JP2005282149A

JP2005282149A - 既製杭の埋設工法

Info

Publication number: JP2005282149A
Application number: JP2004097980A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Enoki; 博史榎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】掘削土の有効利用を図り、環境面での改善が図れる既製杭の埋設工法を提供する。
【解決手段】ケーシング６とその内部のオーガスクリュー７を相対回転させて所定の深度まで掘削し、回転を止めたオーガスクリュー７を引き上げ、掘削土Ａをケーシング６の外に排土し、再びオーガスクリュー７を挿入して該オーガスクリュー７の先端から、ケーシング先端部に富配合のセメントミルクを注入して、ケーシング６内に残留した掘削土を、オーガスクリュー７によって攪拌混練してソイルセメント柱を形成し、先に排土した掘削土Ａを使用して貧配合のセメントミルクでソイルセメントを作成し、オーガスクリュー７の引き上げ時に、オーガスクリュー７の先端部より、このソイルセメントをケーシング６内に既製杭を挿入した時に溢流しない程度の量を注入し、既製杭の先端をソイルセメント柱で根固めしてケーシング６を引き抜く。
【選択図】図１

Description

この発明は、既製杭の埋設工法、更に詳しくは、施工時に汚泥土の発生をなくし、産業廃棄物としての処理が不要になり、経済的で環境対策に適応する低振動、低騒音の既製杭の埋設工法に関する。

従来、地中にコンクリート杭や鋼管杭の如き既製杭を埋設する工法は、オーガスクリューを用いて地面から地中支持層に達する深さまで削孔し、その削孔にあたり、孔壁保護のために安定液の供給を行うと共に、オーガスクリューの軸心に設けた通孔を利用して、その先端からセメントミルク等の自硬性ミルクを噴射しながら削孔し、その自硬性ミルクと掘削土とを攪拌混練してソイルセメント柱を地中に作成し、前記ソイルセメント柱の未硬化のうちに目的の既製杭を挿入して埋設するようにしている。

上記したソイルセメント柱の形成は、既製杭の支持力を確保するために、支持層付近の注入セメントミルクは、特に富配合のセメントミルクを用いている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３７１５５３号公報

ところで、上記のような既製杭の埋設工法は、削孔内に安定液やセメントミルクと掘削土が攪拌混練されたソイルセメント柱の造成時の注入量に加え、既製杭の挿入時に既製杭の体積と同容量のソイルセメント（汚泥土）が削孔から地上に溢れ出し、地下水や地盤を汚染することになるという環境面での問題だけでなく、これを撤去すると共に産業廃棄物として処理する必要があり、処理コストが高くつくという問題がある。

そこで、この発明の課題は、掘削時に汚泥土を発生させることがなく、掘削土の有効利用により、既製杭の挿入時に汚泥土の溢流をなくし、環境面での改善が図れるだけでなく、埋設コストの削減と施工能率を向上させ、昨今、産業廃棄物の低減を提唱する行政指導に大きく呼応した既製杭の埋設工法を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、ケーシングとその内部に位置するオーガスクリューを相対回転させて所定の深度まで掘削し、ケーシングの先端が地中支持層に達したらケーシングとオーガスクリューの回転を止める掘削工程と、ケーシングを地中に残して回転を止めたオーガスクリューを引き上げ、このオーガスクリューの羽根の上に載った掘削土をケーシング外に排土する排土工程と、排土されたケーシング内に再びオーガスクリューを挿入し、該オーガスクリューの軸心の通孔を通じて先端よりケーシング内の先端部に富配合のセメントミルクを注入し、このセメントミルクとケーシング内に残留した掘削土を、回転させたオーガスクリューによって攪拌混練し、ケーシング内の先端部にソイルセメント柱を形成するソイルセメント柱の形成工程と、先にケーシング内から排土した掘削土を使用して貧配合のセメントミルクでソイルセメントを作成し、このソイルセメントを、オーガスクリューの引き上げ時に、該オーガスクリューの軸心の通孔を通じて先端部より、ケーシング内に既製杭を挿入した時に溢流しない程度の量を充填するソイルセメント充填工程と、この後、ケーシング内に既製杭を挿入し、その先端をソイルセメント柱で根固めする既製杭根固め工程と、ケーシングを引き抜く工程からなる構成を採用したものである。

ここで、上記ケーシングとその内部に位置するオーガスクリューは、作業機のリーダに沿って昇降するケーシング用駆動機とオーガスクリュー用駆動機とで、個々に回転及び昇降動が与えられるようになっている。

また、ケーシング内に充填するソイルセメントの作成は、掘削土を篩いにかけて適当な粒度にした後、ミキサープラントを使用して正確な計量により、貧配合のセメントミルクと混合し、均質のソイルセメントを作るようにする。

この発明によると、ケーシングとその内部に位置するオーガスクリューで掘削した削孔の掘削土を、オーガスクリューを引き上げによってケーシング外に排土した後、ケーシング内に再び挿入したオーガスクリューで、セメントミルクとケーシング内に残留した掘削土の攪拌混練を行い、ケーシング内に作ったソイルセメント柱内に既成杭を挿入し、その先端をソイルセメント柱で根固めし、先にケーシング内から排土した掘削土を使用して作成したソイルセメントを根固めソイルセメントの上部に充填し、このソイルセメントでケーシング内と既製杭間を埋めるので、削孔から取出した掘削土をソイルセメントの作成に使用することにより、掘削土の廃棄量が低減でき、従来のように、削孔時あるいは既製杭の挿入時に、汚泥土が削孔から地上に溢れ出して地盤を汚染するようなことが極めて少なくなり、これにより、処理コストの大幅な減少と輸送車両の減少が実現でき、環境対策に適応することができる。

また、掘削土の有効利用により、掘削土の廃棄処理が減少し、汚泥土の溢流が皆無となり、産業廃棄物の処理費用をなくすことで、既製杭の埋設コストの削減と施工能率を向上させることができるという、経済的な効果を発揮することができる。

また、セメントミルクの注入前に、予め、オーガスクリューの羽根の上に載った掘削土をケーシング外に排土するので、ケーシング内の掘削土を減量でき、形成されたソイルセメント柱は掘削土分が少ないので、既製杭の挿入が容易となり、既製杭の高止まり等は一切なく、施工精度の向上が図れる。

更に、ケーシング内に挿入した既製杭の先端をソイルセメント柱で根固めすることにより、必要とする杭支持力が得られるだけでなく、ケーシングとその内部に位置するオーガスクリューは回転によって削孔するので、低振動、低騒音で施工することができる。

ケーシングとその内部に位置するオーガスクリューを相対回転させて所定の深度まで掘削する掘削工程と、回転を止めたオーガスクリューを引き上げ、このオーガスクリューの羽根の上に載った掘削土をケーシングの外に排土する排土工程と、排土されたケーシング内に再びオーガスクリューを挿入し、該オーガスクリューの軸心の通孔を通じて先端からケーシング内の先端部に富配合のセメントミルクを注入し、このセメントミルクとケーシング内に残留した掘削土を、回転させたオーガスクリューによって攪拌混練するソイルセメント柱の形成工程と、先にケーシング内から排土した掘削土を使用して貧配合のセメントミルクでソイルセメントを作成し、このソイルセメントを、オーガスクリューの引き上げ時に、該オーガスクリューの軸心の通孔を通じて先端部より、ケーシング内に既製杭を挿入した時に溢流しない程度の量を充填するソイルセメント充填工程と、この後、ケーシング内に挿入した既製杭の先端をソイルセメント柱で根固めする既製杭根固め工程と、ケーシングを引き抜く工程を経て実施される。

図１は、既製杭の埋設工法に用いる埋設装置を示し、自走式作業機１のリーダ２に設けたガイド３に、ケーシング用駆動機４とオーガスクリュー用駆動機５が個々に昇降動と回転駆動ができるように装着し、ケーシング用駆動機４に、所定長さと埋設せんとする既成杭よりも大きい径を有する鋼管製のケーシング６を着脱自在に取付け、オーガスクリュー用駆動機５には、ケーシング６の内部に位置するオーガスクリュー７が着脱自在に取付けられている。

上記オーガスクリュー７は、ケーシング６に見合う長さを有し、その先端から、圧縮空気と富配合のセメントミルクを切り換え可能に噴出させるために、軸心に沿って通孔８が設けられ、外周面に螺旋の羽根９を備えている。

また、上記ケーシング６は、図示の場合、単なる鋼管製を示したが、外周面にスクリューを設け、地中への進入効率を向上させるようにしてもよく、このケーシング６内に挿入する既製杭１０は、コンクリート杭や鋼管杭を使用する。

上記埋設装置とは別に、ケーシング６とオーガスクリュー７による削孔時に生じた掘削土Ａを使用してソイルセメントを作成する設備が、施工現場の地上に設置される。

このソイルセメントを作成する設備は、掘削土Ａを篩いにかけて適当な粒度にした後、ミキサープラントを使用して正確な計量により、貧配合のセメントミルクと混合して、均質なソイルセメントを製作するものである。

次に、この発明の埋設装置を用いた既製杭の埋設工法を説明する。

図１のように、作業機１のリーダ２に取付けたケーシング用駆動機４にケーシング６と、オーガスクリュー用駆動機５にオーガスクリュー７を、ケーシング６の内部にオーガスクリュー７が位置するようにセットして装着し、このケーシング６とオーガスクリュー７を所定の杭心に立て込む。

次に、ケーシング６とオーガスクリュー７を相対回転させながら、リーダ２のガイド３に沿って下降させ、図２（Ａ）のように、地面ａから地中の所定深度の深さまで、ケーシング用駆動機４とオーガスクリュー用駆動機５の重量を加えながら削孔し、この削孔時にオーガスクリュー７に設けた通孔８の先端から必要に応じて圧縮空気を噴出し、掘進効率を上げるようにする。

図２（Ｂ）のように、ケーシング６とオーガスクリュー７の先端が地中の支持層ｂに達したら、圧縮空気の噴出及びケーシング６とオーガスクリュー７の回転を停止させ、ケーシング６を地中に残したままオーガスクリュー７だけを徐々に引き上げ、ケーシング６内から引き抜いて行くと、オーガスクリュー７の羽根９に載っている掘削土Ａが削孔内から取出され、ケーシング６の外部に取出された羽根９の上の掘削土Ａはこれを取り除き、削孔ｃの周囲の適当な位置に仮置きしておく。

次に、図３（Ａ）のように、羽根９の掘削土Ａが取り除かれたオーガスクリュー７を下降させてケーシング６内に先端部まで再度挿入し、このオーガスクリュー７の通孔８を介してその先端からケーシング６内の先端部に富配合のセメントミルクを注入し、このセメントミルクとケーシング６内に残留した掘削土を、回転させたオーガスクリュー７によって攪拌混練し、ケーシング６内の先端部にソイルセメント柱ｄを作った後、オーガスクリュー７を引き上げてケーシング６内から引き抜く。

上記の工程と並行して先にケーシング６内から排土した掘削土Ａを使用して貧配合のセメントミルクでソイルセメントを作成し、上記オーガスクリュー７の引き上げ時に、図３（Ｂ）のように、杭周辺の杭周固定液ｅとなるこのソイルセメントをケーシング６内に充填する。

このソイルセメントは、上記オーガスクリュー７の軸心の通孔を通じて先端部より、ケーシング６内に既製杭１０を挿入した時に既製杭１０の体積で溢流しない程度の量を充填する。

次に、作業機１を削孔から離反させ、図３（Ｂ）のように、上端に長さを伸ばすためのヤットコ１１を着脱可能に接続した既製杭１０を、別の作業機で吊り下げ保持してその先端が所定の深度位置になるようケーシング６内に挿入し、この既製杭１０の先端をソイルセメント柱ｄで根固めする。

既製杭１０のケーシング６内への挿入時において、富配合のセメントミルクとケーシング内に残留した掘削土及び、貧配合のセメントミルクとケーシングより排土された掘削土で形成されたソイルセメントが、ケーシングの上端から地面に溢れ出るようなことがない。

なお、上記の杭周辺の杭周固定液ｅとなるこのソイルセメントは、杭周辺の杭周固定液ｅが不足している場合、ケーシング６内と既製杭１０間に、また、必要ならば、既製杭１０の内部空間に補充することができる。

図３（Ｃ）のように、ケーシング６内に既製杭１０を挿入すると、ケーシング６内と既製杭１０の周辺間が杭周固定液ｅとなるこのソイルセメントで埋められ、この後、再度作業機１を削孔に接近させ、ケーシング用駆動機４をケーシング６に接続し、図４のように、ケーシング用駆動機４の引き上げによりケーシング６を地中から引き抜き、更に、杭頭高さをレベル確認した後、トランシットで視準して既製杭１０の偏心を補正する。

上記した根固めソイルセメント柱ｄと杭周固定液ｅが凝固することにより、既製杭１０は、先端部が富配合のソイルセメント柱ｄで根固めされ、それより上部は杭を固定する固定液ｅの凝固で地中に対して堅固に固められ、負荷支持力の優れた杭を構築することができる。

また、削孔の形成によって生じた掘削土Ａは、貧配合のセメントミルクと混合してソイルセメントとし、ケーシング６内と既製杭１０間に充填使用するので、掘削土Ａを有効に使用することができ、掘削土Ａの廃棄処理が低減され、汚泥が一切発生しない汚泥無廃土工法となり、既製杭の埋設が経済的に行える。

この発明の実施に用いる埋設装置の一部切り欠き正面図（Ａ）はケーシングとオーガスクリューで地中に削孔を形成した縦断面図、（Ｂ）はケーシング内から掘削土を排土する状態を示す縦断面図（Ａ）は排土後のケーシング内にオーガスクリューを挿入して富配合のセメントミルクを注入し、残留土壌と混練攪拌する状態の縦断面図、（Ｂ）はオーガスクリューの引き上げ時にケーシング内に固定液となる杭周ソイルセメントを注入している状態の縦断面図、（Ｃ）はケーシング内に既製杭を挿入した状態を示す縦断面図削孔からケーシングを引き抜いた既製杭施工完了状態を示す縦断面図

符号の説明

１作業機
２リーダ
３ガイド
４ケーシング用駆動機
５オーガスクリュー用駆動機
６ケーシング
７オーガスクリュー
８通孔
９羽根
１０既製杭
Ａ掘削土
ａ地面
ｂ支持層
ｃ削孔
ｄソイルセメント柱
ｅ杭周固定液

Claims

ケーシングとその内部に位置するオーガスクリューを相対回転させて所定の深度まで掘削し、ケーシングの先端が地中支持層に達したらケーシングとオーガスクリューの回転を止める掘削工程と、
ケーシングを地中に残して回転を止めたオーガスクリューを引き上げ、このオーガスクリューの羽根の上に載った掘削土をケーシング外に排土する排土工程と、
排土されたケーシング内に再びオーガスクリューを挿入し、該オーガスクリューの軸心の通孔を通じて先端よりケーシング内の先端部に富配合のセメントミルクを注入し、このセメントミルクとケーシング内に残留した掘削土を、回転させたオーガスクリューによって攪拌混練し、ケーシング内の先端部にソイルセメント柱を形成するソイルセメント柱の形成工程と、
先にケーシング内から排土した掘削土を使用して貧配合のセメントミルクでソイルセメントを作成し、このソイルセメントを、オーガスクリューの引き上げ時に、該オーガスクリューの軸心の通孔を通じて先端部より、ケーシング内に既製杭を挿入した時に溢流しない程度の量を充填するソイルセメント充填工程と、
この後、ケーシング内に既製杭を挿入し、その先端をソイルセメント柱で根固めする既製杭根固め工程と、
ケーシングを引き抜く工程からなる既製杭の埋設工法。