(57)【要約】【課題】埋設杭の引抜き工事において、最小限の設備とコストにより削孔を促進するとともに、適度な強度の地盤を復元する。【解決手段】埋設杭の引抜き方法は、発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程とを有する。発泡水を地盤に噴射して泥土化するので、使用する水の量を減少させることができ、流動化処理土の希釈化を防止できる。よって、最小限の設備とコストにより削孔を促進でき、かつ適度な強度の地盤を復元することができる。【選択図】    図１
2012122197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設杭の引抜き方法であって、
発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、
削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、
前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程とを有する埋設杭の引抜き方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記発泡水を生成する工程では、圧縮空気が圧送される管体内に前記発泡剤の溶液を取り入れ、前記圧縮空気と前記発泡剤の溶液とを混合させて前記発泡水を生成する埋設杭の引抜き方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記埋設杭を埋設孔から引き抜くときに、前記埋設孔に、固化剤を含む流動化処理土を流し込む工程と、
前記埋設孔に土砂を埋め戻して地盤を復元する工程とをさらに有する埋設杭の引抜き方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記発泡剤は、界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする埋設杭の引抜き方法。
【請求項５】
請求項３において、
前記復元される地盤は、埋め戻された前記埋設孔と重複する新たな埋設孔を削孔するための地盤であることを特徴とする埋設杭の引抜き方法。
【請求項６】
埋設杭周囲の地盤を削孔するために当該地盤に噴射される発泡水を生成する発泡水生成装置であって、
発泡剤の溶液を収容する収容部と、
圧縮空気が圧送される管体とを有し、
前記管体は、前記収容部から前記発泡剤の溶液を取り入れる取り入れ口を有し、前記取り入れ口から取り入れた前記発泡剤の溶液と前記圧縮空気と混合させて気泡を発生させ、前記発泡水を生成することを特徴とする発泡水生成装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記発泡水は前記地盤を削孔する削孔ケーシングに供給され、当該削孔ケーシングにより前記地盤に噴射されることを特徴とする発泡水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設杭の引抜き方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物の建て替えの際には、既存建造物の解体撤去や、地中に埋設された基礎杭（埋設杭）の引抜き工事が行われる。特許文献１には、埋設杭の引抜き工事に関する記載がある。
【０００３】
埋設杭の引抜き工事では、一般に、埋設杭周囲の地盤の削孔と、埋設杭の引抜きと、埋設杭を引き抜いた後に残る孔（以下、埋設孔という）の埋め戻しが行われる。埋設杭周囲の地盤の削孔は、たとえば削孔ケーシングにより行われる。削孔ケーシングは、埋設杭の径より大きい内径を有する鋼製の管体であり、先端には、ダイヤビットと液体の噴射孔とが設けられる。削孔ケーシングは、先端部の外周が埋設杭を取り囲むようにして設置され、回転駆動される。それとともに、先端の噴射孔から水（以下、削孔水という）が噴射される。削孔水により埋設杭周囲の地盤が溶けて泥水状になると、削孔ケーシングは、泥水状となった地盤に回転力と自重により進入し、孔壁を維持しながら削孔を行う。こうして、埋設杭周囲の地盤の削孔が行われる。このとき、砂・砂礫が多い地盤だと、削孔水だけでは孔壁を維持しながら地盤を泥水状にするのが困難な場合がある。そのような場合、削孔水の代わりにベントナイトなどの粘土鉱物の懸濁液を用いて地盤を泥水状にし、削孔が行われる。
【０００４】
次に、削孔ケーシングが杭底まで削孔した後、削孔ケーシングを引き上げ、その後、埋設杭の上部にワイヤが巻き付けられ、ワイヤを引き上げることにより埋設杭が引き抜かれる。このとき、埋設杭を引き抜きながら、埋設孔に流動化処理土が打設される（流し込まれる）。こうして、埋設孔の孔壁が崩落して工事現場周囲の地盤が沈下することを防止しつつ、埋設孔の埋め戻しが行われる。そして、埋設杭が引き抜かれると、流動化処理土の上にさらに土砂が被せられる。そして、流動化処理土が固化することで、地盤が復元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−８２７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、埋設杭の引抜き工事における上述したような従来工法には、次のような問題がある。まず、地盤を泥水状にするために、大量の削孔水を必要とする。よって、水及び大容量の水槽などの設備にコストがかかる。特に、削孔水の代わりにベントナイトの懸濁液を用いる場合、ベントナイトを懸濁させるために大量の水と、大容量の水槽に加え攪拌機（ミキシングプラント等）などの設備が必要になる。よって、更にコストが増加する。また、工事現場によってはスペース的な制約により、かかる設備を設けることが困難な場合がある。
【０００７】
次に、大量の削孔水を使用することで、流動化処理土を埋め戻したときに、流動化処理土が削孔水で希釈化される。すると、流動化処理土に含まれるセメントなどの固化剤の固化が阻害され、復元される地盤の強度が低下するおそれがある。復元後の地盤上に新たな建造物を建造する場合、基礎杭などの埋設物を設けるために、復元後の地盤を再度削孔する必要がある。しかし、強度が低下した地盤では、削孔された埋設孔の孔壁が崩落するなど、工事に支障をきたすおそれがある。特に、粘土鉱物のベントナイトは、流動化処理土内のセメントの固化を阻害するように作用することが知られている。こうしたことから、地盤の強度が更に低下するおそれがある。だからといって、セメントなどの固化剤を増量して地盤の強度を保とうとすると、その分コストが増大する。また、固化の程度が大きすぎると、新設杭の施工時は、かえって削孔が困難になり、工事を妨げるおそれもある。
【０００８】
本発明者は、鋭意検討の結果、埋設杭の引抜き工事における上記のような問題を解決する方法に想到した。すなわち、本発明の目的は、最小限の設備とコストにより削孔を促進するとともに、適度な強度の地盤を復元することができる、埋設杭の引抜き方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明における埋設杭の引抜き方法は、発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、削孔ケーシングから発泡水を地盤に噴射することで、最小限の設備とコストにより削孔を促進でき、かつ適度な強度の地盤を復元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態において埋設杭の引抜き工法を実施する削孔装置の構成例である。
【図２】削孔工程を説明する図である。
【図３】埋設杭３０とこれが埋設されている埋設孔３６との状態の遷移を示す図である。
【図４】埋設杭の引抜き工程の前半を説明する図である。
【図５】埋設杭の引抜き工程の後半を説明する図である。
【図６】埋設孔の埋め戻し工程を説明する図である。
【図７】本実施形態において復元される地盤について説明する図である。
【図８】従来工法と本実施形態とで、工事実績を比較した表である。
【図９】発泡水生成装置１２における発泡装置１２６の実施例を示す。
【図１０】復元された地盤に対する標準貫入試験を実施した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１３】
図１は、本実施形態において埋設杭の引抜き工法を実施するための削孔装置の構成例である。図１（Ａ）は、削孔装置の全体構成を示す。ここでは、直径１．２ｍ、全長１５ｍ、重量３９tのコンクリート製の埋設杭を例として、埋設杭周囲の地盤を削孔するための構成が示される。
【００１４】
この削孔装置２０は、発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、削孔ケーシングにて埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、削孔ケーシングから発泡水を地盤に噴射する工程とを実行する構成を有する。たとえば、削孔装置２０は、削孔ケーシング２と、削孔ケーシング２を誘導するリーダ４と、リーダ４の上端部に備えられ、削孔ケーシング２を回転駆動するモータ６とを有する。また、削孔装置２０は、発泡水を生成する発泡水生成装置１２と、発泡水生成装置１２が生成する発泡水を削孔ケーシング２に送るための導水管１４を有する。
【００１５】
削孔装置２０は、移動式クレーン１０のアーム８などにより、地盤に対し削孔ケーシング２及びリーダ４が直立した状態で支持される。削孔ケーシング２は、移動式クレーン１０により吊り下げられ、リーダ４に沿って上下動可能に構成される。削孔ケーシング２は、たとえば直径１．４ｍ、全長２０ｍ、重量７tの、鋼製の管体により構成される。削孔ケーシング２は、その先端に、発泡水の噴射孔２ａや図示を省略するダイヤビットを有し、さらにモータ６側の端部から噴射孔２ａまで発泡水を送るための導管２ｂを有する。導管２ｂは、削孔ケーシング２のモータ６側の端部で、導水管１４と接続される。導水管１４を介し、発泡水生成装置１２が生成する発泡水が削孔ケーシングの導管２ｂに圧送される。本実施形態では、削孔ケーシング２は、削孔水の代わりに発泡水を噴射孔２ａから噴射して、埋設杭周囲の地盤の削孔を行う。
【００１６】
図１（Ｂ）は、発泡水生成装置１２の構成例である。発泡水生成装置１２は、水と発泡剤とを混合した発泡剤溶液を収容する水槽１２２と、水槽１２２から所定量ずつ発泡剤溶液を取り出して発泡装置１２６に送る散水機（ポンプ）１２４と、圧縮空気を生成して発泡装置１２６に送るコンプレッサ１２８と、発泡剤溶液と圧縮空気とを混合して発泡剤溶液を発泡させ、発泡水を生成する発泡装置１２６と、散水機１２４、コンプレッサ１２８に電源を供給する発電機１３０とを有する。
【００１７】
発泡装置１２６の先端には導水管１４が接続される。導水管１４は、クレーン１０のアーム８に沿って延伸し、モータ６を経て、削孔ケーシング２の導管２ｂに接続される。発泡水は、発泡装置１２６から、導水管１４、導管２ｂを介して削孔ケーシング２の先端部の噴射孔２ａまで、コンプレッサ１２８が生成する圧縮空気により圧送される。そして、削孔が行われるとき、発泡水が噴射ノズル２ａから埋設杭周囲の地盤に噴射される。このような構成により、フォーム状に発泡した発泡水が地盤に噴射される。そして、発泡水によって、地盤が気泡を含み、ある程度の粘度を有するたとえばムース状の泥土（以下、かかる状態の泥土を気泡泥土という）になり、削孔ケーシング２による削孔が行われる。
【００１８】
ここで、本実施形態における埋設杭の引抜き工事の各工程について説明する。図２〜図６では、削孔工程、埋設杭の引抜き工程、埋め戻し工程に区分して説明する。
【００１９】
図２は、削孔工程を説明する図である。図２（Ａ）は、埋設杭の頭出し工程を示す。バックホーなどの油圧ショベル機１０ａは、埋設杭３０周囲を削孔し、埋設杭３０上部の頭出しを行う。そして、埋設杭３０の上部周囲に、移動クレーンなどにより筒状のスタンドパイプ３２が設置される。
【００２０】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、削孔装置２０が、移動式クレーン１０により、スタンドパイプ３２に対し位置決めして設置される。削孔ケーシング２の先端は、スタンドパイプ３２に挿入されるとともに、先端部の外周が埋設杭３０の上部を覆うように設置される。  
【００２１】
次いで、図２（Ｃ）では、削孔ケーシング２が回転しながら、その先端から発泡水２ｃを噴射する。発泡水２ｃは、埋設杭３０の周囲の地盤に噴射される。これにより、埋設杭３０周囲の地盤が軟化して気泡泥土化する。そして、削孔ケーシング２が、回転力と自重とにより地中に進入する（矢印２２）。
【００２２】
このとき、発泡水に含まれる発泡剤の作用により、削孔ケーシング２の外壁と削孔された埋設孔の孔壁との摩擦を低減することができる。発泡水の気泡が土粒間に入り込んである程度の厚さを持った不透水性の止水層として機能し、いわゆるベアリング効果を奏する。このとき、気泡の粒径は、５００μｍ以下が望ましい。この止水層が地下水圧に対抗することで、地下水圧が削孔ケーシング２の外壁に作用することを防止する。さらに、気泡泥土の圧力により、削孔される孔壁の土圧に対抗でき、孔壁の崩落を防止できる。このようにして、削孔ケーシング２と孔壁との摩擦、あるいは、地下水圧や土圧による圧迫を軽減でき、削孔を促進することができる。
【００２３】
また、発泡水は、発泡することにより、発泡剤溶液のときよりたとえば６倍の体積に膨張する。よって、従来工法において大量の削孔水を用いた場合のように地盤を泥水状にすることなく、地盤を気泡泥土化することができる。
【００２４】
図２（Ｄ）に示すように、削孔ケーシング２は、回転しながら地中に進入する。回転方向は、いずれの方向であってもよいし、適宜に方向が変更されてもよい。そして、削孔ケーシング２の先端が埋設杭３０の底部の位置まで達した時点で、削孔が完了する。埋設杭３０の底部が広がっており拡底部を形成していたり部分的に杭太り部が形成されていたりする場合には、削孔ケーシング２の先端に設けられるダイヤビットでこれらが削り取られる。これにより、埋設杭３０が地盤から縁切りされる。
【００２５】
次いで、図２（Ｅ）に示すように、削孔ケーシング２が、もとの位置まで引き上げられる（矢印２３）。このようにして、削孔工程が終了する。
【００２６】
ここで、図３を参照して、埋設杭３０の状態を説明する。図３は、埋設杭３０と埋設孔３６との状態の遷移を示す。図３（Ａ）は、図２（Ｅ）の工程で削孔ケーシング２が引き抜かれたときの、埋設杭３０と削孔された埋設孔３６の状態を断面図により示す。    
【００２７】
次に、図４、５に従って、適宜図３を参照しつつ、埋設杭の引抜き工程を説明する。
【００２８】
図４は、埋設杭の引抜き工程の前半を説明する図である。まず、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、削孔ケーシング２に金属製のワイヤ３４が取り付けられ、その状態で再度削孔ケーシング２が埋設杭３０周囲の地盤に挿入される。図４（Ｂ）に示すように、ワイヤ３４には環状部３４ａが設けられ、環状部３４ａが削孔ケーシング２の先端部に取り付けられる。たとえば、環状部３４ａは、ダイヤビット２ｄの外側に巻き付けられる。
【００２９】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、削孔ケーシング２の先端が埋設杭３０の中間あるいは中間より上部寄りに達した時点で、移動式クレーン８を駆動させて削孔ケーシング２を水平方向に振動させる。これにより、ワイヤ３４の環状部３４ａが、削孔ケーシング２から外れ、埋設杭３０の外周に掛る。次いで、図４（Ｄ）に示すように、ワイヤ３４の環状部３４ａを地中に残し、削孔ケーシング２を地中から引き上げる。
【００３０】
図５は、埋設杭の引抜き工程の後半を説明する図である。まず、図５（Ａ）に示すように、移動式クレーン１０、１０ｂによる共吊りでワイヤ３４を吊り上げる。ここで、ワイヤ３４の環状部３４ａは、図５（Ｂ）に示すように、予め二重にされ、くぐりつり状に形成される。これにより、ワイヤ３４を引き上げるときに環状部３４ａの内径が狭まり、埋設杭３０に確実に巻着する。ここにおいて、ワイヤ３４、移動式クレーン１０、１０ｂが、「保持手段」に対応する。
【００３１】
そして、図５（Ｃ）に示すように、ワイヤ３４の端部を移動式クレーン１０、１０ｂで引き上げ、ワイヤ３４が巻きつけられた埋設杭３０を引き抜く。このとき、埋設杭３０周囲の地盤は、発泡水により気泡泥土化しており、埋設杭３０との摩擦が軽減される。また、地下水圧や埋設孔３６の孔壁の土圧が抑制され、孔壁の崩落が防止されるので、引抜きが容易になる。
【００３２】
さらに、埋設杭３０の吊り上げと同時あるいはその前に、スタンドパイプ３２内の削孔された埋設孔３６に、流動化処理土３８が打設される。流動化処理土は、流動性を有するとともに、自硬性を有する安定処理土であって、杭の引抜き終了後に地盤を復元するためのものである。流動化処理土３８は、水に土砂とセメント系の固化剤とを添加して混煉することにより生成される、公知のものが用いられる。流動化処理土は、たとえば、図示を省略するポンプにより圧送され、埋設孔３６に打設される。
【００３３】
図３（Ｂ）は、吊り上げ前に流動化処理土３８がスタンドパイプ３２内に打設された状態を示す。そして、埋設杭３０がワイヤ３４により引き抜かれるとき、図３（Ｃ）に示すように、流動化処理土３８が、削孔された埋設孔３６に流れ込む。これにより、埋設孔３６内の負圧が打ち消されるので、埋設杭３０の引抜きがさらに容易になる。それとともに、流動化処理土３８が充填されることで、埋設孔３６の孔壁の崩落を防止できる。
【００３４】
図５（Ｃ）に説明を戻すと、埋設杭３０がある程度以上の長さを有し、移動式クレーン１０、１０ｂにより一度に吊り上げられない場合、埋設杭３０の中途でワイヤーソウ４０により切断し、切断された上部のみを引き抜いてもよい。地中に残された部分は、再度図５（Ａ）〜（Ｃ）の工程を行うことで引き抜くことができる。
【００３５】
図６は、埋設孔の埋め戻し工程を説明する図である。埋設杭３０が引き抜かれた後、図６（Ａ）に示すように、油圧ショベル機１０ａが、スタンドパイプ３２に埋め戻し用の土砂３９を投入し、削孔された埋設孔３６を埋め戻す。そして、土砂３９の投入が終了すると、図６（Ｂ）に示すように、移動式クレーン１０によりスタンドパイプ３２を撤去する。こうして、埋め戻しが終了する。
【００３６】
このときの状態が図３（Ｄ）に示される。埋め戻された埋設孔３６では、流動化処理土３８が時間経過とともに固化する。このとき、本実施形態では、削孔水の代わりに発泡水を用いて削孔を行うことにより、削孔に使用する水の量を少量に抑えることができる。よって、埋設孔３６内に残存する水の量は、削孔水やベントナイトなどの懸濁液を用いた場合よりはるかに少ない。このため、流動化処理土３８が希釈化される度合いが従来工法の場合より小さい。よって、流動化処理土３８に含まれるセメント系固化剤の固化が促進され、埋め戻した後に復元される地盤の強度を向上させることができる。その一方で、固化剤を増量させることなく地盤の強度を向上できるので、後に軟弱（Ｎ値０〜１）でない削孔可能な程度（Ｎ値５〜３０）の強度の地盤を復元できる。
【００３７】
図７は、本実施形態において復元される地盤について説明する図である。図７（Ａ）には、埋め戻された埋設孔の平面図３６ａと断面図３６ｂとが斜線でハッチングされた領域により示される。埋設杭の引抜き工事では、埋設孔が埋め戻されて復元された地盤に、新たな建造物のために基礎杭などの埋設物を設ける場合がある。しかも、埋め戻された埋設孔と重複する領域に新たに埋設孔を削孔する場合がある。ここでは、新たな埋設孔の平面図３７ａと断面図３７ｂとが、埋め戻された埋設孔の平面図３６ａと断面図３６ｂに対し重複して点線で示される。
【００３８】
従来工法では、削孔水やベントナイト懸濁液に含まれる水の量が多いので、流動化処理土が希釈化され、流動化処理土の固化が不十分となる。よって、図７（Ｂ）に示すように、埋め戻した埋設孔３６ａ、３６ｂの地盤があらたな埋設孔３７ａ、３７ｂ内に崩落し（矢印３９）、新たな基礎杭の施工が困難となる。
【００３９】
困難な理由は、削孔時に弱い（埋設部）方向に逃げ、鉛直に掘る技術と時間を要し、掘れても埋設部が崩落し、その部分の処理費用及び、空洞部に新設杭の生コンクリートを入れることによる追加コストがかかるからである。
【００４０】
これに対し、本実施形態によれば、埋設孔を埋め戻した後、十分な強度を有する地盤が復元される。よって、図７（Ｃ）に示すように、あらたな埋設孔３７ａ、３７ｂを削孔した場合であっても、埋め戻された埋設孔３６ａ、３６ｂの地盤が復元された状態で維持され、あらたな埋設孔３７の孔壁が崩壊することがない。よって、あらたな基礎杭を埋設することが通常地盤の様に施工できる。また、上記の様な追加コストも発生しない。
【実施例】
【００４１】
以下に、本実施形態における発泡剤、発泡剤溶液、発泡装置１２６の実施例を示す。なお、ここでは、上述の説明と同様、直径１．２ｍ、全長１５ｍ、重量３９tの埋設杭３０を引き抜くために、直径１．４ｍ、全長２０ｍ、重量７tの削孔ケーシング２を用いる場合の例が示される。
【００４２】
［発泡剤］
発泡剤は、たとえば界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかを含むものが好適に用いられる。ここにおいて、界面活性剤系の場合、発泡剤中の界面活性剤の含有量が１．０％〜２．０％であることが、地下水圧に対抗しうる圧力を確保でき、削孔を促進するうえで望ましい。
【００４３】
ここで、本実施例にて上記の効果を得ることができる市販の発泡剤の具体例を示す。まず、界面活性剤系の発泡剤の例として、麻生フォームクリート製「ジオハート２」、小野田ケミコ製「ＯＦＡ−２」、住友大阪セメント製「スミシールドＡ」、ポゾリス物産製「ファインフォーム６０６」、フローリック製「フローリックＦＡ１００」などがあげられる。また、タンパク質系の発泡剤の例として、キザイテクト製「ＡＰフォーム」、ＣＥＬＬＵＬＡＲコンクリート製「マールＰ」などがあげられる。また、樹脂石鹸系の発泡剤の例として、ロジン系石鹸などがあげられる。ただし、本発明の実施形態はこれらの例に限定されるものではない。
【００４４】
［発泡剤溶液］
発泡剤溶液は、たとえば、１０００Ｌの水に対し、１〜２Ｌの発泡剤を混入することで生成される。本実施例では、かかる発泡剤溶液による発泡水を毎分５Ｌ、毎時３００Ｌ噴射して、埋設杭３０周囲の地盤を削孔することができる。従来工法では、水のみの削孔水で削孔する場合には、毎分３０〜６０Ｌ、毎時１８００〜３６００Ｌの水を消費する。このように、本実施形態によれば、水の使用量を１／６に削減でき、水や設備コストを低下させることができる。そして、流動化処理土の希釈化を防止することができ、復元された地盤の強度低下を防止できる。
【００４５】
[工事実績の比較]
図８は、削孔が行われる地盤の土質、発泡剤溶液の濃度、及び削孔速度の関係を示す。図８（Ａ）には、粘性土質における比較が示される。ここでは、削孔水を用いる場合の削孔速度と、発泡水を用いる場合の削孔速度とが、時間ごとの削孔深度（単位：ｍ）として示される。ここで発泡水を生成するために用いられる発泡剤溶液の濃度は、１／１０００（つまり、１０００Ｌの水に対し１Ｌの発泡剤が混入されたもの）である。図示するように、たとえば１５ｍ削孔する場合において、削孔水では約４時間要するところ、発泡水によれば３時間で削孔を行うことができる。さらに、たとえば、３０ｍ削孔する場合において、削孔水では約８時間要するところ、発泡水によれば６時間で削孔を行うことができる。このように、本実施形態によれば、たとえば埋設杭１本あたりの削孔時間を約２５％短縮できる。
【００４６】
また、図８（Ｂ）は、砂礫層における比較が示される。ここでは、削孔水を用いる場合の削孔速度と、２通りの濃度の発泡水を用いる場合の削孔速度とが示される。ここで用いられる発泡剤溶液の濃度は、１／１０００（１０００Ｌの水に対し１Ｌの発泡剤）の場合と、２／１０００（１０００Ｌの水に対し２Ｌの発泡剤）の場合である。図８（Ｂ）に示すように、砂礫層では、たとえば１５ｍ削孔する場合において、削孔水によれば５時間要するところ、濃度１／１０００の発泡剤溶液によれば４時間、濃度２／１０００の発泡剤溶液によれば３時間で削孔を行うことができる。さらに、たとえば３０ｍ削孔する場合において、削孔水によれば１２時間要するところ、濃度１／１０００の発泡剤溶液によれば９時間、濃度２／１０００の発泡剤溶液によれば７時間で削孔を行うことができる。このように、濃度が高い発泡剤溶液による発泡水を用いた場合の方が、削孔時間が短縮する。
【００４７】
上記のとおり、本実施形態によれば、発泡剤溶液の濃度を地盤状況により変えることで、毎分消費される水の量を変えることなく削孔時間の短縮が可能である。よって、水の使用量を削減でき、水や設備コストを低下させることができる。そして、流動化処理土の希釈化を防止することができ、復元された地盤の強度低下を防止できる。また発泡剤溶液の濃度調整は、水１０００Ｌに発泡剤１Ｌを添加する（あるいは、しない）ことにより可能であり、大きな労力が無く管理もし易い。
【００４８】
［発泡水生成装置］
図９は、発泡水生成装置１２における発泡装置１２６の実施例を示す。コンプレッサ１２８の出力が毎分１．００ｍ３  、散水機１２４の出力が毎分５Ｌであるの場合の構成が、模式的な断面図により示される。
【００４９】
発泡装置１２６は、全長５００〜１５００ｍｍ、径２００〜５００ｍｍ、厚さ６ｍｍの金属製の管体で構成され、発泡剤溶液を収容可能に構成される。ただし、同様のサイズを有するものであれば素材、形状はこれに限られない。そして、発泡装置１２６のサイズは、毎分５Ｌの発泡水を生成するためのサイズであればよく、従来工法において削孔水やベントナイト懸濁液を供給するための設備（たとえば長さ４０００ｍｍ、幅２０００ｍｍ、高さ２３００ｍｍのミキシングプラント）と比べ、小規模かつ低コストで実現できる。
【００５０】
発泡装置１２６は、一方の端部側で、コンプレッサ１２８に接続され圧縮空気を取り入れるポート１２６ａと、散水機１２４に接続され発泡剤溶液を取り入れるポート１２６ｂとを有する。また、発泡装置１２６は、他方の端部側で、導水管１４と接続されるポート１２６ｃを有する。そして、発泡装置１２６内には、ポート１２６ａとポート１２６ｃとを接続する管体１２７が設けられる。そして、管体１２７は、ポート１２６ｃ寄りの位置、たとえばポート１２６ｃから３００ｍｍ以内に、発泡剤溶液の取り入れ口１２７ａを有する。
【００５１】
発泡装置１２６には、ポート１２６ｂから送り込まれる発泡剤溶液が収容される。ここで、発泡装置１２６は、圧縮空気と混合させる発泡剤溶液を一定量ずつリザーブする機能を有する。そして、管体１２７内には、コンプレッサ１２８からの圧縮空気が圧送される。そして、管体１２７は、取り入れ口１２７ａから発泡剤溶液を取り入れ、これを圧縮空気と混合する。すると、管体１２７内で発泡剤溶液が気泡を生じて発泡し、発泡水が生成される。そして、発泡水は、圧縮空気により管体１２７からポート１２６ｃを経て導水管１４に圧送され、導水管１４を介して噴射孔２ａまで送られる。
【００５２】
かかる構成において、導水管１４、管体１２７ａは略同一径、たとえば５０ｍｍ〜１００ｍｍの径を有する。また、発泡剤溶液を取り入れる取り入れ口１２７ａの径は、たとえば５０ｍｍ程度である。このように、発泡水の輸送経路である導水管１４と同径の管体１２７内で発泡剤溶液を発砲させて発泡水を生成するので、微細なサイズ（好適には５００μｍ以下の径）の気泡のまま、発泡水が導水管１４内を圧送される。よって、たとえば、発泡装置１２６内で予め発泡剤と圧縮空気とを混合して発泡水を生成しておき、これを導水管１４に送りこむ場合とくらべ、気泡のサイズを小さくすることができる。よって、フォーム状の発泡水を得ることができる。かかる構成により生成される発泡水は、発泡剤溶液のときより約６倍の体積に膨張する。よって、従来工法における削孔水が埋設杭３０周囲の地盤を泡泥水状にすることと比較して、少ない量の水で埋設杭周囲の地盤を泥土化させることができる。このことにより、その後の工程で投入される流動化処理土の希釈化を防止することができる。
【００５３】
［復元された地盤］
図１０は、従来工法と本実施形態のそれぞれにおいて、復元された地盤に対する標準貫入試験を実施した結果を示す。なお、ここで、埋設孔に打設された流動化処理土の配合は、水４８０ｋｇ、土砂９８２．８ｋｇ（湿潤密度1.89）、セメント１００ｋｇである。
【００５４】
図１０には、従来工法と本実施形態のそれぞれについて、貫入試験が実施された地中の深度と各深度でのＮ値とが示される。従来工法によると、深度７．００ｍ、８．００ｍ、１１．００ｍ、１６．００ｍ、１８．００ｍにおいて無固化のペースト状地盤を示すＮ値「０」になり、モンケン自沈が観察された。また、深度１７．００ｍ、２４．００ｍ、２６．００〜２８．００ｍ、３５．１０〜３８．２０ｍにおいてもＮ値が「０」となり、ロッド自沈が観察された。一方、本実施形態によれば、２４．００ｍでモンケン自沈が観察された以外は、ほぼ全深度において「５」〜「３０」のＮ値が得られた。
【００５５】
ここで、復元された地盤に新たに埋設物を設ける場合、上述したように、埋め戻した埋設孔が崩壊しないことが必要である。かといって、たとえば流動化処理土内のセメントの含有量を増やし、固化の度合いを大きくしすぎると、かえって削孔が困難になる。よって、削孔が可能な程度の適度な強度であることが望ましい。この点、標準貫入試験による「５」〜「３０」のＮ値は、新たに削孔された埋設孔の孔壁が崩落せず、かつ再度削孔可能な強度を示している。このように、本実施形態によれば、軟らかすぎず、かといって硬すぎることのない適度な強度の地盤を復元することができる。よって、埋設杭を引き抜いた後に復元された地盤に対し、効率よく新たな埋設物を設けることができる。
【符号の説明】
【００５６】
２：削孔ケーシング、２ａ：噴射孔、１２：発泡水生成装置、２０：削孔装置
【図１】
2012122197.tif 000003
【図２】
2012122197.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設杭の引抜き方法であって、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかを含む発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、
削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、
前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程と、
前記埋設杭を埋設孔から引き抜くときに、前記埋設孔に、セメント系の固化剤を含む流動化処理土を流し込む工程と、
前記埋設孔に土砂を埋め戻して、埋め戻された前記埋設孔と重複する新たな埋設孔を削孔するための地盤を復元する工程と、
を有する埋設杭の引抜き方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記発泡水を生成する工程では、圧縮空気が圧送される管体内に前記発泡剤の溶液を取り入れ、前記圧縮空気と前記発泡剤の溶液とを混合させて前記発泡水を生成する埋設杭の引抜き方法。
【請求項３】
埋設杭周囲の地盤を削孔する削孔ケーシングに供給されて当該削孔ケーシングにより当該地盤に噴射される発泡水を生成する発泡水生成装置であって、
発泡剤の溶液を収容する収容部と、
前記削孔ケーシングに接続される導水管と接続されるとともに当該導水管と略同一の断面積を有し、圧縮空気が圧送される管体とを有し、
前記管体は、前記収容部から前記発泡剤の溶液を取り入れる取り入れ口を有し、前記取り入れ口から取り入れた前記発泡剤の溶液と前記圧縮空気とをその内部で混合させて気泡を発生させ、前記発泡水を生成し、当該生成した発泡水を前記導水管に圧送することを特徴とする発泡水生成装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月21日(2011.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設杭の引抜き方法であって、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかを含む発泡剤の溶液を発泡させ、発泡水を生成する工程と、
削孔ケーシングにて前記埋設杭の周囲の地盤を削孔するときに、前記削孔ケーシングから前記発泡水を前記地盤に噴射する工程と、
前記埋設杭を保持手段により保持して引き抜く工程と、
前記埋設杭を埋設孔から引き抜くときに、前記埋設孔に、セメント系の固化剤を含む流動化処理土を流し込む工程と、
前記埋設孔に土砂を埋め戻して、埋め戻された前記埋設孔と重複する新たな埋設孔を削孔するための地盤を復元する工程と、
を有し、
前記発泡水が、
前記削孔ケーシングに供給されて当該削孔ケーシングにより前記地盤に噴射される発泡水を生成する発泡水生成装置であって、
発泡剤の溶液を収容する収容部と、
前記削孔ケーシングに接続される導水管と接続されるとともに当該導水管と略同一の断面積を有し、圧縮空気が圧送される管体とを有し、
前記管体は、前記収容部から前記発泡剤の溶液を取り入れる取り入れ口を有し、前記取り入れ口から取り入れた前記発泡剤の溶液と前記圧縮空気とをその内部で混合させて気泡を発生させ、前記発泡水を生成し、当該生成した発泡水を前記導水管に圧送する発泡水生成装置により生成されることを特徴とする、埋設杭の引抜き方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記発泡水を生成する工程では、圧縮空気が圧送される管体内に前記発泡剤の溶液を取り入れ、前記圧縮空気と前記発泡剤の溶液とを混合させて前記発泡水を生成する埋設杭の引抜き方法。
【請求項３】
埋設杭周囲の地盤を削孔する削孔ケーシングに供給されて当該削孔ケーシングにより当該地盤に噴射される発泡水を生成する発泡水生成装置であって、
発泡剤の溶液を収容する収容部と、
前記削孔ケーシングに接続される導水管と接続されるとともに当該導水管と略同一の断面積を有し、圧縮空気が圧送される管体とを有し、
前記管体は、前記収容部から前記発泡剤の溶液を取り入れる取り入れ口を有し、前記取り入れ口から取り入れた前記発泡剤の溶液と前記圧縮空気とをその内部で混合させて気泡を発生させ、前記発泡水を生成し、当該生成した発泡水を前記導水管に圧送することを特徴とする発泡水生成装置。