コラムの置換築造方法及び置換コラム
【課題】 従来の深層混合処理工法、流動化処理土工法、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法等における課題を解決し、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ品質の置換コラムを得るコラムの築造方法を提供する。
【解決手段】 先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる。
【解決手段】 先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、土木・建築構造物の基礎工法としてのコラムの置換築造方法および置換コラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
土木・建築構造物の基礎工法として、従来、深層混合処理工法、流動化処理土工法、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法等が提案されている。
深層混合処理工法は、地盤中に掘削撹拌混合装置を挿入し、固化材を填充しながら同時に原地盤と撹拌混合することにより、地盤中に円柱状の地盤改良体を築造する工法（例えば、特許文献１参照）であり、掘削撹拌混合装置を地盤中に掘進させる時に固化材を填充する方法と、逆に上方へ引上げるときに固化材を填充する方法がある。また、固化材は水と撹拌混合してスラリー状にして使用する方法と、固化材を粉末状のまま使用する方法とがある。
流動化処理土工法は、連続スパイラルオーガにより掘削排土した土砂を地上のミキサーで固化材と混合し、ソイルセメントとした後、該ソイルセメントを掘削した場所に再び戻すことにより地盤改良を行うものである（例えば、特許文献２および３参照）。
【０００３】
ＰＩＰ杭工法は、連続したフライトをもつオーガの中空のシャフトの頭部に駆動装置を取り付け、この装置全体を櫓に吊り下げ、地中に回転させながら所定の深さまで掘削し、所定の深さに達したら、シャフト先端部よりモルタルを圧入しながら徐々に引上げることによってモルタル杭を造成し、オーガ引上げ後ただちに鉄筋篭または形鋼をモルタル杭の中に建て込むものである（例えば、特許文献４および非特許文献１参照）。
また、ＲＧパイル工法は、中空軸を有するアースオーガの回転により土砂を上方に排除しながら所定の深さまで掘削し、次にオーガを引上げつつ、中空軸先端オーガヘッドの噴出口からモルタルを圧入して地中に場所打パイルを造成するものである（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２４７２２８号公報（請求項３、０００２）
【特許文献２】特開平８−２６０４５０号公報（請求項１）
【特許文献３】特許第３２８０７１０号公報（請求項１）
【特許文献４】特許第３３０６４６０号公報（０００２）
【非特許文献１】地下連続壁工法 設計・施工ハンドブック 社団法人日本建設機械化協会編 技報堂出版株式会社発行(第４２７頁〜第４３０頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記深層混合処理工法においては、次のような課題がある。
（１）固化材を填充しながら同時に原地盤と撹拌混合することにより、地盤中に地盤改良体を築造する工法であるため、改良対象地盤の土質の構成や物性が一定でないことに起因して、改良土の品質は特に一軸圧縮強度のバラツキが大きいという欠点がある。そのため、改良する目標強度をバラツキに相応する分だけ設計強度よりも大きくしなければならず、固化材添加量が増え、不経済であった。
（２）深層混合処理工法においては、粘着力の大きな粘性土地盤では共回り現象の発生により混合不良が発生し、目標とする品質を確保出来ないことがあった。
（３）有機質土やピート等の有機質分が多量に含まれている土層やロームや赤ボク黒ボク等の火山灰質粘性土では固化材の硬化不良が発生したりして、目標とする品質を確保出来ないことが多かった。
（４）有機質分が多量に含まれている地盤では、固化材添加量を多く必要とするため、不経済であった。
（５）地盤が複数の土層で構成されている場合は、強度発現が最も低い土層に必要な固化材添加量で全深度範囲に吐出するため、他の土層部分には必要以上の量の固化材を添加しなければならず、不経済であった。また、その分だけ建設発生土（残土）量が増え、環境に対する負荷が大きかった。
（６）撹拌混合が確実に行われたとしても、ソイルセメントの発現強度は改良対象の土質に依存するため、事前に予想していない土質が出現した場合には改良強度が目標値に達せず不良工事になる恐れがあった。
（７）建築基礎に使用される深層混合処理工法の改良強度は１〜３Ｎ／ｍｍ２程度であり、深層混合処理工法では腐食土や有機質土などのように大量の固化材を添加しても発現強度が低度であり、これに起因して、ラップルコンクリートに比較して同一荷重を支持するのにより広い面積を改良する必要があった。これに伴い、地盤改良に要する改良対象土量が増えるのみならず、基礎のフーチング体積も増えるため、建設コストが増大していた。
【０００５】
また、前記流動化処理土工法にも次のような課題がある。
（１）地上のミキサーで現地の土砂と固化材を混合するため、現地発生土砂を使用するので、施工対象地盤の土質の構成や物性に起因して、改良後の品質は施工対象地盤毎にバラツキが大きいという欠点がある。また、現地の土砂と固化材を混合するため、特に現地土が有機質土の場合、所要の一軸強度を得るために多量の固化材を必要とし、不経済となる場合がある。
（２）掘削土砂を地上へ排出し、それを地上のミキサーで固化材と混合してスラリー状のセメントミルクとし、再び元の位置へ戻す工程であるため、施工工程が増え、コストが高い。
（３）一時的とはいえ、改良すべき箇所の土砂を掘削し除去するため、それまでの上載荷重による応力バランスが崩れて支持地盤が緩む。そのため、掘削底地盤の支持力が低下する。
（４）土砂を除去した底面の処理を丁寧にしないと、場所打ち杭の先端スライムと同様な初期沈下の問題が発生する。
【０００６】
さらに、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法にも次のような課題がある。
（１）モルタル製造に用いる細骨材の水分管理が必要であり、現実的に品質のバラツキが生ずる。
（２）モルタルは細骨材を含有しているため、モルタルはフロー値が１８〜２０秒の流動性の高いものを使用せざるを得なく、ブリージングが発生しやすくなるばかりか、モルタルの流動性が高いため、掘削土砂等がモルタル中に落ち込み、モルタル中に土砂等が塊状に混入される。
（３）砂質、砂質シルト層などでは、前記したようにモルタルの流動性が高いため、湧水、地下水圧を伴い孔壁崩壊が起る可能性があるので、掘削に際しベントナイト泥水、またはこれに少量のセメントを混合したものを用いる必要がある。また、ベントナイトは産業廃棄物に指定されている汚泥となるため後の処理に莫大な費用が発生する。
（４）その結果、モルタル柱底面と支持地盤との間にスライム層が形成されるため、スライム処理工程が必要となる。
（５）また、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法では、前記したようにモルタルの流動性が高いため、地表面までモルタルで充填する必要があり、また、モルタル充填後、鉄筋篭等を挿入するため、結果として根切り時の基礎スラブ下端レベルでの頭部整形が困難となる。
この発明の目的は、このような課題を解決することであり、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの築造方法を提供することであり、安定した品質のコラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、この発明のコラムの置換築造方法は、先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることにより、地盤土が填充材で置換されたコラムとすることを特徴とする。
この発明でスクリューオーガの正回転とは、地盤の掘削土がスクリューオーガで地上側に排土される回転を指す。また、実質的に無回転という表現は、回転させていない状態や実質的に回転しないとみなせる非常に低速な回転数で正回転や逆回転する状態を含む表現である。
【０００８】
このコラムの置換築造方法によれば、原地盤と填充材を撹拌混合することがないので地上のミキサーで混練したものとほぼ同じ品質の固化体（コラム）を得ることができるし、深層混合処理工法によるコラムに比べて品質のバラツキを非常に小さくすることができるし、また、固化体（コラム）の強度を任意に設定し、それを実現することが容易に出来るし、所定の置換範囲内を置換しその上方の非置換範囲の土砂を排土せずにそのまま残置することが可能となる。特に、填充材は、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーが、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍであるのは、１５０ｍｍ未満では、施工時に時間がかかりすぎるか、施工不能になり、４００ｍｍを超えると固化体中に土砂が多く混入される可能性が高くなるためである。上記した範囲のテーブルフロー値を有する填充材であれば、掘削孔内における流動充填性を確保し、また孔壁崩壊を防ぎ、さらに置換された填充材中に置換範囲上方の土砂が落ち込むことを防ぐことが出来る。なお、上記の現象が非常に少なくなり、高品位のコラムとするためには、填充材のコンシステンシーが、テーブルフロー値で１５０ｍｍ〜３３０ｍｍとすることがさらに好ましい。また、この填充材によれば、安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体を混和材として填充材に使用することにより、填充材のコストを下げることが出来るし、填充材の配合を調整することにより、任意の強度を発現するようにすることが可能になる。
【０００９】
また、この発明のコラムの更なる置換築造方法は、該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることを特徴とする。この置換築造方法によれば、上部に非置換部を有するが、置換された填充材中に置換範囲上方の土砂が落ち込むことを防ぐことが出来、上述した品位のコラムとすることができる。
この発明で逆回転乃至正回転という表現には実質的に無回転の場合も含んだ表現である。
【００１０】
また、この発明のコラムの置換築造方法で使用可能なスクリューオーガとして、スパイラル翼が連続スパイラルスクリューであるオーガ、スパイラル翼が断続スパイラルスクリューであるオーガ、オーガが少なくともコラム築造長に相当する長さの円筒形のケーシングに覆われているオーガおよびスパイラル翼が複数の断続スパイラルスクリューからなり、かつ該断続スパイラルスクリューのうち少なくともコラム築造に直接関わる部分には外周に円筒状のリングが固設してあるオーガ、等を挙げることができる。
【００１１】
スパイラル翼が連続スパイラルスクリューであるオーガによれば、汎用的なスパイラルスクリューオーガを使用することにより、容易に置換作業が出来る。
スパイラル翼が断続スパイラルスクリューであるオーガによれば、砂質地盤や礫質地盤のような崩壊性の地盤では、連続スパイラルスクリューで掘進すると、必要以上に掘削土を排出する可能性があるので、断続スパイラルスクリューオーガを使用することにより、排土量を低下させ、周辺地盛の乱れを少なくすることが出来る。その結果として支持地盤の乱れを少なくすることができる。また、断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼径と同一である必要はなく、小径にすればさらに排土量を低下させることが可能になる。
【００１２】
また、オーガが少なくともコラム築造長に相当する長さの円筒形のケーシングに覆われているオーガによれば、削孔周辺部の土砂をスパイラルスクリューにより過剰に引き込むことを防ぐため、周辺地盤を緩めることなく、原地盤との置換がより確実になる。それと共に支持地盤が緩められることなく、置換したコラムの支持力が低下することがない。前記円筒形のケーシングは、スクリューオーガと同軸的に、かつ相対的に正逆回転可能に装着されているか、またはケーシングが独立に回転可能に装着されているか、ケーシングが回転しないように固設されていてもよい。
【００１３】
さらに、スパイラル翼が複数の断続スパイラルスクリューからなり、かつ該断続スパイラルスクリューのうち少なくともコラム築造に直接関わる部分には外周に円筒状のリングが固設してあるオーガによれば、簡便な装置でケーシングを使用するときと同様に確実な原地盤との置換ができる。また、地上に引上げたオーガの土砂落とし作業がケーシングを使用するときに比べて容易に出来る。
【００１４】
また、オーガの掘削部は、掘削爪が突出した状態で該オーガ先端に位置している掘削翼または掘削爪が突出した状態で該オーガ先端に位置しているスパイラル翼である。この掘削翼の掘削爪およびスパイラル翼先端の掘削爪は、掘削（特に硬質地盤）において威力を発揮するが、これは平爪であってもよい。
掘削部の存在で掘削効率が向上する。また、掘削爪を設けたスパイラル翼先端または掘削爪を突設した掘削翼で填充材置換上端部を整形すると、上端部は爪の形状通りに整形されるため、填充材が固結したときに凹凸ができる。したがって、後工程で置換コラム上端面の再整形作業が必要となる。平爪を用いることにより、置換工程で平面状に仕上げることが出来るので再整形作業が不要となる。
【００１５】
また、この発明の置換コラムは、先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることによって築造されている。このとき、オーガの引上量と填充材の吐出量をバランスさせることが特に好ましい。
また、コラムの置換予定上端位置が地表面以深である場合（即ち、地表側に空掘り部を残して築造する置換コラムの場合）、この発明の置換コラムは、該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガーの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることにより築造されている。
【００１６】
この置換コラムは、原地盤と填充材とが撹拌混合される工程がないので、地上のミキサーで混練したものとほぼ同じ品質であるし、品質にばらつきが少ない。
また、置換範囲上方に土砂が残置された場合でも、填充材のテーブルフロー値が小さいため土砂が填充材中に落ち込み混入されていないので品質のよい置換コラムとなる。
この置換コラムは、フライアッシュや高炉スラグ粉体を混和材として填充材に使用できるので、コストを安価に提供できるし、填充材の配合を調整することによって求められる強度のものを容易に提供できる。また、置換範囲上方の残置された土砂が填充材中に落ち込み混入されていないので品質のよい置換コラムとなる。また長期材令における強度の上昇が期待できる。
この発明で逆回転乃至正回転という表現には実質的に無回転の場合も含んだ表現である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明のコラムの置換築造方法および置換コラムによれば、次のような効果を奏する。
（１）原地盤と填充材を撹拌混合することがないので地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ品質の固化体（コラム）を得ることができる（請求項１）。
（２）同様の理由から、深層混合処理工法によるコラムに比べて品質のバラツキを非常に小さくすることができる（請求項１）。
（３）また、同様の理由から、固化体の強度を任意に設定し、それを実現することが容易に出来る（請求項１）。
（４）安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体を混和材として填充材に使用することにより、填充材のコストを下げることが出来る（請求項１）。
（５）填充材の配合を調整することにより、任意の強度を発現するようにすることが可能になる（請求項１）。
【００１８】
（６）またポゾラン性を有する粉体を使用することにより通常管理されている材令２８日の強度に比べて、長期にわたる一軸圧縮強度の伸びが期待でき、上部構造物の使用期間（６０〜１００年）にわたって地震などの外力に対する抵抗力が向上する。
（７）練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーを、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定することで、置換範囲上方の土砂が置換された填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来る（請求項１）。従って、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ品質のコラムの築造ができ、一軸圧縮強度のバラツキの小さい置換コラムの築造ができる。
（８）練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーを、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定することで、置換範囲上方の土砂が置換された填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来るので、所定の置換範囲内を置換しその上方の非置換範囲の土砂を排土せずにそのまま残すことが可能となる（請求項２）。
【００１９】
（９）汎用的なスパイラルスクリューオーガを使用することにより、容易に置換作業が出来る（請求項３）。
（１０）砂質地盤や礫質地盤のような崩壊性の地盤では、連続スパイラルスクリューで掘進すると、必要以上に掘削土を排出する可能性があるので、断続スパイラルスクリューオーガを使用することにより、排土量を低下させ、周辺地盛の乱れを少なくすることが出来る（請求項４）。
（１１）断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼径と同一である必要はなく、小径にすればさらに排土量を低下させることが可能になる（請求項４）。
（１２）円筒状のケーシングを備えるオーガにすると、原地盤との置換がより確実となり、品質のよい置換コラムが築造できる（請求項５）。
（１３）リング付き断続スパイラルスクリューを使用することにより、簡便な装置で確実な原地盤との置換ができる（請求項６）。
【００２０】
（１４）掘削部の存在で掘削効率が向上する。また、掘削爪を設けたスパイラル翼先端または掘削爪を突設した掘削翼で填充材置換上端部を整形すると、上端部は爪の形状通りに整形されるため、填充材が固結したときに凹凸ができる。したがって、後工程で置換コラム上端面の再整形作業が必要となる。平爪を用いることにより、置換工程で平面状に仕上げることが出来るので再整形作業が不要となる（請求項７、８）。
【００２１】
（１５）また、この発明の置換コラムは、原地盤と填充材が撹拌混合されておらず、地上のミキサーで混練したときと同じ品質のもので置換されているので高品質であるし、品質にバラツキが少ない（請求項９、１０）。
（１６）フライアッシュや高炉スラグ粉体を填充材に使用できるので、安価に提供できるし、填充材の配合を調整することによって求める強度のものを提供できる。また、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーを、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定して得た置換コラムなので、填充材で置換された未硬化の固化体（コラム）中に置換範囲上方の土砂が落ち込み混入されないので品質の高いものである（請求項９、１０）。
【００２２】
この発明の置換コラムは高い品質のものとすることができるので、従来の地盤改良コラムに比して同一荷重を支持するために少ない面積のコラムで充分となる。そのため基礎のフーチング体積も小さくなり、フーチングのコンクリート量の低減のみならず、フーチング構築に伴う建設発生土の減少を図ることが可能となり、建設コストを大幅に縮減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。図１Ａや図１Ｂはこの発明のコラムの置換築造方法を説明する模式図である。
この発明の置換コラムの築造は、図１Ａや図１Ｂに示すように施工機１とプラント設備２０を用いて施工される。施工機１には、リーダ３が起倒自在に立設されており、このリーダ３にスイベルを備えるオーガモータ４が摺動自在に設けられて構成される。本例においては施工機１としてクローラタイプの台車部２を有しているものを示しているが、車輪を有する台車式でも、台車部が存在しない載置式であってもよい。オーガモータ４は、給進装置５が連結されて進退する。給進装置５としては、吊り上げ、引き込み可能なウインチを挙げることができるが、これは他の手段であってもよい。例えば、駆動モータからのスプロケットを介して駆動伝達されるフィールドチェーン又は油圧シリンダ等を例示できる。
【００２４】
また、オーガモータ４は、オーガモータ４に連結したスクリューオーガ６を正逆回転駆動させる駆動機構を内蔵する。従って、オーガモータ４に連結されたスクリューオーガ６には、給進装置５で掘進力および引抜力が付与され、オーガモータ４の駆動機構で正逆の回転力が付与される。従って、オーガモータ４に連結されたスクリューオーガ６は、正回転させながら掘進させることも、正転させながら引上げることも、また、逆回転させながら掘進させることも、逆転させながら引上げることもできるし、更に、掘進及び引上げるとき任意の位置で停止させることもできる。
なお、定速制御装置を有する施工管理機器により掘進速度と引き上げ速度を一定に保つことができる。また、流量計により填充材の流量を測定し、図示しない制御装置により填充材の吐出量を一定に保つことができる。従って、空洞部が発生しないように引上量と吐出量をバランスさせながら原土を填充材に置換することができる。
なお、図示しないが、施工機をクレーン式施工機としてリーダを吊す方式のものとしてもよい。
【００２５】
スクリューオーガ６は、中空のオーガ軸７にスパイラル翼８を設けた構成であって、オーガ先端部７ａに掘削部９および吐出口１１を有する。オーガ軸７の中空部もしくは該中心部に設けた管路は、填充材の通路となる。填充材はプラント設備２０において作られ、グラウトホース２５を介し圧送されオーガモータ４のスイベルを介しオーガ軸７の中空部を通り、先端の吐出口１１から吐出される。なお、吐出口１１は、オーガ軸７の下端面乃至下端部側面に設けることができるが、下端面に設ける方が先端部の置換性の点から好ましい。
【００２６】
スクリューオーガ６としては種々のタイプのものが存在し、実施可能なものであれば特に限定されるものではない。図２乃至図７においてスクリューオーガ６の一例を示す。
図２は連続スクリューオーガの正面図で、オーガ軸７にスパイラル翼８が連続して設けられたスクリューオーガ６であり、先端７ａに掘削部９および吐出口１１が設けられている。この図では、スクリューオーガ６の先端が該掘削部９に該当し、先端部には複数の掘削爪１０が突設されている。なお、オーガ軸７の先端に設けられた掘削爪も掘削部の一部であるといえる。また、吐出口１１はオーガ軸７の先端部７ａに下向きに開口しているものでも、オーガ軸７の先端周面部に横向きに開口したものでもよい。この連続スクリューオーガ６は、スパイラル翼８が連続しているので、掘削の際の掘削土の排出の能力は高くなる。なお、地上での連続スクリューオーガからの土砂落としは通常の方法（例えば、バックホウ等を用いる方法）で容易に実施できる。
【００２７】
図３は断続スクリューオーガの正面図で、オーガ軸７に１枚羽根８ａのスパイラル翼８が断続（間欠的）して設けられたスクリューオーガ６であり、この図では、下端のスクリュー部分が掘削翼であるともいえる部分であり、先端７ａに掘削部９および吐出口１１が設けられている。この図では、スクリューオーガ６の先端に位置するスパイラル翼の先端部が該掘削部９に該当し、先端部には複数の掘削爪１０が突設されている。なお、ロッド部の先端に設けられた爪も掘削部９の一部である。この点は以下の図でも同じである。
【００２８】
図４は他の断続スクリューオーガの正面図で、オーガ軸７に２枚羽根８ｂ、８ｂのスパイラル翼８が断続（間欠的）して設けられたスクリューオーガ６であり、この図でも、下端のスクリュー部分が掘削翼であるともいえる部分であり、先端７ａに掘削部９および吐出口１１が設けられている。またこの図でも、先端部に突設された複数の掘削爪１０も該掘削部９の一部であると言える。この図３および図４に示す断続スクリューオーガ６は、掘削の際の掘削土の排土量を低下させることができ、周辺地盤の乱れを少なくすることができる。それ故に、支持地盤も乱れの少ないものとすることができる。この断続スクリューオーガにおいても地上での土砂落としは通常の方法（例えば、バックホウ等を用いる方法）で容易に実施できる。
【００２９】
図５はケーシングオーガの正面図（ａ）および断面図（ｂ）で、スクリューオーガ６が円筒状のケーシング１２内に同軸的に、かつ相対的に正逆回転可能に挿入されているものである。このケーシングオーガによればケーシング１２を備えているので、原地盤の掘削土の排出が確実となる。また、周辺地盤が崩壊して削孔内へ落ち込むこともなく、従って周辺地盤の緩みによる鉛直支持力や水平支持力の低下もない。また、置換された填充材に周辺地盤からの地盤土の混入も防止される。それにより原地盤との置換がより確実となり、より品質のよい置換コラムが築造できる。図に示すようにケーシング１２の先端には掘削爪１２ａを設けてもよい。ケーシング１２の先端に掘削爪１２ａを設けると、掘削効率が向上するし、硬質地盤でも威力を発揮する。なお、円筒形のケーシング１２はスクリューオーガ６との間で同期回転してもよく、同期回転しなくともよい。また、ケーシング１２は回転させなくともよい。本ケーシング１２では、側面に複数個の開口部を設けて、該開口部から地上部で排土する方法が用いられている。しかし砂質地盤に比べて粘性地盤では排土性が低下するという問題がある。
【００３０】
図６はリング付き断続スクリューオーガの正面図（ａ）およびリング部分を断面で示す側面図（ｂ）で、断続（間欠的）して設けられたスパイラル翼８の外周に円筒状のリング１３が固設されたものである。このリング１３は、断続して設けられた全てのスパイラル翼８の外周に固設する必要はなく、少なくともコラム築造に直接関わる部分のスパイラル翼８の外周に固設されていればよい。このリング付き断続スクリューオーガでは、少なくともコラム築造に直接関わる部分のスパイラル翼８の外周に円筒状のリング１３が固設されているので、掘削土の排土量を低下させ周辺地盤の乱れを少なくし、填充材への周辺地盤からの地盤土の混入も抑えられるので、原地盤との置換が確実となり、品質のよい置換コラムが築造できる。また、地上に引き上げたオーガの土砂落とし作業も、図５に示したケーシング１２を使用するときに比べて、容易となる。なお、円筒状のリング１３におけるスパイラル翼は１枚である必要はなく、複数枚にすることもできる。複数枚にすることにより、円筒状リング１３の高さを小さくすることができる。
【００３１】
円筒状のリング１３には下端周縁に掘削爪１３ａを設けてもよい。この場合、全てのリング１３に設けてもよいし、適宜のリング１３に設ける構成でもよい。少なくとも最下端部のリング１３の下端部に掘削爪を設けると掘削効率が向上するし、硬質地盤でも威力を発揮する。図６では平爪１０ａの下端位置がリングの掘削爪１３ａの下端より上方に位置しているが、各々の位置を逆にしてもよいし、同じレベルにしてもよい。リング１３内に残った土砂は次のコラムの施工工程で自動的に強制除去される。
【００３２】
図７は上部小径スクリューオーガを示す正面図（ａ）および側面図（ｂ）で、スパイラル翼８の上部が小径となっているスクリューオーガ６である。即ち、スパイラル翼８の下部は大径Ｒ１であり、上部は小径Ｒ２となっている。この上部小径スクリューオーガ６によれば、連続スパイラル翼でありながら、掘削土の排出量を少なくすることができる。地上部での土砂落としは連続スクリューオーガの場合と同様容易である。
【００３３】
また、スクリューオーガ６の先端部７ａに設けられる掘削部９としては、図８に示すようなスクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼８の先端に掘削爪１０を設ける構成を例示することができる。図２に例示したようなスクリューオーガ先端に掘削爪１０を突設した構造の掘削部としたり、図３や図４のようにスパイラル翼８の先端に掘削爪１０を設けた構造の掘削部として、この掘削爪１０で填充材置換上端部を整形すると、上端部は爪の形状通りに整形されるため、填充材が固結したときに凹凸ができる。従って、後工程で置換コラム上端面の再整形作業が必要となる。このことにより掘削爪１０としては、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すような平爪１０ａとすると平面状に仕上げることができるので再整形作業が不要となり好ましい。
【００３４】
一方、プラント設備２０は、図１Ａや図１Ｂに示すようにミキサー２１、サイロ２２、水槽２３およびポンプ２４等を備え、填充材原料を水と共にミキサー２１（図１Ａで示したのはグラウトミキサー）で撹拌・混合してスラリー化乃至モルタル化したものを、ポンプ２４（図１Ａに示したのはチューブポンプ）でグラウトホース２５を介して供給するものである。このグラウトホース２５の途中には、流量計２６が配置される。このグラウトホース２５の途中に配置した流量計２６により、填充材の供給量が判り、オーガ引上げにより生ずる空隙量に見合うように填充材の供給量を図示しない制御装置により管理する。
【００３５】
また、図１Ｂに示すようにポンプ２４をスネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）とすると、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーが低いもの（例えば、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜２６０ｍｍのもの）でも填充材を該オーガに供給し、該填充材を該オーガ先端部から吐出するようにして施工できるので特に好ましい。このようにコンシステンシーが低いものでも図１Ｂに示したパン式強制練りミキサーもしくは図示しない二軸強制練りミキサーを用いることにより混練可能である。なお、スネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）は２条の内ねじを持つステータの中をステータの半分のピッチを持つ１条のねじのロータの回転によって、一定容積が脈動することなく押し出される機構のものである。
【００３６】
填充材は、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物とからなり、練り上がり時乃至施工時のコンシステンシー（軟らかさの程度、粘性）を、テーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定したものである。水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物としては、例えば、（１）ポルトランドセメントに石炭灰を配合し、これを水で混練しスラリー化乃至モルタル化したもの、（２）ポルトランドセメントに粉末のスラグを配合し、これを水で混練しスラリー化乃至モルタル化したもの、等を例示できる。安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体を使用することによってコストを下げることができる。なお、填充材には、増粘材（例えば、塩基性炭酸マグネシウム、ベントナイト、メチルセルロースやカルボキシメチルセルロースなど）、減水剤および流動化剤などを添加してもよい。
【００３７】
この填充材の練り上がり時乃至施工時のコンシステンシー（軟らかさの程度、粘性）を、テーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定すると、填充材で置換された未硬化の固化体（コラム）中に置換範囲上方の土砂が落ち込むことを防ぐことができる。１５０ｍｍ未満では粘度が高すぎてポンプで供給することが困難となり、今のところ施工不可であり、４００ｍｍを超えると粘度が低すぎて土砂の落ち込みを防ぐのに不充分であるからである。
ここでテーブルフロー値とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に示すセメントの物理試験方法のフロー値の測り方により測定した値である。
ただし、ＪＩＳにおいては、フローテーブルの直径は３００ｍｍであるが、この発明では直径３００ｍｍのテーブルの上に直径５００ｍｍの板を固定してフロー値を測定した。
【００３８】
そして、この発明によれば先端に掘削部９を有するスクリューオーガ６を正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガ６の先端部７ａから、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物とからなり、かつ練り上がり時乃至施工時のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、該スクリューオーガ６を正回転または実質的に無回転で引上げ、コラムの置換予定上端位置に達したら、該填充材の吐出を停止させ、その後スクリューオーガ６を逆回転乃至正回転させながら引上げることによって置換コラムを築造することができる。
【００３９】
なお、填充材を吐出しつつ、スクリューオーガを正回転で引上げると、オーガのスパイラル翼上にある土砂や土塊が落下しにくいので、填充材と原位置土との置換がより確実に行われやすい。特に原位置土が粘着力の小さな砂質系地盤のときに効果がある。
一方、原位置土が粘着力の大きな粘性土のように落下の虞がないような地盤の場合には、実質的に無回転で引き上げても土塊が殆ど含まれない置換コラムの築造が可能となる。しかし、原位置土が粘性土の場合であっても正回転でオーガを引き上げる方が、思わぬ地層の出現にも対応できるので好ましい。
また、置換コラムの周辺地盤が堅固であれば、吐出圧力をスクリューオーガ引上げの補助手段として利用することも可能である。
さらに、空掘り部を設ける場合、スクリューオーガを逆回転させながら引上げると、空掘り部に掘削土を残置させ得るが、空掘り部に掘削土を残置させる必要がない場合、もしくは粘性土のように掘削土がオーガに付着して逆回転しても落下しないような場合には、オーガを実質的に無回転状態、もしくは正回転で引き上げても良い。このとき、オーガを無回転で引き上げると、オーガ先端部に負圧が発生する可能性が無いとは言えないので、引き上げ速度は遅くした方がよい。ただし、回転させた場合には無回転の場合に比べると負圧が発生しにくい。
【００４０】
次に実施の形態を例示して、更に詳細に説明する。以下の実施の形態では、スクリューオーガとしてスパイラル翼８が連続する図２に示す連続スクリューオーガ６を代表例で示しているが、これは図３乃至図７に示す等の他のスクリューオーガに代えても同様に実施できることはいうまでもない。また、実施の形態では施工機１は省略してあるが、前記図１Ａに示した実施の形態のようにスクリューオーガ６は施工機１に連結されて施工されるものである。なお、この実施の形態で使用する填充材は、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物とからなり、かつ練り上がり時乃至施工時のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍである填充材を指す。
【００４１】
図９はこの発明の第１の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す正面説明図である。
先ず、図９（ａ）に示すようにスクリューオーガ６を地盤Ｇの杭心位置にセットし、スクリューオーガ６を正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置まで掘進する。この掘進抵抗が大きく掘進が困難な場合は、エアーや少量の水などを補助手段をして吐出しながら掘進してもよい。図９（ｂ）はスクリューオーガ６が掘進しコラムの置換底位置（以下、所定深度という）に到達した状態を示している。この時のスクリューオーガ６は正回転であるので、スクリューオーガ６により地盤Ｇの掘削土が地上に排出されつつ掘削される。
次にスクリューオーガ６がコラムの所定深度に到達したら、掘進を停止し、図９（ｃ）に示すようにオーガ先端部７ａの吐出口１１より、填充材を吐出しつつ、スクリューオーガ６を正回転で引上げる。この引上げは図示していないが地盤の条件によっては実質的に無回転で引き上げることもある。填充材を吐出しつつ、スクリューオーガ６を引上げることにより、スクリューオーガ６の先端部７ａより下方に形成された空間に填充材が吐出され空洞が発生しないように引上げ速度と吐出量をバランスさせながら充填しつつ引上げれば、スクリューオーガ６の下方に置換コラム１４が形成される。なお、置換コラムの周辺地盤が堅固であれば、吐出圧力をスクリューオーガ引上げの補助手段として利用することも可能である。
次に、前記スクリューオーガ６の引上げが、図９（ｄ）に示すようにコラムの置換予定上端位置、本例では地表面に到達したら、填充材の吐出を停止する。これにより所定長の置換コラム１４が築造される。図９（ｄ）では、地表面まで置換コラム１４が築造されているが、次に示す図１０（ｅ）のように、任意の位置で填充材の吐出を停止し、上部に填充材が存在しないようにしてもよい。
【００４２】
図１０はこの発明の第２の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す正面説明図である。
先ず、図１０（ａ）に示すようにスクリューオーガ６を地盤Ｇの杭心位置にセットし、次に図１０（ｂ）に示すようにスクリューオーガ６を正回転させながらコラムの所定深度まで掘進する。スクリューオーガ６が所定深度に到達したら、図１０（ｃ）に示すようにスクリューオーガ６の先端部７ａの吐出口１１より填充材を吐出しつつ、スクリューオーガ６を正回転で引上げる。この場合も図示していないが地盤の場合によっては実質的に無回転で引き上げることもある。このスクリューオーガ６の引上げが、図１０（ｄ）に示すように置換予定上端位置、本例では空掘り部１５を残す位置まで到達したら填充材の吐出を停止させ、その後スクリューオーガ６を逆回転させながら引上げる。スクリューオーガ６の逆回転では、掘削土は排出されないので、この第２の実施の形態では図１０（ｅ）に示すように地上側に空掘り部１５を残した所定長の置換コラム１４が築造される。
【００４３】
なお、空掘り部を設ける場合、スクリューオーガを逆回転させながら引き上げると、空掘り部に掘削土を残置させ得るが、空掘り部に掘削土を残置させる必要がない場合、もしくは粘性土のように掘削土がオーガに付着して逆回転しても落下しないような場合には、オーガを実質的に無回転状態、もしくは正回転で引き上げても良い。このとき、オーガを無回転で引き上げると、オーガ先端部に負圧が発生する可能性が無いとは言えないので、引き上げ速度は遅くした方がよい。ただし、回転させた場合には無回転の場合に比べると負圧が発生しにくい。
【００４４】
次に、実施例、比較例および室内実験例を示す。なお、この実施例、比較例および室内実験例において、Ｗは水、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｆはフライアッシュを示し、使用材料および試験方法は次の通りである。増粘剤は、塩基性炭酸マグネシウム（以下、ＭＣと表記する）を使用した。
使用材料
（１）普通ポルトランドセメント
（２）フライアッシュII種
（３）塩基性炭酸マグネシウム（ＭＣ）
試験方法
（１）一軸圧縮試験方法：ＪＩＳ Ａ １２１６
（２）フロー値：ＪＩＳ Ｒ ５２０１
（３）供試体の作製方法：ＪＧＳ ０８２１
【実施例】
【００４５】
造成された埋土地盤で、施工機を用いて前記図１０に示す第２の実施の形態の施工方法（即ち、先端に掘削部９を有するスクリューオーガ６を正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、填充材を該オーガ先端部から吐出しつつ、該スクリューオーガ６を正回転で引き上げ、コラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガ６の引上げと該填充材の吐出を停止させ、その後スクリューオーガ６を逆回転させながら引上げることによって地上側に空掘り部１５を残した置換コラムを築造する方法）において、表１および表２に示す施工仕様および施工条件により置換コラムを築造した。
試験コラムNo.２〜６が実施例である。
【比較例】
【００４６】
試験コラムNo.１およびNo.７が比較例である。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
この実施例および比較例においては、
（１）埋土地盤は砂質土主体の緩い地盤であった。また、地下水位は埋土層には存在しなかった。
（２）置換コラムは、配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０〜６０％、Ｆ／Ｃ＝４．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．０％として６本（Ｎｏ．１、２、３、５、６、７）、配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝４５％、Ｆ／Ｃ＝５．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．５％として１本（Ｎｏ．４）、計７本を築造した。なお、No.１と７は比較例である。
（３）いずれも置換コラムの直径は０．７ｍとし、地表面から１．０ｍの空掘り部を存在させ、置換コラムの長さは２．０ｍとした。
（４）施工時の填充材のコンシステンシーは、フロー値で１４０〜４６０ｍｍ（比較例を含む）でありＷ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど大きくなった。なお、ＪＩＳ Ｒ ５２０１によるテーブルフロー値の測定では、フロー試験器の計測範囲が最大３００ｍｍまでなので、３００ｍｍ以上のフロー値の測定ではフロー試験器のフローテーブルに、５００ｍｍ径のテーブル板を接合して計測を行った。
（５）２８日強度は、プラントから採取した填充材を紙製モールドに詰めて作製した供試体(表３ではプラントコアと表記する。)で３．１９〜１４．００Ｎ／ｍｍ２（比較例を含む）であった。置換コラムの硬化後にコアマシンを用いて採取した抜き取りコア（表３では抜き取りコアと表記する。）で３．５６〜１１．４０Ｎ／ｍｍ２（比較例のNo.１も含む）であった。
（６）比較例であるNo.７の配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０％、Ｆ／Ｃ＝４．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．０％とした填充材は、粘性が高く安定したポンプ圧送が困難であったため、置換コラムを築造することが出来なかった。この配合条件における填充材のコンシステンシーはフロー値で１４０ｍｍであった。
（７）施工機は、８０トンクラスのクローラ型三点支持式杭打ち機を使用した。
（８）填充材を供給するためのポンプとして、表２に表示したように、試験コラムNo.１、２、３、４では、チューブ式ポンプを使用し、試験コラムNo.５、６、７ではスネーク式ポンプを使用した。
（９）ミキサーとして、表２に表示したように、試験コラムNo.１、２、３、４ではグラウトミキサーを使用し、試験コラムNo.５、６、７では、パン式強制練りミキサーを使用した。
【００５０】
また、この実施例および比較例の施工試験結果は、表３の通りである。
【００５１】
【表３】
【００５２】
この試験結果によれば、比較例であるNo.１の填充材のテーブルフロー値が４６０ｍｍの置換コラム断面には土塊の混入量も多く、材齢２８日の強度も３．５６Ｎ／ｍｍ２であり最も小さな強度であった。また、テーブルフロー値１４０ｍｍであったNo.７の比較例では粘性が高く、従って流動性が低いためポンプでの送給が不可であり、実施例であるコラムNo.２〜６のテーブルフロー値が２２０〜３３０ｍｍのものが土塊の混入量も少なく、強度も高く好ましいことを示している。また、ミキサーで混練した状態から採取した供試体(プラントコア)と置換コラムのコア（抜き取りコア）とを比較しても、強度に差はなく、この発明の効果の高いことが理解できる。
因みに、実施例におけるコラムNo.５を掘り出したコラム先端部の写真を図１１（ａ）に示し、断面状態を図１１（ｂ）に示す。また、比較例におけるコラムNo.１を掘り出したコラム先端部の写真を図１２（ａ）に示し、断面状態を図１２（ｂ）に示す。
コラムNo.５はテーブルフロー値が２５４ｍｍのものであり、図１１（ａ）（ｂ）に示すようにコラム断面内には原地盤の土塊（土砂）が非常に少なく、コラム径も設計長の７００ｍｍが確保されている。一方、コラムNo.１はテーブルフロー値が４６０ｍｍのものであり、図１２（ａ）（ｂ）に示すようにコラム断面内に土塊（土砂）が混入しており、先端部にも土砂の混入が見られ、先端に欠損部があった。
【００５３】
次に、この発明で使用する填充材の室内配合試験を実施し、その配合割合による強度および経済性について検討した結果は、次の通りである。
【室内実験例１】
【００５４】
Ａ．填充材の室内配合試験（ＭＣなし）
この填充材の配合条件と試験結果（物理的性質）は表４に示す通りである。
【００５５】
【表４】
【００５６】
上記試験結果によれば、
（１）配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０〜５０％、Ｆ／Ｃ＝４．０とすると、填充材の２８日強度は４．７９〜１４．４Ｎ／ｍｍ２となった。また、作製直後の填充材の粘度はフロー値で１４０〜３２５ｍｍであった。
（２）Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど作成直後の填充材はテーブルフロー値（表中では、フロー値と表記する）が小さくなった。即ち、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど粘度が高くなった。硬化後の填充材の強度は、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど高くなった。
（３）填充材の強度は、材齢が経つに従い増加し、材齢２８日強度は材齢７日強度の１．８〜１．９倍程度、材齢３日強度の２．３〜２．４倍程度、材齢１日強度の６．２〜６．８倍程度となった。
【室内実験例２】
【００５７】
Ｂ．填充材の室内配合試験（ＭＣあり）
この填充材の配合条件と試験結果（物理的性質）は、表５に示すとおりである。
【００５８】
【表５】
【００５９】
この試験結果によれば、
（１）配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０〜５０％、Ｆ／Ｃ＝５．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．５％としたときは、填充材の２８日強度は３．３４〜１５．８０Ｎ／ｍｍ２となった。また、作製直後の填充材のフロー値は１１６〜２９３ｍｍであった。
（２）ＭＣを混合した場合においても、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど作製直後の填充材はテーブルフロー値（表中では、フロー値と表記する）が小さくなった。即ち、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど粘度が高くなった。硬化後の填充材の強度は、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど高くなった。
（３）填充材の強度は、材齢が経つに従い増加し、材齢２８日強度は材齢７日強度の１．６〜２．３倍程度、材齢３日強度の２．７〜２．９倍程度、材齢１日強度の７．３〜１０倍程度となった。
【００６０】
上記室内実験例１および２の試験結果から次のことが云える。
（１）填充材の配合を調整することにより、２８日強度で３〜１６Ｎ／ｍｍ２程度の範囲で任意の強度を発現することが出来る。
（２）安価なフライアッシュや高炉スラグ粉末を填充材に使用することにより、填充材のコストを下げることが出来る。
（３）次に表１〜３に示した実施例と表４や表５に示した室内実験例と対比する。即ち、表１のNo.３の配合条件は、表４のNo.２の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.３の供試体強度と表４のNo.２の一軸圧縮強度と比較することができ、表１のNo.４の配合条件は、表５のNo.７の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.４の供試体強度と表５のNo.７の一軸圧縮強度と比較することができ、表１のNo.５の配合条件は、表４のNo.３の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.５の供試体強度と表４のNo.３の一軸圧縮強度と比較することができ、表１のNo.６の配合条件は、表４のNo.４の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.６の供試体強度と表４のNo.４の一軸圧縮強度と比較することができる。
このように同じ配合条件では、実施例の抜き取りコアの供試体強度と室内配合試験の一軸圧縮強度には差がないことが判る。
このことは、この発明のコラムの置換築造方法で築造した置換コラムには、充填した填充材に原地盤の土砂の混入が殆どないことを証明している。従って、室内配合試験により、この発明の実施工における配合割合を決定できることを示唆している。
【００６１】
なお、前記実施の形態および実施例は、この発明を制限するものではなく、この発明は要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が許容される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】この発明の実施の形態に使用される施工機やプラント設備を示す模式図である。
【図１Ｂ】この発明の実施の形態に使用される施工機やプラント設備を示す図１Ａとは異なる模式図である。
【図２】連続スクリューオーガの正面図である。
【図３】断続スクリューオーガの正面図である。
【図４】他の断続スクリューオーガの正面図である。
【図５】ケーシングオーガの正面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図６】リング付き断続スクリューオーガの正面図（ａ）およびリング部分を断面で示す側面図（ｂ）である。
【図７】上部小径スクリューオーガの正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図８】スクリューオーガの掘削部の構成を例示（ａ）（ｂ）する正面図である。
【図９】この発明の第１の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す正面説明図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す正面説明図である。
【図１１】この発明の実施例で築造したコラムの先端部（ａ）および断面（ｂ）を示す写真である。
【図１２】比較例で築造したコラムの先端部（ａ）および断面（ｂ）を示す写真である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 施工機
３ リーダ
４ オーガモータ
５ 給進装置
６ スクリューオーガ
７ オーガ軸
７ａ オーガの先端部（先端）
８ スパイラル翼
８ａ ｌ枚羽根のスパイラル翼
８ｂ ２枚羽根のスパイラル翼
９ 掘削部
１０ 掘削爪
１０ａ 平爪
１１ 吐出口
１２ ケーシング
１２ａ 掘削爪
１３ リング
１３ａ 掘削爪
１４ コラム
１５ 空掘り部
１６ 芯材
２０ プラント設備
２１ ミキサー
２２ サイロ
２３ 水槽
２４ ポンプ
２５ グラウトホース
２６ 流量計
【技術分野】
【０００１】
この発明は、土木・建築構造物の基礎工法としてのコラムの置換築造方法および置換コラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
土木・建築構造物の基礎工法として、従来、深層混合処理工法、流動化処理土工法、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法等が提案されている。
深層混合処理工法は、地盤中に掘削撹拌混合装置を挿入し、固化材を填充しながら同時に原地盤と撹拌混合することにより、地盤中に円柱状の地盤改良体を築造する工法（例えば、特許文献１参照）であり、掘削撹拌混合装置を地盤中に掘進させる時に固化材を填充する方法と、逆に上方へ引上げるときに固化材を填充する方法がある。また、固化材は水と撹拌混合してスラリー状にして使用する方法と、固化材を粉末状のまま使用する方法とがある。
流動化処理土工法は、連続スパイラルオーガにより掘削排土した土砂を地上のミキサーで固化材と混合し、ソイルセメントとした後、該ソイルセメントを掘削した場所に再び戻すことにより地盤改良を行うものである（例えば、特許文献２および３参照）。
【０００３】
ＰＩＰ杭工法は、連続したフライトをもつオーガの中空のシャフトの頭部に駆動装置を取り付け、この装置全体を櫓に吊り下げ、地中に回転させながら所定の深さまで掘削し、所定の深さに達したら、シャフト先端部よりモルタルを圧入しながら徐々に引上げることによってモルタル杭を造成し、オーガ引上げ後ただちに鉄筋篭または形鋼をモルタル杭の中に建て込むものである（例えば、特許文献４および非特許文献１参照）。
また、ＲＧパイル工法は、中空軸を有するアースオーガの回転により土砂を上方に排除しながら所定の深さまで掘削し、次にオーガを引上げつつ、中空軸先端オーガヘッドの噴出口からモルタルを圧入して地中に場所打パイルを造成するものである（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２４７２２８号公報（請求項３、０００２）
【特許文献２】特開平８−２６０４５０号公報（請求項１）
【特許文献３】特許第３２８０７１０号公報（請求項１）
【特許文献４】特許第３３０６４６０号公報（０００２）
【非特許文献１】地下連続壁工法 設計・施工ハンドブック 社団法人日本建設機械化協会編 技報堂出版株式会社発行(第４２７頁〜第４３０頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記深層混合処理工法においては、次のような課題がある。
（１）固化材を填充しながら同時に原地盤と撹拌混合することにより、地盤中に地盤改良体を築造する工法であるため、改良対象地盤の土質の構成や物性が一定でないことに起因して、改良土の品質は特に一軸圧縮強度のバラツキが大きいという欠点がある。そのため、改良する目標強度をバラツキに相応する分だけ設計強度よりも大きくしなければならず、固化材添加量が増え、不経済であった。
（２）深層混合処理工法においては、粘着力の大きな粘性土地盤では共回り現象の発生により混合不良が発生し、目標とする品質を確保出来ないことがあった。
（３）有機質土やピート等の有機質分が多量に含まれている土層やロームや赤ボク黒ボク等の火山灰質粘性土では固化材の硬化不良が発生したりして、目標とする品質を確保出来ないことが多かった。
（４）有機質分が多量に含まれている地盤では、固化材添加量を多く必要とするため、不経済であった。
（５）地盤が複数の土層で構成されている場合は、強度発現が最も低い土層に必要な固化材添加量で全深度範囲に吐出するため、他の土層部分には必要以上の量の固化材を添加しなければならず、不経済であった。また、その分だけ建設発生土（残土）量が増え、環境に対する負荷が大きかった。
（６）撹拌混合が確実に行われたとしても、ソイルセメントの発現強度は改良対象の土質に依存するため、事前に予想していない土質が出現した場合には改良強度が目標値に達せず不良工事になる恐れがあった。
（７）建築基礎に使用される深層混合処理工法の改良強度は１〜３Ｎ／ｍｍ２程度であり、深層混合処理工法では腐食土や有機質土などのように大量の固化材を添加しても発現強度が低度であり、これに起因して、ラップルコンクリートに比較して同一荷重を支持するのにより広い面積を改良する必要があった。これに伴い、地盤改良に要する改良対象土量が増えるのみならず、基礎のフーチング体積も増えるため、建設コストが増大していた。
【０００５】
また、前記流動化処理土工法にも次のような課題がある。
（１）地上のミキサーで現地の土砂と固化材を混合するため、現地発生土砂を使用するので、施工対象地盤の土質の構成や物性に起因して、改良後の品質は施工対象地盤毎にバラツキが大きいという欠点がある。また、現地の土砂と固化材を混合するため、特に現地土が有機質土の場合、所要の一軸強度を得るために多量の固化材を必要とし、不経済となる場合がある。
（２）掘削土砂を地上へ排出し、それを地上のミキサーで固化材と混合してスラリー状のセメントミルクとし、再び元の位置へ戻す工程であるため、施工工程が増え、コストが高い。
（３）一時的とはいえ、改良すべき箇所の土砂を掘削し除去するため、それまでの上載荷重による応力バランスが崩れて支持地盤が緩む。そのため、掘削底地盤の支持力が低下する。
（４）土砂を除去した底面の処理を丁寧にしないと、場所打ち杭の先端スライムと同様な初期沈下の問題が発生する。
【０００６】
さらに、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法にも次のような課題がある。
（１）モルタル製造に用いる細骨材の水分管理が必要であり、現実的に品質のバラツキが生ずる。
（２）モルタルは細骨材を含有しているため、モルタルはフロー値が１８〜２０秒の流動性の高いものを使用せざるを得なく、ブリージングが発生しやすくなるばかりか、モルタルの流動性が高いため、掘削土砂等がモルタル中に落ち込み、モルタル中に土砂等が塊状に混入される。
（３）砂質、砂質シルト層などでは、前記したようにモルタルの流動性が高いため、湧水、地下水圧を伴い孔壁崩壊が起る可能性があるので、掘削に際しベントナイト泥水、またはこれに少量のセメントを混合したものを用いる必要がある。また、ベントナイトは産業廃棄物に指定されている汚泥となるため後の処理に莫大な費用が発生する。
（４）その結果、モルタル柱底面と支持地盤との間にスライム層が形成されるため、スライム処理工程が必要となる。
（５）また、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法では、前記したようにモルタルの流動性が高いため、地表面までモルタルで充填する必要があり、また、モルタル充填後、鉄筋篭等を挿入するため、結果として根切り時の基礎スラブ下端レベルでの頭部整形が困難となる。
この発明の目的は、このような課題を解決することであり、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの築造方法を提供することであり、安定した品質のコラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、この発明のコラムの置換築造方法は、先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることにより、地盤土が填充材で置換されたコラムとすることを特徴とする。
この発明でスクリューオーガの正回転とは、地盤の掘削土がスクリューオーガで地上側に排土される回転を指す。また、実質的に無回転という表現は、回転させていない状態や実質的に回転しないとみなせる非常に低速な回転数で正回転や逆回転する状態を含む表現である。
【０００８】
このコラムの置換築造方法によれば、原地盤と填充材を撹拌混合することがないので地上のミキサーで混練したものとほぼ同じ品質の固化体（コラム）を得ることができるし、深層混合処理工法によるコラムに比べて品質のバラツキを非常に小さくすることができるし、また、固化体（コラム）の強度を任意に設定し、それを実現することが容易に出来るし、所定の置換範囲内を置換しその上方の非置換範囲の土砂を排土せずにそのまま残置することが可能となる。特に、填充材は、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーが、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍであるのは、１５０ｍｍ未満では、施工時に時間がかかりすぎるか、施工不能になり、４００ｍｍを超えると固化体中に土砂が多く混入される可能性が高くなるためである。上記した範囲のテーブルフロー値を有する填充材であれば、掘削孔内における流動充填性を確保し、また孔壁崩壊を防ぎ、さらに置換された填充材中に置換範囲上方の土砂が落ち込むことを防ぐことが出来る。なお、上記の現象が非常に少なくなり、高品位のコラムとするためには、填充材のコンシステンシーが、テーブルフロー値で１５０ｍｍ〜３３０ｍｍとすることがさらに好ましい。また、この填充材によれば、安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体を混和材として填充材に使用することにより、填充材のコストを下げることが出来るし、填充材の配合を調整することにより、任意の強度を発現するようにすることが可能になる。
【０００９】
また、この発明のコラムの更なる置換築造方法は、該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることを特徴とする。この置換築造方法によれば、上部に非置換部を有するが、置換された填充材中に置換範囲上方の土砂が落ち込むことを防ぐことが出来、上述した品位のコラムとすることができる。
この発明で逆回転乃至正回転という表現には実質的に無回転の場合も含んだ表現である。
【００１０】
また、この発明のコラムの置換築造方法で使用可能なスクリューオーガとして、スパイラル翼が連続スパイラルスクリューであるオーガ、スパイラル翼が断続スパイラルスクリューであるオーガ、オーガが少なくともコラム築造長に相当する長さの円筒形のケーシングに覆われているオーガおよびスパイラル翼が複数の断続スパイラルスクリューからなり、かつ該断続スパイラルスクリューのうち少なくともコラム築造に直接関わる部分には外周に円筒状のリングが固設してあるオーガ、等を挙げることができる。
【００１１】
スパイラル翼が連続スパイラルスクリューであるオーガによれば、汎用的なスパイラルスクリューオーガを使用することにより、容易に置換作業が出来る。
スパイラル翼が断続スパイラルスクリューであるオーガによれば、砂質地盤や礫質地盤のような崩壊性の地盤では、連続スパイラルスクリューで掘進すると、必要以上に掘削土を排出する可能性があるので、断続スパイラルスクリューオーガを使用することにより、排土量を低下させ、周辺地盛の乱れを少なくすることが出来る。その結果として支持地盤の乱れを少なくすることができる。また、断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼径と同一である必要はなく、小径にすればさらに排土量を低下させることが可能になる。
【００１２】
また、オーガが少なくともコラム築造長に相当する長さの円筒形のケーシングに覆われているオーガによれば、削孔周辺部の土砂をスパイラルスクリューにより過剰に引き込むことを防ぐため、周辺地盤を緩めることなく、原地盤との置換がより確実になる。それと共に支持地盤が緩められることなく、置換したコラムの支持力が低下することがない。前記円筒形のケーシングは、スクリューオーガと同軸的に、かつ相対的に正逆回転可能に装着されているか、またはケーシングが独立に回転可能に装着されているか、ケーシングが回転しないように固設されていてもよい。
【００１３】
さらに、スパイラル翼が複数の断続スパイラルスクリューからなり、かつ該断続スパイラルスクリューのうち少なくともコラム築造に直接関わる部分には外周に円筒状のリングが固設してあるオーガによれば、簡便な装置でケーシングを使用するときと同様に確実な原地盤との置換ができる。また、地上に引上げたオーガの土砂落とし作業がケーシングを使用するときに比べて容易に出来る。
【００１４】
また、オーガの掘削部は、掘削爪が突出した状態で該オーガ先端に位置している掘削翼または掘削爪が突出した状態で該オーガ先端に位置しているスパイラル翼である。この掘削翼の掘削爪およびスパイラル翼先端の掘削爪は、掘削（特に硬質地盤）において威力を発揮するが、これは平爪であってもよい。
掘削部の存在で掘削効率が向上する。また、掘削爪を設けたスパイラル翼先端または掘削爪を突設した掘削翼で填充材置換上端部を整形すると、上端部は爪の形状通りに整形されるため、填充材が固結したときに凹凸ができる。したがって、後工程で置換コラム上端面の再整形作業が必要となる。平爪を用いることにより、置換工程で平面状に仕上げることが出来るので再整形作業が不要となる。
【００１５】
また、この発明の置換コラムは、先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることによって築造されている。このとき、オーガの引上量と填充材の吐出量をバランスさせることが特に好ましい。
また、コラムの置換予定上端位置が地表面以深である場合（即ち、地表側に空掘り部を残して築造する置換コラムの場合）、この発明の置換コラムは、該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガーの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることにより築造されている。
【００１６】
この置換コラムは、原地盤と填充材とが撹拌混合される工程がないので、地上のミキサーで混練したものとほぼ同じ品質であるし、品質にばらつきが少ない。
また、置換範囲上方に土砂が残置された場合でも、填充材のテーブルフロー値が小さいため土砂が填充材中に落ち込み混入されていないので品質のよい置換コラムとなる。
この置換コラムは、フライアッシュや高炉スラグ粉体を混和材として填充材に使用できるので、コストを安価に提供できるし、填充材の配合を調整することによって求められる強度のものを容易に提供できる。また、置換範囲上方の残置された土砂が填充材中に落ち込み混入されていないので品質のよい置換コラムとなる。また長期材令における強度の上昇が期待できる。
この発明で逆回転乃至正回転という表現には実質的に無回転の場合も含んだ表現である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明のコラムの置換築造方法および置換コラムによれば、次のような効果を奏する。
（１）原地盤と填充材を撹拌混合することがないので地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ品質の固化体（コラム）を得ることができる（請求項１）。
（２）同様の理由から、深層混合処理工法によるコラムに比べて品質のバラツキを非常に小さくすることができる（請求項１）。
（３）また、同様の理由から、固化体の強度を任意に設定し、それを実現することが容易に出来る（請求項１）。
（４）安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体を混和材として填充材に使用することにより、填充材のコストを下げることが出来る（請求項１）。
（５）填充材の配合を調整することにより、任意の強度を発現するようにすることが可能になる（請求項１）。
【００１８】
（６）またポゾラン性を有する粉体を使用することにより通常管理されている材令２８日の強度に比べて、長期にわたる一軸圧縮強度の伸びが期待でき、上部構造物の使用期間（６０〜１００年）にわたって地震などの外力に対する抵抗力が向上する。
（７）練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーを、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定することで、置換範囲上方の土砂が置換された填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来る（請求項１）。従って、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ品質のコラムの築造ができ、一軸圧縮強度のバラツキの小さい置換コラムの築造ができる。
（８）練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーを、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定することで、置換範囲上方の土砂が置換された填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来るので、所定の置換範囲内を置換しその上方の非置換範囲の土砂を排土せずにそのまま残すことが可能となる（請求項２）。
【００１９】
（９）汎用的なスパイラルスクリューオーガを使用することにより、容易に置換作業が出来る（請求項３）。
（１０）砂質地盤や礫質地盤のような崩壊性の地盤では、連続スパイラルスクリューで掘進すると、必要以上に掘削土を排出する可能性があるので、断続スパイラルスクリューオーガを使用することにより、排土量を低下させ、周辺地盛の乱れを少なくすることが出来る（請求項４）。
（１１）断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼径と同一である必要はなく、小径にすればさらに排土量を低下させることが可能になる（請求項４）。
（１２）円筒状のケーシングを備えるオーガにすると、原地盤との置換がより確実となり、品質のよい置換コラムが築造できる（請求項５）。
（１３）リング付き断続スパイラルスクリューを使用することにより、簡便な装置で確実な原地盤との置換ができる（請求項６）。
【００２０】
（１４）掘削部の存在で掘削効率が向上する。また、掘削爪を設けたスパイラル翼先端または掘削爪を突設した掘削翼で填充材置換上端部を整形すると、上端部は爪の形状通りに整形されるため、填充材が固結したときに凹凸ができる。したがって、後工程で置換コラム上端面の再整形作業が必要となる。平爪を用いることにより、置換工程で平面状に仕上げることが出来るので再整形作業が不要となる（請求項７、８）。
【００２１】
（１５）また、この発明の置換コラムは、原地盤と填充材が撹拌混合されておらず、地上のミキサーで混練したときと同じ品質のもので置換されているので高品質であるし、品質にバラツキが少ない（請求項９、１０）。
（１６）フライアッシュや高炉スラグ粉体を填充材に使用できるので、安価に提供できるし、填充材の配合を調整することによって求める強度のものを提供できる。また、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーを、テーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定して得た置換コラムなので、填充材で置換された未硬化の固化体（コラム）中に置換範囲上方の土砂が落ち込み混入されないので品質の高いものである（請求項９、１０）。
【００２２】
この発明の置換コラムは高い品質のものとすることができるので、従来の地盤改良コラムに比して同一荷重を支持するために少ない面積のコラムで充分となる。そのため基礎のフーチング体積も小さくなり、フーチングのコンクリート量の低減のみならず、フーチング構築に伴う建設発生土の減少を図ることが可能となり、建設コストを大幅に縮減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。図１Ａや図１Ｂはこの発明のコラムの置換築造方法を説明する模式図である。
この発明の置換コラムの築造は、図１Ａや図１Ｂに示すように施工機１とプラント設備２０を用いて施工される。施工機１には、リーダ３が起倒自在に立設されており、このリーダ３にスイベルを備えるオーガモータ４が摺動自在に設けられて構成される。本例においては施工機１としてクローラタイプの台車部２を有しているものを示しているが、車輪を有する台車式でも、台車部が存在しない載置式であってもよい。オーガモータ４は、給進装置５が連結されて進退する。給進装置５としては、吊り上げ、引き込み可能なウインチを挙げることができるが、これは他の手段であってもよい。例えば、駆動モータからのスプロケットを介して駆動伝達されるフィールドチェーン又は油圧シリンダ等を例示できる。
【００２４】
また、オーガモータ４は、オーガモータ４に連結したスクリューオーガ６を正逆回転駆動させる駆動機構を内蔵する。従って、オーガモータ４に連結されたスクリューオーガ６には、給進装置５で掘進力および引抜力が付与され、オーガモータ４の駆動機構で正逆の回転力が付与される。従って、オーガモータ４に連結されたスクリューオーガ６は、正回転させながら掘進させることも、正転させながら引上げることも、また、逆回転させながら掘進させることも、逆転させながら引上げることもできるし、更に、掘進及び引上げるとき任意の位置で停止させることもできる。
なお、定速制御装置を有する施工管理機器により掘進速度と引き上げ速度を一定に保つことができる。また、流量計により填充材の流量を測定し、図示しない制御装置により填充材の吐出量を一定に保つことができる。従って、空洞部が発生しないように引上量と吐出量をバランスさせながら原土を填充材に置換することができる。
なお、図示しないが、施工機をクレーン式施工機としてリーダを吊す方式のものとしてもよい。
【００２５】
スクリューオーガ６は、中空のオーガ軸７にスパイラル翼８を設けた構成であって、オーガ先端部７ａに掘削部９および吐出口１１を有する。オーガ軸７の中空部もしくは該中心部に設けた管路は、填充材の通路となる。填充材はプラント設備２０において作られ、グラウトホース２５を介し圧送されオーガモータ４のスイベルを介しオーガ軸７の中空部を通り、先端の吐出口１１から吐出される。なお、吐出口１１は、オーガ軸７の下端面乃至下端部側面に設けることができるが、下端面に設ける方が先端部の置換性の点から好ましい。
【００２６】
スクリューオーガ６としては種々のタイプのものが存在し、実施可能なものであれば特に限定されるものではない。図２乃至図７においてスクリューオーガ６の一例を示す。
図２は連続スクリューオーガの正面図で、オーガ軸７にスパイラル翼８が連続して設けられたスクリューオーガ６であり、先端７ａに掘削部９および吐出口１１が設けられている。この図では、スクリューオーガ６の先端が該掘削部９に該当し、先端部には複数の掘削爪１０が突設されている。なお、オーガ軸７の先端に設けられた掘削爪も掘削部の一部であるといえる。また、吐出口１１はオーガ軸７の先端部７ａに下向きに開口しているものでも、オーガ軸７の先端周面部に横向きに開口したものでもよい。この連続スクリューオーガ６は、スパイラル翼８が連続しているので、掘削の際の掘削土の排出の能力は高くなる。なお、地上での連続スクリューオーガからの土砂落としは通常の方法（例えば、バックホウ等を用いる方法）で容易に実施できる。
【００２７】
図３は断続スクリューオーガの正面図で、オーガ軸７に１枚羽根８ａのスパイラル翼８が断続（間欠的）して設けられたスクリューオーガ６であり、この図では、下端のスクリュー部分が掘削翼であるともいえる部分であり、先端７ａに掘削部９および吐出口１１が設けられている。この図では、スクリューオーガ６の先端に位置するスパイラル翼の先端部が該掘削部９に該当し、先端部には複数の掘削爪１０が突設されている。なお、ロッド部の先端に設けられた爪も掘削部９の一部である。この点は以下の図でも同じである。
【００２８】
図４は他の断続スクリューオーガの正面図で、オーガ軸７に２枚羽根８ｂ、８ｂのスパイラル翼８が断続（間欠的）して設けられたスクリューオーガ６であり、この図でも、下端のスクリュー部分が掘削翼であるともいえる部分であり、先端７ａに掘削部９および吐出口１１が設けられている。またこの図でも、先端部に突設された複数の掘削爪１０も該掘削部９の一部であると言える。この図３および図４に示す断続スクリューオーガ６は、掘削の際の掘削土の排土量を低下させることができ、周辺地盤の乱れを少なくすることができる。それ故に、支持地盤も乱れの少ないものとすることができる。この断続スクリューオーガにおいても地上での土砂落としは通常の方法（例えば、バックホウ等を用いる方法）で容易に実施できる。
【００２９】
図５はケーシングオーガの正面図（ａ）および断面図（ｂ）で、スクリューオーガ６が円筒状のケーシング１２内に同軸的に、かつ相対的に正逆回転可能に挿入されているものである。このケーシングオーガによればケーシング１２を備えているので、原地盤の掘削土の排出が確実となる。また、周辺地盤が崩壊して削孔内へ落ち込むこともなく、従って周辺地盤の緩みによる鉛直支持力や水平支持力の低下もない。また、置換された填充材に周辺地盤からの地盤土の混入も防止される。それにより原地盤との置換がより確実となり、より品質のよい置換コラムが築造できる。図に示すようにケーシング１２の先端には掘削爪１２ａを設けてもよい。ケーシング１２の先端に掘削爪１２ａを設けると、掘削効率が向上するし、硬質地盤でも威力を発揮する。なお、円筒形のケーシング１２はスクリューオーガ６との間で同期回転してもよく、同期回転しなくともよい。また、ケーシング１２は回転させなくともよい。本ケーシング１２では、側面に複数個の開口部を設けて、該開口部から地上部で排土する方法が用いられている。しかし砂質地盤に比べて粘性地盤では排土性が低下するという問題がある。
【００３０】
図６はリング付き断続スクリューオーガの正面図（ａ）およびリング部分を断面で示す側面図（ｂ）で、断続（間欠的）して設けられたスパイラル翼８の外周に円筒状のリング１３が固設されたものである。このリング１３は、断続して設けられた全てのスパイラル翼８の外周に固設する必要はなく、少なくともコラム築造に直接関わる部分のスパイラル翼８の外周に固設されていればよい。このリング付き断続スクリューオーガでは、少なくともコラム築造に直接関わる部分のスパイラル翼８の外周に円筒状のリング１３が固設されているので、掘削土の排土量を低下させ周辺地盤の乱れを少なくし、填充材への周辺地盤からの地盤土の混入も抑えられるので、原地盤との置換が確実となり、品質のよい置換コラムが築造できる。また、地上に引き上げたオーガの土砂落とし作業も、図５に示したケーシング１２を使用するときに比べて、容易となる。なお、円筒状のリング１３におけるスパイラル翼は１枚である必要はなく、複数枚にすることもできる。複数枚にすることにより、円筒状リング１３の高さを小さくすることができる。
【００３１】
円筒状のリング１３には下端周縁に掘削爪１３ａを設けてもよい。この場合、全てのリング１３に設けてもよいし、適宜のリング１３に設ける構成でもよい。少なくとも最下端部のリング１３の下端部に掘削爪を設けると掘削効率が向上するし、硬質地盤でも威力を発揮する。図６では平爪１０ａの下端位置がリングの掘削爪１３ａの下端より上方に位置しているが、各々の位置を逆にしてもよいし、同じレベルにしてもよい。リング１３内に残った土砂は次のコラムの施工工程で自動的に強制除去される。
【００３２】
図７は上部小径スクリューオーガを示す正面図（ａ）および側面図（ｂ）で、スパイラル翼８の上部が小径となっているスクリューオーガ６である。即ち、スパイラル翼８の下部は大径Ｒ１であり、上部は小径Ｒ２となっている。この上部小径スクリューオーガ６によれば、連続スパイラル翼でありながら、掘削土の排出量を少なくすることができる。地上部での土砂落としは連続スクリューオーガの場合と同様容易である。
【００３３】
また、スクリューオーガ６の先端部７ａに設けられる掘削部９としては、図８に示すようなスクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼８の先端に掘削爪１０を設ける構成を例示することができる。図２に例示したようなスクリューオーガ先端に掘削爪１０を突設した構造の掘削部としたり、図３や図４のようにスパイラル翼８の先端に掘削爪１０を設けた構造の掘削部として、この掘削爪１０で填充材置換上端部を整形すると、上端部は爪の形状通りに整形されるため、填充材が固結したときに凹凸ができる。従って、後工程で置換コラム上端面の再整形作業が必要となる。このことにより掘削爪１０としては、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すような平爪１０ａとすると平面状に仕上げることができるので再整形作業が不要となり好ましい。
【００３４】
一方、プラント設備２０は、図１Ａや図１Ｂに示すようにミキサー２１、サイロ２２、水槽２３およびポンプ２４等を備え、填充材原料を水と共にミキサー２１（図１Ａで示したのはグラウトミキサー）で撹拌・混合してスラリー化乃至モルタル化したものを、ポンプ２４（図１Ａに示したのはチューブポンプ）でグラウトホース２５を介して供給するものである。このグラウトホース２５の途中には、流量計２６が配置される。このグラウトホース２５の途中に配置した流量計２６により、填充材の供給量が判り、オーガ引上げにより生ずる空隙量に見合うように填充材の供給量を図示しない制御装置により管理する。
【００３５】
また、図１Ｂに示すようにポンプ２４をスネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）とすると、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーが低いもの（例えば、練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜２６０ｍｍのもの）でも填充材を該オーガに供給し、該填充材を該オーガ先端部から吐出するようにして施工できるので特に好ましい。このようにコンシステンシーが低いものでも図１Ｂに示したパン式強制練りミキサーもしくは図示しない二軸強制練りミキサーを用いることにより混練可能である。なお、スネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）は２条の内ねじを持つステータの中をステータの半分のピッチを持つ１条のねじのロータの回転によって、一定容積が脈動することなく押し出される機構のものである。
【００３６】
填充材は、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物とからなり、練り上がり時乃至施工時のコンシステンシー（軟らかさの程度、粘性）を、テーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定したものである。水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物としては、例えば、（１）ポルトランドセメントに石炭灰を配合し、これを水で混練しスラリー化乃至モルタル化したもの、（２）ポルトランドセメントに粉末のスラグを配合し、これを水で混練しスラリー化乃至モルタル化したもの、等を例示できる。安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体を使用することによってコストを下げることができる。なお、填充材には、増粘材（例えば、塩基性炭酸マグネシウム、ベントナイト、メチルセルロースやカルボキシメチルセルロースなど）、減水剤および流動化剤などを添加してもよい。
【００３７】
この填充材の練り上がり時乃至施工時のコンシステンシー（軟らかさの程度、粘性）を、テーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましくは１５０〜３３０ｍｍに設定すると、填充材で置換された未硬化の固化体（コラム）中に置換範囲上方の土砂が落ち込むことを防ぐことができる。１５０ｍｍ未満では粘度が高すぎてポンプで供給することが困難となり、今のところ施工不可であり、４００ｍｍを超えると粘度が低すぎて土砂の落ち込みを防ぐのに不充分であるからである。
ここでテーブルフロー値とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に示すセメントの物理試験方法のフロー値の測り方により測定した値である。
ただし、ＪＩＳにおいては、フローテーブルの直径は３００ｍｍであるが、この発明では直径３００ｍｍのテーブルの上に直径５００ｍｍの板を固定してフロー値を測定した。
【００３８】
そして、この発明によれば先端に掘削部９を有するスクリューオーガ６を正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガ６の先端部７ａから、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物とからなり、かつ練り上がり時乃至施工時のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、該スクリューオーガ６を正回転または実質的に無回転で引上げ、コラムの置換予定上端位置に達したら、該填充材の吐出を停止させ、その後スクリューオーガ６を逆回転乃至正回転させながら引上げることによって置換コラムを築造することができる。
【００３９】
なお、填充材を吐出しつつ、スクリューオーガを正回転で引上げると、オーガのスパイラル翼上にある土砂や土塊が落下しにくいので、填充材と原位置土との置換がより確実に行われやすい。特に原位置土が粘着力の小さな砂質系地盤のときに効果がある。
一方、原位置土が粘着力の大きな粘性土のように落下の虞がないような地盤の場合には、実質的に無回転で引き上げても土塊が殆ど含まれない置換コラムの築造が可能となる。しかし、原位置土が粘性土の場合であっても正回転でオーガを引き上げる方が、思わぬ地層の出現にも対応できるので好ましい。
また、置換コラムの周辺地盤が堅固であれば、吐出圧力をスクリューオーガ引上げの補助手段として利用することも可能である。
さらに、空掘り部を設ける場合、スクリューオーガを逆回転させながら引上げると、空掘り部に掘削土を残置させ得るが、空掘り部に掘削土を残置させる必要がない場合、もしくは粘性土のように掘削土がオーガに付着して逆回転しても落下しないような場合には、オーガを実質的に無回転状態、もしくは正回転で引き上げても良い。このとき、オーガを無回転で引き上げると、オーガ先端部に負圧が発生する可能性が無いとは言えないので、引き上げ速度は遅くした方がよい。ただし、回転させた場合には無回転の場合に比べると負圧が発生しにくい。
【００４０】
次に実施の形態を例示して、更に詳細に説明する。以下の実施の形態では、スクリューオーガとしてスパイラル翼８が連続する図２に示す連続スクリューオーガ６を代表例で示しているが、これは図３乃至図７に示す等の他のスクリューオーガに代えても同様に実施できることはいうまでもない。また、実施の形態では施工機１は省略してあるが、前記図１Ａに示した実施の形態のようにスクリューオーガ６は施工機１に連結されて施工されるものである。なお、この実施の形態で使用する填充材は、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物とからなり、かつ練り上がり時乃至施工時のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０ｍｍ〜４００ｍｍである填充材を指す。
【００４１】
図９はこの発明の第１の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す正面説明図である。
先ず、図９（ａ）に示すようにスクリューオーガ６を地盤Ｇの杭心位置にセットし、スクリューオーガ６を正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置まで掘進する。この掘進抵抗が大きく掘進が困難な場合は、エアーや少量の水などを補助手段をして吐出しながら掘進してもよい。図９（ｂ）はスクリューオーガ６が掘進しコラムの置換底位置（以下、所定深度という）に到達した状態を示している。この時のスクリューオーガ６は正回転であるので、スクリューオーガ６により地盤Ｇの掘削土が地上に排出されつつ掘削される。
次にスクリューオーガ６がコラムの所定深度に到達したら、掘進を停止し、図９（ｃ）に示すようにオーガ先端部７ａの吐出口１１より、填充材を吐出しつつ、スクリューオーガ６を正回転で引上げる。この引上げは図示していないが地盤の条件によっては実質的に無回転で引き上げることもある。填充材を吐出しつつ、スクリューオーガ６を引上げることにより、スクリューオーガ６の先端部７ａより下方に形成された空間に填充材が吐出され空洞が発生しないように引上げ速度と吐出量をバランスさせながら充填しつつ引上げれば、スクリューオーガ６の下方に置換コラム１４が形成される。なお、置換コラムの周辺地盤が堅固であれば、吐出圧力をスクリューオーガ引上げの補助手段として利用することも可能である。
次に、前記スクリューオーガ６の引上げが、図９（ｄ）に示すようにコラムの置換予定上端位置、本例では地表面に到達したら、填充材の吐出を停止する。これにより所定長の置換コラム１４が築造される。図９（ｄ）では、地表面まで置換コラム１４が築造されているが、次に示す図１０（ｅ）のように、任意の位置で填充材の吐出を停止し、上部に填充材が存在しないようにしてもよい。
【００４２】
図１０はこの発明の第２の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す正面説明図である。
先ず、図１０（ａ）に示すようにスクリューオーガ６を地盤Ｇの杭心位置にセットし、次に図１０（ｂ）に示すようにスクリューオーガ６を正回転させながらコラムの所定深度まで掘進する。スクリューオーガ６が所定深度に到達したら、図１０（ｃ）に示すようにスクリューオーガ６の先端部７ａの吐出口１１より填充材を吐出しつつ、スクリューオーガ６を正回転で引上げる。この場合も図示していないが地盤の場合によっては実質的に無回転で引き上げることもある。このスクリューオーガ６の引上げが、図１０（ｄ）に示すように置換予定上端位置、本例では空掘り部１５を残す位置まで到達したら填充材の吐出を停止させ、その後スクリューオーガ６を逆回転させながら引上げる。スクリューオーガ６の逆回転では、掘削土は排出されないので、この第２の実施の形態では図１０（ｅ）に示すように地上側に空掘り部１５を残した所定長の置換コラム１４が築造される。
【００４３】
なお、空掘り部を設ける場合、スクリューオーガを逆回転させながら引き上げると、空掘り部に掘削土を残置させ得るが、空掘り部に掘削土を残置させる必要がない場合、もしくは粘性土のように掘削土がオーガに付着して逆回転しても落下しないような場合には、オーガを実質的に無回転状態、もしくは正回転で引き上げても良い。このとき、オーガを無回転で引き上げると、オーガ先端部に負圧が発生する可能性が無いとは言えないので、引き上げ速度は遅くした方がよい。ただし、回転させた場合には無回転の場合に比べると負圧が発生しにくい。
【００４４】
次に、実施例、比較例および室内実験例を示す。なお、この実施例、比較例および室内実験例において、Ｗは水、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｆはフライアッシュを示し、使用材料および試験方法は次の通りである。増粘剤は、塩基性炭酸マグネシウム（以下、ＭＣと表記する）を使用した。
使用材料
（１）普通ポルトランドセメント
（２）フライアッシュII種
（３）塩基性炭酸マグネシウム（ＭＣ）
試験方法
（１）一軸圧縮試験方法：ＪＩＳ Ａ １２１６
（２）フロー値：ＪＩＳ Ｒ ５２０１
（３）供試体の作製方法：ＪＧＳ ０８２１
【実施例】
【００４５】
造成された埋土地盤で、施工機を用いて前記図１０に示す第２の実施の形態の施工方法（即ち、先端に掘削部９を有するスクリューオーガ６を正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、填充材を該オーガ先端部から吐出しつつ、該スクリューオーガ６を正回転で引き上げ、コラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガ６の引上げと該填充材の吐出を停止させ、その後スクリューオーガ６を逆回転させながら引上げることによって地上側に空掘り部１５を残した置換コラムを築造する方法）において、表１および表２に示す施工仕様および施工条件により置換コラムを築造した。
試験コラムNo.２〜６が実施例である。
【比較例】
【００４６】
試験コラムNo.１およびNo.７が比較例である。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
この実施例および比較例においては、
（１）埋土地盤は砂質土主体の緩い地盤であった。また、地下水位は埋土層には存在しなかった。
（２）置換コラムは、配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０〜６０％、Ｆ／Ｃ＝４．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．０％として６本（Ｎｏ．１、２、３、５、６、７）、配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝４５％、Ｆ／Ｃ＝５．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．５％として１本（Ｎｏ．４）、計７本を築造した。なお、No.１と７は比較例である。
（３）いずれも置換コラムの直径は０．７ｍとし、地表面から１．０ｍの空掘り部を存在させ、置換コラムの長さは２．０ｍとした。
（４）施工時の填充材のコンシステンシーは、フロー値で１４０〜４６０ｍｍ（比較例を含む）でありＷ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど大きくなった。なお、ＪＩＳ Ｒ ５２０１によるテーブルフロー値の測定では、フロー試験器の計測範囲が最大３００ｍｍまでなので、３００ｍｍ以上のフロー値の測定ではフロー試験器のフローテーブルに、５００ｍｍ径のテーブル板を接合して計測を行った。
（５）２８日強度は、プラントから採取した填充材を紙製モールドに詰めて作製した供試体(表３ではプラントコアと表記する。)で３．１９〜１４．００Ｎ／ｍｍ２（比較例を含む）であった。置換コラムの硬化後にコアマシンを用いて採取した抜き取りコア（表３では抜き取りコアと表記する。）で３．５６〜１１．４０Ｎ／ｍｍ２（比較例のNo.１も含む）であった。
（６）比較例であるNo.７の配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０％、Ｆ／Ｃ＝４．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．０％とした填充材は、粘性が高く安定したポンプ圧送が困難であったため、置換コラムを築造することが出来なかった。この配合条件における填充材のコンシステンシーはフロー値で１４０ｍｍであった。
（７）施工機は、８０トンクラスのクローラ型三点支持式杭打ち機を使用した。
（８）填充材を供給するためのポンプとして、表２に表示したように、試験コラムNo.１、２、３、４では、チューブ式ポンプを使用し、試験コラムNo.５、６、７ではスネーク式ポンプを使用した。
（９）ミキサーとして、表２に表示したように、試験コラムNo.１、２、３、４ではグラウトミキサーを使用し、試験コラムNo.５、６、７では、パン式強制練りミキサーを使用した。
【００５０】
また、この実施例および比較例の施工試験結果は、表３の通りである。
【００５１】
【表３】
【００５２】
この試験結果によれば、比較例であるNo.１の填充材のテーブルフロー値が４６０ｍｍの置換コラム断面には土塊の混入量も多く、材齢２８日の強度も３．５６Ｎ／ｍｍ２であり最も小さな強度であった。また、テーブルフロー値１４０ｍｍであったNo.７の比較例では粘性が高く、従って流動性が低いためポンプでの送給が不可であり、実施例であるコラムNo.２〜６のテーブルフロー値が２２０〜３３０ｍｍのものが土塊の混入量も少なく、強度も高く好ましいことを示している。また、ミキサーで混練した状態から採取した供試体(プラントコア)と置換コラムのコア（抜き取りコア）とを比較しても、強度に差はなく、この発明の効果の高いことが理解できる。
因みに、実施例におけるコラムNo.５を掘り出したコラム先端部の写真を図１１（ａ）に示し、断面状態を図１１（ｂ）に示す。また、比較例におけるコラムNo.１を掘り出したコラム先端部の写真を図１２（ａ）に示し、断面状態を図１２（ｂ）に示す。
コラムNo.５はテーブルフロー値が２５４ｍｍのものであり、図１１（ａ）（ｂ）に示すようにコラム断面内には原地盤の土塊（土砂）が非常に少なく、コラム径も設計長の７００ｍｍが確保されている。一方、コラムNo.１はテーブルフロー値が４６０ｍｍのものであり、図１２（ａ）（ｂ）に示すようにコラム断面内に土塊（土砂）が混入しており、先端部にも土砂の混入が見られ、先端に欠損部があった。
【００５３】
次に、この発明で使用する填充材の室内配合試験を実施し、その配合割合による強度および経済性について検討した結果は、次の通りである。
【室内実験例１】
【００５４】
Ａ．填充材の室内配合試験（ＭＣなし）
この填充材の配合条件と試験結果（物理的性質）は表４に示す通りである。
【００５５】
【表４】
【００５６】
上記試験結果によれば、
（１）配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０〜５０％、Ｆ／Ｃ＝４．０とすると、填充材の２８日強度は４．７９〜１４．４Ｎ／ｍｍ２となった。また、作製直後の填充材の粘度はフロー値で１４０〜３２５ｍｍであった。
（２）Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど作成直後の填充材はテーブルフロー値（表中では、フロー値と表記する）が小さくなった。即ち、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど粘度が高くなった。硬化後の填充材の強度は、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど高くなった。
（３）填充材の強度は、材齢が経つに従い増加し、材齢２８日強度は材齢７日強度の１．８〜１．９倍程度、材齢３日強度の２．３〜２．４倍程度、材齢１日強度の６．２〜６．８倍程度となった。
【室内実験例２】
【００５７】
Ｂ．填充材の室内配合試験（ＭＣあり）
この填充材の配合条件と試験結果（物理的性質）は、表５に示すとおりである。
【００５８】
【表５】
【００５９】
この試験結果によれば、
（１）配合条件をＷ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０〜５０％、Ｆ／Ｃ＝５．０、ＭＣ／（Ｃ＋Ｆ）＝０．５％としたときは、填充材の２８日強度は３．３４〜１５．８０Ｎ／ｍｍ２となった。また、作製直後の填充材のフロー値は１１６〜２９３ｍｍであった。
（２）ＭＣを混合した場合においても、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど作製直後の填充材はテーブルフロー値（表中では、フロー値と表記する）が小さくなった。即ち、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど粘度が高くなった。硬化後の填充材の強度は、Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）が小さくなるほど高くなった。
（３）填充材の強度は、材齢が経つに従い増加し、材齢２８日強度は材齢７日強度の１．６〜２．３倍程度、材齢３日強度の２．７〜２．９倍程度、材齢１日強度の７．３〜１０倍程度となった。
【００６０】
上記室内実験例１および２の試験結果から次のことが云える。
（１）填充材の配合を調整することにより、２８日強度で３〜１６Ｎ／ｍｍ２程度の範囲で任意の強度を発現することが出来る。
（２）安価なフライアッシュや高炉スラグ粉末を填充材に使用することにより、填充材のコストを下げることが出来る。
（３）次に表１〜３に示した実施例と表４や表５に示した室内実験例と対比する。即ち、表１のNo.３の配合条件は、表４のNo.２の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.３の供試体強度と表４のNo.２の一軸圧縮強度と比較することができ、表１のNo.４の配合条件は、表５のNo.７の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.４の供試体強度と表５のNo.７の一軸圧縮強度と比較することができ、表１のNo.５の配合条件は、表４のNo.３の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.５の供試体強度と表４のNo.３の一軸圧縮強度と比較することができ、表１のNo.６の配合条件は、表４のNo.４の配合条件と同じ条件であるので、表３のNo.６の供試体強度と表４のNo.４の一軸圧縮強度と比較することができる。
このように同じ配合条件では、実施例の抜き取りコアの供試体強度と室内配合試験の一軸圧縮強度には差がないことが判る。
このことは、この発明のコラムの置換築造方法で築造した置換コラムには、充填した填充材に原地盤の土砂の混入が殆どないことを証明している。従って、室内配合試験により、この発明の実施工における配合割合を決定できることを示唆している。
【００６１】
なお、前記実施の形態および実施例は、この発明を制限するものではなく、この発明は要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が許容される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】この発明の実施の形態に使用される施工機やプラント設備を示す模式図である。
【図１Ｂ】この発明の実施の形態に使用される施工機やプラント設備を示す図１Ａとは異なる模式図である。
【図２】連続スクリューオーガの正面図である。
【図３】断続スクリューオーガの正面図である。
【図４】他の断続スクリューオーガの正面図である。
【図５】ケーシングオーガの正面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図６】リング付き断続スクリューオーガの正面図（ａ）およびリング部分を断面で示す側面図（ｂ）である。
【図７】上部小径スクリューオーガの正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図８】スクリューオーガの掘削部の構成を例示（ａ）（ｂ）する正面図である。
【図９】この発明の第１の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す正面説明図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態を施工工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す正面説明図である。
【図１１】この発明の実施例で築造したコラムの先端部（ａ）および断面（ｂ）を示す写真である。
【図１２】比較例で築造したコラムの先端部（ａ）および断面（ｂ）を示す写真である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 施工機
３ リーダ
４ オーガモータ
５ 給進装置
６ スクリューオーガ
７ オーガ軸
７ａ オーガの先端部（先端）
８ スパイラル翼
８ａ ｌ枚羽根のスパイラル翼
８ｂ ２枚羽根のスパイラル翼
９ 掘削部
１０ 掘削爪
１０ａ 平爪
１１ 吐出口
１２ ケーシング
１２ａ 掘削爪
１３ リング
１３ａ 掘削爪
１４ コラム
１５ 空掘り部
１６ 芯材
２０ プラント設備
２１ ミキサー
２２ サイロ
２３ 水槽
２４ ポンプ
２５ グラウトホース
２６ 流量計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることにより、地盤土が填充材で置換されたコラムとすることを特徴とするコラムの置換築造方法。
【請求項２】
該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることを特徴とする請求項１記載のコラムの置換築造方法。
【請求項３】
オーガが連続スパイラルスクリューであることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項４】
オーガが断続スパイラルスクリューであることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項５】
オーガが少なくともコラム築造長に相当する長さの円筒形のケーシングに覆われていることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項６】
オーガが、複数の断続スパイラルスクリューからなり、かつ該断続スパイラルスクリューのうち少なくともコラム築造に直接関わる部分には外周に円筒状のリングが固設してあることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項７】
オーガの掘削部は、スクリューオーガ先端に設けられた掘削爪を突設する掘削翼またはスクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に設けられた掘削爪であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のコラムの置換築造方法。
【請求項８】
掘削部の掘削爪が平爪であることを特徴とする請求項７記載のコラムの置換築造方法。
【請求項９】
先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることにより築造されたことを特徴とする置換コラム。
【請求項１０】
該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガーの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることにより築造されたことを特徴とする請求項９記載の置換コラム。
【請求項１】
先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることにより、地盤土が填充材で置換されたコラムとすることを特徴とするコラムの置換築造方法。
【請求項２】
該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることを特徴とする請求項１記載のコラムの置換築造方法。
【請求項３】
オーガが連続スパイラルスクリューであることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項４】
オーガが断続スパイラルスクリューであることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項５】
オーガが少なくともコラム築造長に相当する長さの円筒形のケーシングに覆われていることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項６】
オーガが、複数の断続スパイラルスクリューからなり、かつ該断続スパイラルスクリューのうち少なくともコラム築造に直接関わる部分には外周に円筒状のリングが固設してあることを特徴とする請求項１または２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項７】
オーガの掘削部は、スクリューオーガ先端に設けられた掘削爪を突設する掘削翼またはスクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に設けられた掘削爪であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のコラムの置換築造方法。
【請求項８】
掘削部の掘削爪が平爪であることを特徴とする請求項７記載のコラムの置換築造方法。
【請求項９】
先端に掘削部を有するオーガを正回転させながら掘進し、コラムの置換底位置に達した後、該オーガ先端部から、水硬性を有する粉体とポゾラン性を有する粉体と水を主成分とする混合物からなり、かつ練り上がり時乃至施工時の填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍである填充材を吐出しつつ、正回転または実質的に無回転で該オーガを引上げることにより築造されたことを特徴とする置換コラム。
【請求項１０】
該オーガを正回転または実質的に無回転で引上げる際、該オーガ先端部がコラムの置換予定上端位置に達したら、該オーガーの吐出口からの該填充材の吐出を停止し、さらに該オーガを逆回転乃至正回転させながら地上へ引上げることにより築造されたことを特徴とする請求項９記載の置換コラム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３１２８６６（Ｐ２００６−３１２８６６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７８１７６（Ｐ２００５−３７８１７６）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００１３３８８１）株式会社テノックス (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００１３３８８１）株式会社テノックス (62)
【Ｆターム（参考）】
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