JP2007284911A - 鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法および該施工に用いられるガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法および該施工に用いられるガイド装置を提供する。
【解決手段】 水平軸に対して斜めに設置された口元管１を備えたガイド装置Ａを地表部に設置する。該ガイド装置Ａの口元管１にロッド部３ｃの先端に掘削翼３ａおよび攪拌翼３ｂを備え、マスト部９に沿って斜めに昇降するソイルセメント柱体築造装置３を挿入する。該ソイルセメント柱体築造装置３のロッド部３ｃを口元管１に沈めんだロッドガイド治具４とマスト部９のガイド部によってガイドさせながら、ソイルセメント柱体１５を形成する。口元管１にガイド治具５を取り付け、鋼管６を口元管１のガイド治具５とマスト部９の鋼管ガイド部材とにガイドさせながら鋼管６をソイルセメント柱体１５中に挿入する。
【選択図】図３

Description

本発明は、鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造するソイルセメント柱体の施工方法および該ソイルセメント柱体の施工に用いられるガイド装置に関し、特に掘削・攪拌装置としてロッド部の先端に該ロッド部より大径の掘削翼および攪拌翼を供えた深層混合処理装置を使用して鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造することを可能にしたものである。

地震時などの水平方向に作用する力に耐える基礎構造とするために斜杭とすることは知られている(例えば、特許文献１、特許文献２参照)。また、地震に耐える基礎構造とするために鉛直杭で支持された構造物に斜杭を施工することにより、地震時などに発生する水平力を斜杭の水平成分で負担して、鉛直支持杭の応力負担を軽減するという基礎構造も知られている(例えば特許文献３、特許文献４、特許文献５参照)。

さらに、これらの斜杭を打設するための案内装置も知られている(例えば、特許文献６、特許文献７参照)。また、斜め杭ではなく鉛直方向にオーガで掘削し、その孔内にＨ形鋼などを建て込むための案内装置も知られている(例えば、特許文献８、特許文献９参照)。

ところで、地盤改良を目的として地中に円柱状のソイルセメント改良体を形成する深層混合処理装置は、一般に掘削翼と攪拌翼、さらに固化材液の吐出口を有し、吐出口からの固化材液と掘削土を攪拌・混合してソイルセメントを形成する部分は、ロッド部の先端部に設けられ、この部分より上のロッド部のみからなる部分は相当長く形成されている。このようにロッド部の長い装置は、掘進時にロッド部が曲がりやすくなることが知られている(例えば、特許文献１０参照)。

特開平７−９０８６０号公報(段落番号０００３３、０００９、図１) 特開昭５１−９０７０７号公報(特許請求の範囲、第２図) 特開平１１−６１８４８号公報(要約、請求項１) 特開２０００−１９９２３６号公報(段落番号００２１,図２) 特開平１０−１４０５８４号公報(要約) 特開２０００−２１２９５９号公報(図１、図４) 実開平６−４６０４０号公報(図１、図２、図４) 実開平６−６０６３２号公報(要約) 特公昭６０−３９８１３号公報(特許請求の範囲、第１図、第５図、第１０図) 特開２００５−２３２８３４号公報(段落番号０００５)

特許文献６や特許文献７に開示された斜杭を打設するための案内装置は、打設する杭が下端から上端まで径が一様な既製杭を案内する装置であり、先端部に掘削翼や撹拝翼が存在しており、その上方がロッドになっており、かつロッド部分が長い深層混合処理装置の案内装置としては利用することができない。

また、特許文献８や特許文献９に開示された円筒状の案内装置は、スクリュー径が下端から上端まで同一のスクリューオーガーを対象とする装置であり、先端部に掘削翼や攪拌翼が存在しており、その上方がロッドになっており、かつロッド部分が長い深層混合処理装置の案内装置としては利用することができない。

一方、特許文献４には、原地盤土と固化材とが混合・攪拌され、かつ芯材が挿入された改良体を斜めに設けることが開示されているが、この改良体の築造に使用される深層混合処理装置は、一般的にロッドのみの部分が長い装置である。例えば、図に示すように掘削翼と攪拌翼を有し、吐出口からの固化材液と掘削土を攪拌・混合してソイルセメントとするための部分は、ロッド部の先端部に存在し、ロッド部のみの部分が長い装置である。

このようにロッド部の長い装置を使用すると、掘進時にロッド部が曲がりやすいことが知られている。

それ故に、ロッド部が曲がらないように特許文献１０などに開示しているような、ロッド部の先端部に傾斜センサーを設けると共に絶対方位センサーも設ける必要があり、また、これらのセンサーにより検出されたロッド部の曲がりを別の手段により掘進方向の修正をするなど、複雑な装置と複雑な操作を必要とし、簡単な深層地盤改良装置を用いて特許文献４の図２に示されたような真っ直ぐに斜めを向いた改良体の築造することは絵に描いた餅の状態であった。

本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、一般に使用されている深層混合処理装置を使用して鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造することのできる、鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法および該施工に用いられるガイド装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法は、ソイルセメント柱体を築造するための装置の掘削部や攪拌翼などが挿通することができる内径を有し、所望の斜めの角度を有する環状体である口元管であって、該口元管の長さが、該ソイルセメント柱体を築造するための装置が前記口元管に挿入されて、該ソイルセメント柱体を築造するための装置の先端が地表面に接した状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さであり、かつ、該口元管の上部側にスリット部を有するという構成を有する口元管を所定の位置に設置する工程と、前記口元管の設置工程の終了後に、前記口元管内に、ソイルセメント柱体を築造するための装置を挿通し、該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できる状態とした後に、該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする治具を口元管のスリット部に装着すると共に、該ソイルセメント柱体築造装置を所望の角度に設定できるマスト部を有し、そのマスト部の地表面側の先端部には前記のソイルセメント柱体築造装置のロッド部が挿通できるロッドの振れ止め部を有し、かつ該ロッド部を把持してロッド部を回転させるための回転装置が該マスト部に沿って前進可能に装着されている装置を使用し、前記した口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドする治具と前記ロッド部の振れ止め装置とで該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドしながら、ソイルセメント柱体築造装置によりソイルセメント柱体を所定の長さに斜めに築造する工程と、
前記工程により所定の長さのソイルセメント柱体の築造が終了後、前記した口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドする治具を取り外し、ソイルセメント柱体を築造するための装置を回収する工程と、前記工程が終了後に、築造したソイルセメント柱体の長さよりも長い鋼管で、ロッド径よりも外径が大きく、かつ築造したソイルセメント柱体の径よりも外径が小さな鋼管を回転させる補助具を前記マスト部の回転装置に装備させ、かつマスト部の地表面側の先端部には前記鋼管が挿通できるロッドの振れ止め部を装備した状態とすると共に、鋼管をガイドする治具を前記の口元管のスリット部に装着し、ロッドの振れ止め部と口元管のスリット部に装着したガイド治具により鋼管をガイドしながら、鋼管をソイルセメント柱体内に挿入する工程により、芯合わせをした状態でソイルセメント柱体中に鋼管を挿入し、かつソイルセメント柱体の上部に鋼管の上部が突出したソイルセメント柱体を所望の角度に斜めに築造することを特徴とするものである。

本発明は、特に掘削・攪拌装置としてロッド部の先端に該ロッド部より大きい径の掘削翼および攪拌翼を供えた深層混合処理装置を使用して、最初にソイルセメント柱体を施工し、続いて該ソイルセメント柱体内に芯合わせをした状態で鋼管を挿入することにより、鋼管の上端部がソイルセメント柱体の上部に突出したソイルセメント柱体を所望の角度に斜めに築造できることを特徴とするものである。

即ち、ソイルセメント柱体築造装置の掘削翼や攪拌翼等が挿通することができる内径を有し、該ソイルセメント柱体築造装置が挿通されて該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さを有し、所望の斜めの角度を有し、上部側にスリット部を有する環状体からなる口元管を所定の位置に設置する工程と、前記工程の終了後に、前記口元管内にソイルセメント柱体築造装置を挿通し、該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できる状態とし、該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする治具を口元管のスリット部に装着すると共に、該ソイルセメント柱体築造装置を所望の角度に設置できるマスト部を有し、該マスト部の地表部側の先端部には前記のソイルセメント柱体築造装置のロッド部が挿通できるロッド部の振れ止め部を有し、かつ該ロッド部を把持してロッド部を回転させるための回転装置が該マスト部に沿って昇降可能に装着されている装置におけるロッド部の振れ止め装置と前記した口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドするガイド治具とでロッド部をガイドしながら、ソイルセメント柱体築造装置によりソイルセメント柱体を所定の長さ斜めに築造する工程と、前記工程により所定の長さのソイルセメント柱体の築造が終了後、前記した口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドする治具を取り外したり、前記マスト部のロッド部の振れ止め装置を開放したりしてソイルセメント柱体築造装置を回収する工程と、前記工程が終了後に、築造したソイルセメント柱体の長さよりも長い鋼管で、ロッド部の径よりも外径が大きく、かつ築造したソイルセメント柱体の径よりも外径が小さな鋼管を回転させる補助具を前記マスト部の回転装置に装備させ、かつマスト部の地表面側の先端部には前記鋼管が挿通できるロッド部の振れ止め部を装備した状態とすると共に、鋼管をガイドする治具を前記の口元管のスリット部に装着し、ロッド部の振れ止め部と口元管のスリット部に装着したガイド治具により鋼管をガイドしながら、鋼管をソイルセメント柱体内に挿入する工程により、芯合わせをした状態で鋼管が挿入され、かつソイルセメント柱体の上部に鋼管の上部が突出したソイルセメント柱体を所望の角度に斜めに築造することを特徴とするものである。

請求項２記載の鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工用に用いられるガイド装置は、ソイルセメント柱体を築造するための装置の掘削部や攪拌翼等が挿通することができる内径を有し、該ソイルセメント柱体を築造するための装置が挿通されて該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さを有し、所望の斜めの角度を有し、上部側にスリット部を有する環状体からなる口元管と、前記口元管のスリット部に装着可能としたソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする凹部を有する治具と、前記口元管のスリット部に装着可能とした鋼管をガイドする凹部を有する治具とを有することを特徴とするものである。

即ち、ソイルセメント柱体築造装置の掘削部や撹幹翼等が挿通することができる内径を有し、該ソイルセメント柱体築造装置が挿通されて該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さを有し、所望の斜めの角度を有し、上部側にスリット部を有する環状体からなる口元管と、前記口元管のスリット部に装着可能としたソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする凹部を有する治具と、前記口元管のスリット部に装着可能とした鋼管をガイドする凹部を有する治具とを有することを特徴とするものである。

したがって、ソイルセメント柱体築造装置を地表面に設置した状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の撹拝翼より上側のロッド部まで口元管内に挿入した状態とした後に、該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする治具を口元管のスリット部に装着することが可能になり、該ロッド部をガイドする治具を口元管のスリット部から外し、ソイルセメント柱体築造装置を外した後に、鋼管をガイドする治具を口元管のスリット部に装着することが可能になる。

なお、上部側にスリット部を有する口元管を所定の位置に所定の角度で斜めに確実に設置するために、環状体からなる口元管を地上に設置可能な枠状体に固定可能とすることが更に好ましい。

所定の斜め角度は、水平軸に対して斜めの角度であればよいが、地面(グラウンドレベル＝ＧＬ)に対する角度として２０度から８０度であることが特に好ましく、４５度とするのが一番好適な角度である。

また、口元管のスリット部の長さは、ロッド部をガイドする凹部を有する治具や鋼管をガイドする凹部を有する治具を挿入可能な長さであることが更に好ましい。

更に、口元管のスリット部に連続する間隔を隔てた位置で、かつ口元管の外周部にフランジ部を設け、口元管のスリット部に挿入されたロッド部をガイドする凹部を有する治具や鋼管をガイドする凹部を有する治具を取り外し白由に固定し、口元管のスリット部に挿入された状態のロッド部をガイドする凹部を有する治具や鋼管をガイドする凹部を有する治具がその役割を果たしている状態では外れないようにされ、役目を果たした後に取り外すようにされていることが更に好ましい。

一方、ソイルセメント柱体築造装置を所望の角度に設定できるマスト部(ガイドセル部ともいう)は、そのマスト部の地表面側の先端部には前記のソイルセメント柱体築造装置のロッド部が挿通できるロッド部の振れ止め部を有し、かつ該ロッド部を把持してロッド部を回転させるための回転装置が該マスト部に沿って前進可能に装着されているマスト部(ガイドセル部ともいう)であって、かつ、該マスト部の地表面側の先端部には前記鋼管が挿通できるロッド部の振れ止め部を装備していると共に、少なくとも前記のロッド部の振れ止め部は左右に観音開きに開閉自在とされ、閉じた状態でロッド部の振れ止めの役目を果たし、開いた状態にすることによりロッド部の取り外しの際や、鋼管を挿入する際に邪魔にならない構造とされていることが更に好ましい。

なお、ロッド部や鋼管は、マスト部(ガイドセル部ともいう)に装備されたロッド部の振れ止め部や鋼管の振れ止め部によってもガイドされるので、口元管のスリット部に挿入されたロッド部をガイドする治具や鋼管をガイドする治具は、単にロッド部や鋼管をガイドするだけの凹部を中央に設けるだけで、前記の振れ止め部と共同して、ロッド部や鋼管を所定の角度で確実に斜めに挿入することが可能となる。

また、口元管のスリット部に挿入されるべきロッド部をガイドする治具や鋼管をガイドする治具は、使用中に治具が曲がらないよう所要の箇所肉厚とすることが更に好ましい。

さらに、マスト部(ガイド部ともいう)の回転装置はロッドを回転するようになっている。そこで鋼管を回転させるために、後端側（回転装置側）をロッドと等しい径とされて先端側(鋼管側)に鋼管と密接できる部分を有する補助具を使用することが特に好ましい。

すなわち、マスト部(ガイド部ともいう)の回転装置に装備させる鋼管を回転させる補助具は、後端側(回転装置側)をロッドと等しい径とされて先端側（鋼管側）に鋼管と密接できる部分を有する補助具であるが特に好ましい。

本発明の鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する工法に従うと、環状の口元管内にソイルセメント柱体を築造するための装置を地表面に設置された状態で所望の斜めの角度で設置することが可能になる（即ち、図３の状態とすることが可能になる。）。

それと共に、マスト部に装備されているロッド部の振れ止め装置と口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドする治具とでロッド部をガイドしながら、即ち２ヵ所でロッド部をガイドしながら、ソイルセメント柱体を築造するので、ソイルセメント柱体を築造するための装置として、固化材液と掘削土を攪拌・混合してソイルセメントとするための部分がロッド部の先端部に存在し、ロッドのみの部分が長い装置を使用しても、確実に所定の角度で斜めにソイルセメント柱体を築造することが可能になる。

更に、マスト部に装着されているロッドの振れ止め装置と口元管のスリッド部に装着された鋼管をガイドする治具とで鋼管をガイドしながら、即ち２ヵ所で鋼管をガイドしながら、ソイルセメント柱体中に鋼管を挿入するので、所定の角度で斜めに築造されたソイルセメント柱体の中心部に鋼管を挿入することができ、鋼管入りのソイルセメント柱体を所定の角度で斜めに築造することができる。

また、本発明の鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する工法に従うと、ソイルセメント柱体の上部に鋼管の上部が突出したソイルセメント柱体を所望の角度に斜めに築造されるので、ソイルセメント柱体より突出した鋼管をフーチング内に埋設させることにより、ソイルセメント柱体をフーチングと一体化させることが可能となり、鋼管が埋設されたソイルセメント柱体に地震時等に発生する水平方向の応力を負担させることが可能となる。

一方、本発明の鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する工法用ガイド装置は、ソイルセメント柱体を築造するための装置の掘削部や攪拌翼等が挿通することができる内径を有し、該ソイルセメント柱体を築造するための装置が挿通されて該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さを有し、所望の斜めの角度を有し、上部側にスリット部を有する環状体からなる口元管と、前記口元管のスリット部に装着可能としたソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする凹部を有する治具と、前記口元管のスリット部に装着可能とした鋼管をガイドする凹部を有する治具とを有するため、ソイルセメント柱体築造装置を地表面に設置した状態で該ソイルセメント柱体築造装置における際上段の攪拌翼より上側のロッド部まで口元管内に挿入した状態とした後に、該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする冶具を口元管のスリット部に装着することが可能になり、該ロッド部をガイドする冶具を口元管のスリット部から外し、ソイルセメント柱体築造装置を外した後に、鋼管をガイドする冶具を口元管のスリット部に装着することが可能になる。

まず、ロッド部の先端に該ロッド部より大きい径の掘削翼と攪拌翼を供えた、例えば図２に図示するようなソイルセメント柱体築造装置を用いて、例えば図１２（ａ），（ｂ）に図示するような鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する際に、ソイルセメント柱体築造装置と鋼管をガイドする目的で用いられるガイド装置について説明し、その後で鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法について説明する。

図１（ａ），（ｂ）は上記したガイド装置を示し、該ガイド装置Ａは所望の角度で斜めになっている口元管１を主体に自立可能な形態に形成されており、口元管１は鋼管製であることが好ましく、Ｈ形鋼などの鋼材からなる支持枠体２に取り付けられている。

また、口元管１の内径は、例えば図３（ａ）に図示するようにソイルセメント柱体築造装置３の掘削翼３ａと攪拌翼３ｂなどを含む全体を挿通可能な内径に形成され、また口元管１の長さは該口元管１内にソイルセメント柱体築造装置３の先端部分を挿通して地上に置いた状態で、最上段の攪拌翼３ｂより上側のロッド部３ｃまで口元管１内に挿入可能な長さに形成されている。

さらに、口元管１の下端部は水平面をなすように楕円形断面に形成され、上端部は円形断面に形成され、また該口元管１の上端部には後述する冶具（図６，７参照）を取り付けるための受け部として、複数のスリット部１ａ，１ａとフランジ部１ｂ，１ｂがそれぞれ形成されている。

スリット部１ａ，１ａは、図５に示すように、口元管１の直径方向に対峙し、口元管１の軸方向に所定の深さに形成され、フランジ部１ｂ，１ｂはスリット部１ａ，１ａの外側にスリット部１ａの深さ方向に沿って垂直に形成されている。

なお、図においては、口元管１はＨ形鋼材を４本組み合わせた姿で矩形枠状に組み合わされた支持枠体２に一体的に溶接され、支持枠体２には吊る等の方法により移動する際に、ワイヤ等を通すための吊り上げ用の環状部材２ａ，２ａが突設されている。

図６(ａ)，（ｂ）に示すガイド治具４は、上記したソイルセメント柱体築造装置３を口元管１内に挿通して地中に挿入する際、ソイルセメント柱体築造装置３のロッド部３ａを口元管１に支持するための部品であり、中央部分にロッド部３ｃの外径に対応した形状の凹部４ａが形成されている。

また、図７(ａ)，（ｂ）に示すガイド治具５は、上記した鋼管６を口元管１に通し、地中に挿入する際、鋼管６を口元管１に支持する部品であり、中央部分に鋼管６の外径に対応した形状の凹部５ａが形成されている。

なお、ガイド冶具４の凹部４ａが形成された中央部付近とガイド冶具５の凹部５ａが形成された中央部付近は、それぞれ肉厚な裏当て材４ｂ，５ｂによって補強されていることが好ましい。また、ガイド治具４の凹部４ａの内径に比べてガイド冶具５の凹部５ａの内径は大きなものである。

このように形成されたガイド冶具４とガイド冶具５は、両端部分を口元管１のスリット部１ａ，１ａにそれぞれ差し込んで口元管１の上端部に脱着自在に取り付けられるようになっている。

それ故、裏当て材４ｂと５ｂの長さが口元管１のフランジ部１ｂ，１ｂを含む口元管１の直径方向の長さと等しく形成され、かつ裏当て材４ｂおよび５ｂの巾方向の長さがスリット部１ａの深さに等しく形成されていれば、口元管１のスリット部１ａ，１ａに両端部分を差し込むだけで、ガイド冶具４と冶具５は口元管１の上端部に容易に取り付けることができる。

また、ガイド冶具４とガイド治具５が装着後上側に外れないようにするためには、ガイド冶具４およびガイド冶具５の両端を口元管１のフランジ部１ｂ，１ｂに該フランジ部１ｂとガイド冶具４およびガイド冶具５の端部を貫通するボルトナット７によってボルト止めするのが好ましい。

ソイルセメント柱体築造装置３は、図２に示すようにロッド部３ｃの先端に掘削翼３ａと複数の攪拌翼３ｂ、さらに固化材液の吐出口３ｄをそれぞれ備えて構成されている。

掘削翼３ａと攪拌翼３ｂは共にロッド部３ｃの外径より大きい外径に形成され、さらに攪拌翼３ｂはロッド部３ｃの軸方向に複数段に突設され、吐出口３ｄはロッド部３ｃの側部に形成されている。

なお、掘削翼３ａによって掘削された掘削土が、掘削翼３ａおよび攪拌翼３ｂと共にいわゆる供回りを起さないように掘削翼３ａと攪拌翼３ｂとの間に攪拌翼３ｂの外径より大きい外径の共回り防止翼３ｅをロッド部３ｃに遊嵌させて取り付けてもよい。

このように構成されたソイルセメント柱体築造装置３は、例えば図８（ａ），（ｂ）に図示するように、操作部を備えた自走式の走行台車８に搭載されている。

走行台車８は、ソイルセメント柱体築造装置３を所望の角度に設定できるマスト部(ガイドセル部ともいう)９を備え、該マスト部９の地表部側の先端部にはソイルセメント柱体築造装置３のロッド部３ｃを挿通可能なロッド部３ｃの振れ止め部１０が取り付けられ、かつ該ロッド部３ｃを把持して該ロッド部３ｃを回転させるための回転装置１１がマスト部９に沿って前進可能に装着されている。

なお、マスト部(ガイドセル部ともいう)９自体も斜めの角度を保持した状態で上下に移動可能になっている。また、ロッド部３ｃの振れ止め部１０は、マスト部９の左右両側に観音開きに開閉自在に取り付けられた１組の開閉部材から構成され、該開閉部材が開いた状態では振れ止めの役目をなさず、閉じた状態でロッド部３ｃの振れ止めの役割を果たすようになっている。

このような構成において、ロッド部３ｃを介して掘削翼３ａと複数の攪拌翼３ｂを回転させながら掘進すると共に吐出口３ｄから固化材液を吐出させることにより、掘削翼３ａと攪拌翼３ｂによって掘削土と固化材液とを攪拌・混合することにより地中にソイルセメント柱体を形成することができる。

なお、図示したソイルセメント柱体築造装置３では、固化材液の吐出口３ｄはロッド部３ｃの先端に設けられているが、吐出口３ｄを更に上段部にも設けると、最初の掘進時には固化材液を吐出させないで掘進し、ソイルセメント柱体とすべき所望の深さまで達したときに上部吐出口３ｄが位置するであろう位置よりも深い位置部分を下方の吐出口３ｄから固化材液を吐出させて掘削土と攪拌混合されたソイルセメントとし、次いで固化材液の吐出を上方の吐出口３ｄに切り替えて、装置３を回転させながら上方へ引き上げることによりソイルセメント柱体を形成することができる。

次に、図１で説明したガイド装置Ａと図２に示したソイルセメント柱体築造装置３とを用いて、鋼管を内在したソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法について説明する。

先ず、口元管１を備えたガイド装置Ａをソイルセメント柱体を築造する所定の位置にセットし、ガイド装置Ａにソイルセメント柱体築造装置３の先端をセットする。

図８(ａ)に示した状態は、ソイルセメント柱体築造装置３が装着された状態のマスト部９を、図８(ａ)に矢印で示すように、下降させて掘削翼３ａや攪拌翼３ｂをガイド装置Ａの口元管１内に挿入させて、図３に示した地表部に設置された状態で、図６(ａ)，（ｂ）に示したガイド治具４が口元管１のスリット部１ａ，１ａに差し込んで固定された状態を示している。 この状態の主要部の細部を図９(ａ)に示した。

この状態でロッド部３ｃを把持している回転装置１１によりロッド部３ｃを回転させると共に、図８(ｂ)に矢印で示すように、回転装置１１をマスト部(ガイドセル部ともいう)９に沿って地表部側に移動させる。

この地表部側への移動が開始された段階で、吐出口３ｄから固化材液を吐出すると、掘削された土砂と固化材液とが攪拌混合されてソイルセメント柱体が築造される。

全体図を図１０(ｂ)に示し、主要部の細部を９（ｂ）に示すように、所定に深さまでソイルセメント柱体の築造が終了したならば、図８(ｂ)に示した矢印とは反対側に回転装置１１を移動させ、掘削部３ａや攪拌翼３ｂなどを有するロッド部３ｃを引き上げる。この引き上げ時には固化材の吐出を停止することは可能であるが、ロッド部３ｃを引き上げる際にもロッド部３ｃを回転させる方が、固化材と掘削土との攪拌混合状態を更に高めることができる。

さらに、図８(a)に示した矢印とは反対方向にマスト部(ガイドセル部ともいう)９を斜め上側に移動させることにより、更に掘削翼３ａや攪拌翼３ｂなどを有するロッド部３ｃを引き上げる。なお、掘削翼３ａや攪拌翼３ｂなどを通過させるためには、図６に示したガイド治具４を口元管１から外す必要がある。

また、回転装置１１のロッド部３ｃの把持を開放し、更にロッド部３ｃの振れ止め部１０の左右部材を開いた状態にして、掘削翼３ａや攪拌翼３ｂなどを有するソイルセメント柱体築造装置３を走行台車８のマスト部９から外す。

その後、図７に示したガイド治具５を口元管１のスリット部１ａ，１ａに差し込み固定する。なお、このガイド治具５の中央の凹部５ａの径は、鋼管６の径と同じに形成され、該凹部５ａが鋼管６のガイド部になっている。

一方、図１１(ａ)に主要部の細部を示したように、鋼管６の内部に填って、該鋼管６を回転するためのインナー回転キャップ１７のロッド部を回転装置１１に装着して鋼管６を回転させることを可能なようにすると共に、左右部材が開閉自在な鋼管の振れ止め部１０がマスト部(ガイドセル部ともいう)９の地上側に設けられているので、ソイルセメント柱体の径よりも小さくソイルセメント柱体の補強芯材となる鋼管６をインナー回転キャップ１７に装着すると共に、左右部材を閉じて鋼管６の振れ止め部１０としての役割を果たすようにする。

この状態で図１０(ｂ)に矢印で示すように、鋼管６が装着された状態のマスト部９を下降させて、図４（ｂ）に示すように、口元管１に装着されたガイド治具５の中央部の凹部５ａに沿って口元管１内に鋼管６が挿入された状態とする。

その後、図１０(ｂ)に矢印で示すように、回転装置１１をマスト部(ガイドセル部ともいう)９に沿って地表面側に移動させることにより、ソイルセメント柱体の底部まで鋼管６を挿入する。

この鋼管６の長さは、築造したソイルセメント柱体１５の長さよりも長くしておくことにより、鋼管６の挿入が終了した段階では、図１１(ｂ)に示すように、鋼管６がソイルセメント柱体よりも外側に突出した状態とする。その後、ガイド装置Ａを次の施工位置に移動する。

このようにして鋼管入りのソイルセメント柱体を所要の位置(例えば、図１２に示したように８本の位置)に多数斜めに施工し、鋼管６がソイルセメント柱体１５よりも外側に突出した状態として、ソイルセメント柱体１５のソイルセメントが固化して鋼管６が中心位置からずれないような段階で、既存のフーチング部１４の周囲に後付フーチング部１６を造成する。

この後付けフーチング部１６は、既設フーチング部１４と一体になったフーチングとし、かつ後付フーチング部１６内に突出した鋼管１６の上端部を埋設させることにより、鋼管６が埋設されたソイルセメント柱体１５がフーチング部全体と一体化できる構造とする。

数値を例示すると、ロッド部３ｃの掘削翼３ａや攪拌翼３ｂの径を４００ｍｍとし、共回り防止翼３ｄの径を例えば、５００ｍｍとすることにより、径４００ｍｍのソイルセメント柱体１５を築造することができる。

その場合、その中心部に外径２００ｍｍ〜３００ｍｍの鋼管６を挿入することにより、鋼管６の周面および内面とソイルセメント柱体１５内のソイルセメントの接触面積を大きくすることができ、鋼管６を芯材としたソイルセメント柱体１５が、地震時等に発生する水平方向の応力を確実に負担し得るようになる。

なお、径４００ｍｍのソイルセメント柱体１５とした場合、入手が容易な２６７．４ｍｍ径の鋼管６を使用するのが望ましい。

また、掘削翼３ａや掘削翼３ａを有するロッド部３ｃの径は、１００ｍｍ径であることが一般的であるようである。

さらに、ソイルセメント柱体１５よりも外側に突出した鋼管６の上端部分６ａの長さは、フーチング部と一体化させるために、概ね０．５ｍ程度の長さが必要である。

なお、図１１(ｂ)では、ソイルセメント柱体を地表面まで構築したが、多くの場合、フーチングの底部は地表面よりも深い位置に存在するので、ソイルセメント柱体の地表側をフーチングの底部までとし、それより地表面側は、固化材を吐出させないようにすることが好ましい。この場合でも、鋼管がソイルセメント柱体よりも外側に突出した状態とする。

以上示したように、鋼管６を内蔵するソイルセメント柱体１５を斜めに構築する。例えば、図１２に断面摸式図を（ａ）として示し、（ｂ）に上面からの模式図を示したように、既製杭１２で支持されている構造物１３の既製フーチング部１４の近傍から図１２に示すように斜めに鋼管６を内蔵するソイルセメント柱体１５を構築する。

なお、この場合、前述したように、鋼管がソイルセメント柱体よりも外側に突出した状態としているので、例えば、図１２に示すように、所望の本数の鋼管６を内蔵するソイルセメント柱体１５を斜めに構築した後、ソイルセメント柱体１５の頭部部分と既製フーチング部１４を含むように後付けフーチング部１６を構築する。

ソイルセメント柱体１５よりも外側に突出した鋼管６によりソイルセメント柱体１５をこの後付けフーチング１６と一体構造とすることができる。

それ故、斜めに構築された鋼管６を内蔵するソイルセメント柱体１５は、地震時などに発生する水平力を負担でき、支持杭である既製杭１２の水平方向の応力負担を少なくさせることが可能となる。

なお、鋼管６が存在しないソイルセメント柱体１５のみでは、充分な水平方向に加わる応力負担を有しないので、ソイルセメント柱体１５は芯材として鋼管６が挿入されたソイルセメント柱体１５とする。

本発明は、一般に使用されている深層混合処理装置を使用して鋼管を内在したソイルセメント柱体を斜めに築造することができる。

ガイド装置の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 ソイルセメント柱体築造装置の一例を示す正面図である。 ソイルセメント柱体築造装置の先端部が挿入された状態のガイド装置を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 鋼管の先端部が挿入された状態のガイド装置を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 ガイド装置の口元管を示す横断面図である。 ソイルセメント柱体築造装置のロッド部をガイド装置の口元管に支持するためのガイド治具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 鋼管をガイド装置の口元管に支持するためのガイド治具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ），（ｂ）は走行台車に搭載され、作動する状態を示したソイルセメント柱体築造装置の正面図である。 （ａ），（ｂ）は、図８（ａ），（ｂ）における要部を示す正面図である。 （ａ），（ｂ）はソイルセメント柱体内に鋼管を挿入する方法を示す走行台車の正面図である。 （ａ）は、図１０（ａ）における要部を示す正面図、（ｂ）は鋼管を内在したソイルセメント柱体の施工直後の状態を示す断面図である。 鋼管を内在したソイルセメント柱体の施工例を示し、（ａ）は基礎構造物の縦断面図、（ｂ）はその平面図である。

符号の説明

１ 口元管
１ａ スリット部
１ｂ フランジ部
２ 支持枠体
３ ソイルセメント柱体築造装置
３ａ 掘削翼
３ｂ 攪拌翼
３ｃ ロッド部
３ｄ 固化材液の吐出口
３ｅ 供回り防止翼
４ ガイド治具
５ ガイド冶具
６ 鋼管
７ ボルトナット
８ 走行台車
９ マスト部
１０ 振れ止め部
１１ 回転装置
１２ 既設杭
１３ 既設構造物
１４ 既設フーチング部
１５ ソイルセメント柱体
１６ 後付けフーチング部
１７ インナー回転キャップ

Claims (2)

1. ソイルセメント柱体を築造するための装置の掘削部や攪拌翼などが挿通することができる内径を有し、所望の斜めの角度を有する環状体である口元管であって、該口元管の長さが、該ソイルセメント柱体を築造するための装置が前記口元管に挿入されて、該ソイルセメント柱体を築造するための装置の先端が地表面に接した状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さであり、かつ、該口元管の上部側にスリット部を有するという構成を有する口元管を所定の位置に設置する工程と、
   前記口元管の設置工程の終了後に、前記口元管内に、ソイルセメント柱体を築造するための装置を挿通し、該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できる状態とした後に、該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする治具を口元管のスリット部に装着すると共に、該ソイルセメント柱体築造装置を所望の角度に設定できるマスト部を有し、そのマスト部の地表面側の先端部には前記のソイルセメント柱体築造装置のロッド部が挿通できるロッドの振れ止め部を有し、かつ該ロッド部を把持してロッド部を回転させるための回転装置が該マスト部に沿って前進可能に装着されている装置を使用し、前記した口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドする治具と前記ロッド部の振れ止め装置とで該ソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドしながら、ソイルセメント柱体築造装置によりソイルセメント柱体を所定の長さに斜めに築造する工程と、
   前記工程により所定の長さのソイルセメント柱体の築造が終了後、前記した口元管のスリット部に装着されたロッド部をガイドする治具を取り外し、ソイルセメント柱体を築造するための装置を回収する工程と、
   前記工程が終了後に、築造したソイルセメント柱体の長さよりも長い鋼管で、ロッド径よりも外径が大きく、かつ築造したソイルセメント柱体の径よりも外径が小さな鋼管を回転させる補助具を前記マスト部の回転装置に装備させ、かつマスト部の地表面側の先端部には前記鋼管が挿通できるロッドの振れ止め部を装備した状態とすると共に、鋼管をガイドする治具を前記の口元管のスリット部に装着し、ロッドの振れ止め部と口元管のスリット部に装着したガイド治具により鋼管をガイドしながら、鋼管をソイルセメント柱体内に挿入する工程により、
   芯合わせをした状態でソイルセメント柱体中に鋼管を挿入し、かつソイルセメント柱体の上部に鋼管の上部が突出したソイルセメント柱体を所望の角度に斜めに築造することを特徴とする鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法。
2. ソイルセメント柱体を築造するための装置の掘削部や攪拌翼等が挿通することができる内径を有し、該ソイルセメント柱体を築造するための装置が挿通されて該ソイルセメント柱体築造装置が地表面に設置された状態で該ソイルセメント柱体築造装置における最上段の攪拌翼より上側のロッド部まで挿入できるような長さを有し、所望の斜めの角度を有し、上部側にスリット部を有する環状体からなる口元管と、
   前記口元管のスリット部に装着可能としたソイルセメント柱体築造装置におけるロッド部をガイドする凹部を有する治具と、
   前記口元管のスリット部に装着可能とした鋼管をガイドする凹部を有する治具とを有することを特徴とする、鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工用のガイド装置。

Images