JPH04185813A - ソイルセメント合成杭造成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、建設関係の基礎工事に適用されるソ　　・・
イルセメント合成杭の造成方法に関する。

［従来の技術］ 従来、基礎杭の造成工法には、種々の工法が存在する０
例えば、次の通りである。

（ｉ）　　リバース杭、ベット杭、アースとリル杭等の
場所打ち杭（現場打ち杭）を使用する工法、 （２）既製コンクリート杭、鋼管コンクリート杭、鋼管
杭等を使用した中掘杭工法、 （３）既製コンクリート杭、鋼管コンクリート杭、鋼管
杭等を使用したセメントミルク工法や回転埋設工法等の
プレボーリング埋込み杭工法、 （４）既製杭の外周にスパイラル状の翼を連続または不
連続に設置したスパイラルネジリ込み杭工法、 （５）特公昭５８−１７８４９号公報に開示された工法
、この工法は、第４ａ図に示すように、オーガーヘッド
２１ａにより、硬化した後の圧縮強度の低い材料を注入
しながら地盤を所定深さまで掘削し、次いで地盤土壌と
硬化材料を攪拌しながらオーガーヘッド２１ａを引き上
げ、ソイルセメント柱２２を形成し、次に前記ソイルセ
メント柱２２の硬化材料が未硬化の間に第４ｂ図に示す
ように掘削孔内に中空管２３を吊込み、次いで前記中空
管内に小径のオーガーヘッド２１ｂを挿入回転して所定
深さまで中空管２３とオーガーヘッド２１ｂを沈下させ
、かつ第４ｃ図に示すようにオーガーヘッド２１ｂを中
空管２３より先行して挿入し、注入した硬化後の圧縮強
度の高い根固め硬化材料によって中空管２３下端を根固
めするとともに第４ｄ図に示すように中空管２３内の土
壌と硬化材料を攪拌しなからオーガーヘッド２１ｂを引
き抜く工法である。

（６）特公昭６１−２２０８９号公報に開示された工法
、この工法は、第５ａ図に示すようにセメントミルク等
の注入材を地中に注入しながら攪拌ロッド３１を土と強
制攪拌することにより、第５ｂ図の如くソイルセメント
柱３２を形成し、第５ｂ図〜第５ｃ図の如くこのソイル
セメント柱３２のセメント硬化前に鋼管杭又は既製コン
クリート杭等の中空管３３を圧入する工法である。

（７）特開平２−１４０３２３号公報に開示された工法
、この工法は、第６ａ図に示す如くその下端付近に突出
体４３ａが固設された中空管４３内に、少なくとも１段
で、拡開・縮小が可能であり、拡開した外径が前記中空
管４３外径より所定寸法大きい掘削攪拌翼４１を下端に
装着したロッド４０を挿通し、第６ｂ図に示す如く前記
中空管４３下端より先行した状態で前記掘削攪拌翼４１
を拡関し、この状態で第６ｃ図に示す如く前記ロッド４
０を回転させつつ、該ロッド４０先端付近のノズル４０
ａよりセメントミルクまたはセメント系等の固化材を吐
出して、前記ロッド４０を不回転の前記中空管４３と共
に地盤のソイルセメント４２中に所定深度まで給進し、
次に第６ｄ図に示す如く前記拡開した掘削攪拌翼４１を
縮小し、前記中空管４３内より引き抜く工法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来の工法は、いずれも次のような
欠点がある。

一１前記（１）の場所打ち杭を使用する工法は、掘削に
よる先端スライムのため、初期沈下が大きく先端支持力
が小さい、大量の掘削土砂が発生するため、処理コスト
がアップし不経済であるし、掘削土や泥水による二次公
害発生のおそれがある、等の欠点がある。

二、前記（２）の中掘杭工法は、砂質土では排土が容易
であるため施工性が良いが、粘性土では排土が困難であ
る場合があるため施工性が低下するし、砂質や砂礫等の
支持層では、地盤を緩め、杭の支持力が低下する場合が
ある、等の欠点がある。

三、前記（３）のプレボーリング埋込み杭工法は、掘削
液として泥水や水を使用するため、残土が大量に発生し
、前記（１）の場所打ち杭工法と同様にコストアップや
二次公害の問題があるし、砂質土では孔壁が崩壊し、杭
の高圧りが発生し易いし、また、掘削孔径が既製杭径よ
り大きいため、杭芯ずれが発生し易い、等の欠点がある
。

四、前記（４）のスパイラルネジリ込み杭工法は、ネジ
リ込み施工時に杭周地盤を乱すため、支持力が小さく、
ネジリ込み施工時に大きなトルクが発生するため、大口
径の杭の施工が困難である、等の欠点がある。

五、前記（５）の特公昭５８−１７８４９号公報に開示
された工法は、−次の掘削攪拌工程と二次の中空管中掘
工程の二つの掘削工程があり非常に煩雑である、−次掘
削口径が中空管の外径よりも大きい場合は、杭芯ずれが
発生する、等の欠点がある。

六、前記（６）の特公昭６１−２２０８９号公報に開示
された工法は、杭長が長い場合は杭先端のセメントミル
ク等の根固め材の凝結がはじまり杭の圧入が困難になる
場合があるし、掘削口径が既製杭の外径よりも大きい場
合は芯ずれが発生する、等の欠点がある。

七、前記（７）の特開平２−１４０３２３号公報に開示
された工法は、既製コンクリート杭等の中空管の壁厚が
大きい場合は、中空管の内径が小さくなり、実用に耐え
得る拡開、縮小可能な掘削攪拌翼の製作が困難であるた
め、事実上施工不能となる、欠点がある。

本発明は、このような点に鑑み前記欠点を解決したソイ
ルセメント合成杭の造成方法を提供することを目的とす
るものである。

［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、掘削・攪拌ロッド
により、その先端部付近からセメントミルク等の固化材
を注入しながら削孔することにより、地盤土壌と固化材
とを攪拌、混合して削孔内をソイルセメント化しつつ所
定深度まで削孔する工程と、次に、掘削・攪拌ロッドの
給進を停止し、固化材の注入を、固化後の圧縮強度が比
較的大きな固化材に切り替え削孔底部をその固化材で充
満する工程と１次に該掘削・攪拌ロッドを引き上げ、そ
の後、所定幅の少なくとも一枚のスパイラル翼を下端部
外周に有し、該スパイラル翼は所定長さ以上巻回されて
いる中空管を、回転させつつ給進させ、前記ソイルセメ
ント化した削孔内に、孔底の固化後の圧縮強度が比較的
大きな固化材まで到達させて埋設する工程とより成るこ
とを特徴とするソイルセメント合成杭造成方法と、掘削
・攪拌ロッドにより、その先端部付近からセメントミル
ク等の固化材を注入しながら削孔することにより、地盤
土壌と固化材とを攪拌、混合して削孔内をソイルセメン
ト化しっつ削孔底部の根固めに必要な距離だけ浅い深度
まで削孔する工程と、次に、固化材の注入を、固化後の
圧縮強度がそれまでに注入した固化材よりも比較的大き
な固化材に切り替え、前記削孔底部の根固めに必要な距
離だけ固化材を注入しつつ所定の深度まで削孔する工程
と、次に該掘削・攪拌ロッドを引き上げ、その後、所定
幅の少なくとも一紋のスパイラル翼を少なくとも下端部
の外周に有し、該スパイラル翼が所定長さ以上巻回され
ている中空管を、回転させつつ給進させ、前記ソイルセ
メント化した削孔内に、孔底の固化後の圧縮強度が比較
的大きな固化材まで到達させて埋設する工程とより成る
ことを特徴とするソイルセメント合成杭造成方法と、 前記掘削・攪拌ロッドは、掘削孔径より大きな径の共ま
わり防止装置を有することを特徴とするソイルセメント
合成杭造成方法と、 前記中空管は、その頭部付近外周面に、少なくとも２個
の突起を放射状に突設し、その突起にキャップの切り込
みを嵌合させて中空管を着脱自在に連結して垂直に保持
し、該中空管に回転と給進を与えて埋設することを特徴
とするソイルセメント合成杭造成方法と、 前記中空管は、その外周面にスパイラル翼を有する短尺
の中空管と、該短尺の中空管に接続可能な長尺の中空管
と、該短尺の中空管に接続可能な長尺の中空管とより成
ることを特徴とするソイルセメント合成杭造成方法と、 前記中空管はその内周面の下部に固化材との付着力向上
のための突起を固設したことを特徴とするソイルセメン
ト合成杭造成方法である。

［作　用］ 掘削・攪拌ロッドにより固化材を注入しつつ削孔するた
め、削孔はソイルセメント化され、地盤には緩みが生じ
ない、中空管は、先端にスパイラル翼があるため、回転
給進されてソイルセメント化された削孔内に貫入埋設さ
れる。吊り上げ用の突起を介して吊り上げることにより
、中空管は、鉛直性を確保して埋設される。掘削・攪拌
ロッドには、掘削径より大きな径の共まわり防止装置が
設けられているので、土塊が粉砕され均一なソイルセメ
ントが造成できる。

［実施例］ 以下、第１図乃至第３図に示す実施例について、本発明
の詳細な説明する。第１８乃至ｆ図は、本発明の一実施
例の施工順序の概要を示す断面図である。

先ず、第１ａ図に示すように掘削・攪拌ロッド１の先端
部付近からセメントミルク等の固化材を注入しなから削
孔１０する。前記掘削・攪拌ロッド１は、掘削と攪拌の
作用をするもので、ロッド１ａは中空で、その中空内は
固化材の流路になっており、その先端部には、ビット３
、攪拌翼４が設けられており、請求項（３）の構成では
その上部に掘削孔径より大きな径の共まわり防止装置５
が設けられており、この共まわり防止装置５は、ボス６
を介して回転自在に設けられている。前記ロッド１９の
先端部付近、例えばビット３の適所には固化材の吐出孔
（図示せず）が設けられ、前記ロッドｌａ内の流路と連
結し、固化材が噴出できるようになっている。従って、
掘削・攪拌ロッドｌに回転と押圧力（給進力）を与える
と、ビット３で掘削され、攪拌翼４及び共まわり防止装
置５で攪拌されるから、削孔内は、地盤土壌と固化材と
が攪拌、混合されソイルセメント２ａ化されつつ削孔１
０される。

次いで、所定深度まで削孔１０したら削孔を停止し、第
１ｂ図に示すように、固化材の注入を、固化後の圧縮強
度がそれまでに注入した固化材よりも比較的大きな固化
材に切り替え、削孔底部をその固化材２ｂで充満させる
（ｉｌｌ求項（１）、請求項（２）の場合は削孔底部の
根固めに必要な距離だけ強度が比較的大きな固化材を注
入しつつ削孔する）。

しかる後、掘削・攪拌ロッド１を回転させながら引き上
げる。

すると、第１ｃ図に示すように削孔底部は、固化後の圧
縮強度が比較的大きな固化材２ｂで充満され、他はソイ
ルセメント２ａ化された削孔１０が形成される。

その後、第１」図に示すようにその下端外周面にスパイ
ラル翼１２１を有する中空管１１を、回転させつつ必要
に応じて下方に圧力をかけ、前記削孔１０内に埋設する
。前記中空管１１のスパイラル翼１２１は、所定幅を有
し略々−周以上になるように取り付けられている。この
スパイラル翼１２１は、−枚でも複数枚でもよく、その
−枚は１周以上でなく１周以下の所定長さでも良い。

又、杭全長に対して多段に取り付けても良い。

２段に取り付けた場合を第２ｅ図、第２ｆ図に示す。

前記中空管１１は、削孔ｌＯ底部の固化後の圧縮強度が
比較的大きな固化材２ｂの部分に到達させて埋設する。

長さが不足する場合（この場合がほとんどであるが）に
は、第１ｅ図に示すように、中空管１２を接続し埋設す
る。この接続は、下方の中空管１１をクランプ装置１３
等で支持し、その上方に中空管１２を同心的にネジ結合
や溶着で接続する。しかして、第１ｆ図に示すように、
削孔１０内のソイルセメント柱２ａ、２ｂの中に中空管
１１．１２が埋設された状態となり、ソイルセメント合
成杭の造成が完了する。

前記中空管１１．１２の頭部付近外周面には、図示の如
く４個の突起１４を放射状に突設されている。そして、
施工機械（図示せず）に把持されたキャップ５１の切り
込み５１ａに中空管１１゜１２の突起１４が係合されて
吊り上げられると５中空管１１．１２は突起１４と切り
込み１５ａの間にガタガタがあることにより、重力で垂
直に保持され、この状態で施工機械により中空管１１゜
１２に回転と給進を与えると、中空管は削孔１０内のソ
イルセメント柱２ａ内に垂直に嵌入される。前記突起１
４は少なくとも２個以上を中空管外周に等分割した個所
に放射状に突設される［請求項（４）］ 尚、中空管１１の内周面には、突起を突設し、固化材と
の付着力を向上させてもよい［請求項（６）］。

第２８乃至ｆ図は、他の実施例の施工順序の概要を示す
断面図であり、スパイラル翼１２１を有する短尺の中空
管１５と長尺の中空管１６を接続することによりスパイ
ラル付き中空管とする点が異なる［請求項（５）］だけ
で、他は第１８乃至ｆ図と同じであり、同一符号は同一
物を示すものである。前記短尺の中空管１５は、第３ａ
−ｂ図に示す如くその外周面にスパイラル翼１２１を有
するばかりでなく、その内周面に突起１８を突設すると
、固化材との付着力が向上し好ましい［請求項（６）］
、前記突起１日は、例えば、スパイラル状や縞模様のリ
ブ、あるいは鋼棒や鋼板等の突起を挙げることができる
。前記短尺の中空管１５と長尺の中空管１６の間には、
短尺の中空管１７を介在させてもよい。

尚、掘削・攪拌ロッド１は、前記図示の実施例に限定さ
れるものではない１例えば、オーガーを有していてもよ
いし、ロッドｌａは中空の二重管とし流路を２路設けて
もよい、如くである。

［発明の効果］ 以上のとおり本発明によれば、次のような効果を奏する
ものである。

■削孔時に削孔内をソイルセメントで満たすため、地盤
の緩みが全くなく杭の周面マサツカ、先端支持力が大き
い。

■孔底に固化後の圧縮強度が比較的大きな固化材を充満
させるため、大きな先端支持力を発揮する。

■突起を利用して中空管を吊るため杭の鉛直性が高い【
請求項（４）Ｌ ■中空管先端にスパイラル翼があるため、ソイルセメン
トの凝結開始後でも回転挿入が容易である。

■削孔内をソイルセメントで満たしているため、中空管
回転挿入時の抵抗トルクが小さく、回転挿入が容易であ
る。

■中空管先端部に所定幅のスパイラル翼が、略々−周以
上あるため削孔に対する杭芯ずれかない。

■掘削・攪拌ロッドには、共まわり防止装置が設けられ
ているため、均一なソイルセメントが造成できる［請求
項（３）　］　。

■中空管吊込み用の突起を利用して地上で支持できるた
め、中空管の接続作業が容易であるし請求項（４１］。

■スパイラル翼の取り付けである短尺の中空管を、工場
等で製作することにより、取扱い、輸送が容易であり、
かつ、スパイラル翼の品質も安定する［請求項（５）］
。

■中空管内面または短尺中空管内面に、突起を設けるこ
とにより、固化材と中空管の一体化が図れ、大きな先端
支持力を特徴する請求項（６）］。

■削孔内に中空管を回転挿入するため、既製コンクリー
ト杭、鋼管コンクリート杭等の厚内中空管の施工が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１８乃至ｆ図は、本発明の実施例の施工順序の概要を
示す断面図、第２８乃至ｆ図は、他の実施例の施工順序
の概要を示す断面図、第３ａ図は、短尺中空管の正面図
、第３ｂ図は、短尺中空管の縦断面図、第３ｃ図は中空
管頭部とこれに嵌合するキャップの斜視図、第４ａ図乃
至第４ｄ図、第５ａ図乃至第５Ｃ図及び第６ａ図乃至第
６ｄ図は、いずれも従来例の施工順序の概要を示す縦断
面図である。 １・・・掘削・攪拌ロッド、１ａ・・・ロッド、２ａ・
・・ソイルセメント、 ２ｂ・・・固化後の圧縮強度が比較的大きな固化材。 ３・・・ビット４・・・攪拌翼、 ５・・・共まわり防止装置、１０・・・削孔、１１．１
６・・・中空管、１２１・・・スパイラル翼、１４・・
・突起、１５．１７・・・短尺中空管、１８・・・突起
。 特　許　出　願　人　　新日本製鐵株式会社〃　　　　
株式会社クボタ ｂ ｉ２ｅ’Ｑ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記工程よりなるソイルセメント合成杭造成方法
   。 （Ａ）掘削・攪拌ロッドにより、その先端部付近からセ
   メントミルク等の固化材を注入しながら削孔することに
   より、地盤土壌と固化材とを攪拌、混合して削孔内をソ
   イルセメント化しつつ所定深度まで削孔する工程 （Ｂ）次に、掘削・攪拌ロッドの給進を停止し、固化材
   の注入を、それまでに注入した固化材よりも固化後の圧
   縮強度が比較的大きな固化材に切り替え削孔底部をその
   固化材で充満する工程 （Ｃ）次に該掘削・攪拌ロッドを引き上げ、その後、所
   定幅の少なくとも一枚のスパイラル翼を少なくとも下端
   部の外周に有し、該スパイラル翼が所定長さ以上巻回さ
   れている中空管を、回転させつつ給進させ、前記ソイル
   セメント化した削孔内に、孔底の固化後の圧縮強度が比
   較的大きな固化材まで到達させて埋設する工程
2. （２）下記工程より成るソイルセメント合成杭造成方法
   。 （Ａ）掘削・攪拌ロッドにより、その先端部付近からセ
   メントミルク等の固化材を注入しながら削孔することに
   より、地盤土壌と固化材とを攪拌、混合して削孔内をソ
   イルセメント化しつつ削孔底部の根固めに必要な距離だ
   け浅い深度まで削孔する工程 （Ｂ）次に、固化材の注入を、固化後の圧縮強度がそれ
   までに注入した固化材よりも比較的大きな固化材に切り
   替え、前記削孔底部の根固めに必要な距離だけ固化材を
   注入しつつ所定の深度まで削孔する工程 （Ｃ）次に該掘削・攪拌ロッドを引き上げ、その後、所
   定幅の少なくとも一枚のスパイラル翼を少なくとも下端
   部の外周に有し、該スパイラル翼が所定長さ以上巻回さ
   れている中空管を、回転させつつ給進させ、前記ソイル
   セメント化した削孔内に、孔底の固化後の圧縮強度が比
   較的大きな固化材まで到達させて埋設する工程
3. （３）前記掘削・攪拌ロッドは、掘削孔径より大きな径
   の共まわり防止装置を有することを特徴とする請求項（
   １）または（２）に記載のソイルセメント合成杭造成方
   法。
4. （４）前記中空管には、その頭部付近外周面に、少なく
   とも２個の突起が放射状に突設され、その突起にキャッ
   プの切り込みを嵌合させて中空管を着脱自在に連結して
   垂直に保持し、該中空管に回転と給進を与えて埋設する
   ことを特徴とする請求項（１）から請求項（３）のいず
   れか１項に記載のソイルセメント合成杭造成方法。
5. （５）前記中空管は、その外周面にスパイラル翼を有す
   る短尺の中空管と、該短尺の中空管に接続可能な長尺の
   中空管と、該短尺の中空管に接続可能な長尺の中空管と
   より成ることを特徴とする請求項（１）から請求項（４
   ）のいずれか１項に記載のソイルセメント合成杭造成方
   法。
6. （６）前記中空管にはその内周面の下部に固化材との付
   着力向上のための突起が固設されていることを特徴とす
   る請求項（１）から請求項（５）のいずれか１項に記載
   のソイルセメント合成杭造成方法。