JP2002227193A - 鋼管ソイルセメント杭、その施工方法および施工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固化材の無駄をなくして経済施工と掘削発生
土の低減を図るとともに、表面に突起のない普通鋼管を
使用した場合でも鋼管とソイルセメントとの付着力を増
大させて杭としての支持力の増大を可能にした鋼管ソイ
ルセメント杭、その施工方法および施工装置を提供す
る。 【解決手段】 掘削土と固化材とからなるソイルセメン
ト柱体１とこのソイルセメント柱体１内に設置される鋼
管２とで形成する。鋼管２の外側と内側にソイルセメン
ト１ａと１ｂをそれぞれ充填し、さらに鋼管２の外側表
面部にソイルセメント１ａおよび１ｂより富配合のソイ
ルセメント１ｃを充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ソイルセメント
柱体とこのソイルセメント柱体内に設置された鋼管とを
一体化させた鋼管ソイルセメント杭、鋼管ソイルセメン
ト杭の施工方法および施工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現地の掘削土と地上から注入されたセメ
ントミルク等の固化材とからなるソイルセメント柱体内
に鋼管を沈設し、両者をソイルセメントの付着力で一体
化させた鋼管ソイルセメント杭は、支持力性能や耐震性
能がきわめてすぐれているだけでなく、場所打ち杭など
に比べて施工時の掘削発生土が少ない等の理由により近
年広く施工されるようになってきている。

【０００３】例えば図８は、従来の鋼管ソイルセメント
杭の一例を示し、地中に所定の深さまで連続して施工さ
れたソイルセメント柱体２０内に、これより小径の鋼管
２１が沈設されている。ソイルセメントは鋼管２１の外
側と内側の両方に均等に注入された固化材と掘削土とを
攪拌混合して製造されている。

【０００４】また、鋼管２１としては、一般に鋼管２１
の表面形態が鋼管２１とソイルセメント間の付着力を左
右する大きな要素となることから、これまで外表面に突
起が多数突設された表面突起付き鋼管が使用されてい
る。また、この種の杭の施工方法と施工装置に関して
も、例えば特許登録第２６４５３２２号公報や特許登録
第２８８７７０２号公報などに開示されている。杭の施
工装置としては、例えば図９（ａ）に図示するような装
置が使用されている。

【０００５】図示するように、鋼管２１を貫通する回転
ロッド２２の先端部分に掘削ビット２３と掘削翼２４が
それぞれ突設され、その上側に共回り防止翼２５と攪拌
翼２６が所定間隔おきにそれぞれ突設され、さらにその
上方には回転ロッド２２を鋼管２１の中心部に保持する
ためのスタビライザー２７が所定間隔おきに突設されて
いる。

【０００６】また、回転ロッド２２の先端部に回転ロッ
ド２２内を介して地中に注入された固化材を噴射するた
めの固化材噴射口（図省略）が形成されている。このよ
うな構成において、杭の施工に際しては、図９（ａ）〜
（ｅ）に図示するように、回転ロッド２２が回転するこ
とで掘削ビット２３と掘削翼２４が回転し、これにより
地盤が掘削される。また、地盤の掘削と並行して固化材
噴射口（図省略）から掘削土内にセメントミルク等の固
化材が噴射され、この固化材と掘削土が回転ロッド２２
とともに回転する攪拌翼２６で攪拌されることでソイル
セメント柱体２０が形成される。

【０００７】また、鋼管２１はソイルセメント柱体２０
を施工しながら未だ固まらないソイルセメント柱体２０
内に徐々に沈設するか、または先にソイルセメント柱体
２０を施工し、その後ソイルセメント柱体２０が未だ固
まらないうちにソイルセメン卜柱体２０内に沈設する。
そして、ソイルセメント柱体２０の施工と鋼管２１の沈
設が完了したら、回転ロッド２２を引き上げて施工を完
了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうして施工
されたこれまでの鋼管ソイルセメント杭は、鋼管２１の
外側と内側の両方に固化材が均等に注入されているの
で、あまり高い強度を必要とされない鋼管２１内の中心
部まで必要以上の固化材が注入されることとなるため、
固化材が無駄になってコストアップを免れないだけでな
く、固化材の使用量に比例して掘削発生土が増大する等
の課題があった。

【０００９】また、鋼管２１として表面突起付き鋼管が
使用されていると、ソイルセメントの付着強度が高めら
れる点ではすぐれているものの、この種の表面突起付き
鋼管は専用の製造工程で製造されることからきわめて高
価なものであるため、材料コストが嵩む等の課題があっ
た。

【００１０】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、固化材の無駄をなくして経済施工と掘
削発生土の低減を図るとともに、表面に突起のない普通
鋼管を使用した場合でも、鋼管とソイルセメントとの付
着力を増大させて杭としての支持力の増大を可能にした
鋼管ソイルセメント杭、その施工方法および施工装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段として、請求項１記載の鋼管ソイルセメント杭
は、掘削土と固化材とからなるソイルセメント柱体とこ
のソイルセメント柱体内に設置される鋼管とで形成さ
れ、かつ少なくとも前記鋼管の外側表面部のソイルセメ
ントが周囲の地盤に接するソイルセメントより富配合と
されていることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の鋼管ソイルセメント杭は、
掘削土と固化材とからなるソイルセメント柱体とこのソ
イルセメント柱体内に設置される鋼管とで形成され、前
記鋼管の外側表面部および内側のソイルセメントが周囲
の地盤に接するソイルセメントより富配合とされている
ことを特徴とする。

【００１３】請求項３記載のソイルセメント杭は、掘削
土と固化材とからなるソイルセメント柱とこのソイルセ
メント柱体内に設置される鋼管とで形成され、前記鋼管
の外側表面部のソイルセメントが周囲の地盤に接するソ
イルセメントより富配合とされ、かつ前記鋼管の内側表
面部のソイルセメントが前記鋼管内の中心部のソイルセ
メントより富配合とされていることを特徴とする。

【００１４】請求項４記載の鋼管ソイルセメント杭の施
工方法は、杭施工装置を使い、掘削する際に掘削土に固
化材を噴射し、かつ攪拌混合してソイルセメント柱体を
施工しながら、このソイルセメント柱体内に鋼管を沈設
して鋼管ソイルセメント杭を施工する際に、前記鋼管の
外側表面に向けて固化材を噴射して前記鋼管の外側表面
部のソイルセメントを周囲の地盤に接するソイルセメン
トより富配合とすることを特徴とする。

【００１５】請求項５記載の鋼管ソイルセメント杭の施
工方法は、杭施工装置を使い、掘削する際に掘削土に固
化材を噴射し、かつ攪拌混合してソイルセメント柱体を
施工しながら、このソイルセメント柱体内に鋼管を沈設
して鋼管ソイルセメント杭を施工する際に、前記鋼管の
外側表面と内側表面に向けて固化材をそれぞれ噴射する
ことを特徴とする。

【００１６】請求項６記載の鋼管ソイルセメント杭の施
工方法は、請求項４または５記載の鋼管ソイルセメント
杭の施工方法において、鋼管の表面に向けて固化材を噴
射しながら杭施工装置を引き上げることを特徴とする。

【００１７】なお、これらの鋼管ソイルセメント杭の施
工方法で使用する杭施工装置としては、例えば鋼管を貫
通する回転ロッドの先端部分に、少なくとも掘削翼と攪
拌翼がそれぞれ突設され、かつ前記攪拌翼に前記鋼管の
外側表面に向けて固化材を噴射するための固化材噴射口
が設けられている鋼管ソイルセメント杭の施工装置が使
用される。

【００１８】請求項７記載の鋼管ソイルセメント杭の施
工装置は、掘削土と固化材とからなるソイルセメント柱
体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管とで形
成される鋼管ソイルセメント杭の施工装置において、前
記鋼管を貫通する回転ロッドの先端部分に、少なくとも
掘削翼と攪拌翼がそれぞれ突設され、かつ前記攪拌翼に
前記鋼管の外側表面に向けて固化材を噴射するための固
化材噴射口が設けられていることを特徴とする。

【００１９】請求項８記載の鋼管ソイルセメント杭の施
工装置は、掘削土と固化材とからなるソイルセメント柱
体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管とで形
成される鋼管ソイルセメント杭の施工装置において、前
記鋼管を貫通する回転ロッドの先端部分に、少なくとも
掘削翼と攪拌翼がそれぞれ突設され、かつ前記攪拌翼に
前記鋼管の内側表面と外側表面に固化材を噴射するため
の固化材噴射口がそれぞれ設けられていることを特徴と
する。

【００２０】請求項９記載の鋼管ソイルセメント杭の施
工装置は、請求項８記載の鋼管ソイルセメント杭の施工
装置において、攪拌翼は、鋼管の内側表面に固化材を噴
射するための固化材噴射口が設けられた位置より先の部
分が拡径および縮径するように突設されていることを特
徴とする。

【００２１】なお、拡径および縮径する攪拌翼として
は、例えば固化材噴射口が設けられた位置より先の部分
が回転して折り畳めるようになっているもの、あるいは
固化材噴射口が設けられた位置より先の部分が攪拌翼の
軸方向にスライドして伸縮できるようになっているもの
等がある。

【００２２】請求項１０記載の鋼管ソイルセメント杭の
施工装置は、掘削土と固化材からなるソイルセメント柱
体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管とで形
成される鋼管ソイルセメント杭の施工装置において、前
記鋼管を貫通する回転ロッドの先端部分に、少なくとも
掘削翼と攪拌翼がそれぞれ突設され、かつ少なくとも前
記回転ロッドに前記鋼管の内側表面に固化材を噴射する
ための固化材噴射口が設けられていると共に、前記攪拌
翼に前記鋼管の外側表面に固化材を噴射するための固化
材噴射口が設けられていることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．図１（ａ）
〜（ｅ）は、この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の一
例を示し、例えば図１（ａ）において、地中にソイルセ
メント柱体１が所定の深さまで連続して施工され、この
ソイルセメント柱体１内にこれより小径の鋼管２が連続
して沈設されている。

【００２４】ソイルセメント柱体１は、鋼管２の外側と
内側に鋼管２の軸方向にそれぞれ連続して存在するソイ
ルセメント１ａと１ｂ、さらに鋼管２の外側表面部に存
在する富配合のソイルセメント１ｃの三層で形成され、
かつソイルセメント１ａ、１ｂおよび１ｃの下端部には
根固め部１ｄが鋼管径の２倍程度の深さに形成されてい
る。

【００２５】図１（ａ）におけるソイルセメント１ａと
１ｂは、図２に例示した装置のように掘削翼より下方の
回転ロッド３に設けられた固化材噴射口８よりの固化材
が、掘削翼５などで掘削された掘削土と攪拌翼７で攪拌
混合されてソイルセメントとされたものである。

【００２６】さらに富配合のソイルセメント１ｃは、上
記の掘削翼より下方の回転ロッド３に設けられた固化材
噴射口８よりの固化材と掘削土で形成されたソイルセメ
ントに、さらに鋼管２の外側表面に別の固化材噴射口
（例えば図３に示した固化材噴射口９）からの固化材が
鋼管２の外表面に堆積して集中的に存在することによ
り、上記の掘削翼より下方のロッドに設けられた固化材
噴射口８よりの固化材と掘削土で形成されたソイルセメ
ントに別の固化材噴射口（例えば図３に示した固化材噴
射口９）からの固化材が加えられ、セメントなどの固化
材料の含有量が多いソイルセメント、即ち富配合のソイ
ルセメントである。

【００２７】このようにソイルセメント１ｃはソイルセ
メント１ａおよび１ｂより高強度（特に高圧縮強度）に
製造されている。なお、根固め部１ｄは図２に例示した
装置のように掘削翼より下方のロッドに設けられた固化
材噴射口８より突出される固化材の量をさらに大とした
り、高濃度とすることにより富配合の根固め部として製
造される。

【００２８】鋼管２としては、表面に突起のない例えは
溶接スパイラル鋼管などの普通鋼管が使用され、必要に
応じて表面に多数の突起を有する表面突起付き鋼管が使
用されている。

【００２９】このように鋼管２の外側と内側にソイルセ
メント１ａと１ｂがそれぞれ形成され、さらに鋼管２の
外表面部にソイルセメント１ａおよび１ｂより富配合の
ソイルセメント１ｃが充填されていることで、鋼管２と
ソイルセメント１ａとの付着力が著しく高められ、これ
により鋼管２として表面に突起のない普通鋼管が使用さ
れた場合でも、鋼管とソイルセメントとの付着力を増大
させて杭としての支持力性能と耐震性能が著しく高めら
れる。

【００３０】図１（ｂ）〜（ｄ）は、この発明に係る鋼
管ソイルセメント杭の他の例を示し図１（ｂ）に図示す
るものは、図１（ａ）で説明した鋼管ソイルセメント杭
において、さらに鋼管２の外側に鋼管２の内側に充填さ
れたソイルセメント１ｂより富配合のソイルセメント１
ａが充填されている。

【００３１】また、図１（ｃ）に図示するものは、図１
（ａ）で説明した鋼管ソイルセメント杭において、鋼管
２の内側と外側の両方の表面部に富配合のソイルセメン
ト１ｃと１ｅが充填されたものであり、さらに図１
（ｄ）に図示するものは、鋼管２の内側と外側の両方の
表面部に富配合のソイルセメント１ｃと１ｅが充填さ
れ、かつ鋼管２の外側に鋼管２内に充填されたソイルセ
メント１ｂより富配合のソイルセメント１ａが充填され
ている例を示したものである。

【００３２】こうして施工された鋼管ソイルセメント杭
は、図（ａ）で説明した杭と同じように杭としての支持
力性能と耐震性能が著しく高められる。

【００３３】発明の実施の形態２ 図２（ａ），（ｂ）は、この発明に係る鋼管ソイルセメ
ント杭の施工装置の一例を、鋼管２の外側表面に向けて
固化材を噴射する噴射口を省略した図面であり、噴射口
以外の掘削翼や攪拌翼の構造について最初に説明する。

【００３４】図示するように鋼管２を貫通し、動力で回
転する回転ロッド３の先端部に先行掘削ビット４、掘削
翼５、共回り防止翼６および攪拌翼７が下から上方に順
に所定間隔おきにそれぞれ突設されている。

【００３５】また、これらの翼の上方には回転ロッド３
を鋼管２の中央に保持するためのスタビライザー（図省
略）が所定間隔おきに突設されている。先行掘削ビット
４と掘削翼５は、回転ロッド３とともに回転して地盤を
掘削するものであり、また攪拌翼７は回転ロッド３とと
もに回転して掘削土と固化材とを攪拌するものであり、
さらに共回り防止翼６は地中に静止して、掘削土が掘削
翼５および攪拌翼７と一緒に回転してしまう、いわゆる
共回り現象を防止するものであり、いずれも回転ロッド
３の側部に相対してまたは三方向ないし四方向に水平に
突設されている。

【００３６】また特に、掘削翼５、共回り防止翼６およ
び攪拌翼７は、いずれも中央部より先端部分５ａ，６ａ
および７ａがそれぞれ水平な状態から下方に垂直な状態
に、およびその逆の状態に回転して自由に折り畳めるよ
うになっている。

【００３７】これにより、掘削翼５、共回り防止翼６お
よび攪拌翼７は先端部分５ａ、６ａおよび７ａがそれぞ
れ水平な状態に延長されたときに鋼管２の外側まで長く
伸び（図２（ａ）参照）、一方先端部分５ａ，６ａ，７
ａが下方に回転して垂直な状態にあるときは、鋼管２内
を通過する長さになるようになっている（図２（ｂ）参
照）。

【００３８】また、図示していないが、回転ロッド３の
先端部には固化材噴射口８が、攪拌翼７には固化材噴出
口９がそれぞれ形成され、いずれも地上から回転ロッド
３内を介して地中に固化材を噴射するための噴射口とし
て形成されている。

【００３９】回転ロッド３の先端部の固化材噴射口８
は、掘削翼５などで掘削された固化材と混合するための
固化材の噴射口であり、噴出された固化材と掘削土とが
攪拌翼７によって攪拌混合され、ソイルセメントを形成
するためのものである。

【００４０】特に、固化材噴射口９は、例えば図３
（ａ），（ｂ）に図示するように、固化材を鋼管２の外
側表面に噴射できるように、攪拌翼７の先端部分７ａに
回転ロッド３側の斜め上方を向いて形成されている。

【００４１】このように斜め上方を向いた固化材噴射口
９より噴射された固化材に対して鋼管２の表面が壁にな
り、その固化材が鋼管２の外側表面に集中して堆積され
るようになる。そして既に形成されたソイルセメント
（上述したように固化材噴射口８より供給された固化材
と掘削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射口
９からの固化材が加えられ、鋼管の外側表面にセメント
などの固化材含有量が多い富配合のソイルセメント１ｃ
が形成される。勿論、固化材噴射口９から噴射する固化
材をセメントなどの固化材含有量が多い富配合の固化材
としてもよい。

【００４２】図４（ａ），（ｂ）は杭の施工装置の他の
例を示し、図３（ａ），（ｂ）で説明した施工装置にお
けると同様に鋼管２の外側表面に向かって固化材を噴射
する固化材噴射口９が形成されているとともに、さらに
攪拌翼７の先端部分７ａより回転ロッド３寄りの基端部
分７ｂに固化材噴射口１０が形成され、固化材噴射口１
０は固化材を鋼管２の内側表面に噴射できるように、回
転ロッド３とは反対側に斜め上方を向いて形成されてい
る。

【００４３】この装置を使用すると、図１（ｃ）に例示
するような鋼管ソイルセメント杭を製造することができ
る。すなわち、鋼管２の外表面部に形成されるソイルセ
メント１ｃは上述した図３の場合と同様に鋼管内部のソ
イルセメント１ｂや鋼管外側のソイルセメント１ａより
も富配合のソイルセメントとなる。

【００４４】なお、鋼管２の内表面に形成されるソイル
セメント１ｅは、次の理由で、鋼管内部のソイルセメン
ト１ｂや鋼管外側のソイルセメント１ａよりも富配合の
ソイルセメントとなる。

【００４５】すなわち、斜め上方を向いた固化材噴射口
１０より噴射された固化材に対して鋼管２の内表面が壁
になり、その固化材が鋼管２の内側表面に集中して堆積
されるようになる。そして既に形成されたソイルセメン
ト（上述したように固化材噴射口８より供給された固化
材と掘削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射
口１０からの固化材が加えられ、鋼管の内側表面にセメ
ントなどの固化材含有量が多い富配合のソイルセメント
１ｅが形成される。

【００４６】なお、固化材噴射口１０は、例えば図５に
図示するように、回転ロッドの側面に突設されて、鋼管
２の内側表面に直接噴射できるようにしてもよい。図４
や図５に見られる固化材噴射口１０を存在させると、固
化材噴射口１０より噴射された固化材に対して鋼管２の
内側表面が壁になり、その固化材が鋼管2２内側表面に
集中して堆積されるようになる。

【００４７】そして、既に形成されたソイルセメント
（上述したように固化材噴出口８より供給された固化材
と掘削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射口
１０からの固化材が加えられ、鋼管の内側表面にセメン
トなどの固化材含有量が多い富配合のソイルセメント１
ｅが形成される。

【００４８】勿論、固化材噴射口１０から噴射する固化
材をセメントなどの固化材含有量が多い富配合の固化材
としてもよい。また、所定の部分に固化材が噴出できれ
ば、固化材噴射口９と１０は攪拌翼７にではなく、掘削
翼５に形成されていてもよい。

【００４９】さらに、固化材噴射口９と１０はすべての
攪拌翼７または掘削翼５に形成されていてもよく、ある
いはいくつかの攪拌翼７または掘削翼５にだけ形成され
ていてもよい。

【００５０】また、例えば図６に図示するように、回転
ロッド３の両側に突設された攪拌翼７の先端部に固化材
噴射口がそれぞれ設けられ、かつ一方の固化材噴射口９
ａが鋼管２の外側表面に向けて固化材を噴射できるよう
に鋼管２側に向けて形成され、他方の固化材噴射口９ｂ
が真上に向けて形成されていてもよい。

【００５１】この場合、鋼管２の外表面には、固化材噴
射口９ａと固化材噴射口９ｂによる固化材が存在するこ
ととなり、図１（ｂ）に例示すように、固化材噴射口９
ｂによる固化材よりも多量の固化材が供給されることに
なるので、鋼管２の外表面のソイルセメント１ｃは外側
のソイルセメント１ａよりもセメントなどの固化材含有
量が多くなり、富配合のソイルセメントとなる。

【００５２】また、外側のソイルセメント１ａは、既に
形成されたソイルセメント（上述したように固化材噴射
口８より供給された固化材と掘削土で形成されたソイル
セメント）に固化材噴射９ｂからの固化材が加えられた
ものであり、既に形成されたソイルセメント（上述した
ように固化材噴射口８より供給された固化材と掘削土で
形成されたソイルセメント）からなる鋼管２内部のソイ
ルセメント１ｂに比べると、セメントなどの固化材含有
量が多い富配合のソイルセメント１ａが形成される。

【００５３】発明の実施の形態３．このような構成にお
いて、次にこの発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工
方法の一例を、図３（ａ），（ｂ）に基づいて説明す
る。

【００５４】最初に、回転ロッド３を鋼管２に貫通さ
せ、かつ掘削翼５、共回り防止翼６および攪拌翼７の先
端部分５ａ，６ａ，７ａをそれぞれ水平に延ばす。そし
て、回転ロッド３を駆動（回転）させて、回転ロッド３
とともに回転する先行掘削ビット４と掘削翼５で掘削を
開始し、同時に固化材噴射口８と９から鋼管２の先端部
に固化材を噴射する。

【００５５】掘削が開始されると、掘削と平行して攪拌
翼７が回転ロッド３とともに回転することにより、固化
材噴射口８から噴射された固化材と掘削土が攪拌混合さ
れ、ソイルセメントとなる。このようなソイルセメント
の形成と平行して鋼管２を徐々に沈設する。抵抗が大き
いときは鋼管２を回転させながら沈設すればよい。

【００５６】一方、同時に、鋼管２の外側表面部に向け
て固化材噴射口９から固化材が噴射されるが、このよう
に斜め上方を向いた固化材噴射口９より噴射された固化
材に対して鋼管２の表面が壁になり、その固化材が鋼管
２の外側表面に集中して堆積されるようになる。そして
既に形成されたソイルセメント（上述したように固化材
噴射口８より供給された固化材と掘削土で形成されたソ
イルセメント）に固化材噴射口９からの固化材が加えら
れ、鋼管２の外側表面にセメントなどの固化材含有量が
多い富配合のソイルセメント１ｃが形成される。

【００５７】勿論、固化材噴射口９から噴射する固化材
をセメントなどの固化材含有量が多い富配合の固化材と
してもよい。このように、ソイルセメントの形成と平行
して鋼管２を回転させながら徐々に沈設する際に、上述
したように固化材噴射口９から鋼管外側表面に向けて固
化材を噴射するので、ソイルセメント１ａおよび１ｂよ
り富配合（高強度、即ち、高い圧縮強度）のソイルセメ
ント１ｃが鋼管２の外側表面に鋼管２の軸方向に連続し
て形成される。

【００５８】なお、鋼管２の内側のソイルセメントと外
側のソイルセメントは、上述したように固化材晴出口８
より供給された固化材と掘削土で形成されたソイルセメ
ントであり、鋼管２の外表面部のソイルセメントよりも
貧配合のソイルセメントとなる。このようにして図１
（ａ）に例示するように、鋼管２の外側と内側にソイル
セメント１ａと１ｂが地表から地中に向けて連続的に形
成される。

【００５９】鋼管２が所定の位置近くまで沈設された
ら、固化材噴射口８から噴出される固化材の濃度をセメ
ントなどの固化材料が多く配合された富配合の固化材と
したり、固化材噴射口８から噴出される固化材の量を増
やしたりすることにより杭の先端部に富配合のソイルセ
メントからなる根固め部１ｄを鋼管径の２倍程度の深さ
に形成し、同時に図２（ｂ）に例示するように、鋼管２
の底部を根固め部１ｄ内に沈設する。その後、回転ロッ
ド３を引き上げて施工は終了する。こうして、ソイルセ
メント柱体１と鋼管２が一体化された鋼管ソイルセメン
ト杭が築造される。

【００６０】なお、鋼管２内を回転ロッド３を引き上げ
る際、鋼管２の外側まで延びた掘削翼５、共回り防止翼
６および攪拌翼７は、先端部分５ａ、６ａ，７ａが下方
に回転して垂直な状態に折り畳まれるので、鋼管２の下
端部に当たることはない。

【００６１】発明の実施の形態４．次にこの発朋に係る
鋼管ソイルセメント杭の施工方法の他の例を図４
（ａ），（ｂ）に基いて説明する。

【００６２】回転ロッド３とともに回転する先行掘削翼
４と掘削翼５で掘削を開始し、同時に固化材噴射口８と
９、さらに固化材噴射口１０から鋼管２の先端部に固化
材を噴射する。

【００６３】掘削が開始されると、掘削と平行して掘削
翼７が回転ロッド３とともに回転することにより、固化
材噴射口８から噴射された固化材と掘削土が攪拌混合さ
れ、ソイルセメントとなる。このようなソイルセメント
の形成と並行して鋼管２を徐々に沈設する。

【００６４】一方、同時に、鋼管２の外側表面部に向け
て固化材噴射口９から固化材が噴射されるが、このよう
に斜め上方を向いた固化材噴射口９より噴射された固化
材に対して鋼管２の表面が壁になり、その固化材が鋼管
２の外側表面に集中して堆積されるようになる。そして
既に形成されたソイルセメント（上述したように固化材
噴射口８より供給された固化材と掘削土で形成されたソ
イルセメント）に固化材噴射口９からの固化材が加えら
れ、鋼管の外側表面にセメントなどの固化材含有量が多
い富配合のソイルセメント１ｃが形成される。

【００６５】勿論、固化材噴射口９から噴射する固化材
をセメントなどの固化材含有量が多い富配合の固化材と
してもよい。このようにソイルセメントの形成と並行し
て鋼管２を徐々に沈設する際に、上述したように固化材
噴射口９から鋼管外側表面に向けて固化材を噴射するの
で、ソイルセメント１ａおよび１ｂより富配合（高強
度、即ち、高い圧縮強度）のソイルセメント１ｃが鋼管
２の外側表面に鋼管２の軸方向に連続して形成される。

【００６６】さらに、ソイルセメントの形成と並行して
鋼管２を徐々に沈設する際に、同時に、鋼管２の内側表
面部に向けて固化材噴射口１０から固化材が噴射される
が、このように斜め上方を向いた固化材噴射口１０より
噴射された固化材に対して鋼管２の内側表面が壁にな
り、その固化材が鋼管２の内側表面に集中して堆積され
るようになる。

【００６７】そして、既に形成されたソイルセメント
（上述したように固化材噴射口８より供給された固化材
と掘削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射口
１０からの固化材が加えられ、鋼管２の内側表面にセメ
ントなどの固化材含有量が多い富配合のソイルセメント
１ｅが形成される。

【００６８】勿論、固化材噴射口１０から噴射する固化
材をセメントなどの固化材含有量が多い富配合の固化材
としてもよい。このようにソイルセメントの形成と並行
して鋼管２を徐々に沈設する際に、上述したように固化
材噴出口１０から鋼管内側表面に向けて固化材を噴射す
るので、ソイルセメント１ａおよび１ｂより富配合（高
強度、即ち、高い圧縮強度）のソイルセメント１ｅが鋼
管２の内側表面に鋼管２の軸方向に連続して形成され
る。

【００６９】なお、鋼管２の内側のソイルセメントと外
側のソイルセメントは、上述したように固化材噴射口８
より供給された固化材と掘削土で形成されたソイルセメ
ントであり、鋼管２の外表面部のソイルセメントよりも
貧配合のソイルセメントとなる。

【００７０】このようにして図１（ａ）に例示すよう
に、鋼管２の外側と内側にソイルセメント１ａと１ｂが
地表から地中に向けて連続的に形成される。鋼管２が所
定の位置近くまで沈設されたら、固化材噴射口８から噴
出される固化材の濃度をセメントなどの固化材料が多く
配合された富配合の固化材としたり、固化材噴射口８か
ら噴射される固化材の量を増やしたりすることにより杭
の先端部に富配合のソイルセメントからなる根固め部１
ｄを鋼管径の２倍程度の深さに形成し、同時に図２
（ｂ）に例示するように、鋼管２の底部を根固め部１ｄ
内に沈設する。

【００７１】その後、回転ロッド３を引き上げて施工は
終了する。こうして、ソイルセメント柱体１と鋼管２が
一体化された、図１（ｃ）図示するような鋼管ソイルセ
メント杭が築造される。

【００７２】発明の実施の形態５．さらに、この発明に
係る鋼管ソイルセメント杭の施工方法の他の一例を図７
（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。

【００７３】最初に図７（ａ）に示す状態に至るまでの
施工手順について説明する。図７（ａ）において折り畳
まれた部分の掘削翼７ａには、図６に示すような固化材
噴射口９ａ，９ｂが設けられている。

【００７４】図示していないが、最初に鋼管２に回転ロ
ッド３を鋼管２の下方から貫通させ、かつ掘削翼５、共
回り防止翼６および攪拌翼７の先端部分５ａ，５ａおよ
び７ａが水平にのばした状態で、鋼管２の下部に位置す
るようにする。

【００７５】このような状態にして掘削を開始する（図
９（ａ），（ｂ）を参照）。掘削が開始されると、掘削
と並行して攪拌翼７が回転ロッド３とともに回転するこ
とにより、固化材噴射口８から噴射された固化材と掘削
土が攪拌混合され、ソイルセメントとなる。

【００７６】このようなソイルセメントの形成と並行し
て鋼管２を徐々に沈設する。一方、同時に、鋼管２の外
側には、図６で示したと同様な上を向いた固化材噴出口
９ｂより固化材が噴出されている。それ故、外側のソイ
ルセメント１ａは、既に形成されたソイルセメント（上
述したように固化材噴射口８より供給された固化材と掘
削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射口９ｂ
からの固化材が加えられたものであり、既に形成された
ソイルセメント（上述したように固化材噴射口８より供
給された固化材と掘削土で形成されたソイルセメント）
からなる鋼管２内部のソイルセメント１ｂに比べると、
セメントなどの固化材含有量が多い富配合のソイルセメ
ント１ａが形成される。

【００７７】さらに、同時に、鋼管２の外側表面部に向
けて、図６で示したと同様な斜め上を向いた固化材噴出
口９ａより固化材が噴出されている。このように斜め上
方を向いた固化材噴射口９より噴射された固化材に対し
て鋼管２の表面が壁になり、その固化材が鋼管２の外側
表面に集中して堆積されるようになる。

【００７８】そして、既に形成されたソイルセメント
（上述したように固化材噴射口８より供給された固化材
と掘削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射口
９ｂからの固化材が加えられたものに、更に固化材噴射
口９ａからの固化材が加えられ、鋼管の外側表面にセメ
ントなどの固化材含有量が更に多い富配合のソイルセメ
ント１ｃが形成される。

【００７９】勿論、固化材噴射口９から噴射する固化材
をセメントなどの固化材含有量が多い富配合の固化材と
してもよい。このように、ソイルセメントの形成と並行
して鋼管２を徐々に沈設する際に、上述したように固化
材噴射口９ｂから鋼管２の外側に上向きに固化材が噴射
され、また固化材噴射口９ａから鋼管外側表面に向けて
固化材を噴射するので、１ｂより富配合（高強度、即
ち、高い圧縮強度）のソイルセメント１ａが鋼管２の外
側に鋼管２の軸方向に連続して形成されるとともに、ソ
イルセメント１ａおよび１ｂより富配合（高強度、即
ち、高い圧縮強度）のソイルセメント１ｃが鋼管２の外
側表面に鋼管２の軸方向に連続して形成される。

【００８０】即ち、鋼管２の内側のソイルセメント１ｂ
は、上述したように固化材噴射口８より供給された固化
材と掘削土で形成されたソイルセメントであり、鋼管２
の外側のソイルセメント１ａや鋼管２の外表面部のソイ
ルセメント１ｃよりも貧配合のソイルセメントとなる。

【００８１】このようにして図６に例示すように、鋼管
２の内側と外側と外表面にソイルセメント１ｂ、１ａ、
１ｃが地表から地中に向けて連続的に形成される。鋼管
が所定の位置近くまで沈設されたら、固化材噴射口８か
ら噴射される固化材の濃度をセメントなどの固化材料が
多く配合された富配合の固化材としたり、固化材噴射口
８から噴射される固化材の量を増やしたりすることによ
り杭の先端部に富配合のソイルセメントからなる根固め
部１ｄを鋼管径の２倍程度の深さに形成し、鋼管２の底
部を根固め部１ｄ内に沈設する。

【００８２】その後、図７（ａ）に示す状態まで回転ロ
ッド３を引き上げることにより、鋼管２の外側まで延び
た掘削翼５、共回り防止翼６および攪拌翼７の先端部５
ａ、６ａ、７ａが鋼管２の下部に当たり、下方に回転し
て垂直な状態に折り畳まれる。

【００８３】また、図７（ｂ）に例示するように、この
ように折り畳まれた状態の攪拌翼７に鋼管２の内側表面
を向けて固化材を噴出できる固化材噴射口１０が最初か
ら回転ロッド３に設けられている。

【００８４】そこで、回転ロッド３を引き上げながら、
固化材噴出口１０から鋼管２の内表面に向けて固化材を
噴出する。すると鋼管２の内表面にソイルセメント１ｅ
が鋼管２の軸方向に連続して形成される。

【００８５】この鋼管２の内表面に形成されるソイルセ
メント１ｅは、次の理由で、鋼管内部のソイルセメント
１ｂよりも富配合のソイルセメントとなる。即ち、鋼管
２の内表面を向いた固化材噴射口１０より噴射された固
化材に対して鋼管２の内表面が壁になり、その固化材が
鋼管２の内側表面に集中して堆積されるようになる。

【００８６】そして、既に形成されたソイルセメント
（上述したように固化材噴射口８より供給された固化材
と掘削土で形成されたソイルセメント）に固化材噴射口
１０からの固化材が加えられ、鋼管の内側表面にセメン
トなどの固化材含有量が多い富配合のソイルセメント１
ｅが形成される。このように鋼管２の内表面に富配合の
ソイルセメント１ｅが鋼管２の軸方向に連続して形成さ
れる状態は、図４の固化材噴射口１０や図５の固化材噴
射口１０による固化材を噴射する場合と同じである。

【００８７】このようにして、回転ロッド３を引き上げ
て施工は終了する。こうして、図１（ｄ）に例示したソ
イルセメント柱体１と鋼管２が一体化された鋼管ソイル
セメント杭が築造される。

【００８８】

【発明の効果】この発明は以上説明したとおりであり、
この発明に係る鋼管ソイルセメント杭は、特に鋼管の外
側表面部のソイルセメントが周囲の地盤に接するソイル
セメントより富配合とされているので、鋼管として外側
表面に突起がない普通鋼管を使用した場合でも、鋼管と
ソイルセメントの付着が増大し、大きな周面摩擦力を発
揮させることができるため、杭としての支持性能や耐震
性能が極めて高い鋼管ソイルセメント杭になる。

【００８９】地盤に接するソイルセメントを富配合に
し、鋼管の外側表面部のソイルセメントが周囲の地盤に
接するソイルセメントより更に富配合とした場合でも上
記の効果は維持され、地盤に接するソイルセメントを富
配合にしているので、周面摩擦力を大きくすることがで
きるため、杭としての支持性能や耐震性能が更に高い鋼
管ソイルセメント杭になる。

【００９０】また、従来法による鋼管の沈設の際に鋼管
の外側表面に粘性土が付着し、鋼管とソイルセメントの
付着を阻害する場合があるが、鋼管の外表面部に向けた
固化材噴出口より固化材を噴出することで、鋼管の外側
表面に粘性土が付着することを防いで鋼管の外側表面に
富配合のソイルセメントを形成することができ、鋼管と
ソイルセメントの付着が優れた鋼管ソイルセメントとす
ることができる。

【００９１】即ち、鋼管の外側表面に富配合のソイルセ
メントが形成されていること自体が鋼管の外側表面に粘
性土の姿で付着していないことを意味する。請求項２や
講求項３に示したように、鋼管の外側表面のソイルセメ
ントばかりでなく鋼管内側のソイルセメントを富配合の
ソイルセメントした場合は、鋼管の内表面でも鋼管とソ
イルセメントの一体化を高めることができ、杭としての
支持性能や耐震性能が更に高い鋼管ソイルセメント杭に
なる。

【００９２】また、従来法による鋼管の沈設の際に鋼管
の内側表面にも粘性土が付着し、鋼管とソイルセメント
の付着を阻害する場合があるが、鋼管の内側面部に向け
た固化材噴射口より固化材を噴出することで、鋼管の内
側表面に粘性土が付着して存在することがない富配合の
ソイルセメントを形成することができ、鋼管とソイルセ
メントの付着が優れた鋼管ソイルセメントとすることが
できる。

【００９３】即ち、沈設する鋼管の先端部で鋼管の内側
面部に向けた固化材噴射口から固化材を噴射することに
より、鋼管の内側表面に粘性土が付着することが防止さ
れる。

【００９４】また、鋼管の内側面部に向けた固化材噴射
口が鋼管先端を噴射しないで鋼管を沈設することにより
鋼管の先端部内表面部に粘性土が付着しても鋼管の内側
面部に向けた固化材噴射口から固化材を噴射することに
より、付着した粘性土を砕きながら鋼管の内側表面に粘
性土が付着して存在することがない富配合のソイルセメ
ントを形成することができる。

【００９５】なお、粘性土層が支持層直上にあるような
場合には、鋼管の内側表面での粘性土の付着は鋼管の最
深部で発生しやすく、それ故に鋼管の内側表面に鋼管の
最深部から少なくとも鋼管径の１倍の長さ、好ましくは
少なくとも鋼管径の３倍の長さに富配合のソイルセメン
トを形成するように、鋼管内側表面へ向けて固化材を噴
射すればよい。

【００９６】この鋼管内側表面へ向けての固化材の噴射
は、鋼管を沈設する際に行われるか、掘削翼や攪拌翼を
縮径（縮閉）してロッドを引き上げる際に行われるが、
この固化材の噴射により上述したように、鋼管の内側表
面に粘性土が付着することなく、杭の先端部における鋼
管の内側表面と鋼管内側のソイルセメントとの一体性
（付着力）が向上し、更に先端に根固め部が形成される
場合は、鋼管の内側表面に形成された富配合のソイルセ
メントと根固め部により鋼管の先端部が確実に閉鎖され
るので、先端部における支持力発現がより確実になり、
杭としての支持力性能や耐震性能が更に高い鋼管ソイル
セメント杭となる。

【００９７】なお、根固め部と一体性を高めるために鋼
管先端部の内部に突起が存在する場合でも、鋼管内側表
面へ向けての固化材の噴射により、この突起部に粘性土
などが付着することなく、鋼管の内側表面を富配合のソ
イルセメントとすることができる。

【００９８】即ち、鋼管の内側表面に富配合のソイルセ
メントが形成されること自体が、鋼管の内側表面に粘性
土の姿で付着していないことを意味する。このように、
請求項１から３のいずれの鋼管ソイルセメント杭の場合
も、所望の場所を富配合のソイルセメントミルクとする
ことにより、ソイルセメント全体を富配合とすることが
不要なため、全体の固化材の使用量を少なくすることが
できる。

【００９９】また、固化材の使用量の減少に伴い、これ
に比例して排土量も大幅に少なくすることができ、本発
明の鋼管ソイルセメント杭は、きわめて経済的な鋼管ソ
イルセメント杭であるといえる。

【０１００】また、本発明の施工方法や装置によって、
上記の優れた性能を有するソイルセメント杭を容易に施
工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の一例を
示し、（ａ）〜（ｄ）はその横断面図、（ｅ）は縦断面
図である。

【図２】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工方
法および施工装置を示し、（ａ）、（ｂ）は縦断面図で
ある。

【図３】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工方
法および施工装置を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）の一部拡大断面図である。

【図４】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工方
法および施工装置を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）の一部拡大断面図である。

【図５】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工方
法および施工装置を示す縦断面図である。

【図６】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工方
法および施工装置を示す縦断面図である。

【図７】この発明に係る鋼管ソイルセメント杭の施工方
法および施工装置を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）の一部拡大断面図である。

【図８】従来の鋼管ソイルセメント杭の一例を示す横断
面図である。

【図９】（ａ）〜（ｅ）は、従来の鋼管ソイルセメント
杭の施工方法および施工装置の一例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ソイルセメント柱体 １ａ ソイルセメント １ｂ ソイルセメント １ｃ ソイルセメント １ｄ 根固め部 １ｅ 富配合のソイルセメント ２ 鋼管 ３ 回転ロッド ４ 先行掘削ビット ５ 掘削翼 ５ａ 先端部分 ６ 共回り防止翼 ６ａ 先端部分 ７ 攪拌翼 ７ａ 先端部分 ７ｂ 基端部分 ８ 固化材噴射口 ９ 固化材噴射口 １０ 固化材噴射口 １１ 固化材噴射口 １２ 固化材噴射口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000133881 株式会社テノックス 東京都港区赤坂６丁目13番７号 (71)出願人 000004617 日本車輌製造株式会社 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 (71)出願人 392000453 株式会社ジェイ・ティ・シー 東京都港区西新橋２丁目４番３号 (72)発明者 田中 宏征 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 岡 扶樹 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 鈴木 規彦 東京都中央区日本橋室町３丁目１番３号 株式会社クボタ内 (72)発明者 堀切 節 東京都港区赤坂６丁目13番７号 株式会社 テノックス内 (72)発明者 山本 忠男 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 白子 貴博 東京都港区西新橋２丁目６番２号 友泉西 新橋ビル６Ｆ 株式会社ジェイ・ティ・シ ー内 Ｆターム(参考） 2D041 AA03 BA13 DA13 DB02 EA05 FA03 2D050 AA06 CA02 CA05 CB06 CB43

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削土と固化材とからなるソイルセメン
   ト柱体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管と
   で形成され、少なくとも前記鋼管の外側表面部のソイル
   セメントが周囲の地盤に接するソイルセメントより富配
   合とされていることを特徴とする鋼管ソイルセメント
   杭。
2. 【請求項２】 掘削土と固化材とからなるソイルセメン
   ト柱体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管と
   で形成され、前記鋼管の外側表面部および内側のソイル
   セメントが周囲の地盤に接するソイルセメントより富配
   合とされていることを特徴とする鋼管ソイルセメント
   杭。
3. 【請求項３】 掘削土と固化材とからなるソイルセメン
   ト柱体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管と
   で形成され、前記鋼管の外側表面部のソイルセメントが
   周囲の地盤に接するソイルセメントより富配合とされ、
   かつ前記鋼管の内側表面部のソイルセメントが前記鋼管
   内の中心部のソイルセメントより富配合とされているこ
   とを特徴とする鋼管ソイルセメント杭。
4. 【請求項４】 杭施工装置を使い、掘削する際に掘削土
   に固化材を噴射し、かつ攪拌混合してソイルセメント柱
   体を施工しながら、このソイルセメント柱体内に鋼管を
   沈設する鋼管ソイルセメント杭の施工方法において、前
   記鋼管の外側表面に向けて固化材を噴射して前記鋼管の
   外側表面部のソイルセメントを周囲の地盤に接するソイ
   ルセメントより富配合とすることを特徴する鋼管ソイル
   セメント杭の施工方法。
5. 【請求項５】 杭施工装置を使い、掘削する際に掘削土
   に固化材を噴射し、かつ攪拌混合してソイルセメント柱
   体を施工しながら、このソイルセメント柱体内に鋼管を
   沈設する鋼管ソイルセメント杭の施工方法において、前
   記鋼管の外側表面と内側表面に向けて固化材を噴射する
   ことを特徴する鋼管ソイルセメント杭の施工方法。
6. 【請求項６】 鋼管の表面に向けて固化材を噴射しなが
   ら杭施工装置を引き上げることを特徴とする請求項４ま
   たは５記載の鋼管ソイルセメント杭の施工方法。
7. 【請求項７】 掘削土と固化材とからなるソイルセメン
   ト柱体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管と
   で形成される鋼管ソイルセメント杭の施工装置におい
   て、前記鋼管を貫通する回転ロッドの先端部分に、少な
   くとも掘削翼と攪拌翼がそれぞれ突設され、かつ前記攪
   拌翼に前記鋼管の外側表面に向けて固化材を噴射するた
   めの固化材噴射口が設けられていることを特徴とする鋼
   管ソイルセメント杭の施工装置。
8. 【請求項８】 掘削土と固化材とからなるソイルセメン
   ト柱体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管と
   で形成される鋼管ソイルセメント杭の施工装置におい
   て、前記鋼管を貫通する回転ロッドの先端部分に、少な
   くとも掘削翼と攪拌翼がそれぞれ突設され、かつ前記攪
   拌翼に前記鋼管の内側表面と外側表面に固化材を噴射す
   るための固化材噴射口がそれぞれ設けられていることを
   特徴とする鋼管ソイルセメント杭の施工装置。
9. 【請求項９】 攪拌翼は、鋼管の内側表面に固化材を噴
   射するための固化材噴射口が設けられた位置より先の部
   分が拡径および縮径するように突設されていることを特
   徴とする請求項８記載の鋼管ソイルセメント杭の施工装
   置。
10. 【請求項１０】 掘削土と固化材からなるソイルセメ
    ント柱体とこのソイルセメント柱体内に設置される鋼管
    とで形成される鋼管ソイルセメント杭の施工装置におい
    て、前記鋼管を貫通する回転ロッドの先端部分に少なく
    とも掘削翼と攪拌翼がそれぞれ突設され、かつ少なくと
    も前記回転ロッドに前記鋼管の内側表面に固化材を噴射
    するための固化材噴射口が設けられていると共に、前記
    攪拌翼に前記鋼管の外側外表面に固化材を噴射するため
    の固化材噴射口が設けられていることを特徴とする鋼管
    ソイルセメント杭の施工装置。