JP2008156837A

JP2008156837A - 掘削ロッド

Info

Publication number: JP2008156837A
Application number: JP2006343972A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tsukada; 義明塚田; Tadashi Maejima; 匡前嶋
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: JP4615507B2

Abstract

【課題】削孔の掘削と同時に供給した水硬性のバラ荷に水を供給するための開口部を有したスパイラルロッドにおいて、該開口部の目詰まりを容易に解消し、且つ、該目詰まりを抑制しうる構造を提供する。
【解決手段】外側に搬送スクリュ６ａ，６ｂを備え、内部に通水路を有するスパイラルロッド１において、先端部近傍の通水路の開口部を覆って、外周面に突部５を備えた円筒形の摺動部材４を嵌め込み、搬送スクリュ６ａ，６ｂによって搬送されて来る水硬性バラ荷を該突部５に突き当てることによって摺動部材４をスパイラルロッド１とは逆方向に回転させ、摺動部材４とスパイラルロッド１の本体２との間隙に侵入していたバラ荷や土砂を粉砕或いはほぐして排出しやすくし、通水路から供給した水の圧力によって外部に排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩い砂地盤や粘性土地盤、異なる地層が積層した多層地盤といった不安定な地盤において、該地盤の強化を図るべく地盤中に柱体を構築する工法に用いられるスパイラルロッドに関する。

緩い砂地盤や粘性土からなる地盤、異なる地層が積層した多層地盤は、地震や水害発生時に崩れて該地盤上に建てられた建築物や道路などの構造物の損傷を招いたり、周辺に影響を及ぼしたりする恐れがある。

そこで、地盤中に硬質の柱体を構築して地盤を強化する手段が講じられている。このような柱体の構築工法として本発明者は、外側に搬送スクリュを備えた中空のスパイラルロッドを、該搬送スクリュの搬送方向が該スパイラルロッドの圧入方向と一致するように回転させながら地盤中に圧入すると同時に水硬性のバラ荷を上記搬送スクリュに供給し、該水硬性バラ荷にスパイラルロッドの中空部を介してスパイラルロッド先端より水を供給して硬化させる工法を提案した。

しかしながら、上記工法においては、スパイラルロッド先端に設けた水の供給口がスクリュによって搬送されるバラ荷によって目詰まりを生じる恐れがあった。水の供給口が目詰まりを起こした場合、水が周囲のバラ荷に均一に吐出されず、均質な強度を備えた柱体を構築することができない。また、該目詰まりは工程途中で容易には解消することができず、例えば一時的な高圧で強制的に排水を促すことは可能だが、施工時に瞬時に目詰まりを感知し、水圧を調整することは困難で、且つ、水量が一定にならないため不均質な柱体となるため対応が困難であった。

特許文献１には、掘削翼と撹拌翼を備えた掘削ロッドに固化材液吐出口を設け、該掘削ロッドで切削した土壌に固化材液を供給して撹拌し、地盤中に円柱状のコラムを構築する工法において、上記固化材液吐出口の目詰まり防止を図るべく、該固化材液吐出口に磁力作用で動作する弁体を配置し、固化材液が不要な時は該弁体の磁力作用で該吐出口を閉塞し、固化材液が必要な時には固化材液の吐出圧力によって弁体を移動させて吐出口を開放する構造が開示されている。

特開平７−１３８９３６号公報

しかしながら、前記特許文献１の掘削ロッドの吐出口も、弁体の下方に土砂またはバラ荷、またはそれらの混合物が詰まった場合には、弁体を下方に移動させて固化材液吐出口を開放することができなくなってしまう。

本発明の課題は、削孔の掘削と同時に供給した水硬性のバラ荷に水を供給するための開口部を有したスパイラルロッドにおいて、該開口部の目詰まりを起こす恐れが少なく目詰まりが起こったとしても容易に解消しうる構造を提供し、構築する柱体の強度を均質化することで、強度のばらつきを抑え品質を向上させることにある。

本発明は、外側に搬送スクリュを備えた中空のスパイラルロッドを、該搬送スクリュの搬送方向が該スパイラルロッドの圧入方向と一致するように回転させながら地盤中に圧入すると同時に、水硬性のバラ荷を搬送スクリュに供給して圧入方向に搬送し、該スパイラルロッドの圧入時及び引き上げ時の少なくとも一方でスパイラルロッドの中空部に少なくとも水を供給してスパイラルロッドの先端部近傍より水硬性バラ荷に供給する柱体の構築工法において用いられる上記スパイラルロッドであって、
後端部から先端部近傍の側面に向かって形成された通水路を有し、該通水路の側面側の開口部を覆って、外周面に突部を有する円筒形の摺動部材が当該スパイラルロッドの外側に回動自在に嵌め込まれたことを特徴とする。

本発明のスパイラルロッドは、先端部近傍の外周に回動自在に嵌め込まれた摺動部材が、該スパイラルロッドの圧入方向に搬送される水硬性バラ荷によって回動することから、該摺動部材とスパイラルロッドの外周との間隙に侵入した土砂またはバラ荷、またはそれらの混合物が該間隙内において粉砕或いはほぐされ、スパイラルロッドの通水路より吐出される水の圧力によって摺動部材とスパイラルロッドとの間隙から容易に排出される。よって、該通水路の開口部が土砂またはバラ荷、またはそれらの混合物によって目詰まりを起こしていても、水硬性バラ荷の搬送及び水の吐出によって該目詰まりを容易に解消することができる。また、水硬性バラ荷の搬送中は、常に摺動部材が回動しているため、水を吐出していなくても摺動部材とスパイラルロッドの外周との間隙に土砂や水硬性バラ荷が侵入しがたく、目詰まりの発生自体を抑制することができる。

よって、本発明のスパイラルロッドを用いることにより、該スパイラルロッドの圧入工程において目詰まりを起こす恐れが少なく目詰まりが起こったとしても容易に解消でき、水硬性バラ荷に均一に水を供給して均質で強度の高い柱体を歩留まりよく構築することができる。

本発明のスパイラルロッドを用いた柱体の構築工法は、基本的に、外側に搬送スクリュを備えた中空のスパイラルロッドを、該搬送スクリュの搬送方向が該スパイラルロッドの圧入方向と一致するように回転させながら地盤中に圧入する工程と、該スパイラルロッドの先端が所定の深さにまで達した後、該スパイラルロッドを圧入時と同じ方向に回転させながら引き上げる引き上げ工程とを有する。また、上記圧入工程においては、水硬性バラ荷を搬送スクリュに供給する。搬送スクリュの搬送方向はスパイラルロッドの圧入方向と一致していることから、該搬送スクリュに供給された水硬性バラ荷はスパイラルロッドの圧入に伴い、スパイラルロッドで掘削された削孔内に充填されてゆく。また、スパイラルロッドで掘削された土砂は、搬送スクリュの搬送方向がスパイラルロッドの圧入方向と一致することから外部に搬送されることなく、スパイラルロッドの圧入に伴って周囲に押しつけられて固められ、密な削孔壁を形成する。即ち、本発明に係る柱体の構築工法においては、柱体を構築する地盤の土砂が外部に排出されないため、該土砂の廃棄操作が不要である。

さらに、本発明に係る柱体の構築工法においては、上記圧入工程及び引き上げ工程の少なくとも一方の工程において、スパイラルロッドの先端部近傍から水を吐出させ、水硬性バラ荷に水を供給する。水硬性バラ荷は供給された水によって硬化する。係る水は連続的に或いは所望のタイミングで水硬性バラ荷に供給される。

本発明は、係る水を均一に水硬性バラ荷に供給するための構造を備えたスパイラルロッドであり、水を吐出する開口部が土砂またはバラ荷、またはそれらの混合物によって目詰まりする問題を解決したものである。

図１は、本発明のスパイラルロッドの好ましい一実施形態の先端部近傍の正面図であり、図２はその断面模式図であり、（ａ）は中心軸に沿った鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面模式図である。また、図３は先端部を分解した状態の斜視図である。尚、図３においては便宜上、搬送スクリュを省略する。

本発明のスパイラルロッド１は、図１，図２に示すように、本体２の外側に搬送スクリュ６ａ，６ｂを有している。尚、本例においては搬送スクリュ６ａ，６ｂを二重螺旋構造としたが、一重螺旋構造でもかまわない。

本発明のスパイラルロッド１は、図２に示すように、本体２の内部に、後端から先端部近傍の側面に向かって延びる通水路１１を有している。また、本体２の先端部近傍の外側には、上記通水路１１の開口部１３を覆うように、所定の間隙１４を介して回動自在に摺動部材４が嵌め込まれている。よって、本体２の後端から供給された水は本体２の通水路１１を通って側面の開口部１３、間隙１４，１５を経てスパイラルロッド１の周囲に吐出される。尚、間隙１４，１５は水を吐出する上で最小限の大きさであればよい。

尚、本例においては、本体２の先端に掘削ピット３が取り付けられており、該掘削ピット３の後端側の直径及び本体２の後部（摺動部材４よりも後端側）の直径がいずれも摺動部材４の内径よりも大であるため、摺動部材４は本体２よりはずれることがない。尚、本例において掘削ピット３は、本体２側に設けた取り付け部１６においてネジ式（不図示）等によって互いに一体固定化されている。

本発明においては、スパイラルロッド１の圧入と同時に搬送スクリュ６ａ，６ｂに水硬性バラ荷が供給される。スパイラルロッド１は、後述するように後端から見て反時計回りに回転しており、よって、スパイラルロッド１の先端部近傍において水硬性バラ荷は図１の矢印Ａ方向に搬送される。

ここで、本発明に係る摺動部材４の外周面には突部５が付設されているため、搬送スクリュ６ａ，６ｂで搬送された水硬性バラ荷は該摺動部材４の突部５に突き当たり、摺動部材４をスパイラルロッド１の後端から見て時計回りに回転させる。上記したように、スパイラルロッド１は反時計回りに回転しているので、間隙１４内に侵入していた土砂は、互いに逆方向に回転する摺動部材４の内壁と本体２の外壁との間で摺動され、ほぐされたり、粉砕されたりして該間隙１４より排出されやすくなる。そのため、通水路１１より水が吐出されると、該水の圧力によって容易に外部に排出される。また、摺動部材４が回転している状態では、水を吐出していなくても間隙１４内に土砂またはバラ荷、またはそれらの混合物が侵入しにくいため、水硬性バラ荷を供給している状態では目詰まり自体を起こしにくくなる。

本発明において、摺動部材４の外周面に付設した突部５は、水硬性バラ荷が良好に突き当たるように形成されていれば、形状や数は限定されないが、図１に示したように直線状の突条とすると効率が良いため好ましい。但し、該直線の向きが水硬性バラ荷の搬送方向と一致してしまうと該突条表面で水硬性バラ荷が滑って摺動部材４が回転しないため、水硬性バラ荷の搬送方向に対して角度をなすものが好ましい。特に好ましくは水硬性バラ荷の搬送方向に対して直行する突条であるが、製造上容易であることと、搬送スクリュ６ａ，６ｂの螺旋方向が逆向きの場合でも用いることができることから、図１に示す如く、スパイラルロッド１の中心軸に平行な突条が好ましい。また、本数は１本以上あれば良く、多い方が水硬性バラ荷が当たりやすいが、多すぎると隣接する突条同士の間隙が狭くなりすぎて逆に水硬性バラ荷が当たりにくくなるため、２〜８本程度が好ましい。

本発明に係る柱体の構築工法において用いられる水硬性バラ荷は、砂や石を骨材として、これらにセメント、石灰等の水硬性成分を混合したものである。また、該水硬性バラ荷に供給する水には、硬化促進剤など、水以外の成分を必要に応じて添加してもかまわない。

以下に本発明のスパイラルロッドを用いた柱体の構築工法を図４を参照しながら説明する。

スパイラルロッド１を囲むようにホッパー２１を配設し、ホッパー２１内に水硬性バラ荷２２を収納しておく。この状態でスパイラルロッド１を、搬送スクリュ６ａ，６ｂの搬送方向が該スパイラルロッド１の圧入方向（矢印Ｂ方向）と一致するように回転させながら（矢印Ａ方向）圧入する〔図４（ａ）〕。即ち、図４において、スパイラルロッド１の後端から見た場合、搬送スクリュ６ａ，６ｂはスパイラルロッド１の後端から先端に向かって時計回りに形成されており、該スパイラルロッド１を図４（ａ）に示すようにスパイラルロッド１の後端から見て反時計回り（矢印Ａ）方向に回転させた場合、搬送スクリュ６ａ，６ｂの搬送方向はスパイラルロッド１の後端から先端に向かう方向となり、スパイラルロッド１の圧入方向（矢印Ｂ方向）と一致する。即ち、通常、圧入を容易にするために搬送スクリュ６ａ，６ｂを利用する場合とは逆方向に回転させることになり、これによりホッパー２１内に収納された水硬性バラ荷２２が搬送スクリュ６ａ，６ｂに供給され、圧入方向、即ちスパイラルロッド１の先端に向かって搬送される。また、搬送スクリュ６ａ，６ｂの搬送方向がスパイラルロッド１の圧入方向と同じであるため、地盤の土砂がホッパー２１内に排出される恐れがない。

上記スパイラルロッド１の圧入工程においては、前記したように、搬送スクリュ６ａ，６ｂによって水硬性バラ荷２２が供給される。係る工程においてスパイラルロッド１の先端部近傍より水を吐出した場合、前記したように、スパイラルロッド１の先端部近傍に嵌め込んだ摺動部材によって通水路の開口部の目詰まりが抑制されており、また、目詰まりが生じていたとしても水硬性バラ荷２２の搬送及び水の吐出によって容易に解消されることから、スパイラルロッド１の周囲に均一に水が供給される。

尚、本工法は主に緩い地盤に対して施工されるため、施工地盤から外部へ土砂を排出しなくても削孔２４を形成することに困難はなく、土砂を排出することなく周囲に土砂を押しのけて削孔２４を形成することにより、削孔２４内の内壁自体を密にして地盤の安定化に寄与する作用も有する。

スパイラルロッド１の先端が所定の深さまで達した時点で〔図４（ｂ）〕、スパイラルロッド１の圧入で形成された削孔２４内壁とスパイラルロッド１との間隙には水硬性バラ荷２２が充填されている。また、スパイラルロッド１の圧入工程で水を供給した場合には、削孔２４内壁とスパイラルロッド１との間隙には水を供給した水硬性バラ荷２２が充填されている。

次に、スパイラルロッド１を圧入時と同じ方向（矢印Ａ方向）に回転させながら、上方（矢印Ｂ’方向）に引き上げる。即ち、搬送スクリュ６ａ，６ｂの搬送方向はスパイラルロッド１の引き上げ方向（矢印Ｂ’方向）とは逆方向となるため、一旦削孔２４内に供給された水硬性バラ荷２２がスパイラルロッド１の引き上げによって削孔２４外に排出される恐れはない。また、好ましくはスパイラルロッド１を引き上げる際にも、搬送スクリュ６ａ，６ｂに引き続き水硬性バラ荷２２を供給することで、削孔２４内により密に水硬性バラ荷２２を充填することができる。特に、スパイラルロッド１の先端側においては、該先端が引き上げられると同時に水硬性バラ荷２２が供給されるため、水硬性バラ荷２２を密に且つ均一に充填することができる。

また、当該工程においても、水硬性バラ荷２２が摺動部材４の突部５に当たって該摺動部材４をスパイラルロッド１の回転方向とは逆方向に回転させるため、スパイラルロッド１の圧入工程と同様に、摺動部材４の内壁と本体２の外壁との間隙１４へのバラ荷や土砂、或いはこれらの混合物の侵入が抑制される。

さらに、本工程において、スパイラルロッド１の先端部近傍より水を吐出して水硬性バラ荷２２に水を供給しても良い。本発明において、水硬性バラ荷２２への水の供給は、スパイラルロッド１の圧入工程、引き上げ工程の少なくとも一方の工程で行えば良く、必要に応じて両工程で水を供給しても良い。

スパイラルロッド１を完全に引き上げた後、水硬性バラ荷２２が供給された水によって硬化し、地盤２３中に強固な柱体２５が構築される〔図４（ｄ）〕。

本発明は、スパイラルロッドを地盤中に圧入して削孔を形成すると同時に該削孔内に水硬性バラ荷を供給し、該水硬性バラ荷を水によって硬化して柱体を構築する工法において用いられる。

本発明のスパイラルロッドの一実施形態の先端部近傍の正面図である。図１のスパイラルロッドの断面模式図である。図１のスパイラルロッドの先端部の分解斜視図である。図１のスパイラルロッドを用いた柱体の構築工法の工程図である。

符号の説明

１スパイラルロッド
２本体
３掘削ピット
４摺動部材
５突部
６ａ，６ｂ搬送スクリュ
１１通水路
１３開口部
１４，１５間隙
１６取り付け部
２１ホッパー
２２水硬性バラ荷
２３地盤
２４削孔
２５柱体

Claims

外側に搬送スクリュを備えた中空のスパイラルロッドを、該搬送スクリュの搬送方向が該スパイラルロッドの圧入方向と一致するように回転させながら地盤中に圧入すると同時に、水硬性のバラ荷を搬送スクリュに供給して圧入方向に搬送し、該スパイラルロッドの圧入時及び引き上げ時の少なくとも一方でスパイラルロッドの中空部に少なくとも水を供給してスパイラルロッドの先端部近傍より水硬性バラ荷に供給する柱体の構築工法において用いられる上記スパイラルロッドであって、
後端部から先端部近傍の側面に向かって形成された通水路を有し、該通水路の側面側の開口部を覆って、外周面に突部を有する円筒形の摺動部材が当該スパイラルロッドの外側に回動自在に嵌め込まれたことを特徴とするスパイラルロッド。