(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の下部に放射状に設けた１以上の攪拌翼の回転域の地盤中に、回転軸の所定の位置に付設された固化材吐出管口から固化材を吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、固化材は貫入工程において固化処理杭造成領域の下方部分に吐出され、次いで、引き抜き後の再度の貫入工程において残りの上方部分に吐出されることを特徴とする固化処理杭の造成方法。
【請求項２】
前記引き抜き後の再度の貫入工程において、固化材は残りの上方部分における下方部分に吐出され、次いで、引き抜きされたその後の再再度の貫入工程において残りの上方部分に吐出されることを特徴とする請求項１記載の固化処理杭の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を改良するための長尺の固化処理杭あるいは継ぎ打ちの固化処理杭を造成する際、円滑な施工を実現できる改良された固化処理杭の造成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地盤の改良工法のひとつに固化処理杭造成工法がある。この固化処理杭造成工法は、例えば、図４に示すように、機械式攪拌装置１０の先端を、施工する柱体の芯に合わせて回転軸１を回転させ、回転軸１の下部に放射状に設けた１以上の攪拌翼２ａ、２ｂの回転域の地盤中に、回転軸１の所定の位置に付設された固化材吐出管口３から固化材を吐出させ、原位置土と攪拌混合しながら貫入を行い、設計深度に達したところで吐出を停止し、回転軸１をそのまま回転又は逆転して、更に攪拌混合しながら地盤中に引き抜いて柱状体を造成する工法である。図４中、符号２１は掘削用ビットである。
【０００３】
通常、固化材は貫入工程において吐出されるか、あるいは引き上げ工程において吐出されるが、貫入工程において吐出される方が、固化材吐出管口の設置位置が攪拌翼と同等かあるいはそれより下方のいずれの場所でもよい点、更に、原位置土と固化材の攪拌効率がよい点で都合がよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固化材が貫入工程において吐出される方法では、４０ｍ以上の長尺固化杭の造成や、継ぎ打ち固化杭の造成のように地中深くにまで固化処理杭を造成する場合、固化材を吐出し始めてから、相当の時間が経過した後に、回転軸を引き抜くことになる。この場合、最初に投入された固化材の固化が始まることもあり、引き抜き施工が困難となるという問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、長尺固化杭の造成や、継ぎ打ち固化杭の造成のように地中深くにまで固化杭を造成する場合においても、円滑な施工を実現できる固化処理杭の造成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、先ず、固化材を貫入工程において固化処理杭造成領域の下方部分に吐出し、次いで、引き抜き後の再度の貫入工程において残りの上方部分に吐出すれば、貫入吐出の長所を有しつつ、且つ投入された固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができ、円滑な施工を実現できることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、回転軸の下部に放射状に設けた１以上の攪拌翼の回転域の地盤中に、回転軸の所定の位置に付設された固化材吐出管口から固化材を吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、固化材は貫入工程において固化処理杭造成領域の下方部分に吐出され、次いで、引き抜き後の再度の貫入工程において残りの上方部分に吐出される固化処理杭の造成方法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、最初に投入された固化材は造成される固化処理杭長の、例えば半分程度の長さであり、しかも貫入工程の後半部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き上げは固化材投入時期から比較的短時間で済むことから、固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。一方、残りの部分は造成される固化処理杭長の、例えば半分程度の長さの上方部分であり、残りの部分のみ通常の施工方法で行えば、長尺固化杭の造成や、継ぎ打ち固化杭の造成のように地中深くにまで固化杭を造成する場合においても、円滑な施工を実現できる。
【０００８】
また、本発明は、前記再度の貫入工程において、固化材は残りの上方部分の下方部分に吐出され、次いで、引き抜き後の再再度の貫入工程において残りの上方部分に吐出される前記の固化処理杭の造成方法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、最初に投入された固化材は造成される固化処理杭長の、例えば１／３程度の長さとし、且つ貫入工程の後半部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き抜きは固化材投入時期から比較的短時間で済み、固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。一方、残りの部分において、先ず、固化材は造成される固化処理杭長の、例えば１／３程度（残りの部分の半分程度）の長さとし、しかも再貫入工程の後半部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き抜きは当該部分の固化材の投入時期から比較的短時間であり、当該固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。更に、残りの１／３部分は通常の施工方法で行えば、３回貫入工程を有する、特に長い長尺固化杭の造成や、地表部分に高圧電線などで高さ制限のある継ぎ打ちが必要となる固化杭の造成の場合においても、円滑な施工を実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における固化処理杭の造成方法を図１〜図３を参照して説明する。図１は本例の固化処理杭の造成方法の工程を説明する模式図、図２は本実施の形態例の工法における回転軸先端の軌跡を示す図で、（Ａ）は長尺固化杭の造成例、（Ｂ）は継ぎ打ち固化杭の造成例であり、図３は従来の工法における回転軸先端の軌跡を示す図で、（Ａ）は長尺固化杭の造成例、（Ｂ）は継ぎ打ち固化杭の造成例である。なお、図１中、斜線部分１２、１３及び図２及び図３中、軌跡に付した斜め線は、共に、固化材が吐出された部分であることを示す。
【００１０】
本例の固化処理杭の造成方法で使用される機械式攪拌施工装置は、例えば、図４に示すような従来のものが使用でき、その固化処理杭の造成方法は、機械式攪拌施工装置１の回転軸１の下方部に放射状に設けた１以上の攪拌翼２ａ、２ｂの回転域の地盤中に、回転軸１の所定の位置に付設された固化材吐出管口３から固化材を吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成するものである。
【００１１】
具体的には、回転軸１は、施工設備の回転駆動機７に昇降自在、且つ回転自在に吊り下げられ、丸パイプ状をなし、パイプ内には固化材が流通する通路が通されている（不図示）。回転軸１の下部には複数の攪拌翼２が設けられ、それらの１の攪拌翼２ｂにおける回転方向の裏側の付け根部分の回転軸１の外周に固化材吐出管３が設けられている。この固化材吐出管３は一端が固化材吐出管口３１で、他端はいずれも回転軸１の中を通る通路に接続し、この通路は地上の固化材供給設備に接続している（不図示）。
【００１２】
固化材としては、特に制限されず、粉粒状の地盤改良材やセメントミルクが挙げられる。粉粒状の地盤改良材は、空気と共に吐出される。また、回転軸１は丸パイプ以外に、例えば、角パイプ状であってもよい。機械式攪拌装置は回転駆動機に接続される回転軸が１本の単軸型であっても、図１に示すような回転軸が２本の２軸型であってもよい。
【００１３】
次に、長尺固化処理杭を造成する方法について説明する。先ず、回転駆動機７により回転軸１を正転方向に回転させながら地盤９をほぐしつつ貫入させる。固化材は貫入工程において固化処理杭造成領域Ｚの下方部分Ｙに吐出される。すなわち、地表のＡ点から地盤途中のＢ点までは固化材吐出管口３１からは固化材を吐出させない（図１（Ａ））。次いで、Ｂ点からＣ点まで固化材を吐出させ、原位置土１１と固化材を攪拌混合させる。Ｂ点の位置は特に制限されず、固化処理杭造成長により適宜決定されるが、固化処理杭造成長の半分程度とすることが円滑な施工ができる点で好適である。第１の貫入工程終了後、回転軸１を正転方向又は逆転方向に回転させながら地盤中を引き抜く（図１（Ｂ））。次いで、引き抜き後、固化材は再度の貫入工程において固化処理杭造成領域Ｚの上方部分Ｘに吐出される（図１（Ｃ））。すなわち、Ｅ点から地盤途中のＦ点まで固化材を吐出させ、原位置土１１と固化材を攪拌混合させる。第２の貫入工程終了後、回転軸１を正転方向又は逆転方向に回転させながら地盤中を引き抜いて、固化処理杭の造成を終了する（図１（Ｄ））。
【００１４】
図３（Ａ）のｄ〜ｅに示すように、従来の方法では、固化材を吐出し始めてから、相当の時間が経過した後に、回転軸を引き抜くことになり、最初に投入された固化材の固化が始まることもあって、引き抜き施工が困難となるが、本例においては、最初の引き抜き工程では投入された固化材は造成される固化処理杭長の、例えば半分程度の長さで、しかも貫入工程の後半部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き抜きは固化材投入時期から比較的短時間で済み、固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。また、第２の貫入工程において造成される残りの部分は固化処理杭長の、例えば半分程度の長さの上方部分であり、残りの部分のみ通常の施工方法で行えば、長尺固化杭の造成においても、円滑な施工を実現できる。
【００１５】
次に、継ぎ打ち固化処理杭を造成する方法について説明する。先ず、回転駆動機７により回転軸１を正転方向に回転させながら地盤をほぐしつつ貫入させる。固化材は当初の貫入工程では吐出せず、回転軸を継ぎ足した後の貫入工程において固化処理杭造成領域Ｚの下方部分Ｙに吐出される。すなわち、Ｈ点から地盤途中のＩ点までは固化材吐出管口３１からは固化材を吐出させない。Ｉ点の位置は特に制限されず、第１回転軸の長さ及び継ぎ足す第２回転軸の長さにより適宜決定されるが、固化処理杭造成長の半分程度とすることが、施工効率の点で好適である。次いで、継ぎ足し時間経過後、Ｊ点からＫ点まで固化材を吐出させる。第１の貫入工程終了後、回転軸１を正転方向又は逆転方向に回転させながら地盤中を引き抜く。次いで、引き抜き後、固化材は再度の貫入工程において固化処理杭造成領域Ｚの上方部分Ｘに吐出される。すなわち、Ｏ点から地盤途中のＰ点までは固化材を吐出させる。第２の貫入工程終了後、回転軸１を正転方向又は逆転方向に回転させながら地盤中を引き抜いて、固化処理杭の造成を終了する。
【００１６】
図３（Ｂ）のｍ〜ｎに示すように、従来の方法では、固化材を吐出し始めてから、相当の時間が経過した後に、回転軸を引き抜くことになり、最初に投入された固化材の固化が始まることもあり、引き抜き施工が困難となるが、本例においては、当初の引き抜き工程で投入された固化材は造成される固化処理杭長の、例えば半分程度の長さで、しかも貫入工程の継ぎ足し後の部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き抜きは固化材投入時期から比較的短時間で済み、固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。また、第２の貫入工程において造成される残りの部分は固化処理杭長の、例えば半分程度の長さであり、残りの部分のみ通常の施工方法で行えば、継ぎ打ち固化杭の造成においても、円滑な施工を実現できる。
【００１７】
本発明においては、前記引き抜き後の再度の貫入工程において、固化材は残りの上方部分における下方部分に吐出し、次いで、引き抜きされたその後の再再度の貫入工程において残りの上方部分に吐出してもよい。この場合、貫入工程は３度繰り返され、従って固化材は３度に分けて吐出されるが、その投入長（１回の貫入工程で固化材が吐出されて造成される固化処理杭長）としては、特に制限されないが、それぞれ固化処理杭造成長の１／３程度とすることが、施工を円滑に行うことができる点で好適である。すなわち、最初に投入された固化材は造成される固化処理杭長の、例えば１／３程度の長さで、しかも貫入工程の後半部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き抜きは固化材投入時期から比較的短時間で済むことから、固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。一方、残りの部分において、先ず、固化材は造成される固化処理杭長の、例えば１／３程度（残りの部分の半分程度）の長さで、しかも再貫入工程の後半部分であるため、当該部分における攪拌翼の引き抜きは２番目の固化材投入時期から比較的短時間であり、当該固化材の固化前に攪拌翼を引き抜くことができる。更に、残りの１／３部分は通常の施工方法で行えば、特に長い長尺固化杭の造成や、地表部分に高圧電線などで高さ制限のある継ぎ打ち固化杭の造成の場合においても、円滑な施工を実現できる。また、本発明においては、更に、長い長尺固化杭の造成や、更に、高さ制限のある継ぎ打ち固化杭の造成の場合においては、貫入工程を４度以上、すなわち、固化材は４度以上に分けて吐出する方法で行ってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、長尺固化杭の造成や、継ぎ打ち固化杭の造成のように地中深くにまで固化杭を造成する場合においても、円滑な施工を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本例の固化処理杭の造成方法の工程を説明する模式図である。
【図２】本実施の形態例の工法における回転軸先端の軌跡を示す図で、（Ａ）は長尺固化杭の造成例、（Ｂ）は継ぎ打ち固化杭の造成例である。
【図３】従来の工法における回転軸先端の軌跡を示す図で、（Ａ）は長尺固化杭の造成例、（Ｂ）は継ぎ打ち固化杭の造成例である。
【図４】固化処理杭造成装置の先端部分構造を示す図である。
【符号の説明】
１      回転軸
２、２ａ、２ｂ      攪拌翼
３      固化材吐出管
３１    固化材吐出管口
５      振れ止め防止板
７      回転駆動機
９      地盤
１０      機械式攪拌施工装置（固化処理杭造成装置）
１１      掘削地盤
１２      固化処理杭（当初造成杭）
１３      固化処理杭（第２造成杭）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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