(57)【要約】【課題】丸太が貫入される掘削孔を無排土で地盤を締め固めるように掘削できる先行掘削ロッドと、丸太を使用して地盤を容易に密実化できる液状化対策地盤への丸太打設方法を提供する。【解決手段】本発明の先行掘削ロッドは、丸太の地盤への貫入に先立って地盤に掘削孔を形成しながら、該掘削孔の周囲を締め固める先行掘削ロッドであって、杭打ち機の駆動ヘッドに連結される取付け部と、掘削方向に向かって縮径したテーパー形状のロッド部と、掘削方向に向かってさらに縮径させたテーパー形状のペンシル部と、スクリューが螺旋状に巻き付けられたオーガー部と、を備える。液状化対策地盤への丸太打設方法は、前記先行掘削ロッドを杭打ち機に装着して地盤に無排土で掘削孔をあける段階と、掘削孔から先行掘削ロッドを引き抜く段階と、掘削孔に丸太を圧入する段階と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸太の地盤への貫入に先立って地盤に掘削孔を形成しながら、該掘削孔の周囲を締め固める先行掘削ロッドであって、
杭打ち機の駆動ヘッドに連結される取付け部と、
掘削方向に向かって縮径したテーパー形状のロッド部と、
掘削方向に向かってさらに縮径させたテーパー形状のペンシル部と、
スクリューが螺旋状に巻き付けられたオーガー部と、が備えられていることを特徴とする先行掘削ロッド。
【請求項２】
杭打ち機の駆動ヘッドに連結される取付け部と、掘削方向に向かって縮径したテーパー形状のロッド部と、掘削方向に向かってさらに縮径させたテーパー形状のペンシル部と、スクリューが螺旋状に巻き付けられたオーガー部と、を備えた先行掘削ロッドを杭打ち機に装着し、地盤に無排土で掘削孔をあける段階と、
前記掘削孔から前記先行掘削ロッドを引き抜く段階と、
前記掘削孔に、前記先行掘削ロッドの前記ペンシル部の上端と同じ径か所定の許容範囲内にある末口径を有し、前記掘削孔の深さに合わせた長さを有するテーパー形状の丸太を圧入する段階と、が備えられることを特徴とする液状化対策地盤への丸太打設方法。
【請求項３】
前記掘削孔をあける段階は、先行掘削ロッドを正反転させ上下動させながら掘削を行なうことを特徴とする請求項２に記載の液状化対策地盤への丸太打設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状化対策地盤への丸太打設方法及び先行掘削ロッドに係り、より詳しくは、液状化対策を必要とする地盤に無排土で掘削孔をあけることができ、この掘削孔に丸太を圧入して地盤を容易に密実化できる液状化対策地盤への丸太打設方法及び先行掘削ロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、鋼管製のテーパー杭を地盤の表層部分に打ち込んで締め固める基礎地盤の液状化対策方法が示されている。鋼管杭は、杭打ち機により加えられる圧入（押圧力）と回転により地盤に貫入でき、騒音や振動が少ないとの利点があるが、コストが高いとの問題がある。液状化対策にかかるコスト面の改善が強く求められている。
【０００３】
丸太は、鋼管杭やコンクリート杭に比較してコスト面で優れており、テーパー形状なので地盤の締め固めに適する。しかしながら、丸太の地盤への貫入を打撃で行なうと騒音が問題となり、また、打撃の振動は地盤を緩めてしまう恐れもある。打撃を使用せず丸太に回転と圧入を加えて貫入を行なうと、丸太はねじりに弱いので、例えば先端が硬い砂利などにつかまると、反対端の頭部が破損する。打撃と回転を使用せず、丸太の貫入を圧入のみで行なうと、時間がかかるものとなる。あらかじめ回転式掘削機（オーガー）で地盤に削孔しておけば丸太の貫入が容易となるが、掘削排土が出るので地盤を締め固めることにはならない。回転式掘削機による削孔は掘削孔の内壁が弱いので、崩れれば地盤を緩めるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９０１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、丸太が貫入される掘削孔を無排土で地盤を締め固めるように掘削できる先行掘削ロッドと、丸太を使用して地盤を容易に密実化できる液状化対策地盤への丸太打設方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による先行掘削ロッドは、丸太の地盤への貫入に先立って地盤に掘削孔を形成しながら、該掘削孔の周囲を締め固める先行掘削ロッドであって、杭打ち機の駆動ヘッドに連結される取付け部と、掘削方向に向かって縮径したテーパー形状のロッド部と、掘削方向に向かってさらに縮径させたテーパー形状のペンシル部と、スクリューが螺旋状に巻き付けられたオーガー部と、が備えられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明による液状化対策地盤への丸太打設方法は、杭打ち機の駆動ヘッドに連結される取付け部と、掘削方向に向かって縮径したテーパー形状のロッド部と、掘削方向に向かってさらに縮径させたテーパー形状のペンシル部と、スクリューが螺旋状に巻き付けられたオーガー部と、を備えた先行掘削ロッドを杭打ち機に装着し、地盤に無排土で掘削孔をあける段階と、前記掘削孔から前記先行掘削ロッドを引き抜く段階と、前記掘削孔に、前記先行掘削ロッドの前記ペンシル部の上端と同じ径か所定の許容範囲内にある末口径を有し、前記掘削孔の深さに合わせた長さを有するテーパー形状の丸太を圧入する段階と、が備えられることを特徴とする。
【０００８】
前記掘削孔をあける段階は、先行掘削ロッドを正反転させ上下動させながら掘削を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の先行掘削ロッドによれば、下端にスクリューが螺線状に巻き付けられたオーガー部を設けたので、回転による掘削が容易である。スクリューで掘削された土はペンシル部にかきあげられ、ペンシル部がテーパー形状のため周囲に押し広げられる。ロッド部もテーパー形状なので、オーガー部とペンシル部があけた孔の周囲の土をさらに外側に押しやって地盤を締め固めることができる。つまり、無排土で掘削孔の掘削ができる。
【００１０】
本発明の液状化対策地盤への丸太打設方法によれば、先行掘削ロッドによって地盤に掘削孔をあける段階と、掘削孔から先行掘削ロッドを引き抜いた後、掘削孔に丸太を圧入する段階の２つを設けたので、ねじれに弱い丸太でも容易に地盤に貫入できる。先行掘削ロッドはテーパー形状なので、掘削孔をあけることで、掘削孔の周囲の土を外側に押しやって地盤を締め固めることができる。掘削孔にテーパー形状の丸太を圧入することにより地盤を密実化することができる。
【００１１】
先行掘削ロッドを正反転させ上下動させながら掘削を行なうようにしたので、掘削孔の側壁への押圧と押圧解除の繰り返しにより、周囲の地盤を締め固めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による先行掘削ロッドの外観図である。突起とスクリューの付け方が異なる（Ａ）〜（Ｄ）の４種類の先行掘削ロッドを示す。（Ａ）は突起がペンシル部にある。（Ｂ）は突起がペンシル部とロッド部の両方にある。（Ｃ）はスクリューがペンシル部にもある。（Ｄ）は突起がロッド部にあり、スクリューがペンシル部にもある。
【図２】本発明による液状化対策地盤への丸太打設方法の説明図である。
【図３】本発明による丸太打設方法のフローチャートである。
【図４】本発明による液状化対策地盤への丸太打設方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明による先行掘削ロッド及び液状化対策地盤への丸太打設方法を具体的に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明による先行掘削ロッドの外観図である。先行掘削ロッド１０は、鋼材からなり、約１ｍあたり１ｃｍ外径が縮径するテーパー形状であり、回転、圧入、引き抜きに堪える。先行掘削ロッド１０は、杭打ち機４０の駆動ヘッド４１に連結される上端の取付け部１０ａと、掘削方向に縮径（１ｃｍ／ｍ）したテーパー形状のロッド部１０ｂと、掘削方向にさらに縮径させたテーパー形状のペンシル部１０ｃと、スクリュー１２が螺線状に巻き付けられた下端のオーガー部１０ｄと、を備える。オーガー部１０ｄは、プラスドライバ形状の棒で、外側にスクリュー１２が巻き付けられる。スクリュー１２の外径は、ロッド部１０ｂの下端の外径に一致させている。ペンシル部１０ｃは、オーガー部１０ｄとロッド部１０ｂとを連結する部分であり、オーガー部１０ｄの径からロッド部１０ｂの下端の外径に拡径したテーパー形状となっている。先行掘削ロッド１０は、長さが４〜１０ｍで、ペンシル部の上端の径（丸太の末口径となる部分）が、１４〜１８ｃｍのものを用意することができる。先行掘削ロッド１０の長さは重機が扱えるロッドの仕様に対応しており、例えば、ペンシル部１０ｃの上端の径を１６ｃｍ、ロッド部１０ｂの長さを５ｍにできる。この場合、テーパーが１ｃｍ／ｍであるため、先行掘削ロッド１０のロッド部１０ｂの上端の径は、５ｃｍ増えて２１ｃｍとなる。先行掘削ロッド１０は、地盤内への貫入によって表層部分の地盤を締め固め、また、地震の際に液状化で地盤の動きやすくなる部分を制限し、建物が傾かない程度の長さであればよく、非液状化層まで達する長さとする必要はない。
【００１５】
図１には、突起１１とスクリュー１２の装着位置が異なる（Ａ）〜（Ｄ）の４種類の先行掘削ロッドを示す。（Ａ）〜（Ｄ）のいずれもオーガー部１０ｄにはスクリュー１２があり切削性を向上させている。さらに切削性を向上させるため、（Ａ）では、突起１１をペンシル部に設けている。（Ｂ）は、突起１１がペンシル部１０ｃとロッド部１０ｂの両方に設けている。（Ｃ）は、スクリュー１２がペンシル部１０ｃにもある。（Ｄ）は、突起１１がロッド部１０ｂにあり、スクリュー１２がペンシル部１０ｃにもある。突起１１のある先行掘削ロッドは、オーガー部１０ｄだけでは掘削しにくい地盤に有効である。なお、ペンシル部１０ｃの長さは、末口径の２〜３倍の長さが望ましく２８〜５４ｃｍの範囲とする。
【００１６】
図２は、本発明による液状化対策地盤への丸太打設方法の説明図である。図２の（Ａ）に示すように、最初に、地盤１５を先行掘削ロッド１０で掘削する。地盤１５は、水と砂を含む結合力の緩い液状化対策が必要な地盤が対象となる。掘削時は、先行掘削ロッド１０を回転させ圧入力Ｐｓを加える。先行掘削ロッド１０が一定数の正回転を行なったら、逆回転させ、掘削方向とは反対方向に引き抜き力Ｐｕを加える。すなわち、先行掘削ロッド１０に回転Ｒと上下動ＵＤを加えながら少しずつ掘削を行なう。上下動ＵＤは、ロッド部１０ｂによる掘削孔の側面の押圧とその解除が繰り返されるので、脈動を加えるように掘削孔の周囲を少しずつ締め固めることができる。図２の（Ｂ）に示すように、掘削は所定の深さになるまで行なって、所定の深さに達したら、図２の（Ｃ）に示すように、先行掘削ロッド１０を逆回転させ、引き抜き力Ｐｕを加えて引き抜く。これで掘削孔３０が形成される。
【００１７】
次に、図２の（Ｄ）に示すように、掘削孔３０に丸太２０を圧入する。丸太２０には圧入力Ｐｓを加える。図２の（Ｅ）に示すように、丸太２０が掘削孔３０に入り込むまで行なう。例えば、ロッド部１０ｂが５ｍ、ペンシル部１０ｃの上端が１６ｃｍの先行掘削ロッド１０とする。その場合、丸太は、テーパーが通常１／１００ｃｍであることから、末口径（丸太の下端側の径）が１６ｃｍ±２ｃｍの許容範囲に入る丸太であれば使用できる。掘削孔の深さは、丸太の長さに合わせて掘削する。ペンシル部１０ｃの上端の径が１６ｃｍなら、使用する丸太の末口径が、これより極端に細いものや極端に太いものは好ましくない。なお、掘削孔のペンシル部１０ｃに対応する部分に丸太２０が挿入されなくても問題はない。これにより、丸太２０が掘削孔３０を隙間なく埋めて地盤１５を密実化できる。丸太２０の圧入の抵抗が大きいような場合、圧入力Ｐｓを加えた後、引き抜き力Ｐｕを加えて、丸太２０を上下動させながら掘削孔３０に貫入する。これにより掘削孔３０の壁の丸太２０への食らいつきが解除され貫入が容易となる。
【００１８】
図３は、本発明による丸太打設方法のフローチャートである。Ｓ１〜Ｓ３は、各手順（段階）を示す。まず、先端にスクリュー１２を螺旋状に巻き付けたオーガー部１０ｄと、掘削方向に縮径したテーパー形状のロッド部１０ｂを備えた先行掘削ロッド１０を杭打ち機４０に装着し、無排土で地盤１５に掘削孔３０をあける。これにより掘削孔３０の周囲の地盤１５を締め固める。次に、先行掘削ロッド１０を反転させて掘削孔３０から引き抜く。最後に、末口径がペンシル部の上端の径に対して所定の寸法範囲内にあり、掘削孔の深さに合わせた長さを有するテーパー形状の丸太２０を掘削孔３０に圧入し、地盤１５を密実化する。
【００１９】
図４は、本発明による液状化対策地盤への丸太打設方法の説明図である。図４の（Ａ）に示すように、先行掘削ロッド１０は、杭打ち機４０の駆動ヘッド４１に取り付けられる。駆動ヘッド４１には、先行掘削ロッド１０を回転させるモータが内蔵されている。駆動ヘッド４１は、リーダ４２に上下にスライド可能に装着され、モータで駆動されるチェーンにより圧入力と引き抜き力が与えられる。図４の（Ｂ）は、先行掘削ロッド１０で掘削中を示す。図４の（Ｃ）は掘削孔３０が形成されたことを示す。図４の（Ｄ）は掘削孔３０に丸太２０を貫入していることを示す。丸太２０は、建物の基礎など液状化対策を必要とする領域をカバーするように複数本が打ち込まれる。
【００２０】
図４では、駆動ヘッド４１はリーダ４２に１台であり、丸太２０を掘削孔３０に貫入する場合には、先行掘削ロッド１０を駆動ヘッド４１から取り外し、代わりに丸太２０を取り付けるとして説明したが、通常の杭打ち機は、１本のリーダに杭を打設する圧入装置（圧入が主で回転も可能）と、オーガー装置（回転が主）の２つの駆動ヘッドを備えているので、先行掘削ロッド１０を該オーガー装置に取り付けておけば、丸太２０の貫入のたびに先行掘削ロッド１０を取り外す手間が省ける。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の丸太打設方法及び先行掘削ロッドは、液状化対策を必要とする地盤に対して低コストで地盤の締め固めと密実化ができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０    先行掘削ロッド
１０ａ    取付け部
１０ｂ    ロッド部
１０ｃ    ペンシル部
１０ｄ    オーガー部
１１    突起
１２    スクリュー
１５    地盤
２０    丸太
３０    掘削孔
４０    杭打ち機
４１    駆動ヘッド
４２    リーダ
Ｒ    回転
ＵＤ    上下動
Ｐｕ    引抜き
Ｐｓ    圧入
Ｓ１〜Ｓ３    段階（手順）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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