| 【発明の名称】 |
ダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法及び装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】横山 弘介
|
| 【要約】 |
【課題】抑止杭の削孔に対する打設に際し、削孔と杭体の間隙部に固定用のグラウト材を注入充填し、杭体（ケーシング）内への該グラウト材の逆流侵入を防止し、ダウンザホールドリルの引き抜きを容易にし、抑止杭の根入れを安全かつ低コストで、能率良く施行ができるようにする。
【解決手段】地盤５に削孔１８を掘削する際し、ダウンザホールドリル３の外側に杭体（ケーシング）２を一体的に外装し、ビット６で所定深度掘削しながら、そのエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路に対し、セメントミルク等のグラウト材１７外周面との間隙１９部分についてのみ、該グラウト材１７を注入充填し、かつ、杭体（ケーシング）２の上端部をプレート１４により、密封して、内部にグラウト材１７やエア等が逆流せず、次段の施行に際しダウンザホールドリル３が、スムーズに引き抜きが行われるようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ダウンザホールドリルにより硬質地盤の削孔を行いグラウト材を注入充填する方法において、削孔形成工程の目標深度に到達した後に該ダウンザホールドリルのビットへの圧搾空気の供給経路を経由させて該ダウンザホールドリルのエアー噴出ポートより上記グラウト材を圧送を介して削孔内に注入充填するようにすることを特徴とするダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項２】上記注入において、グラウト材の圧送と同時に圧搾空気を供給しグラウト材の注入充填を助勢自在であるようにすることを特徴とする請求項１記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項３】上記グラウト材注入充填方法において上記ダウンザホールドリルの外周にパイプ群を添設し、孔壁を保護しながら削孔掘削形成を行い、目標深度へ到達後に該削孔内にグラウト材を注入充填することを特徴とする請求項１又は２いづれか記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項４】上記グラウト材の注入充填に際し、上記ダウンザホールドリルの先端が上記パイプ群の内部より先方に突出自在にして回転しながら行うようにすることを特徴とする上記請求項３記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項５】上記グラウト材の注入充填に際し、上記ダウンザホールドリルの先端が上記パイプ群の先端から先方に突出して拡大状態にして行うようにすることを特徴とする上記請求項４記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項６】上記グラウト材の注入充填方法において、先端ビットの拡縮が自在なダウンザホールドリルの外周にパイプ群を添設することにより、削孔の掘削と該パイプ群の埋め込みを同時併行的に進行させ、該削孔内にグラウト注入充填するに、該パイプ群と削孔壁との間隙にグラウト材を注入充填する際、該パイプ群の内周とドリルロッドの外周により形成されるリング状の間隙の任意の位置を閉塞すること、又は、該パイプ内へのグラウト材を注入充填することによる該パイプ群内周とダウンザホールドリルとの間隙を密閉することにより該パイプ群内のダウンザホールドリルとの間隙へのグラウト材の注入を抑制し該パイプ群の外周面と削孔壁との間隙部へのグラウト材の注入充填を自在するようにすることを特徴とする請求項２又は、３いづれか記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項７】上記グラウト材の注入充填方法において、該パイプ群を削孔内に残置するようにする際、該ダウンザホールドリルの圧搾空気供給径路を経由して該ダウンザホールドリルのエアー噴出ポートよりグラウト材の注入充填を行うことを特徴とする請求項２乃至７いづれか記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項８】上記グラウト材の注入充填に際し、上記パイプ群の隔壁として内外に異なるグラウト材の注入充填を行うようにすることを特徴とする請求項８記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項９】上記グラウト材の注入充填に際し、上記パイプ群の隔壁の外側の上下層の複層に異なるグラウト材の注入充填を重積して行うようにすることを特徴とする請求項８記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項１０】上記グラウト材の注入充填に際し、上記パイプ群の内側及びパイプ群の上下層の複層に異なるグラウト材の注入充填を行うようにすることを特徴とするダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項１１】上記グラウト材の注入充填方法において、上記パイプ群を地下構造物として残置固定するようにすることを特徴とする請求項２乃至１１いづれか記載のダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填方法。
【請求項１２】上記グラウト材の注入充填方法において、目標削孔深度到達後に上記パイプ群のいづれかの位置に密封装置を配設したことを特徴とするダウンザホールドリルを介してのグラウト材注入による削孔内への充填装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】開示技術は、地滑り対策工事等において軟弱地盤層及び硬質地盤（例えば、岩盤）層の互層地盤に対して地滑り防止用の抑止の杭体等を直接的に打設を行う技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管杭，コンクリート杭等の地滑り防止用の抑止杭等の管状杭体（ケーシング）を硬質地盤および岩盤層を包含する対象地盤に打設する技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該種技術は、全回転型オールケーシング掘削装置等を介するものであるが、当該技術にあっては、先行掘削工程と杭体の建て込み工程とが分割され、工程が複雑化する欠点があり、又工期の短縮が図り難い難点があった。
【０００４】更に、掘削された竪穴孔壁（削孔）と当該箇所に回転圧入した杭体を該孔壁に固定するべくグラウトを注入充填する工程を必要としているが、該工程は、ポンプ圧送等により行われるような技術であったが、工程を大幅に拘束して結果的にコスト的に高くなる不利点があり、精度不良になるデメリットがあった。
【０００５】この際、注入充填するグラウトが、不十分であると、精度が悪くなるという問題があり、後工事の信頼性を落とす結果を招く不具合があった。したがって、当該注入充填するグラウトは、緊密にする必要がある。しかしながら、当該グラウトの注入充填は、高圧ポンプによるために、当該ポンプに圧送中途のグラウトが逆流すると精度不良をきたし、そのため再度当該ポンプを介し、グラウト注入充填の反復施工を行わねばならないという不具合があった。
【０００６】
【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく削孔中に建て込まれた杭体と削孔の間隙に注入充填するグラウトの問題点を解決すべき技術的課題とし、該削孔を先行掘削によらずダウンザホールドリルを用い、該ダウンザホールドリルの外側にパイプ群を配設し、該パイプ群と削孔との間にのみ、或いは、両者にグラウト材をシース状に緊密に注入充填するようにして、建設産業における土木技術利用分野に益する優れた硬質地盤に対するグラウト注入を介しての杭体打設方法及び装置を提供せんとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする手段】上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、ダウンザホールドリルにより硬質地盤の削孔を行い、グラウト材を注入充填する方法において、上記ダウンザホールドリルの駆動力である圧搾空気の供給経路を経由させたグラウト材の圧送を第一の基幹とし而してその際、上記供給経路にグラウト材の圧送と同時に圧縮空気を供給するようにすることにより、グラウト材の圧送力を助勢自在であるようにもし、また、該ダウンザホールドリル外周にパイプ群を添設して削孔内への該パイプ群建て込み作業を削孔作業と同時に行うようにし、先端ビットのパイプ群内部に位置固定的に、或いは、中途から先方に突出させ、或いは、突出拡縮旋回が自在なダウンザホールドリルを使用し、該ダウンザホールドリルの外側にパイプ群を配設することにより削孔の掘削と該パイプ群の埋め込みとを同時併行的に進行させ、目標深度に到達後にパイプ群の外周面とを介してダウンザホールドリルと削孔孔壁との間隙部にグラウト材を注入充填する際、該ダウンザホールドリルのビットをパイプ群の内部に位置固定的に或いは、所定に吐出状態にし、或いは、突出旋回するようにし、又、該パイプ群の上端或いは下端の閉塞または管内への充填材注入による管内密閉により該管状杭体とダウンザホールドリルとの円状断面へのグラウト材の流入を抑制し、該管状杭体外周面と削孔孔壁とのリング状間隙へのグラウト材の注入充填をするようにもし、更に上記グラウト材の注入充填に際し、パイプ群の内外部の内部にも、又、外部に対しても上下層等の性状を異なるようにし、而して、上記硬質地盤に対する杭打設装置において、削孔目標深度到達後に該管状杭体外周面と削孔孔壁との間隙にグラウト材を注入充填する装置において、管状杭体上端或いは、下端の該管状杭体とダウンザホールドリルとの円状断面へのグラウト材の流入を抑制し該管状杭体外周面と削孔孔壁とのリング状間隙への杭周固定材の圧送を自在とすることを第２の基幹とし、加えて、目標削孔深度到達後に地表面より突出した管状杭体の上部に密封装置を配設するようにもした技術的手段を講じたものである【０００８】
【作用】而して、上述構成において、軟弱地盤層、硬質地盤層に対し、地滑り防止用の抑止杭等の打設を行うに際し、ダウンザホールドリルに対し、パイプ群を外装し、該ダウンザホールドリルにより、削孔を行い、その際、ダウンザホールドリルの所定深度到達あるいはその中途からのダウンザホールドリルの引き上げに併せて該ダウンザホールドリルのビットのエア噴出ポートに対するエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路からグラウト材を送給し、該ビットから削孔と杭体の間隙のみに該グラウト材を注入充填し、その際該杭体頂部あるいは底部にプレートを配設するか、杭体内部に水などの充填材を飽和させて、下方から上昇するグラウト材の、ダウンザホールドリルのケーシングへの逆流による侵入を防止し、該パイプ群の杭体を介して削孔との間のみに或いは、パイプ群の内外に上下層などに異なる性状のグラウト材等の注入充填を確実にシース状に設けることができるようにしたものである。
【０００９】
【発明が実施しようとする形態】次にこの出願の発明の実施しようとする形態を実施例の態様として、図面を参照して説明すれば以下の通りである。
【００１０】図１において１はこの出願の発明のシステムの概略図であり、打設対象の杭体２は、抑止杭であり、該杭体（ケーシング）２の内部には削孔用のダウンザホールドリル３、杭体（ケーシング）２との間に挿入引き抜きを容易にするように若干の空隙４が訂正されている。
【００１１】そして、軟質地盤あるいは硬質地盤の互層地盤等の地盤５を所定深度まで掘削するにダウンザホールドリル３の先端部には図２に示すようなカメラのシャッター様の拡縮自在のビット６が設けられて、シャフト７の先端に配設されて、掘削時は拡大し、引き抜き時は縮少されるようにされている。
【００１２】而して、上記シャフト７は図３，図４に示す如く先端にはビット６を有し、該ビット６にはエア噴出ポート８が設けられており、該エア噴出ポート８に通じるエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路などが図示してはいないが、所定のスイーベルジョイント等に接続されている。
【００１３】該シャフト７の上段には、連結部としてのジョイント９を有するシャフト様のロッド１０が連結されるようにされており、該ロッド１０には油圧シリンダー１１の接続用のボルトネジ１２を介して、バンド１３が設けられており、又、該油圧シリンダー１１の上部にはシール用ゴム１５等を有してプレート１４が設けられて杭体４に上部から密着する様に固定されて、図６に示す様に、中央部にはロッド１０の挿通される穴１６が形成されている。
【００１４】そして、該油圧シリンダー１１に対する作動油の供給は図示しない油圧ユニットより行われ、作業上必要に応じてその作動が可能であるように、独立の動力系で構成されている。
【００１５】杭体（ケーシング）２の所定深度の長さに対する上段の接続はロッド１０のアダプターとして、図示しないジョイントに接続されるようにされているものである。
【００１６】尚、抑止杭２の内部には飽和材としての充填材の水などが漏出しないように密封されているものである。
【００１７】上述構成において、抑止杭２に対しバンド１３を緊締させ、その油圧シリンダー１１の上端部を密着するプレート１４に連結し、そのゴムシール１５をして、杭体（ケーシング）２の状態に密着させ密封した杭体（ケーシング）２の内部を密封させて、エア注入、供給通路を介し充填されるセメントミルク等のグラウト材１７がビット６により掘削された削孔１８と該杭体（ケーシング）２との間隙１９にのみ下方から上昇されて注入充填され該杭体（ケーシング）２の内部には逆流、侵入されないようにされている。
【００１８】尚、油圧シリンダー１１とプレート１４を杭体２の所定部位にセットされたシステム１を用いて軟弱地盤と岩盤との互層地盤５、に削孔１８を掘削していく。
【００１９】該杭体（ケーシング）２の所定深度に削孔１８を掘削形成しながら、抑止杭の杭体（ケーシング）２を貫入、挿設、打設するに際し、ビット６を拡開して在来態様同様に硬質地盤を掘削すると同時にそのエア噴出ポート８からセメントミルクなどのグラウト材１７を油圧ポンプ或いはスイーベルジョイントを介し、高圧エアと同時に送給し、該エア噴出ポート８より噴出すると送給されたセメントミルクのグラウト材１７は圧縮空気に助勢されて噴出され図１の矢印に示す様に形成された削孔１８と該杭体（ケーシング）２の間隙１９を揚昇して確実に注入充填され、充填を助勢した圧縮空気、或いはセメントミルク等のグラウト材１７を該杭体（ケーシング）２内のダウンザホールドリル３のシャフト７の間には逆流侵入せず、結果的に杭体（ケーシング）２と削孔１８との間にのみ確実に設計通りにグラウト材が注入充填されることになり、設定深度からビット６を縮少させて杭体（ケーシング）２内部からダウンザホールドリル３を引き上げる。
【００２０】尚、図１において２０は杭体（ケーシング）２とその内部のダウンザホールドリル３のシャフト７との間に介装される空気層である。
【００２１】次により具体的な実施の形態を図７以下の図面によって説明すれば以下のとおりである。
【００２２】図７，８に示す実施形態において削孔１８の該削孔をダウンザホールドリル３をそのビット６により所定深度まで削孔しグラウト圧を圧送装置２０からグラウト材１７をエア圧送通路２１を介しビット６のエア噴出ポート２２´ から削孔１８とダウンザホールドリル３から上流へ向け噴出して前述した如く注入充填する。
【００２３】而して、図９，１０に示す実施形態は、先述した如く、グラウト材圧送装置２０からエア通路２１にエア圧送送給装置２２からの高圧エア２３を加味して助勢し、グラウト材１７の供給を助勢するようにしたものである。
【００２４】そして、図１１，１２に示す実施形態はダウンザホールドリル３の外側にパイプ群２４を環設して削孔１８とダウンザホールドリル３との間に遮断壁を形成し、該ダウンザホールドリルのビット６部を環設パイプ２４群の先端部の先方に進出内在自在（当該図１１にあっては、進出態様である。）にして該ビット６のエア噴出ポート２１からグラウト材１７を削孔１８内に注入充填するようにした態様であり、図１３，１４に示す実施の形態はビット６のパイプ群２４内であってグラウト材１７を削孔１８内に注入充填する様にしたものであり、図１５，１６に示した実施の形態は、シャッター形式のビット６はパイプ群２４の先端から突出して拡大されて旋回掘削をするようにしながら、グラウト材１７とパイプ群２４を内装する削孔１８内に注入充填する。
【００２５】そして、削孔１８内に注入充填するようにしたものであ。
【００２６】而して、図１７，１８，１９に示す実施形態は請求項７に対応するものであり、ビット６とパイプ群２４との間にリング状閉塞体２５を介在させパイプ群２４内の空間を閉塞することにより該パイプ群２４内の密閉を図り、該パイプ群２４とダウンザホールドリル３へのグラウト材１７の侵入を防ぐようにした形態である。
【００２７】次に図２０の（ト）に示す実施形態はダウンザホールドリル３のビット６をその拡大しながらパイプ群２４を適宜なレベルまで昇降させて削孔１８とパイプ群２４の外側にグラウト材１７を注入充填して杭体を構造体として形成する態様であり、（チ）に示す実施形態は上述の如くして杭体１７´ と形成した後パイプ群２４を撤去して管状杭体として残置形成する態様であり、（リ）はダウンザホールドリル３を引き抜きつつパイプ群２４のみを撤去して該パイプ群２４の内外のグラウト材１７´´，１７´´´ の性質を異なる杭体を造成することが出来るようにした態様であり、（ロ）に示す実施形態はパイプ群２４の撤去に際し、その内側のグラウト材１７´´と外側のグラウト材１７´´´ の性質を異ならせて形成する態様である。
【００２８】上述各実施形態の他にパイプ群２４の断面リング状のグラウト材１７を上下層２層等に亘り異ならせて行うタイプも可能である。
【００２９】この様にして、削孔１８内に杭体（ケーシング）２のパイプ群２４をダウンザホールドリル３と共に建込みし、削孔１８との間にグラウト材１７を確実に注入充填して杭体（ケーシング）２の建込み姿勢を固定状態にし、次ぎの隣位する抑止杭の施工を反復するようにする。
【００３０】尚、この出願の発明の実施しようとする形態は上述態様ばかりでなく、例えば掘削と合わせてグラウト材の注入充填を同時平行的に行うことも出来るものである。
【００３１】又、対象とする杭体２は抑止杭に限らず、鋼管杭やコンクリート杭等、種々の態様が採用可能である。
【００３２】そして、打設を完了させた抑止杭には、内部にはセメントミルク等のグラウト材の残滓がない状態で設計通りの打設がスムーズに行え、又、ダウンザホールドリルの引き抜きもスムーズに行え、後工事に対する信頼性も充分に確保出来るものである。
【００３３】又、削孔１８が長尺の深度の場合には、ダウンザホールドリル３及びアダプターとしてのシャフト１０は適宜のジョイントを介して所定の長さに連結、接続出来ることは勿論のことである。
【００３４】
【発明の効果】抑止杭等の杭体（ケーシング）の地盤中への打設に際し、削孔の掘削と該削孔に対する該杭体（ケーシング）の建て込みに際し、抑止杭等の杭体（ケーシング）を掘削した削孔に安定して固定するセメントミルク等のグラウト材を介して、静定状態に固定することが同時にスムーズに行え、設計通りの杭体の打設が行われるという優れた効果が奏される。
【００３５】而して、該削孔の掘削に際し、地盤中にダウンザホールドリルを用いての削孔の掘削に合わせて該ダウンザホールドリルに杭体（ケーシング）を一体的に抱き抱えるようにして随伴的に削孔中に杭体（ケーシング）を建て込みすることが出来るためにワンパスの１工程で、掘削と建て込みが出来、工程の短縮による工期の縮少が図れるという優れた効果が奏される。
【００３６】そして削孔の所定深度に到達に達した後、或いは、達するまでの途中で、併設するエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路を介し、ビットのエア噴出ポートから圧縮空気送給通路を介して、セメントミルクなどのグラウト材をまた該グラウト材と共に該ビットに供給するエアをも同時に供給、送給し、且つ、送給されたグラウト材と、エアの両方をも杭体の内側に逆流しないように密封状態にし、杭体と削孔のリング状の間隙部のみに、注入充填し、杭体（ケーシング）の内側に逆流侵入しないように、少なくとも杭体（ケーシング）の上端部と下端部を密閉することにより、該杭体（ケーシング）と内部のエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路のグラウト材等が侵入せず、スムーズにダウンザホールドリルが杭体（ケーシング）に対し、揚昇が行えるという優れた効果が奏される。
【００３７】その為、杭体（ケーシング）を、削孔に対し、経時的に安定して建て込みが出来るという優れた効果が奏される。又、ダウンザホールドリルのエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路を用いて、セメントミルク等のグラウト材を空気と共に、又、選択的に供給することができるために、杭体の地盤中への根入れを施行することが自由に選択でき、安定した杭体（ケーシング）の削孔中への打設が行えるという優れた効果が奏される。
【００３８】又、根入れに際し、杭体（ケーシング）の上端部及び下端部の少なくとも上端部を密封状態にし、ダウンザホールドリルのビットへのエアラインやエアホース等の圧縮空気送給通路の供給通路を介し供給するセメントミルク等のグラウト材が建て込み中の杭体（ケーシング）の内部に逆流侵入せず、揚昇するダウンザホールドリルの次段に使用するに際しての引き抜きがスムーズに行えるという優れた効果が奏される。
【００３９】又、この出願の発明においては杭体（ケーシング）の上端部を密封する装置だけで、該杭体の上端方向に密着させるようにすることにより、また、これを杭体（ケーシング）の尺度の長さ、深度に応じて、ジョイントを介し、連結する杭体（ケーシング）ごとに位置をずらして固定できるようにしたことにより、削孔即ち杭体（ケーシング）の尺度に応じて杭体（ケーシング）の上端部のプレートなどの密封体を選択的にセットできるという体制が採れるという優れた効果が奏される。
【００４０】そして、抑止杭等の杭体（ケーシング）を削孔に対し、確実に固定できるために、次段の施行が信頼性の高い高精度で行えるという優れた効果が奏される。
【００４１】又、システム装置にあっては先端ビットを拡縮自在なカメラのシャッターと同時に拡縮自在にするビット様式のものを用いることができるために、特に施工費用がかさ張らずに済み、施工能率の向上と相俟って安全性が高く、低コストで、施工ができるという優れた効果が奏される。
【００４２】更に、ダウンザホールドリルの外周面にパイプ群を壁体として環設しその内外部に性質の異なるグラウト材を注入充填することも出来るために杭体の断面状態を状況に応じて形成させることが出来るという優れた効果が奏される。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】５９３１８７３９７
【氏名又は名称】株式会社横山基礎工事
|
| 【出願日】 |
平成１３年３月１日（２００１．３．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５８５６
【弁理士】
【氏名又は名称】富田 幸春
|
| 【公開番号】 |
特開２００２−２５６７９０（Ｐ２００２−２５６７９０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年９月１１日（２００２．９．１１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−５６４６７（Ｐ２００１−５６４６７） |
|