JP7517054B2 - Anchor members and ground improvement methods - Google Patents
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Description
本発明は、ドレーン材に装着するアンカー部材、及びドレーン材を用いた地盤改良工法に関する。 The present invention relates to an anchor member to be attached to a drainage material, and a ground improvement method using the drainage material.
従来より、軟弱な粘性土地盤の圧密沈下を促進し強度増加を図る工法として、バーチカルドレーンを利用した載荷盛土工法が知られている。載荷盛土工法では、改良対象となる軟弱な粘性土に複数のドレーン材を所定の間隔で鉛直状に打設するとともに、このドレーン材の上部及び下部を、軟弱な粘性土の上下に設ける上部砂層及び下部砂層に接触させる。この状態で、上部砂層の上方に盛土を造成して載荷すると、軟弱な粘性土の間隙水がドレーン材を介して上部砂層もしくは下部砂層に排水され、地盤の沈下が促進される。 The loaded embankment method using vertical drains has been known as a method for promoting consolidation settlement of soft clayey soil and increasing its strength. In the loaded embankment method, multiple drain materials are cast vertically at specified intervals into the soft clayey soil to be improved, and the upper and lower parts of the drain materials are brought into contact with the upper and lower sand layers above and below the soft clayey soil. In this state, when an embankment is constructed above the upper sand layer and loaded, the pore water in the soft clayey soil is drained through the drain materials into the upper or lower sand layer, promoting the settlement of the ground.
また、盛土を使用せずに圧密沈下を促進する工法として、複数のドレーン材が打設された軟弱な粘性土に負圧を作用させて強制的に排水する真空圧密工法も知られている。例えば特許文献1では、改良対象となる地盤の底面側から負圧を作用させる工法が開示されている。 A vacuum consolidation method is also known as a method for promoting consolidation settlement without using embankments, in which negative pressure is applied to soft clayey soil into which multiple drainage materials have been poured to forcibly drain the soil. For example, Patent Document 1 discloses a method in which negative pressure is applied from the bottom side of the ground to be improved.
具体的には、透水層上に改良対象地盤を形成したのち、ドレーン材を打設して透水層と接触させるとともに、改良対象地盤の上面を不透水層で被覆する。次に、吸気管及び吸気ポンプを配備した集水井戸を、透水層と連通するようにして改良対象地盤中に複数配置する。こののち、集水井戸を利用して透水層及びドレーン材を介して改良対象地盤に負圧を作用させ、埋立地盤の水分を集水井戸に集水している。 Specifically, after the ground to be improved is formed on a permeable layer, drainage material is poured in to make contact with the permeable layer, and the top surface of the ground to be improved is covered with an impermeable layer. Next, multiple collection wells equipped with suction pipes and suction pumps are placed in the ground to be improved so that they communicate with the permeable layer. After this, the collection wells are used to apply negative pressure to the ground to be improved via the permeable layer and drainage material, and moisture from the reclaimed land is collected in the collection wells.
なお、上記の改良対象地盤の底面側から負圧を作用させる工法で用いる透水層は、新たに敷設する場合だけでなく、例えば、透水層として機能させることが可能な状態で自然に堆積する砂層が存在する場合や、過去に実施された工事で敷設された透水層が再利用可能な状態で存在する場合などは、これらを利用することもある。また、改良したい地盤が既設の埋立地盤である場合にも、その底面側に上記の自然の砂層や過去の工事で敷設された透水層が存在する場合には、底面側から負圧を作用させる工法を採用することがある。 The permeable layer used in the above-mentioned method of applying negative pressure from the bottom side of the ground to be improved is not only used when a new layer is laid, but may also be used, for example, when there is a naturally deposited sand layer that can function as a permeable layer, or when a permeable layer laid in previous construction work exists in a reusable state. Also, when the ground to be improved is an existing reclaimed land, if there is a natural sand layer or a permeable layer laid in previous construction work on the bottom side, a method of applying negative pressure from the bottom side may be used.
上述の工法はいずれの場合にも、ドレーン材の打設にマンドレルを用いる方法を採用する場合が多い。その方法は、例えば特許文献2の従来技術で開示されているように、鉛直状に立設した筒状のマンドレル内にドレーン材を挿入し、マンドレルの下端より露出したドレーン材の端部近傍にアンカー装置を取り付ける。この状態で、マンドレルを改良対象となる地盤に挿入する。 In all of the above construction methods, a mandrel is often used to cast the drainage material. For example, as disclosed in the prior art of Patent Document 2, this method involves inserting the drainage material into a vertically erected cylindrical mandrel, and attaching an anchor device near the end of the drainage material exposed at the bottom end of the mandrel. In this state, the mandrel is inserted into the ground to be improved.
こののち、アンカー装置が所定の深度に到達したところでマンドレルを引く抜くと、アンカー装置が、ドレーン材の共上がりを防止する装置としての機能するため、ドレーン材とアンカー装置は軟弱地盤中に残置される。 After this, when the anchor device reaches a specified depth, the mandrel is pulled out, and the anchor device functions as a device to prevent the drain material from rising up together, so the drain material and anchor device are left in the soft ground.
上記のアンカー装置は、ドレーン材の幅より略長大なスリット孔が並列に2本設けられた平板状のアンカープレートよりなり、ドレーン材に装着する際には、ドレーン材を、アンカープレートの上面側から往復させるようにして、2本のスリット孔に挿通させる。これにより、アンカープレートの下面側には、ドレーン材の方向転換部分がこのアンカープレートに沿うようにして形成される。 The above anchor device is made of a flat anchor plate with two parallel slit holes that are approximately longer than the width of the drain material. When attaching the drain material, the drain material is inserted into the two slit holes by moving it back and forth from the top side of the anchor plate. As a result, a direction change part of the drain material is formed on the bottom side of the anchor plate so that it follows the anchor plate.
このようなアンカー装置を、例えば特許文献1のドレーン材に適用して改良対象地盤に打設すると、打設中に生じる抵抗によって、アンカー装置が透水層に当接したことを検知できる。これにより、アンカープレートの下面側に位置するドレーン材の方向転換部分を透水層に接触させることができる。 When such an anchor device is applied to the drainage material of Patent Document 1, for example, and cast into the ground to be improved, the resistance generated during casting makes it possible to detect that the anchor device has come into contact with the permeable layer. This allows the direction-changing portion of the drainage material located on the underside of the anchor plate to come into contact with the permeable layer.
しかし、このドレーン材の方向転換部分は、アンカープレートより面積が小さいことから、透水層との接触状態が良好でない場合には、改良対象地盤から集水した間隙水を効率よく透水層に排水できない。これに対応するべく、アンカープレートの下面側でドレーン材を弛ませ、方向転換部分の面積を大きく確保しようとすると、この弛んだ状態の方向転換部分が、透水層に接触した際に押しつぶされるなどして変形し、折れを生じる可能性がある。このような場合には、ドレーン材で集水した間隙水を、スムーズに透水層へ排出させることができない。 However, because the area of the direction change portion of the drain material is smaller than that of the anchor plate, if the contact with the permeable layer is not good, the pore water collected from the ground to be improved cannot be efficiently drained into the permeable layer. In order to address this, if an attempt is made to loosen the drain material on the underside of the anchor plate and increase the area of the direction change portion, this loosened direction change portion may be crushed or deformed when it comes into contact with the permeable layer, resulting in breakage. In such cases, the pore water collected by the drain material cannot be smoothly discharged into the permeable layer.
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、改良対象土に埋設したドレーン材と、改良対象土の底面側に位置する排水層とを確実に接続し、改良対象土の間隙水を効率よく排出することである。 The present invention was developed in consideration of these problems, and its main purpose is to reliably connect the drainage material buried in the soil to be improved to the drainage layer located on the bottom side of the soil to be improved, and to efficiently drain the pore water in the soil to be improved.
かかる目的を達成するため、本発明のアンカー部材は、堆積する改良対象土に埋設されるとともに、前記改良対象土の底面側に設けられる排水層に接続されるドレーン材に装着するアンカー部材であって、前記ドレーン材を挿通する挿通部が形成されたアンカープレートと、前記アンカープレートの下面側から下方に向けて突出するように設けられ、前記ドレーン材を前記挿通部に挿通させた際に、前記アンカープレートの下方側に位置する前記ドレーン材の下端余長部を保形するとともに延在方向を転換させるドレーン保形部材と、を備え、前記アンカープレートの下面を前記排水層の上面に当接させた状態で、前記ドレーン保形部材が、前記ドレーン材の下端余長部とともに前記排水層に挿入されることを特徴とする。
In order to achieve this purpose, the anchor member of the present invention is an anchor member that is buried in accumulated soil to be improved and is attached to a drainage material connected to a drainage layer provided on the bottom side of the soil to be improved, and comprises an anchor plate having an insertion portion through which the drainage material is inserted, and a drain shape-retaining member that is arranged to protrude downward from the underside of the anchor plate and that retains the shape of the lower end excess portion of the drainage material located on the lower side of the anchor plate and changes the extension direction when the drainage material is inserted into the insertion portion , and is characterized in that the drain shape-retaining member is inserted into the drainage layer together with the lower end excess portion of the drainage material with the underside of the anchor plate abutting the upper surface of the drainage layer .
本発明のアンカー部材は、前記ドレーン保形部材に、前記下端余長部に接する接触部が設けられることを特徴とする。 The anchor member of the present invention is characterized in that the drain shape retaining member is provided with a contact portion that contacts the lower end excess portion.
本発明のアンカー部材は、前記ドレーン保形部材の下端部に、前記下端余長部を貫通するパンチ部が設けられることを特徴とする。 The anchor member of the present invention is characterized in that a punch portion is provided at the lower end of the drain shape retaining member, which penetrates the lower end excess portion.
本発明のアンカー部材は、前記ドレーン保形部材に、前記下端余長部を保持する保持部が設けられることを特徴とする。 The anchor member of the present invention is characterized in that the drain shape retaining member is provided with a retaining portion that retains the lower end excess portion.
本発明のアンカー部材によれば、アンカープレートの下面側に下方に向けて突出するドレーン保形部材を備える。これにより、アンカープレートの挿通部にドレーン材を挿通させた際に、アンカープレートの下方側に位置するドレーン材の下端余長部を、ドレーン保形部材に対応した形状に保持し、外力が作用した場合にもその変形を抑制することができる。 The anchor member of the present invention is provided with a drain shape-retaining member that protrudes downward on the underside of the anchor plate. As a result, when the drain material is inserted into the insertion portion of the anchor plate, the lower end excess portion of the drain material located on the lower side of the anchor plate is held in a shape corresponding to the drain shape-retaining member, and deformation can be suppressed even when an external force is applied.
したがって、改良対象土に埋設されたドレーン材を改良対象土の底面側に設けられた排水層に接続する際、ドレーン材の下端余長部を排水層に挿入することで、ドレーン材と排水層との確実に接続することが可能となる。このため、改良対象土の間隙水及び空気を、ドレーン材からこの下端余長部を介して滞りなく排水層に排出させて、効率よく改良対象土の圧密沈下を促進させることが可能となる。 Therefore, when connecting the drain material buried in the soil to be improved to the drainage layer provided on the bottom side of the soil to be improved, the drain material can be securely connected to the drainage layer by inserting the bottom excess part of the drain material into the drainage layer. This allows the pore water and air in the soil to be improved to be smoothly discharged from the drain material through this bottom excess part into the drainage layer, efficiently promoting the consolidation settlement of the soil to be improved.
また、ドレーン保形部材の形状を変更することにより、ドレーン材の下端余長部はその形状や大きさを容易に変更することができる。したがって、改良対象土の間隙水や空気をドレーン材を介して排水層へスムーズに流下させるべく、下端余長部の貫入量や接触面積等を変更したい場合にも、ドレーン保形部材を用いて容易に調整することが可能となる。 In addition, by changing the shape of the drain shape-retaining member, the shape and size of the bottom excess part of the drain material can be easily changed. Therefore, even if it is desired to change the penetration amount or contact area of the bottom excess part in order to allow the pore water and air in the soil to be improved to flow smoothly down into the drainage layer through the drain material, it is possible to easily adjust this using the drain shape-retaining member.
本発明の地盤改良工法は、本発明のアンカー部材を装着したドレーン材を用いて排水層上に堆積する改良対象土の間隙水を前記排水層へ排出し、地盤改良を行う地盤改良工法であって、前記アンカープレートの前記挿通部に前記ドレーン材を挿通させて、該ドレーン材に前記アンカー部材を装着し、前記アンカー部材の下方側に前記ドレーン材の下端余長部を設ける工程と、前記改良対象土に前記ドレーン材を打設するとともに、前記ドレーン材の下端余長部を前記排水層に挿入し、該排水層と前記ドレーン材を接続する工程と、を備えることを特徴とする。 The ground improvement method of the present invention is a method for improving the ground by draining pore water in soil to be improved that has accumulated on a drainage layer into the drainage layer using a drainage material to which the anchor member of the present invention is attached, and is characterized by comprising the steps of inserting the drainage material into the insertion portion of the anchor plate, attaching the anchor member to the drainage material, and providing a lower end excess portion of the drainage material below the anchor member, and casting the drainage material into the soil to be improved, and inserting the lower end excess portion of the drainage material into the drainage layer, thereby connecting the drainage layer to the drainage material.
本発明の地盤改良工法によれば、改良対象土にドレーン材を打設するのみでドレーン材の下端余長部を排水層に挿入でき、また、ドレーン材と排水層とを確実に接続できる。したがって、特別な手順を追加したり新たな設備を用いることなく、高い品質の地盤改良工事を実施することが可能となる。 According to the ground improvement method of the present invention, the bottom excess part of the drain material can be inserted into the drainage layer simply by pouring the drain material into the soil to be improved, and the drain material and the drainage layer can be securely connected. Therefore, it is possible to carry out high-quality ground improvement work without adding special procedures or using new equipment.
また、下端余長部を排水層に挿入する際には、アンカー部材のアンカープレートは排水層に当接していれば足りる。したがって、排水層がアンカープレートにより乱されることがないため、ドレーン材と排水層との接続部に、明確かつ健全な状態を確保することが可能となる。 When inserting the lower end excess portion into the drainage layer, it is sufficient for the anchor plate of the anchor member to abut against the drainage layer. Therefore, the drainage layer is not disturbed by the anchor plate, making it possible to ensure a clear and sound state at the connection between the drain material and the drainage layer.
さらに、排水層にアンカー部材全体が挿入された場合であっても、ドレーン材の下端余長部はこれらに先行して排水層に挿入されるから、少なくとも下端余長部の周囲で排水層が大きく乱されることはない。したがって、改良対象土の間隙水が、ドレーン材から排水層に排出される挙動を阻害することもない。 Furthermore, even when the entire anchor member is inserted into the drainage layer, the bottom excess portion of the drain material is inserted into the drainage layer before the anchor member, so the drainage layer is not significantly disturbed, at least around the bottom excess portion. Therefore, the pore water in the soil to be improved is not hindered from being discharged from the drain material into the drainage layer.
本発明の地盤改良工法は、前記ドレーン材が打設された前記改良対象土に、前記排水層及び前記ドレーン材を介して負圧を作用させる工程を備えることを特徴とする。 The ground improvement method of the present invention is characterized by including a step of applying negative pressure to the improvement target soil into which the drainage material has been poured, via the drainage layer and the drainage material.
本発明の地盤改良工法によれば、確実に接続されたドレーン材と排水層とを利用して、改良対象土の下方から高さ方向全域に負圧を作用させることができるため、より高い品質の地盤改良工事を効率よく実施することが可能となる。 The ground improvement method of the present invention utilizes a securely connected drainage material and drainage layer to apply negative pressure from below the soil to the entire height direction, making it possible to carry out high-quality ground improvement work efficiently.
本発明によれば、アンカープレートの下面側にドレーン保形部材を設けることで、アンカー部材の下方側に位置し、外力が作用しても変形することのない下端余長部をドレーン材に形成できるため、この下端余長部分を利用して、改良対象土に打設したドレーン材と改良対象土の底面側に設けた排水層とを確実に接続し、改良対象土の間隙水や空気を効率よく排出することが可能となる。 According to the present invention, by providing a drain shape-retaining member on the underside of the anchor plate, a bottom excess portion can be formed in the drain material that is located below the anchor member and will not deform even when an external force is applied. This bottom excess portion can be used to reliably connect the drain material cast into the soil to be improved with the drainage layer provided on the bottom side of the soil to be improved, making it possible to efficiently drain pore water and air from the soil to be improved.
本発明は、真空圧や盛土を利用して改良対象地盤の間隙水を排出し、改良対象地盤に圧密沈下を生じさせることにより地盤の強度増加を図る地盤改良工事に好適な、ドレーン材に装着するアンカー部材、及びドレーン材を用いた地盤改良工法である。 The present invention is an anchor member to be attached to a drainage material, and a ground improvement method using the drainage material, which are suitable for ground improvement work that uses vacuum pressure or embankment to drain pore water from the ground to be improved, causing consolidation settlement in the ground to be improved, thereby increasing the strength of the ground.
以下に、海域で行う埋立工事において、改良対象土に底面側から負圧を作用させ圧密促進を図る工法を事例に挙げ、図1~図11を参照しつつ、その詳細を説明する。これに先立ち、改良対象地盤の底面側から負圧を作用させる圧密促進工法の概略を説明する。 Below, we will explain the details of a method for promoting consolidation by applying negative pressure to the bottom of the soil to be improved in landfill work carried out in marine areas, as an example, with reference to Figures 1 to 11. First, we will provide an overview of the consolidation promotion method, which applies negative pressure to the bottom of the ground to be improved.
≪負圧による圧密促進工法≫
図1で示すように、コンクリート造の護岸堤体Eで仕切られた埋立領域10には、改良対象土Dが堆積されて埋立地盤が形成され、土壌排水装置1を介してその間隙水及び空気が強制的に排出されている。
<Consolidation promotion method using negative pressure>
As shown in FIG. 1, in a reclaimed land area 10 separated by a concrete embankment E, improvement target soil D is piled up to form a reclaimed land base, and pore water and air are forcibly discharged through a soil drainage device 1.
土壌排水装置1は、改良対象土Dの間隙水を集水する集水設備2と、集水設備2を介して改良対象土Dに負圧を作用させる負圧作用設備3とを備えている。集水設備2は、図1で示すように、周縁部及び下面に閉塞部211a、211bが設けられた排水層21と、排水層21に埋設された水平ドレーン22と、排水層21に接続された鉛直ドレーン23と、により構成されている。
The soil drainage device 1 is equipped with a water collection facility 2 that collects pore water in the soil D to be improved, and a negative pressure application facility 3 that applies negative pressure to the soil D to be improved via the water collection facility 2. As shown in FIG. 1, the water collection facility 2 is composed of a drainage layer 21 with blocking portions 211a, 211b on the periphery and bottom surface, a horizontal drain 22 embedded in the drainage layer 21, and a
鉛直ドレーン23は、排水層21の上面に堆積された改良対象土D内に立設状態で配置され、排水層21を平面視した際に、複数が平面全体に分散して配置されている。その材料は、水分及び空気を透過するものの土砂等の流入を抑制可能な帯状の排水材であればいずれを用いてもよく、本実施の形態では、変形自在な帯状のボードドレーンを採用している。
The
なお、ボードドレーンは、図2で示すように、複数の溝が長手方向に形成された長尺な芯材23aと、この芯材23aを被覆するフィルター材23bにより構成され、フィルター材23bは、高い透水性能を有するものの粒状材料を透過することのない不織布等よりなる。
As shown in Figure 2, the board drain is composed of a
このような構成の鉛直ドレーン23は、図1で示すように、上端部近傍に気密キャップ233が設置された状態で、気中に露出することのないよう改良対象土D中に埋設されている。また、下端部における排水層21の表面に相当する高さ位置には後述するアンカー部材4が装着されて、アンカー部材4より下方側に位置する下端余長部231が、排水層21に挿入されている。
As shown in Figure 1, the
排水層21は、良質な砂材を用いた透水性の高い敷砂であるサンドマットであり、埋立領域10の海底地盤上に、護岸堤体Eとの間に所定の距離を確保した状態で敷設されている。そして、排水層21内には、鉛直ドレーン23と同様のボードドレーンよりなる水平ドレーン22が、露出することがないよう埋設されている。
The drainage layer 21 is a sand mat made of high-quality sand and has high water permeability. It is laid on the seabed of the landfill area 10 with a certain distance between it and the revetment embankment E. A horizontal drain 22, which is a board drain similar to the
なお、排水層21は、高い透水性能を有し、地盤の上面に対して面状に敷設可能で、さらに、鉛直ドレーン23の下端部近傍に設ける下端余長部231を挿入可能な材料で構成されていれば、何れを採用してもよい。
Any material may be used for the drainage layer 21, so long as it has high water permeability, can be laid flat on the upper surface of the ground, and is made of a material into which the lower
負圧作用設備3は、一端が水平ドレーン22に接続する連結管31と、この連結管31の他端に接続される貯水槽32を備えている。また、貯水槽32内を減圧する真空ポンプを含む減圧装置33と、貯水槽32内に貯留する間隙水を排出する揚水ポンプを含む排水装置34とを備えている。 The negative pressure application equipment 3 includes a connecting pipe 31, one end of which is connected to the horizontal drain 22, and a water tank 32, which is connected to the other end of the connecting pipe 31. It also includes a pressure reducing device 33 including a vacuum pump that reduces the pressure inside the water tank 32, and a drainage device 34 including a pump that discharges the interstitial water stored in the water tank 32.
このような構成の土壌排水装置1は、減圧装置33と排水装置34を稼働して貯水槽32内を減圧すると、連結管31から水平ドレーン22、排水層21及び鉛直ドレーン23を介して改良対象土Dの全体に負圧が作用される。これにより、改良対象土D中の間隙水及び空気を効率よく排出させることができる。
When the pressure inside the water tank 32 is reduced by operating the pressure reducing device 33 and the drainage device 34 in the soil drainage device 1 configured as described above, negative pressure is applied to the entire soil D to be improved from the connecting pipe 31 via the horizontal drain 22, the drainage layer 21, and the
このような地盤改良効果を確実に得るためには、アンカー部材4の下方側に位置する鉛直ドレーン23の下端余長部231を、排水層21に確実に挿入して接続させる必要がある。そこで、鉛直ドレーン23に装着するアンカー部材4には、下端余長部231の形状を保持するドレーン保形部材6が設けられている。以下に、アンカー部材4の詳細を説明する。
To reliably obtain such a ground improvement effect, it is necessary to reliably insert and connect the bottom
≪アンカー部材≫
アンカー部材4は、図3で示すように、鉛直ドレーン23を改良対象土D中に打設する際に用いられるマンドレル7の先端部が当接可能な大きさのアンカープレート5と、アンカープレート5の下面側に設けられたドレーン保形部材6とを備えている。
<Anchor parts>
As shown in Figure 3, the
アンカープレート5は、図4(a)で示すように、鋼板等の平板材により構成されており、その中ほどには、鉛直ドレーン23を挿通可能な一対のスリット51a、51bが間隔を設けて平行に形成されている。また、ドレーン保形部材6は、一対のスリット51a、51bの間であってアンカープレート5の下面より下方に向けて突出するように設けられている。
As shown in FIG. 4(a), the anchor plate 5 is made of a flat plate material such as a steel plate, and in the middle of it, a pair of slits 51a, 51b are formed parallel to each other with a gap between them, through which the
このような形状のアンカー部材4を鉛直ドレーン23に装着する際には、アンカープレート5の上面側から、一方のスリット51aに鉛直ドレーン23を挿入する。すると、鉛直ドレーン23の側面がドレーン保形部材6に当接するから、このドレーン保形部材6を利用して鉛直ドレーン23の延在方向を転換させる。
When attaching an
そして、方向転換した鉛直ドレーン23をアンカープレート5の下面側から他方のスリット51bへ挿入する。こうして、一対のスリット51a、51bを利用してアンカープレート5を挟んで鉛直ドレーン23を往復させることで、鉛直ドレーン23はアンカー部材4に装着される。また、アンカー部材4の下方側に位置する鉛直ドレーン23の下端余長部231は、ドレーン保形部材6によってその形状が略U字形に保形される。
Then, the redirected
このように、鉛直ドレーン23の下端余長部231は、ドレーン保形部材6に対応した形状に保持され、外力が作用した場合にも変形が抑制される。したがって、排水層21と鉛直ドレーン23を接続させるには、図4(b)で示すように、マンドレル7の下端をアンカープレート5の上面に当接させて押圧力を作用させることにより、鉛直ドレーン23を改良対象地盤D1中に打設する。
In this way, the lower
そして、アンカープレート5が排水層21に当接したところで打設作業を停止する。すると、アンカープレート5の下方に位置する鉛直ドレーン23の下端余長部231は、ドレーン保形部材6によって保形された状態で排水層21に確実に挿入されて、鉛直ドレーン23と排水層21との間に接続構造が形成される。
Then, the casting work is stopped when the anchor plate 5 abuts against the drainage layer 21. Then, the lower
このように、鉛直ドレーン23の下端余長部231が排水層21に確実に挿入されることから、両者の接続構造は明確なものとなる。これにより、改良対象土Dの間隙水及び空気は、鉛直ドレーン23からこの下端余長部231を介して滞りなく排水層21に排出される。したがって、効率よく改良対象土Dの圧密排水を進行させることが可能となる。
In this way, the bottom
また、鉛直ドレーン23の下端余長部231は、ドレーン保形部材6の形状を変更することにより、その形状や大きさを容易に変更することができる。したがって、改良対象土Dの間隙水や空気を鉛直ドレーン23を介して排水層21へスムーズに流下させるべく、排水層21に対する下端余長部231の貫入量や接触面積を、ドレーン保形部材6を用いて適宜調整することも可能となる。
The shape and size of the bottom
そこで、ドレーン保形部材6について、形状の事例と併せて鉛直ドレーン23との取り合いの事例を、下端余長部231に接触する接触型、下端余長部231に一部貫通する貫通型、下端余長部231を保持する保持型の3つのタイプに分類し、以下に説明する。
Therefore, for the drain shape-retaining
≪ドレーン保形部材:接触型≫
図4(a)(b)では、ドレーン保形部材6として函体を採用し、アンカープレート5の下面に固定している。この場合には、ドレーン保形部材6の外周縁部が下端余長部231との接触部61となる。したがって、あらかじめ大きさや形状の異なる函体を複数準備しておき、これを適宜取り替えることにより、下端余長部231の形状を変更し、排水層21に対する下端余長部231の貫入量や接触面積を適宜調整することができる。
<Drain shape retaining material: Contact type>
4(a) and 4(b), a box is used as the drain shape-retaining
なお、ドレーン保形部材6として機能する函体は、鋼板を加工して整形してもよいし、鉄筋かご等を採用してもよい。さらにその形状は、直方体に限定されるものではなく、立体形状であれば、角柱や角錐等に成形してもよいし、肉薄なプレート状部材を採用してもよい。
The box functioning as the drain shape-retaining
また、鉛直ドレーン23の下端余長部231を排水層21へ貫入する際の貫入抵抗を低減させたい場合には、例えば、図5(a)(b)で示すように、ドレーン保形部材6の下端形状を曲面に形成すると良い。
In addition, if you want to reduce the resistance to penetration when the lower
図5(a)では、横臥姿勢にした円筒体を複数本束ねてドレーン保形部材6を形成している。こうすると下端余長部231との接触部61となる下端部が曲面状となるため、排水層21に挿入する際の抵抗を低減させることができる。
In FIG. 5(a), multiple cylindrical bodies in a recumbent position are bundled together to form the drain shape-retaining
また、円筒体として、市場で一般に取引されている塩ビ管やスチールパイプ等を使用できる。したがって、経済的であるとともに、軽量化を図ることも可能となる。さらに、切り出し長さや束ねる本数を適宜変更できるため、下端余長部231の長さや形状を自在に変更し、排水層21に対する下端余長部231の貫入量や接触面積を容易に調整することができる。
The cylinder can be made of PVC pipes, steel pipes, or the like that are commonly available on the market. This makes it economical and also makes it possible to reduce weight. Furthermore, since the cut length and the number of pieces to be bundled can be changed as needed, the length and shape of the lower
図5(b)では、アンカープレート5そのものを、下端余長部231との接触部61となる下端部が緩やかな凸部が形成されるよう折り曲げ加工し、ドレーン保形部材6を形成している。こうすると、ドレーン保形部材6を別途準備し、アンカープレート5に固定するといった煩雑な作業を省略することが可能となる。
In FIG. 5(b), the anchor plate 5 itself is bent so that the lower end portion, which is the
さらに、図5(c)で示すように、ドレーン保形部材6として複数のボルトを採用してもよい。この場合には、アンカープレート5に設けた複数の貫通孔各々にボルトを装着するとともに、その先端に溝形鋼を設け下端余長部231との接触部61とするとよい。こうすると、アンカープレート5に対するボルトの垂下量を、施工現場にて適宜変更し、排水層21に対する下端余長部231の貫入量や接触面積を調整できる。
Furthermore, as shown in FIG. 5(c), multiple bolts may be used as the drain shape-retaining
≪ドレーン保形部材:貫通型≫
図6(a)では、ドレーン保形部材6として横臥姿勢の三角柱を採用し、これをアンカープレート5の下面に固定している。この場合には、ドレーン保形部材6の下端部(三角柱の側壁角部)が、下端余長部231を貫通するパンチ部62として機能する。
<Drain shape retaining member: through type>
6(a), a triangular prism in a recumbent position is used as the drain shape-retaining
つまり、図6(b)で示すように、鉛直ドレーン23を改良対象土D中に打設すると排水層21に挿入する前の下端余長部231は、ドレーン保形部材6に接触するのみで略U字形状をなしている。しかし、アンカープレート5が排水層21に当接するまで打設すると、ドレーン保形部材6及び下端余長部231が排水層21に挿入する際の抵抗により、パンチ部62が鉛直ドレーン23の幅方向中ほどを貫通する。
In other words, as shown in FIG. 6(b), when the
これにより、下端余長部231の一部が破損するものの、その形状は保持される。なお、下端余長部231に生じた破損部232は、鉛直ドレーン23で集水した改良対象土Dの間隙水を排水層21に流下させる水みちとして機能することとなる。なお、ドレーン保形部材6に設けるパンチ部62は、鉛直ドレーン23の幅より短小な形状に形成しておくとよい。これは、パンチ部62により下端余長部231が切断されないようにするためである。
As a result, part of the bottom
パンチ部62が設けられたドレーン保形部材6としては、例えば、図7(a)で示すように、アンカープレート5に設けたボルト孔に螺合させた複数のボルトを採用し、これらボルトの先端をパンチ部62として機能させて、下端余長部231に破損部232を生じさせてもよい。または、図7(b)で示すように、アンカープレート5自体を折り曲げ加工してドレーン保形部材6を形成するに際し、下端部を鋭角な突状部に形成してこれをパンチ部62として機能させる。そして、このパンチ部62で、下端余長部231に破損部232を生じさせてもよい。
As the drain shape-retaining
≪ドレーン保形部材:保持型≫
図8(a)では、ドレーン保形部材6として鉛直ドレーン23が貫通可能な孔を有する函体を採用し、アンカープレート5の下面に固定している。この場合には、鉛直ドレーン23が貫通可能な孔を、鉛直ドレーン23の保持部63として機能させている。また、図8(b)では、横臥姿勢にした円筒体を複数本束ねてドレーン保形部材6とし、円筒体どうしの間に鉛直ドレーン23が貫通可能な隙間を設け、これを保持部63として機能させている。
<Drain shape retention material: retention type>
In Fig. 8(a), a box having a hole through which the
こうすると、図8(a)(b)で示すように、鉛直ドレーン23が一対のスリット51a、51b及び保持部63を貫通することにより、下端余長部231が保形される。そして、この状態で図8(c)で示すように、アンカープレート5が排水層21も当接するまで鉛直ドレーン23を改良対象土D中に打設すると、ドレーン保形部材6の下端部が先行して排水層21に挿入されるため、鉛直ドレーン23の下端余長部231を保護することが可能となる。
In this way, as shown in Figures 8(a) and (b), the
なお、ドレーン保形部材6は、上記の接触型、貫通型及び保持型のいずれの場合も、例えば、図9(a)で示すように、ドレーン保形部材6をアンカープレート5に対してヒンジ部材64を介して設置することも可能である。図9(a)では、保持部63が設けられているドレーン保形部材6を例示している。
In addition, in any of the above contact type, penetration type, and retention type drain
この場合には、図9(b)で示すように、鉛直ドレーン23を打設する際、改良対象土D中でアンカープレート5を傾斜させた状態で打設させる。こうすると、アンカープレート5を水平に維持した状態で打設する場合と比較して打設抵抗を低減でき、鉛直ドレーン23の打設作業が容易となる。
In this case, as shown in FIG. 9(b), when the
この状態でマンドレル7を介して押圧力を作用させると、アンカー部材4は、ドレーン保形部材6が先行して排水層21に挿入されたのち、アンカープレート5の一部が排水層21の表面に到達する。傾斜した状態のアンカープレート5は、排水層21の抵抗を受けるためヒンジ部材64を介して回転し、排水層21上で水平となる。
When a pressing force is applied through the mandrel 7 in this state, the drain
≪地盤改良工法≫
上記のアンカー部材4を装着した鉛直ドレーン23を利用して地盤改良工事を実施する手順を、鉛直ドレーン23の打設方法と併せて、以下に、図3、図4及び図10を参照しつつ説明する。
<Ground improvement method>
The procedure for carrying out ground improvement work using the
図10(a)で示すように、海底地盤よりなる閉塞部211bを有する埋立領域10に対して、水平ドレーン22が埋設された排水層21を敷設するとともに、護岸堤体Eの内壁面に沿って貯水槽32を設置し、連結管31を介して水平ドレーン22と貯水槽32を連通させる。これらと前後してもしくは同時に、貯水槽32に減圧装置33と排水装置34を設置し、土壌排水装置1を構築する。こののち、排水層21の上面に改良対象土Dを投下し、排水層21の表面全面を覆い、負圧作用設備3を稼働させる。こうして、貯水槽32内を減圧するとともに排水装置34を稼働させ、貯水槽32内に排水された間隙水を揚水する。 As shown in FIG. 10(a), a drainage layer 21 with a horizontal drain 22 buried therein is laid in a reclaimed area 10 having a closed portion 211b made of seabed ground, and a water tank 32 is installed along the inner wall surface of the revetment embankment E, and the horizontal drain 22 and the water tank 32 are connected via a connecting pipe 31. Before or after this, or at the same time, a pressure reducing device 33 and a drainage device 34 are installed in the water tank 32, and a soil drainage device 1 is constructed. After this, the soil D to be improved is dropped on the top surface of the drainage layer 21 to cover the entire surface of the drainage layer 21, and the negative pressure application equipment 3 is operated. In this way, the pressure inside the water tank 32 is reduced and the drainage device 34 is operated to pump up the interstitial water drained into the water tank 32.
このような改良対象土Dを排水層21上に堆積させる作業と、堆積した改良対象土Dの間隙水を強制的に吸引し排水する作業をほぼ同時に開始し、以降、両者の作業を並行して進行させる。堆積した改良対象土Dが所定の高さに到達したところで、改良対象土Dの堆積作業を一旦中断し、改良対象土D中の所定位置に鉛直ドレーン23を打設する。
The work of piling such improvement target soil D on the drainage layer 21 and the work of forcibly sucking and draining the pore water of the piled improvement target soil D are started almost simultaneously, and thereafter, both work is carried out in parallel. When the piled improvement target soil D reaches a predetermined height, the work of piling the improvement target soil D is temporarily stopped, and a
<ドレーン材の打設方法>
鉛直ドレーン23を打設する際には、図3で示すように、鉛直ドレーン23をリール71から巻き出しつつ起立状のマンドレル7に挿通させる。こののち、マンドレル7の下端部近傍で鉛直ドレーン23に、上述したアンカー部材4を装着する。これにより、アンカー部材4の下方側には、ドレーン保形部材6により保形された鉛直ドレーン23の下端余長部231が設けられる。
<How to pour drainage material>
When the
こののち、例えば図4(b)で示すように、アンカープレート5の上面に当接するマンドレル7を介して押圧力を作用させることにより、鉛直ドレーン23を改良対象土D中に打設する。アンカープレート5が少なくとも排水層21の上面に接したところで打設作業を終了し、鉛直ドレーン23及びアンカー部材4を残置しつつ、マンドレル7を引き抜いていく。また、鉛直ドレーン23の上端には、気密キャップ233を設けておく。
After this, as shown in FIG. 4(b), for example, a pressing force is applied via the mandrel 7 that abuts against the upper surface of the anchor plate 5, and the
すると、図10(b)で示すように、排水層21にはアンカー部材4の下方側に位置する鉛直ドレーン23の下端余長部231が、ドレーン保形部材6により保形された状態で挿入されている。また、排水層21がアンカー部材4により乱されることがない。したがって、鉛直ドレーン23と排水層21との接続部に、明確かつ健全な状態を確保することが可能となる。
As a result, as shown in FIG. 10(b), the lower
なお、排水層21にアンカー部材4全体が挿入された場合であっても、鉛直ドレーン23の下端余長部231は先行して排水層21に挿入されるから、少なくとも下端余長部231の周囲で排水層21が大きく乱されることはない。したがって、改良対象土Dの間隙水や空気が、鉛直ドレーン23から排水層21に排出される挙動を阻害することもない。
Even when the
このような手順で、鉛直ドレーン23の打設作業を、順次繰り返し、打設予定の鉛直ドレーン23をすべて打設したのち、改良対象土Dの投下作業を再開する。もしくは打設作業と並行して、改良対象土Dの投下作業を再開する。こうして、図1で示すように、鉛直ドレーン23の上端が完全に埋設されるまで改良対象土Dを堆積させる。
The above procedure is repeated to cast the vertical drains 23. After all the planned
改良対象土Dが所望の高さに到達したところで投下作業を終了するが、負圧作用設備3の減圧装置33と排水装置34は、改良対象土Dの沈下が収束するか、または沈下量が所定の値以下になるまで稼働させる。 The dumping operation is terminated when the soil D to be improved reaches the desired height, but the pressure reducing device 33 and drainage device 34 of the negative pressure application equipment 3 are operated until the settlement of the soil D to be improved is stopped or the amount of settlement falls below a predetermined value.
上記のとおり、アンカー部材4を装着した鉛直ドレーン23を利用した地盤改良工法によれば、改良対象土Dに鉛直ドレーン23を打設することで、鉛直ドレーン23の下端余長部231を排水層21に挿入でき、また、鉛直ドレーン23と排水層21とを確実に接続できる。したがって、特別な手順を追加したり新たな設備を用いることなく、高い品質の地盤改良工事を実施することが可能となる。
As described above, according to the ground improvement method using the
本発明のアンカー部材4及び地盤改良工法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
The
本実施の形態では、海域で行う新設の埋立工事に採用する場合を事例に挙げたが、これに限定されるものではなく、既設の埋立地盤や、地上で実施する地盤改良工事に採用することも可能である。したがって、改良対象土Dも、浚渫工事に伴い発生する浚渫土、地中掘削に伴い発生する土砂、建設工事に伴って発生した建設発生土、建設汚泥やヘドロなど泥状物等、土砂が混じった土砂混合物等、いずれをも適用可能である。 In this embodiment, the example is given of a case where the method is used for new landfill work carried out in marine areas, but the present invention is not limited to this, and the method can also be used for existing reclaimed land or ground improvement work carried out on land. Therefore, the soil D to be improved can be any of dredged soil generated during dredging work, soil and sand generated during underground excavation, construction waste soil generated during construction work, muddy materials such as construction sludge and sludge, soil and sand mixtures containing soil and sand, etc.
また、排水層21は、新たに敷設したものに限定されるものではなく、例えば、排水層として機能させることが可能な状態で自然に堆積する砂層が存在する場合や、過去に実施された工事で敷設された排水層が再利用可能な状態で存在する場合には、これらを用いてもよい。 The drainage layer 21 is not limited to being newly laid, and may be used, for example, if there is a naturally deposited sand layer that can function as a drainage layer, or if a drainage layer laid in a previous construction project exists in a reusable state.
また、本実施の形態では、アンカープレート5に設けた一対のスリット51a、51bを、鉛直ドレーン23の挿通部としたが、これに限定するものではない。鉛直ドレーン23が挿通可能であれば本数はいずれでもよく、また、その形状も溝孔に限定されるものではなく、アンカープレート5を切り欠いて形成したものでもよい。
In addition, in this embodiment, the pair of slits 51a, 51b provided in the anchor plate 5 are used as the insertion portion for the
さらに、本実施の形態では、地盤改良工法として改良対象土Dに負圧を作用させる場合を事例に挙げたが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、図11で示すような、盛土載荷により圧密沈下を促進し、地盤強化を図る地盤改良工法にも採用することが可能である。 In addition, in this embodiment, a case where negative pressure is applied to the soil D to be improved is given as an example of a ground improvement method, but this is not necessarily limited to this. For example, it can also be adopted as a ground improvement method for promoting consolidation settlement by loading an embankment, as shown in Figure 11, to strengthen the ground.
この場合には、下部排水層11を敷設したのち、これを被覆するようにして、改良対象土Dを投下し堆積させる。改良対象土Dが所定の高さに到達したところで、前述のマンドレル7を利用してアンカー部材4が装着された鉛直ドレーン23を、改良対象土D中に打設する。アンカープレート5が排水層21の上面に当接したところで打設作業を終了し、鉛直ドレーン23及びアンカー部材4を残置してマンドレル7を引く抜く。これにより、鉛直ドレーン23の下端余長部231は下部排水層11に挿入され、鉛直ドレーン23と下部排水層11は確実に接続される。
In this case, the lower drainage layer 11 is laid, and then the soil D to be improved is dropped and piled up so as to cover it. When the soil D to be improved reaches a predetermined height, the
こののち、改良対象土Dの上面を覆うようにして上部排水層12を敷設するとともに、改良対象土Dより上方に露出する鉛直ドレーン23の上端部近傍を屈曲させて、水平ドレーン22とともに上部排水層12内に埋設する。これにより、鉛直ドレーン23は、上部が上部排水層12に接続されるとともに、下部が下端余長部231を介して下部排水層11と確実に接続される。
Then, the upper drainage layer 12 is laid so as to cover the top surface of the improvement target soil D, and the vicinity of the upper end of the
この状態で、上部排水層12上に盛土13を構築して改良対象土Dに載荷する。すると、改良対象土Dの間隙水は鉛直ドレーン23に集水されたのち、上部排水層12及び下部排水層11を介して効率よく排水されることとなる。これにより、従来の盛土載荷による地盤改良工事と比較して、効率よく高い品質をもって改良対象土Dよりなる地盤の強度増進を図ることが可能になる。
In this state, embankment 13 is constructed on the upper drainage layer 12 and loaded onto the improvement target soil D. Then, the interstitial water in the improvement target soil D is collected in the
1 土壌排水装置
2 集水設備
21 排水層
211a 閉塞部
211b 閉塞部
22 水平ドレーン
221 芯材
23 鉛直ドレーン(ドレーン材)
23a 芯材
23b フィルター材
231 下端余長部
232 破損部
233 気密キャップ
3 負圧作用設備
31 連結管
32 貯水槽
33 減圧装置
34 排水装置
4 アンカー部材
5 アンカープレート
51a スリット(挿通部)
51b スリット(挿通部)
6 ドレーン保形部材
61 接触部
62 パンチ部
63 保持部
7 マンドレル
71 リール
10 埋立領域
11 下部排水層
12 上部排水層
13 盛土
D 改良対象土
E 護岸堤体
1 Soil drainage device 2 Water collection equipment 21 Drainage layer 211a Blocking portion 211b Blocking portion 22 Horizontal drain 221
51b Slit (insertion part)
6 Drain
10 Reclaimed area 11 Lower drainage layer 12 Upper drainage layer 13 Embankment D Improvement target soil E Revetment embankment
Claims (6)
前記ドレーン材を挿通する挿通部が形成されたアンカープレートと、
前記アンカープレートの下面側から下方に向けて突出するように設けられ、
前記ドレーン材を前記挿通部に挿通させた際に、前記アンカープレートの下方側に位置する前記ドレーン材の下端余長部を保形するとともに延在方向を転換させるドレーン保形部材と、を備え、
前記アンカープレートの下面を前記排水層の上面に当接させた状態で、前記ドレーン保形部材が、前記ドレーン材の下端余長部とともに前記排水層に挿入されることを特徴とするアンカー部材。 An anchor member that is buried in accumulated soil to be improved and attached to a drainage material connected to a drainage layer provided on the bottom side of the soil to be improved,
An anchor plate having an insertion portion through which the drain material is inserted;
The anchor plate is provided so as to protrude downward from a lower surface side of the anchor plate,
A drain shape retaining member that retains the shape of the lower end excess portion of the drain material located below the anchor plate and changes the extending direction when the drain material is inserted into the insertion portion,
An anchor member characterized in that the drain shape-retaining member is inserted into the drainage layer together with the lower end excess portion of the drainage material with the lower surface of the anchor plate abutting the upper surface of the drainage layer .
前記ドレーン保形部材に、前記下端余長部に接する接触部が設けられることを特徴とするアンカー部材。 The anchor member according to claim 1,
An anchor member, characterized in that the drain shape-retaining member is provided with a contact portion that contacts the lower end excess portion.
前記ドレーン保形部材の下端部に、前記下端余長部を貫通するパンチ部が設けられることを特徴とするアンカー部材。 The anchor member according to claim 1,
An anchor member, characterized in that a punch portion is provided at the lower end of the drain shape-retaining member, the punch portion penetrating the lower end excess portion.
前記ドレーン保形部材に、前記下端余長部を保持する保持部が設けられることを特徴とするアンカー部材。 The anchor member according to claim 1,
An anchor member, characterized in that the drain shape-retaining member is provided with a retaining portion for retaining the lower end excess portion.
前記アンカープレートの前記挿通部に前記ドレーン材を挿通させて、該ドレーン材に前記アンカー部材を装着し、前記アンカー部材の下方側に前記ドレーン材の下端余長部を設ける工程と、
前記改良対象土に前記ドレーン材を打設するとともに、前記ドレーン材の下端余長部を前記排水層に挿入し、該排水層と前記ドレーン材を接続する工程と、
を備えることを特徴とする地盤改良工法。 A ground improvement method for performing ground improvement by draining interstitial water of soil to be improved deposited on a drainage layer into the drainage layer using a drainage material equipped with the anchor member according to any one of claims 1 to 4,
a step of inserting the drain material through the insertion portion of the anchor plate, attaching the anchor member to the drain material, and providing a lower end excess portion of the drain material below the anchor member;
A step of pouring the drainage material into the soil to be improved and inserting a lower end excess portion of the drainage material into the drainage layer to connect the drainage layer and the drainage material;
A ground improvement method comprising:
前記ドレーン材が打設された前記改良対象土に、前記排水層及び前記ドレーン材を介して負圧を作用させる工程を備えることを特徴とする地盤改良工法。 The ground improvement method according to claim 5,
A ground improvement method comprising the step of applying negative pressure to the improvement target soil into which the drainage material has been poured, via the drainage layer and the drainage material.
Priority Applications (1)
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