JP3623009B2

JP3623009B2 - 傾斜計用ケーシングパイプの固定方法及びそれに用いるグラウト装置

Info

Publication number: JP3623009B2
Application number: JP08749495A
Authority: JP
Inventors: 公雄小倉; 實三好
Original assignee: Oyo Corp
Current assignee: Oyo Corp
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JPH08260868A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地中に掘削したボーリング孔内に傾斜計用ケーシングパイプを挿入し、ボーリング孔壁とケーシングパイプとの間隙にグラウト材を充填し固化することにより地盤内にケーシングパイプを固定する技術に関するものである。更に詳しく述べると、本発明は、ケーシングパイプ下端部に設けた雄側カプラと、グラウト用ホースの下端部に設けた重り及び雌側カプラとの組み合わせにより、グラウト用ホース及びカプラ装置を通してボーリング孔壁とケーシングパイプとの間隙にグラウト材を注入する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地中の水平方向の経時的移動量を高精度で測定する装置として、挿入型の孔内傾斜計は従来公知である。この装置は、傾斜計用ケーシングパイプを地盤内に設置し、その中に傾斜計プローブを挿入して、所定深度毎に傾斜計プローブの傾き（ケーシングパイプの傾斜）を測定するものであり、これによって孔底を不動点としたときの地盤の水平方向の変位を求めることができる。傾斜計用ケーシングパイプの内面には、軸方向に沿って延びる複数本のガイド溝が形成されており、他方、傾斜角度を検出するセンサを備えた傾斜計プローブには車輪が設けられていて、該車輪が前記ガイド溝に嵌合して案内されることで、ケーシングパイプと傾斜計プローブの向きが常に一致するようになっている。このような挿入型孔内傾斜計は、例えば地すべり調査において、すべり面位置の検出や地中における地すべり変位量の測定に利用されており、地すべり機構の解明や対策工の設計・施工管理・効果確認などに大きく貢献している。
【０００３】
この測定では、地盤の変形がケーシングパイプに正しく伝達されるようにすることが肝要であり、そのためにはボーリング孔壁とケーシングパイプとの間隙に完全にグラウト材を充填して、グラウト材の固化によりケーシングパイプを地盤に固定することが必要となる。
【０００４】
従来、ボーリング孔壁とケーシングパイプの間をグラウト材で固定するには、例えば次のような方法があった。
▲１▼ケーシングパイプの外側にグラウト用ホースを沿わせて保持し、それをボーリング孔内に挿入し、そのホースを用いてグラウト材を注入する方法。
▲２▼ボーリング孔内にケーシングパイプを挿入し、ボーリングロッドの下端に弁を設けておき、該ボーリングロッドをケーシングパイプ内に挿入して、該ボーリングロッドの下端をケーシングパイプの底部に押し付けることで弁を開き、ボーリングロッドを通してグラウト材を注入する方法。
▲３▼下端開放でその近傍内側にシール用パッキンを装着したケーシングパイプをボーリング孔内に挿入した後、ケーシングパイプの上端からグラウト材を注入し下端開口から孔内へ吐出させてグラウト材で孔内を満たし、次いでケーシングパイプ内にピストンを挿入し、ケーシングパイプ上端から清水を圧入してピストンをシール用パッキンに達するまで押し下げる方法（特開昭６１−５６７３０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
▲１▼の方法では、ケーシングパイプの外側にグラウト用ホースを沿わせるため、その分、大きな口径のボーリング孔が必要で、掘削に費用と時間がかかるばかりでなく、必要とするグラウト材の量も多くなる欠点がある。またホースを細くして掘削するボーリング孔の口径を小さくしようとすると、ホースが詰まり易くなり、グラウト作業が不可能となる場合も生じる。
【０００６】
▲２▼の方法では、ケーシングパイプとボーリングロッドのクリアランスが小さいと、僅かでもケーシングパイプに曲がりがあるとボーリングロッドを挿入できなくなる。クリアランスを大きくするように太いケーシングパイプを用いると、口径の大きなボーリング孔を掘削しなければならず、掘削に費用と時間がかかる。またボーリングロッドは継ぎ足しながら挿入するので、継ぎ目からグラウト材が漏れる虞れがあり、もし漏れるとケーシングパイプ内面に付着して固化し、傾斜計用プローブを挿入できなくなる問題も生じる。更に、この方法では、ボーリング孔の深度が深くなると、ボーリングロッドを継ぎ足しながらケーシングパイプ内に挿入することが煩瑣であるばかりでなく、挿入すること自体が非常に困難になる。
【０００７】
▲３▼の方法では、ケーシングパイプの内面に複数本のガイド溝が形成されているため、ピストンの形状が複雑となり製作が困難である。そしてピストンを押し下げる際に、ケーシングパイプ内壁にグラウト材が付着したまま残存する虞れがあり、もしケーシングパイプ内壁にグラウト材が残存していると、傾斜計プローブの挿入が不可能となる可能性がある。更に、この方法もボーリング孔の深度が深くなると、ピストンをケーシングパイプの底部まで押し込むことが極めて困難になる。
【０００８】
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し、掘削すべきボーリング孔の口径は傾斜計用ケーシングパイプを挿入できる程度であれば極力小さくてよく、傾斜計用ケーシングパイプも必要以上に大口径としなくてもよく、必要な量のグラウト材を、ケーシングパイプの内部を清浄に維持しつつ、ボーリング孔壁とケーシングパイプとの間に充填でき、その固化によって地盤内にケーシングパイプを固定する技術を提供することである。また本発明の他の目的は、必要な量のグラウト材を、ケーシングパイプの内部を清浄に維持しつつ、ケーシングパイプ内のグラウト用ホースを用いてボーリング孔壁とケーシングパイプとの間に充填できる装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ボーリング孔内に傾斜計用ケーシングパイプを挿入し、該ケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙にグラウト材を充填し固化させることによりケーシングパイプを地盤に固定する方法である。ケーシングパイプの下端部に形成したグラウト吐出用の流路に、自閉式弁機構を内蔵した雄側カプラを取り付けておく。他方、グラウト用ホース下端部に、重りと、前記雄側カプラに対して接続・切離し可能で自閉式弁機構を内蔵した雌側カプラと、雄側カプラと雌側カプラとからなるカプラ装置の施錠機構に対応する解錠部材を取り付けておく。そして、ボーリング孔内にケーシングパイプを挿入した後、該ケーシングパイプ内にグラウト用ホースを挿入し、重りの落下力を利用して雌側カプラを雄側カプラに接続し、グラウト用ホースを通してグラウト材を注入することで、グラウト材がカプラ装置及びグラウト吐出用の流路を通ってケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙に吐出し、前記間隙をグラウト材が充填した後、グラウト用ホースに上向きの力を作用させ解錠部材を持ち上げることによってカプラ装置の施錠機構を外し、該グラウト用ホースを引き上げる。
【００１０】
また本発明は、ボーリング孔内に挿入した傾斜計用ケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙にグラウト材を充填する装置である。この装置は、ケーシングパイプの下端部を塞ぐように設けた底部ブロックと、該底部ブロックの上端から外周面へ達するグラウト吐出用の流路と、該流路の外周面での開口を塞ぐように底部ブロックの外周に設けたゴムチューブからなるチェック弁機構と、前記底部ブロックの上端面の流路に連結するように設置した雄側カプラと、該ケーシングパイプ内に挿入するグラウト用ホースと、該グラウト用ホース下端部に設けた重り及び前記雄側カプラに対して接続・切離し可能な雌側カプラと、前記重りから下方に垂設され下端にカプラ装置の施錠機構に係合する爪部を有する解錠部材を具備している。そして、重りの落下力を利用して雌側カプラを雄側カプラに接続でき、グラウト用ホースに上向きの力を作用させることで爪部によってカプラ装置の施錠機構を解放できるようになっている。
【００１１】
【作用】
グラウト用ホースの下端部に取り付けた重りは、挿入時に雌側カプラに下向きの力を付与するものであり、雌側カプラが雄側カプラに向かって落下することによって、グラウト用ホースが可撓性を有するにもかかわらず、雄側カプラとの接続が可能となる。孔口からグラウト用ホースに注入されたグラウト材は、グラウト用ホース及びカプラ装置を通ってケーシングパイプ下端近傍から吐出し、ボーリング孔壁とケーシングパイプとの間隙を充填する。グラウト材が孔口まで達した段階で注入を停止し、グラウト用ホースに上向きの力を付与すれば、解錠部材がカプラ装置の施錠機構を解放し、雌側カプラは切り離されるためグラウト用ホースを引き上げることができる。雄側カプラ及び雌側カプラには、ともに自閉式弁機構が内蔵されているため、グラウト材がケーシングパイプ内に漏れ出す虞れはない。この状態でグラウト材を固化させれば、ケーシングパイプが地盤に強固に且つ確実に固定され、傾斜計プローブによる測定を行う準備が完了する。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明方法の一実施例を示す工程説明図である。まずボーリング孔１０を掘削する（同図Ａ参照）。ボーリング孔１０の深さは、測定用途によって異なるが、通常、浅い場合には数ｍから深くなると２００ｍ程度にまで達する。ボーリング孔１０の口径は、傾斜計用ケーシングパイプが挿入可能な寸法であればよく、できだけ小口径とすることが望ましい。掘削したボーリング孔１０内に傾斜計用ケーシングパイプ２０を孔底まで挿入する（同図Ｂ参照）。このケーシングパイプ２０は、その下端部の底部ブロック２２上に自閉式弁機構を内蔵した雄側カプラ２４を取り付け、該雄側カプラ２４と連通するように底部ブロック２２にグラウト吐出用の流路２６を形成した構造である。
【００１３】
次に、同図Ｃに示すように、グラウト用ホース３０を用意する。このグラウト用ホース３０は、少なくともケーシングパイプ２０の上端から下端に達する長さを有し、その下端部に、重り３２と、前記雄側カプラ２４に対して接続・切離し可能で自閉式弁機構を内蔵した雌側カプラ３４とを取り付けると共に、雄側カプラ２４と雌側カプラ３４からなるカプラ装置の施錠機構に対応する解錠部材（図示せず）を設けた構造である。このようなグラウト用ホース３０をケーシングパイプ２０内に挿入する。
【００１４】
グラウト用ホース３０の下端部の重り３２の落下力を利用して、ケーシングパイプ２０の下端部近傍で自由落下に近い状態にすると、雌側カプラ３４は雄側カプラ２４に向かって降下し、両者は自動的に接続する（同図Ｄ参照）。これによってグラウト用ホース３０と底部ブロック２２の流路２６とが連通する。この状態で、同図Ｅに示すように、孔口側からグラウト用ホース３０を通してグラウト材を注入することで、グラウト材がカプラ装置及び流路２６を通ってケーシングパイプ２０の外に吐出し、ケーシングパイプ２０とボーリング孔１０の壁面との間隙を充填する。グラウト材１２をボーリング孔１０の孔口に達するまで注入することで、前記間隙はグラウト材１２で完全に充填される。そして、グラウト用ホース３０に上向きの力を作用させ解錠部材を持ち上げることによってカプラ装置の施錠機構を外し、該グラウト用ホース３０を引き上げることで、ボーリング孔１０内にはケーシングパイプ２０のみが残る（同図Ｆ参照）。グラウト材１２が固化すれば、ケーシングパイプ２０は地盤に強固に且つ確実に固定されることになる。
【００１５】
図２は本発明に係るグラウト装置の一実施例を示す説明図であり、雄側カプラと雌側カプラが接続してグラウト材を注入している状態を表している。また図３は、それに組み込まれているカプラ装置の詳細図であり、Ａは切離し状態を、Ｂは接続状態をそれぞれ示している。
【００１６】
このグラウト装置は、ボーリング孔内に挿入した傾斜計用ケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙にグラウト材を充填するための装置である。ケーシングパイプ２０の下端部を塞ぐように設けた底部ブロック２２と、該底部ブロック２２の上端から下降して外周面へ達するグラウト吐出用の流路２６と、該流路２６の外周面での開口を塞ぐように底部ブロック２２の外周に設けたゴムチューブ２８からなるチェック弁機構と、前記底部ブロック２２の上端面の流路端に連続するように設置した雄側カプラ２４とを有する。更に、該ケーシングパイプ２０内に挿入するグラウト用ホース３０と、該グラウト用ホース下端部に設けた重り３２及び前記雄側カプラ２４に対して接続・切離し可能な雌側カプラ３４と、該重り３２から下方に垂設され下端にカプラ装置の施錠機構に係合する爪部３６を有する円筒状の解錠部材３８を具備している。
【００１７】
グラウト用ホース３０は、長尺のグラウト用ホース本体部分３０ａと、その下方に位置する短い接続ホース部分３０ｂを有し、それらが連結筒３９で連結した構造である。接続ホース部分３０ｂの下端で雌側カプラ３４に接続する。重り３２は円筒状をなしており、前記連結筒３９の外周面と螺合し押さえナット４１で固定することで軸方向の位置を調節可能に保持されており、その位置から下方に向かって、接続ホース部分３０ｂの外側を覆うように設けられている。そして、その重り３２の下端から更に下方に解錠部材３８が垂設され、下端の爪部３６をカプラ装置の施錠機構（雌側カプラ３４のスリーブ６０）の下端に引っ掛けることができるように位置する。
【００１８】
カプラ装置は、図３に示すように、雄側カプラ２４と雌側カプラ３４との組み合わせからなる市販品であり、それぞれ内部にバネによる自閉式弁機構を具備する構造である。雄側カプラ２４は、雄側カプラ本体４０内にコイルバネ４２と可動弁体４４を具備する弁機構が設けられていて、切り離し状態では該コイルバネ４２の弾撥力で可動弁体４４が雄側カプラ本体４０の先端内壁部に圧接して閉止状態を保っている。雌側カプラ３４は、雌側カプラ本体５０内にコイルバネ５２と可動弁座５４と固定弁体５６を具備する弁機構が設けられていて、切り離し状態では該コイルバネ５２の弾撥力で可動弁座５４が雌側カプラ本体５０の先端内壁部に圧接して閉止状態を保っている（図３のＡ参照）。接続時は、雄側カプラ本体４０が雌側カプラ本体５０内に嵌入して可動弁座５６を押し上げると共に、固定弁体５６で可動弁体４４が押し下げられ、それによって開放状態となり流路が形成される（図３のＢ参照）。
【００１９】
そしてカプラ本体同士の接続保持は、雌側カプラ本体５０の外周に設けたカプラ軸方向に可動のスリーブ６０と、その内側で保持するボール６２、スプリング６４、及び雄側カプラ本体４０の外周に形成した環状溝６６とによる施錠機構によってなされる。接続時にボール６２が環状溝６６に嵌まると、スプリング６４の弾撥力によりスリーブ６０が押し下げられ、該スリーブ６０でボール４２が押さえ込まれるため、接続状態が保持される。切り離す際は、スリーブ６０を、その内側のスプリング６４の弾撥力に抗して引き抜いてボール６２を環状溝６６から自由にすればよく、それによって雌側カプラ３４を雄側カプラ２４から切り離すことができる。
【００２０】
図２に戻って、グラウト装置においてカプラ装置を接続するには、重り３２の落下力を利用して雌側カプラ３４を雄側カプラ２４に向けて落下させればよい。雄側カプラ２４に雌側カプラ３４が嵌合し、ボール６２が環状溝６６に嵌まり、スリーブ６０がスプリング６４で押し下げられて、結合が保持される。グラウト材注入後、グラウト装置においてカプラ装置の施錠機構を解錠するには、解錠部材３８の爪部３６をスリーブ６０の下端に引っ掛けて、グラウト用ホース３０に上向きの力を作用させればよい。グラウト用ホース３０の接続ホース部分３０ｂを若干弛ませた状態としておけば（あるいはその接続ホース部分３０ｂ自体の伸縮性を利用してもよい）、グラウト用ホース３０に上向きの力が作用して僅かに引き上げられたた時に、雌側カプラ３４は動かないが、解錠部材３８が上昇し、爪部３６で施錠機構のスリーブ６０が持ち上げられる。これによってボール６２が雄側カプラ２４の環状溝６６から外れて、解錠されることになる。後はグラウト用ホース３０を更に引き上げることで、雌側カプラ３４が雄側カプラ２４から切り離される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記のように、傾斜計用ケーシングパイプ内にグラウト用ホースを下ろし、ホース下端とケーシングパイプ底部とをカプラ装置により接続して、グラウト用ホース及びカプラ装置を通してグラウト材を注入しボーリング孔壁とケーシングパイプとの間隙に充填する方法であるので、掘削すべきボーリング孔の口径はケーシングパイプを挿入できる程度であればよく、そのため小口径にでき、費用の削減と作業時間の短縮を図ることができる。またグラウト材の注入に、ホースを使用するので、ケーシングパイプが多少曲がっていても、また深度が深くても、なんら問題なく容易に底部まで挿入できる。そして、必要な量のグラウト材を、ボーリング孔壁とケーシングパイプとの間に充填でき、地盤とケーシングパイプとの固定を確実にすることができる。更に、グラウト用ホースはボーリングロッドと異なり継ぎ足す必要がなく連続構造であるので、グラウト材が中間部から漏れ出すことはなく、ケーシングパイプの内面が汚れる虞れは全く無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を示す工程説明図。
【図２】本発明に用いるグラウト装置の一実施例を示す説明図。
【図３】それに組み込むカプラ装置の詳細図。
【符号の説明】
１０ボーリング孔
１２グラウト材
２０ケーシングパイプ
２２底部ブロック
２４雄側カプラ
２６グラウト吐出用の流路
３０グラウト用ホース
３２重り
３４雌側カプラ

Claims

ボーリング孔内に傾斜計用ケーシングパイプを挿入し、該ケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙にグラウト材を充填し固化させることによりケーシングパイプを地盤に固定する方法において、
ケーシングパイプの下端部に形成したグラウト吐出用の流路に、自閉式弁機構を内蔵した雄側カプラを取り付けておき、
他方、グラウト用ホース下端部に、重りと、前記雄側カプラに対して接続・切離し可能で自閉式弁機構を内蔵した雌側カプラと、雄側カプラと雌側カプラとからなるカプラ装置の施錠機構に対応する解錠部材を取り付けておいて、
ボーリング孔内にケーシングパイプを挿入した後、該ケーシングパイプ内にグラウト用ホースを挿入して、重りの落下力を利用して雌側カプラを雄側カプラに接続し、グラウト用ホースを通してグラウト材を注入することで、グラウト材がカプラ装置及びグラウト吐出用の流路を通ってケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙に吐出し、前記間隙をグラウト材が充填した後、グラウト用ホースに上向きの力を作用させ解錠部材を持ち上げることによってカプラ装置の施錠機構を外し、該グラウト用ホースを引き上げることを特徴とする傾斜計用ケーシングパイプの固定方法。
ボーリング孔内に挿入した傾斜計用ケーシングパイプとボーリング孔壁との間隙にグラウト材を充填する装置であって、
ケーシングパイプの下端部を塞ぐように設けた底部ブロックと、該底部ブロックの上端から外周面へ達するグラウト吐出用の流路と、該流路の外周面での開口を塞ぐように前記底部ブロックの外周に設けたゴムチューブからなるチェック弁機構と、前記底部ブロックの上端面の流路端に連続するように設置した雄側カプラと、該ケーシングパイプ内に挿入するグラウト用ホースと、該グラウト用ホース下端部に設けた重り及び前記雄側カプラに対して接続・切離し可能な雌側カプラと、前記重りから下方に垂設され下端にカプラ装置の施錠機構に係合する爪部を有する解錠部材を具備し、
重りの落下力を利用して雌側カプラを雄側カプラに接続可能で、グラウト用ホースに上向きの力を作用させることで爪部によってカプラ装置の施錠機構を解放可能としたグラウト装置。