JPH083978A

JPH083978A - 固結杭造成方法及びその装置

Info

Publication number: JPH083978A
Application number: JP13715794A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Shibazaki; 光弘柴崎; Hiroshi Yoshida; 宏吉田; Yutaka Kotaki; 裕小滝
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JP3494472B2

Abstract

(57)【要約】【目的】容易にかつ迅速に大径の固結杭を造成して、
材料のロスや多大な労力の浪費を防止する【構成】先端に地盤穿孔用刃（６）を有する回転軸
（７）を下降させて穿孔し、一対の翼（２２、２２）を
半径方向に拡開し、該翼（２２、２２）の先端ノズル
（２８、２８）より高圧液体を噴射させながら、回転軸
（７）ごと上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中に固結杭を造成す
る固結杭造成方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧ジェット噴流により地盤を掘削し、
且つ、地盤改良材と撹拌する事により地中に固結杭を造
成し、地盤を改良する技術は公知である。かかる工法の
代表的なものとして、ジェット・グラウト工法とケミカ
ル・チャーニング・パイル工法とがある。

【０００３】ジェット・グラウト工法は、超高圧噴流と
それを取り囲むエアーとにより地盤を切削し、その空隙
に硬化材を流入充填して固結杭を造成する工法であり、
またケミカル・チャーニング・パイル工法は、硬化材を
地盤中に超高圧で噴射してその破壊力で地盤を切削し、
地盤中に固結杭を造成する工法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる地盤改
良工法において、高圧ジェット噴流を地中に注入する場
合、土質及び土性によってジェット噴流の到達距離が異
なるため、従来は過大なパワーによって水あるいは地盤
改良材を注入し、固結杭すなわち造成パイルの仕上がり
を大きめに確保することを優先する傾向があり、結果と
して材料のロスや多量のスライムの流出があるという問
題点がある。

【０００５】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
み提案されたもので、大径の孔の穿孔に費やされる多大
な労力及びコストを省略する事が可能な固結杭造成方法
及び装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の固結杭造成方法
は、地盤中に固結杭を造成する固結杭造成方法におい
て、回転軸を回転しつつ下降して該回転軸先端の地盤穿
孔用刃により地盤を穿孔する穿孔工程と、回転軸を基準
として対称に配置され且つ半径方向に拡張・縮小自在に
構成された一対の翼を拡開する翼拡開工程と、拡開され
た前記翼の半径方向先端に設けたノズルから高圧液体を
噴出する高圧液体噴出工程と、回転軸を回転しつつ上昇
して拡開された前記翼の上側に設けられた掘削ビットに
より地盤を掘削する掘削工程、とを有している。

【０００７】また、本発明の固結杭造成のための装置
は、地盤中に固結杭を造成する固結杭造成装置におい
て、上昇・下降自在で且つ回転自在に支持され先端に地
盤穿孔用刃を取り付けた回転軸と、一端が伸縮手段と枢
支し且つ他端が前記回転軸と枢支することにより半径方
向に拡張・縮小自在に構成された一対の翼とを含み、前
記一対の翼は回転軸を基準として対称に配置されており
且つ上側に掘削ビットが設けられており、前記伸縮手段
は前記翼に枢支していない側の端部が前記回転軸に枢支
されており、前記翼の半径方向先端部に設けられて回転
軸を経由して送られる高圧液体をほぼ水平に噴出するノ
ズルを有している。

【０００８】ここで、前記伸縮手段としては、例えばピ
ストン・シリンダ機構を用いることが出来る。

【０００９】また、ノズルから噴出される液体として
は、地盤改良材が好ましい。

【００１０】さらに、前記翼の上方（地上側）には地盤
掘削用のビットが設けられているのが好ましい。

【００１１】地盤改良材或いは硬化材としては、例えば
セメントミルク、モルタル等があげられる。

【００１２】また噴出のタイミングについては、引き抜
き時にすることが好ましい。

【００１３】

【作用】上記した様な構成を具備する本発明によれば、
先端に地盤穿孔用刃を取り付けた回転軸を回転しつつ下
降させることにより、該刃の外径に等しい縦孔が切削さ
れる（穿孔工程）。所定の深度まで穿孔したならば、回
転軸の下降を停止する。そして、回転軸を回転しつつ、
前記伸縮手段を伸長すれば、前記翼は回転軸との枢支端
部を中心に回動して回転軸と交差する様な位置まで回動
する。その結果、該翼の先端部（回転軸に枢支されてい
ない側の端部）は半径方向外側に位置することとなり、
翼全体が拡開した状態となり、翼に設けたビットによっ
て地盤が半径方向外側に掘削される（翼拡開工程）。

【００１４】それと同時に、拡開された該翼の半径方向
先端のノズルから高圧液体を噴出すれば（高圧液体噴出
工程）、当該高圧液体により地盤がさらに掘削される。
ここで、高圧液体として地盤改良材を噴出していれば、
回転軸及び拡開した翼が回転することにより、地盤改良
材が良好に混合される。

【００１５】この状態で回転軸を上昇させれば、翼の上
側（地上側）に設けられた掘削ビットにより地盤が掘削
され、且つ、噴出された高圧液体（地盤改良材）により
掘削がされるので、地盤改良材と混合される範囲の半径
方向寸法が大きくなる。そして、回転軸の上昇により、
柱状の固結体が地中に造成されるのである。

【００１６】この際、穿孔される縦孔の径に比較して、
拡開する事により増加する前記翼先端部の半径方向寸法
と、高圧液体が到達する距離の分だけ、柱状固結体の外
径寸法が増加する。すなわち、穿孔工程に費やされる労
力を少なくすることと、造成される柱状固結体の外径を
大きくして地盤改良の品質を向上することとが同時に達
成されるのである。

【００１７】さらに、容易に造成するべき柱状固結体の
外径寸法を増加することが出来るので、材料のロスや多
量のスライムの流出を防止することができる。そして、
従来の大口径地盤改良において費やされた労力を遥かに
軽減することが可能となるのである。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１〜３は本発明による装置を用いた固結
杭造成の工程を工程順に示しており、図１は削孔工程、
図２は拡幅噴射工程、図３は撹拌噴射工程である。ま
た、図４は拡幅噴射機構を示し、図５は完成された固結
杭を示している。

【００２０】これらの図において、符号１は改良するべ
き地盤Ｇの表面Ｓに設置された固結杭造成装置を示し、
該固結杭造成装置１は、電動機２と、該電動機２により
駆動される高圧ポンプ３と、硬化材撹拌処理機４と、図
示しない制御装置５、とを搭載している。そして固結杭
造成装置１は、地盤穿孔用刃６を先端に取り付けられた
回転軸７を上昇・下降可能に且つ回転自在に支持すると
共に、穿孔用刃６近傍の拡幅噴射機構８の駆動を制御す
る様に構成されている。なお、回転軸７の直径は、後記
する伸縮手段等の取り付けを考慮して、例えば約３０ｃ
ｍ程度に設定される。

【００２１】図４で示す様に、拡幅噴射機構８は、一対
の伸縮手段２０、２０と、一対の翼２２、２２とを有し
ている。そして、伸縮手段２０、２０は、枢支部２４、
２４により回転軸７に対して回動自在に枢支されたピス
トン機構として構成されている。一方、翼２２、２２は
枢支部２６により回動自在に枢支されている。

【００２２】翼２２、２２の半径方向外方の先端部に
は、高圧の地盤改良材のジェット噴流Ｊを水平に噴射す
るノズル２８、２８がそれぞれ設けられており、翼２
２、２２の上側（地上側）には、複数の掘削ビット３０
…が設けられている。そして、ノズル２８の近傍には、
伸縮手段２０のロッド３２が、枢支部３４により、回動
可能に枢支されている。なお、図４中の符号３６、３６
は翼２２、２２の支持部材である。

【００２３】図４で示す様な構成によれば、伸縮手段２
０を構成するピストンが付勢されてロッド３２が伸長す
ると、枢支部２６を中心として翼２２、２２はそれぞれ
矢印Ａ１、Ａ２で示す様に回動する（すなわち、図４中
で左側の翼２２は矢印Ａ１方向に回動し、右側の翼２２
は矢印Ａ２方向に回動する）。その結果、ノズル２８、
２８を設けた側の先端部は半径方向外方に移動（拡開）
することとなる。

【００２４】一方、翼２２、２２が拡開する様に回動す
ると同時に、該翼２２とロッド３２との相対位置が変位
するが、枢支部３４における回動によって翼２２とロッ
ド３２との相対変位は吸収される。同様に、ロッド３２
が伸長し翼２２が回動すれば伸縮手段２０と回転軸７と
の相対位置も変位するが、枢支部２４における回動によ
り、伸縮手段２０と回転軸７との相対変位も吸収され
る。すなわち、伸縮手段２０或いはロッド３２の伸長に
より翼２２が回動して、各部材間の相対変位が生じて
も、部材同士が不適当に干渉し合うことは無い。

【００２５】次に、施工手順について説明する。（図３
中、符号ＲＤで示す方向に）回転する回転軸７を、図１
−３で下側に下降させると、地盤穿孔用刃６の外径と同
径の縦孔Ｈが穿孔される（穿孔工程）。次に、伸縮手段
２０（図４）によりロッド３２を伸長させると、上述し
た通り翼２２、２２が拡開される。その際に、回転軸７
は回転しているので、掘削ビット３０によっても掘削が
行われる（翼拡開工程）。それと共に、回転軸７を経由
して送られる高圧液体（高圧の地盤改良材）を、高圧ジ
ェットＪとしてノズル２８からほぼ水平に噴出する。こ
こで、高圧ジェットＪの噴出は回転軸７を回転しつつ行
われるため、地盤は概略円形状に掘削される（高圧液体
噴出工程）。ここで、拡開した翼２２、２２により、地
盤改良材の混合・撹拌が良好に行われる。

【００２６】これ等の各種工程の施工に際して、ノズル
２８、２８及び翼２２、２２は互いに対向して配置され
ているから、伸縮手段２０により翼２２が拡開しても、
バランスがとれているため有害な振動が発生しない。

【００２７】この状態で、回転軸７を、図３中の符号Ｕ
で示すように上昇すれば、地盤Ｇ中に柱状固結杭Ｐ（図
５）が形成される。なお、回転軸７を上昇する際に、翼
２２の上側に設けられた掘削ビット３０によって、地盤
Ｇが更に掘削される。そして、柱状固結杭Ｐの高さＨＰ
は、回転軸７の上昇距離により制御できる。

【００２８】所定の高さ方向寸法ＨＰを有する柱状固結
杭Ｐが形成されたならば、高圧地盤改良材の供給を中止
し、伸縮手段２０を収縮させて翼２２、２２を回転軸７
に添う様に変位せしめ、回転軸７を地上に引き上げる。
これにより、固結杭の造成作業が終了する。

【００２９】なお、場合によっては、ノズル２８から高
圧水を噴出させ、回転軸７の図示しない位置に別のノズ
ルを設け、低圧の硬化材を噴出させるような２系統の配
管経路を備えてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、最初に穿孔させる縦孔の孔径を必要以上に
大きくすることなく、大径の柱状固結体（固結杭）を造
成することが可能である。また、作業が比較的容易であ
る。さらに、材料のロスや多量のスライムの流出を防止
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置を用いた固結杭造成の削孔工
程を示す図。

【図２】本発明による装置を用いた固結杭造成の拡幅噴
射工程を示す図。

【図３】本発明による装置を用いた固結杭造成の撹拌噴
射工程を示す図。

【図４】本発明による装置に含まれる拡幅噴射機構を示
す図。

【図５】本発明による装置を用いて完成された固結杭を
示す図。

【符号の説明】

１・・・固結杭造成装置２・・・電動機３・・・高圧ポンプ４・・・硬化材撹拌処理機６・・・地盤掘削用刃７・・・回転軸８・・・撹拌噴射機構２０・・・伸縮手段（シリンダ）２８・・・ノズル３６・・・支軸２２・・・翼３０・・・掘削ビットＨ・・・縦孔Ｄ・・・仕上がり径Ｇ・・・地盤Ｓ・・・地表Ｐ・・・固結杭（柱状固結体）ＨＰ・・・固結杭（柱状固結体）の高さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤中に固結杭を造成する固結杭造成方
法において、回転軸を回転しつつ下降して該回転軸先端
の地盤穿孔用刃により地盤を穿孔する穿孔工程と、回転
軸を基準として対称に配置され且つ半径方向に拡張・縮
小自在に構成された一対の翼を拡開する翼拡開工程と、
拡開された前記翼の半径方向先端に設けたノズルから高
圧液体を噴出する高圧液体噴出工程と、回転軸を回転し
つつ上昇して拡開された前記翼の上側に設けられた掘削
ビットにより地盤を掘削する掘削工程、とを有すること
を特徴とする固結杭造成方法。
【請求項２】地盤中に固結杭を造成する固結杭造成装
置において、上昇・下降自在で且つ回転自在に支持され
先端に地盤穿孔用刃を取り付けた回転軸と、一端が伸縮
手段と枢支し且つ他端が前記回転軸と枢支することによ
り半径方向に拡張・縮小自在に構成された一対の翼とを
含み、前記一対の翼は回転軸を基準として対称に配置さ
れており且つ上側に掘削ビットが設けられており、前記
伸縮手段は前記翼に枢支していない側の端部が前記回転
軸に枢支されており、前記翼の半径方向先端部に設けら
れて回転軸を経由して送られる高圧液体をほぼ水平に噴
出するノズルを有していることを特徴とする固結杭造成
装置。