JPH0633447A - 地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】地盤１中にソイルセメントコラムを形成するに
際し、削孔２３を掘削するプロセスで排出される掘削土
壌の排出、及び、混合プラントに於ける改良土形成の圧
送プロセスでの輸送をし易くするようにする。 【構成】地盤１に対し削孔２３をオーガー４により掘削
するに際し、注水を行いながら掘削土壌をスラリー化
し、掘削がし易く混合プラント７に対する圧送ポンプを
介しての輸送がスムーズに抵抗なく行われ、又、該混合
プラント７に於て改良材のセメントと掘削土壌スラリー
との混合攪拌がし易く、又、オーガー４のスイーベルジ
ョイント１２へのパイプ、又は、ホース１１' を介して
の輸送が抵抗が少く、低動力で行われるようにし、改良
土（混練土）１４の密度比重が均質化され、設計通りの
信頼性の高いソイルセメントコラムが形成されるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、軟弱地盤の強度アッ
プや地盤中に基礎杭等を構築する地盤改良の技術分野に
属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、山間部が多く、入りくんだ
長い海岸線に迫って平野部が狭隘である我が国の地勢条
件にあっては、国土の有効利用は極めて重要であり、特
に、農耕地は勿論のこと、住宅地，各種産業施設の設置
に必要な平野部は限られていることから、遠浅海岸，河
川，湖沼の流域等の軟弱地盤の強度をアップする地盤改
良や地盤中にソイルセメントコラム等の基礎杭等の構築
物を形成させて充分な強度にするような地盤改良技術は
基礎産業として建設工事中でも重要であり、旧くから各
種の工事の研究開発がなされて実用化されており、現在
もその研究が猶続けられており、そして、常にさまざま
な改良すべき問題も発生している。

【０００３】而して、地盤改良においてはケーシングパ
イプを用いる態様もあるが、シャンクにスパイラルフイ
ンを固設したオーガーを用いて削孔を掘削する態様が広
く用いられており、掘削して得られた削孔中にセメント
を混入した改良土（混練土）を充填して置換的にソイル
セメントコラム等の地中構造物を形成し、地盤強度をア
ップするような施工が広く用いられている。

【０００４】例えば、図１０に示す様な施工態様におい
て、地盤１の所定部位にクローラタイプの台車２を搬入
セットし、そのリーダー３に沿ってオーガー４を吊設
し、駆動装置５により回転作用と押圧力を与えて掘削
し、掘削土壌をベルトコンベヤ６を介し搬送し、混合プ
ラント７の土砂ホッパによりサイロ８からの固化材とし
てのセメント、及び、水タンク９からの水を加えて混合
攪拌させ圧送ポンプ１０によりパイプ、又は、ホース１
１を介しオーガー４の上部のスイーベルジョイント１２
を介しシャンク１３内を圧送させてオーガー４の上昇す
る過程で該オーガー４の先端から圧出し、掘削土壌と置
換的に充填して改良土１４として経時的に固化させてソ
イルセメントコラムを形成するようにしている態様があ
る。

【０００５】当該プロセスにおいて、掘削する掘削土壌
の排土１５はオーガー４の回転により、上昇して排出す
るプロセスで塊状で排土される場合があり、したがっ
て、ベルトコンベヤ６により混合プラント７に供給され
た状態でも壊砕され難く、セメント等と混合されるプロ
セスでも均一分散混合状態になり難く、圧送ポンプ１０
によるパイプ、又は、ホース１１を介してのスイーベル
ジョイント１２によりシャンク１３内へ圧送されるプロ
セスでも流動性が悪く、したがって、圧送抵抗が高く、
圧送ポンプ１０やオーガー４の駆動装置５に負荷がかか
り、装置プラントにオーバーロードがかかり易く、それ
だけ、保守点検整備にも煩瑣な作業を要し、コスト高に
なるばかりでなく、工期が長びき、施工能率も悪く、形
成されたソイルセメントコラム等の品質や精度にも悪影
響が出かねないという不具合があった。

【０００６】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づくさまざまな地盤改良工事におけるオーガーによる
掘削排土と改良剤との混合攪拌の問題点を解決すべき技
術的課題とし、オーガーによる削孔掘削のプロセスにて
掘削土壌のスラリー化を図り、該掘削土壌を壊砕すると
共に、流動性を良くし、改良材との混合攪拌プロセスに
対し供給し、又、該改良材との混合攪拌を容易にし、更
に、装置プラントの動力を低減させ、スムーズな掘削輸
送が行われ設計通りの高精度の地中構造物や地盤改良が
行われるようにして建設産業における土木技術利用分野
に益する優れた地盤改良工法を提供せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、軟弱地盤の改良や当該
地盤中に基礎杭等の地中構造物を形成して当該地盤強度
をアップし軟弱地盤改良を行うに際し当該地盤の所定部
位に搬入した台車のリーダーに沿ってオーガーを吊設
し、所定に駆動して削孔を掘削し、掘削土壌を混合プラ
ントに輸送してセメント等の改良材と混合攪拌して改良
土（混練土）とし、スラリー状にしてオーガーのスイー
ベルジョイントに逆送してシャンク内を通し、削孔中の
掘削土と置換的に充填させて経時的に固化させるに際
し、オーガーにより削孔掘削を行うに際し、オーガーの
シャンク下端部から水を送給して削孔を助勢すると共に
削孔中の掘削土壌とオーガーにより混合攪拌してスラリ
ー化させ、流動性をもたせて排土し易くし、該排土はス
ラリー化による流動性を介し輸送ポンプによりパイプ、
又は、ホース等を介し混合プラントに輸送され、セメン
ト等の改良材等と水との最適混合比で混合攪拌され、そ
の際、排土がスラリー化されていることにより、改良材
との混合攪拌がより均一分散状態で行われて改良土（混
練土）とされ、圧送ポンプにより、パイプ、又は、ホー
スを介しオーガーのスイーベルジョイントを介しそのシ
ャンク内に圧送されるプロセスにおいても、適度な流動
性の故にスムーズに輸送され、又は、ホースや圧送ポン
プ、及び、スイーベルジョイントの損耗を少くし、オー
ガーのシャンクから掘削土壌内へ噴出され削孔の崩壊を
防ぎ、良好な置換を介し充填されるプロセスでも均一分
散状態にされ、経時的に確実な高精度のソイルセメント
コラム基礎杭等が形成されるようにした技術的手段を講
じたものである。

【０００８】

【実施例】次に、この出願の発明の実施例を図１、乃
至、図９に基づいて説明すれば以下の通りである。

【０００９】尚、図１０と同一態様部分は同一符号を用
いて説明するものとする。

【００１０】図示実施例は軟弱地盤の改良において、先
行掘削による削孔土壌を削孔部位とは別の部位に設置さ
れたバッチャープラントに於て改良材としてのセメント
と混合攪拌して改良土（混練土）とし、再び、当該削孔
内に圧送充填して削孔土壌と置換的に充填させて経時的
に固化させ、ソイルセメントコラムを形成させる態様で
あり、当該改良対象地盤１の所定部位に図３に示す様
に、図１０の在来態様同様に、所定の台車２を搬入セッ
トし、併せて、該台車２にその所定範囲内に近接して混
合プラント７を設置し、図１，図２，図３，図４に示す
オーガー４を台車２のリーダー３に沿って吊設し、上部
の所定の静圧付与、及び、回転駆動付与装置５により供
されて所定に削孔を掘削し、掘削土壌を排土プラント６
' を介し固った土壌を壊砕、又は、分離除去した後、パ
イプ、又は、ホース輸送により流量計１６を介し混合プ
ラント７の所定の混合攪拌槽１７にてサイロ８からの改
良材としてのセメントを供給装置１８を介しミキサーに
より均一に混合攪拌して圧送ポンプ１０' を介し、パイ
プ、又は、ホース１１' によりオーガー４の上部に設け
られたスイーベルジョイント１２を介し、該オーガー４
のシャンク１３' に圧送し、その先端のノズル４５より
改良土１４のジェットを削孔土壌内に置換的に充填して
改良土１４の基礎杭を形成するようにした施工を行うも
のであり、オーガー４は図１，図２の上部オーガー４'
と図３，図４に示す下部オーガー４''から成り、該上部
オーガー４' は上端部のスイーベルジョイント１２と接
合する連結穴４８を有するジョイント４１に接続する内
部に輸送通路を有する中空タイプのシャンク１３' はそ
の下端に連結穴４８を有する下部ジョイント４２を増径
状にして一体的に有し上端から下端にかけ１条スクリュ
ウのスパイラルフイン４３が螺設されてあり、更に、該
スパイラルフイン４３には所定間隔で薄板状のパドル４
４，４４…が一体的に溶接固定されて外延されている。

【００１１】この場合、スパイラルフイン４３とパドル
４４とはノズル４５から供給される水と掘削土壌とを特
にパドル４４によって土壌を壊砕し、攪拌してスラリー
化すると共に、壊砕出来ない土塊をスパイラルフイン４
３の外側に押しやり、スラリー化した掘削土壌を該スパ
イラルフイン４３により上昇させる。

【００１２】又、下部オーガー４''' にあってはその上
端を上部オーガー４' のジョイント４２にシャンク１３
' の上半分側にパドル４４を設けると共に下半分側にパ
ドル４４と同径のスパイラルフイン４３' を設け、該ス
パイラルフイン４３' の下端には掘削ビット４７が取り
付けてある。

【００１３】更に、スパイラルフイン４３' から下方に
シャンク１３' が突出してあり、その下端にはミキサー
フイン４６を設けると共に該シャンク１３' の中空内に
連通するノズル４５を開口している。

【００１４】尚、スパイラルフイン４３' がパドル４４
と同径であるのは、改良材を混合した改良土１４をノズ
ル４５から充填した時にスパイラルフイン４３' の上部
のスラリー状掘削土と混ざらないようにするためであ
る。

【００１５】そして、これらのスパイラルフイン４３、
及び、パドル４４，４４' …は削孔掘削に与かると共
に、削孔土壌の混合攪拌に与かり、又、スパイラルフイ
ン４３は該掘削土壌の上昇にかかわり、そして、パドル
４４は掘削土壌の壊砕、並びに、均一混合攪拌に与かる
ように機能する。

【００１６】そして、排土プラント６' にあっては図８
に示す様に、台車２の前部に削孔２３と段差部２３' を
介しピット６１を地盤表層に直接的に形成し、該ピット
６１に土塊の壊砕装置、又は、分離装置６２、サンドポ
ンプ、或いは、スラリーポンプ２５を掘削土壌スラリー
２４に浸漬状態で設置し、圧送パイプ、又は、ホース２
６に流量計１６を介設して混合プラント７の混合攪拌装
置１７へと接続するようにしたり、或いは、図９に示す
様に、削孔２３の基部に排土シュート２７を有するガイ
ドケーシングパイプ２８を臨ませたスラリータンク６１
' を設置し、シュート２７からの掘削土壌のスラリー２
４を該スラリー２４内の土塊を壊砕、もしくは、分離除
去した後スラリータンク６１' に貯留し、サンドポン
プ、或いは、スラリーポンプ２５を接続して圧送パイ
プ、又は、ホース２６に流量計１６を介設して混合プラ
ント７の混合攪拌装置１７に接続するようにしても良
く、いづれにしても削孔２３からの上述する掘削土壌ス
ラリー２４を一旦貯留し、サンドポンプ、或いは、スラ
リーポンプ２５により該混合プラント７に流動的に輸送
するようにする。

【００１７】尚、図３に示す様に、該混合プラント７に
於ては輸送用のパイプ、又は、ホース１１' の基部に圧
送ポンプ１０' と水タンク１９との間に両者に選択的に
接続する切換バルブ２０が介設され、圧送ポンプ１０'
側には流量計２１が介設されており、オーガー４のスイ
ーベルジョイント１２に対し削孔２３の掘削時の助勢
水、及び、掘削土壌のスラリー化のための水を供給する
と、スラリー化された掘削土壌と改良材としてのセメン
トをスラリー状に混合した改良土をオーガー４のシャン
ク２３に選択的に圧送することが出来るようにされてい
る。

【００１８】上述プラントにおいて、当該改良対象地盤
１の所定部位にクローラタイプの台車２を搬入セット
し、そのリーダー３に沿ってオーガー４を吊設し、混合
プラント７の切換バルブ２０を介し水タンク１９から水
を輸送用のパイプ、又は、ホース１１' を介し、スイー
ベルジョイント１２を介しオーガー４のシャンク１３'
内に圧送し、静圧付与装置、及び、駆動装置５を介し該
オーガー４を正転させて地盤１に圧入し、削孔２３を掘
削する。

【００１９】その間、オーガー４のシャンク１３' 内に
送給された水は削孔を助勢すると共に掘削土壌に混入さ
れて該掘削土壌をスラリー化し、削孔２３の崩壊を防止
する。

【００２０】この間、オーガー４の下部のスクリュウフ
イン４３' の掘削ビット４７で掘削し、フイン４３とパ
ドル４４，４４…とは削孔２３の掘削土壌の壊砕，混合
攪拌、及び、上昇に与かり、ジェットノズル４５をから
噴出する水と混合攪拌して掘削土壌のスラリー化を図
る。

【００２１】当該プロセスにおいて、回転するオーガー
４により掘削土壌の粒径の大きいもの、或いは、塊状の
大サイズのものは遠心力を受けてシャンク１３より外側
に偏寄されようとするが、各パドル４４により確実に均
一に壊砕され、水との緊密スラリーとなる。

【００２２】当該プロセスにおいて、水の流量を当該塊
状の性質に応じて調整することにより掘削土壌スラリー
２４は設計通りの流動性を付与することが出来る。

【００２３】そして、後述する如く改良土をノズル４５
から削孔２３に充填しながら所定深度でオーガー４を逆
回転、或いは、引き上げを行うことによりスパイラルフ
イン４３に挾持されたスラリー化した掘削土壌は上昇
し、排土プラント６' のピット６１、又は、スラリータ
ンク６１' に排出されて貯留される。

【００２４】そして、ピット６１、或いは、スラリータ
ンク６１' に貯留された排土スラリー２４は壊砕装置、
又は、分離装置６２で土塊を壊砕、又は、分離除去した
後サンドポンプ、或いは、スラリーポンプ２５によりパ
イプ、又は、ホース２６を介し混合プラント７の混合攪
拌装置１７に送給され、その流量は設計的に流量計１６
により適宜に調整される。

【００２５】而して、オーガー４が当該深度から、引き
上げるタイミングで該混合プラント７に於てはサイロ８
からの改良材としてのセメントがセメントタンク８より
混合攪拌装置１７に送給されて排土スラリー２４と更に
混合攪拌されて改良土（混練土）とされ、パイプ、又
は、ホース１１' を介しスイーベルジョイント１２によ
りオーガー４のシャンク１ '３内の通路に圧送されてそ
の下端のジェットノズル４５から掘削土壌中に噴出さ
れ、スパイラルフイン４３、及び、パドル４４，４４…
を介し置換的に充填され、オーガー４の引き上げた後、
経時的に固化してソイルセメントコラムとして形成され
てゆく。

【００２６】この間、この出願の発明においては、削孔
２３から排出される排土の掘削土壌は排土スラリー２４
とされていることにより、混合プラント７へのサンドポ
ンプ、或いは、スラリーポンプ２５、及び、パイプ、又
は、ホース２６を介しての送給はその流動性の故に流過
抵抗を少くされて、スムーズに供給され、又、スイーベ
ルジョイント１２へのフイードバック的な輸送において
も、パイプ、又は、ホース１１' 内、及び、圧送ポンプ
１０' 内での流過は同じくその流動性のためにスムーズ
に行われ、圧送動力が少くて済み、又、パイプ、又は、
ホース１１' や機構部の損耗も少く、したがって、プラ
ントの稼動は保守点検整備等を必要とすることなく行わ
れる。

【００２７】又、掘削土壌は水と共にスラリー化される
ために、より均一な分散状態となり、混合プラント７に
於ける改良材のセメントとの混合攪拌においても、均一
分散状態で混合攪拌されるために形成されるソイルセメ
ントコラムの品質は設計通り信頼性の高いものとされ得
る。

【００２８】そして、混合プラント７での混合攪拌槽１
７に於ては第二次的に掘削土壌中の礫や土砂の微粉細を
も行えて均一比重に分散混合攪拌される。

【００２９】そして、該混合プラント７に於ては掘削土
壌のスラリー化、及び、改良土のスラリー化のために、
輸送がし易く、オーバーロードがかからないことにより
装置プラントのコンパクト化，各機構部の小サイズ化が
図られ、保守点検整備等の作業員の配置が省略され得
る。

【００３０】そして、スラリー化されることにより土壌
との置換がし易くなり、又、セメント等の固化材との混
合比が適宜に調整される。

【００３１】而して、図８，図９に示す実施例において
は上部オーガー４' の変形例であってオーガー４''が上
部、或いは、下部にスパイラルフイン４３を、又、逆に
下部、或いは、上部にパドル４４，４４…を一体的に分
離して設けた態様であり、該スパイラルフイン４３、及
び、パドル４４，４４…が共に掘削土壌の水との混合攪
拌，土砂の壊砕、及び、掘削土壌スラリーの上昇、並び
に、沈下防止を図る機能は上述実施例同様であり、又、
設計変更的にはパドル４４に部分的ながらスパイラル状
のひねりを付与し、スパイラルフイン４３と協働する機
能を有するようにしても良い。

【００３２】尚、適用対象は軟弱地盤改良や基礎杭等の
地下構築物の形成以外の工事にも適用出来ることは勿論
のことである。

【００３３】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に軟弱地盤の改良や地盤中の基礎杭の構築物の構築によ
り、当該地盤の強度アップするような地盤改良工法にお
いて、オーガーを用いて削孔を形成するに際し、削孔に
伴い該オーガーのシャンクから水を圧送噴出させて掘削
土壌と混合攪拌してスラリー化することにより、オーガ
ーの掘削抵抗が少くなり、動力が低減され、又、オーバ
ーロードがかからないことにより、摩耗や損耗等が避け
られるという効果があり、又、排土に際しスラリー化さ
れていることによる排出が流動的になり、スムーズに排
出され、掘削土壌の混合攪拌に際しての壊砕作用も付加
されて比重分布が一定となり、次段の輸送に際してのパ
イプ、又は、ホース等の流過抵抗を低減し、サンドポン
プやスラリーポンプの負荷を少くし、動力費を削減する
と共に故障等の発生を防止することが出来、途上との置
換もし易くなるという優れた効果が奏される。

【００３４】そして、ソイルセメントコラム等の形成に
際しての掘削土壌とセメント等の改良材との攪拌混合に
よる改良土のフイードバック的な削孔への再送給に際し
ても掘削土壌がスラリー化されていることにより、当該
セメント等の改良材の混合攪拌もスムーズに行われ、混
合比も最適に調整され、改めてスラリー化せずとも、ス
ラリー状態を保持し、スイーベルジョイントを介しての
オーガーのシャンク内への送給プロセスでも流過抵抗が
少く、スムーズに流動的に送給され、当然のことなが
ら、送給ポンプ圧力も高めずに済み、オーバーロードが
かからず、したがって、混合プラント等の故障等も生ぜ
ず、装置プラントの小型化，コンパクト化が図れ、イニ
シャルコストの低減が促進されるという効果がある。

【００３５】そして、形成されるソイルセメントコラム
等の基礎杭等も掘削土壌、及び、改良土がスラリー化さ
れていることによる緊密比重分布，密度分布が保持され
て設計通りの信頼性の高い基礎杭が形成され、ひいて
は、当該改良地盤の強度アップが全領域的に緊密に図ら
れるという優れた効果が奏される。

【００３６】そして、設計通りの期間で施工が行われ、
安全性を保ちながらコストダウンを図れるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明に用いる上部オーガーの１実施
例の正面図である。

【図２】同、底面図である。

【図３】同、下部オーガーの正面図である。

【図４】オーガーの底面図である。

【図５】ソイルセメントコラム形成プラントの概略部分
断面図である。

【図６】図５に於ける掘削土壌スラリー処理プラントの
１実施例の部分断面図である。

【図７】同、別の態様の断面図である。

【図８】上部オーガーの別の実施例の正面図である。

【図９】同、底面図である。

【図１０】在来態様のソイルセメントコラム形成プラン
トの概略模式図である。

【符号の説明】

４ オーガー １ 地盤 ２３ 削孔 １４ 改良土 ２４ 掘削土壌スラリー ６１ ピット ６１' スラリータンク ２６，１１' パイプ、又は、ホース

フロントページの続き (71)出願人 000149206 株式会社大阪防水建設社 大阪府大阪市天王寺区餌差町７番６号 (71)出願人 000140292 株式会社奥村組 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 (71)出願人 000205328 大阪セメント株式会社 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目４番４号 (71)出願人 000146928 株式会社森本組 大阪府大阪市天王寺区夕陽丘町４番11号 (71)出願人 000140694 株式会社加藤建設 愛知県海部郡蟹江町大字蟹江新田字下市場 19番地の１ (71)出願人 000148346 株式会社銭高組 大阪府大阪市西区西本町２丁目２番11号 (71)出願人 390036515 株式会社鴻池組 大阪府大阪市此花区伝法４丁目３番55号 (71)出願人 390036504 日特建設株式会社 東京都中央区銀座８丁目14番14号 (71)出願人 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者 千田 昌平 茨城県竜ケ崎市松葉３丁目５−11 (72)発明者 黒沢 正之 東京都江戸川区平井４丁目10−10−903 (72)発明者 後藤 年芳 大阪府泉大津市北豊中町２丁目15番８号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オーガーにより地盤を削孔し削孔土壌を排
   土し排土土壌と固化材とを攪拌混合して改良土として削
   孔内に圧送充填するようにした地盤改良工法において、
   上記オーガーによる削孔プロセスにて地盤中に注水を行
   いながら削孔し、削孔土壌を上記削孔土壌を排土すると
   共に上記固化材をスラリー状に攪拌混合し改良土として
   削孔内に圧送充填して削孔土壌と置換するようにするこ
   とを特徴とする地盤改良工法。
2. 【請求項２】上記オーガーによる削孔内にて掘削土壌を
   壊砕するようにすることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の地盤改良工法。
3. 【請求項３】上記削孔土壌の排土を地盤上部のピットに
   対して行うようにすることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の地盤改良工法。
4. 【請求項４】上記削孔土壌の排土を削孔基部にセットし
   たスラリータンクに対して行うようにすることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の地盤改良工法。
5. 【請求項５】上記スラリー化した排土に固化材を混入し
   た改良土をパイプ又は、ホースを介して削孔中に供給す
   るようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の地盤改良工法。