JP6915800B2 - Construction method of crushed stone structure and crushed stone structure - Google Patents
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Description
本明細書に開示する技術は、砕石構造体の構築方法及び砕石構造体に関する。 The techniques disclosed herein relate to methods of constructing crushed stone structures and crushed stone structures.
例えば、高層住宅や高速道路などの大型インフラ建築分野では、地盤強化、液状化対策等の地盤改良のために、地中に砕石柱を形成する方法(例えば、特許文献1)や地中にコンクリート杭等の地中構造体を形成する方法が開発されている。地盤改良を必要とする地盤は、その地盤毎に地質やその表面の性状(例えば、傾斜面等)が異なっており、その地盤の性質に合わせた地盤改良が必要となる。例えば、傾斜面を有する地盤に対しては、地滑りを防止するための地盤改良が必要となることがあり、このような場合は、傾斜面の途中又は傾斜面の上方の平坦面で、壁状の地中構造体が地中に形成されることがある。このように、地盤毎にその地盤に適した地盤改良を行う必要があるため、地盤毎に地盤改良のための地中構造体の大きさや形状も異なる。例えば、特許文献2には、斜面に沿ってコンクリート杭列を構築し、コンクリート杭を壁状に形成した地中構造体が開示されている。
For example, in the field of large-scale infrastructure construction such as high-rise houses and highways, a method of forming crushed stone pillars in the ground (for example, Patent Document 1) and concrete in the ground for ground improvement such as ground strengthening and liquefaction countermeasures. Methods for forming underground structures such as piles have been developed. The ground that requires ground improvement has different geology and surface properties (for example, inclined surface, etc.) for each ground, and it is necessary to improve the ground according to the properties of the ground. For example, for ground having an inclined surface, it may be necessary to improve the ground to prevent landslides. In such a case, a flat surface in the middle of the inclined surface or above the inclined surface has a wall shape. Underground structures may be formed in the ground. In this way, since it is necessary to perform ground improvement suitable for the ground for each ground, the size and shape of the underground structure for ground improvement also differ for each ground. For example,
特許文献2の地中構造体は、コンクリート杭列を壁状に打設することによって、傾斜面の地滑りを抑止している。しかしながら、特許文献2の地中構造体はコンクリートによって形成されているため、施工に手間や時間がかかる点、撤去する際には地中で固化したコンクリートの処理が困難になる点等の問題があった。本明細書は、砕石柱を用い、構造体としての強度を有すると共に透水性を有する所望の形状や大きさの構造体を地中に簡易に形成する技術を開示する。
The underground structure of
本明細書に開示する砕石構造体の構築方法は、地中に砕石構造体を構築する。この方法は、地中に第1空間を形成する第1掘削工程と、第1掘削工程によって形成された第1空間に砕石を投入して押圧することで、第1砕石柱を形成する第1砕石柱形成工程と、地中であって第1砕石柱と接続する位置に第2空間を形成する第2掘削工程と、第2掘削工程によって形成された第2空間に砕石を投入して押圧することで、第1砕石柱と接続する第2砕石柱を形成する第2砕石柱形成工程と、を備える。 The method for constructing a crushed stone structure disclosed in the present specification is to construct a crushed stone structure in the ground. In this method, a first excavation step of forming a first space in the ground and a first method of forming a first crushed stone pillar by throwing crushed stone into the first space formed by the first excavation step and pressing the crushed stone. A crushed stone pillar forming step, a second excavation step of forming a second space in the ground at a position connected to the first crushed stone pillar, and a second space formed by the second excavation step are pressed by throwing crushed stone. By doing so, a second crushed stone pillar forming step of forming a second crushed stone pillar connected to the first crushed stone pillar is provided.
上記の砕石構造体の構築方法では、第1砕石柱と接続する位置に第2空間を形成することによって、第1砕石柱と接続する第2砕石柱を形成することができる。このため、複数の砕石柱が連続した砕石構造体を地中に構築することができる。コンクリートではなく砕石を用いるため、地中に適度な透水性と強度を有する構造体を簡易に形成することができる。なお、砕石構造体の構築方法とは、別言すると、砕石構造体の生産方法や製造方法に相当し、砕石構造体の生産方法や製造方法と言うこともできる。 In the above method for constructing a crushed stone structure, a second crushed stone column connected to the first crushed stone column can be formed by forming a second space at a position connected to the first crushed stone column. Therefore, it is possible to construct a crushed stone structure in which a plurality of crushed stone columns are continuous in the ground. Since crushed stone is used instead of concrete, a structure having appropriate water permeability and strength can be easily formed in the ground. In addition, the method of constructing the crushed stone structure corresponds to the production method and the manufacturing method of the crushed stone structure, and can also be said to be the production method and the manufacturing method of the crushed stone structure.
また、本明細書に開示する砕石構造体は、地中に形成した空間に形成される。砕石構造体は、砕石によって構成される複数の砕石柱を備えている。複数の砕石柱のうち少なくとも1つの砕石柱は、当該砕石柱に隣接する他の砕石柱と接続している。複数の砕石柱のうち少なくとも1つの砕石柱と他の砕石柱は、連続して1つの構造体を形成している。 Further, the crushed stone structure disclosed in the present specification is formed in a space formed in the ground. The crushed stone structure includes a plurality of crushed stone columns composed of crushed stones. At least one of the plurality of crushed stone columns is connected to another crushed stone column adjacent to the crushed stone column. At least one crushed stone column and the other crushed stone column among the plurality of crushed stone columns form one structure in succession.
上記の砕石構造体では、複数の砕石柱が連続して1つの構造体となっている。このため、地中に所望の形状や大きさ、透水性、強度を調整した砕石構造体を容易に形成することができる。 In the above-mentioned crushed stone structure, a plurality of crushed stone columns are continuously formed as one structure. Therefore, a crushed stone structure having a desired shape, size, water permeability, and strength can be easily formed in the ground.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 The main features of the examples described below are listed. It should be noted that the technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. do not have.
(特徴1)本明細書が開示する砕石構造体の構築方法は、第2掘削工程では、形成された第1砕石柱の一部と第1砕石柱に隣接する土地を掘削して地中に第2空間を形成してもよい。第2砕石柱形成工程では、平面視したときに第1掘削工程によって形成された第1砕石柱の径と第2砕石柱の径との一部が重なるように第2砕石柱を形成してもよい。このような構成によると、第1砕石柱の径と第2砕石柱の径の一部が重なるように第2砕石柱を形成することによって、より確実に連続した地中構造体を構築することができる。このため、所望の形状や大きさ、透水性、強度を地質に適応調整した砕石構造体を地中に構築することができる。 (Characteristic 1) In the method of constructing the crushed stone structure disclosed in the present specification, in the second excavation step, a part of the formed first crushed stone pillar and the land adjacent to the first crushed stone pillar are excavated into the ground. A second space may be formed. In the second crushed stone pillar forming step, the second crushed stone pillar is formed so that a part of the diameter of the first crushed stone pillar formed by the first excavation step and the diameter of the second crushed stone pillar overlap when viewed in a plan view. May be good. According to such a configuration, by forming the second crushed stone column so that the diameter of the first crushed stone column and a part of the diameter of the second crushed stone column overlap, a more reliable continuous underground structure can be constructed. Can be done. Therefore, it is possible to construct a crushed stone structure in the ground in which a desired shape, size, permeability, and strength are adaptively adjusted to the geology.
(特徴2)本明細書が開示する砕石構造体の構築方法では、第1掘削工程と第1砕石柱形成工程と第2掘削工程と第2砕石柱形成工程は、砕石柱形成装置を用いて行われてもよい。砕石柱形成装置は、円筒部と、円筒部内に回転可能に配置されると共に駆動装置に接続されて地中を掘削する螺旋部と、を備えるアタッチメントを備えていてもよい。第1掘削工程及び第2掘削工程では、駆動装置によって螺旋部と円筒部とを一体に回転させてアタッチメントを地中内に挿入しながら地中を掘削してもよい。第1砕石柱形成工程及び第2砕石柱形成工程では、円筒部内に砕石を投入し、アタッチメントを地中内から上昇させながら円筒部内に投入された砕石によって砕石柱を形成してもよい。このような構成によると、上記のアタッチメントを備える砕石柱形成装置を用いて砕石構造体を形成することによって、第1砕石柱と第2砕石柱とが接続されるように第2空間が形成され、その第2空間内に砕石を投入して押圧することで、第1砕石柱と第2砕石柱とを接続することができる。このため、連続した砕石構造体を好適に構築することができ、所望の形状の砕石構造体を構築することができる。 (Characteristic 2) In the method for constructing a crushed stone structure disclosed in the present specification, the first excavation step, the first crushed stone column forming step, the second excavation step, and the second crushed stone column forming step use a crushed stone column forming apparatus. It may be done. The crushed stone column forming device may include an attachment including a cylindrical portion and a spiral portion that is rotatably arranged in the cylindrical portion and is connected to a drive device to excavate the ground. In the first excavation step and the second excavation step, the spiral portion and the cylindrical portion may be integrally rotated by a driving device to excavate the ground while inserting the attachment into the ground. In the first crushed stone pillar forming step and the second crushed stone pillar forming step, the crushed stone may be thrown into the cylindrical portion, and the crushed stone pillar may be formed by the crushed stone thrown into the cylindrical portion while raising the attachment from the ground. According to such a configuration, by forming the crushed stone structure using the crushed stone column forming device provided with the above attachment, the second space is formed so as to connect the first crushed stone column and the second crushed stone column. By throwing crushed stone into the second space and pressing it, the first crushed stone pillar and the second crushed stone pillar can be connected. Therefore, a continuous crushed stone structure can be suitably constructed, and a crushed stone structure having a desired shape can be constructed.
(特徴3)本明細書が開示する砕石構造体では、平面視したときに、複数の砕石柱のうち少なくとも一つの砕石柱の径は、他の砕石柱の径と一部が重なっていてもよい。このような構成によると、砕石構造体をより確実に連続した地中構造体とすることができる。このため、砕石構造体の形状を、所望の形状にすることができる。 (Characteristic 3) In the crushed stone structure disclosed in the present specification, the diameter of at least one crushed stone column among the plurality of crushed stone columns may partially overlap with the diameter of the other crushed stone columns when viewed in a plan view. good. According to such a configuration, the crushed stone structure can be more reliably made into a continuous underground structure. Therefore, the shape of the crushed stone structure can be made into a desired shape.
(特徴4)本明細書が開示する砕石構造体では、複数の砕石柱は、直線状に配置されていてもよく、複数の砕石柱のそれぞれが隣接する他の砕石柱と接続していてもよい。このような構成によると、複数の砕石柱が直線状に配置されていることによって、砕石構造体は壁状となる。このため、例えば、傾斜面等の地盤の地滑りを抑制するための地盤改良に好適に用いることができる。 (Feature 4) In the crushed stone structure disclosed in the present specification, a plurality of crushed stone columns may be arranged in a straight line, or each of the plurality of crushed stone columns may be connected to another adjacent crushed stone column. good. According to such a configuration, the crushed stone structure becomes a wall shape by arranging the plurality of crushed stone columns in a straight line. Therefore, for example, it can be suitably used for ground improvement for suppressing landslides on the ground such as an inclined surface.
(特徴5)本明細書が開示する砕石構造体では、一端が地中で前記砕石構造体と接続し、他端が地表に位置する排水管をさらに備えていてもよい。このような構成によると、例えば、排水管の他端を前記砕石構造体と接続する一端より低い位置又は同一高さの位置に設置することによって、砕石構造体を構成する砕石の間を通過する透水を、排水管を介して好適に排水することができる。このため、地中の水を好適に排水することができ、地中の水位を下げ、地盤の液状化現象や地盤の軟化による地盤崩壊を防ぐことができる。 (Feature 5) The crushed stone structure disclosed in the present specification may further include a drainage pipe having one end connected to the crushed stone structure in the ground and the other end located on the ground surface. According to such a configuration, for example, by installing the other end of the drainage pipe at a position lower than one end connected to the crushed stone structure or at a position at the same height, the drainage pipe passes between the crushed stones constituting the crushed stone structure. Water permeation can be suitably drained through the drain pipe. Therefore, the water in the ground can be drained suitably, the water level in the ground can be lowered, and the ground collapse due to the liquefaction phenomenon of the ground and the softening of the ground can be prevented.
以下、実施例に係る砕石構造体50について説明する。砕石構造体50は、地中に形成された空間に砕石を圧入することによって形成される。砕石構造体50は、複数の砕石柱52を備えている。複数の砕石柱52a〜52hのそれぞれは、z方向に伸びる円柱形状を有している。このため、砕石柱52をz方向に沿って見ると(すなわち、砕石柱52を上方から見ると)円形状となる。本明細書では、z方向に沿って見たときの円形状の径を砕石柱52の径という。なお、後述する説明から明らかなように、砕石柱52が伸びるz方向は、地中に空間を形成するために地中を掘削する方向となっている。このため、地面に対して垂直に掘削して空間を形成した場合、砕石柱52は地面に対して直交する方向に伸びる。地面に対して傾斜させて掘削して空間を形成した場合、砕石柱52は地面に対して傾斜して伸びることとなる。図1に示すように、砕石構造体50は、8本の砕石柱52a〜52hを備えている。8本の砕石柱52a〜52hは、直線上に配置されており、x方向に1列に延びている。すなわち、砕石構造体50は壁状となっている。8本の砕石柱52a〜52hのy方向の寸法(すなわち、各砕石柱52a〜52hの径方向の寸法)は同一である。また、8本の砕石柱52a〜52hのz方向の寸法(すなわち、各砕石柱52a〜52hの深さ方向の寸法)は同一である。なお、以下の明細書において、砕石柱52を区別する必要があるときは砕石柱52a〜52hのように沿字のアルファベットを用いて記載し、区別する必要のないときは単に砕石柱52と記載する場合がある。
Hereinafter, the crushed
隣接する砕石柱52はそれぞれ接続しており、砕石構造体50は1つの構造体を形成している。図2に示すように、砕石構造体50を上部から平面視すると(すなわち、z方向に沿って見ると)、砕石柱52aの一部と砕石柱52bの一部は重なっており、砕石柱52bの一部と砕石柱52cの一部は重なっている。詳細には、砕石柱52aの径R1と砕石柱52bの径R2は、長さL1だけ重なっている。長さL1は、例えば、砕石柱52aの径R1及び砕石柱52bの径R2の0%以上、かつ、50%以下の長さとすることができる。好ましくは長さL1を径R1、R2の0%以上にすることによって、砕石柱52aと52bを接続し、連続した構造体とすることができる。また、長さL1を径R1、R2の50%以下することによって、砕石構造体50を構成する砕石柱52の数が多くなることを抑制することができる。さらに好ましくは、長さL1は、径R1、R2の5%以上、かつ、25%以下の長さであってもよい。同様に、砕石柱52bの径R2と砕石柱52cの径R3は、長さL2だけ重なっており、長さL2は、砕石柱52bの径R2及び砕石柱52cの径R3の0%以上、かつ、50%以下の長さとなっている。このように、砕石構造体50を構成する8本の砕石柱52は全て、隣接する砕石柱52と平面視したときに重なっている。
The adjacent crushed stone columns 52 are connected to each other, and the crushed
なお、本実施例の各砕石柱52の径は同一となっているが、このような構成に限定されない。砕石構造体50を構成する複数の砕石柱52は互いに接続されていればよく、各砕石柱の径が異なっていてもよい。各砕石柱の径が異なる場合には、隣接する砕石柱のうち径が小さい方の砕石柱が、隣接する砕石柱と上記の範囲で重なっている方が好ましい。また、本実施例では、各砕石柱52の深さ方向の寸法は、全ての砕石柱52において同一となっているが、各砕石柱52の深さ方向の寸法は、砕石柱52毎に異なる寸法であってもよい。このことで、硬い岩盤等によって砕石柱を形成する際に制限が生じる場合であっても、各砕石柱の深さ方向の寸法を変更することによって、地表面から砕石柱上面までの距離を一定に保った砕石構造体の構築に柔軟に対応できる。
Although the diameters of the crushed stone columns 52 of this embodiment are the same, the diameter is not limited to such a configuration. The plurality of crushed stone columns 52 constituting the crushed
砕石構造体50を構成する各砕石柱52は、砕石柱形成装置100を用いて形成される。ここで、砕石柱形成装置100について説明する。図3に示すように、砕石柱形成装置100は、建設機械としての地盤改良機40と、地盤改良機40に装着されたアタッチメント10を備えている。地盤改良機40は、図3に示されるように、地盤改良機本体構造1と、運転席としてのキャビン7と、低接地圧で不整地を移動可能な無限軌道であるクローラ6と、施工時において地盤改良機40の揺動を抑制するアウトリガー5と、を備える。
Each crushed stone pillar 52 constituting the crushed
地盤改良機40は、さらに、アタッチメント10を操作するための構成として、アタッチメント10にモーター出力軸27を介して回転駆動力を供給する駆動装置11と、昇降ガイドレール9を有するリーダー4と、リーダー4を支持するためのリーダー取付ベース2と、リーダー4の傾きを操作する油圧シリンダー3と、リーダー4の下端部においてリーダー4と一体的に形成されている延長脚柱8と、を備えている。
The
アタッチメント10は、フィン13が設けられた円筒部12と、螺旋部14と、円筒部12の振れ止め用の包囲枠30と、二股のフォーク形状を有するハンガーステー18と、カム凸子17を有するトップカバーケース16と、砕石投入装置32と、包囲枠30を支持する取付プレート37と、砕石投入装置32を支持する支持アーム39と、アタッチメント10による施工状態を管理する施工管理装置41と、を備えている。
The
円筒部12には、砕石投入孔15が形成され、砕石投入孔15は開閉蓋20によって塞がれている。砕石投入装置32は、ホッパー部33と、ホッパー部33の下部に配置されるシュート部34を備えている。砕石投入孔15は、アタッチメント10が地中を掘削する際には開閉蓋20によって閉じられている。これによって、砕石投入孔15から土砂が侵入することを防止できる。また、円筒部12内に砕石を投入する際には開閉蓋20が開けられる。これによって、砕石投入装置32に投入した砕石を砕石投入孔15から円筒部12内に投入することができる。通常用いられる砕石は、岩石を粉砕したものであるため一定の形状ではなく、約2〜50mmの直径を有するが、これに限定されない。砕石は、2mmよりも小さな直径のものを含んでいてもよいし、50mmより大きな直径のものを含んでいてもよい。アタッチメントの形状を変えることで50mmより大きな直径のものも扱うことができる。
A crushed
図4は、円筒部12と螺旋部14の構成を示す断面図である。螺旋部14は、回転入力軸26及びコアロッド22と一体的に構成されている。回転入力軸26は、駆動装置11のモーター出力軸27に接続されている。回転入力軸26は、モーター出力軸27の回転駆動力に応じて回転し、その回転駆動力を一体的に結合されたコアロッド22を介して螺旋部14に伝達する。螺旋部14の先端には掘削翼が設けられている。掘削翼は、螺旋部14の先端に向かうにしたがって径が大きくなる螺旋状に形成されている。掘削翼の略全体は円筒部12内に配置されており、掘削翼の先端の一部のみが円筒部12の先端から突出している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the
コアロッド22は、軸受け管23と放射ステー24とで円筒部12に回転可能に結合され、円筒部12と回転軸を共通にしている。一方、円筒部12は、その周囲に螺旋状のフィン13を有している。フィン13は、螺旋部14の螺旋(すなわち、掘削翼)と同一方向の螺旋形状を有している。すなわち、掘削する際には、円筒部12と螺旋部14は、同一方向に回転することになる。これにより、螺旋部14の掘削によって生じた掘削土砂がフィン13によって地表に運搬されることになる。
The
アタッチメント10は、さらに、トップカバーケース16の内部において、回転入力軸26とコアロッド22との間に、図示しないワンウエイクラッチ機構を備えている。ワンウエイクラッチ機構は、掘削時の回転方向の駆動においては、自動的に螺旋部14と円筒部12が一体として回転する作動状態となる。これにより、上述のように螺旋部14で掘削した土砂を円筒部12が有するフィン13で地上に排出することができる。一方、掘削時の回転方向と逆方向の回転駆動においては、螺旋部14で砕石に圧力を印加すると共に、円筒部12が自動的に回転を停止することができる。以下、円筒部12と螺旋部14が同一方向に回転する方向、すなわち、掘削時の回転方向を「正転方向」といい、掘削時の回転方向と逆方向に回転する方向、すなわち、螺旋部14で砕石に圧力を印加する回転方向を「反転方向」ということがある。
The
砕石柱形成装置100は、さらに、アタッチメント10を位置決めするルーラ71及び位置決め杭72を備えていることが好ましい。位置決め杭72はルーラ71に取り付けられており、ルーラ71は、包囲枠30に取り付けられている。位置決め杭72によって、アタッチメント10による掘削位置(すなわち、砕石柱52の形成位置)を簡便かつ確実に位置決めすることができる。なお、本実施例では、位置決め杭72を1本備えているが、このような構成に限定されない。例えば、位置決め杭72を2本以上備えていてもよい。位置決め杭72を2本以上備え、先に構築した砕石柱52の円周に沿って固定することで、位置決め精度を上げることができ、掘削時の振動によるアタッチメント10の位置ズレも防ぐことができる。
It is preferable that the crushed stone
図5〜図8を参照して、砕石構造体50の製造方法について説明する。砕石構造体50は、砕石構造体50を構成する各砕石柱52を1本ずつ形成することによって構築される。本実施例では、最初に砕石柱52aを形成し、その後、砕石柱52b〜52hを順に形成する。
A method for manufacturing the crushed
図5に示すように、まず、第1掘削工程を実行する(S12)。第1掘削工程では、砕石柱形成装置100を用いて地中を掘削し、砕石柱52aを形成するための第1空間60を形成する。第1掘削工程は、以下の手順で行われる。まず、アタッチメント10の位置合わせを行う。アタッチメント10の位置合わせは、クローラ6の駆動によって地盤改良機40の位置と方向とを調整することによって行われる。なお、地盤改良機40の位置と方向を調整した後、地盤改良機40は、アウトリガー5によって固定されてもよい。これにより、施工時における地盤改良機40の揺動や位置ずれを抑制することができる。地盤改良機40の固定後、駆動装置11を駆動させながらアタッチメント10を下降させる。駆動装置11は、円筒部12及び螺旋部14が正転方向に回転するように駆動する。したがって、アタッチメント10は、正転方向に回転しながら、アタッチメント10を地中に挿入して、地中を掘削する。地中の掘削によって排出される土砂は、円筒部12の外周に運ばれ、フィン13によって地表に排出される。図6に示すように、アタッチメント10が所定の深さまで到達すると、駆動装置11の正転回転の駆動を停止し、掘削を終了する。すると、地中に第1空間60が形成される。上記の説明から明らかなように、第1空間60は、掘削方向(z方向)に伸びる円柱形状を有している。
As shown in FIG. 5, first, the first excavation step is executed (S12). In the first excavation step, the underground is excavated using the crushed stone
次に、ステップS12の第1掘削工程で形成された第1空間60に砕石柱52aを形成する砕石柱形成工程を実行する(S14)。砕石柱形成工程は、以下の手順で行われる。まず、開閉蓋20を開いた状態で、砕石投入装置32に砕石を投入する。砕石投入装置32に投入された砕石は、砕石投入孔15を介して円筒部12内に投入される。次に、螺旋部14が反転方向に回転するように、駆動装置11を駆動させる。すると、アタッチメント10は、反転方向に回転しながら上昇すると共に、円筒部12内に投入された砕石を螺旋部14から押圧しながら排出する。したがって、アタッチメント10が第1空間60から押し出されると共に、第1空間60内に砕石柱52aが形成される。図7に示すように、アタッチメント10が地表まで押し出されると、駆動装置11の反転回転の駆動を停止する。すると、第1空間60内に砕石柱52aが形成される。上記の説明から明らかなように、砕石柱52aは、掘削方向(z方向)に伸びる円柱形状を有している。
Next, the crushed stone pillar forming step of forming the crushed
次に、第2掘削工程を実行する(S16)。第2掘削工程では、砕石柱形成装置100を用いて地中及び砕石柱52aの一部を掘削し、若しくは砕石柱52aとほぼ接触する位置で地中を掘削し、砕石柱52bを形成するための第2空間62を形成する。上述したように、砕石柱形成装置100は、砕石柱形成工程(例えば、ステップS14)において、形成した空間を外周側に僅かに押し広げる。このため、砕石柱52aとほぼ接触する位置に第2空間62を形成することによって、砕石柱52aと接続する砕石柱52を形成するための空間を形成することができる。第2掘削工程は、以下の手順で行われる。まず、アタッチメント10の位置を移動させ、アタッチメント10の位置合わせを行う。図2に示すように、砕石柱52bは、砕石柱52aの位置から、R2−L1(すなわち、砕石柱52bの径方向の寸法R2から、砕石柱52aと52bが重なる長さの寸法L1を引いた寸法)だけ+x方向に移動した位置に形成される。このため、アタッチメント10をR2−L1だけx方向に移動させる。なお、アタッチメント10の位置合わせの手順は、ステップS12と同様の手順であるため、詳細な説明は省略する。アタッチメント10の位置合わせをした後、螺旋部14が正転方向に回転するように駆動装置11を駆動させながら、アタッチメント10を下降させる。すると、アタッチメント10は、正転方向に回転しながら地中及び砕石柱52aの一部を掘削する。上述したように、砕石柱52aは、円筒部12内に投入された砕石を押圧して一体化しているだけである。このため、砕石柱52aを破壊することなく、アタッチメント10によって砕石柱52aの一部のみを掘削することができる。なお、掘削の手順についてもステップS12と同様であるため、詳細な説明は省略する。図8に示すように、アタッチメント10が所定の深さまで到達すると、地中に第2空間62が形成される。
Next, the second excavation step is executed (S16). In the second excavation step, the crushed stone
次に、ステップS16の第2掘削工程で形成された第2空間62に砕石柱52bを形成する砕石柱形成工程を実行する(S18)。なお、ステップS18の砕石柱形成工程の手順は、ステップS14の砕石柱形成工程と同様であるため、詳細な説明は省略する。第2空間62は、地中と砕石柱52aの一部を掘削することによって形成される。このため、第2空間62内に砕石柱52bを形成することによって、地中内に砕石柱52aと砕石柱52bとが接続した構造体が形成される。
Next, the crushed stone pillar forming step of forming the crushed
次に、砕石構造体50を構成する全ての砕石柱52が形成されたか否かを判断する(S20)。すなわち、砕石柱52a〜52hが全て形成されたか否かを判断する。砕石柱52a〜52hのうち、形成されていない砕石柱52がある場合(ステップS20でNOの場合)には、ステップS16に戻り、ステップS16とステップS18を繰り返す。すなわち、形成された砕石柱52の一部と当該砕石柱52に隣接する地中を掘削する。そして、掘削によって形成された空間に砕石柱52を形成する。例えば、砕石柱52aと砕石柱52bのみが形成されている状態であれば、砕石柱52bの+x方向の一部分と、砕石柱52bと+x方向に隣接する地中を掘削する。そして、掘削して形成された空間に砕石柱52cを形成する。このように、砕石構造体50を構成する全ての砕石柱52a〜52hが形成されるまでステップS16とステップS18を繰り返す。そして、全ての砕石柱52a〜52hが形成されると(ステップS20でYESの場合)、砕石構造体50の構築を終了する。なお、砕石柱52a〜52hを形成する場合には上記に限らず、52a、52c、52eのように一本ずつ飛ばして砕石柱を形成したあと、その間隙に52b、52d等の砕石柱を形成してもよい。このような順で砕石構造体50を構築することによって、アタッチメント10に掛かる負荷を左右均一に近づけることができ、設定角度が安定した掘削性を得ることができる。
Next, it is determined whether or not all the crushed stone columns 52 constituting the crushed
本実施例では、砕石柱52の一部と当該砕石柱52に隣接する地中を掘削し、掘削によって形成された空間に砕石柱52を形成する。このため、隣接する砕石柱52を接続させることができる。このように複数の砕石柱52を形成することによって、複数の砕石柱52が連続した砕石構造体50を地中に構築することができる。
In this embodiment, a part of the crushed stone pillar 52 and the underground adjacent to the crushed stone pillar 52 are excavated, and the crushed stone pillar 52 is formed in the space formed by the excavation. Therefore, the adjacent crushed stone columns 52 can be connected. By forming the plurality of crushed stone columns 52 in this way, it is possible to construct a crushed
なお、本実施例では、第2掘削工程において、砕石柱52a〜52hが直線状に配置されるように砕石柱52b〜52hを形成しているが、このような構成に限定されない。先に形成された砕石柱52と接続するように後に形成される砕石柱52を形成すればよく、後に形成される砕石柱52は、先に形成された砕石柱52に対していずれの方向に隣接させてもよい。例えば、図9に示すように、砕石構造体150では、砕石柱52iは5本の砕石柱52j〜52nと接続している。このように、砕石構造体150は、1本の砕石柱52が3本以上の複数の砕石柱52と接続するように構成されていてもよい。また、砕石構造体150は、3本の砕石柱52i〜52kが重複する部分53を備えている。このように、砕石構造体150は、3本以上の複数の砕石柱52が重なる重複部分53を備えていてもよい。このように構築することで、砕石構造体150の強度をさらに上げることができる。このように、複数の砕石柱52を組み合わせることによって、地中に所望の形状の砕石構造体を構築することができる。
In this embodiment, in the second excavation step, the crushed
また、本実施例では、砕石構造体50を構成する砕石柱52は、地表付近まで達すように形成されるが、このような構成に限定されない。例えば、砕石構造体は、地表付近まで達することなく、地中に埋設されていてもよい。このような砕石構造体は、砕石柱形成装置100で砕石柱を形成する際に、掘削した空間の途中まで砕石柱を形成し、途中から砕石柱を形成することなくアタッチメント10を地中から取り出すことによって構築することができる。掘削された空間のうち、砕石柱を形成しない部分については、例えば、掘削時に排出された土砂を再び投入すればよい。
Further, in the present embodiment, the crushed stone pillar 52 constituting the crushed
また、本実施例で用いる砕石柱形成装置100では、円筒部12にフィン13が設けられているが、このような構成に限定されない。例えば、フィン13が設けられた円筒部12を有するアタッチメント10(以下、排土型アタッチメント10ともいう)と、掘削による土砂を殆ど地表に排出しない構成である、フィンが設けられていない円筒部を有するアタッチメント(以下、非排土型アタッチメントともいう)の両方を用いて砕石構造体を構築してもよい。
Further, in the crushed stone
この場合には、まず、非排土型アタッチメントを用いて、砕石構造体50を構成する複数の砕石柱52から選択した一部の砕石柱52(具体的には、地中内で独立して存在する砕石柱52(既に形成された他の砕石柱52と隣接しない砕石柱52))を形成する。その後、排土型アタッチメント10を用いて残りの砕石柱52を形成する。例えば、図1の砕石構造体50では、まず、砕石柱52a、52c、52e、52gを、非排土型アタッチメントを用いて形成する。その後、残りの砕石柱52b、52d、52f、52hを、排土型アタッチメント10を用いて形成する。非排土型アタッチメントを用いると、掘削によって形成された空間の周囲に不要な土砂が圧縮して押し固められる。上記のような順で、非排土型アタッチメントと排土型アタッチメント10を組み合わせて用いることによって、非排土型アタッチメントを用いても、連続した砕石構造体50を好適に構築することができる。このように、非排土型アタッチメントを用いると、排出される土砂の量を減少させることができる。これまで述べてきた砕石柱52の径の重複を大きく設ける場合には、排土型アタッチメント10を上記した様に利用することが望ましい。また、排土型アタッチメント10で掘削する際に両側に砕石柱52が接することになり、掘削負荷が均一となる点でも好ましい。ここで全ての砕石柱52を、非排土型アタッチメントを用いて形成することも可能であるが、地盤を圧縮する関係で掘削抵抗が大きくなり困難な場合が生じ得る。なお、各砕石柱52の直径は通常、非排土型アタッチメントを用いた場合には約25〜45cmであり、排土型アタッチメント10を用いた場合には約30〜50cmであるが、このような構成に限定されない。また、砕石柱52の深さ方向の長さは、非排土型アタッチメント又は排土型アタッチメント10の高さ方向(z方向)の寸法や掘削する深さによって決まり、約4〜6mであるが、このような構成に限定されない。例えば、砕石柱形成装置の大きさや駆動能力を変更することによって、上記の寸法より更に大きな砕石柱を形成することもできる。
In this case, first, a part of the crushed stone pillars 52 selected from the plurality of crushed stone pillars 52 constituting the crushed stone structure 50 (specifically, independently in the ground) using a non-soil-exhausting type attachment. The existing crushed stone column 52 (the crushed stone column 52 that is not adjacent to the other crushed stone column 52 that has already been formed) is formed. After that, the remaining crushed stone pillar 52 is formed by using the soil
また、本実施例の構築方法を用いて構築された砕石構造体50は、砕石によって形成されているため、砕石構造体50内では、砕石と砕石の間に隙間が生じる。このため、本実施例の構築方法を用いて構築された砕石構造体50は、地中を流れる地下水等の水を貯留することができる。以下に、本実施例の構築方法を用いて構築された砕石構造体250を傾斜面等の地盤崩壊を防止するために用いる例について説明する。
Further, since the crushed
図10に示すように、傾斜面の地盤崩壊を防止するために、地中に砕石構造体250と、排水管54を配置する。砕石構造体250は、地滑り等の地盤崩壊が発生する虞のある傾斜面より高い位置(図10では傾斜面の+y方向)に構築される。砕石構造体250は、砕石柱52をx方向に連続して形成した壁状の構造体であり、砕石構造体250を構成する砕石柱52の数は、地盤崩壊を防止する傾斜面の長さに合わせて変更可能である。したがって、砕石構造体250を構成する砕石柱52の数は、上述の砕石構造体50(図1参照)を構成する砕石柱52の数(すなわち、8本)と異なっており、多くの場合、砕石構造体50を構成する砕石柱52の数より多くされる。なお、砕石構造体250と上述の砕石構造体50は、構成する砕石柱52の数が異なる点のみが異なっており、砕石構造体250のその他の構成は砕石構造体50と同一である。このため、砕石構造体250の構成の詳細や、砕石構造体250の構築方法についての詳細な説明は省略する。透水性を有する砕石構造体250を傾斜面に沿って構築することによって、傾斜面の上流側(+y方向)の土壌に含まれる水を適度に排出することができる。そのため適度な透水性を有する砕石構造体は、従来工法に比べて地盤崩壊の防止効果、保全効果が格段に向上するものである。
As shown in FIG. 10, a crushed
また、排水管54は、砕石構造体250に接続されている。排水管54の一端は砕石構造体250に接続されており、排水管54の他端は地表に配置されている。図10では、排水管54は、原則y方向と反対方向に排水可能な勾配を有して延びている。砕石構造体250が排水管54に接続されていることによって、砕石構造体250内の水を地表に排出することができる。排水管54の位置は、砕石構造体250の底部0cm以上かつ50cm未満に配置することは好ましく、また、排水管54は、砕石構造体250のx方向に一定の間隔で複数設ける事が望ましい。また、底部以外にも排水管54よりも地表側に更に追加して排水管(図示省略)を設ける事もゲリラ豪雨と称されるような大雨などの対策として有効である。排水管を設けることによって、砕石構造体250の上部側(+y方向)の土壌内の水位を下げることができ、土壌の強度を高めることができる。また、砕石構造体250にスタンドパイプ56を設置してもよい。スタンドパイプ56は、その一端が砕石構造体250を構成する砕石柱52の上面から当該砕石柱52内に配置されており、他端が砕石構造体250の上方の地表に配置されている。砕石構造体250に設置されるスタンドパイプ56の数は特に限定されるものではなく、例えば、スタンドパイプ56は、砕石構造体250を構成する複数の砕石柱52に対して数本毎に設置されてもよい。スタンドパイプ56及び砕石構造体250によって地下水を大気圧で押さえ、土壌内の水位を低下させることができる。したがって、上記した様に地下水位を常時一定以下に保つことで、地滑り等の地盤崩壊を抑制することができる。なお、本実施例の砕石構造体250は、傾斜面より高い位置に位置しているが、このような構成に限定されない。例えば、砕石構造体250は、傾斜面の途中に位置していてもよい。また、本実施例ではスタンドパイプ56が設置されているが、スタンドパイプ56は設置されていなくてもよい。
Further, the
なお、本実施例の砕石構造体50、150、250は、砕石構造体50、150、250を構成する複数の砕石柱52が全て同一方向(z方向に平行)に配置されているが、このような構成に限定されない。砕石構造体を構成する複数の砕石柱は、互いに異なる方向に配置されていてもよく、例えば、図11に示すように、砕石構造体350は、z方向に平行な砕石柱152a〜152dと、z方向に斜めに傾いて配置される(図11では、−y方向に傾いている)砕石柱153a〜153dとが接続されていてもよい。砕石構造体350は、砕石柱152a〜152dと砕石柱153a〜153dが地表付近では完全に離れ、地中では重なっている構造である。このような構成は、砕石柱152a〜152dを鉛直方向に形成し、砕石柱153a〜153dを僅かに傾けて形成することによって構築する。このような構造にすることで、砕石柱152a〜152dと砕石柱153a〜153dの間に空間が作られるため、例えば、地上排水路などを構築しつつ、排水路の周囲を砕石柱152a〜152d及び砕石柱153a〜153dで保護する事ができる。なお、砕石構造体350は、砕石柱152a〜152dがz方向に平行に配置され、砕石柱153a〜153dがz方向に斜めに傾いて配置されているが、砕石構造体を構成する複数の砕石柱が互いに接続していればよく、例えば、砕石柱152a〜152dをz方向に斜めに傾けて形成すると共に、砕石柱153a〜153dをz方向に斜めに傾けて形成してもよい。また、複数の砕石柱を互いに異なる方向に配置する場合には、砕石柱が接続する部分のxy断面において、接続する2つの砕石柱の重複部分が50%を超えていてもよい。
In the crushed
また、地下水が浸透する地層では、砕石構造体を構成する砕石の砕石粒を以下のようにすることも有効である。例えば、砕石構造体の下部(すなわち、地表から遠い部分)には直径が約3cm程度の比較的小さい砕石を投入し、砕石構造体の上部(すなわち、地表に近い部分)には直径が約5cm程度の比較的大きい砕石を投入することができる。また、本実施例の砕石構造体は連続しているため、砕石構造体を地下水路として用いることもできる。この場合には、上述の砕石構造体50、250のように、砕石構造体を直線状に連続して構築する。このとき、砕石構造体の下部には、上部より粒径の大きい砕石を投入する。すると、砕石構造体の下部において、砕石間の空間を通して地下水路を構成することができる。このため、地中に構築する砕石構造体の砕石の粒径を深さ方向の寸法で調整することによって、所望の地中深さに地下水路を構築することもできる。また、比較的粒径の大きい砕石に砂利等の粒径の小さい砕石を混合することもできる。さらに、砕石柱毎に粒径の異なる砕石を投入してもよい。このように、本実施例の砕石構造体は、砕石構造体を構成する砕石の粒径を、1つの砕石構造体内において部分毎に変更することができる。このため、砕石構造体を構築する地形や地盤、又はその土壌の降水時の排水状況の統計値等に合わせて砕石の粒径を調整してもよい。このように、透水性や強度を土壌の特徴に合わせて最適化することができる。
Further, in the stratum infiltrated with groundwater, it is also effective to make the crushed stone grains of the crushed stone constituting the crushed stone structure as follows. For example, a relatively small crushed stone with a diameter of about 3 cm is put into the lower part of the crushed stone structure (that is, the part far from the ground surface), and the diameter is about 5 cm in the upper part of the crushed stone structure (that is, the part near the ground surface). It is possible to put in relatively large crushed stones. Further, since the crushed stone structure of this embodiment is continuous, the crushed stone structure can also be used as a groundwater channel. In this case, the crushed stone structures are constructed in a straight line and continuously like the above-mentioned crushed
本実施例の製造方法を用いて製造された砕石構造体は、砕石によって構築されているため、一定の貯水性及び高い透水性を備えることができる。地中に透水性のコンクリートを用いて構造体を形成した場合にも、当該構造体(以下、透水性コンクリート構造体ともいう)内に水が貯留される。しかしながら、透水性コンクリート構造体は通常のコンクリート構造体と比較すると透水性が高い一方、本実施例の砕石構造体と比較すると、当該構造体内に生じる隙間が小さく、透水性が低い。本実施例の砕石構造体は、砕石によって形成されているため、一定の貯水性を有し、透水性を高くすることができるため地下水の水位を低くできる。また、本実施例の砕石構造体50は、上記の製造方法を用いることによって、施工に手間や時間をかけることなく製造することができる。上記の透水性コンクリート構造体は、構造体内の隙間に土砂等が侵入することによって透水性が低下しても、同一箇所に再施工することが困難である。本実施例の砕石構造体50は、上記の製造方法を用いることによって、同一箇所に再施工することができる。このため、貯水性及び透水性が低下しても、同一箇所に再施工を容易に行うことができ、長期間に亘り貯水性及び透水性を良好な状態で確保することができる。
Since the crushed stone structure produced by using the production method of this example is constructed of crushed stone, it can have a certain water storage property and high water permeability. Even when a structure is formed in the ground using permeable concrete, water is stored in the structure (hereinafter, also referred to as a permeable concrete structure). However, while the water-permeable concrete structure has higher water permeability than the normal concrete structure, the gap generated in the structure is smaller and the water permeability is lower than that of the crushed stone structure of the present embodiment. Since the crushed stone structure of this embodiment is formed of crushed stone, it has a certain amount of water storage and can be made highly permeable, so that the water level of groundwater can be lowered. Further, the crushed
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 Although specific examples of the techniques disclosed in the present specification have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing.
10:アタッチメント
11:駆動装置
12:円筒部
13:フィン
14:螺旋部
15:砕石投入孔
20:開閉蓋
32:砕石投入装置
40:地盤改良機
50、150、250:砕石構造体
52:砕石柱
54:排水管
60:第1空間
62:第2空間
100:砕石杭形成装置
10: Attachment 11: Drive device 12: Cylindrical part 13: Fin 14: Spiral part 15: Crushed stone input hole 20: Opening and closing lid 32: Crushed stone input device 40:
Claims (6)
前記地中に第1空間を形成する第1掘削工程と、
前記第1掘削工程によって形成された前記第1空間に砕石を投入して押圧することで、第1砕石柱を形成する第1砕石柱形成工程と、
前記地中であって前記第1砕石柱と接続する位置に第2空間を形成する第2掘削工程と、
前記第2掘削工程によって形成された前記第2空間に砕石を投入して押圧することで、前記第1砕石柱と接続する第2砕石柱を形成する第2砕石柱形成工程と、
一端が前記地中で前記砕石構造体と接続し、他端が地表に位置する排水管を設置する排水管設置工程と、を備え、
前記排水管は、前記他端の高さが、前記一端の高さと同じ、又は、前記一端の高さより低い、砕石構造体の構築方法。 It is a method of constructing a crushed stone structure in the ground of land with a ground surface with a height difference.
The first excavation process for forming the first space in the ground and
A first crushed stone pillar forming step of forming a first crushed stone pillar by throwing crushed stone into the first space formed by the first excavation step and pressing the crushed stone.
A second excavation step of forming a second space in the ground at a position connected to the first crushed stone pillar,
A second crushed stone pillar forming step of forming a second crushed stone pillar connected to the first crushed stone pillar by throwing crushed stone into the second space formed by the second excavation step and pressing the crushed stone.
It is provided with a drainage pipe installation step in which one end is connected to the crushed stone structure in the ground and the other end is a drainage pipe located on the ground surface.
A method for constructing a crushed stone structure in which the height of the other end of the drainage pipe is the same as the height of the one end or lower than the height of the one end.
前記第2砕石柱形成工程では、平面視したときに前記第1掘削工程によって形成された前記第1砕石柱の径と前記第2砕石柱の径との一部が重なるように第2砕石柱を形成する、請求項1に記載の砕石構造体の構築方法。 In the second excavation step, a part of the formed first crushed stone pillar and the land adjacent to the first crushed stone pillar are excavated to form a second space in the ground.
In the second crushed stone pillar forming step, the second crushed stone pillar is formed so that a part of the diameter of the first crushed stone pillar formed by the first excavation step and the diameter of the second crushed stone pillar overlap when viewed in a plan view. The method for constructing a crushed stone structure according to claim 1, wherein the crushed stone structure is formed.
前記砕石柱形成装置は、円筒部と、前記円筒部内に回転可能に配置されると共に駆動装置に接続されて地中を掘削する螺旋部と、を備えるアタッチメントを備えており、
前記第1掘削工程及び前記第2掘削工程では、前記駆動装置によって前記螺旋部と前記円筒部とを一体に回転させて前記アタッチメントを地中内に挿入しながら地中を掘削し、
前記第1砕石柱形成工程及び前記第2砕石柱形成工程では、前記円筒部内に砕石を投入し、前記アタッチメントを地中内から上昇させながら前記円筒部内に投入された砕石によって砕石柱を形成する、請求項1又は2に記載の砕石構造体の構築方法。 The first excavation step, the first crushed stone pillar forming step, the second excavation step, and the second crushed stone pillar forming step are performed by using a crushed stone pillar forming apparatus.
The crushed stone column forming device includes an attachment including a cylindrical portion and a spiral portion rotatably arranged in the cylindrical portion and connected to a drive device to excavate underground.
In the first excavation step and the second excavation step, the spiral portion and the cylindrical portion are integrally rotated by the drive device, and the attachment is inserted into the ground while excavating the ground.
In the first crushed stone pillar forming step and the second crushed stone pillar forming step, crushed stone is thrown into the cylindrical portion, and the crushed stone pillar is formed by the crushed stone thrown into the cylindrical portion while raising the attachment from the ground. , The method for constructing a crushed stone structure according to claim 1 or 2.
砕石によって構成される複数の砕石柱と、
一端が地中で前記複数の砕石柱と接続し、他端が地表に位置する少なくとも1つの排水管と、を備えており、
前記複数の砕石柱のうち少なくとも1つの砕石柱は、当該砕石柱に隣接する他の砕石柱と接続しており、
前記複数の砕石柱のうち少なくとも1つの砕石柱と前記他の砕石柱は、連続して1つの構造体を形成しており、
前記排水管は、前記他端の高さが、前記一端の高さと同じ、又は、前記一端の高さより低い、砕石構造体。 It is a crushed stone structure formed in the space formed in the ground of the land having a ground surface with a height difference.
Multiple crushed stone columns composed of crushed stone and
One end is connected to the plurality of crushed stone columns in the ground, and the other end is provided with at least one drainage pipe located on the ground surface.
At least one of the plurality of crushed stone columns is connected to another crushed stone column adjacent to the crushed stone column.
At least one of the plurality of crushed stone columns and the other crushed stone columns form one structure in succession.
The drainage pipe is a crushed stone structure in which the height of the other end is the same as the height of the one end or lower than the height of the one end.
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