JP5109526B2 - 柱状改良の施工方法 - Google Patents
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Description
本発明は、軟弱地盤に建造物を構築しようとする場合に行う基礎部分の柱状改良の施工方法に関する。
構造物を支持する基礎部分には一般に杭基礎が用いられるが、良質の支持層がかなり深いところにあり、支持杭を根入れさせるのが不経済である場合に、周面摩擦によって荷重を支持する摩擦杭が使用される。
摩擦杭は、一般にセメントミルクと掘削土砂とを攪拌してなるソイルセメントの柱状体である。これを施工するには、支持力に必要な柱状体の深さならびに径を定め、掘削機械により地盤内に竪孔を掘削し、機械式の攪拌装置により竪孔内の掘削土砂とセメントミルクとを攪拌混合してソイルセメントの柱状体を形成し、これを硬化させる機械式攪拌方式が一般的である。
摩擦杭は、一般にセメントミルクと掘削土砂とを攪拌してなるソイルセメントの柱状体である。これを施工するには、支持力に必要な柱状体の深さならびに径を定め、掘削機械により地盤内に竪孔を掘削し、機械式の攪拌装置により竪孔内の掘削土砂とセメントミルクとを攪拌混合してソイルセメントの柱状体を形成し、これを硬化させる機械式攪拌方式が一般的である。
支持杭に相当する周面摩擦力を発現させるには一般に柱状体の径はかなり大きくすることが必要であり、たとえば３ｍ程度のものは珍しくない。しかし掘削機械の側から見ると通常のプレボーリング工法などではこのような大径は全く不要であり、１〜１．５ｍ程度の掘削径に対応するものが大部分である。大型の機械であれば２ｍ以上のものも可能である。
また、掘削ヘッドそのもので攪拌を行うため羽根の枚数が少なく、ヘッドを昇降させなければならないので効率が悪く、攪拌工程で時間がかかるという問題点がある。
ところで、杭基礎の先端部を拡径して「球根」などと称される根固め部を形成するため、掘削軸を逆回転させることにより周囲の地盤の抵抗によってアームが開き、大径の掘削を行うように構成された掘削ヘッドが知られている。
ところで、杭基礎の先端部を拡径して「球根」などと称される根固め部を形成するため、掘削軸を逆回転させることにより周囲の地盤の抵抗によってアームが開き、大径の掘削を行うように構成された掘削ヘッドが知られている。
その一例として、特許文献１に記載の掘削ヘッドを、図２、３により簡単に説明する。この掘削ヘッドＢは、先端の掘削翼の直上に、パンタグラフ機構により拡縮自在の拡大翼を備えている。図２は小径の掘削を行う場合、図３は大径の掘削を行う場合の掘削ヘッドＢを示す正面図で、１は上方のオーガマシンから駆動されるオーガスクリュー、２は駆動軸、３は先端の掘削翼５を駆動する掘削軸、４はその上方の拡大翼、４１は拡大翼４が取り付けられた支持ブラケット、４２はパンタグラフ機構による補助リンク、６は掘削軸３の先端からセメントミルクを噴出する噴射孔である。
駆動軸２と掘削軸３とは上下方向に相対変位可能にスプライン結合されており、図２の状態で駆動軸を回転させると、掘削翼５に相当する小径の掘削ができる。図示しないがスプライン部分には斜め方向にねじれたキー溝とキーが内蔵されているので、駆動軸２を逆方向に回転させるとキーがキー溝に従って移動し、支持ブラケット４１が押し下げられて拡大翼４が開き、図３の状態となる。この状態で掘削を行うと拡大翼４に相当する大径の掘削を行うことができる。
特開２００５−０２３５６１号公報
掘削ビットそのものを大径とすれば、オーガマシンには大容量のモータが必要であり、かつ掘削ビットのみでは翼の枚数が少ないので攪拌混合には効率が悪い。また、施工エリアが狭隘な場合には、大型の機械を搬入したり組み立てたりすることが困難である。
従来は掘削翼と攪拌翼とが一体化した掘削装置が一般的であり、一旦掘削を行った後に固化剤を地盤中に噴射し、掘削装置を上下させながら攪拌混合するのが普通であったが、この場合大径の地盤改良を行うには掘削径も大きくしなければならず、掘削抵抗が大きい。また攪拌翼が掘削翼と一体のため、掘削時に攪拌翼にも大きな力がかかる。
従来は掘削翼と攪拌翼とが一体化した掘削装置が一般的であり、一旦掘削を行った後に固化剤を地盤中に噴射し、掘削装置を上下させながら攪拌混合するのが普通であったが、この場合大径の地盤改良を行うには掘削径も大きくしなければならず、掘削抵抗が大きい。また攪拌翼が掘削翼と一体のため、掘削時に攪拌翼にも大きな力がかかる。
前記したように拡大翼を設けた掘削ヘッドも開発されているが、拡大翼を開く際に大きな回転トルクが生じるので、多数の翼を同時に開くことは困難であり、通常拡大翼は２枚である。その結果、攪拌時にも翼は２枚であり、効率的な攪拌が行えない。
本発明は、掘削と攪拌の工程を分離することにより、小型の掘削機械を使用して大径の柱状体を高い施工能率で造成することのできる柱状改良の施工方法を提供することを目的とする。
本発明は、掘削と攪拌の工程を分離することにより、小型の掘削機械を使用して大径の柱状体を高い施工能率で造成することのできる柱状改良の施工方法を提供することを目的とする。
本発明は、掘削ヘッドにより所定深さまで小径の竪孔を掘削した後、この竪孔を拡大する掘削工程と、前記掘削ヘッドを仮置き孔に預けられた攪拌ヘッドに交換し、固化剤を注入しながらこの拡大された竪孔内部の土壌を攪拌混合する攪拌工程とからなることを特徴とする柱状改良の施工方法であり、さらに詳しくは、先端の掘削翼の直上にパンタグラフ機構により拡縮自在の拡大翼を有する掘削ヘッドを使用し、前記拡大翼を収縮させたまま先端の掘削翼により所定深さまで小径の竪孔を掘削した後前記拡大翼を拡大させ、これを昇降させながら前記竪孔を拡大し、ついで前記掘削ヘッドを仮置き孔に預けられた多数の翼を有する攪拌ヘッドに交換し、固化剤を注入しながらこの拡大された竪孔内部の土壌を攪拌混合することを特徴とする柱状改良の施工方法である。
本発明によれば、大型の掘削機械を使用せずに大径の柱状体の造成を効率よく行うことができるという、すぐれた効果を奏する。掘削ヘッドを継ぎ足ししなくてもよい短い杭の場合、特に効果が大きい。
本発明では、掘削工程と攪拌工程とでヘッドを交換し、拡翼ビットを有する掘削ヘッドで大径の竪孔を掘削し、多数の翼を有する攪拌ヘッドで効率のよい攪拌混合を行い、大型の掘削機械を使用せずに大径の柱状体の造成を行うことができる。
実施例の施工方法を図１により説明する。
まず（ａ）に示すように掘削ヘッドＢを使用して通常の掘削を行う。掘削ヘッドは、拡大掘削が可能なもの、たとえば図２、３に示したものなどが好適である。この段階の掘削径Ｄ1は、掘削翼に対応する小径である。ついで（ｂ）に示すように拡大翼を開いて大径の掘削を行う。掘削径Ｄ2は拡大翼に対応する大径である。つぎに（ｃ）に示すように掘削ヘッドＢを攪拌ヘッドＭに交換する。攪拌ヘッドは当然掘削径Ｄ2に相当する大径で、多数の攪拌翼を備えたものである。掘削工程で上下少なくとも１往復掘削して土壌は柔らかくなっているので、攪拌は容易である。攪拌ヘッドＭを昇降させながらセメントミルク等の固化剤を注入し、内部の土壌を攪拌混合して硬化させれば柱状改良が完了する。
実施例の施工方法を図１により説明する。
まず（ａ）に示すように掘削ヘッドＢを使用して通常の掘削を行う。掘削ヘッドは、拡大掘削が可能なもの、たとえば図２、３に示したものなどが好適である。この段階の掘削径Ｄ1は、掘削翼に対応する小径である。ついで（ｂ）に示すように拡大翼を開いて大径の掘削を行う。掘削径Ｄ2は拡大翼に対応する大径である。つぎに（ｃ）に示すように掘削ヘッドＢを攪拌ヘッドＭに交換する。攪拌ヘッドは当然掘削径Ｄ2に相当する大径で、多数の攪拌翼を備えたものである。掘削工程で上下少なくとも１往復掘削して土壌は柔らかくなっているので、攪拌は容易である。攪拌ヘッドＭを昇降させながらセメントミルク等の固化剤を注入し、内部の土壌を攪拌混合して硬化させれば柱状改良が完了する。
ちなみに寸法例を挙げると、Ｄ1＝1470ｍｍ、Ｄ2＝3000ｍｍで、小型の機械を使用して２倍以上の大径の柱状体の施工をすることができる。
掘削ヘッドのみで攪拌まで行う従来の工法に比較すると本発明の工法ではヘッドの交換時間が必要であるが、地盤改良の対象となる軟弱層はそれほど深くないのが普通であり、掘削ヘッドを継ぎ足す必要のあるケースはあまりないので、掘削のみのヘッドと攪拌のみのヘッドを各１本用意して仮置き孔に預け、すみやかに付け変えを行うようにすれば、攪拌工程の効率がよいので、全体として施工時間の延長は問題にはならない。
掘削ヘッドのみで攪拌まで行う従来の工法に比較すると本発明の工法ではヘッドの交換時間が必要であるが、地盤改良の対象となる軟弱層はそれほど深くないのが普通であり、掘削ヘッドを継ぎ足す必要のあるケースはあまりないので、掘削のみのヘッドと攪拌のみのヘッドを各１本用意して仮置き孔に預け、すみやかに付け変えを行うようにすれば、攪拌工程の効率がよいので、全体として施工時間の延長は問題にはならない。
１ オーガスクリュー
２ 駆動軸
３ 掘削軸
４ 拡大翼
５ 掘削翼
６ 噴射孔
４１ 支持ブラケット
４２ 補助リンク
Ｂ 掘削ヘッド
Ｍ 攪拌ヘッド
２ 駆動軸
３ 掘削軸
４ 拡大翼
５ 掘削翼
６ 噴射孔
４１ 支持ブラケット
４２ 補助リンク
Ｂ 掘削ヘッド
Ｍ 攪拌ヘッド
Claims (2)
- 掘削ヘッドにより所定深さまで小径の竪孔を掘削した後、この竪孔を拡大する掘削工程と、前記掘削ヘッドを仮置き孔に預けられた攪拌ヘッドに交換し、固化剤を注入しながらこの拡大された竪孔内部の土壌を攪拌混合する攪拌工程とからなることを特徴とする柱状改良の施工方法。
- 先端の掘削翼の直上にパンタグラフ機構により拡縮自在の拡大翼を有する掘削ヘッドを使用し、前記拡大翼を収縮させたまま先端の掘削翼により所定深さまで小径の竪孔を掘削した後前記拡大翼を拡大させ、これを昇降させながら前記竪孔を拡大し、ついで前記掘削ヘッドを仮置き孔に預けられた多数の翼を有する攪拌ヘッドに交換し、固化剤を注入しながらこの拡大された竪孔内部の土壌を攪拌混合することを特徴とする柱状改良の施工方法。
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| JP2007202810A JP5109526B2 (ja) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | 柱状改良の施工方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007202810A JP5109526B2 (ja) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | 柱状改良の施工方法 |
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| JP2009035972A JP2009035972A (ja) | 2009-02-19 |
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| JP2007202810A Active JP5109526B2 (ja) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | 柱状改良の施工方法 |
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