JP6681159B2 - 水硬性固化材液置換コラムの築造方法及び施工機 - Google Patents

水硬性固化材液置換コラムの築造方法及び施工機 Download PDF

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本発明は、戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎工法に使用される水硬性固化材液置換コラムの築造方法及び施工機に関する。
戸建住宅や土間スラブの基礎工法として、深層混合処理工法による柱状改良工法(以下、「コラム工法」という)が広く採用されている。しかしながら、コラム工法は原位置の地盤土とセメントスラリーを攪拌混合するため、粘着力の高い粘性土を対象とする場合に共回り現象が発生して混合不良による品質不良が発生したり、有機質土などの地盤の種別によっては固化不良を発生したりするという問題があった。また、事前の地盤調査では発見できなかった想定外土質が出現することがあり、常に品質不良が発生する危険が付きまとっている。
そこで、本出願人らは、そもそも、地盤土と水硬性固化材液を攪拌混合して築造するソイルセメントの混合不良や固化不良などの品質不良を引き起こす原因が水硬性固化材液と原位置の地盤土とを攪拌混合することにあることに鑑み、地盤土と水硬性固化材液を攪拌混合せずに、水硬性固化材液のみで柱状体を築造する水硬性固化材液置換コラムの築造方法(特許文献1参照)を提供した。このコラム築造方法では、図27(a)(b)及び図28に示すような周側面が平滑な円筒状の排土機構を有さない掘削ロッド2を使用する。
即ち、図27(a)(b)及び図28に示すような水硬性固化材液の流路6を有する掘削ロッド2の下端部に掘削ヘッド3を接続した掘削装置1を使用する。掘削ヘッド3は特に制限されない。図27(a)は下方に向かって円錐状に突出する円錐ヘッド3で、周側面に水硬性固化材液の吐出口4とスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼とも称す)5が設けたものを示し、図27(b)は下方に向かって円錐状に突出する円錐ヘッド3で、周面にスパイラル状の掘削刃5が設けられ、掘削ロッド2の下方に水硬性固化材液の吐出口4が設けられたものを示し、図28では掘削ヘッド3が逆円錐状の鏃状の掘削刃3であって、吐出口4が掘削ロッド2の先端部底面に設けられている場合を示している。
このような排土機構を有さない掘削ロッド2で施工する水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、建設発生土が極めて少なく環境に対する負荷が小さいこと、また既存技術である柱状改良工法に較べて原位置土砂を攪拌混合することがなく、したがって純粋な水硬性固化材単味での固化体(置換コラム)が形成されるため高強度かつ高品質であることから、戸建て住宅用の基礎工法として、近年その需要が急速に高まっている。
しかしながら、小型施工機による無排土の施工原理から、つまり施工機の自重が小さくかつ押し込み力も小さいことから、水硬性固化材液置換コラムの築造径は現実的には200mm程度以下の小径に限定されており、築造径を大きくすることは困難であった。さらに言えば、たとい大径化を実現したとしても、置換工法の属性として大径化することにより、使用する水硬性固化材液の量は幾何級数的に増加するのに対して、周面摩擦力が主である水硬性固化材液置換コラムの押し込み支持力は算術級数的にしか増加しないため、コストパフォーマンスが低下するという問題があった。ということで、水硬性固化材液置換コラム1本当りの押し込み支持力を大きくして、コストパフォーマンスを大きくすることは制約が多く、実現が困難であった。
そこで更に本出願人らは、図29(a)(b)に示すような水硬性固化材液の流路6を有する掘削ロッド2の下端部に、その流路6に通じる吐出口4を有する掘削ヘッド3が接続され、該掘削ロッド2下方部に、側面に回転径が該掘削ロッド2の径より大きな突出部8を有する円筒体7を、回転可能に遊嵌させた掘削装置1を用いて施工する水硬性固化材液置換コラムの築造方法(特許文献2参照)を提案した。この置換コラム築造方法によれば、側面に突条部が形成された水硬性固化材液置換コラムを築造することができ、結果、該置換コラムの周側面積を増大させて押し込み支持力を増大させ、使用する水硬性固化材液量と押し込み支持力のコストパフォーマンスを劇的に改善することができる。
特開2011−106253号公報 特願2015−41056号
しかしながら、従来工法である排土機構を有さない掘削ロッド2で施工する場合でも、掘進性を確保するために下方に向かって径小となる円錐状でその側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設した掘削ヘッド3を掘削ロッド2下端部に接続しており、この掘削ヘッド3が地表から地中に貫入する際、少量の掘削土砂が発生することを防ぐことはできなかった。同一現場で、水硬性固化材液置換コラムの打設本数が比較的多い場合は、1本当りの発生土砂量が小さいとはいえその総量は無視できない程度の発生土砂量になることもある。
さらに詳しく説明すると、従来の水硬性固化材液置換コラムの築造方法は図25に示すように、(a)下端部に下方に向かって径小となる円錐状で側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設した掘削ヘッド3を接続した排土機構を有さない掘削ロッド2(図27(a)(b)参照)を杭心位置にセットする。(b)該掘削ロッド2を正回転させながら該掘削ヘッド3を地中へ貫入させる。このとき、掘削ヘッド3の貫入に伴って地表部の地盤が掘削されて、わずかではあるが地表に排出される。(c)さらに掘進して掘削ロッド2が地中に貫入していくが、掘削ロッド2には排土機構がないため掘削された土砂は地表へは排出されず、地表部の排土量は変化しない。(d)掘削ロッド2を所定深度位置まで掘進させる。(e)その後、掘削ロッド2を回転させながら、掘削ロッド2または掘削ヘッド3に設けている吐出口4(図27(a)(b)参照)から水硬性固化材液9を吐出する。このとき、水硬性固化材液9の吐出は掘削ロッド2引上げ速度に合わせて負圧が発生しないようにその吐出量を調節する。また、掘削ロッド2を回転させながら引き上げる場合は掘削ヘッド3のスパイラル翼5に付着した掘削土砂の落下を防ぐために正回転とする方が好ましい。(f)掘削ロッド2を地上に引き上げ、水硬性固化材液の液面レベルを所定位置になるように調整して、水硬性固化材液置換コラム10の施工を終了する、というものである。
上記(b)工程でも説明したが、下端部に掘削ヘッド3を接続した排土機構を有さない掘削ロッド2で施工する水硬性固化材液置換コラムの施工は、最初に該掘削ヘッド3が地中に貫入するとき、僅かではあるが地表部の土砂が盛り上がるため残土が発生する。これは、掘削ヘッド3自体が有する排土機構によるものと、掘削ヘッド3の体積が地中に強制貫入されるために同体積分の土砂が側方に押しやられるが、地表部では地盤による上載荷重がほとんどないので、側方ではなく地表に盛り上がってしまう現象の複合現象である。このときの発生土砂は、該置換コラム1本当りの量は小さいものの、打設本数が多いような現場では無視できない量の建設発生土となり、その処分のために新たなコストが発生したり、建設公害などの二次被害を招いたりする場合がある。
また、本出願人らは水硬性固化材液置換コラムの支持力向上を目的として新たに水硬性固化材液置換コラムの施工方法(特許文献2参照)を出願している。この水硬性固化材液置換コラムの施工方法は図26に示すように、(a)掘削ロッド2の下端部に、下方に向かって径小となる円錐状で、その側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設した掘削ヘッド3が接続され、該掘削ロッド2の下方部に回転径が掘削ロッド2径より大の複数の突出部8が固設された円筒体7を回転自在に遊嵌した掘削装置1(図29(a)(b)参照)を用い、まず該掘削装置1の掘削ロッド2を杭心位置にセットする。(b)掘削ロッド2を正回転させながら所定深度まで掘進する。このとき、回転径が掘削ロッド2径より大の複数の突出部8を固設した円筒体7は、掘削ロッド2に遊嵌されているため突出部8が地盤の抵抗を受けて回転せずに、掘削ロッド2とともに地中へ強制的に貫入させられる。また、掘削ヘッド3の貫入に伴って地表部の地盤が掘削されて、わずかではあるが地表に排出される。(c)掘削ロッド2が所定深度まで到達した後、掘削ロッド2を回転させながら、掘削ロッド2または掘削ヘッド3に設けている吐出口4から水硬性固化材液9を吐出しつつ引上げる。このとき、水硬性固化材液9の吐出は掘削ロッド2引上げ速度に合わせて負圧が発生しないようにその吐出量を調節する。また、掘削ロッド2を回転させながら引き上げる場合は掘削ヘッド3のスパイラル翼5に付着した掘削土砂の落下を防ぐために正回転とする方が好ましい。(d)掘削ロッド2を正回転させながら引き上げ、突出部8を固設した円筒体7が地表付近に到達すると、該突出部8を有する円筒体7に対する地盤の付着力が地盤の上載圧より大きくなる付近から孔口付近の地盤が該突出部8を有する円筒体7とともに上方へ持ちあがろうとする。(e)掘削ロッド2を地上に引き上げると、該突出部8を有する円筒体7に付着した土砂もまた地上に引き上げられ、孔口付近の地盤が乱される。(f)該突出部8を有する円筒体7に付着した土砂が落下したり、孔口付近の地盤が崩壊するなどして、水硬性固化材液置換コラム10の頭部付近の出来形が乱れたり、該コラム中に土砂が落下混入して品質不良となる。
上記(e)(f)で説明したように、施工終了時の掘削ロッド2(掘削装置1)を地上に引上げる際、地表部の土砂が該掘削ロッド2(掘削装置1)とともに地上に引上げられて、掘削孔口の孔壁が崩壊するという現象が発生する。この現象は、置換コラムに突条部を形成するために掘削ロッド2下方部に遊嵌装着した突出部8付き円筒体7と地盤との間に生じる付着力が、地盤の上載圧より大になるときに発生する。つまり、該突出部8を有する円筒体7が引上げられて地表部付近に達すると、周辺地盤に作用している地盤の上載荷重は徐々に減少し地表部でゼロになるため、地表部付近の土砂は該突出部8を有する円筒体7に付着してともに地上に引上げられることになる。それに伴って、掘削ロッド2とともに引上げられた土砂が孔口に落下したり、地表部の孔口付近の孔壁が崩壊して、周辺土砂が施工直後の水硬性固化材液置換コラムのまだ固まらない水硬性固化材液中に落ち込むことになる。したがって、水硬性固化材液置換コラムの頭部付近は、外径の出来形が不良となるのみならず、土塊が混入して品質不良にもなるという欠陥が発生するのである。
また、掘削ロッド2(掘削装置1)とともに引上げられた土砂が発生残土となり、二次公害のみならず、残土処分のため新たなコストを発生させてしまう。
本発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は掘削ヘッドが地表から地中に貫入する際に発生する残土の量を減少させ、また、水硬性固化材液置換コラムを築造するときに掘削装置を地上に引き上げる際、該装置とともに地表部土砂が持ち上がり、孔口付近の孔壁が崩壊して出来形が不良になり、かつ崩壊土砂が施工後の未だ固まらない水硬性固化材液中に落下して品質不良になることを防止する水硬性固化材液置換コラムの築造方法及び該水硬性固化材液置換コラムの施工機を提供することにある。
前記目的を達成する一実施の水硬性固化材液置換コラム築造方法は、水硬性固化材液の流路を有する掘削ロッドの下端部に掘削ヘッドを接続した掘削装置の先端中心部を杭心位置にセットし、該掘削装置が貫通可能な開口を有する加圧盤を杭打設位置に略合わせ、施工機を反力にして該加圧盤を地盤に加圧した状態で、該掘削装置を加圧盤の開口を貫通して地盤中に回転させながら掘進し、掘削ヘッドが所定深度に達した後、掘削ロッド又は掘削ヘッドに設けた吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ、該掘削装置を回転して又は無回転で引き上げることである。
この構成により水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表部に、掘削装置が貫通可能な開口を有する加圧盤を設置して、施工機を反力として該加圧盤を下方に加圧するので上載圧が加えられるため、掘削ヘッドが地中に貫入する際に地表部に盛り上がろうとする土砂は該加圧盤に押さえられて側方に移動するので、地上に盛り上がることはほとんどなくなる。したがって、打設本数の多い現場でも建設発生土の処分が不要になったり、二次公害の発生を防ぐことができる。
また、前記の水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、前記加圧盤の開口形状が、掘削ロッドの横断面形状が略相似形とされる。
この構成により、加圧盤の開口形状を掘削ロッド断面と略相似形の円形状とし、その内径を掘削ロッド外径に対してクリアランスがあるように大きくしておけば、掘削装置の掘削ロッドは、加圧盤を貫通して地盤中に掘進したり、地盤中より引き上げることができる。従って、該加圧盤を施工機を反力にして地盤に加圧して施工すれば、施工の支障にもならないし、施工地点に人工的に上載圧が発生するので、掘削ヘッドが地表から地中に貫入する間に発生しようとする建設発生土が極めて少なくなる。
前記目的を達成する本発明の請求項1にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、水硬性固化材液の流路を有する掘削ロッドの下端部に掘削ヘッドを備え、該掘削ロッドの下方部に、側面に回転径が掘削ロッド径より大きな突出部を少なくとも2個有する円筒体を回転可能に遊嵌させた掘削装置の先端中心部を杭心位置にセットし、該掘削装置が貫通可能な開口を有する加圧盤を杭打設位置に略合わせ、該掘削装置を加圧盤の開口を貫通して地盤中に回転させながら掘進し、掘削ヘッドが所定深度に達した後、掘削ロッド又は掘削ヘッドに設けた吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ、該掘削装置を回転して又は無回転で引き上げ、少なくとも円筒体の突出部が地上に出る直前には、施工機を反力にして該加圧盤を地盤に加圧した状態にして、最終的に該加圧盤を通過して地上まで引き上げることを特徴とする。
この構成に図29(a)(b)に示すような掘削装置1を用い突条部付きの水硬性固化材液置換コラムの施工をするときは、打設位置近傍地表部に、掘削装置が貫通可能な開口を有する加圧盤を設置して、施工機を反力として該加圧盤を下方に加圧しているので上載圧が加えられるため、側面に少なくとも2個の突出部を有する円筒体を遊嵌し、かつ該ロッド下端部に掘削ヘッドを接続した掘削装置が引上げられて地表に近づき、その付着力により地表部の土砂を地上に持ち上げようとしても、該加圧盤により下方に加圧されているため孔口付近の土砂は原位置にそのまま残留し、該掘削装置のみが地上に引上げられることになる。したがって、孔口付近の孔壁崩壊もなく、発生土砂もなく、したがって発生残土による二次公害もない施工が可能となる。
また、本発明の請求項2にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、前記加圧盤の開口形状が、突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形であることを特徴とする。
この構成のように、加圧盤の開口形状を、突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形の形状とし、その寸法を突出部を有する円筒体の断面に対して施工が可能なクリアランスを有するように設定しておけば、掘削装置の掘削ロッドは、加圧盤を貫通して地盤中に掘進したり、地盤中より引き上げることができる。従って、施工機を反力にして該加圧盤を介して地盤を加圧して施工すれば、施工の支障にもならないし、施工位置地表面に人工的に上載圧が発生するので、施工終了時に突出部を有する円筒体を地上に引上げる際に該突出部を有する円筒体に付着している土砂の共上がりを防ぐのみならず、突条部を有する水硬性固化材液置換コラムの地上部付近の出来形を確保することが出来る。
なお、本発明で加圧盤の開口形状が、突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形とは、突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形だけでなく、突出部を有する円筒体が通過可能なその変形形状(例えば、多角形状)も含む意味で使用している。
例えば、図5(a)は、3枚の突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形の開口を示しているが、これは同図(b)に示すような3枚の突出部を有する円筒体が通過可能なその変形形状(略三角形状)の開口も含む意味であり、また、図6(a)は、4枚の突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形の開口を示しているが、これは同図(b)に示すような4枚の突出部を有する円筒体が通過可能なその変形形状(多角形状)の開口も含む意味である。
また、本発明の請求項3にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、前記加圧盤が、その外周に設けられた環状のフレームに装着されて回動可能であることを特徴とする。
この構成により、掘削ロッドを地上に引き上げる際、加圧盤の開口と掘削ロッドに遊嵌させた突出部を有する円筒体との位相が、掘進開始時と掘削ロッドの地上への引き上げ時にずれていても、加圧盤を回動させることで両者の位相を一致させることができ、これにより突出部を有する円筒体を遊嵌させた掘削ロッドが加圧盤の開口を通過可能となり、地上に引き上げることができる。
水硬性固化材液置換コラムの施工機は、駆動装置により上下動可能なリーダーを有する施工機であって、該リーダー下方部に連結部材を介して加圧盤が連結されていることが好ましい。
この構成により、通常使用されている一般的な施工機のリーダー下方部に簡易な連結部材を介して加圧盤を接続するだけで、施工機の自重を反力にして容易に水硬性固化材液置換コラムの打設位置近傍地表面に、上載圧を加えることが出来る。つまり、既存の施工機に簡易な施工冶具を取り付けるのみで、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表面に上載圧を加えることができる。
さらに、本発明の請求項4にかかる水硬性固化材液置換コラムの施工機は、施工機のリーダー側の両側方に装着された一対のフロントジャッキシリンダー部に、ヒンジで屈曲可能なアームをそれぞれ取り付け、該両アームの他端に加圧盤が連結されていることを特徴とする。
この構成により、通常使用されている一般的な施工機に装着されている一対のフロントジャッキシリンダーそれぞれの下方部にヒンジで屈曲可能なアームを取り付け、該アームの他端に加圧盤を接続するだけで、施工機の自重を反力にして容易に水硬性固化材液置換コラムの打設位置近傍地表面に、上載圧を加えることが出来る。つまり、既存の施工機に簡易な施工冶具を取り付けるのみで、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表面に上載圧を加えることができる。
また、本発明の請求項5にかかる水硬性固化材液置換コラムの施工機は、駆動装置により上下動可能なリーダーを有し、該リーダーの下方に一対の開閉可能なアームからなり、リーダーに沿って垂下された掘削ロッドを該アームで抱持して振れ止めする振れ止め手段が設けられている水硬性固化材液置換コラムの施工機の、該振れ止め手段のアームに抱持されて取り付ける掘削ロッドの通孔を有する取り付け部と開口を有する加圧盤が、その通孔と開口を同心軸上として、通孔と開口を結ぶ中心軸を中心に平面視円状乃至多角形状に配置された連結部材で連結された加圧盤支持部材が、中央より縦方向に半割りされて半割り加圧盤支持部材に形成され、一対のアームが開放状態の振れ止め手段に位置する部分の掘削ロッドの外周に、該半割り加圧盤支持部材を対向して合わせ加圧盤支持部材として完成させた状態で位置させ、その加圧盤支持部材の取り付け部をアームで抱持して掘削ロッドが上下移動可能に振れ止め手段に取り付けられていることを特徴とする。
ここでの連結部材が平面視円状乃至多角形状に配置された内径は、図2に示すような掘削ロッドを使用しての施工の場合は、掘削ロッドの径より大きく掘削ロッドが通過可能な内径であり、加圧盤の開口も掘削ロッドが通過可能な円形孔である。また、図4に示すような掘削ロッドを使用しての施工の場合の連結部材が平面視円状乃至多角形状に配置された内径は、突出部を有する円筒体の回転径より大きいか、または、掘削ロッドの径より大きく突出部を有する円筒体の回転径より小さい。この後者の場合には、円筒体の突出部を互いに隣接する連結部材の間に位置させるようにし、加圧盤の開口も掘削ロッド及び突出部を有する円筒体が通過可能なように、掘削ロッドと突出部8を有する円筒体の横断面形状と相似形で、かつ所定のクリアランスがある開口である。これにより連結部材の複数が平面視円状乃至多角形状に配置された内径が、突出部を有する円筒体の回転径より小さくても通過可能となる。また、連結部材が円筒部材であり、その内径が突出部を有する円筒体の回転径より小さい場合は、連結部材としての円筒部材の周面の円筒体の突出部に対応する位置に、縦方向のスリットを設け、このスリットに円筒体の突出部を挿入して上下移動可能とする。
この構成により、リーダーの振れ止め手段に掘削ロッドが挿通して取り付けられた半割りの加圧盤支持部材を対向して合わせた加圧盤支持部材は、、リーダーを下動させると、該加圧盤支持部材の下端の加圧盤は、地表に設置され、さらに加圧されて、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍の地表部に施工機を反力として上載圧を与える。掘削ロッドまたは掘削ロッドと突出部を有する円筒体は、加圧盤支持部材及び加圧盤の開口を挿通可能となっているので、該掘削ロッドで地盤中に水硬性固化材液置換コラムを築造することができる。掘削ヘッド地盤貫入時に、施工機を反力として加圧盤支持部材の加圧盤が地表に加圧されて上載圧を与えれば、掘削ヘッドが地中に貫入する際に地表部に盛り上がろうとする土砂は、該加圧盤に押さえられて側方に移動するので地上に盛り上がり排出される掘削土砂は、ほとんどなくなる。また、施工終了直前の掘削ロッドの地上への引き上げ時に、加圧盤により加圧して上載圧を加えておけば、突出部を有する円筒体が、その付着力のために地上部付近の土砂も共に地上に持ち上げてしまい、孔口付近の地盤が崩壊して水硬性固化材液置換コラムの出来形を確保できないことや崩壊したり持ち上げた土砂の一部が落下して、築造したばかりの水硬性固化材液置換コラムの水硬性固化材液中に混入して品質不良を起こすことを防止することができる。また、掘削ロッドを地上に引き上げる際に、掘削ロッドに設けた突出部を有する円筒体に付着して土砂を地上に残土として発生させることもない。さらに、掘削ロッドは振れ止め手段に取り付けられた加圧盤支持部材に挿通するので、振れ止めされる。
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本発明の水硬性固化材液置換コラムの築造方法および施工機によれば、次のような効果を奏する。
(1)加圧盤を介して水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表面に上載圧を加えることにより、掘削ヘッドが地表から地中に貫入する際に発生する発生残土の量を減少させることができる。
(2)また、水硬性固化材液置換コラム側面に突条部を形成するために側面に突出部を有する円筒体を掘削ロッド下方部に遊嵌装着した掘削装置を用いて、側面に突条部が形成された水硬性固化材液置換コラムを築造するときに、該掘削装置を地上に引上げる際、該掘削装置とともに地表部土砂が持ち上がり、孔口付近の孔壁が崩壊して出来形不良になり、かつ崩壊土砂が施工後の水硬性固化材液中に落下して品質不良になることを防ぐことができる。
(3)また、使用されている施工機に簡易な施工冶具を装着し、該施工機を操作することにより、施工機を反力にして、容易に水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表面に上載圧を加えることが出来る。
(4)加圧盤を持つ加圧盤支持部材に掘削ロッドを挿通させてリーダーの振れ止め手段に取り付けることにより、加圧盤支持部材に加圧盤による地盤表面の加圧機能と掘削ロッドの振れ止め機能を同時に果たさせることができる。
一実施の形態に係る水硬性固化材液置換コラムの築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。 一実施の形態を示す要部の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る水硬性固化材液置換コラムの築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。 本発明の実施形態を示す要部の斜視図である。 加圧盤の開口を説明する平面図(a)(b)である。 別の加圧盤の開口を説明する平面図(a)(b)である。 加圧盤のそれぞれ他の実施の形態を示す平面図(a)(b)である。 加圧盤の更に他の実施の形態を示す平面図(a)とそのA−A線断面図(b)である。 加圧盤のまた更に他の実施の形態を示す平面図(a)とそのB−B線断面図(b)である。 上下動可能なリーダーを有する施工機に連結部材を介し加圧盤を連結した正面説明図である。 図10の要部の詳細を示す正面図(a)及び平面図(b)である。 フロントジャッキを有する施工機にアームを介し加圧盤を連結した正面説明図である。 図12の要部の詳細を示す正面図(a)及び平面図(b)である。 加圧盤支持部材の加圧盤を下方に加圧する施工機を示す説明図である。 図14における振れ止め手段を具体的に示す要部の斜視図である。 図15に示す振れ止め手段の分解斜視図である。 加圧盤支持部材の実施の形態を示す斜視図である。 図17に示す加圧盤支持部材の分解斜視図である。 加圧盤支持部材の他の実施の形態を示す斜視図である。 図19に示す加圧盤支持部材の変形例を示す斜視図である。 加圧盤支持部材のまた他の実施の形態を示す斜視図である。 図21に示す加圧盤支持部材の変形例を示す斜視図である。 加圧盤支持部材のまた更に他の実施の形態を示す斜視図である。 図23に示す加圧盤支持部材の変形例である。 従来例による水硬性固化材液置換コラムの築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。 他の従来例による水硬性固化材液置換コラムの築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。 従来の水硬性固化材液置換コラムの築造方法で使用する掘削装置(掘削ロッド)を示す正面図(a)(b)である。 従来の水硬性固化材液置換コラムの築造方法で使用する他の掘削装置(掘削ロッド)を示す正面図である。 従来の水硬性固化材液置換コラムの築造方法で使用する更に他の掘削装置(掘削ロッド)を示す正面図(a)とそのC−C線断面図(b)である。
図1は、一実施の形態に係る水硬性固化材液置換コラムの築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。
この実施の形態に係る水硬性固化材液置換コラムの築造方法では、図2に示すような水硬性固化材液の流路6を有する排土機構のない掘削ロッド2の下端部に、下方に向かって径小となる円錐状で側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設し、かつ水硬性固化材液の吐出口4を設けた掘削ヘッド3を接続した掘削装置1Aを用い、また、中央に開口12Aが設けられた加圧盤11Aを用いる。加圧盤11Aは鋼板、木板、樹脂板などの重力や圧力に耐える強靱な材質で形成され、外形は特に特定されるものではなく、本例では円形の場合を示している。開口12Aは、掘削ヘッド3と掘削ロッド2が通過可能なように、掘削ロッド2の断面と略相似形で、かつ所定のクリアランスがあるような円形の開口となっている。施工誤差を考慮すると、開口12Aの内径は掘削ロッド2外径よりも少なくとも10mm程度大きくするとよい。あまり大きくすると地盤への押え効果が少なくなり、掘削ヘッド3貫入時の排土の押さえ効果が小さくなるので好ましくない。開口12Aの内径は掘削ロッド2外径よりも大きくとも150mm程度大きくするに止めた方がよい。また、加圧盤11Aは施工機を反力Pにして下方に加圧され、その荷重を地盤に伝えるためにはある程度の剛性を有する必要がある。図2のように一枚の鋼製盤ならば、一般的な工事現場で使用されている敷き鉄板と同等の22〜25mm程度の厚さとするとよい。盤厚をそれ以上小さくするならば、図示しないが、補強リブなどを設けて加圧盤の剛性を確保する必要がある。また、図2中の矢印Pは施工機を反力にして加圧盤11Aに加えている下方向きの荷重を示している。加圧盤11Aの重心位置に載荷するのが最も合理的であるが、その位置は掘削ロッド2が貫通する開口12Aとなっているので、図2に示すように重心位置を中心にした対称位置の二か所に載荷することが合理的である。
図1において、まず(a)に示すように掘削装置1Aを施工機(図示せず)に装着し、また、加圧盤11Aを、その開口12Aの中心が杭の打設位置と略一致するように地表に設置し、該加圧盤11Aを施工機(図示せず)の自重を反力Pにして下方(地表)に押圧した状態で、掘削ロッド2の掘削ヘッド3の先端中心部を杭心位置に合わせる。図2はこの状態を示している。
(b)施工機のリーダーに上下方向に摺動可能に装着されたオーガモータにより掘削装置1Aの掘削ロッド2に回転力と下方への給進力を与えて、掘進を開始する。このとき、掘削ヘッド3の地中への貫入に伴って地表に排出されようとする掘削土砂は加圧盤11Aに押えられているため、地表には掘削土砂の排出は僅かしか起こらない。
(c)掘削ロッド2を回転させながら掘進する。このとき、掘削ヘッド3に設けられた吐出口4からの水硬性固化材液の吐出は必須ではない。
(d)掘削ロッド2が所定深度に達したら、掘削ロッド2の給進を止め、掘削ロッド2下方部あるいは掘削ヘッド3に設けられた吐出口4から水硬性固化材液の吐出をしながら、掘削ロッド2を地上方向へ引き上げる。このとき、掘削ロッド2の回転は必須ではないが、回転させた方が引上げがスムースに行くので好ましい。また、掘削ロッド2の回転方向は、本実施の形態のようにスパイラル翼5を有する掘削ヘッド3を使用する場合は該スパイラル翼5に付着している掘削土砂の落下を防ぐために掘進時と同じ正回転方向が好ましい。
(e)水硬性固化材液を吐出しながら掘削ロッド2を引き上げる。このとき、掘削ロッド2の引き上げに伴って負圧が発生することのないように水硬性固化材液の吐出量を調節する。
(f)掘削ロッド2を地上に引き上げ、水硬性固化材液の液面レベルを所定深度位置になるように調整して、施工を終了する。
このように、杭心位置を囲むように杭心位置近傍の地表面を、施工機の自重を反力Pにして掘削ロッド2が貫通可能な開口12Aを有する加圧盤11Aで加圧した状態で施工することによって、掘削ヘッド3が地中に貫入する際に発生していた掘削土砂の発生量を低減することが可能となる。もともとの1本当たりの発生土砂量は少ないといえども、同一現場での水硬性固化材液置換コラムの打設本数が多いときは総発生土砂量が無視できないほどの量になっていた場合でも、この方法により総発生土砂量を小さくすることができる。
図3は、本発明の実施の形態にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。
この実施の形態に係る水硬性固化材液置換コラムの築造方法では、図4に示すような水硬性固化材液の流路6を有する排土機構のない掘削ロッド2の下端部に、下方に向かって径小となる円錐状で側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設し、かつ水硬性固化材液の吐出口4を設けた掘削ヘッド3を備え、さらに掘削ロッド2の下方部に、側面に回転径が掘削ロッド2の径より大きな突出部8を少なくとも2個(本例では3個)有する円筒体7を回転可能に遊嵌させた掘削装置1Bを用い、また、中央に開口12Bが設けられた加圧盤11Bを用いる。加圧盤11Bは鋼板、木板、樹脂板などの重力や圧力に耐える強靱な材質で形成され、外形は特に特定されるものではなく、方形や円形を例示できる。図4では、円形の場合を示している。開口12Bは、図4に示すように掘削ヘッド3、掘削ロッド2及び突出部8を有する円筒体7が通過可能なように、掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形で、かつ所定のクリアランスがあるような開口となっている、本例では突出部8は3枚で、120度の等間隔で円筒体7に固設しており、加圧盤11Bの開口12Bは、その突出部8を含む円筒体7及び掘削ロッド2が貫通できるように、掘削ロッド2及び突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形としており、かつクリアランスを設けている。突出部8のクリアランスは施工誤差を考慮して決めればよく、この例では突出部8の板厚を25mmとすれば、クリアランスは片側10〜15mm程度としている。また、掘削ロッド2に遊嵌されている円筒体7は掘削ロッド2引上げ時に地中で回転して位相が異なる場合があり、加圧盤11Bの開口12Bのクリアランス内では収まりきれないときは、加圧盤11Bに係止されることになる。そのときは、地上で該加圧盤11Bを円筒体7の突出部8に合わせてセットしなおす必要がある。他は前記図2の説明と同様である。
なお、ここで加圧盤11Bの開口12Bが、掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形とは、突出部8を有する円筒体7が通過可能なその変形形状(例えば、多角形状)も含む意味で使用している。
例えば、図5(a)は、3枚の突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形の開口12Bを示しているが、これは同図(b)に示すような3枚の突出部8を有する円筒体7が通過可能なその変形形状(略三角形状)の開口12Bも含む意味であり、図6(a)は、4枚の突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形の開口12Cを示しているが、これは同図(b)に示すような4枚の突出部8を有する円筒体7が通過可能なその変形形状(多角形状)の開口12Cも含む意味である。
図3において、まず(a)に示すように掘削装置1Bを施工機(図示せず)に装着し、また、加圧盤11Bを、その開口12Bの中心が杭の打設位置と略一致するように地表に設置し、該加圧盤11Bを施工機(図示せず)の自重を反力Pにして下方(地表)に押圧した状態で、掘削ロッド2の掘削ヘッド3の先端中心部を杭心位置に合わせる。図4はこの状態を示している。
(b)施工機のリーダーに上下方向に摺動可能に装着されたオーガモータにより掘削ロッド2に回転力と下方への給進力を与えて、掘進を開始する。このとき、掘削ヘッド3の地中への貫入に伴って地表に排出されようとする掘削土砂は加圧盤11Bに押えられているため、地表には掘削土砂の排出は僅かしか起こらない。
(c)掘削ロッド2を回転させながら掘進する。突出部8を有する円筒体7は掘削ロッド2の掘進に伴って地中へ貫入するが、掘削ロッド2に対して回転自在に遊嵌されているため、地盤の抵抗により回転せずに強制的に地中へ貫入する。したがって、掘削ロッド2径よりも外方の孔内周面に複数の凹条の軌跡が空洞として残る。このとき、掘削ヘッド3に設けられた吐出口4からの水硬性固化材液の吐出は必須ではない。
(d)掘削ロッド2が所定深度に達したら、掘削ロッド2の給進を止め、掘削ヘッド3に設けられた吐出口4から水硬性固化材液の吐出をしながら、掘削ロッド2を地上方向へ引き上げる。このとき、掘削ロッド2の回転は必須ではないが、回転させた方が引上げがスムースに行くので好ましい。また、掘削ロッド2の回転方向は、本実施の形態のようにスパイラル翼5を有する掘削ヘッド3を使用する場合は該スパイラル翼5に付着している掘削土砂の落下を防ぐために掘進時と同じ正回転方向が好ましい。
(e)水硬性固化材液を吐出しながら掘削ロッド2を引き上げる。このとき、突出部8を有する円筒体7は回転せずに引き上げられるため、その軌跡にも水硬性固化材液が填充される。掘進時と引上げ時の突出部8で形成される凹条の軌跡が同一ならば突出部8の数と同じだけの軌跡ができるし、掘進時と引上げ時の突出部8で形成される凹条の軌跡が異なれば、それぞれの軌跡に水硬性固化材液が填充され、最大で突出部8の数の2倍の軌跡ができる。また、突出部8を有する円筒体7が、掘進時や引上げ時に掘削ロッド2の回転により、同期しないまでも多少の回転をする場合もあるので、そのときの突出部8で形成される凹条の軌跡に填充された水硬性固化材液が固化してできる出来形はその回転に見合ったものとなる。また掘削ロッド2を引き上げるとき、掘削ロッド2の引き上げに伴って負圧が発生することのないように水硬性固化材液の吐出量を調節する。また、掘削ロッド2を回転させながら引き上げる場合は掘削ヘッド3のスパイラル翼5に付着した掘削土砂の落下を防ぐために正回転とする方が好ましい。
(f)掘削ロッド2を正回転させながら引き上げ、突出部8を固設した円筒体7が地表付近に到達すると、該円筒体7に対する地盤の付着力が地盤の上載圧より大きくなる付近から孔口付近の地盤が該突出部8を有する円筒体7とともに上方へ持ちあがろうとするが、地表が加圧盤11Bにより押さえられているため地盤の付着力が切れて、該突出部8を有する円筒体7は孔口付近の土砂付着がほとんどない状態で地上に引き上げられる。掘削ロッド2を地上に引き上げ、水硬性固化材液の液面レベルを所定深度位置になるように調整して、施工を終了する。掘削ロッド2を地上に引き上げると、該突出部8を有する円筒体7には土砂が付着していないので、孔口付近の地盤は乱されておらず、孔壁崩壊もない。その後、水硬性固化材液面のレベル調整をして施工を終了する。
このように、杭心位置を囲むように杭心位置近傍の地表面を、施工機の自重を反力Pにして、突出部8を有する円筒体7を遊嵌した掘削ロッド2が貫通可能な開口12Bを有する加圧盤11Bで加圧した状態で施工することによって、掘削ヘッド3が地中に貫入する際に発生していた掘削土砂の発生量を低減することが可能となるのみならず、施工終了直前の掘削ロッド2の地上への引上げ時に、突出部8を有する円筒体7がその付着力のために地上部付近の土砂をも共に地上に持ち上げてしまい、孔口付近の孔壁が崩壊して水硬性固化材液置換コラムの出来形を確保できないことや、持ち上げた土砂の一部が落下して、築造したばかりの水硬性固化材液置換コラムの水硬性固化材液中に混入して品質不良を起こすことを防ぐことができる。
次に、加圧盤の他の実施の形態を、図7乃至図9について説明する。
図7は、加圧盤のそれぞれ異なる実施の形態を示す平面図(a)(b)である。(a)は、図2に示す加圧盤11Aを二つ割りした加圧盤11Cであり、中心線で対称形に二分割11C(a)と11C(b)されており、それぞれの加圧盤11C(a)と11C(b)は、連結具14により一体的に連結可能となっている。本例の連結具14はフック留め形式のものを示しているが、この連結具はボルト、ナットや他の従来公知の連結具を用いることができる。要は作業性がよく、ある程度の連結強度を発揮するものであればその構成は問わない。分割された加圧盤11C(a)、11C(b)が連結された加圧盤11Cの中心には、図2と同様に掘削ロッド2が通過可能な開口12Aが形成されている。また、本例では、分割されたそれぞれの加圧盤11C(a)、11C(b)の上面には、後述するように施工機と連結するための継手部13が設けられている。また、それぞれに4個の補強リブ15が設けられ加圧盤11Cの剛性を高めている。
(b)は、図4に示す加圧盤11Bを二つ割りした格好の加圧盤11Dであり、中心線で対称形に二分割11D(a)、11D(b)されており、連結具14により一体的に連結可能となっている。この連結具14の詳細は前記(a)と同様である。それぞれの加圧盤11D(a)、11D(b)が連結された加圧盤11Dの中心には、図4と同様に3枚の突出部8が固設された円筒体7が通過可能なように開口12Bが形成されている。二つ割りの位置は、加圧盤の中心を通り、かつ開口12Bが対称形に分割されるように設定する。本例では、二つ割りした加圧盤11D(a)、11D(b)の上面に、それぞれ半割りドーナッツ状の補強板16を固設して加圧盤11Dの剛性を高めている。後述するように施工機と連結するための継手部13は、この補強板16に設けられる。
加圧盤11C、11Dのように二つ割りにすると、後述のように施工機に連結するに際し、施工機に連結される1対(2本)の連結部材に対し、それぞれに対称形の加圧盤を接続することによりバランスがよくなるし、また、掘削ロッド2の一部が地中にある施工途中で加圧盤を外す必要が生じたときには、連結具14の連結を解除すれば簡単にできるというメリットがある。
図8(a)(b)は、加圧盤の更に他の実施の形態を示す平面図(a)及び(a)のA−A線断面図(b)、図9(a)(b)は、加圧盤のまた更に他の実施の形態を示す平面図(a)及び(a)のB−B線断面図(b)である。
側面に縦方向の突条部を有する置換コラムの施工(図4に示すような掘削ロッド2の下方部に、側面に掘削ロッド2の径より大径の突出部8を有する円筒体7を回転自在に遊嵌させた掘削装置1Bを用いての水硬性固化材液置換コラムの施工)では、掘削ロッド2の回転掘進、回転引上げ時に該掘削ロッド2に遊嵌された突出部8を有する円筒体7が回転して、掘進開始時と施工終了直前の位相が異なる場合がある。このような場合、掘進開始時の加圧盤11B、11Dの略相似形の開口12Bの位相と掘削ロッド3の突出部8を有する円筒体7の位相を合わせて施工を開始しても、加圧盤11B、11Dの位相を変えることができなければ、孔口周辺の地盤を加圧した状態で掘削ロッド2を地上に引き上げることができない。つまり、本発明の目的を達成することができない。図8(a)(b)及び図9(a)(b)は、この課題を解決する加圧盤の実施の形態を示すものであり、加圧盤が回動可能となっている点に特徴がある。
図8に示す加圧盤11Eは、円環を二つ割りにした形状の半割りフレーム17a、17bが合わせられた環状のフレーム17が周囲に存在し、この環状のフレーム17に回動可能に装着されている。即ち、円環を二つ割りにした形状の半割りフレーム17a、17bは、断面がチャンネル形であり、半割りフレーム17a、17bを併せて環状のフレーム17とすることによってチャンネル形も環状に連続する。加圧盤11Eは、外周にこの環状のフレーム17が装着され回動可能となっている。半割りフレーム17a、17bは、連結具14により一体的に連結可能となっており、これにより環状のフレーム17に形成できる。本例の連結具14は、フック留め形式のものを示しているが、この連結具は、ボルト、ナットや他の公知の連結具を用いることは自由である。要は作業性がよく、ある程度の連結強度を発揮するものであればその構成は問わない。チャンネル型の半割りフレーム17a、17b(環状のフレーム17)で周囲を囲まれた加圧盤11Eは、いずれかの半割りフレーム17a、17b(図8(a)では右側の17b)にスリット18が設けられ、該スリット18を貫通してスライド摘み19が加圧盤11Eに固設されており、これによりスライド摘み19により半割りフレーム17a、17bと相対的に摺動回転が可能となっている。本例の加圧盤11Eは、1枚の盤体で形成されているものを例示しており、その剛性を高めるために補強リブ15が設けられている。勿論、加圧盤11Eは、図7(b)に示すような半割りタイプとしてもよい。この場合のスライド摘み19は、半割りのそれぞれに取り付け、スリット18もそれに対応するように半割りフレーム17a、17bに設ける必要がある。また、加圧盤11Eには、図4と同様に3枚の突出部8が固設された円筒体7が通過可能な開口12Bが形成されている。なお、半割りフレーム17a、17bには、後述するように施工機と連結するための継手部13が設けられている。
この図8(a)(b)に示した実施の形態の加圧盤11Eを用いて水硬性固化材液置換コラムを施工する場合は、突出部8を有する円筒体7を遊嵌した掘削ロッド2が貫通可能となるように加圧盤11Eの略相似形の開口12Bとの位相合わせをし、施工機を反力にして加圧盤11Eを下方(地表)に押圧した状態で、置換コラムの施工を開始する。掘削ロッド2を回転させながら所定深度位置まで掘進し、掘削ヘッド3の吐出口4から水硬性固化材液を吐出しながら回転引上げをすると、遊嵌されている突出部8を有する円筒体7が回転して、掘進開始時と位相がずれている場合がある。そのまま掘削ロッド2を地上へ引き上げようとすると加圧盤11Eの略相似形の開口12Bを通過することができず、施工を完了することが不可能となる。そこで、加圧盤11Eを回転スライドさせて円筒体7の突出部8が通過できるようにすれば、加圧盤11Eによる地盤への加圧状態を維持したまま掘削ロッド2を地上へ引き上げることができるので、孔口付近の土砂崩壊を防ぐことができるとともに突出部8を有する円筒体7に掘削土砂が付着することも防ぐことができる。
即ち、この実施の形態の加圧盤11Eによれば、加圧盤11Eのスライド摘み又は補強リブ15に水平方向の回転力を与えて、半割りフレーム17a、17bで形成する環状のフレーム17内で加圧盤11Eを回転することができる。従って、突出部8を有する円筒体7の位相が施工開始時とずれたとしても、加圧盤11Eを回動して加圧盤11Eの開口12Bの位相を該突出部8を有する円筒体7の位相に合わせることより引き上げが可能となり、孔口付近の土砂崩壊や突出部8を有する円筒体7への土砂付着を防止することができる。また、スリット18を貫通しているスライド摘み19は、フレーム17を分解してそれぞれ半割り状態にしたとき、加圧盤11Eのフレーム17からの落下を防ぐことができる。
図9に示す実施の形態の加圧盤11Fは、加圧盤11Fの外周が環状フレーム20に回動可能に装着された構成である。環状フレーム20は、上部環状フレーム20aと下部環状フレーム20bが加圧盤11Fの厚みを少し超える間隔hを保持して構成されており、加圧盤11Fは、その外周がこの上部環状フレーム20aと下部環状フレーム20bとの間の間隔hに嵌入し回動可能に支持されている。上部環状フレーム20aと下部環状フレーム20bとの間隔hを保持しての連結手段21は、着脱可能な手段が好ましく、例えば、ボルト・ナットなどの従来公知の手段を採用する。従って、例えば、ボルト・ナットなどで着脱可能であると、例えば、上部環状フレーム20aを外した状態で加圧盤11Fの外周部を下部環状フレーム20bに載置し、上部環状フレーム20aと下部環状フレーム20bの間で回動可能なように設置し、両環状フレームを連結して組み立てることができる。このような構成であると、加圧盤11Fが環状フレーム17から脱落するおそれがないので、前記図8に示す実施の形態のようにスリット18とスライド摘み19は不要となり、加圧盤11Fの回動(摺動)は、補強リブ15を使用すればよく、その分加工費が安価となる。
本例の加圧盤11Fは、側面に突出部8を4個有する円筒体7を備える掘削ロッド2を使用して施工する場合であり、加圧盤11Fには、側面に突出部8を4個有する円筒体7を備える掘削ロッド2が通過可能な開口12Cが設けられている。即ち、側面に4個の突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形の開口12Cが設けられている。また、加圧盤11Fの上面には、剛性を高めるため補強リブ15が設けられている。この補強リブ15は、加圧盤11Fを回動(摺動)させる摘みとしても使用する。
この図9に示す実施の形態の加圧盤11Fを用いて水硬性固化材液置換コラムを施工する場合は、突出部8を有する円筒体7を遊嵌した掘削ロッド2が貫通可能なように加圧盤11Fの略相似形の開口12Cとの位相あわせをし、施工機を反力にして加圧盤11Fを地面(下方)に押圧した状態で、掘削ロッド2を開口12Cを貫通し地盤中に掘進し、置換コラムの施工を開始する。掘削ロッド2を回転させながら所定深度まで掘進したら、掘削ヘッド3の吐出口4から水硬性固化材液を吐出しながら回転して引き上げ、施工終了直前には、加圧盤11Fを地面に押圧した状態で突出部8を有する円筒体7の位相に、加圧盤11Fの略相似形の開口12Cの位相がほぼ一致していることを確認して掘削ロッドを地上に引き上げて施工が終了する。この時、突出部8を有する円筒体7の位相と加圧盤11Fの開口12Cの位相がずれていて掘削ロッド2の地上への引き上げは困難である場合は、例えば、人力で加圧盤11Fの補強リブ15に水平回転方向の外力を加えて加圧盤11Fを回動(摺動)させることにより両者の位相を合わせるようにする。従って、突出部8を有する円筒体7の位相が施工開始時とずれたとしても、加圧盤11Fを回動して加圧盤11Fの開口12Cの位相を該突出部8を有する円筒体7の位相に合わせることにより引き上げることが可能となり、孔口付近の土砂崩壊や突出部8を有する円筒体7への土砂付着を防止することができる。
図10及び図11は、施工機で加圧盤に加圧力(施工機の反力)を付与する実施の形態を示す。図10は、上下動可能なリーダーを有する施工機に連結部材を介し加圧盤を連結した正面説明図、図11は図10の要部の詳細を示す正面図(a)及び平面図(b)である。
同図において、施工機30は上下動可能なリーダー31を備える。施工機30は、走行式でも載置式でもよく、本例では走行式で示している。リーダー31にはリーダー31に沿って移動自在のスライド板32が設けられ、このスライド板32にはシリンダーや駆動チェーン等が連結されリーダー31に沿って進退される。このスライド板32にはオーガモータ33が固設され、スライド板32の移動で進退移動され、このオーガモータ33には接続ロッド2aを介し掘削ロッド2が接続される。また、接続ロッド2aの上部にはスイベル34が連結されている。従って、掘削ロッド2は、オーガモータ33で回転力が付与されて回転し、スライド板32と共に移動するオーガモータ33の移動でリーダー31に沿って移動し、また、掘削ロッド2にはスイベル34を介して水硬性固化材液を供給することができる。掘削ロッド2は、下端に掘削ヘッド3を備え、また、掘削ロッド2の下方には、側面に突出部8を有する円筒体7が回転自在に遊嵌されている。これにより掘削ロッド2を回転させて地盤中に掘進し、所定深度に達したら水硬性固化材液を掘削ヘッド3の吐出口4から吐出しつつ回転して引き上げることができるので、水硬性固化材液置換コラムの築造を施工できる。
上下動可能なリーダー31の下端には、接続フランジ35が設けられ、これに左右2本の連結棒36が垂下されて連結され、この2本の連結棒36のそれぞれの下端にはそれぞれアーム37が水平回転可能に枢着されており、このアーム37の先端に継手部13を介し加圧盤11Eが着脱自在に接続されている。本例では図8(a)(b)に示した加圧盤11Eで示しているが、これに限定されるものではなく、他に例示したものを含め種々が採用可能である。前記アーム37は、第1アーム37aと第2アーム37bが水平方向の屈曲が可能に連結されて構成されている。このようにアーム37の一端は連結棒36に水平回転可能に枢着され、該アーム37は第1アーム37aと第2アーム37bが水平方向の屈曲が可能に連結され、このアーム37の他端(第2アーム37bの先端)に加圧盤11Eが連結されているので、アーム37の操作で加圧盤11Eを移動させ、または加圧盤11Eをもって移動することにより加圧盤11Eの開口12Bの中心位置が杭心位置と平面視で略一致する位置に調整できる。また、加圧盤11Eは、半割りフレーム17a、17bで形成する環状のフレーム17に対し回動可能であることは図8(a)(b)で説明した通りである。
これにより水硬性固化材液置換コラムの施工をする場合には、アーム37を操作することにより又は施工機30を移動させることにより加圧盤11Eの開口12Bの中心位置を杭心位置と平面視で略一致させて、上下動可能なリーダー31を下方にスライドさせることにより、加圧盤11Eが地表に設置されて、さらに加圧される。従って、アーム37(第1アーム37a、第2アーム37bも含め)は、水平方向には回転可能であるが、鉛直方向には回転できない構造でなければならない。その状態で、作業員の操作により、掘削ロッド2に遊嵌された3個の突出部8を有する円筒体7が、加圧盤11Eの開口12Bを通過可能なように、突出部8を有する円筒体7の位相を加圧盤11Eの開口12Bの位相に合わせて施工を開始する。1本の水硬性固化材液置換コラムの施工が終了する間際には、掘削ロッド2が引き上げられて突出部8を有する円筒体7が地表に近づき、作業員が目視で突出部8を有する円筒体7の位相と加圧盤11Eの開口12Bの位相が略一致していることを確認して、掘削ロッド2を地上へ引き上げて施工が終了する。
両者の位相が明らかに異なり、突出部8を有する円筒体7が加圧盤11Eの開口12Bを通過することが困難であると判断される場合は、加圧盤11Eを回動させることにより両者の位相を一致させる。このとき、加圧盤11Eに作用している地盤反力のために回転ができない場合は、一時的に掘削ロッド2の引き上げを停止し、上下可動なリーダー31を上方に若干量だけ引き上げて、該加圧盤11Eに作用している地盤反力を開放した状態にして、両者の位相を略一致させてから、再度上下可動なリーダー31を下方に移動させて、加圧盤11Eを地表に設置・加圧してから掘削ロッド2を地上に引き上げて施工を終了する。
図12及び図13は、施工機で加圧盤に加圧力(施工機の反力)を付与する他の実施の形態を示す。図12は、フロントジャッキを有する施工機にアームを介し加圧盤を連結した正面説明図、図13は、図12の要部の詳細を示す正面図(a)及び平面図(b)である。
同図において、施工機30は、前方の両側に一対のフロントジャッキ40を備える。施工機30は、走行式でも載置式でもよく、本例では走行式で示している。それぞれのフロントジャッキ40のシリンダー41の下部には、アーム42が水平方向のみに回動可能に枢着されており、このアーム42の先端(他端)に環状フレーム17を介し加圧盤11Eが継手部13を介して着脱自在に接続されている。詳しくはアーム42の先端が半割りフレーム17a、17bのそれぞれに継手部13を介して着脱自在に接続され、加圧盤11Eはこの半割りフレーム17a、17bで形成する環状フレーム17に回動可能に装着されているので、加圧盤11Eはこの半割りフレーム17a、17bを介してアーム42に連結される。この加圧盤11Eが半割りフレーム17a、17bで形成する環状フレーム17に回動可能に支持されていることは、図8(a)(b)で説明した通りである。なお、加圧盤は本例に示したものに限定されるものではない。
このようにフロントジャッキ40のシリンダー41の下部に、アーム42が水平方向のみに回動可能に枢着され、このアーム42の先端に環状フレーム17を介し加圧盤11Eが継手部13で着脱自在に接続されているので、加圧盤11Eを施工機の移動によって加圧盤11Eの開口12Bの中心位置が杭心位置と平面視で略一致する位置に調整する。
これにより水硬性固化材液置換コラムの施工をする場合には、加圧盤11Eを施工機で移動させることにより加圧盤11Eの開口12Bの中心位置を杭心位置と平面視で略一致させて、フロントジャッキ40のシリンダー41を下方に延伸させることにより、加圧盤11Eが地表に設置されて、さらに加圧される。従って、アーム42は、水平方向には回動可能であるが、鉛直方向には回転できない構造でなければならない。この状態で、作業員の操作により、掘削ロッド2に遊嵌された3個の突出部8を有する円筒体7が、加圧盤11Eの開口12Bの位相に合わせて施工を開始する。施工開始時に加圧盤を下方(地面)に押圧した状態にした方が好ましいが、掘削ヘッド地盤貫入時の排土量が少ない場合には、加圧盤押圧は必須ではない。1本の水硬性固化材液置換コラムの施工が終了する間際には、掘削ロッド2が引き上げられて突出部8を有する円筒体7が地表に近づき、作業員が目視で突出部8を有する円筒体7の位相と加圧盤11Eの開口12Bの位相が略一致していることを確認して、掘削ロッド2を地上へ引き上げて施工が終了する。
両者の位相が明らかに異なり、突出部8を有する円筒体7が加圧盤11Eの開口12Bを通過することが困難であると判断される場合は、加圧盤11Eを回動させることにより両者の位相を一致させる。この時、加圧盤11Eに作用している地盤反力のため回動ができない場合は、一時的に掘削ロッド2の引き上げを停止し、フロントジャッキ40のシリンダー41を上方に若干量だけ縮小させて、加圧盤11Eに作用している地盤反力を開放した状態にして回動し、両者の位相を略一致させてから、再度フロントジャッキシリンダー41を下方に延伸させて、加圧盤11Eを地表に設置・加圧してから掘削ロッド2を地表に引き上げて施工を終了する。
図14は前述と同様にして施工機を反力として加圧盤を下方に加圧する他の実施形態を示す。この実施形態は、掘削ロッド2の振れ止め機能に加えて、加圧盤を下方(地表)に加圧する機能を付与したものである。図10及び図12に示すように施工機30は、リーダー31の下方部に掘削ロッド2の振れ止め手段51を備える。この振れ止め手段51は、左右一対の水平回動(開閉)可能なアーム56を持ち、両アームを閉じることにより掘削ロッド2の周囲を上下移動可能に抱持し、掘削ロッド2の振れを防止するものである。この実施形態は、この振れ止め手段51に、下端に加圧盤を有する加圧盤支持部材68を取り付け、施工機30を反力として加圧盤を下方(地表)に加圧する場合である。
振れ止め手段51の一例を図15および図16において具体的に説明する。図15は図14における振れ止め手段を具体的に示す要部の斜視図、図16は、図15に示す振れ止め手段の分解斜視図である。リーダー31の下方に設けられた振れ止め手段51は、リーダー31の下端に支持台52が取り付けられており(図14参照)、この支持台52に側板53が固設され、この側板53に上下の所定間隔をおいて平行して支持板54が水平方向に突設され、この支持板54に支持軸55にて枢着され、左右一対のアーム56A、56Bが回動(開閉)可能に設けられて構成されている。掘削ロッド2は、この対のアーム56A、56Bを開放した状態でアーム56A、56B間に位置させた後に、アーム56A、56Bを閉じることによってアーム54A、56Bで抱持して掘削ロッド2の振れを防止するようになっている。この各アーム56A、56Bの先端側には、ピン挿通孔57が、アーム56A、56Bを閉じたときに各挿通孔57が同心的となるように設けられており、アーム56A、56Bを閉じたときに、この各ピン挿通孔58間にL字型ピン58を挿通(挿入)することによってアーム56A、56Bの閉じた状態を保持する(開放を規制する)ようになっている。
この実施の形態では、アーム56Aは、上下に平行する2枚のアーム板56a、56aで構成され、また、アーム56Bも上下に平行する2枚のアーム板56b、56bで構成され、それぞれのアーム板56a、56a間、および56b、56b間は、固定手段59で固定され上下のアーム板56aと56a、アーム板56bと56bは所定の間隔を保持して一体となっている。また、アーム板56aの先端部の上面と下面およびアーム板56bの先端部の上面と下面には、ハーフリング状の挟持板60A、60Bが固設されている。この挟持板60A、60Bは、固定手段59で、各アーム板56a、56bに固定され一体となっている。そして、アーム板56a、56bおよび挟持板60A、60Bで形成する左右のアーム56Aとアーム56Bどうしはそれぞれ対称形状をなし、アーム56Aと56Bを閉じたとき、アーム56Aと56B間で掘削ロッド2の周囲を上下移動可能に抱持する構成となっている。前記ピン挿通孔58は、各アーム板56a、56bの先端側に設けられている。
なお、振れ止め手段は、この実施の形態に制限されるものではなく、従来公知のものは全て採用可能である。
次に、施工機30の振れ止め手段51に取り付けて施工機30を反力として加圧盤を地表に加圧して上載圧を加える加圧盤支持部材の実施形態を説明する。
図17は振れ止め手段51に装着される加圧盤支持部材61Aの一例を示す斜視図、図18はその分解斜視図である。この加圧盤支持部材61Aは、上部に振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bに抱持されて取り付けられる取り付け部62を備え、下端に加圧盤63を備え、取り付け部62と加圧盤63が連結部材65で連結されて構成されている。取り付け部62は、円筒部62aの上部と下部に上部フランジ62b、下端フランジ62cを有する形態をなし、この上部および下部フランジ62b、62c間の円筒部62aが、図14及び図15に示すように振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bに抱持されて振れ止め手段51に取り付けられる。この取り付け部62は、掘削ロッド2の径より大きな内径の通孔62dを有する。加圧盤63は、中心部に開口64を持つ。この開口64は、前記図2や図4に示したと同様な開口である。即ち、図2に示すような掘削ロッド2の外径より大きく、掘削ロッド2が通過可能な円形孔、または掘削ロッド2の下方に突出部8を有する円筒体7が回転自由に遊嵌されている場合は、図4に示すような掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形で、かつ所定のクリアランスがある開口である。前記取り付け部62の下部フランジ62cと加圧盤63との間は連結部材65で連結固定されている。取り付け部62と加圧盤63は、取り付け部62の通孔62dと加圧盤63の開口64が、同心的に連結される。この実施の形態では、連結部材65は、棒状部材(板状部材)であり、取り付け部62の通孔62dと加圧盤63の開口64を結ぶ軸心を中心に複数が所定間隔で平面視円状乃至多角形状に配置されている。
この連結部材65が平面視円状乃至多角形状に配置されている内径は、図2に示すような掘削装置1A(掘削ロッド2)を使用しての施工の場合は、掘削ロッド2の径より大きく掘削ロッド2が通過可能な内径であり、加圧盤63の開口64も掘削ロッド2の径より大きく掘削ロッド2が通過可能な円形孔である。また、図4に示すような掘削装置1B(掘削ロッド2)を使用しての施工の場合の連結部材65が平面視円状乃至多角形状に配置されている内径は、突出部8を有する円筒体7の回転径より大きいか、または、掘削ロッド2の径より大きく突出部8を有する円筒体7の回転径より小さい。この後者の場合には、円筒体7の突出部8は連結部材65と隣接する連結部材65の間に位置させるようにし、開口64もこれに合わせて設けられ突出部8を有する円筒体7が通過可能となっている。即ち、加圧盤63の開口64は、掘削ロッド2及び突出部8を有する円筒体7が通過可能なように、掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形で、かつ所定のクリアランスがある開口である。具体的には、連結部材65が平面視円状乃至多角形状に配置された中心軸を中心とする円形孔を持ち、この円形孔には円筒体7の突出部8が通過可能な所定幅、長さの溝孔64aが等間隔に連設されているから、この溝孔64aを、複数が平面視円状乃至多角形状に配置された連結部材65と隣接する連結部材65の間に位置するように設ける。これにより連結部材65の複数が平面視円状乃至多角形状に配置された内径が、突出部8を有する円筒体7の回転径より小さくでも通過可能となる。
そして、このように形成された加圧盤支持部材61Aは、図18に示すように半割り61a、61bされている。これにより図17に示すように掘削ロッド2の外周面に、半割りの加圧盤支持部材61a、61bを対向して合わせることによって、掘削ロッド2が加圧盤支持部材61Aを挿通するようになる。
従って、この加圧盤支持部材61Aは、一対のアーム56A、56Bの開放状態(図16に示す状態)の振れ止め手段51に位置する部分の掘削ロッド2外周面に、図18に示すように半割りの加圧盤支持部材61a、61bを対向して合わせた後、一対のアーム56A、56Bを閉じて加圧盤支持部材61Aの取り付け部62の円筒部62aを抱持して振れ止め手段51に取り付けられる。これにより加圧盤支持部材61Aは、図14に示すように掘削ロッド2が挿通して振れ止め手段51に取り付けられる。加圧盤支持部材61Aの取り付け部62の円筒部62aには、上部と下部にフランジ62b、62cが設けられているので、加圧盤支持部材61Aは、上下方向への移動(昇降)が規制されて振れ止め手段51に取り付けられる。そこで、リーダー31を下動させることにより、加圧盤支持部材61Aの下端の加圧盤63は地表に設置され、さらに加圧されて、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表部に上載圧を加える。
更に詳しく、前述のリーダー31に振れ止め手段51が設けられている施工機30に、前記加圧盤支持部材61Aを取り付けて水硬性固化材液置換コラムを施工する場合を説明する。
まず、施工機30には、図10に示すように上部がオーガモータ33に連結された掘削ロッド2が、リーダー31に沿って垂下され、リーダー31の下方に設けられた振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bに抱持されている。前記加圧盤支持部材61Aは、この一対のアーム56A、56Bを開放状態(図16に示す状態)とし、この開放状態の振れ止め手段51に位置する部分の掘削ロッド2外周面に、図18に示すように半割りの加圧盤支持部材61a、61bを対向して合わせた後、一対のアーム56A、56Bを閉じて加圧盤支持部材61Aの取り付け部62の円筒部62aを抱持して振れ止め手段51に取り付ける。これにより加圧盤支持部材61Aは、掘削ロッド2を挿通し、上下方向への移動(昇降)が規制されて振れ止め手段51に取り付けられる。図14及び図15は、この状態を示している。
そこで、施工機30を移動させ掘削ロッド2の掘削ヘッド3の先端中心部が杭心位置になるようにセットしリーダー31を下動させると、加圧盤支持部材61Aの下端の加圧盤63は、地表に設置され、さらに加圧されて、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍の地表部に施工機30を反力として上載圧を加える。掘削ロッド2または掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7は、加圧盤支持部材61A及び加圧盤63の開口64を挿通可能となっているので、該掘削ロッド2で地盤中に水硬性固化材液置換コラムを築造することができる。この時、施工機30を反力として加圧盤支持部材61Aを介し加圧盤63が地表に加圧されて上載圧が加えられているため、掘削ヘッド3が地中に貫入する際に地表部に盛り上がろうとする土砂は、該加圧盤に押さえられて側方に移動するので地上に盛り上がり排出される掘削土砂は、ほとんどなくなるのみならず、施工終了時直前の掘削ロッド2の地上への引き上げ時に、突出部8を有する円筒体7がその付着力のために地上部付近の土砂も共に地上に持ち上げてしまい、孔口付近の地盤が崩壊して水硬性固化材液置換コラムの出来形を確保できないことや、崩壊したり持ち上げた土砂の一部が落下して、築造したばかりの水硬性固化材液置換コラムの水硬性固化材液中に混入して品質不良を起こすことを防止することができる。
なお、この実施の形態の加圧盤支持部材61Aは、複数の互いに隣接する連結部材65と連結部材65との間に所定の間隔が存在するため内部が目視可能であり、加圧盤63の開口64と突出部8を有する円筒体7の位相を合わせるのが容易となるので好ましい。
図19は、加圧盤支持部材の他の実施の形態を示す斜視図である。この図19に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Bは、前記図17および図18に示す実施の形態における連結部材65を円筒部材66とした場合である。この加圧盤支持部材61Bも半割りされ、半割りの加圧盤支持部材61a、61bを対向して合わせて形成される。即ち、連結部材65としての円筒部材66は、2つ割りの縦長の半円筒部材66a、66bを水平方向に重ね合わせた形態をなす。この円筒部材66は、上部外周に、半円筒部材66a、66bが重ね合わされたとき、振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bに抱持される取付部材67を有する。本例の取り付け部67は、リング状の切欠(リング切欠)で形成されている。また、円筒部材66の下端に設けられた加圧盤68も半割りされ、それぞれの半円筒部材66a、66bの下端に連結され、半円筒部材66a、66bを重ね合わせ円筒部材66とすると半割りの加圧盤も加圧盤68として合わせられる。この加圧盤68は、中心部に円形の開口69を持つ、この開口69は、円筒部材66の中心軸上に中心を持つ円形孔であり、この開口69の内径は、円筒部材66の内径と略同一で、掘削ロッド2の外径より大きく、掘削ロッド2の昇降を妨げることがない。この開口69も中心線で半割りされ、半割りの加圧盤を合わせ加圧盤とすると円形孔となる。
従って、この実施の形態の加圧盤支持部材61Bは、上部の取り付け部(リング切欠)67と下端の加圧盤68が連結部材65としての円筒部材66で連結された構成となっている。そして、円筒部材66の内径は掘削ロッド2の外径より大きく、加圧盤68の開口69の形状も掘削ロッド2が通過可能な円形状であるので、例えば、図2に示すような水硬性固化材液の流路6を有する排土機構のない掘削ロッド2の下端部に、下方に向かって径小となる円錐状で側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設し、かつ水硬性固化材液の吐出口4を設けた掘削ヘッド3を接続した掘削装置1Aを用い施工する場合に使用する。
この実施の形態の加圧盤支持部材61Bにおいても、前記図17及び図18に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Aと同様にリーダー31の振れ止め手段51に取り付けて、施工機30を反力として杭心位置近傍の地表面に上載圧を与えることができる。即ち、この加圧盤支持部材61Bは、一対のアーム56A、56Bの開放状態(図16に示す状態)の振れ止め手段51に位置する部分の掘削ロッド2外周面に、半割りの加圧盤支持部材61a、61bを対向して合わせた後、該一対のアーム56A、56Bを閉じて加圧盤支持部材61Bの取り付け部(リング切欠)67を抱持して振れ止め手段51に取り付けられる。これにより加圧盤支持部材61Bは、上下方向への移動が規制され、掘削ロッド2が挿通して振れ止め手段51に取り付けられる。従って、前記図17及び図18に示す実施の形態と同様にして水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表部に上載圧を与えることができ、同様な作用、効果を奏する。
図20に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Cは、前記図19に示す加圧盤支持部材61Bの連結部材65としての半円筒部材66a、66bに窓70を設けた場合であり、他は図19に示す実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。この実施の形態の加圧盤支持部材61Cも、図19に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Bと同様に水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表部に上載圧を与えることができるとともに、窓70が設けられているので施工中に内部が透視可能となる。
図21は、また他の実施の形態の加圧盤支持部材を示す斜視図である。この実施の形態の加圧盤支持部材61Dは、前記図19に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Bと主に円筒部材66の内径および加圧盤68の開口の形状を異にするものであり、他は図19に示す実施の形態と同様であるので同様な構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、主に異なる点について詳説する。
この実施形態の連結部材65としての円筒部材66は、二つ割りの縦長の半円筒部材66a、66bを水平方向に重ね合わせたものからなり、上部外周に、振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bが抱持する所定幅の取り付け部(リング切欠)67を有し、下端に開口71を有する加圧盤68が取り付けられている。本例の円筒部材66の内径および加圧盤68の開口71は、図4に示すような水硬性固化材液の流路6を有する排土機構のない掘削ロッド2の下端部に、下方に向かって径小となる円錐状で側面にスパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)5を固設し、かつ水硬性固化材液の吐出口4を設けた掘削ヘッド3を備え、さらに掘削ロッド2の下方部に、側面に回転径が掘削ロッド2の径より大きな突出部8を少なくとも2個(図4では3個)有する円筒体7を回転可能に遊嵌させた掘削装置1Bが通過可能となっている。即ち、円筒部材66の内径は、掘削ロッド2に遊嵌された突出部8を有する円筒体7の回転径より大きく、加圧盤68の開口71は、図4に示すような掘削ヘッド3、掘削ロッド2及び突出部8を有する円筒体7が通過可能なように、掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形で、かつ所定のクリアランスがあるような開口となっている。円筒体7の有する突出部8の数は、種々であるので、その数に見合った開口とする。例えば、図4のように突出部8は3枚で、120度の等間隔で円筒体7に固設されているのであれば、加圧盤68の開口71は、その突出部8を含む円筒体7および掘削ロッド2が通過できるように、掘削ロッド2及び突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形で、かつクリアランスを設けた開口となる。本例での加圧盤68の開口71は、円筒部材66の中心軸を中心とする円形孔を持ち、この円形孔には円筒体7の3個の突出部8が通過可能な所定幅、長さの溝孔71aが等間隔(120度おき)に設けられている。このように各溝孔71a端部径を円筒部材66の内径と略等しくすることで(円筒部材66の内径を突出部8を有する円筒体7の回転径より大径とすることで)、掘削ロッド2及び円筒体7の突出部8を円筒部材66の内外に挿通可能とすることができる。
従って、施工機のリーダー31に沿って取り付けられた掘削ロッド2は、リーダー31の下方に設けられた振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bに抱持されて振れ止めされている。この円筒部材66の半円筒部材66a、66bは、振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bを開放状態とし、この開放状態のアーム56A、56B間に位置する部分の掘削ロッド2の外周に対向して添接し重ね合わせた後、対のアーム56A、56Bを閉じて半円筒部材66a、66bを円筒部材66(半割りの加圧盤支持部材61a、61bを合わせて)として、その取り付け部(リング切欠)67を対のアーム56A、56Bで抱持させて振れ止め手段51に取り付ける。これにより加圧盤支持部材61Dは、掘削ロッド2が挿通して振れ止め手段51に取り付けられる。これは図14及び図15に示す状態と同様である。
そこで、施工機30を移動させ掘削ロッド2の掘削ヘッド3の先端中心部が杭心位置になるようにセットしリーダー31を下動させると、加圧盤支持部材61Dの下端の加圧盤68は、地表に設置され、さらに加圧されて、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍の地表部に施工機30を反力として上載圧を加える。掘削ロッド2は、加圧盤支持部材61Dの円筒部材66及び加圧盤68の開口71を挿通可能となっているので、該掘削ロッド2で地盤中に水硬性固化材液置換コラムを築造することができる。この時、施工機30を反力として加圧盤支持部材61Dを介し加圧盤68が地表に加圧されて上載圧が与えられているため、掘削ヘッド3が地中に貫入する際に地表部に盛り上がろうとする土砂は、該加圧盤68に押さえられて側方に移動するので地上に盛り上がり排出される掘削土砂はほとんどなくなるのみならず、施工終了直前の掘削ロッド2の地上への引き上げ時に、突出部8を有する円筒体7がその付着力のために地上部付近の土砂も共に地上に持ち上げてしまい、孔口付近の地盤が崩壊して水硬性固化材液置換コラムの出来形を確保できないことや、崩壊したり持ち上げた土砂の一部が落下して、築造したばかりの水硬性固化材液置換コラムの水硬性固化材液中に混入して品質不良を起こすことを防止することができる。
図22に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Eは、前記図21に示す加圧盤支持部材61Dの連結部材65としての半円筒部材66a、66bに窓70を設けた場合であり、他は図21に示す実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
この実施の形態の加圧盤支持部材61Eも、図21に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Dと同様に水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表部に上載圧を与えることができ、同様の作用、効果を奏すると共に、窓70が設けられているので内部が透視可能となり、施工時の掘削ロッド2に設けた円筒体7の突出部8と加圧盤68の開口71の位相を容易に合わせることができる利点がある。
図23は、また更に他の実施の形態にかかる加圧盤支持部材を示す斜視図である。この実施形態の加圧盤支持部材61Fは、連結部材65としての円筒部材66が、二つ割りの縦長の半円筒部材66a、66bを水平方向に重ね合わせたものからなり、上部外周に、振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bが抱持する所定幅の取り付け部(リング切欠)67を有し、下端に開口72を有する加圧盤68が取り付けられている。この円筒部材66の下端に設けられた加圧盤68も半割りされ、それぞれの半円筒部材66a、66bの下端に連結され、半円筒部材66a、66bを重ね合わせ円筒部材とすると半割りの加圧盤も所定の加圧盤68として合わせられる。この加圧盤68は、中心部に開口72を持つ。この開口72は、円筒部材66の中心軸上に中心を持つ開口であり、この開口72も中心線で半割りされ、半割りの加圧盤を合わせて加圧盤68とすると所定の開口72となる。これにより半割りの加圧盤支持部材61a、61bを対向してあわせることにより加圧盤支持部材61Fとなる。本例の加圧盤68の開口72は、掘削ヘッド3、掘削ロッド2及び突出部8を有する円筒体7が通過可能なように、掘削ロッド2と突出部8を有する円筒体7の横断面形状と略相似形で、かつ所定のクリアランスがある開口である。即ち、円筒部材66の中心軸を中心とする円形孔を持ち、この円形孔には円筒体の4個の突出部8が通過可能な所定幅、長さの溝孔72aが等間隔(90度おき)に連接されている。
また、連結部材65としての円筒部材66の内径は、全長にわたって掘削ロッドの径より大きいが突出部8を有する円筒体7の回転径より小さいので、この円筒部材66の取り付け部(リング切欠)67下部の所定位置から加圧盤68の開口72にかけて前記溝孔72aに連続し、かつ4個の突出部8が通過可能な縦溝(スリット)73が、半円筒部材66a、66bの胴部に形成されている。なお、4個の縦溝73のうち対向する2個の縦溝73は、半円筒部材66a、66bが互いに接する部位(2つ割りの部位)に形成されている。これにより円筒部材66の内径が突出部8を有する円筒体7の回転径より小さくても、円筒体7の各突出部8は、円筒部材66の各縦溝(スリット)73に対応して挿通するので、突出部8を有する円筒体7を下方に遊嵌させた掘削ロッド2であっても、円筒部材66に挿通して移動(昇降)が可能となる。この掘削ロッド2の上方向の移動では、縦溝(スリット)73の上端で円筒体7の突出部8が規制されるので、この掘削ロッド2の移動は、円筒部材66の縦溝(スリット)73の上限を限度としてそれより下方となる。
次に、この加圧盤支持部材61Fを用いて水硬性固化材液置換コラムの築造を施工する場合を説明する。施工機30のリーダー31に沿って取り付けられた掘削ロッド2は、リーダー31の下方に設けられた振れ止め手段51の対のアーム56A、56Bに抱持されて振れ止めされている(図10、図11、図12参照)。この加圧盤支持部材61Fの半割りの加圧盤支持部材61a、61b(半円筒部材66a、66b)は、図16に示すように振れ止め手段51の一対のアーム56A、56Bを開放状態とし、この開放状態のアーム56A、56B間に位置する部分の掘削ロッド2の外周に対向して添接して合わせた後、図15に示すように対のアーム56A、56Bを閉じて半円筒部材66a、66bを円筒部材66として(半割りの加圧盤支持部材61a、61bを加圧盤支持部材61Fとして)、その取り付け部(リング切欠)67を対のアーム56A、56Bで抱持させて振り止め手段51に取り付ける。この時、円筒体7の突出部8と円筒部材66の縦溝(スリット)の位相は合致させて取り付ける。これにより加圧盤支持部材61Fは、掘削ロッド2が挿通して振れ止め手段51に取り付けられる。これは図14及び図15に示す状態と同様である。
そこで、施工機30を移動させ掘削ロッド2の掘削ヘッド3の先端中心部が杭心位置になるようにセットしリーダー31を下動させると、加圧盤支持部材61Fの下端の加圧盤68は、地表に設置され、さらに加圧されて、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍の地表部に施工機30を反力として上載圧を加える。掘削ロッド2は、円筒部材66の縦溝(スリット)73の上端から下方及び加圧盤68の開口72を挿通可能となっているので、該掘削ロッド2で前記図3に示したように水硬性固化材液置換コラムを築造することができる。この時、水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍には施工機30を反力として加圧盤支持部材61Fを介し加圧盤68が地表に加圧されて上載圧が加えられているため、掘削ヘッド3が地中に貫入する際に発生していた掘削土砂の発生量を低減できるのみならず、施工終了直前の掘削ロッド2の地上への引き上げ時に、突出部8を有する円筒体7がその付着力のために地上部付近の土砂をも共に地上に持ち上げてしまい、孔口付近の地盤が崩壊して水硬性固化材液置換コラムの出来形を確保できないことや、崩壊したり持ち上げた土砂の一部が落下して、築造したばかりの水硬性固化材液置換コラムの水硬性固化材液中に落下して品質不良になることを防止できる。さらに、掘削ロッド2を地上に引き上げる際に、掘削ロッド2に設けた突出部8を有する円筒体7に付着して土砂を地表に残土として発生させることもない。
図24に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Gは、前記図23に示す加圧盤支持部材61Fの連結部材65としての半円筒部材66a、66bに窓70を設けた場合であり、他は図23に示す実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
この実施の形態の加圧盤支持部材61Gも、図23に示す実施の形態の加圧盤支持部材61Fと同様に水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表部に上載圧を与えることができ同様な作用、効果を奏するとともに、窓70が設けられているので内部が透視可能となり、施工時の掘削ロッド2に設けた円筒体7の突出部8と加圧盤68の開口72の位相を容易に合わせられる利点がある。
なお、本発明は、前記実施の形態に制限されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が採用可能である。例えば、図17および図18に示す加圧盤支持部材61Aの連結部材65の形状、数、その間隔、及び窓70の形状、大きさ、位置、数は、適宜選択可能である。
以上の通り、本発明の水硬性固化材液置換コラムの築造方法によれば、施工機を反力として加圧盤で水硬性固化材液置換コラム打設位置近傍地表面に上載圧を加えることにより、掘削装置(掘削ロッド)が地表から地中に貫入(掘進)する際に発生する発生残土の量を減少させることができる。また、水硬性固化材液置換コラムの側面に突条部を形成するために、側面に突出部を有する円筒体を掘削ロッドの下方部に回転可能に遊嵌させた掘削装置を用いて、水硬性固化材液置換コラムを築造するときに、該掘削装置を地上に引き上げる際、該掘削装置と共に地表部土砂が持ち上がり、孔口付近の孔壁が崩壊して出来形不良になったり、崩壊土砂が施工後の未だ固まらない水硬性固化材液中に落下して品質不良になることを防止できる。
さらに、掘削装置を地上に引き上げる際に、掘削ロッドに設けた突出部を有する円筒体に付着して土砂を地表に残土として発生させることもない。
本発明は、水硬性固化材液置換コラムの施工において、地表への発生残土を減少できるとともに、孔口付近の孔壁が崩壊してコラム出来形不良になったり、崩壊土砂が施工後の未だ固まらない水硬性固化材液中に落下して品質不良になったりすることを防止できる効果を奏し、水硬性固化材液置換コラムの築造に採用して有用である。
1、1A、1B 掘削装置
2 掘削ロッド
3 掘削ヘッド
4 吐出口
5 スパイラル状の掘削刃(スパイラル翼)
6 水硬性固化材液の流路
7 円筒体
8 突出部
11A、11B、11C、11D、11E、11F、63、68 加圧盤
11C(a)、11C(b) 分割した加圧盤
12A、12B、12C、64、69、71、72 開口
13 継手部
14 連結具
15 補強リブ
16 補強板
17 環状のフレーム
17a、17b 半割りフレーム
18 スリット
19 摘み
20 環状フレーム
20a 上部環状フレーム
20b 下部環状フレーム
21 連結手段
30 施工機
31 リーダー
35 接続フランジ
36 連結棒
37 アーム
37a 第1アーム
37b 第2アーム
40 フロントジャッキ
41 フロントジャッキのシリンダー
42 アーム
51 振れ止め手段
56、56A、56B アーム
56a、56b アーム板
60A、60B 挟持板
61A、61B、61C、61D、61E、61F、61G 加圧盤支持部材
61a、61b 半割りの加圧盤支持部材
62、67 取り付け部
62a 円筒部
62b 上部フランジ
62c 下部フランジ
62d 通孔
63、68 加圧盤
64、69、71、72 開口
65 連結部材
66 円筒部材
66a、66b 半円筒部材
70 窓
71a、72a 溝孔
73 縦溝(スリット)

Claims (5)

  1. 水硬性固化材液に流路を有する掘削ロッドの下端部に掘削ヘッドを備え、該掘削ロッドの下方部に、側面に回転径が掘削ロッド径より大きな突出部を少なくとも2個有する円筒体を回転可能に遊嵌させた掘削装置の先端中心部を杭心位置にセットし、該掘削装置が貫通可能な開口を有する加圧盤を杭打設位置に略合わせ、該掘削装置を加圧盤の開口を貫通して地盤中に回転させながら掘進し、掘削ヘッドが所定深度に達した後、掘削ロッド又は掘削ヘッドに設けた吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ、該掘削装置を回転して又は無回転で引き上げ、少なくとも円筒体の突出部が地上に出る直前には、施工機を反力にして該加圧盤を地盤に加圧した状態にして、最終的に該加圧盤を通過して地上まで引き上げることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの築造方法。
  2. 前記加圧盤の開口形状が、突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形であることを特徴とする請求項1記載の水硬性固化材液置換コラムの築造方法。
  3. 前記加圧盤は、その外周が環状のフレームに回動可能に装着されていることを特徴とする請求項1または2に記載の水硬性固化材液置換コラムの築造方法。
  4. 施工機のリーダー側の両側方に装着された一対のフロントジャッキシリンダー部に、ヒンジで屈曲可能なアームをそれぞれ取り付け、該両アームの他端に掘削ロッドの横断面形状と略相似形の開口または突出部を有する円筒体の横断面形状と略相似形の開口を有する加圧盤が連結されていることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの施工機。
  5. 駆動装置により上下動可能なリーダーを有し、該リーダーの下方に一対の開閉可能なアームからなり、リーダーに沿って垂下された掘削ロッドを該アームで抱持して振れ止めする振れ止め手段が設けられている水硬性固化材液置換コラムの施工機の、該振れ止め手段のアームに抱持されて取り付ける掘削ロッドの通孔を有する取り付け部と開口を有する加圧盤が、その通孔と開口を同心軸上として、通孔と開口を結ぶ中心軸を中心に平面視円状乃至多角形状に配置された連結部材で連結された加圧盤支持部材が、中央より縦方向に半割りされて半割り加圧盤支持部材に形成され、一対のアームが開放状態の振れ止め手段に位置する部分の掘削ロッドの外周に、該半割り加圧盤支持部材を対向して合わせ加圧盤支持部材として完成させた状態で位置させ、その加圧盤支持部材の取り付け部をアームで抱持して掘削ロッドが上下移動可能に振れ止め手段に取り付けられていることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの施工機。
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