JPH0639772B2 - 地盤の締固め工法および締固め装置 - Google Patents
地盤の締固め工法および締固め装置Info
- Publication number
- JPH0639772B2 JPH0639772B2 JP60276397A JP27639785A JPH0639772B2 JP H0639772 B2 JPH0639772 B2 JP H0639772B2 JP 60276397 A JP60276397 A JP 60276397A JP 27639785 A JP27639785 A JP 27639785A JP H0639772 B2 JPH0639772 B2 JP H0639772B2
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- Japan
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- pipe
- compaction
- soil
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、軟弱地盤を改良する地盤の締固め工法、およ
び締固め装置に関するものである。
び締固め装置に関するものである。
「従来の技術」 従来、砂質地盤や粘性土地盤のような、いわゆる軟弱地
盤を改良する工法として、例えばバイブロ・フローテー
ション工法やサンド・コンパクション・パイル工法等が
知られている。
盤を改良する工法として、例えばバイブロ・フローテー
ション工法やサンド・コンパクション・パイル工法等が
知られている。
バイブロ・フローテーション工法は、地盤中に棒状の振
動機を貫入し、振動機部分に水を噴出しながら地盤を水
平方向に振動させて締固め、かつ、振動機付近に生じる
空隙に砂や砕石等を投入して振動効果や圧入効果の増大
を図る工法である。
動機を貫入し、振動機部分に水を噴出しながら地盤を水
平方向に振動させて締固め、かつ、振動機付近に生じる
空隙に砂や砕石等を投入して振動効果や圧入効果の増大
を図る工法である。
また、サンド・コンパクション・パイル工法は、地盤中
に振動あるいは衝撃荷重を用いて砂を圧入し、地盤中に
圧縮された砂柱を造成して地盤の相対密度の増加を図る
工法である。
に振動あるいは衝撃荷重を用いて砂を圧入し、地盤中に
圧縮された砂柱を造成して地盤の相対密度の増加を図る
工法である。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、バイブロ・フローテーション工法では、地盤
を振動させつつ、砂等の投入と振動機のわずかな引き抜
きとを交互に繰り返し、また、サンド・コンパクション
・パイル工法では砂の投入と圧縮とを交互に繰り返す。
従って、これらの工法は、工期が長引く欠点を有すると
ともに、砂柱造成用の、あるいは投入材としての砂等を
必要とすることも相まって工費がかさむという欠点を持
っている。また、バイブロ・フローテーション工法の場
合、砂質地盤への適用を目的としており、シルト分以下
の土粒子の含有率が４０％以上の地盤には効果がなく、
さらに、水平振動を要するため市販の加振機を使用でき
ない等の不具合がある。
を振動させつつ、砂等の投入と振動機のわずかな引き抜
きとを交互に繰り返し、また、サンド・コンパクション
・パイル工法では砂の投入と圧縮とを交互に繰り返す。
従って、これらの工法は、工期が長引く欠点を有すると
ともに、砂柱造成用の、あるいは投入材としての砂等を
必要とすることも相まって工費がかさむという欠点を持
っている。また、バイブロ・フローテーション工法の場
合、砂質地盤への適用を目的としており、シルト分以下
の土粒子の含有率が４０％以上の地盤には効果がなく、
さらに、水平振動を要するため市販の加振機を使用でき
ない等の不具合がある。
本発明の上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、地盤を確実に締固めて特に地震時にお
ける地盤の液状化を防止し、しかも、工期および工費の
著しい削減を実現する全く新しい地盤の締固め工法およ
び締固め装置を提供することにある。
とするところは、地盤を確実に締固めて特に地震時にお
ける地盤の液状化を防止し、しかも、工期および工費の
著しい削減を実現する全く新しい地盤の締固め工法およ
び締固め装置を提供することにある。
「問題点を解決するための手段」 本発明の工法は、地盤中に管体を振動させつつ貫入する
ことにより、この管体の内部に管軸方向に圧縮された高
密度の土柱を造成するとともに、この土柱の圧縮反力で
土柱下方の地盤を圧縮するようにした方法である。
ことにより、この管体の内部に管軸方向に圧縮された高
密度の土柱を造成するとともに、この土柱の圧縮反力で
土柱下方の地盤を圧縮するようにした方法である。
また、本発明の装置は、地盤に打ち込まれる先端が開口
する管体と、この管体に管軸方向の振動を与える加振機
とを備え、前記管体の内面および外面のうち少なくとも
一方の面に、該管体と略同一長さの鋼棒を設けたもので
ある。
する管体と、この管体に管軸方向の振動を与える加振機
とを備え、前記管体の内面および外面のうち少なくとも
一方の面に、該管体と略同一長さの鋼棒を設けたもので
ある。
「作用」 本発明の工法によれば、地盤への貫入時に管体がその内
部に進入してくる土壌を鉛直方向（管軸方向）に圧縮
し、この土壌がその圧縮時の反力によりその下方の地盤
を鉛直方向に圧縮する。従って、一度の貫入と一度の引
き抜きにより一回の締固め作業が完了し、しかも、鉛直
方向に圧縮するのみであるから地盤中に空隙は生じず、
砂や砕石等の投入が不要である。
部に進入してくる土壌を鉛直方向（管軸方向）に圧縮
し、この土壌がその圧縮時の反力によりその下方の地盤
を鉛直方向に圧縮する。従って、一度の貫入と一度の引
き抜きにより一回の締固め作業が完了し、しかも、鉛直
方向に圧縮するのみであるから地盤中に空隙は生じず、
砂や砕石等の投入が不要である。
また、本発明の装置によれば、加振機が管体を振動させ
てこれを地盤中に貫入し、鋼棒が管体内の土柱の圧縮率
を高める。しかも鋼棒が管体と略同一長さとなっている
ため、鋼棒により土柱が連続的に圧縮されることにな
り、土柱の圧縮率がさらに高まる。
てこれを地盤中に貫入し、鋼棒が管体内の土柱の圧縮率
を高める。しかも鋼棒が管体と略同一長さとなっている
ため、鋼棒により土柱が連続的に圧縮されることにな
り、土柱の圧縮率がさらに高まる。
「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明に係わる地盤の締固め装置の概略を示
し、図中符号１はクローラクレーンである。クローラク
レーン１はガイドマスト２を支持しており、ガイドマス
ト２の上端には吊り治具３を介して管体（本実施例では
大口径の鋼管）４が縦に吊り下げられている。この管体
４は第２図、第３図の如くその上端に管体４内を径方向
に横断するバイブロチャック用板５を備え、このバイブ
ロチャック用板５には加振機（いわゆるバイブロハン
マ）６が取り付けられている。加振機６は管体４にその
軸方向（管軸方向）に沿う振動を与えるものである。ま
た、管体４の内面および外面には、管軸方向に沿って延
在する突出部（例えば鋼棒）７が管体４の周方向に間隔
をおいて複数本設けられている（第３図参照）。
し、図中符号１はクローラクレーンである。クローラク
レーン１はガイドマスト２を支持しており、ガイドマス
ト２の上端には吊り治具３を介して管体（本実施例では
大口径の鋼管）４が縦に吊り下げられている。この管体
４は第２図、第３図の如くその上端に管体４内を径方向
に横断するバイブロチャック用板５を備え、このバイブ
ロチャック用板５には加振機（いわゆるバイブロハン
マ）６が取り付けられている。加振機６は管体４にその
軸方向（管軸方向）に沿う振動を与えるものである。ま
た、管体４の内面および外面には、管軸方向に沿って延
在する突出部（例えば鋼棒）７が管体４の周方向に間隔
をおいて複数本設けられている（第３図参照）。
次いで、上記のような構成の装置を使用して軟弱地盤を
締固める工法について説明する。
締固める工法について説明する。
まず、クローラクレーン１を操作して管体４を地盤Ｇ上
の所定位置に吊り降ろし、管体４の下端を第４図の如く
地盤Ｇに当接させる。そして、加振機６を作動させて管
体４に振動を与え、これにより管体４を第５図の如く地
盤Ｇ中の所定深度まで貫入する。このとき、管体４内に
進入してくる土壌は、管体４およびその内側の突出部７
の押圧力により、さらには、管体４および内側の突出部
７との間に生じる摩擦力により鉛直方向に圧縮され、管
体４内を閉塞して高密度の土柱Ｐを形成する。そしてさ
らに、この高密度の土柱Ｐがその圧縮反力により土柱Ｐ
の下方の地盤Ｇを矢印の如く鉛直方向に圧縮する。一
方、管体４の外側の突出部７は、貫入時の押圧力および
摩擦力により管体４の周辺の地盤Ｇを鉛直方向および水
平方向に圧縮する。続いて、管体４を継続的に振動させ
ながらクローラクレーン１により管体４を地盤Ｇから引
き抜き、管体４を地盤Ｇ上の他の位置に移動して上記と
同様の作業を繰り返す。つまり、このような作業を地盤
Ｇ上の多数個所に対し、例えば碁盤の目を描くように施
すことにより地盤Ｇを締固める。
の所定位置に吊り降ろし、管体４の下端を第４図の如く
地盤Ｇに当接させる。そして、加振機６を作動させて管
体４に振動を与え、これにより管体４を第５図の如く地
盤Ｇ中の所定深度まで貫入する。このとき、管体４内に
進入してくる土壌は、管体４およびその内側の突出部７
の押圧力により、さらには、管体４および内側の突出部
７との間に生じる摩擦力により鉛直方向に圧縮され、管
体４内を閉塞して高密度の土柱Ｐを形成する。そしてさ
らに、この高密度の土柱Ｐがその圧縮反力により土柱Ｐ
の下方の地盤Ｇを矢印の如く鉛直方向に圧縮する。一
方、管体４の外側の突出部７は、貫入時の押圧力および
摩擦力により管体４の周辺の地盤Ｇを鉛直方向および水
平方向に圧縮する。続いて、管体４を継続的に振動させ
ながらクローラクレーン１により管体４を地盤Ｇから引
き抜き、管体４を地盤Ｇ上の他の位置に移動して上記と
同様の作業を繰り返す。つまり、このような作業を地盤
Ｇ上の多数個所に対し、例えば碁盤の目を描くように施
すことにより地盤Ｇを締固める。
次に、幾つかの実験結果を示して本発明の作用効果をよ
り明確にする。ただし、実験に使用した加振機はバイブ
ロハンマVM2-25000A、管体は直径１２００mm、長さ１２
０００mmの鋼管、突出部は直径５０mm、長さ１１０００
mmの鋼棒である。また、鋼棒は鋼管の内面にのみ全部で
１６本溶接した。
り明確にする。ただし、実験に使用した加振機はバイブ
ロハンマVM2-25000A、管体は直径１２００mm、長さ１２
０００mmの鋼管、突出部は直径５０mm、長さ１１０００
mmの鋼棒である。また、鋼棒は鋼管の内面にのみ全部で
１６本溶接した。
第６図は、鋼管貫入前の地盤（点線）および貫入後の地
盤（実線）に対して各々標準貫入試験を行い、各々の試
験結果をすなわちＮ値と、地盤の深度との関係を貫入前
地盤の地層状態とともに示したものである。貫入後のＮ
値は、引き抜き後における鋼管中心部のものである。貫
入前のＮ値は平均で4.55、貫入後のＮ値で平均で15.89
であった。この図から明らかなように貫入後の地盤が貫
入前の地盤に対して著しく締固まっていることがわか
る。
盤（実線）に対して各々標準貫入試験を行い、各々の試
験結果をすなわちＮ値と、地盤の深度との関係を貫入前
地盤の地層状態とともに示したものである。貫入後のＮ
値は、引き抜き後における鋼管中心部のものである。貫
入前のＮ値は平均で4.55、貫入後のＮ値で平均で15.89
であった。この図から明らかなように貫入後の地盤が貫
入前の地盤に対して著しく締固まっていることがわか
る。
第７図は、道路橋示方書に基づく液状化抵抗強度Ｒを貫
入前のＮ値および貫入後のＮ値に用いて算出したもので
ある。貫入後のＲ（平均0.281）は貫入前のＲ（平均0.1
6）より顕著に増加することがわかる。ただし、グラフ
の上限および下限は±σ（：Ｒの平均値、σ：標準
偏差）の値である。また、貫入後のＲの変動係数σ／
（0.499）は貫入前のＲの変動係数σ／（0.403）より
幾分増加している。
入前のＮ値および貫入後のＮ値に用いて算出したもので
ある。貫入後のＲ（平均0.281）は貫入前のＲ（平均0.1
6）より顕著に増加することがわかる。ただし、グラフ
の上限および下限は±σ（：Ｒの平均値、σ：標準
偏差）の値である。また、貫入後のＲの変動係数σ／
（0.499）は貫入前のＲの変動係数σ／（0.403）より
幾分増加している。
第８図は、細粒分（粒径７４μ以下）含有率と貫入後の
Ｒとの関係を示したものである。この図から細粒分含有
率が５０％以下においてＲが大きな値を示すことがわか
る。すなわち、細粒分含有率が５０％以下の砂質土であ
れば当工法によりＲ（またはＮ値）の増加を期待するこ
とができる。
Ｒとの関係を示したものである。この図から細粒分含有
率が５０％以下においてＲが大きな値を示すことがわか
る。すなわち、細粒分含有率が５０％以下の砂質土であ
れば当工法によりＲ（またはＮ値）の増加を期待するこ
とができる。
第９図は、地盤の三箇所に対し第11図の如く正三角形を
描くように本発明に係わる工法を適用し、各箇所のＮ値
と深度との関係を示したものである。ただし、●印は符
号アの箇所、×印は符号イの箇所、△印は符号ウの箇所
を示している。この図から明らかなように、鋼管外にお
いても鋼管内のＮ値とほぼ同程度のＮ値が得られ、締固
め効果が管外にも及ぶことがわかる。ただし、深度７〜
１０ｍにおけるＮ値の比較的小さい範囲は、シルト分が
多い地層であるので、Ｒは小さくないからＮ値を高めな
くとも支障はない。
描くように本発明に係わる工法を適用し、各箇所のＮ値
と深度との関係を示したものである。ただし、●印は符
号アの箇所、×印は符号イの箇所、△印は符号ウの箇所
を示している。この図から明らかなように、鋼管外にお
いても鋼管内のＮ値とほぼ同程度のＮ値が得られ、締固
め効果が管外にも及ぶことがわかる。ただし、深度７〜
１０ｍにおけるＮ値の比較的小さい範囲は、シルト分が
多い地層であるので、Ｒは小さくないからＮ値を高めな
くとも支障はない。
第10図は、鋼管貫入時間と貫入深度との関係を示したも
のである。この図から１１ｍ貫入するのに３分〜１５分
要することがわかるが、従来の工法のサイクルタイムは
２０分程度であるから、かなり施工速度が速まることが
わかる。ただし、図中×印は偏心モーメント（加振機の
パワーの大きさ）を１５０００kg・cmとして実験して得
た結果であり、○印は同じく２５０００kg・cmとして実
験して得た結果である。
のである。この図から１１ｍ貫入するのに３分〜１５分
要することがわかるが、従来の工法のサイクルタイムは
２０分程度であるから、かなり施工速度が速まることが
わかる。ただし、図中×印は偏心モーメント（加振機の
パワーの大きさ）を１５０００kg・cmとして実験して得
た結果であり、○印は同じく２５０００kg・cmとして実
験して得た結果である。
ちなみに、鋼管貫入および引き抜きによる管内土の沈下
量Ｓと貫入長Ｌの比（Ｓ／Ｌ）は、２０％〜５０％であ
り、第５図の如く特に鋼管内に沈下が生じる。この部分
の埋め戻しはブル転圧またはこの部分だけに重錘を落下
させる動圧密を行えばよい。
量Ｓと貫入長Ｌの比（Ｓ／Ｌ）は、２０％〜５０％であ
り、第５図の如く特に鋼管内に沈下が生じる。この部分
の埋め戻しはブル転圧またはこの部分だけに重錘を落下
させる動圧密を行えばよい。
なお、上記実施例では管体として横断面円形のものを用
いたがこれに限るものではなく、例えば横断面角形のも
のを用いてもよい。また、突出部７は、管体４の内外面
のどちらか一方の設けるだけでもよく、さらに、突出部
７としては、例えば単なる突起やあるいは管体４の周方
向に沿うリング状のものを用いてもよい。
いたがこれに限るものではなく、例えば横断面角形のも
のを用いてもよい。また、突出部７は、管体４の内外面
のどちらか一方の設けるだけでもよく、さらに、突出部
７としては、例えば単なる突起やあるいは管体４の周方
向に沿うリング状のものを用いてもよい。
「発明の効果」 以上説明したように本発明の工法によれば、地盤中に管
体を貫入することにより、管体の内部に管軸方向に圧縮
された高密度の土柱を造成するとともに、この土柱の圧
縮反力で土柱下方の地盤を圧縮するようにしたので、次
のような優れた効果を得ることができる。
体を貫入することにより、管体の内部に管軸方向に圧縮
された高密度の土柱を造成するとともに、この土柱の圧
縮反力で土柱下方の地盤を圧縮するようにしたので、次
のような優れた効果を得ることができる。
一度の貫入と一度の引き抜きにより一回の締固め作業
が完了し、例えばバイブロ・フローテーション工法のよ
うに砂等の投入と振動機の引き抜きとを繰り返す必要が
ないから、工期を著しく削減することができる。
が完了し、例えばバイブロ・フローテーション工法のよ
うに砂等の投入と振動機の引き抜きとを繰り返す必要が
ないから、工期を著しく削減することができる。
地盤を鉛直方向に圧縮するのみであるから地盤中に空
隙は生じず、砂や砕石等の投入が不要である。従って、
工期の削減効果も相まって工費を大幅に削減することが
できる。
隙は生じず、砂や砕石等の投入が不要である。従って、
工期の削減効果も相まって工費を大幅に削減することが
できる。
地盤を確実に締固めて地震時における地盤の液状化を
防止することができる。
防止することができる。
一方、本発明の装置は、地盤に打ち込まれる先端が開口
すると管体と、この管体に管軸方向の振動を与える加振
機とを備え、前記管体の内外面のうち少なくとも一方の
面に、該管体と略同一長さの鋼棒を設けたので次のよう
な優れた効果を得ることができる。
すると管体と、この管体に管軸方向の振動を与える加振
機とを備え、前記管体の内外面のうち少なくとも一方の
面に、該管体と略同一長さの鋼棒を設けたので次のよう
な優れた効果を得ることができる。
加振機が管体を鉛直方向に振動させてこれを地盤中へ
貫入し、鋼棒が管体内にまたは外の土の圧縮率を高める
から、地盤を確実に締固めて地震時における地盤の液状
化を防止することができる。しかも鋼棒が管体と略同一
長さとなっているため、鋼棒により土柱が連続的に圧縮
されることになり、土柱の圧縮率をさらに高めることが
でき、地盤の液状化の防止効果をさらに高めることがで
きる。
貫入し、鋼棒が管体内にまたは外の土の圧縮率を高める
から、地盤を確実に締固めて地震時における地盤の液状
化を防止することができる。しかも鋼棒が管体と略同一
長さとなっているため、鋼棒により土柱が連続的に圧縮
されることになり、土柱の圧縮率をさらに高めることが
でき、地盤の液状化の防止効果をさらに高めることがで
きる。
構造が単純であり、しかも、鉛直振動を利用するから
市販の加振機を用いることができる。従って、設備費を
大幅に削減することができる。
市販の加振機を用いることができる。従って、設備費を
大幅に削減することができる。
第１図〜第11図は本発明の一実施例を説明するもので、
第１図は締固め装置の全体構成を示す概略図、第２図は
要部の縦断面図、第３図は第２図のIII−III線矢視図、
第４図および第５図は締固め工法を工程順にしめす垂直
断面図、第６図〜第10図は本発明の作用効果を明確にす
るための実験結果を示すグラフ、第11図は第９図の結果
をだした実験の説明図である。 １……クローラクレーン、４……管体、６……加振機、
７……突出部、Ｇ……地盤、Ｐ……土柱。
第１図は締固め装置の全体構成を示す概略図、第２図は
要部の縦断面図、第３図は第２図のIII−III線矢視図、
第４図および第５図は締固め工法を工程順にしめす垂直
断面図、第６図〜第10図は本発明の作用効果を明確にす
るための実験結果を示すグラフ、第11図は第９図の結果
をだした実験の説明図である。 １……クローラクレーン、４……管体、６……加振機、
７……突出部、Ｇ……地盤、Ｐ……土柱。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 信夫 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 小田原 卓郎 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 横山 勝彦 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 実開 昭52−7904（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−151606（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】地盤中に管体を振動させつつ貫入すること
により、この管体の内部に管軸方向に圧縮された高密度
の土柱を造成するとともに、この土柱の圧縮反力で土柱
下方の地盤を圧縮することを特徴とする地盤の締固め工
法。 - 【請求項２】前記管体の内外面のうち少なくとも一方の
面には、該管体と略同一長さの鋼棒が設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の地盤の締
固め工法。 - 【請求項３】地盤に打ち込まれる先端が開口する管体
と、この管体に管軸方向の振動を与える加振機とを備
え、前記管体の内外面のうち少なくとも一方の面には、
該管体と略同一長さの鋼棒が設けられていることを特徴
とする地盤の締固め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60276397A JPH0639772B2 (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 地盤の締固め工法および締固め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60276397A JPH0639772B2 (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 地盤の締固め工法および締固め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62137316A JPS62137316A (ja) | 1987-06-20 |
| JPH0639772B2 true JPH0639772B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=17568836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60276397A Expired - Lifetime JPH0639772B2 (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 地盤の締固め工法および締固め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639772B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527904U (ja) * | 1975-07-04 | 1977-01-20 |
-
1985
- 1985-12-09 JP JP60276397A patent/JPH0639772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62137316A (ja) | 1987-06-20 |
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