JP2004353303A - 掘削ロッド用の練付けドラム、基礎杭の構築方法 - Google Patents
掘削ロッド用の練付けドラム、基礎杭の構築方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】掘削ヘッドの負荷を軽減し、効率よく杭穴掘削する。根固め層のセメントミルク投入量程度の排土量にでき、排土を大幅削減し、とりわけ異形杭の場合に、より小さな掘削径で更に少排土量を達成する。
【解決手段】掘削ロッド４０は、通常の練付けドラム３８付きの上部ロッド３５の下端に、練付けドラム１８を装着した下部ロッド１０、掘削ヘッド１を連結して構成する。練付けドラム１８は、練付面に突条３０を周回方向に並列してある。掘削ヘッド１の固定掘削刃５、５ａで注水せずに径Ｄ１で掘削する。下部ロッド１０の練付けドラム１８の突条３０により、杭穴壁が更にＤ４に拡張掘削され、掘削土が杭穴壁に押し込まれ均される。上部ロッド３５でも径Ｄ３で杭穴壁が均される。径Ｄ２（＝Ｄ４）の杭穴軸部４２の掘削が完了後、根固め層を形成し、杭穴内に既製杭（最大外径Ｄ２）を埋設して、基礎杭構造を構築する。
【選択図】図１
【解決手段】掘削ロッド４０は、通常の練付けドラム３８付きの上部ロッド３５の下端に、練付けドラム１８を装着した下部ロッド１０、掘削ヘッド１を連結して構成する。練付けドラム１８は、練付面に突条３０を周回方向に並列してある。掘削ヘッド１の固定掘削刃５、５ａで注水せずに径Ｄ１で掘削する。下部ロッド１０の練付けドラム１８の突条３０により、杭穴壁が更にＤ４に拡張掘削され、掘削土が杭穴壁に押し込まれ均される。上部ロッド３５でも径Ｄ３で杭穴壁が均される。径Ｄ２（＝Ｄ４）の杭穴軸部４２の掘削が完了後、根固め層を形成し、杭穴内に既製杭（最大外径Ｄ２）を埋設して、基礎杭構造を構築する。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築、土木等の分野で基礎杭の構築に使用され、杭穴壁の形成に特徴を有する基礎杭の構築方法、この構築方法に使用される掘削ロッド用の練付けドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、穴壁を練り付けて形成した杭穴内に既製杭を埋設して基礎杭を構築するニーディング工法（三谷セキサンの商標）を長年施工していた（特許文献１）。
【０００３】
この杭穴造成方法に使用する掘削ロッドでは、先端に掘削ヘッドを有し、その上方に、撹拌バー、練付けドラムが所定間隔で、取り付けて構成されている。掘削ヘッドで注水しながら地盤を掘削し、撹拌バーでこの掘削泥水を撹拌し、練付けドラムで回転しながら土泥を杭穴内壁に練付けし、杭穴の内壁を固めていた。練付けドラムによる練付けは、杭穴の内壁を均して、杭穴を所定形状に整えて基礎杭の品質を高めていた。また、杭穴内壁をドラムで均すことにより、内壁の崩れを防止して、その後に杭穴内に既製杭を押し込める際に、押圧抵抗を減らし既製杭の沈設を容易にすることができた。更に、杭穴内壁をドラムで均すことにより、練付けに相当する分量だけ掘削土の排出も低減させていた。
【０００４】
この場合、従来の掘削ロッドに取り付けた練付けドラムの形状に関して、例えば、練付けドラムに相当する練付け板は、杭穴内径（掘削径）とその外径とがほぼ等しい円筒体または弧状片を取付けた形状となっていた（特許文献２）。即ち、杭穴内壁に対し練付け部が湾曲し平滑な練付面として、掘削ロッドの回転により回転して、掘削土を杭穴壁に押圧させる練付け部構造となっていた（特許文献２。特に、第１図及び第２図）。
【０００５】
また、特許文献３では、前記同様の手法で所定寸法の杭穴を掘削し、セメントミルクと掘削土の混合方法を工夫して高品質のソイルセメント層を形成して既製杭を沈設している。この場合も、練付けドラムの練付面の形状や角度を工夫してあるが、平滑な練付面を構成している点では、前記特許文献１、２と同様であった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−４５９６０号
【０００７】
【特許文献２】特開昭６１−１１３９２５号
【０００８】
【特許文献３】特開２００２−３１７５９４号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の練付けドラム付き掘削ロッドを使用した杭穴造成方法では、掘削時における掘削および練付け工事が円滑にでき、かつ、一様な内壁の所定品質の杭穴が造成できるようにするために大量の注水が必要であった。よって、少なくともその注水量に見合った掘削土を地上に大量に排出しなければならなかった。従って、土泥で満たされている杭穴軸部に埋設される既製杭の周辺摩擦力を補強するために、杭穴内の軸部の土泥層にセメントミルクを充填してソイルセメント層とし所定の固化強度を保有させることもなされていた。
【００１０】
また、セメントミルクの混入した掘削土泥は、産業廃棄物として処理しなければならず、結果として、セメントミルクの混入した掘削土泥を処理しうる為に、現場又は周辺での処理プラントを設置したり、そのまま現場外へ産業廃棄物として廃棄する費用が必要となっている。
【００１１】
よって、掘削時に注水なしで杭穴掘削しても、杭穴が崩壊せず、所定品質の杭穴が造成できる工法が必要であった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、突条等の掘削補助手段を有する練付けドラムを使用して杭穴を掘削するので、前記問題点を解決した。
【００１３】
即ちこの発明は、先端に掘削ヘッドを有する掘削ロッドの軸外周に取り付ける練付け用のドラムであって、前記ドラムは、杭穴壁に沿った練付面を有し、該練付面に、前記掘削ロッドの軸方向の突条を、所定間隔を開けて、前記掘削ロッドの周回方向に並列したことを特徴とする掘削ロッド用の練付けドラムである。
【００１４】
前記において、練付面は下端部をロッドの軸に向けて徐々に縮径して導入部を形成し、突条の下端は、前記導入部に位置させたことを特徴とする掘削ロッド用の練付けドラムである。
【００１５】
また、他の発明は、下端に掘削ヘッドを有し、その上方に練り付けドラムを有する掘削ロッドを使用して、杭穴を掘削し、続いて、ソイルセメント層をはじめとする固化物層を形成した前記杭穴内に、既製杭を沈設して基礎杭を構築する方法であって、前記掘削ヘッドで、必要な杭穴径よりも小さな径で掘削し、続いて、練付けドラムに形成した補助掘削手段で、杭穴壁を所定杭穴径に拡張すると共に、該杭穴壁を均すことを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１６】
また、他の発明は、以下のようにして、杭穴軸部を掘削して、既製杭を埋設することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
（１） 所定掘削径Ｄ１の掘削ヘッドの上方に練付け径Ｄ４の練付けドラムを有する掘削ロッドを使用し、該掘削ロッドを回動して、前記掘削ヘッドで杭穴掘削する。
（２） 練付け径Ｄ４は掘削径Ｄ１より大径に形成され、
前記掘削ヘッドで掘削された径Ｄ１の杭穴壁を、前記練付けドラムの補助掘削手段で削り杭穴径を径Ｄ４に拡大しつつ、杭穴壁を均して、穴径Ｄ２の杭穴軸部を形成する。
（３） 前記杭穴内に、ソイルセメント層をはじめとする固化物層を形成すると共に、杭穴内に既製杭を沈設する。
【００１７】
また、前記において、練付面に、掘削補助手段として、縦方向の突条を形成し、該突条で、径Ｄ１の杭穴壁を削り、径Ｄ４に拡大しつつ、杭穴壁を均すことを特徴とする基礎杭の構築方法である。また、掘削及び練付け径Ｄ２の練付けドラムの上方に、練付け径Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ４）の練付けドラムを設置して杭穴壁を均す基礎杭の構築方法である。また、水分を杭穴内に供給せずに杭穴を掘削し、続けて水分を杭穴内に供給せずに前記杭穴の穴壁を均す基礎杭の構築方法である。更に、杭穴の地面に近い側の掘削の際に、投入するセメントミルクの分量に応じた掘削土を地上に排出し、その後の下方の掘削に際して、掘削土を地上に排出しないことを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１８】
前記における固化物層とは、杭穴内で所定固化強度に固化する層で、掘削泥土とセメントミルクを混合したソイルセメント層、掘削泥土と置換したセメントミルク層等を指す。
【００１９】
また、掘削ロッドの周回方向とは、軸方向に略直交した円周方向で、掘削ロッドが回転する際の周回方向を指す。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（１） 杭穴軸部の掘削の際に、掘削用の注水をせずに、掘削ロッドの先端の掘削ヘッドを、沈設予定の既製杭の最大外径と略同一の径で掘削する。既製杭がいわゆる節杭等の突起付きの既製杭の場合には、突起部の外径を最大外径とする。
【００２１】
掘削ロッドの先端の掘削ヘッドの掘削刃で、杭穴掘削をすると共に、掘削ロッドで、掘削ヘッドの直上に取り付けた錬り付けドラムの仕上げ刃（掘削補助手段）として、縦方向の突条を並列して、放射状に形成する。突条先端の外径を掘削外径と同一（ここでは、既製杭の最大外径と略同一）としてあり、杭穴壁を削って掘削しながら、杭穴壁を均す。
【００２２】
この際、突条で、杭穴壁を削り、削った土を突条間の凹部に溜める。順次、新しく削った土が溜められ、溜まった土は、下方に落下していく。
【００２３】
（２） 既製杭と略同径の杭穴掘削し、その上部に装着された前記改良ドラムを用いて更に杭穴内壁を拡張して所定杭穴径の仕上げ掘削を行うと共に凹部に掘削土を埋め込む。更に，上部に装着された撹拌棒および練付けドラムにより、更にそれぞれ掘削土を撹拌し、杭穴壁に押し込む。
【００２４】
（３） このようにして掘削した杭穴の下端部にセメントミルクを注入して、根固め部を形成し、杭穴内に突起付きの既製杭を埋設して、基礎杭構造とする。
【００２５】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００２６】
［１］掘削ロッド４０の構成
【００２７】
（１） この発明の掘削ロッド４０は、通常の練付けドラム３８、３８を装着した上部ロッド３５の下端に、本発明の練付けドラム１８、１８を装着した下部ロッド１０を連結し、続いて下部ロッド１０の下端に掘削ヘッド１を連結して構成する（図１）。本実施例では、掘削ヘッド１の上に２本の下部ロッド１０、１０を連結し、その上に所定数の上部ロッド３５、３５を連結する。
【００２８】
掘削ヘッド１は、掘削径Ｄ１で形成する。練付けドラム１８の外屈曲板２５の垂直方向（ロッド本体の軸方向の）の長さをＬ２（Ｌ２＝３３０ｍｍ）とする。また、突条３０の垂直方向（ロッド本体１１の軸方向の）の長さも同じＬ２である。
【００２９】
また、下部ロッド１０のロッド本体１１の長さは、１５０〜２００ｃｍ程度に形成されている。尚、掘削ヘッド１の掘削刃５、５による地盤掘削で、掘削土の粉砕性が良くない場合には、練付けドラム１８の上下の適宜位置に、攪拌バーを設けて掘削土の粉砕を補うこともできる（図示していない）。この場合には、ロッド本体１１の長さを長くする。
【００３０】
（２）掘削ヘッド１の構成
【００３１】
掘削ヘッド１は、中空筒状のヘッド本体２の上端部に、ロッド本体１１、３６との連結部３が形成され、ヘッド本体２の周囲に、外径Ｄ１の揚土用のスパイラル４、４が形成され、スパイラル４、４の下端に固定掘削刃５、５を刃先を下方に向けて突設して構成する（図１）。また、スパイラル４の中間部に、軸７周りに回動して、放射方向（横方向）に拡開する拡大掘削刃６、６が取り付けてある（図１）。
【００３２】
固定掘削刃５は、最も外側（外周側）に位置する固定掘削刃５ａの刃先は、杭穴壁に当接して穴壁を掘削する部分が垂直方向（ヘッド本体２の軸方向）長さＬ１ で形成されている。また、掘削手段の数ｎは、外側の固定掘削刃５ａの数であるので、ｎ＝２ となる。
【００３３】
また、拡大掘削刃６の刃先が杭穴壁に当接して穴壁を掘削する部分の鉛直方向（ヘッド本体の軸方向）長さＬ３で形成されている。従って、拡大掘削時の杭穴壁を掘削する掘削手段の数ｎも（ｎ＝２）となる。
【００３４】
また、このヘッド本体２の下端中央部に注水口（図示していない）があり、掘削しながら各ロッド本体３６、１１の中空部を通じて外部から水及びセメントミルクなどを所要量適宜注入出来るようになっている。
【００３５】
（３）下部ロッド１０の構成
【００３６】
ロッド本体１１の上下に夫々連結部１２、１２を形成し、他のロッド本体１１、３６又はヘッド本体２の連結部３、１２、３７等との連結できるようになっている。ロッド本体１１に、角θ（ここでは、θ＝９０°）の２枚の固定板１４、１４を放射状に突設する。ロッド本体１１の外面で、固定板１４、１４の間に配置した略扇形の支持板１５の基端を固着する。支持板１５の両端部は、固定板１４、１４の対向内面に固定されている。また、支持板１５は、固定板１４、１４の上下端部及び中間部に３枚並列して、配置されている。各支持板１５の略中央に、上下方向に同じ位置の貫通孔１６が穿設されている。
【００３７】
固定板１４、１４と支持板１５、１５とでドラム取付部１３を構成する。ドラム取付部１３は、同一高さに直径対称な位置に２箇所配置されている。
【００３８】
扇形の中心側を小径の扇形で削ってなる部分扇形状の横板１９、１９を上下に並列し、並列した横板１９の両直線部分（半径部分）を夫々縦板２０、２０で連結し、横板１９の内周側に部分円筒状の内屈曲板２１を固定し、横板１９の外周側に部分円筒状の外屈曲板２５を固定する。内屈曲板２１の中央部に、ドラム取付部１３の中間部の支持板１５を嵌挿できる間隙２２が形成され、内屈曲板２１の内面で、間隙２２の上下に、部分扇形状の小横板２３、２３を突設し、小横板２３の直線部分（半径部分）を縦板２０の内面に固定する。
【００３９】
横板１９及び小横板２３に、支持板１５、１５の貫通孔１６に対応した貫通孔２４、２４を、上下に連通するように形成する。
【００４０】
外屈曲板２５の上縁に、上方に向けて徐々に小径となる屈曲した板状の導入部２６を連設する。同様に、外屈曲板２５の下縁に、下方に向けて徐々に小径となる屈曲した板状の導入部２７を連設する。
【００４１】
外屈曲板２５の外面に縦方向の突条３０、３０を外屈曲板２５の周回方向（即ち、掘削ロッド４０の周回方向）に並列固定する。突条３０の上縁３１は外屈曲板２５の上縁付近に位置し、下縁３１ａは下側の導入部２７の外面に位置し、下端部は導入部２７の外面に沿って屈曲してある。また、突条３０は断面正方形状で、外屈曲板２８の外面から高さＨで形成され、突条３０、３０間には間隙３３が形成され、間隙３０の巾Ｐは、少なくとも Ｐ＞Ｈ で形成することが望ましい。また、突条３０の直線部分（外屈曲板２５部分）の縦方向の長さをＬ２とする。
【００４２】
また、突条３０の露出面３２（正面３２ａ及び側面３２ｂ）は剥離防止の表面処理（例えば、トクデン（株）のＣＲＨ−４）を施してある。突条３０の露出面３２及び外屈曲板２５の露出した外面から練付面を構成する。
【００４３】
以上のようにして、練付けドラム１８を構成する（図２）。
【００４４】
練付けドラム１８をドラム取付部１３に取付ける。この際、ドラム取付部１３の固定板１４、１４間に練付けドラム１８の内屈曲板側２１を挿入して、上下の支持板１５、１５と横板１９、１９とを対向し、中央の支持板１５を小横板２３、２３で挟むように対向して間隙２２に挿入する。連通した貫通孔１６、２４にピン３４を嵌挿して、ドラム取付部１３に練付けドラム１８を固定する（図３）。
【００４５】
以上のようにして、下部ロッド１０を構成する（図１）。
【００４６】
（４）上部ロッド３５の構成
【００４７】
上部ロッド３５に使用する練付けドラム３８は、下部ロッド１０の練付けドラム１８から突条３０、３０を除去した構成である。下部ロッド１０と同様に、上下に連結部３７、３７を有するロッド本体３６のドラム取付部１３に練付けドラム３８、３８をピンで固定して上部ロッド３５を構成する（図１）。練付けドラム３８の練付け径（最大外径）をＤ３とする。
【００４８】
（５）各寸法
・掘削ヘッド１のスパイラルの径Ｄ１＝６３０ｍｍ
・掘削ヘッド１の固定掘削刃の長さＬ３＝５０〜１００ｍｍ
・練付けドラム１８の突条３０を含めた最大径Ｄ４＝７３０ｍｍ
・練付けドラム１８の突条３０の高さＨ＝５０ｍｍ
・練付けドラム１８の突条３０の縦の長さＬ２＝３３０ｍｍ
・練付けドラム３８の外径Ｄ３＝６３０ｍｍ
・掘削ヘッド１の固定掘削刃５、５ａと下部ロッドの練付けドラムの下端との間隔Ｌ５＝１２５０ｍｍ
・練付けドラム１８、３８の上下の間隔Ｌ６＝２０００ｍｍ程度
尚、練付けドラム１８、３８に撹拌棒を設ける場合には、最大でＬ６＝５０００ｍｍ 程度とする。
【００４９】
［２］掘削方法
【００５０】
（１） 掘削ロッド４０を基礎杭の構築予定位置で、回転数Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ．）で回転して、掘削ヘッド１の回転により、固定掘削刃５、５ａで、杭穴軸部を掘削する。とりわけ、外側の固定掘削刃５ａは、長さＬ１で杭穴壁を削ぐように、掘削土をほぐして掘削する。この際、掘削ヘッドから掘削補助用の注水をしない。
【００５１】
また、この際、掘削土はスパイラル４、４で固定掘削刃５、５ａの周辺からは揚土されるので、固定掘削刃５、５ａによる掘削効率を高めるが、掘削土はスパイラル４、４の上方に留まる。
【００５２】
また、地表側の掘削土は地盤の中間深さ及び支持地盤に比して強度が小さいので、地表側の掘削土のみ、後で注入するセメントミルクの分量に相当する量だけ地上に排土する。この掘削土は、一般排土として処理する。この排土した深さ以降の深さでは、掘削土を排土しない。
【００５３】
（２） 続いて、下側の下部ロッド１０の練付けドラム１８により、杭穴壁が更に拡張掘削されると共に、掘削土が杭穴壁に押さえつけられながら、杭穴壁が均される。
【００５４】
この際、突条３０の高さＨの分だけ、固定掘削刃５ａの掘削径Ｄ１より大径（Ｄ４）に形成されているので、突条３０の表面により、杭穴壁は拡張して掘削され、掘削した掘削土が突条３０、３０間の間隙３３、３３による凹部に埋め込まれる。凹部内の掘削土は順次杭穴内に放出されるが、練付けドラム１８、３８により他の掘削土と共に撹拌され、練付けドラム１８、３８で杭穴壁に押し込まれる。
【００５５】
（３） 続いて、上側の下部ロッド１０でも、同様の作用がなされ、下側の下部ロッド１０の練付けドラム１８と同様に、拡張し残された杭穴壁を掘削するとともに、杭穴壁を径Ｄ４に拡張し、杭穴壁を均す。
【００５６】
続く上部ロッド３５の練付けドラム３８では、杭穴壁内に留まる掘削土を外屈曲板２５で、杭穴壁に押し込み、更に杭穴壁が均される。
【００５７】
（４） 径Ｄ２（＝Ｄ４）の杭穴軸部４２の掘削が完了したならば、掘削ロッド４０を逆回転して、拡大掘削刃６、６を軸７周りに回動して開き、杭穴軸部４２の下端部に杭穴拡底部を掘削する。
【００５８】
杭穴掘削完了後、掘削ヘッド１の下端の注出口からセメントミルクを抽出して、杭穴拡底部に、ソイルセメント又はセメントミルクによる根固め層を形成する。また、杭穴軸部にソイルセメントによる杭周固定液層を形成する。
【００５９】
根固め層、杭周固定液層を形成した後、又は形成しながら掘削ロッドを地上に引き上げ、その後、杭穴内に既製杭を回転させながら沈設して、所定位置に設置する。
【００６０】
（５） 前記における掘削ヘッド１の固定掘削刃（杭穴内壁用掘削刃）５ａによる掘削に対して、練付けドラム１８の突条３０より杭穴掘削が補完されるように掘削される。
【００６１】
予定する掘削ロッド４０の回転数Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ．）、掘削ロッド４０の押込み速度ｖ（ｃｍ／ｍｉｎ）に対して、固定掘削刃５ａの長さＬ１、練付けドラム１８の長さＬ２は、拡大掘削刃６の長さＬ３は、以下の関係式を満たすように、Ｌ１、Ｌ２を設定し、あるいは、関係式を満たすように、掘削ロッドの回転数Ｎ、押し込み速度ｖを調節することが望ましい。
【００６２】
Ｌ１≧ｖ÷（ｎ１×Ｎ） 式１
Ｌ２≧ｖ÷（ｎ２×Ｎ） 式２
Ｌ３≧ｖ÷（ｎ３×Ｎ） 式３
ここで、ｎ１は同一高さの固定掘削刃５ａの数（ｎ１＝２）、ｎ２は同一高さの突条３０の数（ｎ２＝８）、ｎ３は同一高さでの拡大掘削刃６の数（ｎ３＝２）を表す。
【００６３】
この関係式を満たせば、少なくとも１回、固定掘削刃５ａ、突条３０が杭穴壁を削ぐので、杭穴壁を漏れなく掘削できる。また、この関係式を満たせば、少なくとも１回掘削刃が杭穴壁を削ぐので、杭穴壁を漏れなく掘削できる。
【００６４】
尚、施工地盤によっては、杭穴掘削時に、式１を満たさない場合でも、式２を充分に満たすように、例えば、
Ｌ２＝ｖ÷（ｎ２×Ｎ）
に対して、Ｌ２をその３倍程度に長くなるように形成し、あるいは突条３０の数を所定の間隙３３を維持できる範囲で多く形成すれば、練付けドラム１８の突条３０で、３回仕上げ掘削・練り付けして掘削ヘッドの掘削を補い、所望の高品質の杭穴を造成することも可能である。
【００６５】
尚、施工効率を考慮せず、杭穴の品質面のみから検討すれば、上記式１、式２で、速度ｖをできるだけ遅くして（例えば３分の１程度）、杭穴掘削することが望ましい。とりわけ、杭穴拡底部の掘削において、式３を満たし、できるだけ遅い速度ｖで掘削することが望ましい。
【００６６】
（６） 前記において、杭穴内に水を注入せずに掘削することが望ましいが、施工地盤の状況により、掘削途中で掘削困難な事態が生じた場合には、その特定の地盤（水平位置）又は特定の地層（深さ位置）でのみ掘削補助用の水を一部注水しながら掘削して杭穴壁を均すこともできる。即ち、以上の施工方法を採用することにより、別に注入するセメントミルク、水等の注入相当量を除き、杭穴掘削による排土をほとんど無くすことができる。
【００６７】
［３］他の実施例
【００６８】
（１） 練付けドラム１８の構成は、外屈曲板２５の外面に、ロッド本体１１の周回方向に並列した突条３０、３０を配置した練付面を形成してあれば、任意であり、対応するロッド本体１１のドラム取付部１３の構造も任意である（図示していない）。
【００６９】
（２） また、前記実施例において、上部ロッド３５は、いわゆる従来のロッドであり、練付けドラム３８の構成は任意であり、また撹拌バーを追加設置することもできる（図示していない）。また、上部ロッド３５は、練付けドラム３８及びドラム取付部１３を省略することもできる（図示していない）。
【００７０】
（３） また、前記実施例において、練付けドラム１８を有する下部ロッド１０を２本連結したが、１本とすることもできる（図示していない）。掘削土の粉砕を更に高める必要がある場合には、ロッド本体１１に撹拌バーを適宜突設することがきる（図示していない）。掘削土をより細かく粉砕することにより、杭穴壁への掘削土の押し込み量等を調節できる。
【００７１】
（４） 前記実施例において、下部ロッド１０に練付けドラム１８を１段取り付けたが、所定の間隔Ｌ６を保って練り付けドラム１８を２段に形成することもでき、この場合には、より多くの掘削土を杭穴壁に押し込めることができ、杭穴壁をより均一に均すこともできる（図示していない）。
【００７２】
【発明の効果】
（１） この発明は、所定の杭穴径より小径の掘削ヘッドで掘削し、中間部の練付けドラムの補助掘削手段で杭穴壁を拡張して所定径の杭穴を構築するので、掘削ロッドの先端に作用する負荷を軽減して、効率良い杭穴掘削が実現できる。
【００７３】
（２） 砂質土等の比較的粉砕性の良い地盤では、注水せずに杭穴掘削ができるので、掘削土の排土量が大幅に低減でき、排出量を、せいぜい根固め層形成用のセメントミルクの投入量程度に軽減できる。
【００７４】
（３） 練付けドラムの練付面に、掘削ロッドの軸方向の突条を形成して掘削補助手段を構成した場合には、掘削土が押し込まれた杭穴壁は、充分に均され強固であるため、杭穴壁が平滑となり杭穴造成後に、既製杭を沈設し易い効果がある。
【００７５】
（４） 注水をせずに杭穴掘削及び掘削土の押し込みをする場合には、土質が安定化し、杭の周辺摩擦力が安定する効果があり、根固め部にセメントミルクに相当する量の掘削土が一部排出されるだけである。従って、根固め部のセメントミルク投入量に見合う量の上層地盤（地表側）の掘削土を、セメントミルクを投入する前、即ち、杭穴の上部（地表側）を掘削する際に排出することにより、セメントミルク等が混入していない掘削土を排出できる。よって、排土は一般処理土として構築現場から排出できる。
【００７６】
（５） また、杭穴の地表側の掘削土のみ排土するので、軸部杭穴の上層部の地盤（一般に、支持力の観点からは良くない）の土を除去できるので、杭周部の土質を下層の良い地盤に入れ替えでき、杭周部の地盤を安定化させることができる。
【００７７】
（６） また、基礎杭構造の造成において、既製杭の外側面に節等の凹凸形状を設ける等した異形杭を既製杭として使用する場合には、単なる円筒形状の既製杭に比べ、既製杭の断面積に対応する杭穴断面積が大きいため、従来から相対的に掘削土が多く、掘削土の排出が多かった。従って、本発明の基礎杭の構築方法に異形杭を使用した場合には、排土量の低減に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の練付けドラムを使用した掘削ロッドの正面図である。
【図２】この発明の練付けドラムで、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じくこの発明の練付けドラムとロッド本体との連結を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を破切した正面図である。
【符号の説明】
１ 掘削ヘッド
２ ヘッド本体（掘削ヘッド）
３ ヘッド本体の連結部
４ スパイラル（掘削ヘッド）
５ 固定掘削刃（掘削ヘッド）
５ａ 固定掘削刃（外側）
６ 拡大掘削刃（掘削ヘッド）
１０ 下部ロッド
１１ ロッド本体（下部ロッド）
１２ 連結部（下部ロッド）
１３ ドラム取付部（下部ロッド）
１８ 練付けドラム（下部ロッド）
２５ 外屈曲板（下部ロッド）
２６ 導入部（上。下部ロッド）
２７ 導入部（下。下部ロッド）
２８ 外屈曲板の露出面
３０ 突条（下部ロッド）
３１ 突条の上縁
３１ａ 突条の上縁
３２ 突条の露出面
３２ａ 突条の正面（露出面）
３２ｂ 突条の側面（露出面）
３３ 突条の間隙
３４ ピン
３５ 上部ロッド
３６ ロッド本体（上部ロッド）
３７ 連結部
３８ 練付ドラム
４０ 掘削ロッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築、土木等の分野で基礎杭の構築に使用され、杭穴壁の形成に特徴を有する基礎杭の構築方法、この構築方法に使用される掘削ロッド用の練付けドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、穴壁を練り付けて形成した杭穴内に既製杭を埋設して基礎杭を構築するニーディング工法（三谷セキサンの商標）を長年施工していた（特許文献１）。
【０００３】
この杭穴造成方法に使用する掘削ロッドでは、先端に掘削ヘッドを有し、その上方に、撹拌バー、練付けドラムが所定間隔で、取り付けて構成されている。掘削ヘッドで注水しながら地盤を掘削し、撹拌バーでこの掘削泥水を撹拌し、練付けドラムで回転しながら土泥を杭穴内壁に練付けし、杭穴の内壁を固めていた。練付けドラムによる練付けは、杭穴の内壁を均して、杭穴を所定形状に整えて基礎杭の品質を高めていた。また、杭穴内壁をドラムで均すことにより、内壁の崩れを防止して、その後に杭穴内に既製杭を押し込める際に、押圧抵抗を減らし既製杭の沈設を容易にすることができた。更に、杭穴内壁をドラムで均すことにより、練付けに相当する分量だけ掘削土の排出も低減させていた。
【０００４】
この場合、従来の掘削ロッドに取り付けた練付けドラムの形状に関して、例えば、練付けドラムに相当する練付け板は、杭穴内径（掘削径）とその外径とがほぼ等しい円筒体または弧状片を取付けた形状となっていた（特許文献２）。即ち、杭穴内壁に対し練付け部が湾曲し平滑な練付面として、掘削ロッドの回転により回転して、掘削土を杭穴壁に押圧させる練付け部構造となっていた（特許文献２。特に、第１図及び第２図）。
【０００５】
また、特許文献３では、前記同様の手法で所定寸法の杭穴を掘削し、セメントミルクと掘削土の混合方法を工夫して高品質のソイルセメント層を形成して既製杭を沈設している。この場合も、練付けドラムの練付面の形状や角度を工夫してあるが、平滑な練付面を構成している点では、前記特許文献１、２と同様であった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−４５９６０号
【０００７】
【特許文献２】特開昭６１−１１３９２５号
【０００８】
【特許文献３】特開２００２−３１７５９４号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の練付けドラム付き掘削ロッドを使用した杭穴造成方法では、掘削時における掘削および練付け工事が円滑にでき、かつ、一様な内壁の所定品質の杭穴が造成できるようにするために大量の注水が必要であった。よって、少なくともその注水量に見合った掘削土を地上に大量に排出しなければならなかった。従って、土泥で満たされている杭穴軸部に埋設される既製杭の周辺摩擦力を補強するために、杭穴内の軸部の土泥層にセメントミルクを充填してソイルセメント層とし所定の固化強度を保有させることもなされていた。
【００１０】
また、セメントミルクの混入した掘削土泥は、産業廃棄物として処理しなければならず、結果として、セメントミルクの混入した掘削土泥を処理しうる為に、現場又は周辺での処理プラントを設置したり、そのまま現場外へ産業廃棄物として廃棄する費用が必要となっている。
【００１１】
よって、掘削時に注水なしで杭穴掘削しても、杭穴が崩壊せず、所定品質の杭穴が造成できる工法が必要であった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、突条等の掘削補助手段を有する練付けドラムを使用して杭穴を掘削するので、前記問題点を解決した。
【００１３】
即ちこの発明は、先端に掘削ヘッドを有する掘削ロッドの軸外周に取り付ける練付け用のドラムであって、前記ドラムは、杭穴壁に沿った練付面を有し、該練付面に、前記掘削ロッドの軸方向の突条を、所定間隔を開けて、前記掘削ロッドの周回方向に並列したことを特徴とする掘削ロッド用の練付けドラムである。
【００１４】
前記において、練付面は下端部をロッドの軸に向けて徐々に縮径して導入部を形成し、突条の下端は、前記導入部に位置させたことを特徴とする掘削ロッド用の練付けドラムである。
【００１５】
また、他の発明は、下端に掘削ヘッドを有し、その上方に練り付けドラムを有する掘削ロッドを使用して、杭穴を掘削し、続いて、ソイルセメント層をはじめとする固化物層を形成した前記杭穴内に、既製杭を沈設して基礎杭を構築する方法であって、前記掘削ヘッドで、必要な杭穴径よりも小さな径で掘削し、続いて、練付けドラムに形成した補助掘削手段で、杭穴壁を所定杭穴径に拡張すると共に、該杭穴壁を均すことを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１６】
また、他の発明は、以下のようにして、杭穴軸部を掘削して、既製杭を埋設することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
（１） 所定掘削径Ｄ１の掘削ヘッドの上方に練付け径Ｄ４の練付けドラムを有する掘削ロッドを使用し、該掘削ロッドを回動して、前記掘削ヘッドで杭穴掘削する。
（２） 練付け径Ｄ４は掘削径Ｄ１より大径に形成され、
前記掘削ヘッドで掘削された径Ｄ１の杭穴壁を、前記練付けドラムの補助掘削手段で削り杭穴径を径Ｄ４に拡大しつつ、杭穴壁を均して、穴径Ｄ２の杭穴軸部を形成する。
（３） 前記杭穴内に、ソイルセメント層をはじめとする固化物層を形成すると共に、杭穴内に既製杭を沈設する。
【００１７】
また、前記において、練付面に、掘削補助手段として、縦方向の突条を形成し、該突条で、径Ｄ１の杭穴壁を削り、径Ｄ４に拡大しつつ、杭穴壁を均すことを特徴とする基礎杭の構築方法である。また、掘削及び練付け径Ｄ２の練付けドラムの上方に、練付け径Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ４）の練付けドラムを設置して杭穴壁を均す基礎杭の構築方法である。また、水分を杭穴内に供給せずに杭穴を掘削し、続けて水分を杭穴内に供給せずに前記杭穴の穴壁を均す基礎杭の構築方法である。更に、杭穴の地面に近い側の掘削の際に、投入するセメントミルクの分量に応じた掘削土を地上に排出し、その後の下方の掘削に際して、掘削土を地上に排出しないことを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１８】
前記における固化物層とは、杭穴内で所定固化強度に固化する層で、掘削泥土とセメントミルクを混合したソイルセメント層、掘削泥土と置換したセメントミルク層等を指す。
【００１９】
また、掘削ロッドの周回方向とは、軸方向に略直交した円周方向で、掘削ロッドが回転する際の周回方向を指す。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（１） 杭穴軸部の掘削の際に、掘削用の注水をせずに、掘削ロッドの先端の掘削ヘッドを、沈設予定の既製杭の最大外径と略同一の径で掘削する。既製杭がいわゆる節杭等の突起付きの既製杭の場合には、突起部の外径を最大外径とする。
【００２１】
掘削ロッドの先端の掘削ヘッドの掘削刃で、杭穴掘削をすると共に、掘削ロッドで、掘削ヘッドの直上に取り付けた錬り付けドラムの仕上げ刃（掘削補助手段）として、縦方向の突条を並列して、放射状に形成する。突条先端の外径を掘削外径と同一（ここでは、既製杭の最大外径と略同一）としてあり、杭穴壁を削って掘削しながら、杭穴壁を均す。
【００２２】
この際、突条で、杭穴壁を削り、削った土を突条間の凹部に溜める。順次、新しく削った土が溜められ、溜まった土は、下方に落下していく。
【００２３】
（２） 既製杭と略同径の杭穴掘削し、その上部に装着された前記改良ドラムを用いて更に杭穴内壁を拡張して所定杭穴径の仕上げ掘削を行うと共に凹部に掘削土を埋め込む。更に，上部に装着された撹拌棒および練付けドラムにより、更にそれぞれ掘削土を撹拌し、杭穴壁に押し込む。
【００２４】
（３） このようにして掘削した杭穴の下端部にセメントミルクを注入して、根固め部を形成し、杭穴内に突起付きの既製杭を埋設して、基礎杭構造とする。
【００２５】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００２６】
［１］掘削ロッド４０の構成
【００２７】
（１） この発明の掘削ロッド４０は、通常の練付けドラム３８、３８を装着した上部ロッド３５の下端に、本発明の練付けドラム１８、１８を装着した下部ロッド１０を連結し、続いて下部ロッド１０の下端に掘削ヘッド１を連結して構成する（図１）。本実施例では、掘削ヘッド１の上に２本の下部ロッド１０、１０を連結し、その上に所定数の上部ロッド３５、３５を連結する。
【００２８】
掘削ヘッド１は、掘削径Ｄ１で形成する。練付けドラム１８の外屈曲板２５の垂直方向（ロッド本体の軸方向の）の長さをＬ２（Ｌ２＝３３０ｍｍ）とする。また、突条３０の垂直方向（ロッド本体１１の軸方向の）の長さも同じＬ２である。
【００２９】
また、下部ロッド１０のロッド本体１１の長さは、１５０〜２００ｃｍ程度に形成されている。尚、掘削ヘッド１の掘削刃５、５による地盤掘削で、掘削土の粉砕性が良くない場合には、練付けドラム１８の上下の適宜位置に、攪拌バーを設けて掘削土の粉砕を補うこともできる（図示していない）。この場合には、ロッド本体１１の長さを長くする。
【００３０】
（２）掘削ヘッド１の構成
【００３１】
掘削ヘッド１は、中空筒状のヘッド本体２の上端部に、ロッド本体１１、３６との連結部３が形成され、ヘッド本体２の周囲に、外径Ｄ１の揚土用のスパイラル４、４が形成され、スパイラル４、４の下端に固定掘削刃５、５を刃先を下方に向けて突設して構成する（図１）。また、スパイラル４の中間部に、軸７周りに回動して、放射方向（横方向）に拡開する拡大掘削刃６、６が取り付けてある（図１）。
【００３２】
固定掘削刃５は、最も外側（外周側）に位置する固定掘削刃５ａの刃先は、杭穴壁に当接して穴壁を掘削する部分が垂直方向（ヘッド本体２の軸方向）長さＬ１ で形成されている。また、掘削手段の数ｎは、外側の固定掘削刃５ａの数であるので、ｎ＝２ となる。
【００３３】
また、拡大掘削刃６の刃先が杭穴壁に当接して穴壁を掘削する部分の鉛直方向（ヘッド本体の軸方向）長さＬ３で形成されている。従って、拡大掘削時の杭穴壁を掘削する掘削手段の数ｎも（ｎ＝２）となる。
【００３４】
また、このヘッド本体２の下端中央部に注水口（図示していない）があり、掘削しながら各ロッド本体３６、１１の中空部を通じて外部から水及びセメントミルクなどを所要量適宜注入出来るようになっている。
【００３５】
（３）下部ロッド１０の構成
【００３６】
ロッド本体１１の上下に夫々連結部１２、１２を形成し、他のロッド本体１１、３６又はヘッド本体２の連結部３、１２、３７等との連結できるようになっている。ロッド本体１１に、角θ（ここでは、θ＝９０°）の２枚の固定板１４、１４を放射状に突設する。ロッド本体１１の外面で、固定板１４、１４の間に配置した略扇形の支持板１５の基端を固着する。支持板１５の両端部は、固定板１４、１４の対向内面に固定されている。また、支持板１５は、固定板１４、１４の上下端部及び中間部に３枚並列して、配置されている。各支持板１５の略中央に、上下方向に同じ位置の貫通孔１６が穿設されている。
【００３７】
固定板１４、１４と支持板１５、１５とでドラム取付部１３を構成する。ドラム取付部１３は、同一高さに直径対称な位置に２箇所配置されている。
【００３８】
扇形の中心側を小径の扇形で削ってなる部分扇形状の横板１９、１９を上下に並列し、並列した横板１９の両直線部分（半径部分）を夫々縦板２０、２０で連結し、横板１９の内周側に部分円筒状の内屈曲板２１を固定し、横板１９の外周側に部分円筒状の外屈曲板２５を固定する。内屈曲板２１の中央部に、ドラム取付部１３の中間部の支持板１５を嵌挿できる間隙２２が形成され、内屈曲板２１の内面で、間隙２２の上下に、部分扇形状の小横板２３、２３を突設し、小横板２３の直線部分（半径部分）を縦板２０の内面に固定する。
【００３９】
横板１９及び小横板２３に、支持板１５、１５の貫通孔１６に対応した貫通孔２４、２４を、上下に連通するように形成する。
【００４０】
外屈曲板２５の上縁に、上方に向けて徐々に小径となる屈曲した板状の導入部２６を連設する。同様に、外屈曲板２５の下縁に、下方に向けて徐々に小径となる屈曲した板状の導入部２７を連設する。
【００４１】
外屈曲板２５の外面に縦方向の突条３０、３０を外屈曲板２５の周回方向（即ち、掘削ロッド４０の周回方向）に並列固定する。突条３０の上縁３１は外屈曲板２５の上縁付近に位置し、下縁３１ａは下側の導入部２７の外面に位置し、下端部は導入部２７の外面に沿って屈曲してある。また、突条３０は断面正方形状で、外屈曲板２８の外面から高さＨで形成され、突条３０、３０間には間隙３３が形成され、間隙３０の巾Ｐは、少なくとも Ｐ＞Ｈ で形成することが望ましい。また、突条３０の直線部分（外屈曲板２５部分）の縦方向の長さをＬ２とする。
【００４２】
また、突条３０の露出面３２（正面３２ａ及び側面３２ｂ）は剥離防止の表面処理（例えば、トクデン（株）のＣＲＨ−４）を施してある。突条３０の露出面３２及び外屈曲板２５の露出した外面から練付面を構成する。
【００４３】
以上のようにして、練付けドラム１８を構成する（図２）。
【００４４】
練付けドラム１８をドラム取付部１３に取付ける。この際、ドラム取付部１３の固定板１４、１４間に練付けドラム１８の内屈曲板側２１を挿入して、上下の支持板１５、１５と横板１９、１９とを対向し、中央の支持板１５を小横板２３、２３で挟むように対向して間隙２２に挿入する。連通した貫通孔１６、２４にピン３４を嵌挿して、ドラム取付部１３に練付けドラム１８を固定する（図３）。
【００４５】
以上のようにして、下部ロッド１０を構成する（図１）。
【００４６】
（４）上部ロッド３５の構成
【００４７】
上部ロッド３５に使用する練付けドラム３８は、下部ロッド１０の練付けドラム１８から突条３０、３０を除去した構成である。下部ロッド１０と同様に、上下に連結部３７、３７を有するロッド本体３６のドラム取付部１３に練付けドラム３８、３８をピンで固定して上部ロッド３５を構成する（図１）。練付けドラム３８の練付け径（最大外径）をＤ３とする。
【００４８】
（５）各寸法
・掘削ヘッド１のスパイラルの径Ｄ１＝６３０ｍｍ
・掘削ヘッド１の固定掘削刃の長さＬ３＝５０〜１００ｍｍ
・練付けドラム１８の突条３０を含めた最大径Ｄ４＝７３０ｍｍ
・練付けドラム１８の突条３０の高さＨ＝５０ｍｍ
・練付けドラム１８の突条３０の縦の長さＬ２＝３３０ｍｍ
・練付けドラム３８の外径Ｄ３＝６３０ｍｍ
・掘削ヘッド１の固定掘削刃５、５ａと下部ロッドの練付けドラムの下端との間隔Ｌ５＝１２５０ｍｍ
・練付けドラム１８、３８の上下の間隔Ｌ６＝２０００ｍｍ程度
尚、練付けドラム１８、３８に撹拌棒を設ける場合には、最大でＬ６＝５０００ｍｍ 程度とする。
【００４９】
［２］掘削方法
【００５０】
（１） 掘削ロッド４０を基礎杭の構築予定位置で、回転数Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ．）で回転して、掘削ヘッド１の回転により、固定掘削刃５、５ａで、杭穴軸部を掘削する。とりわけ、外側の固定掘削刃５ａは、長さＬ１で杭穴壁を削ぐように、掘削土をほぐして掘削する。この際、掘削ヘッドから掘削補助用の注水をしない。
【００５１】
また、この際、掘削土はスパイラル４、４で固定掘削刃５、５ａの周辺からは揚土されるので、固定掘削刃５、５ａによる掘削効率を高めるが、掘削土はスパイラル４、４の上方に留まる。
【００５２】
また、地表側の掘削土は地盤の中間深さ及び支持地盤に比して強度が小さいので、地表側の掘削土のみ、後で注入するセメントミルクの分量に相当する量だけ地上に排土する。この掘削土は、一般排土として処理する。この排土した深さ以降の深さでは、掘削土を排土しない。
【００５３】
（２） 続いて、下側の下部ロッド１０の練付けドラム１８により、杭穴壁が更に拡張掘削されると共に、掘削土が杭穴壁に押さえつけられながら、杭穴壁が均される。
【００５４】
この際、突条３０の高さＨの分だけ、固定掘削刃５ａの掘削径Ｄ１より大径（Ｄ４）に形成されているので、突条３０の表面により、杭穴壁は拡張して掘削され、掘削した掘削土が突条３０、３０間の間隙３３、３３による凹部に埋め込まれる。凹部内の掘削土は順次杭穴内に放出されるが、練付けドラム１８、３８により他の掘削土と共に撹拌され、練付けドラム１８、３８で杭穴壁に押し込まれる。
【００５５】
（３） 続いて、上側の下部ロッド１０でも、同様の作用がなされ、下側の下部ロッド１０の練付けドラム１８と同様に、拡張し残された杭穴壁を掘削するとともに、杭穴壁を径Ｄ４に拡張し、杭穴壁を均す。
【００５６】
続く上部ロッド３５の練付けドラム３８では、杭穴壁内に留まる掘削土を外屈曲板２５で、杭穴壁に押し込み、更に杭穴壁が均される。
【００５７】
（４） 径Ｄ２（＝Ｄ４）の杭穴軸部４２の掘削が完了したならば、掘削ロッド４０を逆回転して、拡大掘削刃６、６を軸７周りに回動して開き、杭穴軸部４２の下端部に杭穴拡底部を掘削する。
【００５８】
杭穴掘削完了後、掘削ヘッド１の下端の注出口からセメントミルクを抽出して、杭穴拡底部に、ソイルセメント又はセメントミルクによる根固め層を形成する。また、杭穴軸部にソイルセメントによる杭周固定液層を形成する。
【００５９】
根固め層、杭周固定液層を形成した後、又は形成しながら掘削ロッドを地上に引き上げ、その後、杭穴内に既製杭を回転させながら沈設して、所定位置に設置する。
【００６０】
（５） 前記における掘削ヘッド１の固定掘削刃（杭穴内壁用掘削刃）５ａによる掘削に対して、練付けドラム１８の突条３０より杭穴掘削が補完されるように掘削される。
【００６１】
予定する掘削ロッド４０の回転数Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ．）、掘削ロッド４０の押込み速度ｖ（ｃｍ／ｍｉｎ）に対して、固定掘削刃５ａの長さＬ１、練付けドラム１８の長さＬ２は、拡大掘削刃６の長さＬ３は、以下の関係式を満たすように、Ｌ１、Ｌ２を設定し、あるいは、関係式を満たすように、掘削ロッドの回転数Ｎ、押し込み速度ｖを調節することが望ましい。
【００６２】
Ｌ１≧ｖ÷（ｎ１×Ｎ） 式１
Ｌ２≧ｖ÷（ｎ２×Ｎ） 式２
Ｌ３≧ｖ÷（ｎ３×Ｎ） 式３
ここで、ｎ１は同一高さの固定掘削刃５ａの数（ｎ１＝２）、ｎ２は同一高さの突条３０の数（ｎ２＝８）、ｎ３は同一高さでの拡大掘削刃６の数（ｎ３＝２）を表す。
【００６３】
この関係式を満たせば、少なくとも１回、固定掘削刃５ａ、突条３０が杭穴壁を削ぐので、杭穴壁を漏れなく掘削できる。また、この関係式を満たせば、少なくとも１回掘削刃が杭穴壁を削ぐので、杭穴壁を漏れなく掘削できる。
【００６４】
尚、施工地盤によっては、杭穴掘削時に、式１を満たさない場合でも、式２を充分に満たすように、例えば、
Ｌ２＝ｖ÷（ｎ２×Ｎ）
に対して、Ｌ２をその３倍程度に長くなるように形成し、あるいは突条３０の数を所定の間隙３３を維持できる範囲で多く形成すれば、練付けドラム１８の突条３０で、３回仕上げ掘削・練り付けして掘削ヘッドの掘削を補い、所望の高品質の杭穴を造成することも可能である。
【００６５】
尚、施工効率を考慮せず、杭穴の品質面のみから検討すれば、上記式１、式２で、速度ｖをできるだけ遅くして（例えば３分の１程度）、杭穴掘削することが望ましい。とりわけ、杭穴拡底部の掘削において、式３を満たし、できるだけ遅い速度ｖで掘削することが望ましい。
【００６６】
（６） 前記において、杭穴内に水を注入せずに掘削することが望ましいが、施工地盤の状況により、掘削途中で掘削困難な事態が生じた場合には、その特定の地盤（水平位置）又は特定の地層（深さ位置）でのみ掘削補助用の水を一部注水しながら掘削して杭穴壁を均すこともできる。即ち、以上の施工方法を採用することにより、別に注入するセメントミルク、水等の注入相当量を除き、杭穴掘削による排土をほとんど無くすことができる。
【００６７】
［３］他の実施例
【００６８】
（１） 練付けドラム１８の構成は、外屈曲板２５の外面に、ロッド本体１１の周回方向に並列した突条３０、３０を配置した練付面を形成してあれば、任意であり、対応するロッド本体１１のドラム取付部１３の構造も任意である（図示していない）。
【００６９】
（２） また、前記実施例において、上部ロッド３５は、いわゆる従来のロッドであり、練付けドラム３８の構成は任意であり、また撹拌バーを追加設置することもできる（図示していない）。また、上部ロッド３５は、練付けドラム３８及びドラム取付部１３を省略することもできる（図示していない）。
【００７０】
（３） また、前記実施例において、練付けドラム１８を有する下部ロッド１０を２本連結したが、１本とすることもできる（図示していない）。掘削土の粉砕を更に高める必要がある場合には、ロッド本体１１に撹拌バーを適宜突設することがきる（図示していない）。掘削土をより細かく粉砕することにより、杭穴壁への掘削土の押し込み量等を調節できる。
【００７１】
（４） 前記実施例において、下部ロッド１０に練付けドラム１８を１段取り付けたが、所定の間隔Ｌ６を保って練り付けドラム１８を２段に形成することもでき、この場合には、より多くの掘削土を杭穴壁に押し込めることができ、杭穴壁をより均一に均すこともできる（図示していない）。
【００７２】
【発明の効果】
（１） この発明は、所定の杭穴径より小径の掘削ヘッドで掘削し、中間部の練付けドラムの補助掘削手段で杭穴壁を拡張して所定径の杭穴を構築するので、掘削ロッドの先端に作用する負荷を軽減して、効率良い杭穴掘削が実現できる。
【００７３】
（２） 砂質土等の比較的粉砕性の良い地盤では、注水せずに杭穴掘削ができるので、掘削土の排土量が大幅に低減でき、排出量を、せいぜい根固め層形成用のセメントミルクの投入量程度に軽減できる。
【００７４】
（３） 練付けドラムの練付面に、掘削ロッドの軸方向の突条を形成して掘削補助手段を構成した場合には、掘削土が押し込まれた杭穴壁は、充分に均され強固であるため、杭穴壁が平滑となり杭穴造成後に、既製杭を沈設し易い効果がある。
【００７５】
（４） 注水をせずに杭穴掘削及び掘削土の押し込みをする場合には、土質が安定化し、杭の周辺摩擦力が安定する効果があり、根固め部にセメントミルクに相当する量の掘削土が一部排出されるだけである。従って、根固め部のセメントミルク投入量に見合う量の上層地盤（地表側）の掘削土を、セメントミルクを投入する前、即ち、杭穴の上部（地表側）を掘削する際に排出することにより、セメントミルク等が混入していない掘削土を排出できる。よって、排土は一般処理土として構築現場から排出できる。
【００７６】
（５） また、杭穴の地表側の掘削土のみ排土するので、軸部杭穴の上層部の地盤（一般に、支持力の観点からは良くない）の土を除去できるので、杭周部の土質を下層の良い地盤に入れ替えでき、杭周部の地盤を安定化させることができる。
【００７７】
（６） また、基礎杭構造の造成において、既製杭の外側面に節等の凹凸形状を設ける等した異形杭を既製杭として使用する場合には、単なる円筒形状の既製杭に比べ、既製杭の断面積に対応する杭穴断面積が大きいため、従来から相対的に掘削土が多く、掘削土の排出が多かった。従って、本発明の基礎杭の構築方法に異形杭を使用した場合には、排土量の低減に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の練付けドラムを使用した掘削ロッドの正面図である。
【図２】この発明の練付けドラムで、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じくこの発明の練付けドラムとロッド本体との連結を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を破切した正面図である。
【符号の説明】
１ 掘削ヘッド
２ ヘッド本体（掘削ヘッド）
３ ヘッド本体の連結部
４ スパイラル（掘削ヘッド）
５ 固定掘削刃（掘削ヘッド）
５ａ 固定掘削刃（外側）
６ 拡大掘削刃（掘削ヘッド）
１０ 下部ロッド
１１ ロッド本体（下部ロッド）
１２ 連結部（下部ロッド）
１３ ドラム取付部（下部ロッド）
１８ 練付けドラム（下部ロッド）
２５ 外屈曲板（下部ロッド）
２６ 導入部（上。下部ロッド）
２７ 導入部（下。下部ロッド）
２８ 外屈曲板の露出面
３０ 突条（下部ロッド）
３１ 突条の上縁
３１ａ 突条の上縁
３２ 突条の露出面
３２ａ 突条の正面（露出面）
３２ｂ 突条の側面（露出面）
３３ 突条の間隙
３４ ピン
３５ 上部ロッド
３６ ロッド本体（上部ロッド）
３７ 連結部
３８ 練付ドラム
４０ 掘削ロッド
Claims (8)
- 先端に掘削ヘッドを有する掘削ロッドの軸外周に取り付ける練付け用のドラムであって、前記ドラムは、杭穴壁に沿った練付面を有し、該練付面に、前記掘削ロッドの軸方向の突条を、所定間隔を開けて、前記掘削ロッドの周回方向に並列したことを特徴とする掘削ロッド用の練付けドラム。
- 練付面は下端部をロッドの軸に向けて徐々に縮径して導入部を形成し、突条の下端は、前記導入部に位置させたことを特徴とする請求項１記載の掘削ロッド用の練付けドラム。
- 下端に掘削ヘッドを有し、その上方に練り付けドラムを有する掘削ロッドを使用して、杭穴を掘削し、続いて、ソイルセメント層をはじめとする固化物層を形成した前記杭穴内に、既製杭を沈設して基礎杭を構築する方法であって、前記掘削ヘッドで、必要な杭穴径よりも小さな径で掘削し、続いて、練付けドラムに形成した補助掘削手段で、杭穴壁を所定杭穴径に拡張すると共に、該杭穴壁を均すことを特徴とする基礎杭の構築方法。
- 以下のようにして、杭穴軸部を掘削して、既製杭を埋設することを特徴とする基礎杭の構築方法。
（１） 所定掘削径Ｄ１の掘削ヘッドの上方に練付け径Ｄ４の練付けドラムを有する掘削ロッドを使用し、該掘削ロッドを回動して、前記掘削ヘッドで杭穴掘削する。
（２） 練付け径Ｄ４は掘削径Ｄ１より大径に形成され、
前記掘削ヘッドで掘削された径Ｄ１の杭穴壁を、前記練付けドラムの補助掘削手段で削り杭穴径を径Ｄ４に拡大しつつ、杭穴壁を均して、穴径Ｄ２の杭穴軸部を形成する。
（３） 前記杭穴内に、ソイルセメント層をはじめとする固化物層を形成すると共に、杭穴内に既製杭を沈設する。 - 練付面に、掘削補助手段として、縦方向の突条を形成し、該突条で、径Ｄ１の杭穴壁を削り、径Ｄ４に拡大しつつ、杭穴壁を均すことを特徴とする請求項４記載の基礎杭の構築方法。
- 掘削及び練付け径Ｄ２の練付けドラムの上方に、練付け径Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ４）の練付けドラムを設置して杭穴壁を均す請求項４記載の基礎杭の構築方法。
- 水分を杭穴内に供給せずに杭穴を掘削し、続けて水分を杭穴内に供給せずに前記杭穴の穴壁を均す請求項３又は４記載の基礎杭の構築方法。
- 杭穴の地面に近い側の掘削の際に、投入するセメントミルクの分量に応じた掘削土を地上に排出し、その後の下方の掘削に際して、掘削土を地上に排出しないことを特徴とする請求項３又は４記載の基礎杭の構築方法。
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