JPH01190818A - 地盤の柱状改良体並びにその造成方法及び造成用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地盤を改良補強するために、現地上及び粉体固
化祠を利用して浅層中層地盤に造成する柱状改良体に関
し、詳しくは柱状改良体並びに造成方法及びその造成用
拡大装置に関する。

（従来技術） 柱状改良体を造成する工法としては、従来よりいわゆる
スラリー工法とよばれるものがあるが、この工法は固化
材料供給プラント等の大型の施工機械が必要であり、ま
た水を多量に使用するために固化材の使用量が増加した
り掘削孔から溢れ出て作業がしにくくなる等の課題があ
る。

本願出願人はスラリー工法による色々な課題を解決する
ために、特願昭６０−２０３８４９等において粉末固化
材と現地上（掘削土）を使用して、スクリューオーガー
により掘削及び転圧等を行って柱状改良体を造成する方
法を既に提案している。

しかしながらこの造成方法により今まではストレートな
柱状改良体のみを形成している。

（発明の目的） 本発明の目的は、現地上（掘削土）と粉末固化材により
造成される柱状改良体において、柱状改良体の沈下量を
大幅に減少させることができる柱状改良体を提供するこ
とである。さらに作業能率のよい上記柱状改良体の造成
方法及びそれに用いられる装置を提供することも本発明
の目的である。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本発明は、掘削孔から排出さ
れる掘削土と粉末固化材の混合土により、掘削孔内に造
成される柱状改良体において、半径方向外方に張り出す
拡大張出部を、上記混合土により一体に造成している。

拡大張出部としては上下方向に間隔を隔てて複数箇所形
成するのが効果的であり、さらに掘削孔の最下端部に形
成するのが一層効果的である。

上記張出部を有する改良柱状体の製造方法としては、ス
クリューオーガーの正回転により地盤を掘削すると共に
掘削土を上方に排出し、上記掘削土に粉末同化材を混合
した混合土を掘削孔内に埋め戻し、スクリューオーガー
を逆回転させることにより混合土を締め固める地盤の柱
状改良体造成方法において、掘削孔に掘削孔径よりも外
方に拡大する張出部形成用拡大凹部を形成し、上記混合
土を拡大凹部内にも埋め戻すことにより造成する方法が
ある。

より具体的に凹部を形成する方法としては、スクリュー
オーガと一体的に回転する凹部形成用爪により、掘削孔
の周面を削り取って凹部を形成する方法があり、また別
の方法としては、スクリューオーガとは別体の押圧式拡
大装置をクレーン等により吊り下げ、上記拡大装置の複
数の凹部形成用押圧片により、掘削孔周面を押し拡げて
凹部を形成する方法がある。

また前者の凹部形成方法に用いる装置としては、スクリ
ューオーガーに、オーガー羽根外径よりも外方に突出す
る凹部形成用爪を折り畳み自在に設けている。

また後者の凹部形成方法に用いる装置として、クレーン
等により吊り下げ自在な拡大装置本体に、半径方向外方
に伸縮自在な油圧シリンダーを複数個設け、上記本体の
周囲には部分円筒状の複数の凹部形成用押圧片を同一円
周上に配置し、各押圧片を各シリンダーに連結し、シリ
ンダーの伸長により各押圧片を半径方向外方に拡開自在
としている。

（作用） 半径方向外方に張出す張出部を形成しているので、所謂
上載荷重に対する沈下量が減少し、軟弱地盤での硬度改
良に一層効果的である。

現地上（掘削土）を利用し、しかも粉末固化材により固
化させるようにしているので、スラリー工法に比べて作
業かし易く、またコストも節約できる。

（実施例） 第１図は柱状改良体の縦断面図であり、掘削土（現地上
）と粉末固化材との混合土により柱部分Ａが造成されて
おり、該柱部分に上下方向に間隔を隔てて２個の拡大張
出部Ｂが上記柱部分と同じ混合土により一体に形成され
ている。粉末固化材は、せつこうと高炉スラグと普通ポ
ルトランドセメントを主材料とし、それらに硬化促進剤
としてハロゲン化合物又は硫酸塩類を必要に応じて添加
し、良く混合してなるセメント系の固化材である。

即ちこの固化材は前記主材料となるせつこう、高炉スラ
グ及び普通ポルトランドセメントの混合割合を、せつこ
う１５〜６０（重量％）、高炉スラグ２０〜６０（重量
％）、普通ポルトランドセメント１５〜５０（重量％）
とし、それらを比表面積が４５００ｃ／／ｇ以下となる
ように粉砕するか、またはそれらに硬化促進剤を５（重
量％）以下添加して粉砕、調合してなるもので、吸水性
、膨張性及び水硬性を有している。

第２図〜第７図は第１図の柱状改良体を造成する方法を
行程順に示しており、第１４図は上記造成方法に用いる
スクリューオーガー装置、第１５図は造成装置全体を示
している。まず第１５図により造成装置全体を説明する
と、走行作業車１のリーダ２に上下方向移動自在に回転
駆動装置３が支持され、該駆動装置３にスクリューオー
ガー５の軸部６の上端部６ａが連結され、駆動装置３に
よりスクリューオーガー５が回転駆動される。軸部６に
は油圧供給用のスイベル部７が嵌合し、該スイベル部７
はその枝７ａ部分が例えばリーダ２部分に当接し、それ
により回り止めされている。

スイベル部７には油圧ホース１０が接続され、該油圧ホ
ース１０は図示しないが走行作業車１の油圧装置に接続
されている。

第１４図において、オーガー軸部６の下側寄りの途中に
は、爪取付用筒軸部１１が着脱自在に接続されており、
該筒軸部１１に凹部形成用爪１５及びこれを動かす複動
式油圧シリンダー１７が備えられている。上記爪１５は
「＜」の字形に形成されると共に中央部がピン１６によ
り筒軸部１１に回動自在に支持されており、実線で示す
使用位置と仮想線で示す収納位置とに変更自在となって
いる。実線の使用位置では爪１５は筒軸部１１と直角で
あり、しかもオーガー羽根１９の外径よりも半径方向外
方へと突出している。一方仮想線の収納位置では筒軸部
１１と平行な姿勢に折り畳まれ、かつオーガー羽根外径
よりも内側に収まっている。

爪１５の筒軸部内の端部は上記油圧シリンダー１７のロ
ッド部に枢着連結されており、油圧シリンダー１７の伸
縮動作により使用位置と収納位置とに切換えられる。例
えば油圧シリンダー１７か伸長すると使用位置に、収縮
すると収納位置に切換えられる。油圧シリンダー１７は
軸部６内の油圧ホース（図示せず）及び前記スイベル部
７を介して油圧ホース１０に接続している。

上述のような爪１５を有するスクリューオーガー置を使
用して、第２図〜第７図に示すように柱状改良体を造成
する。即ち： （１）第２図のように爪１５を収納位置にした状態でオ
ーガー５をＸｉ力方向正回転させることにより、ストレ
ートな掘削孔Ｃを形成すると共に掘削土Ｐを排出する。

（２）第３図のように爪１５を使用位置まで拡げ、オー
ガー５をＸ１方向に正回転させながら適当に上下に動か
すことにより、凹部りを形成する。

（４〉第４図において、凹部りが形成されると爪１５を
収納位置に収納し、オーガー５を上昇させる。

（５）第５図に示すように適当な位置で再び爪１５を使
用位置に拡げ、Ｘ１方向に正回転させながらかつ上下動
をさせ、凹部りを形成し、爪１５を閉じてオーガー５を
一旦抜く。

（６）第６図のように掘削土（排出土）Ｐに粉末固定化
材Ｑを混ぜ、オーガー５を再び下降させ、かつＸ２方向
に逆転させることにより混合土を掘削孔Ｃ内に埋め戻す
。

（７）第７図のようにオーガー５を逆回転させて混合土
を転圧しながら少しずつ上昇させ、これにより混合土に
よる改良体を上方へと造成してゆく。

第８図〜第１３図は第１４図の装置を利用した別の造成
方法であり、スクリューオーガー５を抜かずに全工程を
行う方法である。即ち：（１）第８図のように爪１５を
収納した状態てオーガー５をＸ１方向に正回転させるこ
とにより、ストレートな掘削孔Ｃを形成すると共に掘削
土Ｐを排出する。

（２）第９図のように爪１５を使用位置まで拡げ、Ｘ１
方向に正回転させながら適当に上下に動かすことにより
、凹部りを形成する。

（４）第１０図において、オーガー５を挿入した状態で
爪１５を収納し、掘削土Ｐに粉体固化材Ｑを混ぜ、オー
ガー５をＸ２方向に逆回転しながら混合土を掘削孔Ｃ内
に埋め戻す。

（５〉第１１図のようにオーガー５をＸ２方向に逆回転
させて混合土を転圧しながら少しずつ上昇させ、これに
より混合土による改良体を下側の凹部りより上側部分ま
で造成する。

（６）第１２図のように再び爪１５を使用位置に開くと
共にオーガー５をＸ１方向に正回転させ、上側の凹部り
を形成する。

（７）上側の凹部形成後は第１３図のように再゛び爪１
５を収納すると共にＸ２逆回転させ、混合上を埋め戻す
と共に転圧してゆく。

（別の実施例） 第１６図は柱状改良体の別の例を示しており、最下端部
に張出部Ｂを形成した例である。

第２３図は第１６図の改良体を造成するのに適した造成
装置を示している。この第２３図において、スクリュー
オーガー５は小型のトラックオーガ車２０のクレーン２
１部分に連結されており、またクレーン部分２１にはオ
ーガー５とは別体の押圧式拡大装置２３が上下方向移動
自在に吊り下げられている。スクリューオーガー５はオ
ーガー車２０から回転動力を受けて回転すると共に、ク
レーン２１の上下揺動及び伸縮動作により上下方向に移
動操作されるようになっている。

第２４図は第２３図の押圧式拡大装置２３の水平断面図
を示しており、この第２４図において、拡大装置本体２
５の周囲には、部分円筒状（４分割状）の押圧片２６が
同一円周に位置されており、−刃本体２５には半径方向
外方に向く４本の油圧シリンダー２９が備えられている
。４本の油圧シリンダー２９は２本ずつ上下２段に分け
られており、それぞれ対応する押圧片２６に向くように
四方に向いて配置され、ロッド部２９ａはそれぞれ対応
する押圧片２６に連結されている。即ち各シリンダー２
９が伸長することにより、各押圧片２６は第２４図に仮
想線で示すように半径方向外方に移動するようになって
いる。

第２５図において、各押圧片２６の上下端部にはそれぞ
れ補助ガイドロッド３０が固着され、かつ補助ガイドロ
ッド３０はそれぞれガイドボス３１によりガイドされる
ようになっている。各シリンダー２９は第２３図のよう
に油圧ホース３３を介してオーガー車２０の油圧装置に
接続している。

第１７図〜第２２図は第２３図の造成装置及び拡大装置
２３を使用した造成方法を示している。

即ち： （１）第１７図のようにスクリューオーガー５をＸ１方
向に正回転させてストレート状の掘削孔Ｃを形成し、掘
削土Ｐを排出し、そして−旦オーガー５を抜く。

（２）第１８図のように拡大装置２３を縮めた状態で掘
削孔Ｃの底部まで挿入し、第１９図のように油圧を供給
することにより、押圧片２６を半径方向外方に拡開（移
動）し、それにより凹部りを形成する。掘削孔Ｃの側面
を加圧することにより凹部りを形成するので、掘削孔Ｃ
の側壁面の強度を上げることができる。また掘削孔Ｃの
周囲面に軟らかい部分と堅い部分とがある場合には、拡
大装置２３は軟らかい部分側に偏倚するように拡がるこ
とになるので、地盤の軟硬に適応した凹部を形成できる
。

（３）第２０図及び第２１図のように上側にも前記同様
に凹部りを形成し、そして拡大装置２３を引き上げる。

（４）そして第２２図のように再びオーガー５を挿入し
、Ｘ２方向に逆回転させ、掘削土と粉体固化オイとの混
合土を埋め戻すと共に転圧してゆく。

なお第１７図で掘削孔Ｃを形成した後、第１８図の拡大
装置２３を挿入する前に、少し粉末固化材を掘削孔の投
入してオーガーの回転により掘削孔Ｃの周面を崩れない
ように固めておいてもよい。

また第２３図において拡大装置２３の各油圧シリンダー
を、増圧器３５を介してトラックオーガ車２０の油圧装
置に接続することもできる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、次のような
利点がある。

（１）半径方向外方に張り出す張出部Ｂを、掘削土と粉
末固化材との混合土により柱状改良体に一体に造成して
いるので、従来のストレート状の柱状改良体に比べ上載
荷重による沈下量が減少する。

また現地上（掘削土）と粉末固化祠により柱状改良体を
造成していることにより、スラリー工法等に比べて材料
等の増加を防ぐことができ、また残土処理等は不要にな
る。

（２）請求項２に記載の造成方法によると、１本のスク
リューオーガー５の正回転及び逆回転の変更により、掘
削、埋め戻し及び転圧を行え、作業能率が向上する。

（３）請求項３の造成方法及び請求項４の装置によると
、１本のスクリューオーガー５によりさらに張出部形成
用凹部りの形成も行え、請求項１記載の柱状改良体の造
成の作業能率が一層向上する。

（４）請求項５の造成方法及び請求項６の押圧式拡大装
置によると、スクリューオーガー５と拡大装置２３を別
にしているので、小型のトラックオーガ車でもその油圧
装置を利用してオーガー５及び拡大装置２３を共に十分
に利用することができる。

（５）また請求項６の拡大装置は、掘削孔を押し拡げる
ことにより凹部りを形成するので、掘削孔の周囲面が強
化される。しかも吊り下げて拡開するので、掘削孔の軟
らかい部分側に偏って拡大することになり、掘削孔周面
の軟硬に応じて押し固めることかできる。　、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した柱状改良体の縦断面図、第２
図〜第７図は請求項３記載の造成方法を工程順に示す縦
断面図、第８図〜第１３図は請求項３記載の造成方法の
別の例を工程順に示す縦断面図、第１４図は請求項４を
適用したスクリューオーガーの一部断面側面図、第１５
図は第１４図のスクリューオーガーを備えた造成装置全
体の側面図、第１６図は柱状改良体の変形例を示す縦断
面図、第１７図〜第２２図は請求項５記載の造成方法を
工程順に示す縦断面図、第２３図は請求項６記載の押圧
式拡大装置を有する造成装置全体の斜視図、第２４図は
押圧式拡大装置の水平断面図、第２５図は第２４図のｘ
ｘｖ−ｘｘｖ断面図である。Ａ・・・柱部分、Ｂ・・・
張出部、Ｃ・・・掘削孔、Ｄ・・張出部形成用拡大凹部
、５・・・スクリューオーガー、６・・・軸部、１５・
・・凹部形成用爪、１９・・・オーガー羽根、２３・・
・押圧式拡大装置、２６・・・押圧片、２９・・・油圧
シリンダー 特許出願人　　新生基礎工業株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）掘削孔から排出される掘削土と粉末固化材の混合
   土により、掘削孔内に造成される柱状改良体において、
   半径方向外方に張り出す拡大張出部を、上記混合土によ
   り一体に造成した地盤の柱状改良体。
2. （２）スクリューオーガーの正回転により地盤を掘削す
   ると共に掘削土を排出し、上記掘削土に粉末固化材を混
   合した混合土を掘削孔内に埋め戻し、スクリューオーガ
   ーを逆回転させることにより混合土を締め固める地盤の
   柱状改良体造成方法において、掘削孔に掘削孔径よりも
   外方に拡大する張出部形成用凹部を形成し、前記混合土
   を凹部内にも埋め戻すことにより、請求項１記載の柱状
   改良体を形成する柱状改良体造成方法。
3. （３）オーガー羽根外径よりも外方に突出可能な凹部形
   成用爪をオーガと一体的に回転させることにより、掘削
   孔周面を削って張出部形成用凹部を形成する請求項２記
   載の柱状改良体造成方法。
4. （４）スクリューオーガーに、オーガー羽根外径よりも
   外方に突出する凹部形成用爪を折り畳み自在に設けた柱
   状改良体造成用装置。
5. （５）スクリューオーガとは別体の押圧式拡大装置をク
   レーン等により吊り下げ、上記拡大装置の複数の凹部形
   成用押圧片により、掘削孔周面を押し拡げて凹部を形成
   する請求項２記載の柱状改良体造成方法。
6. （６）クレーン等により吊り下げ自在な拡大装置本体に
   、半径方向外方に伸縮自在な油圧シリンダーを複数個設
   け、上記本体の周囲には部分円筒状の複数の凹部形成用
   押圧片を同一円周上に配置し、各押圧片を各シリンダー
   に連結し、シリンダーの伸長により各押圧片を半径方向
   外方に拡開自在とした柱状改良体造成用装置。