(57)【要約】【課題】            水硬性固化材液置換コラムの地盤内における鉛直方向支持力の向上と、盛土地盤に対する周面摩擦力、押し込み支持力の増大を可能にする。【解決手段】        水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面にスパイラル翼が固設されている。【選択図】          図１
2015140610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面にスパイラル翼が固設されていることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの築造装置。
【請求項２】
水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部に、上方に行くにつれてその回転外径が大きくなるスパイラル翼が固設されていることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの築造装置。
【請求項３】
水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅が大きく形成されている複数の鋼板が、軸方向に沿って立設されて放射状に設けられていることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの築造装置。
【請求項４】
水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続する掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられていることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの築造装置
【請求項５】
前記掘削ヘッドは、側面に螺旋状の掘削翼と水硬性固化材液の吐出口を有する円錐状の円錐ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の水硬性固化材液置換コラムの築造装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の水硬性固化材液置換コラムの築造装置を施工機に装着し、該築造装置の掘削ロッドに接続した掘削ヘッドの先端中心部を地盤の杭心位置にセットして、掘削ロッドを回転させながら掘進し、所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッドの吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッドを回転させて引き上げることを特徴とする水硬性固化材液置換コラムの築造方法。
【請求項７】
前記請求項６の水硬性固化材液置換コラムの築造方法によって築造した、上方部に逆円錐状の拡大部を有することを特徴とする水硬性固化材液置換コラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎工法で築造する水硬性固化材液置換コラムの築造装置、水硬性固化材液置換コラムの築造方法および水硬性固化材液置換コラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
戸建住宅や土間スラブの基礎工法として、深層混合処理工法による柱状改良工法（以下、「コラム工法」という）が広く採用されている。しかしながら、コラム工法は原位置の地盤とセメントスラリーを攪拌混合するため、粘着力の高い粘性土地盤を対象とする場合に共回り現象が発生して混合不良による品質不良が発生したり、有機質土などの地盤の種別によっては固化不良を発生したりするという問題があった。また、事前の地盤調査では発見できなかった想定外土質が出現することがあり、常に品質不良が発生する危険が付きまとっている。
【０００３】
この問題を解決するための先行技術として、水硬性固化材液置換コラムの築造方法および水硬性固化材液置換コラムの施工装置（特許文献１参照）が提案されている。そもそも、地盤と水硬性固化材液を攪拌混合して築造するソイルセメントの混合不良や固化不良などの品質不良を引き起こす原因が水硬性固化材液と原位置の地盤とを攪拌混合することにあることに鑑み、該先行技術は地盤と水硬性固化材液を攪拌混合せずに、水硬性固化材液のみで柱状体を築造するものである。したがって、築造された水硬性固化材液置換コラムは周辺の原位置土が混合されないため高強度・高品質であり、かつ周辺の原位置土が仮に有機質土であっても固化不良が生じず、土質に左右されることなく高強度・高品質を発揮することができる。
【０００４】
また、特許文献１の技術に関する改良技術として、水硬性固化材液置換コラム築造用掘削ロッドの掘削ヘッドおよび掘削装置（特許文献２参照）が提案されている。この技術は周面に螺旋状の翼を設けた円錐状の掘削ヘッド（円錐ヘッド）を用いることにより掘進性能を大幅に向上させることができる。また、一枚爪型の掘削ヘッドでは回転掘進時に爪部に付着する土塊が必然的に発生するが、円錐ヘッドではこれに付着する土砂量を劇的に減少させることができ、さらに掘削ロッド引上げ時に円錐ヘッドに付着した土砂が落下するのを防止できる利点がある。
【０００５】
特許文献２の掘削ヘッドおよび掘削装置による施工手順は、図７に示すように、（ａ）周面に螺旋（スパイラル）状の掘削翼３２ａと水硬性固化材液の吐出口３２ｂを有する掘削ヘッド（円錐ヘッド）３２を下端に接続した排土機構のない掘削ロッド３１ａからなる水硬性固化材液置換コラム築造装置３１を施工機（図示せず）に装着し、その掘削ヘッド３２の先端中心部を杭心位置にセットする。（ｂ）掘削ロッド３１ａを正回転させながら掘進する。このとき、掘削ヘッド３２にある吐出口３２ｂからの水硬性固化材液の吐出は必須ではない。（ｃ）所定の掘進深度が掘削ロッド３１ａ長よりも浅い場合は、掘削ロッド３１ａの上方の一部が地上にある状態で掘進を停止する。（ｄ）所定の掘進深度が掘削ロッド３１ａの長さよりも深い場合は接続ロッド３１ｂの一部が地中に貫入する状態になるまで掘進して、所定深度位置で停止する。所定深度がさらに深い場合は接続ロッド３１ｂを継ぎ足す場合もある。（ｅ）その後、掘削ヘッド３２にある吐出口３２ｂから水硬性固化材液３４を吐出しながら、掘削ロッド３１ａを正回転の状態で引上げる。このとき、掘削ロッド３１ａの引上げ速度と水硬性固化材液３４の吐出量を調整して、掘削ロッド３１ａの引上げに伴う負圧発生がないようにする。なお、このときの掘削ロッド３１ａの回転方向は逆回転でもよいが、掘削ヘッド３２の付着土砂は僅かではあるが掘削翼３２ａで支えられているので、この掘削ヘッド３２の付着土砂の落下を防止するためには、正回転の方が好ましい。（ｆ）掘削ロッド３１ａを地上まで引上げて、水硬性固化材液３４の量を調整して、水硬性固化材液３４を所定の深度位置まで填充する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０６２５３
【特許文献２】特開２０１３−２３４５５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先行技術による水硬性固化材液置換コラムは、掘削ロッド３１ａを地中に強制的に貫入することにより地盤を側方に強制変位させ、その後、周辺地盤孔壁を掘削ロッド３１ａにより練り付けるため、築造される置換コラムの形状が円柱状に形成されるものである。この施工原理から、水硬性固化材液置換コラムは鉛直支持力において周面摩擦力が大きいという特徴を有している。しかしながら、水硬性固化材液置換コラムの主たる用途が戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブの基礎などの小規模構造物であり、そのため水硬性固化材液置換コラムの施工機には施工能力（掘進トルク、押込み力）が比較的小さな小型機械を想定しており、また、掘削ロッド３１ａにより地盤を側方に強制変位させるという施工原理であるため、置換コラムの外径を単純に大きくすることは掘削時の地盤抵抗が施工機の掘進能力を超えてしまう場合が容易に想定できるので実質的に困難であった。したがって、実際の施工においてはその外径は２００ｍｍ程度（実際には鋼管規格の外径２１６．３ｍｍ）が最も多く実施されている。外径の上限値は地盤条件などの施工条件によるが３００ｍｍ程度（実際には鋼管規格の外径３１８．５ｍｍ）以下と推察される。そのような理由から、築造径を大径化させて、置換コラム１本当りの鉛直支持力をさらに向上させる方法は施工的に実施困難であった。
【０００８】
また、比較的軟弱な支持層に支持させる戸建て住宅等の基礎として水硬性固化材液置換コラムを使用する場合、その鉛直支持力の内訳は先端支持力よりも周面摩擦力が卓越するという現実がある中では、水硬性固化材液置換コラムを大径化すると、鉛直支持力が算術級数的に増加するのに対して、水硬性固化材液の使用量は幾何級数的に増加することから、コストパフォーマンスが低下するため、コスト的に問題があった。つまり、水硬性固化材液置換コラムの大径化による鉛直支持力の増大化は、施工的にも経済的にも困難であった。
【０００９】
また、先行技術による水硬性固化材液置換コラムの鉛直支持力は、その単位面積あたりの周面支持力は比較的大きいものの、築造径が２００ｍｍ程度と小さいため、水硬性固化材液置換コラム１本当りの鉛直支持力が小さいという問題があった。そのため、築造径が５００〜６００ｍｍと比較的大きなコラム工法に比べて、同一長の水硬性固化材液置換コラムでは打設本数が増大するし、水硬性固化材液置換コラムをコラム工法と同一本数にするには１本当りの鉛直支持力を大きくするために築造長を相対的に長くする必要があった。したがって、水硬性固化材液置換コラムを採用すると、従来のコラム工法に比べてコストが高い場合があるという問題があった。
【００１０】
また、沖積地盤上の宅地は、一般的に１〜２ｍ程度の良質の盛土が施されるが、その下方は軟弱な地盤が厚く堆積している。また、このような宅地の地盤上に建設される戸建住宅用の杭基礎は機能的に摩擦杭である。ところが、このような軟弱地盤で摩擦杭を使用すると、地盤の摩擦力が小さいために杭長を大きくしたり、杭の使用本数を多くしたりする必要があるところから、コラム貫入の作業性が悪いばかりか、不経済になるという不都合があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、施工手順を大幅に変更することなく、また水硬性固化材液置換コラムの高強度・高品質を安定して発揮させながら、鉛直支持力を向上させることができ、加えて盛土地盤に対する周面摩擦力、押し込み支持力を増大できる水硬性固化材液置換コラムの築造装置、築造方法および水硬性固化材液置換コラムを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面にスパイラル翼が固設されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、掘削ロッドの逆円錐部が地盤表層部の所定深さに亘って置換コラムに逆円錐状の径大部（逆円錐部）を築造することとなり、置換コラムと地盤との周面支持力を高めることができるとともに鉛直方向支持力をも高め、結果として押し込み支持力を増大できる。また、掘削ロッド上方のスパイラル翼は、掘削ロッドの逆円錐部の上方に行くに従って回転径が径大となり、その逆円錐部と地盤との周面摩擦抵抗力が増大するにも拘わらず、掘削ロッドの地盤内への掘進をスムースにする。
従って、この水硬性固化材液置換コラムの築造装置によれば、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。
【００１４】
また、本発明の請求項２にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部に、上方に行くにつれてその回転外径が大きくなるスパイラル翼が固設されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、掘削ロッドのスパイラル翼は上方に行くに従って回転外径が大きくなるように設けられているため、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部（逆円錐部）を持つ削孔を形成することとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムが築造される。従って、水硬性固化材液置換コラムの地盤に対する周面摩擦力を高めることができるし、地盤の置換コラムに対する鉛直方向の支持力を高めることができ、結果として置換コラムの押し込み支持力を増大できる。これとともにスパイラル翼は、掘削ロッドの地盤における掘進をスムースにする。
【００１６】
また、本発明の請求項３にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続した掘削ロッドの上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅が大きく形成されている複数の鋼板が、軸方向に沿って立設されて放射状に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、掘削ロッド外周に放射状に設けられた複数枚の鋼板は、上方に行くに従って外方への突出幅（立ち上がり幅）が大きくなるような形態をなすため、掘削ロッドを回転掘進すれば地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部（逆円錐部）を持つ削孔を形成することとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムが築造される。従って、水硬性固化材液置換コラムの地盤に対する周面摩擦力を高めることができるし、水硬性固化材液置換コラムの逆円錐状の拡大部のテーパ面で地盤に対する鉛直方向の支持力を高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラムの押し込み支持力を増大できる。
【００１８】
また、本発明の請求項４にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、水硬性固化材液の吐出口を有する掘削ヘッドを下端に接続する掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、放射状に立設された鋼板は、掘削ロッドの下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部に設けられているので、鋼板の回転径は上方に行くにつれて順次大きくなるから、この築造装置で掘削すると、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部を持つ削孔が形成でき、この削孔を形成しつつ水硬性固化材液置換コラムを填充できる。従って、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。この水硬性固化材液置換コラムによれば、逆円錐状の径大部で周面摩擦力を高めることができるし、鉛直方向の支持力も高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラムの押し込み支持力を増大できる。
【００２０】
また、本発明の請求項５にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置は、前記掘削ヘッドが、側面に螺旋状の掘削翼と水硬性固化材液の吐出口を有する円錐状の円錐ヘッドであることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、掘削ヘッドは、側面に螺旋状の掘削翼を固設した円錐状の円錐ヘッドなので、掘進性がよいのみならず、掘削部での土塊形成が物理的に出来ないので、水硬性固化材液置換コラム中に施工による掘削土塊の混入の恐れがない。
【００２２】
また、本発明の請求項６にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造方法は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の水硬性固化材液置換コラムの築造装置を施工機に装着し、該築造装置の掘削ロッドに接続した掘削ヘッドの先端中心部を地盤の杭心位置にセットして、掘削ロッドを回転させながら掘進し、所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッドの吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッドを回転させて引き上げることを特徴とする。
【００２３】
この方法により、掘削ロッドを回転させながら掘進し、所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッドの吐出口より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッドを回転させて引き上げることで、削孔内に水硬性固化材液を填充できる。この時の築造装置は、
（１）掘削ロッドの上方部が下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面にスパイラル翼が固設されている構成、
（２）掘削ロッドの上方部に、下方より上方に行くにつれてその回転外径が大きくなるスパイラル翼が固設されている構成、
（３）掘削ロッドの上方部外周面に、軸方向に沿って縦に立設する複数の鋼板が放射状に設けられ、該複数の鋼板が下方より上方に行くにつれて外方への突出量（立ち上がり幅）が大きく形成されている構成、
（４）掘削ロッドの上方部が、下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部となり、該逆円錐部の外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板が、立設されている構成であるため、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の内径を持つ削孔が形成されることとなり、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムが築造される。このため、周面摩擦力のみでなく径大部に鉛直方向の地盤支持力を作用させることができ、置換コラム１本当たりの押し込み支持力を増大させることができる。この結果、置換コラムの築造長を短くしたり、置換コラムの打設本数を少なく抑えたりすることができ、水硬性固化材液置換コラムの築造を経済的に実施できる。
【００２４】
また、本発明の請求項７にかかる水硬性固化材液置換コラムは、前記請求項６の水硬性固化材液置換コラムの築造方法によって築造した、上方部に逆円錐状の径大部を有することを特徴とする。
【００２５】
この構成により、周面摩擦力が増大するし、径大部に鉛直方向の地盤支持力を作用させることができるので、押し込み支持力がさらに増大したものとなる。
特に、軟弱な地盤上に良質な盛土をした地盤においては、置換コラム上方部の逆円錐状の径大部を地表部の良質な盛土地盤に位置させることにより、良質な盛土地盤の支持力を有効に活用することができるので好ましい。
【００２６】
なお、本発明で水硬性固化材液とは、セメントスラリー（例えば、セメントミルク）、モルタル、コンクリート等ポンプ圧送可能な流動体を指す。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかる水硬性固化材液置換コラム築造装置、水硬性固化材液置換コラムの築造方法および水硬性固化材液置換コラムによれば、次のような効果を奏する。
（１）本発明の水硬性固化材液置換コラムの築造装置および築造方法によれば、地盤の所定深さに亘って逆円錐状の拡大部を持つ削孔を形成しつつ、この削孔に水硬性固化材液を填充できる。従って、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。
（２）しかも、施工手順の大幅な変更を要することなく、上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムを築造できる。
（３）上方部に逆円錐状の径大部を有する水硬性固化材液置換コラムによれば、逆円錐状の径大部で周面摩擦力を増大することができるし、周面摩擦力よりも大きな鉛直方向支持力をも発揮させることができ、結果として置換コラムの押し込み支持力を増大させることができる。
（４）軟弱な地盤上に良質な盛土をした地盤においては、置換コラム上方部の逆円錐状の径大部を地表部の良質な盛土地盤に位置させることにより、良質な盛土地盤の支持力を有効に活用することができる。従って、沖積地盤上の宅地のような良質な盛り土がされている地盤に適用して有効である。
【００２８】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に本発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態を示す水硬性固化材液置換コラムの築造装置の正面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換コラムの築造装置の正面図である。
【図３】本発明の更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換コラムの築造装置の正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明のまた更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換コラムの築造装置の正面図である。
【図６】本発明にかかる築造方法で築造した水硬性固化材液置換コラムの断面説明図である。
【図７】従来の水硬性固化材液置換コラム築造方法を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置の正面図を示す。この水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ａは、下端に掘削ヘッド１２が接続された掘削ロッド１３で構成される。該掘削ロッド１３はこれの上方部（掘削ロッド１３の上半部）が、上方に行くにつれて外径が大きく変化する逆円錐部１３ａとなり、この逆円錐部１３ａの外周にはスパイラル翼１４が固設されている。このスパイラル翼１４は逆円錐部１３ａの周面に対する高さが、全長に亘り一定である。従って、スパイラル翼１４は逆円錐部１３ａの外周に固設されているため、スパイラル翼１４の高さが一定であっても、スパイラル翼１４の回転外径は逆円錐部１３ａの上方に行くに従って大きくなる。スパイラル翼１４の高さは比較的低くてもよく、例えば、正方形断面の平鋼や鉄筋を用いてもよい。また、掘削ロッド１３は、逆円錐部１３ａの下方部（掘削ロッド１３の下半部）に所定径の円柱状のストレート部１３ｂを有し、このストレート部１３ｂの下端に前記掘削ヘッド１２が接続されている。
【００３１】
掘削ヘッド１２は、本実施の形態では、下方に向かって順次径小となる円錐状の円錐ヘッドであり、その周面には、正回転時に掘削土砂を上方に押し上げる螺旋状の掘削翼１５が固設され、この掘削翼１５と重複しない位置に水硬性固化材液の吐出口１６が設けられている。図示しないが、吐出口１６には土砂の逆流を防止する逆流防止弁が取り付けられている。また、吐出口１６は、水硬性固化材液の通路である内管１７と連通している。
【００３２】
掘削ヘッド１２の形態は、特に制限されるものではなく、従来公知のものが採用可能であるが、本例のような周面に掘削翼１５を固設した円錐形状であると、地盤における掘進性がよいのみならず、掘削部での土塊形成が物理的に生じないので水硬性固化材液置換コラム中に施工による掘削土塊の混入の恐れがない。また、掘削ヘッド１２は、掘削ロッド１３に一体に固設してもよいし、着脱自在に接続してもよい。例えば、掘削ヘッド１２を掘削ロッド１３に対し継ぎ手により着脱自在に接続すると、摩耗時におけるこの掘削ヘッド１２の交換が容易になるという利点がある。これに対し、掘削ヘッド１２を例えば溶接で掘削ロッド１３に固設すると、継ぎ手部が不要となるので、製作費が安価となる。
【００３３】
かかる構成になる水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ａで水硬性固化材液置換コラムを築造するには、この築造装置１１Ａを施工機（図示省略）に装着し、掘削ロッド１３に接続した掘削ヘッド１２の先端中心部を地盤の杭心位置にセットし、続いて掘削ロッド１３を正回転させながら地盤中に掘進する。この掘進時には、掘削ロッド１３の円錐部１３ａのスパイラル翼１４および掘削ヘッド（円錐ヘッド）１２の螺旋状の掘削翼１５が土砂を上方に移動させつつ掘進するので、掘削ロッド１３に上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部１３ａが存在しても、掘進は容易となる。掘進して掘削ロッド１３が所定深度に達したら掘進を停止し、その後掘削ヘッド１２の吐出口１６より水硬性固化材液を吐出しつつ掘削ロッド１３を正回転させて引き上げる。
このとき、掘削ロッド１３の引上げ速度と水硬性固化材液の吐出量を調整して、掘削ロッド１３の引上げに伴う負圧発生がないようにする。なお、掘削ロッド１３の回転方向は逆回転でもよいが、掘削ロッド１３の付着土砂および掘削ヘッド１２の付着土砂は、僅かではあるがそれぞれスパイラル翼１４および掘削翼１５で支えられるので、それぞれの付着土砂の落下を防止するためには、正回転の方が好ましい。そして掘削ロッド１３を地上まで引上げながら、水硬性固化材液の量を調整し、水硬性固化材液を削孔の所定の深度位置まで填充する。
【００３４】
ここで、所定深度は、掘削ヘッド１２の到達位置で決定するが、沖積地盤のような軟弱地盤上に良質な盛土をした地盤のような場合には、図６に示すように良質な盛土部分の支持力を有効に活用するため、良質な盛土部分に水硬性固化材液置換コラム１の逆円錐状の径大部１ａを位置させる必要がある。従って、このような地盤における所定深度は、掘削ロッド１３の逆円錐部１３ａが良質な盛土部分に位置した時の深度を意味するものである。
【００３５】
このようにして掘削ロッド１３で掘削される削孔は、下方は掘削ロッド１３のストレート部１３ｂに対応した円柱状であり、上方は掘削ロッド１３の逆円錐部１３ａに対応した逆円錐状となるので、この削孔に水硬性固化材液が填充されて形成される水硬性固化材液置換コラムは、図６に示すような上方部に逆円錐状の径大部１ａを有する置換コラム１となる。詳しくは、水硬性固化材液置換コラム１は、下端部が掘削ヘッド１２に対応する形状である略円錐状１ｃに、下方部は掘削ロッド１３のストレート部１３ｂに対応する形状である円柱状１ｂに、上方部は掘削ロッド１３の逆円錐部１３ａに対応する形状である逆円錐状の径大部１ａに形成される。このような上方部に逆円錐状の径大部１ａを有する水硬性固化材液置換コラム１によれば、逆円錐状の径大部１ａで周面摩擦力を増大することができるし、鉛直方向支持力をも高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラム１の押し込み支持力を増大させることができる。
【００３６】
図２は、本発明にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置の他の実施の形態を示す正面図である。この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｂは、吐出口１６を有する掘削ヘッド１２が下端に接続された掘削ロッド１８で形成され、掘削ロッド１８は全長に亘って外径が等しいスレートの円筒状をなし、その上方部（上半部）には上方に行くにつれて回転外径が大きくなるスパイラル翼１９が固設されたものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同様の構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
【００３７】
この水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｂを用いて、水硬性固化材液置換コラム１を築造する方法も、前記実施の形態と同様であり、築造される水硬性固化材液置換コラム１も前記実施の形態と同様の図６に示すような形状となる。
即ち、掘削ロッド１８は、上方部に上方に行くにつれて回転外径が大きくなるスパイラル翼１９が固設されているので、この掘削ロッド１８で掘削して形成する削孔も前記実施の形態と同様の上方に逆円錐状の拡大部を有するものとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、図６に示す水硬性固化材液置換コラム１が築造される。
【００３８】
図３は、本発明にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置の更に別の実施の形態を示す正面図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｃは、吐出口１６を有する掘削ヘッド１２を下端に接続した掘削ロッド２１を備える。掘削ロッド２１は、全長に亘って外径が等しい円柱状をなし、その上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅（高さ）が大きく形成されている複数の鋼板２２が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられているものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同じ符号を付して他の詳細な説明は省略する。
【００３９】
この水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｃを用いて、水硬性固化材液置換コラム１を築造する方法も、前記実施の形態と同様であり、築造される水硬性固化材液置換コラム１も前記実施の形態と同様の図６に示すような形状となる。
即ち、この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｃの掘削ロッド２１は、図３に示すように上方部の外周面に、長尺で下方より上方に行くにつれて外方への突出幅（高さ）が大きく形成されている複数の鋼板２２が、軸方向に沿って立設され放射状に設けられているので、この掘削ロッド２１で掘削して形成する削孔も前記実施の形態と同様の上方に逆円錐状の拡大部を有するものとなり、この削孔に水硬性固化材液が填充されるので、図６に示す水硬性固化材液置換コラム１が築造される。
【００４０】
図５は、本発明にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置のまた更に別の実施の形態を示す正面図である。この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｄは、吐出口１６を有する掘削ヘッド１２を下端に接続した掘削ロッド２３を備える。該掘削ロッド２３は、上方部が下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部２３ａとなり、この逆円錐部２３ａの外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板２４が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられているものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同様な構成要素には同じ符号を付して他の詳細な説明は省略する。
【００４１】
この水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｄを用いて、水硬性固化材液置換コラム１を築造する方法も、前記実施の形態と同様であり、築造される水硬性固化材液置換コラム１も前記実施の形態と同様の図６に示すような形状となる。
即ち、この実施の形態の水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ｄの掘削ロッド２３は、図５に示すように上方部が下方より上方に行くにつれて外径が大きくなる逆円錐部２３ａとなり、この逆円錐部２３ａの外周面に、全長に亘って略同幅の複数の鋼板２４が、軸方向に沿って立設され、放射状に設けられているので、放射状に立設された鋼板の回転径は、掘削ロッド２３の逆円錐部２３ａの形状に対応し、下方より上方に行くにつれて大きくなる。従って、この掘削ロッド２３で掘削して形成する削孔も内径が、前記実施の形態と同様の上方に逆円錐状の拡大部を有するものとなり、ここに水硬性固化材液が填充されるので、図６に示す水硬性固化材液置換コラム１が築造される。
【００４２】
図６は、前記実施の形態に示す水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを用いて築造される水硬性固化材液置換コラム１を示す。この水硬性固化材液置換コラム１によれば、上方に逆円錐状の径大部１ａを有するので、周面摩擦力を増大できるばかりでなく、逆円錐状の径大部１ａのテーパ面に鉛直方向の地盤反力も作用するので、鉛直方向の支持力を高めることができ、結果として水硬性固化材液置換コラム１の押し込み支持力を増大できる。
【００４３】
また、地盤が、例えば、沖積地盤のような軟弱地盤上に良質な盛土をしたような地盤、例えば、図６において軟弱地盤Ｑ上に良質な盛土Ｐをしたような地盤においては、水硬性固化材液置換コラム１の上方の逆円錐状の径大部１ａを、良質な盛土Ｐ部分に位置させることによって、良質な盛土地盤Ｐの支持力を有効に活用することができる。これにより軟弱地盤の周面摩擦力が小さいことに起因する弱点を克服し、水硬性固化材液置換コラム１の築造長を短くしたり、打設本数を少なくすることができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態にかかる水硬性固化材液置換コラムの築造装置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄによれば、施工手順を大幅に変更することなく、上方に逆円錐状の径大部１ａを有する水硬性固化材液置換コラムを、高強度・高品質に築造できる。
また、上方に逆円錐状の径大部１ａを有する水硬性固化材液置換コラム１によれば、逆円錐状の径大部１ａと地盤との周面摩擦力が増大し、逆円錐状の径大部１ａのテーパ面に鉛直方向の地盤反力も作用するので、鉛直方向支持力をも高めることができ、水硬性固化材液置換コラム１の押し込み支持力を増大できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は水硬性固化材液置換コラムの逆円錐状径大部において鉛直支持力を向上させることができ、特に盛土地盤に対する周面摩擦力、押し込み支持力を増大できるという効果を有し、戸建住宅等の小規模建築物や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎工法で築造される水硬性固化材液置換コラムの築造装置、築造方法および水硬性固化材液置換コラム等に適用して有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１  水硬性固化材液置換コラム
１ａ  径大部
１ｂ  ストレート部
１ｃ  逆円錐部
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  水硬性固化材液置換コラムの築造装置
１２  掘削ヘッド
１３、１８、２１、２３  掘削ロッド
１３ａ  逆円錐部
１３ｂ  ストレート部
１４、１９  スパイラル翼
１５  螺旋状の掘削翼
１６  水硬性固化材液の吐出口
１７  内管
２２、２４  鋼板
【図１】
2015140610.tif 000003
【図２】
2015140610.tif 000004
【図３】
2015140610.tif 000005
【図４】
2015140610.tif 000006
【図５】
2015140610.tif 000007
【図６】
2015140610.tif 000008
【図７】
2015140610.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月3日(2014.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
なお、本発明で水硬性固化材液とは、水と水和反応して固化するポルトランドセメントのように自硬性を有する粉体と水を主要構成要素として、例えば、セメントスラリー（セメントミルク）や、砂等からなる細骨材を含むモルタル、さらに、砂利や砕石等の粗骨材をも含む（セメント）コンクリート等からなり、かつポンプ圧送可能な流動体をいう。