JPH0694653B2 - 角形地盤改良体の造成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、地盤中に土留（山留）壁を造成する土留（山
留）工法として、又は軟弱な深層地盤を改良する深層地
盤改良工法として利用される角形地盤改良体の造成方法
に関するものである。

［従来の技術］ 比較的深い軟弱地盤を改良する工法に、アースオーガー
若しくは撹拌翼でその先端から固化材を吐き出しながら
掘進し、掘削あるいは乱した現地盤の土と混合して硬化
させ地盤改良体を造成して行く方法がある。また、最近
ではアースオーガーで掘削して一旦地上に排出した土
に、固化材を供給してから掘削孔に埋め戻して改良体を
造成する方法も確立されている。そして、これらの工法
で打設される改良体を連続した壁状に造成し、必要に応
じて鋼材等の芯材を挿入して、土留（山留）壁として用
いたり、一定間隔に配置して構造物の基礎地盤や盛土・
斜面等の安定のために用いたりしている。

従来、これらの工法により改良体を壁状に造成する際に
は、スクリューオーガーや撹拌翼式混合処理機を単軸で
用いる場合の他に、軸間隔保持具で所定間隔に連ねた複
数本のスクリュー若しくは撹拌翼を地盤中に掘進させ
て、一回の打設作業で隣接する複数本の改良体を同時に
造成して行く高能率工法も利用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、スクリューオーガー等を複数軸に連装し
て改良体を造成して行く場合も、造成される各改良体の
断面形状については、単軸で施工する場合と基本的には
変わりなく、円形の柱体若しくはひょうたん型の壁体を
なすものである。しかし、かかる断面形状のものでは、
土留壁として利用する場合も基礎地盤として利用する場
合も、いずれも効率などの面からは不利がある。

すなわち、土留（山留）工法として利用する場合には、
各円形断面の改良体P₀を第６図に示すように隣接するも
の同士を一定寸法分αだけラップして打設しなければな
らないため、その分効率が悪くなり、壁体W₀の有効断面
も小さくなる。また、地下構造物の構築にさいし、土留
壁W₀を打設コンクリートの外型枠として使用する場合で
は、平滑に仕上げるために、また支保工として切りば
り、腹起こしを設置するためのブラケットは芯材（Ｈ型
鋼）Ｃに溶接することが多く、芯材Ｃの面まではつり手
間が必要となる面倒がある。

さらに、深層地盤改良工法として利用する場合では、改
良体P₀の断面が円形であるため改良率（改良されている
部分の面積／全体の面積×100％）が低くなり、特に全
面改良を実施する場合には、改良体P₀に第７図に示すよ
うな複雑なラップ施工（３連装のオーガーで造成したも
のを示す）が必要とされる効率の悪いものとなる。

本発明は、このような従来技術における問題点を解決す
るため、軸間隔保持具を用い複数本連ねたアースオーガ
ー等で複数本の隣接する改良体を同時に造成して行く高
能率工法に適用される角形地盤改良体の造成方法を提供
する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の方法は、軸間隔保持具で連ねた複数本のスクリ
ューオーガー式混合処理機で掘進し、現地盤の土に固化
材を混合して硬化させ地盤改良体を造成する方法におい
て、前記軸間隔保持具の外形を角形に形成するととも
に、その軸間隔保持具の上下面における少なくとも４隅
に刃先状の尖出部を突設し、それぞれの尖出部の内側に
各スクリューオーガー中心に向けて傾斜する傾斜面を形
成してなることを特徴とする。

［作用］ すなわち、軸間隔保持具に角形のものを使用すれば、複
数本連なるスクリューオーガー等で地盤中に円形断面の
掘進孔を形成して行くと、これに追従して地盤中に降下
される軸間隔保持具が各掘進孔の４隅を削るように拡張
して、最終的に地盤中に、該軸間隔保持具の外形に対応
する角形断面の改良体を造成することができる。特に、
この発明では、軸間隔保持具の上下面における少なくと
も４隅に刃先状の尖出部を突設しており、かつその内側
に各スクリューオーガー中心に向けて傾斜する傾斜面を
形成してあるので、この軸間隔保持具による掘進を鋭く
円滑に行わせることが可能となり、その掘進に大きな抵
抗力が作用するのを効果的に防止することができるとと
もに、掘進にて生じた土をスクリューオーガー中心に集
中させることが可能となり、固化材との混合効率を高め
ることができる。

［実施例］ 以下、施工機械としてスクリューオーガーを３連装で用
いる場合を例に、本発明を具体的に説明する。

この場合、３本のスクリューオーガー１は、第１図に示
すように、軸間隔保持具２を用いて互いの軸間隔が調整
される。この軸間隔保持具２は、上下面に等間隔で軸貫
通孔３を開通させた枠体からなり、各軸貫通孔３に３本
の平行なスクリューオーガー１を各々その中間シャフト
部で遊嵌状に挿通させ、隣接するスクリューオーガー
１、１の距離を所定間隔に規制する役目を果している。
なお、図示例ではラップ施工のため隣接するスクリュー
オーガー１、１を段違いに連ねている。

本発明に係る方法では、この軸間隔保持具２に角形の外
形を有するものを使用する。軸間隔保持具２は、第２図
に示すように、その外周面を一対の直交平面2a、2bで形
成して、長細いほぼ長方体の外観を有するものとなって
いる。そして、軸間隔保持具２はその上下面で、４隅と
長手方向の等分割位置の外周面2aでそれぞれ刃先状の尖
出部４を突設している。この尖出部４は、各スクリュー
オーガー１がつくる断面円形の各掘進孔の４隅を削り取
って、それらの隣接する３本の掘進孔を一体化すると同
時に、軸間隔保持具２の平面形状に対応する角形断面に
拡張する役目を担っている。なお各軸貫通孔３の周囲な
どで、リブ５、6a、6bを設けているとともに、軸間隔保
持具２の上下面で、その外周2a、2bから軸貫通孔３に向
けて傾斜する円錐状の傾斜面７を形成している。また、
軸間隔保持具２の高さ寸法は、掘進時のフリクションが
過度にならない限度で、地盤に正しく対応する断面角形
の改良体を造成するのに十分な長さに調整され、通常は
0.3〜3m程度の範囲で選定される。

以下に、上記の軸間隔保持具２を用いた複数軸（３連）
のスクリューオーガー１により、改良体を壁状に造成す
る施工手順の一例を、第３図を参照して説明する。

（１）先端近傍を軸間隔保持具２で連繋した３連のスク
リューオーガー１を削孔機８にセットし、各スクリュー
オーガー１が施工計画位置の鉛直上にくるよう削孔機８
を位置決めする｛第３図（ａ）｝。なお、施工深さが大
きい場合などでは、改良目的に応じた角形の軸間隔保持
具２を適当な間隔で複数個用いるようにしてもよい。

（２）次いで、粉体状の固化材又は固化材スラリーを空
気圧送、機械的圧送あるいはスラリーポンプ圧送などの
圧送手段によりその上端側に接続した注入ホース９等よ
り供給し、各スクリューオーガー１の先端に設けた吐出
口（図示省略）から吐出させながらスクリューオーガー
１を回転させ掘進して行く。このさい、スクリューオー
ガー１の掘進する力と、削孔機８の重量による下向きの
力で掘進を促進させるが、地盤条件によって掘進しにく
い場合には、掘進力を増強したり、オーガーヘッドまた
は羽根の形状を大きくして掘進を容易ならしめる。そし
て、この掘進時においては、円柱状にスクリューオーガ
ー１が掘進して行く後の角形の軸間隔保持具２が追従し
降下して行くので、各オーガー１で円柱状に削孔された
部分が更にその４隅を削られて強制的に断面角形の孔に
拡大される。このさい軸間隔保持具２の上下面で、前述
したように、各削孔の４隅に対応する位置に刃先状の尖
出部４が設けられ、その内側には各オーガー中心に向け
て傾斜する円錐状の傾斜面７が形成されているため、隅
角部の尖出部４により削り取られた土は各傾斜面７に案
内されて保持具２の軸貫通孔３の位置にまで押し込めら
れ、各スクリューオーガー１の先端から吐き出された固
化材と混合される｛第３図（ｂ）｝。

（３）こうして所定の計画深度Ｉに到達したならば、土
と粉体状固化材又は固化材スラリーとを均一に混合する
ため、軸間隔保持具２と共に３連のスクリューオーガー
１を上下動する運動を繰り返す｛第３図（ｃ）｝。

（４）そして、最終的に軸間隔保持具２と共に３連のス
クリューオーガー１を引き抜くときは、各オーガー１を
逆転させ、掘進孔10内のスラリー状の混合土11があふれ
ない程度に固化材スラリーを吐出しながら引き抜く。あ
るいは粉体状固化材を使用する場合は、各スクリューオ
ーガー１の逆転により締固めながら引き抜く。

以上の如くして、外形角形の軸間隔保持具２で複数本連
ねたスクリューオーガー１を用い掘進・混合すれば、地
盤中に角形断面を有する掘進孔10を形成することができ
る。そして、この掘進孔10に固化材スラリー等を混合し
た土11を充填するか、あるいは粉体状固化材を混合した
土を各スクリューオーガー１で埋め戻しながら転圧する
ことにより角柱状の改良体Ｐを造成することが可能とな
る。

なお、上記（２）〜（４）の施工手順では、各スクリュ
ーオーガー１の先端から固化材を吐き出しながら現地土
と混合するようにしているが、これに代え、地上に排出
される掘削土に固化材を供給し一次混合した後、掘進孔
に埋め戻し、スクリューオーガーで二次混合し締め固め
ながら各スクリューオーガーを軸間隔保持具と共に引き
抜く、という手順によって改良体を造成して行くことも
できる。

いずれにしても、この方法によると複数本（３本）の隣
接ラップした角柱状の改良体Ｐが地盤中に連続した壁状
に造成され、必要に応じＨ型鋼等の芯材Ｃを挿入又は圧
入することにより、第４図（ａ）に示すような土留（山
留）壁Ｗとすることができる。この際、図示のように、
Ｈ型鋼等の芯材Ｃを掘削側に挿入又は圧入することで掘
削後の切梁の架設時におけるはつり作業は大幅に削減で
きる。また、掘削後の土留壁Ｗの面はほぼ平らに仕上る
ため、外側型枠として利用する際にもはつり等の作業の
大幅な削減が可能となる。そして、このように施工すれ
ば、勿論改良体Ｐを余分にラップして打設する場合の効
率低下を蒙らず、しかも壁Ｗの厚さはいたるところ軸間
隔保持具２の平面幅に等しくなるため有効幅を大きく取
れ、経済的な設計が可能となる。加えて、有効幅が大き
いと止水性も向上される。なお、第４図（ｂ）に従来法
による土留壁W₀を対比して示す。

また、構造物の基礎地盤の改良等で、特に全面改良を施
すような場合では、第７図のように円形断面の改良体P₀
を複雑にラップさせなければならない従来の工法に比較
すると、本発明の工法では角形断面として得られる改良
体Ｐを隣接させるだけで、非常に効率よく高い改良率を
実現することができる。第５図（ａ）、（ｂ）に定間隔
配置の場合における双方の改良度合の差異を対比して示
す。

以上は主としてスクリューオーガーを用いる場合を例に
説明したものであるが、本発明では施工機械として撹拌
翼を有する混合処理機を複数本連装して用いる場合につ
いても、その軸間隔保持具の外形を角形に形成すること
で同様に適用され、これにより壁状の角形地盤改良体を
造成することができる。なお、この撹拌翼式混合処理機
では、スクリューオーガーのように現地盤の土を掘削し
て孔外に排出して行く機能はなく、現地土を乱しながら
固化材を混合して硬化させるものである。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の角形地盤改良体の造成方法によ
れば、スクリューオーガー式混合処理機により形成され
る円形断面の掘進孔を、軸間隔保持具の刃先状の尖出部
により４隅を削るようにして効率よく拡張することがで
き、最終的に地盤中に角形断面の改良体を造成すること
ができる。しかも、掘進に生じた土を、尖出部の内側に
設けられた傾斜面によりスクリューオーガー中心に集中
させることができるので、土と固化材とを混合するべく
スクリューオーガーを上下動する運動を繰り返す際に、
土と固化材との混合効率を高めることができ、それら二
者を確実に均等に混合することができる。そのため、こ
の造成方法は、土留（山留）工法としても深層地盤改良
工法としても利用でき、それぞれ以下の効果を奏するも
のである。

すなわち、土留工法として利用する場合は、腹起こしの
ためのはつり作業が大幅に削減されること、作業効率よ
く有効断面の大きな壁体を造成できること、更に外形枠
として使い易いことなどがある。

また、深層地盤改良工法として利用すれば、改良率100
％に近い基礎地盤の全面改良を極めて効率よく施工でき
ることなどがある。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は軸
間隔保持具で連装されたスクリューオーガーの要部立面
図、第２図は軸間隔保持具の斜視図、第３図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、改良体造成プロセスの工程
を示す各概要説明図である。第４図は土留壁の造成例を
示す斜視図で、（ａ）は本発明の実施例に係るもの、
（ｂ）は従来工法によるものを示す。第５図は深層地盤
の全面的改良例を示す斜視図で、（ａ）は本発明の実施
例に係るもの、（ｂ）は従来工法によるものを示す。第
６図は従来の土留壁構造を示す平面図である。第７図は
従来の全面地盤改良例を示す平面図である。 １……スクリューオーガー ２……軸間隔保持具、2a、2b……外周面 ３……軸貫通孔、４……尖出部 ５、６……リブ、７……傾斜面 ８……削孔機、９……注入ホース 10……掘進孔、11……固化材混合土 P₀、Ｐ……改良体、W₀、Ｗ……土留壁 Ｃ……芯材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸間隔保持具で連ねた複数本のスクリュー
   オーガー式混合処理機で掘進し、現地盤の土に固化材を
   混合して硬化させ地盤改良体を造成する方法において、
   前記軸間隔保持具の外形を角形に形成するとともに、そ
   の軸間隔保持具の上下面における少なくとも４隅に刃先
   状の尖出部を突設し、それぞれの尖出部の内側に各スク
   リューオーガー中心に向けて傾斜する傾斜面を形成して
   なることを特徴とする角形地盤改良体の造成方法。