JP2804899B2

JP2804899B2 - 軟弱地盤の改良工法

Info

Publication number: JP2804899B2
Application number: JP27948994A
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: JPH08134898A

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。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。

【０００３】また、セメント系固化材を用いて地盤改良
パイルを造成する工法としては、オーガスクリューによ
り地盤を所定深度まで掘削しながら、その間にセメント
系固化材をペースト状に混練したものを地盤中に注入
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。

【０００４】

【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。また、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。

【０００５】また、後者のソイルセメントパイル工法
は、地盤を掘削しながらペースト状セメント系固化材を
地盤中に注入するので、その作業中に周囲地盤の土砂や
水が混入したり、周囲地盤の土圧の影響を受けて、掘削
土とペースト状セメント系固化材とが均一に混合され難
い上、パイルが部分的にくびれるなどして、全長にわた
り均質で径が一様なパイルを形成しえず、それがために
十分な支持力が得られないという問題がある。

【０００６】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。

【０００７】

【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、本発明に係る請求項１の工法にあっては、オーガ
マシン１または起振機によって筒状のケーシング２を地
盤中所定深度まで埋め込んだ後、このケーシング２をオ
ーガマシン１または起振機から切り離して地盤中に残置
し、次いで先端にバイブロフロット１０を備えた攪拌翼
１１付き中空管１２を、前記バイブロフロット１０を振
動させながら前記ケーシング２内の土壌中にその底部ま
で挿入し、ペースト状セメント固化材またはセメントミ
ルクを前記中空管１２の先端部よりケーシング２内の土
壌中に注入し、前記バイブロフロット１０を振動させる
と共に前記中空管１２を回転駆動手段１５により回転さ
せ且つ上下動手段１６により上下動させ、ケーシング２
内の土壌とペースト状セメント系固化材またはセメント
ミルクとを攪拌混合して両者の混合粉粒ペースト体Ｓを
形成しながら、前記ケーシング２を前記中空管１２と共
に引き抜きつつ、ケーシング２内の混合粉粒ペースト体
Ｓを地盤中に排出することによって、地盤改良パイルＰ
を形成するようにしたものである。

【０００８】請求項２に係る工法にあっては、前記ケー
シング２の内部土壌中への中空管１２の挿入時にも、こ
の中空管１２を回転させ且つ上下動させると共に、中空
管１２先端部よりペースト状セメント系固化材またはセ
メントミルクを注入するようにしたものである。

【０００９】請求項３に係る工法にあっては、前記バイ
ブロフロット１０の下部に、土圧によって横方向に開
き、自重によって下向きに閉じる蝶形開閉板４２を装備
し、この蝶形開閉板４２を、前記上下動手段１６による
バイブロフロット１０の上下動によって開閉させるよう
にしたものである。

【００１０】また、請求項４に係る工法にあっては、前
記上下動手段１６として油圧シリンダ２１を使用するよ
うにしたものである。

【００１１】また、請求項５に係る工法にあっては、前
記中空管１２内に挿通されてその上端部側より外部に導
出されるバイブロフロット用給電ケーブル２５を、自在
接続装置によって、外部の電源側ケーブル２７と接続す
るようにしたものである。

【００１２】また、請求項６に係る工法にあっては、前
記自在接続装置として、スリップリング３１，３１とこ
れに対し回転可能で上下摺動可能に接触するブラシ３３
ａ，３３ｂとからなる接触式の自在接続装置を使用する
ようにしたものである。

【００１３】また、請求項７に係る工法にあっては、前
記自在接続装置として、外部電源側ケーブル２７にせつ
接続される一次コイル３５と、バイブロフロット用給電
ケーブルに接続される二次コイル３６とからなる非接触
式の電磁誘導型自在接続装置３４を使用するようにした
ものである。

【００１４】また、請求項８に係る工法にあっては、前
記中空管１２内にその外部からペースト状セメント固化
材またはセメントミルクを供給する箇所にスイベルジョ
イント３９を設けるようにしたものである。

【００１５】更に、請求項９に係る工法にあっては、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
マシン１または起振機によってケーシング２を軟弱地盤
中所定深度まで埋め込んで、ケーシング２内部の土壌を
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。

【００１７】また、本発明の工法では、ケーシング２を
所定深度まで埋め込んだ後、このケーシング２をオーガ
マシン１または起振機から切り離して地盤中に残置し、
先端にバイブロフロット１０を備えた攪拌翼１１付き中
空管１２を前記ケーシング２内の土壌中にその底部まで
挿入し、ペースト状セメント系固化材またはセメントミ
ルクを中空管１２の先端部よりケーシング２内の土壌中
に注入し、バイブロフロット８を振動させると共に中空
管１２を回転させ且つ上下動させて、ケーシング２内に
おいてその内部の土壌とペースト状セメント系固化材ま
たはセメントミルクとを混合攪拌するものであるから、
周囲地盤の土砂や水が混入したり周囲地盤の土圧の影響
を受けることがなく、ケーシング２内部の土壌にペース
ト状セメント系固化材またはセメントミルクが的確に注
入されて、両者の混合攪拌が確実且つ均一に行われ、良
好な混合粉粒ペースト体Ｓが形成される。また、上記中
空管１２の挿入時には、バイブロフロット１０の振動作
用によって中空管１２の挿入が容易となる。

【００１８】また、上記ケーシング２及び中空管１２の
引き抜き工程中に、バイブロフロット１０の振動作用
と、中空管１２の外周に突設された攪拌翼１１の旋回作
用及びその上下動作用により、ケーシング２内部の土壌
とペースト状セメント系固化材またはセメントミルクと
が効果的に攪拌混合されて、均一且つ精度の高い混合粉
粒体Ｓが形成されると共に、ケーシング２下端からの混
合粉粒ペースト体Ｓの排出が促進される。

【００１９】上記のようにケーシング２下端から排出さ
れる混合粉粒ペースト体Ｓは、それまでケーシング２内
部で圧縮された状態にあってしかもペースト状セメント
系固化材またはセメントミルクと土壌粒子と反応してい
る途上にあるため、その体積を膨張してケーシング２よ
りも径大の地盤改良パイルＰを形成する。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、硬化作用によって収縮することが
なく、従って地盤改良パイルＰは、地盤中に宙架された
ままで、周囲地盤を圧密してその強度を一層増大させ、
軟弱地盤の地固めを有効に達成することができる。

【００２０】請求項２に係る工法によれば、ケーシング
２内部土壌中への中空管１２の挿入時にも、この中空管
１２を回転させ且つ上下動させると共に、中空管１２先
端部よりペースト状セメント系固化材またはセメントミ
ルクを注入するようにすれば、この中空管１２の挿入時
におけるバイブロフロット８の振動作用と、中空管１２
の回転及び上下動による攪拌翼１１の旋回作用及び上下
動作用とによって、ケーシング２内部の土壌とペースト
状セメント系固化材またはセメントミルクとの混合攪拌
がケーシング２の内部全体に亘って均一且つ十分に行わ
れ、それにより高精度の混合粉粒ペースト体Ｓが形成さ
れると共に、均質良好な地盤改良パイルＰが形成され
る。

【００２１】請求項３に係る工法によれば、ケーシング
２及び中空管１２の引き抜きの際に、蝶形開閉板４２が
バイブロフロット１０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ペースト体Ｓの
排出が一層促進されて有効に排出されると共に、地盤中
に排出された混合粉粒ペースト体Ｓに対し押圧力が付与
され、それによって十分に締め固めされた圧密パイルＰ
が形成されることになる。

【００２２】請求項４に係る工法によれば、上下動手段
として油圧シリンダ１０を使用することにより、強力な
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。

【００２３】請求項５に係る工法によれば、電動式バイ
ブロフロット１０を使用する場合に、前記中空管１２内
に挿通されるバイブロフロット用給電ケーブル２５を自
在接続装置により外部の電源側ケーブル２７と接続する
ことによって、中空管１２が回転し且つ上下動する状態
でも、中空管１２内部のバイブロフロット用給電ケーブ
ル２５が捩じれて断線するようなことがなく、外部電源
側ケーブル２７とバイブロフロット用給電ケーブル２５
との間での通電が可能となる。

【００２４】請求項６に係る工法によれば、自在接続装
置として、スリップリング３１，３１とこれに対し回転
可能で上下摺動可能に接触するブラシ３３ａ，３３ｂと
からなる接触式の自在接続装置を使用した場合には、例
えば、両スリップリング３１，３２を外部電源側ケーブ
ル２７の電線２７ａ、２７ｂに接続すると共に、両ブラ
シ３３ａ，３３ｂを、中空管１２内に挿通されているバ
イブロフロット１０用の給電ケーブル２５の電線２５
ａ，２５ｂに接続することによって、前記給電ケーブル
２５と前記外部電源側ケーブル２７とが互いに通電可能
となる。

【００２５】また、請求項７に係る工法によれば、例え
ば、一次コイル３５を外部の電源側ケーブル２７に接続
させ、二次コイル３６を中空管１２内の給電ケーブル２
５に接続させることによって、両ケーブル２５，２７が
互いに通電可能となる。

【００２６】また、請求項８に係る工法によれば、回転
し且つ上下動する中空管１２に対し、外部からペースト
状セメント固化材またはセメントミルクを供給すること
が容易に可能となる。

【００２７】更に、請求項９に係る工法によれば、ペー
スト状セメント系固化材の使用にあたり、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。

【００２８】

【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
のに使用されるパイル造成装置を示している。先ず、図
１（Ａ）において１は、円筒状のケーシング２を着脱自
在に装備し、このケーシング２を回転駆動させるオーガ
マシンで、リーダ（図示せず）に昇降自在に支持される
と共に、リーダ頂部より昇降ワイヤー（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３に、両側一対の減速機付き原動機４，４を設
けると共に、ケーシング駆動用の中空軸体５を回転自在
に設け、各原動機４の出力軸４ａに固定した歯車６と、
中空軸体５に固定した歯車７とにより、各出力軸４ａの
回転を中空軸体５に伝えて、ケーシング２を回転させる
ようにしている。

【００２９】前記ケーシング駆動用の中空軸体５は、そ
の下端部が機枠３の下面から下方へ適当長さ突出してい
て、この下方突出端部にケーシング２の上端部２ａを外
嵌させ、このケーシング２の上端部２ａに設けた透孔２
ｂより、中空軸体５の対応する位置に設けた透孔または
ねじ孔（図示せず）にそれぞれ着脱ピンまたはボルト８
を挿通または螺入することによって、ケーシング２と一
体回転可能に連結される。

【００３０】図１（Ｂ）において９は、先端にバイブロ
フロット１０を有する攪拌翼１１付き中空管１２を垂下
装備して、リーダやクレーン等により昇降される昇降体
で、この昇降体９の下部には、前記ケーシング２を取外
し可能に取付けるためのケーシング取付用管体１３が、
昇降体９下面から適当長さ突出し且つ前記中空管１２を
囲繞するように設けられている。このケーシング取付用
管体１３は、前記ケーシング駆動用の中空軸体５と同様
であって、当該管体１３にケーシング２の上端部２ａを
外嵌させ、ケーシング上端部２ａの透孔２ｂから前記着
脱ピンまたはボルト８を前記管体１３透孔またはねじ孔
１４に挿入または螺入することによって、ケーシング２
を取付けできるようになっている。また、この昇降体９
内には、攪拌翼１１付き中空管１２を回転させるための
回転駆動手段１５及びこの中空管１２を所定ストローク
上下動させるための上下動手段１６が設けてある。

【００３１】前記回転駆動手段１５は、前記中空管１２
に対し相対回転可能で且つそれと一体的に上下動可能な
可動枠１７に設置された両側一対の減速機付き原動機１
８，１８と、各原動機１８の出力軸１８ａに固定された
歯車１９と、中空管１２に固定され、前記各出力軸１８
ａ側の歯車１９と噛合する歯車２０とからなるもので、
各原動機１８の回転により歯車１９，２０を介して中空
管１２を回転させるようになっている。また、上下動手
段１６は、中空管１２を挟んだ両側位置で前記昇降体９
の底壁部９ａと前記可動枠１７との間にそれぞれ介設さ
れた両側一対の油圧シリンダ２１，２１からなるもの
で、両油圧シリンダ２１，２１の伸縮作動により可動枠
１７を介して中空管１２を所定ストローク上下動させる
ようになっている。

【００３２】前記可動枠１７は、中空管１２に、軸受装
置２２を介して、中空管１２と一体的に上下動可能であ
りながら当該中空管２０の回転を許すように取付けられ
ている。また、この可動枠１７は、図２（Ａ）に示すよ
うに、両側部にガイド片２３，２３を有し、各ガイド片
２３を昇降体９側に設けたガイド支柱２４に沿って案内
させることによって、中空管１２と共回りしたりガタつ
いたりすることなく、安定状態で昇降することができ
る。

【００３３】前記中空管１２の外周面には、それぞれ棒
状に形成された複数の攪拌翼１１が、この中空管１２の
長さ方向及び周方向にそれぞれ適当間隔おきに一体に突
設されている。従って、前記回転駆動手段１５及び上下
動手段１６を作動させることにより、各攪拌翼１１が中
空管１２の周りを旋回しながら所定ストローク間上下動
することになる。

【００３４】前記バイブロフロット１７は、中空管１２
と直交する方向（水平方向）の振動を発生させる周知の
もので、図示は省略するが、一般に電動機により偏心軸
体を回転させて水平振動を発生させるようになってい
る。この場合、電動機に接続された給電ケーブル２５
は、中空管１２の中空部１２ａに挿通されて、この中空
管１２の上端部から外部に導出されるが、中空管１２が
回転し且つ上下動するようになっていることから、中空
管１２内の給電ケーブル２５の先端側は、図２（Ａ）に
示すような接触式自在接続装置２６によって、外部の電
源側ケーブル２７と接続され、給電ケーブル２５が捩じ
切れることのないようにしている。

【００３５】上記接触式自在接続装置２６のについて、
図２（Ａ）により説明する。この場合、例えば、バイブ
ロフロット１０の電動機を単相誘導電動機、ケーブル２
５，２７を単相２線式ケーブルとし、しかして同図に示
すように、昇降体９の上部に、絶縁層２８とこれの外部
を被うケーシング２９とからなる円筒状の機枠３０を設
置し、この機枠３０に前記中空管１２の上端部を同心状
に貫通させる。絶縁層２８の内周面にはそれぞれ円筒状
の第１及び第２スリップリング３１，３２を上下に隔絶
した状態に配設し、両スリップリング３１，３２をそれ
ぞれ、外部電源側ケーブル２７の電線２７ａ、２７ｂに
接続する。一方、機枠１内に貫通させた中空管１２に
は、第１スリップリング３１と対応する部位に第１ブラ
シ３３ａを、また第２スリップリング３２に対応する部
位に第２ブラシ３３ｂをそれぞれ取付けると共に、第１
ブラシ３３ａに、中空管１２内に挿通されている給電ケ
ーブル２５の一方の電線２５ａを接続し、第２ブラシ３
３ｂに他方の電線２５ｂをそれぞれ接続する。尚、図２
（Ａ）において４９は、中空管１２の上端に設けた支持
端板である。

【００３６】従って、このような接触式自在接続装置２
６によれば、中空管１２が回転し且つ上下動しても、第
１及び第２ブラシ３３ａ，３３ｂが第１及び第２スリッ
プリング３１，３２に対しそれぞれ常時接触状態で回転
しつつ上下動するため、中空管１２内の給電ケーブル２
５と外部の電源側ケーブル２７とが互いに通電可能とな
る。

【００３７】また、上記のような接触式自在接続装置２
６に代えて、図２（Ｂ）に示すように、円筒状機枠３０
の内周側に設けた一次コイル３５と、この機枠３０を同
心状に貫通する中空管１２の外周側に設けた二次コイル
３６とからなる電磁誘導式自在接続装置３４を採用する
こともでき、これによっても前記接触式自在接続装置２
６と同様に、中空管１２が回転し且つ上下動しても、中
空管１２内の給電ケーブル２５と外部の電源側ケーブル
２７とを互いに通電させることができる。この場合、一
次コイル３５は外部の電源側ケーブル２７に接続させ、
二次コイル３６は中空管１２内の給電ケーブル２５に接
続させる。

【００３８】また、前記中空管１２には上端部の供給孔
３７よりその中空部１２ａに、ペースト状セメント系固
化材またはセメントミルクが、供給ホース３８により外
部から所要圧力で圧送されて供給される。この場合、中
空管１２が回転し且つ上下動するために、この中空管１
２の供給孔３７と前記供給ホース３８との間にはスイベ
ルジョイント３９が設けられる。このスイベルジョイン
ト３９は、図２（Ａ）に示すように、中空管１２と一体
に上下動するが当該中空管１２の回転を許すように、前
記可動枠１７の下面側に固定して設けられ、しかして供
給ホース３８からのペースト状セメント系固化材または
セメントミルクを、中空管１２周りの環状溝４０より前
記供給孔３７を通じて中空部１２ａに供給する。この中
空部１２ａに供給されたペースト状セメント系固化材ま
たはセメントミルクは、図１（Ｂ）及び図３に示すよう
に中空管１２の下端部に設られたた噴出孔４８から噴出
される。尚、図２（Ａ）において４１は、中空管１２の
中空部１２ａに供給されたペースト状セメント系固化材
またはセメントミルクがその上端部側へ侵入しないよう
にするための閉塞シール板である。

【００３９】また、図１（Ｂ）及び図３に示すように、
前記バイブロフロット１０の下部には、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４２を装備することもでき
る。その場合には、バイブロフロット１０に、径大の短
管状支持管４３を複数の取付片４４を介して取付け、こ
の支持管４３の下端部内にその直径方向に水平支軸４５
を固着し、この水平支軸４５に、一対の半円形板４２
ａ，４２ａからなる蝶形開閉板４２を枢着してなるもの
で、この蝶形開閉板４２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４３の下端により当接支持される。

【００４０】前記ケーシング２をオーガマシン１のケー
シング駆動用中空軸体５に連結するには、前述のよう
に、ケーシング２の上端部２ａに設けた透孔２ｂと、中
空軸体５の透孔またはねじ孔（図示せず）とに着脱ピン
またはボルト８を挿着または螺入すればよいが、このよ
うな着脱ピンまたはボルト８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５の下端部外周面に一対の係合凸部
４６を設け、ケーシング２の上端部内周面には、上方開
口部４７ａが幅狭でその下方が水平一方向に拡大した係
止部４７ｂに形成された一対のＬ形凹溝４７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５の各係合凸部４６をケーシング２の各Ｌ形凹溝４７
の前記開口部４７ａに嵌入させて、前記中空軸体５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）に回転させることにより、各係合凸部４６が係止部
４７ｂ側に移動して係止され、それによってケーシング
２が前記中空軸体５に連結されることになる。

【００４１】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。

【００４２】先ず、図５のに示すように、オーガマシ
ン１によってケーシング２を回転させながら軟弱地盤中
に埋め込む。ケーシング２を同図ののように地盤中所
定深度まで埋め込んだならば、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５とケーシ
ング２とを連結している着脱ピンまたはボルト８を抜い
て、ケーシング２をオーガマシン１から切り離し、同図
のに示すように、ケーシング２を地盤中に残置したま
ま、オーガマシン１を引き上げる。

【００４３】上記のようにケーシング２を地盤中に残置
してオーガマシン１を引き上げたならば、オーガマシン
１に代えて、攪拌翼１１付き中空管１２を垂下装備した
昇降体９を、地盤中に埋め込まれたケーシング２の直上
方に配置し、しかして図５のに示すように、昇降体１
６を降下させて、攪拌翼１１付き中空管１２を、バイブ
ロフロット１０を振動させながらケーシング２内部の土
壌中に挿入してゆく。この挿入時には、バイブロフロッ
ト１７を振動させているため、その振動作用によってケ
ーシング２内部の土壌中への中空管１２の挿入が容易と
なる。

【００４４】前記中空管１２が図５ののようにケーシ
ング２の底部に達する頃に、昇降体９のケーシング取付
用管体１３が、地盤中から突出したケーシング２の上端
部２ａ内に突入する状態となり、しかしてこの状態にお
いて、バイブロフロット１０の振動を一旦停止し、ケー
シング２の上端部２ａと、この内部に突入したケーシン
グ取付用管体１３とを着脱ピンまたはボルト８により連
結し、ケーシング２を昇降体９に連結する。

【００４５】こうしてケーシング２を昇降体９に連結し
た後、中空管１２先端の噴出孔４８からペースト状セメ
ント系固化材またはセメントミルクを噴出させてケーシ
ング２内部の土壌中に注入しつつ、バイブロフロット１
７を再び振動させ、更に中空管１２を回転駆動手段１５
により回転させ且つ上下動手段１６により上下動させて
当該中空管１２外周の攪拌翼１１を旋回させ且つ上下動
させ、それによりケーシング２内部の土壌とペースト状
セメント系固化材またはセメントミルクとを攪拌混合し
て両者の混合粉粒ペースト体Ｓを形成しながら、昇降体
９によってケーシング２及び中空管１２を引き抜きつ
つ、ケーシング２内部の混合粉粒ペースト体Ｓをその下
端から排出して、地盤中に地盤改良パイルＰを形成する
（図５の及び参照）。

【００４６】上記のようなケーシング２及び中空管１２
の引き抜き工程中に、バイブロフロット１０の振動作用
と、中空管１２の外周に突設された攪拌翼１１の旋回作
用及びその上下動作用により、ケーシング２内部の土壌
とペースト状セメント系固化材またはセメントミルクと
が効果的に攪拌混合されて、均一且つ精度の高い混合粉
粒体Ｓが形成されると共に、ケーシング２下端からの混
合粉粒ペースト体Ｓの排出が促進される。

【００４７】また、バイブロフロット１０の下部に蝶形
開閉板４２が装備されている場合には、上記ケーシング
２及び中空管１２の引き抜きの際に、この蝶形開閉板４
２が、バイブロフロット１０の下動時には混合粉粒ペー
スト体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、混合粉粒ペースト体Ｓを押動せしめ、また上
動時には自重で下向きに閉じて、混合粉粒ペースト体Ｓ
の抵抗を受けることなくスムーズに上動するようにな
り、しかしてこの蝶形開閉板４２がバイブロフロット１
０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ペースト体Ｓの排出が一層促進され
て有効に排出されると共に、地盤中に排出された混合粉
粒ペースト体Ｓに対し押圧力が付与され、それによって
十分に締め固めされた圧密パイルＰが形成されることに
なる。

【００４８】上記のようにしてケーシング２の下端から
地盤中に排出される混合粉粒ペースト体Ｓは、それまで
ケーシング２内部で圧縮された状態にあってしかもペー
スト状セメント系固化材またはセメントミルクと土壌粒
子と反応している途上にあるため、図５のに示すよう
にその体積を膨張させてケーシング２より径大の地盤改
良パイルＰを形成する。このようにパイル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、一旦膨張したパイルＰは、硬
化作用によって収縮することがなく、従ってパイルＰ
は、図５のに示すように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。

【００４９】また、中空管１２先端部からケーシング２
内部土壌中へのペースト状セメント系固化材またはセメ
ントミルクの注入は、図５のに示すような中空管１２
の引き抜き時にのみ行ってもよいし、あるいは同図の
及びに示すようにケーシング２の内部土壌への中空管
１２の挿入時にのみ行ってもよく、あるいはまた中空管
１２の挿入時及び引き上げ時のそれぞれに行うようにし
てよい。尚、いずれの場合にしても、１本のケーシング
２の内部土壌に注入されるペースト状セメント系固化材
またはセメントミルクの注入量は予め設定された一定量
とする。また、前記中空管１２の回転及び上下動は、こ
の中空管１２の引き抜き時には必ず行わせるようにする
が、挿入時には必ずしも行わせる必要はなく、またバイ
ブロフロット１０は、中空管１２の挿入時及び引き抜き
時のいずれにも振動させるようにする。

【００５０】また、ペースト状セメント系固化材または
セメントミルクの注入と、中空管１２の回転及び上下動
とを、中空管１２の挿入時及び引き上げ時のいずれにも
行わせるようにした場合は、中空管１２の挿入時及び引
き上げ時におけるバイブロフロット１０の振動と、中空
管１２の回転及び上下動による攪拌翼１１の旋回運動及
び上下運動によって、ケーシング２内部の土壌とペース
ト状セメント系固化材またはセメントミルクとを、均一
且つ十分に攪拌混合することができて、きわめて高精度
の混合粉粒ペースト体Ｓを形成でき、それによりパイル
全体にわたり均質良好な地盤改良パイルＰを造成するこ
とができる。

【００５１】上述した本発明の工法において、ケーシン
グ２の内部土壌にはペースト状セメント系固化材または
セメントミルクのいずれを注入してもよいが、ペースト
状セメント系固化材、即ち水分とセメント系固化材とを
混合してペースト状にしたものを使用する場合、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。

【００５２】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％

【００５３】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。

【００５４】以上説明した実施例では、地盤中にケーシ
ング２を埋め込むのに、オーガマシン１を用いたが、オ
ーガマシン１の代わりに起振機を用いることができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る工法によれば、
ケーシングを軟弱地盤中所定深度まで埋め込んで、この
ケーシング内部の土壌をそのまま、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。

【００５６】また、本発明の工法では、ケーシングを地
盤中所定深度まで埋め込んだ後、このケーシングを地盤
中に残置して、攪拌翼付き中空管をこのケーシング内の
土壌中に挿入し、ペースト状セメント系固化材またはセ
メントミルクを中空管先端部よりケーシングの内部土壌
中に注入し、中空管を回転させ且つ上下動させて、ケー
シング内においてその内部の土壌とペースト状セメント
系固化材またはセメントミルクとを混合攪拌するため、
周囲地盤の土砂や水が混入したり周囲地盤の土圧の影響
を受けることがなく、ケーシング内部の土壌にペースト
状セメント系固化材またはセメントミルクが的確に注入
されて、両者の混合攪拌を確実且つ均一に行うことがで
きて、良好な混合粉粒ペースト体を形成することができ
る。また、中空管の挿入時には、バイブロフロットの振
動によって、この中空管の挿入が容易となる。

【００５７】また、この工法によれば、ケーシング及び
中空管の引き抜きに、バイブロフロットの振動作用と、
中空管の外周の攪拌翼の旋回作用及びその上下動作用に
よって、ケーシング内部の土壌とペースト状セメント系
固化材またはセメントミルクとを攪拌混合するため、両
者を効果的に攪拌混合することができて、均一且つ精度
の高い混合粉粒体を形成できる。また、ケーシング下端
からの混合粉粒ペースト体の排出を促進できる効果もあ
る。従って、パイルの途中に途切れ部分がなく、パイル
全長に亘って均質で良好な地盤改良パイルを造成するこ
とができる。

【００５８】また、ケーシングから地盤中に排出される
混合粉粒ペースト体は、それまでケーシング内部で圧縮
された状態にあってしかもペースト状セメント系固化材
またはセメントミルクと土壌粒子と反応している途上に
あるため、その体積を膨張してケーシングよりも径大の
地盤改良パイルを形成し、それにより周囲地盤が圧密さ
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は収縮することがなく、従
って地盤改良パイルは、地盤中に宙架されたままで、周
囲地盤を圧密してその強度を一層増大させ、軟弱地盤の
地固めを有効に達成することができる。

【００５９】請求項２に係る工法によれば、中空管の挿
入時におけるバイブロフロットの振動作用と、中空管の
回転及び上下動による攪拌翼の旋回作用及び上下動作用
とによって、ケーシング内部の土壌とペースト状セメン
ト系固化材またはセメントミルクとの混合攪拌をケーシ
ングの内部全体に亘って均一且つ十分に行うことがで
き、それにより高精度の混合粉粒ペースト体を形成でき
て、均質良好な地盤改良パイルを造成することができ
る。

【００６０】請求項３に係る工法によれば、ケーシング
及び中空管の引き抜きの際に、蝶形開閉板がバイブロフ
ロットの上下動に伴い開閉することにより、ケーシング
下端からの混合粉粒ペースト体の排出を一層促進して有
効に排出させると共に、地盤中に排出された混合粉粒ペ
ースト体に対し押圧力を付与し、それによって十分に締
め固めされた圧密パイルを形成することができる。

【００６１】請求項４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、強力な駆動
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。

【００６２】請求項５に係る工法によれば、電動式のバ
イブロフロットを使用する場合に、前記中空管内に挿通
されるバイブロフロット用給電ケーブルを自在接続装置
により外部の電源側ケーブルと接続することによって、
中空管が回転し且つ上下動する状態でも、外部電源側ケ
ーブルとバイブロフロット用給電ケーブルとの間での通
電が可能となる。

【００６３】請求項６に係る工法によれば、自在接続装
置として、スリップリングとこれに対し回転可能で上下
摺動可能に接触するブラシとからなる接触式の自在接続
装置を使用することによって、バイブロフロット用の給
電ケーブルと外部電源側ケーブルとを簡単に接続させる
ことができる。

【００６４】また、請求項７に係る工法によれば、自在
接続装置として、一次コイルと二次コイルとからなる非
接触式の電磁誘導型自在接続装置を使用することによっ
て、バイブロフロット用の給電ケーブルと外部電源側ケ
ーブルとを簡単に接続させることができる。

【００６５】また、請求項８に係る工法によれば、回転
し且つ上下動する中空管に対し、外部からペースト状セ
メント固化材またはセメントミルクを供給することが容
易に可能となる。

【００６６】更に、請求項９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、及びこれに装備されたケーシングを示す一
部断面側面図であり、（Ｂ）は、攪拌翼付き中空管を垂
下装備した昇降体を示す断面側面図である。

【図２】（Ａ）は、図１（Ｂ）の一部拡大説明図で、
特に接触式の自在接続装置を示しており、（Ｂ）は電磁
誘導型自在接続装置を示す概略断面図である。

【図３】バイブロフロットを示す拡大斜視図である。

【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他の例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。

【符号の説明】

１オーガマシン２ケーシング５ケーシング駆動用の中空軸体１０バイブロフロット１１攪拌翼１２中空管１３ケーシング取付用管体１５回転駆動手段１６上下動手段１７可動枠２１油圧シリンダ２５バイブロフロット用給電ケーブル２６接触式の自在接続装置２７外部電源側ケーブル３０円筒状機枠３４非接触式の電磁誘導型自在接続装置３５一次コイル３６二次コイル４２蝶形開閉板Ｓ混合粉粒ペースト体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】オーガマシンまたは起振機によって筒状の
ケーシングを地盤中所定深度まで埋め込んだ後、このケ
ーシングをオーガマシンまたは起振機から切り離して地
盤中に残置し、次いで先端にバイブロフロットを備えた
攪拌翼付き中空管を、前記バイブロフロットを振動させ
ながら前記ケーシング内の土壌中にその底部まで挿入
し、ペースト状セメント固化材またはセメントミルクを
前記中空管の先端部よりケーシング内の土壌中に注入
し、前記バイブロフロットを振動させると共に前記中空
管を回転駆動手段により回転させ且つ上下動手段により
上下動させ、ケーシング内の土壌とペースト状セメント
系固化材またはセメントミルクとを攪拌混合して両者の
混合粉粒ペースト体を形成しながら、前記ケーシングを
前記中空管と共に引き抜きつつ、ケーシング内の混合粉
粒ペースト体を地盤中に排出することによって、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】前記ケーシングの内部土壌中への前記中空
管の挿入時にも、この中空管を回転させ且つ上下動させ
ると共に、中空管先端部よりペースト状セメント系固化
材またはセメントミルクを注入するようにした請求項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の下部に、土圧によ
って横方向に開き、自重によって下向きに閉じる蝶形開
閉板を装備し、この蝶形開閉板を、前記上下動手段によ
るバイブロフロットの上下動によって開閉させるように
した請求項１に記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項４】前記上下動手段として油圧シリンダを使用
す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】前記中空管内に挿通されてその上端部側よ
り外部に導出されるバイブロフロット用給電ケーブル
を、自在接続装置によって、外部の電源側ケーブルと接
続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】前記自在接続装置として、スリップリング
と、これに対し回転可能で上下摺動可能に接触するブラ
シとからなる接触式の自在接続装置を使用するようにし
た請求項５に記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項７】前記自在接続装置として、外部電源側ケー
ブルに接続される一次コイルと、バイブロフロット用給
電ケーブルに接続される二次コイルとからなる非接触式
の電磁誘導型自在接続装置を使用するようにした請求項
５に記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項８】前記中空管内にその外部からペースト状セ
メント固化材またはセメントミルクを供給する箇所にス
イベルジョイントを設けている請求項１〜７のいずれか
に記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項９】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１〜８のいずれかに記載の軟弱
地盤の改良工法。