JPH0140173B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築物の基礎に使用される杭を地中
の掘削孔に埋め込み固定を行うための工法に関
し、特に、既成の杭を無振動工法を用い、しか
も、確実に地盤との一体化を行い得るようにする
ための杭の埋込み工法に関する。

（従来の技術） 従来より、軟弱地盤の上に建造物等を作る場合
には、コンクリート杭や、場所打ち杭等を施工し
て、地盤の安定処理と、支持荷重を増加させるた
めの処理を行い、その上に布基礎を打設した後で
建物を建造することが一般に行なわれている。

また、住宅や、小規模の建造物の場合には、そ
の建物の重量が小さいものであることから、既成
のコンクリート杭等を直接地盤中に打込むことに
代えて、アースドリルやオーガー等で杭孔を掘削
し、その孔の中の土に地盤改良剤などを混和し、
その混合されたものを硬化させて地盤の荷重支持
力を増加させるようにすることが行われているこ
とが多い。

そして、上記したような地盤強化方法は、一般
に地盤安定処理工法と呼ばれているように、通常
の既成杭を直接地盤中に打込む工法に比較して、
杭の荷重支持強度が低いものであるにもかかわら
ず、住宅地等での工事においては、騒音や振動の
影響を少なく出来ることから、多く用いられてい
る工法である。

上記したような工法は、特開昭56−153012号公
報等に記載されているような、アースドリルのよ
うな掘削部材を使用し、地盤中に所定のサイズの
孔を掘削するとともに、掘削部材の先端部に形成
しているノズルから地盤改良剤等を噴出し、土と
混合撹拌を行うようにしているもので、その地盤
改良剤としては、セメントミルクや、その他の薬
剤が用いられている。

ところが、従来より用いられている地盤改良工
法では、杭孔の中の土が掘削によつてその量が増
加するものの、その全部に地盤改良剤が混合され
てしまい、工事の後で硬化してしまつた土の処理
に苦労しているのが現状である。

また、三角形断面のコンクリート製節付摩擦杭
等の既成杭を用いて、基礎を形成する場合に、ア
ースドリルのようなもので掘削を行い、その孔の
中に、セメントミルク等を投入し、その後で杭を
ハンマーで打ち込むようにすることも行われてい
るものの、アースドリルにより掘削される杭孔が
同一断面の孔であるのに対して、従来より用いら
れている摩擦杭は、その先端部に至るに従つて、
次第に細くなるようにして形成されているもので
ある。

したがつて、このような工法によつては、三角
形断面の杭の周囲に比較的大きな空間が形成され
ることになるものの、孔に投入されたセメントミ
ルクが液状で流動性が大きいものであるために、
杭孔の内部を確実に圧密することが出来ず、時に
は、杭の周囲の土が崩れたり、ゆるめてしまう等
の現象が起り、それによつて杭の周囲の地盤の陥
没等が発生し、特に、隣接して設けられているコ
ンクリートブロツク塀や木造の建物等の、基礎が
しつかりしていない建造物にその地盤の陥没の影
響が発生することが有り、その対策に苦慮してい
ることがある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したような従来より用いられて
いる工法の欠点を解消するもので、掘削装置によ
り杭孔を掘削する際に、あらかじめ排除する土の
量を計算しておき、地盤改良剤を混合する前にそ
の余分な土を除去することにより、残土処理を容
易にするとともに、地盤改良剤が混合された泥状
の土の中に既成杭を打込み、その中の泥状の土を
圧密し、杭孔の周囲と杭本体の一体化を図り得る
ようにすることを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用） 本発明は、掘削装置として、ロツドの先端部に
掘削部とノズルとを設け、その上部に所定の長さ
のロツドのみによる部分を形成するとともに、ロ
ツドの上部にスクリユーを配置して、それ等を一
体に接続して構成したものを用いている。

そして、杭孔の掘削に際して、掘削による土の
増加量、地盤改良剤との混合による土の増加量、
後で打ち込む既成杭の体積、および、布基礎の深
さ等をあらかじめ計算しておき、それによつて求
められた土の排除するべき量を、杭孔の掘削の際
にスクリユーによつて地上に排出し、そのの後で
孔の中に残つた土と地盤改良剤とを混合するよう
にしている。

その後で、コンクリート製等の既成杭を打ち込
み、地盤改良剤を混合撹拌して形成された泥状の
土を圧密した状態で、既成杭の周囲を包囲するよ
うにし、その土の硬化によつて、既成杭と地盤と
を一体に接着し、杭の強度を向上させるととも
に、杭の周囲の地盤にゆるみ等を発生させること
がないようにしている。

すなわち、本発明の掘削装置において、前述し
たように、掘削孔から排除される土の量をあらか
じめ計算しておき、その排除する土の量に対応さ
せて、その装置の上部に設けるスクリユーの位置
を設定することが出来る。そして、掘削装置によ
り杭孔を掘削する際に、その掘削の１動作で、不
要な土の排除とを行うことが出来るので、杭孔の
掘削と土の排除、および地盤改良剤の混合等の動
作を連続して行うことが出来るものとなる。

（実施例） 図示された実施例に従つて、本発明の杭と掘削
装置の構成を説明すると、第１図に示すように、
本発明の掘削装置は、台車１にアーム２，２ａを
介して支持されているポスト５に沿つて上下動可
能に設けられている。

台車１には、ウインチ３が設けられていて、そ
れによつて巻き取りが行われるワイヤー４が、プ
ーリを装備した上部材６を通つて、頭部材１０を
吊下げるようにしている。頭部材１０のスライダ
ー１２は、ポスト５に沿つて設けられているガイ
ドロツド１１により案内されるようになつている
もので、スクリユー１６および掘削部１８の駆動
を行うための油圧モータ等の駆動装置１３を設け
ている。

本発明の掘削装置は、上記したような駆動装置
１３に接続されているスクリユー１６と、その下
部に接続されるロツド１７、掘削部１８とから構
成されるもので、掘削部１８には、従来一般に用
いられている装置の場合と同様に、下部に設けら
れる掘削歯と、該掘削歯の上部に所定の形状の撹
拌翼１８ａが突出した状態で多数形成される。前
述した本発明の掘削装置において、スクリユー１
６の長さは、その掘削すべき杭孔の長さに対し
て、その杭孔から排除する土の量に対応させて設
定することが出来る。つまり、装置の下部に設け
られる掘削部１８と、ロツド１７の長さは、杭孔
の中に残す必要がある土の量に応じて設定され、
その上部に設けられるスクリユー１６によつて、
不要な土が排除され得るような動作が行なわれる
ようになる。

上記した本発明の掘削装置に用いられるロツ
ド、スクリユーおよび、掘削部は、それぞれその
軸の中央部に孔を形成しているもので、その上部
のスラリー注入口１４から供給されたスラリー等
を、各部材に形成された孔を通して掘削部１８の
下に形成したノズル１９より噴出させる。

したがつて、地盤改良剤として用いられるセメ
ントミルク等は、ミキサー７で水ややその他の薬
剤と混合され、ポンプ８によりホース９を介して
注入口１４に供給され、中空なスクリユーやロツ
ドを通つて、ノズル１９から噴出され、撹拌翼１
８ａによつて土との混合撹拌が行われるようにな
つている。

本発明の装置において、スクリユー１６は、第
２図に示されるように、中空軸１６ａの周囲にラ
セン状の翼１６ｂを突出した状態で形成してお
り、このスクリユー１６とロツド１７の接続部
は、第３図に示されるように、ロツド１７の先端
に設けた突出部１７ａをスクリユー１６の下の孔
に差込み、ネジ１６ｃで固定するようにしてい
る。

また、ロツド１７と掘削部１８との結合は、上
記したような固定方法で行うことも可能であり、
さらに、これらの軸部材の接続等は、その他の方
法を用いて軸部材の結合を行うことも当然可能で
ある。

また、ポスト５には、頭部材１０にロープ等を
介して連結され、ポスト５の所定の範囲にわたつ
て上下動を行うように構成したふれ止め１５が形
成されていて、ロツド１７等の振れを防止するよ
うにするが、このふれ止め１５は、スクリユー１
６に係合するようになつた場合には、その邪魔に
ならないように、開かれることになる。

つぎに、本発明の装置を用いて杭孔を掘削する
際の動作について、第４図にもとづいて説明す
る。

まず、第４図イに示されるように、杭基礎の工
事を行う場所に、ポスト５を位置決めし、駆動装
置１３を作動させて、杭孔２３の掘削を開始す
る。同図ロに示されるように、掘削部１８により
掘削される土２１は、掘削部１８とロツド１７が
地盤２０の下に没入する間では、杭孔２３の中で
撹拌されてゆるめられた状態にあり、少し上に盛
り上がつている。

つぎに、ハに示すように、スクリユー１６が孔
２３内に入ると、杭孔２３内でゆるめられた状態
の土は、スクリユーによつて、地盤上に排出され
ることになる。そして、所定の深さに孔２３を掘
削する際に、スクリユー１６の回転によつて、予
め計算によつて求められた量の土２２が地上に排
出される。

この排出される土の量は、同図ニに示されるよ
うに、杭孔２３の中で掘削された土２１に、地盤
改良剤を混合撹拌して形成される泥状の土２４の
量を、所定の量のみ残すために行なわれることに
なる。

例えば、杭孔２３の中に残される土の量は、掘
削部によつて掘削される孔の大きさと、その孔の
掘削によりゆるめられる土の膨脹係数とのフアク
ターから、杭孔の中に残す必要がある土の量を引
いたものである。またこの計算に当たつては、杭
孔の中に残される土の量として、地盤改良剤を混
合混合することによつて、土のボリユームが増加
することも当然考慮されることになる。

本発明の工法においては、ハに示されるような
状態で、所定の深さの杭孔２３が掘削され、計算
された量の土が排除されたときに、掘削部１８を
回転させながら引上を開始し、それと同時に、ノ
ズル１８ａから地盤改良剤の噴出を行い、土２１
の地盤改良剤を混合する。

この混合撹拌の作業を行う場合においては、１
度だけの混合によつては不十分であるときには、
再度掘削部１８を泥状の土２４の中に没入させ、
地盤改良剤の供給を継続して所定の量の地盤い改
良剤を土２１に混合させる動作を繰り返して行う
ことが出来るが、それ等の動作は、従来の場所打
ち杭の施工等と同様にして行われる。

そして、本発明の掘削装置を用いた施工法にお
いては、地盤改良剤と混合されて、杭孔２３の中
に残される泥状の土の量は、ニに示されるよう
に、地盤２０のレベルよりもＬだけ下がつた深さ
までになる。

その後で杭孔２３の中に、コンクリート製等の
既成杭２６を打込むことになるが、この既成杭の
長さは、杭孔２３の深さと同様にして、その上に
形成される布基礎の深さＨに応じて決定されるも
ので、既成杭２６を若干打込んでその先端を杭孔
の底に固定するようにしている。

本発明で用いられる既成杭２６としては、節２
７を所定の間隔で突出させた状態で形成されてい
るコンクリート製のものであり、その杭２６を泥
状の土の中にハンマー等で打込むことにより、所
定の深さの位置に固定するようにしている。

この杭孔２３に既成杭を打込む際に、孔２３の
中の流動性の良くない泥状の土２４は、圧密され
て杭２６の周囲を隙間なく包むようになり、その
ままの状態で地盤改良剤が硬化することになる。

したがつて、本発明の工法においては、既成杭
を打込んだ後で、泥状の土が硬化するまでの間
に、杭孔２３の周囲の土が崩壊したり、ゆるんだ
りすることは、確実に防止される。

さらに、本発明の工法は、杭孔の掘削と、地盤
改良剤の混合、および、既成杭の打込みが非常に
短時間の間に行なわれるものであり、杭の形成に
必要とされる土のみを杭孔２３の中に残して、そ
の余分な土を地盤改良剤と混合する前に排除して
おくものであるから、排除された土には、地盤改
良剤等の余分なものが混入されていないために、
その土を処分することが容易になる。

また、本発明の工法において用いられる地盤改
良剤としては、主としてセメントに水と起泡材等
を混合したものが用いられるが、硬化促進剤等を
混合したり、セメントの量や、水−セメント比を
土の性質や杭の設計強度に合せて決定することは
当然行なわれることになる。

また、本発明の工法は、上記したように、杭の
上部が布基礎の下面に一致された状態で形成され
るようになつているために、杭の打設後に、地盤
を掘り下げ、杭の頭を出した状態で直ちに布基礎
のコンクリートを打設することが出来るもので、
従来より用いられている工法のように、杭の頭を
地盤から所定の深さにまで削つて、その後で布基
礎のコンクリートを打設する等の余分な手間をか
ける必要がないものである。

（発明の効果） 本発明の工法は、上記したようなものであるか
ら、既成杭の打設が振動と騒音等を発生させるこ
となしに非常に容易に出来ることになり、さら
に、それによつて形成された杭は、杭の周囲と杭
孔の壁との間が、圧密された状態の硬化した土に
よつて充満されて、杭本体と地盤とが一体に形成
されるために、その杭の強度を十分に確保するこ
とが可能である。

また、杭孔からあらかじめ排除された土は、地
盤改良剤等の混合がなされていないものであるか
ら、再び他の場所での使用が可能であり、従来の
工法のように、硬化した土の処分に困るような事
態が発生することがない。

さらに、本発明の工法においては、杭の形成に
必要な土にのみ地盤改良剤が混合されることにな
り、それによつて、地盤改良剤の使用量を減少さ
せることが出来るために、杭の打設のコストを減
少させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の工法に使用する装置の説明
図、第２図および３図は、それぞれスクリユーの
構成と、スクリユーおよびロツドの接続部の構成
を示す説明図であり、第４図イ〜ホは、それぞれ
本発明の杭の打設工法の工程を示す説明図であ
る。 図中の符号 １…台車、２…支持アーム、３…
ウインチ、４…ワイヤー、５…ポスト、６…上部
材、７…ミキサー、８…ポンプ、９…ホース、１
０…頭部材、１１…ガイドロツド、１２…スライ
ダー、１３…駆動装置、１４…注入口、１５…ふ
れ止め、１６…スクリユー、１７…ロツド、１８
…掘削部、１９…ノズル、２０…地盤、２１…掘
削された土、２２…排出された土、２３…杭孔、
２４…泥状の土、２５…硬化した土、２６…既成
杭、２７…節。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空なロツドの先端部分の一定の長さの部分
   に掘削を行うための堀削部を設け、該ロツドの先
   端に地盤改良剤を噴出するためのノズルとを設
   け、 該ロツドの掘削部の上部に所定の長さのロツド
   のみからなる部分を形成し、その上部にスクリユ
   ー部材を設け、 前述した各部材を１本のロツドの上下方向に一
   体に形成した掘削装置を用いるとともに、 前記掘削装置により地中に杭孔に掘削する際
   に、掘削部の上に形成したスクリユーによつて、
   杭の形成に必要とされない余分な土を排除し、 その後でノズルから地盤改良剤を噴射して土と
   の混合を行い、その泥状の土を圧密するようにし
   て、その中に既成杭を埋め込むようにしたことを
   特徴とする杭の埋込み工法。