JP3081799U - ソイル柱施工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削土砂とセメントミルクとを均一に混練で
き、しかも所定形状のソイル柱を容易に施工できる装置
を提供することを課題とする。 【解決手段】 上記の課題は、シャフト４と、シャフト
下端部に設けられた掘削刃２５と、セメントミルクを放
出する放出口とから成り、シャフト４に伴った掘削刃２
５の回転によって地盤中に小径の掘削孔を形成するとと
もに掘削土砂とセメントミルクとの混合によってソイル
柱を形成するソイル柱施工装置であって、シャフト４の
長さ方向の所定間隔を開けた複数箇所には、シャフトの
逆回転時に開いて小径の掘削孔の内径を部分的に拡大す
るシャンク６が設けられており、しかも上下に隣接する
シャンクから略等距離の所には、シャフトの側面から水
平方向に延びる一対の取付台が上下に並んで取り付けら
れており、ここにローラー８が設けられているソイル柱
施工装置とすることによって解決される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、砂地や埋立地等の軟弱地盤を強化するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、小径の柱状体の複数箇所に鍔状の大径部を複数個有するソイル柱が軟 弱地盤の強化に有効であることが知られていた。 このようなソイル柱は、例えば図２３に記載するように、ソイル柱の大径部の直 径よりも大きな直径の掘削孔を掘りながら直接埋め込まれるが、このような埋込 方法は掘削コストが高く、また多量の排土を発生し、さらに大きな騒音も引き起 こす。また、図２４に示すように、スクリュー・オーガｓによってセメントミル クを放出しながら掘削孔を形成し、そこにソイル柱を挿入する方法もあるが、こ の方法は煩雑であり施工期間が長くなる。

【０００３】 そこで、特開昭５９−８５０２４号や実開平３−５４８８２号に記載するような 、シャフトの下端部からセメントミルクを放出することができ、しかもシャフト の下端部に逆回転時に開くシャンクが設けられたソイル柱施工装置が提案されて いる。この装置は、まずセメントミルクを放出しながらシャフトを正回転して小 径の孔を掘削し、引き続いて大径孔部を形成すべき位置にシャフトの下端部を位 置合わせしてシャフトを逆回転する操作を繰り返して、複数個の大径孔部を順次 形成できるようになっている。ここで、掘削に際して発生する掘削土砂はセメン トミルクと混練され、得られたセメント混練物が掘削孔内に充填されて所定のソ イル柱に成形されるようになっている。 しかしながら、従来のソイル柱施工装置によると、大径部を形成すべき位置にシ ャフトの下端部を順次位置合わせしなければならず面倒であった。また、掘削土 砂とセメントミルクとを十分に混練して均一なセメント混練物を得ることが困難 であり、得られるソイル柱が所定形状を有していなかったりした。特に、大径孔 部を掘削する際に発生する土砂がセメントミルクと混練されなかったり、大径孔 部にセメント混練物が充填されなかったりした。さらに、掘削孔の周壁が施工途 中で崩壊してしまう場合もあった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

そこで本考案は、掘削土砂とセメントミルクとを均一に混練でき、しかも所定形 状のソイル柱を容易に施工できる装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本願考案者は上記の課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、小径の柱状体の複 数箇所に鍔状の大径部が形成されたソイル柱を地盤中に施工するためのソイル柱 施工装置であって、前記ソイル柱施工装置は、 シャフトと、前記シャフトの下端部に設けられた掘削刃を有する掘削ヘッドと、 前記シャフトの内部を通って供給されたセメントミルクを放出する放出口と、前 記シャフトの長さ方向に所定間隔を開けて複数箇所に設けられたシャンクとから なり、 前記シャンクの刃は施工すべき前記ソイル柱の前記大径部の厚みよりも短くなっ ており、しかも前記シャフトの逆回転時に前記シャフトの軸に垂直な面内におい て開くようになっており、 しかも、上下に隣接する前記シャンクの略真中部分であって前記シャフトの側面 部分に回転可能に支持されたローラーが設けられており、 前記シャフトを正回転することによって小径の掘削孔を形成するとともに、前記 シャフトを逆回転させながら振幅させることによって前記小径の掘削孔の内径を 部分的に拡大し、しかも前記ローラーによって前記小径の掘削孔の周壁が押し固 められるようになっており、 さらに前記放出口は前記シャフトの前記下端部に設けられていることを特徴とす るソイル柱施工装置とすることよって解決されることを見いだした。 以下に本考案を詳細に説明する。

【０００６】

【考案の実施の形態】 図１〜図９は、本考案のソイル柱施工装置の一実施例であり、この装置は公知の 杭打ち機（図示せず）によって支持されている。 このソイル柱施工装置は、図１に概略的に示すように、地盤掘削用のシャフト４ から構成されており、シャフト４の上端部には公知のモルタルプラント１がグラ ンドホース３を介して接続されており、セメントミルクが発電機２からの電力を 受けてモルタルプラント１から供給されるようになっている。

【０００７】 図２〜図４はシャフト４の下端部付近を示しており、ヘッド取付部４１を介して シャフト４よりも大径の掘削ヘッド５が取り付けられている（図２）。この掘削 ヘッド５の下端には掘削刃２５が取り付けられており、シャフトの回転によって 掘削刃２５の回転直径に対応する大きさの小径孔が掘削されるようになっている 。なお、上記の掘削ヘッド５は、その接続部４６をヘッド取付部４１内に挿入し てジョイントホール４４にジョイントピン４２を挿入することによって、シャフ ト４に取り付けられている（図３および図４）。

【０００８】 図５および図６は本考案のソイル柱施工装置の上端部付近を示しており、シャフ ト４を軸回転するためのモーターを備えた中間シーベル７が取り付けられている 。この中間シーベル７は、シャフトの上端の接続部４６’を中間シーベル７の接 続部３５内に挿入した後にジョイントピン４７をジョイントホール３７に挿入す ることによって、取り付けられている。この中間シーベル７には注入口７０が設 けられており、モルタルプラント１から供給されたセメントミルクをシャフト内 の中空管４３に導入するようになっている。このセメントミルクはシャフトの下 端部付近に設けられた放出口（図示せず）から放出されるようになっている。な お、本考案において、セメントミルクの放出口は、少なくともシャフト４の下端 部付近に１個設けられているが、さらにシャフトの中間部に設けてもよい。

【０００９】 また、本考案のソイル柱施工装置には、図１に示すように、シャフトの長さ方向 に所定間隔を開けた複数箇所にシャンク６が取り付けられている。それぞれのシ ャンク６は、シャフトの半径方向に対向して位置する２個（又は複数個）のシャ ンク刃３１から構成されている（図９）。このシャンク６は、シャフト４に溶接 された上下のシャンク取付台４４、４５間にジョイント・ピン４７を使用して取 り付けられている（図７）。このシャンクの刃の長さは、施工すべきソイル柱の 大径部の厚み（シャフトの長さ方向に一致する長さ）よりも短くなっており、特 に、それは施工すべき大径部の厚みの２分の１以下になっている。 上記のシャンク６は、シャフト４を正方向に回転させた時にはジョイント・ピン ４７を中心に回転してシャフト４の側面に沿うように閉じた状態になり、シャフ ト４の背部２７が掘削孔の周壁を押し固めるようになっている。一方、上記のシ ャンク６は、シャフト４を逆方向に回転させた時にはジョイント・ピン４７を中 心に回転して開いて、シャンク取付台４４から突き出したストッパー２３に当た って止まる（図９）。これによって、シャフトの正回転によって既に形成されて いる孔の内径を拡大することができる。 なお、本実施例では、シャフト４の下端部に取り付けられた掘削ヘッドにも同一 のシャンク６が取り付けられている。この掘削ヘッドの直径はシャフトの直径よ りも大きいため、このシャンク（最下部のシャンク）は他のシャンクよりも、シ ャフトの半径方向に大きく開くようになっている。

【００１０】 また、本考案のソイル柱施工装置には、図７および図８に示すように、各シャン ク６の略中間部分に掘削孔の周壁を押し固めるためのローラー８が取り付けられ ている。このローラー８は、上述のシャンク６を取り付けるためのシャンク取付 台４４、４５と同様のローラー取付台４４’、４５’に取り付けられている。こ のローラー８は、シャンク６の回転に伴って、掘削孔の周壁に沿って転がりなが ら、周壁を押し固めるようになっている。掘削孔の周壁に沿って転がるローラー ８は掘削孔の周壁との摩擦抵抗は低いが、効率的に掘削孔の周壁を押し固めるこ とが可能である。このローラー８によって掘削孔の周壁を固く押し固めるため、 施工途中において周壁が崩壊等するのを防止でき、所定形状のソイル柱が確実に 施工される。

【００１１】 上記のような構成のソイル柱施工装置は例えば図１０〜１７に記載するようにし て使用される。 まず、ソイル柱を施工すべき地盤で、シャフト４を正方向に回転させて掘削を開 始する（図１０）。掘削ヘッド５が埋まる程度まで掘削した段階でセメントミル クを放出しながら更に掘削を続ける（図１１）。そして、掘削刃の回転に対応す る直径（小径）の所定深さの掘削孔を得る（図１２）。

【００１２】 次に、シャフト４を逆回転させる（図１３）。各シャンク６は掘削孔の周壁から の摩擦抵抗によって徐々に開いて掘削孔の内径を部分的に拡大する。 本考案においては、複数個のシャンクがシャフトの長さ方向に所定間隔を開けて 設けられているため、複数個の大径孔部は同時に形成される。従って、大径孔部 の形成時に発生する掘削土砂もセメントミルクと混練されて均一なセメント混練 物となる。この点に関して、特開昭５９−８５０２４号や実開平３−５４８８２ 号に記載されるようなシャンクがシャフトの下端部にのみ設けられ、各大径孔部 を順次形成する従来のソイル柱施工装置と顕著に相違する。 なお、図１４および図１５に示すように、シャフトを逆回転させながら一定幅の 上下移動を行うと、大径孔部の縦方向の長さが拡大される。

【００１３】 最後に、図１６に示すように、シャフト４を再び正方向に軸回転させてシャンク を閉じながら、図１７に示すようにシャフト４を引き出す。その後、一定時間放 置すると、セメント混練物が固化して、小径の柱状体の複数箇所に鍔状の大径部 を有するソイル柱が形成される。なお、掘削ヘッド５の直径はシャフト４の直径 よりも大きいため、掘削ヘッド５に取り付けられたシャンク（最下部のシャンク ）はその他のシャンクよりもシャフトの半径方向に大きく広がるので、最下部の 大径部の直径は他の大径部の直径よりも大きくなっている。

【００１４】 なお、本考案のソイル柱施工装置を使用して複数個のソイル柱を線状、格子状ま たは放射状に配列施工することも容易である。これによって、より高重量の建造 物に耐えうるようなソイル柱の施工が可能になる。 このようなソイル柱の配列施工の方法としては、例えば、先ず図２１や図２２に 示すような位置に小径孔を複数個形成し、次にシャフトの逆方向の軸回転によっ て大径孔部を形成する方法が挙げられる。この場合、隣接するソイル柱の深さを 適宜調整して、隣接するソイル柱の大径部と小径部とが互いに係合しあうように 、各ソイル柱を配列施工してもよい。

【００１５】 また、本考案は、各シャンク６が２個のシャンク刃３１から構成される場合、各 シャンク６が図１に記載するようなシャフトの中心軸を含む平面上のシャフト側 面に配列される場合に限定されず、上下に隣接する各シャンク６同志が互いに一 定角度（例えば９０°）をなすように配列されていてもよい。これによってセメ ントミルクの混練がさらに均等に行われる。 また、これと同様に、上下に隣接する各ローラー８同志が互いに一定角度（例え ば９０°）をなすように配列されていてもよい。

【００１６】 本考案によると、掘削土砂は、一部はローラーとシャンク背部とによって掘削孔 周壁に押し固め（圧密）され、残りはセメントミルクと均一に混練されてセメン ト混練物になるため、排土を殆ど発生しない。 また、複数個の大径孔部は同時に形成されるため、大径孔部の形成時に発生する 掘削土砂もセメントミルクと混練されて均一なセメント混練物になる。 さらに、このセメント混練物は、シャフトの正回転および逆回転によって掘削孔 内に均等に充填される。 また、本考案によると、所定形状のソイル柱を従来の装置よりも簡単に施工する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の装置の概略を示す説明図である。

【図２】 本考案のシャフトの側面図である。

【図３】 本考案のシャフトの下端部に取り付けられる
ヘッド取付台と掘削ヘッドを示す側面図である。

【図４】 本考案のシャフトの下端部付近を示す側面図
である。

【図５】 本考案の中間シーベルの側面図である。

【図６】 本考案のシャフトの上端部を示す側面図であ
る。

【図７】 本考案のシャンクを示す側面図である。

【図８】 本考案のローラーを示す側面図である。

【図９】 本考案のシャフトのシャンクの開閉状態を示
す平面図である。

【図１０】 本考案の装置を地盤にセットした状態を示
す側面図である。

【図１１】 本考案のシャフトの正回転の様子を示す側
面図である。

【図１２】 所定深さまで掘り下げた状態を示す側面図
である。

【図１３】 大径孔部を形成する様子を示す側面図であ
る。

【図１４】 シャフトを上昇させて大径孔部を拡大する
様子を示す側面図である。

【図１５】 シャフトを下降させて大径孔部を拡大する
様子を示す側面図である。

【図１６】 シャフトを再び正回転させてシャンクを閉
じる様子を示す図である。

【図１７】 本考案のシャフトを抜き取った状態を示す
側面図である。

【図１８】 シャフトの正回転によって孔を掘削した後
に、大径孔部を形成しないで、シャフトを引き抜いた状
態を示す側面図である。

【図１９】 図１８の状態から更に別地点で掘削してい
る様子を示す側面図である。

【図２０】 掘削孔を線状に形成した様子を示す側面図
である。

【図２１】 隣接するソイル柱の鍔状部分が互いに係合
するように複数個のソイル柱を配列施工した様子を示す
図であり、Ａは上面図であり、Ｂは側面図である。

【図２２】 隣接するソイル柱の鍔状部分が互いに係合
するように複数個のソイル柱を配列施工した様子を示す
図であり、Ａは上面図であり、Ｂは側面図である。

【図２３】 従来のソイル柱の施工方法を示す図であ
る。

【図２４】 従来のソイル柱の別の施工方法を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ モルタルプラント ２ 発電機 ４ シャフト ５ 掘削刃 ６ シャンク ８ ローラー

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 小径の柱状体の複数箇所に鍔状の大径部
   が形成されたソイル柱を地盤中に施工するためのソイル
   柱施工装置であって、前記ソイル柱施工装置は、シャフ
   トと、前記シャフトの下端部に設けられた掘削刃を有す
   る掘削ヘッドと、前記シャフトの内部を通って供給され
   たセメントミルクを放出する放出口と、前記シャフトの
   長さ方向に所定間隔を開けて複数箇所に設けられたシャ
   ンクとからなり、前記シャンクの刃は施工すべき前記ソ
   イル柱の前記大径部の厚みよりも短くなっており、しか
   も前記シャフトの逆回転時に前記シャフトの軸に垂直な
   面内において開くようになっており、しかも、上下に隣
   接する前記シャンクの略真中部分であって前記シャフト
   の側面部分に回転可能に支持されたローラーが設けられ
   ており、前記シャフトを正回転することによって小径の
   掘削孔を形成するとともに、前記シャフトを逆回転させ
   ながら振幅させることによって前記小径の掘削孔の内径
   を部分的に拡大し、しかも前記ローラーによって前記小
   径の掘削孔の周壁が押し固められるようになっており、
   さらに前記放出口は前記シャフトの前記下端部に設けら
   れていることを特徴とするソイル柱施工装置。
2. 【請求項２】 前記シャンク刃の長さは、施工すべき前
   記ソイル柱の前記大径部の前記厚さの少なくとも２分の
   １以下になっていることを特徴とする請求項１に記載の
   ソイル柱施工装置。
3. 【請求項３】 前記掘削ヘッドの直径は前記シャフトの
   直径よりも大きくなっており、しかも前記シャンクは前
   記掘削ヘッドの側面部分にも取り付けられており、これ
   によって前記ソイル柱に形成される複数個の前記大径部
   のうち最下部に位置する前記大径部の直径は、前記最下
   部以外の部分に位置する前記大径部の直径よりも大きく
   なっていることを特徴とする請求項２に記載のソイル柱
   施工装置。
4. 【請求項４】 前記シャンクは、前記シャフトの長さ方
   向の少なくとも３箇所以上の場所に取り付けられてお
   り、前記ローラーは前記シャフトの長さ方向の少なくと
   も２箇所以上の場所に取り付けられていることを特徴と
   する請求項３に記載のソイル柱施工装置。
5. 【請求項５】 前記ローラーは、シャフトの側面から水
   平方向に延びる上下の取付台にその中心が回転可能に取
   り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のソ
   イル柱施工装置。
6. 【請求項６】 前記シャフトの軸方向から観察すると、
   前記シャフトを中心として、前記シャンクは０°および
   １８０°の方向に取り付けられており、前記ローラーは
   ９０°および２７０°の方向に取り付けられていること
   を特徴とする請求項５に記載のソイル柱施工装置。