JPS6124489B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水底地盤における砂杭造成工法、特
に砂杭造成用中空管の下端に砂栓を形成する工法
に関するものである。近時海底等の水底地盤の改
良強化を必要とする土木工事が増加の傾向にあ
り、この水底地盤の改良強化には一般に多数の砂
杭を水底地盤中に造成することによつて軟弱な水
底地盤を改良強化する工法が多い。

上記のような水底地盤における砂杭造成には、
中空管の径および長さを大きくした従来の陸上で
用いた砂杭造成用の中空管を使用して、従来工法
に準じて水底地盤に締固め砂杭あるいは普通のド
レーン用のゆるい砂杭を造成するのが一般であ
る。しかし従来の工法によつて、水底地盤に砂杭
を造成する場合には、砂杭造成用の中空管が水底
地盤の表面に至る間に管先端部より水が入り、管
先端部が水底地盤に打ち込まれた時、水深分の水
が管内に残ることとなる。従つて以後管内に供給
される砂は水と飽和状態となるため、管先端部に
おける砂栓の効果がなくなり、中空管の水底地盤
の所定深度（水底地盤に造成される砂杭の杭底の
深度、以下同じ）への打ち込み中に周囲の地盤土
壌が管内に逆流浸入し、造成される砂杭の下部は
不良となる欠点が生ずるとともに、中空管内に供
給された砂が管中の水で飽和している間は締固め
時にも周囲の土壌の管内への逆流があるため、造
成される砂杭が所望の品質のものとならない欠点
がある。さらに管内の砂が水で飽和したり水分が
特に多くなつたりしている時は、管先端部より下
方への砂抜けが悪く、設計より細い砂杭に造成さ
れる傾向があり、一方砂杭の径を設計通りにしよ
うとすると、それに見合う砂量を排出する必要が
あるから、それだけ造成の時間が多くかかつて全
体として砂杭造成の能率が低下する欠点が存す
る。

上記のような従来の工法による水底地盤におけ
る砂杭造成の欠点を除き、品質の良好な砂杭を能
率的に造成するには、砂杭造成用の中空管を水底
地盤の所定深度まで打ち込む工程において、中空
管の管内に水が入らないようにし、その後の砂杭
の造成において、陸上の地盤における同様に、管
内に供給された砂をドライの状態（自然含水比の
状態）で施工できるようにすることが必要であ
る。このいわゆる砂ドライ施工を可能とする公知
の水底地盤の砂杭造成工法として、 この発明の出願人による特許第892019号があ
る。すなわち、この特許発明は砂杭造成用中空管
を水底地盤の所定深度まで貫入せしめる工程にお
いて、管先端部が水面より水底地盤面まで下降す
る間、中空管の内部に圧縮空気を送入して、管先
端部より管内に入る水を強制的に排出あるいは阻
止し、ついで管先端部が水底地盤に貫入して管内
の圧縮空気を排出しても管先端部より水または周
囲の地盤土壌が管内に逆流しない深さに達するま
で管内空気圧を保持し、ついで管内の圧縮空気を
排気して砂を管内に供給する工法である。この公
知の工法の場合、水底地盤中に砂ドライ施工によ
る砂杭を造成することは良好に行ない得るけれど
も、管内に逆流しない深度に達するまで連続して
長い時間中空管内の圧気操作を行なわなければな
らず、従つて操作者（オペレーター）の持続した
緊張（注意力）を必要とするとともに、前記深度
が深い場合、管内空気圧も対応して高圧を必要と
しその後管内高圧圧縮空気を排気するのに相当の
時間がかかるという工事の難点が存する。

この発明は、水底地盤における砂ドライ施工に
よる砂杭造成工法において、上記した特許発明に
ついて述べた問題を解決してより実際工事におい
て砂ドライ施工により良好な砂杭造成を行ない得
る工法を提供するものである。

すなわち、この発明は砂杭造成用中空管を水底
地盤の所定深度まで貫入せしめる工程中に、中空
管内に圧縮空気を送入し、あるいは送入しつつ管
先端部が水中より水底地盤面下の適当深度に至る
まで貫入させ、ここで中空管内の圧縮空気を排気
して砂を管内に供給する工法において、中空管の
先端部が水底地盤面下の適当深度に貫入したと
き、管内の圧縮空気を排出すると共に砂を管内に
供給したのち再び圧縮空気を送入しあるいは送入
しつつ中空管をわずか引抜いて、管内に供給した
前記の砂を介し、管下端近傍に入つた土壌を管内
から排出せしめて管内下部に砂栓を形成するもの
である。

以下にこの発明の一実施例を添附図面に基づい
て説明する。

第１図において、１は中空管、２はその上端に
設けた振動機などのような貫入機である。４は先
端部３に設けられた狭搾部で、砂のアーチアクシ
ヨンによつてすなわち砂栓によつて砂の逆流を防
止するものである。しかしこの先端部の構成には
種々の型式のものが使用できることは勿論であ
る。上端一側には砂投入用ホツパ５を設ける。ま
た、このホツパ５の下部の中空管１内にはホツパ
５からの脱気を防止する開閉弁６を設ける。７は
中空間１の開閉弁６より下部に設けた圧縮空気送
入パイプ、８は中空管１内の圧縮空気を急速に排
気するための急速排気装置である。

この発明は上記のような施工機を用いるもの
で、最初第１図ａのように中空管１を水中貫入す
るさい、送入パイプ７より圧縮空気を送入して中
空管１内に余り水が入らないようにする。こうし
て中空管１が水底地盤９の上面に達するころｂの
ように中空管１内の水を空気圧により全て排出
し、ｃのように先端部３を地盤９中の適当深度ま
で貫入して一たん停止し、ｄのように急速排気装
置８を開き、中空管１内の空気を排出すると地盤
９の土壌が中空管１の下端に若干入る。

中空管１内を圧気中は空気圧により閉じていた
開閉弁は排気により下方へ開く状態となるから、
この状態でｅのようにホツパ５から砂１０を中空
管１内に投入する。

適量の砂１０の投入後、急速排気装置８を閉
じ、送入管７から再び圧縮空気を送入したのち、
あるいは送入しつつ中空管１をｆのように僅かに
引抜き、砂１０を介して先端部３内に入つていた
土壌を排出し、先端部３内に砂栓１１を形成す
る。

ついで、ｇのように急速排気装置８から排気
し、ｈ、ｉのように中空管内に砂を投入しつつ中
空管１をさらに貫入したのち、ｊのように急速排
気装置８を閉じて圧気しつつ中空管５を若干引抜
いて中空管５の下端から砂を押し出し、ｋのよう
にさらに中空管１引抜いたのちｌのように中空管
１の再貫入を行ない中空管１の下方に形成された
空隙部への砂の排出の工程を繰返えして砂杭の造
成を行なう。

上記の実施例の施工記録図を示すと第２図，
，のようになる。この各グラフで横軸は矢印
方向の時間の経過を示し、縦軸は、では中空管
の地中深さ、では管内の砂面の高さ、は圧縮
空気のON，OFFを示している。

前記の実施例についてさらに説明する。

第１図ａ〜ｃの工程において中空管内に圧縮空
気を送入するのは、水深分の水及び地盤の土壌が
管内に入るのを防止するためであり、中空管を水
底地盤面下の適当深度まで貫入せしめる間、管先
端部が受ける圧力に対応して管内に圧縮空気を送
入して空気圧力を生じさせることにより実質上防
止が可能である。

第１図ｄ〜ｅの工程において中空管の貫入を一
旦停止させる水底地盤面下の適当深度について説
明すれば、この深度は、管内の圧縮空気を排出し
ても水深分の水は実質上管内に入らない水底地盤
面下の適当なる深度である。適当深度は地盤の性
状で変わるが、１つの砂杭施工現場では大体決ま
るものである。この発明の場合、水底地盤面下の
適当深度で圧縮空気を排出し始めた時地盤の土壌
は管内に入ることになるが、地盤は圧密されてい
るため水に比して明らかに侵入速度が緩慢であ
り、急速に管内の圧縮空気を排出すると共に管内
に砂を供給することにより最小限にとどめること
ができる。この際の砂の供給量は中空管の内径等
を勘案して決めるものである。

砂栓の形成について説明すれば、管内に送入す
る空気は圧縮性の性状を有するから、一般に管内
への圧縮空気の送入操作は中空管の引抜き操作に
多少先だつて行なう。また第２図の施工記録図に
よれば前記操作により地盤の土壌のみ管外へ排出
され、先に管内へ供給された砂量（SLI）はその
まま残つた記録となつているが、実施工において
は管内の砂をわずか管外へ排出するまで行なう。
その理由は管内に入つた地盤の土壌とその上に供
給された砂との境界面が水平面とは限らない場合
があり、これを考慮するからである。こうして管
内下方に形成した砂栓を構成する砂は自然含水比
状態のものであるから、その後の中空管の貫入に
際しても逆流を生じない。

砂栓形成後中空管を所定深度まで貫入する工程
について説明すれば、この発明工法は上記説明か
ら明らかなように早い時期に砂栓を形成するの
で、前記実施例のように以後の所定深度までの貫
入において可能な限り多量の砂を管内に供給する
ことができる他、中空管の貫入具合等を考慮して
適量の砂を供給を控えたりする場合などが考えら
れる。なお造成する砂杭の径、長さは予め決定さ
れているからこの間可能な限り多量の砂を供給し
ておけば、所定深度からの砂杭造成時の砂供給に
要する時間を節約できることになる。

所定深度貫入後の砂杭造成について説明すれば
前記の実施例では中空管の再打込みを行なう締固
め砂杭を造成する例を示したが、他に再打込みを
行なわない比較的ゆるい管径より拡径した砂杭ま
たは管径と同径の砂杭の造成も考えられる。また
砂杭を造成する際の砂供給については、所定深度
に近い位置（比較的深い位置）での砂杭造成中に
頻繁に砂供給を行ない、水底地盤面に近い位置
（比較的浅い位置）での砂杭造成中は砂供給を控
える方法が考えられる。すなわち、第１図を見れ
ば明らかなように、砂供給用のホツパー５の位置
が低い程ホツパーの砂供給時間が短時間ですむか
らである。

以上詳細に説明したこの発明の工法は中空管の
先端部が水底地盤面下の適当深度に貫入したとき
管内の圧縮空気を排出すると共に砂を管内に供給
したのち再び圧縮空気を送入しあるいは送入しつ
つ中空管をわずか引抜いて、管内に供給した前記
の砂を介し、管下端近傍に入つた土壌を管内から
排出せしめて管内下部に砂栓を形成するものであ
るから砂栓を形成する深度が浅いので、砂杭造成
に携わる操作者（オペレーター）は管内圧気操作
のための持続した緊張（注意力）から早く開放さ
れる。従つて品質良好な砂栓を早い時期に形成さ
れるから、以後中空管を所定深度まで貫入させる
間に管内に砂を供給することができ、施工時間を
短縮することができる。このように、この発明工
法は従来工法の問題を克服して実際工事において
品質面、施工面でより良好な砂杭造成を行ない得
る工法である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明工法の実施例を示す工程別断
面図、第２図は施工記録図である。 １…砂杭造成用中空管、２…貫入機、３…先端
部、５…ホツパ、６…開閉弁、７…圧縮空気送入
管、８…急速排気装置、９…水底地盤、１０…
砂、１１…砂栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 砂杭造成用中空管を水底地盤の所定深度まで
   貫入せしめる工程中に、中空管内に圧縮空気を送
   入し、あるいは送入しつつ管先端部が水中より水
   底地盤面下の適当深度に至るまで貫入させ、ここ
   で中空管内の圧縮空気を排気して砂を管内に供給
   する工法において、中空管の先端部が水底地盤面
   下の適当深度に貫入したとき、管内の圧縮空気を
   排出すると共に砂を管内に供給したのち再び圧縮
   空気を送入しあるいは送入しつつ中空管をわずか
   引抜いて、管内に供給した前記の砂を介し、管下
   端近傍に入つた土壌を管内から排出せしめて管内
   下部に砂栓を形成することを特徴とする水底地盤
   における砂杭造成工法。