(57)【要約】      （修正有）【課題】掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力の大きいコラムを築造できるコラム築造装置を提供する。【解決手段】下端に向かって細くなるテーパーロッド４７を下半部に具備し、テーパーロッド４７の上端における外径を直径とするストレート部４９が上端に接続され上半部を構成するロッド１７であって、ロッド１７の下端には、円周方向に略等間隔で三枚とされ一辺が軸線ＣＬに沿って配置されて互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃２３と、各掘削刃２３のそれぞれの略垂直な板面に対し、掘削方向に先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部が回転中心からの放射線上に重なる位置とされ、かつ、先端縁部が傾斜辺部から突出し、軸線から異なる距離及び高さを変えて固定される掘削爪２５とを具備する。【選択図】図１
2018178673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端となる先端に掘削刃及び掘削爪を備え、
地面に立てられて軸線回りに回転される略円筒状のロッドであって、
前記先端に向かって細くなるテーパー形状のテーパーロッドを下半部に具備し、
該テーパーロッドの上端には、該テーパーロッドの上端における外径を直径とするストレート部が接続され上半部を構成することを特徴とするコラム築造装置。
【請求項２】
地面に立てられて軸線回りに回転される略円筒状のロッドの下端となる先端に設けられ、
前記軸線を中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が前記軸線に沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃と、
前記各掘削刃のそれぞれの略垂直な板面に対し、掘削方向に先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部が回転中心からの放射線上に重なる位置とされ、かつ、前記先端縁部が前記掘削刃の傾斜辺部から突出し、前記軸線から異なる距離及び各掘削刃に対し高さを変えて固定される掘削爪と、
を具備することを特徴とするコラム築造装置。
【請求項３】
請求項１記載のコラム築造装置であって、
前記掘削刃と前記掘削爪の構成が、
前記軸線を中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が前記軸線に沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃と、
前記各掘削刃のそれぞれの略垂直な板面に対し、掘削方向に先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部が回転中心の前記軸線からの放射線上に重なる位置とされ、かつ、前記先端縁部が前記掘削刃の傾斜辺部から突出し、前記軸線から異なる距離及び各掘削刃に対し高さを変えて固定される掘削爪と、
されることを特徴とするコラム築造装置。
【請求項４】
請求項２または３記載のコラム築造装置において、
各掘削爪の前記軸線から２番目に離間する掘削爪が、前記掘削刃の先端よりも掘進方向に突出することを特徴とするコラム築造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コラム築造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟弱地盤における戸建て住宅や低層建築物、土間スラブ等に対しては、比較的軽微な構造物の基礎として適するものが種々開発されてきた。例えば、深層混合処理工法のように、セメントスラリーやセメント粉体を原地盤と攪拌混合して地盤中に円柱状のソイルセメント固化体を築造して、構造物の基礎としている。ところが、一般的な深層混合処理工法では、施工対象地盤の土質が有機質土やピートの場合、地盤に含まれる有害成分による固化不良が発生しやすいため、多量の固化材スラリーの注入が必要となる。一方、地盤が粘性の高い粘性土の場合は、掘削した粘土塊が攪拌装置に付着して、攪拌混合がうまく行かず、いわゆる共回り現象を起こし、土塊が残存する低品質のソイルセメントになりやすい。また、地盤が有機質土の場合は、多量の固化材スラリーを注入すれば、所要の強度・品質を得ることはできるが、多量の発生残土が生じ、環境への負荷を増大させるのみならず、残土処理費も増大し不経済となる。
【０００３】
そこで、無排土で置換コラム中に土塊の混入が無く、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質の置換コラムを築造し、しかもコラムの先端部から末端部まで均一な径の水硬性固化材液置換コラムを築造するコラム築造装置が提案されている（特許文献１等参照）。このコラム築造装置は、内部に水硬性固化材液の供給通路を有する掘削オーガの先端部に、少なくとも掘削爪と該水硬性固化材液の吐出口を備え、該掘削オーガをオーガモータを備えた施工装置で回転させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を該吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガを回転させながら引上げ、掘削部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する。
【０００４】
このコラム築造装置によれば、深層混合処理工法と異なり、原位置土との攪拌混合を伴わないので、土質やその性状を選ぶことなく、常にミキシングプラントで作製した水硬性固化材液と同様乃至近い品質のコラムを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０６２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の一般的なオーガの構造は、地盤を掘削するロッドが直管状に形成されるため、掘削時の掘削孔が掘削方向で同一直径となり、掘削孔内面を周辺地盤側へ十分に押し付けられないことがある。掘削孔内面の押し固めが不十分であると、掘削孔内面の崩落を招く場合があり、その結果、築造したコラムの品質が低下する。また、出来上がったコラムは、真直な円柱形状であるため、鉛直支持力を、周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力でしか得られず、鉛直支持力の向上に限界があった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力の大きい杭を築造できるコラム築造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のコラム築造装置１１は、
下端となる先端に掘削刃２３及び掘削爪２５を備え、
地面４５に立てられて軸線ＣＬ回りに回転される略円筒状のロッド１７であって、
前記先端に向かって細くなるテーパー形状のテーパーロッド４７を下半部に具備し、
該テーパーロッド４７の上端には、該テーパーロッド４７の上端における外径を直径とするストレート部４９が接続され上半部を構成することを特徴とする。
【０００９】
このコラム築造装置１１では、ロッド１７の上半部がストレート部４９となり、下半部が先端である下端に向かって細くなるテーパーロッド４７となる。ロッド１７は、掘削時に、テーパーロッド４７のテーパー面により掘削孔内面を周辺地盤側へ押し付けることができる。これにより、掘削孔内面が押し固められることとなり、掘削孔内面の崩落が無くなる。従って、しっかりした築造が行え、高品質な柱体、すなわちコラム４３を得ることができる。
また、テーパー面に続けてストレート部４９を備えることにより、押し固め後の掘削孔内面がストレート部４９により均され、掘削孔４６の形状が欠損無く高精度に維持可能となる。その形でのコラム築造が行える。
さらに、テーパーロッド４７による押し固め、及びストレート部４９による均しにより、オーガ１５を引き抜く際にも、掘削孔内面の崩れが抑制されるので、穿った形状を保持でき、築造されたコラム４３の形状安定性が向上する。
また、掘削孔４６により築造された支持体としてのコラム４３は、鉛直支持力を、周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパーロッド４７におけるテーパー面による大きな摩擦力と、で得ることができ、従来の直径が一定の真直な杭等に比べ鉛直支持力を、向上させることができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載のコラム築造装置１１は、
地面に立てられて軸線回りに回転される略円筒状のロッド１７の下端となる先端に設けられ、
前記軸線ＣＬを中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が前記軸線ＣＬに沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃２３と、
前記各掘削刃２３のそれぞれの略垂直な板面２３ａに対し、掘削方向Ｄに先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部６３が回転中心からの放射線６５上に重なる位置とされ、かつ、前記先端縁部６３が前記掘削刃２３の傾斜辺部６１から突出し、前記軸線ＣＬから異なる距離ｄ１，ｄ２，ｄ３及び各掘削刃２３に対し高さを変えて固定される掘削爪２５と、
を具備することを特徴とする．
【００１１】
このコラム築造装置１１では、掘削爪２５が、掘削刃２３の略垂直な板面２３ａに対し掘削方向に向かうように傾斜して固定される。これにより、ロッド１７の回転によって、各掘削爪２５の先端縁部６３が、地盤に向かって最初に食い込み、掘削を進めることとなって、掘削力が向上する。また、掘削爪２５は、先端縁部６３が軸線ＣＬである回転中心からの放射線６５上に重なる位置に配置される。すなわち、掘削爪２５は、ビット１９の外周円の接線に直角Ｒな向きで配置される。これにより、回転して掘削する際に、掘削爪２５は、放射線６５方向の幅方向が均等に地盤に接し、効率よく地盤を掘削することができる。このことからも掘削力が向上することとなる。さらに、各掘削爪２５は、掘削刃２３に対し高さｈを変えて固定されるので、地盤に対して段階的に掘削することが可能となり、固い地盤であっても高い掘削・掘進能力が確保される。
【００１２】
本発明の請求項３記載のコラム築造装置１１は、
請求項１記載のコラム築造装置であって、
前記掘削刃２３と前記掘削爪２５の構成が、
前記軸線ＣＬを中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が前記軸線ＣＬに沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃２３と、
前記各掘削刃２３のそれぞれの略垂直な板面２３ａに対し、掘削方向Ｄに先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部６３が回転中心の前記軸線ＣＬからの放射線６５上に重なる位置とされ、かつ、前記先端縁部６３が前記掘削刃２３の傾斜辺部６１から突出し、前記軸線ＣＬから異なる距離及び各掘削刃２３に対し高さを変えて固定される掘削爪２５と、
されることを特徴とする．
【００１３】
このコラム築造装置１１では、上記請求項１の作用、効果に加えて、上記請求項２の作用、効果を奏する。
【００１４】
本発明の請求項４記載のコラム築造装置１１は、
請求項２または３記載のコラム築造装置１１において、
各掘削爪２５の前記軸線ＣＬから２番目に離間する掘削爪５７が、前記掘削刃２３の先端よりも掘進方向に突出することを特徴とする。
【００１５】
このコラム築造装置１１では、各掘削爪２５のうちの回転中心の軸線ＣＬから２番目に離間する掘削爪５７が、掘削刃先端よりも延出する構成となる。掘削方向に向かうように傾斜した掘削力の高い掘削爪２５が、掘削刃２３よりも先に地盤を掘削することにより、掘進方向の掘削力が向上する。また、回転中心から２番目に離間する掘削爪２５を最も突出させることにより、回転中心から１番目の掘削爪２５（５５）を突出させる場合よりも周長が長くなることで一回転あたりの掘削量を増やし、掘進速度も速くすることが可能となる。
また、ビット１９は、１番目の掘削爪２５（５５）の突出長を２番目の掘削爪２５（５７）よりも短くすることにより、掘削孔４６の回転中心を含む断面における先端の断面形状が、碗状に凹む。この掘削孔４６に柱体であるコラム４３が築造されることにより、築造されたコラム４３は、先端が凹状に凹んだ凹状先端形状となる。これにより、コラム４３は、支持体としての鉛直支持力を、上記の周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパー面による摩擦力と、に加え、凹状先端形状によっても増やすことができ、従来の杭等に比べさらに大きい支持力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る請求項１記載のコラム築造装置によれば、テーパー面を有するロッドにより掘削時の側方への土圧を増加させることができ、地盤を押し固めることが可能となるとともに、築造されたコラムはテーパー面によって摩擦力が周辺地盤側に生じ、鉛直支持力を向上することができる。
【００１７】
本発明に係る請求項２記載のコラム築造装置によれば、各掘削刃に対する各掘削爪の配置位置によって種々の地盤に対応でき掘削力、掘進能力を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係る請求項３記載のコラム築造装置によれば、テーパーロッドによって、掘削時の側方への土圧を増加させることができ、地盤を押し固めることが可能となるとともに、各掘削爪、各掘削刃によって掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力を向上させたコラムを築造することができる。
【００１９】
本発明に係る請求項４記載のコラム築造装置によれば、先端よりも掘進方向に突出した掘削爪を備えることで、掘削力をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るコラム築造装置に用いるオーガの側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示したオーガの掘削中の側面図、（ｂ）は築造されたコラムの要部側面図である。
【図３】ビット部分の拡大側面図である。
【図４】図３の下面図である。
【図５】各掘削爪の高さ、角度及び回転中心からの距離を表した配置説明図である。
【図６】（ａ）は１番目及び３番目の掘削爪の取付角度を表す説明図、（ｂ）は２番目の掘削爪の取付角度を表す説明図である。
【図７】（ａ）はロッドを位置合わせする工程図、（ｂ）は掘進時の工程図である。
【図８】（ａ）は置換底位置に達したオーガを所定時間回転させる先端形状安定化工程及び再度置換底位置に戻す上下動工程の工程図、（ｂ）は築造コラム用充填材を吐出しながらオーガを引上げる充填工程の工程図である。
【図９】（ａ）はコラムの置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材の吐出を停止させて築造コラム用充填材の上面レベルを調整する仕上げ工程の工程図、（ｂ）はコラムの築造が完了した工程図である。
【図１０】縦軸を深さ、横軸を時間としたコラム築造手順の工程説明図である。
【図１１】（ａ）は掘削孔の先端部分の側断面図、（ｂ）は築造されたコラムの側面図である。
【図１２】ストレート部のみのコラムとテーパー部を有するコラムの載荷試験結果を表す説明図である。
【図１３】（ａ）は築造コラム用充填材の高炉セメントＢ種の場合の配合例を表とした説明図、（ｂ）はユースタビラー５０の場合の配合例を表とした説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１（ａ）は本発明の実施形態に係るコラム築造装置に用いるオーガの側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
本実施形態に係るコラム築造装置１１（図７参照）は、施工機本体１３と、オーガ１５と、を有する。オーガ１５は、ロッド１７と、ビット１９を有する。ビット１９は、ビット基板２１と、掘削刃２３と、掘削爪２５と、を有する。
【００２２】
施工機本体１３は、起伏自在のリーダ２７（図７参照）を備え、このリーダ２７には、スライド板２９がリーダ２７に沿って摺動自在に設けられる。スライド板２９にはオーガモータ３１が固設され、オーガモータ３１に接続されたオーガ１５の上端にはスイベル３３が連結される。スライド板２９には給進装置（図示省略）が連結され、リーダ２７に沿って進退移動できるようになっている。オーガ１５は、オーガモータ３１に接続されて取り付けられる。従って、オーガ１５には、オーガモータ３１の駆動で回転を与えることができ、また、スライド板２９にはオーガモータ３１が固設されているので、給進装置でスライド板２９をリーダ２７に沿って進退させることで、オーガ１５はオーガモータ３１とともに進退させることができる。給進装置としては、リーダ２７の上端乃至下端に設けられたスプロケットに懸回されて駆動するチェーンまたはシリンダを例示でき、このチェーンやシリンダのロッド１７をスライド板２９に連結することでスライド板２９の進退が可能になる。一回の給進作業で所定深度に到達しない場合は、オーガ１５のチャック部を掴み替えたり、オーガ１５にジョイント３５を継ぎ足すことで対応する。
【００２３】
オーガ１５は、スライド板２９をリーダ２７に沿って下方移動させることで、地盤中に回転させながら掘進することができ、所定深度まで掘進した後は、スライド板２９をリーダ２７に沿って上方移動させることで、回転させながら引き上げることができる。また、スイベル３３を介しオーガ１５の供給通路３７（図１参照）には、水硬性固化材液を供給することができる。なお、オーガ１５は、オーガモータ３１を駆動させたり、停止させることで、回転させたり回転を停止させたりすることができるので、オーガ１５を回転させながら掘進または引上げたり、回転させずに掘進または引上げることを適宜選択して施工することができる。
【００２４】
従って、コラム築造装置１１は、オーガ１５をオーガモータ３１に取り付け、回転させながら、または回転させないで引き上げつつ水硬性固化材液の供給通路３７より水硬性固化材液を供給し、ビット１９に設けた吐出管３９（図３参照）の吐出口４１より吐出し、掘削部の所定区間を水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換コラムの築造を可能とする。
【００２５】
図２（ａ）は図１に示したオーガ１５の掘削中の側面図、（ｂ）は築造されたコラム４３の要部側面図である。
ロッド１７は、略円筒状に形成され、施工機本体１３によってジョイント３５（図７参照）を介して地面４５に立てられて軸線ＣＬ回りに回転される。ロッド１７は、中空で、中空内が水硬性固化材液の供給通路３７となっている。図示したオーガ１５の外径では比較的大きい場合であり、中空内に別途内管を配置して供給通路３７としている。
【００２６】
ロッド１７は、先端に向かって細くなるテーパー形状のテーパーロッド４７を下半部に備える。テーパーロッド４７の上端には、このテーパーロッド４７の上端における外径を直径とするストレート部４９が接続され上半部を構成する。本実施形態では、テーパーロッド４７の長さが、ロッド全体の略２／３となる（図１参照）。従って、この例では、ストレート部４９の長さは、ロッド全体の略１／３の長さとなる。具体例としては、テーパーロッド４７の上端の外径、及びストレート部４９の外径を３００ｍｍ、テーパーロッド４７の下端の外径を２５０ｍｍとし、ストレート部４９の長さを１０００ｍｍ、テーパーロッド４７の長さを約２０００ｍｍとしている。すなわちテーパーロッド４７の外径のテーパー比は１／４０、勾配としては１／８０とされている。これにより、図２（ａ）に示す掘削孔内面を周辺地盤側へ押し付ける作用や、図２（ｂ）に示す鉛直支持力Ｆｖを向上させる作用を備える。なお、上記テーパーロッド４７の上端における直径については、２５０〜５００ｍｍの範囲内であれば良く、築造するコラム４３の必要な外径に応じた外径とされ、また、上記したテーパーロッド４７の勾配としては、１／５０〜１／２００の範囲内であればよく、後述するが地盤の状態でこれら外径の数値を変えて構成することとしても良い。
【００２７】
ロッド１７の上部側には、上方に向かって徐々に縮径される角度Ｅの肩部４８が形成されている。この肩部４８は、ロッド１７の引抜き時に、ロッド上部に掘削土が乗り、残土が増大するのを防ぐ役割を果たす。
【００２８】
また、ロッド１７の外径は、築造するコラム４３（図７参照）の径に対し細径とされ、例えば−１．５〜−５．５ｍｍの範囲で形成される。ロッド１７の外径をこの範囲とすることで、掘削孔４６内が真空となることに起因する充填不良による改良体（コラム４３）の品質低下を防ぐことができる。
【００２９】
図３はビット部分の拡大側面図、図４は図３の下面図、図５は各掘削爪２５の高さ、角度及び回転中心からの距離を表した配置説明図、図６（ａ）は１番目及び３番目の掘削爪２５（５５，５９）の取付角度を表す説明図、（ｂ）は２番目の掘削爪２５（５７）の取付角度を表す説明図である。
ビット基板２１は、テーパーロッド４７の下端外径と同外径の円板状に形成され、ロッド１７の軸線に沿う方向の一端側、図１の下端側に同軸で取り付けられる。なお、ビット基板２１は、ロッド１７の軸線に沿う方向の下端側に固定されるものであるが、ロッド１７の下端側を塞ぐ端円板と兼用されるものであってもよい。つまり、ビット１９は、ロッド１７と一体的に設けられてもよい。
【００３０】
掘削刃２３は、それぞれが直角三角形状に形成され、ビット基板２１のロッド１７と反対側の下端面に軸線ＣＬを中心とした円周方向に略等間隔、すなわち約１２０°間隔で三枚が突設され、直交方向２辺部５３（図３参照）の一方が軸線ＣＬに沿って配置される。ロッド１７は、軸線が、ほぼ回転中心となって回転駆動される。従って、本明細書中、軸線と回転中心とは、同等の意味で使用する。掘削刃２３は、従来のような一枚板状ではなく、３枚構成とすることで、摩耗を分散させて、刃の劣化を低減することができる。なお、掘削刃２３は、回転径が、ビット１９の回転径以下であり、ビット１９の最外径よりはみ出さないように形成されることが好ましい。これにより、コラム４３の出来形に影響せずに、設計支持力が確保される。
【００３１】
掘削爪２５は、図４に示す３つのもの，すなわち、第１掘削爪５５，第２掘削爪５７，第３掘削爪５９からなり、それぞれの掘削刃２３の傾斜辺部６１（図３参照）から下方に突出するように固定される。掘削爪２５は、図５に示すように、軸線ＣＬから異なる距離ｄ１、距離ｄ２、距離ｄ３で固定されている。すなわち、回転中心に１番近い第１掘削爪５５は回転中心から距離ｄ１の位置で、回転中心に２番目に近い第２掘削爪５７は回転中心から距離ｄ２の位置で、回転中心に３番目に近い第３掘削爪５９は回転中心から距離ｄ３の位置で配置されている。
【００３２】
掘削爪２５（５５，５７，５９）は、図４に示すように、それぞれの先端縁部６３が、ビット１９の回転中心からの放射線６５上に重なる位置とされる。図例の掘削爪２５（５５，５７，５９）は、先端に略真直な先端縁部６３を有した平ビット形状とされ、それぞれの掘削爪２５（５５，５７，５９）の側面と放射線分６５とは直角となる。
【００３３】
図６に示すように、各掘削爪２５は、各掘削刃２３のビット基板２１に対する垂直な板面２３ａに、掘削方向Ｄに向かうように傾斜して基端側が固定される。各掘削爪２５は、図４に示すように、各掘削刃２３の掘削方向Ｄ側の板面２３ａに配設される。それぞれの掘削爪２５の傾斜角度θ１は略同一となり、板面２３ａから先端縁部６３が離間し、第１掘削爪５５の先端縁部６３との距離ｓ１と第３掘削爪５９の先端縁部６３との距離ｓ３とが同等に、掘削刃２３の先端よりも掘進方向に突出した位置の第２掘削爪５７の先端縁部６３との距離ｓ２もほぼ同等となる。各掘削爪２５は、平ビットの場合、略矩形板状に形成される。この場合、掘削爪２５の厚み方向は、図４に示す放射線分６５に直交する方向となる。すなわち、幅方向が放射線分６５に沿う方向となる。掘削爪２５は、先端の表裏が先端に向かって徐々に厚みを薄く形成され略楔状とされた両刃となる。掘削刃２３に傾斜して固定された各掘削爪２５は、図６に示すように、それぞれの外側の刃面６７が、回転中心に沿う垂直面と概ね平行となる。なお、各掘削爪２５の傾斜角度θ１は、５〜３０°、好ましくは約２０°とされる。
【００３４】
また、各掘削爪２５は、各掘削刃２３に高さを変えて固定される。すなわち、各掘削爪２５は、掘削刃２３の先端である下端からの距離を変えて配置される。掘削刃２３の最先端位置（最下端位置）をｈ０として、第１掘削爪５５の刃の位置ｈ１は、掘削刃２３の先端とほぼ同一位置とされる。第２掘削爪５７の刃の位置は、掘削刃２３の先端位置ｈ０から距離ｈ２だけ突出する。第３掘削爪５９の刃の位置は、掘削刃２３の先端位置ｈ０から距離ｈ３だけ後退して（引っ込んで）いる。これら掘削爪２５の長さのうち回転中心（軸線ＣＬ）から２番目に離間する掘削爪２５（第２掘削爪５７）のみが図３，図６（ｂ）に示すように、掘削刃２３先端よりも距離ｈ２だけ延出している。
【００３５】
各掘削爪２５は、上記のように掘削刃２３の中心軸から異なる距離及び異なる高さに取り付けられている。そして、掘削爪２５は、それぞれ回転方向（掘削方向Ｄ）に対して逆らう方向（向かう方向）に角度をつけて掘削刃２３に接合される。つまり、掘削刃２３に対して、刃先（先端縁部６３）が起こされ、かつひねりを有して配置構成されており、これにより、軸線ＣＬを中心に回転し、かつロッド１７とともに進行することで、固い地盤にも各掘削爪２５が段階的に抉り、そして削って掘削することとなり、高い掘削・掘進能力を確保できる。
【００３６】
掘削爪２５は、例えば耐衝撃用超硬合金を用いることができる。耐衝撃用超硬合金は、高強度と強靭さ及び硬さに優れ、例えばタングステンカーバイドの粒子をコバルトやニッケルを結合材として製造される。掘削爪２５は、掘削刃２３に対して溶接により固着されるものが好ましいが、交換可能に締結固定などの構成としてもよい。掘削爪２５の形状は、剣先ビット、平ビット等の任意のものとすることができるが、先端縁部６３については、真直に形成され、上記したように放射線６５上に重なることとする。
【００３７】
以上の構成により、従来工法は土質に応じてビット１９を変更する必要があったが、上記ビット１９は、従来に比べより広範囲な土質に対して掘削が可能となり、かつ掘削土を上方に殆ど移動させることなく、側方へ圧密するように作用させることが可能となる。
【００３８】
ビット基板２１には軸線ＣＬと同軸となって下端面から下方へ突出する吐出管３９が突設され、吐出管３９の突出先端に吐出口４１が開口される。つまり、吐出口４１は、ビット１９の中央において、掘削刃２３の接合位置よりも下方まで伸びている。本実施形態では、吐出管３９の形状を、外周面にテーパーを備えた円錐台形状としている。従来のビット１９はビット基板２１の下端面と同レベルに吐出口４１があり、横から進入してくる掘削土に対しても障壁がなく詰まりやすかった。これに対し、本構成は、吐出管３９を下端面から垂下させ、外周面にテーパーを備えることで、横から吐出口４１に入ろうとする掘削土の進入を阻止することができる。
【００３９】
また、吐出管３９の吐出口４１は、吐出管３９の突出先端側から奥まった位置で開口されている。これにより、吐出口４１の周囲には段部が形成される。この段部には、築造コラム用充填材６９（図８参照）の吐出圧力により開放するゴム弁（図示略）が設けられている。ゴム弁は、段部の小径側が座面となることで、掘削土の進入圧力に対しては高い対抗力を有し閉鎖を保つ一方、築造コラム用充填材６９の吐出する圧力によっては容易に開放が可能となっている。
【００４０】
次に、上記構成を有するコラム築造装置１１の作用を説明する。
コラム築造装置１１では、掘削刃２３が３枚となることで、掘削時の抵抗が分散され、ビット１９の劣化が低減される。掘削刃２３の形状が直角三角形状となることで、先端が鋭角の三角形となり、掘進力が高められる。また、各掘削刃２３に掘削爪２５をそれぞれ設けることで、劣化が掘削爪２５に集中し、掘削爪２５のみの交換で掘削能力を回復させることができ、経済性が高まる。それぞれの掘削刃２３に設けられている掘削爪２５は、掘削刃２３の先端からの距離或いはビット基板２１からの高さ及び中心（軸線ＣＬ）からの距離が全て異なるので、固い地盤にも段階的にかつ効果的に掘削が可能となる。掘削刃２３がビット基板２１の下端面に固定されるので、掘削刃２３がロッド径よりも外側にはみ出さず、コラム４３の出来形に影響を与えることがない。その結果、掘削性能が高まり、また、劣化し難くなり、どのような土質の地盤に対しても１種類のビット１９で対応が可能となる。
【００４１】
また、コラム築造装置１１では、吐出管３９がビット基板２１の下端面から突出し、その突出先端に吐出口４１が開口するので、下端面に当たった掘削土が吐出口４１に入り難くなる。これにより、吐出口４１が掘削土で詰まることが抑制され、築造コラム用充填材６９のスムースな吐出が可能となる。その結果、下端面に当たった掘削土が吐出管３９に阻まれ吐出口４１に進入することを防止でき、さらに吐出管３９の外形を円錐台形状としたことで吐出管３９とビット基板２１とが鈍角での接続となって、このことからも掘削土の進入を防止し、掘削土等の逆流や詰まりを抑制して、充填材をスムースに充填できる。また、築造コラム用充填材６９への切削土の混入を抑制できる。
【００４２】
また、本実施形態に係るコラム築造装置１１では、ロッド１７の上半部がストレート部４９となり、下半部が先端に向かって細くなるテーパーロッド４７よりなるテーパー部５１となる。ロッド１７は、掘削時に、テーパーロッド４７のテーパー面により掘削孔４６内面を周辺地盤側へ押し付けることができる。これにより、掘削孔４６内面が押し固められ、掘削孔４６内面の崩落が無くなる。従って、しっかりした築造が行え、高品質なコラム４３を得ることができる。
また、テーパー面に続けてストレート部４９を備えることにより、押し固め後の掘削孔４６内面がストレート部４９により均され、掘削孔４６の形状が欠損無く高精度に掘削内径を維持可能となる。そして、その形でのコラム築造が行える。
さらに、テーパーロッド４７による押し固め、及びストレート部４９による均しにより、オーガ１５を引き抜く際にも、掘削孔４６内面の崩れが抑制されるので、穿った形状を保持でき、築造されたコラム４３の形状安定性が向上する。
また、掘削孔４６により築造された支持体としてのコラム４３は、鉛直支持力Ｆｖを、周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパーロッド４７におけるテーパー面による大きな摩擦力と、で得ることができ、従来の杭等に比べ鉛直支持力Ｆｖを向上させることができる。
【００４３】
また、このコラム築造装置１１では、掘削爪２５が、掘削刃２３の略垂直な板面２３ａに対し掘削方向Ｄに向かうように傾斜して固定される。これにより、掘削爪２５の先端縁部６３が、地盤に向かって最初に食い込み、掘削を進めることとなって、掘削力が向上する。また、掘削爪２５は、先端縁部６３がビット１９の回転中心（軸線ＣＬ）からの放射線６５上に重なる位置に配置される。すなわち、掘削爪２５は、ビット１９の外周円の接線に直角な向きで配置される。これにより、回転して掘削する際に、掘削爪２５は、放射線６５方向の幅方向、すなわち先端縁部６３が均等に地盤に接し、ロッド１７の回転に伴い地盤に対して抉るように作用して効率よく地盤を掘削できる。このことからも掘削力が向上する。さらに、各掘削爪２５は、掘削刃２３に対して高さを変えて固定されるので、段階的に掘進方向へと掘削することが可能となり、高い掘削・掘進能力が確保される。その結果、固い地盤に対しても掘削力を向上させることができる。
【００４４】
そして、このコラム築造装置１１では、テーパー部５１を有することで掘進方向に対して拡径するように掘進して掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力Ｆｖの大きいコラム４３を築造できる。
【００４５】
また、このコラム築造装置１１では、回転中心（軸線ＣＬ）から２番目に離間する掘削爪２５（５７）が、掘削刃２３先端よりも延出、すなわち掘進方向に突出する。掘削方向に向かうように傾斜した掘削力の高い掘削爪２５が、掘削刃２３よりも先に地盤を掘削し掘進することにより、掘削力が向上する。また、回転中心（軸線ＣＬ）から２番目に離間する掘削爪２５（５７）を最も突出させることにより、回転中心（軸線ＣＬ）から１番目の掘削爪２５を突出させる場合よりも一回転あたりの掘削量を増やして掘進速度を速くすることが可能となる。さらに、この２番目の掘削爪２５（５７）が先行して掘進することにより各掘削爪２５のそれぞれの先端縁部６３における偏った摩耗が減り、そのため掘進力が増し、また掘進継続時間を延ばすことが可能となる。
【００４６】
また、ビット１９は、１番目の掘削爪２５の突出長を２番目の掘削爪２５よりも短くすることにより、掘削孔４６の回転中心を含む断面における先端の断面形状が、図１１（ａ）に示すように碗状に凹む、別言すると掘削孔４６の先端である底部の中央に凸部４６ａを残す形状となる。この掘削孔４６にコラム４３が築造されることにより、築造されたコラム４３は、先端中央が凹状に形成され、凹部４３ａを有する凹状先端形状となる。これにより、コラム４３は、支持体としての鉛直支持力Ｆｖを、上記の周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパー面による摩擦力と、に加え、図１１（ｂ）に示す凹状先端形状によっても増やすことができ、掘削孔４６の底部に支えられるように築造され、従来の杭等に比べさらに大きい鉛直支持力Ｆｖを得ることができる。その結果、掘削力をさらに向上させることができる。
【００４７】
次に、上記のコラム築造装置１１を用いた本発明に係るコラム置換築造方法の手順を説明する。
図７（ａ）はロッド１７を位置合わせする工程図、（ｂ）は掘進時の工程図、図８（ａ）は置換底位置に達したオーガ１５を所定時間回転させる先端形状安定化工程及び再度置換底位置に戻す上下動工程の工程図、（ｂ）は築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程の工程図、図９（ａ）はコラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整する仕上げ工程の工程図、（ｂ）はコラム４３の築造が完了した工程図、図１０は縦軸を深さ、横軸を時間としたコラム築造手順の工程説明図、図１１（ａ）は掘削孔４６の先端部分の側断面図、（ｂ）は築造されたコラム４３の側面図である。
【００４８】
本実施形態に係るコラム置換築造方法は、図１０に示すａ〜ｆの工程を有する。すなわち、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら同位置でオーガ１５を所定時間回転させた後に築造コラム用充填材６９を吐出する先端形状安定化工程ｂと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を一旦引上げた後にオーガ１５を再度置換底位置に戻す上下動工程ｃと、コラム４３の置換底位置に達したら築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を同位置で回転させる先端仕上げ工程ｄと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００４９】
このコラム置換築造方法では、図７に示すように、オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度、例えば０．５〜３．０ｍ／分の速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。これにより、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度までオーガ１５を回転圧入する。コラム４３の置換底位置に達したら、同位置で所定時間オーガを回転させて、先端形状を安定させる。具体的には、同位置で３０〜６０秒程度回転させて先端形状を安定させる。
【００５０】
その後、図８（ａ）に示すように、築造コラム用充填材６９を吐出しながら一旦所定距離だけオーガ１５を引上げ、再度、オーガ１５を置換底位置に戻して、同位置で回転させる。具体的には、０．２〜０．５ｍ程度引上げ、流量計で充填材の吐出を確認した上で、再度置換底位置に戻す。このときのオーガ１５の昇降速度は、掘進時と同程度の０．５〜３．０ｍ／分の速度とする。
【００５１】
次いで、図８（ｂ）に示すように、築造コラム用充填材６９を掘削孔４６内に吐出しながらオーガ１５を引上げる。引上げ時は、築造コラム用充填材６９をオーガ１５の吐出口４１から吐出し、対象地盤を混入、撹拌せずにオーガ１５を回転させて速度０．５〜１．５ｍ／分で引上げる。コラム４３の置換予定上端位置の手前、例えば置換予定上端位置の−１．０ｍ〜−０．５ｍに達したら、図９（ａ）に示すように、築造コラム用充填材６９の吐出を停止させ、仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを確認・調整する。
【００５２】
その結果、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、上下動工程ｃ、先端仕上げ工程ｄ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、図９（ｂ）に示すように、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく充填することができる。これに加え、図１１（ａ）に示すように、コラム４３の先端形状を定着させ、掘削土の混入をより確実に削減できる。その結果、確実に築造コラム用充填材６９を吐出して、図９（ｂ）に示す地中最下端の先端から地面４５の上部まで品質の高いコラム４３を築造でき、さらに、テーパーロッド４７に相当する位置に、テーパーＴを有する高品質なコラム４３を得ることができる。
なお、コラム４３の先端形状は地盤の土質や掘削状況等により、図１１（ｂ）に示す形状とは異なる形状となる場合もある。
【００５３】
次に、ストレート部のみのコラムとテーパー部５１を有するコラムの沈下量を比較測定した結果を説明する。
図１２はストレート部のみの従来型のコラムと、テーパー部５１を有する本発明のコラムの載荷試験結果を表す説明図である。
試験は、比較対象であるストレート部のみの従来型のコラム（補強体）では、直径を３００ｍｍ、ロッドの全長を１５６０ｍｍとした。また、本発明のテーパー部５１を有するコラム４３では、上端外径を３００ｍｍ、下端外径を２５０ｍｍとし、ロッドの全長を３２００ｍｍ、テーパー部５１を２０００ｍｍ、ストレート部を１０００ｍｍとした。
異なる試験場で異なる長さの補強体（コラム）に対し、荷重を加え、３０ｍｍ沈下時の荷重量を測定した。その結果、図１２に示すように、何れの試験場、何れの補強体長においても、テーパーロッド４７を備える補強体（コラム４３）の鉛直支持力がストレートのみの形状の補強体と比べて１．３〜約２倍となり十分に上回ることが知見できた。
なお、図１２中、※１は、補強体頭部沈下が３０ｍｍ未満で極限に達したため、最大荷重を採用した。※２は、テーパー形状、ストレート形状のいずれか、または両方を３０ｍｍ未満の最大荷重で比較した。  
【００５４】
次に、築造コラム用充填材６９について説明する。
図１３（ａ）は築造コラム用充填材６９の高炉セメントＢ種の場合の配合例を表とした説明図、（ｂ）はユースタビラー５０の場合の配合例を表とした説明図である。
築造コラム用充填材６９は、主成分に、高炉セメントＢ種（Ｃ）と、分散材（Ｋ）及びブリーディング低減材（Ｂ）からなる混和材と、水（Ｗ）と、を有し、水セメント比（（Ｗ＋Ｂ＋Ｋ）／Ｃ）が、８０〜１２０％、ブリーディング低減材セメント比（Ｂ／Ｃ）が、５．０〜９．０％、分散材セメント比（Ｋ／Ｃ）が、１．０〜２．５％であり、かつ水、分散材、ブリーディング低減材、高炉セメントＢ種の順で混合撹拌されてなる。
また、築造コラム用充填材６９は、上記高炉セメントＢ種に代えてユースタビラー５０とした場合には、主成分に、ユースタビラー５０（Ｃ）と、分散材（Ｋ）及びブリーディング低減材（Ｂ）からなる混和材と、水（Ｗ）と、を有し、水セメント比（（Ｗ＋Ｂ＋Ｋ）／Ｃ）が、８０〜１２０％、ブリーディング低減材セメント比（Ｂ／Ｃ）が、３．０〜７．０％、分散材セメント比（Ｋ／Ｃ）が、１．０〜２．５％であり、かつ水、分散材、ブリーディング低減材、ユースタビラー５０の順で混合撹拌されてなる。
【００５５】
なお、築造コラム用充填材６９は、施工性を確保できる配合とすることが望ましい。この場合、築造コラム用充填材６９は、図１３（ａ）及び（ｂ）の表に示すように、水セメント比を８０％、９０％、１００％、１２０％の４配合とすることが好ましい。
【００５６】
また、築造コラム用充填材６９の主たる配合は、セメントが高炉セメントＢ種またはユースタビラー５０（商品名：宇部三菱セメント株式会社）、ブリーディング低減材がベントナイト、分散材がポリカルボン酸系高分子化合物であり、水セメント比に応じた最適配合量を実験により決定した。その結果を、セメントが高炉セメントＢ種の場合を図１３（ａ）、セメントがユースタビラー５０の場合を図１３（ｂ）に示す。
また、築造コラム用充填材６９を撹拌する際は、必ず「水」＋「分散材」＋「ブリーディング低減材」＋「セメント」の順で混合撹拌する。これにより、各材料の性能が十分に発揮されることが実験により実証されている。
築造コラム用充填材６９は、上記以外にもブリーディング低減及び施工性向上の効果がある混和材を使用してもよい。
【００５７】
築造コラム用充填材６９では、それぞれの混和材の性能が充分に発揮され、ブリーディング現象等によるコラム頭レベルの下がりが抑制される。水セメント比を８０〜１２０％とし、配合（撹拌）の順番を、水、分散材、ベントナイト、セメントとすることで、ブリーディング率（コラム全長に対するコラム頭レベルの下がり）が２．０％以下に低減可能となる。
【００５８】
次に、上記のコラム築造装置１１を用いたコラム置換築造方法の変形例を説明する。なお、以下に説明する変形例については図示を省略するが、上述した図１０を用いた方法及び工程を参照し、符号を用いて説明する。
この変形例１に係るコラム置換築造方法は、上記したコラム置換築造方法において、先端形状安定化工程（図１０中ｂ）、上下動工程（図１０中ｃ）を含まない例であり、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を同位置で回転させる先端仕上げ工程ｄと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００５９】
この変形例１に係るコラム置換築造方法では、オーガ１５の先端中心を、築造するコラム４３の軸線に位置に合わせする。オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。具体的には、オーガ１５を正回転させながら、速度０．５〜３．０ｍ／分で、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度まで回転圧入する（掘進工程ａ）。
【００６０】
所定深度に達したら、オーガ１５を回転させながら築造コラム用充填材６９を吐出開始し、その状態を所定時間（３０〜６０秒）保持する（先端仕上げ工程ｄ）。
【００６１】
次いで、オーガ１５を回転させ、築造コラム用充填材６９を吐出させながらオーガ１５を引上げる（充填工程ｅ）。具体的には、４５〜８５リットル／の流量で築造コラム用充填材６９を吐出しながら、またはそのまま対象地盤を混入・撹拌せずに、オーガ１５を速度０．５〜１．５ｍ／分で引上げる。
【００６２】
吐出口４１がコラム４３の置換予定上端位置となる手前で吐出を停止し、引上げる。オーガ１５を引上げた後、必要に応じてコラム４３の仕上り面まで築造コラム用充填材６９を補充する（仕上げ工程ｆ）。具体的には、コラム４３の置換予定上端位置の−１．０ｍ〜−０．５ｍに達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させる。仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを確認・調整した後に、再びオーガ１５を逆回転または正回転で引上げる。これにより、掘削土の混入なく安定した品質で地盤土を置換したコラム４３の築造が完了する。
【００６３】
次に、上下動工程（図１０中ｃ）、先端仕上げ工程（図１０中ｄ）を含まない変形例２に係るコラム築造手順を説明する。
この変形例２に係るコラム置換築造方法は、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら同位置でオーガ１５を所定時間回転させた後に築造コラム用充填材６９を吐出する先端形状安定化工程ｂと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００６４】
この変形例２に係るコラム置換築造方法では、オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。これにより、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度までオーガ１５を回転圧入する。ロッド１７のビット１９がコラム４３の置換底位置に達したら、同位置で所定時間回転させて先端形状を安定（定着）させる。その後、吐出口４１から築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる。吐出口４１がコラム４３の置換予定上端位置となる手前で吐出を停止し、引上げる。オーガ１５を引上げた後、必要に応じてコラム４３の仕上り面まで築造コラム用充填材６９を補充する。
【００６５】
その結果、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく充填することができるのに加え、先端形状を定着させ、掘削土の混入しない品質の高いコラム４３を築造できる。
【００６６】
次に、先端仕上げ工程（図１０中ｄ）を含まない変形例３に係るコラム築造手順を説明する。
この変形例３に係るコラム置換築造方法は、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら同位置でオーガ１５を所定時間回転させた後に築造コラム用充填材６９を吐出する先端形状安定化工程ｂと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を一旦引上げた後にオーガ１５を再度置換底位置に戻す上下動工程ｃと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００６７】
この変形例３に係るコラム置換築造方法では、オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。これにより、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度までオーガ１５を回転圧入する。ロッド１７のビット１９がコラム４３の置換底位置に達したら、同位置で所定時間回転させて先端形状を安定（定着）させる。その後、所定距離だけオーガ１５を引上げ、吐出口４１から築造コラム用充填材６９を吐出しながら一旦置換底位置に戻して回転させる。そのままオーガ１５を引上げる。吐出口４１がコラム４３の置換予定上端位置となる手前で吐出を停止し、引上げる。オーガ１５を引上げた後、必要に応じてコラム４３の仕上り面まで築造コラム用充填材６９を補充する。
【００６８】
その結果、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、上下動工程ｃ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく充填することができるのに加え、掘削土の混入をより確実に削減でき、さらに確実に築造コラム用充填材６９を吐出して、先端から上部まで品質の高いコラム４３を築造できる。
【００６９】
従って、本実施形態に係るコラム築造装置１１によれば、土質を選ばず、掘削土が混入しない安定した品質のコラム４３を築造することができる。これに加え、ロッド１７のテーパー部５１によって掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、テーパーを有する形状により鉛直支持力Ｆｖの大きいコラム４３を築造できる。
【００７０】
また、本実施形態に係るコラム置換築造方法によれば、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、上下動工程ｃ、先端仕上げ工程ｄ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく安定した形状で充填できる。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る築造コラム用充填材６９によれば、ブリーディング率を２．０％以下まで低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１１…コラム築造装置
１７…ロッド
２３…掘削刃
２３ａ…板面
２５…掘削爪
４５…地面
４７…テーパーロッド
４９…ストレート部
５７…掘削爪（第２掘削爪）
６１…傾斜辺部
６３…先端縁部
６５…放射線
ＣＬ…軸線（回転中心）
Ｄ…掘削方向
ｄ１，ｄ２，ｄ３…距離
【図１】
2018178673.tif 000003
【図２】
2018178673.tif 000004
【図３】
2018178673.tif 000005
【図４】
2018178673.tif 000006
【図５】
2018178673.tif 000007
【図６】
2018178673.tif 000008
【図７】
2018178673.tif 000009
【図８】
2018178673.tif 000010
【図９】
2018178673.tif 000011
【図１０】
2018178673.tif 000012
【図１１】
2018178673.tif 000013
【図１２】
2018178673.tif 000014
【図１３】
2018178673.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月6日(2018.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コラム築造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟弱地盤における戸建て住宅や低層建築物、土間スラブ等に対しては、比較的軽微な構造物の基礎として適するものが種々開発されてきた。例えば、深層混合処理工法のように、セメントスラリーやセメント粉体を原地盤と攪拌混合して地盤中に円柱状のソイルセメント固化体を築造して、構造物の基礎としている。ところが、一般的な深層混合処理工法では、施工対象地盤の土質が有機質土やピートの場合、地盤に含まれる有害成分による固化不良が発生しやすいため、多量の固化材スラリーの注入が必要となる。一方、地盤が粘性の高い粘性土の場合は、掘削した粘土塊が攪拌装置に付着して、攪拌混合がうまく行かず、いわゆる共回り現象を起こし、土塊が残存する低品質のソイルセメントになりやすい。また、地盤が有機質土の場合は、多量の固化材スラリーを注入すれば、所要の強度・品質を得ることはできるが、多量の発生残土が生じ、環境への負荷を増大させるのみならず、残土処理費も増大し不経済となる。
【０００３】
そこで、無排土で置換コラム中に土塊の混入が無く、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質の置換コラムを築造し、しかもコラムの先端部から末端部まで均一な径の水硬性固化材液置換コラムを築造するコラム築造装置が提案されている（特許文献１等参照）。このコラム築造装置は、内部に水硬性固化材液の供給通路を有する掘削オーガの先端部に、少なくとも掘削爪と該水硬性固化材液の吐出口を備え、該掘削オーガをオーガモータを備えた施工装置で回転させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を該吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガを回転させながら引上げ、掘削部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する。
【０００４】
このコラム築造装置によれば、深層混合処理工法と異なり、原位置土との攪拌混合を伴わないので、土質やその性状を選ぶことなく、常にミキシングプラントで作製した水硬性固化材液と同様乃至近い品質のコラムを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０６２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の一般的なオーガの構造は、地盤を掘削するロッドが直管状に形成されるため、掘削時の掘削孔が掘削方向で同一直径となり、掘削孔内面を周辺地盤側へ十分に押し付けられないことがある。掘削孔内面の押し固めが不十分であると、掘削孔内面の崩落を招く場合があり、その結果、築造したコラムの品質が低下する。また、出来上がったコラムは、真直な円柱形状であるため、鉛直支持力を、周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力でしか得られず、鉛直支持力の向上に限界があった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力の大きい杭を築造できるコラム築造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明のコラム築造装置１１は、
下端となる先端に掘削刃２３及び掘削爪２５を備えたビット１９を有し、
地面４５に立てられて軸線ＣＬ回りに回転される略円筒状のロッド１７であって、
前記先端に向かって細くなるテーパー形状のテーパーロッド４７を下半部に具備し、
該テーパーロッド４７の上端には、該テーパーロッド４７の上端における外径を直径とするストレート部４９が接続され上半部を構成することを特徴とする。ビット１９を構成する掘削刃２３及び掘削爪２５の外周縁部がロッド１７を構成するテーパーロッド４７の下端の外周よりも外側にはみ出さない構成とされている。
【０００９】
このコラム築造装置１１では、ロッド１７の上半部がストレート部４９となり、下半部が先端である下端に向かって細くなるテーパーロッド４７となる。ロッド１７は、掘削時に、テーパーロッド４７のテーパー面により掘削孔内面を周辺地盤側へ押し付けることができる。これにより、掘削孔内面が押し固められることとなり、掘削孔内面の崩落が無くなる。従って、しっかりした築造が行え、高品質な柱体、すなわちコラム４３を得ることができる。
また、テーパー面に続けてストレート部４９を備えることにより、押し固め後の掘削孔内面がストレート部４９により均され、掘削孔４６の形状が欠損無く高精度に維持可能となる。その形でのコラム築造が行える。
さらに、テーパーロッド４７による押し固め、及びストレート部４９による均しにより、オーガ１５を引き抜く際にも、掘削孔内面の崩れが抑制されるので、穿った形状を保持でき、築造されたコラム４３の形状安定性が向上する。
また、掘削孔４６により築造された支持体としてのコラム４３は、鉛直支持力を、周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパーロッド４７におけるテーパー面による大きな摩擦力と、で得ることができ、従来の直径が一定の真直な杭等に比べ鉛直支持力を、向上させることができる。
【００１０】
本発明のコラム築造装置１１は、上記ビット１９が、
地面に立てられて軸線回りに回転される略円筒状のロッド１７の下端となる先端に設けられ、
前記軸線ＣＬを中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が前記軸線ＣＬに沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃２３と、
前記各掘削刃２３のそれぞれの略垂直な板面２３ａに対し、掘削方向Ｄに先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部６３が回転中心からの放射線６５上に重なる位置とされ、かつ、前記先端縁部６３が前記掘削刃２３の傾斜辺部６１から突出し、前記軸線ＣＬから異なる距離ｄ１，ｄ２，ｄ３及び各掘削刃２３に対し高さを変えて固定される掘削爪２５と、
を具備することを特徴とする．
【００１１】
このコラム築造装置１１では、掘削爪２５が、掘削刃２３の略垂直な板面２３ａに対し掘削方向に向かうように傾斜して固定される。これにより、ロッド１７の回転によって、各掘削爪２５の先端縁部６３が、地盤に向かって最初に食い込み、掘削を進めることとなって、掘削力が向上する。また、掘削爪２５は、先端縁部６３が軸線ＣＬである回転中心からの放射線６５上に重なる位置に配置される。すなわち、掘削爪２５は、ビット１９の外周円の接線に直角Ｒな向きで配置される。これにより、回転して掘削する際に、掘削爪２５は、放射線６５方向の幅方向が均等に地盤に接し、効率よく地盤を掘削することができる。このことからも掘削力が向上することとなる。さらに、各掘削爪２５は、掘削刃２３に対し高さｈを変えて固定されるので、地盤に対して段階的に掘削することが可能となり、固い地盤であっても高い掘削・掘進能力が確保される。
【００１２】
本発明のコラム築造装置１１は、
前記掘削刃２３と前記掘削爪２５の構成が、
前記軸線ＣＬを中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が前記軸線ＣＬに沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした掘削刃２３と、
前記各掘削刃２３のそれぞれの略垂直な板面２３ａに対し、掘削方向Ｄに先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部６３が回転中心の前記軸線ＣＬからの放射線６５上に重なる位置とされ、かつ、前記先端縁部６３が前記掘削刃２３の傾斜辺部６１から突出し、前記軸線ＣＬから異なる距離及び各掘削刃２３に対し高さを変えて固定される掘削爪２５と、
されることを特徴とする．
【００１３】
このコラム築造装置１１では、上記の作用、効果を奏する。
【００１４】
本発明のコラム築造装置１１は、
前記各掘削爪２５の前記軸線ＣＬから２番目に離間する掘削爪５７が、前記掘削刃２３の先端よりも掘進方向に突出することを特徴とする。
【００１５】
このコラム築造装置１１では、各掘削爪２５のうちの回転中心の軸線ＣＬから２番目に離間する掘削爪５７が、掘削刃先端よりも延出する構成となる。掘削方向に向かうように傾斜した掘削力の高い掘削爪２５が、掘削刃２３よりも先に地盤を掘削することにより、掘進方向の掘削力が向上する。また、回転中心から２番目に離間する掘削爪２５を最も突出させることにより、回転中心から１番目の掘削爪２５（５５）を突出させる場合よりも周長が長くなることで一回転あたりの掘削量を増やし、掘進速度も速くすることが可能となる。
また、ビット１９は、１番目の掘削爪２５（５５）の突出長を２番目の掘削爪２５（５７）よりも短くすることにより、掘削孔４６の回転中心を含む断面における先端の断面形状が、碗状に凹む。この掘削孔４６に柱体であるコラム４３が築造されることにより、築造されたコラム４３は、先端が凹状に凹んだ凹状先端形状となる。これにより、コラム４３は、支持体としての鉛直支持力を、上記の周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパー面による摩擦力と、に加え、凹状先端形状によっても増やすことができ、従来の杭等に比べさらに大きい支持力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るコラム築造装置によれば、テーパー面を有するロッドにより掘削時の側方への土圧を増加させることができ、地盤を押し固めることが可能となるとともに、築造されたコラムはテーパー面によって摩擦力が周辺地盤側に生じ、鉛直支持力を向上することができる。
【００１７】
本発明に係るコラム築造装置によれば、各掘削刃に対する各掘削爪の配置位置によって種々の地盤に対応でき掘削力、掘進能力を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係るコラム築造装置によれば、テーパーロッドによって、掘削時の側方への土圧を増加させることができ、地盤を押し固めることが可能となるとともに、各掘削爪、各掘削刃によって掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力を向上させたコラムを築造することができる。ビットを構成する掘削刃及び掘削爪の外周縁部がロッドを構成するテーパーロッドの下端の外周よりも外側にはみ出さない構成とされているところから、オーガを引き抜く際にも、掘削孔内面の崩れが抑制されるので、穿った形状を保持でき、築造されたコラムの形状安定性が向上する。
【００１９】
本発明に係るコラム築造装置によれば、先端よりも掘進方向に突出した掘削爪を備えることで、掘削力をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るコラム築造装置に用いるオーガの側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示したオーガの掘削中の側面図、（ｂ）は築造されたコラムの要部側面図である。
【図３】ビット部分の拡大側面図である。
【図４】図３の下面図である。
【図５】各掘削爪の高さ、角度及び回転中心からの距離を表した配置説明図である。
【図６】（ａ）は１番目及び３番目の掘削爪の取付角度を表す説明図、（ｂ）は２番目の掘削爪の取付角度を表す説明図である。
【図７】（ａ）はロッドを位置合わせする工程図、（ｂ）は掘進時の工程図である。
【図８】（ａ）は置換底位置に達したオーガを所定時間回転させる先端形状安定化工程及び再度置換底位置に戻す上下動工程の工程図、（ｂ）は築造コラム用充填材を吐出しながらオーガを引上げる充填工程の工程図である。
【図９】（ａ）はコラムの置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材の吐出を停止させて築造コラム用充填材の上面レベルを調整する仕上げ工程の工程図、（ｂ）はコラムの築造が完了した工程図である。
【図１０】縦軸を深さ、横軸を時間としたコラム築造手順の工程説明図である。
【図１１】（ａ）は掘削孔の先端部分の側断面図、（ｂ）は築造されたコラムの側面図である。
【図１２】ストレート部のみのコラムとテーパー部を有するコラムの載荷試験結果を表す説明図である。
【図１３】（ａ）は築造コラム用充填材の高炉セメントＢ種の場合の配合例を表とした説明図、（ｂ）はユースタビラー５０の場合の配合例を表とした説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１（ａ）は本発明の実施形態に係るコラム築造装置に用いるオーガの側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
本実施形態に係るコラム築造装置１１（図７参照）は、施工機本体１３と、オーガ１５と、を有する。オーガ１５は、ロッド１７と、ビット１９を有する。ビット１９は、ビット基板２１と、掘削刃２３と、掘削爪２５と、を有する。
【００２２】
施工機本体１３は、起伏自在のリーダ２７（図７参照）を備え、このリーダ２７には、スライド板２９がリーダ２７に沿って摺動自在に設けられる。スライド板２９にはオーガモータ３１が固設され、オーガモータ３１に接続されたオーガ１５の上端にはスイベル３３が連結される。スライド板２９には給進装置（図示省略）が連結され、リーダ２７に沿って進退移動できるようになっている。オーガ１５は、オーガモータ３１に接続されて取り付けられる。従って、オーガ１５には、オーガモータ３１の駆動で回転を与えることができ、また、スライド板２９にはオーガモータ３１が固設されているので、給進装置でスライド板２９をリーダ２７に沿って進退させることで、オーガ１５はオーガモータ３１とともに進退させることができる。給進装置としては、リーダ２７の上端乃至下端に設けられたスプロケットに懸回されて駆動するチェーンまたはシリンダを例示でき、このチェーンやシリンダのロッド１７をスライド板２９に連結することでスライド板２９の進退が可能になる。一回の給進作業で所定深度に到達しない場合は、オーガ１５のチャック部を掴み替えたり、オーガ１５にジョイント３５を継ぎ足すことで対応する。
【００２３】
オーガ１５は、スライド板２９をリーダ２７に沿って下方移動させることで、地盤中に回転させながら掘進することができ、所定深度まで掘進した後は、スライド板２９をリーダ２７に沿って上方移動させることで、回転させながら引き上げることができる。また、スイベル３３を介しオーガ１５の供給通路３７（図１参照）には、水硬性固化材液を供給することができる。なお、オーガ１５は、オーガモータ３１を駆動させたり、停止させることで、回転させたり回転を停止させたりすることができるので、オーガ１５を回転させながら掘進または引上げたり、回転させずに掘進または引上げることを適宜選択して施工することができる。
【００２４】
従って、コラム築造装置１１は、オーガ１５をオーガモータ３１に取り付け、回転させながら、または回転させないで引き上げつつ水硬性固化材液の供給通路３７より水硬性固化材液を供給し、ビット１９に設けた吐出管３９（図３参照）の吐出口４１より吐出し、掘削部の所定区間を水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換コラムの築造を可能とする。
【００２５】
図２（ａ）は図１に示したオーガ１５の掘削中の側面図、（ｂ）は築造されたコラム４３の要部側面図である。
ロッド１７は、略円筒状に形成され、施工機本体１３によってジョイント３５（図７参照）を介して地面４５に立てられて軸線ＣＬ回りに回転される。ロッド１７は、中空で、中空内が水硬性固化材液の供給通路３７となっている。図示したオーガ１５の外径では比較的大きい場合であり、中空内に別途内管を配置して供給通路３７としている。
【００２６】
ロッド１７は、先端に向かって細くなるテーパー形状のテーパーロッド４７を下半部に備える。テーパーロッド４７の上端には、このテーパーロッド４７の上端における外径を直径とするストレート部４９が接続され上半部を構成する。本実施形態では、テーパーロッド４７の長さが、ロッド全体の略２／３となる（図１参照）。従って、この例では、ストレート部４９の長さは、ロッド全体の略１／３の長さとなる。具体例としては、テーパーロッド４７の上端の外径、及びストレート部４９の外径を３００ｍｍ、テーパーロッド４７の下端の外径を２５０ｍｍとし、ストレート部４９の長さを１０００ｍｍ、テーパーロッド４７の長さを約２０００ｍｍとしている。すなわちテーパーロッド４７の外径のテーパー比は１／４０、勾配としては１／８０とされている。これにより、図２（ａ）に示す掘削孔内面を周辺地盤側へ押し付ける作用や、図２（ｂ）に示す鉛直支持力Ｆｖを向上させる作用を備える。なお、上記テーパーロッド４７の上端における直径については、２５０〜５００ｍｍの範囲内であれば良く、築造するコラム４３の必要な外径に応じた外径とされ、また、上記したテーパーロッド４７の勾配としては、１／５０〜１／２００の範囲内であればよく、後述するが地盤の状態でこれら外径の数値を変えて構成することとしても良い。
【００２７】
ロッド１７の上部側には、上方に向かって徐々に縮径される角度Ｅの肩部４８が形成されている。この肩部４８は、ロッド１７の引抜き時に、ロッド上部に掘削土が乗り、残土が増大するのを防ぐ役割を果たす。
【００２８】
また、ロッド１７の外径は、築造するコラム４３（図９参照）の径に対し細径とされ、例えば−１．５〜−５．５ｍｍの範囲で形成される。ロッド１７の外径をこの範囲とすることで、掘削孔４６内が真空となることに起因する充填不良による改良体（コラム４３）の品質低下を防ぐことができる。
【００２９】
図３はビット部分の拡大側面図、図４は図３の下面図、図５は各掘削爪２５の高さ、角度及び回転中心からの距離を表した配置説明図、図６（ａ）は１番目及び３番目の掘削爪２５（５５，５９）の取付角度を表す説明図、（ｂ）は２番目の掘削爪２５（５７）の取付角度を表す説明図である。
ビット基板２１は、テーパーロッド４７の下端外径と同外径の円板状に形成され、ロッド１７の軸線に沿う方向の一端側、図１の下端側に同軸で取り付けられる。なお、ビット基板２１は、ロッド１７の軸線に沿う方向の下端側に固定されるものであるが、ロッド１７の下端側を塞ぐ端円板と兼用されるものであってもよい。つまり、ビット１９は、ロッド１７と一体的に設けられてもよい。
【００３０】
掘削刃２３は、それぞれが直角三角形状に形成され、ビット基板２１のロッド１７と反対側の下端面に軸線ＣＬを中心とした円周方向に略等間隔、すなわち約１２０°間隔で三枚が突設され、直交方向２辺部５３（図３参照）の一方が軸線ＣＬに沿って配置される。ロッド１７は、軸線が、ほぼ回転中心となって回転駆動される。従って、本明細書中、軸線と回転中心とは、同等の意味で使用する。掘削刃２３は、従来のような一枚板状ではなく、３枚構成とすることで、摩耗を分散させて、刃の劣化を低減することができる。なお、掘削刃２３は、回転径が、ビット１９の回転径以下であり、ビット１９の最外径よりはみ出さないように形成されることが好ましい。これにより、コラム４３の出来形に影響せずに、設計支持力が確保される。
【００３１】
掘削爪２５は、図４に示す３つのもの，すなわち、第１掘削爪５５，第２掘削爪５７，第３掘削爪５９からなり、それぞれの掘削刃２３の傾斜辺部６１（図３参照）から下方に突出するように固定される。掘削爪２５は、図５に示すように、軸線ＣＬから異なる距離ｄ１、距離ｄ２、距離ｄ３で固定されている。すなわち、回転中心に１番近い第１掘削爪５５は回転中心から距離ｄ１の位置で、回転中心に２番目に近い第２掘削爪５７は回転中心から距離ｄ２の位置で、回転中心に３番目に近い第３掘削爪５９は回転中心から距離ｄ３の位置で配置されている。
【００３２】
掘削爪２５（５５，５７，５９）は、図４に示すように、それぞれの先端縁部６３が、ビット１９の回転中心からの放射線６５上に重なる位置とされる。図例の掘削爪２５（５５，５７，５９）は、先端に略真直な先端縁部６３を有した平ビット形状とされ、それぞれの掘削爪２５（５５，５７，５９）の側面と放射線分６５とは直角となる。
【００３３】
図６に示すように、各掘削爪２５は、各掘削刃２３のビット基板２１に対する垂直な板面２３ａに、掘削方向Ｄに向かうように傾斜して基端側が固定される。各掘削爪２５は、図４に示すように、各掘削刃２３の掘削方向Ｄ側の板面２３ａに配設される。それぞれの掘削爪２５の傾斜角度θ１は略同一となり、板面２３ａから先端縁部６３が離間し、第１掘削爪５５の先端縁部６３との距離ｓ１と第３掘削爪５９の先端縁部６３との距離ｓ３とが同等に、掘削刃２３の先端よりも掘進方向に突出した位置の第２掘削爪５７の先端縁部６３との距離ｓ２もほぼ同等となる。各掘削爪２５は、平ビットの場合、略矩形板状に形成される。この場合、掘削爪２５の厚み方向は、図４に示す放射線分６５に直交する方向となる。すなわち、幅方向が放射線分６５に沿う方向となる。掘削爪２５は、先端の表裏が先端に向かって徐々に厚みを薄く形成され略楔状とされた両刃となる。掘削刃２３に傾斜して固定された各掘削爪２５は、図６に示すように、それぞれの外側の刃面６７が、回転中心に沿う垂直面と概ね平行となる。なお、各掘削爪２５の傾斜角度θ１は、５〜３０°、好ましくは約２０°とされる。
【００３４】
また、各掘削爪２５は、各掘削刃２３に高さを変えて固定される。すなわち、各掘削爪２５は、掘削刃２３の先端である下端からの距離を変えて配置される。掘削刃２３の最先端位置（最下端位置）をｈ０として、第１掘削爪５５の刃の位置ｈ１は、掘削刃２３の先端とほぼ同一位置とされる。第２掘削爪５７の刃の位置は、掘削刃２３の先端位置ｈ０から距離ｈ２だけ突出する。第３掘削爪５９の刃の位置は、掘削刃２３の先端位置ｈ０から距離ｈ３だけ後退して（引っ込んで）いる。これら掘削爪２５の長さのうち回転中心（軸線ＣＬ）から２番目に離間する掘削爪２５（第２掘削爪５７）のみが図３，図６（ｂ）に示すように、掘削刃２３先端よりも距離ｈ２だけ延出している。
【００３５】
各掘削爪２５は、上記のように掘削刃２３の中心軸から異なる距離及び異なる高さに取り付けられている。そして、掘削爪２５は、それぞれ回転方向（掘削方向Ｄ）に対して逆らう方向（向かう方向）に角度をつけて掘削刃２３に接合される。つまり、掘削刃２３に対して、刃先（先端縁部６３）が起こされ、かつひねりを有して配置構成されており、これにより、軸線ＣＬを中心に回転し、かつロッド１７とともに進行することで、固い地盤にも各掘削爪２５が段階的に抉り、そして削って掘削することとなり、高い掘削・掘進能力を確保できる。
【００３６】
掘削爪２５は、例えば耐衝撃用超硬合金を用いることができる。耐衝撃用超硬合金は、高強度と強靭さ及び硬さに優れ、例えばタングステンカーバイドの粒子をコバルトやニッケルを結合材として製造される。掘削爪２５は、掘削刃２３に対して溶接により固着されるものが好ましいが、交換可能に締結固定などの構成としてもよい。掘削爪２５の形状は、剣先ビット、平ビット等の任意のものとすることができるが、先端縁部６３については、真直に形成され、上記したように放射線６５上に重なることとする。
【００３７】
以上の構成により、従来工法は土質に応じてビット１９を変更する必要があったが、上記ビット１９は、従来に比べより広範囲な土質に対して掘削が可能となり、かつ掘削土を上方に殆ど移動させることなく、側方へ圧密するように作用させることが可能となる。
【００３８】
ビット基板２１には軸線ＣＬと同軸となって下端面から下方へ突出する吐出管３９が突設され、吐出管３９の突出先端に吐出口４１が開口される。つまり、吐出口４１は、ビット１９の中央において、掘削刃２３の接合位置よりも下方まで伸びている。本実施形態では、吐出管３９の形状を、外周面にテーパーを備えた円錐台形状としている。従来のビット１９はビット基板２１の下端面と同レベルに吐出口４１があり、横から進入してくる掘削土に対しても障壁がなく詰まりやすかった。これに対し、本構成は、吐出管３９を下端面から垂下させ、外周面にテーパーを備えることで、横から吐出口４１に入ろうとする掘削土の進入を阻止することができる。
【００３９】
また、吐出管３９の吐出口４１は、吐出管３９の突出先端側から奥まった位置で開口されている。これにより、吐出口４１の周囲には段部が形成される。この段部には、築造コラム用充填材６９（図８参照）の吐出圧力により開放するゴム弁（図示略）が設けられている。ゴム弁は、段部の小径側が座面となることで、掘削土の進入圧力に対しては高い対抗力を有し閉鎖を保つ一方、築造コラム用充填材６９の吐出する圧力によっては容易に開放が可能となっている。
【００４０】
次に、上記構成を有するコラム築造装置１１の作用を説明する。
コラム築造装置１１では、掘削刃２３が３枚となることで、掘削時の抵抗が分散され、ビット１９の劣化が低減される。掘削刃２３の形状が直角三角形状となることで、先端が鋭角の三角形となり、掘進力が高められる。また、各掘削刃２３に掘削爪２５をそれぞれ設けることで、劣化が掘削爪２５に集中し、掘削爪２５のみの交換で掘削能力を回復させることができ、経済性が高まる。それぞれの掘削刃２３に設けられている掘削爪２５は、掘削刃２３の先端からの距離或いはビット基板２１からの高さ及び中心（軸線ＣＬ）からの距離が全て異なるので、固い地盤にも段階的にかつ効果的に掘削が可能となる。掘削刃２３がビット基板２１の下端面に固定されるので、掘削刃２３がロッド径よりも外側にはみ出さず、コラム４３の出来形に影響を与えることがない。その結果、掘削性能が高まり、また、劣化し難くなり、どのような土質の地盤に対しても１種類のビット１９で対応が可能となる。
【００４１】
また、コラム築造装置１１では、吐出管３９がビット基板２１の下端面から突出し、その突出先端に吐出口４１が開口するので、下端面に当たった掘削土が吐出口４１に入り難くなる。これにより、吐出口４１が掘削土で詰まることが抑制され、築造コラム用充填材６９のスムースな吐出が可能となる。その結果、下端面に当たった掘削土が吐出管３９に阻まれ吐出口４１に進入することを防止でき、さらに吐出管３９の外形を円錐台形状としたことで吐出管３９とビット基板２１とが鈍角での接続となって、このことからも掘削土の進入を防止し、掘削土等の逆流や詰まりを抑制して、充填材をスムースに充填できる。また、築造コラム用充填材６９への切削土の混入を抑制できる。
【００４２】
また、本実施形態に係るコラム築造装置１１では、ロッド１７の上半部がストレート部４９となり、下半部が先端に向かって細くなるテーパーロッド４７よりなるテーパー部５１となる。ロッド１７は、掘削時に、テーパーロッド４７のテーパー面により掘削孔４６内面を周辺地盤側へ押し付けることができる。これにより、掘削孔４６内面が押し固められ、掘削孔４６内面の崩落が無くなる。従って、しっかりした築造が行え、高品質なコラム４３を得ることができる。
また、テーパー面に続けてストレート部４９を備えることにより、押し固め後の掘削孔４６内面がストレート部４９により均され、掘削孔４６の形状が欠損無く高精度に掘削内径を維持可能となる。そして、その形でのコラム築造が行える。
さらに、テーパーロッド４７による押し固め、及びストレート部４９による均しにより、オーガ１５を引き抜く際にも、掘削孔４６内面の崩れが抑制されるので、穿った形状を保持でき、築造されたコラム４３の形状安定性が向上する。
また、掘削孔４６により築造された支持体としてのコラム４３は、鉛直支持力Ｆｖを、周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパーロッド４７におけるテーパー面による大きな摩擦力と、で得ることができ、従来の杭等に比べ鉛直支持力Ｆｖを向上させることができる。
【００４３】
また、このコラム築造装置１１では、掘削爪２５が、掘削刃２３の略垂直な板面２３ａに対し掘削方向Ｄに向かうように傾斜して固定される。これにより、掘削爪２５の先端縁部６３が、地盤に向かって最初に食い込み、掘削を進めることとなって、掘削力が向上する。また、掘削爪２５は、先端縁部６３がビット１９の回転中心（軸線ＣＬ）からの放射線６５上に重なる位置に配置される。すなわち、掘削爪２５は、ビット１９の外周円の接線に直角な向きで配置される。これにより、回転して掘削する際に、掘削爪２５は、放射線６５方向の幅方向、すなわち先端縁部６３が均等に地盤に接し、ロッド１７の回転に伴い地盤に対して抉るように作用して効率よく地盤を掘削できる。このことからも掘削力が向上する。さらに、各掘削爪２５は、掘削刃２３に対して高さを変えて固定されるので、段階的に掘進方向へと掘削することが可能となり、高い掘削・掘進能力が確保される。その結果、固い地盤に対しても掘削力を向上させることができる。
【００４４】
そして、このコラム築造装置１１では、テーパー部５１を有することで掘進方向に対して拡径するように掘進して掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、掘削力を向上させることができ、しかも、鉛直支持力Ｆｖの大きいコラム４３を築造できる。
【００４５】
また、このコラム築造装置１１では、回転中心（軸線ＣＬ）から２番目に離間する掘削爪２５（５７）が、掘削刃２３先端よりも延出、すなわち掘進方向に突出する。掘削方向に向かうように傾斜した掘削力の高い掘削爪２５が、掘削刃２３よりも先に地盤を掘削し掘進することにより、掘削力が向上する。また、回転中心（軸線ＣＬ）から２番目に離間する掘削爪２５（５７）を最も突出させることにより、回転中心（軸線ＣＬ）から１番目の掘削爪２５を突出させる場合よりも一回転あたりの掘削量を増やして掘進速度を速くすることが可能となる。さらに、この２番目の掘削爪２５（５７）が先行して掘進することにより各掘削爪２５のそれぞれの先端縁部６３における偏った摩耗が減り、そのため掘進力が増し、また掘進継続時間を延ばすことが可能となる。
【００４６】
また、ビット１９は、１番目の掘削爪２５の突出長を２番目の掘削爪２５よりも短くすることにより、掘削孔４６の回転中心を含む断面における先端の断面形状が、図１１（ａ）に示すように碗状に凹む、別言すると掘削孔４６の先端である底部の中央に凸部４６ａを残す形状となる。この掘削孔４６にコラム４３が築造されることにより、築造されたコラム４３は、先端中央が凹状に形成され、凹部４３ａを有する凹状先端形状となる。これにより、コラム４３は、支持体としての鉛直支持力Ｆｖを、上記の周辺地盤側に対する鉛直側面の摩擦力と、テーパー面による摩擦力と、に加え、図１１（ｂ）に示す凹状先端形状によっても増やすことができ、掘削孔４６の底部に支えられるように築造され、従来の杭等に比べさらに大きい鉛直支持力Ｆｖを得ることができる。その結果、掘削力をさらに向上させることができる。
【００４７】
次に、上記のコラム築造装置１１を用いた本発明に係るコラム置換築造方法の手順を説明する。
図７（ａ）はロッド１７を位置合わせする工程図、（ｂ）は掘進時の工程図、図８（ａ）は置換底位置に達したオーガ１５を所定時間回転させる先端形状安定化工程及び再度置換底位置に戻す上下動工程の工程図、（ｂ）は築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程の工程図、図９（ａ）はコラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整する仕上げ工程の工程図、（ｂ）はコラム４３の築造が完了した工程図、図１０は縦軸を深さ、横軸を時間としたコラム築造手順の工程説明図、図１１（ａ）は掘削孔４６の先端部分の側断面図、（ｂ）は築造されたコラム４３の側面図である。
【００４８】
本実施形態に係るコラム置換築造方法は、図１０に示すａ〜ｆの工程を有する。すなわち、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら同位置でオーガ１５を所定時間回転させた後に築造コラム用充填材６９を吐出する先端形状安定化工程ｂと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を一旦引上げた後にオーガ１５を再度置換底位置に戻す上下動工程ｃと、コラム４３の置換底位置に達したら築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を同位置で回転させる先端仕上げ工程ｄと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００４９】
このコラム置換築造方法では、図７に示すように、オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度、例えば０．５〜３．０ｍ／分の速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。これにより、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度までオーガ１５を回転圧入する。コラム４３の置換底位置に達したら、同位置で所定時間オーガを回転させて、先端形状を安定させる。具体的には、同位置で３０〜６０秒程度回転させて先端形状を安定させる。
【００５０】
その後、図８（ａ）に示すように、築造コラム用充填材６９を吐出しながら一旦所定距離だけオーガ１５を引上げ、再度、オーガ１５を置換底位置に戻して、同位置で回転させる。具体的には、０．２〜０．５ｍ程度引上げ、流量計で充填材の吐出を確認した上で、再度置換底位置に戻す。このときのオーガ１５の昇降速度は、掘進時と同程度の０．５〜３．０ｍ／分の速度とする。
【００５１】
次いで、図８（ｂ）に示すように、築造コラム用充填材６９を掘削孔４６内に吐出しながらオーガ１５を引上げる。引上げ時は、築造コラム用充填材６９をオーガ１５の吐出口４１から吐出し、対象地盤を混入、撹拌せずにオーガ１５を回転させて速度０．５〜１．５ｍ／分で引上げる。コラム４３の置換予定上端位置の手前、例えば置換予定上端位置の−１．０ｍ〜−０．５ｍに達したら、図９（ａ）に示すように、築造コラム用充填材６９の吐出を停止させ、仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを確認・調整する。
【００５２】
その結果、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、上下動工程ｃ、先端仕上げ工程ｄ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、図９（ｂ）に示すように、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく充填することができる。これに加え、図１１（ａ）に示すように、コラム４３の先端形状を定着させ、掘削土の混入をより確実に削減できる。その結果、確実に築造コラム用充填材６９を吐出して、図９（ｂ）に示す地中最下端の先端から地面４５の上部まで品質の高いコラム４３を築造でき、さらに、テーパーロッド４７に相当する位置に、テーパーＴを有する高品質なコラム４３を得ることができる。
なお、コラム４３の先端形状は地盤の土質や掘削状況等により、図１１（ｂ）に示す形状とは異なる形状となる場合もある。
【００５３】
次に、ストレート部のみのコラムとテーパー部５１を有するコラムの沈下量を比較測定した結果を説明する。
図１２はストレート部のみの従来型のコラムと、テーパー部５１を有する本発明のコラムの載荷試験結果を表す説明図である。
試験は、比較対象であるストレート部のみの従来型のコラム（補強体）では、直径を３００ｍｍ、ロッドの全長を１５６０ｍｍとした。また、本発明のテーパー部５１を有するコラム４３では、上端外径を３００ｍｍ、下端外径を２５０ｍｍとし、ロッドの全長を３２００ｍｍ、テーパー部５１を２０００ｍｍ、ストレート部を１０００ｍｍとした。
異なる試験場で異なる長さの補強体（コラム）に対し、荷重を加え、３０ｍｍ沈下時の荷重量を測定した。その結果、図１２に示すように、何れの試験場、何れの補強体長においても、テーパーロッド４７を備える補強体（コラム４３）の鉛直支持力がストレートのみの形状の補強体と比べて１．３〜約２倍となり十分に上回ることが知見できた。
なお、図１２中、※１は、補強体頭部沈下が３０ｍｍ未満で極限に達したため、最大荷重を採用した。※２は、テーパー形状、ストレート形状のいずれか、または両方を３０ｍｍ未満の最大荷重で比較した。  
【００５４】
次に、築造コラム用充填材６９について説明する。
図１３（ａ）は築造コラム用充填材６９の高炉セメントＢ種の場合の配合例を表とした説明図、（ｂ）はユースタビラー５０の場合の配合例を表とした説明図である。
築造コラム用充填材６９は、主成分に、高炉セメントＢ種（Ｃ）と、分散材（Ｋ）及びブリーディング低減材（Ｂ）からなる混和材と、水（Ｗ）と、を有し、水セメント比（（Ｗ＋Ｂ＋Ｋ）／Ｃ）が、８０〜１２０％、ブリーディング低減材セメント比（Ｂ／Ｃ）が、５．０〜９．０％、分散材セメント比（Ｋ／Ｃ）が、１．０〜２．５％であり、かつ水、分散材、ブリーディング低減材、高炉セメントＢ種の順で混合撹拌されてなる。
また、築造コラム用充填材６９は、上記高炉セメントＢ種に代えてユースタビラー５０とした場合には、主成分に、ユースタビラー５０（Ｃ）と、分散材（Ｋ）及びブリーディング低減材（Ｂ）からなる混和材と、水（Ｗ）と、を有し、水セメント比（（Ｗ＋Ｂ＋Ｋ）／Ｃ）が、８０〜１２０％、ブリーディング低減材セメント比（Ｂ／Ｃ）が、３．０〜７．０％、分散材セメント比（Ｋ／Ｃ）が、１．０〜２．５％であり、かつ水、分散材、ブリーディング低減材、ユースタビラー５０の順で混合撹拌されてなる。
【００５５】
なお、築造コラム用充填材６９は、施工性を確保できる配合とすることが望ましい。この場合、築造コラム用充填材６９は、図１３（ａ）及び（ｂ）の表に示すように、水セメント比を８０％、９０％、１００％、１２０％の４配合とすることが好ましい。
【００５６】
また、築造コラム用充填材６９の主たる配合は、セメントが高炉セメントＢ種またはユースタビラー５０（商品名：宇部三菱セメント株式会社）、ブリーディング低減材がベントナイト、分散材がポリカルボン酸系高分子化合物であり、水セメント比に応じた最適配合量を実験により決定した。その結果を、セメントが高炉セメントＢ種の場合を図１３（ａ）、セメントがユースタビラー５０の場合を図１３（ｂ）に示す。
また、築造コラム用充填材６９を撹拌する際は、必ず「水」＋「分散材」＋「ブリーディング低減材」＋「セメント」の順で混合撹拌する。これにより、各材料の性能が十分に発揮されることが実験により実証されている。
築造コラム用充填材６９は、上記以外にもブリーディング低減及び施工性向上の効果がある混和材を使用してもよい。
【００５７】
築造コラム用充填材６９では、それぞれの混和材の性能が充分に発揮され、ブリーディング現象等によるコラム頭レベルの下がりが抑制される。水セメント比を８０〜１２０％とし、配合（撹拌）の順番を、水、分散材、ベントナイト、セメントとすることで、ブリーディング率（コラム全長に対するコラム頭レベルの下がり）が２．０％以下に低減可能となる。
【００５８】
次に、上記のコラム築造装置１１を用いたコラム置換築造方法の変形例を説明する。なお、以下に説明する変形例については図示を省略するが、上述した図１０を用いた方法及び工程を参照し、符号を用いて説明する。
この変形例１に係るコラム置換築造方法は、上記したコラム置換築造方法において、先端形状安定化工程（図１０中ｂ）、上下動工程（図１０中ｃ）を含まない例であり、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を同位置で回転させる先端仕上げ工程ｄと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００５９】
この変形例１に係るコラム置換築造方法では、オーガ１５の先端中心を、築造するコラム４３の軸線に位置に合わせする。オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。具体的には、オーガ１５を正回転させながら、速度０．５〜３．０ｍ／分で、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度まで回転圧入する（掘進工程ａ）。
【００６０】
所定深度に達したら、オーガ１５を回転させながら築造コラム用充填材６９を吐出開始し、その状態を所定時間（３０〜６０秒）保持する（先端仕上げ工程ｄ）。
【００６１】
次いで、オーガ１５を回転させ、築造コラム用充填材６９を吐出させながらオーガ１５を引上げる（充填工程ｅ）。具体的には、４５〜８５リットル／の流量で築造コラム用充填材６９を吐出しながら、またはそのまま対象地盤を混入・撹拌せずに、オーガ１５を速度０．５〜１．５ｍ／分で引上げる。
【００６２】
吐出口４１がコラム４３の置換予定上端位置となる手前で吐出を停止し、引上げる。オーガ１５を引上げた後、必要に応じてコラム４３の仕上り面まで築造コラム用充填材６９を補充する（仕上げ工程ｆ）。具体的には、コラム４３の置換予定上端位置の−１．０ｍ〜−０．５ｍに達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させる。仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを確認・調整した後に、再びオーガ１５を逆回転または正回転で引上げる。これにより、掘削土の混入なく安定した品質で地盤土を置換したコラム４３の築造が完了する。
【００６３】
次に、上下動工程（図１０中ｃ）、先端仕上げ工程（図１０中ｄ）を含まない変形例２に係るコラム築造手順を説明する。
この変形例２に係るコラム置換築造方法は、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら同位置でオーガ１５を所定時間回転させた後に築造コラム用充填材６９を吐出する先端形状安定化工程ｂと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００６４】
この変形例２に係るコラム置換築造方法では、オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。これにより、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度までオーガ１５を回転圧入する。ロッド１７のビット１９がコラム４３の置換底位置に達したら、同位置で所定時間回転させて先端形状を安定（定着）させる。その後、吐出口４１から築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる。吐出口４１がコラム４３の置換予定上端位置となる手前で吐出を停止し、引上げる。オーガ１５を引上げた後、必要に応じてコラム４３の仕上り面まで築造コラム用充填材６９を補充する。
【００６５】
その結果、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく充填することができるのに加え、先端形状を定着させ、掘削土の混入しない品質の高いコラム４３を築造できる。
【００６６】
次に、先端仕上げ工程（図１０中ｄ）を含まない変形例３に係るコラム築造手順を説明する。
この変形例３に係るコラム置換築造方法は、ロッド１７の下端にビット１９を有したオーガ１５を回転させて掘削土を側方地盤へ圧入することで周辺地盤を圧密しながら所定の深度まで回転圧入する掘進工程ａと、コラム４３の置換底位置に達したら同位置でオーガ１５を所定時間回転させた後に築造コラム用充填材６９を吐出する先端形状安定化工程ｂと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を一旦引上げた後にオーガ１５を再度置換底位置に戻す上下動工程ｃと、築造コラム用充填材６９を吐出しながらオーガ１５を引上げる充填工程ｅと、コラム４３の置換予定上端位置の所定距離手前に達したら築造コラム用充填材６９の吐出を停止させて仕上り面が置換予定位置となるように築造コラム用充填材６９の上面レベルを調整した後に再びオーガ１５を回転させながら引上げる仕上げ工程ｆと、を含む。
【００６７】
この変形例３に係るコラム置換築造方法では、オーガ１５を回転させながら隣のコラム４３に影響を及ぼさない速度で、掘削土を、上方へ移動させずに側方地盤へ圧入する。これにより、周辺地盤を強固に圧密しながら所定の深度までオーガ１５を回転圧入する。ロッド１７のビット１９がコラム４３の置換底位置に達したら、同位置で所定時間回転させて先端形状を安定（定着）させる。その後、所定距離だけオーガ１５を引上げ、吐出口４１から築造コラム用充填材６９を吐出しながら一旦置換底位置に戻して回転させる。そのままオーガ１５を引上げる。吐出口４１がコラム４３の置換予定上端位置となる手前で吐出を停止し、引上げる。オーガ１５を引上げた後、必要に応じてコラム４３の仕上り面まで築造コラム用充填材６９を補充する。
【００６８】
その結果、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、上下動工程ｃ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく充填することができるのに加え、掘削土の混入をより確実に削減でき、さらに確実に築造コラム用充填材６９を吐出して、先端から上部まで品質の高いコラム４３を築造できる。
【００６９】
従って、本実施形態に係るコラム築造装置１１によれば、土質を選ばず、掘削土が混入しない安定した品質のコラム４３を築造することができる。これに加え、ロッド１７のテーパー部５１によって掘削時の側方への土圧を増加させることができるとともに、テーパーを有する形状により鉛直支持力Ｆｖの大きいコラム４３を築造できる。
【００７０】
また、本実施形態に係るコラム置換築造方法によれば、掘進工程ａ、先端形状安定化工程ｂ、上下動工程ｃ、先端仕上げ工程ｄ、充填工程ｅ、仕上げ工程ｆによって、地面４５まで築造コラム用充填材６９を過不足なく安定した形状で充填できる。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る築造コラム用充填材６９によれば、ブリーディング率を２．０％以下まで低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１１…コラム築造装置
１７…ロッド
２３…掘削刃
２３ａ…板面
２５…掘削爪
４５…地面
４７…テーパーロッド
４９…ストレート部
５７…掘削爪（第２掘削爪）
６１…傾斜辺部
６３…先端縁部
６５…放射線
ＣＬ…軸線（回転中心）
Ｄ…掘削方向
ｄ１，ｄ２，ｄ３…距離
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に立てられて軸線回りに回転される略円筒状のロッドと、ロッドの下端となる先端に設けられ、掘削刃及び掘削爪を備えたビットとを備え、
前記ロッドは、先端に向かって細くなるテーパー形状のテーパーロッドを下半部に具備し、テーパーロッドの上端には、テーパーロッドの上端における外径を直径とするストレート部が接続されてロッドの上半部を構成し、
前記ビットは、軸線を中心とした円周方向に略等間隔で三枚とされて直交２辺部の一方が軸線に沿って配置されるとともに互いに接合され、先端を鋭角の三角形状とした前記掘削刃と、各掘削刃のそれぞれの略垂直な板面に対し、掘削方向に先端が向かうように傾斜して固定されるとともに、先端縁部が回転中心からの放射線上に重なる位置とされ、かつ、先端縁部が掘削刃の傾斜辺部から突出し、軸線から異なる距離及び各掘削刃に対し高さを変えて固定される掘削爪と、を備え、軸線から２番目に離間する掘削爪が、掘削刃の先端よりも掘進方向に突出し、
前記ビットを構成する前記掘削刃及び前記掘削爪の外周縁部が前記ロッドを構成するテーパーロッド下端の外周よりも外側にはみ出さないようにしたことを特徴とするコラム築造装置。