【発明の名称】圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機およびこれを用いたソイルネイリング（登録商標）工法
【特許請求の範囲】
【請求項１】掘削面に穿孔されたホールに挿入されてグラウチング領域を密閉させるためのパッカー機であって、ネイルと、前記ネイルの長さ方向に、中心部位に互いに所定の間隔で嵌められる第１のパッキングおよび第２のパッキングと、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングの外周面を囲んで設けられ、第１のパッキングと第２のパッキングとの間の空間を密閉する不織布と、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングを貫通し、ただしその一端部が前記ネイルの一端部に近接した位置に設けられ、前記グラウチング領域にグラウト薬液を注入するための第１のグラウチング管と、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングを貫通し、ただしその一端部が前記第２のパッキングに近接するように設けられ、前記グラウチングによるグラウチング領域の空気および異物を除去するための空気および異物除去管と、前記第１のパッキングを貫通し、ただしその一端部が前記第１のパッキングと第２のパッキングとの間の空間に位置するように設けられ、前記不織布により密閉された空間に、ゲル化により体積が膨張される発砲ウレタンを注入するための発砲ウレタン注入管とを備える圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機。
【請求項２】前記第１のパッキングおよび第２のパッキングを貫通し、ただしその端部が前記第２のパッキングに近接するように設けられ、前記グラウチング領域にグラウト薬液を注入するための第２のグラウチング管がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機。
【請求項３】前記第１、第２のパッキングと前記不織布とを結合するために、前記第１、第２のパッキングの外周面に沿って前記不織布の外側に設けられ、ネジの締付けにより前記不織布を前記第１、第２のパッキングの外周面に密着結束するワイヤーリングがさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機。
【請求項４】前記第１、第２のパッキングはゴム材質であることを特徴とする請求項１に記載の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機。
【請求項５】圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法であって、斜面や掘削壁面が自立できる安定した高さに地盤を掘削するステップと、前記掘削地盤の適正位置に所定の直径のホールを穿孔して穿孔ホールを形成するステップと、ネイルが装着された前記圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を穿孔ホールに嵌め込んで設けるステップと、前記圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を穿孔ホールの内径に緊密に密着させてグラウト薬液を注入するための外部に隔離されたグラウチング領域を形成するステップと、グラウト薬液を前記グラウチング領域に注入して充填するステップと、前記グラウチング領域にグラウト薬液が注入されるとき、グラウチング領域内の空気および異物を外部へ排出するステップと、前記空気および異物が排出される通路を遮断して前記グラウチング領域を閉鎖するステップと、穿孔ホールの周辺地盤に形成された空隙や節理にもグラウト薬液が充填されるように、グラウト薬液を前記グラウチング領域に加圧充填するステップとを含んで構成される圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法。
【請求項６】グラウト薬液を前記グラウチング領域に加圧充填するステップが完了し、所定の時間が経過した後、グラウト薬液を再度注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機およびソイルネイリング（登録商標）工法に関し、特に、穿孔されたホールの内部に形成されるグラウチング領域の緊密な密閉および圧力によるグラウチング、すなわち、グラウト薬液の加圧充填により施工性を向上させるのに好適な圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機およびこれを用いたソイルネイリング（登録商標）工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、産業が発達すると共に、団地の組成や新都市の建設等で、山地等の急傾斜地を開発することが不可避になったのが現状である。
【０００３】
従って、土地の利用度を高め、住居団地の安定性や快適性を確保すると共に、施工性、経済性および環境保全性を充足することができる斜面安定対策工法の確立が求められている。
【０００４】
斜面安定工法としてもっとも広く採用されているソイルネイリング（登録商標）は、地盤補強工法であり、斜面補強および掘削面に対する柔軟な支保等の目的で、ヨーロッパと米国地域において広く活用されている。
【０００５】
このようなソイルネイリング（登録商標）工法は、ネイルをプレストレシングなしに比較的細かい間隔で原地盤に挿入して、原地盤そのものの全体的なせん断強度を増大し、工事の途中や完了後に予想される地盤の変位をなるべく抑制する工法である。
【０００６】
特に、掘削地の代替構造物の場合、重量コンクリート壁体、親杭壁体および現場打設スラリー壁体等、他の工法と比較してソイルネイリング（登録商標）工法は、低廉な工事費用、軽量の施工装備、現場の与件および地盤条件の適応性、柔軟性など、相対的な長所を有しており、地震等の動的荷重の場合も、大きな変位がなく抵抗能力を十分に発揮することができる特徴を有する。
【０００７】
このようなソイルネイリング（登録商標）工法の基本的な設計概念は、ネイリングにより補強された領域の土塊が、まるで一体化した擁壁のような作用をすることにより、いかなる傾斜面についても安定を維持するとのことである。
【０００８】
従来のソイルネイリング（登録商標）工法は、地盤掘削、ネイルの設置、ショットクリートの打設、掘削等の順に行われるが、これを図５（ａ）ないし（ｄ）、および図６を参照して説明すると、次のとおりである。
【０００９】
まず、図５（ａ）に示されたように、斜面や掘削壁面１が自立できる安定した高さに地盤を掘削する。
【００１０】
すなわち、法面保護孔と補強材を設けるための地盤掘削は、一般的な地盤掘削と根本的に同一である。
【００１１】
しかし、ソイルネイリング（登録商標）における掘削面は、本体構造物として用いられる場合が多いため、正確な位置と形状に掘削する必要がある。また、土質により地盤が自立できる掘削の深さ、注入グラウトやショットクリートが所定の強度を得るための養成期間等を考慮する。
【００１２】
通常、掘削の深さの限界は、地盤の見かけ粘着力と関係があり、段階別の鉛直掘削は最大２ｍに制限することが好ましい。
【００１３】
次に、図５（ｂ）に示されたように、補強材を設けるために壁面１を穿孔した後、穿孔されたホールにネイル３を設ける。
【００１４】
このとき、前記穿孔は穿岩機やボーリングマシン等を用い、大部分は流体（空気、水、セメントグラウト、ベントナイト）を用いる。
【００１５】
通常、ソイルネイリング（登録商標）工法に用いるネイル３は、異形鉄筋や鋼棒等を用いることができ、グラウトと付着される部分の有害な土や油等は予め除去しなければならない。
【００１６】
永久構造物に用いるネイル３は、設計時に腐食に対する余裕を考慮するか、または防錆処理した強材を用いなければならず、前記ネイル３は継ぎ目のないように用いることが好ましいが、挿入長が長い過ぎてやむを得ず連結しなければならない場合は、カップラーを用いなければならず、一般溶接で連結してはならない。
【００１７】
ネイル３の挿入時には、グラウトの最小厚さを確保するために、ネイル３が穿孔ホールの中央に位置するように、間隔材を用いることが好ましい。
【００１８】
次に、図５（ｃ）に示されたように、ショットクリートを打設した後、ショットクリートが養成されると、図５（ｄ）に示されたように、さらに地盤掘削を実施する。
【００１９】
一方、穿孔されたホールにネイル３を設ける過程は、次のように行われる。
【００２０】
まず、前記穿孔されたホール１１にネイル３を挿入した後、無圧でセメントミルク（不図示）をホールの内部にグラウチングする。
【００２１】
次に、ワイヤーメッシュ１３を前記壁面１に設けた後、前記ワイヤーメッシュ１３上に鉄筋１５を横に配置する。
【００２２】
次いで、前記ネイル３に締結されるプレート１７およびナット１９で前記鉄筋１５を圧着固定した後、ショットクリートを前記壁面に向かって打設する。
【００２３】
このとき、前記グラウチングは穿孔されたホール１１の内部を完全に充填するようにしなければならず、グラウト薬液が周辺地盤に浸透される傾向によって、３〜６回にわたって繰返し実施しなければならない。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来のソイルネイリング（登録商標）工法は、重力式グラウチングを適用するため固結時間が長く、収縮現象を補完するためには、３〜６回程度のグラウチングを繰り返さなければならなかった。
【００２５】
これにより、従来のソイルネイリング（登録商標）工法は、工程が長く施工性が低下するため、工事期間が長引いてしまう問題があった。
【００２６】
さらに、穿孔されたホールが下向に傾斜することで、グラウチング領域にグラウト薬液を充填することが不可能であり、これは穿孔ホールと地盤との間に間隙を生じさせ、地盤補強体に致命的な欠陥を引き起こす問題点があった。
【００２７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために案出したものであり、パッカー機に急結性膨張剤を注入してグラウチング領域を完全に密閉させた状態でグラウチングを進行することにより、空気を短縮させることができ、施工性を向上させることができる圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機およびこれを用いたソイルネイリング（登録商標）工法を提供することにその目的がある。
【００２８】
さらに、本発明の他の目的は、加圧方式のソイルネイリング（登録商標）により、穿孔ホールと地盤との間の間隙や地盤の空隙にまでグラウト薬液を充填することにより、地盤補強体の安定性を向上させるのに好適な圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機およびこれを用いたソイルネイリング（登録商標）工法を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機は、掘削面に穿孔されたホールに挿入されてグラウチング領域を密閉させるためのパッカー機であって、ネイルと、前記ネイルの長さ方向に、中心部位に互いに所定の間隔で嵌められる第１のパッキングおよび第２のパッキングと、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングの外周面を囲んで設けられ、第１のパッキングと第２のパッキングとの間の空間を密閉する不織布と、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングを貫通し、ただしその一端部が前記ネイルの一端部に近接した位置に設けられ、前記グラウチング領域にグラウト薬液を注入するための第１のグラウチング管と、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングを貫通し、ただしその一端部が前記第２のパッキングに近接するように設けられ、前記グラウチングによるグラウチング領域の空気および異物を除去するための空気および異物除去管と、前記第１のパッキングを貫通し、ただしその一端部が前記第１のパッキングと第２のパッキングとの間の空間に位置するように設けられ、前記不織布により密閉された空間に、ゲル化により体積が膨張される発砲ウレタンを注入するための発砲ウレタン注入管とを含んで構成されることを特徴とする。
【００３０】
ここで、前記圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機は、前記第１のパッキングおよび第２のパッキングを貫通し、ただしその端部が前記第２のパッキングに近接するように設けられ、前記グラウチング領域にグラウト薬液を注入するための第２のグラウチング管がさらに備えられ、前記第１、第２のパッキングと前記不織布とを結合するために、前記第１、第２のパッキングの外周面に沿って前記不織布の外側に設けられ、ネジの締付けにより前記不織布を前記第１、第２のパッキングの外周面に密着結束するワイヤーリングがさらに備えられることが好ましい。
【００３１】
なお、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法は、斜面や掘削壁面が自立できる安定した高さに地盤を掘削するステップと、前記掘削地盤の適正位置に所定の直径のホールを穿孔して穿孔ホールを形成するステップと、ネイルが装着された前記圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を穿孔ホールに嵌め込んで設けるステップと、前記ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を穿孔ホールの内径に緊密に密着させてグラウト薬液を注入するための隔離されたグラウチング領域を形成するステップと、グラウト薬液を前記グラウチング領域に注入して充填するステップと、前記グラウチング領域にグラウト薬液が注入されるとき、グラウチング領域内の空気および異物を外部へ排出するステップと、前記空気および異物が排出される通路を遮断して前記グラウチング領域を閉鎖するステップと、穿孔ホールの周辺地盤に形成された空隙や節理にもグラウト薬液が充填されるように、グラウト薬液を前記グラウチング領域に加圧充填するステップとを含んで構成されることをその技術的特徴とする。
【００３２】
さらに、グラウト薬液を前記グラウチング領域に加圧充填するステップが完了し、所定の時間が経過した後、グラウト薬液を再度注入するステップを含むことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を説明する。
【００３４】
図１は、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機の斜視図であり、図２は、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカーの分解斜視図であり、図３は、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機の設置の様子を説明するための地盤断面図である。
【００３５】
図面に示されたように、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機は、外周面にネジ凹凸が設けられたネイル３１の長さ方向に、互いに所定の間隔で第１のパッキング３３ａおよび第２のパッキング３３ｂが嵌められる。
【００３６】
また、前記第１のパッキング３３ａおよび第２のパッキング３３ｂの外周面を囲んで前記第１のパッキング３３ａと第２のパッキング３３ｂとの間のスペースを密閉させる不織布３５が設けられる。
【００３７】
ここで、前記不織布３５の代わりに、ナイロンまたはテント生地等を用いることができ、前記第１のパッキング３３ａと第２のパッキング３３ｂとの間のスペースに注入される発泡ウレタンの体積の膨張による圧力に十分に耐えられる程度の材質であれば、いずれであってもよい。
【００３８】
また、前記第１のパッキング３３ａおよび第２のパッキング３３ｂの材質は、ゴム、軟質プラスチック、木、鉄板等を用いることができ、このうちゴム材質がパッキングの材質としてはもっとも好ましい。
【００３９】
すなわち、ゴム材質のパッキングを用いる場合、下記においてより詳細に説明するグラウチング管、または空気および異物除去管、発砲ウレタン注入管等とパッキング間により緊密な結束が可能であるからである。
【００４０】
また、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機は、前記第１のパッキング３３ａおよび第２のパッキング３３ｂを貫通し、前記グラウチング領域に１次的にグラウト薬液を注入するための第１のグラウチング管３７が設けられ、前記第１のパッキング３３ａおよび第２のパッキング３３ｂを貫通し、前記グラウチングによるグラウチング領域の空気および異物を排出するための空気および異物除去管３９が設けられる。
【００４１】
このとき、前記第１のグラウチング管３７は、その一端部が前記穿孔ホールの終端部、すなわち、前記ネイル３１の一端部に近接するように設けられることが好ましく、前記空気および異物除去管３９の一端部は、前記第２のパッキング３３ｂに近接するように設けられることが好ましい。
【００４２】
参考までに、前記空気および異物除去管３９は、グラウト薬液が注入されることにより、前記グラウチング領域に発生する空気や水等の異物を穿孔ホールの外部へ排出させるだけでなく、空気および異物を除去した後、その入口を閉鎖させることにより、前記グラウチング領域に圧力が加えられるようにする。
【００４３】
このとき、前記グラウチング領域に圧力が加えられると、前記グラウト薬液が固結されると同時に、前記圧力により穿孔ホールの周辺地盤に形成された空隙または節理にも前記グラウト薬液が緊密に充填され、ソイルネイル（登録商標）の全体的な安定性を向上させることができる。
【００４４】
また、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機は、前記不織布３５により密閉された空間に、発泡性ウレタン等の急結性膨張剤を注入するための発砲ウレタン注入管４３が、前記第１のパッキング３３ａを貫通するように設けられる。
【００４５】
ここで、前記発砲ウレタン注入管４３の一端部は、前記第１のパッキング３３ａと第２のパッキング３３ｂとの間の空間に位置する。
【００４６】
前記発泡性ウレタンは、ネイル３１が設けられた状態でウレタン薬液として注入されてゲル化されるが、前記ウレタン薬液は、前記第１のパッキング３３ａと第２のパッキング３３ｂとの間の空間においてゲル化が進行され、それにより体積の膨張を伴う。
【００４７】
通常、ウレタン薬液は、発砲倍率、機械的強度など、諸物性を極めて多様に調節することができるという長所があり、実際にウレタン薬液がゲル化される時間は数分に過ぎないので、これを不織布３５により密閉された空間に充填する場合、充填して数分後には１次グラウト薬液を注入することができる。
【００４８】
前記不織布３５と前記第１、第２のパッキング３３ａ、３３ｂとを結合するために、前記第１、第２のパッキング３３ａ、３３ｂの外周面に沿って前記不織布３５の外側にワイヤーリング４５が設けられる。
【００４９】
前記ワイヤーリング４５は、ネジ締付け方式により、前記不織布３５を第１、第２のパッキング３３ａ、３３ｂの外周面と密着結束することにより、ウレタン薬液が不織布３５内に注入されて体積の膨張が生じても、より堅固な支持が可能である。
【００５０】
さらに、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機は、第２のグラウチング管４１を含む。
【００５１】
ここで、前記第２のグラウチング管４１は、前記第１のパッキング３３ａおよび第２のパッキング３３ｂを貫通し、ただしその一端部が前記第２のパッキング３３ｂに近接するように設けられる。
【００５２】
このような第２のグラウチング管４１は、１次グラウチングの後、セメントの乾燥収縮により穿孔ホールの内部にスペースが生じる場合、これを埋めるための２次グラウト薬液を注入する管である。
【００５３】
前記第２のグラウチング管４１は、１次グラウト薬液が充填されていない空間に加圧方式により２次グラウト薬液を充填し、グラウチング領域の全体にわたって緊密な充填が行われるようにすると共に、穿孔ホールの周辺地盤に形成された空隙にまでグラウト薬液が十分に充填されるようにする。
【００５４】
以下、本発明の圧力式ソイルネイル（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法を、図４を参照してステップ別に説明する。ただし、これは、本発明のソイルネイリング（登録商標）用パッカー機の使用を中心に一つの実施例を説明するものである。
【００５５】
本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法は、地盤掘削ステップＳ１０１と、穿孔ホール形成ステップＳ１０２と、圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機設置ステップＳ１０３と、隔離されたグラウチング領域形成ステップＳ１０４と、グラウト薬液充填ステップＳ１０５と、空気および異物排出ステップＳ１０６と、グラウチング領域密閉ステップＳ１０７と、グラウト薬液加圧充填ステップＳ１０８とを含んで構成される。
【００５６】
このような本発明のソイルネイリング（登録商標）工法を詳細に説明すると、まず、斜面や掘削壁面が自立できる安定した高さに地盤を掘削するステップＳ１０１が進行される。
【００５７】
次に、前記掘削地盤の適正位置に所定の直径のホールを穿孔して穿孔ホールを形成するステップＳ１０２が進行される。
【００５８】
次に、前記掘削地盤の穿孔されたホールに、図１に示されたようなネイル３１が装着された圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を嵌め込んで設けるステップＳ１０３が進行される。
【００５９】
次に、前記圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を穿孔ホールの直径に緊密に密着させ、隔離されたグラウチング領域を形成するステップＳ１０４が進行される。
【００６０】
そのために、前記発砲ウレタン注入管４３を通じて、前記不織布３５により密閉された第１のパッキング３３ａと第２のパッキング３３ｂとの間の空間に、ウレタン薬液等の急結性膨張剤を注入することになる。
【００６１】
前記ウレタン薬液は、上記において言及したように、ゲル化される速度がきわめて速いので、注入されて数分後にはゲル化され、体積の膨張が生じる。
【００６２】
このとき、不織布３５が膨張されるので、前記不織布３５が穿孔ホールの内径と緊密に密着される結果となる。
【００６３】
これにより、グラウト薬液を注入することができる隔離されたグラウチング領域が前記穿孔ホールの内部に形成される。
【００６４】
次に、セメントミルク等のグラウト薬液をグラウチング領域に注入して充填するステップＳ１０５が進行される。
【００６５】
そのために、前記第１のグラウチング管３７を通じて、隔離されたグラウチング領域にグラウト薬液を注入することになる。
【００６６】
このとき、前記グラウト薬液が前記グラウチング領域に円滑に充填されるためには、前記グラウチング領域内の空気や異物等が外部へ排出されなければならない。
【００６７】
従って、上記のようにグラウチング領域にグラウト薬液が充填されると同時に、空気および異物除去管３９を通じて、空気や異物等を外部へ排出するステップＳ１０６が進行される。
【００６８】
次に、空気および異物の排出通路を遮断してグラウチング領域を密閉するステップが進行される。
【００６９】
そのために、前記空気および異物が排出される通路の役割を果たす空気および異物除去管３９を閉鎖することになる。
【００７０】
次に、グラウト薬液を注入し続けることにより、グラウト薬液を前記グラウチング領域に加圧充填するステップＳ１０８が進行される。
【００７１】
このようなグラウト薬液の加圧充填により、穿孔ホールの周辺地盤に形成された空隙や節理にもグラウト薬液が充填されることになる。
【００７２】
ここで、さらに、グラウト薬液を加圧充填するステップＳ１０８が完了した後、所定の時間が経過すると、グラウト薬液を再度注入するステップを含むことができる。
【００７３】
これは、前記グラウチング領域にグラウト薬液の充填を完了した後、数十分が経過すると、充填されたグラウト薬液、すなわちセメントミルクの固化と共に乾燥収縮が起こり、これにより前記第２のパッキング３３ｂの近くにスペースが存在することになるが、前記スペースにグラウト薬液を注入するためには、グラウト薬液の追加の注入が要求されるためである。
【００７４】
このとき、前記第２のグラウチング管４１は、その一端部が前記第２のパッキング３３ｂに近接するように設けられるので、乾燥収縮により１次グラウト薬液が充填されなかった前記第２のパッキング３３ｂの近くに、グラウト薬液をより容易に充填することができる。
【００７５】
上記のような本発明の特徴的なステップが進行されると、その後は、工事を仕上げる作業が進行される。
【００７６】
例えば、ワイヤーメッシュを地盤壁面に設けるステップが進行される。
【００７７】
次に、前記ワイヤーメッシュ上に鉄筋を横に配置した後、前記ネイル３１に締結されるプレートおよびナットで前記鉄筋を圧着固定するステップが進行される。
【００７８】
最後に、ショットクリートを打設するステップが進行され、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）が完了される。
【００７９】
以上において本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は多様な変化と変更および均等物を用いることができ、前記実施例を適切に変形して同様に応用できることは言うまでもない。従って、上記の記載内容は、下記の特許請求の範囲の限界により定められる本発明の範囲を限定するものではない。
【００８０】
【発明の効果】
上述したように、本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機およびこれを用いたソイルネイリング（登録商標）工法は、次のような効果がある。
【００８１】
急結性膨張剤を注入したパッカー機を用いて穿孔ホールの内面を堅固に密閉させた状態で加圧によるグラウチングを進行するので、グラウチング作業を短時間に完了することができ、その分施工時間を短縮させることができる。
【００８２】
また、加圧式ソイルネイリング（登録商標）により、地盤に形成された空隙または節理にまでグラウチング薬液を堅固に充填することができるので、地盤補強体の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機の斜視図である。
【図２】本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機の分解斜視図である。
【図３】本発明の圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機の設置の様子を説明するための地盤断面図である。
【図４】本発明が圧力式ソイルネイリング（登録商標）用パッカー機を用いたソイルネイリング（登録商標）工法をステップ別に示したフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、従来技術によるソイルネイリング（登録商標）工法を説明するための施工順次図である。
【図６】従来のソイルネイリング（登録商標）工法によるネイルの設置例を示した概念図である。
【符号の説明】
３１ ネイル
３３ａ 第１のパッキング
３３ｂ 第２のパッキング
３５ 不織布
３７ 第１のグラウチング管
３９ 空気および異物除去管
４１ 第２のグラウチング管
４３ 発砲ウレタン注入管[Description of the invention] Pressure type soil nailing (Registered trademark) Packer machine and soil nailing using the same (Registered trademark) Construction method
[Claim of claim]
1. A packer machine inserted in a hole drilled in an excavating surface for sealing a grouting area, wherein the nail and a longitudinal direction of the nail are fitted at a predetermined distance from each other at a central portion. A first packing and a second packing, and a non-woven fabric provided around the outer peripheral surface of the first packing and the second packing and sealing a space between the first packing and the second packing; A first grouting tube, which penetrates the first packing and the second packing, but has one end located close to one end of the nail, for injecting a grouting solution into the grouting area; The grouting is provided through the first packing and the second packing, but with one end thereof being adjacent to the second packing. Air and foreign matter removing pipe for removing air and foreign matter in the grouting area by the plug and the first packing, wherein one end portion thereof is in a space between the first packing and the second packing A pressure-type soil nailing provided with a urethane foam injection tube for injecting a foam urethane whose volume is expanded by gelation in a space provided so as to be located and sealed by the non-woven fabric (Registered trademark) Packer machine.
2. The second packing for penetrating grouting solution into the grouting region, provided penetrating through the first packing and the second packing, but with its end close to the second packing. The pressure soil nailing as set forth in claim 1, further comprising a grouting tube of (Registered trademark) Packer machine.
3. The combination of the first and second packings and the non-woven fabric according to claim 1, further comprising: The pressure soil nailing according to claim 1, further comprising a wire ring for closely bonding non-woven fabric to the outer peripheral surface of the first and second packings. (Registered trademark) Packer machine.
4. The pressure soil nailing according to claim 1, wherein the first and second packings are made of rubber. (Registered trademark) Packer machine.
5. Pressure-type soil nailing (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) The method includes a step of excavating the ground to a stable height where the slope and the excavated wall can stand independently, a step of drilling a hole of a predetermined diameter at an appropriate position of the excavated ground, and a nail, The mounted pressure soil nailing (Registered trademark) Installing the packer machine in the perforation hole, and the pressure type soil nailing (Registered trademark) Forming an external isolated grouting area for injecting a grout solution by closely attaching the packer machine to the inner diameter of the perforated hole, injecting and filling the grouting area with the grouting solution, and The step of discharging air and foreign matter in the grooving area to the outside when the grout chemical solution is injected into the grooving area, the step of closing the passage through which the air and foreign matter are discharged, and closing the grooving area; And pressure-filling the grouting solution into the grouting area such that gaps and joints formed in the surrounding ground are also filled with the grouting solution. (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) Construction method.
6. The method according to claim 5, further comprising the step of re-injecting the grout solution after a predetermined time has elapsed after the step of pressurizing and filling the grouting solution with the grout solution is completed. Pressure soil nailing (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) Construction method.
Detailed Description of the Invention
[0001]
Field of the Invention
The present invention is soil nailing (Registered trademark) Packer machine and soil nailing (Registered trademark) With regard to the construction method, in particular, pressure sealing is suitable for improving the workability by close sealing and pressure grooving of the grouting area formed inside the drilled hole, that is, pressure filling of the grout solution. (Registered trademark) Packer machine and soil nailing using the same (Registered trademark) It relates to the construction method.
[0002]
[Prior Art]
Generally, with the development of industry, it is now inevitable that the development of steep slopes such as mountain areas is inevitable due to the composition of housing complexes and the construction of new cities.
[0003]
Therefore, there is a need to establish a slope stabilization method that can increase the degree of land use, secure the stability and comfort of the housing complex, and satisfy construction, economy, and environmental conservation.
[0004]
Soil nailing most widely adopted as slope stabilization method (Registered trademark) Is a ground reinforcement method and is widely used in Europe and the United States for the purpose of slope reinforcement and flexible support for excavated surfaces.
[0005]
Such soil nailing (Registered trademark) In the construction method, nails are inserted into the ground at relatively fine intervals without prestressing, and the overall shear strength of the ground itself is increased to minimize possible ground displacement during or after construction. Construction method.
[0006]
In particular, in the case of the alternative structure of the excavation site, the soil nailing as compared with other construction methods such as heavy concrete wall, parent pile wall and in-situ cast slurry wall etc. (Registered trademark) The construction method has relative merits such as low construction cost, lightweight construction equipment, adaptability of site conditions and ground conditions, flexibility, etc., and large displacement even in case of dynamic load such as earthquake And has a feature that can fully demonstrate the resistance ability.
[0007]
Such soil nailing (Registered trademark) The basic design concept of the method is that the soil mass in the area reinforced by the nailing acts as an integral retaining wall to maintain stability on any inclined surface.
[0008]
Conventional soil nailing (Registered trademark) The construction method is carried out in the order of ground excavation, installation of nails, placement of shot cleats, excavation, etc. This will be described with reference to FIGS. 5 (a) to (d) and FIG. is there.
[0009]
First, as shown in FIG. 5 (a), the ground is excavated at a stable height at which the slope and the excavated wall 1 can stand.
[0010]
That is, ground excavation for providing a slope protection hole and a reinforcement is fundamentally the same as general ground excavation.
[0011]
But soil nailing (Registered trademark) Since the excavated surface in is often used as a main body structure, it is necessary to excavate to an accurate position and shape. In addition, consider the depth of excavation where the ground can stand on its own due to soil quality, and the training period for injection grout and shotcrete to obtain a predetermined strength.
[0012]
Usually, the limit of the drilling depth is related to the apparent cohesion of the ground, and it is preferable to limit the vertical drilling by stages up to 2 m.
[0013]
Next, as shown in FIG. 5 (b), after the wall 1 is perforated to provide a reinforcing material, the nail 3 is provided in the perforated hole.
[0014]
At this time, the drilling is performed using a rock drilling machine, a boring machine or the like, and mostly using a fluid (air, water, cement grout, bentonite).
[0015]
Usually soil nailing (Registered trademark) As the nail 3 used for the construction method, deformed rebar, steel rod or the like can be used, and harmful soil, oil and the like of the part to be adhered with grout must be removed in advance.
[0016]
The nail 3 used for the permanent structure should consider allowance for corrosion at the time of design or must use a rustproofed strong material, and it is preferable to use the nail 3 without joint, but the insertion length If it is too long and must be connected, a coupler must be used, and it is not possible to connect by general welding.
[0017]
When inserting the nail 3, it is preferable to use a spacer so that the nail 3 is located at the center of the perforated hole in order to ensure the minimum thickness of the grout.
[0018]
Next, as shown in FIG. 5 (c), after placing the shot cleats, when the shot cleats are trained, further ground excavation is carried out as shown in FIG. 5 (d).
[0019]
On the other hand, the process of providing the nail 3 in the perforated hole is performed as follows.
[0020]
First, after the nail 3 is inserted into the perforated hole 11, cement milk (not shown) is grouted inside the hole without pressure.
[0021]
Next, after the wire mesh 13 is provided on the wall surface 1, the reinforcing bars 15 are disposed laterally on the wire mesh 13.
[0022]
Next, the reinforcing bar 15 is crimped and fixed by the plate 17 and the nut 19 fastened to the nail 3 and then a shot cleat is driven toward the wall surface.
[0023]
At this time, the grouching must be made to completely fill the inside of the drilled hole 11, and must be repeated three to six times due to the tendency of the grout solution to penetrate the surrounding ground.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional soil nailing as described above (Registered trademark) The construction method requires a long consolidation time to apply gravity grouting, and in order to complement the shrinkage phenomenon, it has been necessary to repeat about 3 to 6 times of grouting.
[0025]
This makes the conventional soil nailing (Registered trademark) The construction method has a problem that the construction period is prolonged because the process is long and the workability is lowered.
[0026]
Furthermore, the downward inclination of the drilled hole makes it impossible to fill the grouting area with grout chemical solution, which creates a gap between the drilled hole and the ground, which is fatal to the ground reinforcement. Problems that cause serious defects.
[0027]
The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and the grooving proceeds in a state in which the grooving area is completely sealed by injecting a quick-fixing expansion agent into the packer machine. Can shorten the air and improve the workability. Pressure soil nailing (Registered trademark) Packer machine and soil nailing using the same (Registered trademark) The purpose is to provide a construction method.
[0028]
Furthermore, another object of the present invention is to use a pressurized soil nailing method. (Registered trademark) Pressure-based soil nailing suitable for improving the stability of the ground reinforcement by filling the grout solution up to the space between the drilling hole and the ground or the space of the ground (Registered trademark) Packer machine and soil nailing using the same (Registered trademark) It is to provide a construction method.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
Pressure-type soil nailing of the present invention to achieve the above object (Registered trademark) The packer machine is a packer machine inserted in a hole drilled in an excavating surface to seal the grooving area, and the nail and the longitudinal direction of the nail are fitted at a predetermined distance from each other at a central portion. A first packing and a second packing, and a non-woven fabric provided around the outer peripheral surface of the first packing and the second packing and sealing a space between the first packing and the second packing; A first grouting tube, which penetrates the first packing and the second packing, but has one end located close to one end of the nail, for injecting a grouting solution into the grouting area; The first and second packings are penetrated with one end provided close to the second packing; An air and foreign matter removing pipe for removing air and foreign matter in a grouting area by a casting, and penetrating the first packing, but one end portion thereof is in a space between the first packing and the second packing It is characterized in that it comprises a foaming urethane injection tube for injecting a foaming urethane which is provided so as to be located and sealed in volume by gelation in a space sealed by the non-woven fabric.
[0030]
Here, the pressure type soil nailing (Registered trademark) A packer machine is provided through the first packing and the second packing, but with its end close to the second packing, and a second for injecting grout solution into the grouting area Grooving tube is further provided, and is provided on the outer side of the non-woven fabric along the outer peripheral surface of the first and second packings to connect the first and second packings and the non-woven fabric, and It is preferable to further include a wire ring that tightly bonds the non-woven fabric to the outer peripheral surface of the first and second packings by tightening.
[0031]
In addition, the pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) The construction method comprises the steps of excavating the ground to a stable height where the slope and the excavated wall can stand independently, drilling the hole of a predetermined diameter at the proper position of the excavated ground and forming a perforated hole, and mounting the nail Said pressure type soil nailing (Registered trademark) Installing the packer machine in the perforation hole, and the soil nailing (Registered trademark) Forming an isolated grouting area for injecting a grouting solution by bringing the packer machine into intimate contact with the inner diameter of the bored hole, injecting the grouting solution into the grouting area, and filling the grouting area. And discharging the air and foreign matter in the grouting area to the outside, blocking the passage through which the air and foreign matter are discharged to close the grouting area, and surrounding the perforation hole. And pressing and filling the grouting solution in the grouting area such that gaps and joints formed in the ground are also filled with the grouting solution.
[0032]
The method may further include the step of injecting the grout solution again after a predetermined time has elapsed after the step of pressurizing and filling the grouting solution with the grout solution is completed.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the pressure type soil nailing of the present invention will be described with reference to the attached drawings. (Registered trademark) Explain the packer machine.
[0034]
FIG. 1 shows the pressure soil nailing of the present invention. (Registered trademark) 2 is a perspective view of a packer machine according to the present invention. (Registered trademark) 3 is an exploded perspective view of the packer according to the present invention. (Registered trademark) It is ground sectional drawing for demonstrating the mode of installation of the packer machine.
[0035]
As shown in the drawings, the pressure soil nailing of the present invention (Registered trademark) In the packer machine, the first packing 33a and the second packing 33b are fitted at predetermined intervals in the longitudinal direction of the nail 31 in which screw irregularities are provided on the outer peripheral surface.
[0036]
In addition, a non-woven fabric 35 is provided which encloses the outer peripheral surface of the first packing 33a and the second packing 33b to seal the space between the first packing 33a and the second packing 33b.
[0037]
Here, instead of the non-woven fabric 35, nylon, tent fabric or the like may be used, and the pressure due to the expansion of the volume of the urethane foam injected into the space between the first packing 33a and the second packing 33b. Any material can be used as long as the material can sufficiently withstand the
[0038]
Further, as the material of the first packing 33a and the second packing 33b, rubber, soft plastic, wood, iron plate or the like can be used, and of these, the rubber material is most preferable as the material of the packing.
[0039]
That is, when rubber packing is used, tight bonding is possible between the packing and the grooving pipe, which will be described in more detail below, or the air and foreign matter removing pipe, urethane urethane injection pipe or the like.
[0040]
Also, the pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) The packer machine is provided with a first grouting tube 37 for penetrating the first packing 33a and the second packing 33b and for injecting the grouting solution primarily into the grouting area, An air and foreign matter removing pipe 39 is provided through the packing 33a and the second packing 33b to discharge air and foreign matter in the grouting area by the grooving.
[0041]
At this time, the first grouting tube 37 is preferably provided such that one end thereof is close to the end of the perforated hole, that is, one end of the nail 31. One end is preferably provided to be close to the second packing 33b.
[0042]
For reference, the air and foreign matter removing pipe 39 not only discharges foreign matter such as air and water generated in the grouting area to the outside of the perforated hole by injecting grout chemical solution, but also air and foreign matter. After removal, pressure is applied to the grooving area by closing the inlet.
[0043]
At this time, when pressure is applied to the grouting area, the grout solution is consolidated, and at the same time, the grouting solution is also tightly filled in the gaps or joints formed in the ground around the drilling hole by the pressure. Soil nail (Registered trademark) Can improve the overall stability of the
[0044]
Also, the pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) In the packer machine, a foam urethane injection pipe 43 for injecting a quick-setting expansion agent such as foamable urethane into the space sealed by the non-woven fabric 35 is provided so as to penetrate the first packing 33a. .
[0045]
Here, one end of the foam urethane injection tube 43 is located in the space between the first packing 33a and the second packing 33b.
[0046]
The foamable urethane is injected as a urethane chemical in a state where the nail 31 is provided and gelated, but the urethane chemical is gelled in the space between the first packing 33a and the second packing 33b. Progress, thereby causing the volume to expand.
[0047]
Usually, urethane chemicals have the advantage of being able to adjust various properties such as the foaming ratio, mechanical strength, etc. in extremely diverse ways, and the time for which the urethane chemicals are actually gelled is only a few minutes, so When filling the space sealed by the non-woven fabric 35, several minutes after filling, the primary grout solution can be injected.
[0048]
In order to connect the non-woven fabric 35 and the first and second packings 33a and 33b, a wire ring 45 is provided on the outside of the non-woven fabric 35 along the outer peripheral surface of the first and second packings 33a and 33b. Be
[0049]
The wire ring 45 tightly bonds the non-woven fabric 35 with the outer peripheral surfaces of the first and second packings 33a and 33b by a screw tightening method, whereby a urethane solution is injected into the non-woven fabric 35 to cause volume expansion. Even more robust support is possible.
[0050]
Furthermore, the pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) The packer machine includes a second grouting tube 41.
[0051]
Here, the second grooving tube 41 penetrates the first packing 33a and the second packing 33b, provided that one end thereof is close to the second packing 33b.
[0052]
Such a second grouting tube 41 is a tube for injecting a secondary grouting chemical solution for filling the space if the space is generated inside the perforated hole by drying shrinkage of cement after primary grouting.
[0053]
The second grouting tube 41 fills the space not filled with the first grouting solution with the second grouting solution by pressure method so that a tight filling is performed over the entire grouting area, and a perforated hole is formed. The grouting solution is sufficiently filled up to the air gap formed in the surrounding ground.
[0054]
Hereinafter, the pressure type soil nail of the present invention (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) The construction method will be described step by step with reference to FIG. However, this is the soil nailing of the present invention (Registered trademark) An embodiment will be described focusing on the use of a packer machine.
[0055]
Pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) The construction method is ground excavation step S101, drilling hole formation step S102, and pressure soil nailing (Registered trademark) Packer machine installation step S103, isolated grouting area forming step S104, grout chemical solution filling step S105, air and foreign matter discharging step S106, grouting area sealing step S107, and grout chemical solution pressure filling step S108 It consists of
[0056]
Such soil nailing of the present invention (Registered trademark) Describing the construction method in detail, first, step S101 of excavating the ground to a stable height where the slope and the excavated wall surface can stand is advanced.
[0057]
Next, a step S102 of forming a drilled hole by drilling a hole of a predetermined diameter at an appropriate position of the excavated ground is advanced.
[0058]
Next, a pressure type soil nailing in which a nail 31 as shown in FIG. 1 is attached to the drilled hole of the excavated ground (Registered trademark) Step S103 of inserting and providing the packer machine is advanced.
[0059]
Next, the pressure type soil nailing (Registered trademark) The step S104 of advancing the packer machine in intimate contact with the diameter of the drilled hole and forming the isolated grouted area is carried out.
[0060]
Therefore, the rapid expansion agent such as a urethane chemical is injected into the space between the first packing 33a and the second packing 33b sealed by the non-woven fabric 35 through the foam urethane injection pipe 43. Become.
[0061]
The urethane solution, as mentioned above, has a very high rate of gelation, so it gels several minutes after injection, resulting in volume expansion.
[0062]
At this time, since the non-woven fabric 35 is expanded, the non-woven fabric 35 comes into close contact with the inner diameter of the perforated hole.
[0063]
Thereby, isolated grouting areas into which grout solution can be injected are formed inside the perforated holes.
[0064]
Next, step S105 of injecting and filling grouting solution such as cement milk into the grouting area is advanced.
[0065]
For that purpose, the grout solution is injected into the isolated grouting region through the first grouting tube 37.
[0066]
At this time, in order to smoothly fill the grouting region with the grout solution, air, foreign matter, and the like in the grouting region must be discharged to the outside.
[0067]
Therefore, at the same time as the grouting region is filled with the grouting chemical solution as described above, step S106 of discharging air, foreign matter and the like to the outside through the air and foreign matter removing pipe 39 is advanced.
[0068]
Next, the step of closing the grooving area by blocking the air and foreign matter discharge passage is advanced.
[0069]
Therefore, the air and foreign matter removing pipe 39 serving as a passage through which the air and foreign matter are discharged is closed.
[0070]
Next, by continuing to inject the grout solution, step S108 is performed to press-fill the grout solution in the grouting area.
[0071]
Such pressurized filling of the grout solution also fills the grouting solution into gaps and joints formed in the ground around the perforated hole.
[0072]
Here, the method may further include the step of injecting the grout solution again after a predetermined time has elapsed after the step S108 of pressurizing and filling the grouting solution is completed.
[0073]
This is because several tenths of minutes after the grouting region is filled with the grouting solution, drying shrinkage occurs along with the solidification of the filled grout solution, ie, cement milk, whereby near the second packing 33b In order to inject the grout solution into the space, an additional injection of the grout solution is required.
[0074]
At this time, since the second grouting tube 41 is provided such that one end thereof is in proximity to the second packing 33 b, the second grouting tube 41 does not have the primary grout solution filled therein due to drying shrinkage. The grout solution can be more easily filled nearby.
[0075]
After the above-described characteristic steps of the present invention are performed, work to finish the construction is then performed.
[0076]
For example, the step of providing a wire mesh on the ground wall is advanced.
[0077]
Next, after the reinforcing bars are arranged horizontally on the wire mesh, a step of pressing and fixing the reinforcing bars with a plate and a nut fastened to the nails 31 is advanced.
[0078]
Finally, the step of placing a shot cleat is advanced, and the pressure soil nailing of the present invention is carried out. (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) Is completed.
[0079]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that various changes, modifications and equivalents can be used, and the above embodiments can be appropriately modified to be applied similarly. Accordingly, the above description should not be taken as limiting the scope of the invention which is defined by the limitations of the following claims.
[0080]
【Effect of the invention】
As mentioned above, the pressure soil nailing of the present invention (Registered trademark) Packer machine and soil nailing using the same (Registered trademark) The construction method has the following effects.
[0081]
Grouting is carried out under pressure while the inner surface of the perforated hole is tightly sealed using a packer machine injected with a quick-setting expansive agent, so the grouting can be completed in a short time, and the construction time Can be shortened.
[0082]
Also, pressurized soil nailing (Registered trademark) Thus, the grouting solution can be firmly filled up to the air gap or joint formed in the ground, so that the stability of the ground reinforcement can be improved.
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 Pressure-type soil nailing according to the invention (Registered trademark) It is a perspective view of a packer machine.
[Fig. 2] Pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) It is an exploded perspective view of a packer machine.
[Fig. 3] Pressure type soil nailing of the present invention (Registered trademark) It is ground sectional drawing for demonstrating the mode of installation of the packer machine.
FIG. 4 is a pressure soil nailing according to the present invention. (Registered trademark) Soil nailing using a packer machine (Registered trademark) It is the flowchart which showed the construction method according to step.
5a-5d illustrate soil nailing according to the prior art. (Registered trademark) It is a construction sequential figure for demonstrating a construction method.
[Fig. 6] Conventional soil nailing (Registered trademark) It is a conceptual diagram showing an example of installation of a nail by a construction method.
[Description of the code]
31 Nail
33a first packing
33b second packing
35 Non-woven fabric
37 First Grouching Tube
39 Air and foreign material removal pipe
41 Second grouting tube
43 shot urethane injection tube