JP2016037715A - Ground improvement pile and ground improvement method - Google Patents
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Abstract
【課題】施工コストの低減、施工期間の短期化を図りながら、細粒土地盤の圧密促進を実施して、また、粗粒土地盤の過剰間隙水圧の消散と粗粒土地盤の締固めとを実施することのできる地盤改良杭及び地盤改良工法を提供する。【解決手段】地盤8内に設けられる地盤改良杭1に関する。本発明を適用した地盤改良杭1は、軸芯方向Yで一方の端部1aから他方の端部1bまで傾斜させて略テーパ状に形成された杭側面部2と、杭側面部2に取り囲まれて略中空状に形成された杭内部3とを備える。杭側面部2は、杭内部3まで貫通するように1又は複数の貫通孔5が形成される。【選択図】図2[PROBLEMS] To promote consolidation of fine-grained ground while reducing construction costs and shortening the construction period, and to eliminate excess pore water pressure in coarse-grained ground and compact coarse-grained ground The ground improvement pile and the ground improvement construction method which can carry out are provided. The present invention relates to a ground improvement pile 1 provided in a ground 8. The ground improvement pile 1 to which the present invention is applied is surrounded by a pile side surface portion 2 and a pile side surface portion 2 which are inclined in the axial direction Y from one end portion 1a to the other end portion 1b and formed in a substantially tapered shape. And a pile inside 3 formed in a substantially hollow shape. The pile side surface portion 2 is formed with one or a plurality of through holes 5 so as to penetrate to the pile interior 3. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、地盤内に設けられる地盤改良杭及び地盤内に地盤改良杭を設ける地盤改良工法に関する。 The present invention relates to a ground improvement pile provided in the ground and a ground improvement method for providing a ground improvement pile in the ground.
従来から、粘性土地盤の圧密促進させることを目的としたバーチカルドレーン工法、及び、砂質土地盤の過剰間隙水圧の消散や、砂質土地盤の締固めを目的とした特許文献1、2に開示された地盤改良工法が提案されている。
Conventionally, the vertical drain method for the purpose of promoting the consolidation of the viscous ground, and the
バーチカルドレーン工法は、粘土層に砂杭等を鉛直に多数打ち込んで、砂杭等の上方に盛土荷重を載せることによって、粘土層を早期に圧密脱水させて地盤強度を高める工法である。 The vertical drain construction method is a construction method in which a large number of sand piles or the like are driven vertically into a clay layer, and the embankment load is placed above the sand pile, whereby the clay layer is quickly consolidated and dewatered to increase the ground strength.
特許文献1に開示されたグラベルドレーンは、粒径により選別された材料のうちドレーン材として使用可能な範囲の粒径を有する材料はグラベルドレーン杭として所定の間隔で地盤に造成・配置し、それ以外の範囲の粒径を有する材料は締固め杭としてグラベルドレーン杭の中心部又はグラベルドレーン杭の周辺に造成・配置するものである。
In the gravel drain disclosed in
特許文献2に開示された液状化抑止杭は、多数の孔部を有し、孔部に通水性のあるフィルターを設けた排水用部材を杭の長手方向に沿って取り付けることにより、排水機能を付与した液状化抑止杭において、フィルターを設けた孔部に所定時間経過後に水に溶ける物質をあらかじめ充填するものである。
The liquefaction suppression pile disclosed in
特許文献3に開示された建物の基礎地盤の液状化対策構造は、一端部側から他端部側に向けて外径が縮径したテーパ形状部分を有する複数のテーパ杭を、上層部分に液状化層を含む建物の基礎地盤の表層部分に、外径の小さな他端部側を下方に向けて圧入用重機を用いて地中に圧入又は回転圧入することにより、群杭を形成するように所定のピッチで格子状に設置して、基礎地盤の表層部分を締め固めることによって構成されるものである。
The structure for countermeasures against liquefaction of the foundation ground of a building disclosed in
しかし、バーチカルドレーン工法は、砂杭等の上方に盛土荷重を載せることによって、粘土層を早期に圧密させるものであるため、盛土を造成するための施工コストの増大や、施工期間の長期化が懸念されるという問題点があった。 However, because the vertical drain method is to load the embankment load above the sand pile, etc., the clay layer is consolidated quickly, so the construction cost for creating the embankment is increased and the construction period is prolonged. There was a problem of concern.
また、特許文献1に開示されたグラベルドレーンは、グラベルドレーン杭と締固め杭とを別途に造成、配置するものであるため、各々の杭を別途に造成、配置するための施工コストの増大や、施工期間の長期化が懸念されるという問題点があった。
In addition, the gravel drain disclosed in
また、特許文献2に開示された液状化抑止杭は、多数の孔部を有する排水用部材を杭の長手方向に沿って取り付けて排水機能を付与することで、砂質土地盤の過剰間隙水圧の消散を図るものであるが、粘性土地盤の圧密促進を図ることを目的とするものとはなっていない。
Moreover, the liquefaction suppression pile disclosed by
さらに、特許文献3に開示された建物の基礎地盤の液状化対策構造は、テーパ杭の外周面と周囲の基礎地盤とを密着させることで、テーパ杭の周面摩擦力を増大させて、各々のテーパ杭を支持杭として用いるものであるが、砂質土地盤の過剰間隙水圧を消散させることができず、砂質土地盤の液状化の防止が不十分なものとなるという問題点があった。
Furthermore, the liquefaction countermeasure structure of the foundation ground of the building disclosed in
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、施工コストの低減、施工期間の短期化を図りながら、細粒土地盤の圧密促進を実施して、また、粗粒土地盤の過剰間隙水圧の消散と粗粒土地盤の締固めとを実施することのできる地盤改良杭及び地盤改良工法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and its object is to promote consolidation of fine-grained ground while reducing the construction cost and shortening the construction period. It is another object of the present invention to provide a ground improvement pile and a ground improvement construction method that can carry out dissipation of excess pore water pressure of coarse ground and compaction of coarse ground.
第1発明に係る地盤改良杭は、地盤内に設けられる地盤改良杭であって、軸芯方向で一方の端部から他方の端部まで傾斜させて略テーパ状に形成された杭側面部と、前記杭側面部に取り囲まれて略中空状に形成された杭内部とを備え、前記杭側面部は、前記杭内部まで貫通するように1又は複数の貫通孔が形成されることを特徴とする。 The ground improvement pile according to the first invention is a ground improvement pile provided in the ground, and is a pile side face portion formed in a substantially tapered shape by being inclined from one end portion to the other end portion in the axial direction. And a pile interior surrounded by the pile side face portion and formed in a substantially hollow shape, wherein the pile side face portion is formed with one or a plurality of through holes so as to penetrate to the inside of the pile. To do.
第2発明に係る地盤改良杭は、第1発明において、前記杭内部は、石材又は鉄鋼スラグを用いた重量材が設けられるものであることを特徴とする。 The ground improvement pile according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the pile is provided with a heavy material using a stone or steel slag.
第3発明に係る地盤改良杭は、第1発明又は第2発明において、前記杭側面部は、鉄材、アルミニウム材又は塩化ビニル材が用いられるものであることを特徴とする。 The ground improvement pile according to the third invention is characterized in that, in the first invention or the second invention, the pile side surface portion is made of an iron material, an aluminum material or a vinyl chloride material.
第4発明に係る地盤改良工法は、地盤内に地盤改良杭を設ける地盤改良工法であって、軸芯方向で一方の端部から他方の端部まで傾斜させて略テーパ状に形成された杭側面部と、前記杭側面部に取り囲まれて略中空状に形成された杭内部とを有して、前記杭側面部に前記杭内部まで貫通するように1又は複数の貫通孔が形成された地盤改良杭を地盤内に設けて、通常時又は地震時に、前記貫通孔を通過して前記杭内部に流入した地下水を地上に排水させることを特徴とする。 The ground improvement construction method according to the fourth invention is a ground improvement construction method in which a ground improvement pile is provided in the ground, and is a pile formed in a substantially tapered shape by being inclined from one end to the other end in the axial direction. One or a plurality of through-holes are formed so as to penetrate through the side of the pile to the inside of the pile. A ground improvement pile is provided in the ground, and the groundwater flowing through the through hole and flowing into the pile is drained to the ground during normal times or during an earthquake.
第1発明〜第4発明によれば、杭側面部が略テーパ状に形成されるとともに、杭側面部に貫通孔が形成されて杭内部が略中空状に形成されるため、地盤改良杭が細粒土地盤に設けられる場合に、盛土等のプレロード構造物の造成を必要としないで、細粒土地盤の圧密を促進させるとともに、細粒土地盤の脱水を促進させることが可能となり、また、地盤改良杭が粗粒土地盤に設けられる場合に、地下水の排水による粗粒土地盤の過剰間隙水圧の消散と、杭の周辺地盤の残留土圧の増大による粗粒土地盤の締固めとを実施することが可能となる。 According to 1st invention-4th invention, since a pile side part is formed in a substantially taper shape, and a through-hole is formed in a pile side part and the inside of a pile is formed in a substantially hollow shape, When it is installed in fine-grained ground, it is possible to promote consolidation of fine-grained ground and promote dehydration of fine-grained ground without the need for preload structures such as embankments. When ground improvement piles are installed in coarse-grained ground, the excess pore water pressure in the coarse-grained ground due to groundwater drainage is dissipated, and the coarse-grained ground is compacted by increasing the residual earth pressure around the pile. Can be carried out.
以下、本発明を適用した地盤改良杭1を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, the form for implementing the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図1に示すように、粘性土又は砂質土等を地盤改良するために、地盤8内に鋼管杭等の杭が打ち込まれて設けられるものであり、鋼管杭等の外周面により形成された杭側面部2と、鋼管杭等の内側に形成された杭内部3とを備える。
As shown in FIG. 1, a
本発明を適用した地盤改良杭1は、図2に示すように、地盤8の深層側8aまで杭の先端部1aが打ち込まれて設けられて、地盤8の表層側8bに杭の基端部1bが設けられる。本発明を適用した地盤改良杭1は、杭の先端部1aを地盤8の深層側8aの支持地盤まで到達させたものとしてもよく、また、杭の先端部1aを支持地盤まで到達させないものとしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、杭の先端部1aで軸芯直交方向Xの管径を小径なものとするとともに、杭の基端部1bで軸芯直交方向Xの管径を大径なものとして、軸芯方向Yで杭の先端部1aから杭の基端部1bまで、軸芯直交方向Xの管径が漸増するように形成される。
The ground improved
本発明を適用した地盤改良杭1は、必要に応じて、杭の先端部1aを塞ぐようにして鋼板等の閉塞部材4が杭側面部2の下端に溶接等により取り付けられる。本発明を適用した地盤改良杭1は、杭の先端部1aを閉塞部材4で塞いだ状態で地盤8内に打ち込まれることによって、先端閉塞杭として地盤8内に設けられるものとなる。
In the
本発明を適用した地盤改良杭1は、例えば、鋼管杭、アルミニウム管又は塩化ビニル管等が用いられる。杭側面部2は、鋼管杭が用いられる場合に、鋼材、ステンレス鋼材等の主な材質を鉄とする鉄材が用いられるものとなる。また、杭側面部2は、アルミニウム管が用いられる場合に、主な材質をアルミニウムとするアルミニウム材が用いられて、さらに、塩化ビニル管が用いられる場合に、主な材質をポリ塩化ビニル等とする塩化ビニル材が用いられる。
As the
杭側面部2は、図3に示すように、軸芯方向Yで杭の先端部1aから杭の基端部1bまで、軸芯直交方向Xの杭の管径が漸増するように形成されることで、杭の先端部1aとなる一方の端部から、杭の基端部1bとなる他方の端部まで、軸芯方向Yで拡径するように所定の勾配θで傾斜させて略テーパ状に形成される。
As shown in FIG. 3, the pile
杭側面部2は、図3(a)に示すように、1/25〜1/200程度の勾配θで略テーパ状に形成される。杭側面部2は、例えば、杭の先端部1aの杭の管径R1を18cm、杭の基端部1bの杭の管径R2を50cmとして、軸芯方向Yで杭の延長Lを630cmとしたときに、1/40程度の勾配θで略テーパ状に形成されるものとなる。
As shown in FIG. 3A, the
杭側面部2は、鋼管杭等の外周面を削孔等することによって、杭内部3まで貫通するように1又は複数の貫通孔5が形成される。杭側面部2は、杭内部3まで貫通する複数の貫通孔5により開口されることで、杭側面部2の全体の表面積に対して所定の開口率を有するものとなり、例えば、杭側面部2の全体の表面積の3%〜20%程度の開口率を有するものとなる。
The pile
貫通孔5は、例えば、直径2mm〜5mm以下の略円形状に形成される。貫通孔5は、軸芯方向Yで杭の先端部1aから杭の基端部1bまで、漸増する杭の管径に略比例させた数量で杭側面部2に形成されてもよく、また、軸芯方向Yの各々の部位で略均等の数量で杭側面部2に形成されてもよい。貫通孔5は、これに限らず、如何なる形状、大きさ、数量で、杭側面部2に形成されてもよい。
The through
杭内部3は、鋼管杭等が略筒状の円錐台形状に形成されることで、鋼管杭等の外周面となる杭側面部2に取り囲まれて略中空状に形成されるものとなる。杭内部3は、軸芯方向Yで杭の先端部1aから杭の基端部1bまで、杭側面部2が略テーパ状に形成されることで内部断面積が漸増して、図3(b)に示すように、杭の基端部1bで相対的に内部断面積A2が大きく、図3(c)に示すように、杭の先端部1aで相対的に内部断面積A1が小さいものとなる。
The
杭内部3は、図4に示すように、必要に応じて、砂利、砕石等の石材、又は、高炉スラグ、製鋼スラグ等の鉄鋼スラグを用いた重量材6が設けられる。重量材6は、例えば、貫通孔5を通過することのないように所定の粒度調整等をしたものが用いられる。重量材6は、水の質量(4℃)を基準とした比重dwを、地盤8の砂の比重ds等よりも大きいものとして、例えば、砂の比重dsを1.7〜1.9程度としたときに、石材の場合に比重dwを2.1〜2.6程度として、鉄鋼スラグの場合に比重dwを2.6〜3.6程度としたものが用いられる。
As shown in FIG. 4, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図5(a)に示すように、粘性土、シルト等の細粒分が50%以上を占める細粒土地盤81、又は、図5(b)に示すように、砂質土、礫質土等の粗粒分が50%を超える粗粒土地盤82に設けられる。ここで、粘性土、シルト等の細粒分とは、土粒子の粒径が0.074mm以下のものであり、砂質土、礫質土等の粗粒分とは、土粒子の粒径が0.074mmを超えるものである。
As shown in FIG. 5 (a), the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図6、図7に示すように、地盤8内に打ち込まれることで、既存の地盤8の土粒子を鋼管杭等の杭が押し分けるものとなることから、軸芯直交方向Xで杭側面部2から地盤8内に向けて、杭の周辺地盤の残留土圧Pが増大するものとなる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
従来の地盤改良杭9は、図6(a)に示すように、杭の先端部9aとなる一方の端部から、杭の基端部9bとなる他方の端部まで、軸芯方向Yで管径を略同一としたストレート状に形成される。従来の地盤改良杭9は、杭の先端部9aの杭の管径R1、及び、杭の基端部9bの杭の管径R2を34mmとして、軸芯方向Yで杭の延長Lを630mmとしたときに、図7の×印に示すように、軸芯方向Yの各深度での杭の周辺地盤の残留土圧P(kPa)が表される。
As shown in FIG. 6 (a), the conventional
これに対して、本発明を適用した地盤改良杭1は、図6(b)に示すように、杭の先端部1aとなる一方の端部から、杭の基端部1bとなる他方の端部まで、軸芯方向Yで拡径するように杭側面部2が略テーパ状に形成される。本発明を適用した地盤改良杭1は、杭の先端部1aの杭の管径R1を18mmとするとともに、杭の基端部1bの杭の管径R2を50mmとして、軸芯方向Yで杭の延長Lを630mmとしたときに、図7の□印に示すように、軸芯方向Yの各深度での杭の周辺地盤の残留土圧P(kPa)が表される。
On the other hand, the
このとき、本発明を適用した地盤改良杭1は、軸芯方向Yで拡径するように杭側面部2が略テーパ状に形成されることで、ストレート状に形成された従来の地盤改良杭9と比較して、杭の先端部1aから杭の基端部1bまでの全長で、杭の周辺地盤の残留土圧Pを増大させたものとなる。本発明を適用した地盤改良杭1は、特に、杭の先端部1a側よりも杭の基端部1b側の方が、ストレート状に形成された従来の地盤改良杭9と比較して、杭の周辺地盤の残留土圧Pの増大率が大きいものとなる。
At this time, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図5(a)に示すように、粘性土、シルト等の細粒分が50%以上を占める細粒土地盤81に設けられる場合において、図8に示すように、通常時に、地盤8内の既存の地下水Wを地上80に排水させるものとなる。本発明を適用した地盤改良杭1は、地盤8内に鋼管杭等を打ち込んで、既存の細粒土地盤81の圧密、脱水が十分なものとなるまで、地盤8内の既存の地下水Wを地上80まで通常時に排水することで、細粒土地盤81を軟弱地盤から硬質地盤として、既存の細粒土地盤81を地盤改良するものとなる。
As shown in FIG. 5 (a), the
本発明を適用した地盤改良杭1は、軸芯方向Yの杭の先端部1aから杭の基端部1bまで、軸芯方向Yで拡径するように杭側面部2が略テーパ状に形成されて、杭の周辺地盤の残留土圧Pを増大させることで、細粒土地盤81の土粒子に大きな押圧力が作用して、細粒土地盤81の圧密、脱水が著しく促進される。
In the
このとき、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭内部3まで貫通する貫通孔5が杭側面部2に形成されて、杭側面部2が所定の開口率で開口されることで、細粒土地盤81の圧密により脱水された既存の地下水Wが、貫通孔5を通過して杭内部3に流入するものとなる。本発明を適用した地盤改良杭1は、杭内部3に流入した地下水Wの水位が杭内部3で次第に上昇して、杭の基端部1bで杭内部3から地上80に地下水Wが排水されるものとなる。
At this time, the
従来のバーチカルドレーン工法では、図9(a)に示すように、ストレート状に形成された従来の地盤改良杭9の上方の地上80に盛土90等のプレロード構造物を造成して、盛土90等の自重の負荷を地盤8にかけることで、杭の周辺地盤の残留土圧Pを増大させるものである。これに対して、本発明を適用した地盤改良杭1は、図9(b)に示すように、杭側面部2を略テーパ状に形成することで、杭の周辺地盤の残留土圧Pを増大させることができるため、従来のバーチカルドレーン工法のように盛土90等を造成することを必要としないものとなる。
In the conventional vertical drain method, as shown in FIG. 9 (a), a preload structure such as
これにより、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭側面部2を略テーパ状に形成することで、盛土90等のプレロード構造物を造成することなく周辺地盤の残留土圧Pを増大させることができるため、盛土90等のプレロード構造物の造成を必要としないものとして、地盤改良の施工コストを低減させるとともに、地盤改良の施工期間の短期化を図ることが可能となる。
Thereby, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、粘性土、シルト等の細粒分が50%以上を占める細粒土地盤81に設けられる場合において、図8に示すように、地震の発生していない通常時に、地盤8内の既存の地下水Wを地上80に排水させるものであり、杭側面部2を略テーパ状に形成するとともに、杭側面部2に貫通孔5が形成されて杭内部3を略中空状に形成することで、盛土90等のプレロード構造物の造成を必要としないで、細粒土地盤81の圧密を促進させるとともに、杭側面部2の貫通孔5を通過して杭内部3に流入する地下水Wの水量を増大させて、細粒土地盤81の脱水を促進させることが可能となる。
In the case where the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図5(b)に示すように、砂質土、礫質土等の粗粒分が50%を超える粗粒土地盤82に設けられる場合において、図10に示すように、地震時に、地盤8内で水圧上昇した地下水Wを地上80に排水させるものとなる。ここで、地震時には、地盤8内の地下水圧が上昇して土粒子の間で過剰間隙水圧が生じることで、粗粒土地盤82が液状化するものとなるが、本発明を適用した地盤改良杭1は、地盤8内の地下水Wを地上80まで排水させることで、地盤8内の過剰間隙水圧を消散させて粗粒土地盤82の液状化を防止するものとして、既存の粗粒土地盤82を地盤改良するものとなる。
The
本発明を適用した地盤改良杭1は、軸芯方向Yの杭の先端部1aから杭の基端部1bまで、軸芯方向Yで拡径するように杭側面部2が略テーパ状に形成されて、杭の周辺地盤の残留土圧Pを増大させることで、粗粒土地盤82の土粒子に大きな押圧力が作用して、地震の発生していない通常時においても、粗粒土地盤82の締固めが著しく促進される。
In the
さらに、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭内部3まで貫通する貫通孔5が杭側面部2に形成されて、杭側面部2が所定の開口率で開口されることで、地震の発生した地震時において、地盤8内で水圧上昇した地下水Wが、貫通孔5を通過して杭内部3に流入するものとなり、杭内部3に流入した地下水Wの水位が杭内部3で次第に上昇して、杭の基端部1bで杭内部3から地上80に地下水Wが排水されるものとなる。
Furthermore, the
これにより、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭側面部2を略テーパ状に形成するとともに、杭側面部2に貫通孔5が形成されて杭内部3が略中空状に形成されることで、地下水Wの排水による粗粒土地盤82の過剰間隙水圧の消散と、杭の周辺地盤の残留土圧Pの増大による粗粒土地盤82の締固めとを実施することが可能となる。なお、本発明を適用した地盤改良杭1は、粗粒土地盤82の締固めが著しく促進されることで、地盤8内の地下水圧の上昇が抑制されて、粗粒土地盤82で過剰間隙水圧が生じにくいものとなる。
Thereby, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、杭側面部2を略テーパ状に形成するとともに、杭側面部2に貫通孔5が形成されて杭内部3が略中空状に形成されることで、単一の鋼管杭等に粗粒土地盤82の締固めの促進及び地下水Wの排水をさせるものとなることから、グラベルドレーン杭、締固め杭等に各別に排水又は締固めをさせる場合と比較して、各別にグラベルドレーン杭、締固め杭等を造成、配置することを必要としないものとして、地盤改良の施工コストを低減させるとともに、地盤改良の施工期間の短期化を図ることが可能となる。
In the
本発明を適用した地盤改良杭1は、杭側面部2が略テーパ状に形成されることで、図11に示すように、杭側面部2に形成された貫通孔5が軸芯方向Yの下方に向けて開口されるとともに、軸芯方向Yで上方の杭内部3の内部断面積Auが、下方の杭内部3の内部断面積Adより大きいものとなる。
The
このとき、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭側面部2に形成された貫通孔5が軸芯方向Yの下方に向けて開口されるため、地盤8内の水圧上昇した地下水Wが軸芯方向Yの下方から貫通孔5を通過して杭内部3に流入しやすくなる。また、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭内部3の上方の内部断面積Auが、杭内部3の下方の内部断面積Adより大きいものとなるため、軸芯方向Yの下方よりも上方が開放された空間を杭内部3が有するものとなり、杭内部3に流入した地下水Wが下方から上方に向けて移動しやすくなる。
At this time, in the
これにより、本発明を適用した地盤改良杭1は、地盤8内の水圧上昇した地下水Wが杭内部3に流入しやすくなるとともに、杭内部3に流入した地下水Wが軸芯方向Yの下方から上方に向けて移動しやすくなることで、図10に示すように、地上80への地下水Wの排水が促進されて、地下水Wの排水による粗粒土地盤82の過剰間隙水圧の消散を効果的に実施することが可能となる。
Thereby, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図12に示すように、杭の周辺地盤の砂の比重dsよりも大きい比重dwの重量材6が杭内部3に設けられる。このとき、本発明を適用した地盤改良杭1は、地震時に、地盤8内の地下水圧が上昇して土粒子の間で過剰間隙水圧が生じることで、地下水Wの浮力Fが軸芯方向Yの上方に向けて作用するものとなるが、重量材6の比重dwが地下水Wの比重や砂の比重dsより大きいため、軸芯方向Yの下方に向けて作用する重量材6の自重Mが、軸芯方向Yの上方に向けて作用する浮力Fより大きいものとなる。このため、本発明を適用した地盤改良杭1は、地盤改良杭1を地盤8内の支持地盤まで到達させることを必要としないで、また、地盤改良杭1の上方の地上80に浮き上がりを防止するための構造物を構築することを必要としないで、重量材6の自重Mによって地盤改良杭1の地盤8内からの浮き上がりを防止することができる。
As shown in FIG. 12, the
これにより、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭の周辺地盤の砂の比重dsや地下水Wの比重よりも大きい比重dwの重量材6が杭内部3に設けられることで、地震時に、粗粒土地盤82が液状化する直前の段階で浮力Fが作用した場合であっても、地盤改良杭1の地盤8内からの浮き上がりを防止して、地盤改良杭1が地盤8内に埋設された状態が維持されることで、地下水Wの排水による粗粒土地盤82の過剰間隙水圧の消散を継続させることが可能となる。
Thereby, the
本発明を適用した地盤改良杭1は、図13に示すように、細粒土地盤81や粗粒土地盤82に設けられる場合において、土粒子Sよりも大きい粒径で、所定の粒度調整をした重量材6を杭内部3に設けることができる。このとき、本発明を適用した地盤改良杭1は、杭側面部2に形成された貫通孔5を地下水Wとともに地盤8内の土粒子Sが通過するため、地盤8内の土粒子Sが杭内部3に流入するものとなるが、杭内部3の重量材6に土粒子Sが接触することで、杭内部3の土粒子Sの移動が重量材6によって阻害されるものとなる。
The
これにより、本発明を適用した地盤改良杭1は、所定の粒度調整をした重量材6が杭内部3に設けられることで、杭内部3に流入した地盤8内の土粒子Sの移動が重量材6によって阻害されて、地盤8内の土粒子Sがフィルタリングされた状態で地下水Wのみが地上80まで排水されるものとなることから、地下水Wと土粒子Sとを分別する作業を必要としないものとして、地上80に排水された地下水Wの排水処理コストを低減させることが可能となる。
Thereby, the
本発明を適用した地盤改良工法は、地盤8内に本発明を適用した地盤改良杭1を設けるものである。本発明を適用した地盤改良工法は、略テーパ状に形成された杭側面部2と、略中空状に形成された杭内部3とを有して、杭側面部2に貫通孔5が形成された地盤改良杭1を地盤8内に設けて、図5に示すように、通常時又は地震時に、細粒土地盤81又は粗粒土地盤82から、貫通孔5を通過して杭内部3に流入した地下水Wを地上80に排水させるものとなる。
In the ground improvement construction method to which the present invention is applied, the
本発明を適用した地盤改良工法は、図9に示すように、特に、細粒土地盤81に地盤改良杭1が設けられる場合に、盛土90等のプレロード構造物を造成することなく、杭側面部2に貫通孔5が形成された地盤改良杭1を地盤8内に打ち込むのと同時に、杭の周辺地盤の残留土圧Pを増大させて、細粒土地盤81の圧密、脱水を開始させることができるため、地盤改良の施工期間を短期化させることが可能となる。
The ground improvement method to which the present invention is applied is shown in FIG. 9, particularly when the
なお、本発明を適用した地盤改良工法は、図12に示すように、杭内部3に重量材6が設けられる場合に、地盤8内に鋼管杭等の杭を打ち込んでから、杭内部3に重量材6が投入されてもよく、また、杭内部3に重量材6を投入してから、地盤8内に鋼管杭等の杭が打ち込まれてもよい。ここで、本発明を適用した地盤改良工法は、杭内部3に重量材6を投入してから、地盤8内に鋼管杭等の杭が打ち込まれることで、重量材6の自重Mを利用した鋼管杭等の打設によって、鋼管杭等の打設の際の施工性を向上させることが可能となる。
In addition, the ground improvement construction method to which the present invention is applied is shown in FIG. 12, when a
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。 As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be construed as limiting.
例えば、本発明を適用した地盤改良杭1は、軸芯方向Yで鋼管杭等の全長の杭側面部2が略テーパ状に形成されてもよく、また、鋼管杭等の杭の先端部1a及び杭の基端部1bの何れか一方又は両方で、略テーパ状に形成された杭側面部2に連続して、軸芯方向Yでストレート状に形成された直管部を部分的に有するものであってもよい。
For example, in the
1 :地盤改良杭
1a :先端部
1b :基端部
2 :杭側面部
3 :杭内部
4 :閉塞部材
5 :貫通孔
6 :重量材
8 :地盤
8a :深層側
8b :表層側
80 :地上
81 :細粒土地盤
82 :粗粒土地盤
X :軸芯直交方向
Y :軸芯方向
1:
Claims (4)
軸芯方向で一方の端部から他方の端部まで傾斜させて略テーパ状に形成された杭側面部と、前記杭側面部に取り囲まれて略中空状に形成された杭内部とを備え、
前記杭側面部は、前記杭内部まで貫通するように1又は複数の貫通孔が形成されること
を特徴とする地盤改良杭。 A ground improvement pile provided in the ground,
A pile side surface formed in a substantially tapered shape inclined from one end to the other end in the axial direction, and a pile interior formed in a substantially hollow shape surrounded by the pile side surface,
The pile improvement pile according to claim 1, wherein the pile side surface portion is formed with one or a plurality of through holes so as to penetrate to the inside of the pile.
を特徴とする請求項1記載の地盤改良杭。 The ground improvement pile according to claim 1, wherein a heavy material using stone or steel slag is provided inside the pile.
を特徴とする請求項1又は2記載の地盤改良杭。 The ground improvement pile according to claim 1 or 2, wherein said pile side part uses iron material, aluminum material, or vinyl chloride material.
軸芯方向で一方の端部から他方の端部まで傾斜させて略テーパ状に形成された杭側面部と、前記杭側面部に取り囲まれて略中空状に形成された杭内部とを有して、前記杭側面部に前記杭内部まで貫通するように1又は複数の貫通孔が形成された地盤改良杭を地盤内に設けて、通常時又は地震時に、前記貫通孔を通過して前記杭内部に流入した地下水を地上に排水させること
を特徴とする地盤改良工法。 A ground improvement method in which ground improvement piles are provided in the ground,
Pile side surface formed in a substantially tapered shape inclined from one end to the other end in the axial direction, and a pile interior formed in a substantially hollow shape surrounded by the pile side surface A ground improvement pile having one or a plurality of through holes formed in the side surface of the pile so as to penetrate to the inside of the pile is provided in the ground, and the pile passes through the through hole at a normal time or during an earthquake. A ground improvement method characterized by draining groundwater flowing into the ground to the ground.
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