示すように、地盤101に中実の地盤改良体103を形成する。そして、図12(b)に示すように、中実の地盤改良体103の内部を掘削して削孔部105を形成する。そして、図12(c)に示すように、削孔部105内に杭107を構築する(例えば、特許文献1参照)。
In addition, a method of preventing the collapse of the hole wall by using a ground improvement body without using a casing has also been proposed. FIG. 12 is a diagram showing a method of preventing the hole wall from collapsing by using the
さらに、人体や環境にとって有害な物質によって地盤が汚染されている場合や、地盤中の地下水が汚染されている場合には、杭などの施工時に、孔壁安定対策に加えて、汚染物質の拡散防止対策が必要となる。土壌汚染対策法のガイドラインには、杭の施工方法として、いくつかの例が示されている。 Furthermore, if the ground is contaminated by substances that are harmful to the human body or the environment, or if the groundwater in the ground is contaminated, the pollutants will spread in addition to the hole wall stabilization measures when constructing piles, etc. Preventive measures are required. The guidelines of the Soil Contamination Countermeasures Law provide some examples of pile construction methods.
1つ目の例として、準不透水層までケーシングを設置して地下水を遮断し、ケーシングを設置した場所の土壌を掘削等により除去した後、ケーシング内の地下水を回収して入れ換えまたは浄化し、ケーシング内に杭を施工する方法がある(例えば、非特許文献1参照)。2つ目の例として、準不透水層までケーシングを設置して地下水を遮断し、ケーシングを設置した場所の土壌を掘削等により除去した後、ケーシングを設置した場所に不透水材を充填し、ケーシングを引き抜いて、不透水材を充填した場所に杭を施工する方法がある(例えば、非特許文献2参照)。 As the first example, a casing is installed up to the semi-impermeable layer to block the groundwater, the soil at the place where the casing is installed is removed by excavation, etc., and then the groundwater in the casing is collected and replaced or purified. There is a method of constructing a pile in the casing (see, for example, Non-Patent Document 1). As a second example, a casing is installed up to the semi-impermeable layer to block groundwater, the soil at the place where the casing is installed is removed by excavation, etc., and then the place where the casing is installed is filled with an impermeable material. There is a method of pulling out the casing and constructing a pile at a place filled with a water-impermeable material (see, for example, Non-Patent Document 2).
ケーシング工法によって削孔し、ケーシングで孔壁の安定を図りつつ孔内に杭を構築する場合、杭の施工本数に合わせた数のケーシングが必要となる。また、場所打ち杭を施工するには、予めケーシングを設置し、ケーシング内を掘削して場所打ち杭を施工してから、ケーシング撤去用の機械によってケーシングを撤去することとなるため、工程が輻輳し、煩雑である。 When a hole is drilled by the casing method and a pile is constructed in the hole while stabilizing the hole wall with the casing, a number of casings corresponding to the number of piles to be constructed is required. Further, in order to construct a cast-in-place pile, a casing is installed in advance, the inside of the casing is excavated to construct the cast-in-place pile, and then the casing is removed by a machine for removing the casing, so that the process is congested. However, it is complicated.
中実の地盤改良体を用いて孔壁の安定を図る方法では、杭施工予定領域にも地盤改良体が造成されることから、杭施工に先立って地盤改良体の内部を削孔する必要がある。このとき、地盤改良体はセメント等によって固化し、一般の地盤よりも大きな強度を持っているため、削孔には大型の機械を用いる必要があり、かつ時間を要する。また、一般に地盤改良体の削孔に伴って発生する土砂はセメント分を含有するのでpHが高く、建設汚泥に分類されるため、処分に要する費用が嵩む。 In the method of stabilizing the hole wall using a solid ground improvement body, since the ground improvement body is also created in the planned pile construction area, it is necessary to drill the inside of the ground improvement body prior to the pile construction. is there. At this time, since the ground improvement body is solidified by cement or the like and has greater strength than general ground, it is necessary to use a large machine for drilling and it takes time. In addition, since the earth and sand generated by the drilling of the ground improvement body generally contains cement, the pH is high and it is classified as construction sludge, so that the cost required for disposal increases.
地盤や地盤中の地下水に含まれる汚染物質の拡散防止対策が必要である場合についても、土壌汚染対策法のガイドラインに示されている例では、ケーシングを用いて地下水を遮断するため、ケーシングで孔壁の安定を図る方法と同様に、杭の施工本数に合わせた数のケーシングが必要となるなどの課題がある。 Even when it is necessary to take measures to prevent the spread of pollutants contained in the ground or groundwater in the ground, in the example shown in the guidelines of the Soil Contamination Countermeasures Law, a casing is used to block the groundwater, so a hole is made in the casing. Similar to the method of stabilizing the wall, there is a problem that the number of casings corresponding to the number of piles to be constructed is required.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、確実に孔壁の安定および地下水の止水を図りつつ、少ない工程で合理的に施工できる杭の施工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to construct piles that can be rationally constructed in a small number of steps while surely stabilizing the hole wall and stopping groundwater. To provide a method.
前述した目的を達成するために本発明は、地盤中に、下端部が粘性土層に達するように筒状の地盤改良体を造成する工程aと、平面視で前記筒状の地盤改良体の内側に位置する杭施工予定領域に、前記粘性土層より下方の層に下端部が達するように杭を施工する工程bと、を具備し、前記工程aは、外ケーシングと内ケーシングからなる二重管構造のケーシングパイプを前記粘性土層に達するまで圧入した後、前記ケーシングパイプを回転させて引き上げつつ、前記外ケーシングと前記内ケーシングの間に設けられた改良ロッドによって、前記ケーシングパイプの下端付近からジェットを噴射して土砂と攪拌する高圧噴射撹拌工法によって行われることを特徴とする杭の施工方法である。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a step a of creating a tubular ground improvement body in the ground so that the lower end reaches the cohesive soil layer, and a plan view of the tubular ground improvement body. A step b of constructing a pipe so that the lower end reaches a layer below the cohesive soil layer is provided in a pile construction planned area located inside, and the step a comprises an outer casing and an inner casing. After press-fitting the casing pipe of the heavy pipe structure until it reaches the cohesive soil layer, the lower end of the casing pipe is provided by an improved rod provided between the outer casing and the inner casing while rotating and pulling up the casing pipe. This is a pile construction method characterized in that it is carried out by a high-pressure jet stirring method in which a jet is jetted from the vicinity and stirred with earth and sand.
本発明によれば、従来の方法のように地盤改良体の造成により原地盤よりも強度が大きくなった範囲に杭を施工したり、杭の施工後にケーシングを地盤から引き抜いたりする必要がなくなるため、合理的に杭を施工できる。また、改良体が円筒状であるため、円柱状の改良体を施工する場合と比較して、セメント分を含有する建設汚泥を大量に発生させることがなくなるうえ、地盤改良体の施工に要する各種材料を削減できる。 According to the present invention, it is not necessary to construct a pile in a range where the strength is higher than that of the original ground by creating a ground improvement body as in the conventional method, or to pull out the casing from the ground after the pile is constructed. , Can rationally construct piles. In addition, since the improved body is cylindrical, a large amount of construction sludge containing cement is not generated as compared with the case of constructing a columnar improved body, and various types required for the construction of the ground improved body. Material can be reduced.
前記工程aと前記工程bとの間に、前記筒状の地盤改良体の内側の未改良地盤を、前記地盤改良体の底部まで掘削する工程cをさらに具備してもよい。
本発明では、筒状の地盤改良体の内側の未改良地盤に位置する杭施工箇所が原地盤と同等であるので、削孔が容易である。また、筒状の地盤改良体を用いて、未改良地盤に掘削した孔の孔壁の崩落を防止し、確実に孔壁の安定を図ることができる。
Between the step a and the step b, a step c of excavating the unimproved ground inside the tubular ground improvement body to the bottom of the ground improvement body may be further provided.
In the present invention, since the pile construction site located in the unimproved ground inside the tubular ground improvement body is the same as the original ground, drilling is easy. Further, by using the tubular ground improvement body, it is possible to prevent the hole wall of the hole excavated in the unimproved ground from collapsing and to surely stabilize the hole wall.
工程cを具備する場合、前記工程cと前記工程bとの間に、前記筒状の地盤改良体の底部に難透水性材料を充填する工程dをさらに具備してもよい。
これにより、地盤改良体と難透水性材料とで囲まれた空間から外部に地下水が移動することがないように地下水を止水し、汚染物質の拡散を防止することができる。
When the step c is provided, a step d of filling the bottom of the tubular ground improvement body with a water-impermeable material may be further provided between the steps c and the step b.
As a result, the groundwater can be stopped so that the groundwater does not move to the outside from the space surrounded by the ground improvement body and the impermeable material, and the diffusion of pollutants can be prevented.
工程cを具備する場合、前記工程bの後に、前記筒状の地盤改良体と前記杭との間にセメント系材料を充填する工程eをさらに具備することが望ましい。
これにより、地盤改良体と杭との間の隙間をなくして周面摩擦力を確保することができる。また、鋼管杭を用いる場合、腐食を防ぐことができる。
When the step c is provided, it is desirable to further include the step e of filling the cement-based material between the tubular ground improvement body and the pile after the step b.
As a result, it is possible to eliminate the gap between the ground improvement body and the pile and secure the peripheral frictional force. Further, when a steel pipe pile is used, corrosion can be prevented.
前記工程bでは、必要に応じて、前記杭施工予定領域を前記下方の層まで削孔して、前記杭を施工する。
前記工程bでは、例えば、既製杭を施工してもよい。
または、前記工程bでは、削孔した孔に鉄筋籠を設置し、コンクリートを打設して、場所打ち杭を施工してもよい。
既製杭を打ち込み工法や中掘り工法、回転貫入工法などで打設する場合には、粘性土層より下方の層までの削孔は不要である。既製杭をプレボーリング工法によって打設する場合や、場所打ち杭を打設する場合には、杭施工予定領域を粘性土層より下方の層まで削孔してから杭を打設する。
In the step b, if necessary, the planned pile construction area is drilled to the lower layer, and the pile is constructed.
In the step b, for example, a ready-made pile may be constructed.
Alternatively, in the step b, a reinforcing bar cage may be installed in the drilled hole, concrete may be cast, and a cast-in-place pile may be constructed.
When driving ready-made piles by the driving method, the deep digging method, the rotary penetration method, etc., it is not necessary to drill holes in the layer below the cohesive soil layer. When driving ready-made piles by the pre-boring method or when driving cast-in-place piles, the planned pile construction area is drilled to a layer below the cohesive soil layer before the piles are driven.
前記工程aで、前記筒状の地盤改良体を高圧噴射撹拌工法によって造成することにより、筒状の地盤改良体を短期間で施工することができる。 In the step a, the tubular ground improvement body more and reclamation child by high-pressure injection stirring method, may be applied to cylindrical soil improvement material in a short period of time.
本発明によれば、確実に孔壁の安定および地下水の止水を図りつつ、少ない工程で合理的に施工できる杭の施工方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a pile construction method that can be rationally constructed with a small number of steps while surely stabilizing the hole wall and stopping the groundwater.
以下、図面に基づいて、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、非汚染地盤1aに既製杭23を施工するための各工程を示す図である。図1(a)は、非汚染地盤1aに地盤改良体11を造成する工程を示す図、図1(b)は、地盤改良体11の内側の未改良地盤13を掘削する工程を示す図、図1(c)は、杭施工予定領域25に既製杭23を打設する工程を示す図、図1(d)は、地盤改良体11と既製杭23との間にセメント系材料27を充填する工程を示す図である。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing each process for constructing a ready-made
図2は、図1に示す各工程における非汚染地盤1aの水平断面を示す図である。図2(a)は図1(a)に示す矢印A1−A1、図2(b)は図1(b)に示す矢印A2−A2、図2(c)は図1(c)に示す矢印A3−A3、図2(d)は図1(d)に示す矢印A4−A4による断面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a horizontal cross section of the
図3は、筒状の地盤改良体11を施工するための各工程を示す図である。図3(a)は、ケーシングパイプ29を圧入している状態を示す図、図3(b)は、ケーシングパイプ29の圧入が完了した状態を示す図、図3(c)は、ケーシングパイプ29を引き上げている状態を示す図、図3(d)は、ケーシングパイプ29の引き上げが完了した状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing each process for constructing the tubular
図4は、ケーシングパイプ29の構成および動作を示す図である。図4(a)は、改良ロッド41の位置でのケーシングパイプ29の垂直断面図である。図4(b)は、ケーシングパイプ29を非汚染地盤1aに圧入している状態での水平断面図であり、図3(a)の矢印B1−B1による断面を示す図である。図4(c)は、ケーシングパイプ29を非汚染地盤1aから引き上げている状態での水平断面図であり、図3(c)の矢印B2−B2による断面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration and operation of the
図1に示すように、非汚染地盤1aの表層には、非汚染土層である砂層3aが存在する。砂層3aの下方には、非汚染土層である粘性土層5、砂層7、支持層9が存在する。
As shown in FIG. 1, a
非汚染地盤1aに既製杭23を施工するには、まず、図1(a)、図2(a)に示すように、非汚染地盤1aに筒状の地盤改良体11を造成する。地盤改良体11の下端部15は、非汚染土層である砂層3aを貫通し、非汚染土層である粘性土層5に達するものとする。地盤改良体11の粘性土層5への根入れ深さ57は0.5m程度以上である。地盤改良体11は、図3、図4に示すように、ケーシングパイプ29を用いて造成される。
In order to construct the ready-made
図4(a)に示すように、ケーシングパイプ29は、外ケーシング35と内ケーシング37とを有する二重管構造である。ケーシングパイプ29は、外ケーシング35の先端が内ケーシング37の先端より下方に位置する形状であり、内ケーシング37の先端の位置に、底板39が設けられる。ケーシングパイプ29は、鋼製である。
As shown in FIG. 4A, the
また、図4の各図に示すように、外ケーシング35と内ケーシング37との間には、改良ロッド41が設けられる。図4(a)に示すように、改良ロッド41の先端にはノズル43が設けられる。改良ロッド41の先端は底板39を貫通し、ノズル43は、外ケーシング35の先端と内ケーシング37の先端との間の高さに配置される。図4(c)に示すように、ノズル43を有する改良ロッド41は、平面視で、外ケーシング35と内ケーシング37との間の2か所に配置される。ノズル43は、改良ロッド41の、ケーシングパイプ29の回転方向、すなわち図4(c)に示す矢印C2の方向の、後方側に設けられる。
Further, as shown in each figure of FIG. 4, an
ケーシングパイプ29を用いて地盤改良体11を形成するには、まず、図3(a)、図4(b)に示すように、全旋回施工機31を用いて、ケーシングパイプ29を矢印C1に示す方向に回転させつつ矢印Dに示す方向に下降させて、非汚染地盤1aに圧入する。このとき、ノズル43からのジェット45の噴射は行わない。筒状のケーシングパイプ29の圧入は、図3(b)に示すように、ケーシングパイプ29の先端33が粘性土層5の根入れ深さ57に達したところで完了する。なお、ケーシングパイプ29が短い場合は、ピンなどでケーシングパイプ29を接続しながら圧入する。
In order to form the
次に、図3(c)に示すように、ケーシングパイプ29を、矢印C2に示す方向に回転させつつクレーンなどを用いて一定速度で矢印Eに示す方向に上昇させて、非汚染地盤1aから引き上げる。このとき、改良ロッド41に、図示しないセメントミルクプラントや高圧ポンプからの供給管を接続する。そして、図4(c)に示すように、ノズル43から、高圧のセメントミルクおよび圧縮空気からなるジェット45を、ケーシングパイプ29の円周方向に、且つ、ケーシングパイプ29の回転方向後方に噴射する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
ケーシングパイプ29を所定の速度で引き上げつつ回転させると、ジェット45が円状に噴射され、ケーシングパイプ29の圧入時に形成された筒状の掘削範囲の内部で、ジェット45によって、高圧のセメントミルクおよび圧縮空気と砂層3aの土砂とが撹拌される(高圧噴射撹拌工法)。そして、図3(c)および図4(c)に示すように、所定の厚さの筒状の地盤改良体11が造成される。地盤改良体11の内側の地盤は、未改良地盤13として残る。ケーシングパイプ29の引き上げは、図3(d)に示すように、地表から粘性土層5までの全長にわたって地盤改良体11が造成されたところで完了する。なお、圧入時に複数のケーシングパイプ29を接続した場合、引き上げ時にジェット45の噴射を一時中断してケーシングパイプ29を解体してもよい。
When the
図1(a)、図2(a)に示すように、非汚染地盤1aに筒状の地盤改良体11を造成し、地盤改良体11の強度が発現した後、地盤改良体11の内側の未改良地盤13を、図1(b)、図2(b)に示すように、地盤改良体11の底部17まで掘削する。掘削は、アースドリル工法やハンマーグラブ工法などで行う。地盤改良体11の内側の未改良地盤に含まれる砂層3aおよび粘性土層5は非汚染土層であるため、図1(b)に示す工程での掘削土は建設発生土としての処分が可能である。掘削に伴って揚水した地下水も、通常の処理が可能である。掘削した空間21の孔壁安定に慎重を期する場合は、掘削後に空間21に水やベントナイト泥水などを注入してもよい。
As shown in FIGS. 1A and 2A, a tubular
次に、図1(c)、図2(c)に示すように、平面視で地盤改良体11の内側に位置する杭施工予定領域25(図1(b))にコンクリート製または鋼製の既製杭23を打設する。既製杭23は、粘性土層5および砂層7を貫通して支持層9に達する。支持層9のN値は、概ね30より大きい程度である。
Next, as shown in FIGS. 1 (c) and 2 (c), the planned pile construction area 25 (FIG. 1 (b)) located inside the
既製杭23は、例えば、ハンマーによる打撃やバイブロハンマーによる振動を付与して杭を設置する打ち込み工法により打設する。他に、既製杭23の中空部を利用して杭施工予定領域25を掘削しつつ杭を設置する中掘り工法や、回転力を付与して杭施工予定領域25に杭を設置する回転貫入工法などによって打設してもよい。
The ready-made
既製杭23の打設後、図1(d)、図2(d)に示すように、地盤改良体11と既製杭23との間にセメント系材料27を充填する。セメント系材料27は、例えば、流動化処理土やセメントミルク、モルタル、コンクリートなどとする。
After placing the ready-made
第1の実施の形態では、筒状の地盤改良体11を造成する。これにより、既製杭23の施工時に、従来のように杭施工予定領域25の地盤改良体を掘削したり、既製杭23の施工後にケーシングを地盤から引き抜いたりする必要がなくなるため、合理的に杭を施工できる。また、円柱状の地盤改良体を施工する場合と比較して、未改良地盤13の体積分だけ、セメント分を含有する建設汚泥を大量に発生させることがないうえ、地盤改良体11の施工に要する各種材料を削減することができる。
In the first embodiment, the tubular
第1の実施の形態では、筒状の地盤改良体11を用いることにより、未改良地盤13に掘削した孔の孔壁の崩落を防ぎ、確実に孔壁の安定を図ることができる。また、筒状の地盤改良体11を高圧噴射撹拌工法によって造成することにより、地盤改良体11を短期間で施工することができる。
In the first embodiment, by using the tubular
なお、非汚染地盤1aにおける既製杭23の施工方法は、上述したものに限らず、地盤改良体11の内側の未改良地盤を掘削せずに既製杭を打設してもよいし、予め掘削した孔に既製杭23を建て込むプレボーリング工法を適用してもよい。また、非汚染地盤1aに既製杭ではなく場所打ち杭を打設する場合もある。
The construction method of the ready-made
図5は、既製杭23の他の施工方法や場所打ち杭55の施工方法を示す図である。図5(a)は、地盤改良体11の内側の未改良地盤を掘削せずに既製杭を打設する例を示す図である。図5(a)に示す例では、非汚染地盤1aに地盤改良体11を打設した後、平面視で地盤改良体11の内側の未改良地盤に位置する杭施工予定領域に、打ち込み工法、中掘り工法、回転貫入工法などによって既製杭23aを打設する。
FIG. 5 is a diagram showing another construction method of the ready-made
図5(b)は、プレボーリング工法を適用して既製杭23を施工する例を示す図である。プレボーリング工法を適用する場合は、図1に示す施工手順のうち、図1(b)に示す工程と図1(c)に示す工程との間に、図5(b)に示す工程を追加する。
FIG. 5B is a diagram showing an example of constructing a ready-made
図5(b)に示す工程では、図1(b)に示す工程の後、平面視で地盤改良体11の内側に位置する杭施工予定領域25を削孔する。地盤改良体11の内側の未改良地盤13は、図1(b)に示す工程で既に掘削されているため、図5(b)に示す工程では、粘性土層5、砂層7を貫通し、支持層9に達する孔47を削孔する。孔47の径49は、施工する既製杭23の径に応じたものとする。なお、孔47は、全周旋回掘削工法、アースドリル工法、TBH工法などによって削孔する。粘性土層5、砂層7、支持層9は非汚染土層であり、かつセメント等を含有していないので、図5(b)に示す工程での掘削土も建設発生土としての処分が可能である。
In the step shown in FIG. 5B, after the step shown in FIG. 1B, a hole is drilled in the planned
杭施工予定領域25に孔47を削孔した後、孔47に、図1(c)に示すように、既製杭23を打設し、図1(d)に示すように、既製杭23と地盤改良体11との間にセメント系材料27を充填する。
After drilling a
図5(c)および図5(d)は、場所打ち杭55の施工例を示す図である。図5(b)に示す例では、杭施工予定領域25に孔47を削孔して既製杭23を施工する場合について説明したが、杭施工予定領域25に孔47を削孔した後、既製杭23ではなく場所打ち杭55を施工してもよい。場所打ち杭55を施工する場合は、図5(b)に示す工程の後、図1(c)および図1(d)に示す工程の代わりに図5(c)および図5(d)に示す工程を行う。
5 (c) and 5 (d) are views showing a construction example of the cast-in-
図5(c)に示す工程では、孔47および地盤改良体11の内側の空間21に、予め別のヤードで組み立てた鉄筋籠51を設置する。鉄筋籠51は、孔47の先端から地表部までの長さのものとする。
In the process shown in FIG. 5C, a reinforcing
その後、図5(d)に示すように、孔47および空間21にコンクリート53を打設する。コンクリート53の打設には、トレミー管などを使用する。図5(d)に示す工程では、まず、孔47の部分、すなわち地盤改良体11の下端までの部分にコンクリート53を打設した後、地盤改良体11の内側の空間21にコンクリート53を打設する。
After that, as shown in FIG. 5D, concrete 53 is placed in the
図5を用いて説明した例においても、第1の実施の形態と同様に、従来の方法と比較して合理的に杭を施工できる。また、筒状の地盤改良体11を用いることにより、未改良地盤13に掘削した孔の孔壁の崩落を防ぎ、確実に孔壁の安定を図ることができる。
Also in the example described with reference to FIG. 5, piles can be rationally constructed as compared with the conventional method, as in the first embodiment. Further, by using the tubular
次に、第2の実施の形態について詳細に説明する。
図6は、汚染地盤1に既製杭23を施工するための各工程を示す図である。図6(a)は、汚染地盤1に地盤改良体11を造成する工程を示す図、図6(b)は、地盤改良体11の内側の未改良地盤13を掘削する工程を示す図、図6(c)は、地盤改良体11の底部17に難透水性材料19を充填する工程を示す図、図6(d)は、杭施工予定領域25に既製杭23を打設する工程を示す図、図6(e)は、地盤改良体11と既製杭23との間にセメント系材料27を充填する工程を示す図である。
Next, the second embodiment will be described in detail.
FIG. 6 is a diagram showing each process for constructing a ready-made
図7は、図6に示す各工程における汚染地盤1の水平断面を示す図である。図7(a)は図6(a)に示す矢印F1−F1、図7(b)は図6(b)に示す矢印F2−F2、図7(c)は図6(c)に示す矢印F3−F3、図7(d)は図6(d)に示す矢印F4−F4、図7(e)は図6(e)に示す矢印F5−F5による断面を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a horizontal cross section of the contaminated
図6に示すように、汚染地盤1の表層には、汚染土層である砂層3が存在する。砂層3の下方には、非汚染土層である粘性土層5、砂層7、支持層9が存在する。
As shown in FIG. 6, a
汚染地盤1に既製杭23を施工するには、まず、第1の実施の形態と同様に、二重管構造のケーシングパイプを用いた高圧噴射撹拌工法によって、図6(a)、図7(a)に示すように、汚染地盤1に筒状の地盤改良体11を造成する。地盤改良体11の下端部15は、汚染土層である砂層3を貫通し、非汚染土層である粘性土層5に達するものとする。地盤改良体11の粘性土層5への根入れ深さ57は0.5m程度以上である。
In order to construct the ready-made
図6(a)、図7(a)に示すように、汚染地盤1に筒状の地盤改良体11を造成し、地盤改良体11の強度が発現した後、図6(b)、図7(b)に示すように、地盤改良体11の内側の未改良地盤13を、地盤改良体11の底部17まで掘削する。掘削は、アースドリル工法やハンマーグラブ工法などで行う。未改良地盤13は、汚染土層である砂層3を含むため、図6(b)に示す工程での掘削土および掘削に伴って揚水した地下水は汚染されている。そのため、厳重に管理し、法に従って所定の処分場などに搬出して適切に処理する。なお、底部17までの掘削が完了した後、地盤改良体11の内側を洗浄してもよい。
As shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a), after the tubular
次に、図6(c)、図7(c)に示すように、地盤改良体11の底部17に難透水性材料19を充填する。難透水性材料19は、流動化処理土やベントナイトモルタル、セメントミルク、モルタルなどの、固化後の透水係数が1×10E−6cm/s以下の材料を使用する。また、打設厚さ59は、施工精度も考慮して、概ね0.5m程度以上とする。
Next, as shown in FIGS. 6 (c) and 7 (c), the bottom 17 of the
掘削した空間21の孔壁安定や、空間21と外部との間での汚染拡散防止に慎重を期する場合、難透水性材料19の硬化後に空間21に水やベントナイト泥水などを注入してもよい。
When careful attention is paid to stabilizing the hole wall of the excavated
その後、図6(d)、図7(d)に示すように、平面視で地盤改良体11の内側に位置する杭施工予定領域25(図6(c)および図7(c))にコンクリート製または鋼製の既製杭23を打設する。既製杭23は、難透水性材料19、粘性土層5および砂層7を貫通して支持層9に達する。支持層9のN値は、概ね30より大きい程度とする。
After that, as shown in FIGS. 6 (d) and 7 (d), concrete is formed in the planned pile construction area 25 (FIGS. 6 (c) and 7 (c)) located inside the
既製杭23は、例えば、ハンマーによる打撃やバイブロハンマーによる振動を付与して杭を設置する打ち込み工法により打設する。他に、既製杭23の中空部を利用して杭施工予定領域25を掘削しつつ杭を設置する中掘り工法や、回転力を付与して杭施工予定領域25に杭を設置する回転貫入工法などによって打設してもよい。
The ready-made
既製杭23の打設後、図6(e)、図7(e)に示すように、地盤改良体11と既製杭23との間にセメント系材料27を充填する。セメント系材料27は、例えば、流動化処理土やセメントミルク、モルタル、コンクリートなどとする。
After placing the ready-made
第2の実施の形態では、筒状の地盤改良体11を造成する。これにより、既製杭23の施工時に、従来のように杭施工予定領域25の地盤改良体を掘削したり、既製杭23の施工後にケーシングを地盤から引き抜いたりする必要がなくなるため、合理的に杭を施工できる。また、円柱状の地盤改良体を施工する場合と比較して、未改良地盤13の体積分だけ、セメント分を含有する建設汚泥を大量に発生させることがないうえ、地盤改良体11の施工に要する各種材料を削減することができる。
In the second embodiment, the tubular
第2の実施の形態では、筒状の地盤改良体11を用いることにより、未改良地盤13に掘削した孔の孔壁の崩落を防ぎ、確実に孔壁の安定を図ることができる。また、筒状の地盤改良体11の内側の未改良地盤13を掘削し、地盤改良体11の底部17に難透水性材料19を充填することにより、地盤改良体11と難透水性材料19とで囲まれた空間21と外部との間で地下水が移動することがないように地下水を止水し、汚染物質の拡散を防止することができる。
In the second embodiment, by using the tubular
第2の実施の形態では、筒状の地盤改良体11を高圧噴射撹拌工法によって造成することにより、地盤改良体11を短期間で施工することができる。
In the second embodiment, the
なお、汚染地盤1における既製杭23の施工方法は、上述したものに限らず、予め掘削した孔に既製杭23を建て込むプレボーリング工法を適用してもよい。プレボーリング工法を適用する場合は、図6に示す施工手順に、杭施工予定領域25を支持層9まで削孔する工程を追加する。図8は、杭施工予定領域25を削孔する工程を示す図である。図8に示す工程は、図6に示す施工手順のうち、図6(c)に示す工程と図6(d)に示す工程との間に設けられる。
The method of constructing the ready-made
図8に示す工程では、図6(c)に示す工程の後、平面視で地盤改良体11の内側に位置する杭施工予定領域25を削孔する。地盤改良体11の内側の未改良地盤13は、図6(b)に示す工程で既に掘削されているため、図8に示す工程では、難透水性材料19、粘性土層5、砂層7を貫通し、支持層9に達する孔47を削孔する。孔47の径49は、施工する既製杭23の径に応じたものとする。なお、孔47は、全周旋回掘削工法、アースドリル工法、TBH工法などによって削孔する。粘性土層5、砂層7、支持層9は非汚染土層であり、かつセメント等を含有していないので、図8に示す工程での掘削土は建設発生土としての処分が可能である。
In the step shown in FIG. 8, after the step shown in FIG. 6C, a hole is drilled in the planned
杭施工予定領域25に孔47を削孔した後、孔47に、図6(d)に示すように、既製杭23を打設し、図1(d)に示すように、既製杭23と地盤改良体11との間にセメント系材料27を充填する。
After drilling a
図8に示す例では、杭施工予定領域25に孔47を削孔して既製杭23を施工する場合について説明したが、既製杭23ではなく場所打ち杭を施工してもよい。図9は、場所打ち杭55の施工例を示す図である。杭施工予定領域25に孔47を削孔して場所打ち杭55を施工する場合は、図8に示す工程の後、図6(d)および図6(e)に示す工程の代わりに図9(a)および図9(b)に示す工程を行う。
In the example shown in FIG. 8, the case where the
図9(a)に示す工程では、孔47および地盤改良体11の内側の空間21に、予め別のヤードで組み立てた鉄筋籠51を設置する。鉄筋籠51は、孔47の先端から地表部までの長さのものとする。
In the process shown in FIG. 9A, the reinforcing
その後、図9(b)に示すように、孔47および空間21にコンクリート53を打設する。コンクリート53の打設には、トレミー管などを使用する。図9(b)に示す工程では、まず、孔47の部分、すなわち難透水性材料19の上端までの部分にコンクリート53を打設した後、地盤改良体11の内側の空間21にコンクリート53を打設する。
After that, as shown in FIG. 9B, concrete 53 is placed in the
図8や図9を用いて説明した例においても、第2の実施の形態と同様に、従来の方法と比較して合理的に杭を施工できる。また、筒状の地盤改良体11を用いることにより、未改良地盤13に掘削した孔の孔壁の崩落を防ぎ、確実に孔壁の安定を図ることができる。また、筒状の地盤改良体11の内側の未改良地盤13を掘削し、地盤改良体11の底部17に難透水性材料19を充填することにより、地盤改良体11と難透水性材料19とで囲まれた空間21から外部に地下水が移動することがないように地下水を止水し、汚染物質の拡散を防止することができる。
Also in the example described with reference to FIGS. 8 and 9, piles can be rationally constructed as compared with the conventional method, as in the second embodiment. Further, by using the tubular
次に、第3の実施の形態について説明する。
図10は、自走式造成機60およびケーシングパイプ67を用いて地盤改良体11aを施工するための各工程を示す図である。図10(a)は、ケーシングパイプ67の運搬が完了した状態を示す図、図10(b)は、ケーシングパイプ67の圧入準備が完了した状態を示す図、図10(c)は、ケーシングパイプ67の圧入が完了した状態を示す図、図10(d)は、ケーシングパイプ67を引き上げている状態を示す図、図10(e)は、ケーシングパイプ67の引き上げが完了した状態を示す図である。
Next, a third embodiment will be described.
FIG. 10 is a diagram showing each process for constructing the
図11は、ケーシングパイプ67の構成および動作等を示す図である。図11(a)は、高圧配管73、75の位置でのケーシングパイプ67の垂直断面図であり、図10(d)に示す範囲Gの拡大図である。図11(b)は、ケーシングパイプ67を非汚染地盤1aに圧入している状態での水平断面図であり、図11(a)の矢印I1−I1による断面を示す図である。図11(c)は、地盤改良体11aの水平断面図であり、図11(c)の矢印I2−I2による断面を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration and operation of the
第1および第2の実施の形態では、図3に示す全旋回施工機31および大径のケーシングパイプ29を用いて筒状の地盤改良体11を造成したが、第3の実施の形態では、図10に示す自走式造成機60および小径のケーシングパイプ67を用いて地盤改良体11aを造成する。
In the first and second embodiments, the tubular
図10、図11に示すケーシングパイプ67は、車載可能な重量および長さとする。ケーシングパイプ67は、図3、図4に示すケーシングパイプ29よりも小径であり、例えば、直径1.5〜2m程度である。ケーシングパイプ67の長さは、例えば、直径の5倍以上である。ケーシングパイプ67は、図11(a)に示すように、外ケーシング69と内ケーシング71とを有する二重管構造である。ケーシングパイプ67は、外ケーシング69および内ケーシング71の先端の位置に、底板89が設けられる。ケーシングパイプ67は、鋼製である。
The
図11(a)、図11(b)に示すように、外ケーシング69の先端の内周面側には、周方向に所定の間隔をおいて、ビット85が設けられる。内ケーシング71の先端より少し上方の内周面側には、周方向に所定の間隔をおいて、スタビライザ87が設けられる。外ケーシング69と内ケーシング71との間には、高圧配管73、高圧配管75が設けられる。
As shown in FIGS. 11A and 11B,
図11(a)に示すように、高圧配管75の先端にはノズル81が設けられる。ノズル81は底板89を貫通して配置される。図11(b)に示すように、ノズル81を有する高圧配管75は、平面視で、外ケーシング69と内ケーシング71との間の2か所に配置される。
As shown in FIG. 11A, a
また、図11(a)に示すように、高圧配管73の先端には一対のノズル77が設けられる。一対のノズル77は、鉛直方向の同一線上に所定の間隔をおいて配置される。ノズル77は、ビット85の少し上方において、外ケーシング69を貫通して配置される。図11(b)に示すように、ノズル77は、平面視で、外ケーシング69と内ケーシング71との間の2か所に配置される。
Further, as shown in FIG. 11A, a pair of
ケーシングパイプ67を用いて地盤改良体11aを形成するには、まず、図10(a)に示すように、自走式造成機60を用いてケーシングパイプ67を所定の位置まで運搬する。自走式造成機60は、例えば、ラフタークレーン61にリーダ63を設置したものである。ケーシングパイプ67は、リーダ63に設けられたガイド部65および回転駆動部66によって把持されて運搬される。
In order to form the
ケーシングパイプ67の運搬を完了した後、アウトリガを張り出して自走式造成機60の位置を固定する。そして、図10(b)に示すように、ラフタークレーン61によってリーダ63を鉛直方向に設置し、ケーシングパイプ67の圧入準備を行う。
After completing the transportation of the
次に、図10(c)に示すように、リーダ63の回転駆動部66を用いてケーシングパイプ67を矢印H1に示す方向に回転させつつ下降させて、非汚染地盤1aに回転削孔圧入する。このとき、図11(a)に示すノズル77およびノズル81からのジェットの噴射は行わない。圧入は、ケーシングパイプ67の先端が粘性土層5の根入れ深さに達したところで完了する。図11(b)に示すように、ケーシングパイプ67を圧入すると、ケーシングパイプ67本体による掘削部93aと、内ケーシング71の内周側に設けられたスタビライザ87によって形成された余掘り部93bとからなる掘削範囲93が形成される。
Next, as shown in FIG. 10 (c), the
次に、図10(d)、図11(a)に示すように、リーダ63の回転駆動部66を用いてケーシングパイプ67を矢印H2に示す方向に回転させつつ一定速度で上昇させて、非汚染地盤1aから引き上げる。このとき、高圧配管73、高圧配管75に、図示しないセメントミルクプラントや高圧ポンプからの供給管を接続する。そして、図11(a)に示すように、高圧配管75に設けられたノズル81から、高圧のセメントミルクおよび圧縮空気からなるジェット83を下向きに噴射する。
Next, as shown in FIGS. 10 (d) and 11 (a), the
また、図11(a)に示すように、高圧配管73に設けられた一対のノズル77から、高圧のセメントミルクおよび圧縮空気からなるジェット79を噴射する。一対のノズル77のうち、上側のノズル77からは、ケーシングパイプ67の径方向外側に、且つ、斜め下向きにジェット79を噴射する。下側のノズル77からは、ケーシングパイプ67の径方向外側に、且つ、斜め上向きにジェット79を噴射する。一対のジェット79は、外ケーシング69の外側で交差する交差噴流である。
Further, as shown in FIG. 11A, a
ジェット79およびジェット83を噴射しながらケーシングパイプ67を所定の速度で引き上げつつ回転させると、図11(a)、図11(b)に示すように、ケーシングパイプ67の圧入時に形成された掘削範囲93の外側が、交差噴流である一対のジェット79によって、ジェット79同士が交差する位置まで切削され、拡幅部91が形成される。そして、掘削範囲93と拡幅部91とで形成される新たな掘削範囲95の内部で、ジェット79およびジェット83によって、高圧のセメントミルクおよび圧縮空気と非汚染地盤1aの土砂とが撹拌される(高圧噴射撹拌工法)。そして、図11(a)および図11(c)に示すように、掘削範囲95に所定の厚さの筒状の地盤改良体11aが造成される。
When the
ケーシングパイプ67の引き上げは、図10(e)に示すように、地表から粘性土層5までの全長にわたって地盤改良体11aが造成されたところで完了する。図10(e)および図11(c)に示すように、地盤改良体11aの内側の地盤は、未改良地盤13として残る。
As shown in FIG. 10 (e), the pulling up of the
第3の実施の形態では、非汚染地盤1aに筒状の地盤改良体11aを造成し、地盤改良体11aの強度が発現した後、第1の実施の形態や図5を用いて説明した例と同様にして、平面視で地盤改良体11aの内側に位置する杭施工予定領域に既製杭23や場所打ち杭55を施工する。
In the third embodiment, a tubular
第3の実施の形態の方法で地盤改良体11aを造成した場合にも、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
When the
第3の実施の形態で述べた、自走式造成機60および小径のケーシングパイプ67を用いた地盤改良体11aの造成方法は、図6に示す汚染地盤1に地盤改良体11aを造成する際にも適用できる。図6に示す汚染地盤1に自走式造成機60および小径のケーシングパイプ67を用いて地盤改良体11aを造成した後、第2の実施の形態や、図8、図9を用いて説明した例と同様にして既製杭23や場所打ち杭55を施工すれば、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
The method for creating the
なお、地盤改良体の造成方法は上述したものに限らない。第1および第2の実施の形態において、高圧噴射撹拌工法用のケーシングパイプを回転圧入ではなく回転削孔圧入させてもよい。また、第1から第3の実施の形態において、ケーシングパイプを引き上げる際のジェットの噴射方向は、図4(c)や図11(a)に示す方向でなくてもよい。さらに、高圧噴射撹拌工法ではなく機械撹拌工法によって筒状の地盤改良体を造成してもよい。 The method of creating the ground improvement body is not limited to the above. In the first and second embodiments, the casing pipe for the high-pressure injection stirring method may be press-fitted by rotary drilling instead of rotary press-fitting. Further, in the first to third embodiments, the jet injection direction when pulling up the casing pipe does not have to be the direction shown in FIGS. 4 (c) and 11 (a). Further, a tubular ground improvement body may be created by a mechanical stirring method instead of the high pressure injection stirring method.
第1から第3の実施の形態では、粘性土層5より下方の層である支持層9に下端部が達するように杭を施工したが、下端部が支持層に達しない場合もあり得る。このとき、杭は粘性土層5より下方の層と杭との摩擦力によって支持される。
In the first to third embodiments, the piles are constructed so that the lower end reaches the
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these also naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
1………汚染地盤
1a………非汚染地盤
3、3a、7………砂層
5………粘性土層
9………支持層
11、11a………地盤改良体
13………未改良地盤
15………下端部
17………底部
19………難透水性材料
21………空間
23、23a………既製杭
25………杭施工予定領域
27………セメント系材料
29………ケーシングパイプ
31………全旋回施工機
33………先端
35、69………外ケーシング
37、71………内ケーシング
39、89………底板
41………改良ロッド
43、77、81………ノズル
45、79、83………ジェット
47………孔
49………径
51………鉄筋籠
53………コンクリート
55………場所打ち杭
57………根入れ深さ
59………厚さ
60………自走式造成機
61………ラフタークレーン
63………リーダ
65………ガイド部
66………回転駆動部
67………ケーシングパイプ
73、75………高圧配管
85………ビット
87………スタビライザ
91………拡幅部
93、95………掘削範囲
93a………掘削部
93b………余掘り部
101………地盤
103………地盤改良体
105………削孔部
107………杭
1 ………… Contaminated
Claims (8)
平面視で前記筒状の地盤改良体の内側に位置する杭施工予定領域に、前記粘性土層より下方の層に下端部が達するように杭を施工する工程bと、
を具備し、
前記工程aは、外ケーシングと内ケーシングからなる二重管構造のケーシングパイプを前記粘性土層に達するまで圧入した後、前記ケーシングパイプを回転させて引き上げつつ、前記外ケーシングと前記内ケーシングの間に設けられた改良ロッドによって、前記ケーシングパイプの下端付近からジェットを噴射して土砂と攪拌する高圧噴射撹拌工法によって行われることを特徴とする杭の施工方法。 Step a of creating a tubular ground improvement body in the ground so that the lower end reaches the cohesive soil layer,
Step b of constructing a pile in the planned pile construction area located inside the tubular ground improvement body in a plan view so that the lower end reaches the layer below the cohesive soil layer.
Equipped with
In the step a, a casing pipe having a double pipe structure composed of an outer casing and an inner casing is press-fitted until it reaches the cohesive soil layer, and then the casing pipe is rotated and pulled up between the outer casing and the inner casing. A method of constructing a pile, which is carried out by a high-pressure jet stirring method in which a jet is jetted from the vicinity of the lower end of the casing pipe to stir with earth and sand by an improved rod provided in the casing pipe.
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