JP4108644B2 - Ground liquefaction countermeasure method - Google Patents
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Description
本発明は、砂地盤等の液状化のおそれがある地盤(単に対象地盤ともいう)の上に、空港の滑走路、工場の大型タンク等、各種の建築物や土木構造物が既設されている場合において、その対象地盤に対し、地盤改良材の浸透注入により液状化対策を施す技術に関する。 In the present invention, various buildings and civil engineering structures such as airport runways, large tanks in factories, etc. are already installed on the ground that may be liquefied, such as sand ground (also simply referred to as target ground). In this case, the present invention relates to a technique for taking measures against liquefaction by infiltrating the ground improvement material into the target ground.
砂地盤等の液状化のおそれがある対象地盤上に、空港の滑走路、工場の大型タンク等、各種の建築物や土木構造物が既設されている場合、地盤の液状化による地盤沈下が懸念される。 When various buildings and civil engineering structures such as airport runways and factory large tanks are already installed on the target ground that may be liquefied, such as sand ground, there is concern about ground subsidence due to ground liquefaction Is done.
したがって、従来から前記対象地盤に液状化対策を施す技術が提案されており、例えば、既設構造物周囲の地表面から前記対象地盤に達するように削孔を行い、これにより形成される孔を利用して地盤改良剤を注入する等の液状化防止対策を施す方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。 Therefore, a technique for taking measures against liquefaction on the target ground has been conventionally proposed. For example, a hole is formed so as to reach the target ground from the ground surface around an existing structure, and a hole formed thereby is used. Then, a method of taking measures to prevent liquefaction such as injecting a ground improvement agent has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この場合、既設構造物周囲の地表面から前記対象地盤に達するように削孔を行うためには、少なくとも地表面から改良対象深度までは曲線状の削孔を行う必要があり、また改良範囲が水平方向に広い場合には、曲線状の削孔と合わせて直線状に削孔を行う必要がある。 In this case, in order to make a drilling so as to reach the target ground from the ground surface around the existing structure, it is necessary to perform a curved drilling at least from the ground surface to the improvement target depth, and the improvement range is In the case where it is wide in the horizontal direction, it is necessary to drill holes linearly together with curved holes.
このような削孔を可能にするものとして、次のような方向制御削孔方法が知られている。すなわち、この方向制御削孔方法においては、曲がり可能な削孔軸の先端に、軸心方向に対して傾斜した平坦な受圧面を有するテーパービットを取り付け、曲線的に削孔する場合には削孔軸に推進力のみを与えることで、その先端のテーパービットの受圧面にかかる力により推進方向を変化させながら削孔軸を地中に曲線推進させる。他方、直線的に削孔する場合には、削孔軸に回転力と推進力の両方を与え、受圧面にかかる力の方向を回転軸心周りの変化により打ち消すことで、直線的な削孔を可能にしている。 The following direction-controlled drilling methods are known to enable such drilling. That is, in this direction control drilling method, a taper bit having a flat pressure-receiving surface inclined with respect to the axial direction is attached to the tip of a bendable drilling shaft, and when drilling in a curved manner, the drilling is performed. By applying only a propulsive force to the hole shaft, the drilling shaft is propelled into the ground while changing the propulsion direction by the force applied to the pressure receiving surface of the tapered bit at the tip. On the other hand, when drilling linearly, both rotational force and propulsive force are applied to the drilling shaft, and the direction of the force applied to the pressure-receiving surface is canceled out by a change around the rotation axis, so that linear drilling is performed. Is possible.
本出願人は、かかる方向制御削孔について鋭意研究しており、削孔に際してテーパービットの受圧面から削孔軸の軸心方向に沿って削孔水を噴射し、地盤の弛緩を行うことによって、より円滑な削孔が可能となることを確認している。 The present applicant has been diligently researching such direction-controlled drilling, and by drilling drilling water along the axial direction of the drilling shaft from the pressure-receiving surface of the tapered bit at the time of drilling, the ground is relaxed. It has been confirmed that smoother drilling is possible.
しかし、従来方法は、受圧面における軸心部位に噴射口を設けていたため、直線削孔時にはビット前方の地盤を有効に弛緩させうるが、曲線削孔時にはビットの曲線推進方向に削孔水を噴射することができず、十分な弛緩が行えないため、円滑かつ急角度な曲線推進が困難であった。 However, in the conventional method, since the injection port is provided at the axial center of the pressure-receiving surface, the ground in front of the bit can be effectively relaxed during straight drilling. Since it was not possible to inject and sufficient relaxation was not possible, smooth and steep curve promotion was difficult.
そして、この問題点に起因し、削孔開始位置が既設構造物から遠くならざるを得ず、より広範囲な施工スペースを必要とするという問題点が発生していた。
本発明の主たる課題は、テーパービットの構造が簡素なため鋳造等を利用して安価に製造でき、施工コストが著しく高騰することがない形態を提供することにある。The main subject of this invention is providing the form which can be manufactured cheaply using casting etc., since construction of a taper bit is simple, and construction cost does not rise remarkably.
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
<請求項1記載の発明>
曲がり可能な外管と、
この外管の先端に対して同軸的に且つ削孔回転方向にのみ回転自由にされ、反対方向については、回転しないように取り付けられ、軸心に沿う貫通孔を有するリングビットと、
前記外管内およびリングビットの貫通孔を通り、リングビットよりも前方に延在する内管と、
前記内管の先端に対して取り付けられ、軸心方向に対して傾斜した受圧面を先端に有するテーパービットと、
前記内管を回転及び推進させる回転推進装置とを備えてなる装置を用い、
対象地盤に対して地盤改良材の浸透注入により液状化対策を施す方法であって;
前記テーパービットには、その基端部外周に軸方向に沿う凸条部が周方向に複数形成され、かつ、基端面から軸心に沿って係合孔が形成され、その係合孔の内周面に係合凸部が形成され、
前記内管の先端部外周には、先端から後方に向かって係合溝が形成され、前記内管の先端部は前記テーパービットの係合孔に挿入可能とされ、かつ、この挿入時に前記係合溝内に前記係合凸部が係合する関係とされ、
さらに、前記リングビットの前面には周方向に多数のビットが周方向に間隔を置いて設けられており、
前記リングビットは前記内管の回転に同伴回転するように構成され、
前記内管の先端部に前記テーパービットを係合させて取り付けた状態で;前記内管を通してテーパービットから削孔水を噴射しつつ、前記回転推進装置により前記内管に回転力および推進力を与えて直線的に推進させる、あるいは前記内管に推進力のみを与えて曲線的に推進させるとともに、内管とリングビットとの係合により内管の回転力および推進力あるいは推進力のみをリングビットに与えて、リングビットおよび外管を内管により連行推進させ、
それによって、前記外管を地中に進行させ前記対象地盤に達するように挿入したならば、テーパービットを内管先端から次の手順で取り外す;
(1)前記内管を外管に対して後退させて、テーパービットの凸条部をリングビット前面のビット間に挿入する。
(2)しかる後この状態で、前記内管に削孔時とは反対方向の回転力を与えつつ、前記内管を後方に引き抜き、前記テーパービットの前記係合凸部を前記内管の係合溝に沿って引き抜き、前記テーパービットから内管を取り外す。
前記テーパービットの取り外し後、前記外管を残して内管を回収し、前記外管内に注入管を挿入して、注入管を通して地盤改良材を送給して対象地盤に対して浸透注入させることを特徴とする地盤の液状化対策工法。
The present invention that has solved the above problems is as follows.
<Invention of Claim 1>
A bendable outer tube,
A ring bit that is coaxial with respect to the tip of the outer tube and can be freely rotated only in the direction of drilling rotation, and is attached so as not to rotate in the opposite direction, and has a through hole along the axis,
An inner tube extending through the through hole in the outer tube and the ring bit and extending forward from the ring bit ;
Attached taken to the distal end of the inner tube, and the tapered bit having a pressure receiving surface which is inclined relative to the axial direction at the tip,
Using a device comprising a rotation propulsion device that rotates and propels the inner tube,
A method for taking measures against liquefaction by infiltrating the ground improvement material into the target ground ;
The taper bit has a plurality of protrusions along the axial direction on the outer periphery of the base end portion in the circumferential direction, and an engagement hole is formed along the axis from the base end surface. An engaging convex part is formed on the peripheral surface,
An engagement groove is formed in the outer periphery of the distal end portion of the inner tube from the distal end toward the rear, and the distal end portion of the inner tube can be inserted into the engagement hole of the taper bit. The engagement protrusion is engaged in the groove,
Furthermore, a large number of bits in the circumferential direction are provided on the front surface of the ring bit at intervals in the circumferential direction,
The ring bit is configured to rotate along with the rotation of the inner tube,
In a state where the tapered bit is engaged with and attached to the tip of the inner tube; while rotating water is ejected from the tapered bit through the inner tube , the rotary propulsion device applies rotational force and propulsive force to the inner tube. Providing linear propulsion, or applying a propulsive force to the inner tube and propelling it in a curved manner, and by engaging the inner tube with a ring bit, the inner tube is rotated and propelled or propelled only by a ring. Giving to the bit, the ring bit and the outer pipe are propelled by the inner pipe,
Thereby, if the outer pipe is inserted into the ground to reach the target ground, the taper bit is removed from the tip of the inner pipe in the following procedure;
(1) The inner tube is retracted with respect to the outer tube, and the protruding portion of the tapered bit is inserted between the bits on the front surface of the ring bit.
(2) Thereafter, in this state, the inner tube is pulled backward while giving the inner tube a rotational force in the direction opposite to that during drilling, and the engagement convex portion of the tapered bit is engaged with the inner tube. Pull out along the mating groove and remove the inner tube from the tapered bit.
After the taper bit is removed, the inner pipe is collected while leaving the outer pipe, the injection pipe is inserted into the outer pipe, and the ground improvement material is fed through the injection pipe to be infused into the target ground. A ground liquefaction countermeasure method characterized by
(第1の好適例)
図1に本発明における削孔方法の第1の好適例を示す。同図に符号wで示すように、テーパービット6の前方地盤に向けて、かつ削孔軸5の軸心方向D1に対して曲線推進方向側に傾斜した方向D2に向けて削孔水w1を噴射しながら、削孔軸5を軸心方向D1に沿って地中に推進させる。したがって、同図(a)に示すように削孔軸5を回転させずに推進させて、テーパービット6の受圧面60にかかる力により推進方向を変化させながら削孔軸5を地中に曲線推進させたときでも、テーパービット6の推進先に向けて削孔水を噴射し、当該推進先の地盤を確実に弛緩させることができる。さらに、かかる削孔水の噴射形態を採ると、軸心方向D1に対して曲線推進方向側の地盤を集中的に弛緩させることができる。そのため、テーパービット6はより緩い地盤側に逃げ易くなる結果、より円滑かつ確実に方向を変化させることができる。
(First preferred example)
FIG. 1 shows a first preferred example of a drilling method according to the present invention. As indicated at w in the figure, toward the front
これに対して、受圧面60における軸心部位から削孔水を噴射させる従来の形態では、符号w2で示すようにビットの曲線推進方向に削孔水を噴射することができず、円滑な曲線推進が不可能である。
On the other hand, in the conventional mode in which the drilling water is jetted from the axial center portion of the
一方、削孔軸5を回転させつつ推進させたときには、同図(b)に示すように、受圧面60にかかる力の方向が回転軸心D1周りの変化により打ち消され、直線的な推進が可能となるとともに、削孔水の噴射方向は推進方向(軸心方向D1)に対して傾斜しているものの、削孔軸5及びテーパービット6の回転に伴って削孔水噴射方向も符号w3で示すように回転するため、結果的には、テーパービット6の前方の広い範囲に対して削孔水を噴射することができ、円滑な直線推進が可能となる。
On the other hand, when propelled while rotating the
なお、前述の「テーパービット6の前方地盤に向けて、かつ削孔軸5の軸心方向D1に対して曲線推進方向側に傾斜した方向D2に向けて削孔水を噴射」とは、図2に示すように、軸心方向D1をx軸とし、x軸と受圧面60の先端位置とを含む平面をx−y平面とし、x−y平面内におけるx軸に対する傾斜角度をθ1とし、y軸に対するx軸周りの傾斜角度をθ2としたとき、0°<θ1<90°かつ−90°<θ2<90°の両条件を満たす方向及びこれと平行な方向に向けて削孔水を噴射することを意味する。
The above-mentioned “injecting the drilling water toward the front ground of the
かくして、第1の好適例によれば、従来よりも円滑、確実に、急角度での曲線推進を行うことができるようになるため、対象地盤を改良する際に、既設構造物から削孔開始位置までの距離を短縮でき、施工スペースを狭小化できる、あるいは狭小な施工スペースでも対応できるようになる。 Thus, according to the first preferred example, since the curve can be propelled at a steep angle more smoothly and surely than before, drilling starts from the existing structure when the target ground is improved. The distance to the position can be shortened, the construction space can be narrowed, or even a narrow construction space can be handled.
また、軸方向に間隔をおいて複数の外部パッカーを外面部に有し、かつ隣接する外部パッカー間に注入口を有する注入外管を管体内に挿入した後、この注入外管を残して管体を挿入孔から引き抜き、その後、注入外管を利用して対象地盤に地盤改良剤を浸透注入する。かかる注入外管を用いることにより、対象地盤に対して、限定的に地盤改良材を浸透注入することができ、効率良く液状化対策を施すことができる。 Also, after inserting an injection outer tube having a plurality of external packers on the outer surface portion with an interval in the axial direction and having an injection port between adjacent external packers, the tube is left leaving the injection outer tube. The body is withdrawn from the insertion hole, and then the ground improver is infiltrated and injected into the target ground using the outer injection tube. By using such an injection outer tube, the ground improvement material can be infiltrated and injected into the target ground in a limited manner, and liquefaction measures can be efficiently taken.
<第2の好適例>
前記挿入孔に残した注入外管における隣接する外部パッカーを膨出させて挿入孔内壁面に密着させるとともに、この注入外管内に、軸方向に間隔をおいて複数の内部パッカーを外面部に有し、かつ隣接する内部パッカー間に吐出口を有する注入内管を挿入し、隣接する両内部パッカーを膨出させて注入外管内面に密着させた状態とした後、隣接外部パッカーと挿入孔内壁面と注入外管外面とで囲まれる領域を空間とした状態で、注入内管内、注入内管の吐出口、注入外管内、注入外管の注入口、および前記空間をこの順に介して、対象地盤に地盤改良剤を浸透注入する例である。
< Second preferred example >
Adjacent external packers in the injection outer tube left in the insertion hole are bulged to adhere to the inner wall surface of the insertion hole, and a plurality of internal packers are provided in the outer surface portion at intervals in the axial direction in the injection outer tube. And inserting an injection inner tube having a discharge port between adjacent internal packers and expanding the adjacent internal packers into close contact with the inner surface of the injection outer tube, and then inserting the adjacent external packer into the insertion hole In a state where the area surrounded by the wall surface and the outer surface of the outer injection tube is a space, the inner tube, the discharge port of the inner injection tube, the inner surface of the injection outer tube, the inlet of the outer injection tube, and the space through the space in this order This is an example in which a ground improver is infiltrated into the ground .
かかる地盤改良工法を採用すると、隣接パッカーと挿入孔壁面と注入外管外面とで囲まれる領域は充填材が存在しない空間であるから、注入口を通して注入された地盤改良剤は、隣接パッカー間において、比較的広い空間に満たされた状態で、地盤内に注入される。したがって、その空間に面する挿入孔壁の全体から対象地盤内に浸透するので、仮に高い注入速度であっても割裂を生じることなく浸透することが可能である。その結果、一つの注入ゾーンから大量の薬液を注入することが可能となり、地盤内に浸透した薬液は遠くまで浸透注入されるようになる。 When this ground improvement method is adopted, the area surrounded by the adjacent packer, the wall surface of the insertion hole, and the outer surface of the injection outer pipe is a space where no filler exists, so the ground improvement agent injected through the injection port is between the adjacent packers. It is injected into the ground in a state filled with a relatively wide space. Therefore, since it penetrates into the target ground from the entire insertion hole wall facing the space, it is possible to penetrate without causing splitting even at a high injection rate. As a result, it is possible to inject a large amount of chemical liquid from one injection zone, and the chemical liquid that has penetrated into the ground is infiltrated far into the ground.
上記好適例によれば、曲線削孔において削孔水による地盤弛緩を十分に行うことができ、円滑かつ急角度な曲線推進を行うことができるようになり、もって施工スペースを狭小化できるようになる、あるいは狭小な施工スペースでも対応できるようになる等の利点がもたらされる。 According to the above preferred example , the ground can be sufficiently relaxed by the drilling water in the curved hole, and the curve can be promoted smoothly and at a sharp angle so that the construction space can be reduced. The advantage of being able to cope with even a narrow construction space is brought about.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
<管建込み装置>
図3は、管建込み装置例1の施工状態を示しており、この管建込み装置1は、地中に建て込まれる曲がり可能な外管(本発明の管体に相当)2と、この外管2の先端に対して同軸的に取り付けられたリングビット3と、外管2内およびリングビット3の貫通孔を通り、リングビット3よりも前方に延在する、外管2よりは曲がり難いが曲がり可能な内管5(本発明の削孔軸に相当)と、内管5の先端に対して取り付けられたテーパービット6と、内管5および外管2を支持するとともに内管5を回転及び推進させる回転推進装置7とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Pipe installation device>
FIG. 3 shows a construction state of the pipe erection device example 1, and this pipe erection device 1 includes a bendable outer pipe (corresponding to the pipe body of the present invention) 2 built in the ground, A
(回転推進装置の構成)
回転推進装置7は、例えば図示するように、ベースマシン7Bにより傾動自在に支持されたリーダ7Lと、このリーダ7Lに対して、油圧により長手方向に昇降自在なように取り付けられた油圧モータ等の回転駆動源7Mとから主に構成することができる。内管5は推進時には回転駆動源7Mの回転軸に同軸的に連結され、外管2はその内管5の外側を取り囲むように通されるが、回転駆動源7Mには連結されず単にリーダ7Lに沿って支持されるだけである。
(Configuration of rotating propulsion device)
For example, as shown in the figure, the rotation propulsion device 7 includes a leader 7L that is tiltably supported by a
(外管の構成)
外管2は、例えば挿入深さに応じて単位外管20を複数直列接続して形成する。この単位外管20としては、図4に示すように、長手方向略全体を占める樹脂管部21がポリエチレン等の樹脂から形成され、この樹脂管部の一端部に雌ネジ部22aを有する継手装置22が取り付けられ、他端部に雄ネジ部23aを有する継手装置23が取り付けられたものを用いることができる。ただし本実施形態では、先頭の外管2については、図5に示すように先端部にリングビットホルダ26を取り付けたものを用いる。これらの継手装置22,23は例えば鋼等の高剛性材料で形成される。樹脂管部の具体例としては、例えば三菱樹脂社製のヒシパイプHPPE(高性能ポリエチレン)を好適に用いることができる。
(Configuration of outer tube)
The
これら継手装置と樹脂管部との取付構造としては、例えば図4に示すように、継手装置22,23の管取付側端部に、雄ネジ部24aを外周面に有しかつ樹脂管部21内径と同等もしくは若干小さい外径を有する内管部24および内管部24の雄ネジ部24aとは締め付け方向が反対の雌ネジ部25aを内周面に有しかつ樹脂管部21外径と同等もしくは若干大きい内径の外管部25からなる二重構造部DBを設け、樹脂管部21の端部21Sを内管部24外周面の雄ネジ部24aと外管部25内周面の雌ネジ部25aとの隙間に挟むことにより、樹脂管部21に継手装置22,23を取り付けるのが好ましい。この場合において、樹脂管部の端部21S内面に、継手装置22,23の内管部外周面の雄ネジ部24aと螺合する雌ネジ部を形成しておいたり、樹脂管部の端部21S外面に、継手装置の外管部内周面の雌ネジ部25aと螺合する雄ネジ部を形成しておくのが望ましいが、形成していなくとも樹脂管部21の材料が継手装置22,23の雄・雌ネジ部24a,25aよりもある程度軟らかい場合には、これらネジ部24a,25aのネジ山が挟持固定に際して樹脂管部21に食い込むため、問題なく固定できる。
For example, as shown in FIG. 4, the fitting structure between the joint device and the resin pipe portion has a
また特に継手装置22,23は、図示のように内管部24の先端が外管部25の先端よりも突出するように形成するのが望ましい。かかる構成とすると、樹脂管部21が曲がったとしても、その端部21S挟持部は全く曲がらないため、継手装置22,23の内管部24および外管部25間による挟持固定が外れ難い。
In particular, the
かかる単位外管20は、例えば継手装置の外管部25を若干大きめにかつ別体として形成しておき、内管部24の外周に樹脂管部21を接続した後、樹脂管部の外側に予め又はその後に配置した外管部25をスライドし、外管部25と内管部24との隙間に樹脂管部の端部21Sを位置させた後、外管部25を周囲から圧縮して外管部25と内管部24との隙間に樹脂管部の端部21Sを挟んで固定し、外管部25の内周面の雌ネジ部25aのネジ山を樹脂管外面に食い込む又は螺合させ、さらに外管部25を継手装置23の本体に溶接W等により固定することによって製造できる。
The unit
そして本例では、外管2の先端、すなわち最先端の単位外管20の先端には、図5にも示すようにリングビットホルダ26を介してリングビット3が同軸的にかつ削孔回転方向にのみ回転自由に取り付けられる。リングビットホルダ26は図6に分解状態を示すように全体的に管状をなしており、基端部に前述の単位外管端部の継手装置と同様の挟持固定用二重構造部DBを有し、先端に同外径のリング状ホルダクラッチ27が同軸的に溶接W等により固定され、このホルダクラッチ27の基端側に部分的に内径が拡径された内径拡径部26Dを有するものである。一方リングビット3は、図5のほか図10〜12にも示すように基端側の小径管軸部30と先端大径部31とからなり、小径管軸部30の先端部にはホルダクラッチ27と係合するリング状のビットクラッチ32が溶接等により固設され、小径管軸部30の基端部には外径拡径部33が設けられている。
In this example, the
本例では、このリングビット3の小径管軸部30の基端にある外径拡径部33をビットホルダ26の内径拡径部26D内に収めることによって、リングビット3がビットホルダ26により回転自由に支持され、しかも前後方向には後述のクラッチの段部高さ分の遊びをもってビットホルダ26に対して連結されている。また、ホルダクラッチ27およびビットクラッチ32はそれぞれ図7および図8に示すような一方側平面に段部27A…,32A…を周方向に複数有する略類似した形状をなしており、それぞれビットホルダ26およびリングビット3に対する取り付け状態では図5に示すように相互の段部27A…,32A…の形成面が対面するように取り付けられ、使用時には図9に示すようにこれら段部形成面相互が当接される。そして特に、これらホルダクラッチ27およびビットクラッチ32の各段部27A…,32A…相互は、ビットクラッチ32側を削孔回転方向に回転させたときにはビットクラッチ32の段部32A…がホルダクラッチ27の段部27A…に引っ掛からずに段部高さ分前後動しながら回転し、削孔回転方向と反対方向に回転させたときには引っ掛かりそれ以上は回転しない形状とされている。
In this example, the
一方、リングビット3は先端大径部31の外径が外管2の外径よりも若干大径とされ、また図10〜12にも示すように先端大径部31の前面には周方向に多数のビット3a,3a…が設けられており、さらに内周面には軸心方向に沿って基端から長手方向途中部まで(先端には達しない)溝部30D,30D…が周方向に複数(図示例では6つ)形成されている。この溝部30D,30D…の機能については後述する。
On the other hand, in the
(内管の構成)
他方、本装置例の内管5は、例えば挿入深さに応じて単位内管50を複数直列接続して形成することができる。この単位内管50としては、図13に示すように、外管2よりも曲がり難い(剛性が高い)が曲がり可能な材料、例えば鋼管等により形成し、連結手段として一端部に雌ネジ部51を及び他端部に雄ネジ部52をそれぞれ形成したものを用いることができる。ただし、図5に示すように、内管5のうちリングビット3よりも前方に突出する先導部分50Fが曲がり易いと後述の直線推進時における精度が低くなるので、当該先導部分50Fは基端側部分よりも剛性を高くし、曲がり難くするのが望ましい。特に、先導部分50Fと基端側部分の境目が丁度、リングビット3前端部近傍に位置するようにすると、先導部分50Fの単位管としてより剛性の高い材料で形成した先導専用単位管を準備すれば済むため好ましい。
ちなみに、外管2をも含めて剛性の高低を示すと、次の式(1)のようになる。
内管先導部>内管基端側部分>外管 ・・・(1)
このように、外管2を内管5よりも曲がり易くしないとスムーズ且つ急角度での曲線推進が非常に困難となり、また内管5のうちでもリングビット3から突出する先導部50Fを基端側部分よりも曲がり難くしないと推進時の直進性が低くなる。
(Configuration of inner pipe)
On the other hand, the
By the way, when the rigidity of the
Inner pipe leading part> Inner pipe proximal end part> Outer pipe (1)
As described above, unless the
そして本例では、内管5におけるリングビット3と対応する部分は、係合部を備えた略筒状のビットデバイス55により構成されている。ビットデバイス55は、図5のほか図14および図15にも示すように、リングビット3内側に嵌め入れられる程度の外径を有し、先端部および基端部に単位内管との接続手段として雌ネジ部55Aおよび雄ネジ部55Bをそれぞれ備えるとともに、その外周面におけるリングビット3内周面の溝部30D,30D…と対応する部位に長手方向に沿う凸条部55C,55C…が複数(図示例では3つ)形成されたものである。このビットデバイス55の各凸条部55Cは、内管5を前進させた時には対応するリングビット溝部30D内の前端限度までそれぞれ挿入され、それ以上は挿入されないため、内管5に前進力を与えると内管5がリングビット3およびこれに連結された外管2を引張りながら前進することになる。そしてこの状態で内管5を回転させたときには凸条部55C及び溝部30D相互の周方向の噛み合いにより、内管5の回転力がリングビット3に伝達され、それによってリングビット3が外管2に対して回転されるようになっている。一方、内管5を外管2に対して後退させると、ビットデバイス55の凸条部55Cはリングビット3内面の溝部30Dから離脱するようになっており、さらに後退させるとビットデバイス55がリングビットホルダ26の後方に離脱し、後方の外管2内へ後退されるようになっている。なお、この凸条部55Cの挿入を容易にするために、その数を溝部よりも少なくする、具体的には半数程度にするのが好ましい。
In this example, the portion corresponding to the
他方、本例では内管5の先端に、軸心方向に対して傾斜した受圧面60を有するテーパービット6がビットレジューサ56(これも内管5を構成する)を介して取り付けられている。ビットレジューサ56は図5のほか図16にも示すように、基端部に連結手段として雄ネジ部56Aを有し、この雄ネジ部56Aにより内管5の先端雌ネジ部51に螺合連結される。またビットレジューサ56の先端部にはテーパービット6の連結のために、係合溝56Bが設けられている。また、内空部56Cは削孔水を流通させるための通路とされる。
On the other hand, in this example, a
テーパービット6としては、例えば図5のほか図17〜21にも示すように、略円柱状をなし、頭部に軸心方向に対して傾斜した平坦面よりなる受圧面60を有するものである。テーパービット6の外径はリングビット3よりも若干大径とし、かつ基端部外周面に軸方向に沿う凸条部61,61…を周方向に複数形成したものが好適に用いられる。かかるテーパービット6は、構造が簡素なため鋳造等を利用して安価に製造でき、後述するように地中に埋め殺すとしても、施工コストが著しく高騰するようなことはない。
For example, as shown in FIGS. 17 to 21 in addition to FIG. 5, the tapered
特に本例では、図20に示されるように、テーパービット6の基端面には前述のビットレジューサ56を係合するための係合孔62が軸心方向に沿って形成されており、この係合孔62の基端部内周面に係合凸部62pが突設されている。この係合凸部62pをビットレジューサ56の係合溝56Bに沿って通すようにして、係合孔62内にビットレジューサ56を挿入し係合させることにより、内管5の先端にテーパービット6が取り付けられる。
In particular, in this example, as shown in FIG. 20, an
そして、テーパービット6の非受圧面の先端部における幅方向中央には受圧面60の傾斜方向と平行な方向を臨む噴射口63が形成されており、この噴射口63は流路64を介して係合孔62内と連通されている。特に図示例ではこの反対面にも平坦な傾斜面65が形成されており、噴射口63がこの傾斜面65に設けられている。なお、この噴射口63の噴射方向は、軸心方向D1をx軸とし、x軸と受圧面60の先端位置とを含む平面をx−y平面とし、x−y平面内におけるx軸に対する傾斜角度をθ1とし、y軸に対するx軸周りの傾斜角度をθ2としたとき、θ1=受圧面の傾斜角度、かつθ2=0°の両条件を満たすものである。θ1は、受圧面の傾斜角度に対して±5°程度であるのが好ましく、θ2は0°であるのが好ましい。
An
<既設構造物直下の液状化のおそれがある地盤の液状化対策工法>
次に、以上に述べた装置例を用いた本発明に係る液状化対策工法について説明する。先ず、好適には図22に示すように既設構造物CS周囲の地盤Gの挿入部位に少なくとも内管先導部分50Fの長さと同程度の長さのガイド管100を挿入する。そして、図示しないが回転推進装置7の回転駆動軸に内管先導部分50Fを連結し、当該内管先導部分50Fを回転推進または推進のみにより挿入する。この推進は回転推進装置7の回転駆動源の下降により行う。またこの際、内管5内およびテーパービット6の流路64を通じて先端に泥水等の削孔水を供給しながら推進させるのが望ましい。なお、ガイド管100の建込みを省略することもできるが、当初は内管5のみで推進させることになるため、推進方向がズレ易いので、図示例のようにガイド管100を用いるのが好ましい。
<Liquefaction countermeasures for ground where there is a risk of liquefaction directly under existing structures>
Next, the liquefaction countermeasure method according to the present invention using the above-described apparatus example will be described. First, as shown in FIG. 22, a
次いで図示しないが、先端部にビットデバイス55を取り付けた単位内管50を、リングビット3を取り付けた外管2内に挿し通した状態で、リングビット3先端から突出するビットデバイス55先端を、先に推進させた内管先導部50Fの基端に継ぎ足す(図5参照)。しかる後、継ぎ足した単位内管50の基端部を回転駆動源に連結する。
Next, although not shown, the tip of the
以降は、内管5および外管2ともに順次単位内管50および単位外管20をそれぞれ継ぎ足しながら図23に示すようにさらに地中に推進させる。この際、本例では、推進に際してその方向制御を行うことができる。
Thereafter, both the
より詳細に説明すると、直線推進を行うときには図25に示すように、回転推進装置7により内管5に回転力および推進力を与え、内管5先端のテーパービット6により削孔しながら内管5を地中に直線的に推進させる。この場合、テーパービット6の先端は受圧面60を有しているものの軸心周りに回転しながら前進するので受圧面60による受圧の影響は打ち消され、直線的に削孔することが可能である。また、テーパービット6の先端からの削孔水の噴射方向は推進方向(軸心方向D1)に対して傾斜しているものの、削孔軸5及びテーパービット6の回転に伴って軸心周りに回転するため、結果的には、テーパービット6の前方の広い範囲に対して削孔水を噴射することができ、円滑な直線推進が可能となる。
More specifically, when performing linear propulsion, as shown in FIG. 25, the rotary propulsion device 7 applies rotational force and propulsive force to the
またこの直線推進に際しては、内管5を構成するビットデバイス55の凸条部55Cとリングビットの溝部30Dとの噛み合いにより内管5の回転力および推進力がリングビット3に与えられる(図5参照)。前述のとおり、リングビット3はビットホルダ26により外管2先端に回転自在に支持されており且つビットクラッチ32およびホルダクラッチ27の各段部32A…,27A…相互はビットクラッチ32A側を削孔回転方向に回転させたときには引っ掛からずリングビット3の回転を許容し、さらに外管2には周囲地盤の拘束力が作用しているので、外管2は回転されずリングビット3のみが回転する。またリングビット3は外管2先端に対して前後方向には連結されているため、内管5によりリングビット3に与えられた推進力によって外管2が引っ張られるようにして連行推進される。
Further, during this linear propulsion, the rotational force and propulsive force of the
これに対して、曲線推進を行うときには図26に示すように、テーパービット6の受圧面60の先端が回転軸心に対して曲げたい側に位置する状態で内管5の回転を止め、更にそのままの状態で回転推進装置7により内管5に推進力のみを与える。この際、テーパービット6の受圧面60にかかる力によりテーパービット6の推進方向が徐々に変化し、内管5を地中に曲線的に推進させることができる。また、削孔水はテーパービット6の推進先に向かって噴射されるため、当該推進先の地盤を確実に弛緩することができ、またその結果、テーパービット6はより緩い地盤側に逃げ易くなり、より円滑かつ確実に、またより急角度に削孔方向を変化させることができる。
On the other hand, when the curve is propelled, as shown in FIG. 26, the rotation of the
またこの曲線推進に際しては、内管5を構成するビットデバイス55の凸条部55Cとリングビット内周面の溝部30Dとの噛み合いにより内管5の推進力がリングビット3に与えられる。リングビット3は外管2先端に対して前後方向には連結されているため、内管5によりリングビット3に与えられた推進力によって外管2が引っ張られるようにして曲線的に推進される。なお、この曲線推進は三次元曲線的な推進が可能であり、図示例では鉛直面方向において曲げているが、水平面方向に曲げることもできる。
Further, when this curve is propelled, the propulsive force of the
また、かかる方向制御に際しては、内管5先端の存在位置や、姿勢、軌道等を知る必要がある。このため、ジャイロや角度計を内管5の先端部内(例えば内管先導部分50F)に内蔵させて姿勢や軌道を計測したり、内管5の先端部内に電磁波発信機を設け地上側からこの電磁波を受信して内管先端部の位置を計測したり、内管5の先端ビット6の掘削により発生する弾性波を地上で計測して内管5の先端部の位置を計測したりすることができる。
Further, when performing such direction control, it is necessary to know the position of the tip of the
かくして、図23に示すように、内管5を既設構造部CS周囲の地表面から改良対象層までは弧状に進行させ、その後は改良対象層内を水平方向に沿って進行させて、既設構造物CSの直下の対象地盤に至る挿入孔Hを形成しながら、順次形成される挿入孔内Hに外管2を挿入することによって、外管2を既設構造物CSの直下に達するように挿入できる。
Thus, as shown in FIG. 23, the
そして、所望の経路(直線的な経路であっても、またS字状等の曲がりくねった経路であっても良い)で、既設構造物CS周囲の地表面から少なくとも既設構造物CS直下の対象地盤に達する所定深さまで外管2を推進させたならば、本例では図24に示すように、テーパービット6を内管先端から取り外す。具体的には、先ず内管5を外管2に対して後退させて、テーパービット6基端部の凸条部61,61…をリングビット3前面のビット3a,3a間に挿入する。しかる後この状態で、内管5に削孔時とは反対方向の回転力を与えると、テーパービット6に対しても削孔時とは反対方向の回転力が付与され、さらにその凸条部61,61…がリングビットのビット3aに引っ掛かりリングビット3にも削孔時とは反対方向の回転力が伝達されるものの、その際に、リングビット3のビットクラッチ32の段部32Aが、周囲地盤により回転しないように拘束された外管2先端のホルダクラッチ27の段部27Aに引っ掛かるため、結果的にテーパービット6は殆ど反対方向に回転できない状態となる。そして、このテーパービット6が回転しない状態で内管5を削孔時とは反対方向に回転させつつ引き抜くと、テーパービット6の係合凸部62pを内管5先端のビットレジューサ56の係合溝56Bに沿って引き抜くことができる。かかる係合の解除により、テーパービット6を内管5先端から離脱させることができるのである。
Then, in a desired route (which may be a straight route or a tortuous route such as an S-shape), at least the target ground immediately below the existing structure CS from the ground surface around the existing structure CS If the
テーパービット6を取り外したならば、テーパービット6を外管2前方の地中に残し且つ外管2をそのまま地中に挿入した状態(換言すれば、外管2を既設構造物CSの直下の地盤に留置し、かつその前方の取り外し位置にテーパービット6を留置した状態)で、回転推進装置7により内管5を外管2から引き抜く。かくして外管2を、図27に示すように既設構造物CSの周囲の地表面から少なくとも対象地盤に達するように地中に建て込むことができる。なお、この場合において、テーパービット6はそのまま地中に埋め殺しても良いし、ビット取り外し位置近傍に予めまたはその後に立坑を掘り、取り外したテーパービット6を回収しても良い。
When the
かくして地中に建て込まれた外管2は、本発明では、地盤改良剤の注入管を挿入するためのケーシング管とする等、地盤改良剤の浸透注入に利用される。すなわち、図27に示すように外管2を対象地盤内まで建て込んだならば、この外管2内に注入管200を挿入し、次いで図28に示すように注入管200を残して外管2を引き抜きいた後、当該注入管200を介して対象地盤内に地盤改良剤の注入を行う。
Thus, the
この注入方法としては、本出願人による特開2000−80640号公報において提案したものが好適である。これを適用した場合の注入状態が図29に示されている。すなわち、軸方向に間隔をおいて複数の外部パッカー206,206…を外面部に有し、かつ隣接する外部パッカー206,206間に注入口207,207…を有する注入外管201を、前述のようにして地中に建て込まれた外管2内を通して対象地盤まで挿入した後、注入外管201を残して外管2を挿入孔Hから引き抜く。
As this injection method, the one proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-80640 by the present applicant is suitable. An injection state when this is applied is shown in FIG. That is, the injection
これにより、注入外管201が挿入孔H内に建て込まれる。しかる後、注入外管201における隣接する両外部パッカー206,206を膨出させて挿入孔H壁面に密着させる。外部パッカー206,206を膨出するには、内部に水や空気等の膨出用流体、好適には固結性材料たとえばセメントもしくはセメントベントナイトを充填させる。この一方で、この注入外管201内に、軸方向に間隔をおいて複数の内部パッカー216,216を外面部に有し、かつ隣接する内部パッカー216,216間に吐出口217を有する注入内管210を挿入し、隣接する両内部パッカー216,216を膨出させて注入外管201内面に密着させた状態とする。この内部パッカー216,216の膨出にも外部パッカーと同様の膨出用流体を用いることができる。この際、隣接外部パッカー206,206と挿入孔H壁面と注入外管201外面とで囲まれる領域は、何も充填されていない空間とする。
Thereby, the injection
しかる後、注入内管210内、注入内管210の吐出口217、注入外管201内、注入外管201の注入口207、および隣接パッカー間の空間をこの順に介して、地盤改良剤を浸透注入する。図中二点鎖線で示す部位L,Lが地盤改良剤の浸透部位である。かくして、既設構造物CS直下の液状化のおそれがある地盤内に地盤改良剤を浸透注入し、その固化により対象地盤を改良できる。地盤改良剤としては、水ガラス系の薬液、特にシリカゾル系薬液を用いることが浸透注入の点で好ましい。土中のゲルタイムとしては1〜10時間程度が望ましい。注入速度としては、40リットル/分程度まで注入できる。
After that, the ground improver is infiltrated through the injection
地盤改良剤を注入するに際して、施工を簡略化し効率を向上させるために、削孔外管2として注入外管201を用い、この注入外管201を挿入孔Hの形成時に直接に削孔内管5により引き込むこともできる。ただし、この場合には引き込む外管201の外面にパッカー206が張り出しているため、これを内管5により引き込むのは困難である。したがってこの場合、図30に示すように、長手方向に間隔をおいて複数の注入口227を有し、外周面に張り出たもののない(すなわち面一)注入外管220を前述の削孔内管5により引き込むのが望ましい。またこの場合、各注入口227はスリーブSLにより開閉可能に塞いでおき、注入時には注入圧によってスリーブSLが変形(この状態が二点鎖線で示されている)して地盤改良剤Gが注入外管220外部の地盤に注入され、地盤改良剤Gの注入を止めたときにはスリーブSLが復元して注入口227を塞ぐように構成するのが望ましい。
In order to simplify the construction and improve the efficiency when injecting the ground improver, the injection
さらに、注入口を有しない外管2を挿入した場合であっても、その後に、内部に図示しないドリル装置等の孔形成手段を入れて注入口を形成し、注入外管として利用することもできる。
Further, even when the
<その他>
(イ)上記例において、単位外管20や単位内管50相互の連結手段として、上記例のような螺合連結以外にも、他の公知の連結構造を適用できる。
(ロ)上記例においては、図示例のテーパービット6に限らず、例えば屈曲軸状のテーパービットや円弧軸状のテーパービットも、その周面が軸心方向に対して傾斜した受圧面をなすので利用できる。
(ハ)上記例においては、ビットデバイス55を用いずに、リングビット3と対応する単位内管50外面の所定位置に凸条部55C,55C…を直接設けても良い。
(ニ)上記例においては、テーパービットの径を外管の外径同等またはそれ以上に形成しておけば、リングビットを省略することも可能である。
(ホ)上記例において、テーパービット6を着脱自在に取り付けるための手段としては、螺合連結のほか、公知の着脱連結構造を採用することができる。
<Others>
(A) In the above example, other known connection structures can be applied as the connection means between the unit
(B) In the above example, not only the tapered
(C) In the above example, the
(D) In the above example, the ring bit can be omitted if the diameter of the taper bit is equal to or greater than the outer diameter of the outer tube.
(E) In the above example, as a means for detachably attaching the
本発明は、液状化のおそれがある地盤の上に、空港の滑走路、工場の大型タンク等、各種の建築物や土木構造物が既設されている場合に適用されるものである。 The present invention is applied to the case where various buildings and civil engineering structures such as airport runways and factory large tanks are already installed on the ground that may be liquefied.
1…建込み装置、2…外管、3…リングビット、5…内管(削孔軸)、6…テーパービット、7…回転推進装置、63…噴射口。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Erecting device, 2 ... Outer pipe | tube, 3 ... Ring bit, 5 ... Inner pipe | tube (drilling shaft), 6 ... Taper bit, 7 ... Rotation propulsion apparatus, 63 ... Injection port.
Claims (1)
この外管の先端に対して同軸的に且つ削孔回転方向にのみ回転自由にされ、反対方向については、回転しないように取り付けられ、軸心に沿う貫通孔を有するリングビットと、
前記外管内およびリングビットの貫通孔を通り、リングビットよりも前方に延在する内管と、
前記内管の先端に対して取り付けられ、軸心方向に対して傾斜した受圧面を先端に有するテーパービットと、
前記内管を回転及び推進させる回転推進装置とを備えてなる装置を用い、
対象地盤に対して地盤改良材の浸透注入により液状化対策を施す方法であって;
前記テーパービットには、その基端部外周に軸方向に沿う凸条部が周方向に複数形成され、かつ、基端面から軸心に沿って係合孔が形成され、その係合孔の内周面に係合凸部が形成され、
前記内管の先端部外周には、先端から後方に向かって係合溝が形成され、前記内管の先端部は前記テーパービットの係合孔に挿入可能とされ、かつ、この挿入時に前記係合溝内に前記係合凸部が係合する関係とされ、
さらに、前記リングビットの前面には周方向に多数のビットが周方向に間隔を置いて設けられており、
前記リングビットは前記内管の回転に同伴回転するように構成され、
前記内管の先端部に前記テーパービットを係合させて取り付けた状態で;前記内管を通してテーパービットから削孔水を噴射しつつ、前記回転推進装置により前記内管に回転力および推進力を与えて直線的に推進させる、あるいは前記内管に推進力のみを与えて曲線的に推進させるとともに、内管とリングビットとの係合により内管の回転力および推進力あるいは推進力のみをリングビットに与えて、リングビットおよび外管を内管により連行推進させ、
それによって、前記外管を地中に進行させ前記対象地盤に達するように挿入したならば、テーパービットを内管先端から次の手順で取り外す;
(1)前記内管を外管に対して後退させて、テーパービットの凸条部をリングビット前面のビット間に挿入する。
(2)しかる後この状態で、前記内管に削孔時とは反対方向の回転力を与えつつ、前記内管を後方に引き抜き、前記テーパービットの前記係合凸部を前記内管の係合溝に沿って引き抜き、前記テーパービットから内管を取り外す。
前記テーパービットの取り外し後、前記外管を残して内管を回収し、前記外管内に注入管を挿入して、注入管を通して地盤改良材を送給して対象地盤に対して浸透注入させることを特徴とする地盤の液状化対策工法。 A bendable outer tube,
A ring bit that is coaxial with respect to the tip of the outer tube and can be freely rotated only in the direction of drilling rotation, and is attached so as not to rotate in the opposite direction, and has a through hole along the axis,
An inner tube extending through the through hole in the outer tube and the ring bit and extending forward from the ring bit ;
Attached taken to the distal end of the inner tube, and the tapered bit having a pressure receiving surface which is inclined relative to the axial direction at the tip,
Using a device comprising a rotation propulsion device that rotates and propels the inner tube,
A method for taking measures against liquefaction by infiltrating the ground improvement material into the target ground ;
The taper bit has a plurality of protrusions along the axial direction on the outer periphery of the base end portion in the circumferential direction, and an engagement hole is formed along the axis from the base end surface. An engaging convex part is formed on the peripheral surface,
An engagement groove is formed in the outer periphery of the distal end portion of the inner tube from the distal end toward the rear, and the distal end portion of the inner tube can be inserted into the engagement hole of the taper bit. The engagement protrusion is engaged in the groove,
Furthermore, a large number of bits in the circumferential direction are provided on the front surface of the ring bit at intervals in the circumferential direction,
The ring bit is configured to rotate along with the rotation of the inner tube,
In a state where the tapered bit is engaged with and attached to the tip of the inner tube; while rotating water is ejected from the tapered bit through the inner tube , the rotary propulsion device applies rotational force and propulsive force to the inner tube. Providing linear propulsion, or applying a propulsive force to the inner tube and propelling it in a curved manner, and by engaging the inner tube with a ring bit, the inner tube is rotated and propelled or propelled only by a ring. Giving to the bit, the ring bit and the outer pipe are propelled by the inner pipe,
Thereby, if the outer pipe is inserted into the ground to reach the target ground, the taper bit is removed from the tip of the inner pipe in the following procedure;
(1) The inner tube is retracted with respect to the outer tube, and the protruding portion of the tapered bit is inserted between the bits on the front surface of the ring bit.
(2) Thereafter, in this state, the inner tube is pulled backward while giving the inner tube a rotational force in the direction opposite to that during drilling, and the engagement convex portion of the tapered bit is engaged with the inner tube. Pull out along the mating groove and remove the inner tube from the tapered bit.
After the taper bit is removed, the inner pipe is collected while leaving the outer pipe, the injection pipe is inserted into the outer pipe, and the ground improvement material is fed through the injection pipe to be infused into the target ground. A ground liquefaction countermeasure method characterized by
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