JPH0913362A - 地盤改良工法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転掘削ケーシング内に投入する砂や石灰等
の排水充填材をこの回転掘削ケーシング径が大きい場合
でもブリッジを起こさせることなく、回転掘削ケーシン
グ下端から確実に排出でき、また、回転掘削ケーシング
下端部の掘削性能も低下させることがない。 【構成】 内部に砂や石灰等の排水充填材を投入可能
で、下端部に掘削ヘッド９を設けた回転掘削ケーシング
５と、その中に挿通し、途中側部に固結防止板12を設け
た回転ロッド11との組み合わせからなり、回転ロッド11
の下端には下側にも掘削ビット８を設けた詮体13を設
け、回転ロッド11の上端に開閉シリンダ14を組込み、か
つ、回転掘削ケーシング５と詮体13もしくは回転ロッド
11は上下の相対位置変動を許容する係合手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤に砂や石灰などの
透水性のある鉛直排水材による柱状体を多数設置し、排
水距離を短縮して圧密を促進し、あわせて地盤のせん断
強度の増強をはかる地盤改良工法および装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の工法としてはサンドドレーン工
法が知られているが、オーガー式のものを図８について
説明すると、オーガー１を所定位置に設置し、オーガー
１により所定の深さまで削孔し、オーガー１の直上に設
けたホッパー２に砂を投入し、圧縮空気を送り込む。

【０００３】オーガー１の中空軸を通して砂を圧入しつ
つ、オーガー１を回転することなく静かに引き抜き、ド
レーンパイルの造成を完了する。

【０００４】このオーガー式のサンドドレーン工法は、
他の工法である振動によりケーシングを所定の深さまで
打ち込み、砂をポッパーを通してケーシング内に投入
し、ケーシング先端から排出しながらケーシングを引き
抜くマンドレル式に比べて、騒音が小さく隣接の構造物
などに与える影響が少ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マンドレル式
も同じであるがこのオーガー式のサンドドレーン工法で
は圧縮空気を送り込んで砂を排出するものであり、大き
な径のドレーンパイルを造成するようにオーガー１の径
も大きくする場合には十分な効果を上げることができ
ず、オーガー１の内部の砂がブリッジになりうまく排出
できないおそれがある。

【０００６】さらに、オーガー１の先端をくちばしを開
くように開閉式としてここから砂を排出するようにした
場合にこの部分では掘削機構が欠如されることになり、
掘削性能も低下する。

【０００７】また、オーガー１で排土した土の処理が必
要となり、これも面倒である。

【０００８】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、回転掘削ケーシング内に投入する砂や石灰等の排水
充填材をこの回転掘削ケーシング径が大きい場合でもブ
リッジを起こさせることなく、回転掘削ケーシング下端
から確実に排出でき、また、回転掘削ケーシング下端部
の掘削性能も低下させることがなく、さらに、回転掘削
ケーシングで掘削した土砂のすべてを地上に排出するの
ではなく、その一部または大部分を孔壁に圧密するので
土砂排出の手間が省けるばかりでなく、孔壁の崩壊も防
止できる地盤改良工法および装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、地盤改良工法としては、上端部から内部に砂
や石灰等の排水充填材を投入可能で、下端部に掘削ヘッ
ドを設けた回転掘削ケーシングと、この回転掘削ケーシ
ング内に挿通し、途中側部に前記排水充填材の固結防止
板を設けた回転ロッドとの組み合わせからなり、回転ロ
ッド下端には回転掘削ケーシング下端開口の閉鎖用詮体
を設け、該詮体の下側で回転掘削ケーシング下端より突
出する部分には掘削ビットを設け、回転ロッド上端にこ
の回転ロッドを上下動することにより前記詮体を開閉す
るための開閉シリンダを組込み、かつ、回転掘削ケーシ
ングと詮体もしくは回転ロッドは上下の相対位置変動を
許容する係合手段を設けた地盤改良装置を使用し、詮体
で回転掘削ケーシング下端開口を閉鎖し、前記係合手段
で相互に係止した状態で回転掘削ケーシングと回転ロッ
ドとを共回りさせて地盤を掘削し、所定深度まで掘削し
たならば、回転掘削ケーシング内に排水充填材を投入
し、開閉シリンダで回転ロッドを上下動して固結防止板
で排水充填材を攪拌しながら詮体を開閉して掘削孔内に
排水充填材を投入しつつ、回転掘削ケーシングおよび回
転ロッドを引き抜くことを要旨とするものである。

【００１０】また、地盤改良装置としては、第１に、駆
動装置と砂や石灰等の排水充填材の投入口を有する固定
ホッパーをリーダのガイドパイプに沿って上下動可能に
設け、この駆動装置で駆動させる回転掘削ケーシングの
上端部に前記固定ホッパーに係合する回転ホッパーを設
け、下端部に掘削ヘッドを設け、途中に排水充填材の固
結防止板を縦板状に設けた回転ロッドをこの回転掘削ケ
ーシング内に挿通させ、回転ロッド下端には回転掘削ケ
ーシング下端開口の詮体を設け、該詮体の下側で回転掘
削ケーシング下端より突出する部分には掘削ビットを設
け、回転ロッド上端にこの回転ロッドを上下動すること
により前記詮体を開閉するための開閉シリンダを組込
み、かつ、回転掘削ケーシングと詮体もしくは回転ロッ
ドは上下の相対位置変動を許容する係合手段を設けたこ
と、第２に、開閉シリンダはセンターホール式のシリン
ダであり、回転ロッドもこれに連通する中空ロッドとし
て、開閉シリンダにスイベル装置を組み合わせ、回転ロ
ッド下端から水やエアーを注出可能とすること、第３
に、回転掘削ケーシングは外周にスクリュー羽根を設
け、回転掘削ケーシング周面からスクリュー羽根外縁位
置まで外方に張り出す湾曲押圧面を側面としたコテ部を
設けることを要旨とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１および請求項２記載の本発明によれ
ば、開閉シリンダにより回転ロッドを上下動させ、詮体
を開閉して掘削孔内に排水充填材を投入しつつ、回転ケ
ーシングおよび回転ロッドを引き抜くが、その際、回転
ロッド途中に設けた固結防止板が排水充填材を攪拌する
ので排水充填材をこの回転掘削ケーシング径が大きい場
合でもブリッジを起こさせることなく回転掘削ケーシン
グ下端から確実に排出できる。

【００１２】さらに、回転掘削ケーシングの下端部の掘
削ヘッドのみならず詮体の下側で回転ケーシング下端よ
り突出する部分には掘削ビットを設けたので、詮体で回
転ケーシング下端開口を閉鎖し、前記係合手段で相互に
係止した状態で回転ケーシングと回転ロッドとを共回り
させて地盤を掘削する際に回転掘削ケーシングの下端部
と詮体の下側のいずれにも掘削不能個所がなく、効率的
な作業が確保できる。

【００１３】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、回転ロッド下端から水やエアーを注出可能と
することにより掘削をより容易にできる。

【００１４】請求項４記載の本発明によれば、回転掘削
ケーシングは外周にスクリュー羽根を設け、回転掘削ケ
ーシング周面からスクリュー羽根外縁位置まで外方に張
り出す湾曲押圧面を側面としたコテ部を設けるようにし
たので、回転掘削ケーシングで切削された土砂はスクリ
ュー羽根の旋回による揚上作用によって上方に移送され
るが、この移送の際にコテ部で外側に押し出され、孔壁
に圧密される。

【００１５】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の地盤改良装置の実施例を示す
縦断側面図、図２は同上要部の横断平面図、図３は同上
要部の縦断側面図である。

【００１６】本発明の地盤改良装置は、建設重機のリー
ダ（マスト）のガイドパイプ３に沿って上下動可能に設
ける駆動装置４とこれに連結して回転駆動される回転掘
削ケーシング５などからなるが、回転掘削ケーシング５
の上端部には回転ホッパー６を設け、この回転ホッパー
６の上部を砂や石灰等の排水充填材の投入口７ａを有す
る固定ホッパー７の下部に係合させる。

【００１７】この固定ホッパー７は、前記駆動装置４と
同じくリーダのガイドパイプ３に沿って上下動可能に設
けるものである。

【００１８】回転掘削ケーシング５の下端部には掘削ビ
ット８を植設した掘削ヘッド９を外周に張り出すように
設け、また、回転掘削ケーシング５の下端面は開口10と
する。

【００１９】この回転掘削ケーシング５内を挿通するも
のとして回転ロッド11を設けるが、その途中側部に排水
充填材の固結防止板12を縦板状に設け、下端には前記回
転掘削ケーシング５の下端開口10を開閉するものとして
下方に拡径する円錐ドラム状の詮体13を設けた。

【００２０】また、該詮体13の下側でこれで回転掘削ケ
ーシング５の下端開口10を閉じた状態で回転掘削ケーシ
ング５の下端より下方に突出する部分は下向きにすぼま
る円錐ドラム状として前記詮体13と合わせて全体を独楽
状とし、この部分には掘削ビット８を設ける。

【００２１】一方、この回転ロッド11の上端にこの回転
ロッド11を上下動することにより前記詮体13を開閉する
ための開閉シリンダ14を組込み、かつ、その周囲には油
圧スイベル装置15を設置してこの開閉シリンダ14の油圧
制御を行えるようにした。

【００２２】前記開閉シリンダ14はセンターホール式の
シリンダであり、回転ロッド11もこれに連通する中空ロ
ッドとして、さらに開閉シリンダ14の上端にはスイベル
装置16を組み合わせ、これら開閉シリンダ14および回転
ロッド11内を通して詮体13の下側の円錐ドラム状の下端
から水やエアーを注出できるようにした。

【００２３】回転掘削ケーシング５の下端近くに内周壁
から２枚の突片を近接して上下方向に突設してキー溝17
を形成し、このキー溝17に端部を差し入れるフランジ状
のキー19を前記下方に拡径する円錐ドラム状の詮体13の
側方および上方に張り出すように設け、このキー溝17と
キー19との組み合わせをもって、回転掘削ケーシング５
と詮体13とが上下の相対位置変動を許容する相互係合手
段であるとする。

【００２４】回転掘削ケーシング５はその外周にスクリ
ュー羽根18を設け、さらに図４以下に示すように回転掘
削ケーシング５の周面からスクリュー羽根18の外縁位置
まで外方に張り出す湾曲押圧面を側面としたコテ部20を
設ける。このコテ部20は厚肉のスクリューのように旋回
させて上昇させるものとすれば、スクリュー羽根18との
連続性が確保できる。

【００２５】次に、前記本発明の地盤改良装置を用いて
行う地盤改良工法を図４〜図７について説明する。

【００２６】図４に示すように開閉シリンダ14は縮小し
て詮体13で回転掘削ケーシング５の下端開口10を閉じた
状態で、駆動装置４で回転掘削ケーシング５を回転駆動
すれば、キー溝17とキー19との組み合わせをもって詮体
13および回転ロッド11も共回りし、回転掘削ケーシング
５の下端部の掘削ヘッド９の掘削ビット８や詮体13の下
側の掘削ビット８で掘削が行われる。

【００２７】その際、スイベル装置16を介して開閉シリ
ンダ14および回転ロッド11内を通して詮体13の下側の円
錐ドラム状の下端から水やエアーを注出して掘削を容易
なものとし、さらに、掘削ビット８で切削された土砂は
スクリュー羽根18の旋回による揚上作用によって上方に
移送されるが、この移送の際にコテ部20の湾曲押圧面で
外側に押し出され、孔壁に圧密される。このようにすれ
ば、掘削した土砂のすべてを排出するのではなく、その
一部または大部分を孔壁に圧密するので土砂排出の手間
が省けるばかりでなく、孔壁の崩壊も防止でき、また、
掘削時の摩擦抵抗も減少する。

【００２８】図５に示すように所定深度まで掘削したな
らば、投入口７ａから排水充填材としての砂21を回転掘
削ケーシング５内に投入し、開閉シリンダ14で回転ロッ
ド11を上下動して固結防止板12でこの充填された砂21を
攪拌しながら詮体13を開閉して図６に示すように回転掘
削ケーシング５の下端開口10より掘削孔内に砂21を投入
しつつ、回転掘削ケーシング５および回転ロッド11を引
き抜く。

【００２９】このような砂21の排出に際して詮体13が下
方に拡径する円錐ドラム状のものであるので、砂21を外
側に広がるように誘導して効率的にばらまくことができ
る。また、引き抜きの際の回転掘削ケーシング５および
回転ロッド11は逆方向に回転させながら引き抜くことに
なる。

【００３０】図７に示すように砂21による排水充填材を
掘削孔内に充填した柱状体の施工を完了する。

【００３１】以上の実施例は砂や石灰等の排水充填材と
して砂21の場合について説明したが、ケミコライム（石
灰石）を排水充填材としてもよく、この方が吸水効果が
大きい。

【００３２】また、回転掘削ケーシング５と回転ロッド
11とは詮体13以外の個所で上下の相対位置変動を許容す
るように相互に係合させることも可能であり、その係合
手段としてもキーとキー溝以外の係合でもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明の地盤改良工法
および装置は、回転掘削ケーシング内に投入する砂や石
灰等の排水充填材をこの回転掘削ケーシング径が大きい
場合でもブリッジを起こさせることなく、回転掘削ケー
シング下端から確実に排出できるものである。

【００３４】また、回転掘削ケーシング下端から排水充
填材を排出するにもこの部分の下方でも掘削できるよう
にしたので掘削性能を低下させることがない。

【００３５】さらに、回転掘削ケーシングで掘削した土
砂のすべてを地上に排出するのではなく、その一部また
は大部分を孔壁に圧密するので土砂排出の手間が省ける
ばかりでなく、孔壁の崩壊も防止できるものである

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地盤改良装置の１実施例を示す縦断側
面図である。

【図２】本発明の地盤改良装置の１実施例を示す要部の
横断平面図である。

【図３】本発明の地盤改良装置の１実施例を示す要部の
縦断側面図である。

【図４】本発明の地盤改良工法の１実施例を示す第１工
程の側面図である。

【図５】本発明の地盤改良工法の１実施例を示す第２工
程の側面図である。

【図６】本発明の地盤改良工法の１実施例を示す第３工
程の側面図である。

【図７】本発明の地盤改良工法の施工完了状態を示す側
面図である。

【図８】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…オーガー ２…ホッパー ３…ガイトパイプ ４…駆動装置 ５…回転掘削ケーシング ６…回転ホッパー ７…固定ホッパー ７ａ…投入口 ８…掘削ビット ９…掘削ヘッド 10…開口 11…回転ロッド 12…固結防止板 13…栓体 14…開閉シリンダ 15…油圧スイベル
装置 16…スイベル装置 17…キー溝 18…スクリー羽根 19…キー 20…コテ部 21…砂

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端部から内部に砂や石灰等の排水充填
   材を投入可能で、下端部に掘削ヘッドを設けた回転掘削
   ケーシングと、この回転掘削ケーシング内に挿通し、途
   中側部に前記排水充填材の固結防止板を設けた回転ロッ
   ドとの組み合わせからなり、回転ロッド下端には回転掘
   削ケーシング下端開口の閉鎖用詮体を設け、該詮体の下
   側で回転掘削ケーシング下端より突出する部分には掘削
   ビットを設け、回転ロッド上端にこの回転ロッドを上下
   動することにより前記詮体を開閉するための開閉シリン
   ダを組込み、かつ、回転掘削ケーシングと詮体もしくは
   回転ロッドは上下の相対位置変動を許容する係合手段を
   設けた地盤改良装置を使用し、詮体で回転掘削ケーシン
   グ下端開口を閉鎖し、前記係合手段で相互に係止した状
   態で回転掘削ケーシングと回転ロッドとを共回りさせて
   地盤を掘削し、所定深度まで掘削したならば、回転掘削
   ケーシング内に排水充填材を投入し、開閉シリンダで回
   転ロッドを上下動して固結防止板で排水充填材を攪拌し
   ながら詮体を開閉して掘削孔内に排水充填材を投入しつ
   つ、回転掘削ケーシングおよび回転ロッドを引き抜くこ
   とを特徴とした地盤改良工法。
2. 【請求項２】 駆動装置と砂や石灰等の排水充填材の投
   入口を有する固定ホッパーをリーダのガイドパイプに沿
   って上下動可能に設け、この駆動装置で駆動させる回転
   掘削ケーシングの上端部に前記固定ホッパーに係合する
   回転ホッパーを設け、下端部に掘削ヘッドを設け、途中
   に排水充填材の固結防止板を縦板状に設けた回転ロッド
   をこの回転掘削ケーシング内に挿通させ、回転ロッド下
   端には回転掘削ケーシング下端開口の詮体を設け、該詮
   体の下側で回転掘削ケーシング下端より突出する部分に
   は掘削ビットを設け、回転ロッド上端にこの回転ロッド
   を上下動することにより前記詮体を開閉するための開閉
   シリンダを組込み、かつ、回転掘削ケーシングと詮体も
   しくは回転ロッドは上下の相対位置変動を許容する係合
   手段を設けたことを特徴とする地盤改良装置。
3. 【請求項３】 開閉シリンダはセンターホール式のシリ
   ンダであり、回転ロッドもこれに連通する中空ロッドと
   して、開閉シリンダにスイベル装置を組み合わせ、回転
   ロッド下端から水やエアーを注出可能とする請求項２記
   載の地盤改良装置。
4. 【請求項４】 回転掘削ケーシングは外周にスクリュー
   羽根を設け、回転掘削ケーシング周面からスクリュー羽
   根外縁位置まで外方に張り出す湾曲押圧面を側面とした
   コテ部を設ける請求項２または請求項３記載の地盤改良
   装置。