(57)【要約】【課題】従来の合成杭よりもさらに高い支持強度を得ることができ、かつ施工が容易な合成杭の構造と構築方法を提供することを目的とする。【解決手段】非円形断面のパイプによって切削された部分の地盤土砂と固結材との混合によって形成した固結円筒と、攪拌翼によって攪拌された地盤土砂と固結材との混合によって形成した攪拌円筒と、攪拌円筒の周囲の地盤に浸透した固結材と地盤土砂とによって形成した浸透円筒と、中心に位置する鋼製の非円形パイプとの複合体から構成する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非円形断面のパイプによって切削された部分の地盤土砂と固結材との混合によって形成した固結円筒と、
攪拌翼によって攪拌された地盤土砂と固結材との混合によって形成した攪拌円筒と、
攪拌円筒の周囲の地盤に浸透した固結材と地盤土砂とによって形成した浸透円筒と、
中心に位置する鋼製の非円形パイプとの複合体から構成した、
合成杭の構造。
【請求項２】
セメント系固結材を吐出するための鋼管を、断面が円形ではない、非円形パイプによって構成し、
この非円形パイプの先端の側面に、攪拌翼を突設させて設け、
さらに非円形パイプには、セメント系固結材を吐出するために吐出口を開孔し、
対象地盤内の所定の位置に至るまで、非円形パイプから固結材を吐出しながら非円形パイプを回転して地中に挿入し、
所定位置に達したら非円形パイプを地中に残すことによって、
パイプの回転中心から最も遠いパイプの隅部によって切削された地盤土砂と固結材の混合によって形成される固結円筒と、
攪拌翼によって攪拌された地盤土砂と固結材との混合によって形成される攪拌円筒と、
攪拌円筒の周囲の地盤に浸透した固結材と地盤土砂とによって形成される浸透円筒と、
中心に位置する鋼製の非円形パイプとの複合体からなる杭体を構築する、
合成杭の構築方法。
【請求項３】
多角形断面で構成した非円形パイプを使用して行う、
請求項２記載の合成杭の構築方法。
【請求項４】
曲線を連続した断面で構成した非円形パイプを使用して行う、
請求項２記載の合成杭の構築方法。
【請求項５】
攪拌翼は非円形パイプを側面から見た場合にパイプの中心軸に対して平行に、あるいは交わる角度で傾斜させて設けた非円形パイプを使用して行う、
請求項２記載の合成杭の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成杭の構造と構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の合成杭の一例を図４、５について説明する。
従来は図４に示すような円形断面のパイプａの先端の周囲に攪拌翼ｂを突設したものを使用している。
この断面円形パイプａを、図５に示すように杭打機ｃに取り付け、円形パイプａの上端に取り付けた固結材注入ホースｄからパイプａ内にセメント系固結材ｅを供給する。
そしてパイプａの先端付近から固結材ｅを吐出しながら円形パイプａを地盤中に回転圧入して、攪拌翼ｂによって土と攪拌して地中にソイルセメントｆの柱を構築する方法である。
【０００３】
【本発明の目的】
上記のような従来の方法は、円形パイプａの周囲に攪拌翼ｂで攪拌した層と、その外周に固結材が浸透した層を備えた合成杭を構成することができる。
本発明はこのような従来の合成杭よりもさらに高い支持強度を得ることができ、かつ施工が容易な合成杭の構造と構築方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために本発明の合成杭の構造は、非円形断面のパイプによって切削された部分の地盤土砂と固結材との混合によって形成した固結円筒と、攪拌翼によって攪拌された地盤土砂と固結材との混合によって形成した攪拌円筒と、攪拌円筒の周囲の地盤に浸透した固結材と地盤土砂とによって形成した浸透円筒と、中心に位置する鋼製の非円形パイプとの複合体から構成した、合成杭の構造である。
【０００５】
さらに本発明の合成杭の構築方法は、セメント系固結材を吐出するための鋼管を、断面が円形ではない、非円形パイプによって構成し、この非円形パイプの先端の側面に、攪拌翼を突設させて設け、さらに非円形パイプには、セメント系固結材を吐出するために吐出口を開孔し、対象地盤内の所定の位置に至るまで、非円形パイプから固結材を吐出しながら非円形パイプを回転して地中に挿入し、所定位置に達したら非円形パイプを地中に残すことによって、パイプの回転中心から最も遠いパイプの隅部によって切削された地盤土砂と固結材の混合によって形成される固結円筒と、攪拌翼によって攪拌された地盤土砂と固結材との混合によって形成される攪拌円筒と、
攪拌円筒の周囲の地盤に浸透した固結材と地盤土砂とによって形成される浸透円筒と、中心に位置する鋼製の非円形パイプとの複合体からなる杭体を構築する、合成杭の構築方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面にもとづいて本発明の一実施例を説明する。
【０００７】
＜イ＞非円形パイプ。
本発明の合成杭の構築方法も、基本的には従来の構築方法と同様に、地中に鋼製のパイプを回転圧入し、同時に先端付近から地中に向けて固化剤を吐出して合成杭を作る方法である。
ただし本発明では、特に地中へ回転圧入するパイプを、断面が非円形である非円形パイプを使用して行う。
非円形パイプとは、たとえば矩形断面、多角形断面、星型断面などのパイプである。
あるいは楕円形、ひょうたん型、偏心カム型など、曲線を連続させた、単純な円形でない断面で構成した中空のパイプである。
この非円形パイプの先端部付近には、セメント系固結材を吐出するために吐出口を開孔する。
非円形パイプは中空のパイプであり、内部に供給したセメント系固結材は、先端付近の吐出口から加圧状態で周囲の地盤内に圧入される。
【０００８】
＜ロ＞攪拌翼。
この非円形パイプの先端の側面には、攪拌翼を突設させる。
攪拌翼は平面、あるいは曲面状の板を、パイプの回転軸に対して周囲に放射する方向に溶接して固定する。
この攪拌翼は非円形パイプを側面から見た場合にパイプの中心軸に対して平行に、あるいは交わる角度で傾斜させて設ける。
また、攪拌翼は平面図的に見た場合に、パイプの周囲の対称位置に「卍」形状に設ける。
【０００９】
＜ハ＞構築方法。
非円形パイプを鉛直に専用の機械に取り付ける。
非円形パイプの上端には、固結材を加圧供給する注入回路を連結する。
そして、対象地盤内の所定の位置に至るまで、非円形パイプから固結材を吐出しながら非円形パイプを回転して地中に挿入する。
以上の方法は、パイプ断面が非円形である以外は、円形断面のパイプを使用する従来の方法、装置と同様なので詳細な説明は省略する。
【００１０】
＜ニ＞非円形パイプによる地盤の切削。
非円形パイプが、たとえば断面が正方形のパイプの場合について説明する。
断面が正方形のパイプを地中で回転した場合に、パイプの４箇所の隅部によって土砂が切削されるがこの範囲の土砂は、上下方向に逃げることができない。
そのために隅部の回転軌跡の範囲内の土砂は、隅部の通過ごとにいったんは確実に切削され周囲に押し出されて除去される。
このような状態においてパイプの先端から固化剤を注入すると、固結材は土砂の除去された空間内に吐出されることになる。
この空間は、ひとつの隅部の通過後に、再度周囲の土砂によって充填されるが、いったんは土砂の除去された空間へ固結材を注入したのだから、固結剤の濃度が最も濃い状態の固結円筒が形成され続ける。
最終的にパイプの回転が完了すると、非円形パイプの回転範囲には、周囲から戻ってきた土砂と、直接空間に注入した固結材が混合した、最も固結材の濃度の濃い、「固結円筒」が形成される。
以上の例は正方形断面のパイプに関するものであるが、前記したような他の断面形状のパイプにおいても、回転中心から最も遠い位置の隅部の回転軌跡内には同様の固結円筒が形成されることは同様である。
【００１１】
＜ホ＞攪拌翼による攪拌。
非円形パイプの外周の一定範囲の土砂は、攪拌翼によって地盤が同心円状に攪拌される。
この土砂と吐出した固結材とが混合されるが、この範囲の土砂や固結材は、攪拌翼の上下方向に逃げることができる。
そのためにその部分に注入された固結材は、中心部の固結円筒ほど濃度は濃くはならず、適度の量の土砂と適度の量の固結材土砂と攪拌された、固結剤の濃度が中程度の固結材と土砂の円筒、すなわち「攪拌円筒」が形成される。
【００１２】
＜ヘ＞外周への浸透。
攪拌翼の回転範囲の外は、直接には土砂が攪拌されることはない。
その範囲には、固結材が、土砂の空隙の有無によって、周囲の地盤に浸透して行く。
すなわち攪拌円筒の外周部分には、土砂内の空隙の量に応じて固結材が浸透してゆく。
したがって、この部分が最も濃度の低い状態の、土砂と浸透固結材との円筒体、すなわち「浸透円筒」が形成される。
【００１３】
＜ト＞中心の非円形パイプ。
所定の深さに達した非円形パイプはそのまま地中に残す。
その結果、中心に位置する鋼製の非円形パイプと、その周囲の固結円筒と、その外周の攪拌円筒と、その外周の浸透円筒との複合体からなる杭体が完成する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の合成杭の構築方法と合成杭の構造は上記したようになるから、次のような効果を達成することができる。
＜イ＞本発明の方法では、特に断面が円形ではない、非円形パイプを使用してこれを回転圧入する。
そのために回転中心から最も遠い位置の隅部まで土砂が切削され、この切削部分へ固結材が注入される。
そのために、非円形パイプに接する外周には、非円形パイプの地中部分の全長に沿ってきわめて濃度の高い円柱部分が形成される。
そのために高い摩擦係数と付着力を得ることができる。
＜ロ＞従来のようにパイプの断面が円形であると、周囲に３層の固化剤円柱を形成することはできないが、本発明の杭では中心に位置する鋼製パイプの周囲に、同心円状に３層の固化剤円柱が形成される。
したがってパイプに作用する鉛直方向の力は、三段階の濃度状態を経て周囲の地盤に伝達されるから、きわめて有効な杭を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構築方法に使用する非円形パイプの一実施例。
【図２】本発明の合成杭の三層構造の平面からの説明図。
【図３】本発明の合成杭の三層構造の斜視説明図。
【図４】丸パイプに攪拌翼を取り付けた従来の装置の説明図。
【図５】丸パイプを使用した従来の合成杭の構築方法の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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