コラムの置換築造方法
【課題】 置換コラム同士を互いに略接して築造する方法や置換コラム同士をオーバーラップして築造しても、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの置換築造方法を提供する。
【解決手段】 先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムに略接してまたはオーバーラップして後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造する
【解決手段】 先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムに略接してまたはオーバーラップして後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造する
【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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【０００５】
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ち杭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、段落番号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（段落番号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】
【０００６】
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多かった。
（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地盤改良体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。
【０００７】
（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を全深度範囲に填充するため、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土の一軸圧縮強度が目標値に達せず不良工事になる恐れがあった。
（７）深層混合処理工法では腐植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小さいことに起因して、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。
【０００８】
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物性や土質のバラツキに起因して、改良後の品質は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、所要の一軸圧縮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流動化処理土とし、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、構造物からの鉛直荷重が作用したときに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。
【０００９】
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混入される。
（３）砂質土層や礫質土層などでは、湧水、地下水圧に起因する孔壁崩壊が起り易いので、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。
（６）また、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法では、孔壁崩壊を防ぐため、施工時に地表面までモルタルで充填する必要がある。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頭部整形が困難となる。
【００１０】
このような課題を解決するために、本出願人は、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの置換築造方法を提供している。
即ち、このような課題を解決するために本出願人は、先端に掘削部を有するスクリュー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、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該コラムの置換底位置から該スクリューオーガ先端部から吐出しつつ、該オーガを正回転で引上げ、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、その後該オーガを逆回転させながら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を特願２００５−１０９４６３として先に出願している。
しかしながら、前記の特願２００５−１０９４６３では、単独の置換コラムの築造方法を例示しているのみで、置換コラム同士を互いに接して築造する方法や置換コラム同士をオーバーラップして築造する方法については開示しなかった。
【００１１】
この発明の目的は、置換コラム同士が未硬化の内に互いに略接して築造する方法や置換コラム同士を一部オーバーラップして築造する方法を提供することである。即ち、置換コラム同士を互いに略接して築造する方法や置換コラム同士を一部オーバーラップして築造しても、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの置換築造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、以上に示した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第１の置換築造方法は、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムに略接して後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明で、先行置換コラムに略接して後行の置換コラムを築造するとの用語は、先行置換コラムと後行の置換コラムとが互いに接する場合の他に、先行置換コラムと後行の置換コラムとがほんの少し重なる場合や先行置換コラムと後行の置換コラムとがほんの少し離れているが通常の施工方法では後行コラムの築造の際に先行コラムの中に土砂が混入する虞がある場合も含む。また、填充材が未だ固まらない内にとの用語は、填充材が凝結する以前の流動性を有している状態を指しており、通常は混練から３時間程度であるが、硬化遅延剤を使用すればその時間は任意に設定することができるので、時間の概念は含まない。
【００１４】
この先行置換コラムと後行の置換コラムとが互いに接する場合の例を図１に示す。
図１（ａ）に示すように既に築造し未硬化の先行置換コラム２０に接する位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、例えば外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして例えば（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラム２１を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、例えば（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ後行コラムの築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、先行置換コラム２０に接した後行の置換コラム２１を築造する。
【００１５】
この発明のコラムの第２の置換築造方法は、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムと一部オーバーラップした状態で後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とする。
【００１６】
この先行置換コラムと後行の置換コラムとがオーバーラップする場合の例を図２に示す。
図２（ａ）に示すように既に築造し未硬化の先行置換コラム２０に一部オーバーラップする位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、例えば外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして例えば（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、例えば（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ後行コラム２１の築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、先行置換コラム２０にオーバーラップした後行の置換コラム２１を築造する。
【００１７】
なお、図１や図２に示した例では、支持層は傾斜していないので後行の置換コラムの置換底位置は、先行の置換コラムの置換底位置とが同じ深度位置になっているが、置換コラムの底端位置を支持層内に位置させるので、例えば、図３に示したような支持層が傾斜している地盤においては、後行の置換コラム２１の置換底位置は、先行の置換コラム２０の置換底位置よりも深い位置になり、図３における傾斜とは逆方向に傾斜している場合は、後行の置換コラム２１の置換底位置は、先行の置換コラム２０の置換底位置よりも浅い位置になる。
【００１８】
また、この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガ２の先端部から吐出する所望のタイミングとは、図４（ａ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、填充材の吐出を開始してもよく、図４（ｂ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、その位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材の吐出を開始してもよく、図４（ｃ）に示したように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、填充材の吐出を開始して、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｄ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材の吐出を開始し、所定の深度に達したら、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｅ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材の吐出を開始し、その状態で置換コラムを築造すべき所定の深度まで掘進し、所定の深度に達したら填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、また、図４（ｆ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達した後にスクリューオーガを少し引き上げ、その状態から、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した状態で填充材の吐出を開始してもよく、図４（ｇ）に示したように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達した後にスクリューオーガを少し引き上げ、その位置で填充材の吐出を開始してスクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻し、填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｈ）に示したように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、填充材の吐出を開始して、そのままスクリューオーガを少し引き上げ、その状態から、填充材の吐出を一旦停止し、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した後に填充材の吐出を開始し、填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｉ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したらスクリューオーガを少し引きげ、その状態から、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した状態で填充材の吐出を開始して、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｊ）に示すように置換コラムを築造すべき所定の深度に達したら填充材の吐出を開始してスクリューオーガを少し引き上げ、その状態から、填充材の吐出を一旦停止し、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した後に填充材の吐出を開始し、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよい。
なお、図４（ｄ）（ｅ）の場合のように置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材吐出を開始する場合は、築造する置換コラム底部の品質がよりよいものになるが、置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材吐出をした填充材が排土中に混ざって排土される量が多くなる虞があり、地上に排出された排土から填充材が混合された排土を分離する作業が増える虞があるので、この点では填充材の吐出開始時期は、図４（ａ）（ｂ）（ｆ）（ｃ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）（ｊ）の場合のように、コラムの置換低位置に達した後、スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することが好ましい。さらに図４（ａ）（ｂ）（ｆ）のようにコラムの置換底位置からのスクリューオーガの引き上げ開始前にスクリューオーガの先端部から填充材を吐出することが特に好ましい。
【００１９】
また、この発明の置換コラムの第１の置換築造方法においてもこの発明の置換コラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムの築造の際に、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガであれば、スクリューオーガとしてケーシング付きスクリューオーガを使用しても差し支えない。
【００２０】
この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムを築造する場合、特に好ましくは、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該スクリューオーガの先端部から吐出を開始するするタイミングは、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、遅くともコラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することである。
【００２１】
この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、後行の置換コラムを築造する場合、特に好ましくは、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該スクリューオーガの先端部から吐出を開始するするタイミングは、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、遅くともコラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することである。
【００２２】
勿論、この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムを築造する場合も後行の置換コラムを築造する場合も、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該スクリューオーガの先端部から吐出を開始するするタイミングは、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、遅くともコラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することが最も好ましい。
【００２３】
なお、本発明ではスクリューオーガの正回転とは、掘進時および引き上げ時に掘削された土砂がスクリューオーガで地上側に移動される方向にスクリューオーガが回転する方向を指す。
【００２４】
また、掘削部は下記のいずれかの部分を指す。スクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に掘削爪が付けられてなる掘削翼の他にスクリューオーガ軸先端に突設された掘削爪を有する場合は、スクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に掘削爪が付けられてなる掘削翼とスクリューオーガ軸先端に突設された掘削爪が掘削部であり、スクリューオーガ軸先端に突設された掘削爪が存在しない場合は、スクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に掘削爪が付けられてなる掘削翼が掘削部である。
【００２５】
また、この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムを築造する場合も後行の置換コラムを築造する場合も、填充材をスクリューオーガ先端部から吐出しつつ、コラムの置換予定上端位置まで該スクリューオーガを正回転で引上げることが更に好ましい。
【００２６】
なお、先行の置換コラムを築造する場合も、後行の置換コラムを築造する場合も、填充材の吐出量は、スクリューオーガ乃至ケーシング付きスクリューオーガの引き上げに伴い生ずる空隙体積にほぼ見合う量とすればよい。これより少なければ、置換コラム中に混入する土砂の量が増えて不良コラムとなり易く、これより多ければ後工程で残土として処分する置換予定上端位置以浅に填充材が混入するため、残土が産業廃棄物となり、処分費が高くなる。
【００２７】
更に、填充材をオーガ先端部から吐出しつつ、該オーガを正回転で引上げ、コラムの置換予定上端位置に達したら、図１（ｅ）〜（ｆ）や図２（ｅ）〜（ｆ）に示したように、該填充材の吐出を停止させ、その後該オーガを逆回転させながら引上げることにすれば、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換範囲には土砂を排出せずにそのまま残置することが可能となる。
【００２８】
前記填充材は、少なくとも水硬性を有する粉体と混練水との混合物からなり、該粉体はセメント単独でもよく、他に混和材や混和剤を含んでいるのでもよく、填充材は特に制限されるものではないが、土砂や骨材を含まない填充材である必要がある。なお、この発明では、骨材とはコンクリートでいう細骨材や粗骨材を意味し、高炉スラグやフライアッシュ等の粉体は骨材ではない。土砂や骨材を含む填充材を使用すると従来技術に記載したような欠点が生じる。
なお、請求項に記載したように、前記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である必要がある。
【００２９】
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に設定することで、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、さらに置換範囲上方の土砂が置換されて填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来る。
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１５０ｍｍ〜４００ｍｍとするのは、１５０ｍｍ未満では、配管内の抵抗（摩擦力）が大きくなり施工時に時間がかかりすぎるか、施工（吐出）不能になり、４００ｍｍを超えるとコラム中に土砂が多く混入される可能性が多くなるためである。
【００３０】
なお、テーブルフロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１のセメントの物理試験方法において規定されたフローテーブルの直径３００ｍｍの代わりに、この直径３００ｍｍのフローテーブルの上に直径５００ｍｍの板を固定して測定したテーブルフロー値である。
【００３１】
このような填充材は、安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体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。
なお、フライアッシュまたは高炉スラグ粉体との配合比はセメント１重量部に対し、フライアッシュまたは高炉スラグ粉体が３乃至２０重量部であり、加水混合された状態で前記したテーブルフロー値のコンシステンシーを有する填充材とすることができる。一般的にこの場合、セメントとフライアッシュまたは高炉スラグ粉体の合計重量に対し、含水量は３０〜５０％である。置換されたコラムの一軸圧縮強度を高めるには、高炉スラグ粉末を使用することが望ましい。
【００３２】
また、填充材をスクリューオーガに供給する際に、スクイズ式ポンプやプランジャー式ポンプの他にスネーク式ポンプも使用できる。
なお、スネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）により填充材を該オーガ先端部に供給し、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でも施工できるので特に好ましい。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のものでも施工できる。
【００３３】
そして本発明方法によれば、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状態の品質とほぼ同じ品質のコラムを得ることができるし、深層混合処理工法による地盤改良体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、填充材の配合を調整することでコラムの一軸圧縮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。
【００３４】
後行の置換コラムの築造の際に使用可能なスクリューオーガは、ケーシング付きスクリューオーガであり、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て覆われている構造のものが特に好ましい。該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たものや、ケーシングが独立に回転可能に装着されたものがあるが、ケーシングが回転しないように固定されたものは安価な一軸モータを使用することができる。しかしながら、施工時に予期せぬトラブルが発生したときなどに、ケーシングを回転させることが必要になる場合があるので、ケーシングを回転させることができるオーガーモータを使用することが好ましい。
また、スクリューオーガとケーシングを互いに上下方向に分離独立させて、相対的に上下可動にすれば、さらに好ましい。
【００３５】
ケーシング付きスクリューオーガ１の一例を図５に示す。この例ではケーシング６が固定され、アダプタ７、下部カップリング８と上部カップリング９を介してスクリューオーガ２がオーガモータ１０にて回転できる構造になっており、図５のケーシング６の外観を図６に示した。なお、図５ではスクリューオーガ２の一部しか図示していないが、掘削部を有するスクリューオーガの先端部は、図７に示す構造になっており、オーガ軸４の先端近傍に吐出口５が設けられている。即ち、オーガ軸４の中空部が填充材の直接的又は間接的な通路となり、そのオーガ軸４の先端近傍に吐出口５が設けられている。図７（ａ）（ｃ）ではオーガ軸４の先端近傍の側面に開口して設けられ、図７（ｂ）（ｄ）ではオーガ軸４の先端が開口して吐出口となっている。なお、図７において（ａ）と（ｂ）の例では、オーガ先端に位置するスパイラル翼に、複数の掘削爪３ａが付けられており、（ｃ）と（ｄ）の例では、オーガ先端に位置するスパイラル翼の先端がナイフ状の平爪３ｂとなりこの部分が掘削爪に相当している。
【００３６】
また、後行の置換コラムの築造の際は、スクリューオーガのケーシングを回転させるとケーシング外周面に付着した周辺の土砂が先行置換コラム中に巻き込まれる虞があるので、ケーシングの回転を停止し、又は無回転とした方が、先行の置換コラムに土砂等の土塊混入等の悪影響を及ぼさないようにすることができるので特に好ましい。なお、実質的に無回転状態といえるほんの少しケーシングが回転する場合では、先行置換コラムへの土砂の混入は微少であり、あるいは土砂の混入が殆どないので、実質的に無回転状態といえる状態は無回転ということもできる。
【００３７】
なお、先行のコラムを築造する場合は、上述したケーシング付きスクリューオーガの他に下記のスクリューオーガを使用することができる。
即ち、この先行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、連続するスパイラルスクリューのスクリュー縁部に縁板が付い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。勿論、スパイラル翼が同一高さに１８０度の位相差で２枚設けられたオーガでもよい。
【００３８】
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、周辺地盛の乱れによる緩み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ってもよいが、断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼径より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。
【００３９】
また、断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼と同一であってもよいが、断続スパイラルスクリューの外径を掘削翼より小径にすれば、地盤の掘進抵抗が更に緩和される。
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やスパイラルスクリュー外周に縁板が付いているオーガによれば、孔壁崩壊を防ぐ作用があり、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。
【００４０】
なお、上記した他に、スパイラルスクリューに縁板が付いているスクリューオーガの場合は、スクリュー部に沿って排出されつつある掘削土がスクリュ−端部からこぼれ落ちる可能性が一番低くなる。
また、スクリューオーガの先端に有する掘削部として、スクリューオーガの軸先端に設けられた掘削爪及びスパイラル翼の先端に設けられた掘削爪を例示できる。この掘削翼の掘削爪およびスパイラルオーガ軸先端の掘削爪は、掘削（特に硬質地盤）において威力を発揮するが、このスパイラル翼の先端に設けられた掘削爪は地盤状況等によっては平爪であってもよい。
【００４１】
掘削部の存在で掘削効率が向上する。また、置換コラム築造終了後に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。
【発明の効果】
【００４２】
この発明のコラムの置換築造方法によれば、次のような効果を奏する。
（１）置換コラム同士を互いに略接して築造する方法や置換コラム同士をオーバーラップして築造しても、対象地盤の性状に左右されず、先行および後行置換コラム内や互いのコラムの接触部やオーバーラップ部分に土塊混入のない安定した品質のコラムを置換築造することができる。
なお、置換コラム同士をオーバーラップして築造すると、コラム同士間の隙間を確実に無くすとともに、コラム同士を一体化することができる。
（２）少なくとも後行の置換コラムの築造の際にケーシング付きスクリューオーガを使用しているので、先行置換コラムと、施工中の後行コラムは常にケーシングにより遮断されているので、後行の置換コラムの築造の際の掘進時に生じる掘削土が未硬化の先行の置換コラム中に混入することなく、先行置換コラムの未だ固まらない填充材が後行置換コラム側に引き込まれることもないし、また後行のコラムにも掘削土が混合することもない。この結果、連接して築造された一連の置換コラムには土砂が混合されておらず、所望した形状寸法が確保され、特に掘削土が混入しない状態でコラムの置換が確実に行えて、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ状態の品質で、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。
【００４３】
（３）後行の置換コラム施工中に先行置換コラムの填充材の後行置換コラムへの移動がケーシングによって遮断されるので、先行置換コラムから後行置換コラムへの移動が起こらないため、置換コラム天端の上下移動は発生しない。
（４）その結果、置換コラム同士を接円状態やオーバーラップさせて施工することが可能になり、かつ効果的に所望の形状寸法を確保した一連の複数の置換コラムを一体化して築造することができる。
（５）ケーシング付きスクリューオーガを使用していると周辺地盤と施工中の置換コラムがケーシングにより遮断されているので、崩壊性の高い地下水位の高い砂質系地盤中でも、孔壁の崩壊が防止でき、かつ填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍであるので、填充材が周辺地盤に流出（浸出）する虞が無く、所望の形状寸法を確保した一連の置換コラムを築造することができる。
【００４４】
（６）この発明のコラムの置換築造方法によれば、従来の工法に使用されていた流動性の高いモルタルに比べると、この発明に使用する填充材は極めて流動性を低くすることができるため、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。その結果、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ状態の品質で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。
（７）また、この発明のコラムの置換築造方法によれば、従来の工法に使用されていた流動性の高いモルタルに比べると、この発明に使用する填充材は極めて流動性を低くすることができるため、置換範囲上方の土砂が置換されて填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来る。その結果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地上に排出せずにそのまま残置することが可能となる。
【００４５】
（８）（２）や（３）と同様の理由から、深層混合処理工法による地盤改良体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。
（９）また、同様の理由から、置換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。
（１０）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。
（１１）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した場合は、填充材のコストを下げることが出来る。
【００４６】
（１２）スパイラルオーガは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。
（１３）この発明によって得られた置換コラムは高い品質のものとすることができるので、従来の地盤改良体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。そのため構造物の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】
【００４７】
以下、本発明方法による実施例と比較例を示しながらこの発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
なお、実施例で使用した材料としては、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメントの密度３．１５ｇ／ｃｍ３：表１ではＣと表記する。）とフライアッシュＪＩＳ II種（株式会社ジェイペックの密度２．２５ｇ／ｃｍ３：表１ではＦと表記する。）であり、これらを水（表１ではＷと表記する。）と共に、表１に示す填充材１ｍ３当たりの示方配合で、二軸強制練りミキサーで撹拌混合して実験に使用する填充材とした。表１に示すように、練上りの填充材量は１，０００リットルで、テーブルフロー値は当初の計画どおり１８８〜１９３ｍｍであった。
なお、テーブルフロー値が１５０〜２６０ｍｍとなる配合、特にテーブルフロー値が１５０〜２００ｍｍとなる配合の場合は、パン式強制練りミキサーや二軸式練りミキサーを使用して混練することが好ましく、この例ではコンクリート用の二軸強制練りミキサーを使用した。なお、テーブルフロー値が２６０〜４００ｍｍとする場合は、グラウトミキサーも使用可能である。
【００４８】
【表１】
【００４９】
先ず、図８に示すように、実施例１として、使用したケーシング付きスパイラルスクリューオーガ１は、外側ケーシング６の外径が７５０ｍｍ、内側スパイラルスクリュー２の直径が７００ｍｍであり、地盤中に直径７５０ｍｍの掘削孔を造ることができるオーガである。施工機１１はベースマシン１２として８０トン級の三点支持式杭打ち機、ミキサー１３はコンクリート用の二軸強制練りミキサー、ポンプ１４はスネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）を使用した。
【００５０】
図２に示したように、先行の置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造するために、（ａ）に示すように既に築造し未硬化の先行置換コラム２０にオーバーラップする位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラム２１を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながらケーシング付きスパイラルスクリューオーガ１の引上げ体積に見合う量の填充材の吐出を継続しつつ後行コラム２１の築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、その後（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０にオーバーラップした後行の置換コラム２１を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が混入していなかった。
【００５１】
築造した先行置換コラム２０及び後行の置換コラム２１は、いずれも直径７５０ｍｍであり、空掘り部の長さは０．５ｍとし、置換コラム長は、２．０ｍとし、置換コラム同士２０、２１の中心間隔を５５ｃｍとして築造した。
この後行の置換コラム２１を築造するために、ケーシング付きスクリューオーガ１にて掘進する状態を図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。掘進時に先行置換コラム２０の填充材が削り取られるが、ケーシング６が存在しているために、先行置換コラム２０から後行置換コラム２１への填充材の移動が遮られているので先行置換コラム２０の天端位置は変化しない。
また、スクリューオーガ２の下端部近傍の吐出口５から填充材を吐出しながら後行の置換コラム２１を築造する途中の状態を図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。このスクリューオーガの引き上げにより、先行置換コラム２０にも後行置換コラム２１にも土砂が混入していない置換コラムが互いにオーバーラップした状態で築造できた。
【００５２】
なお、図１に（ａ）で示したように、既に築造し未硬化の先行置換コラム２０に接する位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、例えば外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして例えば（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラム２１を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、例えば（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ後行コラム２１の築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、その後（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０と互いに接する後行の置換コラム２１を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が混入していなかった。
【００５３】
また、図１１に示すように、先行の置換コラムの築造の際にケーシングがないスパイラルスクリューを使用することもできる。
【００５４】
図１１では、（ａ）に示すように先行置換コラム２０築造する位置にスクリューオーガ２を位置決めし、（ｂ）に示すように、スパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が置換コラム２０を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、（ｄ）に示すように、スパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ置換コラムの築造予定上端部までスクリューオーガ２を引き上げて、その後（ｅ）〜（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が含まれていなかった。
【００５５】
勿論、図１２のように先行の置換コラム２０の築造の際にケーシング付きのスパイラルスクリュー１を使用することもできる。
図１２では、（ａ）に示すように先行置換コラム２０を築造する位置にケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。このとき先行置換コラム２０がその施工時に単独して施工される場合は、ケーシング６は逆回転させた方が施工性がよい。そして（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ置換コラムの築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、その後（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が含まれていなかった。
【００５６】
このように築造した先行の置換コラム２０が未硬化の間に、図２に示し前述したケーシング付きスクリューオーガ１のケーシング６を無回転で後行の置換コラム２１を築造し、置換コラムが硬化した段階で置換コラムを掘り出して調べた状態を図１３に示す。図１３に示されるように、後行の置換コラム２１と先行の置換コラム２０は土塊の混入もなく完全に一体化されていた。又、図１４に示されるように、後行の置換コラム２１と先行の置換コラム２０は全長に亘り確実にオーバーラップしており、その直径はいずれも設計径の７５０ｍｍを満足しており、コラム同士の中心間隔も設計時の５５ｃｍと同等であった。また、いずれの置換コラムの一軸圧縮強度の平均値は、６．８Ｎ／ｍｍ２であり、一軸圧縮強度の変動係数は８．２％であった。
【００５７】
なお、ケーシング付きスクリューオーガ１のケーシング６を無回転で実施する代わりにケーシング６を逆回転で実施した場合のコラムを掘り起こすと、図１５に示すように、先行置換コラム２０の後行置換コラム２１と接する面側近辺に土砂がわずかに残っていたが、先行置換コラム２０の一軸圧縮強度の平均値は、６．２Ｎ／ｍｍ２であり、一軸圧縮強度の変動係数は７．９％であり、充分な強度を発揮していた。
【００５８】
図１６はケーシング付きスパイラルスクリューオーガ１を用いて先行の置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造する施工手順の特に好ましい例を示したものである。
図１６（ａ）に示すように先行の置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造するために、外側ケーシング６を無回転とし、内側スパイラルスクリュー２を正回転させながら掘進し、図１６（ｂ）に示すように、該スクリューオーガ２の先端が置換底位置に到達したら該スクリューオーガ２の下端部近傍の吐出口５から填充材の吐出を開始し、図１６（ｃ）に示すように填充材を吐出しつつ、外側ケーシング６は無回転とし引き上げず、内側スパイラルスクリュー２のみを正回転させながら引き上げ、内側スパイラルスクリュー２の下端位置を外側ケーシング６の下端位置より上方に位置させる。その後、図１６（ｄ）に示したように、内側のスパイラルスクリュー２の下端位置を外側ケーシング６の下端位置より上側に位置させたまま、かつ填充材を吐出しつつ、外側ケーシング６を無回転のまま、内側スパイラルスクリュー２を正回転させながら、外側ケーシング６と内側スパイラルスクリュー２を一体的に引き上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０とオーバーラップした後行の置換コラム２１を築造しても、置換コラム中には土砂が混入していなかった。
なお、図示していないが後行置換コラム築造時に、図１６（ｃ）（ｄ）に示した姿と同様に、スクリューオーガ２の掘削爪よりもケーシング６の下端位置を若干下方に突出させた状態で掘進すると先行置換コラム２０への悪影響をさらに抑えることができ、さらに好ましい。
【００５９】
比較のために、先行置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造するために、ケーシング付きスクリューオーガ１の代わりに、ケーシングがないスクリューオーガを使用して実験した。この点以外は、図２に示した本発明の築造条件と同条件で実験した。
図１７の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、後行の置換コラム２１を築造するために、スクリューオーガ２で掘進する段階で、掘削中の土砂が未硬化の先行置換コラム２０中に混入する（例えば、図１７では２２と示したように土塊が混入する）と共に、先行置換コラム２０の填充材（例えば、図１７では２３と示した填充材塊）が後行置換コラム２１中に吸い込まれて先行置換コラム２０の天端面が低下した。そして図１８の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２の下部近傍の吐出口５から填充材を吐出しながらスクリューオーガ２を引き上げても先行コラム２０の後行置換コラム２１側には多量の土砂が残存した状態となり、図１９に示すように、この置換コラムを掘り上げて調査したところ、後行の置換コラム２１と先行の置換コラム２０は一体化されていなかった。
【００６０】
また、スパイラルスクリュー外周に縁板が付いているスクリューオーガを後行の置換コラムの築造時に使用した場合も、先行コラムの後行置換コラム側には多量の土砂が残存した状態となり、この置換コラムを掘り上げて調査したところ、後行の置換コラムと先行の置換コラムは一体化されていなかった。
【００６１】
なお、以上の例では先行置換コラム２０と後行置換コラム２１を一つずつ築造した例で示したが、次々に後行の置換コラム２１を築造し、置換コラムを壁状に築造する場合も本発明の構築方法を適用できる。
また、互いに間隔をおいて二つの先行置換コラム２０、２０を築造した後、この二つの先行置換コラム２０、２０が未硬化の状態で、二つの先行置換コラム２０、２０の間に後行の置換コラム２１を築造する場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の後行の置換コラムの築造工程の一例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す断面説明図である。
【図２】本発明の後行の置換コラムの築造工程の図１とは異なる他の工程例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す断面説明図である。
【図３】傾斜した支持層がある地盤における後行の置換コラムの築造工程の一例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す断面説明図である。
【図４】本発明における填充材の吐出時期を時間軸と深度軸で示す説明図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）（ｊ）である。
【図５】本発明における後行の置換コラム築造用のケーシング付きスクリューオーガの一例を説明する一部破断の正面図である。
【図６】図５のケーシングの外観を示す一部を破断で示した正面図である。
【図７】図５の先端部近辺を示す一例をケーシングのみを破断して示す正面図である。
【図８】本発明の施工に使用する装置の一例をケーシングのみを破断して示す正面図である。
【図９】本発明の施工例における後行置換コラムの施工状態を示す正面図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｂ）、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図（ｃ）である。
【図１０】図９に続く後行置換コラムの施工状態を示す正面図（ａ）、（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図（ｂ）（ａ）のＢ’−Ｂ’線断面図（ｃ）である。
【図１１】先行置換コラムの施工例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す説明図である。
【図１２】図１１とは異なる先行置換コラムの施工例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す説明図である。
【図１３】本発明により築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【図１４】本発明により図１３とは異なる条件で築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【図１５】本発明によりまた図１３や図１４とは異なる条件で築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【図１６】本発明の施工例における後行置換コラム築造時のケーシングの掘進・引き上げ状況を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す断面説明図である。
【図１７】比較例における置換コラムの築造状態を示す正面模式図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｂ）、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図（ｃ）である。
【図１８】図１７に続く置換コラムの築造状態を示す正面模式図（ａ）、（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図（ｂ）、（ａ）のＢ’−Ｂ’線断面図（ｃ）である。
【図１９】比較例により築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ケーシング付きスパイラルスクリューオーガ
２ スクリューオーガ
３ 掘削部
３ａ 掘削爪
３ｂ 平爪
４ オーガ軸
５ 吐出口
６ ケーシング
７ アダプタ
８ 下部カップリング
９ 上部カップリング
１０ オーガモータ
１１ 施工機
１２ ベースマシン
１３ ミキサ
１４ ポンプ
２０ 先行置換コラム
２１ 後行置換コラム
２２ 土塊
２３ 填充材塊
【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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【０００５】
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ち杭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、段落番号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（段落番号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】
【０００６】
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多かった。
（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地盤改良体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。
【０００７】
（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を全深度範囲に填充するため、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土の一軸圧縮強度が目標値に達せず不良工事になる恐れがあった。
（７）深層混合処理工法では腐植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小さいことに起因して、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。
【０００８】
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物性や土質のバラツキに起因して、改良後の品質は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、所要の一軸圧縮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流動化処理土とし、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、構造物からの鉛直荷重が作用したときに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。
【０００９】
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混入される。
（３）砂質土層や礫質土層などでは、湧水、地下水圧に起因する孔壁崩壊が起り易いので、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。
（６）また、ＰＩＰ杭工法およびＲＧパイル工法では、孔壁崩壊を防ぐため、施工時に地表面までモルタルで充填する必要がある。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頭部整形が困難となる。
【００１０】
このような課題を解決するために、本出願人は、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの置換築造方法を提供している。
即ち、このような課題を解決するために本出願人は、先端に掘削部を有するスクリュー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、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該コラムの置換底位置から該スクリューオーガ先端部から吐出しつつ、該オーガを正回転で引上げ、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、その後該オーガを逆回転させながら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を特願２００５−１０９４６３として先に出願している。
しかしながら、前記の特願２００５−１０９４６３では、単独の置換コラムの築造方法を例示しているのみで、置換コラム同士を互いに接して築造する方法や置換コラム同士をオーバーラップして築造する方法については開示しなかった。
【００１１】
この発明の目的は、置換コラム同士が未硬化の内に互いに略接して築造する方法や置換コラム同士を一部オーバーラップして築造する方法を提供することである。即ち、置換コラム同士を互いに略接して築造する方法や置換コラム同士を一部オーバーラップして築造しても、対象地盤の性状に左右されず、安定した品質のコラムの置換築造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、以上に示した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第１の置換築造方法は、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムに略接して後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明で、先行置換コラムに略接して後行の置換コラムを築造するとの用語は、先行置換コラムと後行の置換コラムとが互いに接する場合の他に、先行置換コラムと後行の置換コラムとがほんの少し重なる場合や先行置換コラムと後行の置換コラムとがほんの少し離れているが通常の施工方法では後行コラムの築造の際に先行コラムの中に土砂が混入する虞がある場合も含む。また、填充材が未だ固まらない内にとの用語は、填充材が凝結する以前の流動性を有している状態を指しており、通常は混練から３時間程度であるが、硬化遅延剤を使用すればその時間は任意に設定することができるので、時間の概念は含まない。
【００１４】
この先行置換コラムと後行の置換コラムとが互いに接する場合の例を図１に示す。
図１（ａ）に示すように既に築造し未硬化の先行置換コラム２０に接する位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、例えば外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして例えば（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラム２１を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、例えば（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ後行コラムの築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、先行置換コラム２０に接した後行の置換コラム２１を築造する。
【００１５】
この発明のコラムの第２の置換築造方法は、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムと一部オーバーラップした状態で後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とする。
【００１６】
この先行置換コラムと後行の置換コラムとがオーバーラップする場合の例を図２に示す。
図２（ａ）に示すように既に築造し未硬化の先行置換コラム２０に一部オーバーラップする位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、例えば外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして例えば（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、例えば（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ後行コラム２１の築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、先行置換コラム２０にオーバーラップした後行の置換コラム２１を築造する。
【００１７】
なお、図１や図２に示した例では、支持層は傾斜していないので後行の置換コラムの置換底位置は、先行の置換コラムの置換底位置とが同じ深度位置になっているが、置換コラムの底端位置を支持層内に位置させるので、例えば、図３に示したような支持層が傾斜している地盤においては、後行の置換コラム２１の置換底位置は、先行の置換コラム２０の置換底位置よりも深い位置になり、図３における傾斜とは逆方向に傾斜している場合は、後行の置換コラム２１の置換底位置は、先行の置換コラム２０の置換底位置よりも浅い位置になる。
【００１８】
また、この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガ２の先端部から吐出する所望のタイミングとは、図４（ａ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、填充材の吐出を開始してもよく、図４（ｂ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、その位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材の吐出を開始してもよく、図４（ｃ）に示したように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、填充材の吐出を開始して、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｄ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材の吐出を開始し、所定の深度に達したら、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｅ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材の吐出を開始し、その状態で置換コラムを築造すべき所定の深度まで掘進し、所定の深度に達したら填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、また、図４（ｆ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達した後にスクリューオーガを少し引き上げ、その状態から、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した状態で填充材の吐出を開始してもよく、図４（ｇ）に示したように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達した後にスクリューオーガを少し引き上げ、その位置で填充材の吐出を開始してスクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻し、填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｈ）に示したように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、填充材の吐出を開始して、そのままスクリューオーガを少し引き上げ、その状態から、填充材の吐出を一旦停止し、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した後に填充材の吐出を開始し、填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｉ）に示すように、置換コラムを築造すべき所定の深度に達したらスクリューオーガを少し引きげ、その状態から、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した状態で填充材の吐出を開始して、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよく、図４（ｊ）に示すように置換コラムを築造すべき所定の深度に達したら填充材の吐出を開始してスクリューオーガを少し引き上げ、その状態から、填充材の吐出を一旦停止し、スクリューオーガを置換コラムを築造すべき所定の深度に戻した後に填充材の吐出を開始し、その状態でその位置でスクリューオーガを暫くの間回転させた後に填充材を吐出しつつスクリューオーガを引き上げてもよい。
なお、図４（ｄ）（ｅ）の場合のように置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材吐出を開始する場合は、築造する置換コラム底部の品質がよりよいものになるが、置換コラムを築造すべき所定の深度に達する少し前に填充材吐出をした填充材が排土中に混ざって排土される量が多くなる虞があり、地上に排出された排土から填充材が混合された排土を分離する作業が増える虞があるので、この点では填充材の吐出開始時期は、図４（ａ）（ｂ）（ｆ）（ｃ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）（ｊ）の場合のように、コラムの置換低位置に達した後、スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することが好ましい。さらに図４（ａ）（ｂ）（ｆ）のようにコラムの置換底位置からのスクリューオーガの引き上げ開始前にスクリューオーガの先端部から填充材を吐出することが特に好ましい。
【００１９】
また、この発明の置換コラムの第１の置換築造方法においてもこの発明の置換コラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムの築造の際に、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガであれば、スクリューオーガとしてケーシング付きスクリューオーガを使用しても差し支えない。
【００２０】
この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムを築造する場合、特に好ましくは、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該スクリューオーガの先端部から吐出を開始するするタイミングは、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、遅くともコラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することである。
【００２１】
この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、後行の置換コラムを築造する場合、特に好ましくは、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該スクリューオーガの先端部から吐出を開始するするタイミングは、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、遅くともコラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することである。
【００２２】
勿論、この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムを築造する場合も後行の置換コラムを築造する場合も、土砂や骨材を含まず、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である填充材を該スクリューオーガの先端部から吐出を開始するするタイミングは、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、遅くともコラムの置換底位置に達した後、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することが最も好ましい。
【００２３】
なお、本発明ではスクリューオーガの正回転とは、掘進時および引き上げ時に掘削された土砂がスクリューオーガで地上側に移動される方向にスクリューオーガが回転する方向を指す。
【００２４】
また、掘削部は下記のいずれかの部分を指す。スクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に掘削爪が付けられてなる掘削翼の他にスクリューオーガ軸先端に突設された掘削爪を有する場合は、スクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に掘削爪が付けられてなる掘削翼とスクリューオーガ軸先端に突設された掘削爪が掘削部であり、スクリューオーガ軸先端に突設された掘削爪が存在しない場合は、スクリューオーガ先端に位置するスパイラル翼先端に掘削爪が付けられてなる掘削翼が掘削部である。
【００２５】
また、この発明のコラムの第１の置換築造方法においてもこの発明のコラムの第２の置換築造方法においても、先行の置換コラムを築造する場合も後行の置換コラムを築造する場合も、填充材をスクリューオーガ先端部から吐出しつつ、コラムの置換予定上端位置まで該スクリューオーガを正回転で引上げることが更に好ましい。
【００２６】
なお、先行の置換コラムを築造する場合も、後行の置換コラムを築造する場合も、填充材の吐出量は、スクリューオーガ乃至ケーシング付きスクリューオーガの引き上げに伴い生ずる空隙体積にほぼ見合う量とすればよい。これより少なければ、置換コラム中に混入する土砂の量が増えて不良コラムとなり易く、これより多ければ後工程で残土として処分する置換予定上端位置以浅に填充材が混入するため、残土が産業廃棄物となり、処分費が高くなる。
【００２７】
更に、填充材をオーガ先端部から吐出しつつ、該オーガを正回転で引上げ、コラムの置換予定上端位置に達したら、図１（ｅ）〜（ｆ）や図２（ｅ）〜（ｆ）に示したように、該填充材の吐出を停止させ、その後該オーガを逆回転させながら引上げることにすれば、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換範囲には土砂を排出せずにそのまま残置することが可能となる。
【００２８】
前記填充材は、少なくとも水硬性を有する粉体と混練水との混合物からなり、該粉体はセメント単独でもよく、他に混和材や混和剤を含んでいるのでもよく、填充材は特に制限されるものではないが、土砂や骨材を含まない填充材である必要がある。なお、この発明では、骨材とはコンクリートでいう細骨材や粗骨材を意味し、高炉スラグやフライアッシュ等の粉体は骨材ではない。土砂や骨材を含む填充材を使用すると従来技術に記載したような欠点が生じる。
なお、請求項に記載したように、前記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である必要がある。
【００２９】
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に設定することで、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、さらに置換範囲上方の土砂が置換されて填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来る。
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１５０ｍｍ〜４００ｍｍとするのは、１５０ｍｍ未満では、配管内の抵抗（摩擦力）が大きくなり施工時に時間がかかりすぎるか、施工（吐出）不能になり、４００ｍｍを超えるとコラム中に土砂が多く混入される可能性が多くなるためである。
【００３０】
なお、テーブルフロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１のセメントの物理試験方法において規定されたフローテーブルの直径３００ｍｍの代わりに、この直径３００ｍｍのフローテーブルの上に直径５００ｍｍの板を固定して測定したテーブルフロー値である。
【００３１】
このような填充材は、安価なフライアッシュや高炉スラグ粉体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。
なお、フライアッシュまたは高炉スラグ粉体との配合比はセメント１重量部に対し、フライアッシュまたは高炉スラグ粉体が３乃至２０重量部であり、加水混合された状態で前記したテーブルフロー値のコンシステンシーを有する填充材とすることができる。一般的にこの場合、セメントとフライアッシュまたは高炉スラグ粉体の合計重量に対し、含水量は３０〜５０％である。置換されたコラムの一軸圧縮強度を高めるには、高炉スラグ粉末を使用することが望ましい。
【００３２】
また、填充材をスクリューオーガに供給する際に、スクイズ式ポンプやプランジャー式ポンプの他にスネーク式ポンプも使用できる。
なお、スネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）により填充材を該オーガ先端部に供給し、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でも施工できるので特に好ましい。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のものでも施工できる。
【００３３】
そして本発明方法によれば、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状態の品質とほぼ同じ品質のコラムを得ることができるし、深層混合処理工法による地盤改良体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、填充材の配合を調整することでコラムの一軸圧縮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。
【００３４】
後行の置換コラムの築造の際に使用可能なスクリューオーガは、ケーシング付きスクリューオーガであり、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て覆われている構造のものが特に好ましい。該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たものや、ケーシングが独立に回転可能に装着されたものがあるが、ケーシングが回転しないように固定されたものは安価な一軸モータを使用することができる。しかしながら、施工時に予期せぬトラブルが発生したときなどに、ケーシングを回転させることが必要になる場合があるので、ケーシングを回転させることができるオーガーモータを使用することが好ましい。
また、スクリューオーガとケーシングを互いに上下方向に分離独立させて、相対的に上下可動にすれば、さらに好ましい。
【００３５】
ケーシング付きスクリューオーガ１の一例を図５に示す。この例ではケーシング６が固定され、アダプタ７、下部カップリング８と上部カップリング９を介してスクリューオーガ２がオーガモータ１０にて回転できる構造になっており、図５のケーシング６の外観を図６に示した。なお、図５ではスクリューオーガ２の一部しか図示していないが、掘削部を有するスクリューオーガの先端部は、図７に示す構造になっており、オーガ軸４の先端近傍に吐出口５が設けられている。即ち、オーガ軸４の中空部が填充材の直接的又は間接的な通路となり、そのオーガ軸４の先端近傍に吐出口５が設けられている。図７（ａ）（ｃ）ではオーガ軸４の先端近傍の側面に開口して設けられ、図７（ｂ）（ｄ）ではオーガ軸４の先端が開口して吐出口となっている。なお、図７において（ａ）と（ｂ）の例では、オーガ先端に位置するスパイラル翼に、複数の掘削爪３ａが付けられており、（ｃ）と（ｄ）の例では、オーガ先端に位置するスパイラル翼の先端がナイフ状の平爪３ｂとなりこの部分が掘削爪に相当している。
【００３６】
また、後行の置換コラムの築造の際は、スクリューオーガのケーシングを回転させるとケーシング外周面に付着した周辺の土砂が先行置換コラム中に巻き込まれる虞があるので、ケーシングの回転を停止し、又は無回転とした方が、先行の置換コラムに土砂等の土塊混入等の悪影響を及ぼさないようにすることができるので特に好ましい。なお、実質的に無回転状態といえるほんの少しケーシングが回転する場合では、先行置換コラムへの土砂の混入は微少であり、あるいは土砂の混入が殆どないので、実質的に無回転状態といえる状態は無回転ということもできる。
【００３７】
なお、先行のコラムを築造する場合は、上述したケーシング付きスクリューオーガの他に下記のスクリューオーガを使用することができる。
即ち、この先行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、連続するスパイラルスクリューのスクリュー縁部に縁板が付い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。勿論、スパイラル翼が同一高さに１８０度の位相差で２枚設けられたオーガでもよい。
【００３８】
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、周辺地盛の乱れによる緩み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ってもよいが、断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼径より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。
【００３９】
また、断続スパイラルスクリューの外径は掘削翼と同一であってもよいが、断続スパイラルスクリューの外径を掘削翼より小径にすれば、地盤の掘進抵抗が更に緩和される。
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やスパイラルスクリュー外周に縁板が付いているオーガによれば、孔壁崩壊を防ぐ作用があり、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。
【００４０】
なお、上記した他に、スパイラルスクリューに縁板が付いているスクリューオーガの場合は、スクリュー部に沿って排出されつつある掘削土がスクリュ−端部からこぼれ落ちる可能性が一番低くなる。
また、スクリューオーガの先端に有する掘削部として、スクリューオーガの軸先端に設けられた掘削爪及びスパイラル翼の先端に設けられた掘削爪を例示できる。この掘削翼の掘削爪およびスパイラルオーガ軸先端の掘削爪は、掘削（特に硬質地盤）において威力を発揮するが、このスパイラル翼の先端に設けられた掘削爪は地盤状況等によっては平爪であってもよい。
【００４１】
掘削部の存在で掘削効率が向上する。また、置換コラム築造終了後に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。
【発明の効果】
【００４２】
この発明のコラムの置換築造方法によれば、次のような効果を奏する。
（１）置換コラム同士を互いに略接して築造する方法や置換コラム同士をオーバーラップして築造しても、対象地盤の性状に左右されず、先行および後行置換コラム内や互いのコラムの接触部やオーバーラップ部分に土塊混入のない安定した品質のコラムを置換築造することができる。
なお、置換コラム同士をオーバーラップして築造すると、コラム同士間の隙間を確実に無くすとともに、コラム同士を一体化することができる。
（２）少なくとも後行の置換コラムの築造の際にケーシング付きスクリューオーガを使用しているので、先行置換コラムと、施工中の後行コラムは常にケーシングにより遮断されているので、後行の置換コラムの築造の際の掘進時に生じる掘削土が未硬化の先行の置換コラム中に混入することなく、先行置換コラムの未だ固まらない填充材が後行置換コラム側に引き込まれることもないし、また後行のコラムにも掘削土が混合することもない。この結果、連接して築造された一連の置換コラムには土砂が混合されておらず、所望した形状寸法が確保され、特に掘削土が混入しない状態でコラムの置換が確実に行えて、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ状態の品質で、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。
【００４３】
（３）後行の置換コラム施工中に先行置換コラムの填充材の後行置換コラムへの移動がケーシングによって遮断されるので、先行置換コラムから後行置換コラムへの移動が起こらないため、置換コラム天端の上下移動は発生しない。
（４）その結果、置換コラム同士を接円状態やオーバーラップさせて施工することが可能になり、かつ効果的に所望の形状寸法を確保した一連の複数の置換コラムを一体化して築造することができる。
（５）ケーシング付きスクリューオーガを使用していると周辺地盤と施工中の置換コラムがケーシングにより遮断されているので、崩壊性の高い地下水位の高い砂質系地盤中でも、孔壁の崩壊が防止でき、かつ填充材のコンシステンシーがテーブルフロー値で１５０〜４００ｍｍであるので、填充材が周辺地盤に流出（浸出）する虞が無く、所望の形状寸法を確保した一連の置換コラムを築造することができる。
【００４４】
（６）この発明のコラムの置換築造方法によれば、従来の工法に使用されていた流動性の高いモルタルに比べると、この発明に使用する填充材は極めて流動性を低くすることができるため、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。その結果、地上のミキサーで混練したときとほぼ同じ状態の品質で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。
（７）また、この発明のコラムの置換築造方法によれば、従来の工法に使用されていた流動性の高いモルタルに比べると、この発明に使用する填充材は極めて流動性を低くすることができるため、置換範囲上方の土砂が置換されて填充材中に落ち込むことを防ぐことが出来る。その結果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地上に排出せずにそのまま残置することが可能となる。
【００４５】
（８）（２）や（３）と同様の理由から、深層混合処理工法による地盤改良体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。
（９）また、同様の理由から、置換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。
（１０）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。
（１１）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した場合は、填充材のコストを下げることが出来る。
【００４６】
（１２）スパイラルオーガは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。
（１３）この発明によって得られた置換コラムは高い品質のものとすることができるので、従来の地盤改良体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。そのため構造物の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】
【００４７】
以下、本発明方法による実施例と比較例を示しながらこの発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
なお、実施例で使用した材料としては、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメントの密度３．１５ｇ／ｃｍ３：表１ではＣと表記する。）とフライアッシュＪＩＳ II種（株式会社ジェイペックの密度２．２５ｇ／ｃｍ３：表１ではＦと表記する。）であり、これらを水（表１ではＷと表記する。）と共に、表１に示す填充材１ｍ３当たりの示方配合で、二軸強制練りミキサーで撹拌混合して実験に使用する填充材とした。表１に示すように、練上りの填充材量は１，０００リットルで、テーブルフロー値は当初の計画どおり１８８〜１９３ｍｍであった。
なお、テーブルフロー値が１５０〜２６０ｍｍとなる配合、特にテーブルフロー値が１５０〜２００ｍｍとなる配合の場合は、パン式強制練りミキサーや二軸式練りミキサーを使用して混練することが好ましく、この例ではコンクリート用の二軸強制練りミキサーを使用した。なお、テーブルフロー値が２６０〜４００ｍｍとする場合は、グラウトミキサーも使用可能である。
【００４８】
【表１】
【００４９】
先ず、図８に示すように、実施例１として、使用したケーシング付きスパイラルスクリューオーガ１は、外側ケーシング６の外径が７５０ｍｍ、内側スパイラルスクリュー２の直径が７００ｍｍであり、地盤中に直径７５０ｍｍの掘削孔を造ることができるオーガである。施工機１１はベースマシン１２として８０トン級の三点支持式杭打ち機、ミキサー１３はコンクリート用の二軸強制練りミキサー、ポンプ１４はスネーク式ポンプ（スクリュー式ポンプ）を使用した。
【００５０】
図２に示したように、先行の置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造するために、（ａ）に示すように既に築造し未硬化の先行置換コラム２０にオーバーラップする位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラム２１を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながらケーシング付きスパイラルスクリューオーガ１の引上げ体積に見合う量の填充材の吐出を継続しつつ後行コラム２１の築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、その後（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０にオーバーラップした後行の置換コラム２１を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が混入していなかった。
【００５１】
築造した先行置換コラム２０及び後行の置換コラム２１は、いずれも直径７５０ｍｍであり、空掘り部の長さは０．５ｍとし、置換コラム長は、２．０ｍとし、置換コラム同士２０、２１の中心間隔を５５ｃｍとして築造した。
この後行の置換コラム２１を築造するために、ケーシング付きスクリューオーガ１にて掘進する状態を図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。掘進時に先行置換コラム２０の填充材が削り取られるが、ケーシング６が存在しているために、先行置換コラム２０から後行置換コラム２１への填充材の移動が遮られているので先行置換コラム２０の天端位置は変化しない。
また、スクリューオーガ２の下端部近傍の吐出口５から填充材を吐出しながら後行の置換コラム２１を築造する途中の状態を図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。このスクリューオーガの引き上げにより、先行置換コラム２０にも後行置換コラム２１にも土砂が混入していない置換コラムが互いにオーバーラップした状態で築造できた。
【００５２】
なお、図１に（ａ）で示したように、既に築造し未硬化の先行置換コラム２０に接する位置に後行の置換コラム２１を築造するためケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、例えば外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして例えば（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が後行の置換コラム２１を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、例えば（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ後行コラム２１の築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、その後（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０と互いに接する後行の置換コラム２１を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が混入していなかった。
【００５３】
また、図１１に示すように、先行の置換コラムの築造の際にケーシングがないスパイラルスクリューを使用することもできる。
【００５４】
図１１では、（ａ）に示すように先行置換コラム２０築造する位置にスクリューオーガ２を位置決めし、（ｂ）に示すように、スパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。そして（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が置換コラム２０を築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、（ｄ）に示すように、スパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ置換コラムの築造予定上端部までスクリューオーガ２を引き上げて、その後（ｅ）〜（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が含まれていなかった。
【００５５】
勿論、図１２のように先行の置換コラム２０の築造の際にケーシング付きのスパイラルスクリュー１を使用することもできる。
図１２では、（ａ）に示すように先行置換コラム２０を築造する位置にケーシング付きスクリューオーガ１を位置決めし、（ｂ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら掘進する。このとき先行置換コラム２０がその施工時に単独して施工される場合は、ケーシング６は逆回転させた方が施工性がよい。そして（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２が置換コラムを築造すべき所定の深度に達したならば、スクリューオーガ２先端部近くに設けられた吐出口５から填充材の吐出を開始し、（ｄ）に示すように、外側のケーシング６を無回転で内側のスパイラルスクリューオーガ２を正回転させながら填充材の吐出を継続しつつ置換コラムの築造予定上端部までケーシング付きスクリューオーガ１を引き上げて、その後（ｆ）に示したように、填充材の吐出を停止させ、オーガ２を逆回転させながら引上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０を築造した。空掘り部を形成しても置換コラム中には土砂が含まれていなかった。
【００５６】
このように築造した先行の置換コラム２０が未硬化の間に、図２に示し前述したケーシング付きスクリューオーガ１のケーシング６を無回転で後行の置換コラム２１を築造し、置換コラムが硬化した段階で置換コラムを掘り出して調べた状態を図１３に示す。図１３に示されるように、後行の置換コラム２１と先行の置換コラム２０は土塊の混入もなく完全に一体化されていた。又、図１４に示されるように、後行の置換コラム２１と先行の置換コラム２０は全長に亘り確実にオーバーラップしており、その直径はいずれも設計径の７５０ｍｍを満足しており、コラム同士の中心間隔も設計時の５５ｃｍと同等であった。また、いずれの置換コラムの一軸圧縮強度の平均値は、６．８Ｎ／ｍｍ２であり、一軸圧縮強度の変動係数は８．２％であった。
【００５７】
なお、ケーシング付きスクリューオーガ１のケーシング６を無回転で実施する代わりにケーシング６を逆回転で実施した場合のコラムを掘り起こすと、図１５に示すように、先行置換コラム２０の後行置換コラム２１と接する面側近辺に土砂がわずかに残っていたが、先行置換コラム２０の一軸圧縮強度の平均値は、６．２Ｎ／ｍｍ２であり、一軸圧縮強度の変動係数は７．９％であり、充分な強度を発揮していた。
【００５８】
図１６はケーシング付きスパイラルスクリューオーガ１を用いて先行の置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造する施工手順の特に好ましい例を示したものである。
図１６（ａ）に示すように先行の置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造するために、外側ケーシング６を無回転とし、内側スパイラルスクリュー２を正回転させながら掘進し、図１６（ｂ）に示すように、該スクリューオーガ２の先端が置換底位置に到達したら該スクリューオーガ２の下端部近傍の吐出口５から填充材の吐出を開始し、図１６（ｃ）に示すように填充材を吐出しつつ、外側ケーシング６は無回転とし引き上げず、内側スパイラルスクリュー２のみを正回転させながら引き上げ、内側スパイラルスクリュー２の下端位置を外側ケーシング６の下端位置より上方に位置させる。その後、図１６（ｄ）に示したように、内側のスパイラルスクリュー２の下端位置を外側ケーシング６の下端位置より上側に位置させたまま、かつ填充材を吐出しつつ、外側ケーシング６を無回転のまま、内側スパイラルスクリュー２を正回転させながら、外側ケーシング６と内側スパイラルスクリュー２を一体的に引き上げ、所定の置換範囲内を該填充材で置換しその上方の非置換部である空掘り部を形成することにより、先行置換コラム２０とオーバーラップした後行の置換コラム２１を築造しても、置換コラム中には土砂が混入していなかった。
なお、図示していないが後行置換コラム築造時に、図１６（ｃ）（ｄ）に示した姿と同様に、スクリューオーガ２の掘削爪よりもケーシング６の下端位置を若干下方に突出させた状態で掘進すると先行置換コラム２０への悪影響をさらに抑えることができ、さらに好ましい。
【００５９】
比較のために、先行置換コラム２０にオーバーラップして後行の置換コラム２１を築造するために、ケーシング付きスクリューオーガ１の代わりに、ケーシングがないスクリューオーガを使用して実験した。この点以外は、図２に示した本発明の築造条件と同条件で実験した。
図１７の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、後行の置換コラム２１を築造するために、スクリューオーガ２で掘進する段階で、掘削中の土砂が未硬化の先行置換コラム２０中に混入する（例えば、図１７では２２と示したように土塊が混入する）と共に、先行置換コラム２０の填充材（例えば、図１７では２３と示した填充材塊）が後行置換コラム２１中に吸い込まれて先行置換コラム２０の天端面が低下した。そして図１８の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、スクリューオーガ２の下部近傍の吐出口５から填充材を吐出しながらスクリューオーガ２を引き上げても先行コラム２０の後行置換コラム２１側には多量の土砂が残存した状態となり、図１９に示すように、この置換コラムを掘り上げて調査したところ、後行の置換コラム２１と先行の置換コラム２０は一体化されていなかった。
【００６０】
また、スパイラルスクリュー外周に縁板が付いているスクリューオーガを後行の置換コラムの築造時に使用した場合も、先行コラムの後行置換コラム側には多量の土砂が残存した状態となり、この置換コラムを掘り上げて調査したところ、後行の置換コラムと先行の置換コラムは一体化されていなかった。
【００６１】
なお、以上の例では先行置換コラム２０と後行置換コラム２１を一つずつ築造した例で示したが、次々に後行の置換コラム２１を築造し、置換コラムを壁状に築造する場合も本発明の構築方法を適用できる。
また、互いに間隔をおいて二つの先行置換コラム２０、２０を築造した後、この二つの先行置換コラム２０、２０が未硬化の状態で、二つの先行置換コラム２０、２０の間に後行の置換コラム２１を築造する場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の後行の置換コラムの築造工程の一例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す断面説明図である。
【図２】本発明の後行の置換コラムの築造工程の図１とは異なる他の工程例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す断面説明図である。
【図３】傾斜した支持層がある地盤における後行の置換コラムの築造工程の一例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す断面説明図である。
【図４】本発明における填充材の吐出時期を時間軸と深度軸で示す説明図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）（ｊ）である。
【図５】本発明における後行の置換コラム築造用のケーシング付きスクリューオーガの一例を説明する一部破断の正面図である。
【図６】図５のケーシングの外観を示す一部を破断で示した正面図である。
【図７】図５の先端部近辺を示す一例をケーシングのみを破断して示す正面図である。
【図８】本発明の施工に使用する装置の一例をケーシングのみを破断して示す正面図である。
【図９】本発明の施工例における後行置換コラムの施工状態を示す正面図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｂ）、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図（ｃ）である。
【図１０】図９に続く後行置換コラムの施工状態を示す正面図（ａ）、（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図（ｂ）（ａ）のＢ’−Ｂ’線断面図（ｃ）である。
【図１１】先行置換コラムの施工例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す説明図である。
【図１２】図１１とは異なる先行置換コラムの施工例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す説明図である。
【図１３】本発明により築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【図１４】本発明により図１３とは異なる条件で築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【図１５】本発明によりまた図１３や図１４とは異なる条件で築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【図１６】本発明の施工例における後行置換コラム築造時のケーシングの掘進・引き上げ状況を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す断面説明図である。
【図１７】比較例における置換コラムの築造状態を示す正面模式図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｂ）、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図（ｃ）である。
【図１８】図１７に続く置換コラムの築造状態を示す正面模式図（ａ）、（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図（ｂ）、（ａ）のＢ’−Ｂ’線断面図（ｃ）である。
【図１９】比較例により築造した置換コラムの状態を示す写真図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ケーシング付きスパイラルスクリューオーガ
２ スクリューオーガ
３ 掘削部
３ａ 掘削爪
３ｂ 平爪
４ オーガ軸
５ 吐出口
６ ケーシング
７ アダプタ
８ 下部カップリング
９ 上部カップリング
１０ オーガモータ
１１ 施工機
１２ ベースマシン
１３ ミキサ
１４ ポンプ
２０ 先行置換コラム
２１ 後行置換コラム
２２ 土塊
２３ 填充材塊
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムに略接して後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とするコラムの置換築造方法。
【請求項２】
少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムと一部オーバーラップした状態で後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とするコラムの置換築造方法。
【請求項３】
先行の置換コラムを築造する際に、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリュー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、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項４】
後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガのスクリュー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、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項５】
填充材をスクリューオーガ先端部から吐出しつつ、コラムの置換予定上端位置まで該スクリューオーガを正回転で引上げることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のコラムの置換築造方法。
【請求項６】
填充材をスクリューオーガ先端部から吐出しつつ、該スクリューオーガを正回転で引上げ、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、その後該スクリューオーガを正回転乃至逆回転させながら引上げることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のコラムの置換築造方法。
【請求項１】
少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムに略接して後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とするコラムの置換築造方法。
【請求項２】
少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリューオーガを正回転させながら掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換されたコラム（以下、置換コラムという）を築造する方法であって、先行の置換コラムの築造後の填充材が未だ固まらない内に、該先行置換コラムと一部オーバーラップした状態で後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガを使用してスクリューオーガを正回転させてケーシング部分を無回転または逆回転で掘進し、土砂や骨材を含まず、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である填充材を所望のタイミングで該スクリューオーガの先端部から吐出することによりコラムの置換底位置から上方の地盤土が填充材で置換された後行コラムを築造することを特徴とするコラムの置換築造方法。
【請求項３】
先行の置換コラムを築造する際に、少なくとも先端にスパイラルスクリュー状の掘削部を有するスクリュー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、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項４】
後行の置換コラムを築造する際に、ケーシング付きスクリューオーガのスクリュー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、該スクリューオーガの先端部から填充材を吐出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のコラムの置換築造方法。
【請求項５】
填充材をスクリューオーガ先端部から吐出しつつ、コラムの置換予定上端位置まで該スクリューオーガを正回転で引上げることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のコラムの置換築造方法。
【請求項６】
填充材をスクリューオーガ先端部から吐出しつつ、該スクリューオーガを正回転で引上げ、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、その後該スクリューオーガを正回転乃至逆回転させながら引上げることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のコラムの置換築造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−１１５６５２（Ｐ２００８−１１５６５２Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０１９５６（Ｐ２００６−３０１９５６）
【出願日】平成１８年１１月７日（２００６．１１．７）
【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２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月７日（２００６．１１．７）
【出願人】（０００１３３８８１）株式会社テノックス (62)
【Ｆターム（参考）】
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