JPH06322761A - スパイラルコンクリートパイルの埋設施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削土と地盤改良固化剤との攪はん混合に要
する時間が短時間で済み、パイルの損傷もないスパイラ
ルコンクリートパイル埋設施工法。 【構成】 掘削オーガを作動させて掘削穴を掘削すると
ともに掘削土の一部を地上に排土し、掘削穴中に地盤改
良固化剤と水及び前記排土を投下し掘削オーガにより掘
削穴中の掘削土と攪はん混合して略柱状の混練体に造成
し（（ｅ）〜（ｇ））、造成した混練体の中にスパイラ
ルコンクリートパイルを回転しながら圧入する（ｈ）。
混練体硬化後のパイルの荷重強度が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般住宅及びその他の
一般土木構造物の基礎用等に好適なスパイラルコンクリ
ートパイルの埋設施工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤等を強化する地盤改良工法とし
て、特開平２−１１５４０９号公報には、掘削穴の中に
充填剤を投入しながらスパイラルコンクリートパイル
（以下、パイルと略称する）を正逆回転及び上下抜き差
しつつ螺入し、該パイルを掘削穴中に埋設すると同時に
充填剤を該パイルの下部及び周囲に高密度に充填する方
法が記載されている。この方法によれば、充填剤と掘削
土の攪はん混合及び高密度充填は上記パイル自身の回転
及び上下動により行われるのであるが、そのため、攪は
ん混合に要する時間が長くかかり、また掘削土中に岩石
を含むようなときはパイルの先端やスパイラルを損傷し
やすいという問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑み、掘削土と地盤改良剤との攪はん混合
に要する時間が短時間で済み、パイルの損傷もないパイ
ル埋設施工法を得ることを目的とする。加えて、本発明
は、より大きい荷重強度の得られるパイル埋設施工法を
得ることをも目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
に係わるパイル埋設施工法は、掘削オーガを作動させて
掘削穴を掘削するとともに掘削土の一部を地上に排土
し、掘削穴中に地盤改良固化剤と水及び前記排土の一部
又は全部を投下し掘削オーガにより掘削穴中の掘削土と
攪はん混合して略柱状の混練体に造成し、造成した混練
体の中にパイルを好ましくは回転しながら圧入すること
を特徴とする。本発明で使用するパイルは、図４に示す
ようなコンクリート製パイル１であり、円柱形の軸２の
外周の一部にスパイラル３が設けられ、必要に応じて軸
２の頂部付近に重機のアタッチメントと係合するシャフ
ト４が取り付けられる。なお、スパイラル３が設けられ
る部分の長さは、軸２の下端から２／３以下の長さに設
定されるのが好適である（上記特開平２−１１５４０９
号公報参照）。

【０００５】本発明で使用する掘削オーガは、軸の外周
に螺旋鍔を有する公知の掘削オーガ（例えば、特開平３
−１６６４１７号公報参照）でもよいが、掘削土と地盤
改良固化剤等の攪はん混合をより効率的に進めるために
は、螺旋鍔部に複数の開口又は切欠きを有する掘削オー
ガ（特願平４−１４３３４７号の明細書及び図面参照）
が好適である。図５はその１例を示し、掘削オーガ１０
の螺旋鍔部１１に複数の切欠き１２が所定の回転角度毎
に形成されている。また、図６は他の例を示し、掘削オ
ーガ２０の螺旋鍔部２１に開口２２が所定の回転角度毎
に形成されている。

【０００６】

【作用】本発明においては、掘削オーガを正逆回転及び
上下動を組み合わせて作動させ、掘削穴の中で掘削土と
地盤改良固化剤及び水を攪はん混合して混練体とする。
ここで、螺旋鍔部に複数の切欠き１２又は開口２２を有
する掘削オーガ１０又は２０を使用すると、この切欠き
又は開口の対向するエッジ１２ａ、１２ｂは段差ｈ（図
５参照）を有するので、掘削オーガを上方から加圧しな
がら正回転（掘削ー排土する方向への回転）又は逆回転
するとき、螺旋鍔部の溝に沿って上昇又は下降する掘削
土等は、上記エッジにより一定回転毎にその段差分だけ
裁断されるとともに、裁断された掘削土等は該切欠き又
は開口を通って隣接する溝に向かって押し出されその溝
内の掘削土等と混合されることになり、掘削土の破砕や
混合が一層活発になされる。

【０００７】なお、掘削オーガ１０では、螺旋鍔部１１
の先端の約一回転分１１ａと後端の約半回転分１１ｂに
切欠き１２が形成されていないが、前者については掘削
爪により掘削された掘削土を円滑にすくい上げるためで
あり、後者については掘削オーガ１０を逆回転したとき
投下した地盤改良固化剤等を下方に強く圧入し練り込む
ことができるようにするためである。

【０００８】また、本発明においては、攪はん混合の過
程で混練体はかさ密度があがって稠密化し、そのため地
盤によっては排土を全て掘削穴に投下しても混練体の頂
部が掘削穴の口にはるかに達しない場合がある。混練体
の稠密化は、掘削穴内での掘削オーガの逆回転や降下及
びそれらの組合せによる強力な圧下作用と、攪はん混合
の過程で掘削土に含まれていた空気が排出されること等
の理由によると考えられる。なお、掘削オーガ２０で
は、螺旋鍔部の中間部分の約半回転分２１ｃに開口２２
が形成されていないが、これは掘削オーガ２０の圧下作
用を必要以上に阻害しないためである（開口２２が形成
されている部分では、混練体の一部が開口２２を通して
上昇するので、圧下作用の面では多少不利となる）。

【０００９】本発明では、上記稠密化した混練体の中に
パイルを圧入する。このとき、単に圧入するのみでは空
気を噛み込みやすいのでパイルを回転しながら圧入する
のが望ましく、例えば、混練体が固練りの場合は正転し
ながら圧入するのがよい。逆に、混練体が柔練りの場合
は逆転しながら又は逆転と正転を組み合わせて圧入する
ことにより、混練体に圧下作用を加えるのがよい。パイ
ルを正転しながら圧入するとき、混練体の一部はパイル
のスパイラルによる排出力を受ける場合があるが、パイ
ルの上部は単なる円柱形であるためそこでは排出力を受
けることがなく、下方の混練体が上方へ排出されること
はない。混練体は時間経過とともに掘削穴の内壁にぴっ
たり沿った形状の硬化体となり、それ自身で地盤改良作
用をなすとともに、パイルを強固に支持する作用をなす
ものである。従って、上記混練体の径は、スパイラル部
分の径より大径としパイルの外周及び底部を十分に囲繞
するものでなくてはならない。

【００１０】なお、本発明では、当初掘削土の一部を地
上に排土するので、掘削穴に地盤改良固化剤や水を投下
するスペースを確保することができ、また、それらと掘
削土が混合攪はん中に地上に溢れ出るのを防止すること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、図１（ａ）〜（ｄ）及び図２（ｅ）〜
（ｈ）に示す実施例を参照して、本発明をより具体的に
説明する。まず、（ａ）掘削オーガを作動させて設定掘
削深さの一部を掘削し、適当量の掘削土を排土Ａする。
次に、（ｂ）掘削穴にセメント等の地盤改良固化剤Ｂと
水Ｃを投下し、（ｃ）掘削オーガを作動させて設定深さ
まで掘削するとともに正逆回転及び上下動させることに
より、掘削穴の中の掘削土を破砕し地盤改良固化剤及び
水と攪はん混合する。このとき、掘削オーガを垂直に支
持するだけでなく多少傾斜させる動作を交えることによ
り、下方にやや広がった大きめの掘削穴を形成する。正
逆回転及び上下動さらには傾斜しつつ作動する掘削オー
ガにより掘削土等は掘削穴の中で練り込まれ、均一な混
練体となるとともにしだいにかさ密度が上がり稠密化す
る。

【００１２】次に、（ｄ）掘削穴に排土Ａの一部、地盤
改良固化剤Ｂ、及び水Ｃを新たに投下し、（ｅ）掘削オ
ーガを作動させて新たに投下した部分を攪はん混合する
とともに残りの排土Ａを投下し、上記工程（ｃ）と同様
に均一且つ稠密化した混練体とする。続いて、（ｆ）上
記混練体全体を攪はん混合し、特に掘削オーガを逆転し
つつ下降させる動作を多用することにより混練体に圧下
作用を与え、さらに均一化及び稠密化を図る。攪はん混
合の終了後、（ｇ）掘削オーガを掘削穴から逆回転しな
がら引き抜くと、掘削穴の中には略円柱状の混練体が残
される。この混練体は上記工程を経て稠密化しているの
で、その頂面は掘削穴の口よりかなり下方に位置するこ
とが多い。最後に、（ｈ）パイルを回転しながら圧入す
る。

【００１３】図３は、本発明の方法及び特開平２−１１
５４０９号公報の方法（従来例）に従って埋設したパイ
ルに対する載荷試験の結果を示す。使用したパイルは、
ともに全長３１７ｃｍ、スパイラル部分の長さ１４５ｃ
ｍ、軸径２０ｃｍ、スパイラル部分の径３０ｃｍであ
り、地盤状況は図３内に記載した通りである。この図に
示すように、従来例では例えば荷重強度４．５トンのと
き沈下量が０．２ｃｍであるのに対し、本発明では倍の
１０トンのとき同じ沈下量となり、実用強度が大幅に改
善されている。本発明におけるこのような荷重強度の改
善は、パイルの外周及び底部を十分に囲繞する柱状硬化
体自身の地盤改良作用とパイルの荷重支持作用の相乗的
効果がもたらしたものと考えられる。

【００１４】なお、上記実施例の方法では、混練体を全
体的にパイル径より大径とし、さらに下方をより大径と
したので、混練体が硬化した後はそれ自身の地盤改良作
用が大きく、パイルを支持する作用も大きいものがある
が、必ずしも下方をより大径とする必要はない。また、
上記実施例では、掘削穴中への地盤改良固化剤等の投下
や攪はん混合の具体的工程は、下方部分（（ｂ）、
（ｃ））と上方部分（（ｄ）、（ｅ））に分けて行われ
たが、最終的に均一且つ稠密な混練体（ｇ）が得られる
限り、他の工程を採用することも可能である。

【００１５】

【発明の効果】掘削穴の中で掘削土と地盤改良固化剤を
攪はん混合する際に掘削オーガを使用するので、効率的
に均一且つ稠密な混練体を得ることができる。また、本
発明ではパイルは単に上記混練体中に圧入するのみであ
るので、混練体の大きさや形状（すなわち掘削穴の大き
さや形状）設定の自由度が高く、十分な地盤改良作用及
びパイル支持作用を得るに好適な大きさ及び形状を選択
することができるほか、予定した大きさ及び形状から多
少ずれたとしてもほとんど支障はなく、また、圧入時に
パイルにかかる負担が少ない。さらに、混練体を稠密化
することができるので、排土の全て又は大部分を掘削穴
に再び埋め戻すことができ、地盤改良作業の後に排土の
始末をする必要性がほとんどない。

【００１６】さらに、本発明によれば、柱状硬化体の地
盤改良作用とパイルの荷重支持作用が相乗的に効果を現
すためか、従来例と比較しパイルの荷重強度を大幅に改
善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のパイル埋設工程を説明する図である。

【図２】実施例のパイル埋設工程を説明する図である。

【図３】パイルの載荷試験の結果を示す図であり、横軸
が載荷強度Ｐａ（ton）、縦軸が沈下量Ｓ（ｃｍ）を表
す。

【図４】パイルの正面図である。

【図５】掘削オーガの正面図である。

【図６】別の掘削オーガの正面図である。

【符号の説明】

１ パイル １０、２０ 掘削オーガ Ａ 排土 Ｂ 地盤改良固化剤 Ｃ 水

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削オーガを作動させて掘削穴を掘削す
   るとともに掘削土の一部を地上に排土し、掘削穴中に地
   盤改良固化剤と水及び前記排土を投下し掘削オーガによ
   り掘削穴中の掘削土と攪はん混合して略柱状の混練体に
   造成し、造成した混練体の中にスパイラルコンクリート
   パイルを圧入することを特徴とするスパイラルコンクリ
   ートパイルの埋設施工法。
2. 【請求項２】 スパイラルコンクリートパイルを回転し
   ながら圧入することを特徴とする請求項１に記載された
   スパイラルコンクリートパイルの埋設施工法。
3. 【請求項３】 全ての排土を掘削穴に投下することを特
   徴とする請求項１又は２に記載されたスパイラルコンク
   リートパイルの埋設施工法。
4. 【請求項４】 掘削オーガが螺旋鍔部に複数の開口又は
   切欠きを有するものであることを特徴とする請求項１〜
   ３に記載されたスパイラルコンクリートパイルの埋設施
   工法。