JPS63197717A - 現場造成杭の施工法 - 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、建設工事の基礎工として鉄筋コンクリートの
現場造成杭を施工する方法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

かかる現場造成杭は、周知なごとくオーガスクリユー等
の掘削機を用いて地中に孔を造成し、この孔内に鉄筋カ
ゴを挿入してからコンクリートを打設して鉄筋コンクリ
ート柱体を形成するものである。

このような現場造成杭においては、地盤に対する支持力
を良好に保つことが要求され、スライムの処理及びコン
クリート下端と地盤の結合が問題となる。

また、削孔時に孔壁が崩壊すると杭の形状が悪くなり、
信頼性が乏しくなる。

スライムの処理については、種々の方法が従来提案され
、例えばこれを機械的に取出す方法やスライム中にセメ
ントミルクを混入してソイルセメントを生成する方法な
どがあるが、独自の装置を用いてスライムを取出すのは
きわめて困難なことであり、フィルセメントにする方法
では通常のコンクリートより強度が低下してしまう。

一方、孔壁崩壊防止として削孔内をベントナイト液で充
填することも行われているが、充分なものではない。

さらに、地盤が軟弱なものであると地盤の沈下に伴って
造成したコンクリート杭自体も引きづられて下がり、杭
としての信頼性を欠くおそれもある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、孔壁の崩
壊を確実に防止し、またスライムを効果的に除去でき、
さらに杭先端の地盤との結合が良、好で、しかも机側面
と地盤との縁を切って地盤沈下の影響を受けにくい信頼
性に冨むコンクリート杭が得られる現場造成杭の施工法
を提供することにある。

〔問題点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、掘削羽根を先端に設
け、途中に練付用ドラムを形成した中空回転軸によるア
ースオーガを使用して、該ドラムで杭孔壁を加圧縁付け
しながら孔を形成して先端部が砂や礫層などの支持層に
充分貫入した後、必要に応じて孔底を拡径しながら回転
軸端より孔底にセメントミルクを注入してアースオーガ
の先端で支持層中の砂や礫と十分混練することにより支
持層を改良し、また前記セメントミルクを硬化剤等によ
りゲル化物とし、アースオーガとともに該ゲル化物も引
上げ、同時に孔内に高濃度の安定液を注入し、再度アー
スオーガを孔内に挿入して、ドラムで孔壁を加圧縁付け
て安定液マッドケーキ層を形成し、次いで孔内に鉄筋カ
ゴを建込んだ後、生コンクリートを打設することを要旨
とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、孔掘削時に掘削土を孔壁に練付けるの
で、孔壁が補強されその崩壊を防止できる。また、孔底
に大量発生するスライドはこれをドラムとセメントミル
クのゲル化物上に乗せてアースオーガを引き上げる時に
排除できる。さらに、孔底に注入されたセメントミルク
は支持層の緩みを改良し、また、孔孔壁に形成された安
定液マッドケーキ層はコンクリート杭に対しネガティブ
フリクションカット材として作用して地盤との縁を切り
、地盤が軟弱で沈下があってもその悪影響を受けないで
すむ。

〔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。

第１図〜第１２図は本発明の現場造成杭の施工法の第１
実施例の各工程を示す断面図で、先に本発明工法で用い
るアースオーガ１について説明する。

該アースオーガｌは、中空回転軸２の先端に１、複数の
並列する掘削ビット３を突設したスクリュー状の掘削羽
根４を設け、該軸２の途中の適宜位置に練付用ドラム５
を取付けたものである。さらに、軸２の該ドラム５間に
は、放射状に突出する攪拌羽根６やスクリュー羽根（図
示せず）を設けることもある。

前記ドラム５は、−例として平面において９０度の扇形
体が軸２に対称となるように取付けられて形成され、か
つ平面形状とほぼ同一の平面形状を有する蓋を上面に設
け、また該ドラム５の径は扇形体を取替えるなどして必
要に応じて可変できるものとする。

このようなアースオーガ１を用いて、杭孔８の掘削予定
位置へ所定直径の孔を掘削する（第１図）。この場合、
掘削土はスクリュー状の掘削羽根４により上方に運ばれ
、攪拌羽根６等で破砕されて細かくなる。さらにその一
部（掘削土の土質によっても異なるが相当量）は練付用
ドラム５の外周面で杭孔８の壁に加圧状態でコテ塗りさ
れる。

なお、掘削時に回転軸２の先端から適量の水を噴出すれ
ば、掘削を円滑にすることができるとともに掘削土を泥
土化して前記練付けも一層容易にすることができる。

さらに、地盤によっては孔８内にベントナイト液などの
安定液を充填することも考えられる。

このようにして、第２図に示すように前記アースオーガ
１によりその先端部が砂や礫層などの支持層１８に十分
貫入する所定深さの杭孔８を掘削したならば、回転軸２
の中空内部を利用してその先端からセメントミルク９を
杭孔底部に所定量流入すると、該セメントミルク９は第
３図に示すように掘削羽根４を包み込むように充填され
、同時にアースオーガ１を回転すれば、掘削羽根４によ
りセメントミルク９は支持層１８の砂や礫などと混練さ
れ、掘削により緩んだ支持層１８を改良する。

次いで、又は事前に、必要に応じて適量のセメント硬化
剤を軸２端より注入する。第４図に示すようにアースオ
ーガ１を上下動させ、さらにこれを回転するようにすれ
ば、セメントミルクとセメント硬化剤とは均一に混合さ
れ、硬化剤のセメントミルクへの浸透性もよくなる。

１０分程度たつと、第５図に示すように硬化剤によりセ
メントミルクはゲル化して全体が円筒状の塊りとなるが
、該ゲル化物１０はその内部に杭孔底付近で発生するス
ライムを取込んでしまう。このゲル化物１０は、硬化剤
を用いずに時間の経過をまって形成することもできる。

そして、第６図に示すように泥土状のセメントミルクの
ゲル化物１０とともにアースオーガ１を引上げると、残
りのスライムは前記ドラム５上やゲル化物１０上に乗っ
て孔外へと排出される。

この引上げ時にはセメントミルク９′を注入してこれを
杭孔８の底に充填し、またオーガ１の引上げで前記ゲル
化物１０が上昇して形成される空間にはオーガ１の軸２
端から高濃度のベントナイト液１１又はその他の安定液
を圧入していく。

なお、前記セメントミルクのゲル化物１０は杭孔８内で
栓状前となっており、前記ベントナイト液１１の注入は
、このゲル化物１０の上昇でその下方が陰圧となりアー
スオーガ１の引上げ負荷が増大することを防止するとと
もに、むしろ該ベントナイト液１１の注入圧でゲル化物
１０を積極的に押上げ、アースオーガｌの引上げを助け
る役割をなす。

さらに、孔壁は前記のごとくドラム５でならされている
ので、ゲル化物１０の引上げは引っかかることなくスム
ーズに行われる。

また、杭孔８の孔底に充填されたセメントミルク９′は
支持Ｊｉ１８の地盤改良の作用と上部コンクリートとの
嵌合製を発揮する。

次いで、第７図に示すように一度地上に引上げ前記ゲル
化物１０を取除いたアースオーガ１又は同タイプの別の
オーガー１を、再度杭孔８内に回転挿入する。この時前
記高濃度のベントナイト液１１は、練付用のドラム５の
外周面で杭孔８の壁にコテ塗りされ、壁面に安定液マッ
ドケーキ層１２が形成される。

なお、該安定液マッドケーキ層１２を形成するためのド
ラム５は、その径は第１図、第２図での孔削切時のドラ
ム径よりも多少小さめの径として、一度初期に練付は加
圧された壁面にこのマツドケ＝キ１２０層が必要厚さに
形成できるように配慮した。

、その後、第８図に示すように杭孔８内を清水１６と置
換して後述の鉄筋カゴ１３に安定液が付着するのを防止
する。このようにしてから、第９図に示すように杭孔８
内へ鉄筋カゴ１３を建込み、さらに第１Ｏ図に示すよう
にトレミー管１４を挿入する。このトレミー管１４はプ
ランジャ一式のものではなく底ぶた方式のものを用いる
が、該トレミー管１４の内部に予めセメントミルクや生
コンクリートを注入して充填しておくことにより、清水
１６内での浮上がりを防止した。

そして、第１１図に示すように前記トレミー管１４を用
いてこれを引上げながら生コンクリート１５を打設する
。該生コンクリート１５の打設は、初期においては加圧
状態で行うことにより、前記セメントミルク９′との接
合部等で断層を生じることを防止でき、さらにセメント
ミルク９′の一部を生コンクリート１５の上端で押し上
げることで、スライムの排除もできる。

また、生コンクリート１５の加工前での打設は、トレミ
ー管１４を用いる他にポンプ打ちにより行うことも可能
である。

このようにして、第１２図に示すような鉄筋コンクリー
トの現場造成杭が形成される。

次に、特許請求の範囲第２項の発明について説明すると
、使用するアースオーガとしては前記第１実施例で説明
したオーガ１の掘削羽根４に拡大翼１７を設けたもので
ある。

第１３図〜第２４図は各工程を示すもので、アースオー
ガ１を用いて、杭孔８の掘削予定位置へ線材層ドラム５
で杭孔８の壁に掘削土をコテ塗りしながら所定直径の孔
を掘削する（第１３図）。

第１４図に示すように前記アースオーガ１によりその先
端部が砂や礫層などの支持層１８に充分貫入したする所
定深さの杭孔８を掘削したならば、アースオーガ１を逆
方向に回転させると、第１５図に示すように拡大翼１７
が拡がり、この拡大翼１７で杭孔８の底部に拡径部８ａ
が形成される。そして、その前又は後に回転軸２の中空
内部を利用してその先端からセメントミルク９を杭孔底
部に所定量流入すれば、セメントミルク９は支持層の砂
や礫などと混練され、掘削により緩んだ支持層を改良す
る。

次いで、第１６図に示すようにアースオーガ１を上下動
し、さらにこれを回転するようにして、通量のセメント
硬化剤等で第１７図に示すようにセメントミルク９をゲ
ル化して全体が円筒状の塊りとし、第１８図に示すよう
にゲル化物１０とともにアースオーガ１を引上げる。な
お、前記拡径部８ａでセメントミルク９のゲル化物１０
は多少球根状となるが、それ自体比較的柔らかいものな
ので上方へ引上げるには支障ない。

この引上げ時にはセメントミルク９′を注入してこれを
杭孔８の底に充填し、またオーガ１の引上げで前記ゲ化
物１０が上昇して形成される空間にはオーガ１の軸２端
から高濃度のベントナイト液１１を圧入していく。

次いで、第１９図に示すように一度地上に引上げ前記ゲ
ル化物１０を取除いたアースオーガ１又は同タイプの別
のオーガー１を、再度杭孔８内に回転挿入し、前記高濃
度のベントナイト液１１を、練性用のドラム５の外周面
で杭孔８の壁にコテ塗りして、壁面に安定液マッドケー
キ層工２を形成する。

次いで、第２０図に示すように杭孔８内を清水１６と置
換してから、第２１図に示すように鉄筋カゴ１３を建込
み、そして、第２２図、第２３図に示すようにトレミー
管１４を用いて生コンクリート１５を加圧状態で打設す
る。

生コンクリート１５の加圧状態での打設は、トレミー管
１３を用いる他にポンプ打ちにより行うことも可能であ
る。

このようにして、第２４図に示すような先端が拡径した
支持力の高い鉄筋コンクリートの現場造成杭が形成され
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の現場造成杭の施工法は、孔壁
の崩壊を確実に防止して形状が良いコンクリート杭が得
られ、またスライムを効果的に除去できて支持力の低下
を招（こともない。さらに、コンクリート杭の外側と地
盤とは、ベントナイトマッドケーキ層により縁が切れて
いるので、地盤が軟弱で沈下を生じることがあっても杭
はそれに引きづられるなどの悪影響を受けず、孔底には
セメントミルクを注入して支持層の地盤改良を行うので
地盤の結合が確実で支持力の大きい信頼性の高い杭が得
られるものである。

しかも、一連の工程を一つのアースオーガで行え、施工
速度の速いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本発明の現場造成杭の施工法の実施
例で、各工程を示す断面図、第１３図〜第２４図は本発
明の他の実施例の各工程を示す断面図である。 １・・・アースオーガ　２・・・中空回転軸３・・・掘
削ビット　　４・・・掘削羽根５・・・練付用ドラム　
６・・・攪拌羽根８・・・杭孔　　　　　、８ａ・・・
拡径部９．９′・・・セメントミルク　１０・・・ゲル
化物１１・・・高濃度のベントナイト液 １２・・・安定液マッドケーキ層 １３・・・鉄筋カゴ　　　１４・・・トレミー管１５・
・・生コンクリート １６・・・清水 １７・・・拡大翼　　　　１８・・・支持層１１図　　
　第２図　　　第３図 口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）掘削羽根を先端に設け、途中に練付用ドラムを形
   成した中空回転軸によるアースオーガを使用して、該ド
   ラムで杭孔壁を加圧練付けしながら孔を形成して先端部
   が砂や礫層などの支持層に充分貫入した後、回転軸端よ
   り孔底にセメントミルクを注入してアースオーガの先端
   で支持層中の砂や礫と十分混練することにより支持層を
   改良し、また前記セメントミルクを硬化剤等によりゲル
   化物とし、アースオーガとともに該ゲル化物も引上げ、
   同時に孔内に高濃度の安定液を注入し、再度アースオー
   ガを孔内に挿入して、ドラムで孔壁を加圧練付けて安定
   液マッドケーキ層を形成し、次いで孔内に鉄筋カゴを建
   込んだ後、生コンクリートを打設することを特徴とする
   現場造成杭の施工法。
2. （２）拡大翼を有する掘削羽根を先端に設け、途中に練
   付用ドラムを形成した中空回転軸によるアースオーガを
   使用して、該ドラムで杭孔壁を加圧練付けしながら孔を
   形成して先端部が砂や礫層などの支持層に充分貫入した
   後、アースオーガを逆回転させて拡大翼を広げて孔底を
   拡径し、回転軸端より孔底にセメントミルクを注入して
   アースオーガの先端で支持層中の砂や礫と十分混練する
   ことにより支持層を改良し、また前記セメントミルクを
   硬化剤等によりゲル化物とし、アースオーガとともに該
   ゲル化物も引上げ、同時に孔内に高濃度の安定液を注入
   し、再度アースオーガを孔内に挿入して、ドラムで孔壁
   を加圧練付けて安定液マッドケーキ層を形成し、次いで
   孔内に鉄筋カゴを建込んだ後、生コンクリートを打設す
   ることを特徴とする現場造成杭の施工法。
3. （３）生コンクリートは、トレミー管を用いて加圧状態
   で打設する特許請求の範囲第１項記載の現場造成杭の施
   工法。
4. （４）生コンクリートは、ポンプ打ちにより加圧状態で
   打設する特許請求の範囲第１項記載の現場造成杭の施工
   法。