JP2012021310A - ソイルセメントコラムの構築、撤去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に構築でき、撤去できるソイルセメントコラムの構築、撤去方法を提供する。
【解決手段】中空ロッド２１の周囲に攪拌翼２２を取り付けた攪拌ロッド２を使用し、固化材３を吐出しながら攪拌ロッド２を地中に回転させて貫入する。中空ロッド２１の周囲に土砂と固化材３を攪拌したソイルセメントコラム１を形成する。その後に中空ロッド２１の内部に、支持兼ガイド管４として端部を開放した鋼管４を挿入する。支持兼ガイド管４を地中に残して攪拌ロッド２を回転しながら引き上げて杭を構築する。さらに前記の支持兼ガイド管４をガイドとして、中空オーガー５を嵌合してソイルセメントコラム１内に回転させて貫入し、ソイルセメントコラム１の先端まで粉砕する。中空オーガー５の内部から支持兼ガイド管４を引き上げ、中空オーガー５を通して埋め戻し土６を充填しながら中空オーガー５を引き上げる撤去方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソイルセメントコラムがその使命を終えた後に簡単で確実に解体することができるソイルセメントコラムの構築方法と撤去方法に関するものである。

構造物を支持するソイルセメントコラムは、土と固化材の混合体のみで円筒状に構築するタイプと、円筒状の混合体の内部に鋼管を埋設する合成コラムが知られている。
いずれのタイプであっても、コラムがその使命を終えた場合に解体、撤去する必要に迫られることがあるが、その場合には次のような工法が採用されている。
＜１＞ 地中のコンクリート、岩石、その他の硬質な障害物を破砕できる特殊な切削ビットを先端に取り付けたオーガーを回転貫入することによって、障害物を強制的に破壊する方法。
＜２＞ ソイルセメントコラムの外径より大きい内径を備えたケーシングを圧入して周辺地盤の崩壊を防ぎながらコラムをケーシング内で所定の大きさに解体して撤去し、撤去後にケーシング内に土砂を埋め戻し、最後のケーシングを引き抜く方法。

特開２００８−２６７０３４号公報 特開２００９−２０５６号公報 特開２０１０−６５４０５号公報

前記した従来のソイルセメントコラムの撤去方法では、既設のソイルセメントコラム自体は撤去を目的として構築したものではないから、大規模な装置を使用して強力に破壊してゆくという不経済な方法であった。

上記のような課題を解決するために本発明のソイルセメントコラムの構築方法は、中空ロッドの周囲に攪拌翼を取り付けた攪拌ロッドを使用し、固化材を吐出しながら攪拌ロッドを地中に回転させて貫入し、中空ロッドの周囲に、土砂と固化材を攪拌したソイルセメントコラムを形成し、その後に中空ロッドの内部に、支持兼ガイド管として端部を開放した鋼管を挿入し、支持兼ガイド管を地中に残して攪拌ロッドを回転しながら引き上げて構築することを特徴としたものである。
さらに本発明の杭の撤去方法は、前記の工程で構築したソイルセメントコラムにおいて、切削ビット付きの中空オーガーを使用し、前記の支持兼ガイド管をガイドとして、その外周に中空オーガーを嵌合して、ソイルセメントコラム内に回転させて貫入し、ソイルセメントコラムの先端まで粉砕したら、中空オーガーの内部から支持兼ガイド管を引き上げ、中空オーガーを通して埋め戻し土を充填しながら中空オーガーを引き上げて、ソイルセメントコラムを埋め戻し土に置き換えることを特徴としたものである。

本発明のソイルセメントコラムの構築、撤去方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 地中に設置した支持兼ガイド管をガイドとして中空オーガーを貫入して撤去するから、中空オーガーが水平方向に逃げることがなく、正確に支持兼ガイド管の先端の深さまでソイルセメントコラムを切削して埋め戻し土と置き換えることができる。
＜２＞ ソイルセメントコラムの中心に位置している支持兼ガイド管をガイド部材として切削ビット付き中空オーガーを回転貫入して撤去する方法であるために、ソイルセメントコラムを確実に破壊することができる。
＜３＞ ソイルセメントコラムの撤去の際には、中空オーガーを引抜く際に、破砕したソイルセメントコラムの破砕片を地上に排出しながら埋め戻し土で充填するので、地盤を緩めることがない。
＜４＞ ソイルセメントコラムは、中心に支持兼ガイド管が位置し、その内部にセメントスラリーなどの固化材が充填してあるから、硬化後の固化材に高い圧縮強度を期待できるので、鋼管である支持兼ガイド管と内部固化材との相乗効果によって高い支持補助部材として機能させることができる。
＜５＞ 上記のように高い支持性能を期待できるから、支持兼ガイド管の肉厚を薄くすることができ、多数本を打設する場合にはきわめて経済的である。

本発明のソイルセメントコラムの実施例の一部断面図。 ソイルセメントコラムの構築順序の説明図。 ソイルセメントコラムの構築順序の説明図。 ソイルセメントコラムの構築順序の説明図。 ソイルセメントコラムの構築順序の説明図。 ソイルセメントコラムの構築順序の説明図。 ソイルセメントコラムの構築順序の説明図。 完成したソイルセメントコラムの説明図。 ソイルセメントコラムの撤去順序の説明図。 ソイルセメントコラムの撤去順序の説明図。 ソイルセメントコラムの撤去順序の説明図。 ソイルセメントコラムの撤去順序の説明図。 ソイルセメントコラムの撤去順序の説明図。 撤去完了状態の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞ソイルセメントコラムの構築方法。
まず本発明のソイルセメントコラムを構築する方法について説明する。

＜２＞攪拌ロッド。（図２）
本発明のソイルセメントコラム１の構築方法では、中空ロッド２１の周囲に攪拌翼２２を取り付けた攪拌ロッド２を使用する。
さらに詳細に説明すれば、筒状の中空ロッド２１の先端には、中空ロッド２１の中心軸と直交する方向に、一定長さの腕２３を突設し、その腕２３に複数のビット２４を固定してある。
前記したように筒状の中空ロッド２１の周囲には、中空ロッド２１の中心軸と直交する方向に、一定長さの攪拌翼２２を突設してあるから、攪拌翼２２の先端の描く軌跡が、ソイルセメントコラム１の外径となる。
中空ロッド２１の内部は貫通しており、上端からセメントスラリーのような固化材３を供給すれば、中空ロッド２１の下端から吐出することができる。
中空ロッド２１の内径は、後述する支持兼ガイド管４を内包できる寸法に構成する。
中空ロッド２１の下端には、支持兼ガイド管４に押圧力を付与することで分離可能な先端ビット２５を取り付け、この先端ビット２５に吐出口を開口して、固化材３の吐出が可能であるように構成する。
中空ロッド２１の周辺にも吐出口を開口することもできる。

＜３＞攪拌ロッドの貫入。（図３）
上記した攪拌ロッド２を地表面に鉛直に設置する。
そして攪拌ロッド２の上端から固化材３を注入しつつ、回転を与える。
こうして先端から固化材３を吐出しながら攪拌ロッド２を地中に回転させて攪拌翼２２の先端の描く軌跡の範囲内に土砂と固化材３を攪拌した攪拌域１１を形成しながら貫入して行く。

＜４＞攪拌域の形成。（図４）
攪拌ロッド２の回転によって攪拌翼２２が中空ロッド２１の周囲の土砂と、先端や周囲から吐出した固化材３を攪拌する。
このような攪拌によって、土砂と固化材３を攪拌できるから、中空ロッド２１の周囲には、攪拌翼２２の先端の軌跡を外径とした円柱状の攪拌域１１を形成することができる。

＜５＞鋼管の挿入。（図５）
攪拌ロッド２の中心の中空ロッド２１の内部にも固化材３が充填されている。
そこで攪拌ロッド２が計画深さまで到達したら回転を停止し、中空ロッド２１の内部に鋼管４を挿入する。
この鋼管４が、支持兼ガイド管４としての機能を果たすものである。
中空ロッド２１の内部の固化材３はまだ固化していないので、支持兼ガイド管４としての鋼管（支持兼ガイド管）４を容易に挿入することができる。
支持兼ガイド管４は、その端部を開口した管体なので、支持兼ガイド管４は挿入にしたがってその内部にも固化材３が充填される。

＜６＞攪拌ロッドの引き上げ。
支持兼ガイド管４の先端が中空ロッド２１の先端の位置に達するまで、中空ロッド２１の内部に挿入する。（図６）
挿入が完了したら、その支持兼ガイド管４を地中に残して攪拌ロッド２を引き上げる。（図７）
その際に中空ロッド２１の先端の蓋は地中に残しておく。
攪拌ロッド２の引き上げに際しては、攪拌ロッド２を回転しながら引き上げて行くので周囲の土砂はさらに固化材３との攪拌が促進されて均一で良質な攪拌域１１を構築することができる。
このように支持兼ガイド管４の周囲の土砂が攪拌されるので、支持兼ガイド管４の外周に付着していた固化材３の膜は破砕されて周囲のソイルセメントコラム１内に分散してゆく。
こうして、中心の鋼管（支持兼ガイド管）４の内部に高強度の固化材３が充填してあり、その周囲には円筒状の攪拌域１１を備えたソイルセメントコラム１が完成する。（図１、８）

＜７＞ソイルセメントコラムの撤去方法。
次に上記の工程で構築したソイルセメントコラム１の撤去方法について説明する。

＜８＞中空オーガー（図９）。
杭の撤去に際しては、ソイルセメントコラム１を破砕して地上に押し出して排除する必要がある。
そのために中心の中空筒５１の外周に螺旋翼５２を取り付けた中空オーガー５を使用する。
この中空オーガー５の先端にはソイルセメントコラム１を切削するための切削ビット５３を設けてある。
中空オーガー５の先端の切削ビット５３は、中空筒５１の中心軸と直交する方向に突出させた腕に掘削刃を固定したものである。
この腕の先端の回転軌跡が、構築したソイルセメントコラム１の外径にほぼ等しい。

＜９＞支持兼ガイド管の嵌合。（図９）
前記の工程で構築したソイルセメントコラム１の支持兼ガイド管４の真上の、中空オーガー５の中心の中空筒５１を嵌合する。
中空オーガー５の中空筒５１の内径は、支持兼ガイド管４の外径よりも多少大きい寸法に構成してあるので、中空筒５１を支持兼ガイド管４の外周に嵌合することができる。

＜１０＞ソイルセメントコラムの粉砕（図１０）。
支持兼ガイド管４の外周に中空オーガー５を嵌合して回転を与えると、中空オーガー５は中心の支持兼ガイド管４をガイドとして正確に地中に侵入することになる。
一般に中空オーガー５は切削中に、地盤の軟弱な方へ移動しやすく、正確に鉛直性を維持することが困難である。
しかし本願発明の工法では中心に支持兼ガイド管４が位置しており、その支持兼ガイド管４をガイドとして貫入して行くので正確な鉛直性を確保することが容易である。
こうして、中空オーガー５を、ソイルセメントコラム１内に回転させて貫入し、先端の切削ビット５３でソイルセメントコラム１を粉砕してその先端まで破壊してゆく。（図１１）

＜１１＞支持兼ガイド管の引き上げ。（図１２）
中空オーガー５がソイルセメントコラム１の先端まで切削したら、中空オーガー５の回転を停止する。
そして中空オーガー５の中心の中空筒５１内に取り込んだ支持兼ガイド管４を地上に引き上げて抜き取る。
その結果、中空オーガー５の中空筒５１の内部は空洞となる。

＜１２＞埋め戻し土の充填。（図１３）
空洞になった中空筒５１の内部に、地上から埋め戻し土６を投入する。
そして中空オーガー５に引抜き方向の回転とは逆の回転を与えつつ引き上げてゆく。
この中空オーガー５の引き上げによって螺旋翼５２の周囲にある、破壊されたソイルセメントコラム１の粒子は地上に押し出されて回収できる。
同時に中空筒５１を通して供給した埋め戻し土６は、その先端からソイルセメントコラム１と置き換わって充填が行われる。
このように、地上に排出するソイルセメントコラム１の量に応じて、埋め戻し土６を供給して置き換えるから、周囲の地盤が緩むことがない。
こうしてソイルセメントコラム１の撤去が完了する。（図１４）

１：ソイルセメントコラム
１１：攪拌域
２：攪拌ロッド
３：固化材
４：鋼管（支持兼ガイド管）
５：中空オーガー
６：埋め戻し土

Claims (2)

1. 中空ロッドの周囲に攪拌翼を取り付けた攪拌ロッドを使用し、
   固化材を吐出しながら攪拌ロッドを地中に回転させて貫入し、
   中空ロッドの周囲に土砂と固化材を攪拌したソイルセメントコラムを形成し、
   その後に中空ロッドの内部に、支持兼ガイド管として端部を開放した鋼管を挿入し、
   内部に固化材を充填した支持兼ガイド管を地中に残して攪拌ロッドを回転しながら引き上げることを特徴とする、
   ソイルセメントコラムの構築方法。
   
2. 請求項１記載の工程で構築したソイルセメントコラムにおいて、
   切削ビット付きの中空オーガーを使用し、
   前記の支持兼ガイド管をガイドとして、
   その外周に中空オーガーを嵌合して、ソイルセメントコラム内に回転させて貫入し、
   ソイルセメントコラムの先端まで粉砕したら、中空オーガーの内部から支持兼ガイド管を引き上げ、
   中空オーガーを通して埋め戻し土を充填しながら中空オーガーを引き上げて、ソイルセメントコラムを埋め戻し土に置き換えることを特徴とする、
   ソイルセメントコラムの撤去方法。

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