(57)【要約】【課題】木材などの芯材を用いてソイルコラムを形成する場合であっても、芯材の浮き上がりを防止するとともに、浮き上がりによって芯材が軸線とずれないようにする。【解決手段】掘削孔６１に固化剤スラリー６２を注入し、木材からなる芯材５１を当該固化剤スラリー６２内に挿入する場合において、掘削孔６１の外側の地面に設置されるベース２１部と、ベース２１部の内側に設けられ、固化剤スラリー６２に挿入される芯材５１を内側に挿入しうる内壁部３１と、前記内壁部３１に、前記芯材５１の側面に設けられた突起を挿入しうる挿入部３２とを設け、芯材５１の突起部５２を挿入部３２を介して挿入した後、当該芯材５１を軸方向に回転させることによって突起部５２を前記内壁の下部に当接させる芯材挿入具１を用いる。【選択図】図１
2011012450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に形成された掘削孔に固化剤スラリーを注入し、その後、木材からなる芯材を当該固化剤スラリー内に挿入する際に使用される芯材挿入具であって、
掘削孔の外側の地面に設置されるベース部と、
当該ベース部の内側に設けられ、前記固化剤スラリーに挿入される芯材を内側に挿入しうる内壁部と、
前記内壁部に、前記芯材の側面に設けられた突起を挿入しうる挿入部とを形成し、
前記芯材の突起部を挿入部を介して挿入した後、当該芯材を軸方向に回転させることによって突起部を前記内壁の下部に当接させるようにした芯材挿入具。
【請求項２】
前記内壁部の下部を地面よりも上方に浮かした状態で設けた請求項１に記載の芯材挿入具。
【請求項３】
前記ベースと内壁部との間を間欠的に連結部で連結した請求項１に記載の芯材挿入具。
【請求項４】
地盤に形成された掘削孔に固化剤スラリーを注入し、その後、棒状の芯材を当該固化剤スラリー内に挿入するソイルコラムの形成方法において、
前記芯材の側面の一部に突起を設ける工程と、
掘削孔の外側の地面に設置されるベース部、および、当該ベース部の内側に設けられ、前記固化剤スラリーに挿入される芯材を内側に挿入しうるように形成された内壁部、および、前記内壁部に前記芯材の側面に設けられた突起を挿入しうる挿入部とを設けた芯材挿入具を掘削孔に設置する工程と、
前記芯材の突起部を挿入部を介して挿入した後、当該芯材を軸方向に回転させることによって突起部を前記内壁の下部に当接させて固定する工程とを備えてなることを特徴とするソイルコラムの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物などの構造物を支持する地盤の補強方法に関するものであり、より詳しくは、地面に柱状の掘削孔を形成し、そこに木材などからなる芯材を有するセソイルコラムを形成する方法およびそれに使用される器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地盤を補強して建造物の基礎固めをする方法としてソイルコラムを形成する方法がある。このソイルコラムは、地面に形成された掘削孔にセメントミルクや固化剤などを混合し、それを固化させて地盤を補強するものである。このソイルコラムを形成する方法について図６を用いて説明する。
【０００３】
まず、地盤の補強を行う場合、掘削撹拌装置を用いる。この掘削撹拌装置は、ロッド８１の先端に掘削翼８２や撹拌翼、固定翼などを備えて成るもので、そのロッドを回転させることによっって地盤に掘削孔を設け、そこにセメントミルクなどからなる固化剤スラリーを注入していくものである。この掘削撹拌装置を用いて掘削孔を形成する場合、地盤に対してロッド８１を垂直に起立させた状態で（図６（ａ））、ロッド８１を正方向に回転させながら掘削し、所定量の固化剤スラリーを先端から吐き出して掘削および撹拌を行っていく（図６（ｂ））。そして、掘削翼８２が所定の深度に達したら（図６（ｃ））掘削および固化剤スラリーの吐き出しを停止し、今度は、ロッド８１を逆方向に回転させて、所定の速度で撹拌して引き抜きと撹拌を行っていく（図６（ｄ））。そして、次に、ロッド８１を正方向に回転させながら所定の速度で掘削方向に撹拌し（図６（ｃ））、所定の深度に再度到着した後に、再び、ロッド８１を逆方向に回転させながら所定の速度で引き抜いてソイルコラムを形成する（図６（ｅ））。
【０００４】
ところで、このようなソイルコラムを形成する場合、木材などからなる芯材を用いてソイルコラムを形成する方法などが提案されている。
【０００５】
例えば、下記の特許文献には、地盤を掘削しながら固化剤スラリーを注入してソイルコラムを形成するとともに、その固化剤スラリーが固化する前に木材や竹材からなる芯材を挿入する方法が開示されている（特許文献１〜特許文献３）。このうち、特許文献２には、その芯材をコイルソラムの底部から若干浮かした状態として、芯材にかかる荷重を底部で分散させるように工法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、固化剤スラリーと芯材とを確実に付着させるように、芯材の周囲に一定間隔おきにバンド状の金具を取り付け、また、このバンド状金具の外側に向けた放射状の抵抗翼を取り付けることによって抵抗を増すようにした構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２６９４５５号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１４８０号公報
【特許文献３】特開２００７−００２５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような芯材を掘削孔の固化剤スラリーに挿入する方法では次のような問題がある。
【０００９】
すなわち、固化剤スラリーに芯材を挿入する場合、その芯材を掘削孔の中心位置に合わせて挿入しなければならず、人間が中心位置を確認しながら芯材を挿入する方法など、作業性の悪い方法でしか位置合わせをすることができなかった。また、芯材として木材などを用いる場合、その芯材の浮力によって芯材が固化剤スラリーから浮き上がってしまい、固化剤スラリーの下端部分に空洞が形成されてしまってコイルソラムの強度が著しく低下してしまう可能性があった。さらには、芯材を挿入した後、固化剤スラリーが固化するまでの間、芯材を固定しておく必要があるが、その際、仮に掘削撹拌装置や杭打ち機などを用いて芯材を挿入すれば、固化剤スラリーが固化するまでその掘削撹拌装置や杭打ち機を使用しなければならず、作業効率が著しく悪くなってしまうという問題も生ずる。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、木材などの芯材を用いてソイルコラムを形成する場合であっても、芯材の浮き上がりを防止して空洞を生じないようにするとともに、浮き上がりによって芯材が軸線とずれてしまうことがないような工法およびそれに用いられる治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、地盤に形成された掘削孔に固化剤スラリーを注入し、その後、木材からなる芯材を当該固化剤スラリー内に挿入する際に使用される芯材挿入具であって、掘削孔の外側の地面に設置されるベース部と、当該ベース部の内側に設けられ、前記固化剤スラリーに挿入される芯材を内側に挿入しうる内壁部と、前記内壁部に、前記芯材の側面に設けられた突起を挿入しうる挿入部とを設け、前記芯材の突起部を挿入部を介して挿入した後、当該芯材を軸方向に回転させることによって突起部を前記内壁の下部に当接させるようにしたものである。
【００１２】
このようにすれば、木材などからなる芯材を挿入する際に、掘削孔の中心位置に位置決めした状態で挿入することが容易となり、芯材の位置ずれを防止することができるとともに、芯材が浮力で浮き上がろうとした場合であっても、内壁部の下端に芯材の突起部を当接させることによって、浮き上がりを防止することができるようになる。
【００１３】
また、このような発明において、前記内壁部の下部を地面よりも上方に浮かした状態で設けるようにする。
【００１４】
このようにすれば、固化剤スラリーが固化してしまった場合であっても、内壁部が地面よりも上方に設けられているので、内壁部が固化剤スラリーに埋まってしまうことがなくなり、その後、芯材挿入具を容易に取り除くことができるようになる。
【００１５】
さらに、前記ベースと内壁部との間を連結部によって間欠的に連結し、内側に空間を形成する。
【００１６】
このようにすれば、ベースと内壁部との間に空間を形成することによって、挿入時に掘削孔から大量に溢れ出た固化剤スラリーをその空間から逃がすことができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、地盤に形成された掘削孔に固化剤スラリーを注入し、その後、木材からなる芯材を当該固化剤スラリー内に挿入する際に使用される芯材挿入具であって、掘削孔の外側の地面に設置されるベース部と、当該ベース部の内側に設けられ、前記固化剤スラリーに挿入される芯材を内側に挿入しうる内壁部と、前記内壁部に、前記芯材の側面に設けられた突起を挿入しうる挿入部とを設け、前記芯材の突起部を挿入部を介して挿入した後、当該芯材を軸方向に回転させることによって突起部を前記内壁の下部に当接させるようにしたので、木材などからなる芯材を挿入する際に、掘削孔の中心位置に位置決めした状態で挿入することが容易となり、芯材の位置ずれを防止することができるとともに、芯材が浮力で浮き上がろうとした場合であっても、内壁部の下端に芯材の突起部を当接させることによって、浮き上がりを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態を示す芯材挿入具の外観斜視図
【図２】同形態における芯材挿入具の平面図
【図３】同形態における芯材挿入具のＡ−Ａ断面図
【図４】同形態における芯材を挿入する工程を示す図
【図５】同形態における芯材と内壁部との当接状態を示す図
【図６】従来におけるソイルコラムを形成する状態を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態における芯材挿入具１は、地盤７を補強するためのコイルソラムを形成する際に使用されるものであって、セメントミルクや固化剤からなる固化剤スラリー６２を注入した掘削孔６１に芯材５１を位置決めして挿入するとともに、その挿入された芯材５１の浮き上がりを防止して固化剤スラリー６２内に空洞ができるのを防止できるようにしたものである。以下、本実施の形態における芯材挿入具１について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
この芯材挿入具１は、図１に示すように、円筒状のベース２１と内壁部３１とを基本的に備えて構成される。
【００２１】
このうち、ベース２１は、掘削孔６１の外周外側に設置される筒状の金属部材で構成されるものであって、起立した状態で地面に設置される。このベース２１は金属などのような比較的重量のある部材で構成され、芯材５１の浮力を押さえるようにするものであるが、必ずしも金属だけでなく芯材５１の浮き上がりを防止できるような荷重を有し、しかも、比較的廉価なものを用いるとよい。
【００２２】
このベース２１の下方には、脚部２２が複数本設けられており、この脚部２２を地面に立設させ、もしくは、地面に押し込むようにして埋設させる。この脚部２２を地面に押し込む場合、ベース２１の側面に取り付けられた把手２３を用いて地面に押し込むようにする。この脚部２２を地面に押し込む場合は、脚部２２が地面に隠れるようにすべてを地面に押し込むようにしても良いが、好ましくは、図４に示すように、ベース２１の下端と地面との間に隙間２０を有するように埋め込むとよい。このように隙間２０を有するように埋め込めば、芯材５１を挿入する際に固化剤スラリー６２が掘削孔６１から溢れ出た場合であっても、その地面との隙間２０から固化剤スラリー６２を外部に流出させることができるようになる。
【００２３】
一方、内壁部３１は、図２などに示すように、ベース２１の内側にあって掘削孔６１よりも内径の小さな中空部３０を形成するものであって、この中空部３０によって芯材５１を内側に挿入できるように構成する。この内壁部３１は、その下端部３３がベース２１の下端部２４よりも上方に位置するように設けられており、これによって、仮に固化剤スラリー６２が掘削孔６１から溢れ出た場合であっても内壁部３１までその固化剤スラリー６２が到達しにくいようにしている。すなわち、固化剤スラリー６２が内壁部３１まで到達して内壁部３１を覆ってしまうと、固化剤スラリー６２が固化してしまった場合に、その芯材挿入具１が固化したセメントで覆われて取り除けなくなってしまう。このため、内壁部３１をベース２１から若干持ち上げた状態で位置させて、容易に取り除けるようにしている。
【００２４】
また、この内壁部３１には、芯材５１の挿入方向に沿ったスリット状の挿入部３２が設けられており、ここに、芯材５１の側面に取り付けた突起部５２を挿入できるようにしている。この突起部５２は、芯材５１の側面の一部に取り付けられるものであって、中空部３０の内壁よりの外側にはみ出すようにして芯材５１に取り付けられる。この芯材５１を中空部３０に挿入する際は、その突起部５２を挿入部３２に位置させた状態で軸方向に挿入するとともに、突起部５２を挿入した後は、その芯材５１を軸方向に回転させてその突起部５２を内壁部３１の下端部３３に当接させる。このとき、芯材５１のほとんどの部分は固化剤スラリー６２に埋設されており、その浮力によって浮き上がろうとするが、突起部５２が内壁部３１の下端部３３に当設しているため、その浮き上がりを防止することができる。
【００２５】
このように構成された内壁部３１は、連結部４１によってベース２１の内側に固定される。この連結部４１は、板状の部材を縦方向に配列して連結するもので、これによって内壁部３１を固定する。このように板状の部材を用いると、仮に、固化剤スラリー６２が掘削孔６１から大量に溢れ出た場合であっても、そのベース２１と内壁部３１との間の隙間からその固化剤スラリー６２を逃がすことができ、これによって溢れ出た固化剤スラリー６２によって芯材挿入具１が持ち上げられないようにしている。すなわち、連結部４１によってその隙間を埋めるような底面状にして設けると、その底面部分の下方から固化剤スラリー６２が当たってしまい、その溢れ出た固化剤スラリー６２によって芯材挿入具１が持ち上げられてしまう。しかしながら、このように連結部４１を縦方向に配列することによって、固化剤スラリー６２が当たった場合であっても、持ち上げ力が生じないようにしている。
【００２６】
次に、このように構成された芯材挿入具１を用いてソイルコラム６を形成する方法について説明する。
【００２７】
まず、地盤改良を行う場合、掘削したい位置にロッドの中心軸を合わせ、この状態でロッドの鉛直性を調整する。そして、鉛直性を調整した後、掘削攪拌装置を正方向（本実施の形態では、進行方向に対して時計回り）に回転させながら掘削していき、定流量の固化剤スラリー６２を先端から吐き出して掘り進めていく。そして、このように掘削を進めていき、所定の深度に達したら、掘削および固化剤スラリー６２の吐き出しを停止し、今度はロッドを逆方向に回転させながら引き抜いていく。
【００２８】
今度は、このように引き抜きや撹拌作業を行った後は、再度、正方向に掘削翼を回転させて掘削方向に掘り進んでいき、固化剤スラリー６２の撹拌を行うとともに、再度引き抜きや撹拌を行った後に、最終的に掘削攪拌装置の引き抜きを行う。このとき、固化剤スラリー６２については、掘削孔６１いっぱいまで注入するのではなく、木材からなる芯材５１を挿入した際に、ちょうど固化剤スラリー６２が掘削孔６１を埋めるような量だけ注入する。
【００２９】
次に、このように掘削孔６１に固化剤スラリー６２を注入した後、その掘削孔６１の開口部分に芯材挿入具１を設置する。この設置を行う際は、内壁部３１の中心位置がちょうど掘削孔６１の中心位置となるように設置し、その状態で把手２３を用いて脚部２２を地面に押し込む。この脚部２２を地面に押し込む場合は、前述の通り、ベース２１との間に少しだけ隙間２０が形成されるような状態にして押し込む。
【００３０】
そして、このように芯材挿入具１を設置した後、今度は、挿入されるべき芯材５１の外周部分に突起部５２を取り付ける。この突起部５２は、浮力による浮き上がりを防止できるようなものであればどのようなものであってもよく、例えば、木片や釘などを用いることができる。この突起部５２を芯材５１の外周に取り付ける場合、掘削孔６１の深度よりも若干浅い深度、すなわち、芯材５１の下端が掘削孔６１の下端に届かないような位置に取り付ける。
【００３１】
そして、このように芯材５１に突起部５２を取り付けた後、芯材挿入具１の上方から芯材５１を挿入していく。このとき、掘削孔６１から固化剤スラリー６２が溢れ出ることになるが、この溢れ出た固化剤スラリー６２は、地面とベース２１の隙間２０や、連結部４１の間の空間を介して逃がすことができる。
【００３２】
そして、芯材５１の突起部５２を芯材挿入具１に位置するまで挿入し、その突起部５２を挿入部３２のスリットに位置合わせするように回転させて、その状態で更に押し込む。そして、押し込んだ後、芯材５１を回転させて、突起部５２の上端部を内壁部３１の下端部３３に当接させる。
【００３３】
このように上記実施の形態によれば、地盤７に形成された掘削孔６１に固化剤スラリー６２を注入し、その後、木材からなる芯材５１を当該固化剤スラリー６２内に挿入する際に使用される芯材挿入具１であって、掘削孔６１の外側の地面に設置されるベース２１部と、当該ベース２１部の内側に設けられ、前記固化剤スラリー６２に挿入される芯材５１を内側に挿入しうる内壁部３１と、前記内壁部３１に、前記芯材５１の側面に設けられた突起を挿入しうる挿入部３２とを設け、前記芯材５１の突起部５２を挿入部３２を介して挿入した後、当該芯材５１を軸方向に回転させることによって突起部５２を前記内壁の下部に当接させるようにしたので、木材などからなる芯材５１を挿入する際に、掘削孔６１の中心位置に位置決めした状態で挿入することが容易となり、芯材５１の位置ずれを防止することができるとともに、芯材５１が浮力で浮き上がろうとした場合であっても、内壁部３１の下端に芯材５１の突起部５２を当接させることによって、浮き上がりを防止することができるようになる。
【００３４】
また、内壁部３１の下部を地面よりも上方に浮かした状態にしたので、溢れた固化剤スラリー６２が固化してしまった場合であっても、内壁部３１が地面よりも上方に設けられているので、内壁部３１が固化剤スラリー６２に埋まってしまうことがなくなり、その後、芯材挿入具１を容易に取り除くことができるようになる。また、内壁部３１の下部を上方に浮かしているため、所望の位置で芯材５１を固定したい場合、地面から浮いている内壁部３１の下部との間に釘などを打ち込み、これを内壁部３１の下部に当接させて芯材５１の浮き上がりを防止することができる。
【００３５】
さらに、ベース２１と内壁部３１との間を連結部４１によって間欠的に連結し、内側に空間を形成するようにしたので、挿入時に掘削孔６１から大量に溢れ出た固化剤スラリー６２をその空間から逃がすことができるようになる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３７】
例えば、上記実施の形態では、ベース２１として円筒状のベース２１を用いて説明したが、内壁部３１を支持することのできるようなものであればどのような形状のものを用いてもよい。
【００３８】
さらに、上記実施の形態では、内壁部３１としてスリット状の挿入部３２を有する円筒状のものを用いたが、これに限らず、角状の芯材５１を挿入する場合は、その角材の形状に合わせたものであってもよい。また、このとき、スリット状の挿入部３２を設けるようにしているが、内壁部３１を地面から若干浮かした状態として、所望の位置で釘などを打ち込むなどして突起部５２を形成し、これによって芯材５１の浮き上がりを防止できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・芯材挿入具
２０・・・隙間
２１・・・ベース
２２・・・脚部
２３・・・把手
２４・・・下端部
３０・・・中空部
３１・・・内壁部
３２・・・挿入部
３３・・・下端部
４１・・・連結部
５１・・・芯材
５２・・・突起部
６・・・ソイルコラム
６１・・・掘削孔
６２・・・固化剤スラリー
７・・・地盤
【図１】
2011012450.tif 000003
【図２】
2011012450.tif 000004
【図３】
2011012450.tif 000005
【図４】
2011012450.tif 000006
【図５】
2011012450.tif 000007
【図６】
2011012450.tif 000008