(57)【要約】      （修正有）【課題】周知砕石杭による地盤強化工法は、砕石投入時間が長く、かつ砕石の掘削穴への充填量も地盤の軟弱度に大きく左右され、しかも地表部分の地盤では所定のＮ値を得る煩雑な工程等、コストのかかる作業を施す必要があった。【解決手段】砕石杭による地盤補強工法において、掘削穴１の開口端に設置した砕石投入ホッパーＨに砕石杭の所定強度の砕石Ｓの充填量を供給しておき、ドリルＤの逆回転で底面から開口端まで制御した回転数と引き上げ速度で砕石Ｓをほぼ連続的に供給しながら締固める工程を繰り返し行うことにより地盤を補強し、並びに砕石杭２頭部周辺の地盤に適度の長さの砕石杭頭部補強パイプを差し込み、次ぎに特殊打設冶具を載せ、該冶具に打撃を加えて上記パイプを砕石杭２頭部の地盤に約４００ｍｍ程度を差し込み、軟弱地盤と砕石杭頭部とを確実に分断して所定の強度を砕石杭頭部でも確実に得ることができる地盤補強工法と、そのための打設治具。【選択図】図１
2011163098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砕石杭による地盤補強工法において、ドリルを地盤に向けて正回転して下降し掘削穴を底面まで穿設し、次にドリルを引き抜き、該掘削穴の開口端に砕石投入ホッパーを設置し、該ホッパーからドリルを底面まで降下し、次に該ホッパーに上記掘削穴に砕石を所定固さに必要な量位の砕石を充填し、その後にドリルを底面から引き上げる速度と砕石杭の固さとドリルの逆回転数をコントロールしながら掘削穴の開口まで行って砕石を締固めながら砕石杭をほぼ連続的に構築したことを特徴とする砕石杭による地盤補強工法。
【請求項２】
砕石杭による周知の工法、及び請求項１項における地盤補強工法において、砕石杭頭部上端面から砕石杭を包含した面に円筒状の砕石杭頭部補強パイプを差し込むと共に、該パイプの上端と地盤が面一まで差し込み、砕石杭頭部の固さと地盤の固さを確実に分断したことを特徴とする砕石杭による地盤補強工法。
【請求項３】
砕石杭頭部上端面に円筒状の砕石杭頭部簿補強パイプを差し込み、次に該パイプの上端面に打設冶具を載置し、該打設冶具に打撃を加えて地盤面まで該打設冶具を差し込んで砕石杭頭部と砕石杭周囲の地盤とを確実に分断したことを特徴と請求項２項記載の砕石杭による地盤補強工法。
【請求項４】
円筒状の砕石杭頭部パイプが砕石杭の直径を包含する位の内径であって長さが約３００ｍｍ以上あり、地盤に対してこの長さ以上位に差し込まれることを特徴とする請求項２、又は３項のいずれか１項記載の砕石杭による地盤補強工法。
【請求項５】
打設冶具の中心部に円筒状の砕石杭頭部補強パイプの上端面と線もしくは面接触する円筒突起部を下端部に設け、該突起部の外周壁に該突起より突出させた複数個のガイド兼差込補助の差し込み部材を一体に設けると共に、該差し込み部材の内側の側面が上記下端部より突出したガイド面とその先端部を外側に傾斜させた先端を有することを特徴とする請求項３、又は４項のいずれか１項記載の打設治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】        本発明は、例えば、軟弱地盤を強化して地盤の液状化や地震対策として砕石杭が有効に機能することが証明され、軟弱地盤の住宅用地の拡大が多々行われている。そこで、新規な砕石杭による地盤補強工法と、従来工法も含めて軟弱地盤と砕石杭との境界部分に砕石杭補強パイプで砕石杭頭部と軟弱地盤を確実に分断する砕石杭補強パイプを用いて地盤を強化する砕石杭による地盤補強工法と、砕石杭頭部に砕石補強パイプを差し込む打設治具に関する。
【背景技術】
【０００２】        近年、軟弱地盤の住宅用地への使用が拡大している。しかし、鋼製パイプ、コンクリート杭の埋設には、多大なコストが必要で、強度とコスト、性能、地震対策などから砕石杭の使用が推進されている。その工法には、例えば特開２００８−１９６２４９号公報があり、掘削穴に砕石を充填し、搗き固めの工程を繰り返して地表まで形成し、地表部分も同等の強度がいるため砕石杭頭部に砕石を突出させ砕石を山状に盛り上げ、砕石杭頭部を３００ｍｍ角の板材で圧縮、搗き固め、所定の強度を得ていた。しかしながら、砕石杭の頭部地層が他の地層と同じ軟弱地盤のため砕石杭の直径から地表で放射状に砕石が広がり、砕石を搗き固め、所定のＮ値を得るような余計な工程、材料等が必要であった。（例えば、特許文献１を参照）【０００３】        また、所定の強度が得られない場合は、砕石杭周囲の表面部分の地盤を約２０〜４０ｃｍ位、掘削して地盤を排除し、この窪みに砕石を投入、圧縮して搗き固め砕石杭頭部に所定のＮ値を得る煩雑な工程等、コストのかかる作業を施すような課題があった。さらに、従来のこの種地盤補強工法では砕石杭頭部補強パイプによる地盤補強等、全く知られていなかった。
【先行技術文献】
【０００４】
【特許文献１】  特開２００８−１９６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】          しかしながら、特許文献１では、砕石杭における地盤補強工法が詳しく説明されているが、砕石杭の頭部、及びその近傍の表層（軟弱地盤）の強度等に関して何らの記載もなく、多分、前記したような工程で対処していた。
また、周知砕石杭による地盤強化工法には、水堀により掘削穴を形成し、これに砕石を投入して砕石杭を構成して地盤補強する工法もあるが、いずれも砕石投入時間が長く、かつ砕石の掘削穴への充填量も掘削穴途中の地盤の軟弱度に大きく左右され、しかも地表部分の地盤では前記したような好ましくない欠点があった。【０００６】        本発明は、上記のような課題を解決するため、新規な砕石杭の構築で補強する地盤補強工法、及び周知の砕石杭埋設工法による地盤補強工法等で地盤の補強を行う際に砕石杭頭部境界部の地盤に例えば、長さ約５０ｃｍ位、直径が４５ｃｍ位の円筒状の砕石杭頭部補強パイプを地盤と面一位まで砕石杭頭部補強パイプの砕石頭部の地盤に差し込む新規な打設治具と、これを用いて砕石補強パイプに載置、嵌め込み、その上から建設機器で打撃を加え地表から突出した砕石杭の地盤と面一位までに差し込む軟弱地盤と砕石杭頭部の境界部を砕石杭頭部補強パイプで確実に分断し、砕石杭の所定強度が頭部でも容易に得られ砕石杭による地盤補強工法、及び上記パイプを差し込むための新規な打設治具を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】        本発明に係る新規な砕石杭による地盤補強工法と、この工法を含み周知の砕石杭での地盤補強工法等で砕石杭頭部に砕石杭頭部補強パイプ用いて砕石杭による地盤補強工法であって、最終工程にあたる砕石杭頭部と軟弱地盤を確実に分断する円筒状の金属製の砕石杭頭部補強パイプを新規な打設治具を介して砕石杭頭部と軟弱地盤との境界部に砕石杭頭部補強パイプの上端を地盤と面一位まで押し込み砕石杭による地盤補強工法であり、新規な砕石杭による地盤補強工法は、軟弱地盤のどこでも、従来にくらべ１／２位の時間で砕石杭を構築することができ、さらに周知のこの種地盤強化工法も含めてそのための新規な打設治具で誰でも簡単に使用できると共に、必要なＮ値を確実に得られ、その上、安価に連続的に構築した砕石杭による地盤補強工法で地盤を強化したことを特徴とする。【０００８】        ここで、金属製、合成樹脂製、或いはその他の素材で形成した砕石杭頭部補強パイプは、円筒状で、砕石杭の内径とほぼ同じ位で下端を地盤へ差し込み、上端を打設治具を受ける上端面を特別に構成することもできる。【０００９】        砕石杭頭部補強パイプの外周壁面に防錆処理、あるいは塗料のコーテング、合成樹脂フィルム等と一体に密着させ、防錆性能をアップした構成とすることもできる。【００１０】        さらに、砕石杭による地盤補強工法は、掘削穴の地表面近傍まで砕石を充填した状態で円筒状の砕石杭頭部補強パイプを掘削穴の開口の地表面と同じレベルまで押し込み、その後に砕石を追加して掘削穴開口端から突出した幾分山状に盛り上げた後に、盛り上がった砕石の上から砕石杭頭部補強パイプの上端面に合致させて打設治具を被せ、押圧して差し込み砕石が地表から殆ど突出しない砕石杭を形成することもできる。【００１１】        また、打設治具の形状は、台座が４角形に限らず、楕円形、円形、その他の多角形に形成することも中央部に砕石杭頭部に埋設する円筒状の砕石頭部補強パイプとほぼ合致する大きさの内径の円筒体で、打設治具の下端面から突出した円筒突起部を設けたものである。さらに、打設治具は、砕石杭頭部への挿入時の載置姿勢の安定性と差し込みし易さのためのガイドとして設けた円筒突起の外周壁に地盤への挿入を容易にする楔状の先端を有する複数個の差し込み部材を３箇所以上、等間隔で多数設けることもできる。
【発明の効果】
【００１２】        本発明に係るは砕石杭による地盤補強工法は、掘削穴に砕石をほぼ連続的に投入しながら、かつ引き抜きながら、しかもドリルと連動して建設機器に装備した制御装置でドリルを逆回転して砕石を回転数と引き上げ速度とドリルのトルクを制御しながら所定数値まで圧縮して締固（転圧等）めながら砕石杭を構築できるので砕石杭の構築時間が従来工法の１／２に短縮でき、その上、砕石が従来工法より３〜５割多く構築できるので補強強度も増大できると共に、コストを大幅に削減できる特徴がある。【００１３】        また、円筒状の砕石杭頭部補強パイプを用いて地盤を強化する砕石杭による地盤補強工法によれば、砕石杭の開口部近傍（頭部の地盤）の軟弱地盤も砕石杭頭部補強パイプを差し込むことにより砕石杭の一般部と同じ強度の固さのＮ値が砕石杭頭部補強パイプの内外壁間で確実に分断し、所定強度が確実に、しかも簡単に得られる特徴がある。【００１４】        また、本発明の要部でもある円筒状の砕石杭頭部補強パイプは安価な金属製等であり、差し込み入手段も砕石杭頭部補強パイプの上端面を新規な該パイプの挿入ガイドも兼ねる打設治具により確実に短時間で誰でも容易に押し込み、砕石杭頭部の構成を容易にした特徴がある。【００１５】        さらに、掘削穴に砕石を充填、締固めながら掘削穴の開口端部の軟弱地盤に対して砕石杭上端部周面に砕石杭頭部補強パイプを押し込むだけで確実に地盤と砕石杭頭部を分断した境界部が形成でき、しかも、砕石杭全体の所定Ｎ値が砕石杭開口端でも簡単にえられる特徴がある。【００１６】        本発明にかかる砕石杭による地盤補強工法によれば、砕石杭開口端部の地盤の軟弱程度によって砕石が放射状に地表近傍の地盤にめり込んだりして砕石杭周辺を固くするような煩雑な作業を排除し、よけいな人工、工程も削除でき、しかも現場の整理整頓が容易となる特徴がある。【００１７】        また  本発明にかかる砕石杭による地盤補強工法によれば、砕石杭開口端部の周辺の軟弱地盤を約２０〜４０ｃｍ位、掘削し掘削土を排除してこの掘削部に砕石を充填して砕石杭頭部を形成するような煩雑で掘削土の処理とも必要とせず、コスト的にも、かつ作業現場の環境からみても綺麗で清潔な現場にできる効果がある。【００１８】        本発明にかかる新規な打設治具は、砕石杭頭部に差し込む砕石杭頭部補強パイプをユンボ等の現場にある機器で誰でも容易に安定した姿勢に載置した状態で砕石杭頭部上端面に差し込み、ガイドしながら上記パイプを所定位置まで短時間で効率よく構築できる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る砕石杭による地盤補強工法の一実施例を示す概略模式図である。
【図２】本発明に係る砕石杭による地盤補強工法における円筒状砕石杭頭部補強パイプの押し込む工程を概略模式で示す説明図である。
【図３】本発明に係る金属製で円筒状の砕石杭頭部補強パイプの一実施例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る砕石杭頭部補強パイプを砕石杭頭部の上端部に載置する打設治具を示す説明図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）はその図４（ｃ）のＡ−Ａ線による断面図、（ｅ）は（ｂ）のＢ□Ｂ線による断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】          以下に、本発明に係る砕石杭による地盤補強工法、及びこの工法に使用する打設治具の一実施例について図面を用いて詳細に説明する。即ち、図１は、本発明にかかる砕石杭による地盤補強工法の工程を示す概略模式図である。
【００２１】          図１において、まず地盤Ｇに対して（ａ）に示すように図示しない建設機器の装着されたドリルＤを砕石杭２の杭心に合致させ、次ぎに（ｂ）、（ｃ）に示すように所定深さ、例えば２〜３ｍ位までドリルＤを正回転させて掘削し、掘削穴１を掘削する。次ぎに、（ｄ）に示すようにドリルＤを掘削穴１から引き抜き、掘削穴開口端１ａに砕石投入ホッパーＨを設置し、（ｅ）に示すようにドリルＤを掘削穴１の底面１ｂまで差し込む。その後、（ｆ）に示すように砕石を投入しながら上方に少し引き上げながら逆回転させ、砕石Ｓが底面１ｂから有る深さ、例えば３０ｃｍ位まで蓄積した、その位置で一時、短時間程度、留まりながら砕石Ｓを逆回転させ蓄積した砕石ＳをドリルＤ尖端の羽根で圧縮して所定の硬さのＮ値まで締固める。なお、この際のドリルＤの逆回転数、深度、引き上げ速度、回転のトルクは、図示しない建設機器に設置された制御装置でコントロールしながら連続的に砕石ＳをホッパーＨから砕石穴１に供給する。
【００２２】        次ぎに、ドリルＤを少し引き上げたら、ドリルＤを逆回転して砕石Ｓを上記のように蓄積して締固めて圧縮し、ドリルＤを引き上げながら、深度を計測し、かつドリルＤに掛かるトルクを制御しながら連続的に回繰り返して掘削穴１の開口端１ａまで砕石Ｓを蓄積、圧縮、締固めして砕石杭２の構築を完成させ、砕石杭による地盤補強工法が完了する。
【００２３】        また、本発明に係る砕石杭による地盤補強工法として、図２に示すような工法で軟弱地盤の砕石杭頭部をこの種地盤と分断して容易に、かつ確実に補強する工法があり、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すような工程で砕石杭頭部２ａとその境界部地盤を確実に分断するため砕石杭頭部２ａに図３に示すような砕石杭頭部補強パイプ３挿入して砕石杭頭部２ａに所定の強度が得られるようにしたものである。
【００２４】        即ち，図１で示した砕石杭頭部２ａ外周壁面近傍の地盤Ｇに図３に示すような円筒状の金属製砕石杭頭部補強パイプ３を図２（ａ）に示すように差し込み、次ぎに図４に示すような打設治具４で砕石杭頭部補強パイプ３の上端３ａに図２（ｂ）示すように載置して建設機器で打撃を加えて（ｃ）に示すように砕石杭頭部補強パイプ３を地盤と面一になるまで差し込む。そこで図２（ｄ）に示すように打設治具４を砕石杭頭部補強パイプ３の上端３ａから取り除けば、砕石杭頭部補強による地盤補強工法が完了する。
【００２５】            また、周知の砕石杭による地盤補強工法、例えば前記したような工法、即ち特開２００８−１９６２４９号公報に示す工法においても、一応、砕石杭１を形成した後に、砕石杭頭部２ａの地盤が軟弱でもその周囲の地盤を排除することなく、図２に示すよう工程で砕石杭頭部２ａに砕石杭頭部補強パイプ３を差し込めば簡単に所定強度の砕石杭頭部の強度がその周囲の地盤強度と全く異なる所定の強度が確実に得られる本発明に係る砕石杭による地盤補強工法である。
なお、最終的には砕石杭１周辺の地盤Ｇへ少し落ちた砕石Ｓを砕石杭１の上に寄せ集めるようなことを含めて必要な砕石杭数の分だけ同じような作業を繰り替えして行えばよい。
【００２６】        次ぎに、本発明に係る砕石杭頭部補強パイプ３は、図３に示すように砕石杭２の外径を例えば約４００ｍｍ位とすれば幾分大きめの寸法、例えば４５０ｍｍ位の内径ｄ１に形成し、厚さが約６ｍｍ位の円筒体であり、長さＬは４００〜５００ｍｍ位のサイズである。この砕石杭頭部補強パイプ３は砕石杭２の頭部が地盤強弱に直接左右されるのを確実に分断する境界壁を形成するのに役立つものである。
【００２７】        本発明に係る砕石杭による地盤補強工法のもう一つの要部である前記し砕石杭頭部補強パイプ３を装着するのに有効な打設治具４について図４（ａ）（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）を用いて詳細に説明すると、砕石杭頭部補強パイプ３を砕石杭頭部２ａと地盤Ｇとの境界部分に差し込むには、安定して、かつ確実に、しかも短時間に、誰でも容易に差し込むのに必要は新規な打設治具である。
【００２８】    即ち、外観は例えば、打設治具４は図４（ａ）、（ｂ）に示すように軽量化と強度アップを図った中空の箱状で４角形の台座５と、その中央部に一体に設けた金属製の円筒体６を一体に、例えば溶接等で固定し、円筒体６の下端部を台座５の下端面から下方へ約２０〜３０ｃｍ位突出せた円筒突起部６ａの外周壁６ｂに楔状、または先端に向かって傾斜した差し込み部材７を等間隔、例えば９０度、間隔で８個位、固定し、砕石杭頭部２ａと地盤Ｇとの境界部に砕石杭頭部補強パイプ３をガイドしながら差し込む易い形状としたものである。８は釣り上げ部であり、打設治具４を所定場所に運搬するのに有用なものである。
【００２９】          さらに詳しく説明すると、（ａ）は概略斜視図であり、砕石杭２の直径より大きく、例えば７００ｍｍ角位であり、高さｈは１００〜３００ｍｍ位である。なお、台座５の材料は厚さが６ｍｍ位の金属材で中空の箱状に構成し、必要箇所を溶接等で一体化する。また、円筒体６は砕石杭頭部補強パイプ３の上端に当接し、地盤Ｇへこれを押し込むものであり、上記補強パイプ３の内外径とほぼ対応する大きさであり、台座５の中央部に一体に固定し、しかも台座５の下端面５ａから突出した円筒突起６ａを有し、その外周壁６ｂに図（ｂ）〜（ｄ）に示すように差し込み部材７を固定する。なお、８は図（ｅ）に示すように台座５の補強材であり、打設力に耐える強度に設定する。
【００３０】          差し込み部７は打設治具４を砕石杭頭部２ａ境界に差し込み易い楔状の先端部７ａから差し込み、安定して砕石杭頭部補強パイプ３の上端３ａに当接して載置するガイドに役立つ。なお、図に示すように差し込み部７の円筒突起６ａの下端面６ｃから突出させたガイド部６ｄを形成して打設治具４が砕石杭頭部補強パイプ３の上端３ａに挿入しやすく案内するのに役立つものである。
【符号の説明】
【００３１】        １  掘削穴
２  砕石杭
２ａ  砕石杭頭部
３  砕石杭頭部補強パイプ
４  打設治具
５  台座
６  円筒体
７  差し込み部材
【図１】
2011163098.tif 000003
【図２】
2011163098.tif 000004
【図３】
2011163098.tif 000005
【図４】
2011163098.tif 000006
【図４】
2011163098.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月29日(2010.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011163098.tif 000008
【図２】
2011163098.tif 000009
【図３】
2011163098.tif 000010
【図４】
2011163098.tif 000011