JPH09177064A - 地盤改良工法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤中に排出される地盤改良材を十分に締
め固めして、地盤に対し十分な支持力を有する圧密され
た強固な地盤改良パイルを形成すること。 【解決手段】 ケーシング７を起振機６によって所定深
度まで打ち込んだ後、ケーシング７内に投入した地盤改
良材Ｍを圧力エアにより加圧しつつケーシング７を引き
上げながら、ケーシング７内の地盤改良材Ｍを地盤中に
押し出し排出して、地盤中に地盤改良パイルを形成する
ようにした地盤改良工法において、ケーシング引き上げ
時に、ケーシング７を一定長さＡ引き上げた後、このケ
ーシング７を前記引き上げ長さＡより短い一定長さＢ打
ち込み、この一定長さＡの引き上げと一定長さＢの打ち
込みとを交互に繰り返しながら、地盤中に圧密された地
盤改良パイルＰを形成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングを起振
機によって所定深度まで打ち込んだ後、ケーシング内に
投入した地盤改良材を圧力エアにより加圧しつつケーシ
ングを引き上げながら、ケーシング内の地盤改良材を地
盤中に押し出し排出して、地盤中に地盤改良パイルを形
成する地盤改良工法と、その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】上記工法は、サンドコンパ
クションパイル工法とも呼ばれ、軟弱地盤に対する最も
簡便な地盤改良工法であるが、従来の工法では、ケーシ
ングの引き上げに際し、ケーシング内の地盤改良材を加
圧しつつケーシングを連続的に引き上げてゆくだけであ
るから、ケーシングから地盤中に排出される地盤改良材
が十分に締め固めされず、それがために地盤に対し十分
な支持力を発揮し得る強固なパイルを形成することがで
きなかった。

【０００３】本発明は、上記に鑑み、地盤中に排出され
た地盤改良材を十分に締め固めして、地盤に対し十分な
支持力を有する圧密された強固な地盤改良パイルを形成
し得る地盤改良工法及び装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ケーシング７を起振機６によって所定深度まで打ち込ん
だ後、ケーシング７内に投入した地盤改良材Ｍを圧力エ
アにより加圧しつつケーシング７を引き上げながら、ケ
ーシング７内の地盤改良材Ｍを地盤中に押し出し排出し
て、地盤中に地盤改良パイルを形成するようにした地盤
改良工法において、ケーシング引き上げ時に、ケーシン
グ７を一定長さＡ引き上げた後、このケーシング７を前
記引き上げ長さＡより短い一定長さＢ打ち込み、この一
定長さＡの引き上げと一定長さＢの打ち込みとを交互に
繰り返しながら、地盤中に圧密された地盤改良パイルＰ
を形成することを特徴とするものである。

【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
地盤改良工法において、地盤改良材Ｍとして、地盤土砂
とセメント系固化材との混合材を使用することを特徴と
するものである。

【０００６】請求項３に係る発明は、リーダ１に昇降可
能に支持されると共にリーダ１頂部からワイヤー３によ
り介して吊支された昇降体２と、この昇降体２に装備さ
れた起振機６と、上端部に地盤改良材投入用ホッパー９
を有し、昇降体２の下部に垂下連結されたケーシング７
と、このケーシング７の下端に、常時は自重で開きケー
シング打ち込み時に土圧により閉じるように設けられた
底蓋８と、前記ワイヤー３を昇降させるワイヤー昇降操
作手段５と、ケーシング７に圧力エアを供給するエア供
給手段１１とを備えてなるものである。

【０００７】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
地盤改良装置において、前記ワイヤー３と昇降体２との
間にショックアブソーバ４を介装してなるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る地盤改良工法
を実施するための装置を示しており、この図１におい
て、１はクローラクレーンＫによって立設されたリー
ダ、２はリーダ１に昇降可能に支持された昇降体で、こ
の昇降体２は、リーダ１の頂部から垂下されるワイヤー
３によりショックアブソーバ４を介して吊支されてい
る。このワイヤー３は、滑車ａ〜ｃに掛装され、その基
端部はクローラクレーンＫに設置されたウインチ５（ワ
イヤー昇降操作手段）５に連結されている。昇降体２に
は起振機６が搭載され、この昇降体２の下部にケーシン
グ７が垂下連結されている。また、ケーシング７の下端
には底蓋８が設けられ、この底蓋８は、常時は自重で開
き、ケーシング打ち込み時に土圧により閉じるようにな
っている。

【０００９】前記ケーシング７の上端部には、図２に示
すように、地盤改良材投入用ホッパー９が連設され、こ
のホッパー９内には、ケーシング７内部を密閉状態に保
持する開閉弁１０が設けられている。この開閉弁１０
は、通常はばねによって閉鎖位置に保持されており、ホ
ッパー９への地盤改良材の投入時にその地盤改良材の流
動圧によって開くようになっている。また、ケーシング
７の上端側には、ケーシング７に圧力エアを供給するエ
ア供給手段１１が設けられている。

【００１０】上記のような構成を有する装置の使用によ
る地盤改良工法について図２を参照して説明する。

【００１１】この工法の実施にあたっては地盤改良材を
用意する必要があるが、この地盤改良材には、地盤土砂
とセメント系固化材とを所要の割合で混合した混合材を
使用する。地盤土砂としては、施工現場において地面の
表層部の一部の土砂を一定深さまで掘削除去する所謂根
切り作業により生じた土砂を使用し、またセメント系固
化材としては、酸化カルシウム、二酸化珪素、二酸化ア
ルミニウム及び三酸化硫黄を主成分としたものを使用す
る。

【００１２】先ず、本装置を図１に示すような状態で所
定の施工箇所に設置し、起振機６を作動してケーシング
７を上下振動させつつ、ウインチ５の操作によりワイヤ
ー３を繰り出しながら、このケーシング７を図２のに
示すように地盤中に打ち込んでゆく。この打ち込み中
に、ホッパー９よりケーシング７内に地盤改良材Ｍを所
要量供給する。このとき、底蓋８は土圧よって閉じてい
る。また、起振機６の振動は、ショックアブソーバ４に
よってワイヤー３側への伝播を阻止され、従ってワイヤ
ー３が滑車ａ〜ｃから離脱する恐れがない。

【００１３】ケーシング７を図２のに示すような所定
深度まで打ち込んだならば、起振機６の作動を停止し、
エア供給手段１１によりケーシング７内に圧力エアを供
給して、ケーシング７内部を約１kg/cm²程度に加圧した
状態で、ウインチ５の巻き上げ操作によって、ケーシン
グ７を、図２のに示すように一定長さＡだけ引き上げ
る。このケーシング７の引き上げに伴い、ケーシング７
内部の地盤改良材Ｍがケーシング７先端から地盤中に押
し出しされて、地盤中にケーシング７の内径より若干大
きい径のパイル部Ｐ１が形成される。尚、エア供給手段
１１によるエアの供給は、ケーシング７を地上に引き上
げるまで、継続させる。

【００１４】上記のようにケーシング７を一定長さＡだ
け引き上げてパイル部Ｐ１を形成した後、ウインチ５を
繰り出し操作しつつ、起振機６を再び作動させてケーシ
ング７を上下振動させながら、このケーシング７を、図
２のに示すように前記引き上げ長さＡよりも短い一定
の長さＢだけ前記パイル部Ｐ１中に打ち込み、それによ
り前記パイル部Ｐ１を圧縮して、締め固められた太径の
圧密パイル部Ｐ１′を形成する。この場合、打ち込み長
さＢは、引き上げ長さＡの例えば３／５程度とする。

【００１５】上記のようにケーシング７を一定長さＢ打
ち込んで圧密パイル部Ｐ１′を形成した後、起振機６の
作動を停止し、ウインチ５の巻き上げ操作によってケー
シング７を再び前記一定長さＡだけ引き上げる。このケ
ーシング７の引き上げによって、ケーシング７下端から
押し出された地盤改良材Ｍは、前工程（図２の）で形
成された圧密パイル部Ｐ１′上にパイル部Ｐ２を形成
し、この状態を図２のに示す。その後、再びウインチ
５を繰り出し操作しつつ、起振機６を作動させてケーシ
ング７を上下振動させながら、ケーシング７を前記パイ
ルＰ２中に一定の長さＢだけ打ち込んで、それにより前
記パイル部Ｐ２を圧縮して、前記圧密パイル部Ｐ１′と
一体に連続するこれと同様な圧密パイル部Ｐ２′を形成
する。その状態を図２のに示す。

【００１６】前記圧密パイル部Ｐ２′の形成後、起振機
６の作動を停止し、ウインチ５の巻き上げ操作によりケ
ーシング７を更に前記一定長さＡだけ引き上げて、図２
のに示すように前記圧密パイル部Ｐ２′上にパイル部
Ｐ３を形成し、その後再びウインチ５を繰り出し、起振
機６によりケーシング７を上下振動させながら、ケーシ
ング７を前記パイルＰ３中に一定の長さＢだけ打ち込ん
で、図２のに示すように前記圧密パイル部Ｐ１′，Ｐ
２′と一体に連続する圧密パイル部Ｐ３′を形成する。

【００１７】以降も同様に、前記一定長さＡの引き上げ
操作と前記一定長さＢの打ち込み操作を交互に繰り返し
行って、ケーシング７を地上に引き上げた時、地盤中に
押し出された地盤改良材Ｍの全体が、締め固められて圧
密された一連の地盤改良パイルＰを形成する。尚、底蓋
８は、ケーシング７を引き上げる時、その自重及びケー
シング７内の地盤改良材Ｍの重量によって図示のように
開放される。またケーシング７の内径が５００ｍｍ、そ
の厚みが３〜４ｍｍであるとき、引き上げ長さＡを約１
８００ｍｍ、打ち込み長さＢを約１０００ｍｍにすれば
よく、この場合に形成される圧密された地盤改良パイル
は直径が約８００ｍｍ程度の強固な圧密パイルとなる。

【００１８】以上説明したように、この発明の工法によ
れば、ケーシング７を所定深度まで打ち込んだ後ケーシ
ング７を引き上げる際に、ケーシング７を一定長さＡだ
け引き上げた後、このケーシング７を前記引き上げ長さ
Ａより短い一定長さＢだけ打ち込み、この一定長さＡの
引き上げと一定長さＢの打ち込みとを交互に繰り返すこ
とによって、周囲地盤に対し十分な支持力を有する圧密
された強固な地盤改良パイルＰを形成することができ
る。

【００１９】また、地盤改良材Ｍが地盤土砂とセメント
系固化材との混合材からなるため、ケーシング７の引き
上げに伴ってケーシング７先端から地盤中に排出される
混合材は、地盤中の水分を吸収して地盤改良パイルを形
成することになり、これがために軟弱地盤中に含まれる
水分が混合材に吸収されることによって軟弱地盤の密度
を高めると共に、混合材が地盤中の水分を吸収して硬化
することによって混合材が膨潤し、これにより軟弱地盤
の地固めを有効に達成することができる。しかも、この
工法において地盤改良材Ｍに使用する地盤土砂は、施工
現場地面の表層部の一部の土砂を一定深さまで掘削除去
する所謂根切り作業により生じた土砂を使用できるか
ら、高価な砂や砂利を使用する必要がなく、施工コスト
を大幅に低減することができる。

【００２０】また、前述した地盤改良装置は、本発明工
法を有効に実施することができると共に、ケーシング７
の下端に、常時は自重で開きケーシング打ち込み時に土
圧により閉じる底蓋８を備えているため、ケーシング７
の引き上げの際の再打ち込み時に、この底蓋８が、既に
形成されたパイル部を有効に押圧して、より強固な圧密
地盤改良パイルを形成することができる。また、ワイヤ
ー３と昇降体２との間にショックアブソーバ４が介装し
てあるため、起振機６の振動がこのショックアブソーバ
４により吸収されてワイヤー３側への伝播を阻止し、そ
れによりワイヤー３が滑車ａ〜ｃから離脱する恐れがな
く、装置の安全な使用を図ることができるものである。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に係る地盤改良工法によれば、
ケーシングを地盤中に所定深度まで打ち込んだ後、ケー
シングの引き上げに際し、ケーシングを一定長さだけ引
き上げた後、このケーシングを前記引き上げ長さより短
い一定長さだけ打ち込み、この一定長さの引き上げと一
定長さの打ち込みとを交互に繰り返すようにしたもので
あるから、ケーシングを一定長さ引き上げる毎に形成さ
れるパイル部が、その後のケーシングの各打ち込み作用
により圧縮されて締め固められ、それによって最終的に
周囲地盤に対し十分な支持力を有する圧密された強固な
地盤改良パイルを形成することができる。

【００２２】請求項２に係る工法によれば、地盤改良材
として、地盤土砂とセメント系固化材との混合材を使用
するため、ケーシングの引き上げに伴ってケーシング先
端から地盤中に排出される混合材は、地盤中の水分を吸
収して地盤改良パイルを形成することになり、これがた
めに軟弱地盤中に含まれる水分が混合材に吸収されるこ
とによって軟弱地盤の密度を高めると共に、混合材が地
盤中の水分を吸収して硬化することによって混合材が膨
潤し、これによって軟弱地盤の地固めを有効に達成する
ことができる。また、この地盤土砂は、施工現場地面の
表層部の一部の土砂を一定深さまで掘削除去する所謂根
切り作業により生じた土砂を使用でき、高価な砂や砂利
を使用する必要がないことから、施工コストの大幅な低
減が可能となる。

【００２３】請求項３に係る地盤改良装置によれば、請
求項１または２に係る工法を有効に実施することができ
る。また、ケーシングの下端に、常時は自重で開きケー
シング打ち込み時に土圧により閉じる底蓋を備えている
ため、ケーシングの引き上げの際の再打ち込み時に、こ
の底蓋が、既に形成されているパイル部を効果的に押圧
して、より強固な圧密地盤改良パイルを形成することが
できる。

【００２４】請求項４に係る地盤改良装置によれば、ワ
イヤーと昇降体との間にショックアブソーバが介装した
ことによって、起振機の振動がこのショックアブソーバ
により吸収されてワイヤー側への伝播を阻止し、それに
よりワイヤーが滑車から離脱する恐れがなく、装置の安
全な使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る地盤改良工法を実施するための
装置を示す側面図である。

【図２】 〜は図１に示す装置の使用による地盤改
良工法の工程を順次示す説明図である。

【符号の説明】

１ リーダ ２ 昇降体 ３ ワイヤー ４ ショックアブソーバ ５ ウインチ（ワイヤー昇降操作手段） ６ 起振機 ７ ケーシング ８ 底蓋 Ａ ケーシングの引き上げ長さ Ｂ ケーシングの打ち込み長さ Ｍ 地盤改良材 Ｐ１ パイル部 Ｐ１′ 圧密されたパイル部 Ｐ２ パイル部 Ｐ２′ 圧密されたパイル部 Ｐ３ パイル部 Ｐ３′ 圧密されたパイル部 Ｐ 圧密された地盤改良パイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングを起振機によって所定深度ま
   で打ち込んだ後、ケーシング内に投入した地盤改良材を
   圧力エアにより加圧しつつケーシングを引き上げなが
   ら、ケーシング内の地盤改良材を地盤中に押し出し排出
   して、地盤中に地盤改良パイルを形成するようにした地
   盤改良工法において、ケーシング引き上げ時に、ケーシ
   ングを一定長さ引き上げた後、このケーシングを前記引
   き上げ長さより短い一定長さ打ち込み、この一定長さの
   引き上げと一定長さの打ち込みとを交互に繰り返しなが
   ら、地盤中に圧密された地盤改良パイルを形成すること
   を特徴とする地盤改良工法。
2. 【請求項２】 地盤改良材として、地盤土砂とセメント
   系固化材との混合材を使用することを特徴とする請求項
   １に記載の地盤改良工法。
3. 【請求項３】 リーダに昇降可能に支持されると共にリ
   ーダ頂部からワイヤーにより介して吊支された昇降体
   と、この昇降体に装備された起振機と、上端部に地盤改
   良材投入用ホッパーを有し、昇降体の下部に垂下連結さ
   れたケーシングと、このケーシングの下端に、常時は自
   重で開きケーシング打ち込み時に土圧ににより閉じるよ
   うに設けられた底蓋と、前記ワイヤーを昇降させるワイ
   ヤー昇降操作手段と、ケーシングに圧力エアを供給する
   エア供給手段とを備えてなる地盤改良装置。
4. 【請求項４】 前記ワイヤーと昇降体との間にショック
   アブソーバを介装してなる請求項３に記載の地盤改良装
   置。