JPH0711135B2 - 地盤改良工法 - Google Patents

地盤改良工法

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JPH0711135B2
JPH0711135B2 JP63166782A JP16678288A JPH0711135B2 JP H0711135 B2 JPH0711135 B2 JP H0711135B2 JP 63166782 A JP63166782 A JP 63166782A JP 16678288 A JP16678288 A JP 16678288A JP H0711135 B2 JPH0711135 B2 JP H0711135B2
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hole
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昌平 千田
肇 高木
義隆 細川
三男 西寿
直義 斉藤
隆 岡本
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財団法人土木研究センター
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は軟弱地盤内に所定径のソイルセメント杭等の
造成杭を形成させて当該地盤を改良する技術分野に属す
る。
〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明は所定地域の軟弱地盤をケーシ
ングパイプ等により掘削してその掘削削孔内にセメント
ミルクやモルタル等の所定の改良材を充填させて、掘削
土壌と攪拌翼により上下動、及び、回転作用を付与して
攪拌混合しソイルセメント杭等の造成杭を形成するよう
にした地盤改良工法に関する発明であり、特に、所定径
のソイルセメント杭等の形成のための削孔領域に該ソイ
ルセメント杭等の造成杭の所定径より小径の削孔をオー
ガー等により先行掘削して設計上の排出土壌量を芯抜き
により先行して排土し、排土穴内にセメントミルク等の
所定の改良材を充填し、その後、所定径の削孔の後掘削
を行いながら先行して充填した改良材と掘削土壌とを上
下の攪拌翼を相互に逆回転させながら昇降する等の上下
動動作を行いながら攪拌混合してソイルセメント杭等の
造成杭を形成させたり、攪拌混合体内に鋼管杭等の杭材
を打設したりする等して合成杭を形成する等した地盤改
良工法に係る発明である。
〈従来の技術〉 周知の如く、国土の狭隘な我が国に於いては土地の有効
利用は極めて重要な問題であり、したがって、遠浅海岸
や河川、湖沼等の埋め立てやこれらの軟弱地盤の改良は
重要な技術となって従来より種々の技術の開発研究が行
われており、これらの1つに、例えば、特開昭62-26421
2号公報発明に示される様な当該軟弱地盤に削孔を掘削
し、掘削土壌に対しセメントミルクやモルタル等を噴出
して攪拌翼により攪拌混合してソイルセメント杭を形成
するようにした地盤改良工法が実用化されてはいる。
〈発明が解決しようとする課題〉 さりながら、該種在来のソイルセメント杭等の造成杭形
成による地盤改良工法においては、例えば、対象とする
改良土壌の40〜80%程度のセメントミルクやモルタル等
の改良材が土壌の間隙率を充分吸収し得る等の点の設計
上、理論的にはともかくとして、実際の施工においては
掘削削孔より80%もの改良材や混合物がオーバーフロー
し、所謂産業廃棄物として所定に処理されねばならず、
したがって、改良領域が広い場合には相当の廃棄物の量
に達し、大きな廃棄物処理能力を有する施設が必要とな
ったり、運搬費が嵩み著しくコスト高につながるという
不利点があり、又、不測にして産業公害や環境悪化を招
くという不都合さもあった。
特に、セメントミルク等の改良材はその材質の点から環
境悪化につながる不具合を有しているために、地盤改良
に伴う残土処理等と共に地盤改良の阻害条件となってお
り、そのうえ掘削削孔からの攪拌混合物排出のため地盤
地山の強度を低下させるという不都合さもあった。
更に、改良効率を上げるべく削孔径を大きくすると掘削
トルクを大きく必要とし、重機が大型化して大重量にな
って嵩高になり、搬入や取り扱いもし難いという難点も
あった。
〈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ソイルセ
メント杭等の造成杭形成等の地盤改良の問題点を解決す
べき技術的課題とし、改良材ト掘削土壌との攪拌混合物
の産業廃棄物につながる量を可及的にゼロ、或は、全廃
するようにして施工中の動力やコストを軽減し、装置の
小型化が図られ、低廉な基礎杭を高能率裡に形成するこ
とが出来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。
〈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、改良対象
の所定の軟弱地盤に予め設計されたソイルセメント杭等
の造成杭の形成の掘削削孔に同芯的にオーガー等により
所定径の小径の削孔を掘削し、而して、該オーガー等を
撤去すると共に当該削孔形成の際の土壌の芯抜きして設
計排土として先行排土し、併せて当該先行排土をしなが
ら形成された削孔内にセメントミルク等の所定の改良材
を噴出して充填し、該先行して排土した削孔に同芯的に
所定のソイルセメント杭形成の所定径の削孔を先行して
排土した削孔に同芯的に掘削削孔すると共に、その所定
径削孔の掘削に際しその掘削土壌と充填した改良材を上
下の攪拌翼の相対逆回転による攪拌混合等を行い、造成
杭を形成したり、掘削土壌と改良材の攪拌混合体中に所
定の鋼管等の杭材を貫入打設して合成杭を形成する等し
て残土、泥水等の少い産業廃棄物の排出されない基礎杭
を確実に形成して軟弱地盤改良を行うようにした技術的
手段を講じたものである。
〈実施例〉 次に、この出願の発明の1実施例を図面に従って説明す
れば以下の通りである。
まず、第1図に示す様に、所定改良領域の軟弱地盤1に
対し、設計されるソイルセメント杭の径Rの削孔2の中
心に対し、同芯的にオーガー3を用いて該削孔の径Rよ
りも小径のrの削孔4を所定に掘削していく。
尚、オーガー3の回転軸3′の先端には改良材としての
セメントミルクやモルタル等の噴出孔が設けられてい
る。
而して、該噴出孔より削孔水を補助的に噴出しながら掘
削していく。
このように第1図(イ)の様に掘削を続けて第1図
(ロ)に示す様に所定深度まで掘削を行った後、第1図
(ハ)に示す様に、オーガー3を回転上昇させて削孔4
内の先行掘削による土壌を芯抜きして先行排土5として
地上に排出しながらオーガー3の回転軸3′の先端から
改良材としてのセメントミルク6を先行掘削削孔4の先
行排土部分に噴出して置換充填するようにする。
そして、該第1図(ハ)に示される先行した掘削削孔4
からの先行排土5は掘削に伴う排土土壌であるために、
削孔に伴うスライム分の泥水はあるものの、所謂産業廃
棄物とはならずに処理場への運搬や焼却等をする必要が
なく、改良領域の適宜の場所に残置することが可能であ
り、作業環境を汚染するような虞もほとんど、或は、全
くない。
而して、該先行排土5は先述した如く、設計ソイルセメ
ント杭の造成杭の削孔2を形成する際の在来施工に伴う
オーバーフローされる土壌と、改良材との攪拌混合物の
排出量に等しい量になるようにオーガー3による先行掘
削を行うように設計されている。
このようにして、先行削孔4からオーガー3を引き抜き
撤去した後は、第1図(ニ)に示す様に、先行削孔4内
には改良材としてのセメントミルク6が充填されている
ことになる。
そして、その後、第1図(ホ)に示す様に、攪拌混合掘
削装置7によりその回転軸7′の先端部に所定間隔を介
して上下に設けられた攪拌翼8、8′を図示しない回転
軸7′の外管、及び、内管を介して上下相互に逆回転さ
せてソイルセメント杭削孔2の直径Rの削孔2を掘削し
ていく。
この場合、攪拌翼8、8′は上述の如く相互に逆回転す
るために、回転トルクは削減され、又、中心部の同芯的
に先行掘削された先行削孔4は既に掘削されているた
め、その分の掘削トルクも削減される。
而して、攪拌翼8、8′による先行削孔4外側の地盤
1′部分は設計直径R分だけ掘削されるが、その掘削土
壌と先行削孔4内の充填された改良材としてのセメント
ミルク6は攪拌翼8、8′により攪拌混合されて攪拌混
合体9が第1図(ヘ)に示す様に形成されていき、下端
の攪拌翼8′が先行削孔4の下端部に達した後は攪拌混
合掘削装置7を逆回転させて上昇させ、地盤1の地表部
分に達した後再び下降させながら攪拌混合を行い、この
ような回転と昇降上下動を所定サイクル数反復し、攪拌
混合掘削装置7を第1図(ト)に示す様に地盤1の他上
に引き抜き撤去する。
したがって、この間、造成杭としての設計ソイルセメン
ト杭の削孔2を攪拌混合掘削装置7で掘削し、その掘削
土壌と先行削孔4内の改良材のセメントミルク6とを攪
拌混合しても、既に先行排土5が設計量排土されている
ために、先述した在来態様の掘削技術によるオーバーフ
ロー分は基本的には全く生ぜず、実際の施工においても
可及的に抑止され、したがって、産業廃棄物としての攪
拌混合体9のオーバーフローはなく、そのため、所定の
地上への運搬や焼却処理等を全く行わずに済み、又、攪
拌翼8、8′の相互の逆回転、及び、先行削孔4の同芯
的な先行形成により掘削トルクも少く、ランニングコス
トが低く抑えられ、産業廃棄物処理に伴うコストも削減
され、又、作業環境の悪化も防がれ、地盤1の強度維持
も充分に図ることが出来る。
このようにして第1図(ト)に示す様に地盤1中には所
定径Rのソイルセメント杭10が設計通りに充分な強度を
有して形成され、次に、図示しない重機を次のステップ
に移動して上述施工プロセスを反復し、ソイルセメント
杭10を所定ピッチで連続的に行って当該軟弱地盤1の改
良を行う。
そして、その間、上述した通り残土、泥水や掘削土壌と
改良材のセメントミルクとの攪拌混合体の産業廃棄物と
しての排出が阻止され、したがって、その焼却処理や運
搬等も全く必要がないことになる。
尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るもの
ではないことは勿論であり、例えば、第1図(ト)に示
す様に攪拌混合掘削装置7の地盤1上への引き抜き撤去
後、掘削土壌1′と改良材としてのセメントミルク6と
の攪拌混合体9が形成された直後に、例えば、内外面に
スパイラル状の凸条を形成された鋼管等の図示しない杭
材を同芯的に打設させて、経時的に攪拌混合体9の固化
を介して一体緊締連結させて図示しない合成杭を形成す
ることが出来る等種々の態様が採用可能である。
而して、該種合成杭の杭材の攪拌混合体9内への打設は
攪拌混合体9の形成直後であるために打設抵抗は少く、
スムーズに打設を行うことが出来る。
〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、所定の軟弱地盤を掘削
して掘削削孔を形成し、その掘削削孔内にセメントミル
クやモルタル等の改良材を噴出して掘削土壌と改良材と
を攪拌混合してソイルセメント杭等の造成杭を形成する
地盤改良工法において、従来一般に行われていた掘削削
孔直接形成によって不可避的に生ずる残土や泥水等や掘
削土壌とセメントミルク等の改良材との攪拌混合体がオ
ーバーフローし、産業廃棄物となって廃棄物処理場にお
ける焼却処理等を行う必要はなく、したがって、当然の
ことながら運搬費等を含めてその処理費用が削減され、
イニシャルコストは勿論、ランニングコストも著しく削
減されて経費節減にプラスするという優れた効果が奏さ
れる。
而して、設計造成杭削孔と同芯的に該削孔の径より小径
の先行掘削削孔を形成して該先行削孔形成時の芯抜きに
よる先行排土を行うことにより、先行排土分が先述在来
態様における産業廃棄物排土分の量に相当して排土され
ても、該排土は当該軟弱地盤の土壌が排土されるために
何ら公害性はなく、改良領域に於いて適宜に残置しても
改良地域周辺の環境を阻害するような虞もなく、廃棄物
汚染等をきたす虞もないという効果もある。
又、先行掘削削孔に伴う先行排土は設計的に正確に出来
るために、地盤の強度を低下させる虞もないという効果
も奏される。
そのうえ、設計造成杭削孔を先行削孔に同芯的に後掘削
を行うために、先行削孔内に充填されているセメントミ
ルク等の改良材と攪拌混合されるためにその掘削量が少
く、したがって、掘削に伴うトルクが減少し、それだけ
動力費が削減され施工コストを下げることが出来るとい
う効果もある。
このようにして、この出願の発明によれば、所定のソイ
ルセメント杭等の基礎杭を形成して地盤改良を行うに際
し、施工コストが低減され、又、産業廃棄物の処理もし
なくて済み、環境の汚染もないという無公害性が発揮さ
れるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
図面はこの出願の発明の実施例の説明図であり、第1図
は施工プロセス模式断面図、第2図は第1図(イ)の下
視図、第3図は第1図(ニ)のIII-III断面図、第4図
は第1図(ホ)のIV-IV断面図である。 1……地盤、4……掘削削孔、1′……掘削土壌、10…
…ソイルセメント杭、5……先行排土、6……改良材、
3……オーガー、8、8′……攪拌翼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西寿 三男 東京都中央区銀座8丁目14番14号 日特建 設株式会社内 (72)発明者 斉藤 直義 東京都千代田区九段北4丁目2番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 岡本 隆 神奈川県川崎市川崎区南渡田町1番1号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−51220(JP,A) 特開 昭60−238515(JP,A) 特開 昭56−159417(JP,A)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地盤を掘削し掘削削孔内で所定の改良材を
    噴出して掘削土壌と攪拌混合して造成杭を形成するよう
    にした地盤改良工法において、所定径の削孔領域に対し
    それより小径の削孔を先行掘削して設計排土量を芯抜き
    して先行排土すると共に、該削孔内に改良材を小径杭状
    に充填し、その後該小径よりは所定大径の削孔の後工程
    の掘削を行いながら先行して充填した改良材と該大径の
    掘削土壌とを攪拌混合して造成杭を形成するようにした
    ことを特徴とする地盤改良工法。
  2. 【請求項2】上記削孔の後工程の掘削を先行して充填し
    た改良材と同芯的に行うようにした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】上記先行する掘削と先行する排土をオーガ
    ーにより芯抜きして行うようにした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】上記攪拌混合を上下の相互逆回転の攪拌翼
    によって行うようにした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】上記攪拌混合を攪拌翼の昇降操作によって
    行うようにした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。
  6. 【請求項6】地盤を掘削し掘削削孔内で所定の改良材を
    噴出して掘削土壌と攪拌混合して造成杭を形成するよう
    にした地盤改良工法において、所定径の削孔領域にそれ
    より小径の削孔を先行掘削して設計排土量を芯抜きして
    先行排土すると共に該削孔内に改良材を小径杭状に充填
    し、その後該小径よりは所定大径の削孔の後工程の掘削
    を行いながら先行して充填した改良材と該大径の掘削土
    壌とを攪拌混合した後攪拌混合体内に杭材を打設するよ
    うにして合成杭を形成するようにしたことを特徴とする
    地盤改良工法。
  7. 【請求項7】上記杭材が鋼管杭であることを特徴とする
    特許請求の範囲第6項記載の地盤杭工法。
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