JP2020002777A - 杭補強構造の施工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【目的】杭の周囲の地盤を除去し杭を露出させ、除去した空間に骨材等の補強材料を投入して締め固めて補強層を形成してなる杭補強構造の施工に適した施工方法を提案する。【構成】地盤１に杭２を打設し、該杭２の周囲に補強層を形成する杭補強構造の施工方法であって、打設された杭２より大径な筒部５と該筒部５の外周に形成された撹拌翼６とを備えたオーガー４を準備し、筒部５を杭２へ外挿しつつ回転させ杭２の周囲の地盤１を除去し、除去された領域に補強材料を充填し、杭２に筒部５を外挿しつつオーガー４を逆転させる。【選択図】図３

Description

この発明は建物の杭の補強構造の施工に適した施工方法及びその装置に関する。

耐震性の向上等の見地から地盤に杭を打設することが多い。建物に対して充分な支持力を確保するためには、杭の打設数を多くしたり、杭長を長くしたりすればよいが、何れも杭打設の手間が増え、コストも嵩むこととなる。
簡易な方法でかつコストをかけずに杭の支持力を増強する方法を鋭意検討してきた結果、杭の周囲の地盤を除去し杭を露出させ、得られた空間に骨材等の補強材料を投入して締め固めて補強層を形成してなる杭補強構造が特許文献１に開示されている。この杭補強構造を構築することにより、建物に対する支持力が格段に向上する。
なお、建物のフーチング等の下面は杭及び補強層の両者に当接するものとする。
本発明に関連する技術を開示する文献として特許文献２、３を参照されたい。

特開２０１１−６９１８７号公報 特開２００９−３５９２７号公報 特開２００５−６１１７２号公報

かかる杭補強構造の使用を広めるには、簡易かつ安価な施工方法の確立が必要である。

この発明は、上記な杭補強構造の施工に適した施工方法の提供を目的とする。
即ち、この発明の第１の局面は次のように規定される。
地盤に杭を打設し、該杭の周囲に補強層を形成する杭補強構造の施工方法であって、
打設された前記杭より大径な筒部と該筒部の外周に形成された撹拌翼とを備えたオーガーを準備し、前記筒部を前記杭へ外挿しつつ回転させ、該筒部からセメントミルク等の固化材を前記杭の周囲に注入する、
ことを特徴とする杭補強構造の施工方法。

このように規定される第１の局面の施工方法によれば、打設された杭へ筒部を外挿した状態でオーガーを回転させるので、オーガーの回転に杭が何ら干渉せず、オーガーによる作業効率が向上する。
また、杭の軸とオーガーの軸とが一致するので、オーガーの回転及び固化材の注入により形成される補強層が杭の周囲に均一に形成され、もって補強層による補強効果が安定する。

ここに、杭の形状、材質、深さ等は要求される強度等に応じて任意に選択することができる。この杭は予め地盤に打設されている。オーガーの先端に杭用のアタッチメントを取り付け、このアタッチメントを介してオーガーの先端に杭を取り付けてこれを地盤へ打設することができる。
その後、オーガーと杭との連結を開放し、オーガーの筒部が杭へ外挿されるようにセットする。

オーガーは筒部と撹拌翼とを備える。筒部の下端は解放されており、杭へかぶさるように外挿される。筒部の内径寸法は筒部を回転させたときの両者の干渉を防止しつつ、筒部と杭との空間を固化材が円滑に流れ、外部へ押しだされていくものとする。なお、筒部の強度確保及び流出抵抗を小さくする見地から、筒部下端の内周と杭との間から固化材を外部へ押しだすことが好ましい。
固化材は補強層に要求される強度等に応じて任意に選択できるものである。

オーガーを第１の方向へ回転（正転）させて、杭の周囲の地盤を除去し、その後、除去された地盤の領域にオーガーの筒部から固化材を注入し、オーガーを回転させて注入された固化材を撹拌する。
杭の周囲の地盤を除去する際にも、オーガーの筒部を杭に外挿することで、地盤除去作業時に杭の干渉を避けることができるので、この作業が容易になる。また、杭を中心として、その周囲から均等に地盤を除去できる。
除去された地盤の領域へ予め骨材を投入し、その後固化材を注入してオーガーを回転させてもよい。
地盤を除去することなく、オーガーで杭周囲の地盤を撹拌しつつ固化材を注入し、杭の周囲に固化材と原土とからなる補強層を形成することもできる。

この発明の杭補強構造の施工方法において、杭の周囲の地盤の除去方法を示す。 この発明の実施形態の施工方法において、杭の周囲に形成された空間へ固化材を充填する方法を示す。 同じく骨材と固化材とを充填する方法を示す。 図２と異なるタイプのオーガーを用いて、杭の周囲に形成された空間へ固化材を充填する方法を示す。 図３と異なるタイプのオーガーを用いて、同じく骨材と固化材とを充填する方法を示す。 他の実施形態の施工方法において、杭の周囲の地盤を撹拌しつつ固化材を注入する方法を示す。 図６と異なるタイプのオーガーを用いて、杭の周囲の地盤を撹拌しつつ固化材を注入する方法を示す。

以下、発明の実施形態の杭補強構造の施工方法を示す。
図１は地盤１に打設された杭２の周囲の地盤をオーガー４により除去する様子を示す。このオーガー４は杭２より大径な筒部５とその外周面に形成されたらせん状の撹拌翼６と有する。ここにおいて、符号７は回転ロッドであり図示しない杭打設機により回転かつ上下動される。符号８はオーガー４により形成された空間であり、図に示す通り、杭２にオーガー４の筒部５を外挿することにより、杭２を中心として空間８が水平方向に均等に形成される。
上記において、回転ロッド７と筒部５とは内部で連通しており、回転ロッド７の上端側から筒部５の内部に流動性のある固化材が注入される。

杭２の周囲から地盤を除去した後、回転ロッド７側から固化材１０を注入し、筒部５の下端側から固化材１０を吐出させて空間８を充填する。オーガー４を回転かつ上下させることより、固化材１０の撹拌、均一化を図る。これにより、杭２の周囲に補強層が形成される。筒部５が杭２へ外挿されているので、固化材１０の撹拌が均一化されることはもとより、杭２にガイドされてオーガー４の位置が安定するので空間８の周壁の崩壊が防止される。
上記において、固化材１０撹拌時のオーガー４の回転方向は、地盤除去時の回転方向と逆方向であることが好ましいが、撹拌を促進させるために、オーガー４の回転方向を作業途中に切り替えることもできる。
図３は、形成された空間８の底部へ骨材を投入後、固化材１０の注入、撹拌を実行する例を示す。

図４には、他のタイプのオーガー１４を示す。このオーガー１４では、筒部５の下端から、一対の棒状の撹拌翼１６が突設された構成である。撹拌翼１６の形状、形成位置及び本数は任意に選択できることは勿論である。
かかるオーガー１４は、図５に示すように、骨材１２と固化材１０との撹拌に好適である。

図６の例では、杭２の周囲の地盤を除去することなく、オーガー４の筒部５を杭２へ外挿した状態で、回転かつ上下動させて杭２の周囲の地盤を撹拌しつつ、固化材を注入する。これにより、杭２の周縁の地盤が補強層となる。この作業においても、杭２とオーガー４との干渉が防止されつつ、杭２の周囲に均等に補強層が形成される。
図７には筒部５の下端のみに撹拌翼１４を設けたタイプのオーガー１４を用いた例を示す。

この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

１ 地盤
２ 杭
４、１４ オーガー
５、筒部
６、１６ 撹拌翼
１０ 固化材
１２ 骨材

以下の事項を開示する。
（１）
下端側で解放して、地盤に打設された杭に外挿される筒部と該筒部に形成された撹拌翼とを備えたオーガー、及び
該オーガーの上端側へ接続され、前記筒部内へ固化材を注入する回転ロッド、を備える施工装置であって、
前記回転ロッドと前記筒部とは内部で連通しており、前記固化材は前記杭の上方から前記杭へ向けて注入される、施工装置。
（２）
前記撹拌翼は螺旋状の板から成る、（１）記載の施工装置。
（３）
前記撹拌翼は前記筒部の下端から突出する一対の棒状の撹拌翼である、（１）記載の施工装置。

Claims (1)

1. 地盤に杭を打設し、該杭の周囲に補強層を形成する杭補強構造の施工方法であって、
   打設された前記杭より大径な筒部と該筒部の外周に形成された撹拌翼とを備えたオーガーを準備し、前記筒部を前記杭へ外挿する第１のステップと、
   前記第１のステップの後、前記筒部を前記杭へ外挿しつつ該筒部を正転させることにより打設された前記杭の周囲の地盤を除去する第２のステップと、
   前記第２のステップの後、前記地盤が除去された領域に補強材料を充填し、その後、前記杭に対して前記筒部を外挿しつつ、前記オーガーを逆転させる第３のステップと、を有し、
   前記オーガーは、前記筒部を前記杭へ外挿したとき前記杭の周面から前記筒部の内周面までの径方向の距離よりも前記筒部の外周面から前記撹拌翼の縁までの径方向の距離の方が大である、を備える杭補強構造の施工方法。

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