JP2015140610A - Construction apparatus for hydraulic solidification material liquid-substituted column, construction method for hydraulic solidification material liquid-substituted column, and hydraulic solidification material liquid-substituted column - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎工法で築造する水硬性固化材液置換コラムの築造装置、水硬性固化材液置換コラムの築造方法および水硬性固化材液置換コラムに関する。 The present invention relates to a construction apparatus for a hydraulic solidifying material liquid replacement column and a hydraulic solidifying material liquid replacement column that are constructed by a basic construction method for a relatively small structure such as a small-scale building such as a detached house or a soil slab. The present invention relates to a method and a hydraulic solidifying material liquid replacement column.
戸建住宅や土間スラブの基礎工法として、深層混合処理工法による柱状改良工法(以下、「コラム工法」という)が広く採用されている。しかしながら、コラム工法は原位置の地盤とセメントスラリーを攪拌混合するため、粘着力の高い粘性土地盤を対象とする場合に共回り現象が発生して混合不良による品質不良が発生したり、有機質土などの地盤の種別によっては固化不良を発生したりするという問題があった。また、事前の地盤調査では発見できなかった想定外土質が出現することがあり、常に品質不良が発生する危険が付きまとっている。 As a basic construction method for detached houses and soil slabs, a columnar improvement method (hereinafter referred to as a “column method”) by a deep mixed processing method is widely adopted. However, since the column method is agitated and mixed with the in-situ ground and cement slurry, a co-rotation phenomenon occurs when the viscous ground with high adhesive strength is targeted, resulting in poor quality due to poor mixing or organic soil. Depending on the type of ground such as, there was a problem that solidification failure occurred. In addition, unexpected soil quality that could not be found in prior ground surveys may appear, and there is always a risk of poor quality.
この問題を解決するための先行技術として、水硬性固化材液置換コラムの築造方法および水硬性固化材液置換コラムの施工装置(特許文献1参照)が提案されている。そもそも、地盤と水硬性固化材液を攪拌混合して築造するソイルセメントの混合不良や固化不良などの品質不良を引き起こす原因が水硬性固化材液と原位置の地盤とを攪拌混合することにあることに鑑み、該先行技術は地盤と水硬性固化材液を攪拌混合せずに、水硬性固化材液のみで柱状体を築造するものである。したがって、築造された水硬性固化材液置換コラムは周辺の原位置土が混合されないため高強度・高品質であり、かつ周辺の原位置土が仮に有機質土であっても固化不良が生じず、土質に左右されることなく高強度・高品質を発揮することができる。 As a prior art for solving this problem, a construction method of a hydraulic solidifying material liquid replacement column and a construction apparatus (see Patent Document 1) of a hydraulic solidifying material liquid replacement column have been proposed. In the first place, the cause of poor quality such as poor mixing or solidification of soil cement that is built by stirring and mixing the ground and hydraulic solidifying material liquid is the stirring and mixing of the hydraulic solidifying liquid and the original ground In view of this, the prior art is to build a columnar body only with the hydraulic solidifying material liquid without stirring and mixing the ground and the hydraulic solidifying material liquid. Therefore, the built-in hydraulic solidification material liquid replacement column is high strength and high quality because the surrounding in situ soil is not mixed, and even if the surrounding in situ soil is organic soil, solidification failure does not occur, High strength and high quality can be demonstrated without being affected by soil quality.
また、特許文献1の技術に関する改良技術として、水硬性固化材液置換コラム築造用掘削ロッドの掘削ヘッドおよび掘削装置(特許文献2参照)が提案されている。この技術は周面に螺旋状の翼を設けた円錐状の掘削ヘッド(円錐ヘッド)を用いることにより掘進性能を大幅に向上させることができる。また、一枚爪型の掘削ヘッドでは回転掘進時に爪部に付着する土塊が必然的に発生するが、円錐ヘッドではこれに付着する土砂量を劇的に減少させることができ、さらに掘削ロッド引上げ時に円錐ヘッドに付着した土砂が落下するのを防止できる利点がある。
Further, as an improved technique related to the technique of
特許文献2の掘削ヘッドおよび掘削装置による施工手順は、図7に示すように、(a)周面に螺旋(スパイラル)状の掘削翼32aと水硬性固化材液の吐出口32bを有する掘削ヘッド(円錐ヘッド)32を下端に接続した排土機構のない掘削ロッド31aからなる水硬性固化材液置換コラム築造装置31を施工機(図示せず)に装着し、その掘削ヘッド32の先端中心部を杭心位置にセットする。(b)掘削ロッド31aを正回転させながら掘進する。このとき、掘削ヘッド32にある吐出口32bからの水硬性固化材液の吐出は必須ではない。(c)所定の掘進深度が掘削ロッド31a長よりも浅い場合は、掘削ロッド31aの上方の一部が地上にある状態で掘進を停止する。(d)所定の掘進深度が掘削ロッド31aの長さよりも深い場合は接続ロッド31bの一部が地中に貫入する状態になるまで掘進して、所定深度位置で停止する。所定深度がさらに深い場合は接続ロッド31bを継ぎ足す場合もある。(e)その後、掘削ヘッド32にある吐出口32bから水硬性固化材液34を吐出しながら、掘削ロッド31aを正回転の状態で引上げる。このとき、掘削ロッド31aの引上げ速度と水硬性固化材液34の吐出量を調整して、掘削ロッド31aの引上げに伴う負圧発生がないようにする。なお、このときの掘削ロッド31aの回転方向は逆回転でもよいが、掘削ヘッド32の付着土砂は僅かではあるが掘削翼32aで支えられているので、この掘削ヘッド32の付着土砂の落下を防止するためには、正回転の方が好ましい。(f)掘削ロッド31aを地上まで引上げて、水硬性固化材液34の量を調整して、水硬性固化材液34を所定の深度位置まで填充する、というものである。
As shown in FIG. 7, the construction procedure by the excavation head and the excavation apparatus of Patent Document 2 includes (a) a excavation head having a spiral excavation blade 32a and a hydraulic solidifying material liquid discharge port 32b on the peripheral surface. (Conical head) 32 is attached to a construction machine (not shown) with a hydraulic solidifying material liquid replacement
先行技術による水硬性固化材液置換コラムは、掘削ロッド31aを地中に強制的に貫入することにより地盤を側方に強制変位させ、その後、周辺地盤孔壁を掘削ロッド31aにより練り付けるため、築造される置換コラムの形状が円柱状に形成されるものである。この施工原理から、水硬性固化材液置換コラムは鉛直支持力において周面摩擦力が大きいという特徴を有している。しかしながら、水硬性固化材液置換コラムの主たる用途が戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブの基礎などの小規模構造物であり、そのため水硬性固化材液置換コラムの施工機には施工能力(掘進トルク、押込み力)が比較的小さな小型機械を想定しており、また、掘削ロッド31aにより地盤を側方に強制変位させるという施工原理であるため、置換コラムの外径を単純に大きくすることは掘削時の地盤抵抗が施工機の掘進能力を超えてしまう場合が容易に想定できるので実質的に困難であった。したがって、実際の施工においてはその外径は200mm程度(実際には鋼管規格の外径216.3mm)が最も多く実施されている。外径の上限値は地盤条件などの施工条件によるが300mm程度(実際には鋼管規格の外径318.5mm)以下と推察される。そのような理由から、築造径を大径化させて、置換コラム1本当りの鉛直支持力をさらに向上させる方法は施工的に実施困難であった。 The hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the prior art forcibly displaces the ground sideways by forcibly penetrating the excavation rod 31a into the ground, and then kneads the surrounding ground hole wall with the excavation rod 31a. The shape of the replacement column to be built is formed in a columnar shape. From this construction principle, the hydraulic solidifying material liquid replacement column has a feature that the peripheral friction force is large in the vertical support force. However, hydraulic solidification liquid replacement columns are mainly used for small-scale buildings such as detached houses and foundations for soil slabs. A small machine with relatively small capacity (digging torque, pushing force) is assumed, and the construction principle is that the ground is forcibly displaced laterally by the excavating rod 31a, so the outer diameter of the replacement column is simply increased. It is substantially difficult to do because the ground resistance during excavation can easily be assumed to exceed the excavation capability of the construction machine. Therefore, in actual construction, the outer diameter is most often about 200 mm (in practice, the outer diameter of the steel pipe standard is 216.3 mm). The upper limit of the outer diameter depends on the construction conditions such as the ground conditions, but is estimated to be about 300 mm (actually, the outer diameter of steel pipe standard is 318.5 mm) or less. For this reason, it has been difficult to implement a method for increasing the building diameter and further improving the vertical supporting force per replacement column.
また、比較的軟弱な支持層に支持させる戸建て住宅等の基礎として水硬性固化材液置換コラムを使用する場合、その鉛直支持力の内訳は先端支持力よりも周面摩擦力が卓越するという現実がある中では、水硬性固化材液置換コラムを大径化すると、鉛直支持力が算術級数的に増加するのに対して、水硬性固化材液の使用量は幾何級数的に増加することから、コストパフォーマンスが低下するため、コスト的に問題があった。つまり、水硬性固化材液置換コラムの大径化による鉛直支持力の増大化は、施工的にも経済的にも困難であった。 In addition, when using a hydraulic solidifying material liquid replacement column as the foundation of a detached house that is supported by a relatively soft support layer, the breakdown of the vertical support force is the fact that the peripheral friction force is superior to the tip support force. However, when the diameter of the hydraulic solidifying material liquid replacement column is increased, the vertical bearing capacity increases arithmetically, whereas the amount of hydraulic solidifying liquid used increases geometrically. There was a problem in cost because the cost performance decreased. That is, it is difficult to increase the vertical supporting force by increasing the diameter of the hydraulic solidifying material liquid replacement column in terms of both construction and economy.
また、先行技術による水硬性固化材液置換コラムの鉛直支持力は、その単位面積あたりの周面支持力は比較的大きいものの、築造径が200mm程度と小さいため、水硬性固化材液置換コラム1本当りの鉛直支持力が小さいという問題があった。そのため、築造径が500〜600mmと比較的大きなコラム工法に比べて、同一長の水硬性固化材液置換コラムでは打設本数が増大するし、水硬性固化材液置換コラムをコラム工法と同一本数にするには1本当りの鉛直支持力を大きくするために築造長を相対的に長くする必要があった。したがって、水硬性固化材液置換コラムを採用すると、従来のコラム工法に比べてコストが高い場合があるという問題があった。 Further, the vertical supporting force of the hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the prior art is relatively large as the peripheral surface supporting force per unit area, but the building diameter is as small as about 200 mm. There was a problem that the vertical supporting force per book was small. Therefore, compared to the column method with a relatively large construction diameter of 500 to 600 mm, the number of columns placed by the hydraulic solidification material liquid replacement column of the same length increases, and the number of columns of the hydraulic solidification material liquid replacement column is the same as the column method. In order to increase the vertical support force per piece, it was necessary to make the construction length relatively long. Therefore, when the hydraulic solidifying material liquid replacement column is adopted, there is a problem that the cost may be higher than the conventional column method.
また、沖積地盤上の宅地は、一般的に1〜2m程度の良質の盛土が施されるが、その下方は軟弱な地盤が厚く堆積している。また、このような宅地の地盤上に建設される戸建住宅用の杭基礎は機能的に摩擦杭である。ところが、このような軟弱地盤で摩擦杭を使用すると、地盤の摩擦力が小さいために杭長を大きくしたり、杭の使用本数を多くしたりする必要があるところから、コラム貫入の作業性が悪いばかりか、不経済になるという不都合があった。 The residential land on the alluvial ground is generally filled with a good quality of about 1 to 2 m, but the soft ground is thickly deposited below it. Moreover, the pile foundation for detached houses constructed on the ground of such a residential land is functionally a friction pile. However, when friction piles are used on such soft ground, the frictional force of the ground is small, so it is necessary to increase the pile length or increase the number of piles used. Not only was it bad, but it was inconvenient.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、施工手順を大幅に変更することなく、また水硬性固化材液置換コラムの高強度・高品質を安定して発揮させながら、鉛直支持力を向上させることができ、加えて盛土地盤に対する周面摩擦力、押し込み支持力を増大できる水硬性固化材液置換コラムの築造装置、築造方法および水硬性固化材液置換コラムを得ることにある。 The present invention has been made by paying attention to such conventional problems, and the object of the present invention is to provide a high-strength, solidified column without replacing the construction procedure, without significantly changing the construction procedure. While maintaining high quality stably, the vertical support force can be improved, and in addition, the hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus, the building method, and the peripheral friction force against the embankment can be increased. It is to obtain a hydraulic solidifying material liquid replacement column.
前記課題を解決するために、本発明の請求項1にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面にスパイラル翼が固設されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus according to
この構成により、掘削ロッドの逆円錐部が地盤表層部の所定深さに亘って置換コラムに逆円錐状の径大部(逆円錐部)を築造することとなり、置換コラムと地盤との周面支持力を高めることができるとともに鉛直方向支持力をも高め、結果として押し込み支持力を増大できる。また、掘削ロッド上方のスパイラル翼は、掘削ロッドの逆円錐部の上方に行くに従って回転径が径大となり、その逆円錐部と地盤との周面摩擦抵抗力が増大するにも拘わらず、掘削ロッドの地盤内への掘進をスムースにする。
従って、この水硬性固化材液置換コラムの築造装置によれば、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。
With this configuration, the reverse cone portion of the excavation rod builds a reverse cone-shaped large diameter portion (reverse cone portion) in the replacement column over a predetermined depth of the ground surface layer portion, and the peripheral surface of the replacement column and the ground The support force can be increased and the vertical support force can also be increased. As a result, the pushing support force can be increased. In addition, the spiral blade above the excavating rod has a larger diameter as it goes above the inverted conical portion of the excavating rod, and the surface friction resistance between the inverted conical portion and the ground increases, but the excavation rod increases. Smooth the excavation of the rod into the ground.
Therefore, according to this hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus, it is possible to build a hydraulic solidifying material liquid replacement column having an inverted conical large diameter portion in the upper part.
また、本発明の請求項2にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部に、上方に行くにつれてその回転外径が大きくなるスパイラル翼が固設されていることを特徴とする。 Further, in the hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus according to claim 2 of the present invention, as it goes upward, the upper part of the excavating rod having the excavating head having the discharge port of the hydraulic solidifying material liquid connected to the lower end. A spiral blade whose rotating outer diameter is increased is fixed.
この構成により、掘削ロッドのスパイラル翼は上方に行くに従って回転外径が大きくなるように設けられているため、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部(逆円錐部)を持つ削孔を形成することとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムが築造される。従って、水硬性固化材液置換コラムの地盤に対する周面摩擦力を高めることができるし、地盤の置換コラムに対する鉛直方向の支持力を高めることができ、結果として置換コラムの押し込み支持力を増大できる。これとともにスパイラル翼は、掘削ロッドの地盤における掘進をスムースにする。 With this configuration, the spiral wing of the excavation rod is provided so that its rotating outer diameter increases as it goes upward, so that the cutting blade has an inverted conical enlarged portion (inverted conical portion) over a predetermined depth of the ground. A hole is formed, and this solidified hole is filled with the hydraulic solidification material liquid, so that a hydraulic solidification material liquid replacement column having an inverted conical large-diameter portion in the upper part is constructed. Therefore, it is possible to increase the peripheral friction force of the hydraulic solidifying material liquid replacement column with respect to the ground, and it is possible to increase the supporting force in the vertical direction with respect to the replacement column of the ground, and as a result, it is possible to increase the pushing support force of the replacement column. . Along with this, the spiral wing smoothes the excavation in the ground of the excavation rod.
また、本発明の請求項3にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅が大きく形成されている複数の鋼板が、軸方向に沿って立設されて放射状に設けられていることを特徴とする。
In addition, the hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus according to
この構成により、掘削ロッド外周に放射状に設けられた複数枚の鋼板は、上方に行くに従って外方への突出幅(立ち上がり幅)が大きくなるような形態をなすため、掘削ロッドを回転掘進すれば地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部(逆円錐部)を持つ削孔を形成することとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムが築造される。従って、水硬性固化材液置換コラムの地盤に対する周面摩擦力を高めることができるし、水硬性固化材液置換コラムの逆円錐状の拡大部のテーパ面で地盤に対する鉛直方向の支持力を高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラムの押し込み支持力を増大できる。 With this configuration, the plurality of steel plates provided radially on the outer periphery of the excavation rod have a form in which the outward projecting width (rise width) increases toward the upper side. A hole with an inverted conical enlarged portion (inverted conical part) is formed over a predetermined depth of the ground, and since this hole is filled with hydraulic solidification material liquid, an inverted conical shape is formed in the upper part. A hydraulic solidifying material liquid replacement column having a large diameter portion is constructed. Therefore, it is possible to increase the peripheral frictional force against the ground of the hydraulic solidifying material liquid replacement column, and to increase the vertical supporting force with respect to the ground by the tapered surface of the inverted conical enlarged portion of the hydraulic solidifying material liquid replacement column. As a result, the pushing support force of the hydraulic solidifying material liquid replacement column can be increased.
また、本発明の請求項4にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続する掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for constructing a hydraulic solidifying material liquid replacement column, wherein the upper portion of the excavating rod connecting the lower end of the excavating head having the discharge port of the hydraulic solidifying material liquid is upward from below. A reverse conical portion whose outer diameter increases as it goes, and a plurality of steel plates having substantially the same width are provided on the outer peripheral surface of the reverse conical portion along the axial direction and provided radially. It is characterized by.
この構成により、放射状に立設された鋼板は、掘削ロッドの下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部に設けられているので、鋼板の回転径は上方に行くにつれて順次大きくなるから、この築造装置で掘削すると、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部を持つ削孔が形成でき、この削孔を形成しつつ水硬性固化材液置換コラムを填充できる。従って、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。この水硬性固化材液置換コラムによれば、逆円錐状の径大部で周面摩擦力を高めることができるし、鉛直方向の支持力も高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラムの押し込み支持力を増大できる。 With this configuration, the steel plates erected radially are provided in the inverted conical portion where the outer diameter increases as it goes upward from below the excavation rod, so the rotational diameter of the steel plates increases sequentially as it goes upwards. When excavating with this construction device, a drill hole having an inverted conical enlarged portion can be formed over a predetermined depth of the ground, and the hydraulic solidifying material liquid replacement column can be filled while forming this drill hole. Therefore, a hydraulic solidifying material liquid replacement column having an inverted conical large diameter portion in the upper portion can be constructed. According to this hydraulic solidifying material liquid replacement column, the peripheral frictional force can be increased at the inverted conical large diameter portion, and the supporting force in the vertical direction can also be increased. As a result, the hydraulic solidifying material liquid replacement column The pushing support force can be increased.
また、本発明の請求項5にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、前記掘削ヘッドが、側面に螺旋状の掘削翼と水硬性固化材液の吐出口を有する円錐状の円錐ヘッドであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for constructing a hydraulic solidifying material liquid replacement column, wherein the excavation head has a conical conical head having a spiral excavation blade and a hydraulic solidification material liquid discharge port on a side surface. It is characterized by being.
この構成により、掘削ヘッドは、側面に螺旋状の掘削翼を固設した円錐状の円錐ヘッドなので、掘進性がよいのみならず、掘削部での土塊形成が物理的に出来ないので、水硬性固化材液置換コラム中に施工による掘削土塊の混入の恐れがない。 With this configuration, the excavation head is a conical conical head with a spiral excavation blade fixed on the side surface, so that not only excavation is good, but also the formation of a mass at the excavation part is not possible, so hydraulic There is no risk of mixing excavated soil blocks in the solidified material replacement column.
また、本発明の請求項6にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、前記請求項1乃至5のいずれかに記載の水硬性固化材液置換コラムの築造装置を施工機に装着し、該築造装置の掘削ロッドに接続した掘削ヘッドの先端中心部を地盤の杭心位置にセットして、掘削ロッドを回転させながら掘進し、所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッドの吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッドを回転させて引き上げることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a hydraulic solidifying material liquid replacement column construction method wherein the hydraulic solidifying material liquid replacement column construction device according to any one of the first to fifth aspects is mounted on a construction machine. , Set the center of the tip of the excavation head connected to the excavation rod of the construction device at the pile center position of the ground, proceed with excavation while rotating the excavation rod, stop the excavation when the predetermined depth is reached, and then The excavating rod is rotated and pulled up while discharging the hydraulic solidifying material liquid from the discharge port.
この方法により、掘削ロッドを回転させながら掘進し、所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッドの吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッドを回転させて引き上げることで、削孔内に水硬性固化材液を填充できる。この時の築造装置は、
(1)掘削ロッドの上方部が下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面にスパイラル翼が固設されている構成、
(2)掘削ロッドの上方部に、下方より上方に行くにつれてその回転外径が大きくなるスパイラル翼が固設されている構成、
(3)掘削ロッドの上方部外周面に、軸方向に沿って縦に立設する複数の鋼板が放射状に設けられ、該複数の鋼板が下方より上方に行くにつれて外方への突出量(立ち上がり幅)が大きく形成されている構成、
(4)掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板が、立設されている構成であるため、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の内径を持つ削孔が形成されることとなり、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムが築造される。このため、周面摩擦力のみでなく径大部に鉛直方向の地盤支持力を作用させることができ、置換コラム1本当たりの押し込み支持力を増大させることができる。この結果、置換コラムの築造長を短くしたり、置換コラムの打設本数を少なく抑えたりすることができ、水硬性固化材液置換コラムの築造を経済的に実施できる。
By this method, excavation is performed while rotating the excavation rod, the excavation is stopped when a predetermined depth is reached, and then the excavation rod is rotated and pulled up while discharging the hydraulic solidified liquid from the discharge port of the excavation head. The hole can be filled with a hydraulic solidifying material liquid. The building equipment at this time was
(1) A configuration in which the upper portion of the excavation rod becomes an inverted conical portion whose outer diameter increases as it goes upward from below, and a spiral blade is fixed to the outer peripheral surface of the reverse conical portion,
(2) A configuration in which a spiral wing whose rotation outer diameter increases as it goes upward from below is fixed to the upper part of the excavation rod;
(3) A plurality of steel plates standing vertically along the axial direction are radially provided on the outer peripheral surface of the upper part of the excavation rod, and the amount of protrusion outward (rising up as the plurality of steel plates go upward from below. (Width) is formed large,
(4) The upper part of the excavation rod becomes an inverted conical part whose outer diameter increases as it goes upward from below, and a plurality of steel plates having substantially the same width over the entire length are erected on the outer peripheral surface of the inverse conical part. Therefore, a drilling hole having an inverted conical inner diameter is formed over a predetermined depth of the ground, and the hydraulic solidification material liquid replacement having an inverted conical large diameter portion in the upper part is formed. A column is built. For this reason, not only the peripheral frictional force but also the vertical ground supporting force can be applied to the large diameter portion, and the pushing support force per replacement column can be increased. As a result, the construction length of the replacement column can be shortened or the number of replacement columns can be reduced, and the construction of the hydraulic solidifying material liquid replacement column can be implemented economically.
また、本発明の請求項7にかかる水硬性固化材液置換コラムは、前記請求項6の水硬性固化材液置換コラムの築造方法によって築造した、上方部に逆円錐状の径大部を有することを特徴とする。 A hydraulic solidifying material liquid replacement column according to a seventh aspect of the present invention has an inverted conical large diameter portion in the upper part, which is constructed by the construction method of the hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the sixth aspect. It is characterized by that.
この構成により、周面摩擦力が増大するし、径大部に鉛直方向の地盤支持力を作用させることができるので、押し込み支持力がさらに増大したものとなる。
特に、軟弱な地盤上に良質な盛土をした地盤においては、置換コラム上方部の逆円錐状の径大部を地表部の良質な盛土地盤に位置させることにより、良質な盛土地盤の支持力を有効に活用することができるので好ましい。
With this configuration, the peripheral frictional force is increased, and the vertical ground support force can be applied to the large diameter portion, so that the push-in support force is further increased.
In particular, in a ground with good quality embankment on soft ground, the high-capacity ground support capacity is improved by positioning the inverted cone-shaped large portion of the upper part of the replacement column on the high quality embankment on the surface. It is preferable because it can be used effectively.
なお、本発明で水硬性固化材液とは、セメントスラリー(例えば、セメントミルク)、モルタル、コンクリート等ポンプ圧送可能な流動体を指す。 In the present invention, the hydraulic solidifying material liquid refers to a fluid that can be pumped, such as cement slurry (for example, cement milk), mortar, and concrete.
本発明にかかる水硬性固化材液置換コラム築造装置、水硬性固化材液置換コラムの築造方法および水硬性固化材液置換コラムによれば、次のような効果を奏する。
(1)本発明の水硬性固化材液置換コラムの築造装置および築造方法によれば、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部を持つ削孔を形成しつつ、この削孔に水硬性固化材液を填充できる。従って、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。
(2)しかも、施工手順の大幅な変更を要することなく、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。
(3)上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムによれば、逆円錐状の径大部で周面摩擦力を増大することができるし、周面摩擦力よりも大きな鉛直方向支持力をも発揮させることができ、結果として置換コラムの押し込み支持力を増大させることができる。
(4)軟弱な地盤上に良質な盛土をした地盤においては、置換コラム上方部の逆円錐状の径大部を地表部の良質な盛土地盤に位置させることにより、良質な盛土地盤の支持力を有効に活用することができる。従って、沖積地盤上の宅地のような良質な盛り土がされている地盤に適用して有効である。
The hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus, hydraulic solidifying material liquid replacement column building method, and hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the present invention have the following effects.
(1) According to the construction device and construction method of the hydraulic solidifying material liquid replacement column of the present invention, while forming a drill hole having an inverted conical enlarged portion over a predetermined depth of the ground, Hydraulic solidifying material liquid can be filled. Therefore, a hydraulic solidifying material liquid replacement column having an inverted conical large diameter portion in the upper portion can be constructed.
(2) Moreover, it is possible to build a hydraulic solidifying material liquid replacement column having an inverted conical large diameter portion in the upper portion without requiring a significant change in the construction procedure.
(3) According to the hydraulic solidifying material liquid replacement column having an inverted conical large diameter portion in the upper portion, the peripheral friction force can be increased at the reverse conical large diameter portion, and the peripheral friction force is increased. A larger vertical support force can be exhibited, and as a result, the push-in support force of the replacement column can be increased.
(4) In the case of a high quality embankment on soft ground, the support capacity of a high quality embankment is determined by positioning the large diameter of the inverted conical shape above the replacement column on the high quality embankment on the surface. Can be used effectively. Therefore, the present invention is effective when applied to a ground having a high-quality embankment such as a residential land on an alluvial ground.
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に本発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して、詳細に説明する。 The present invention has been briefly described above. The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置の正面図を示す。この水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Aは、下端に掘削ヘッド12が接続された掘削ロッド13で構成される。該掘削ロッド13はこれの上方部(掘削ロッド13の上半部)が、上方に行くにつれて外径が大きく変化する逆円錐部13aとなり、この逆円錐部13aの外周にはスパイラル翼14が固設されている。このスパイラル翼14は逆円錐部13aの周面に対する高さが、全長に亘り一定である。従って、スパイラル翼14は逆円錐部13aの外周に固設されているため、スパイラル翼14の高さが一定であっても、スパイラル翼14の回転外径は逆円錐部13aの上方に行くに従って大きくなる。スパイラル翼14の高さは比較的低くてもよく、例えば、正方形断面の平鋼や鉄筋を用いてもよい。また、掘削ロッド13は、逆円錐部13aの下方部(掘削ロッド13の下半部)に所定径の円柱状のストレート部13bを有し、このストレート部13bの下端に前記掘削ヘッド12が接続されている。
FIG. 1: shows the front view of the construction apparatus of the hydraulic solidification material liquid substitution column concerning embodiment of this invention. This hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus 11A is composed of a
掘削ヘッド12は、本実施の形態では、下方に向かって順次径小となる円錐状の円錐ヘッドであり、その周面には、正回転時に掘削土砂を上方に押し上げる螺旋状の掘削翼15が固設され、この掘削翼15と重複しない位置に水硬性固化材液の吐出口16が設けられている。図示しないが、吐出口16には土砂の逆流を防止する逆流防止弁が取り付けられている。また、吐出口16は、水硬性固化材液の通路である内管17と連通している。
In this embodiment, the
掘削ヘッド12の形態は、特に制限されるものではなく、従来公知のものが採用可能であるが、本例のような周面に掘削翼15を固設した円錐形状であると、地盤における掘進性がよいのみならず、掘削部での土塊形成が物理的に生じないので水硬性固化材液置換コラム中に施工による掘削土塊の混入の恐れがない。また、掘削ヘッド12は、掘削ロッド13に一体に固設してもよいし、着脱自在に接続してもよい。例えば、掘削ヘッド12を掘削ロッド13に対し継ぎ手により着脱自在に接続すると、摩耗時におけるこの掘削ヘッド12の交換が容易になるという利点がある。これに対し、掘削ヘッド12を例えば溶接で掘削ロッド13に固設すると、継ぎ手部が不要となるので、製作費が安価となる。
The form of the
かかる構成になる水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Aで水硬性固化材液置換コラムを築造するには、この築造装置11Aを施工機(図示省略)に装着し、掘削ロッド13に接続した掘削ヘッド12の先端中心部を地盤の杭心位置にセットし、続いて掘削ロッド13を正回転させながら地盤中に掘進する。この掘進時には、掘削ロッド13の円錐部13aのスパイラル翼14および掘削ヘッド(円錐ヘッド)12の螺旋状の掘削翼15が土砂を上方に移動させつつ掘進するので、掘削ロッド13に上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部13aが存在しても、掘進は容易となる。掘進して掘削ロッド13が所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッド12の吐出口16より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッド13を正回転させて引き上げる。
このとき、掘削ロッド13の引上げ速度と水硬性固化材液の吐出量を調整して、掘削ロッド13の引上げに伴う負圧発生がないようにする。なお、掘削ロッド13の回転方向は逆回転でもよいが、掘削ロッド13の付着土砂および掘削ヘッド12の付着土砂は、僅かではあるがそれぞれスパイラル翼14および掘削翼15で支えられるので、それぞれの付着土砂の落下を防止するためには、正回転の方が好ましい。そして掘削ロッド13を地上まで引上げながら、水硬性固化材液の量を調整し、水硬性固化材液を削孔の所定の深度位置まで填充する。
In order to build a hydraulic solidifying material liquid replacement column with the hydraulic solidifying material liquid replacement column building device 11A having such a configuration, this building device 11A was attached to a construction machine (not shown) and connected to the
At this time, the pulling speed of the excavating
ここで、所定深度は、掘削ヘッド12の到達位置で決定するが、沖積地盤のような軟弱地盤上に良質な盛土をした地盤のような場合には、図6に示すように良質な盛土部分の支持力を有効に活用するため、良質な盛土部分に水硬性固化材液置換コラム1の逆円錐状の径大部1aを位置させる必要がある。従って、このような地盤における所定深度は、掘削ロッド13の逆円錐部13aが良質な盛土部分に位置した時の深度を意味するものである。
Here, the predetermined depth is determined by the reaching position of the
このようにして掘削ロッド13で掘削される削孔は、下方は掘削ロッド13のストレート部13bに対応した円柱状であり、上方は掘削ロッド13の逆円錐部13aに対応した逆円錐状となるので、この削孔に水硬性固化材液が填充されて形成される水硬性固化材液置換コラムは、図6に示すような上方部に逆円錐状の径大部1aを有する置換コラム1となる。詳しくは、水硬性固化材液置換コラム1は、下端部が掘削ヘッド12に対応する形状である略円錐状1cに、下方部は掘削ロッド13のストレート部13bに対応する形状である円柱状1bに、上方部は掘削ロッド13の逆円錐部13aに対応する形状である逆円錐状の径大部1aに形成される。このような上方部に逆円錐状の径大部1aを有する水硬性固化材液置換コラム1によれば、逆円錐状の径大部1aで周面摩擦力を増大することができるし、鉛直方向支持力をも高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラム1の押し込み支持力を増大させることができる。
The drilling hole excavated by the excavating
図2は、本発明にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置の他の実施の形態を示す正面図である。この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Bは、吐出口16を有する掘削ヘッド12が下端に接続された掘削ロッド18で形成され、掘削ロッド18は全長に亘って外径が等しいスレートの円筒状をなし、その上方部(上半部)には上方に行くにつれて回転外径が大きくなるスパイラル翼19が固設されたものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同様の構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is a front view showing another embodiment of the apparatus for building a hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the present invention. The hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus 11B of this embodiment is formed by a
この水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Bを用いて、水硬性固化材液置換コラム1を築造する方法も、前記実施の形態と同様であり、築造される水硬性固化材液置換コラム1も前記実施の形態と同様の図6に示すような形状となる。
即ち、掘削ロッド18は、上方部に上方に行くにつれて回転外径が大きくなるスパイラル翼19が固設されているので、この掘削ロッド18で掘削して形成する削孔も前記実施の形態と同様の上方に逆円錐状の拡大部を有するものとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、図6に示す水硬性固化材液置換コラム1が築造される。
The method of building the hydraulic solidifying material
That is, the
図3は、本発明にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置の更に別の実施の形態を示す正面図、図4は、図3のA−A線断面図である。この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Cは、吐出口16を有する掘削ヘッド12を下端に接続した掘削ロッド21を備える。掘削ロッド21は、全長に亘って外径が等しい円柱状をなし、その上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅(高さ)が大きく形成されている複数の鋼板22が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられているものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同じ符号を付して他の詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a front view showing still another embodiment of a construction apparatus for a hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus 11C of this embodiment includes a
この水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Cを用いて、水硬性固化材液置換コラム1を築造する方法も、前記実施の形態と同様であり、築造される水硬性固化材液置換コラム1も前記実施の形態と同様の図6に示すような形状となる。
即ち、この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Cの掘削ロッド21は、図3に示すように上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅(高さ)が大きく形成されている複数の鋼板22が、軸方向に沿って立設され放射状に設けられているので、この掘削ロッド21で掘削して形成する削孔も前記実施の形態と同様の上方に逆円錐状の拡大部を有するものとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、図6に示す水硬性固化材液置換コラム1が築造される。
The method of constructing the hydraulic solidifying material
That is, the
図5は、本発明にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置のまた更に別の実施の形態を示す正面図である。この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Dは、吐出口16を有する掘削ヘッド12を下端に接続した掘削ロッド23を備える。該掘削ロッド23は、上方部が下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部23aとなり、この逆円錐部23aの外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板24が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられているものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同じ符号を付して他の詳細な説明は省略する。
FIG. 5: is a front view which shows another embodiment of the construction apparatus of the hydraulic solidification material liquid replacement column concerning this invention. The hydraulic solidifying material liquid replacement column building apparatus 11D of this embodiment includes a
この水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Dを用いて、水硬性固化材液置換コラム1を築造する方法も、前記実施の形態と同様であり、築造される水硬性固化材液置換コラム1も前記実施の形態と同様の図6に示すような形状となる。
即ち、この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置11Dの掘削ロッド23は、図5に示すように上方部が下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部23aとなり、この逆円錐部23aの外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板24が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられているので、放射状に立設された鋼板の回転径は、掘削ロッド23の逆円錐部23aの形状に対応し、下方より上方に行くにつれて大きくなる。従って、この掘削ロッド23で掘削して形成する削孔も内径が、前記実施の形態と同様の上方に逆円錐状の拡大部を有するものとなり、ここに水硬性固化材液が填充されるので、図6に示す水硬性固化材液置換コラム1が築造される。
The method of constructing the hydraulic solidifying material
That is, the
図6は、前記実施の形態に示す水硬性固化材液置換コラムの築造装置11A、11B、11C、11Dを用いて築造される水硬性固化材液置換コラム1を示す。この水硬性固化材液置換コラム1によれば、上方に逆円錐状の径大部1aを有するので、周面摩擦力を増大できるばかりでなく、逆円錐状の径大部1aのテーパ面に鉛直方向の地盤反力も作用するので、鉛直方向の支持力を高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラム1の押し込み支持力を増大できる。
FIG. 6 shows the hydraulic solidifying material
また、地盤が、例えば、沖積地盤のような軟弱地盤上に良質な盛土をしたような地盤、例えば、図6において軟弱地盤Q上に良質な盛土Pをしたような地盤においては、水硬性固化材液置換コラム1の上方の逆円錐状の径大部1aを、良質な盛土P部分に位置させることによって、良質な盛土地盤Pの支持力を有効に活用することができる。これにより軟弱地盤の周面摩擦力が小さいことに起因する弱点を克服し、水硬性固化材液置換コラム1の築造長を短くしたり、打設本数を少なくすることができる。
Moreover, in the ground where the ground is a high quality embankment on a soft ground such as an alluvial ground, for example, the ground where a high quality embankment P is formed on the soft ground Q in FIG. By placing the inverted conical large-diameter portion 1a above the material-
以上のように、本実施の形態にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置11A、11B、11C、11Dによれば、施工手順を大幅に変更することなく、上方に逆円錐状の径大部1aを有する水硬性固化材液置換コラムを、高強度・高品質に築造できる。
また、上方に逆円錐状の径大部1aを有する水硬性固化材液置換コラム1によれば、逆円錐状の径大部1aと地盤との周面摩擦力が増大し、逆円錐状の径大部1aのテーパ面に鉛直方向の地盤反力も作用するので、鉛直方向支持力をも高めることができ、水硬性固化材液置換コラム1の押し込み支持力を増大できる。
As described above, according to the construction apparatuses 11A, 11B, 11C, and 11D of the hydraulic solidifying material liquid replacement column according to the present embodiment, the diameter of the inverted conical shape is increased upward without significantly changing the construction procedure. The hydraulic solidifying material liquid replacement column having the portion 1a can be built with high strength and high quality.
Further, according to the hydraulic solidifying material
本発明は水硬性固化材液置換コラムの逆円錐状径大部において鉛直支持力を向上させることができ、特に盛土地盤に対する周面摩擦力、押し込み支持力を増大できるという効果を有し、戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎工法で築造される水硬性固化材液置換コラムの築造装置、築造方法および水硬性固化材液置換コラム等に適用して有用である。 The present invention can improve the vertical support force in the large portion of the inverted conical diameter of the hydraulic solidifying material liquid replacement column, and particularly has the effect that the peripheral surface friction force and the pushing support force against the embankment can be increased. Applicable to construction equipment, construction method, hydraulic solidification material liquid replacement column, etc. of hydraulic solidification material liquid replacement column built by small-scale buildings such as built houses and relatively small structures such as soil slabs. And useful.
1 水硬性固化材液置換コラム
1a 径大部
1b ストレート部
1c 逆円錐部
11A、11B、11C、11D 水硬性固化材液置換コラムの築造装置
12 掘削ヘッド
13、18、21、23 掘削ロッド
13a 逆円錐部
13b ストレート部
14、19 スパイラル翼
15 螺旋状の掘削翼
16 水硬性固化材液の吐出口
17 内管
22、24 鋼板
DESCRIPTION OF
なお、本発明で水硬性固化材液とは、水と水和反応して固化するポルトランドセメントのように自硬性を有する粉体と水を主要構成要素として、例えば、セメントスラリー(セメントミルク)や、砂等からなる細骨材を含むモルタル、さらに、砂利や砕石等の粗骨材をも含む(セメント)コンクリート等からなり、かつポンプ圧送可能な流動体をいう。 In the present invention, the hydraulic solidifying material liquid is a self-hardening powder and water such as Portland cement that is hydrated and solidified with water as main components, for example, cement slurry (cement milk), It is a fluid that is made of mortar containing fine aggregates made of sand, etc., and (cement) concrete containing coarse aggregates such as gravel and crushed stone, and can be pumped.
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