JPH0941369A - 杭の改造、補強工法 - Google Patents
杭の改造、補強工法Info
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- JPH0941369A JPH0941369A JP7198585A JP19858595A JPH0941369A JP H0941369 A JPH0941369 A JP H0941369A JP 7198585 A JP7198585 A JP 7198585A JP 19858595 A JP19858595 A JP 19858595A JP H0941369 A JPH0941369 A JP H0941369A
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- Japan
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- pipe
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- sheathed pipe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地中に打設された杭の曲げ、剪断耐力を簡単
確実に能率よく増強することができる杭の改造、補強工
法を提供する。 【解決手段】 傾斜角のある先端部の外周にローラビッ
トとカッターが装着された鋼管を杭の上部外周に回転貫
入させ、杭の周囲を掘削する削孔工程と、この削孔工程
後に杭にさや管を回転貫入させる工程とからなり、さや
管と杭の隙間に膨張性充填材を注入して硬化させること
により、杭に一体化した充填材とさや管で、杭の曲げ、
剪断耐力を増強する。
確実に能率よく増強することができる杭の改造、補強工
法を提供する。 【解決手段】 傾斜角のある先端部の外周にローラビッ
トとカッターが装着された鋼管を杭の上部外周に回転貫
入させ、杭の周囲を掘削する削孔工程と、この削孔工程
後に杭にさや管を回転貫入させる工程とからなり、さや
管と杭の隙間に膨張性充填材を注入して硬化させること
により、杭に一体化した充填材とさや管で、杭の曲げ、
剪断耐力を増強する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、地中に打設され
た杭の上層部において、杭の曲げ、剪断耐力を増強する
為に行う杭の改造、補強工法、即ち、既施工された杭、
または地上構造物を解体撤去したあとの残置杭、および
損傷を受けた杭に対して、必要な深度までまた必要な強
度を杭の上層部に付与する工法に関する。
た杭の上層部において、杭の曲げ、剪断耐力を増強する
為に行う杭の改造、補強工法、即ち、既施工された杭、
または地上構造物を解体撤去したあとの残置杭、および
損傷を受けた杭に対して、必要な深度までまた必要な強
度を杭の上層部に付与する工法に関する。
【0002】
【従来の技術】基礎杭は鉛直方向には大きな強度を持っ
ているが、地震動などで発生する水平力による曲げ、剪
断力に対しては弱い。被災建物の建直し又は建物をスク
ラップアンドビルトをする場合には、既存基礎杭の取り
扱いが問題となる。
ているが、地震動などで発生する水平力による曲げ、剪
断力に対しては弱い。被災建物の建直し又は建物をスク
ラップアンドビルトをする場合には、既存基礎杭の取り
扱いが問題となる。
【0003】残置した杭を再利用する事を考える場合で
も、杭の健全性の判定検証が非常にむつかしく安全の問
題がある。
も、杭の健全性の判定検証が非常にむつかしく安全の問
題がある。
【0004】杭の増設を計画するにしても、新、旧杭の
性能の格差があり、基礎構造の設計上の問題も残る。
性能の格差があり、基礎構造の設計上の問題も残る。
【0005】従来から、杭の改造、補強については、後
述するいくつかの手法がとられているが、それぞれ長短
があり問題点が多い。
述するいくつかの手法がとられているが、それぞれ長短
があり問題点が多い。
【0006】イ)残置された杭の上層部を掘削撤去し、
新規の杭を打設する。その場合、既存杭が障害となる部
分は杭全体を引抜撤去する事となる。
新規の杭を打設する。その場合、既存杭が障害となる部
分は杭全体を引抜撤去する事となる。
【0007】ロ)残置された杭を全て引き抜き、新規に
杭を打設する。
杭を打設する。
【0008】ハ)既存杭の杭頭内部に鋼材を入れコンク
リートを充填する工法。
リートを充填する工法。
【0009】ニ)杭上層部を全て掘り出して、杭の外周
部に鋼管をかぶせ、その間に充填材又はコンクリートを
流し込む工法。
部に鋼管をかぶせ、その間に充填材又はコンクリートを
流し込む工法。
【0010】ホ)掘削せずに、既存杭の外周に鋼管を打
撃などで嵌合させるとか、鋼管に掘削カッターを内装し
て回転圧入する方法などの提案例も見受けられる。この
場合充填材を入れるものもあれば入れない工法もある。
撃などで嵌合させるとか、鋼管に掘削カッターを内装し
て回転圧入する方法などの提案例も見受けられる。この
場合充填材を入れるものもあれば入れない工法もある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
工法において、イ)ロ)の工法は、共に弱い地盤を一層
ゆるめることとなり、多大の費用、工期がかかり産業廃
棄物、騒音、振動の発生がある。
工法において、イ)ロ)の工法は、共に弱い地盤を一層
ゆるめることとなり、多大の費用、工期がかかり産業廃
棄物、騒音、振動の発生がある。
【0012】ハ)の工法の場合、大きな強度アップは出
来ず、杭体にクラック等が発生している場合、杭体内の
鋼線、鋼棒などが腐蝕し長期的に見て安全とは云い難く
新規建物の計画に大きな制約がある。
来ず、杭体にクラック等が発生している場合、杭体内の
鋼線、鋼棒などが腐蝕し長期的に見て安全とは云い難く
新規建物の計画に大きな制約がある。
【0013】ニ)の工法は、確実性はあるが、掘削する
には外周部に土留工事等が必要となり、補強出来る深さ
も限度があり、費用、工期に大きな難点がある。
には外周部に土留工事等が必要となり、補強出来る深さ
も限度があり、費用、工期に大きな難点がある。
【0014】ホ)の工法は、方法論的には肯定出来るし
実験例もあるが、いずれも、構造的、強度的にも問題が
あり、また施工法なども現実性にとぼしいものがある。
実験例もあるが、いずれも、構造的、強度的にも問題が
あり、また施工法なども現実性にとぼしいものがある。
【0015】また杭の施工時にセメントミルク等を使用
する杭工法などが採用されている場合、鋼管の嵌合貫入
は不可能に近く、杭周の残置セメントミルク、泥土など
の介在などにより、杭と鋼管の一体化に不確実性がある
と指摘されており、実用化されたと云う情報はない。
する杭工法などが採用されている場合、鋼管の嵌合貫入
は不可能に近く、杭周の残置セメントミルク、泥土など
の介在などにより、杭と鋼管の一体化に不確実性がある
と指摘されており、実用化されたと云う情報はない。
【0016】そこで、この発明は、既存杭を引抜きまた
は解毀撤去する事なく、損傷を受けた杭であっても健全
な杭であっても、任意の杭に対して必要とする深度まで
改造、補強をなし再利用する事ができると共に、建直す
べき上部建物の計画設計上杭の増設を必要とする場合で
も同種の杭を打設し、同様な改造、補強をする事も可能
であり、既存杭を有効に活用し、任意の建物の計画設計
を行う事が出来る杭の改造、補強工法を提供することを
課題としている。
は解毀撤去する事なく、損傷を受けた杭であっても健全
な杭であっても、任意の杭に対して必要とする深度まで
改造、補強をなし再利用する事ができると共に、建直す
べき上部建物の計画設計上杭の増設を必要とする場合で
も同種の杭を打設し、同様な改造、補強をする事も可能
であり、既存杭を有効に活用し、任意の建物の計画設計
を行う事が出来る杭の改造、補強工法を提供することを
課題としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項1記載の発明は、傾斜角のある先端部
の周囲にカッターとローラビットが装着された鋼管を、
地盤に打設された杭の上部外周部に混合圧力水及び制御
システムを使って回転貫入させ、杭の周囲に環状に削孔
を形成して削孔装置を抜取る削孔工程と、前記削孔工程
後において、先端にカッターと閉塞リングをもつ鋼製さ
や管を杭の削孔が形成された部分に回転貫入し、杭とさ
や管の間隙を洗浄した後、この間隙に膨張性高強度充填
材を圧入し、杭とさや管を一体化させる工程とからなる
構成を採用したものである。
するため、請求項1記載の発明は、傾斜角のある先端部
の周囲にカッターとローラビットが装着された鋼管を、
地盤に打設された杭の上部外周部に混合圧力水及び制御
システムを使って回転貫入させ、杭の周囲に環状に削孔
を形成して削孔装置を抜取る削孔工程と、前記削孔工程
後において、先端にカッターと閉塞リングをもつ鋼製さ
や管を杭の削孔が形成された部分に回転貫入し、杭とさ
や管の間隙を洗浄した後、この間隙に膨張性高強度充填
材を圧入し、杭とさや管を一体化させる工程とからなる
構成を採用したものである。
【0018】ここで、削孔工程において、鋼管の回転貫
入時には、混合圧力水ジェットを併用し、削孔が円滑に
行なえるようにすると共に、杭のねじり破損を防止する
ため、鋼管の回転貫入を制御システムにより制御する。
入時には、混合圧力水ジェットを併用し、削孔が円滑に
行なえるようにすると共に、杭のねじり破損を防止する
ため、鋼管の回転貫入を制御システムにより制御する。
【0019】また、杭とさや管の間隙の洗浄は、清水に
洗浄剤を入れてクリーニングすることにより行なう。
洗浄剤を入れてクリーニングすることにより行なう。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付した図示例と共に説明する。
付した図示例と共に説明する。
【0021】この発明の杭の改造、補強工法は、二つの
構成要素からなり、図1乃至4のように、第1は、改
造、補強を施さんとする杭Aの上層外周部に削孔装置1
を用い、削孔を形成する削孔工程であり、第2は、図5
と図6の如く、前記削孔工程後において、杭Aの削孔が
形成された部分に鋼製のさや管2を回転貫入させ、さや
管2と杭Aを膨張性高強度充填材Bの圧入によって一体
化する工程である。
構成要素からなり、図1乃至4のように、第1は、改
造、補強を施さんとする杭Aの上層外周部に削孔装置1
を用い、削孔を形成する削孔工程であり、第2は、図5
と図6の如く、前記削孔工程後において、杭Aの削孔が
形成された部分に鋼製のさや管2を回転貫入させ、さや
管2と杭Aを膨張性高強度充填材Bの圧入によって一体
化する工程である。
【0022】図1乃至図3は、第1の削孔工程の実施に
用いる削孔装置1の構造を示し、杭Aよりも大径で該杭
Aへの外嵌挿時に杭Aの外周面との間に必要な隙間を形
成する鋼管3の先端部に傾斜角4をもたせ、この鋼管3
の先端部周壁に、複数の窓孔5を傾斜角4の傾斜に沿っ
て配置し、該窓孔5の部分に上下逆円錐台形状のローラ
ビット6が回転自在に取付けられている。
用いる削孔装置1の構造を示し、杭Aよりも大径で該杭
Aへの外嵌挿時に杭Aの外周面との間に必要な隙間を形
成する鋼管3の先端部に傾斜角4をもたせ、この鋼管3
の先端部周壁に、複数の窓孔5を傾斜角4の傾斜に沿っ
て配置し、該窓孔5の部分に上下逆円錐台形状のローラ
ビット6が回転自在に取付けられている。
【0023】上記ローラビット6は、図3(A)のよう
に、鋼管3の内外方向に突出し、全ローラビット6の配
置内径は杭Aの外径に近接するよう設定され、鋼管Aの
外周で各ローラビット6間の先端側の位置に、フリクシ
ョンカッター7が鋼管3の内外方向と傾斜角4から先端
が突出する配置で突設され、この鋼管3の内周面には、
杭Aの外周面に摺接するワイヤーブラシ8が複数設けら
れている。
に、鋼管3の内外方向に突出し、全ローラビット6の配
置内径は杭Aの外径に近接するよう設定され、鋼管Aの
外周で各ローラビット6間の先端側の位置に、フリクシ
ョンカッター7が鋼管3の内外方向と傾斜角4から先端
が突出する配置で突設され、この鋼管3の内周面には、
杭Aの外周面に摺接するワイヤーブラシ8が複数設けら
れている。
【0024】上記鋼管3の内周面に、杭Aへの貫入時に
該杭Aと同軸心状となるように保持する鋼製のスペーサ
9が複数設けられ、この鋼管3の周壁に円形のスライム
排出孔10が設けられ、更に、内部には先端のノズル1
2aがローラビット6の近接位置に臨み、後端がオーガ
掘進機11と直結した圧力水送水管12が固定されてい
る。
該杭Aと同軸心状となるように保持する鋼製のスペーサ
9が複数設けられ、この鋼管3の周壁に円形のスライム
排出孔10が設けられ、更に、内部には先端のノズル1
2aがローラビット6の近接位置に臨み、後端がオーガ
掘進機11と直結した圧力水送水管12が固定されてい
る。
【0025】図6は、杭Aとさや管2を一体化させる工
程のさや管2の構造を示し、鋼製さや管2は前記鋼管3
と略同様の直径を有し、先端部にカッター13が固定さ
れ、内周面に杭Aへの嵌挿時に同軸心状態を保持するた
めの複数のスペーサ14が設けられ、このさや管2の先
端は少し内側に絞り、その内側に杭Aとさや管2の間を
密閉する軟質ゴム等のリング15が組込まれている。
程のさや管2の構造を示し、鋼製さや管2は前記鋼管3
と略同様の直径を有し、先端部にカッター13が固定さ
れ、内周面に杭Aへの嵌挿時に同軸心状態を保持するた
めの複数のスペーサ14が設けられ、このさや管2の先
端は少し内側に絞り、その内側に杭Aとさや管2の間を
密閉する軟質ゴム等のリング15が組込まれている。
【0026】次に、この発明の補強工法を添付図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【0027】先ず、図1に示すように、作業機械16の
リーダ17に沿って昇降するオーガ掘進機11に削孔装
置1を接続し、地盤に打設された杭Aの直上に鋼管3を
臨ませ、オーガ掘進機11の起動により回転させた鋼管
3を下降させて杭Aに貫入させる。
リーダ17に沿って昇降するオーガ掘進機11に削孔装
置1を接続し、地盤に打設された杭Aの直上に鋼管3を
臨ませ、オーガ掘進機11の起動により回転させた鋼管
3を下降させて杭Aに貫入させる。
【0028】図4は鋼管3が杭Aに回転貫入した状態を
示し、鋼管3の先端は傾斜角4をもっていると共に、先
端部にローラビット6とフリクションカッター7が傾斜
角4に沿う配置で設けてあるので、杭Aの外周面に固結
したセメントミルクCや土砂等を効率よく破砕すること
ができ、また、回転貫入時にノズル12aから鋼管3内
に混合圧力水のジェットが噴出され、スライムは圧力水
による上昇流で地上に排出され、ワイヤブラシ8の摺接
により杭Aの外周面が清浄化される。なお、混合加圧水
は、水に空気及び粘性添加物を配合したものである。
示し、鋼管3の先端は傾斜角4をもっていると共に、先
端部にローラビット6とフリクションカッター7が傾斜
角4に沿う配置で設けてあるので、杭Aの外周面に固結
したセメントミルクCや土砂等を効率よく破砕すること
ができ、また、回転貫入時にノズル12aから鋼管3内
に混合圧力水のジェットが噴出され、スライムは圧力水
による上昇流で地上に排出され、ワイヤブラシ8の摺接
により杭Aの外周面が清浄化される。なお、混合加圧水
は、水に空気及び粘性添加物を配合したものである。
【0029】図4のように、鋼管3を所定深度まで回転
貫入させた後、該鋼管3を回転させながら圧力水を安定
液に切り換え、削孔内を充満させつつ引き抜き、削孔工
程を完了する。この削孔工程の完了により、杭Aの上部
外周には、環状の削孔が形成されることになる。
貫入させた後、該鋼管3を回転させながら圧力水を安定
液に切り換え、削孔内を充満させつつ引き抜き、削孔工
程を完了する。この削孔工程の完了により、杭Aの上部
外周には、環状の削孔が形成されることになる。
【0030】なお、削孔工程において、作業機械16に
回転貫入制御システム18を搭載しておく。このシステ
ム18は、鋼管3の貫入時の回転トルク、貫入速度、水
圧などを自動計測及び記録し、回転貫入をコントロール
して杭の損傷を防止する機能をもっている。
回転貫入制御システム18を搭載しておく。このシステ
ム18は、鋼管3の貫入時の回転トルク、貫入速度、水
圧などを自動計測及び記録し、回転貫入をコントロール
して杭の損傷を防止する機能をもっている。
【0031】このようなシステムとしては、本発明者ら
が提案した特公昭54−31603号、特公平4−60
164号、特公平6−76692号等を利用することが
でき、これらのシステムは実際の施工に使用されて実績
をあげており、この発明の工法の実施に有効利用でき
る。
が提案した特公昭54−31603号、特公平4−60
164号、特公平6−76692号等を利用することが
でき、これらのシステムは実際の施工に使用されて実績
をあげており、この発明の工法の実施に有効利用でき
る。
【0032】次に、削孔工程が終ると、図5のように、
オーガ掘進機11にさや管2を接続し、これを杭Aの直
上に臨ませ、これを回転させながら下降させ、杭Aに回
転貫入させる。
オーガ掘進機11にさや管2を接続し、これを杭Aの直
上に臨ませ、これを回転させながら下降させ、杭Aに回
転貫入させる。
【0033】さや管2は、先端のカッター13によって
杭Aの周囲を掘進し、リング15がさや管2の先端と杭
Aの外周面の隙間を密閉し、さや管2と杭Aの間に残置
屑などが入らないようにしつつ、隙間内に上部より清水
を補充する。
杭Aの周囲を掘進し、リング15がさや管2の先端と杭
Aの外周面の隙間を密閉し、さや管2と杭Aの間に残置
屑などが入らないようにしつつ、隙間内に上部より清水
を補充する。
【0034】さや管2を所定深度まで貫入させると、隙
間内に洗浄剤を入れてクリーニングを行ない、最終段階
としてさや管2と杭Aの隙間に下部の位置から上部にわ
たって膨張性高強度充填材Bを圧入充填し、作業は完了
する。
間内に洗浄剤を入れてクリーニングを行ない、最終段階
としてさや管2と杭Aの隙間に下部の位置から上部にわ
たって膨張性高強度充填材Bを圧入充填し、作業は完了
する。
【0035】膨張性高強度充填材Bが硬化膨張すること
により、さや管2と杭Aは一体化し、杭Aを充填材Bの
硬化層とさや管2によって補強し、曲げ剪断に対して強
い杭に改造することができる。
により、さや管2と杭Aは一体化し、杭Aを充填材Bの
硬化層とさや管2によって補強し、曲げ剪断に対して強
い杭に改造することができる。
【0036】この発明の施工方法による杭の改質、補強
にあたっては、既存杭の損傷度、健全性の調査を行い、
ついで新規建設の設計に対応する杭の改造、補強、杭の
増設の検討を行い、杭の設計をまとめる。
にあたっては、既存杭の損傷度、健全性の調査を行い、
ついで新規建設の設計に対応する杭の改造、補強、杭の
増設の検討を行い、杭の設計をまとめる。
【0037】また、この発明にかかる杭の改造、補強工
法では、損傷を受けた杭も、健全な杭も、増設する杭
も、鋼製さや管の設計技術により、安全で均質の基礎杭
に改造、補強出来る事を大きな特徴としている。改造、
補強した杭は、鉛直、水平裁可試験等によって強度の検
証を行なう。
法では、損傷を受けた杭も、健全な杭も、増設する杭
も、鋼製さや管の設計技術により、安全で均質の基礎杭
に改造、補強出来る事を大きな特徴としている。改造、
補強した杭は、鉛直、水平裁可試験等によって強度の検
証を行なう。
【0038】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、地上
建造物および基礎などを撤去した後、残置されている基
礎杭の杭頭部を必要な深度までまた必要とする任意の強
度に補強し再使用に耐える杭に改造することができ、ま
た、杭の増設をする必要がある場合、同様な方法で新旧
格差のない、基礎構造上安定した基礎杭を築造する事も
可能となり、以下にその特徴、効果を要約して記す。
建造物および基礎などを撤去した後、残置されている基
礎杭の杭頭部を必要な深度までまた必要とする任意の強
度に補強し再使用に耐える杭に改造することができ、ま
た、杭の増設をする必要がある場合、同様な方法で新旧
格差のない、基礎構造上安定した基礎杭を築造する事も
可能となり、以下にその特徴、効果を要約して記す。
【0039】(I)残置され基礎杭頭部の補強、増強を
する事により経済的に基礎杭の再利用を図る事が出来
る。
する事により経済的に基礎杭の再利用を図る事が出来
る。
【0040】(II)残置基礎杭の引抜、解毀撤去をしな
くても良く、工期的、経済的にも大きな効果がある。
くても良く、工期的、経済的にも大きな効果がある。
【0041】(III )産業廃棄物の排出が極端に少な
く、無音、無振動工法であり公害は殆ど出ない。
く、無音、無振動工法であり公害は殆ど出ない。
【0042】(IV)杭の引抜、解毀撤去をしないので有
害な地盤のゆるみ、沈下などを発生させない。
害な地盤のゆるみ、沈下などを発生させない。
【0043】(V)新規の計画、設計に対して弾力的な
基礎構造設計手法をとる事が出来るので適用範囲が広
い。
基礎構造設計手法をとる事が出来るので適用範囲が広
い。
【図1】削孔工程を行なう鋼管のセット状態を示す正面
図
図
【図2】鋼管の拡大縦断面図
【図3】(A)は図2の矢印A−Aに沿う横断面図、
(B)は図2の矢印B−Bに沿う横断面図
(B)は図2の矢印B−Bに沿う横断面図
【図4】削孔工程を行なっている縦断面図
【図5】さや管と杭の一体化工程を行なうさや管のセッ
ト状態を示す正面図
ト状態を示す正面図
【図6】(A)はさや管を回転貫入させた縦断面図、
(B)は同上に膨張性充填材を充填した拡大縦断面図、
(C)はさや管の先端部構造を示す拡大断面図
(B)は同上に膨張性充填材を充填した拡大縦断面図、
(C)はさや管の先端部構造を示す拡大断面図
1 削孔装置 2 さや管 3 鋼管 4 傾斜角 6 ローラビット 7 フリクションカッター 8 ワイヤブラシ 9 スペーサ 10 スライム排出孔 11 オーガ掘進機 12 送水管 13 カッター 14 スペーサ 15 リング 16 作業機械 18 回転貫入制御システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船曳 晴治 尼崎市富松町3丁目32番4−404号 (72)発明者 豆畑 泰彦 橋本市城山台一丁目5番地の8
Claims (1)
- 【請求項1】 傾斜角のある先端部の周囲にカッターと
ローラビットが装着された鋼管を、地盤に打設された杭
の上部外周部に混合圧力水及び制御システムを使って回
転貫入させ、杭の周囲に環状に削孔を形成して削孔装置
を抜取る削孔工程と、 前記削孔工程後において、先端にカッターと閉塞リング
をもつ鋼製さや管を杭の削孔が形成された部分に回転貫
入し、杭とさや管の間隙を洗浄した後、この間隙に膨張
性高強度充填材を圧入し、杭とさや管を一体化させる工
程とからなる杭の改造、補強工法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7198585A JPH0941369A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 杭の改造、補強工法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7198585A JPH0941369A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 杭の改造、補強工法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0941369A true JPH0941369A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16393632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7198585A Pending JPH0941369A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 杭の改造、補強工法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0941369A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2002363987A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Fudo Constr Co Ltd | 地盤凍結山留め工法 |
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