JP2000248867A - 基礎地盤の乾式柱状体製造方法及び製造装置 - Google Patents

基礎地盤の乾式柱状体製造方法及び製造装置

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JP2000248867A JP11055294A JP5529499A JP2000248867A JP 2000248867 A JP2000248867 A JP 2000248867A JP 11055294 A JP11055294 A JP 11055294A JP 5529499 A JP5529499 A JP 5529499A JP 2000248867 A JP2000248867 A JP 2000248867A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 建物の荷重を支持する基礎地盤用の乾式柱状
体の製造方法及び製造装置を提供することである。 【解決手段】 掘削オーガを備えた掘削機で地表から地
中に穴を掘り、掘削オーガヘッドの先端に穴の径を押し
広げる穴径拡大板を備えた拡大機を装着し、拡大機を装
着した掘削オーガを穴の中へ所定深さまで下降させて停
止し、穴の内壁を穴径拡大板で押圧することにより穴径
を拡大し、穴径を拡大した後穴径拡大板を元の状態に収
納し、掘削オーガを上昇させて拡大機を穴から出し、掘
削オーガヘッドの先端から拡大機を取外し、穴に排土と
固化材を充填し又は充填しながら掘削オーガを正転駆動
と逆転駆動を繰り返しながら穴内に挿入して排土と固化
材を攪拌及び転圧することにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建造物の基礎地盤
の乾式柱状体の製造方法及び製造装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の乾式柱状体は円柱形状であり、土
壌と柱状体の表面との摩擦力や柱状体の下端を岩盤層に
当接させて建造物の荷重を支持していた。岩盤層が、地
表から数メートル程度の比較的浅いところにあれば柱状
体の下端を岩盤層に当接させることができるので問題は
ないが、地中のかなり深いところまで掘り下げないと岩
盤層に到達しないような場所においては、土壌と柱状体
との摩擦力のみで建造物の荷重を支持しなければならな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】柱状体に環状の突起を
形成し、柱状体と地中の土との摩擦力を大きくすること
により、柱状体の下端が岩盤層に到達していなくても建
造物の荷重をより支持し易くする乾式柱状体の製造方法
及び製造装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、下向
きの掘削オーガを備えた掘削機で地表から地中に穴を掘
り、前記掘削オーガヘッドの先端に前記穴の径を押し広
げる穴径拡大板を備えた拡大機を装着し、拡大機を装着
した前記掘削オーガを前記穴の中へ所定深さまで下降さ
せて停止し、穴の内壁を前記穴径拡大板で押圧すること
により穴径を拡大し、穴径を拡大した後穴径拡大板を元
の状態に収納し、掘削オーガを上昇させて拡大機を穴か
ら出し、掘削オーガヘッドの先端から拡大機を取外し、
前記穴に排土と固化材を充填し又は充填しながら掘削オ
ーガを正転駆動と逆転駆動を繰り返しながら穴内に挿入
して排土と固化材を攪拌及び転圧することを特徴とする
基礎地盤の乾式柱状体製造方法である。
【0005】請求項2の発明は、地表及び所定深さの穴
径を拡大機で拡大する請求項1に記載の基礎地盤の乾式
柱状体製造方法である。
【0006】請求項3の発明は、掘削機で地表から地中
に穴を掘り、掘削オーガを穴から引き上げる前に穴に固
化材を入れてオーガを固定しつつ穴の内壁を補強し、穴
の内壁を補強した後に掘削オーガを穴から引き上げる請
求項1及び請求項2に記載の基礎地盤の乾式柱状体製造
方法である。
【0007】請求項4の発明は、半径方向外方へ張り出
す穴径拡大板を備えた拡大機を掘削機の掘削オーガの先
端に着脱可能に設けたことを特徴とする基礎地盤の乾式
柱状体製造装置である。
【0008】
【発明の実施の形態】図1〜図4は、建造物(例えば木
造住宅)の荷重を支持する基礎地盤用の柱状体の製造工
程の一部を示している。下向きの掘削オーガ(掘削ドリ
ル)1を備えた掘削機2が地面に固定された支柱3に沿
って上下に移動可能となっている。掘削オーガ1を正転
させながら掘削機2を下降させると掘削機2は地中を掘
り進み、地表から地中に穴4をあけることができる。
【0009】穴4を掘った際に土が排出され、この土が
地表に掘り出されて排土5となっている。穴4が必要な
所定の深さ(例えば深さ5m)まで達すると、正転駆動
と逆転駆動を繰り返し、さらにオーガ1を上下させなが
らセメント系固化材6を穴4の中に入れて穴4の内壁に
付着させ、穴4の内壁が崩れないように補強する。
【0010】穴4の内壁が補強されると、図2に示すよ
うに掘削機2を支柱3に沿って上昇させ掘削オーガ1を
穴4から出す。次に掘削オーガ1の下端に拡大機7を取
付ける。図5に示すように拡大機7の上端にはブラケッ
ト11が設けてあり、このブラケット11と掘削オーガ
1の破線で示す刃とをピン10で貫通させて掘削オーガ
1と拡大機7を連結している。
【0011】図5に示すように、拡大機7は上下方向に
駆動される油圧シリンダ8を備えている。油圧シリンダ
8には耐圧配管14が接続されている。耐圧配管14を
介して圧油を油圧シリンダ8へ供給し、油圧シリンダ8
内のロッド8aを下方へ押し下げる。
【0012】ロッド8aの下端にはフランジ15が固着
されている。図5のVII−VII矢視図である図7に示すよ
うに、フランジ15は四方へ放射状に延びる支持部15
bを備えている。一対のアーム12が各支持部15bを
挟んで配置されている。ピン15aが支持部15bと一
対のアーム12の上端を貫通しており、ピン15aは一
対のアーム12を支持部15bに対して回動可能に連結
している。
【0013】図5及び図7に示すように、一対のアーム
12の下端の間には、アーム17の上端が配置されてい
る。また、一対のアーム12の下端の外側には一対のフ
ランジ16が配置されている。これらフランジ16、ア
ーム12及びアーム17をピン16aが貫通しており、
アーム12及びアーム17は、ピン16aを中心に回動
可能となっている。
【0014】フランジ16には、穴4の内壁を押圧する
拡大板13が固着されている。図5に示すように、拡大
板13の上部と油圧シリンダ8の下端は、拡大機7の全
周に渡って防土布18が設けてある。
【0015】図5に示すように、アーム17の下端はピ
ン19aでフランジ19に回動可能に連結されている。
フランジ19は、上又は下から見て十字形をしており、
図7に示す4つのアーム17をそれぞれピン19aで回
動可能に連結している。
【0016】2つのピン15aの間隔が、2つのピン1
6aの間隔よりも小さくなるように、アーム12には拡
大板13に当接する突起12a(図5、図6、図8)が
設けてある。フランジ15が押し下げられるとアーム1
2は拡大板13を穴4の半径方向外方へ押し出す向きに
回動する。また、2つのピン16aの間隔は、2つのピ
ン19aの間隔よりも広く設定されており、フランジ1
5が押し下げられるとアーム17は、拡大板13を穴4
の半径方向外方へ押し出す向きに回動する。
【0017】拡大機7は、収納時は図5に示すように穴
4内に収まる大きさであり、拡大時には図6に示すよう
にパンタグラフ式のアーム12及びアーム17が穴4の
半径方向外方へ開き、拡大板13が穴4の内壁を押圧し
穴4の内径を押し広げる。
【0018】拡大機7には油圧シリンダ8が搭載されて
おり、この油圧シリンダ8には掘削機本体より圧油が耐
圧配管14(図5)を通して供給される。
【0019】拡大機7を装着した掘削機2を支柱3に沿
って下降させて穴4の中へ入れ、図3に示すように、穴
4の下端まで拡大機7を下降させた後、油圧シリンダ8
へ圧油を供給し、図6及び図8に示すように拡大板13
を広げ、図6に示すように拡大板13で穴4の内壁を押
圧して穴径を広げる。押圧していない部分の穴4の直径
を400mmとすると、例えば700mm程度まで押し
広げるのが好ましい。
【0020】また、穴径を押し広げた後に、一旦拡大板
13を図7に示すように収納して拡大機7を45度回転
させ、その後さらに拡大板13を押し出して穴径を押し
広げることにより押し広げた部分の穴4の形状を環状に
近づけてもよい。
【0021】穴径を押し広げた後、油圧シリンダ8に供
給していた圧油を耐圧配管14を介して抜き、ロッド8
a及びフランジ15を上昇させて拡大板13を半径方向
内方へ移動させ拡大機7を図5に示す元の状態に戻した
後、掘削機2を上昇させ、拡大機7を穴4から取り出
す。この時、さらに拡大機7を穴4の途中で停止させ、
図4に示すように穴4の途中において穴径を押し広げて
もよい。また、地表を含む穴4の最上部において穴径を
広げてもよい。拡大機7を穴4から取り出した後、掘削
オーガ1から拡大機7を取り外す。
【0022】次に、セメント系固化材6と排土5を混合
して穴4の中へ充填しながら掘削機2を支柱3に沿って
下降させ、掘削オーガ1を正転させながら穴4の中を下
降させる。掘削オーガ1を穴4の底部まで移動させる
と、掘削オーガ1の上下方向の移動は停止させ、その位
置で回転方向(正転と逆転)を例えば10秒ごとに反転
させ、穴4内の固化材と土の混合物を充分に攪拌する。
その後、掘削オーガ1を逆転させながら上昇させ、穴4
から取り出す。穴4内に取り残された土と固化材は、掘
削オーガ1で転圧されて締め固められ、柱状体を形成す
る。
【0023】穴4の径を押し広げる際に、図5に示す油
圧シリンダ8は図5に示す通り上下方向に駆動する機構
を採用してもよいし、複数の油圧シリンダを水平方向に
放射状に配置して拡大板13を押し出すようにしてもよ
い。
【0024】拡大板13を支持するアーム12及び17
に加え、図9に示す拡大機70のようにさらにアーム2
0、21を設けてもよい。アーム20の上端は、ピン1
9aでフランジ19に回動可能に連結されており、アー
ム20の下端は拡大板13に固着したフランジ22とピ
ン22aで回動可能に連結されている。
【0025】また、アーム21の上端はピン22aでフ
ランジ22と回動可能に連結されており、アーム21の
下端はフランジ23とピン23aで回動可能に連結され
ている。拡大板13は、フランジ16及び22により、
垂直の姿勢を保つように支持されている。ロッド8aを
下降すると、各アームは拡大板13を垂直の姿勢を保っ
たまま外方へ押し出し、穴4の内壁を押し広げることが
できる。したがって、図9の拡大機70では、図5の突
起12aは不要である。
【0026】請求項1〜3の製造方法により製造される
柱状体は、例えば、支持層が3〜5m位の深さで比較的
地盤の柔らかい場所において、主に一般木造住宅の基礎
用として用いると効果的である。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明によると、円柱状の柱状
体に環状の突起を形成することができるので、土壌と柱
状体の表面との摩擦力が増加し、掘削する穴の深さを従
来より浅くすることができる。従来のストレート形状の
柱状体と比較して、より大きな荷重を支持することがで
きる。したがって、施工時間を短縮することができ、ま
た、工事費も安価となる。
【0028】請求項2の発明によると、地表において穴
径を拡大するので、柱状体の上に載る横基礎梁の芯ずれ
が起こりにくくなり、施工が容易になる。
【0029】請求項3の発明によると、予め穴4の内壁
を補強しておくので、拡大機7を穴4内に入れる際に穴
4が崩壊することを防止することができ、作業能率が向
上する。
【0030】請求項4の発明による乾式柱状体製造装置
では、拡大機7を掘削オーガヘッドの先端に着脱可能に
設けたので、穴4を掘り下げる際には拡大機7は取外し
ておき、穴径を広げる際にのみ拡大機7を取付けること
により、別の装置を調達しなくても同一の掘削機2で掘
削と穴径の押し広げの両方を行うことができる。
【0031】従来の湿式の柱状体の製造方法において
は、固化材を穴に注入して液圧を穴の内壁にかけながら
掘削して穴径を広げるが、これを乾式の柱状体の製造方
法に適用すると、穴4の内壁が崩壊してしまう。本発明
では、穴径を押圧により広げるので、穴4の内壁を崩壊
させずに穴径を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 掘削機で地中に穴をあける工程を示す全体正
面図である。
【図2】 図1において、掘削オーガを穴から引き上げ
た状態を示す全体正面図である。
【図3】 掘削オーガヘッドの先端に拡大機を装着し、
拡大機により穴底における穴径を拡大した状態を示す全
体正面図である。
【図4】 穴の中央付近及び地表の開口において拡大機
により穴径を拡大した状態を示す全体正面図である。
【図5】 収納状態の拡大機の正面図である。
【図6】 拡大途中の拡大機の正面図である。
【図7】 図5のVII−VII矢視図である。
【図8】 図7において、拡大機が拡大した状態を示す
平面図である。
【図9】 別の拡大機の正面図である。
【符号の説明】
1 掘削オーガ 2 掘削機 4 穴 5 排土 7 拡大機 13 拡大板(穴径拡大板)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下向きの掘削オーガを備えた掘削機で地
    表から地中に穴を掘り、前記掘削オーガヘッドの先端に
    前記穴の径を押し広げる穴径拡大板を備えた拡大機を装
    着し、拡大機を装着した前記掘削オーガを前記穴の中へ
    所定深さまで下降させて停止し、穴の内壁を前記穴径拡
    大板で押圧することにより穴径を拡大し、穴径を拡大し
    た後穴径拡大板を元の状態に収納し、掘削オーガを上昇
    させて拡大機を穴から出し、掘削オーガヘッドの先端か
    ら拡大機を取外し、前記穴に排土と固化材を充填し又は
    充填しながら掘削オーガを正転駆動と逆転駆動を繰り返
    しながら穴内に挿入して排土と固化材を攪拌及び転圧す
    ることを特徴とする基礎地盤の乾式柱状体製造方法。
  2. 【請求項2】 地表及び所定深さの穴径を拡大機で拡大
    する請求項1に記載の基礎地盤の乾式柱状体製造方法。
  3. 【請求項3】 掘削機で地表から地中に穴を掘り、掘削
    オーガを穴から引き上げる前に穴に固化材を入れて穴の
    内壁を補強し、穴の内壁を補強した後に掘削オーガを穴
    から引き上げる請求項1及び請求項2に記載の基礎地盤
    の乾式柱状体製造方法。
  4. 【請求項4】 半径方向外方へ張り出す穴径拡大板を備
    えた拡大機を掘削機の掘削オーガの先端に着脱可能に設
    けたことを特徴とする基礎地盤の乾式柱状体製造装置。
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