JP3868177B2 - Pile construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は地盤の掘削と共に注入されるセメントミルク等の固化材液の攪拌・混合により造成される固化体と、その中に挿入される鋼管が一体となって挙動するソイルセメント合成杭を構築する際に、鋼管の高止まりを防止する杭の施工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
地盤の掘削と固化材液の攪拌・混合により造成される固化体と、その中に挿入される鋼管から構成されるソイルセメント合成杭は一般に、特許第 2645322号,第 2688622号,第 2887702号等のように先端に掘削爪と攪拌翼を有するロッドの先端を鋼管の先端から突出させた状態で掘削と攪拌・混合を行いながら、鋼管を沈設する中掘工法により構築される。
【0003】
この方法によれば、鋼管の場合は肉厚が既製中空コンクリート杭の肉厚に比べて小さく、沈設時に下端面に受ける抵抗が小さいことから、固化材液に増粘材を加え、固化体の粘性を増さなくとも鋼管を所定の深度に沈設することが可能であり、高止まりを生じさせることは少ない。
【0004】
しかしながら、含水量が少なく、粒径が均質な砂質土地盤においては、ロッドや鋼管を回転させるときの抵抗が上昇して施工不能に陥る、いわゆるジャミング現象が発生するため、回転力を増大させて掘削することが必要になる。
この結果、掘削に要する時間が異常に長くなることや、施工不能になることがあり、時間の経過と共に固化体の硬化が進むため、回転力を増しても鋼管を所定深度に沈設することが難しくなり、高止まりさせる可能性が高い。
【0005】
含水量が少なく、粒径が均質な砂質土地盤においてのみロッドや鋼管の回転が拘束される、いわゆるジャミング現象が起こるのは、セメント粒子が水和して固化するときに周囲の水分を奪う結果、砂質土中の水分が減少し、砂粒子と水和中のセメント粒子が最密充填状態になることが原因であると推定される。
【0006】
この発明は上記背景より、砂質土地盤におけるジャミング現象の発生を回避して鋼管の高止まりを防止し、鋼管を確実に所定深度に定着させる施工方法を提案するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明では掘削装置により地盤を掘削すると共に、鋼管を沈設する際に掘削装置から吐出される固化材液に、2%水溶液としたときの20℃におけるB型粘度計による粘度が25,000〜35,000mPa・sの特性を有する非イオン性水溶性セルロースエーテル化合物を添加することにより前記ジャミング現象を回避し、鋼管の高止まりを防止する。粘度の値は通常の測定法に従い、回転計を20rpm で回転させたときの測定値を言う。
【0008】
上記条件下での粘度が25,000mPa・sより低ければ所期の目的を達成できず、35,000mPa・sより高ければ粘度の影響によりロッド等の回転抵抗を増大させることになるため、所期の目的を達成することができるのは粘度が25,000〜35,000mPa・sの範囲にあることとなる。
【0009】
上記特性を有する非イオン性水溶性セルロースエーテル化合物を添加することで、ジャミング現象が回避され、掘削時間の延長がなくなるため、鋼管の高止まりが防止され、所定深度に鋼管とソイルセメント柱からなる合成杭を確実に構築することが可能になる。
【0010】
上記特性を有する非イオン性水溶性セルロースエーテル化合物としてはエチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロースの中から選択された少なくともいずれか一つのセルロースエーテル化合物が好ましい。
【0011】
固化材液に対する非イオン性水溶性セルロースエーテル化合物の配合割合は重量比で、0.05〜 0.2%程度、特に0.07〜0.15%程度の範囲がよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
この発明は例えば図1に示す掘削装置4を使用して実施され、掘削装置4からの固化材液の吐出と、掘削装置4による地盤の掘削により鋼管1を沈設する際に、2%水溶液としたときの20℃におけるB型粘度計による粘度が25,000〜35,000mPa・sの特性を有する非イオン性水溶性セルロースエーテル化合物を添加した固化材液を吐出しながら、ソイルセメント合成杭を施工する方法である。
【0013】
掘削装置4はロッド5と例えばその先端に接続される先行掘削翼6と、その上に拡張した状態で収縮可能に装着される掘削攪拌翼7と、同じく拡張した状態で収縮可能に装着される攪拌翼8からなり、図1−▲1▼に示すように先行掘削翼6から攪拌翼8までが鋼管1の下端から突出した状態でロッド5の回転により掘削と攪拌を行う。図1に示す掘削装置4はその上方から鋼管1が落とし込まれることにより鋼管1の内部に挿入され、そのまま施工開始状態になる。
【0014】
鋼管1にはその回転を伴う沈設を補うために下端部の外周にスパイラル翼や拡大翼、またはリブ状の突起が突設される、あるいは下端部の内周に鉄筋や平鋼等の鋼材の溶接によりリング状の突起が形成される場合もある。
図1−▲1▼に示す、掘削攪拌翼7と攪拌翼8を拡張させた状態で、ロッド5を回転させて地盤の掘削を開始し、そのまま、▲2▼に示すように先行掘削翼6と掘削攪拌翼7による掘削と共に、固化材液を攪拌しながら、鋼管1を降下させ、▲3▼に示すように鋼管1の先端が目標深度に到達するまでロッド5を掘進させる。
【0015】
固化材液は例えば図2に示すようにロッド5を通じて送り込まれ、ロッド5の先端位置等に形成される吐出口51から吐出される。
実際に鋼管1の沈設を実施した地盤中には含水量が少なく、粒径が均質な砂質土地盤がかなりの深度範囲に亘って存在していたが、図1−▲1▼〜▲3▼の工程で吐出口51から吐出される固化材液にセメントミルクのセメント分に対し、重量比で0.15%の量のエチルヒドロキシエチルセルロースを添加したところ、ジャミング現象を起こすことはなく、また高止まりすることなく鋼管1が所定深度に沈設され、鋼管1とソイルセメント柱2との合成杭3が構築された。
【0016】
固化材液に添加されたエチルヒドロキシエチルセルロースの2%水溶液としたときの20℃におけるB型粘度計による粘度は30,000mPa・sであった。
合成杭3の構築後、▲4▼,▲5▼に示すように掘削攪拌翼7と攪拌翼8を鋼管1の下端に衝突させる等により収縮させ、そのまま掘削装置4を引き上げることにより施工が終了する
エチルヒドロキシエチルセルロースを添加しない固化材液のみの吐出により施工した場合にはジャミング現象が発生したため、一定のトルクをロッド5に与えたままでは所定深度まで掘削を行うことが困難となった。
【0017】
図2は図1に示す掘削装置4の詳細を示す。掘削攪拌翼7と攪拌翼8,8はそれぞれロッド5回りに配置されるボス9等に一体化したプレート10にピン11によって水平軸回りに回転自在に支持され、プレート10を貫通するシャーピン12に係合することにより拡張した状態を維持する。
【0018】
ロッド5は、鋼管1に包囲された区間に配置され、ロッド5に対して相対的に回転自在に装着されるスタビライザ13によって掘進時の鋼管1に対する位置を保持する。
掘削終了後には図3に示すように掘削装置4を引き上げ、前記の通り、掘削攪拌翼7と攪拌翼8,8を鋼管1の下端に衝突させ、シャーピン12を破断させることにより収縮させ、鋼管1の内部を通じて掘削装置4を引き上げることにより鋼管1の沈設と合成杭3の構築が完了する。
【0019】
なお、図示した以上の例では具体的に示さなかったが、目標深度の底部から鋼管径の2倍程度のところまでの箇所をセメント分を多くしたセメントミルクに切り替え、セメント分の多いソイルセメント部を根固め部としてこの発明に従って形成することもある。その場合も、セメント分の多いソイルセメント部以上の部分に上記した本発明に従ってソイルセメント柱2が構築される。
【0020】
【発明の効果】
掘削装置により地盤を掘削すると共に、鋼管を沈設する際に掘削装置から吐出される固化材液に、2%水溶液としたときの20℃におけるB型粘度計による粘度が25,000〜35,000mPa・sの特性を有する非イオン性水溶性セルロースエーテル化合物を添加することで、含水量が少なく、粒径が均質な砂質土地盤における固化材液の増粘効果を確保しながら、ロッド等の回転抵抗を抑制するため、この種の砂質土地盤が地盤中にかなりの深度範囲に亘って存在している場合にもジャミング現象を回避することができる。
【0021】
この結果、掘削時間の延長がなく、鋼管の高止まりが防止されるため、所定深度に鋼管とソイルセメント柱からなる合成杭を確実に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】▲1▼〜▲5▼は施工手順を示した縦断面図である。
【図2】図1の掘削装置の詳細を示した縦断面図である。
【図3】図2の掘削装置の引き上げ時の様子を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1……鋼管、2……ソイルセメント柱、3……合成杭、4……掘削装置、5……ロッド、51……吐出口、6……先行掘削翼、7……掘削攪拌翼、8……攪拌翼、9……ボス、10……プレート、11……ピン、12……シャーピン、13……スタビライザ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention constructs a soil cement synthetic pile in which a solidified body formed by agitation and mixing of a solidified liquid such as cement milk injected together with excavation of the ground and a steel pipe inserted therein behaves integrally. In this case, the present invention relates to a method for constructing a pile that prevents the steel pipe from staying high.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Soil cement composite piles composed of a solidified body formed by excavation of the ground and agitation / mixing of the solidified material liquid and a steel pipe inserted into the solidified body are generally patents 2645322, 2688622, 2887702, etc. In this way, it is constructed by a medium excavation method in which the steel pipe is set while excavating, stirring and mixing in a state where the tip of the rod having the excavation claw and the stirring blade protrudes from the tip of the steel pipe.
[0003]
According to this method, in the case of a steel pipe, the wall thickness is smaller than the thickness of a ready-made hollow concrete pile, and the resistance to the lower end surface when set is small, so a thickener is added to the solidified liquid, and the solidified body Even without increasing the viscosity, it is possible to sink the steel pipe to a predetermined depth, and it is rare to cause a high stop.
[0004]
However, in sandy ground with a low water content and a uniform particle size, the resistance when rotating rods and steel pipes rises, causing so-called jamming phenomenon, which increases the rotational force. Drilling is required.
As a result, the time required for excavation may become abnormally long, or the construction may become impossible, and the hardening of the solidified body progresses over time, so the steel pipe can be submerged to a predetermined depth even if the rotational force is increased. It becomes difficult and likely to stay high.
[0005]
The so-called jamming phenomenon, in which the rotation of rods and steel pipes is restricted only in sandy ground with a low water content and a uniform particle size, takes away the surrounding water when cement particles hydrate and solidify. As a result, it is presumed that the cause is that the moisture in the sandy soil is reduced and the sand particles and the cement particles being hydrated are in a close packed state.
[0006]
In view of the above background, the present invention proposes a construction method that prevents the occurrence of a jamming phenomenon in sandy ground, prevents the steel pipe from stopping at a high level, and reliably fixes the steel pipe at a predetermined depth.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, when the ground is excavated by the excavator and the solidified material liquid discharged from the excavator when the steel pipe is subsidized, the viscosity of the B-type viscometer at 20 ° C. when the 2% aqueous solution is obtained is 25,000 to 35,000 mPa -By adding a nonionic water-soluble cellulose ether compound having the characteristic of s, the jamming phenomenon is avoided and the steel pipe is prevented from staying high. The viscosity value refers to the value measured when the tachometer is rotated at 20 rpm according to the usual measurement method.
[0008]
If the viscosity under the above conditions is lower than 25,000 mPa · s, the intended purpose cannot be achieved, and if it is higher than 35,000 mPa · s, the rotational resistance of the rod, etc. will increase due to the influence of the viscosity. The purpose can be achieved when the viscosity is in the range of 25,000-35,000 mPa · s.
[0009]
By adding the nonionic water-soluble cellulose ether compound having the above characteristics, jamming phenomenon is avoided and the excavation time is not extended, so that the steel pipe is prevented from being stopped at a high level, and is composed of a steel pipe and a soil cement column at a predetermined depth. It becomes possible to construct a composite pile reliably.
[0010]
The nonionic water-soluble cellulose ether compound having the above characteristics is preferably at least one cellulose ether compound selected from ethyl hydroxyethyl cellulose, methyl hydroxyethyl cellulose, and methyl hydroxypropyl cellulose.
[0011]
The blending ratio of the nonionic water-soluble cellulose ether compound to the solidifying material liquid is preferably about 0.05 to 0.2%, particularly about 0.07 to 0.15% by weight.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is implemented using, for example, the
[0013]
The
[0014]
The
In the state where the excavation stirring
[0015]
For example, as shown in FIG. 2, the solidified material liquid is fed through the
In the ground where the
[0016]
When a 2% aqueous solution of ethyl hydroxyethyl cellulose added to the solidifying material solution was used, the viscosity with a B-type viscometer at 20 ° C. was 30,000 mPa · s.
After the
[0017]
FIG. 2 shows details of the
[0018]
The
After the excavation is completed, the
[0019]
Although not specifically shown in the above example, the portion from the bottom of the target depth to about twice the diameter of the steel pipe is switched to cement milk with a large amount of cement, and the soil cement portion with a large amount of cement is used. May be formed according to the present invention as a root-hardening part. Even in that case, the
[0020]
【The invention's effect】
When the ground is excavated by the excavator and the solidified material liquid discharged from the excavator when the steel pipe is submerged, the viscosity by the B-type viscometer at 20 ° C when the 2% aqueous solution is used is 25,000-35,000 mPa · s. By adding a nonionic water-soluble cellulose ether compound with characteristics, the rotational resistance of rods, etc. can be reduced while ensuring the thickening effect of the solidified liquid on sandy ground with low water content and uniform particle size. In order to suppress it, jamming can be avoided even when this type of sandy ground exists in the ground over a considerable depth range.
[0021]
As a result, since the excavation time is not extended and the steel pipe is prevented from staying high, a synthetic pile made of a steel pipe and a soil cement column can be reliably constructed at a predetermined depth.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a construction procedure.
2 is a longitudinal sectional view showing details of the excavator of FIG. 1; FIG.
3 is a longitudinal sectional view showing a state when the excavator of FIG. 2 is pulled up. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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