JP2804895B2

JP2804895B2 - 軟弱地盤の改良工法

Info

Publication number: JP2804895B2
Application number: JP27948294A
Authority: JP
Inventors: 中富栗本
Original assignee: 中富栗本; 栗本雅史
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH08134891A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤の改良工法に
関し、特に軟弱地盤に地盤改良パイルを打設することに
よって軟弱地盤を改良する分野に利用される。

【０００２】

【従来の技術】地盤改良工法として主流を占めるのは、
所謂サンドコンパクションパイル工法である。

【０００３】この工法は、ケーシングを軟弱地盤中に所
定深度まで打ち込み、このケーシング内に投入した砂、
砂利等を起振機やロッド等で突き固めながらケーシング
を引き上げつつ、その先端から砂等を押し出することに
より、締め固められた、即ちコンパクション状態のパイ
ルを軟弱地盤中に造成するものである。このサンドコン
パクションパイル工法によれば、軟弱地盤に対し充分な
支持力が得られる。

【０００４】また、セメント系固化材を用いた地盤改良
パイルとしては、セメント系固化材をペースト状に混練
して、これを地盤中に注入し、地盤中の土砂と直接に攪
拌混合して一種のソイルセメントパイルを形成するもの
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
サンドコンパクションパイル工法の最大の難点は、その
材料である砂や砂利が非常に高価であり、国内では殆ど
調達不能であり、その殆どが外国から調達しているのが
現状である。また外国製のものであってもかなり高価な
ものとなっている。

【０００６】更に、長期間の間に、軟弱地盤の地盤中の
特に深層における流動圧力によってサンドコンパクショ
ンパイルがその途中で分断され支持力が失われるという
問題も発生している。

【０００７】また後者のソイルセメントパイルは、地盤
中でセメント系固化材と地盤中の土砂とを攪拌混合する
ため、両者が充分に且つ均一に攪拌混合されているか判
断することが不可能であり、それがために支持力にバラ
ツキを生じる恐れが多分にあり、また攪拌混合のための
攪拌用ロッドの上下動や回転をかなりの頻度で行わなけ
ればならず、その作業が極めて煩雑であった。

【０００８】本発明は、これらの難点を解消することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明にあっては、オーガマシン１
によってオーガスクリュー３と筒状のケーシング２とを
正逆回転させながら地盤中所定深度まで掘削貫入し、ケ
ーシング２をオーガマシン１から切り離して地盤中に残
置したままオーガスクリュー３を引き抜き、ケーシング
２内部の掘削土を地上に排出した後、前記掘削土とセメ
ント系固化材またはセメント粉とを地上で攪拌混合して
形成した混合粉粒体Ｓを前記ケーシング２の内部に投入
し、しかる後ロッド１７の先端部に取付けられ且つ上下
動手段により上下動可能なバイブロフロット１６を前記
ケーシング２内部の混合粉粒体Ｓにその底部まで挿入
し、このバイブロフロット１６を振動させ且つ上下動さ
せつつ、前記ケーシング２を引き抜きながらその内部の
混合粉粒体Ｓを地盤中に排出し、この地盤中に排出され
た混合粉粒体Ｓが地盤中の水分を吸収して地盤改良パイ
ルＰを形成するようにしたものである。

【００１０】請求項２に係る発明にあっては、オーガス
クリュー３をオーガマシン１から切り離した後、このオ
ーガマシン１に前記ロッド１７を上下動手段を介して取
付け、このオーガマシン１によって前記ロッド１７を前
記ケーシング２と共に地盤中から引き抜くようにしたも
のである。

【００１１】請求項３に係る発明にあっては、前記バイ
ブロフロット１６は、ケーシング２内部の混合粉粒体Ｓ
中への挿入時にも、振動させ且つ上下動させるようにし
たものである。

【００１２】請求項４に係る発明にあっては、前記バイ
ブロフロット１６の下部に、土圧によって横向き略水平
方向に展開するように開き、自重によって下向きに折り
畳むように閉じる蝶形開閉板２０を装備し、前記上下動
手段によるバイブロフロット１６の上下動に伴って蝶形
開閉板２０を開閉させるようにしたものである。

【００１３】請求項５に係る発明にあっては、前記オー
ガスクリュー３の引き抜き時にこれを掘削回転方向と逆
方向に回転させて、掘削土を地上に排出するようにした
ものである。

【００１４】請求項６に係る発明にあっては、前記上下
動手段として油圧シリンダ１８を使用するようにしたも
のである。

【００１５】請求項７に係る発明にあっては、前記セメ
ント系固化材が、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化
アルミニウム及び三酸化硫黄を主成分としてなるもので
ある。

【００１６】

【作用】本発明の請求項１に係る工法によれば、オーガ
スクリュー３と筒状ケーシング２とを地盤中に掘削貫入
して、ケーシング２内部の掘削土を地上に排出し、この
排出した掘削土をそのまま、パイル形成用の土砂材とし
て利用するものであるから、きわめて経済的となって、
造成費用の大幅な低減化を図ることができる。またこの
場合、オーガスクリュー３とケーシング２とをオーガマ
シン１によって正逆回転させながら貫入するため、地盤
の掘削を効果的に行うことができる。

【００１７】また、本発明の工法では、ケーシング２内
部の掘削土を地上に排出し、この掘削土と、セメント系
固化材またはセメント粉とを地上で攪拌混合して両者の
混合粉粒体Ｓを形成するのであるから、当然に均一に且
つ十分に攪拌混合することができ、両者の混合にバラツ
キを生じることがない。また、土砂材、即ち掘削土に含
まれる土質成分によってセメント系固化材またはセメン
ト粉の配合比率を変更する必要があるが、この配合比率
も正確に確保することができる。

【００１８】また、ケーシング２を地盤中に残置したま
までケーシング２内部の掘削土を排出するため、周囲地
盤の土砂が崩壊したり脱落するようなことがなく、排土
作業が容易に行える。

【００１９】また、本発明によれば、前記混合粉粒体Ｓ
を地盤中に残置したケーシング２の内部に投入し、この
ケーシング２を引き抜きながらその内部の混合粉粒体Ｓ
を地盤中に排出し、地盤中に排出された混合粉粒体Ｓが
地盤中の水分を吸収して地盤改良パイルＰを形成するよ
うにしてなるため、軟弱地盤中に含まれる水分が混合粉
粒体Ｓに吸収されることによって軟弱地盤の密度を高め
ると共に、混合粉粒体Ｓが地盤中の水分を吸収して硬化
することによって該粉粒体Ｓが膨潤して軟弱地盤を圧密
し、これによって軟弱地盤の地固めを有効に達成するこ
とができる。

【００２０】上記ケーシング２の引き抜き工程中に、バ
イブロフロット１６の振動と、上下動手段によるバイブ
ロフロット１６の上下動によって、ケーシング２内部の
混合粉粒体Ｓの排出が促進されると共に、この混合粉粒
体Ｓが締め固められて圧密される。また、混合粉粒体Ｓ
が地盤中で硬化することにより地盤改良パイルＰとして
充分な載架支持力を発揮することになり、軸圧縮強度を
高めることになる。

【００２１】請求項２に係る工法によれば、オーガスク
リュー３をオーガマシン１から切り離した後、このオー
ガマシン１にロッド１７を上下動手段を介して取付け、
このオーガマシン１によってロッド１７をケーシング２
と共に地盤中から引き抜くようにするため、作業が容易
で能率良く行える。つまり、ケーシング２とオーガスク
リュー３とをクレーン等の引き抜き手段によって個別に
引き抜くこともできるわけであるが、そうすると設備が
大掛かりになると共に、作業が非常に面倒となる。従っ
て、この請求項２の方法によれば、ケーシング２及びオ
ーガスクリュー３を、オーガマシン１によって両者を一
体に引き抜くことができるため、引き抜き作業が容易で
能率良く行えるのである。

【００２２】請求項３に係る工法によれば、バイブロフ
ロット１６をケーシング２内部の混合粉粒体Ｓ中への挿
入時にも、振動させ且つ上下動させるようにすると、ケ
ーシング２内部の混合粉粒体Ｓ中へのバイブロフロット
１６の挿入が容易になると共に、混合粉粒体Ｓをより均
一に攪拌混合でき、更には混合粉粒体Ｓに対し圧密作用
を施すことができる。

【００２３】また、請求項４に係る工法によれば、バイ
ブロフロット１６の下部に装備した蝶形開閉板２０は、
バイブロフロット１６の下動時には土圧、即ち混合粉粒
体Ｓの圧力により横向き略水平方向に開き、この開いた
状態で下動して、混合粉粒体Ｓを押動せしめ、また上動
時には自重で下向きに閉じて、混合粉粒体Ｓの抵抗を受
けることなくスムーズに上動することができる。しかし
て、蝶形開閉板２０がバイブロフロット１６の上下動に
伴って開閉することにより、ケーシング２下端からの混
合粉粒体Ｓの排出がより一層促進されると共に、排出さ
れた混合粉粒体Ｓに対し押圧力を作用し、十分に圧密さ
れたパイルＰを造成することができる。

【００２４】また、請求項５に係る工法によれば、オー
ガスクリュー３を掘削回転方向と逆方向（排土方向）に
回転させながら引き抜くようにすることによって、ケー
シング２内部の掘削土の排出作業を効率良く排土を行う
ことができる。

【００２５】また、請求項６に係る工法によれば、上下
動手段として油圧シリンダ１８を使用することにより、
十分な駆動力が得られると共に、構造がコンパクトで取
付けが簡単となる。

【００２６】更に、請求項７に係る工法によれば、酸化
カルシウム、二酸化けい素、酸化アルミニウム及び三酸
化硫黄を主成分とするセメント系固化材を使用する場
合、実験の結果では、普通のセメント粉を２４０kg／m³
を添加したときの一軸圧縮強さが２kgｆ／cm²であった
のに対し、このセメント系固化材では、２４０kg／m³を
添加したときの一軸圧縮強さは６．４kgｆ／cm²で、セ
メント粉の約３倍の強度を発揮することが判明した。従
って、このセメント系固化材によると、パイルとしてき
わめて良好な支持力を発揮することができる。

【００２７】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る工法を実施する
のに用いるパイル造成装置を示している。この図におい
て１は、円筒状のケーシング２及びこの中に挿入される
オーガスクリュー３を着脱自在に装備して両者を正逆回
転させるオーガマシンで、リーダ（図示せず）によって
昇降自在に支持されると共に、リーダ頂部より昇降用ワ
イヤー（図示せず）によって吊支されるようになってい
る。このオーガマシン１は、機枠４内に、減速機付き原
動機５と、この原動機５の出力軸に一体に連結されたス
クリュー駆動用の軸体６と、この軸体６を囲繞するよう
に同心状に設けられたケーシング駆動用の中空軸体７
と、前記軸体６の回転を前記中空軸体７に対し逆方向に
伝動するように両軸体６，７間に介設された歯車８，
９，１０，１１，１２とを装備している。

【００２８】ケーシング駆動用の中空軸体７は、その下
端部が機枠４の下面から下方へ適当長さ突出し、この下
方突出端部にケーシング２の上端部が外嵌され、着脱ピ
ンまたはボルト１３よって一体回転可能に連結されるよ
うになっている。また、スクリュー駆動用の軸体６は、
前記中空軸体７の下端から下方へ適当長さ突出し、この
軸体６の下端部には角穴（例えば六角孔）１４が同心状
に設けてあって、この角穴１４に、角軸（六角軸）に形
成されたオーガスクリュー３の上端部が内嵌され、着脱
ピン１５によって一体回転可能に連結されるようになっ
ている。

【００２９】図１（Ａ）は、オーガマシン１のスクリュ
ー駆動用軸体６にオーガスクリュー３を連結した状態を
示し、図１（Ｂ）は、前記軸体６からオーガスクリュー
３を取り外し、このオーガスクリュー３に代えて、下端
部にバイブロフロット１６を有するロッド１７の先端部
に連設された油圧シリンダ１８（上下動手段）を連結し
た状態を示している。尚、上下動手段として油圧シリン
ダ１８の代わりに、所定ストローク上下動しうる空気ば
ね等を使用してもよいが、油圧シリンダ１８の方が、強
力な駆動力が得られ且つ構造がコンパクトで取付けが簡
単となる。

【００３０】図２は、前記ロッド１７の下端部に取付け
られたバイブロフロット１６を示し、このバイブロフロ
ット１６は周知のもので、図示は省略するが、電動機に
より偏心軸体を回転させて水平方向の振動を発生させる
ようになっている。上記電動機への給電ケーブルは、中
空管よりなる前記ロッド１７の中空部に挿通され、この
ロッド１７の上端部から外部へ延出され、その延出され
たケーブルを図１（Ｂ）に１９で示す。この給電ケーブ
ル１９の外部延出部分は、ロッド１７の上下動に対応し
うるよう図示のようにコイル状となっている。また、前
記油圧シリンダ１８の給排管は、図示は省略するが、こ
のシリンダ１８からオーガマシン１の機枠４に設けてあ
る油圧ユニットに配管されると共に、この給排管は上記
油圧ユニットに対し着脱できるようになっている。この
場合、油圧シリンダ１８から延出された給排管は、ケー
シング駆動用中空軸体７とスクリュー駆動用軸体６との
間の間隙部を通って上記油圧ユニットに接続されるもの
とする。

【００３１】また、バイブロフロット１６の下部には、
図１（Ｂ）及び図２に示すように、土圧によって横方向
に展開するように開き自重によって下向きに折り畳むよ
うに閉じる蝶形開閉板２０が装備してある。即ち、バイ
ブロフロット１６に、径大の短管状支持管２１を複数の
取付片２２を介して取付け、この支持管２１の下端部内
にその直径方向に水平支軸２３を固着し、この水平支軸
２３に、一対の半円形板２０ａ，２０ａからなる蝶形開
閉板２０を枢着してなるもので、この蝶形開閉板２０
は、常時は図１（Ｂ）の実線図示のように自重によって
下向きに折り畳むように閉じ、下方より土圧を受けるこ
とにより同図の仮想線図示のように上向きに回動して横
方向に展開し、その展開位置で前記支持管２１の下端に
より当接支持される。

【００３２】図３は、オーガマシン１のスクリュー駆動
用の軸体６にオーガスクリュー３を連結する状態、及び
この軸体６に前記ロッド１７に連設された油圧シリンダ
１８を連結する状態を示したもので、オーガスクリュー
３を連結するときは、このスクリュー３の角形状上端部
３ａを前記軸体６の角穴１４に嵌合して、両者のピン孔
６ａ、３ｂに着脱ピン１５を挿着すればよく、また油圧
シリンダ１８を連結するときは、このシリンダ１８の上
端部に連設された角形連結部１８ａを前記軸体６の角穴
１４に嵌合して、両者のピン孔６ａ、１８ｂに前記着脱
ピン１５を挿着すればよい。尚、油圧シリンダ１８をス
クリュー駆動用軸体６に連結させる場合には、オーガマ
シン１の原動機５を必ず停止させておく。

【００３３】また、ケーシング２をオーガマシン１のケ
ーシング駆動用中空軸体７に連結するには、図示は省略
するが、ケーシング２の上端部に設けた複数のピン孔
と、中空軸体７下端部の前記ピン孔に対応する位置に設
けたピン孔またはねじ孔とに着脱ピンまたはボルト１３
を挿着すればよい。また、このような着脱ピンまたはボ
ルト１３による連結方式に代えて、図４に示すようなワ
ンタッチ連結方式を採用してもよい。即ち、中空軸体７
の下端部外周面に一対の係合凸部２４を設け、ケーシン
グ２の上端部内周面には、上方開口部２５ａが幅狭でそ
の下方が水平一方向に拡大した係止部２５ｂに形成され
た一対のＬ形凹溝２５を形成し、しかして例えばオーガ
マシン１を降下させ、前記中空軸体７の各係合凸部２４
をケーシング２の各Ｌ形凹溝２５の前記開口部２５ａに
嵌入させて、前記中空軸体７を図４の矢印方向（地盤貫
入時にケーシング２が回転する方向）に回転させると、
各係合凸部２４が係止部２５ｂ側に移動して係止され、
それによりケーシング２が前記中空軸体７に連結され
る。

【００３４】次に、上述のような構造を有するパイル造
成装置の使用による本発明の工法について、図５を中心
に適宜他の図面を参照して説明する。尚、図５の〜
は、施工順序を示す。

【００３５】先ず、図５のに示すように、オーガマシ
ン１によってオーガスクリュー３とケーシング２とを正
逆回転させながら地盤中に掘削貫入する。尚、オーガス
クリュー３は図中矢印のように掘削回転方向に回転させ
る。オーガスクリュー３及びケーシング２が同図のの
ように地盤中所定深度まで貫入したならば、図１（Ａ）
に示すようにオーガマシン１のケーシング駆動用中空軸
体７とケーシング２とを連結している着脱ピン１３を抜
いて、ケーシング２をオーガマシン１から切り離し、こ
のケーシング２を地盤中に残置したまま、オーガマシン
１を上昇させてオーガスクリュー３を地盤中から引き抜
く。

【００３６】この場合、図５のに示すように、オーガ
スクリュー３を、掘削貫入時とは逆方向（排土方向）に
回転させながら引き抜くことによって、ケーシング２内
部の掘削土を地上に排出する。このように、オーガスク
リュー３を排土方向に回転させて引き抜くようにすれ
ば、ケーシング２内部の掘削土の排出作業を効率良く排
土を行うことができる。尚、オーガスクリュー３の１回
の引き抜きで排土を十分に行えないときは、オーガスク
リュー３を排土方向に回転しながら、ケーシング２内へ
の挿入、引き抜きを数回繰り返し行うとよい。またこの
場合、オーガスクリュー３を引き抜いた後、クレーン等
で吊支した排土用グラブ等をケーシング２内に挿入し
て、排土するようにしてもよい。

【００３７】上記のようにして、地盤中に残置させたケ
ーシング２内部から地上に排出した掘削土は、例えば図
７に示すように、作業現場近くに予め設置した攪拌タン
ク（ノッチタンク）２６へ搬入し、この攪拌タンク２６
内に搬入した掘削土にセメント系固化材またはセメント
粉を適量混入して、これらを、例えば同図に示すよう
に、パワーショベルにロードヘッダーと称される攪拌装
置２７を取付けた装置２８によって攪拌混合することが
できる。この攪拌装置２７は、油圧モータによって急速
に正逆転する回転爪２９を有し、これを油圧シャベルの
シャベルに取り替えて該攪拌装置２７を取り付けるよう
になっており、例えば株式会社三井三池製作所製の攪拌
装置（商品名、ＭＴツインヘッダ）や丸善建設株式会社
製の攪拌装置（商品面、スタビライザー）が攪拌効率が
極めて良好であり、本発明の実施に採用されることが推
奨される。

【００３８】上記のように、ケーシング２内部から地上
に排出した掘削土と、例えばセメント系固化材とを攪拌
混合するにあたっては、そのセメント系固化材として、
酸化カルシウム、二酸化けい素、酸化アルミニウム及び
三酸化硫黄を主成分とするものを使用すると良く、具体
的には、次の配合割合のものが好適である。

【００３９】二酸化けい素１８．６〜２０．２％酸
化アルミニウム６．２〜４．６％酸化第二鉄１．８〜２．５％酸化カルシウム
５９．６〜６３．１％酸化マグネシウム約１．８％三酸化硫黄７．
７〜６．７％不溶残部０．１〜０．２％

【００４０】また市販のセメント系固化材としては、商
品名ハートキープＰー４３０（株式会社トクヤマ
製）あるいは商品名麻生ソリッドエース（麻生セメン
ト株式会社製）が好ましい。

【００４１】上記セメント固化材と掘削土との配合割合
は、掘削土の土壌の土質によって異なる。一般に一本の
サンドコンパクションパイルの圧縮強度（一軸圧縮強度
kgf/cm²）は７kgf/cm²を中心にその前後±２〜３kg
f/cm²であれば必要充分であると言われているが、これ
らの強度に達するためには、本発明者が実験の結果、次
の表１〜表３に示す配合割合が好適であることが判明し
た。

【００４２】備考上記粘性土は、シルト分８０％、粘土分４０％、
砂分６０％、含水比７０％で、セメント系固化材とし
て、ハートキープＰー４３０（株式会社トクヤマ製）の
ものを使用した。また上記圧縮強度は打設後７日経過時
のものである。

【００４３】備考上記砂質シルトは、シルト分７０％、粘土分１５
％、砂分８５％、含水比７０％で、その他の条件は、表
１のものと同じである。

【００４４】備考上記砂質土は、シルト分１５％、粘土分１５％、
砂分８５％、含水比７０％で、その他の条件は、表１と
同じである。

【００４５】しかして、ケーシング２内部から排出した
掘削土とセメント系固化材とを、上記のような配合割合
で前述の図７に示したような装置２８により地上で攪拌
混合して、均一に混合された混合粉粒体を形成する。

【００４６】上記のようにして形成した混合粉粒体を、
図５のに示すように、地盤中に残置されて排土された
ケーシング２の内部にホッパー３０等を使用して所要量
投入する。尚、図５には混合粉粒体をＳで示す。

【００４７】その後、前記オーガマシン１のスクリュー
駆動用軸体６に連結されているオーガスクリュー３を取
り外し、このオーガスクリュー３に代えて、先端部にバ
イブロフロット１６を有するロッド１７の先端部に連設
された油圧シリンダ１８を、図１（Ｂ）に示すように前
記軸体６に連結する。しかして、図５のに示すよう
に、オーガマシン１を降下しつつ、前記ロッド１７をそ
の先端のバイブロフロット１６を振動且つ油圧シリンダ
１８により上下動させながら、地盤中に残置されたケー
シング２の内部の混合粉粒体Ｓ中にその底部まで挿入し
てゆく。この挿入時に、バイブロフロット１６は必ずし
も振動及び上下動を行わせなくてよいが、振動及び上下
動させることによって、ケーシング２内部の混合粉粒体
Ｓ中へのバイブロフロット１６の挿入が容易になると共
に、混合粉粒体Ｓをより均一に攪拌混合でき、更には混
合粉粒体Ｓに対し圧密作用を施すことができる。

【００４８】前記バイブロフロット１６がケーシング２
内部の混合粉粒体Ｓの底部まで達すると、オーガマシン
１のスクリュー駆動用軸体６が地盤中から突出したケー
シング２の上端部内に突入する状態となり、しかしてこ
の状態において、一旦バイブロフロット１６の振動を停
止して、ケーシング２上端部と、この内部に突入したス
クリュー駆動用軸体６の下端部とを着脱ピンまたはボル
ト１３により連結する。こうしてケーシング２をオーガ
マシン１のスクリュー駆動用軸体６に連結した後、オー
ガマシン１の原動機５の作動を停止した状態で、バイブ
ロフロット１６を再び振動させ、更に前記油圧シリンダ
１８を作動させてロッド１７を介しバイブロフロット１
６を所定ストローク上下動させつつ、オーガマシン１の
引き上げによって前記ロッド１７をケーシング２と共に
引き抜きながら、ケーシング２内部の混合粉粒体Ｓを地
盤中に排出して、地盤中に地盤改良パイルＰを形成する
（図５の及び参照）。

【００４９】上記のようなケーシング２の引き抜き工程
中に、バイブロフロット１６の振動と、油圧シリンダ１
８によるバイブロフロット１６の上下動によって、ケー
シング２内部の混合粉粒体Ｓの排出が促進されると共
に、この混合粉粒体Ｓが締め固められて圧密される。ま
た、バイブロフロット１６にはその下部に蝶形開閉板２
０を装備していることから、この蝶形開閉板２０は、バ
イブロフロット１６の下動時には土圧、即ち混合粉粒体
Ｓの圧力により横方向に開き、この開いた状態で下動し
て、混合粉粒体Ｓを押動せしめ、また上動時には自重で
下向きに閉じて、混合粉粒体Ｓの抵抗を受けることなく
スムーズに上動することができる。こうして、蝶形開閉
板２０がバイブロフロット１６の上下動に伴って開閉す
ることによって、ケーシング２下端からの混合粉粒体Ｓ
の排出がより一層促進されると共に、排出された混合粉
粒体Ｓに対し押圧力を作用し、それによって十分に圧密
されたパイルＰを造成することができる。

【００５０】一方、地盤中に排出された混合粉粒体Ｓ
は、パイル状となってその造成直後から（約３時間後に
硬化が始まる。）、周囲地盤における土壌粒子間の間隙
水を吸収して含水率を低下させると共に、この吸水時に
水と反応して膨張し、その体積をパイル造成時の３０〜
６０％増大させる。このように、地盤改良パイルＰが膨
張すると、その周囲地盤が圧密され、この圧密によっ
て、地盤強度が増強されると共に、一旦膨張した地盤改
良パイルＰは、硬化作用によってそれ自体硬化体となる
ため収縮、つまり体積の縮小することがなく、従ってこ
の地盤改良パイルＰは、地盤中に宙架されたままで、周
囲地盤を圧密しその強度を一層増大させることになる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る工法によれば、
ケーシング内部の掘削土を地上に排出して、この掘削土
をそのままパイル形成用の土砂材として利用するもので
あるから、従来のように高価な砂や砂利の使用が不要と
なる。またこの場合、土砂材として、作業現場の周辺あ
るいは他の適当な場所の地盤の土壌を掘削して、その掘
削土を使用することも考えられるが、その場合には地盤
の掘削作業が必要となる。然るに、本発明工法では、ケ
ーシングを地盤中に貫入しつつオーガスクリューによっ
て有効に掘削するのであるから、上記のような特別な掘
削作業が不要となる。従って、本発明の工法によれば、
材料費と共に作業費が格段に安くつき、施工コストの大
幅な低減化を図ることができる。

【００５２】また、本発明の工法では、ケーシング内部
の掘削土を地上に排出し、この掘削土と、セメント系固
化材またはセメント粉とを地上で攪拌混合して両者の混
合粉粒体を形成するのであるから、当然に均一に且つ十
分に攪拌混合することができ、両者の混合にバラツキを
生じることがない。また、土砂材、即ち掘削土に含まれ
る土質成分によってセメント系固化材またはセメント粉
の配合比率を変更する必要があるが、この配合比率も正
確に確保することができる。これがために、全長にわた
って強度の均一な地盤改良パイルを形成することができ
る。

【００５３】また、前記混合粉粒体を地盤中に残置した
ケーシングの内部に投入し、このケーシングを引き抜き
ながらその内部の混合粉粒体を地盤中に排出し、地盤中
に排出された混合粉粒体が地盤中の水分を吸収して地盤
改良パイルを形成するため、軟弱地盤中に含まれる水分
が混合粉粒体に吸収されることによって軟弱地盤の密度
を高めると共に、混合粉粒体が地盤中の水分を吸収して
硬化することによって該粉粒体が膨潤して軟弱地盤を圧
密し、これによって軟弱地盤の地固めを有効に達成する
ことができる。また、このケーシングの引き抜き中に、
バイブロフロットの振動と、上下動手段によるバイブロ
フロットの上下動によって、ケーシング内部の混合粉粒
体の排出が促進されると共に、この混合粉粒体が締め固
められて圧密される。更には、混合粉粒体が地盤中で硬
化することにより地盤改良パイルとして充分な載架支持
力を発揮することになり、軸圧縮強度を高めることがで
きる。

【００５４】また、請求項２に係る工法によれば、オー
ガスクリューをオーガマシンから切り離した後、このオ
ーガマシンにロッドを上下動手段を介して取付け、この
オーガマシンによってロッドをケーシングと共に地盤中
から引き抜くようにするため、引き抜き作業が容易で能
率良く行うことができる。

【００５５】また、請求項３に係る工法によれば、バイ
ブロフロットをケーシング内部の混合粉粒体中への挿入
時にも、振動させ且つ上下動させるようにすることによ
って、ケーシング内部の混合粉粒体中へのバイブロフロ
ットの挿入が容易になると共に、混合粉粒体をより均一
に攪拌混合でき、更には混合粉粒体を圧密することがで
きる。

【００５６】また、請求項４に係る工法によれば、蝶形
開閉板がバイブロフロットの上下動に伴って開閉させる
ようにすることにより、ケーシング下端からの混合粉粒
体の排出がより一層促進されると共に、排出された混合
粉粒体に対し押圧力を作用し、従って十分に締め固めら
れて圧密されたパイルを造成することができる。

【００５７】また、請求項５に係る工法によれば、オー
ガスクリューを掘削回転方向と逆方向（排土方向）に回
転させながら引き抜くようにすることにより、ケーシン
グ内部の掘削土の排出作業を効率良く排土を行うことが
できる。

【００５８】また、請求項６に係る工法によれば、上下
動手段として油圧シリンダを使用することにより、十分
な駆動力が得られると共に、構造がコンパクトで取付け
が簡単となる。

【００５９】更に、請求項７に係る工法によれば、半永
久的に支持力の強い地盤改良パイルとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の工法を実施するためのオー
ガマシン、これに装備されたケーシング及びオーガスク
リューを示す一部断面側面図、（Ｂ）はオーガマシンか
らオーガスクリュー３を取り外し、これに代えて下端部
にバイブロフロットを有するロッドを油圧シリンダを介
して取付けた状態を示す一部断面側面図である。

【図２】バイブロフロットを示す斜視図である。

【図３】オーガマシンのスクリュー駆動用軸体に対し
オーガスクリューまたは油圧シリンダを連結する状態を
示す斜視図である。

【図４】オーガマシンのケーシング駆動用中空軸体に
ケーシングを連結する状態を示す斜視図である。

【図５】本発明工法の施工順序を示す説明図である。

【図６】本発明工法に使用される攪拌装置の一例を示
す斜視図である。

【図７】図６の攪拌装置の使用例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】１オーガマシン２ケーシング３オーガスクリュー６スクリュー駆動用の軸体７ケーシング駆動用の中空軸体１３着脱ピンまたはボルト１５着脱ピン１６バイブロフロット１７ロッド１８油圧シリンダ（上下動手段）２０蝶形開閉板Ｓ混合粉粒体Ｐ地盤改良パイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 3/12 102 E02D 3/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】オーガマシンによってオーガスクリューと
筒状のケーシングとを正逆回転させながら地盤中所定深
度まで掘削貫入し、ケーシングをオーガマシンから切り
離して地盤中に残置したままオーガスクリューを引き抜
き、ケーシング内部の掘削土を地上に排出した後、前記
掘削土とセメント系固化材またはセメント粉とを地上で
攪拌混合して形成した混合粉粒体を前記ケーシングの内
部に投入し、しかる後ロッドの先端部に取付けられ且つ
上下動手段により上下動可能なバイブロフロットを前記
ケーシング内部の混合粉粒体中にその底部まで挿入し、
このバイブロフロットを振動させ且つ上下動させつつ、
前記ケーシングを引き抜きながらその内部の混合粉粒体
を地盤中に排出し、この地盤中に排出された混合粉粒体
が地盤中の水分を吸収して地盤改良パイルを形成するよ
うにした軟弱地盤の改良工法。
【請求項２】オーガスクリューをオーガマシンから切り
離した後、このオーガマシンに前記ロッドを上下動手段
を介して取付け、このオーガマシンによって前記ロッド
を前記ケーシングと共に地盤中から引き抜くようにした
請求項１に記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項３】前記バイブロフロットは、ケーシング内部
の混合粉粒体中への挿入時にも、振動させ且つ上下動さ
せるようにした請求項１または２に記載の軟弱地盤の改
良工法。
【請求項４】前記バイブロフロットの下部に、土圧によ
って横向き略水平方向に展開するように開き、自重によ
って下向きに折り畳むように閉じる蝶形開閉板を装備
し、前記上下動手段によるバイブロフロットの上下動に
伴って蝶形開閉板を開閉させるようにした請求項１〜３
のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項５】前記オーガスクリューの引き抜き時にこれ
を掘削回転方向と逆方向に回転させて、掘削土を地上に
排出するようにした請求項１〜４のいずれかに記載の軟
弱地盤の改良工法。
【請求項６】前記上下動手段として油圧シリンダを使用
する請求項１〜５のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工
法。
【請求項７】前記セメント系固化材は、酸化カルシウ
ム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム及び三酸化硫黄を
主成分としてなる請求項１〜６のいずれかに記載の軟弱
地盤の改良工法。