JPH02140323A - ソイルセメント合成杭の造成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は建設関係の基礎工事に適用されるソイルセメン
ト合成杭の造成方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来のソイルセメント合成杭の造成方法は一例として特
公昭６１−２２０８９号及び特開昭６２１９７５１６号
に開示された方法があるが、この方法は第４ａ図に示す
ようにセメントミルク等の注入材を地中に注入しながら
攪拌ロッド１を土と強制攪拌することにより、第４ｂ図
の如くソイルセメント柱２を形成し、第４ｂ図〜第４Ｃ
図の如くこのソイルセメント柱２のセメント硬化前に鋼
管杭又は既製コンクリート杭等の中空管３を圧入する方
法である。

また、他の従来例として、特公昭５８−１７８４９号に
開示された方法があるが、この方法は第５ａ図に示すよ
うに、オーガーヘッド１ａにより、硬化した後の圧縮強
度の低い材料を注入しながら地盤を所定深さまで掘削し
、次いで地盤土壌と硬化材料を攪拌しながらオーガーヘ
ッド１ａを引き上げ、ソイルセメント柱２を形成し、次
に前記ソイルセメント柱２の硬化材料が未硬化の間に第
５ｂ図に示すように掘削孔内に中空管３を吊込み、次い
で前記中空管内に小径のオーガーヘッド１ｂを挿入回転
して所定深さまで中空管３とオーガーヘッド１ｂを沈下
させ、かつ第５ｃ図に示すようにオーガーヘッド１ｂを
中空管３より先行して挿入し、注入した硬化後の圧縮強
度の高い根固め硬化材料によって中空管３下端を根固め
するとともに第５ｄ図に示すように中空管３内の土壌と
硬化材料を攪拌しながらオーガーヘッドｌｂを弓き抜く
方法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来のソイルセメント合成杭の造成
方法だと、ソイルセメント柱を造成した後、あらためて
中空管を埋設するため、ソイルセメント柱造成装置と中
空管理設装置が必要となり、さらに段取り替えも必要と
なるなど煩雑な施工となり、施工能率、施工コスト面で
問題があった。また、第６図に示すように造成されたソ
イルセメント柱２が所定の鉛直度が確保されていなかつ
たり、第７図に示すようにソイルセメント柱２に所定の
鉛直度が確保されたとしても埋設する中空管３を所定の
鉛直度で設置することは困難である。従って、充分なか
ぶりを確保できず、構造耐力上あるいは防食上問題があ
った。さらに、施工能率が悪いため中空管３を溶接で継
足して長尺杭とする場合、溶接中にソイルセメントが硬
化しはじめ埋設が困難になる等の問題があった。　本発
明は上述した課題を解決するためになされたものである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明のソイルセメント合成杭の造成方法は、鋼管、コ
ンクリート管等の中空管内に、少なくとも１段で、拡開
、縮小が可能であり、拡開した外径が前記中空管外径よ
り所定寸法大きい掘削攪拌翼を下端に装着したロッドを
挿通し、拡開した掘削攪拌翼外径以内に突出した突出体
を前記中空管下端付近に固設し、前記中空管下端より先
行した状態で前記掘削攪拌翼を拡開し、前記ロッドを回
転させつつ、該ロッド先端付近のノズルよりセメントミ
ルクまたはセメント系等の固化剤を吐出して、前記ロッ
ドを不回転の前記中空管と共に地盤中に所定深度まで給
進し、次に前記拡開した掘削攪拌翼を縮小し、前記中空
管内より引き抜くことを特徴とする第１の手段と、この
第１の手段において、ロッドを回転しつつ中空管と共に
地盤中に所定深度まで給進する際、前記中空管をロッド
と共に回転させることを特徴とする第２の手段と、第１
の手段または第２の手段において、ロッド先端にスクリ
ューを設け、該スクリューが先進して地盤にくい込みつ
つ、掘削攪拌翼で地盤を掘削することを特徴とする第３
の手段と、第１の手段、第２の手段または第３の手段に
おいて、地上に複数の固化材用ミキサーを配設し、該複
数のミキサーからの固化材をバルブで切り替えて固化材
をグラウトポンプに供給するか、または固化材の代りに
水をバルブを経て前記グラウトポンプに供給し、該グラ
ウトポンプでロッド内を通り該ロッド先端付近のノズル
より種類の異なる固化材または水を中空管給進中に切り
替えて吐出せしめることを特徴とする第４の手段とより
成るものである。

［作　用］ ソイルセメント柱の造成と鋼管、コンクリート等の中空
管の埋設を同時に行うので、ソイルセメント合成杭の造
成精度及び中空管の埋設精度が正確に保たれる。

また、掘削攪拌翼で掘削攪拌した土砂中の土塊は、ノズ
ルより吐出されたセメントミルクまたはセメト系等の固
化材と混合されソイルセメントとなる。そのソイルセメ
ント中の土塊は中空管下端の突出体に当って、くだかれ
て細かくなる。

第（２）の請求項の場合は、突出体を掘削攪拌翼と反対
方向に回転するとより細かく土塊がくだかれる。

第（３）の請求項の場合は、ロッド先端のスクリューが
地盤中に錐のようにねじ込まれて先進するので、推進力
が向上し、鉛直度が確実に保たれる。

第（４ンの請求項の場合は、ロッド先端から土中に噴出
する固化材の種類を掘削、攪拌の途中で変更できるので
、大きな固化強度が必要な部分、例えば上部と下部のみ
に固化後の強度が大きくなるように配合された固化材を
注入することができる。また前記途中で水あるいは固化
後の強度が小さくなるように配合された固化材を吐出す
るなどして強度発現をおさえネガティブフリクションを
低減することもできる。

［実施例］ 以下、添付図に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。第１ａ図〜第１ｇ図は本発明の一実施例の施工順序
の概要を示す断面図である。

先ず、第１ａ図に示すように鋼管、コンクリート管等の
中空管３内に掘削攪拌翼１１を閉状態で上方から挿入す
ることにより、ロッド１０を中空管３内に挿通し、掘削
攪拌翼１１が中空管３下端から所定の距離（掘削攪拌翼
１１が拡開できる距離）突出した位置で、拡開し、第１
ｂ図に示すように拡大した状態で固定する。この場合、
中空管３を横位置にし掘削攪拌翼１１の反対側からロッ
ドＩＯを中空管３内に挿入すれば掘削攪拌翼１１は拡大
した状態で挿通できる。なお、前記鋼管は中空管の外表
面に突起を設けたものを用いると、ソイルセメントとの
一体性が増す。

また、中空管下端部近傍の内周面に沿って円周方向に鉄
筋等の突起物を固着すると、中空管内部に詰まったソイ
ルセメントと中空管内面との一体性が向上し、中空管先
端部における支持力を一層増大させることができる。

図において１０ｂは、ロッド１０に固着され、ロッド１
０と中空管３の位置を保持する位置保持部材であって、
外周は中空管３の内周に摺接するようになっている。

また、第２ａ図、第２ｂ図に示すように、中空管３の下
端には拡開した掘削翼１１外径以内に突出した突出体３
ａ（第２ａ図）、３ｂ（第２ｂ図）が複数本固着されて
いる。３ａは溝形部材を横向に固着したもの、３ｂは縦
向に固着したもので、その他アングル等の型鋼及び鋼板
等でもよい。中空管３がコンクリート管の場合は、下端
をリング状鉄板で鉢巻きし、これに固着してもよい。

次に、第１ｃ図に示すように掘削攪拌翼１１を拡大した
状態でロッド１０を回転させつつ、ロッド１０先端付近
のノズル１０ａからセメントミルクまたはセメント系等
の固化材を吐出しながら、ロッド１０と共に中空管３を
不回転で地盤中に所定の深度まで給進する（第１ｄ図）
。この時、掘削攪拌Ｘｌｌで掘削攪拌した土砂中の土塊
はノズルより吐出されたセメントミルクまたはセメント
系等の固化材と混合されソイルセメントとなる。

そのソイルセメント中の土塊は中空管３下端の突出体３
ａ　（３ｂ）に当ってくだけて細かくなり、固化材とよ
く攪拌される。第２の請求項はロッド１０と共に中空管
３を地盤中に給進する際、ソイルセメントと中空管の摩
擦を軽減すると共に、掘削した土塊がより強く突出体３
ａ　（３ｂ）に当るようにするため中空管３をロッド１
０と反対方向に回転させるものであるが、中空管３をロ
ッド１０と反対方向に回転させると突出体３ａ　（３ｂ
）に土塊が強く当りより細かく土塊がくだかれる。

次に、第１ｅ図に示すように拡開した掘削攪拌翼１１を
縮小し、第１ｆ図に示すように、中空管３内より引き抜
くと、第１ｇ図のようにソイルセメント柱２の中に中空
管３が埋設された状態となり、ソイルセメント合成杭の
造成が完了する。

施工中時間の経過に伴い、一般にセメント系ノ固化材で
は早期に固化反応が始まり、ソイルセメントと中空管３
の摩擦増大につながるので、これに対しては遅硬性固化
材を使用したり、遅延材を添加するとよい。

第３の請求項は、第３図に示すようにロッド先端にスク
リュー１０ｃを取り付け、このスクリュ１０ｃが先進し
て地盤にくい込みつつ、掘削攪拌翼１１で地盤を掘削す
るので鉛直度が確実に保たれる。

次に、第４の請求項について説明すると、第１ｇ図に示
すように大きな固化強度が必要な合成杭下部Ａ３部分又
は下部Ａ１及び上部Ａ２の部分は強度を太きくし、残り
のＢ部分は強度を低くするため・第１Ｃ図に示す給進中
にノズル１０ａから吐出する固化材の種類又は配合を替
えて施工するものである。この場合、第８図に示すよう
に固化材用のミキサーをミキサー１３とミキサー１４の
２台とし、ミキシングされた固化材はサクション管１７
ａ、１７ｂを経て切換バルブ１６で切り替えられ、グラ
ウトポンプ１５によりデリバリ−管１８を通り、図示し
ない合成杭造成のため機械装置のスイベルを経て、ロッ
ド１０内に供給され、ロッド１０先端付近のノズル１０
ａより土壌内に吐出し、掘削攪拌翼１１で土壌と攪拌・
混合される。前記切換バルブ１６を切換えることにより
、ミキサー１３に入った固化材と、ミキサー１４に入っ
た固化材の２種類の固化材を第１ｃ図に示す給進工程中
に選択して供給することができる。

また、第１ｇ図に示すＢ部分が圧密沈下層の場合、ネガ
ティブフリクションを防ぐために、Ｂ部分でノズル１０
ａから水を噴出して施工する。この場合は、水用サクシ
ョン管１９をバルブ１９ａで切換え、固化材を止めて水
をグラウトポンプ１５に供給し、デリバリ−管１８を通
り、図示しない合成杭造成のための機械装置のスイベル
を経てロッド１０内に供給し、ロッド１０先端付近のノ
ズル１０ａより土壌内に水を吐出し、Ｂ部分における中
空管と圧密沈下層との摩擦を軽減する。勿論、下部Ａ１
及び上部Ａ２の部分では強度のある固化材を吐出して施
工する。

し発明の効果〕 以上詳細に説明した本発明の方法によれば、下記のよう
な効果を奏する。

■　掘削攪拌翼で掘削しなから固化材と土壌を混合・攪
拌し、同時に中空管を給進して埋設するので、施工機械
をソイルセメント柱の造成用と中空管の埋設用の２種類
必要とせず、１台で施工できると共に、施工能率がよく
、施工コストを低減できる。

■　ソイルセメント柱の造成と、中空管の埋設を同時に
行うので、ソイルセメント合成杭の造成精度が確実に確
保される。

■　急速施工であるため、施工中にソイルセメントが硬
化しはじめ、中空管の杭の埋設が困難になることがない
。

■　中空管下端に突出体が設けであるので、掘削攪拌翼
で掘削した土砂中の土塊はこれに当って、くだかれて細
かくなるので、固化材と混合されると強度が大きくなる
。また、突出体により中空管下端の面積が増大し、先端
支持力が向上する。第２の請求項の場合は突出体が掘削
攪拌翼と反対方向に回転するようにすると土塊はより細
かくくだかれ、ソイルセメント杭の強度が一層増大する
。

■　第３の請求項の場合は、ロッド先端のスクリューが
地盤中にねじ込まれて掘削攪拌翼より先進し、掘削孔の
孔面りがない。

■　第４の請求項の場合は、掘削途中で固化材の種類を
変えたり、固化材の代りに水を地盤中に吐出できるので
、地盤の状況に応じた施工が可能で、ネガティブフリク
ションを低減する施工もできる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図、第１Ｃ図、第１ｄ図、第１０図、
第１ｆ図及び第１ｇ図は本発明の一実施例の施工順序の
概要を示す断面図、第２ａ図、第２ｂ図は中空管下部に
突出体を取り付けた状態を示す斜視図、第３図はロッド
先端にスクリューを設けたロッドの正面図、第４ａ図〜
第４ρ図及び第５ａ図〜第５ｄ図は従来のソイルセメン
ト合成杭の造成方法の施工順序の概要を示す断面図、第
６図及び第７図は従来のソイルセメント合成杭の造成方
法の欠点を示す断面図、第８図は本発明の実施似使用す
る固化材の種類及び水の切換えが可能な固化相等圧送装
置の配置図である。 ２・・・ソイルセメント柱、３・・・中空管、３ａ、３
ｂ・・・突出体、１０・・・ロッド、１０ａ・・・ノズ
ル、１０ｂ・・・位置保持部材、１０ｃ・・・スクリュ
ー　１１・・・掘削攪拌翼、１３．１４・・・ミキサー １５・・・グラウトポンプ、１６・・・切換バルブ、１
７ａ、１７ｂ・・・サクション管、 １８・・・デリバリ−管、 １９・・・水用サクション管、 １９ａ・・・バルブ。 新日本製鐵株式會社 久保田鉄工株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼管、コンクリート管等の中空管内に、少なくと
   も１段で、拡開、縮小が可能であり、拡開した外径が前
   記中空管外径より所定寸法大きい掘削攪拌翼を下端に装
   着したロッドを挿通し、拡開した掘削攪拌翼外径以内に
   突出した突出体を前記中空管下端付近に固設し、前記中
   空管下端より先行した状態で前記掘削攪拌翼を拡開し、
   前記ロッドを回転させつつ、該ロッド先端付近のノズル
   よりセメントミルクまたはセメント系等の固化材を吐出
   して、前記ロッドを不回転の前記中空管と共に地盤中に
   所定深度まで給進し、次に前記拡開した掘削攪拌翼を縮
   小し、前記中空管内より引き抜くことを特徴とするソイ
   ルセメント合成杭の造成方法。
2. （２）ロッドを回転しつつ中空管と共に地盤中に所定深
   度まで給進する際、前記中空管をロッドと共に回転させ
   ることを特徴とする第（１）項記載のソイルセメント合
   成杭の造成方法。
3. （３）ロッド先端にスクリューを設け、該スクリューが
   先進して地盤にくい込みつつ、掘削攪拌翼で地盤を掘削
   することを特徴とする第（１）項または第（２）項記載
   のソイルセメント合成杭の造成方法。
4. （４）地上に複数の固化材用ミキサーを配設し、該複数
   のミキサーからの固化材をバルブで切り替えて固化材を
   グラウトポンプに供給するか、または固化材の代りに水
   をバルブを経て前記グラウトポンプに供給し、該グラウ
   トポンプでロッド内を通り該ロッド先端付近のノズルよ
   り種類の異なる固化材または水を中空管給進中に切り替
   えて吐出せしめることを特徴とする第（１）項、第（２
   ）項または第（３）項記載のソイルセメント合成杭の造
   成方法。