JP3626619B2 - 強化混合固化杭の造成工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭強度を更に向上させた強化混合固化杭の造成工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、軟弱地盤を改良する工法として、セメントミルク、モルタルなどの固化材と軟弱土を地盤中の原位置で攪拌混合し、化学的な結合作用を利用して軟弱土を固結し、地盤を固化改良する混合固化処理工法が知られている。この工法では、先端に攪拌翼を有する攪拌軸などから固化材を吐出し攪拌しながら貫入引き抜きを行うことにより、原地盤土と固化材が攪拌混合され、固化処理杭が造成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は原地盤の土質によっては固化反応が阻害され、十分な杭強度が得られないことがあり、さらに杭強度の向上が要望されている。これを解決するには、セメント量を増やしたり、高価な増強剤を配合することが考えられるが、費用対効果の観点から限度があり実用性は低い。
【0004】
したがって、本発明の目的は、杭強度を更に向上させた強化混合固化杭の造成工法を提供することにある。
【0005】
【問題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、施工機本体の前面に立設されたリーダーに、引き抜き攪拌混合時にケーシング径より大きい径を有する攪拌翼と固化材吐出口とを攪拌軸の先端部に有する攪拌装置、ホッパー等の改良材供給装置、回転可能なケーシング及びケーシング等の強制昇降装置を備えた施工機を用い、少なくとも先端部に改良材を充填したケーシングを回転しながら改良すべき地盤の所定深度まで貫入し、次いでケーシングを引き抜きながら改良材をケーシング先端より流下排出し、かつ固化材を吐出しながらケーシング先端の外で改良材、固化材及び原地盤土の攪拌混合を所定深度から地表に至るまで行い、改良材、固化材及び現地盤土の混合物からなる固化杭を造成することを特徴とする強化混合固化杭の造成工法である。
【0006】
【発明の実施の態様】
本発明は、次のような実施の態様を包含する。上記の本発明の構成において、攪拌翼はケーシングの先端より突出して設けることがよい。
【0007】
別の実施の態様としては、攪拌翼を折り畳み可能とし、攪拌軸上下動装置を備えた施工機を用い、攪拌翼を折り畳んでケーシング内に収容した状態で貫入し、攪拌混合時に攪拌軸上下動装置により攪拌翼をケーシングの先端より突出させ、回転などにより攪拌翼が展開してケーシング径より大きい径となるように構成することができる。
【0008】
また、上記の実施の態様において、攪拌軸の長さ方向に複数段の攪拌翼を設け、攪拌軸の下端に近い攪拌翼をその上部のものより大きい径を有するようにしたり、複数段の攪拌翼を各段毎に異なる角度で設けたりすることもよい。
【0009】
さらに、ケーシングの貫入及び/又は引き抜きの際、供給する改良材と固化材の合計量にほぼ見合う量を排土することも、地盤変位を発生させない工法として本発明の好ましい実施の態様である。
【0010】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明を実施するための施工機の一例を部分的に切り欠いて示す側面図である。
【0011】
図1において、1は施工機本体、2は施工機本体1の前面に立設されたリーダー、3はケーシングである。ケーシング3の上端は、スィーベル機構付きのケーシング回転装置4を介して回転自在にリーダー2に接続されている。ケーシング回転装置4の上部には、攪拌用駆動装置5と、ケーシング3を強制的に昇降させるための強制昇降装置6が備えられ、最上部に改良材供給用ホッパー7が設けられている。この強制昇降装置6としては、貫入時と引き抜き時にリーダー2からの反力が得られる例えばラック・ピニオン方式によるものなどがあげられる。なお、図1では上記のような機器配置を示したが、機器配置は任意であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【0012】
固化材を吐出しかつ改良材と固化材と原地盤土とを攪拌混合するための攪拌装置は、攪拌用駆動装置5、これと連結しケーシング3を貫通する攪拌軸8、攪拌軸8の先端部にあってケーシング3の先端から突出しケーシング3の径より大きな径を有する攪拌翼9、及び攪拌翼9の近傍に位置する固化材の吐出口10で構成されている。この攪拌軸8は中空管とし、固化材供給管11を通して供給される固化材を吐出口10へ送給する。この吐出口10は、攪拌軸8の最下端に開口してもよいし、攪拌翼9の中間に開口してもよいし、攪拌軸8の長さ方向に複数段にわたって開口してもよい。
【0013】
図1に示す施工機を用いて軟弱地盤を改良するには、まずケーシング3を所定位置に据え、改良材供給用ホッパー7からケーシング3内に所定量の改良材、例えば砂、砂利、スラグ、砕石、掘削土などを投入する。ケーシング3内の先端部に充填された改良材は、原地盤土のケーシング3への進入を防ぐ。ケーシング3をケーシング回転装置4により回転しながら、強制昇降装置6により強制的に所定深度まで貫入する。貫入の際、攪拌翼9はケーシング3と連動して地盤土中を進行させる。
【0014】
次いで、攪拌翼9を回転しながらケーシング3を強制昇降装置6により引き抜き、改良材をケーシング3から流下排出させ、この状態で固化材供給管11を通して固化材、例えばセメントミルク、セメントモルタルなどを供給し、吐出口10から吐出させる。ケーシング3の径より大きな径を有する攪拌翼9によって、その有効径に相当する原地盤土に対し、改良材と固化材とが攪拌混合され、これによってケーシング3の径より大径の強度が向上した固化杭を造成できる。なお、引き抜き時にケーシング3は回転しても回転しなくてもよい。
【0015】
このように、所定深度から地表に至るまでケーシング3を引き抜きながら固化材吐出及び攪拌混合を継続して行うことによって、改良材、固化材及び原地盤土の混合物からなり、ケーシング3の径より大径の杭が形成され、それに含まれる固化材が水和反応やポゾラン反応で改良材、現地盤土と強固に結合し、高強度の固化杭を造成することができる。
【0016】
以上の説明では、ケーシング3の先端より突出しケーシング3の径より大きな径を有する攪拌翼9を用いた例を説明したが、このような攪拌翼9に代えて、ケーシング3内に収容された折り畳み可能な攪拌翼を用いることもできる。
【0017】
例えば、攪拌翼を折り畳み可能な攪拌翼とし、油圧などにより攪拌軸を強制的に上下動しうる攪拌軸上下動装置を備えた施工機を用い、攪拌翼を折り畳んでケーシング内に収容した状態で貫入し、攪拌混合時に該上下動装置により攪拌翼をケーシングの先端より突出させ、回転などにより攪拌翼が展開してケーシングの径より大きい径となるように構成してもよい。
【0018】
このような攪拌翼の一例としては、図2に示すように▲1▼方向回転で閉じ、▲2▼方向回転で展開する折り畳み翼9Aがあげられる。折り畳み翼の別例としてはパンタグラフ翼でもよい。
【0019】
また、攪拌混合の効率を高めるため、攪拌軸8の長さ方向に複数段の攪拌翼9を設けることがよいが、この攪拌翼9がひねりを有するものであったり、図3に示すように下端に近い攪拌翼9Dがその上部の攪拌翼9C、9Bより大きい径を有するものであったり、図4に示すように攪拌翼9E、9F、9Gが各段毎に異なる角度で設けられたものであったり、あるいはこれらを組み合わせたものであってもよい。
【0020】
本発明では改良材と固化材を地盤中へ投入するので、固化杭周辺の地盤を押して地盤変位が発生する場合もあり得る。既設建造物などの近傍の地盤改良では、地盤変位の発生を考慮し、供給する改良材と固化材の合計量にほぼ見合う量を排土することが好ましい。排土方法としては、従来から公知の方法を適用でき、例えばケーシングの外周にスパイラル羽根を設け、貫入及び/又は引き抜きの際スパイラル羽根に沿って地表に排土することなどでよい。
【0021】
【発明の効果】
以上説明した本発明の強化混合固化杭の造成工法によれば、砂などの改良材とセメントミルクなどの固化材と原地盤土とを改良すべき地盤の原位置で攪拌混合し、改良材、固化材及び原地盤土の混合物からなる高強度の固化杭を効率的に造成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための施工機の一例を部分的に切り欠いて示す側面図である。
【図2】展開可能な折りたたみ翼の一例を示す図面である。
【図3】異なる径の攪拌翼を複数段設けた例を示す図面である。
【図4】異なる角度で攪拌翼を複数段設けた例を示す図面である。
【符号の説明】
1 施工機本体
2 リーダー
3 ケーシング
4 ケーシング回転装置
5 攪拌用駆動装置
6 強制昇降装置
7 改良材供給用ホッパー
8 攪拌軸
9 攪拌翼
10 吐出口
11 固化材供給管
Claims (6)
- 施工機本体の前面に立設されたリーダーに、引き抜き攪拌混合時にケーシング径より大きい径を有する攪拌翼と固化材吐出口とを攪拌軸の先端部に有する攪拌装置、ホッパー等の改良材供給装置、回転可能なケーシング及びケーシング等の強制昇降装置を備えた施工機を用い、少なくとも先端部に改良材を充填したケーシングを回転しながら改良すべき地盤の所定深度まで貫入し、次いでケーシングを引き抜きながら改良材をケーシング先端より流下排出し、かつ固化材を吐出しながらケーシング先端の外で改良材、固化材及び原地盤土の攪拌混合を所定深度から地表に至るまで行い、改良材、固化材及び原地盤土の混合物からなる固化杭を造成することを特徴とする強化混合固化杭の造成工法。
- 攪拌翼がケーシングの先端より突出して設けられている請求項1記載の強化混合固化杭の造成工法。
- 攪拌翼が折り畳み可能な攪拌翼であり、攪拌軸上下動装置を備えた請求項1記載の施工機を用い、攪拌翼を折り畳んでケーシング内に収容した状態で貫入し、攪拌混合時に攪拌軸上下動装置により攪拌翼をケーシングの先端より突出させ、回転などにより攪拌翼が展開してケーシング径より大きい径となるよう構成してなる請求項1記載の強化混合固化杭の造成工法。
- 攪拌軸にその長さ方向に複数段の攪拌翼を設け、攪拌軸の下端に近い攪拌翼がその上部のものより大きい径を有する請求項2又は3記載の強化混合固化杭の造成工法。
- 複数段の攪拌翼が各段毎に異なる角度で設けられている請求項2〜4のいずれかに記載の強化混合固化杭の造成工法。
- ケーシングの貫入及び/又は引抜きの際、供給する改良材と固化材の合計量にほぼ見合う量を排土する請求項1〜5のいずれかに記載の強化混合固化杭の造成工法。
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