JPH0678611B2 - 補強筋材の挿入方法とこれを用いた筋材内蔵硬化層造成工法及び補強筋材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軟弱地盤の改良やトンネル、構造物の基礎など
における支保覆工や土留めのために地盤中に挿入する筋
材の挿入方法と筋材を内蔵させた地盤硬化層の造成工法
及び補強筋材に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の補強筋材の地中挿入は、無垢の軸桿を中
心として放射状に開脚する支骨を適宜間隔をもって設け
た筋材をそのまま、硬化液の注入等によって軟化してい
る地盤に押圧や打撃によって押し込み挿入する方法によ
っていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の補強筋材の挿入方法では、筋材に設けられた放射
状に開脚する支骨が邪魔になり、対象地盤を液状に近い
状態にまで軟化するか、極く短い距離しか挿入すること
が出来なかったので、その用途も極めて限定されたもの
となっていた。一方地盤硬化材の注入による硬化層造成
工法は急速に発展し、従来は主目的とされた止水は従的
なものとなり、基礎造成、覆工造成にその目的が移って
くるに従って、硬化材注入のみによる硬化層では強度的
な不満が残り、筋材の挿入による補強がにわかに注目を
集めるようになった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は以上の問題点を対処するため、軸桿を中心とし
て放射状に開脚する支骨を適宜間隔をもって設けるとい
う極めて取扱難い形状の筋材をケーシング内に収納する
ことによって、対象地盤への挿入手段の幅を広げるとと
もに、長尺の筋材挿入を可能にしたものである。また、
筋材挿入地盤の状況によっては、軸桿を中空にし、側壁
に噴出口を設けることにより筋材と挿入地盤との間に生
ずる空隙に充填材を充填できるようにして筋材の補強効
果を万全にしたものである。

［作用］ 筋材は放射状に開脚する支骨の開脚径より小径のケーシ
ング内に強制的に収納されるので、支骨は開脚方向に付
勢され、互いの拮抗によって筋材はケーシングのほぼ中
央位置に収容される。

ケーシングが外されると同時に外方に開脚し、挿入層内
の広範囲にわたって支骨を伸ばし補強効果を高める。ま
た、軸桿側壁の噴出口から充填材を噴出して空隙を埋め
ることにより筋材と層内土壌とが一体化して極めて強固
な内筋土壌を造成する。更にケーシングには適宜な継手
構造を設け、次々と継手して長尺にわたり筋材の挿入が
可能である。

［実施例］ 以下図面に従って本発明の実施例を説明する。１はケー
シングで60〜70φ、２〜3m定尺の中空管で構成し、先端
内側に雌ねじ11、後端外側に雄ねじ12がそれぞれ右ねじ
で刻設され、後端から次々に継手できるように構成され
ている。最先端はクラウンビット13が嵌め込み構造で装
着され、ケーシング１が直線的に後退したときは離脱さ
れるように構成してある。２は筋材で、20〜30φの中空
管で構成した軸桿21を中心として放射状に開脚する支骨
22、22・・・を適宜間隔をもって設け、先端と後端には
ケーシング１と同様の継手ねじ23、24が刻設され、最先
端はクラウンビット13に継手する。軸桿21には側壁の適
宜位置に噴出口25、25が設けられ、中空部26に圧送され
る充填材や硬化材の噴出や噴射が行えるようになってい
る。なお、軸桿21の中空部と噴出口は対象地盤の状況に
よっては必ずしも設ける必要はない。

このように構成した筋材２をケーシング１内に収容し、
ケーシング１を回転上下動装置３に装着し、若しくは押
し込みジャッキにより、或いはパーカッション打撃によ
る等の適宜手段により、適宜継手を行いながら対象地盤
中に挿入して行く、所定深度に達したところでケーシン
グを直線的に後退させると、ケーシングはクラウンビッ
ト13から離脱し、筋材２を遺留したまま抜去される。

次いで軸桿の中空部26に地盤硬化材を圧送すると硬化材
は噴出口25から噴出され、挿入土壌と筋材の間に生じた
空隙を埋めて充填され、土壌と筋材が緊密に一体化され
て補強効果が高められる。

ケーシングの挿入は縦方向でも、水平方向でも任意であ
るが、対象地盤を地盤硬化材注入層としたときは鉄筋パ
イルを地中に打設したと同様の支保構造を得ることがで
きるので、次ぎに硬化材注入層を対象地盤とし、筋材内
蔵硬化層を造成する場合の一実施例について説明する。

硬化材注入装置４は台車やキャタピラ等の移動手段３を
備え、注入機構を支持する支持台41とこれを上下させる
上下動機構42を積載している。支持台41には注入ロッド
５の前進後退を案内する案内レール43を前後に傾斜させ
る作動機構44、45が設けられ、上下動機構42と協働して
案内レール43の部位方向を操作できるようになってい
る。更に案内レール43には注入ロッド５をチャックして
回転駆動させると共にレール上を摺動する回転駆動装置
46が設けられ、次いでロッド５の尾端位置にパーカッシ
ョン駆動機構47が備えられ、更にその後部にはスイベル
６が存在する。

注入ロッド５の先端には掘削刃51と先部噴射ノズル52が
備えられ、後端は前記スイベル６を介して硬化材等供給
ホース61、62に各接続する。更に噴射ノズル52は、核開
口部と囲周開口部の二重構造になってお、該開口部N1か
ら硬化材、囲周開口部N2からエアーを噴出するようにな
っている。このようにすることにより、硬化材噴流はエ
アー噴流に囲周されて流勢を強化することができるもの
である。

以上のような装置を用い、まず対象地盤Ｗにパーカッシ
ョン若しくは回転によりロッド先端を挿入し、次いで供
給ホースから清水等の潤滑液を圧送して噴射ノズル52か
ら噴出しながらロッドを回転し、且つパーカッションに
よりロッドの尾端を連続的に打撃して注入ロッド５を対
象地盤Ｗの所定深度まで挿入する。なお、注入ロッド５
は継手機構を備え一定長さまで継手される。

所定の深度まで挿入されたところで、噴射ノズル52に通
じる流路に地盤硬化材を圧送供給しながら注入ロッド５
を回転等の操作を加えながら後退させ、ロッドの周辺土
壌に硬化材を噴射混入することにより地盤硬化材注入層
Ｍを造成するものである。

第４図は垂直方向に地盤硬化材注入層を造成する場合の
実施例図であり、水平方向の場合より方向性が単純なの
で、上下動機構42などが不必要となるほか基本的な工程
と構成は同一である。

このようにして硬化材注入層Ｍが造成されたところで、
回転駆動装置46にチャックを外し注入ロッド５を筋材２
を収容したケーシング１に切り替えチャックして、注入
層Ｍの硬化材が硬化する前に、前記筋材挿入工程により
硬化材注入層Ｍの中心部に筋材２を挿入開脚させること
により筋材内蔵硬化層の造成を行うものである。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成したので、補強筋材を効率的
に、しかも長尺にわたって地盤中に挿入することがで
き、緊密で補強効果の高い筋材挿入を可能にするととも
に、鉄筋パイルと同様に強度のある筋材内蔵硬化層の造
成を可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は筋材とケー
シングの関係を透視状態で示す全体斜視図、第２図は筋
材収容ケーシングの挿入から筋材開脚、充填材噴出充填
までの工程説明図、第３図は地盤硬化材注入兼ケーシン
グ挿入装置の全体を示す側面図、第４図は他の実施例を
示すもので、垂直方向に筋材内蔵硬化層を造成する場合
の実施例側面図、第５図は注入ロッド先端部の拡大説明
図である。 １〜ケーシング、11〜継手雌ねじ、12〜継手雄ねじ、13
〜クラウンビット、２〜筋材、21〜軸桿、22〜放射状に
開脚する支骨、23、24〜筋材の継手ねじ、25〜噴出口、
26〜中空部、３〜移動手段、４〜硬化材注入装置、41〜
支持台、42〜上下動機構、43〜案内レール、44.45〜作
動機構、46〜回転駆動装置、47〜パーカッション駆動機
構、５〜注入ロッド、51〜掘削刃、52〜噴射ノズル、 ６〜スイベル、61、62〜硬化材等供給ホース、63〜供給
ホース巻取リール、N1〜核開口部、N2〜囲周開口部 Ｍ〜地盤硬化層、Ｗ〜対象地盤、ｍ〜充填部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸桿を中心として放射状に開脚する支骨を
   適宜間隔をもって設けた筋材を、中空ケーシング内に支
   骨を外方に付勢させた状態で挿入し、ケーシングを対象
   地盤中に挿入した後、筋材を残してケーシングのみを抜
   去するようにしたことを特徴とする補強筋材の挿入方法
2. 【請求項２】硬化材注入層の硬化材が硬化する以前の軟
   弱状態の硬化材注入層に、軸桿を中心として放射状に開
   脚する支骨を適宜間隔をもって設けた筋材を内装させた
   ケーシングを挿入し、ケーシングのみを抜去して硬化材
   注入層内において支骨を開脚させて筋材を内蔵させるよ
   うにしたことを特徴とする筋材内蔵硬化層造成工法
3. 【請求項３】中空で側壁に噴出口を設けた軸桿を中心と
   して放射状に開脚する支骨を適宜間隔をもって設けた補
   強筋材