JP5707529B1 - 地盤改良工法、地盤改良工法に使用する掘削ロッド及び地盤改良装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、その杭工法にも、木杭やコンクリート杭等の既存の杭を土壌の内部に多数建て込む工法と、土壌の内部にセメントミルク等の液状の結合材(固化材)を注入して混合撹拌し、コンクリート構造物である多数の杭構造体を構築する工法がある。上記杭工法のうち、後者の一例としては、特許文献1に開示された地盤改良工法がある。
すなわち、例えば土壌が有機質土(腐植土)である場合、骨材としての土が軟らかいため、固化した杭構造体(柱状体)の強度が目的の強度に達しないことが多かった。また、セメントミルク等の結合材を土と混合撹拌するため、撹拌能力が低い装置の場合、撹拌が不十分で未固化部分が多くなる問題が生じやすかった。
本発明の地盤改良工法の作用を説明する。
掘削手段(掘削部材)と撹拌手段(撹拌部材)、及び結合材注入手段(ロッドとノズル)を備えた掘削ロッドを有する地盤改良装置を使用し、昇降回転駆動装置に取り付けられた掘削ロッドで軟弱な地盤を所要の深さまで掘削して、内部に掘削土が残る掘削孔を形成する。
そして、掘削孔の内部に結合材注入手段によりセメントミルク等の液状の結合材を適量注入する。掘削孔の内部の掘削土と結合材を撹拌手段により混合撹拌し、掘削孔の内部に未固化の混合物をつくる。
なお、未固化の芯部の太さと高さは、結合材注入手段の上昇速度を調節したり、結合材の注入流量を調節したりして、適宜設定する。軟弱な地盤の所定の箇所(又は必要な箇所)で、上記と同様の施工を行う。
また、やむを得ず撹拌能力が低い装置を使用する場合等、撹拌が不十分で杭構造体に未固化部分が多く生じたとしても、固化した芯部によって充分な強度を付与することができる。
図1、図2及び図3を参照する。
まず、本発明の地盤改良工法において使用する地盤改良装置Aについて説明する。
地盤改良装置Aは、地中削孔機1と、地中削孔機1が有するガイドセル2、ガイドセル2に沿って昇降し地盤を掘削して掘削孔を形成する掘削ロッド3を備えている。
主に図2、図3を参照して、地盤改良装置Aの作用、及び地盤改良工法について説明する。
なお、以下の作業において、掘削ヘッド33の回転速度、及び昇降速度は、特に限定するものではなく、現場の土壌の土質に合わせて適宜設定されるものである。
(2)地盤改良装置Aの掘削ロッド3を回転させながら下降させ、掘削ヘッド33で軟弱な地盤4の掘削を始める(図2(a)参照)。
このようにして、掘削孔40の内部にセメントミルクと掘削土が全体に充分混合撹拌された未固化の混合物5がつくられる。なお、掘削孔40に沿う掘削ヘッド33、及び各撹拌部材35の行程数(昇降回数)は適宜設定することができ、本実施の形態のように四つの行程に限定するものではない。
地盤改良工法の第2の実施の形態では、グラフに示すように、掘削孔の形成と、セメントミルクの注入と、掘削土とセメントミルクの混合撹拌を、掘削ヘッド33等が所定の深さまで下降するまでの一行程で並行して行う。そして、掘削ヘッド33等を上記と同様に細かく上下動させて混合物を混合撹拌させた後、上記と同様に上昇する一行程で、未固化の混合物5の中心に未固化の芯部6を形成する。この工法は、作業効率に優れ、地盤改良工事の工期の短縮も可能になる。
地盤改良工法の第3の実施の形態では、図5(a)、(b)に示すように、未固化の混合物5の中心に、未固化の芯部6を形成した後、芯部6の固化が進まないうちに、作業者による手作業等で所定の長さの芯材である鋼管7を芯部6の中に入れ込む(図5(c)参照)。なお、芯材は鋼管に限定するものではなく、固化後の芯部を補強できる充分な強度があれば、例えば鉄筋籠、鋼棒、H鋼等を採用することもできる。
図6を参照する。
掘削ヘッド33aは、ロッド31の先端にノズル取付部37を有している。掘削羽根331は、ノズル取付部37の外周部に固定されている。
また、ノズル32bは、胴部320bが胴部320aより長いだけで、その他の部分の構造はノズル32aと同じであるので、ノズル32bの構造の詳しい説明は省略する。
(1)地盤改良装置を地盤改良を行う場所に設置する。掘削ロッド33aのロッド31先端には、短い胴部320aを有するノズル32aが取り付けられている。
(2)地盤改良装置の掘削ロッド3aを回転させながら下降させ、掘削ヘッド33aで軟弱な地盤4の掘削を始める(図7(a)参照)。
なお、掘削ロッド3aは、上記のように当初のノズル32aより長い胴部320bを有するノズル32bに交換しているので、撹拌羽根331と撹拌部材35は当初よりノズル32b先端の吐出口から離れている。したがって、芯部6の形成において、掘削ヘッド33a、及び各撹拌部材35の回転による混合物5の乱れの影響は受けにくく、芯部6はいびつになりにくく、強度にも優れる。そして、軟弱な地盤4の所定の箇所(必要な箇所)で、上記と同様の施工を行う。
なお、この工法の作用は、上記工法の第1の実施形態とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。
図8(a)に示すノズル32cは、先端に円錐状のビット334を有し、ビット334の表面に吐出口335が開口されている。ノズル32cは、円錐状のビット334が、掘削時においても変形や破損が起こりにくく、耐久性に優れる。
1 地中削孔機
10 削孔機本体
11 油圧シリンダー
12 ガイド体
13 アウトリガー
2 ガイドセル
20 ガイド部
21 ウインチ
22 接続部材
23 振れ止め具
3 掘削ロッド
30 ドリフター
31 ロッド
32 ノズル
33 掘削ヘッド
330 ビット
331 掘削羽根
332 掘削歯
34 振れ止めブレード
35 撹拌部材
4 地盤
40 掘削孔
5 未固化の混合物
6 未固化の芯部
5a 固化混合物
6a 固化した芯体
3a 掘削ロッド
33a 掘削ヘッド
37 ノズル取付部
370 嵌合孔
371、372 ピン孔
32a ノズル
32b ノズル
320a 胴部
322 嵌入部
321 流路
323、324 ピン溝
Claims (2)
- 地盤を掘削手段により所要の深さまで掘削して内部に掘削土が残る掘削孔を形成する工程と、
前記掘削孔の内部に結合材注入手段により結合材を注入する工程と、
前記掘削孔の内部の掘削土と前記結合材を撹拌手段により混合撹拌し、前記掘削孔の内部に未固化の混合物をつくる工程と、
前記未固化の混合物の内部において、前記結合材注入手段を前記掘削孔の内底部から上昇させながら、前記未固化の混合物の中心に、前記未固化の混合物を撹拌せずに前記結合材注入手段により結合材を下方へ向け注入して、前記未固化の混合物の中心に前記結合材のみが充填されてつくられた未固化の芯部を徐々に柱状に形成する工程と、
前記掘削孔の内部の前記未固化の混合物と前記未固化の芯部を固化する工程とを備える
地盤改良工法。 - 地盤を掘削手段により所要の深さまで掘削して内部に掘削土が残る掘削孔を形成する工程と、前記掘削孔の内部に結合材注入手段により結合材を注入する工程と、前記掘削孔の内部の土と前記結合材を撹拌手段により混合撹拌し、前記掘削孔の内部に未固化の混合物をつくる工程とを並行して行う
請求項1の地盤改良工法。
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