JP2010163843A - Soil improving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の基礎部の軟弱地盤に縦孔を形成し、セメント系固化材を含む混合粉体を充填して地層中に柱状の改良体を造成する柱状地盤改良工法のうち、乾式柱状地盤改良工法に関する。 The present invention is a dry columnar shape among the columnar ground improvement methods in which vertical holes are formed in the soft ground at the foundation of a building and filled with a mixed powder containing a cement-based solidifying material to create a columnar improved body in the formation. It relates to ground improvement method.
鋼管杭工法よりも安価な地盤改良工法として柱状地盤改良工法が知られており、湿式柱状地盤改良工法と乾式柱状地盤改良工法とに大別される。 A columnar ground improvement method is known as a ground improvement method that is cheaper than a steel pipe pile method, and is roughly classified into a wet columnar ground improvement method and a dry columnar ground improvement method.
湿式柱状地盤改良工法は、セメントプラントでセメント系固化材と水を攪拌混合してセメントミルクを製造し、掘削地層中でセメントミルクを土とスラリー状になるまで攪拌混合させて柱状改良体(ソイルセメント柱)を造成する工法である。 In the wet columnar soil improvement method, cement-based solidification material and water are stirred and mixed in a cement plant to produce cement milk, and in the excavation formation, the cement milk is stirred and mixed until it becomes a slurry with soil. This is a method of building cement pillars.
一方、乾式柱状地盤改良工法は、掘削オーガなどで掘削した中空円柱状の縦孔内に、掘削土砂とセメント系固化材とを混合した土を埋戻し、掘削オーガで攪拌や締固めを行って柱状の改良体を形成する工法である。乾式柱状地盤改良工法は、湿式柱状地盤改良工法に比して、養生期間が不要で硬化に伴う体積収縮がなく、軟弱地盤の改良には好ましい工法である。 On the other hand, in the dry columnar ground improvement method, soil mixed with excavated earth and cement-based solidification material is backfilled in a hollow cylindrical vertical hole excavated with a drilling auger, etc., and stirred and compacted with a drilling auger. This is a method of forming a columnar improved body. Compared with the wet columnar ground improvement method, the dry columnar ground improvement method does not require a curing period and has no volume shrinkage due to hardening, and is a preferable method for improving soft ground.
乾式柱状地盤改良工法に関連する技術として、起立させた杭打装置等のリーダに設ける圧入機にセットされたケーシングチューブを土中に圧入させた後、改良添加材が投入された土中部分に、ケーシングチューブと並設してリーダに備えた撹拌ロッドを捻じ込み正逆回転させる乾式地盤改良工法が提案されている(下記特許文献1参照)。 As a technology related to the dry columnar ground improvement method, after the casing tube set in the press-fitting machine provided in the leader such as a pile driving device that has been erected is pressed into the soil, it is applied to the portion of the soil into which the improved additive is introduced. A dry ground improvement method has been proposed in which a stirring rod provided in a leader is screwed in parallel with a casing tube and rotated forward and reverse (see Patent Document 1 below).
特許文献1に開示された地盤改良工法は、ケーシングチューブを利用し、これと並設して撹拌ロッドを捻じ込んでおり、改良添加材を均等に攪拌して地盤の安定強化を図り、構造物の不同沈下を抑制することができる。 The ground improvement method disclosed in Patent Document 1 uses a casing tube, and a stirring rod is screwed in parallel with the casing tube. The improvement additive is stirred evenly to improve the stability of the ground. Can be suppressed.
しかし、近年、柱状改良体の剪断応力及び許容鉛直支持力を増すために柱状改良体の外径を大きくする傾向にあり、結果として埋設コスト及び建設残土が増大するという問題がある。 However, in recent years, there is a tendency to increase the outer diameter of the columnar improvement body in order to increase the shear stress and the allowable vertical support force of the columnar improvement body, resulting in an increase in burial cost and construction residual soil.
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、柱状改良体の剪断応力及び許容鉛直支持力を増大させ、柱状改良体の外径を小さく維持して埋設コスト及び建設残土を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and increases the shear stress and the allowable vertical supporting force of the columnar improvement body, and maintains the outer diameter of the columnar improvement body to reduce the burial cost and construction residual soil. For the purpose.
前記目的を達成する本発明に係る地盤改良工法は、チューブ本体の圧入側の先端開口部に着脱可能に下蓋を備えたケーシングチューブを軟弱地盤に圧入する工程と、前記ケーシングチューブ内に鉄筋構造体を立て込む工程と、前記鉄筋構造体を立て込んだ前記ケーシングチューブ内に、固化材を含む混合粉体を充填する工程と、地中に前記柱状改良体と共に前記下蓋を留置して、前記チューブ本体を引き抜く工程と、を有することを特徴とする。 The ground improvement method according to the present invention for achieving the above object includes a step of press-fitting a casing tube having a lower lid detachably attached to a distal end opening on a press-fitting side of a tube body, and a reinforcing bar structure in the casing tube. A step of standing a body, a step of filling a mixed powder containing a solidified material in the casing tube in which the reinforcing bar structure is raised, and placing the lower lid together with the columnar improvement body in the ground, And a step of pulling out the tube main body.
本発明に係る地盤改良工法によれば、軟弱地盤に圧入したケーシングチューブ内に鉄筋構造体が立て込まれた状態で、固化材を含む混合粉体を充填した後、チューブ本体を引き抜くので、柱状改良体を鉄筋構造体により補強することができ、柱状改良体の剪断応力を増大させることができる。 According to the ground improvement method according to the present invention, after filling the mixed powder containing the solidifying material in a state where the reinforcing bar structure is stood in the casing tube press-fitted into the soft ground, the tube body is pulled out, so that the columnar shape The improved body can be reinforced by the reinforcing bar structure, and the shear stress of the columnar improved body can be increased.
また、チューブ本体の引き抜き時に転圧を掛けるようにすれば、柱状改良体の周面摩擦力を増大させ、許容鉛直支持力を増大させることができる。したがって、柱状改良体の外径を小さく維持することができ、埋設コスト及び建設残土を低減することができる。 If rolling pressure is applied when the tube body is pulled out, the peripheral frictional force of the columnar improvement body can be increased and the allowable vertical support force can be increased. Therefore, the outer diameter of the columnar improvement body can be kept small, and the burying cost and construction residual soil can be reduced.
さらに、下面に掘削刃が突設されている下蓋を使用すれば、掘削が容易になり、掘削作業を迅速に行うことができる。 Furthermore, if a lower lid having a drilling blade projecting on the lower surface is used, excavation becomes easy and excavation work can be performed quickly.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態の地盤改良工法は、いわゆる乾式の地盤改良工法であり、主として、ケーシングチューブ10の圧入工程(図1A)と、鉄筋構造体40の立て込み工程(図1A)と、柱状地盤改良体50となる混合粉体51の充填工程(図1B)と、チューブ本体20の引き抜き工程(図1C)と、を有している。
The ground improvement method of the present embodiment is a so-called dry-type ground improvement method, and mainly includes a press-fitting process of the casing tube 10 (FIG. 1A), a step-up process of the reinforcing bar structure 40 (FIG. 1A), and a columnar ground improvement body. 50, a filling step 51 (FIG. 1B) of the mixed
まず、図1(A)に示すように、ケーシングチューブ10の圧入工程を行う。ケーシングチューブ10の圧入は、建物の基礎部となる軟弱な地盤1に、杭打ち機(不図示)等を用いて、有底筒体状のケーシングチューブ10を所定の深度まで圧入する。
First, as shown in FIG. 1A, a press-fitting process of the
ここで、図2及び図3を参照して、本実施形態の地盤改良工法に用いるケーシングチューブ10の構造について説明する。
Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the structure of the
図2に示すように、ケーシングチューブ10は、円筒体状のチューブ本体20と、チューブ本体20の圧入側の先端開口部21に着脱可能に備えられた下蓋30と、から構成される。
As shown in FIG. 2, the
チューブ本体20は、強度及び経済性を考慮して、例えば、直径Rがφ165.2mmの炭素鋼管等の金属管体にて形成される。チューブ本体20の先端開口部21内には、下蓋30を嵌入支持するための保持手段22が配設されている。保持手段22は、先端開口部21内の径方向に対向配置されると共に、所定の間隔Dを隔てて対称配置された一対の挟持片23,24から形成されている。挟持片23,24は、正面視及び側面視が略直角三角形状を呈する楔状の部材であり、これら挟持片23,24の間には直状の受け溝25が形成されている。
The tube
図3に示すように、下蓋30は、例えば、円形の炭素鋼板(鉄板)によって形成され、その上面には短片の帯材からなる直状の装着突起31が突設されている。装着突起31は、チューブ本体20の保持手段22の受け溝25内へ嵌入配置され、挟持片23,24によって挟持される。すなわち、装着突起31の厚みTは、受け溝25の間隔Dよりも若干小さく設定されている。
As shown in FIG. 3, the
また、下蓋30の下面には、短片の帯材からなる直状の掘削刃(掘削翼)32が突設されている。本実施形態では、掘削刃32は、装着突起31と直交する方向に沿って配設されているが、これに限定されるものではなく、装着突起31と同一方向等に配設してもよい。
Further, a straight excavation blade (excavation blade) 32 made of a short strip is projected on the lower surface of the
このようにチューブ本体20の圧入側の先端開口部21は、下蓋30によって閉塞されており、杭打ち機のリーダ等によってケーシングチューブ10を圧入する際に、軟弱地盤1を押し退けて地中に縦孔2を区画形成する。下蓋30は、ケーシングチューブ10を圧入する際に地盤1に押さえ付けられるので、チューブ本体20から離脱することはない。
As described above, the distal end opening 21 on the press-fitting side of the tube
また、下蓋30の下面には掘削刃32が突設されているので、ケーシングチューブ10を回転させることにより、掘削刃32で地盤1を掘削ながら掘進させて圧入することができる。その際、装着突起31は、保持手段22の挟持片23,24によって挟持されているので、下蓋30の回り止め部材としても機能する。
In addition, since the
次に、図1(A)に示すように、鉄筋構造体40を立て込む工程を行う。この鉄筋構造体40を立て込む工程は、地中に圧入されたケーシングチューブ10内に、予め組み立てた鉄筋構造体40の立て込みを行う。
Next, as shown in FIG. 1 (A), a step of standing the
ここで、図4を参照して、ケーシングチューブ10内に立て込む鉄筋構造体40の構造について説明する。図4(A)に示すように、鉄筋構造体40は、複数本の鉄筋41を環状の鉄筋囲42で結束した構造体である。本実施形態では、例えば、円柱体の周面の長手方向に沿うように、4本の鉄筋41を長手方向に沿って略平行に周方向に等間隔で配置して組み合せ、これら鉄筋41を円環状の鉄筋囲42で結束して構造体を形成している。なお、鉄筋41は、例えば、外径Sが13mmである。
Here, with reference to FIG. 4, the structure of the
鉄筋囲42は、直状鉄筋を円環状に成形し、両端部を突き合わせ溶接したものである。鉄筋囲42は、4本の鉄筋41の長手方向に略等間隔で配置され、各鉄筋41にスポット溶接などにより取り付けられる。番線により強固に結束してもよい。なお、鉄筋囲42は、例えば、内径Wがφ80mmであり、前記と同様に外径がφ13mmの鉄筋を成形する。
The rebar surrounding 42 is formed by forming a straight rebar into an annular shape and butt-welding both ends. The reinforcing
なお、鉄筋構造体40の鉄筋41の本数は、4本に限定されるものではない。鉄筋構造体40の鉄筋41の本数を増大すれば、それだけ鉄筋構造体自体が強固になり、後述する柱状改良体50内に配設したときの剪断応力及び許容鉛直支持力を増大させることができる。
Note that the number of the reinforcing
鉄筋構造体40の横断面形状は、円環状に限定されるものではなく、例えば、鉄筋囲42の形状を三角形状、四角形状、多角形状及び井桁状等となるように形成してもよい。また、鉄筋囲4を設ける間隔を狭めて、鉄筋囲4の設置数を増加させ、鉄筋構造体40の剛性を高めてもよい。
The cross-sectional shape of the reinforcing
次に、図1(B)に示すように、柱状改良体50となる混合粉体51の充填工程を行う。本実施形態の混合粉体51は、砂と固化材とを所望の混合比で攪拌混合したものであり、鉄筋構造体40が立て込まれたケーシングチューブ10内に充填される。従来の乾式柱状地盤改良工法では、掘削土と固化材とを混合して縦孔内に埋め戻すが、本実施形態の地盤改良工法では、軟弱地盤1にケーシングチューブ10を圧入して縦孔2を形成するので、掘削土が殆ど出ない。
Next, as shown in FIG. 1 (B), a filling process of the
固化材には、周知のセメント系の粉体固化材を使用する。セメント系の固化材は、例えば、粘土質やシルト質、砂質などの軟弱土を水和反応で化学的に固化させるものである。これらセメント系の粉体固化材と砂とを柱状改良体50が所望の強度となる混合比で攪拌混合し、この混合粉体51をケーシングチューブ10内へ投入充填する。
As the solidifying material, a well-known cement-based powder solidifying material is used. The cement-based solidifying material is, for example, a material that softens soft soil such as clay, silt and sand by chemical hydration. The cement-based powder solidified material and sand are mixed by stirring at a mixing ratio at which the
次に、図1(B)(C)に示すように、チューブ本体20の引き抜き工程を行う。チューブ本体20の引き抜き工程は、杭打ち機等のリーダを上昇させてチューブ本体20の引き抜く作業であるが、この場合、地中に形成される柱状改良体50と共に下蓋30を地中に留置する。下蓋30を地中に留置すれば、軟弱地盤の強化になる。
Next, as shown in FIGS. 1B and 1C, the
チューブ本体20を引き抜く際は、柱状改良体50の天端部に転圧を掛けながら、チューブ本体20の引き抜き作業を行う。チューブ本体20の引き抜き時に柱状改良体50に転圧を掛けると、柱状改良体50の周面摩擦力を増大させることができる。
When pulling out the
チューブ本体20の引き抜きにより、地中にはチューブ本体20の外径Rよりも若干大きな外径の柱状改良体50が造成され、柱状改良体50は、固化材の水和反応によって固化することになる。なお、柱状改良体50の外径は、例えば、200〜250mm程度に形成される。
By pulling out the tube
チューブ本体20の引き抜き工程後、図4(B)に示すように、所定の高さに調整した鉄筋構造体40の天端部に上蓋60を取り付ける工程を行ってもよい。
After the
上蓋60は、図4(B)(C)に示すように、柱状改良体50とほぼ同径の外径Mを有する外短管61と、鉄筋構造体40の天端部の鉄筋41を内接する内径Wを有する内短管63と、短管61,63の上部開口部を閉塞するように溶接した円形の鉄板62と、から構成されている。すなわち、上蓋60は、圧入された鉄筋構造体40の天端部の鉄筋41を内接させて嵌入できる構造となっている。図1では鉄筋構造体40の天端部が地盤1と面一となるように示しているが、この上に建物の基礎を造成するので、地盤1よりも上方へ突き出させて配設してもよい。
As shown in FIGS. 4B and 4C, the
以上説明したように、本実施形態の地盤改良工法によれば、軟弱地盤1に有底筒体状のケーシングチューブ10を圧入し、軟弱地盤1に縦孔2を区画形成するので、従来の乾式の柱状地盤改良工法に比して建設残土が殆ど生じない。
As described above, according to the ground improvement method of the present embodiment, the bottomed
また、簡易な工法で柱状改良体50内に鉄筋構造体40を埋設して、柱状改良体50を補強することができ、地中に形成された柱状改良体50の剪断応力を増大させることができる。
Moreover, the reinforcing
さらに、チューブ本体20の引き抜き時に、柱状改良体50の天端部に転圧を掛けることにより、柱状改良体50の周面摩擦力を増大させて、許容鉛直支持力を増大させることができることになる。この結果、剪断応力及び許容鉛直支持力を増大させながら柱状改良体50の外径を200〜250mm程度に小さく維持することができ、埋設コスト及び建設残土を低減することができる。
Further, when the tube
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、ケーシングチューブ10の圧入工程を行った後に鉄筋構造体40の立て込み工程を行っているが、これに限定されるものではなく、ケーシングチューブ10内に予め鉄筋構造体40を立て込んだ後にケーシングチューブを軟弱地盤1に圧入する工程を行ってもよい。ただし、下蓋30はチューブ本体20の先端開口部21に着脱可能に装着されるので、鉄筋構造体40の重量によって下蓋30が脱離するのを防止する観点から、本実施形態の工程順に行うことが好ましい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the reinforcing step of the reinforcing
本発明は、建物の基礎部の軟弱地盤を改良する工法として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized as a construction method which improves the soft ground of the foundation part of a building.
1…軟弱地盤、
2…縦孔、
10…ケーシングチューブ、
20…チューブ本体、
21…先端開口部、
22…保持手段、
30…下蓋、
31…装着突起、
32 掘削刃、
40…鉄筋構造体、
50…柱状改良体。
1 ... soft ground,
2 ... Vertical hole,
10 ... casing tube,
20 ... Tube body,
21 ... opening of the tip,
22 ... holding means,
30 ... lower lid,
31 ... Mounting protrusion,
32 drilling blades,
40 ... rebar structure,
50 ... Columnar improvement body.
Claims (4)
前記ケーシングチューブ内に鉄筋構造体を立て込む工程と、
前記鉄筋構造体を立て込んだ前記ケーシングチューブ内に、固化材を含む混合粉体を充填する工程と、
地中に前記柱状改良体と共に前記下蓋を留置して、前記チューブ本体を引き抜く工程と、
を有する地盤改良工法。 A step of press-fitting a casing tube having a lower lid detachably attached to a distal end opening on the press-fitting side of the tube main body into a soft ground;
Stowing a reinforcing bar structure in the casing tube;
Filling the casing tube with the reinforcing bar structure embedded therein with a mixed powder containing a solidifying material;
Placing the lower lid together with the columnar improvement body in the ground, and pulling out the tube body;
A ground improvement method with
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