(57)【要約】【課題】ロッドコンパクション工法用ロッドの先端側に横振動を起こす機構を追加することにより補給材の充填効率の向上を図る。【解決手段】鋼管からなるロッド本体１１とこのロッド本体１１の外径と同等かそれより大径をなす先端ブロック（筒体）１３とを同軸上に離間して配置し、両者を、ロッド本体１１と一体をなす補助ロッド１５と、放射状に配列した複数の連結板１２とにより連結する。ロッド１０に起振機により振動を与えながら、該ロッド１０を地盤中に貫入させると、ロッド本体１１よりも剛性の小さい連結板１２を介して先端ブロック１３が横振動を起こし、この先端ブロック１３の横振動とロッド１０全体の縦振動によりロッド周辺の土砂が広範囲に崩落し、この土砂の崩落跡への補給材の補給が容易となる。【選択図】  図１
2005083080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管からなるロッド本体と該ロッド本体の外径と同等かそれより大径をなす先端ブロックとを同軸上に離間して配置すると共に、前記ロッド本体の先端部と前記先端ブロックとを該ロッド本体よりも剛性の小さい連結手段により連結したことを特徴とするロッドコンパクション工法用ロッド。
【請求項２】
連結手段が、軸回りに放射状に配列した複数の連結板からなることを特徴とする請求項１に記載のロッドコンパクション工法用ロッド。
【請求項３】
先端ブロックが、筒体からなることを特徴とする請求項１または２に記載のロッドコンパクション工法用ロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良工法に係り、より詳しくは軟弱地盤を振動締固めするロッドコンパクション工法に用いるロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的なロッドコンパクション工法を示したもので、（１）上端に起振機１を取付けたロッド２を、起振機１により振動させながら地盤３中に貫入した後、（２）ロッド２を引抜き、（３）砂、礫等の補給材４を補給しながら、前記ロッド２の貫入−引抜きを繰返して地盤３を締固めるようにしており、（４）施工完了により地盤３中には改良柱５が形成される。
【０００３】
ところで、このようなロッドコンパクション工法におけるロッドとしては、通常鋼管やＨ形鋼が用いられるが、締固め効果をより高めるため、一部では、図５（Ａ）に示すように、ロッド（鋼管）２の先端に連結板６を用いて同軸に大径の筒体７を剛結し、あるいは同図（Ｂ）に示すように、ロッド２の外周面に多数の突起８を設けることもあった（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】軟弱地盤対策工法編集委員会、「軟弱地盤対策工法−調査設計から施工まで−」、土質工学会、平成３年６月２５日、Ｐ２３３〜２３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、従来のロッドコンパクション工法による締固め効果は、主としてロッド２の縦振動（鉛直振動）による周辺土砂の掻き落としによってもたらされるようになっており、このため、地盤３への補給材４の補給通路が狭く、補給材４の充填量が不足して、高密度の改良柱５を得ることが困難である、という問題があった。また、補給材４の補給通路が狭いことから、補給材４として良質な土砂（細粒分、約５％以内）が必要となり、材料費の占めるコスト負担が大きい、という問題もあった。さらに、振動の及ぶ範囲がロッド周辺に限られるため、得られる改良柱５の直径が小さく、広域に地盤を改良しようとすると、小ピッチで施工を繰返さなければならず、工事費用が嵩む、という問題があった。なお、前記した諸問題は、図５に示したようにロッド先端に大径の筒状体７を設け、あるいはロッド周面に突起８を設けることで改善可能であるが、ロッドの縦振動を利用する締固め方式には変更がないため、その改善も限られたものとなり、根本的な解決には到らない。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、先端側に横振動を起こす機構を追加することにより補給材の充填効率の向上を図り、もって改良柱の高密度化並びに大径化と施工コストの低減とに大きく寄与するロッドコンパクション工法用ロッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、鋼管からなるロッド本体と該ロッド本体の外径と同等かそれより大径をなす先端ブロックとを同軸上に離間して配置すると共に、前記ロッド本体の先端部と前記先端ブロックとを該ロッド本体よりも剛性の小さい連結手段により連結したことを特徴とする。このように構成したロッドコンパクション工法用ロッドにおいては、ロッド本体に生じる縦振動が、これより剛性の小さい連結手段を介して先端ブロックに伝えられることで、先端ブロックが横振動を起こし、この先端ブロックの横振動とロッド全体の縦振動によりロッド周辺の土砂が広範囲に崩落し、大きな補給材の補給路が確保される。
【０００８】
本発明において、上記連結手段は、特にその構造を問うものではないが、軸回りに放射状に配列した複数の連結板からなる構成とすることができ、この場合は、連結板として板厚の薄いものを用いても、ロッド貫入時の地盤抵抗に対して強度的に安定する。また、上記先端ブロックは、中実構造であっても中空構造であってもよいが、効率よく横振動を発生させるには、質量の小さい筒体を用いるのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るロッドコンパクション工法用ロッドによれば、縦振動に加えて横振動を起こすので、補給材の充填効率が著しく向上し、高密度で大径の改良柱を効率よくかつ低コストで形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１および２は、本発明の一つの実施形態であるロッドコンパクション工法用ロッドの要部構造を示したものである。本ロッド１０は、鋼管からなるロッド本体１１とこのロッド本体１１の先端部に複数の連結板（連結手段）１２を介して連結された筒体（先端ブロック）１３とから構成されている。
【００１１】
より詳しくは、ロッド本体１１の先端開口は、蓋板１４により閉じられており、この蓋板１４には、ロッド本体１１より小径をなし、かつ該ロッド本体１１と同心に延ばした補助ロッド１５の一端が剛結されている。一方、筒体１３は、ロッド本体１１の外径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有しており、前記補助ロッド１５と同軸上に該補助ロッド１５の先端から所定距離Ｌだけ離間して配置されている。連結板１２は、ロッド本体１１の軸回りに放射状に複数（ここでは、４枚）配列されており、それぞれの略上半分が補助ロッド１５の外周面に固定されている。一方、各連結板１２の略下半分は、それぞれの内側縁が補助ロッド１５の中心付近まで拡幅されると共に、それぞれの外側縁が筒体１３へ向けてテーパ状に拡幅されている。筒体１３は、前記した各連結板１２のテーパ状に拡幅された外側縁にその内面を当接させた状態で、各連結板１２の下端部に固定されている。
【００１２】
本実施形態において、上記筒体１３は、一例として、ロッド本体１１として呼び径３００（Ｄ１＝２１６.３ｍｍ）の鋼管を用いる場合、呼び径４５０（Ｄ２＝４５７.２ｍｍ）程度の大きさの鋼管が選択される。また、筒体１３の、補助ロッド１５に対する離間距離Ｌは、一例として３００〜６００ｍｍに設定される。一方、各連結板１２は、それらを合せた全体の剛性（連結手段としての剛性）がロッド本体１１（補助ロッド１５）よりも小さくなっていれば、その板厚は任意であるが、ロッド１０の貫入時の地盤抵抗によっても座屈を起こさない程度の適当な板厚とする必要がある。一例として、ロッド本体１１として前記呼び径３００の鋼管を用いかつ補助ロッド１５と筒体１３との離間距離Ｌとして前記３００〜６００ｍｍ程度を選択する場合、各連結板１２の板厚は１２〜１６ｍｍ程度となる。なお、筒体１３の高さ（長さ）Ｈは、前記呼び径４５０の鋼管を用いる場合、一例として３００ｍｍ程度に設定される。
【００１３】
以下、上記のように構成したロッド１０を用いて行うロッドコンパクション工法を、図３を参照して説明する。
ロッドコンパクション工法の実施に際しては、作業機械（杭打機）のリーダ２０に昇降可能に装着した昇降体２１に起振機２２を搭載すると共に、この起振機２２に上記ロッド１０の上端部を支持させる。起振機２２は、ウインチ（図示略）からリーダ２０の上端部を迂回して延ばしたワイヤ２３に緩衝器２４を介して吊下支持されており、ロッド１０は、前記ウインチ操作により地盤Ｇ上の打込み場所に垂直に立てられる。また、このロッド１０の打込み場所の周辺には、補給材２５を用意しておく。
【００１４】
上記準備完了後、起振機２２を作動させる。すると、ロッド１０は、縦振動を起こしながら地盤Ｇ中に次第に貫入し、このロッド１０の縦振動によりロッド周辺の土砂が掻き落とされる。この時、ロッド本体１１と筒体１３とを連結する連結板１２は、ロッド本体１１（補助ロッド１５）に比べて剛性が小さくなっているので、この連結板１２に支持された筒体１３は縦振動に加えて横振動を起こし、これによりロッド周辺の土砂は広範囲に崩落する。一方、地盤Ｇ上に用意された補給材２５は、ロッド１０の貫入に応じて前記土砂の崩落跡に補給される。しかして、ロッド１０の周辺には、前記した土砂崩落により大きな補給路が確保されているので、補給材２５はロッド１０の先端側へ円滑に流動し、したがって、その補給量は十分となる。
【００１５】
その後、ロッド１０が所定深度だけ地盤Ｇ中に貫入したら、起振機２２による振動を継続しながら、前記ウインチ操作によりロッド１０を引抜き方向へ移動させる。この間、特にロッド１０の先端部を構成する筒体１３は、縦振動および横振動を起こしているので、前記した崩落土砂および補給材２５は、よく混合しながら十分に締固められる。そして、必要によりこのロッド１０の貫入−引抜きを複数回繰返すことで、地盤Ｇ中には、高密度でかつ大径をなす改良柱２６が形成される。
【００１６】
このように行うロッドコンパクション工法においては、ロッド１０の周辺に十分大きな補給路が確保されるので、補給材２５として比較的品質の悪い砂や礫を用いても所望の充填効率を確保することができ、したがって、補給材２５に要する材料コストが大幅に低減する。また、大径の改良柱２６が形成される結果、比較的大きなピッチで施工を行っても十分なる地盤改良を達成でき、特に広域に地盤改良を行う場合に、工事費用の面で有利となる。
【００１７】
本実施形態においては特に、ロッド本体１１と先端ブロックとしての筒体１３とを軸回りに放射状に配列した複数の連結板１２により連結しているので、板厚の薄い連結板１２を用いても連結手段全体としての強度は十分となり、したがって、ロッド１０の貫入時に座屈などの不具合を起こすことはない。すなわち、連結手段としての連結板１２はロッド貫入時の地盤抵抗に対して強度的に安定する。また、質量の小さい筒体１３を先端ブロックとして用いているので、筒体１３は高周波数で横振動を起こし、大きな締固め効果が得られるようになる。
【００１８】
なお、上記先端ブロックとしての筒体１３は、必ずしもロッド本体１１よりも大径とする必要はなく、少なくともロッド本体１１と同等の外径を有していればよい。また、この筒体１３とロッド本体１１とを連結する連結手段は、ロッド本体１１（補助ロッド１５）よりも剛性が小さければ、その構造は任意であり、例えば、多孔の筒状体からなる構造としても、あるいは軸状部材の組合せ構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るロッドコンパクション工法用ロッドの要部構造を示す側面図である。
【図２】本ロッドの構造を示す平面図である。
【図３】本ロッドを用いて行うロッドコンパクション工法の実施形態を、一部断面として示す側面図である。
【図４】ロッドコンパクション工法の一般的な実施形態を示す模式図である。
【図５】従来のロッドコンパクション工法で用いられているロッドの要部構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  ロッド
１１  ロッド本体
１２  連結板（連結手段）
１３  筒体（先端ブロック）
１５  補助ロッド
２１  起振機
２５  補給材
【図１】
2005083080.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005083080.tif 000006
【図５】
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