(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂杭造成用中空管をその円周方向に正逆回転自在に構成し、該中空管の下端に該中空管に対して一方へ折曲した砂排出管を連通連設し、該排出管の外周には空転自在に取付けられた下向き載頭円錐形の成型ローラを備え、該排出管の下端一側に掘削歯が固定されてなる掘削装置を使用し、まず上記中空管の回転により軟弱地盤の設計深度まで貫入する過程で掘削土を成型ローラで側方へ移動転圧締固めし、貫入孔を保持しながら中空管の径より大きな貫入孔を開削し、次に該中空管内に所定量の砂を投入し、圧縮空気を吹き込みながら該中空管を所定高さまで引抜くことにより中空管内の砂を上記排出管から排出して該排出管より下方の開削孔に充填し、次に中空管を回転させながら再度所定高さまで貫入することにより排出した砂を掘削歯で取り込み、成型ローラの空転によって側方及び下方へ転圧を行なうことにより造成中の砂杭の拡径と下方及び側方への圧縮締め固めを行い、次いで再び中空管内に砂を供給し、中空管を所定高さまで引抜いて砂を排出しながら開削孔中に充填し、以後このような砂排出操作と、中空管の引抜きと再貫入操作を繰返しながら該中空管を段階的に軟弱地盤中から引抜いて行くことにより、所定径に拡径された締固め砂杭を造成して行くことを特徴とする砂杭造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤に砂杭造成する方法であって、特にバイブロハンマー（起振機）を使用しないで砂杭造成用中空管（ケーシング）より大幅に砂杭径を拡径しかつ強固に締固めることができる低振動・低騒音の砂杭造成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陸地の軟弱地盤に砂杭を造成する場合、近くに人家や病院、学校等があるときには、砂杭造成時に発生する振動や騒音に極力注意する必要がある。
【０００３】
しかしながら、従来の砂杭造成法では、砂杭造成用中空管の貫入及び引抜き時ならびに砂杭拡径と締固めのための再貫入時にはバイブロハンマーを使用する必要があり、この場合に発生する振動や騒音が基準値を越えないように注意しながら施工せざるを得なかったので、高品質の締固め砂杭を得ることが難しく、工期も長くなって工事費も高くなる等の欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バイブロハンマーを使用することがなく、低振動・低騒音で中空管より大幅に拡径された高品質の締固め砂杭を造成することができる方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、砂杭造成用中空管をその円周方向に正逆回転自在に構成し、該中空管の下端に該中空管に対して一方へ折曲した砂排出管を連通連設し、該排出管の外周には空転自在に取付けられた下向き載頭円錐形の成型ローラを備え、該ローラの下端一側に掘削歯が固定されてなる掘削装置を使用する。
【０００６】
この掘削装置は、ドイツのバウアー社が現場打ち杭用として開発した削孔ジグとして知られている（特開平９ー１１２１７１号公報）。このバウアー社の装置は、掘削土を地上に排出することなく、下端の成型ローラで圧縮しながら掘削した孔壁へ向けて押付け、これにより孔壁を強固なものとし、開削した該孔にはセメントミルク等の硬化材を投入するものである。
【０００７】
しかしながら、この装置は軟弱地盤への砂杭造成を企図したものではないので、全体的に拡径された強固な締固め砂杭の造成を想定していない。
【０００８】
本発明はかかる装置の応用として、上記のように砂杭造成用中空管の径よりも大幅に拡径することができる締固めの砂杭を造成せんとするものである。
【０００９】
即ち、本発明は砂杭造成用中空管をその円周方向に正逆回転自在に構成し、該中空管の下端に該中空管に対して一方へ折曲した砂排出管を連通連設し、該排出管の外周には空転自在に取付けられた下向き載頭円錐形の成型ローラを備え、該排出管の下端一側に掘削歯が固定されてなる掘削装置を使用し、まず上記中空管の回転により軟弱地盤の設計深度まで貫入する過程で掘削土を成型ローラで側方へ移動転圧締固めし、貫入孔を保持しながら中空管の径より大きな貫入孔を開削し、次に該中空管内に所定量の砂を投入し、圧縮空気を吹き込みながら該中空管を所定高さまで引抜くことにより中空管内の砂を上記排出管から排出して該排出管より下方の開削孔に充填し、次に中空管を回転させながら再度所定高さまで貫入することにより排出した砂を掘削歯で取り込み、成型ローラで側方及び下方へ転圧を行なうことにより造成中の砂杭の拡径と下方及び側方への圧縮締め固めを行い、次いで再び中空管内に砂を供給し、中空管を所定高さまで引抜いて砂を排出しながら開削孔中に充填し、以後このような砂排出操作と、中空管の引抜きと再貫入操作を繰返しながら該中空管を段階的に軟弱地盤中から引抜いて行くことにより、所定径に拡径された締固め砂杭を造成して行くことを特徴とする砂杭造成方法に関するものである。以下、本発明法の実施形態を図により説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は砂杭造成用中空管１の下端部を示すもので、該中空管１は上方に設置した駆動モータ（図示せず）によりその円周方向に正逆回転自在となっている。２は中空管１の下端に該管１の連通するように下方へ向けて取付け固定した砂排出管で、該排出管２は中空管１よりも径が細く、中空管１の軸心に対して例えば角度３〜１５°程度一方へ折曲するように傾斜させて連設され、中空管１との連通部分３は漏斗状に形成されて中空管１内に投入した砂１０の排出管２内への流下をスムーズとしてある。４は上記傾斜排出管２の下端に取付けた下向きの掘削歯で、該排出管２の傾斜した側と反対側に寄せて中空管１より外方へ多少突出するように取付けられている。
【００１１】
５は上記排出管２の外周に空転自在に軸支された下向き載頭円錐形の成型ローラで、該ローラ５は中空管１の外径よりも膨出している。従って、中空管１がその軸心を中心に回転すると、下端のローラ５は排出管２と共に偏心回転し、軟弱地盤中ではその摩擦抵抗によりスリップしあるいは中空管１とは反対の方向に回動する。
【００１２】
６は圧縮空気噴射ノズルで、中空管１の側壁に複数段（例えば３〜４段）かつ同一円周上に複数個を上下段との関係ではその位置をずらすようにして中空管１内へ向けて配設し、最下段のノズル６は前記した漏斗状連通部分３内へ向けて挿入する。
【００１３】
しかして、砂杭は本発明法により次のように造成される。まず、中空管１を正回転させて下端の掘削歯４を小旋回させながら軟弱地盤７の所定深度まで貫入して行き、中空管１より大きな径の貫入孔を開削する（図２参照）。
【００１４】
中空管の回転貫入による削孔時には、下端掘削歯４による掘削土壌はその上側の偏心した成型ローラ５と中空管１の下側部分の開削された孔８壁との間の自由空間９に逃げて押し込められ、同時に成型ローラ５の周面により圧縮されて孔８壁に押し付けられる。
【００１５】
中空管１を所定深度まで貫入したら、中空管１の回転を止めて該管１内に所定量の砂１０を投し、今度は中空管１を逆回転させ、同時に該管１内に各ノズル６から圧縮空気を吹込みながら該中空管１を地盤７中の所定高さまで引抜いて行き、排出管２下端から砂を排出し、該排出管２より下方の開削された孔８中に排出砂を充填する（図３参照）。
【００１６】
次に、中空管１を圧気状態を保持したまま正回転に戻して、再度所定高さまで貫入する（図４）。この再貫入により、直下の砂は押しつぶされて締固められる同時に外側に広がって拡径され、また下端からの排出砂は上記した下方の締め固め拡径に用いられると同時に、前記した削孔時の掘削土壌の動きと同様に成型ローラ５の偏心回転により排出した砂を掘削歯で取り込み、場該ローラ５近傍の側方へ向けて押し付けられ、これにより造成中の砂杭１１の拡径と圧縮締め固めが行われる（図４参照）。なお、この場合、砂杭１１の径の太さは同一高さ位置での中空管１の回転操作時間とその高さ位置での砂１０の排出量によって調節できる。
【００１７】
このようにして所定径に締固め拡径された砂杭最深部が形成されたら、中空管１内に砂を供給し、再び中空管１を逆回転させながら所定高さまで引抜いて行き、同時に砂を排出しながら開削された孔８中に充填し、その後に上記と同様の操作で中空管１の再貫入を行う（図５〜６参照）。
【００１８】
このような砂排出操作、中空管１の軟弱地盤７途中までの引抜きと再貫入操作及び正逆回転操作を繰返しながら該中空管１を段階的に軟弱地盤７中から引抜いて行くことにより、所定径に拡径された締固め砂杭１１を造成して行く（図７参照）。
【００１９】
そして、中空管１下端が地表面に達し、削孔されて地表面近傍に最後に残った孔８には排出管２を完全に引抜いて中空管１内の砂を充填するのである（図７〜８参照）。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の砂杭造成方法は上述のようにしてなり、従来のように砂杭造成用中空管の軟弱地盤への貫入と引抜き及び再貫入のためにバイブロハンマーを使用する必要がなく、低振動・低騒音で所定径に拡径された強固な締固め砂杭を効率よく造成することができるので、人家等が近くにある陸地の軟弱地盤への砂杭造成に最適である。
【００２１】
また、掘削土は側方へ押し付けられることにより、軟弱地盤が横方向に圧密されて締固められる砂杭とあいまって、より強固な地盤を形成することが可能となる。
【００２２】
さらに、地表面の盛り上がり量も少なくなり、従来実施されてきた盛り上り土の撤去作業も不要となって、工費の縮減にも結び付く等々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の砂杭造成方法に使用する中空管（ケーシング）の下端部を示す説明図である。
【図２】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【図３】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【図４】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【図５】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【図６】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【図７】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【図８】本発明法により砂杭を造成中の一過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１−砂杭造成用中空管（ケーシング）
２−傾斜した砂排出管
３−漏斗状連通部
４−掘削歯
５−成型ローラ
６−圧縮空気噴射ノズル
７−軟弱地盤
８−開削した孔
９−自由空間
１０−投入砂
１１−砂杭
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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