(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤締固め用の振動機を保持させた振動機支持ロッドを地盤中に挿入し、前記振動機を作動させて地盤を振動させ、該振動によって発生した過剰間隙水を前記支持ロッドに沿って配置した排水管を通じて排水させる地盤振動締固め方法において、
前記支持ロッドに前記過剰間隙水が流入可能な吸水室を備え、
該吸水室内に真空ポンプによって減圧される減圧タンクに連通させた排水管を挿入するとともに該排水管の下端部に大気導入路を開閉自在に連通させておき、
前記吸水室内を、前記減圧タンクを通じて減圧させて過剰間隙水を該吸水室内に流入させ、
前記排水管内を減圧させつつ前記大気導入路を開いて該排水管下端部に大気を導入させることによって、減圧状態にある排水管下端に大気を急激に吸引させて該排水管内に大気の流れを発生させ、該大気の流れによって前記吸水室内に溜まった水を、排水管内を風送して前記減圧タンク内に放出させることを特徴としてなる地盤振動締固め方法。
【請求項２】
地盤締固め用の振動機と、該振動機を保持し地盤中に挿入される振動機支持ロッドと、該振動機支持ロッドに沿って設置した過剰間隙水排出用の排水管とを備えてなる地盤振動締固め装置において、
前記振動機支持ロッドに、前記過剰間隙水が流入可能な吸水室を備え、該吸水室内に上端側を真空ポンプによって減圧される減圧タンクに連通させた排水管の下端側を挿入し、該排水管の下端部に大気に開閉自在な開閉弁を有する大気導入路を連通させ、
前記減圧タンクには、該減圧タンク内の水及び土砂を排出する排水手段を備え、
前記排水管内を減圧タンクを通じて減圧させつつ前記大気導入路を開いて該排水管下端部に大気を導入させることによって、減圧状態にある排水管下端に大気を急激に吸引させて該排水管内に大気の流れを発生させ、該大気の流れによって前記吸水室内に溜まった水を、排水管内を風送して前記減圧タンク内に放出させるようにしたことを特徴としてなる地盤振動締固め装置。
【請求項３】
吸水室には内部の水位を検出できる水位センサーを備えてなる請求項２に記載の地盤振動締固め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂質地盤や細粒分の多い地盤等、振動によって液状化しやすい軟弱地盤を、振動機をもって振動させることによって締め固める地盤締固め方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軟弱地盤の締固め方法として、締固めようとする地盤中に、振動機を挿入し、地盤に振動を与えることによって締固め、振動による液状化によって発生した過剰間隙水を前記ロッドに沿って挿入させた排水管を通じて排出する工法が知られている（特開平４−２７２３１４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の工法では、支持ロッドの外周に沿わせて排水管を設置し、その下端部を吸い込み口とし、地上に備えた減圧ポンプあるいは圧縮空気、高圧ジェット水を利用したポンプ等を使用して振動機周囲に溜まった過剰間隙水を排出させるようにしているものであるため、振動機周囲に過剰間隙水が溜まらなければ排水できず、しかも一旦、振動機周囲に過剰間隙水が溜まると、振動機からの地盤に対する振動伝達効率が極端に低下し、しかも排水後に振動機周囲に空隙ができ、振動伝達効率の回復が難くなるという問題があった。
【０００４】
また、発生した過剰間隙水は、サンドポンプ等の排水ポンプを使用して地上に排出するようにしているが、排出される過剰間隙水には多量の土砂が混入しているとともに、排出ポンプの設置個所が地盤を振動させるための振動機によって強い振動が与えられる個所であるため、消耗が激しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の如き問題に鑑み、振動によって発生した過剰間隙水を振動機周囲に溜めることなく排出でき、振動伝達効率を低下させることなく地盤を振動させることができ、且つ高効率で地盤の締固めができ、更に、発生した過剰間隙水を、装置の消耗を少なくして効果的に地上に搬出できる地盤締固め方法及びその装置の提供を目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明に係る方法の特徴は、地盤締固め用の振動機を保持させた振動機支持ロッドを地盤中に挿入し、前記振動機を作動させて地盤を振動させ、該振動によって発生した過剰間隙水を前記支持ロッドに沿って配置した排水管を通じて排水させる地盤振動締固め方法において、
前記支持ロッドに前記過剰間隙水が流入可能な吸水室を備え、該吸水室内に真空ポンプによって減圧される減圧タンクに連通させた排水管を挿入するとともに該排水管の下端部に大気導入路を開閉自在に連通させておき、前記吸水室内を、前記減圧タンクを通じて減圧させて過剰間隙水を該吸水室内に流入させ、前記排水管内を減圧させつつ前記大気導入路を開いて該排水管下端部に大気を導入させることによって、減圧状態にある排水管下端に大気を急激に吸引させて該排水管内に大気の流れを発生させ、該大気の流れによって前記吸水室内に溜まった水を、排水管内を風送して前記減圧タンク内に放出させることにある。
【０００７】
また、本発明に係る装置の特徴は、地盤締固め用の振動機と、該振動機を保持し地盤中に挿入される振動機支持ロッドと、該振動機支持ロッドに沿って設置した過剰間隙水排出用の排水管とを備えてなる地盤振動締固め装置において、
前記振動機支持ロッドに、前記過剰間隙水が流入可能な吸水室を備え、該吸水室内に上端側を真空ポンプによって減圧される減圧タンクに連通させた排水管の下端側を挿入し、該排水管の下端部に大気に開閉自在な開閉弁を有する大気導入路を連通させ、前記減圧タンクには、該減圧タンク内の水及び土砂を排出する排水手段を備え、前記排水管内を減圧タンクを通じて減圧させつつ前記大気導入路を開いて該排水管下端部に大気を導入させることによって、減圧状態にある排水管下端に大気を急激に吸引させて該排水管内に大気の流れを発生させ、該大気の流れによって前記吸水室内に溜まった水を、排水管内を風送して前記減圧タンク内に放出させるようにしたことにある。
【０００８】
尚、吸水室には内部の水位を検出できる水位センサーを備えることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。図１は本発明の方法を実施する装置の概略を示しており、図において１は杭打機、２は杭打機１のガイド支柱３に沿って吊下げられたバイブロハンマー、４はバイブロハンマー２の掴み部２ａに掴まれて吊下げられた締固め装置である。
【００１０】
締固め装置４は、図２〜図４に示すように、鋼管を使用した中空の支持ロッド１０を有しており、この支持ロッド１０の下端に締固め用の振動機１１が支持されている。支持ロッド１０の下端部周囲には地盤内挿ガイド用のフィン１２が放射状に突設されており、その間にジェットノズル１３が下向きに設置され、各ジェットノズル１３に高圧配管１４を通して地盤掘削用の高圧水が供給されるようになっている。
【００１１】
支持ロッド１０の下端部は周壁に多数の細孔１５を開けた吸水室１６となっており、その内部には高さを違えた複数の水位センサー１７が設置されており、吸水室１６内の水位が、所定の低水位以下であること及び所定の高水位以上であることを検出できるようになっている。
【００１２】
吸水室１６内には排水管２０が挿入され、その下端が吸水室底部に開口されている。排水管２０の下端部には大気導入路２１が連通されており、この大気導入路２１は開閉弁２２（図５に示す）を開くことによって排水管２０の下端部に大気が導入されるようになっている。
【００１３】
排水管２０の上端は地上に設置した減圧手段２３に連通されている。減圧手段２３は図５に示すように、水溜兼用の減圧タンク２４を有し、この減圧タンク２４内は真空ポンプ２５によって減圧されるようになっているとともに、内部を大気に開放して減圧状態を解除する減圧解除弁２６を有している。真空ポンプ２５としては、例えば大容量の排気が可能なロータリーブロワを使用する。
【００１４】
この減圧タンク２４の上部に排水管２０が連通され、タンク２４内を減圧させることにより、排水管２０を通じて吸水室１６内が減圧されるようになっている。
【００１５】
減圧タンク２４内には底部に水中サンドポンプからなる排水ポンプ２７が収容されているとともに、水位センサー２８が設置され、該タンク２４内が一定以上の水位に達すると、排水ポンプ２７が作動してタンク２４内の水及び砂が排出されるようになっている。尚、図中２９は高圧配管の集合管である。
【００１６】
次に、このように構成される装置を使用した軟弱地盤の振動締固め方法について説明する。
【００１７】
先ず、支持ロッド１０をバイブロハンマー２によって吊下げた状態で降下させ、必要に応じてジェットノズル１３から掘削用のジェット水を噴射させ、バイブロハンマー２を作動させて締固め装置４を地盤中に挿入する。
【００１８】
振動機１１が所望の深さに達した後、バイブロハンマー２の作動及びジェット水の噴射を停止させ、締固め振動機１１を作動させて地盤に振動を与える。これと同時に減圧タンク２４内を減圧させることにより、吸水室１６内を減圧状態にしておく。このようにして地盤に振動を与えることにより、地盤が締め固められると同時に振動機周囲が液状化し、過剰間隙水が発生する。
【００１９】
この時、吸水室１６内は減圧状態にあるため、周壁の細孔１５から過剰間隙水が吸水室１６内に吸引されて該室内に溜められる。尚、この時の減圧は減圧タンク２４内が一定以下に保たれるように圧力センサー（図示せず）によって圧力を検出し真空ポンプ２５の作動をコントロールしている。
【００２０】
このようにして吸水室１６内の水位が上昇し、高水位側の水位センサー１７が水位を検出すると、大気導入路２１の開閉弁２２が開かれる。これによって減圧状態にある排水管２０の下端に大気が急激に吸引され、大気の多量な流れが発生し、排水管２０内を上昇し、排水管２０内の水及びこれに混入している土砂を風送し、減圧タンク２４内に放出する。
【００２１】
減圧タンク２４では、大気及び水の流入によって減圧度が低下するが、真空ポンプ２５が連続運転されて減圧状態を維持し、吸水室１６内の水位が一定以下になるまで連続して排水される。
【００２２】
このようにして吸引された空気と水及び土砂は、減圧タンク２４内で分離され、土砂及び水は減圧タンク下部に溜められて底部より排水ポンプ２７によって排出され、空気は上部より真空ポンプ２５によって排出される。
【００２３】
排水ポンプ２７の作動は、減圧タンク２４内の水位が一定以下になるとこれを水位センサーが検出することにより停止される。
【００２４】
本方法では、吸水室１６を減圧状態にしておくことにより、振動機１１による地盤振動により液状化が生じ、過剰間隙水が発生した場合に、迅速に吸水室１６内に吸引され、振動機１１の周囲に溜まることがなく排出されることとなり、また吸水室１６への流入後に振動機周囲に空隙が生じることもなくなり、振動機１１からの振動伝達効率が低下することなく地盤に振動が伝えられる。
【００２５】
また、吸水室内に集められた過剰間隙水は、排水管内を減圧状態にしてその下端部に大気を導入することによって、減圧による吸引と大量の空気の流れによる風送作用との相互作用により水及びこれに含まれる高比重の土砂が排水管内を上昇して排出され、数十メートルの深所からも排出がなされる。
【００２６】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る方法及び装置にあっては、支持ロッドに過剰間隙水が流入可能な吸水室を備え、該吸水室内を減圧させて過剰間隙水を吸水室内に流入させて集められた水を、前記排水管を通じて排出させるようにしたことにより、振動機による地盤振動により液状化が生じ、過剰間隙水が発生した場合に、振動機周囲の過剰間隙水は迅速に吸水室内に吸引され、振動機の周囲に溜まることがなく排出されることとなり、また吸水室への流入後に振動機周囲に空隙が生じることもなくなり、振動機からの振動伝達効率が低下することなく地盤に振動が伝えられることとなり、効率の良い振動締固めがなされる。
【００２７】
また、吸水室内に集水された土砂混じりの過剰間隙水は、排水管内の減圧と、該配水管への大気の導入との相互作用によって排出させるようにしたことにより、水中ポンプ等の機械的排水装置を使用せずに排水が可能となり、強い振動が与えられる条件下において、土砂を含む水の排出が、装置の消耗を殆ど生じさせないで可能となったものである。
【００２８】
更に、減圧手段は、排水管の上端側を連通させた減圧タンクと、該減圧タンク内を減圧させる真空ポンプとをもって構成し、該減圧タンク内の水を排出する排水手段を備えることにより、１本の排水管により、排水と吸引室内の減圧とをともに行わせることができ、装置が簡略化される。
【００２９】
更に、吸水室には内部の水位を検出できる水位センサーを備えることにより、排水ポンプの作動を必用な時のみに行わせることができるとともに自動化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を実施するための装置の一例の概略を示す側面図である。
【図２】  本発明の締固め装置の一例を示す側面図である。
【図３】  同上の部分縦断面図である。
【図４】  図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】  同上の装置の減圧手段の一例を示す配管図である。
【符号の説明】
１ 杭打機
２ バイブロハンマー
２ａ 掴み部
３ ガイド支柱
４ 締固め装置
１０ 支持ロッド
１１ 振動機
１２ フィン
１３ ジェットノズル
１４ 高圧配管
１５ 細孔
１６ 吸水室
１７ 水位センサー
２０ 排水管
２１ 大気導入路
２２ 開閉弁
２３ 減圧手段
２４ 減圧タンク
２５ 真空ポンプ
２６ 減圧解除弁
２７ 排水ポンプ
２８ 水位センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004126420.tif 000005
【図５】
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