JP2012202170A

JP2012202170A - 地中杭の形成装置

Info

Publication number: JP2012202170A
Application number: JP2011069869A
Authority: JP
Inventors: Fumiko Fukuoka; 富美子福岡
Original assignee: Geo Kankyo Res Center Ltd; GEO KANKYO RESEARCH CENTER Ltd
Current assignee: Geo Kankyo Res Center Ltd; GEO KANKYO RESEARCH CENTER Ltd
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】地中杭を形成するための地盤改良材の噴射を、本体ロッドに対して中心部方向に楔形に行う。そのため、地盤改良材の噴射は地中杭の形成予定の直径の外周から掘削方向の中心軸に向けて行われるものとなり、噴出管を地中杭の形成予定の直径と近似させれば、攪拌翼の攪拌と相俟って、地盤改良材を地中杭の形成予定直径の全体に行き渡らせる事が可能となる。
【解決手段】本体ロッド１の中心軸に地盤改良材２の注入路３を形成し、この注入路３に連通する連通路６を設けた噴出管７を本体ロッド１の外周に本体ロッド１の中心軸と直角に突出する。この噴出管７は地中杭８の形成予定の直径と同一寸法となる様に突出するものであり、このように形成した噴出管７の先端下側に地盤改良材２の高圧噴射ノズル１０を形成し、この高圧噴射ノズル１０の、地盤改良材２の噴出角度を、噴出管７よりも下側で本体ロッド１の中心軸と交差する方向と成るよう形成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物基礎、構造物防護、盛り土等の滑り破壊防止、軌道基礎等として地盤中に形成し、地盤を安定化させるための地中杭の形成装置に係るものである。

従来、建物基礎、構造物防護、盛り土等の滑り破壊防止、軌道基礎等として地盤中に地中杭を形成する装置としては、本体ロッドの先端から高速で水やセメントミルク等の地盤改良材を高圧で噴射しながら地盤を掘削し、この掘削した地盤と地盤改良材とを混合して固化することが行われている。

特開平８−２７７８６号公報

地中杭を形成する場合に於いて具体的には、特許文献１に示す如く本体ロッドの先端から、本体ロッドの軸方向にセメントミルク等の地盤改良材を高圧で噴射しながら縦孔を形成し、この縦孔の形成と共に掘削した掘削地盤と地盤改良材を攪拌混合して地中杭を形成する事が行われている。

しかしながら、縦孔を形成するためのセメントミルク等の地盤改良材の噴射は、本体ロッドの先端から本体ロッドの軸方向に行うものであるから、地盤改良材は地中杭の形成予定の直径の中心部に集中し、攪拌翼等による攪拌が行われても、形成予定直径の全体まで地盤改良材が行き渡らず、良質な地中杭を形成する事が困難なものとなっていた。また、地盤が粘土質等の粘着性の強いものである場合は、本体ロッドに塊となって固着し供回りを発生させる結果、土壌改良材との攪拌混合ができなくなる欠点を有していた。

そこで、本願発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、地中杭を形成するための地盤改良材を、地中杭の形成予定直径の全体に均一に行き渡らせる事を可能とし、また供回りを発生させることなく、地盤改良材と掘削地盤が均一に混合した品質の高い地中杭を得る事を可能にしようとするものである。

本発明は上述の如き課題を解決するため、本体ロッドの中心軸に地盤改良材の注入路を形成し、この注入路に連通する連通路を設けた噴出管を本体ロッドの外周に本体ロッドの中心軸と直角に突出する。この噴出管は地中杭の形成予定の直径と同一寸法となる様に突出するものであり、このように形成した噴出管の先端下側に地盤改良材の高圧噴射ノズルを形成し、この高圧噴射ノズルの、地盤改良材の噴出角度を、噴出管よりも下側で本体ロッドの中心軸と交差する方向と成るよう形成するとともに噴出管の下方には、掘削した地盤の攪拌を行う下方攪拌翼を本体ロッドの外周に突出形成したものである。

また、本体ロッドの外周で噴出管の上方には、掘削した地盤の一部を地表に排出するための排出翼を螺旋状に突出形成したものであっても良い。

また、高圧噴射ノズルの、地盤改良材の噴出角度は３０度から６０度の範囲であっても良い。

地盤改良材は、セメントミルクであっても良い。

本発明は上述の如く、地中杭を形成するための地盤改良材の噴射を、本体ロッドの外周に直角に突出した噴出管の先端下側に形成した高圧噴射ノズルから行い、この高圧噴射を噴出管よりも下側で本体ロッドの中心軸と交差する方向と成るようにするものであるから、地盤改良材は本体ロッドに対して中心部方向に楔形に行われるものとなる。そのため、地盤改良材の噴射は地中杭の形成予定の直径の外周から掘削方向の中心軸に向けて行われるものとなり、噴出管を地中杭の形成予定の直径と近似させれば、攪拌翼の攪拌と相俟って、地盤改良材を地中杭の形成予定直径の全体に行き渡らせる事が可能となる。また、地盤が粘土質等の粘着性の強いものであっても、噴出管の両側から本体ロッドに対して楔形に行われる地盤改良材の高圧噴射によって、本体ロッドや下方攪拌翼に塊となって付着しようとする地盤を、容易に粉砕する事が可能となり、供回りの発生を防止する事が出来る。従って、地盤改良材と掘削地盤が均一に混合した品質の高い地中杭を得る事が可能となる。

本発明の実施例を示す本体ロッドの部分拡大図。本発明の本体ロッドの正面図。本発明の作業工程の一例を示す概略断面図。

以下、本発明の実施例を図１〜図３に於いて説明すると、（１）は本体ロッドで、高圧の地盤改良材(２)を注入させるための注入路(３)を中心軸に形成するとともに下端を円錐状の鋭角部(４)とし、地盤(５)中への進入を容易としている。また、この注入路(３)に連通する連通路(６)を設けた噴出管(７)を、本体ロッド(１)の外周に本体ロッド(１)の中心軸と直角に突出する。この噴出管(７)は、地中杭(８)の形成予定の直径と略同一寸法となる長さに突出するとともに先端部を密閉状態としている。そして、このように形成した噴出管(７)の先端下側に地盤改良材(２)の高圧噴射ノズル(１０)を突出形成し、この高圧噴射ノズル(１０)からの、地盤改良材(２)の噴出角度を、図１に示す通り噴出管(７)よりも下側で本体ロッド(１)の中心軸と交差する方向と成るよう形成している。そして、この噴出角度は、３０度から６０度の範囲が可能であり、好ましくは３０度〜４５度とする。また、噴出管(７)の上面には攪拌補助翼(１１)を、本体ロッド(１)の中心軸に対し傾斜した状態で固定している。

また、本体ロッド(１)の噴出管(７)よりも下方の両側外周には、地盤(５)の掘削と攪拌を行う一対の下方攪拌翼(１２)を突出形成している。この下方攪拌翼(１２)は、地中杭(８)の形成予定の直径と略同一寸法となる長さに突出し、本体ロッド(１)の外周面に対して直角で軸方向に対して傾斜した状態に固定形成されているとともに高圧噴射ノズル(１０)から噴射される地盤改良材(２)と接触し得る位置に形成している。また、下方攪拌翼(１２)の表面には、先端を下方攪拌翼(１２)よりも下方に突出するカッター(１３)を固定している。また、本体ロッド(１)の両側に設けた下方攪拌翼(１２)の、本体ロッド(１)に対する傾斜方向は、両側では逆方向としている。

また、噴出管(７)と一定の間隔を介した本体ロッド(１)の上方の両側には、上方攪拌翼(１４)を上記の下方攪拌翼(１２)と同様に突出固定している。但し、この上方攪拌翼(１４)にはカッター(１３)を形成していない。また、この上方攪拌翼(１４)の上方の本体ロッド(１)の外周には、掘削した地盤(５)の一部を地表に排出するための排出翼(１５)を螺旋状に突出形成している。この排出翼(１５)は地盤(５)を掘削し地盤改良材(２)を注入する事によって増量した掘削地盤の一部を地表面に排出するためのものである。

上述の如く形成したものに於いて、地盤(５)中に地中杭(８)を形成するには、図３(Ａ)に示す如く、本体ロッド(１)を鋭角部(４)から地盤(５)中に挿入して、本体ロッド(１)を適宜の回転機構(図示せず)によって回転するとともに高圧噴射ノズル(１０)からセメントミルク等の地盤改良材(２)を高圧で噴射する。この地盤改良材(２)の噴射は、地中杭(８)の形成予定の直径と同一寸法となる様に本体ロッド(１)の外周に突出した噴出管(７)の高圧噴射ノズル(１０)から行うものであるとともに、その噴射角度を、噴出管(７)よりも下側で本体ロッド(１)の中心軸と交差する方向と成るように行うものである。そのため、地盤改良材(２)の噴射は本体ロッド(１)に対して中心部方向に、楔形に行われるものとなる。従って、地盤改良材(２)の噴射圧力は、地中杭(８)の形成予定の直径の外周から掘削方向の中心軸に向けられて加えられるものとなり、噴出管(７)を地中杭(８)の形成予定の直径と近似させれば、地盤改良材(２)の高圧噴射による地盤(５)の掘削は、地中杭(８)の形成予定の直径に沿って行われることとなる。また、地盤(５)が粘土質等の粘着性の強いものであっても、噴出管(７)の両側から本体ロッド(１)に対して楔形に行われる地盤改良材(２)の高圧噴射によって、本体ロッド(１)や下方攪拌翼(１２)に塊となって付着しようとする地盤(５)を、容易に粉砕する事が可能となり、供回りの発生を防止する事が出来る。そして、本体ロッド(１)の回転に伴って地盤改良材(２)は、地中杭(８)の形成予定の直径の全面に均一に噴射され、地盤(５)を掘削するものとなる。

また、地盤改良材(２)は、地中杭(８)の形成予定の直径の全面に均一に噴射するのと同時に、本体ロッド(１)の回転による下方攪拌翼(１２)、上方攪拌翼(１４)の掘削地盤の攪拌に伴って、地盤改良材(２)を地中杭(８)の形成予定直径の全体に行き渡らせ、地盤改良材(２)と掘削地盤が均一に混合した品質の高い地中杭(８)を得る事が可能となる。また、前述の如く地盤改良材(２)の噴射は本体ロッド(１)に対して中心部方向に楔形に行われ、地盤改良材(２)の噴射圧力は、地中杭(８)の形成予定の直径の外周から掘削方向の中心軸に向けて加えられるものであるから、地中杭(８)の形成予定の直径の外側に地盤改良材(２)が高圧で噴射して地盤(５)を掘削するようなことが無く、形成予定の直径に従った設計値通りの正確な地中杭(８)を形成することが可能となる。

また、地盤改良材(２)を高圧で噴射しながら地盤(５)の掘削を行うと、噴射した地盤改良材(２)の分の容積が増す事になるので、その増加分に対応する量は螺旋状の排出翼(１５)によって地表面(１６)に押し出されるものとなる。そして、図３(Ａ)の掘削開始から、図３(Ｂ)の掘削地盤の一部排出開始の過程を経て、図３(Ｃ)に示す如く地中杭(８)の形成予定深さまで掘削を完了したら、図３(Ｄ)に示す如く本体ロッド(１)を逆転して引き抜きを行い、図３(Ｅ)に示す如く本体ロッド(１)の引き抜き完了とともに作業は完了する

１本体ロッド
２地盤改良材
３注入路
５地盤
６連通路
７噴出管
８地中杭
１０高圧噴射ノズル
１２下方攪拌翼
１５排出翼

Claims

本体ロッドの中心軸に地盤改良材の注入路を形成し、この注入路に連通する連通路を設けた噴出管を本体ロッドの外周に本体ロッドの中心軸と直角に突出し、この噴出管の先端下側に地盤改良材の高圧噴射ノズルを形成し、この高圧噴射ノズルの、地盤改良材の噴出角度を、噴出管よりも下側で本体ロッドの中心軸と交差する方向と成るよう形成するとともに噴出管の下方には、掘削した地盤の攪拌を行う下方攪拌翼を本体ロッドの外周に突出形成したことを特徴とする地中杭の形成装置。
本体ロッドの外周で噴出管の上方には、掘削した地盤の一部を地表に排出するための排出翼を螺旋状に突出形成した事を特徴とする請求項１の地中杭の形成装置。
高圧噴射ノズルの、地盤改良材の噴出角度は３０度から６０度の範囲である事を特徴とする請求項１の地中杭の形成装置。
地盤改良材は、セメントミルクである事を特徴とする請求項１の地中杭の形成装置。