JP6875751B2 - Ground reinforcement steel pipe and ground reinforcement method using this - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル掘削などに用いられる地山補強用鋼管およびこれを用いた地山補強方法に関する。 The present invention relates to a steel pipe for ground reinforcement used for tunnel excavation and the like, and a ground reinforcement method using the same.
トンネル掘削工事では、地山に地山補強用鋼管を挿入し、この地山補強用鋼管から固結剤を注入することで地山を補強した後、地山補強用鋼管が挿入された状態で地山の掘削を進める。地山の掘削により地山補強用鋼管の端部が露出する度に、地山補強用鋼管の露出した任意の箇所をブレーカ等の建設機械で打撃を与えて分離、除去する。 In tunnel excavation work, a steel pipe for reinforcement of the ground is inserted into the ground, and after reinforcing the ground by injecting a binder from this steel pipe for reinforcement of the ground, the steel pipe for reinforcement of the ground is inserted. Proceed with excavation of the ground. Every time the end of the ground reinforcing steel pipe is exposed by excavation of the ground, any exposed part of the ground reinforcing steel pipe is hit with a construction machine such as a breaker to separate and remove it.
地山補強用鋼管を除去する際に、その分離を容易にするために、地山補強用鋼管の周方向に沿う切断用の溝部を有する鋼管が知られている(例えば、特許文献1〜4)。特許文献1に断面が四角形の溝部が開示され、特許文献2に断面が∨字型の溝部が開示されている等、これらの文献には、種々の形状の溝部が開示されている。特許文献3および4に開示されている鋼管には、隣り合う溝部により仕切られた領域の少なくとも全長にわたって鋼管をその軸方向に分割するためのスリットが設けられている。
A steel pipe having a groove for cutting along the circumferential direction of the ground reinforcing steel pipe is known in order to facilitate the separation when the ground reinforcing steel pipe is removed (for example,
しかしながら従来の地山補強用鋼管は、打撃を受けても溝部できれいに分離せずに変形してしまうことが多かった。変形した地山補強用鋼管の除去作業には時間がかかっていた。 However, the conventional steel pipe for reinforcing the ground is often deformed without being separated cleanly in the groove even if it is hit. It took time to remove the deformed ground reinforcement steel pipe.
本発明は、打撃を受けた際に容易に分離可能な地山補強用鋼管を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a ground reinforcing steel pipe that can be easily separated when it is hit.
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、地山に挿入して地山に固結剤を注入するための地山補強用鋼管であって、長手方向の少なくとも1箇所に、周方向に沿って、切断用の溝部を有し、溝部にリング状部材が配置されている。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is a ground reinforcing steel pipe for inserting into the ground and injecting a solidifying agent into the ground, at least one location in the longitudinal direction in the circumferential direction. Along the line, a groove portion for cutting is provided, and a ring-shaped member is arranged in the groove portion.
また本発明の他の態様は、地山に挿入して地山に固結剤を注入するための地山補強用鋼管であって、長手方向の少なくとも1箇所に、周方向に沿って、切断用の溝部を有し、溝部は、底部に溝部の深さ方向の切欠部が形成されている。 Another aspect of the present invention is a steel pipe for reinforcing the ground, which is inserted into the ground to inject a solidifying agent into the ground, and is cut at at least one position in the longitudinal direction along the circumferential direction. The groove portion has a groove portion for use, and the groove portion has a notch portion in the depth direction of the groove portion formed at the bottom thereof.
本発明により、地山補強用鋼管は打撃を受けた際に、容易に分離可能である。 According to the present invention, the ground reinforcing steel pipe can be easily separated when it is hit.
[地山補強用鋼管]
本発明の地山補強用鋼管の実施形態を説明する。
[Steel pipe for ground reinforcement]
An embodiment of the ground reinforcing steel pipe of the present invention will be described.
<第1実施形態>
地山補強用鋼管10は、図1(A)に示すようにその周方向に沿う切断用の溝部2を有しており、溝部2にリング状部材3(以下、「リング3」という)が配置されている。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1A, the ground reinforcing
溝部2の断面形状は、特に限定されないが、例えば図1(B)に示すように、四角形である。溝部2の深さt1は、鋼管の肉厚Tに対して20%〜70%であることが好ましい。また、溝部2の幅は、リング3が配置可能な程度の大きさを有しており、1mm〜10mm程度である。溝部2の断面形状は四角形に限られず、例えば図2(A)〜(B)に示すように、V字形、U字形を有していてもよい。また溝部2の断面形状は、上述した形状を組み合わせた形状を有していてもよく、例えば図2(C)に示すように、四角形の溝の底部にV字形の溝が形成された形状であってもよい。
The cross-sectional shape of the
リング3は溝部2の底部と少なくとも1点で接している。リング3の断面形状については、特段の制約はないが、溝部2の幅に合わせて、できるだけ大きくした方が打撃を受けた地山補強用鋼管10がより分離しやすくなるため好ましい。具体的には、リング3の断面形状は、溝部2と同様に四角形でもよいし、図2(A)〜(C)に示すように、三角形、円形、楕円形、など種々の形状であってよい。
The
図1(B)に示すように、リング3の幅は溝部2の幅よりわずかに狭く、溝部2の幅の70%以上であることが好ましい。リング3の溝部2の深さ方向の寸法t2は、溝部2の深さt1以下であることが好ましい。これにより、リング3は、鋼管10の外周端から突出しないように配置されるので、地山補強用鋼管10の周表面に凹凸がなく、リング3が溝部2に配置されている状態で地山補強用鋼管を地山に円滑に挿入することができる。
As shown in FIG. 1 (B), the width of the
リング3を構成する材料は、鋼鉄、ステンレス、高強度の樹脂などであるが、これらに限定されるものではない。リング3は、線材を地山補強用鋼管10の溝部2に巻きつけることにより溝部2内に配置してもよいし、図1(C)に示すようにもともとリング状を有するものを、溝部2にはめてもよい。
The material constituting the
リング3の剛性は、地山補強用鋼管10の本体を構成する材料の剛性と同じかそれ以上である。これにより、地山補強用鋼管10の切断時に打撃が加わってもリング3自体の変形を防ぐことができるため、地山補強用鋼管10がより分離しやすくなる。
The rigidity of the
リング3は、溝部2の全周に渡って配置されていなくてもよく、溝部2のうち、地山補強用鋼管10を切断する際に打撃Dが加わる部分に最も近い部分に対して鋼管の径方向の反対側に少なくとも配置されていればよい。具体的には、リング3は、溝部2の一周を360度とするとき、溝部2の200度以上360度以下の範囲に配置されていることが好ましい。
The
地山補強用鋼管10に打撃Dを与えると、図1(D)に示すように、打撃Dを受けた部分の反対側では溝部2が収縮して溝部2の側面とリング3とが接し、リング3と溝部2の側面に接する部分がテコの原理の支点となるため、矢印y1方向に力が加わって地山補強用鋼管10が分離する。
When the impact D is applied to the ground reinforcing
このように本実施形態の地山補強用鋼管は、打撃を受けた箇所の反対側においてリングがテコの原理の支点として作用するため、容易に分離可能である。これにより、地山補強用鋼管の除去作業にかかる時間と負担を軽減することができる。また地山補強用鋼管が変形せずに分離されるため、分離した地山補強用鋼管を再利用することができる。 As described above, the ground reinforcing steel pipe of the present embodiment can be easily separated because the ring acts as a fulcrum of the lever principle on the opposite side of the impacted portion. As a result, it is possible to reduce the time and burden required for the removal work of the ground reinforcing steel pipe. Further, since the ground reinforcing steel pipe is separated without being deformed, the separated ground reinforcing steel pipe can be reused.
以上、第1実施形態の地山補強用鋼管の基本的な構造を説明した。以下では、さらに具体的な構造を説明する。 The basic structure of the ground reinforcing steel pipe of the first embodiment has been described above. Hereinafter, a more specific structure will be described.
本実施形態の地山補強用鋼管10は、図3に示すように、接続部を介して連結された複数の鋼管から構成されており、各鋼管に複数の溝部が形成され、各溝部にリングが配置されている。図示する例では、地山補強用鋼管10は、4本の鋼管101〜104が接続部4を介して接続されている。
As shown in FIG. 3, the ground reinforcing
以下の説明では、地山に挿入する側を先頭の鋼管101とし、その反対側で、挿入後に掘削する際に最初に露出する側を端末の鋼管104とする。鋼管101〜104には、それぞれ4つの溝部2が所定の間隔で設けられており、各溝部2にはリング3が配置されている。溝部2およびリング3の構成は上述した構成と同様である。
In the following description, the side to be inserted into the ground is the leading
以下、接続部4の構成について、鋼管101〜104の構成が同じであるため、鋼管101を用いて説明する。図3(B)に示すように、鋼管101の一端側の内周には雌ねじ部4Aが形成されており、他端側の外周には雄ねじ部4Bが形成されている。鋼管101の雄ねじ部4B側の径は他の部分よりも小さくなっており、雄ねじ部4Bが隣の鋼管102の雌ねじ部4A内で螺合することにより、鋼管101と鋼管102が接続する。
Hereinafter, the configuration of the connecting
この構成によれば、接続部4により、掘削の深さに応じて必要なだけ鋼管を接続することができる。また溝部とリングが地山補強用鋼管の全体に渡って配置されているため、掘削の進度に応じて鋼管をこまめに分離することができる。
According to this configuration, the connecting
<変形例1>
図3の地山補強用鋼管10は、複数の地山補強用鋼管10の全部に溝部2とリング3を設けた構成としたが、地山補強用鋼管10が複数の鋼管から構成されている場合、溝部2およびリング3は、複数の鋼管のうちの少なくとも1本の、1箇所以上に設けられていればよい。例えば溝部2とリング3は、図4(A)に示すように、地山補強用鋼管10の挿入後に地山を掘削した際に初めに露出する端末側の鋼管104にだけ配置されていてもよい。
<Modification example 1>
The ground reinforcing
<変形例2>
図4(B)に示すように、各鋼管には、軸方向にのびるスリット5が設けられていてもよい。スリット5は鋼管の軸心を挟んで径方向に対向する位置に配置されており、鋼管の長手方向に隣り合うスリット5同士は、互いに90度ずれて重ならないように配置されていることが好ましい。またスリット5は少なくとも隣り合う溝部2をつなぐ長さとなっている。
<
As shown in FIG. 4B, each steel pipe may be provided with a slit 5 extending in the axial direction. The slits 5 are arranged at positions facing each other in the radial direction with the axial center of the steel pipe interposed therebetween, and it is preferable that the slits 5 adjacent to each other in the longitudinal direction of the steel pipe are arranged so as not to overlap each other by 90 degrees. .. Further, the slit 5 has a length that connects at least the
挿入後に地山を掘削した際に、露出した鋼管のスリット5に力を加えると、鋼管を軸方向に2分割することができる。そのため、鋼管内に固結剤が固着あるいは付着していても、固結剤と鋼管とを用意に分離することができる。固結剤から鋼管を分離することにより、分離した鋼管を再利用することができる。 When a force is applied to the slit 5 of the exposed steel pipe when excavating the ground after insertion, the steel pipe can be divided into two in the axial direction. Therefore, even if the binder is stuck or adhered to the inside of the steel pipe, the binder and the steel pipe can be easily separated. By separating the steel pipe from the binder, the separated steel pipe can be reused.
各スリット5は、その端部がわずかに溝部2を超えるような長さを有していると、鋼管を確実に2分離することができるため、より好ましい。スリットの数は、径方向の対向する位置に設けられた2つずつに限らず、鋼管を軸方向に分割することができれば、2以上配置されていてもよい。また鋼管のうち、固結剤を注入しない領域にはスリット5を配置しないようにしてもよい。
It is more preferable that each slit 5 has a length such that the end portion thereof slightly exceeds the
スリット5を配置することにより、鋼管に注入された固結剤を地山に均等に流出させることができる。地山補強用鋼管10にスリット5を設ける代わりに、鋼管内の固結剤を地山に向けて流出させるために、鋼管の半径方向に貫通する吐出孔51(図4(A)参照)を設けてもよい。
By arranging the slit 5, the binder injected into the steel pipe can be evenly discharged to the ground. Instead of providing the slit 5 in the ground reinforcing
<変形例3>
溝部2およびリング3は、図4(C)に示すように、接続部4に設けられていてもよい。このとき、溝部2は隣り合う鋼管のうち、接続部4で外周側に配置される鋼管側に設けられている。
<Modification example 3>
The
鋼管101〜104の構成はそれぞれ異なっていてもよい。鋼管101の先端に雌ねじ部4Aは設けられていなくてもよいし、鋼管104の末端に雄ねじ部4Bは設けられていなくてもよい。また、隣り合う鋼管をつなぐ接続部4の構成は上述したような構成に限られず、隣り合う鋼管は溶接により接続されるなどであってもよい。
The configurations of the
以下、第1実施形態の地山補強用鋼管10が打撃を受けた際に容易に切断されることを確かめるために発明者らが行った、曲げ試験について説明する。
Hereinafter, the bending test performed by the inventors to confirm that the
[鋼管の用意]
実施例1〜3及び比較例1の地山補強用鋼管として、外径114.3mm、厚さ3.5mmの鋼管を用意した。各鋼管の溝部の断面形状は四角形とし、その幅は3.5mmとした。このような鋼管について、溝の深さの異なるものを複数用意した。実施例1〜3の鋼管の溝にはそれぞれ断面形状又はサイズの異なるリングを配置し、比較例1の鋼管には、リングを配置しなかった。実施例1の地山補強用鋼管には、断面形状が円形でその径が2.6mmのリングを配置した。実施例2の地山補強用鋼管には、断面形状が円形でその径が3.2mmのリングを配置した。実施例3の地山補強用鋼管には、3.4mm四方の四角形の断面を有するリングを配置した。
[Preparation of steel pipe]
As the ground reinforcing steel pipes of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, steel pipes having an outer diameter of 114.3 mm and a thickness of 3.5 mm were prepared. The cross-sectional shape of the groove of each steel pipe was quadrangular, and the width was 3.5 mm. A plurality of such steel pipes having different groove depths were prepared. Rings having different cross-sectional shapes or sizes were arranged in the grooves of the steel pipes of Examples 1 to 3, and no rings were arranged in the steel pipes of Comparative Example 1. A ring having a circular cross-sectional shape and a diameter of 2.6 mm was arranged in the ground reinforcing steel pipe of Example 1. A ring having a circular cross-sectional shape and a diameter of 3.2 mm was arranged in the ground reinforcing steel pipe of Example 2. A ring having a quadrangular cross section of 3.4 mm square was arranged in the ground reinforcing steel pipe of Example 3.
[曲げ試験の試験方法]
実施例1〜3および比較例1の地山補強用鋼管について、アムスラー型万能試験機を用い、試験機テーブルに地山補強用鋼管の片端を固定し、他端を押し治具により押すことで荷重をかけ、破断時の荷重(kN)を測定した。さらに実施例1、2、比較例1の地山補強用鋼管については、それぞれ溝部の深さを変えて、破断時の荷重がどのように変わるかを測定した。
[Test method for bending test]
For the ground reinforcing steel pipes of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, one end of the ground reinforcing steel pipe is fixed to the testing machine table by using an Amsler type universal testing machine, and the other end is pushed by a pushing jig. A load was applied and the load (kN) at break was measured. Further, with respect to the ground reinforcing steel pipes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the depth of the groove was changed and how the load at the time of fracture changed was measured.
[結果]
図5に示すグラフの横軸は、鋼管の厚さから溝部の深さを引いた残肉厚さ(mm)を示している。このグラフの縦軸は、押込みを受けて鋼管が切断された際の破断荷重(kN)を示している。このグラフ中の点線は、比較例1の地山補強用鋼管の各残肉厚さにおける破断荷重値の近似直線である。
[result]
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 5 indicates the residual wall thickness (mm) obtained by subtracting the depth of the groove from the thickness of the steel pipe. The vertical axis of this graph shows the breaking load (kN) when the steel pipe is cut by being pushed. The dotted line in this graph is an approximate straight line of the breaking load value at each residual wall thickness of the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1.
このグラフに示すように、残肉厚さが1.3mmのとき、実施例1、2の地山補強用鋼管は、比較例1の地山補強用鋼管と比べて小さな力で破断することがわかった。また、残肉厚さが1.17mmのとき、実施例3の地山補強用鋼管は、比較例1の地山補強用鋼管と比べて小さな力で鋼管が破断することがわかった。その他の残肉厚さにおいても、実施例1〜3の地山補強用鋼管は、比較例1の地山補強用鋼管と比べて小さな力で鋼管が破断することがわかった。この結果から、溝部にリングが配置されている第1実施形態の地山補強用鋼管は、溝部にリングが配置されていない地山補強用鋼管よりも、小さな力で切断可能であることがわかった。 As shown in this graph, when the residual wall thickness is 1.3 mm, the ground reinforcing steel pipes of Examples 1 and 2 may break with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1. all right. Further, it was found that when the residual wall thickness was 1.17 mm, the ground reinforcing steel pipe of Example 3 broke with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1. As for the other residual wall thickness, it was found that the ground reinforcing steel pipes of Examples 1 to 3 broke with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1. From this result, it was found that the ground reinforcing steel pipe of the first embodiment in which the ring is arranged in the groove can be cut with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe in which the ring is not arranged in the groove. It was.
<第2実施形態>
以下、第2実施形態の地山補強用鋼管10Bについて、第1実施形態の地山補強用鋼管10と異なる点を説明する。地山補強用鋼管10Bは、図6に示すように、溝部2の底部に溝部2の深さ方向の切欠部6が形成されていることが特徴である。溝部2の形状及び深さは第1実施形態と同様である。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the difference between the ground reinforcing
切欠部6は、溝部2の底部の概ね中央部の、地山補強用鋼管10の軸方向に直交する方向(すなわち、溝部2に沿って)に形成される。切欠部6の深さt3は、限定されるものではないが、図6(B)に示すように、溝部2の深さt1の1%〜20%の深さであることが好ましい。このように切欠部6は、溝部2の底部に地山補強用鋼管10の肉厚に影響を与えない程度に形成されるものであり、図2(B)や図2(C)に示したようなV字形の溝部とは異なっている。
The
切欠部6は、溝部2の全周に渡って設けられていることが好ましいが、溝部2の少なくとも240度以上360度以下の範囲に設けられていればよい。切欠部6は、1つの溝部2に対して複数設けられていてもよいし、1つの溝部2内で不連続に切り欠かれていてもよい。
The
地山補強用鋼管10Bに打撃Dを与えると、図6(C)に示すように、切欠部6の打撃Dが加わった部分から最も近い部分に引張力が働き、矢印y2方向に力が加わって地山補強用鋼管10Bが分離する。
When the impact D is applied to the ground reinforcing
このように第2実施形態の地山補強用鋼管は、打撃をうけると切欠部に引張力が働くため、容易に分離可能である。そのため、地山補強用鋼管の除去作業にかかる時間と負担を軽減することができる。また地山補強用鋼管が変形せずに分離されるため、分離した地山補強用鋼管を再利用することができる。 As described above, the ground reinforcing steel pipe of the second embodiment can be easily separated because a tensile force acts on the notch when it is hit. Therefore, it is possible to reduce the time and burden required for the removal work of the ground reinforcing steel pipe. Further, since the ground reinforcing steel pipe is separated without being deformed, the separated ground reinforcing steel pipe can be reused.
以下、第2実施形態の地山補強用鋼管10Bが打撃を受けた際に容易に切断されることを確かめるために発明者らが行った、曲げ試験について説明する。
Hereinafter, the bending test performed by the inventors to confirm that the
[鋼管の用意]
実施例4の地山補強用鋼管として、第2実施形態の地山補強用鋼管を用意した。実施例4の地山補強用鋼管の外径は114.3mm、厚さは3.5mmとした。実施例4の地山補強用鋼管の溝部の形状は四角形とし、その幅は3.0mmとした。実施例4の鋼管の溝の底部には深さ0.2mmの切欠部を形成した。実施例4の鋼管の溝にはリングを配置しなかった。このような実施例4の地山補強用鋼管と、上述した比較例1の地山補強用鋼管について、溝部の深さを変えたものをそれぞれ複数用意した。
[Preparation of steel pipe]
As the ground reinforcing steel pipe of Example 4, the ground reinforcing steel pipe of the second embodiment was prepared. The outer diameter of the ground reinforcing steel pipe of Example 4 was 114.3 mm, and the thickness was 3.5 mm. The shape of the groove portion of the ground reinforcing steel pipe of Example 4 was quadrangular, and the width thereof was 3.0 mm. A notch having a depth of 0.2 mm was formed at the bottom of the groove of the steel pipe of Example 4. No ring was placed in the groove of the steel pipe of Example 4. A plurality of such ground reinforcing steel pipes of Example 4 and the above-mentioned ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1 having different depths of grooves were prepared.
[曲げ試験の試験方法]
実施例4および比較例1の地山補強用鋼管について、アムスラー型万能試験機を用い、試験機テーブルに地山補強用鋼管の片端を固定し、他端を押し治具により押すことで荷重をかけ、破断時の荷重(kN)を測定した。
[Test method for bending test]
For the ground reinforcing steel pipes of Example 4 and Comparative Example 1, an Amsler type universal testing machine was used, one end of the ground reinforcing steel pipe was fixed to the testing machine table, and the other end was pushed by a pushing jig to apply a load. The load (kN) at the time of application and breakage was measured.
[結果]
図7に示すように、実施例4の地山補強用鋼管は、どの残肉厚さであっても、比較例1の地山補強用鋼管と比べて小さな力で鋼管が破断することがわかった。この結果により、溝部に切り欠きが設けられている第2実施形態の地山補強用鋼管は、溝部に切り欠きが設けられていない地山補強用鋼管よりも、小さな力で切断可能であることがわかった。
[result]
As shown in FIG. 7, it was found that the ground reinforcing steel pipe of Example 4 was broken with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1 regardless of the residual wall thickness. It was. As a result, the ground reinforcing steel pipe of the second embodiment having a notch in the groove can be cut with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe having no notch in the groove. I understood.
<第3実施形態>
第3実施形態の地山補強用鋼管10Cは、図8(A)に示すように、溝部2の底部に切欠部6が形成されていると共に、溝部2にリング3が配置されていることが特徴である。
<Third Embodiment>
In the ground reinforcing steel pipe 10C of the third embodiment, as shown in FIG. 8A, the
リング3の構成及び作用は第1実施形態で説明したリング3の構成及び作用と同じであり、切欠部6の構成及び作用は第2実施形態で説明した切欠部6の構成及び作用と同じである。
The configuration and action of the
地山補強用鋼管10Cには、溝部2に、リング3と切欠部6が両方とも設けられているため、図8(B)に示すように、鋼管の打撃Dを受けた部分の反対側でリング3と溝部2の側面に接する部分がテコの原理の支点となって矢印y1方向に力が加わるとともに、切欠部6の打撃Dが加わった部分から最も近い部分に引張力が矢印y2方向に働く。これにより、地山補強用鋼管10Cはより容易に分離可能である。
Since the
以下、第3実施形態の地山補強用鋼管10Cが打撃を受けた際に容易に切断されることを確かめるために発明者らが行った、曲げ試験について説明する。 Hereinafter, the bending test performed by the inventors to confirm that the steel pipe 10C for reinforcing the ground of the third embodiment is easily cut when hit is described.
[鋼管の用意]
実施例5の地山補強用鋼管として、第3実施形態の地山補強用鋼管を用意した。実施例5の地山補強用鋼管の外径は114.3mmとし、厚さは3.5mmとした。実施例5の地山補強用鋼管の溝部の形状は四角形とし、その幅は3.0mmとした。実施例5の地山補強用鋼管の溝部の底部には、深さ0.2mmの切欠部を形成した。実施例5の地山補強用鋼管の溝には、断面が2.5mm四方の四角形のリングを配置した。このような実施例5の地山補強用鋼管と、比較例1の地山補強用鋼管について、溝部の深さを変えたものをそれぞれ複数用意した。
[Preparation of steel pipe]
As the ground reinforcing steel pipe of Example 5, the ground reinforcing steel pipe of the third embodiment was prepared. The outer diameter of the ground reinforcing steel pipe of Example 5 was 114.3 mm, and the thickness was 3.5 mm. The shape of the groove portion of the ground reinforcing steel pipe of Example 5 was quadrangular, and the width thereof was 3.0 mm. A notch having a depth of 0.2 mm was formed at the bottom of the groove of the ground reinforcing steel pipe of Example 5. A quadrangular ring having a cross section of 2.5 mm was arranged in the groove of the ground reinforcing steel pipe of Example 5. As for the ground reinforcing steel pipe of Example 5 and the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1, a plurality of steel pipes having different groove depths were prepared.
[曲げ試験の試験方法]
実施例5および比較例1の地山補強用鋼管について、アムスラー型万能試験機を用い、試験機テーブルに地山補強用鋼管の片端を固定し、他端を押し治具により押すことで荷重をかけ、破断時の荷重(kN)を測定した。
[Test method for bending test]
For the ground reinforcing steel pipes of Example 5 and Comparative Example 1, an Amsler type universal testing machine was used, one end of the ground reinforcing steel pipe was fixed to the testing machine table, and the other end was pushed by a pushing jig to apply a load. The load (kN) at the time of application and breakage was measured.
[結果]
図9に示すように、実施例5の地山補強用鋼管は、どの残肉厚さであっても、比較例1の地山補強用鋼管と比べて小さな力で鋼管が破断することがわかった。この結果により、溝部に切り欠きが設けられており、かつ、溝部にリングが設けられている第3実施形態の地山補強用鋼管は、溝部に切り欠きもリングも設けられていない地山補強用鋼管よりも、小さな力で切断可能であることがわかった。
[result]
As shown in FIG. 9, it was found that the ground reinforcing steel pipe of Example 5 was broken with a smaller force than the ground reinforcing steel pipe of Comparative Example 1 regardless of the residual wall thickness. It was. As a result, the steel pipe for ground reinforcement of the third embodiment, in which the groove is provided with a notch and the groove is provided with a ring, has no notch or ring in the groove to reinforce the ground. It was found that it can be cut with less force than steel pipes.
上述した実施形態および変形例は、技術的に矛盾しない範囲で組み合わせ可能であり、本発明に含まれる。 The above-described embodiments and modifications can be combined within a technically consistent range and are included in the present invention.
[地山補強方法]
次に、本発明の地山補強用鋼管を用いてトンネルを掘削する際の地山補強方法について説明する。ここでは、溝部にリングが配置されている第1実施形態の地山補強用鋼管を用いた場合について例示する。
[Ground reinforcement method]
Next, a method for reinforcing the ground when excavating a tunnel using the steel pipe for reinforcing the ground of the present invention will be described. Here, a case where the ground reinforcing steel pipe of the first embodiment in which the ring is arranged in the groove is used will be illustrated.
(工程1)
地山Gに地山補強用鋼管10を図10(A)に示すように、矢印Y方向に挿入して、地山補強用鋼管10内に固結剤を注入する。地山Gに地山補強用鋼管10を挿入する方法には、公知の方法を用いることができる。地山補強用鋼管10に固結剤流出用の吐出孔51が設けられている場合、注入された固結剤は鋼管の半径方向に貫通する吐出孔51から地山に流出する。あるいは、スリット5(図4(B))が地山補強用鋼管10に設けられている場合、固結剤はスリット5から地山に流出する。このように注入された固結剤は、地山補強用鋼管10の内外で固化し、地山が補強される。
(Step 1)
As shown in FIG. 10 (A), the ground reinforcing
(工程2)
地山Gを図10(B)に示すように、掘削機Eを用いて掘削する。掘削時には鋼管の周囲の土を除去することで端末側の鋼管104から露出していく。
(Step 2)
As shown in FIG. 10B, the ground G is excavated using the excavator E. At the time of excavation, the soil around the steel pipe is removed to expose the
(工程3)
掘削により溝部2が露出したら、図10(C)に示すように、露出した溝部2よりも端末側にブレーカなどで打撃Dを与えると、溝部2の部分で地山補強用鋼管10が切断される。具体的には、溝部2にリング3が配置されているため、打撃Dを受けた部分の反対側で溝部2が収縮して溝部2の側面とリング3とが接し、リング3と溝部2の側面に接する部分がテコの原理の支点となり、矢印y1方向に力が加わって地山補強用鋼管10が分離する。
(Step 3)
When the
このように、本地山補強方法では、打撃を受けた箇所の反対側においてリングがテコの原理の支点として作用するため、地山補強用鋼管が容易に分離可能である。これにより、地山補強用鋼管の除去作業にかかる時間と負担を軽減することができる。また地山補強用鋼管が変形せずに分離されるため、分離した地山補強用鋼管を再利用することができる。 As described above, in the main ground reinforcement method, the ring acts as a fulcrum of the lever principle on the opposite side of the hit portion, so that the ground reinforcement steel pipe can be easily separated. As a result, it is possible to reduce the time and burden required for the removal work of the ground reinforcing steel pipe. Further, since the ground reinforcing steel pipe is separated without being deformed, the separated ground reinforcing steel pipe can be reused.
地山補強用鋼管10に、図4(B)に示すようにスリット5が設けられている場合、工程3で打撃Dを与えて地山補強用鋼管10を分離した後、スリット5を押し開くように地山補強用鋼管10を押圧すると、地山補強用鋼管10が軸方向に分割される。これにより、固結剤と地山補強用鋼管10が分離するため、地山補強用鋼管10を再利用することができる。
When the ground reinforcing
なお、地山挿入時にはリング3が溝部2に配置されていない地山補強用鋼管を用いてもよい。この場合、溝部2にリング3を配置する工程が、固結剤を注入し地山を掘削した後に行われ、リング3は、地山の外側に位置する切断用の溝部2に対して配置される。地山に地山補強用鋼管を挿入した後にリング3を配置する場合であっても、地山に地山補強用鋼管を挿入する前にリング3を配置する場合と同様に、打撃を受けた箇所の反対側においてリングがテコの原理の支点として作用するため、地山補強用鋼管が容易に分離可能である。
When inserting the ground, a steel pipe for reinforcing the ground may be used in which the
なお、溝部2にリング3を配置する場合の地山の補強方法を説明したが、溝部2に切欠部6が設けられている場合、リング3の装着は任意である。溝部2に切欠部6が設けられている場合、打撃Dを地山補強用鋼管に加えると、切欠部6の打撃Dが加わった部分から最も近い部分に引張力が働き、地山補強用鋼管10が分離する。また、溝部2にリング3と切欠部6が両方設けられている場合、打撃Dを地山補強用鋼管に加えると、リング3によるテコの力と、切欠部6による引張力がともに作用し、地山補強用鋼管10が分離する。
Although the method of reinforcing the ground when the
以上のように地山補強用鋼管10は、本発明の地山補強方法により、打撃を受けた際のリング3によるテコの作用又は切欠部6による引張力の作用のために、容易に分離可能である。
As described above, the ground reinforcing
10・・・地山補強用鋼管、101〜104・・・鋼管、2・・・溝部、3・・・リング(リング状部材)、4・・・接続部、5・・・スリット、6・・・切欠部 10 ... Steel pipe for ground reinforcement, 101-104 ... Steel pipe, 2 ... Groove, 3 ... Ring (ring-shaped member), 4 ... Connection, 5 ... Slit, 6 ...・ ・ Notch
Claims (10)
長手方向の少なくとも1箇所に、周方向に沿って、切断用の溝部を有し、
前記溝部に、幅が前記溝部の幅よりわずかに狭く前記溝部の幅の70%以上であるリング状部材が配置されており、
前記リング状部材の剛性は、鋼管本体を構成する材料の剛性と同じかそれ以上であることを特徴とする地山補強用鋼管。 A steel pipe for reinforcing the ground that is inserted into the ground and injects a solidifying agent into the ground.
Grooves for cutting are provided along the circumferential direction at at least one position in the longitudinal direction.
A ring-shaped member having a width slightly narrower than the width of the groove and 70% or more of the width of the groove is arranged in the groove.
A steel pipe for ground reinforcement, wherein the rigidity of the ring-shaped member is equal to or higher than the rigidity of the material constituting the steel pipe body.
前記リング状部材は、前記溝部の一周を360度とするとき、前記溝部の200度以上360度以下の範囲に配置されていることを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to claim 1.
The ring-shaped member is a steel pipe for reinforcing the ground, which is arranged in a range of 200 degrees or more and 360 degrees or less of the groove when the circumference of the groove is 360 degrees.
前記リング状部材は、断面形状が円形、楕円形、または四角形であることを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to claim 1.
The ring-shaped member is a steel pipe for reinforcing a ground, which has a circular, elliptical, or quadrangular cross-sectional shape.
前記リング状部材は、前記溝部の深さ方向の寸法が、前記溝部の深さ以下であることを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to claim 1.
The ring-shaped member is a steel pipe for ground reinforcement, characterized in that the dimension of the groove portion in the depth direction is equal to or less than the depth of the groove portion.
接続部を介して連結された複数の鋼管からなり、
前記複数の鋼管の少なくとも一つに、前記溝部及び前記リング状部材を備えることを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to claim 1.
Consists of multiple steel pipes connected via a connection
A steel pipe for reinforcing a ground, characterized in that at least one of the plurality of steel pipes is provided with the groove portion and the ring-shaped member.
前記複数の鋼管の接続部の少なくとも一つに、前記溝部及び前記リング状部材を備えることを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to claim 5.
A steel pipe for reinforcing a ground, characterized in that at least one of the connecting portions of the plurality of steel pipes is provided with the groove portion and the ring-shaped member.
前記溝部は、断面形状が四角形、V字形、U字形、またはこれらを組み合わせた形状を有することを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to any one of claims 1 to 6.
The groove portion is a steel pipe for ground reinforcement, characterized in that the cross-sectional shape has a quadrangular shape, a V-shape, a U-shape, or a shape obtained by combining these.
前記溝部は、底部に前記溝部の深さ方向の切欠部が形成されていることを特徴とする地山補強用鋼管。 The steel pipe for ground reinforcement according to any one of claims 1 to 6.
The groove portion is a steel pipe for ground reinforcement, characterized in that a notch portion in the depth direction of the groove portion is formed at the bottom portion.
固結剤注入後に、地山の外側にある前記地山補強用鋼管の一部を切断する工程を含み、
前記地山補強用鋼管は、周方向に沿って、切断用の溝部を有するものであり、
前記切断する工程に先立って、前記切断用の溝部に、剛性が鋼管本体を構成する材料の剛性と同じかそれ以上であり且つ幅が前記溝部の幅よりわずかに狭く前記溝部の幅の70%以上であるリング状部材を配置する工程を含むことを特徴とする地山補強方法。 It is a method of reinforcing the ground by inserting a steel pipe for reinforcing the ground into the ground and injecting a solidifying agent.
Including a step of cutting a part of the ground reinforcing steel pipe outside the ground after injecting the solidifying agent.
The ground reinforcing steel pipe has a groove for cutting along the circumferential direction.
Prior to the cutting step, the rigidity of the cutting groove is equal to or greater than the rigidity of the material constituting the steel pipe body, and the width is slightly narrower than the width of the groove and 70% of the width of the groove. The ground reinforcement method comprising the above-mentioned step of arranging the ring-shaped member.
前記リング状部材を配置する工程は、前記地山補強用鋼管を地山に挿入する前に、前記地山補強用鋼管の少なくとも挿入方向の後方に位置する溝部に対し行うことを特徴とする地山補強方法。 The ground reinforcement method according to claim 9.
The step of arranging the ring-shaped member is performed on a groove located at least rearward in the insertion direction of the ground reinforcing steel pipe before inserting the ground reinforcing steel pipe into the ground. Mountain reinforcement method.
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