JP5730826B2 - 撤去が容易なソイルセメントコラムの構築方法 - Google Patents
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Description
この方法の構築工程を説明すると次の通りである。
1)中空筒の周囲に攪拌翼を取り付けた攪拌ロッドを使用する。
2)固化材を吐出しながら攪拌ロッドを地中に回転させて貫入する。
3)中空筒の周囲に土砂と固化材を攪拌したソイルセメントコラムを形成する。
4)その後に中空筒の内部に、支持兼ガイド管として端部を開放した鋼管を挿入する。
5)そして、内部に固化材を充填した支持兼ガイド管を地中に残して攪拌ロッドを回転しながら引き上げて、ソイルセメントコラムを構築する。
1)切削ビット付きの中空オーガーを使用する。
2)前記の支持兼ガイド管をガイドとして、その外周に中空オーガーを嵌合して、ソイルセメントコラム内に回転させて貫入して粉砕する。
3)ソイルセメントコラムの先端まで粉砕したら、中空オーガーの内部から支持兼ガイド管を引き上げる。
4)中空オーガーを通して埋め戻し土を充填しながら中空オーガーを引き上げて、ソイルセメントコラムを埋め戻し土に置き換える。
<1> 支持兼ガイド管4の先端が中空筒21の先端の位置に達するまで、中空筒21の内部に挿入する。そして挿入が完了したら、その支持兼ガイド管4を地中に残して攪拌ロッド2を引き上げる方法である。
<2> このように支持兼ガイド管を中空筒21に挿入するから、中空筒の先端の蓋25は地中に残しておかざるを得ない。
<3> その結果、ソイルセメントコラムの構築1本ごとに、先端の蓋25を地中に残してゆく工法であり、その点では不経済なものであった。
<1>撹拌ロッドの中央に支持杭兼ガイド管が存在していても、蓋兼先端刃7を回収することができる。
<2>コラムごとに先端刃を地中に残す不経済な工法が、蓋兼先端刃7を回収することによって経済的になった。
まず本発明のソイルセメントコラムを構築する部材について説明する。
本発明で構築する対象は、中心の鋼管(支持兼ガイド管)4の内部および外周には高強度の固化材3が充填してあってかつその周囲には円筒状の攪拌域11を備えたソイルセメントコラム1である。(図9)
このソイルセメントコラム1を構築する方法では、中空筒21の周囲に攪拌翼22を取り付けた攪拌ロッド2を使用する。(図1)
さらに詳細に説明すれば、筒状の中空筒21の先端には、中空筒21の中心軸と直交する方向に、一定長さの腕23を突設し、その腕23に地盤を切削するための複数のビット24を固定してある。
前記したように筒状の中空筒21の周囲には、中空筒21の中心軸と直交する方向に、一定長さの攪拌翼22を突設してあるから、攪拌翼22の先端の描く軌跡が、ソイルセメントコラム1の外径となる。
中空筒21の内部は貫通しており、上端からセメントスラリーのような固化材3を供給すれば、中空筒21の下端から吐出することができる。
中空筒21の内径は、後述する支持兼ガイド管4を収納できる寸法に構成する。
この中空筒21の下端には、蓋兼先端刃7を取り付ける。
この取付け位置は、ビット24の回転による撹拌の影響を避けることができるよう、中空筒21の下端面より下方の位置である。
この蓋兼先端刃7は、後述する支持兼ガイド管4によって下向きの押圧力を付与することで、中空筒21から分離はしないが、回転して開放が可能な部材である。
そのために例えば図に示すように、中空筒の先端に蓋兼先端刃7の一部をピン21dを介して軸止めする。
したがって蓋兼先端刃7は、中空筒から完全に分離することなく、離脱はするが、ピン21dを中心に回転自在である。
この蓋兼先端刃7に吐出口を開口して、固化材3の吐出が可能であるように構成することができ、中空筒21の周辺にも吐出口を開口することもできる。
蓋兼先端刃7は、側面視が、下に頂点を有し、上に水平片を有するほぼ三角形の板体である。
その下の頂点側の斜辺が掘削のための刃となる。
この蓋兼先端刃7は3枚の鋼板を重ねて構成する。
すなわち両側の薄板71と、薄板71で挟んだ厚板72である。
両側を薄板71で構成する理由は、後述するように蓋兼先端刃7の自由端を中空筒21の縦溝21a内に挿入して加圧した場合に、薄板71を容易に外側に変形させるためである。
そのために厚板72では、その自由端部に切欠き21bを設ける。
その切欠き21b部では両側の薄板71だけが直立しているので、薄板21bの間の空間を変形空間75として構成して薄板71の変形を容易とする。
この3枚の板の上辺の上には、3枚の板と直交する状態で、鋼製の円盤73を取りつける。
この円盤73の外径は、中空筒21の内径よりやや小径である。
この円盤73の機能は中空筒21の下端の開放口からの土砂などの侵入を防止するためのものである。
上記したように、中空筒21の下端の一部に蓋兼先端刃7をピン21dで回転自在に取り付けてある。
ピン21dを中心に回転した蓋兼先端刃7の他端が中空筒に当る位置には、中空筒の中心軸と平行方向に、施工機械の回転力を蓋兼先端刃7に伝達するための縦溝21aを開口する。
この縦溝21aの上端には上向きに拡大した拡大穴21bを形成する。
この拡大穴21bに挿入した蓋兼先端刃7の薄板71が外側に変形すると、蓋兼先端刃7の自由端を中空筒の下端に一体化することになる。(図5)
しかし蓋兼先端刃7の一体化は薄板71の変形による程度なので、円盤73を上部から強い外力で押し下げると容易に中空筒21の端部から離脱する。
その結果、蓋兼先端刃7はピン21dを中心に下向きに回転し、ピン21dのみによって中空筒21に取り付けた状態となる。
次に本発明のソイルセメントコラムの構築工程について説明する。
本発明の方法で構築するソイルセメントコラム1は図9に示すような構造を備えている。
すなわちコラムの中心には後述する支持兼ガイド管4が位置しており、その内部には固化材3を充填してあり、その外周は固化材3と土砂とを撹拌した撹拌域11を形成したものである。
まず上記した攪拌ロッド2を地表面に鉛直に設置する。
そして攪拌ロッド2の上端から固化材3を注入しつつ、回転を与える。
こうして先端から固化材3を吐出しながら攪拌ロッド2を地中に回転させて攪拌翼22の先端の描く軌跡の範囲内に土砂と固化材3を攪拌した攪拌域11を形成しながら貫入して行く。
その際に攪拌ロッド2の中空筒21の下端の蓋兼先端刃7は、ピン21dと薄板71の変形によって中空筒21の下端を閉塞する状態で位置している。
攪拌ロッド2の回転によって攪拌翼22が中空筒21の周囲の土砂と、先端や周囲から吐出した固化材3を攪拌する。
このような攪拌によって、土砂と固化材3を攪拌できるから、中空筒21の周囲には、攪拌翼22の先端の軌跡を外径とした円柱状の攪拌域11を形成することができる。
攪拌ロッド2の中心の中空筒21の内部にも固化材3は充填してある。
そこで攪拌ロッド2が計画深さまで到達したら回転を停止し、中空筒21の地上側を開放し、その内部に鋼管4を挿入する。
この鋼管4が、支持兼ガイド管4としての機能を果たすものである。
中空筒21の内部の固化材3はまだ固化していないので、支持兼ガイド管4としての鋼管4を容易に挿入することができる。
支持兼ガイド管4は、その端部を開口した管体なので、支持兼ガイド管4は挿入にしたがってその内部にも固化材3が充填される。
支持兼ガイド管4の先端が中空筒21の先端の位置に達するまで、中空筒21の内部に挿入する。
挿入が完了したら、蓋兼先端刃7を開放しやすくするために中空筒21を5〜10cm程度引き上げる。
中空筒21の先端は、蓋兼先端刃7によって蓋をした状態である。
この蓋兼先端刃7の円盤73の上には、支持兼ガイド管4の下端が位置しているから、支持兼ガイド管4の頭部より、同じ直径のパイプなどで地上から押し下げることによって下向きの力を作用させる。
その結果、蓋兼先端刃7はピン21dを中心に下向きに回転して、中空筒21の下から離脱し、中空筒21の下端を開放する。
しかし蓋兼先端刃7はピン21dによって中空筒21に固定してある。
したがって中空筒21の引き上げに伴って、それと一体として引き上げることができ、中空筒21とともに回収することができる。
攪拌ロッド2の引き上げに際しては、攪拌ロッド2を回転しながら引き上げて行くので周囲の土砂はさらに固化材3との攪拌が促進されて均一で良質な攪拌域11を構築することができる。
また撹拌域11内の支持兼ガイド管4の外周には固化材3を残置することができる。
こうして、中心の鋼管(支持兼ガイド管)4の内部および外周には高強度の固化材3が充填してあってかつその周囲には円筒状の攪拌域11を備えたソイルセメントコラム1が完成する。
次に上記の工程で構築したソイルセメントコラム1の撤去方法について説明する。
杭の用途が終了した後の撤去に際しては、ソイルセメントコラム1を破砕して地上に押し出して排除する必要がある。
そのために中心の中空管51の外周に螺旋翼52を取り付けた中空オーガー5を使用する。
この中空オーガー5の先端にはソイルセメントコラム1を切削するための切削ビット53を設けてある。
中空オーガー5の先端の切削ビット53は、中空管51の中心軸と直交する方向に突出させた腕に掘削刃を固定したものである。
この腕の先端の回転軌跡が、構築したソイルセメントコラム1の外径にほぼ等しい。
前記の工程で構築したソイルセメントコラム1には支持兼ガイド管4が残っている。
この支持兼ガイド管4を、中空オーガー5の中空管51内に挿入する状態で切り下げを開始する。
中空オーガー5の中空管51の内径は、支持兼ガイド管4の外径よりも多少大きい寸法に構成してあるので、中空管51を支持兼ガイド管4の外周に挿入して回転することができる。
支持兼ガイド管4の外周に中空オーガー5を挿入して回転を与えると、中空オーガー5は中心の支持兼ガイド管4をガイドとして正確に地中に侵入することになる。
一般に中空オーガー5は切削中に、地盤の軟弱な方へ移動しやすく、正確に鉛直性を維持することが困難である。
しかし本願発明の工法ではソイルセメントコラム1の中心に支持兼ガイド管4が残って位置しているから、その支持兼ガイド管4をガイドとして貫入して行くので正確な鉛直性を確保することが容易である。
こうして、中空オーガー5を、ソイルセメントコラム1内に回転させて貫入し、先端の切削ビット53でソイルセメントコラム1を粉砕してその先端まで破壊してゆく。
中空オーガー5でソイルセメントコラム1の先端まで切削し、ソイルセメントコラムの切削スライムを地上に排出した後、中空オーガー5の回転を停止する。
そして中空オーガー5の中心の中空管51内に取り込んだ支持兼ガイド管4を地上に引き上げて抜き取る。
その結果、中空オーガー5の中空管51の内部は空洞となる。
空洞になった中空管51の内部または外部に、地上から埋め戻し土6を投入する。
そして中空オーガー5に引抜き方向の回転とは逆の回転を与え、埋め戻し土6を、地中内のソイルセメントコラム1の切削跡内に充填しつつ引き上げてゆく。
このように、ソイルセメントコラム1の切削跡に埋め戻し土6を供給して充填するため、周囲の地盤が緩むことがない。
また、多少高価になるが地盤の汚染にかかわる六価クロムの溶出を抑えた固化材を使用すれはソイルセメントコラムを粉砕し、地盤中に残しておくこともできる。この場合には撤去費用を大幅に削減することができる。
こうしてソイルセメントコラム1の撤去が完了する。
2:攪拌ロッド
21:中空筒
21a:縦溝
21d:ピン
4:支持兼ガイド管
5:中空オーガー
51:中空管
7:蓋兼先端刃
71:薄板
72:厚板
75:変形空間
Claims (2)
- 中空筒の周囲に攪拌翼を取り付けた攪拌ロッドを使用し、
固化材を吐出しながら攪拌ロッドを地中に回転させて貫入し、
中空筒の周囲に土砂と固化材を攪拌したソイルセメントコラムを形成し、
その後に中空筒の内部に、支持兼ガイド管として端部を開放した鋼管を挿入し、
内部に固化材を充填した支持兼ガイド管を地中に残して攪拌ロッドを回転しながら引き上げる方法であって、
前記中空筒の先端には、
ピンで軸止めした蓋兼先端刃を、ピンを中心に回転自在に取り付け、
この蓋兼先端刃の他端がピンを中心に回転して中空筒に当る位置には、中空筒の中心軸と平行方向に縦溝が開口してあり、
この縦溝の上端には上向きに拡大した拡大穴が形成してあり、
この拡大穴に挿入した蓋兼先端刃を外側に変形させて、蓋兼先端刃の自由端を中空筒の下端に一体化するように構成してあり、
前記支持兼ガイド管を中空筒内に挿入する過程で、
支持兼ガイド管の先端によって前記蓋兼先端刃を押し下げることで、
蓋兼先端刃をピンを中心に回転させ、
支持兼ガイド管の先端をソイルセメントコラムの底部まで到達できるように構成したことを特徴とする、
撤去が容易なソイルセメントコラムの構築方法。 - 請求項1記載の方法であって、
蓋兼先端刃は3枚の鋼板を重ねて構成し、
中間の厚板と、
その両側の薄板で構成してある、
撤去が容易なソイルセメントコラムの構築方法。
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