JPH05125725A - 杭状物の造成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周辺地盤の締固め効果及び摩擦抵抗が増大す
るとともに、改良柱体の強度と均一性を向上させること
ができる。 【構成】 地盤の掘削孔１内に可撓性筒状体２を地表よ
り挿入し、掘削孔１を掘削した排土と硬化材を地上で混
合した排土含有硬化材３を該筒状体２内に所要圧力で圧
入し、孔径が掘削当初の掘削孔径よりも大きくなるよう
に膨張させる杭状物の造成方法、あるいは、該筒状体２
内に媒体を所要圧力で圧入して該掘削孔１を削孔当初の
掘削孔容積よりも大きくなるように膨張させた後、該排
土含有硬化材３を該筒状体２内に挿入する杭状物の造成
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤内に形成する杭状
物の造成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土木、建築基礎において、砂やモルタル
を筒状物に詰めて地中に埋設する方法が知られている。
かかる筒状物は、砂を詰めて用いる場合には砂杭として
地中に埋設することにより、地中の間隙水を排水するド
レーンとして作用させ、モルタルを詰めて用いる場合に
は地盤の強度を向上させたり、構造物を支持する基礎杭
として使用されることが知られている（例えば、特開昭
６１ー１１３７９１２号公報、同６４ー４３６１１号公
報等）。

【０００３】一方、従来から、軟弱な地盤上又は地盤内
に建物、道路等の構造物を構築する場合、土壌の崩壊あ
るいは沈下を防ぐために、軟弱な地盤を硬質安定化する
ことが行われている。このような地盤の改良法として、
例えば、特殊な形状の混練オーガ機によって攪拌した地
盤に、攪拌機の中空軸を通してセメントミルクを注入し
ながら更に攪拌混合を続けて地中にソイルセメント柱体
を造設する、いわゆるソイルセメント工法が知られてい
る（例えば、テノコラム工法、アスコラム工法等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかるソイルセメント
工法は、オーガ機により地盤を掘削しつつ現場の土と硬
化材とを直接混合攪拌するものであるから、排土量が少
なくて済むという利点がある。しかしながら、地盤内の
土質は均質ではなく、地盤中で土壌と硬化材との混合が
不十分であり、深さ方向に対して改良柱体の径を均一に
保つことができなかった。また、粘性土の攪拌が不十分
であり、改良柱体の中に粘土塊が散在し、どうしても強
度を均一に保つことができなかった。従って、得られた
ソイルセメント柱体の品質が保証できず、品質の確認も
困難であった。

【０００５】以上のことから、従来のソイルセメント工
法で得られたソイルセメント柱は、均質な硬化体として
は認められず、たとえ中に鉄筋等を入れても安定した基
礎杭として用いることができなかった。また、周囲地盤
の締め固め効果もなく、より良好な地盤改良効果のある
改良法の実現が望まれている。そこで、請求項１及び２
記載の発明は、上記した従来の技術の有する問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、周
辺地盤の締固め効果及び摩擦抵抗が増大するとともに、
改良柱体の強度と均一性を向上させることのできる排土
を有効利用した杭状物の造成方法を提供しようとするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記した目的
は、地盤の掘削孔内に可撓性筒状体を地表より挿入し、
掘削孔を掘削した排土と硬化材を地上で混合した排土含
有硬化材を該筒状体内に所要圧力で圧入し、孔径が掘削
当初の掘削孔径よりも大きくなるように膨張させて杭状
物を造成することにより達成できることが判った。

【０００７】即ち、本発明によれば、ソイルセメント柱
を、地盤を攪拌しつつセメントミルクを混入させて地盤
内で直接造るのではなく、いったん孔を掘削し、孔内に
可撓性筒状体を装填し、掘削排土を地上で硬化材と混ぜ
て該筒状体内に戻して造成する。従って、掘削排土と硬
化材とを地上で充分ミキシングすることができ、混合の
均質性を確認することができる。更に、いったん排土を
孔内から排出し地上で混合することから、掘削排土中に
均一な柱体造成に悪影響を及ぼし得る成分がある場合に
は、容易に排土を選別して用いることができ、混合物の
品質をも保証することができる。

【０００８】また、従来のソイルセメント工法では、直
接土壌中に硬化材を混入していくため排土量は少なくて
すむものの、得られるソイルセメント量は硬化材を混入
させた分だけ容量が増大するため、完全に無排土とする
ことは不可能であった。これに対して、本発明によれ
ば、掘削孔内に挿入した筒状体の膨張に伴い掘削孔が掘
削当初の掘削孔容積よりも大きくなるため、排土全てを
使い尽くすことも可能である。残存排土は産業廃棄物と
して処理するには多大な労力を必要とし、公害上も現在
大きな問題であることから、無排土可能であることは意
義が大きい。

【０００９】更に、予め筒状体を膨張させるに必要な量
は想定できるので、排土を用いてもなお不足する分は、
良質の骨材（例えば砂、砂利等）又は他の良質な掘削残
土を加えて排土含有硬化材の品質を調整することもでき
る。更に、掘削孔に予め可撓性筒状体を設置し、排土含
有硬化材の圧入に伴い該筒状体が膨張するため、周辺地
盤を押圧して強化し、周辺摩擦を増大させるという従来
のソイルセメント工法では得られない地盤改良効果を奏
する。

【００１０】即ち、硬化材と掘削土を均一に混合するこ
とにより杭状体を硬化させることによる改良効果と、筒
状体中に所要圧力で注入して膨張させることによって、
周辺地盤を締め固めるという改良効果を併せもつもので
ある。前述の如く、従来からモルタルなどを筒状物に詰
めて地中に埋設することは知られているが、本発明は、
骨材等の混合材として排土を用い筒状体内に還元すると
いう新規発想に基づくものであり、これにより上記改良
効果が同時に且つ相乗的に達成されるものである。

【００１１】一方、筒状体内に排土含有硬化材を圧入し
つつ膨張させる代わりに、請求項２記載の如く、いった
ん筒状体内に空気や水の如き媒体を所要圧力で圧入して
該掘削孔を膨張させ、次いで排土含有硬化材を膨張した
筒状体内に挿入することによっても、上記目的は同様に
達成される。更に、本発明によれば、該可撓性筒状体中
の排土含有硬化材内に杭状物の補強材を設置することに
より、鉄筋等で補強したソイルコンクリート状の杭状体
の造成も可能となる。

【００１２】以下、本発明を詳述する。本発明における
可撓性筒状体は、特に限定的ではなく、可撓性があり、
排土含有硬化材を圧入するに対して十分な強度があれば
よく、透水性、半透水性、不透水性のいずれでもよい。
例えば、天然繊維（例えば綿、麻等）、合成繊維（例え
ばナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエス
テル、ポリ塩化ビニル等）等の通常の繊維材料からなる
織物、編物、不織布等の布状物、合成樹脂（例えばナイ
ロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等）からなる延伸又は未
延伸のプラスチックフィルム、上記布状物に上記合成樹
脂をコーティングしたもの又は上記布状物に合成樹脂製
のフィルムを貼付したもの、合成ゴム等を適宜用いるこ
とができる。また、土質条件、改良強度、目的等に応じ
て、部所毎にその伸縮性ないし膨張性が異なるものを用
いることができる。その膨張率の違いは、部分的に伸縮
率の異なる素材を配置させる方法、織り目の強さを変え
る方法、部分的に２種以上の素材をはりあわせる方法等
により得ることができる。

【００１３】該可撓性筒状体は先端部が閉塞されてい
る。大きさは特に限定的ではなく、土壌条件、目的とす
る改良強度等に従い、適宜設定することができる。本発
明はいわゆる支持杭、摩擦杭のいずれにも適用できる。
本発明における排土含有硬化材は、地盤を掘削して得ら
れた地盤材料を全部、あるいは所望により選別して、硬
化材、例えばセメント系、石膏系、石灰系、ポゾラン
系、スラグ系及びその他の材料等と適宜組み合わせて混
合することにより得ることができる。また必要に応じて
その他の添加剤を加えることができる。排土含有硬化材
の組成は、特に限定的ではないが、通常掘削土１ｍ³あ
たり硬化材１５０〜３００ｋｇ程度、水／硬化材比は１
００〜１２０％程度が好ましい。

【００１４】本発明は、残土処理の観点から、排土全部
を用いることができる一方で、得られる杭状物の品質を
担保する上で必要な場合には、排土を選別して用いるこ
ともできる。このように本発明は、土壌条件、必要強度
等に応じて、排土選別の必要性の有無を適宜選択できる
という利点を有する。例えば、粘性土が多い場合には、
粘性土を除去することが均質物を得る上で好ましい。ま
た、鉄筋などで補強したソイルコンクリート状の杭状体
を造成する場合には、排土中から、必要な骨材、例えば
圧入管を充分流れる程度の大きさの砂や砂利を選別し、
必要量の他の骨材、セメント等の硬化材と混合すること
が好ましい。選別方法としては、例えば排土をタンクに
入れ、水を入れて攪拌し、フルイによって選別する方法
が挙げられる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
述する。図１に示す実施例は、地盤改良を目的とする杭
状物の造成方法を示す概念図である。本発明では、図１
ａに示す如く地盤に通常の方法に従い掘削孔１を設けた
後、可撓性筒状体２を挿入する。該掘削孔１の大きさは
限定的でなく、用いる可撓性筒状体２の材質、更には所
望する最終掘削孔の大きさにより適宜求めることができ
る。杭状物の容積が掘削当初の孔１の容積より大きい必
要性から、掘削孔１は通常該筒状体２の径よりも小さく
設定する。

【００１６】可撓性筒状体２を挿入する一方で、地盤を
掘削して得た排土を、必要に応じて選別した後、セメン
ト、骨材等とミキサー等を用いて充分に混合して、排土
含有硬化材３を作製する。次いで、図１ｂのように、地
上で充分に混合した排土含有硬化材３を、可撓性筒状体
２の開口部から該筒状体２内へ圧入することにより、図
１ｃのように該筒状体２の膨張、従って掘削孔１の拡大
化を行うことができる。排土含有硬化材３の筒状体２内
への圧入は本分野で通常用いられるポンプを用いること
により容易に行うことができる。この時の注入圧力は、
地盤条件や筒状体２の強度にもよるが、５〜３０ｋｇ／
ｃｍ²程度が好ましい。

【００１７】かかる硬化材３と掘削土との地上での充分
な均一混合により良質な杭体が造成されると共に筒状体
２の膨張化により周辺地盤を締め固めるため、良好な地
盤改良効果が達成される。また、該可撓性筒状体２が不
透水性素材からなる場合には、筒状体２に圧力水、圧搾
空気の如き流体を圧入することにより筒状体２を一旦膨
張させた後、排土含有硬化材３を充填することもでき
る。このように膨張工程と充填工程とを分けることによ
り、圧送ポンプ、圧送パイプ等の制限を受けないので、
生コンクリート等の使用も可能となり、また例えば地盤
改良を意図して超貧配合のモルタルを用いることができ
る。

【００１８】更に本発明では、鉄筋、鉄筋籠、パイプ、
角パイプ型鋼等の如き杭状物の補強材４を筒状体２内に
装填することで、前記の如き地盤改良効果を有し且つ掘
削排土の有効利用が可能なソイルコンクリート状の杭状
体を容易に造成することができる。 かかる補強された
ソイルコンクリート状の杭状体を造成する方法につい
て、以下図２又は図３に基づいて説明する。

【００１９】例えば、図２ａに示すように、地盤に通常
の方法に従い掘削孔１を設けた後、図２ｂに示す如く、
補強体（鉄筋籠）４を可撓性筒状体２内に装填し、更に
押し込みロッド６を該鉄筋籠４内に装填して、掘削孔１
の中に挿入し、しかる後に、該押し込みロッド６を引き
抜く方法が挙げられる。場合により、押し込みロッド６
は用いずに、鉄筋籠４に筒状体２をかぶせて孔１内へ挿
入することもできる。

【００２０】また、図３ａに示すように、地盤に通常の
方法に従い掘削孔１を設けた後、図３ｂに示す如く、鉄
筋籠４と押し込みロッド６とを兼ねそなえた機能を有す
る鉄筋籠兼押し込みロッド８を、可撓性筒状体２内に装
填し、該筒状体２とともに掘削孔１内に挿入することも
できる。ここで、筒状体２と鉄筋籠４又は鉄筋籠兼押し
込みロッド８の導入とは別途に行ってもよい。また、排
土含有硬化材３の圧入前に鉄筋籠４を筒状体２内に装填
する場合には、上記鉄筋籠４又は鉄筋籠兼押し込みロッ
ド８は、それぞれ図２ｂ又は図３ｂに図示されるが如
く、その上部から下部にわたり排土含有硬化材３が容易
に通過し得る通路５又は９を有する。

【００２１】次いで、それぞれ図２ｃ又は図３ｃに示す
如く、別途に用意された排土含有硬化材３を、鉄筋籠４
または鉄筋籠兼押し込みロッド８の上部からポンプ等を
用いて内部に圧入すると、該硬化材３が鉄筋籠４又は鉄
筋籠兼押し込みロッド８に設けられた上記通路５又は９
を通じて周りに流出し、その外側に存在する可撓性筒状
体２を膨張させ、且つ該掘削孔１を拡大させていくこと
により、本発明の周辺地盤締め固め効果を得ることがで
きる。ここで、排土含有硬化材３の挿入と鉄筋等の杭状
物の補強材の装填の順序は、特に限定的ではなく、硬化
材３挿入後、補強材を硬化材３中に挿入させてもよい。

【００２２】また、鉄筋等で補強したソイルコンクリー
ト状の杭状物を造成する場合にも、前述の如く、可撓性
筒状体２として不透水性素材を用い掘削孔１に挿入した
後、筒状体２に圧力水、圧搾空気の如き流体を圧入する
ことにより筒状体２を一旦膨張させた後排土含有硬化材
３を注入して、膨張工程と充填工程とを分離することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。請求項１
又は２記載の杭状物の造成方法によれば、硬化材と掘削
土との均一な攪拌により改良杭体の強度と均一性の向上
が達成されると共に、筒状体を介して膨張された掘削孔
が掘削当初の容積よりも大きくなることから排土有効利
用と周辺地盤の締固め効果及び摩擦抵抗が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図中、ａ〜ｃは、本発明にかかる杭状物の造
成方法の一実施例を示す各縦断面図である。

【図２】同図中、ａ〜ｃは、本発明にかかる、鉄筋籠を
使用した場合における杭状物の造成方法の一実施例を示
す各縦断面図である。

【図３】同図中、ａ〜ｃは、本発明にかかる、鉄筋籠兼
押し込みロッドを使用した場合における杭状物の造成方
法の一実施例を示す各縦断面図である。

【符号の説明】

１ 掘削孔 ２ 可撓性筒状体 ３ 排土含有硬化材 ４ 補強体 ５ 硬化材通路 ６ 押し込みロッド ８ 鉄筋籠兼押し込みロッド ９ 硬化材通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤の掘削孔内に可撓性筒状体を地表よ
   り挿入し、掘削孔を掘削した排土と硬化材を地上で混合
   した排土含有硬化材を該筒状体内に所要圧力で圧入し、
   孔径が掘削当初の掘削孔径よりも大きくなるように膨張
   させることを特徴とする杭状物の造成方法。
2. 【請求項２】 地盤の掘削孔内に可撓性筒状体を地表よ
   り挿入し、該筒状体内に媒体を所要圧力で圧入して孔径
   を削孔当初の掘削孔径よりも大きくなるように膨張さ
   せ、掘削孔を掘削した排土と硬化材を地上で混合した排
   土含有硬化材を該筒状体内に挿入することを特徴とする
   杭状物の造成方法。