(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工機本体の前面に立設されたリーダーに、引き抜き攪拌混合時にケーシング径より大きい径を有する攪拌翼と固化材吐出口とを攪拌軸の先端部に有する攪拌装置、ホッパー等の改良材供給装置、回転可能なケーシング及びケーシング等の強制昇降装置を備えた施工機を用い、少なくとも先端部に改良材を充填したケーシングを回転しながら改良すべき地盤の所定深度まで貫入し、次いでケーシングを引き抜きながら改良材をケーシング先端より流下排出し、かつ固化材を吐出しながらケーシング先端の外で改良材、固化材及び原地盤土の攪拌混合を所定深度から地表に至るまで行い、改良材、固化材及び原地盤土の混合物からなる固化杭を造成することを特徴とする強化混合固化杭の造成工法。
【請求項２】
攪拌翼がケーシングの先端より突出して設けられている請求項１記載の強化混合固化杭の造成工法。
【請求項３】
攪拌翼が折り畳み可能な攪拌翼であり、攪拌軸上下動装置を備えた請求項１記載の施工機を用い、攪拌翼を折り畳んでケーシング内に収容した状態で貫入し、攪拌混合時に攪拌軸上下動装置により攪拌翼をケーシングの先端より突出させ、回転などにより攪拌翼が展開してケーシング径より大きい径となるよう構成してなる請求項１記載の強化混合固化杭の造成工法。
【請求項４】
攪拌軸にその長さ方向に複数段の攪拌翼を設け、攪拌軸の下端に近い攪拌翼がその上部のものより大きい径を有する請求項２又は３記載の強化混合固化杭の造成工法。
【請求項５】
複数段の攪拌翼が各段毎に異なる角度で設けられている請求項２〜４のいずれかに記載の強化混合固化杭の造成工法。
【請求項６】
ケーシングの貫入及び／又は引抜きの際、供給する改良材と固化材の合計量にほぼ見合う量を排土する請求項１〜５のいずれかに記載の強化混合固化杭の造成工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭強度を更に向上させた強化混合固化杭の造成工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟弱地盤を改良する工法として、セメントミルク、モルタルなどの固化材と軟弱土を地盤中の原位置で攪拌混合し、化学的な結合作用を利用して軟弱土を固結し、地盤を固化改良する混合固化処理工法が知られている。この工法では、先端に攪拌翼を有する攪拌軸などから固化材を吐出し攪拌しながら貫入引き抜きを行うことにより、原地盤土と固化材が攪拌混合され、固化処理杭が造成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は原地盤の土質によっては固化反応が阻害され、十分な杭強度が得られないことがあり、さらに杭強度の向上が要望されている。これを解決するには、セメント量を増やしたり、高価な増強剤を配合することが考えられるが、費用対効果の観点から限度があり実用性は低い。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、杭強度を更に向上させた強化混合固化杭の造成工法を提供することにある。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、施工機本体の前面に立設されたリーダーに、引き抜き攪拌混合時にケーシング径より大きい径を有する攪拌翼と固化材吐出口とを攪拌軸の先端部に有する攪拌装置、ホッパー等の改良材供給装置、回転可能なケーシング及びケーシング等の強制昇降装置を備えた施工機を用い、少なくとも先端部に改良材を充填したケーシングを回転しながら改良すべき地盤の所定深度まで貫入し、次いでケーシングを引き抜きながら改良材をケーシング先端より流下排出し、かつ固化材を吐出しながらケーシング先端の外で改良材、固化材及び原地盤土の攪拌混合を所定深度から地表に至るまで行い、改良材、固化材及び現地盤土の混合物からなる固化杭を造成することを特徴とする強化混合固化杭の造成工法である。
【０００６】
【発明の実施の態様】
本発明は、次のような実施の態様を包含する。上記の本発明の構成において、攪拌翼はケーシングの先端より突出して設けることがよい。
【０００７】
別の実施の態様としては、攪拌翼を折り畳み可能とし、攪拌軸上下動装置を備えた施工機を用い、攪拌翼を折り畳んでケーシング内に収容した状態で貫入し、攪拌混合時に攪拌軸上下動装置により攪拌翼をケーシングの先端より突出させ、回転などにより攪拌翼が展開してケーシング径より大きい径となるように構成することができる。
【０００８】
また、上記の実施の態様において、攪拌軸の長さ方向に複数段の攪拌翼を設け、攪拌軸の下端に近い攪拌翼をその上部のものより大きい径を有するようにしたり、複数段の攪拌翼を各段毎に異なる角度で設けたりすることもよい。
【０００９】
さらに、ケーシングの貫入及び／又は引き抜きの際、供給する改良材と固化材の合計量にほぼ見合う量を排土することも、地盤変位を発生させない工法として本発明の好ましい実施の態様である。
【００１０】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明を実施するための施工機の一例を部分的に切り欠いて示す側面図である。
【００１１】
図１において、１は施工機本体、２は施工機本体１の前面に立設されたリーダー、３はケーシングである。ケーシング３の上端は、スィーベル機構付きのケーシング回転装置４を介して回転自在にリーダー２に接続されている。ケーシング回転装置４の上部には、攪拌用駆動装置５と、ケーシング３を強制的に昇降させるための強制昇降装置６が備えられ、最上部に改良材供給用ホッパー７が設けられている。この強制昇降装置６としては、貫入時と引き抜き時にリーダー２からの反力が得られる例えばラック・ピニオン方式によるものなどがあげられる。なお、図１では上記のような機器配置を示したが、機器配置は任意であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１２】
固化材を吐出しかつ改良材と固化材と原地盤土とを攪拌混合するための攪拌装置は、攪拌用駆動装置５、これと連結しケーシング３を貫通する攪拌軸８、攪拌軸８の先端部にあってケーシング３の先端から突出しケーシング３の径より大きな径を有する攪拌翼９、及び攪拌翼９の近傍に位置する固化材の吐出口１０で構成されている。この攪拌軸８は中空管とし、固化材供給管１１を通して供給される固化材を吐出口１０へ送給する。この吐出口１０は、攪拌軸８の最下端に開口してもよいし、攪拌翼９の中間に開口してもよいし、攪拌軸８の長さ方向に複数段にわたって開口してもよい。
【００１３】
図１に示す施工機を用いて軟弱地盤を改良するには、まずケーシング３を所定位置に据え、改良材供給用ホッパー７からケーシング３内に所定量の改良材、例えば砂、砂利、スラグ、砕石、掘削土などを投入する。ケーシング３内の先端部に充填された改良材は、原地盤土のケーシング３への進入を防ぐ。ケーシング３をケーシング回転装置４により回転しながら、強制昇降装置６により強制的に所定深度まで貫入する。貫入の際、攪拌翼９はケーシング３と連動して地盤土中を進行させる。
【００１４】
次いで、攪拌翼９を回転しながらケーシング３を強制昇降装置６により引き抜き、改良材をケーシング３から流下排出させ、この状態で固化材供給管１１を通して固化材、例えばセメントミルク、セメントモルタルなどを供給し、吐出口１０から吐出させる。ケーシング３の径より大きな径を有する攪拌翼９によって、その有効径に相当する原地盤土に対し、改良材と固化材とが攪拌混合され、これによってケーシング３の径より大径の強度が向上した固化杭を造成できる。なお、引き抜き時にケーシング３は回転しても回転しなくてもよい。
【００１５】
このように、所定深度から地表に至るまでケーシング３を引き抜きながら固化材吐出及び攪拌混合を継続して行うことによって、改良材、固化材及び原地盤土の混合物からなり、ケーシング３の径より大径の杭が形成され、それに含まれる固化材が水和反応やポゾラン反応で改良材、現地盤土と強固に結合し、高強度の固化杭を造成することができる。
【００１６】
以上の説明では、ケーシング３の先端より突出しケーシング３の径より大きな径を有する攪拌翼９を用いた例を説明したが、このような攪拌翼９に代えて、ケーシング３内に収容された折り畳み可能な攪拌翼を用いることもできる。
【００１７】
例えば、攪拌翼を折り畳み可能な攪拌翼とし、油圧などにより攪拌軸を強制的に上下動しうる攪拌軸上下動装置を備えた施工機を用い、攪拌翼を折り畳んでケーシング内に収容した状態で貫入し、攪拌混合時に該上下動装置により攪拌翼をケーシングの先端より突出させ、回転などにより攪拌翼が展開してケーシングの径より大きい径となるように構成してもよい。
【００１８】
このような攪拌翼の一例としては、図２に示すように▲１▼方向回転で閉じ、▲２▼方向回転で展開する折り畳み翼９Ａがあげられる。折り畳み翼の別例としてはパンタグラフ翼でもよい。
【００１９】
また、攪拌混合の効率を高めるため、攪拌軸８の長さ方向に複数段の攪拌翼９を設けることがよいが、この攪拌翼９がひねりを有するものであったり、図３に示すように下端に近い攪拌翼９Ｄがその上部の攪拌翼９Ｃ、９Ｂより大きい径を有するものであったり、図４に示すように攪拌翼９Ｅ、９Ｆ、９Ｇが各段毎に異なる角度で設けられたものであったり、あるいはこれらを組み合わせたものであってもよい。
【００２０】
本発明では改良材と固化材を地盤中へ投入するので、固化杭周辺の地盤を押して地盤変位が発生する場合もあり得る。既設建造物などの近傍の地盤改良では、地盤変位の発生を考慮し、供給する改良材と固化材の合計量にほぼ見合う量を排土することが好ましい。排土方法としては、従来から公知の方法を適用でき、例えばケーシングの外周にスパイラル羽根を設け、貫入及び／又は引き抜きの際スパイラル羽根に沿って地表に排土することなどでよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明した本発明の強化混合固化杭の造成工法によれば、砂などの改良材とセメントミルクなどの固化材と原地盤土とを改良すべき地盤の原位置で攪拌混合し、改良材、固化材及び原地盤土の混合物からなる高強度の固化杭を効率的に造成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための施工機の一例を部分的に切り欠いて示す側面図である。
【図２】展開可能な折りたたみ翼の一例を示す図面である。
【図３】異なる径の攪拌翼を複数段設けた例を示す図面である。
【図４】異なる角度で攪拌翼を複数段設けた例を示す図面である。
【符号の説明】
１      施工機本体
２      リーダー
３      ケーシング
４      ケーシング回転装置
５      攪拌用駆動装置
６      強制昇降装置
７      改良材供給用ホッパー
８      攪拌軸
９      攪拌翼
１０      吐出口
１１      固化材供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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