JPH09268554A - 基礎杭の施工方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、回転軸の中に芯材を貫挿してお
き、回転軸を抜き取ってソイルセメントコラムを成形す
ると同時に芯材の埋設を可能とした基礎杭の施工方法お
よびその装置に関する。 【解決手段】 基礎杭施工装置１は、先端部付近の外周
部に撹拌翼２が設けられ、且つ改良材の吐出口３が形成
された回転軸４と、この回転軸４の内部の軸方向に回転
軸４から離脱可能に挿入されている芯材５とを有する。
そこで、まず、杭位置に回転軸４をセットし、次に、回
転軸４を撹拌翼２と一体的に一方向に回転させ、軟弱地
盤を撹拌しながら貫入すると共に吐出口３から改良材
（固化材スラリー）を噴出して混合する。次に、回転軸
４が所期の深度に達したら、回転軸４を正・逆転させな
がら、徐々に引き抜く。このとき、芯材５は、回転軸４
から離脱してそのままソイルセメントコラム７の中に埋
設された状態で残るので、芯材入り基礎杭が作られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地盤に基礎杭を
施工して地盤の改良を行うための基礎杭の施工方法およ
びその装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘドロ層などの軟弱地盤と、この軟弱地
盤より下層の岩盤などの支持地盤がある場合の地盤改良
のための杭は、大別して、支持地盤まで到達させて打設
する支持杭と、支持地盤までは到達させず軟弱地盤の深
さまで打設する摩擦杭とがある。ここで、摩擦杭は、そ
の外面と軟弱地盤との間の摩擦により支持されるもの
で、柱状のソイルセメントからなるソイルセメントコラ
ムがあり、更に、強度を高めるためにソイルセメントコ
ラムの内部に鋼管などからなる芯材を埋設した芯材入摩
擦杭がある。

【０００３】この芯材入摩擦杭の施工方法として、従
来、例えば特開昭５７−１１２５１３号公報、特開昭６
２−１４８７１４号公報、特開昭６１−２６１５１６号
公報などに開示されて構成が知られている。即ち、特開
昭５７−１１２５１３号公報に開示された工法では、図
６に示すように、まず撹拌翼１０２付の回転軸１０４を
回転させて、撹拌翼１０２により地盤を撹拌させながら
回転軸１０４を貫入させる（図６（ａ）参照）。このと
き、回転軸１０４に形成した吐出口から改良材を噴出さ
せ、回転軸１０４を引き抜いてソイルセメントコラム１
０７を形成する。次いで、ソイルセメントコラム１０７
が固化する前に芯材１０５を挿入する（図６（ｂ）参
照）。このようにして、芯材１０５と、ソイルセメント
コラム１０７とから、芯材入摩擦杭１０８が構成される
（図６（ｃ）参照）。この工法は、まずソイルセメント
コラム１０７を形成し、その後、ソイルセメントコラム
１０７に芯材１０５を挿入するというように、ソイルセ
メントコラム１０７形成と芯材１０５挿入とが相前後し
て行われる。したがって、工程が複雑化するという問題
点がある。

【０００４】次に、特開昭６２−１４８７１４号公報で
は、まず、地盤に芯材を打ち込む。この打ち込まれた芯
材に、回転軸を外から嵌込み、該回転軸の内部中空に芯
材が嵌挿されて、撹拌翼により地盤を撹拌しながら回転
軸を貫入させる。そして、回転軸を逆回転させながら上
昇させ、それに伴って改良材を噴出して、ソイルセメン
トコラムを形成する。この工法は、まず芯材を打ち込
み、次いで芯材の周囲にソイルセメントコラムを形成す
るというように、芯材打ち込みとソイルセメントコラム
形成とが相前後して行われる。したがって、やはり工程
が複雑化するという問題点がある。

【０００５】そこで、特開昭６１−２６１５１６号公報
に開示された工法では、まず、回転軸を回転させ撹拌翼
により地盤を撹拌させながら貫入させ、同時に、回転軸
の外周に嵌挿した中空管状の芯材を土中に圧入降下さ
せ、回転軸からは改良材を噴出させてソイルセメントコ
ラムを形成する。次ぎに、前記撹拌翼を折り畳んで芯材
の中空内径より小さくし、回転軸を芯材内から引き抜
く。この工法によると、上述した二例と異なり、ソイル
セメントコラム形成と同時に芯材の埋設が可能である。
ところが、回転軸を引き抜き可能とするためには、撹拌
翼を折り畳んで中空管状の芯材の内径より小さくする必
要があるので、施工装置の構造が複雑化し、また芯材は
折り畳まれた撹拌翼を通り抜け可能な大きさとなるため
大型となるという問題点がある。上記のような問題点
は、摩擦杭に限らず支持杭その他の基礎杭一般において
も同様であり、その解決が望まれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな問題点に鑑みて創案されたものである。すなわち、
この発明の主たる課題は、回転軸の中に芯材を貫挿して
おき、軟弱地盤中に貫入した回転軸を抜き取ってソイル
セメントコラムを成形すると同時に芯材の埋設させた芯
材入基礎杭の施工方法およびその装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、請求項１の発明では、外周部に撹拌翼が設けられた
回転軸と、この回転軸の内部の軸方向に回転軸から離脱
可能に挿入されている芯材と、回転軸の先端部付近又は
撹拌翼に形成された固化材スラリー等の改良材の吐出口
とを有する基礎杭施工装置を用いた基礎杭の施工方法に
おいて、上記回転軸の回転により撹拌翼で地盤を撹拌し
ながら貫入すると共に、上記吐出口から改良材を噴出し
て地盤中に混合させて、地盤中にソイルセメントコラム
を形成し、所定深度までソイルセメントコラムを形成し
た後に、芯材をソイルセメントコラム中に埋設したまま
回転軸だけを引き抜いてなる、という技術的手段を講じ
ている。

【０００８】また、請求項３の発明では、外周部に撹拌
翼が設けられた回転軸と、この回転軸の内部の軸方向に
回転軸から離脱可能に挿入されている芯材と、回転軸の
先端部付近又は撹拌翼に形成された固化材スラリー等の
改良材の吐出口とを有する基礎杭施工装置において、上
記回転軸が、その回転により撹拌翼で地盤を撹拌しなが
ら貫入する際に上記吐出口から改良材を噴出させて地盤
中に混合させて地盤中にソイルセメントコラムを形成
し、所定深度までソイルセメントコラムを形成した後
に、芯材を回転軸から離脱させソイルセメントコラム中
に埋設したまま回転軸だけを引き抜くことができるよう
になっている、という技術的手段を講じている。

【０００９】更に、請求項２または４の発明では、芯材
の先端に掘削用の歯部を設けてなる、という技術的手段
を講じている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の基礎杭施工装
置の好適実施例について図面を参照して説明する。図１
に、この発明の芯材入基礎杭工法を実施するための基礎
杭施工装置１の一例が示されている。この基礎杭施工装
置１は、先端部付近の外周部に撹拌翼２が設けられ、且
つ改良材の吐出口３が形成された回転軸４と、この回転
軸４の内部の軸方向に回転軸４から離脱可能に挿入され
ている芯材５とを有する。

【００１１】回転軸４は、上端に接続した油圧モータ等
の駆動部６により回転されるように設けられている。こ
の回転部４と駆動部６とは、図示しない作業車輌に装備
の支柱状のリーダなどに保持されている。そして、上記
回転軸４は、回転しながら、一体に設けられたスクリュ
ー状の撹拌翼２により軟弱地盤を撹拌しつつ該地盤中に
貫入されるようになっている。

【００１２】化学改良材となる固化材スラリーの吐出口
３は、回転軸４の先端部付近に形成されるか、撹拌翼２
に適宜数、形成される。この実施例では、下端の撹拌翼
２に吐出口３となるノズルが形成されている。従って、
撹拌と共に、吐出口３から固化材スラリーを噴出させ、
撹拌された軟弱地盤中に固化材スラリーが混入され、こ
れにより土砂混合セメントからなる柱体、つまりソイル
セメントコラム７が形成される。

【００１３】次に、芯材５は、例えば鋼管からなってい
る。芯材５は、ソイルセメントコラム７の中央に埋設さ
れて、ソイルセメントコラム７に加わるせん断荷重に対
する抵抗を高め、強度を補強するものである。本実施例
では、芯材５の下端に穿孔用の歯部５Ａが一体に形成さ
れており、該歯部５Ａが回転軸４の先端から突出されて
おり、該歯部５Ａは、回転軸４の中空より大径に形成さ
れている。この歯部５Ａは最下端に形成されるので、常
に撹拌されない先端の地盤に食い込む。

【００１４】前記芯材５は、回転軸４に対して離脱自在
に挿入されているので、ソイルセメントコラム７を形成
した後に回転軸４が引き抜かれるとき回転軸４から離脱
し、そのままソイルセメントコラム７の中に残る。回転
軸４の引き抜きに際しては、撹拌翼２を正逆回転させな
がら徐々に引き上げる等して行われる。芯材５と回転軸
４とは拘束しない構成でもよいが、芯材５を回転軸４内
で着脱しうる構成（図示せず）としてもよい。即ち、回
転軸４に芯材５を挟持等で固定しまたはこれを解除する
手段を設けておいたり、係脱手段の一方を芯材５に設
け、他方を回転軸４に形成しておく等により、掘削時に
は芯材５と回転軸４とを一体に維持し、回転軸４の抜き
取り時に両者を分離して芯材５を残すようにしてもよ
い。

【００１５】上述のように構成された基礎杭施工装置１
によると、次のようにソイルセメントコラム７施工と同
時に芯材５が埋設される。まず、図１に示すように、杭
位置に回転軸４をセットする。次に、図２に示すよう
に、回転軸４を撹拌翼２と一体的に一方向に回転させ、
撹拌翼２により地盤を撹拌しながら貫入する。この撹拌
と共に、回転軸４の吐出口３から固化材スラリーを噴出
することにより、撹拌土中に固化材スラリーを混合す
る。このようにして、撹拌・混合処理を進めていく。

【００１６】次に、図３に示すように、回転軸４が所期
の深度に達したら、つまり所定深度までソイルセメント
コラム７を形成したら、図４に示すように、回転軸４を
正・逆転させながら、徐々に引き抜く。回転軸４が引き
抜かれるとき、芯材５は、回転軸４から離脱して図５に
示すように、そのままソイルセメントコラム７の中に埋
設された状態で残る。芯材５は回転軸４に挿入されてい
るので、回転軸４を引き抜くときに撹拌翼２が芯材５に
突き当たるようなことがない。したがって、従来構成の
ように撹拌翼２を折り畳む必要がない。このようにして
この芯材５を中心に埋設したソイルセメントコラム７か
らなる芯材入基礎杭８が構成される。

【００１７】なお、この発明で撹拌翼は、土砂を撹拌す
るだけのものであると、掘削する刃を備えたものである
とを問わない。撹拌だけを行う撹拌翼のみを備えた構
成、または撹拌だけのものと掘削を行うものとを組み合
わせた構成など適宜に用いることができる。なお掘削機
能を有する撹拌翼の場合には、少なくとも最下端に配置
することが好ましい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の基礎杭
の施工方法およびその装置によると、撹拌翼付の回転軸
の内部に回転軸から離脱可能に芯材が挿入されているの
で、撹拌翼で撹拌しながら貫入すると共に、固化材スラ
リーを噴出してソイルセメントコラムを形成し、次いで
回転軸を引き抜いて芯材をソイルセメントコラム中に埋
設したまま残して基礎杭を施工し地盤の改良を行うこと
ができる。そして、ソイルセメントコラム形成と同時
に、芯材を埋設できるので、工程を簡素化でき、また、
回転軸内に芯材を挿入するので小径の芯材を用いること
ができる。さらに、芯材が撹拌翼による掘削や混合に際
して邪魔にならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】杭位置に回転軸をセットした状態を示す模式図
である。

【図２】回転軸を貫入してソイルセメントコラムを形成
する状態を示す模式図である。

【図３】回転軸が所定の深度に達した状態を示す模式図
である。

【図４】回転軸を引き抜く状態を示す模式図である。

【図５】回転軸引き抜き終了後の状態を示す模式図であ
る。

【図６】従来の芯材入基礎杭工法の一例を説明するため
の工程説明図であり、（ａ）は回転軸を貫入してソイル
セメントコラムを形成する状態、（ｂ）は芯材を挿入す
る状態、（ｃ）はソイルセメントコラムに芯材を埋設し
た状態を示す。

【符号の説明】

１ 基礎杭施工装置 ２ 撹拌翼 ３ 固化材スラリーの吐出口 ４ 回転軸 ５ 芯材 ５ａ 歯部 ７ ソイルセメントコラム ８ 芯材入基礎杭

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部に撹拌翼が設けられた回転軸と、
   この回転軸の内部の軸方向に回転軸から離脱可能に挿入
   されている芯材と、回転軸の先端部付近又は撹拌翼に形
   成された固化材スラリー等の改良材の吐出口とを有する
   基礎杭施工装置を用いた基礎杭の施工方法において、 上記回転軸の回転により撹拌翼で地盤を撹拌しながら貫
   入すると共に、上記吐出口から改良材を噴出して地盤中
   に混合させて、地盤中にソイルセメントコラムを形成
   し、 所定深度までソイルセメントコラムを形成した後に、芯
   材をソイルセメントコラム中に埋設したまま回転軸だけ
   を引き抜くことを特徴とする基礎杭の施工方法。
2. 【請求項２】 芯材の先端に掘削用の歯部を設けたこと
   を特徴とする請求項１に記載の基礎杭の施工方法。
3. 【請求項３】 外周部に撹拌翼が設けられた回転軸と、
   この回転軸の内部の軸方向に回転軸から離脱可能に挿入
   されている芯材と、回転軸の先端部付近又は撹拌翼に形
   成された固化材スラリー等の改良材の吐出口とを有する
   基礎杭施工装置において、 上記回転軸が、その回転により撹拌翼で地盤を撹拌しな
   がら貫入する際に上記吐出口から改良材を噴出させて地
   盤中に混合させて地盤中にソイルセメントコラムを形成
   し、所定深度までソイルセメントコラムを形成した後
   に、芯材を回転軸から離脱させソイルセメントコラム中
   に埋設したまま回転軸だけを引き抜くことができるよう
   になっていることを特徴とする基礎杭施工装置。
4. 【請求項４】 芯材の先端に掘削用の歯部を設けたこと
   を特徴とする請求項３に記載の基礎杭施工装置。