(57)【要約】  オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法であって、ケーシング（１）を備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させ、掘削孔（２）を形成するステップＳ１と、ケーシング（１）を掘削孔（２）に収納するステップＳ２と、既製杭（４）が掘削孔（２）の孔底に至るまで、既製杭（４）を掘削孔（２）に差し込めるステップＳ３と、掘削孔（２）内にスラリー（３）を注入するステップＳ４と、ケーシング（１）を抜き出し、既製杭（４）と掘削孔（２）のキャビティとが一体構造に固結されるようにするステップＳ５とを含む。杭本体と、杭本体に設置され、給液端（１１）が杭本体の上端面外に延び、出液端（１２）が杭本体の下端面及び／又は杭本体の側面外に延びているグラウチングチャンネル（５）とを含む既製杭をさらに提供する。  【選択図】図１
2022502586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法であって、
水域工事の基礎施工に適用され、
ケーシング（１）を備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させ、掘削孔（２）を形成するステップＳ１と、
前記ケーシング（１）を前記掘削孔（２）に収納するステップＳ２と、
前記既製杭（４）が前記掘削孔（２）の孔底に至るまで、既製杭（４）を前記掘削孔（２）に差し込めるステップＳ３と、
前記掘削孔（２）内にスラリー（３）を注入するステップＳ４と、
前記ケーシング（１）を抜き出し、前記既製杭（４）と前記掘削孔（２）のキャビティとが一体構造に固結されるようにするステップＳ５とを含む、ことを特徴とするオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項２】
前記既製杭（４）が前記掘削孔（２）の孔底に至るまで前記既製杭（４）を前記掘削孔（２）に差し込めるステップＳ３は、
スラリー（３）を前記掘削孔（２）内に予め注入するステップと、
前記スラリー（３）が凝固する前に、前記掘削孔（２）の孔底に至るまで既製杭（４）を前記掘削孔（２）に差し込めるステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項３】
前記既製杭（４）には、スラリー（３）を前記掘削孔（２）内に注入するためのグラウチングチャンネル（５）が既製されており、
前記ケーシング（１）を抜き出すステップＳ５は、
前記ケーシング（１）を抜き出す過程において、前記既製杭（４）のグラウチングチャンネル（５）を介して前記掘削孔（２）内に持続的にグラウチングするステップを含み、及び／又は、
前記掘削孔（２）内にスラリー（３）を注入するステップＳ４は、
前記ケーシング（１）を抜き出す前に、前記既製杭（４）のグラウチングチャンネル（５）を介して前記掘削孔（２）内にグラウチングするステップを含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項４】
前記グラウチングチャンネル（５）は、前記既製杭（４）の底面に位置する第１のグラウチングチャンネル（６）を含み、
前記ケーシング（１）を抜き出すステップＳ５は、前記ケーシング（１）を抜き出す過程において、第１のグラウチングチャンネル（６）を介して前記掘削孔（２）内に持続的にグラウチングするステップを含み、及び／又は、
前記掘削孔（２）内にスラリー（３）を注入するステップＳ４は、
前記ケーシング（１）を抜き出す前に、前記第１のグラウチングチャンネル（６）を介して前記掘削孔（２）内にグラウチングするステップを含む、ことを特徴とする請求項３に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項５】
前記グラウチングチャンネル（５）は、前記既製杭（４）の側部に位置し、既製杭（４）と前記掘削孔（２）との間にグラウチングするための第２のグラウチングチャンネル（７）を含み、
第２のグラウチングチャンネル（７）を介して既製杭（４）と前記掘削孔（２）との間にグラウチングするステップＳ６をさらに含む、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項６】
岩盤層（９）を底部に有する水域への施工過程において、
前記ケーシング（１）を備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳ１は、前記ケーシング（１）を前記岩盤層まで降ろすステップと、前記ケーシング（１）のキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろして、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に岩盤掘削孔（１３）を形成するステップとを含み、
前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔（１３）から取り出し、前記ケーシング（１）を岩盤掘削孔（１３）に収容するステップＳ２は、前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔（１３）及び前記ケーシング（１）から順次取り出し、前記ケーシング（１）の下端が前記岩盤掘削孔（１３）のキャビティの開口の縁部に入るステップを含み、
前記掘削孔（２）は前記岩盤掘削孔（１３）を含む、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項７】
未固結層（８）と岩盤層（９）を底部で上部から下部へ順次有する水域への施工過程において、
前記ケーシング（１）を備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳ１は、
前記ケーシング（１）を前記未固結層（８）まで降ろし、前記未固結層（８）に孔を掘削リグで掘削して、前記ケーシング（１）が前記未固結層（８）を貫通するようにし、未固結層掘削孔（１４）を形成するステップと、
前記ケーシング（１）内の泥砂を取り出すステップと、
前記ケーシング（１）のキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろし、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に岩盤掘削孔（１３）を形成するステップと、を含み、
掘削リグのドリルを前記掘削孔（２）から取り出し、前記ケーシング（１）を掘削孔（２）に収容するステップＳ２は、
掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔（１３）及び前記ケーシング（１）から順次取り出し、前記ケーシング（１）の下端が前記岩盤掘削孔（１３）のキャビティの開口の縁部に入るステップを含み、
前記掘削孔（２）は前記未固結層掘削孔（１４）と前記岩盤掘削孔（１３）を含む、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項８】
未固結層（８）を底部に有する水域への施工過程において、
ケーシング（１）を備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳｌは、前記ケーシング（１）を前記未固結層（８）まで降ろし、前記未固結層（８）に孔を掘削リグで掘削して未固結層掘削孔（１４）を形成し、前記ケーシング（１）が前記未固結層（８）に入るようにするステップと、前記ケーシング（１）内の泥砂を取り出すステップとを含む、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項９】
前記既製杭（４）の上端が水域の水面の上に位置し、及び／又は前記既製杭（４）の上端が水域の水面の下に位置する、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項１０】
前記スラリー（３）はセメントミルク及び／又はモルタル及び／又は化学薬液を含む、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法。
【請求項１１】
既製杭であって、
杭本体と、
前記杭本体に設置され、給液端（１１）が前記杭本体の上端面外に延び、出液端（１２）が前記杭本体の下端面及び／又は前記杭本体の側面外に延びているグラウチングチャンネル（５）とを含む、ことを特徴とする既製杭。
【請求項１２】
前記杭本体は鉄筋コンクリート既製杭であり、前記グラウチングチャンネル（５）は前記杭本体の鉄筋かごに既製されているグラウチング管である、ことを特徴とする請求項１１に記載の既製杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎の技術分野に関し、具体的には、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法、及びその既製杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、水域工事の基礎工事分野、特に海洋工事の技術分野では、河川湖海中の杭基礎の多くは場所打ち杭又はハンマー打撃鋼管杭であり、その場所打ち杭の施工手段及び方法としては、締切築島又は鋼製スリーブによる施工作業の補助が最も一般的である。締切築島は築島充填とも呼ばれ、海洋環境の施工が困難であるという問題を解決するためには、締切により囲まれた領域内に土、砂や砂利石を盛土し、孔を掘削してグラウチングする必要がある。また、場所打ち杭の施工完了後、上記の締切築島を撤去する必要があり、その結果、上記の締切築島方式による施工量は非常に膨大であり、工事周期が長く、工事のコストが高いという問題が生じる。同様に、ハンマー打撃鋼管杭は、水域地盤の基礎にハンマーで沈める方式で施工されているので、ハンマー打撃鋼管杭は、硬い岩盤に遭遇した場合、端部に縁取りが発生し、ひいては岩盤に打ち込むことができないという施工上の問題が発生し、しかも、上記のハンマー打撃鋼管杭の鋼管を取り出すことができないため、腐食の問題が発生しやすいだけでなく、上記の施工方法の施工コストが高く、施工の工事量が大きくなるという問題も発生する。
【発明の概要】
【０００３】
したがって、本発明は、各種の地層の条件下で水上基礎に対する施工を行うときに、特に海洋工事の基礎で施工するときに、場所打ち杭の基礎施工の工事量が膨大であり、工事周期が長く、工事のコストが高いという従来技術の問題を解決するために、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法、及びその既製杭を提供することを目的とする。本出願は、水域工事の基礎施工に適用され、
ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させ、掘削孔を形成するステップＳ１と、
前記ケーシングを前記掘削孔に収納するステップＳ２と、
前記既製杭が前記掘削孔の孔底に至るまで、既製杭を前記掘削孔に差し込めるステップＳ３と、
前記掘削孔内にスラリーを注入するステップＳ４と、
前記ケーシングを抜き出し、前記既製杭と前記掘削孔のキャビティとが一体構造に固結されるようにするステップＳ５とを含む、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法を提供する。
【０００４】
前記既製杭が前記掘削孔の孔底に至るまで前記既製杭を前記掘削孔に差し込めるステップＳ３は、
スラリーを前記掘削孔内に予め注入するステップと、
前記スラリーが凝固する前に、前記掘削孔の孔底に至るまで既製杭を前記掘削孔に差し込めるステップとを含む。
【０００５】
前記既製杭には、スラリーを前記掘削孔内に注入するためのグラウチングチャンネルが既製されており、
前記ケーシングを抜き出すステップＳ５は、
前記ケーシングを抜き出す過程において、前記既製杭のグラウチングチャンネルを介して前記掘削孔内に持続的にグラウチングするステップを含み、及び／又は、
前記掘削孔内にスラリーを注入するステップＳ４は、
前記ケーシングを抜き出す前に、前記既製杭のグラウチングチャンネルを介して前記掘削孔内にグラウチングするステップを含む。
【０００６】
前記グラウチングチャンネルは、前記既製杭の底面に位置する第１のグラウチングチャンネルを含み、
前記ケーシングを抜き出すステップＳ５は、前記ケーシングを抜き出す過程において、第１のグラウチングチャンネル及び／又は第２のグラウチングチャンネルを介して前記掘削孔内に持続的にグラウチングするステップを含み、及び／又は、
前記掘削孔内にスラリーを注入するステップＳ４は、
前記ケーシングを抜き出す前に、前記第１のグラウチングチャンネルを介して前記掘削孔内にグラウチングするステップを含む。
【０００７】
岩盤層を底部に有する水域への施工過程において、
前記ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳ１は、前記ケーシングを前記岩盤層まで降ろすステップと、前記ケーシングのキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろして、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に岩盤掘削孔を形成するステップとを含み、
前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔から取り出し、前記ケーシングを岩盤掘削孔に収容するステップＳ２は、前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔及び前記ケーシングから順次取り出し、前記ケーシングの下端が前記岩盤掘削孔のキャビティの開口の縁部に入るステップを含み、
前記掘削孔は前記岩盤掘削孔を含む。
【０００８】
未固結層と岩盤層を底部で上部から下部へ順次有する水域への施工過程において、
前記ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳ１は、
前記ケーシングを前記未固結層まで降ろし、前記未固結層に孔を掘削リグで掘削して、前記ケーシングが前記未固結層を貫通するようにし、未固結層掘削孔を形成するステップと、
前記ケーシング内の泥砂を取り出すステップと、
前記ケーシングのキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろし、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に岩盤掘削孔を形成するステップと、を含み、
掘削リグのドリルを前記掘削孔から取り出し、前記ケーシングを掘削孔に収容するステップＳ２は、
掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔及び前記ケーシングから順次取り出し、前記ケーシングの下端が前記岩盤掘削孔のキャビティの開口の縁部に入るステップを含み、
前記掘削孔は前記未固結層掘削孔と前記岩盤掘削孔を含む。
【０００９】
未固結層を底部に有する水域への施工過程において、
ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳｌは、前記ケーシングを前記未固結層まで降ろし、前記未固結層に孔を掘削リグで掘削して未固結層掘削孔を形成し、前記ケーシングが前記未固結層に入るようにするステップと、前記ケーシング内の泥砂を取り出すステップとを含む。
【００１０】
前記既製杭の上端が水域の水面の上に位置し、及び／又は前記既製杭の上端が水域の水面の下に位置する。
【００１１】
前記スラリーはセメントミルク及び／又はモルタル及び／又は化学薬液を含む。
【００１２】
既製杭であって、
杭本体と、
前記杭本体に設置され、給液端が前記杭本体の上端面外に延び、出液端が前記杭本体の下端面及び／又は前記杭本体の側面外に延びているグラウチングチャンネルとを含む。
【００１３】
前記杭本体は鉄筋コンクリート既製杭であり、前記グラウチングチャンネルは前記杭本体の鉄筋かごに既製されているグラウチング管である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の技術案は、下記の利点を有する。
【００１５】
１．本発明によるオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法は、水域工事の基礎施工に適用され、ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させ、掘削孔を形成するステップＳ１と、前記ケーシングを前記掘削孔に収納するステップＳ２と、前記既製杭が前記掘削孔の孔底に至るまで、既製杭を前記掘削孔に差し込めるステップＳ３と、前記掘削孔内にスラリーを注入するステップＳ４と、前記ケーシングを抜き出し、前記既製杭と前記掘削孔のキャビティとが一体構造に固結されるようにするステップＳ５とを含む。各種の水上工事の地層、特に河川湖海の水面上で施工する必要がある海洋工事の環境に対応できるように、本出願では、まず、ケーシングと掘削孔を組み合わせ、次に、既製杭を掘削孔の孔底まで案内し、最後にスラリーを注入して固定するような方式によって、水域の地層での施工を行う。水域工事の場合は基礎による施工強度への要件が高いので、さまざまな水下地層の構造に対応するように、ケーシングと掘削孔を組み合わせることができ、既製杭を掘削孔の孔底まで案内することにより、水域工事の基礎施工の安定性及び信頼性が効果的に確保される。上記の方式によって、河川湖海などの水域地層での杭基礎施工が可能である。締切築島や囲い堰撤去の工程を省略するとともに、上記ケーシングの再利用が可能であるため、施工強度が確保される前提で、水上の現場打ち杭基礎の工事量が膨大であり、工事周期が長く、工事のコストが高いという問題が解決される。
【００１６】
２．本発明によるオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法では、前記既製杭が前記掘削孔の孔底に至るまで前記既製杭を前記掘削孔に差し込めるステップＳ３は、スラリーを前記掘削孔内に予め注入するステップと、前記スラリーが凝固する前に、前記掘削孔の孔底に至るまで既製杭を前記掘削孔に差し込めるステップとを含む。掘削孔内に既製杭を差し込める前に、スラリーを掘削孔内に予め注入することにより、既製杭と掘削孔内のスラリーとを十分に粘着することができる。さらに、既製杭を降ろすことによる衝撃力によってスラリーが掘削孔の底部に効果的に入り、掘削孔２の底部で体積が大きく丈夫な固定ヘッドが形成される。
【００１７】
３．本発明によるオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法では、前記既製杭には、スラリーを前記掘削孔内に注入するためのグラウチングチャンネルが既製されており、前記ケーシングを抜き出すステップＳ５は、前記ケーシングを抜き出す過程において、前記既製杭のグラウチングチャンネルを介して前記掘削孔内に持続的にグラウチングするステップを含み、前記ケーシングを抜き出す過程において、上記既製杭のグラウチングチャンネルを介して、スラリーを掘削孔に簡便に流入し、ケーシングの抜き出しにより生じる隙間を充填することができる。さらに、上記方式によって、さまざまな地層に対応できるように既製杭と掘削孔の周辺の地層とを緊密に粘着して固定できるだけでなく、ケーシングを抜き出す過程をよりスムーズにし、操作難度を低減させ、水上の現場打ち杭基礎の工事量が膨大であり、工事周期が長く、工事のコストが高いという従来の問題を解決することができる。前記掘削孔内にスラリーを注入するステップＳ４は、前記ケーシングを抜き出す前に、前記既製杭のグラウチングチャンネルを介して前記掘削孔内にグラウチングするステップを含む。前記ケーシングを抜き出す前に、グラウチングチャンネルを介して掘削孔内にスラリーを注入するか、又は掘削孔内にスラリーを直接注入する方式によりグラウチングするため、操作が簡単且つ便利であり、既製杭と掘削孔２の周辺の地層を緊密に粘着して固定させ、既製杭基礎を形成することができ、それによって、海洋工事の環境で既製杭と土壤、砂石との接続強度を向上させる。
【００１８】
４．本発明によるオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法では、前記グラウチングチャンネルは、前記既製杭の底面に位置する第１のグラウチングチャンネルを含み、既製杭の底面と側面のそれぞれにグラウチングチャンネルが設置されることによって、スラリーはそれぞれ既製杭の底面から掘削孔に注入され、既製杭と掘削孔との間に存在する隙間をより均一で十分に充填するようにし、既製杭と掘削孔２の周囲の地層とを緊密に粘着して固定させ、既製杭基礎を形成する。
【００１９】
５．本発明によるオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法では、岩盤層を底部に有する水域への施工過程において、前記ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳ１は、前記ケーシングを前記岩盤層まで降ろすステップと、前記ケーシングのキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろして、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に岩盤掘削孔を形成するステップとを含む。前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔から取り出し、前記ケーシングを岩盤掘削孔に収容するステップＳ２は、前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔及び前記ケーシングから順次取り出し、前記ケーシングの下端が前記岩盤掘削孔のキャビティの開口の縁部に入るステップを含み、前記掘削孔は前記岩盤掘削孔を含む。掘削リグのドリルがケーシングを通過して岩盤層に孔を掘削することによって、岩盤層を底部に有する水域への施工過程において、岩盤層に対する施工が困難であるという問題を効果的に解決できる。さらに、岩盤掘削孔にスラリーを予め注入し、次に既製杭を岩盤掘削孔に降ろすような方式では、既製杭の降下衝撃作用により、より多くのスラリーが岩盤層に十分に浸透して固結され、スラリーを岩盤層の底部と側部に十分に充填するようにする。
【００２０】
６．本発明によるオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法では、未固結層と岩盤層を底部で上部から下部へ順次有する水域への施工過程において、前記ケーシングを備えた掘削リグを駆動して掘削孔を所定の孔深さまで掘削させるステップＳ１は、前記ケーシングを前記未固結層まで降ろし、前記未固結層に孔を掘削リグで掘削して、前記ケーシングが前記未固結層を貫通するようにし、未固結層掘削孔を形成するステップと、前記ケーシング内の泥砂を取り出すステップと、前記ケーシングのキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろし、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に岩盤掘削孔を形成するステップと、を含む。前記掘削リグのドリルを前記掘削孔から取り出し、前記ケーシングを掘削孔に収容するステップＳ２は、前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔及び前記ケーシングから順次取り出し、前記ケーシングの下端が前記岩盤掘削孔のキャビティの開口の縁部に入るステップを含み、前記掘削孔は前記未固結層掘削孔と前記岩盤掘削孔を含む。未固結層と岩盤層を底部で上部から下部へ順次有する水域への施工過程において、掘削リグのドリルを用いてまず未固結層に孔を掘削し、次に泥砂を排出する。さらに、ケーシングを貫通したドリルを用いて岩盤層に孔を掘削することによって、未固結層と岩盤層の存在により上記水域での施工が困難であるという問題を解決する。さらに、岩盤掘削孔にスラリーを予め注入し、次に、既製杭を岩盤掘削孔に降ろすような方式によって岩盤掘削孔を充填し、ケーシングを上昇させる過程において、既製杭のグラウチングチャンネルを介して未固結層に持続的にグラウチングすることによって、岩盤層及び未固結層のそれぞれに対する充填・固定を完成する。岩盤掘削孔については、予めグラウチングしてから既製杭を差し込めて固定するような方式を採用し、スラリーが岩盤掘削孔に粘着して固定されるのに十分な時間が与えられ、そして、既製杭の降下衝撃力の作用によりスラリーが岩盤層により十分に浸透し、未固結層については、ケーシングを上昇させる過程において、未固結層掘削孔内にグラウチングするような方式を採用し、既製杭とケーシングとの間の隙間がスラリーで効果的に充填され、このように上記グラウチング作業を完成することができ、それにより、スラリーは既製杭と未固結層掘削孔の周囲の地層とを十分に粘着して固定する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の具体的な実施形態又は従来技術の技術案をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明するが、明らかなように、以下の説明に記載の図面は本発明の実施形態の一部に過ぎず、当業者であれば、創造的な努力を必要とせずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
【図１】本発明による未固結層と岩盤を有する水域へのオールケーシングの装着ステップの模式図である。
【図２】本発明による未固結層と岩盤層を有する水域において岩盤層に予めグラウチングするステップの模式図である。
【図３】本発明による未固結層と岩盤層を有する水域において既製杭を予めグラウチングした掘削孔の底部まで降ろすステップの模式図である。
【図４】本発明による未固結層と岩盤層を有する水域においてオールケーシングを取り出すステップの模式図である。
【図５】本発明による未固結層と岩盤層を有する水域においてオールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結工程が終了した後の既製杭と水域の底部との接続構造の模式図である。
【図６】本発明による既製杭を掘削孔の底部まで降ろした場合の構造模式図である。
【図７】本発明によるオールケーシングを介した掘削孔へのグラウチング工程が完了した後オールケーシングを取り出したときの既製杭と基礎環境との接続構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の技術案を明瞭且つ完全に説明するが、もちろん、説明する実施例は本発明の実施例の一部であり、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力を必要とせずに得るすべての他の実施例は、本発明の特許範囲に属する。
【００２３】
なお、本発明の説明において、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などにより示される方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本発明の説明の便宜及び説明の簡素化のためのものに過ぎず、係る装置又は構成要素が必ずしも特定の方位を有したり、特定の方位で構造又は操作されたりすることを指示又は示唆するものではなく、このため、本発明を制限するものとして理解できない。さらに、用語「第１の」、「第２の」、「第３の」は説明の目的にのみ使用され、相対重要性を指示又は示唆するものではない。
【００２４】
なお、本発明の説明において、特に明確な規定や限定がない限り、用語「装着」、「連結」、「接続」は広義に理解すべきであり、たとえば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続されてもよく、一体に接続されてもよい。機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよい。直接連結してもよく、中間媒体を介して間接的に連結してもよく、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本発明での具体的な定義を理解できる。
【００２５】
さらに、以下で説明する本発明の各実施形態に係る技術的特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。
【００２６】
実施例１
本実施例は、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法を提供し、その工事の実施環境を図１〜図７に示し、未固結層８と岩盤層９を底部で上部から下部へ順次有する水域への施工過程において、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法は、ステップＳ１〜ステップＳ５を含む。
【００２７】
ステップＳ１、前記ケーシング１を水面１０を通して前記未固結層８まで降ろし、掘削リグを用いて前記未固結層８に孔を掘削し、前記ケーシング１が前記未固結層８を貫通するようにし、未固結層掘削孔１４を形成し、
前記ケーシング１内の水及び泥砂を取り出し、
前記ケーシング１のキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろし、前記岩盤層に孔を掘削して、前記岩盤層に前記岩盤掘削孔１３を形成する。
【００２８】
ステップＳ２、前記掘削リグのドリルを前記岩盤掘削孔１３及び前記ケーシング１から順次取り出し、このとき、前記ケーシング１の下端部分が前記岩盤掘削孔１３のキャビティの開口の縁部に入り、ケーシング１の端部が岩盤掘削孔１３の開口の縁部に套設される。
【００２９】
ステップＳ３、前記掘削孔２内にセメントミルクを予め注入し、前記セメントミルクが凝固する前に、既製杭４が前記岩盤掘削孔１３の孔底に至るまで既製杭４を前記掘削孔２に差し込め、前記既製杭４の上端は前記水域の水面の上に位置し、このように、作業者は既製杭４のグラウチングチャンネル５を介してグラウチング孔に簡便にグラウチングできる。
【００３０】
ステップＳ４、ケーシング１を持ち上げ、ケーシング１の上昇過程において既製杭４のグラウチングチャンネル５を介して岩盤掘削孔１３及び未固結層掘削孔１４に持続的にグラウチングし、前記グラウチングチャンネル５は、前記既製杭４の底面に位置する第１のグラウチングチャンネル６を含み、前記ケーシング１を抜き出す過程において、前記第１のグラウチングチャンネル６を介して未固結層掘削孔１４内に持続的にグラウチングし、前記既製杭４が岩盤掘削孔１３の孔壁と底部、及び未固結層掘削孔１４の孔壁にそれぞれ固定して粘着され、一体構造を形成するようにする。
【００３１】
ステップＳ５、第２のグラウチングチャンネル７を介して既製杭４と地層との間にグラウチングすることで、既製杭４を繰り返して固める役割を果たす。未固結層８と岩盤層９を底部で上部から下部へ順次有する水域への施工過程において、掘削リグのドリルを用いて、まず未固結層８に孔を掘削し、次に泥砂を排出する。さらに、ケーシング１を貫通したドリルを用いて岩盤層９に孔を掘削し、それにより、未固結層８と岩盤層９の存在により上記水域での施工が困難であるという問題を解決する。さらに、岩盤掘削孔１３にセメントミルクを予め注入し、次に、既製杭４を岩盤掘削孔１３に降ろすような方式によって岩盤掘削孔１３を充填し、ケーシング１を上昇させる過程において、既製杭４のグラウチングチャンネル５を介して未固結層８に持続的にグラウチングすることによって、岩盤層９及び未固結層８のそれぞれに対する充填・固定を完成する。岩盤掘削孔１３については、予めグラウチングしてから、既製杭４を差し込めて固定するような方式を採用し、セメントミルクが岩盤掘削孔１３に粘着して固定されるのに十分な時間が与えられ、そして、既製杭４の降下衝撃力の作用によりセメントミルクが岩盤層９により十分に浸透し、未固結層８については、ケーシング１を上昇させる過程において、未固結層掘削孔１４内にグラウチングするような方式を採用し、既製杭４とケーシング１との間の隙間がセメントミルクで充填され、このように上記グラウチング作業を完成することができ、それにより、セメントミルクは既製杭４と未固結層掘削孔１４の周囲の地層とを十分に粘着して固定する。しかも、既製杭４の底面と側面のそれぞれに設置されたグラウチングチャンネルにより、セメントミルクは既製杭４の底面と側面のそれぞれから岩盤掘削孔１３と未固結層掘削孔１４に注入され、既製杭４と岩盤掘削孔１３との間に存在する隙間、及び既製杭４と未固結層掘削孔１４との間に存在する隙間をより均一で十分に充填するようにし、既製杭４と掘削孔２の周囲の地層とを緊密に粘着して固定し、既製杭基礎を形成する。さらに、本出願では、まず、ケーシング１と掘削孔とを組み合わせ、次に、既製杭４を掘削孔２に案内し、最後にスラリー３を注入して固定するような方式によって、水域の地層での施工を行う。上記方式によって、河川湖海などの水域地層での杭基礎施工が可能である。締切築島や囲い堰撤去の工程を省略するとともに、上記ケーシング１の再利用が可能であるため、施工強度が確保されながら、水上の現場打ち杭基礎の工事量が膨大であり、工事周期が長く、工事のコストが高いという問題が解決される。また、本出願では、前記スチールケーシング１を抜き出す前にスチールケーシング１内に一定体積のスラリー３を注入すると、上記スラリー３はスチールケーシング１の底部の土壤又は砂石層に入り、掘削孔２の底部の地層と既製杭４の底部とをより緊密に粘着することができる。それによって、掘削孔２の底部ではスラリーが凝結した固体による固定構造が形成される。さらに、スチールケーシング１を上昇させるときにスラリー３は掘削孔２の周囲の地層に緊密に粘着して固定され、既製杭４と掘削孔２の側壁の周囲の地層とを緊密に粘着して固定し、既製杭基礎を形成し、さらに、基礎環境又は海洋工事の環境で既製杭４と土壤、砂石との接続強度を向上させる。
【００３２】
本実施では、既製杭は、
鉄筋コンクリート既製杭である杭本体と、
前記杭本体の鉄筋かごに縛られたグラウチング管であって、給液端１１が前記杭本体の上端面外に延び、出液端１２が前記杭本体の下端面と前記杭本体の側面外に延びているグラウチングチャンネル５とを含む。
【００３３】
本実施では、ケーシング１は金属材質であり、その底端に土壤を切り開く歯状構造がある。
【００３４】
もちろん、本発明の出願は、既製杭４の上端の位置について特に制限せず、別の実施例では、前記既製杭４の上端は前記水域の水面の下に位置する。
【００３５】
もちろん、本発明の出願は、スラリー３の材料成分について特に制限せず、別の実施例では、前記スラリー３は、モルタル又は化学薬液、及びセメントミルク、モルタル及び化学薬液のうちの１つ或いは２つ又は３つの混合物であってもよい。
【００３６】
もちろん、本発明の出願は、グラウチングチャンネル５と鉄筋かごとの接続方式について特に制限せず、別の実施例では、グラウチングチャンネル５は鉄筋かごに既製されている。
【００３７】
もちろん、本発明の出願は、既製杭４のグラウチングチャンネルの設置方式及び数について特に制限せず、別の実施例では、既製杭４は、前記既製杭４の底面に位置する複数の第１のグラウチングチャンネル６だけを含むか、又は既製杭４は、前記既製杭４の側面に位置する複数の第２のグラウチングチャンネル７だけを含む。
【００３８】
もちろん、本発明の出願は、第２のグラウチングチャンネル７の作用について特に制限せず、別の実施例では、前記ケーシング１を抜き出す過程において、前記第１のグラウチングチャンネル６及び第２のグラウチングチャンネル７の両方を介して未固結層掘削孔１４内に持続的にグラウチングしてもよい。
【００３９】
実施例２
本実施例では、工事の実施環境が岩盤層９を底部に有する水域への施工過程である点が実施例１と異なり、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法は、ステップＳ１〜ステップＳ５を含む。
【００４０】
ステップＳ１、前記ケーシングｌを前記岩盤層まで降ろし、前記ケーシング１のキャビティを介して掘削リグのドリルを前記岩盤層まで降ろし、前記岩盤層に孔を掘削して前記岩盤層に前記岩盤掘削孔１３を形成する。
【００４１】
ステップＳ２、このとき、前記ケーシング１の下端部分が前記岩盤掘削孔１３のキャビティの開口の縁部に入り、それにより、ケーシング１の端部が岩盤掘削孔１３の開口の縁部に套設され、前記掘削リグのドリルは前記岩盤掘削孔１３及び前記ケーシング１から順次取り出される。
【００４２】
ステップＳ３、前記掘削孔２内にスラリー３を予め注入し、前記スラリー３が凝固する前に、既製杭４が前記岩盤掘削孔１３の孔底に至るまで既製杭４を前記岩盤掘削孔１３に差し込める。
【００４３】
ステップＳ４、前記ケーシング１を抜き出し、前記既製杭４と前記掘削孔２のキャビティが固定して粘着され一体構造を形成するようにする。本実施例では、掘削リグのドリルがケーシング１を通過して岩盤層９に孔を掘削することによって、岩盤層９を底部に有する水域への施工過程において、岩盤層９に対する施工が困難であるという問題を効果的に解決する。さらに、岩盤掘削孔１３にスラリー３を予め注入し、次に既製杭４を岩盤掘削孔１３に降ろすような方式では、既製杭４の降下衝撃作用により、より多くのスラリー３が岩盤層９に十分に浸透して固結され、スラリー３を岩盤層９の底部と側部を十分に充填するようにする。
【００４４】
実施例３
本実施例では、工事の実施環境が未固結層８を底部に有する水域への施工過程である点が実施例１と異なり、オールケーシング掘削を案内とした既製杭のグラウチング固結方法は、ステップＳ１〜ステップＳ４を含む。
【００４５】
ステップＳ１、前記ケーシング１を前記未固結層８まで降ろし、掘削リグを用いて前記未固結層８に孔を掘削して未固結層掘削孔１４を形成し、前記ケーシング１が前記未固結層８に入るようにし、前記ケーシング１内の泥砂を取り出す。
【００４６】
ステップＳ２、前記ケーシング１を前記未固結層掘削孔１４に収納する。
【００４７】
ステップＳ３、前記既製杭４が前記未固結層掘削孔１４の孔底に至るまで、既製杭４を前記未固結層掘削孔１４に差し込める。
【００４８】
ステップＳ４、ケーシング１を持ち上げ、ケーシング１の上昇過程において既製杭４のグラウチングチャンネル５を介して未固結層掘削孔１４に持続的にグラウチングし、前記グラウチングチャンネル５は、前記既製杭４の底面に位置する第１のグラウチングチャンネル６を含み、前記ケーシング１を抜き出す過程において、それぞれ前記第１のグラウチングチャンネル６を介して未固結層掘削孔１４内に持続的にグラウチングし、前記既製杭４が未固結層掘削孔１４の孔壁と底部に固定して粘着され、一体構造を形成するようにする。
【００４９】
もちろん、上記実施例は明確に説明するための例示に過ぎず、実施形態を限定するものではない。当業者であれば、上記説明に基づいて他の異なる形態の変化や変更を行うことができる。ここでは、すべての実施形態を挙げることは必要がないとともに、無理なことでもある。これに由来するの明らかな変化や変更は、依然として本発明の特許範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１−ケーシング
２−掘削孔
３−スラリー
４−既製杭
５−グラウチングチャンネル
６−第１のグラウチングチャンネル
７−第２のグラウチングチャンネル
８−未固結層
９−岩盤層
１０−水面
１１−給液端
１２−出液端
１３−岩盤掘削孔
１４−未固結層掘削孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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