JP6914780B2 - How to drill a hole for burying a ground anchor - Google Patents
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Description
本発明は、二重管削孔方式を用いた削孔機を用いて、構造物が構築される地盤の支持層に地盤アンカーを埋設するための孔を削孔する方法に関する。 The present invention relates to a method of drilling a hole for embedding a ground anchor in a support layer of the ground on which a structure is constructed by using a drilling machine using a double pipe drilling method.
従来、構造物に浮き上がり力が作用する際には、図4に示すように、地盤Gの表層G1の下層にあるN値が高い支持層G2の内部に到達する孔1を削孔して、この孔(地盤アンカー埋設孔1)内に地盤アンカー2の定着体3を埋設した後、この定着体3と構造物20とをワイヤなどの緊張材4で接続するとともに、構造物20側に反力部材5を設けて、前記の定着体3と構造物20との間に引張り力を付加することで、地下水等による構造物20の浮き上がりを防止するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
地盤アンカー埋設孔1は、一般に、削孔ケーシングとインナーロッドとを備えた二重管削孔方式を用いた削孔機を用いて削孔される。
Conventionally, when a lifting force acts on a structure, as shown in FIG. 4, a
The ground
ところで、地盤アンカー2を埋設する際には、予め、複数箇所のボーリングによる調査を行い、N値が大きくなった時点での深さを支持層G2までの深さ(支持層位置)とし、この支持層位置から所定の深さまで掘削してから、定着体3を埋設するようにしていた。
しかしながら、ボーリングによる調査の本数には限りがあること、支持層G2は必ずしも平面ではなく凹凸があることなどから、実際の支持層位置が予め推定された支持層位置と異なる場合があり、その結果、定着体3の埋設深さが浅くなったり、最悪の場合には、定着体3が表層G1内に突出してしまい、地盤との間に十分な摩擦力を得られない、といった問題点があった。
By the way, when burying the
However, since the number of surveys by boring is limited and the support layer G2 is not necessarily flat but uneven, the actual support layer position may differ from the presumed support layer position, and as a result, There are problems that the burial depth of the
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、地盤アンカーの定着体を、支持層内に確実に埋設することのできる地盤アンカー埋設孔の削孔方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for drilling a ground anchor burial hole capable of reliably burying a fixed body of a ground anchor in a support layer. ..
本発明は、削孔ケーシングとインナーロッドとを備えた二重管削孔方式を用いた削孔機(以下、二重管削孔方式削孔機という)を用いて、構造物が構築される地盤の支持層に地盤アンカーを埋設するための孔を削孔する方法であって、所定の深度まで二重管削孔を行った後、前記インナーロッドのみを地盤中に貫入させて貫入時の打撃圧、回転圧、及び、給進圧(押込み圧)を計測するとともに、前記計測された打撃圧、回転圧、及び、給進圧から算出される削孔エネルギーの大きさに基づいて、前記インナーロッドの先端が、前記支持層内に到達したか否かを判定し、到達していないと判定された場合には、前記インナーロッドを引き上げてから、前記インナーロッドを貫入させた深さの分の土を二重管削孔にて削孔・排出した後、再度前記インナーロッドのみを地盤中に貫入させて前記インナーロッドが前記支持層内に到達したか否かを判定する作業を、前記インナーロッドが前記支持層内に到達するまで繰り返し、到達したと判定された場合には、前記支持層を、前記地盤アンカーを埋設する深さまで、二重管削孔にて削孔することを特徴とする。
このように、支持層の位置(深さ)を確認してから支持層を削孔するようにしたので、地盤アンカーの定着体を、支持層内に確実に埋設することができる。
また、前記インナーロッドのみの貫入時には、送水を行わないようにすることで、エネルギーの算出精度の低い、水の送水圧と送水量とに依存する分のエネルギーを削孔エネルギーの計算から除くようにしたので、削孔エネルギーの計算精度を高めることができ、支持層の位置を精度よく確認することができる。
なお、二重管削孔を行う場合には、インナーロッドの内側の先端側から、掘削される地盤に水(削孔水)を供給しながら削孔することはいうまでもない。
また、前記二重管削孔方式削孔機を、インナーロッドの先端側の側面から送水する構成とすることで、インナーロッドを貫入したときの、インナーロッド先端の目詰まりを防止できるようにしたので、インナーロッドの貫入を容易に行うことができる。
In the present invention, a structure is constructed by using a drilling machine using a double pipe drilling method (hereinafter referred to as a double pipe drilling machine) provided with a drilling casing and an inner rod. This is a method of drilling a hole for burying a ground anchor in the support layer of the ground. After double pipe drilling to a predetermined depth, only the inner rod is penetrated into the ground at the time of penetration. The striking pressure, the rotational pressure, and the feed pressure (pushing pressure) are measured, and the above-mentioned is based on the magnitude of the drilling energy calculated from the measured striking pressure, the rotational pressure, and the feed advancing pressure. It is determined whether or not the tip of the inner rod has reached the inside of the support layer, and if it is determined that the tip of the inner rod has not reached the inside, the inner rod is pulled up and then the depth at which the inner rod is penetrated is reached. After drilling and discharging the soil for the portion by double pipe drilling, the work of penetrating only the inner rod into the ground again to determine whether or not the inner rod has reached the inside of the support layer is performed. It is repeated until the inner rod reaches the inside of the support layer, and when it is determined that the inner rod has reached the inside, the support layer is drilled by double pipe drilling to a depth at which the ground anchor is embedded. It is a feature.
In this way, since the position (depth) of the support layer is confirmed before the support layer is drilled, the anchored body of the ground anchor can be reliably embedded in the support layer.
In addition, when only the inner rod is intruded, water is not supplied so that the energy that depends on the water supply pressure and the amount of water supply, which has low energy calculation accuracy, is excluded from the drilling energy calculation. Therefore, the calculation accuracy of the drilling energy can be improved, and the position of the support layer can be confirmed with high accuracy.
Needless to say, when performing double pipe drilling, drilling is performed while supplying water (drilling water) to the ground to be excavated from the tip side inside the inner rod.
Further, by configuring the double pipe drilling machine to supply water from the side surface on the tip side of the inner rod, it is possible to prevent clogging of the tip of the inner rod when the inner rod is penetrated. Therefore, the inner rod can be easily penetrated.
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。 The outline of the present invention does not list all the necessary features of the present invention, and a subcombination of these feature groups can also be an invention.
本実施の形態に係る地盤アンカー埋設孔の削孔方法について、図面に基づき説明する。
まず、図1(a)に示すように、地表G0に、削孔ケーシング11とインナーロッド12と回転駆動装置13と給水装置14とを備えた二重管削孔方式削孔機10を設置して、所定の深度まで二重管削孔を行う。
構造物が構築される地盤Gは、一般的に、N値が小さくかつ強度の低い表層G1と、この表層G1の下層のN値が大きくかつ強度の高い支持層G2とを備えており、上記の「所定の深度」は、同図の一点鎖線で示す、予めボーリング等により求めておいた支持層G2の表面(推定支持層位置)までの深さHを指す。
削孔ケーシング11は、先端に削孔ビット11aを備えた円筒状の部材で、削孔ケーシング11の内側には、先端にインナービット12aと噴出孔12bとを備え、削孔ケーシング11と同軸の円筒状のインナーロッド12が設置されている。
回転駆動装置13は、削孔ケーシング11とインナーロッド12とをそれぞれ回転させる回転機構と、削孔ケーシング11とインナーロッド12とを地盤G内に押込む推進機構と、削孔ケーシング11とインナーロッド12とに打撃力を与える打撃機構とを有するとともに、削孔ケーシング11とインナーロッド12の押込み力TV、打撃力Bf、打撃回数Bn、掘削速度Vd、回転数Rp、及び、回転トルクTqを計測する図示しない複数のセンサーを備える。
また、給水装置14は、インナーロッド12の内部に切削水を供給する。
図3(a)に示すように、インナーロッド12の内部に供給された削孔水は、インナーロッドの先端側の側面に設けられた噴出孔12bから、掘削地盤面内に噴出される。同図に示すように、噴出孔12bは、インナーロッド12の側面に垂直な方向であっても良いし、図3(b)に示すように、斜め上方に向かう方向であってもよい。噴出孔12bの穴径は10〜20mmで、インナーロッド12の先端から30〜100mmの位置に、2〜4箇所設けられる。
これは、本例では、後述するように、インナーロッド12を送水せずに地盤G中に貫入させる工程を有するので、図3(c)に示すように、インナーロッド12の先端側の面である底面に噴出孔12cを設けると、貫入時に噴出孔12cに目詰まりが生じてしまい、二重管削孔時に送水ができなくなるおそれがあるためである。
一方、二重管削孔では、図1(a)の下向きの矢印で示すように、給水装置14により、削孔水をインナーロッド12の内側から送水するとともに、削孔ケーシング11とインナーロッド12とを同時に回転させながら地盤G内に押し込んで、地盤の削孔・土砂排出・水洗いを行う。このとき、土砂は、同図の上向きの矢印で示すように、削孔ケーシング11とインナーロッド12とに囲まれた空間から地表に排出される。
なお、二重管削孔では、削孔ケーシング11とインナーロッド12とは、それぞれ、所定の長さ(例えば、1.5m)の管を継ぎ足しながら、地盤G内に押し込まれる。
The method of drilling the ground anchor buried hole according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 1A, a double
The ground G on which the structure is constructed generally includes a surface layer G1 having a small N value and low strength, and a support layer G2 having a large N value and high strength in the lower layer of the surface layer G1. "Predetermined depth" refers to the depth H to the surface (estimated support layer position) of the support layer G2 previously obtained by boring or the like, which is indicated by the alternate long and short dash line in the figure.
The drilling casing 11 is a cylindrical member having a
The rotation drive device 13 includes a rotation mechanism that rotates the drilling casing 11 and the
Further, the
As shown in FIG. 3A, the drilled water supplied to the inside of the
In this example, as will be described later, since the
On the other hand, in double pipe drilling, as shown by the downward arrow in FIG. 1A, the drilling water is sent from the inside of the
In the double pipe drilling, the drilling casing 11 and the
所定の深度までの削孔が終了すると、図1(b)に示すように、インナーロッド12のみに、例えば、50cmの管を1本継ぎ足し、送水は行わずに、インナーロッド12のみに、給進圧Pv、打撃圧Ps、及び、回転圧Pkを与えて、インナーロッド12のみを地盤G中に貫入させながら削孔エネルギーEを算出し、この削孔エネルギーEの大きさに基づいて、インナーロッド12の先端が、支持層G2内に到達したか否かを判定する。
具体的には、10cm毎に掘削速度Vdを計測するとともに、与えた打撃圧Ps及び回転圧Pkから削孔エネルギーEを10cm毎に算出する。そして、最初と最後の10cmのデータは参考値とし、中間の30cm間での平均値をEaveとし、この平均値Eaveが、支持層G2に見合う設定値E2を超えていれば、図2(a)に示すように、インナーロッド12の先端が支持層G2内に到達したと見做す。
削孔エネルギーEは、地盤を1m当たり掘削する時のエネルギーで、以下の式で与えられる。
E=EV+ER+EP+EW (MN・m/m)
=TV・Vd/Vd+2πTq・Rp/Vd+Bp・Bn/Vd+P・Q/Vd
ここで、EV=TV・Vd/Vdは押込みエネルギー(MN・m/m)で、TVは押込み力(MN)、Vdは掘削速度(m/min)である。
また、ER=2πTq・Rp/Vdは回転エネルギー(MN・m/m)で、Tqは回転トルク(MNm)、Rpは回転数(r/min)、Vdは掘削速度(m/min)である。
EP=Bp・Bn/Vdは打撃エネルギー(MN・m/m)で、Bpは打撃1回当たりの打撃エネルギー(MNm/回)、Bnは打撃回数(回/min)、Vdは掘削速度(m/min)である。
EW=P・Q/Vdは掘削水による推進エネルギー(MN・m/m)で、Pは送水圧力(MN/m2)、Qは送水流量(m3/min)、Vdは掘削速度(m/min)である。
本例では、インナーロッド12のみを地盤Gに貫入する場合には、送水を行っていない(P=Q=0)ので、EW=0である。
When the drilling to a predetermined depth is completed, as shown in FIG. 1 (b), a pipe of, for example, 50 cm is added only to the
Specifically, the excavation velocity V d is measured every 10 cm, and the drilling energy E is calculated every 10 cm from the applied striking pressure P s and rotational pressure P k. Then, the data of the first and last 10 cm is used as a reference value, the average value between the middle 30 cm is set as E ave , and if this average value E ave exceeds the set value E 2 corresponding to the support layer G2, the figure is shown. As shown in 2 (a), it is considered that the tip of the
The drilling energy E is the energy for excavating the ground per 1 m and is given by the following formula.
E = E V + E R + E P + E W (MN · m / m)
= T V · V d / V d + 2πT q · R p / V d + B p · B n / V d + P · Q / V d
Here, E V = T V · V d / V d in pushing energy (MN · m / m), the T V pushing force (MN), V d is a drilling speed (m / min).
E R = 2π T q · R p / V d is the rotational energy (MN · m / m), T q is the rotational torque ( MN m), R p is the rotational speed (r / min), and V d is the excavation speed. (M / min).
E P = B p・ B n / V d is the striking energy (MN ・ m / m), B p is the striking energy per striking (MN m / time), B n is the number of striking (times / min), V d is the excavation speed (m / min).
The E W = P · Q / V d Promoting by drilling water energy (MN · m / m), P is water supply pressure (MN / m 2), Q is water flow rate (m 3 / min), V d is drilled The speed (m / min).
In this example, when penetrating only the
一方、平均値Eaveが設定値E2以下である場合には、図1(b)に示すように、インナーロッド12の先端は支持層G2内に到達してはいないので、図1(c)及び図3(a)に示すように、インナーロッド12を、例えば、50cm引き上げた後に削孔ケーシング11を50cm継ぎ足し、インナーロッド12を貫入させたときの50cm間の土Kを、二重管削孔にて、削孔・土砂排出・水洗いを行なう。
50cm間の二重管削孔が完了したら、インナーロッド12に、更に50cmの管を継ぎ足し、送水は行わずに、図1(b)の場合と同様に、インナーロッド12のみを地盤G中に50cm貫入させながら削孔エネルギーの平均値Eaveを算出する。そして、算出した削孔エネルギーの平均値Eaveと設定値E2とを比較して、インナーロッド12の先端が支持層G2内に到達したか否かを判定する。
以上の操作を、インナーロッド12の先端が支持層G2内に到達するまで繰り返す。
インナーロッド12の先端が支持層G2内に到達したなら、図2(b)に示すように、インナーロッド12を50cm引き上げた後に削孔ケーシング11を50cm継ぎ足し、インナーロッド12を貫入させた50cm間の土を、二重管削孔にて、削孔・土砂排出・水洗いを行なう。次いで、図2(c)に示すように、支持層G2を、二重管削孔にて、所定の深さhだけ削孔した後、削孔ケーシング11とインナーロッド12とを引き上げ、図4に示すような、地盤アンカー埋設孔1を形成する。
On the other hand, when the average value E ave is equal to or less than the set value E 2 , the tip of the
When the double pipe drilling for 50 cm is completed, another 50 cm pipe is added to the
The above operation is repeated until the tip of the
When the tip of the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the claims that such modified or modified forms may also be included in the technical scope of the invention.
例えば、前記実施の形態では、インナーロッド12のみの貫入を行って地盤Gが支持層G2であるか否かを確認したが、支持層G2内においても、インナーロッド12のみの貫入を行って、削孔エネルギーEを算出し、算出した削孔エネルギーの平均値Eaveが設定値E2を超えていることを確認するようにしてもよい。
また、前記実施の形態では、所定の位置を、予めボーリング等により求めておいた推定支持層位置としたが、この推定支持層位置よりも0.5〜1.5m程度深い位置を所定の位置としてもよい。
また、所定の位置を推定支持層位置よりも浅くしてもよい。
また、前記実施の形態では、削孔エネルギーEを用いてインナーロッド12の先端が、支持層G2内に到達したか否かを判定したが、インナーロッド12の底面積をSとすると、打撃圧はPP=EP/S(MN/m2)、回転圧はPR=ER/S(MN/m2)、給進圧はPV=EV/S(MN/m2)で与えられるので、削孔圧P=PV+PR+PPを用いて、インナーロッド12の先端が、支持層G2内に到達したか否かを判定してもよい。
For example, in the above-described embodiment, only the
Further, in the above-described embodiment, the predetermined position is the estimated support layer position obtained in advance by boring or the like, but the predetermined position is about 0.5 to 1.5 m deeper than the estimated support layer position. May be.
Further, the predetermined position may be shallower than the estimated support layer position.
Further, in the above-described embodiment, it is determined whether or not the tip of the
1 地盤アンカー埋設孔、10 二重管削孔方式削孔機、11 削孔ケーシング、
11a 削孔ビット、12 インナーロッド、12a インナービット、
12b 噴出孔、13 回転駆動装置、14 給水装置、
G 地盤、G0 地表、G1 表層、G2 支持層。
1 Ground anchor burial hole, 10 Double pipe drilling machine, 11 Drilling casing,
11a drilling bit, 12 inner rod, 12a inner bit,
12b ejection hole, 13 rotary drive device, 14 water supply device,
G ground, G0 ground surface, G1 surface layer, G2 support layer.
Claims (3)
所定の深度まで二重管削孔を行った後、
前記インナーロッドのみを地盤中に貫入させて貫入時の打撃圧、回転圧、及び、給進圧を計測するとともに、前記計測された打撃圧、回転圧、及び、給進圧から算出される削孔エネルギーの大きさに基づいて、前記インナーロッドの先端が、前記支持層内に到達したか否かを判定し、
到達していないと判定された場合には、
前記インナーロッドを引き上げてから、前記インナーロッドを貫入させた深さの分の土を二重管削孔にて削孔・排出した後、再度前記インナーロッドのみを地盤中に貫入させて前記インナーロッドが前記支持層内に到達したか否かを判定する作業を、前記インナーロッドが前記支持層内に到達するまで繰り返し、
到達したと判定された場合には、前記支持層を、前記地盤アンカーを埋設する深さまで、二重管削孔にて削孔することを特徴とする地盤アンカー埋設孔の削孔方法。 A method of drilling a hole for embedding a ground anchor in the support layer of the ground on which a structure is constructed using a drilling machine using a double pipe drilling method equipped with a drilling casing and an inner rod. And
After double-tube drilling to a predetermined depth
Only the inner rod is penetrated into the ground to measure the impact pressure, the rotational pressure, and the feed pressure at the time of penetration, and the cutting calculated from the measured impact pressure, the rotational pressure, and the feed pressure. Based on the magnitude of the hole energy, it is determined whether or not the tip of the inner rod has reached the inside of the support layer.
If it is determined that it has not been reached,
After pulling up the inner rod, the soil for the depth of the inner rod is drilled and discharged by double pipe drilling, and then only the inner rod is penetrated into the ground again to penetrate the inner rod. The operation of determining whether or not the rod has reached the inside of the support layer is repeated until the inner rod reaches the inside of the support layer.
A method for drilling a ground anchor burial hole, which comprises drilling the support layer to a depth at which the ground anchor is embedded by double pipe drilling when it is determined that the ground anchor has been reached.
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