杭穴の根固め部の築造方法、杭穴の掘削方法、根固め部の築造装置、掘削ヘッド
【課題】杭穴掘削、根固め層・杭周固定液層を効率よく形成して、良質の基礎杭を短時間で築造する。
【解決手段】地面２０から、掘削ヘッド１で杭穴２１の軸部２２及び拡底部２３を掘削する（ａ）（ｂ）。第一吐出口６から縦方向３２、第二吐出口７から横方向３３に各種掘削液等を供給し、掘削刃５、１１の刃先５ａ、１１ａ付近に掘削液が供給される。次に、根固め液を第一吐出口７から縦方向３２に、第二吐出口７から横方向３３に噴射する（ｃ）。根固め液を水平方向で放射状に噴射により、水平方向で幅広く根固め液が行き渡る。続いて、第一吐出口６、第二吐出口７から杭周固定液を噴射しながら掘削ロッド１４を引き上げる（ｄ）。第一吐出口６から根固め液等の必要量の大半を供給し、第二吐出口７から杭穴壁周辺に供給できる。次に、杭穴２１内に、環状リブ２７を形成した既製杭２６を沈下させて、定着させる（ｅ）。
【解決手段】地面２０から、掘削ヘッド１で杭穴２１の軸部２２及び拡底部２３を掘削する（ａ）（ｂ）。第一吐出口６から縦方向３２、第二吐出口７から横方向３３に各種掘削液等を供給し、掘削刃５、１１の刃先５ａ、１１ａ付近に掘削液が供給される。次に、根固め液を第一吐出口７から縦方向３２に、第二吐出口７から横方向３３に噴射する（ｃ）。根固め液を水平方向で放射状に噴射により、水平方向で幅広く根固め液が行き渡る。続いて、第一吐出口６、第二吐出口７から杭周固定液を噴射しながら掘削ロッド１４を引き上げる（ｄ）。第一吐出口６から根固め液等の必要量の大半を供給し、第二吐出口７から杭穴壁周辺に供給できる。次に、杭穴２１内に、環状リブ２７を形成した既製杭２６を沈下させて、定着させる（ｅ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第一吐出口、第二吐出口という異なる種類の吐出口を有する掘削ヘッドを使用した根固め部の築造方法、杭穴の掘削方法、この築造方法、掘削方法に使用する根固め部の築造装置、掘削ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
支持杭では、杭穴の下端部に固化材を注入し、杭穴の軸部に比して固化強度の高いセメントミルクを注入して、基礎杭や鉄筋篭の下端部を根固め部内に埋設して、基礎杭を構築していた。
【０００３】
この際、掘削ヘッドの掘削刃で杭穴を掘削し、そのまま、掘削ロッドの中空部を通して、掘削ヘッドを取り付けて、杭穴掘削し、杭穴の底部に強度を高めた根固め部を形成して、基礎杭の性能を高めていた。
【０００４】
従来の技術では、掘削ヘッドの吐出口に弁を取り付けて、地上から弁の開閉及び開口量を操作して、所定量のセメントミルクを杭穴内に噴射していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−３５６０８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の技術では、掘削ヘッドに取り付けた弁の開口量を操作して、所定量のセメントミルクが噴射できるようにしていたので、杭穴内の掘削土の性質によっては、弁の制御が難しい場合も生じる問題点があった。とりわけ、掘削ヘッドを回転又は昇降してセメントミルクと掘削土とを撹拌混合する場合には、生じるおそれがあった。
【０００６】
この場合、セメントミルクと掘削土とを充分に撹拌混合して良質の根固め部を形成する工法においては、根固め部の質を高める要望が強かった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
然るに、この発明は、地上で圧力を調節したセメントミルク等の固化材を掘削ヘッドから噴射するので、前記問題点を解決した。
【０００８】
即ちこの発明は、第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法である。
(1)前記第一吐出口より前記固化材を縦方向に噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より前記固化材を横方向に噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【０００９】
また、他の発明は、第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法である。
(1) 前記杭穴の底に近接した位置に配置した前記第一吐出口から前記固化材を噴射し、同時に又は前後して、前記杭穴の壁に近接した位置に配置した第二吐出口から前記固化材を噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで、前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【００１０】
前記根固め部の築造方法において、地上に設置した固化材吐出装置と掘削ロッドの中空部を通して掘削ロッドの吐出口に至る流路を形成し、前記固化材吐出装置で、前記吐出量又は吐出圧力を調節した固化材を、第一吐出口及び第二吐出口に夫々供給することを特徴とする根固め部の築造方法である。また、第一吐出口を大口径に形成し、あるいは固化材を大量又は低圧で噴射可能とし、第二吐出口を前記第一吐出口より、小口径に形成し、あるいは固化材を少量又は高圧で噴射可能とすることを特徴とする根固め部の築造方法である。
【００１１】
また、他の発明は、下方に開口した第一吐出口及び放射方向に開口した第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドを使用し、以下のような手順をとることを特徴とする杭穴の掘削方法である。
(1) 前記第一吐出口より掘削液を加圧して下方へ噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より掘削液を加圧して横方向に噴射しながら杭穴を掘削する。
(2) 所定の杭穴を掘削したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【００１２】
また、他の発明は、掘削刃を有する掘削ヘッドの中空部と固化材輸送装置とを送液路で連結した根固め部の築造装置において、以下のような特徴を有する根固め部の築造装置である。
(1) 前記掘削ヘッド部に、第一吐出口、第二吐出口を形成し、
(2) 該第一吐出口に大断面の第一送液路の一側を開放し、前記第二吐出口に小断面の第二送液路の一側を開放し、
(3) 前記両送液路の他側を、固化材輸送装置の吐出口に、圧力又は流量を調節自在に連結した。
【００１３】
更に、他の発明は、以下のような構成としたことを特徴とする掘削ヘッドである。
(1) 掘削ヘッドに、外気に開放する第一吐出口及び第二吐出口を形成した。
(2) 前記掘削ヘッドの中空部に、前記第一吐出口に至る第一送液路を形成し、
前記第二吐出口に至る第二送液路を形成した。
(3) 前記掘削ヘッドで杭穴を掘削した際に、該杭穴の穴底に近接した位置に前記第一吐出口を形成し、該杭穴の穴壁に近接した位置に前記第二吐出口を形成した。
【００１４】
前記における大量とは、第一吐出口から出る固化材が第二吐出口から出る固化材より相対的に低圧で大量であり、逆に前記における少量とは、第二吐出口から出る固化材が第一吐出口から出る固化材より相対的に高圧で少量であることを意味する。例えば、
・第一吐出口から ０〜３０ｋｇ／ｃｍ３
・第二吐出口から １００ｋｇ／ｃｍ３ 〜
程度とすることが考えられる。
【００１５】
また、前記における第一吐出口の縦方向は、垂直下方に対して、４５度程度の振れを含む。また、第二吐出口の横方向とは、水平方向に対して上方３０度、下方６０度程度の振れを含む。
【００１６】
この発明を適用する掘削ヘッドは、ヘッド本体に揺動自在の掘削腕を形成した構造に適するが、スパイラル状の掘削ヘッド等その構造は任意であり、中空掘削ロッドの下端に、中空部と連通する吐出口を形成できれば、総て適用できる。
【発明の効果】
【００１７】
（１） この発明は、掘削ヘッドの第一吐出口より固化材を縦方向に噴射し、第二吐出口より固化材を横方向に噴射するので、根固め部の形成に必要な量の固化材は第一吐出口より杭穴の根固め部の中心側に供給され、第二吐出口より杭穴根固め部の穴壁側にも確実に固化材が供給され、短時間で良質な杭穴根固め部を形成できる効果がある。
【００１８】
また、杭穴底に近接した第一吐出口から固化材を噴射し、杭穴壁に近接した第二吐出口から固化材を噴射するので、杭穴壁まで充分かつ確実に根固め液を行き渡らせることができ、土塊を細かく粉砕し更に撹拌できるので、良質な根固め部を短時間で築造できる効果がある。
【００１９】
（２） 更に、（１）の場合、第一吐出口より固化材を大量又は低圧で噴射し、第二吐出口より固化材を少量又は高圧で噴射する場合には、更に、効率良い固化材の充填ができ、良質の根固め部を短時間で築造できる効果がある。
【００２０】
また、とりわけ、杭穴壁に近接した位置の第二吐出口から高圧噴射することにより、短時間で、根固め部の周辺部までくまなく固化材を充填できる。従って、均質で高強度の根固め部の築造が可能である。また、この場合、揺動する掘削腕を有する掘削ヘッドを使用した場合、掘削腕などで粉砕した土塊を高圧噴射により、さらに細かく粉砕して、撹拌むらのない良質な根固め部を築造できる。
【００２１】
（３） また、第一吐出口から下方に掘削液を加圧噴出し、第二吐出口から放射状に掘削液を加圧噴出して杭穴を掘削すれば、掘削ヘッドと併用して効率良く掘削をすることができる効果がある。とりわけ、第二吐出口からの噴射により、大径に根固め部を形成する場合（例えば、杭穴の軸部径の２倍程度）であっても、根固め部を正確に掘削できる効果がある。あるいは、掘削ヘッドの負担を軽減して、杭穴を掘削することができる。
【００２２】
また、杭穴を掘削する際に、第二吐出口から高圧噴射することにより土塊を細かく粉砕でき、杭穴の拡底部の穴壁まで確実に均質な杭穴（掘削孔）を造成することができる。
【００２３】
（４） また、掘削ヘッド内に２つの液路を形成し、夫々を吐出口に開放するので、同時に異なる性質の液体を、杭穴内に供給できる効果がある。尚、異なる性質の液体として、濃度や圧力が異なる固化材が考えられる。
【００２４】
（５） また、第二吐出口より固化材を横方向に噴射するので、根固め部を大径、例えば杭穴軸部径の２倍程度に形成した場合であっても、充分に根固め液を充填させて、良質の根固め部を構成できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（１） 掘削刃５、５を有するヘッド本体２内に中空部が形成され、中空部内に大径の第一搬送パイプ８及びこれに沿わせて小径の第二搬送パイプ９を配置する。第一搬送パイプの下端は第一吐出口６に開放し、第二搬送パイプの下部が２つに分岐して夫々第二吐出口７、７に開放している。尚、第二搬送パイプの第二吐出口７は、少なくとも１つあれば可能であるが、複数形成することが望ましい。
【００２６】
掘削ロッド１４にも中空部が形成され、中空部内に大径の第一搬送パイプ８Ａと、これに沿わせた小径の第二搬送パイプ９Ａが配置されている。
【００２７】
掘削ロッド１４の下端連結部１５に、掘削ヘッド１の連結部４を嵌挿して連結する。この際、掘削ヘッド１の第一搬送パイプ８、第二搬送パイプ９と、掘削ロッド１４の第一搬送パイプ８Ａ、第二搬送パイプ９Ａが連結部４内で連結される（図３（ａ））。
【００２８】
（２） 前記において、大径の第一搬送パイプ８と小径の第二搬送パイプ９とを沿うように配置したが（図３（ａ））、第一搬送パイプ８内に、第二搬送パイプ９を配置することもできる（図３（ｂ））。この場合、第一搬送パイプ９の下部で、分岐した第二搬送パイプ９、９が貫通して、第二搬送パイプ９、９は第一吐出口７、７に開放する。
【００２９】
また、この場合、掘削ロッド１４内でも、第一搬送パイプ８Ａ内に、第二搬送パイプ９Ａが配置される（図３（ｂ））。
【００３０】
（３） 第一搬送パイプ８Ａを、第一搬送パイプ８Ｂを介して、セメントミルク搬送装置１７の第一供給口（大径）１８に連結する。第二搬送パイプ９Ａを、第二搬送パイプ９Ｂを介して、セメントミルク搬送装置１７の第二供給口（小径）１９に連結する（図１（ａ））。
【００３１】
（４） セメントミルク搬送装置１７の第一供給口１８を調節することにより、比較的低圧で大量のセメントミルクを掘削ヘッド１の下端の第一吐出口６から杭穴内に供給できる。また、セメントミルク搬送装置１７の第二供給口１９を調節することにより、比較的少量ではあるが、高圧のセメントミルクを掘削ヘッド１の側面の第二吐出口７、７から杭穴内に供給できる。
【００３２】
これにより、杭穴根固め部の穴壁周辺にも確実にセメントミルクを充填でき、良質の根固め部を形成できる。
【００３３】
（５） また、杭穴掘削時に、セメントミルク搬送装置１７を使って、セメントミルクではなく、水等各種掘削液を各供給口１８、１９から各吐出口６、７に搬送すれば、効率良い掘削も実現できる。
【００３４】
（６）このような、第一第二吐出口を使用した掘削方法を採用すれば、とりわけ杭穴の軸部に比して拡底部径が大きい杭穴の場合に特に有効である。例えば、杭穴の軸部径１０００ｍｍで形成し、根固め部を拡径して２０００ｍｍとするような杭穴であっても、寸法精度が良い杭穴（即ち、所定のサイズの根固め部を均質精巧に）を造ることができる。根固め部内に土塊が無く、より均質なソイルセメントが充填され、杭穴壁も整えられた円筒形で築造できる。
【実施例１】
【００３５】
図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【００３６】
［１］掘削ヘッド１の構成
【００３７】
この発明の掘削ヘッド１は、中空のヘッド本体２の側面２ａに水平軸３を形成して、この水平軸３に揺動自在に掘削腕１０、１０を取り付けて構成する。ヘッド本体２は、上端部に、通路を有する中空の掘削ロッド１４の下端連結部１５に連結できる連結部４を形成して、連結部４を通して、掘削ロッド１４の通路とヘッド本体２の中空部とが連通できる。また、ヘッド本体２の下端部には、固定掘削刃５、５が下方に向けて形成されている。また、掘削腕１０の下端部に掘削刃１１、１１を形成してある。
【００３８】
また、ヘッド本体２の下端で、固定掘削刃５、５の間に第一吐出口６を形成し、またヘッド本体２の側面で、水平軸３と略直交する側面２ｂに、第二吐出口７を形成する。従って、第二吐出口７は、掘削腕１０、１０の揺動面とは異なる面に形成される。
【００３９】
掘削ロッド２の中空部を挿通した大径の第一搬送パイプ８が、ヘッド本体２内に至り、ヘッド本体２の下端の第一吐出口６に開放している。また、第一搬送パイプ８に沿って、第二搬送パイプ９が挿通され、第二搬送パイプ９は、ヘッド本体２の中空部に至り、中空部内で分岐して、２つの第二吐出口７、７に開放している。２つの第二吐出口７、７はほぼ同一高さに設定されている。
【００４０】
第一吐出口６、第二吐出口７には、夫々開閉弁（図示していない）を取り付けてある。以上のようにして、掘削ヘッド２を構成する（図２）。
【００４１】
［２］掘削ロッド１４、掘削装置３０
【００４２】
（１） 掘削ロッド１４は、掘削ヘッド２の連結部４に嵌装できる下端連結部１５を有し、全長に亘り、中空部が形成されている。中空部内に、掘削ヘッド２内の第一搬送パイプ８に連結する第一搬送パイプ８Ａ、掘削ヘッド２内の第二搬送パイプ９に連結する第二搬送パイプ９Ａ、が夫々配置されている（図３（ａ）、図２）。第一搬送パイプ８と第一搬送パイプ８Ａとは同一内径で、第二搬送パイプ９と第二搬送パイプ９Ａとも同一内径で、夫々連結部４内で連結されている。また、掘削ヘッド２の上方にほぼ全長に亘って、杭穴壁を均す為の練付ドラム１６を取り付けてある（図１（ｂ）〜（ｄ））。
【００４３】
（２） オーガに連結した掘削ロッド１４の先端１５に掘削ヘッド１を連結してある。
【００４４】
また、地上２０に置いてあるセメントミルク輸送装置（固化材輸送装置）１７の第一供給口（大径）１８に第一搬送パイプ８Ｂの一端、第二供給口（小径）１９に第二搬送パイプ９Ｂの一端が夫々連結されている。第一搬送パイプ８Ｂの他端を掘削ロッド１４の第一搬送パイプ８Ａに接続し、第二搬送パイプ９Ｂの他端を掘削ロッド１４の第二搬送パイプ９Ａに接続する（図１（ａ））。
【００４５】
従って、ほぼ同一内径で形成される第一搬送パイプ８、８Ａ、８Ｂが一体に連結され、ほぼ同一内径で形成される第二搬送パイプ９、９Ａ、９Ｂが一体に連結される。
【００４６】
（３） 掘削ヘッド１を連結した掘削ロッド１４と、セメントミルク輸送装置１７と、これを連結した搬送パイプ８Ｂ、９Ｂとから掘削装置３０を構成する（図１（ａ））。
【００４７】
［３］掘削方法
【００４８】
（１） 所定の掘削位置で、掘削ロッド１４を回転させて、杭穴２１の軸部２２を掘削する（図１（ａ））。この際、必要ならば、前記第一吐出口６及び／又は第二吐出口７から水等の各種掘削液等を供給する。従って、掘削ヘッド１の第一吐出口６から垂直下方（矢示３２方向）に向けて比較的大量に比較的小圧力で掘削液が、杭穴２１の中心側に加圧して噴射され、固定掘削刃５、５の刃先付近に掘削液が供給される。また、掘削ヘッド２の第二吐出口７、７から水平放射状（矢示３３、３３方向）に比較的少量で比較的大圧力で掘削液が、杭穴の外周側に加圧して噴射され、掘削腕１０、１０の掘削刃１１付近に掘削液が供給される。
【００４９】
各掘削刃５、１１の刃先５ａ、１１ａ付近に掘削液が供給されるので、少ない量の掘削液の供給でも効率良い掘削が実現できる。とりわけ、掘削腕１０の掘削刃１１、１１では杭穴壁２１ａを削ぐように掘削がなされるので、高圧での掘削液の噴射により杭穴壁２１ａの表面が強制的に湿潤状態となり崩れやすくなるので、掘削効率を高められる。ここで、杭穴軸部の崩落を防止するためには、掘削ロッド１４に、杭穴の内壁面２１ａを均す練付ドラム１６、あるいは、掘削土を粉砕撹拌する撹拌棒１６ａを装着することが有効である。
【００５０】
（２） 所定の杭穴２１の軸部２２の掘削に続き、掘削ロッド１４（掘削ヘッド２）を逆転させて、杭穴拡底部２３を掘削する（図１（ｂ））。拡底部２３の掘削は、
ａ．所定の地盤強度が確認される地盤まで軸部２２の径で掘削し、その後、逆転して掘削径を拡大して、穴壁を拡げるように、穴底壁を拡大掘削して、拡底部２３を形成する。
ｂ．予め設定した深さに至ったならば、掘削ロッド１４を逆転して、その深さから下方を、初めから拡大掘削して拡底部２３を形成する。所定の地盤強度が確認される地盤まで、拡大掘削を続ける。
このようないずれの掘削方法を採用しても可能である。
【００５１】
但し、前者ａは地盤強度が比較的低く、崩れ易く掘削が容易な場合に適している。また、後者ｂは、地盤強度が比較的高く、掘削ロッド１４にねじりに対する強度が必要であり、掘削性が良くない場合に有効である。
【００５２】
また、拡底部２３を掘削する際にも、前記軸部の掘削（１）と同様に、必要ならば、第一吐出口６から垂直下方（示３２方向）に掘削液を吐出し、第二吐出口７、７から水平放射状（矢示３３、３３方向）に掘削液を吐出する（図１（ａ）参照）。
【００５３】
（３） 所定の拡底部２３の掘削が完了したならば、掘削ヘッド２の第一吐出口７から根固め液（富配合のセメントミルク）を垂直下方（矢示３２方向）に向けて、噴射する。同時に、掘削ヘッド２の第二吐出口７、７から根固め液を水平放射状（矢示３３、３３方向）に噴射する（図１（ｃ）、図２）。根固め液を水平方向で放射状に噴射により、水平方向で幅広く根固め液が行き渡る。ここで、当該地盤で高支持力を発現する為には、根固め液は、掘削土と撹拌混合した後に支持地盤の強度以上の固化強度となるように、調整することが望ましい。
【００５４】
この際に、掘削ヘッド１を回転し、また拡底部２３内で少なくとも１回は掘削ヘッド１を昇降させて、練付ドラム１６で杭穴壁２１ａを均しつつ、セメントミルクと掘削土とを撹拌混合させることが望ましい。また、崩れやすい杭穴壁２１ａに向けて、第二吐出口７、７からの根固め液が直接に当たるので杭穴壁２１ａが強化されると共に、土塊が細かく粉砕・撹拌され、均質で高品質な拡大根固め部２４を形成できる。また、複数箇所からのセメントミルクの噴射で、より短時間で、拡大根固め部２４を形成できる。
【００５５】
以上のようにして、拡大根固め部２４の築造が完了する。
【００５６】
（４） 続いて、掘削ヘッド１の第一吐出口６から比較的小圧力で大量に、杭周固定液（貧配合のセメントミルク）を噴射しながら、掘削ロッド１４を地上２０に向けて引き上げる。同時に第二吐出口７、７からも比較的大圧力で少量の杭周固定液を噴射する（図１（ｄ））。第一吐出口６からの杭周固定液で必要量の大半を供給でき、かつ第二吐出口７、７からの杭周固定液で、崩れやすい杭穴壁付近も杭周固定液が直接に当たり杭穴壁周辺にも貯まり、穴壁が強化される。
【００５７】
また、この際、掘削ロッド１４を引き上げながら掘削ヘッド１を回転させれば、杭穴軸部２２内に、より均質に杭周固定液を充填できる。掘削時と同様に、杭穴壁を均す為の練付ドラム１６、セメントミルクを撹拌する撹拌バー１６ａを形成してあれば、より品質の確かな杭穴２１を築造できる。
【００５８】
（５） 続いて、杭穴２１内に、下端部に環状リブ２７、２７を形成したコンクリート製の既製杭２６を沈下させて、環状リブ２７が拡大根固め部２４内に位置する状態で、定着させる（図１（ｅ））。拡大根固め部２４の根固め液が固化したならば、支持地盤の強度以上となる根固め部２４を形成できる。
【００５９】
（６） また、実施例のようなヘッド本体２に取り付けた掘削腕１０、１０を揺動させる掘削ヘッド１を使用して杭穴を掘削する方法は、掘削ヘッド１の形状が比較的小型にもかかわらず、従来に比して大径の杭穴、更に大径の拡底部を正確に掘削でき、杭穴掘削効率を大幅に改善させていた。しかし、この掘削腕１０、１０を使用した掘削ヘッド１であって、掘削腕１０、１０への負担が大きく、掘削時間が掛かるような地盤、土塊の粉砕が充分にできない地盤なども存在した。この場合であっても、第一第二吐出口７、８を併用すれば、掘削腕１０、１０への負担を軽減して、短時間で、かつ土塊を粉砕して、大径の拡底部を正確かつ効率的に掘削できる。
【００６０】
［３］他の実施例
【００６１】
前記実施例において、第二吐出口７を掘削ヘッド１の側面に形成したが、掘削腕１０、１０に形成することもできる。この場合には、掘削腕１０を中空に形成し、第二吐出口７まで第二搬送パイプ９、９を通す（図示していない）。
【００６２】
また、前記実施例において、掘削時に掘削液を注入したが、掘削液の注入は省略することもできる。
【００６３】
また、前記実施例において、「固定掘削刃５、掘削腕１０、１０の掘削刃１１を使用せず」あるいは、「固定掘削刃５及び掘削刃１１の一方又は両方を省略した掘削ヘッドを使用して」、第一吐出口６、第二吐出口７からの掘削液の加圧噴出のみで、杭穴を掘削することもできる（図示していない）。
【００６４】
また、前記実施例において、根固め部を拡大根固め部２４としたが、杭穴軸部２２と同径で根固め部を掘削することもできる（図示していない）。
【００６５】
また、前記実施例において、第一吐出口６には、第一供給口１８、第一搬送パイプ８、８Ａ、８Ｂを介して杭穴充填物を充填し、また、第二吐出口７には、第二供給口１９、第二搬送パイプ９、９Ａ、９Ｂを介して杭穴充填物を充填できるので、異なる種類の杭穴充填物を夫々吐出口６、７に供給することができる。例えば、第二吐出口７から、杭穴壁２１ａを強化する各種混和剤などを混入したセメントミルクを吐出することもできる（図示していない）
また、同質の杭穴充填材を吐出する場合には、従来のように、各吐出口６、７のバルブの開閉を調節することにより、１本の搬送パイプで、縦方向（又は杭穴底に近接した側）と横方向（又は杭穴壁に近接した側）に所定量の杭穴充填物を吐出できる（図示していない）。
【００６６】
また、前記第二吐出口７は、水平方向に設けたが、若干斜め上方又は斜め下方に向けて設置し、あるいは角度を変更可能に取り付けることもできる（図示していない）。
【００６７】
また、前記実施例において、掘削ヘッド２を取り付けて掘削ロッド１４を構成したが、掘削ロッド１４の下端部に掘削ヘッド２を一体に形成することもできる（図示していない）。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（ａ）〜（ｅ）はこの発明の実施例の築造方法を説明する概略した縦断面図である。
【図２】この発明の実施例に使用する掘削ヘッドの拡大正面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、同じくヘッド内のパイプの配置を表す概念図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 掘削ヘッド
２ ヘッド本体
３ 水平軸
４ ヘッド本体の連結部
５ ヘッド本体の固定掘削刃
６ ヘッド本体の第一吐出口
７ ヘッド本体の第二吐出口
８ ヘッド本体の第一搬送パイプ
９ ヘッド本体の第二搬送パイプ
１０ 掘削腕
１１ 掘削腕の掘削刃
１４ 掘削ロッド
１５ 掘削ロッドの下端連結
１６ 練付ドラム
１６ａ 撹拌バー
１７ セメントミルク輸送装置
１８ セメントミルク輸送装置の第一供給口
１９ セメントミルク輸送装置の第二供給口
２０ 地面（地上）
２１ 杭穴
２２ 杭穴の軸部
２３ 杭穴の拡底部
２４ 拡大根固め部
２６ 既製杭
２７ 既製杭の環状リブ
３０ 掘削装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第一吐出口、第二吐出口という異なる種類の吐出口を有する掘削ヘッドを使用した根固め部の築造方法、杭穴の掘削方法、この築造方法、掘削方法に使用する根固め部の築造装置、掘削ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
支持杭では、杭穴の下端部に固化材を注入し、杭穴の軸部に比して固化強度の高いセメントミルクを注入して、基礎杭や鉄筋篭の下端部を根固め部内に埋設して、基礎杭を構築していた。
【０００３】
この際、掘削ヘッドの掘削刃で杭穴を掘削し、そのまま、掘削ロッドの中空部を通して、掘削ヘッドを取り付けて、杭穴掘削し、杭穴の底部に強度を高めた根固め部を形成して、基礎杭の性能を高めていた。
【０００４】
従来の技術では、掘削ヘッドの吐出口に弁を取り付けて、地上から弁の開閉及び開口量を操作して、所定量のセメントミルクを杭穴内に噴射していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−３５６０８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の技術では、掘削ヘッドに取り付けた弁の開口量を操作して、所定量のセメントミルクが噴射できるようにしていたので、杭穴内の掘削土の性質によっては、弁の制御が難しい場合も生じる問題点があった。とりわけ、掘削ヘッドを回転又は昇降してセメントミルクと掘削土とを撹拌混合する場合には、生じるおそれがあった。
【０００６】
この場合、セメントミルクと掘削土とを充分に撹拌混合して良質の根固め部を形成する工法においては、根固め部の質を高める要望が強かった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
然るに、この発明は、地上で圧力を調節したセメントミルク等の固化材を掘削ヘッドから噴射するので、前記問題点を解決した。
【０００８】
即ちこの発明は、第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法である。
(1)前記第一吐出口より前記固化材を縦方向に噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より前記固化材を横方向に噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【０００９】
また、他の発明は、第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法である。
(1) 前記杭穴の底に近接した位置に配置した前記第一吐出口から前記固化材を噴射し、同時に又は前後して、前記杭穴の壁に近接した位置に配置した第二吐出口から前記固化材を噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで、前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【００１０】
前記根固め部の築造方法において、地上に設置した固化材吐出装置と掘削ロッドの中空部を通して掘削ロッドの吐出口に至る流路を形成し、前記固化材吐出装置で、前記吐出量又は吐出圧力を調節した固化材を、第一吐出口及び第二吐出口に夫々供給することを特徴とする根固め部の築造方法である。また、第一吐出口を大口径に形成し、あるいは固化材を大量又は低圧で噴射可能とし、第二吐出口を前記第一吐出口より、小口径に形成し、あるいは固化材を少量又は高圧で噴射可能とすることを特徴とする根固め部の築造方法である。
【００１１】
また、他の発明は、下方に開口した第一吐出口及び放射方向に開口した第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドを使用し、以下のような手順をとることを特徴とする杭穴の掘削方法である。
(1) 前記第一吐出口より掘削液を加圧して下方へ噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より掘削液を加圧して横方向に噴射しながら杭穴を掘削する。
(2) 所定の杭穴を掘削したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【００１２】
また、他の発明は、掘削刃を有する掘削ヘッドの中空部と固化材輸送装置とを送液路で連結した根固め部の築造装置において、以下のような特徴を有する根固め部の築造装置である。
(1) 前記掘削ヘッド部に、第一吐出口、第二吐出口を形成し、
(2) 該第一吐出口に大断面の第一送液路の一側を開放し、前記第二吐出口に小断面の第二送液路の一側を開放し、
(3) 前記両送液路の他側を、固化材輸送装置の吐出口に、圧力又は流量を調節自在に連結した。
【００１３】
更に、他の発明は、以下のような構成としたことを特徴とする掘削ヘッドである。
(1) 掘削ヘッドに、外気に開放する第一吐出口及び第二吐出口を形成した。
(2) 前記掘削ヘッドの中空部に、前記第一吐出口に至る第一送液路を形成し、
前記第二吐出口に至る第二送液路を形成した。
(3) 前記掘削ヘッドで杭穴を掘削した際に、該杭穴の穴底に近接した位置に前記第一吐出口を形成し、該杭穴の穴壁に近接した位置に前記第二吐出口を形成した。
【００１４】
前記における大量とは、第一吐出口から出る固化材が第二吐出口から出る固化材より相対的に低圧で大量であり、逆に前記における少量とは、第二吐出口から出る固化材が第一吐出口から出る固化材より相対的に高圧で少量であることを意味する。例えば、
・第一吐出口から ０〜３０ｋｇ／ｃｍ３
・第二吐出口から １００ｋｇ／ｃｍ３ 〜
程度とすることが考えられる。
【００１５】
また、前記における第一吐出口の縦方向は、垂直下方に対して、４５度程度の振れを含む。また、第二吐出口の横方向とは、水平方向に対して上方３０度、下方６０度程度の振れを含む。
【００１６】
この発明を適用する掘削ヘッドは、ヘッド本体に揺動自在の掘削腕を形成した構造に適するが、スパイラル状の掘削ヘッド等その構造は任意であり、中空掘削ロッドの下端に、中空部と連通する吐出口を形成できれば、総て適用できる。
【発明の効果】
【００１７】
（１） この発明は、掘削ヘッドの第一吐出口より固化材を縦方向に噴射し、第二吐出口より固化材を横方向に噴射するので、根固め部の形成に必要な量の固化材は第一吐出口より杭穴の根固め部の中心側に供給され、第二吐出口より杭穴根固め部の穴壁側にも確実に固化材が供給され、短時間で良質な杭穴根固め部を形成できる効果がある。
【００１８】
また、杭穴底に近接した第一吐出口から固化材を噴射し、杭穴壁に近接した第二吐出口から固化材を噴射するので、杭穴壁まで充分かつ確実に根固め液を行き渡らせることができ、土塊を細かく粉砕し更に撹拌できるので、良質な根固め部を短時間で築造できる効果がある。
【００１９】
（２） 更に、（１）の場合、第一吐出口より固化材を大量又は低圧で噴射し、第二吐出口より固化材を少量又は高圧で噴射する場合には、更に、効率良い固化材の充填ができ、良質の根固め部を短時間で築造できる効果がある。
【００２０】
また、とりわけ、杭穴壁に近接した位置の第二吐出口から高圧噴射することにより、短時間で、根固め部の周辺部までくまなく固化材を充填できる。従って、均質で高強度の根固め部の築造が可能である。また、この場合、揺動する掘削腕を有する掘削ヘッドを使用した場合、掘削腕などで粉砕した土塊を高圧噴射により、さらに細かく粉砕して、撹拌むらのない良質な根固め部を築造できる。
【００２１】
（３） また、第一吐出口から下方に掘削液を加圧噴出し、第二吐出口から放射状に掘削液を加圧噴出して杭穴を掘削すれば、掘削ヘッドと併用して効率良く掘削をすることができる効果がある。とりわけ、第二吐出口からの噴射により、大径に根固め部を形成する場合（例えば、杭穴の軸部径の２倍程度）であっても、根固め部を正確に掘削できる効果がある。あるいは、掘削ヘッドの負担を軽減して、杭穴を掘削することができる。
【００２２】
また、杭穴を掘削する際に、第二吐出口から高圧噴射することにより土塊を細かく粉砕でき、杭穴の拡底部の穴壁まで確実に均質な杭穴（掘削孔）を造成することができる。
【００２３】
（４） また、掘削ヘッド内に２つの液路を形成し、夫々を吐出口に開放するので、同時に異なる性質の液体を、杭穴内に供給できる効果がある。尚、異なる性質の液体として、濃度や圧力が異なる固化材が考えられる。
【００２４】
（５） また、第二吐出口より固化材を横方向に噴射するので、根固め部を大径、例えば杭穴軸部径の２倍程度に形成した場合であっても、充分に根固め液を充填させて、良質の根固め部を構成できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（１） 掘削刃５、５を有するヘッド本体２内に中空部が形成され、中空部内に大径の第一搬送パイプ８及びこれに沿わせて小径の第二搬送パイプ９を配置する。第一搬送パイプの下端は第一吐出口６に開放し、第二搬送パイプの下部が２つに分岐して夫々第二吐出口７、７に開放している。尚、第二搬送パイプの第二吐出口７は、少なくとも１つあれば可能であるが、複数形成することが望ましい。
【００２６】
掘削ロッド１４にも中空部が形成され、中空部内に大径の第一搬送パイプ８Ａと、これに沿わせた小径の第二搬送パイプ９Ａが配置されている。
【００２７】
掘削ロッド１４の下端連結部１５に、掘削ヘッド１の連結部４を嵌挿して連結する。この際、掘削ヘッド１の第一搬送パイプ８、第二搬送パイプ９と、掘削ロッド１４の第一搬送パイプ８Ａ、第二搬送パイプ９Ａが連結部４内で連結される（図３（ａ））。
【００２８】
（２） 前記において、大径の第一搬送パイプ８と小径の第二搬送パイプ９とを沿うように配置したが（図３（ａ））、第一搬送パイプ８内に、第二搬送パイプ９を配置することもできる（図３（ｂ））。この場合、第一搬送パイプ９の下部で、分岐した第二搬送パイプ９、９が貫通して、第二搬送パイプ９、９は第一吐出口７、７に開放する。
【００２９】
また、この場合、掘削ロッド１４内でも、第一搬送パイプ８Ａ内に、第二搬送パイプ９Ａが配置される（図３（ｂ））。
【００３０】
（３） 第一搬送パイプ８Ａを、第一搬送パイプ８Ｂを介して、セメントミルク搬送装置１７の第一供給口（大径）１８に連結する。第二搬送パイプ９Ａを、第二搬送パイプ９Ｂを介して、セメントミルク搬送装置１７の第二供給口（小径）１９に連結する（図１（ａ））。
【００３１】
（４） セメントミルク搬送装置１７の第一供給口１８を調節することにより、比較的低圧で大量のセメントミルクを掘削ヘッド１の下端の第一吐出口６から杭穴内に供給できる。また、セメントミルク搬送装置１７の第二供給口１９を調節することにより、比較的少量ではあるが、高圧のセメントミルクを掘削ヘッド１の側面の第二吐出口７、７から杭穴内に供給できる。
【００３２】
これにより、杭穴根固め部の穴壁周辺にも確実にセメントミルクを充填でき、良質の根固め部を形成できる。
【００３３】
（５） また、杭穴掘削時に、セメントミルク搬送装置１７を使って、セメントミルクではなく、水等各種掘削液を各供給口１８、１９から各吐出口６、７に搬送すれば、効率良い掘削も実現できる。
【００３４】
（６）このような、第一第二吐出口を使用した掘削方法を採用すれば、とりわけ杭穴の軸部に比して拡底部径が大きい杭穴の場合に特に有効である。例えば、杭穴の軸部径１０００ｍｍで形成し、根固め部を拡径して２０００ｍｍとするような杭穴であっても、寸法精度が良い杭穴（即ち、所定のサイズの根固め部を均質精巧に）を造ることができる。根固め部内に土塊が無く、より均質なソイルセメントが充填され、杭穴壁も整えられた円筒形で築造できる。
【実施例１】
【００３５】
図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【００３６】
［１］掘削ヘッド１の構成
【００３７】
この発明の掘削ヘッド１は、中空のヘッド本体２の側面２ａに水平軸３を形成して、この水平軸３に揺動自在に掘削腕１０、１０を取り付けて構成する。ヘッド本体２は、上端部に、通路を有する中空の掘削ロッド１４の下端連結部１５に連結できる連結部４を形成して、連結部４を通して、掘削ロッド１４の通路とヘッド本体２の中空部とが連通できる。また、ヘッド本体２の下端部には、固定掘削刃５、５が下方に向けて形成されている。また、掘削腕１０の下端部に掘削刃１１、１１を形成してある。
【００３８】
また、ヘッド本体２の下端で、固定掘削刃５、５の間に第一吐出口６を形成し、またヘッド本体２の側面で、水平軸３と略直交する側面２ｂに、第二吐出口７を形成する。従って、第二吐出口７は、掘削腕１０、１０の揺動面とは異なる面に形成される。
【００３９】
掘削ロッド２の中空部を挿通した大径の第一搬送パイプ８が、ヘッド本体２内に至り、ヘッド本体２の下端の第一吐出口６に開放している。また、第一搬送パイプ８に沿って、第二搬送パイプ９が挿通され、第二搬送パイプ９は、ヘッド本体２の中空部に至り、中空部内で分岐して、２つの第二吐出口７、７に開放している。２つの第二吐出口７、７はほぼ同一高さに設定されている。
【００４０】
第一吐出口６、第二吐出口７には、夫々開閉弁（図示していない）を取り付けてある。以上のようにして、掘削ヘッド２を構成する（図２）。
【００４１】
［２］掘削ロッド１４、掘削装置３０
【００４２】
（１） 掘削ロッド１４は、掘削ヘッド２の連結部４に嵌装できる下端連結部１５を有し、全長に亘り、中空部が形成されている。中空部内に、掘削ヘッド２内の第一搬送パイプ８に連結する第一搬送パイプ８Ａ、掘削ヘッド２内の第二搬送パイプ９に連結する第二搬送パイプ９Ａ、が夫々配置されている（図３（ａ）、図２）。第一搬送パイプ８と第一搬送パイプ８Ａとは同一内径で、第二搬送パイプ９と第二搬送パイプ９Ａとも同一内径で、夫々連結部４内で連結されている。また、掘削ヘッド２の上方にほぼ全長に亘って、杭穴壁を均す為の練付ドラム１６を取り付けてある（図１（ｂ）〜（ｄ））。
【００４３】
（２） オーガに連結した掘削ロッド１４の先端１５に掘削ヘッド１を連結してある。
【００４４】
また、地上２０に置いてあるセメントミルク輸送装置（固化材輸送装置）１７の第一供給口（大径）１８に第一搬送パイプ８Ｂの一端、第二供給口（小径）１９に第二搬送パイプ９Ｂの一端が夫々連結されている。第一搬送パイプ８Ｂの他端を掘削ロッド１４の第一搬送パイプ８Ａに接続し、第二搬送パイプ９Ｂの他端を掘削ロッド１４の第二搬送パイプ９Ａに接続する（図１（ａ））。
【００４５】
従って、ほぼ同一内径で形成される第一搬送パイプ８、８Ａ、８Ｂが一体に連結され、ほぼ同一内径で形成される第二搬送パイプ９、９Ａ、９Ｂが一体に連結される。
【００４６】
（３） 掘削ヘッド１を連結した掘削ロッド１４と、セメントミルク輸送装置１７と、これを連結した搬送パイプ８Ｂ、９Ｂとから掘削装置３０を構成する（図１（ａ））。
【００４７】
［３］掘削方法
【００４８】
（１） 所定の掘削位置で、掘削ロッド１４を回転させて、杭穴２１の軸部２２を掘削する（図１（ａ））。この際、必要ならば、前記第一吐出口６及び／又は第二吐出口７から水等の各種掘削液等を供給する。従って、掘削ヘッド１の第一吐出口６から垂直下方（矢示３２方向）に向けて比較的大量に比較的小圧力で掘削液が、杭穴２１の中心側に加圧して噴射され、固定掘削刃５、５の刃先付近に掘削液が供給される。また、掘削ヘッド２の第二吐出口７、７から水平放射状（矢示３３、３３方向）に比較的少量で比較的大圧力で掘削液が、杭穴の外周側に加圧して噴射され、掘削腕１０、１０の掘削刃１１付近に掘削液が供給される。
【００４９】
各掘削刃５、１１の刃先５ａ、１１ａ付近に掘削液が供給されるので、少ない量の掘削液の供給でも効率良い掘削が実現できる。とりわけ、掘削腕１０の掘削刃１１、１１では杭穴壁２１ａを削ぐように掘削がなされるので、高圧での掘削液の噴射により杭穴壁２１ａの表面が強制的に湿潤状態となり崩れやすくなるので、掘削効率を高められる。ここで、杭穴軸部の崩落を防止するためには、掘削ロッド１４に、杭穴の内壁面２１ａを均す練付ドラム１６、あるいは、掘削土を粉砕撹拌する撹拌棒１６ａを装着することが有効である。
【００５０】
（２） 所定の杭穴２１の軸部２２の掘削に続き、掘削ロッド１４（掘削ヘッド２）を逆転させて、杭穴拡底部２３を掘削する（図１（ｂ））。拡底部２３の掘削は、
ａ．所定の地盤強度が確認される地盤まで軸部２２の径で掘削し、その後、逆転して掘削径を拡大して、穴壁を拡げるように、穴底壁を拡大掘削して、拡底部２３を形成する。
ｂ．予め設定した深さに至ったならば、掘削ロッド１４を逆転して、その深さから下方を、初めから拡大掘削して拡底部２３を形成する。所定の地盤強度が確認される地盤まで、拡大掘削を続ける。
このようないずれの掘削方法を採用しても可能である。
【００５１】
但し、前者ａは地盤強度が比較的低く、崩れ易く掘削が容易な場合に適している。また、後者ｂは、地盤強度が比較的高く、掘削ロッド１４にねじりに対する強度が必要であり、掘削性が良くない場合に有効である。
【００５２】
また、拡底部２３を掘削する際にも、前記軸部の掘削（１）と同様に、必要ならば、第一吐出口６から垂直下方（示３２方向）に掘削液を吐出し、第二吐出口７、７から水平放射状（矢示３３、３３方向）に掘削液を吐出する（図１（ａ）参照）。
【００５３】
（３） 所定の拡底部２３の掘削が完了したならば、掘削ヘッド２の第一吐出口７から根固め液（富配合のセメントミルク）を垂直下方（矢示３２方向）に向けて、噴射する。同時に、掘削ヘッド２の第二吐出口７、７から根固め液を水平放射状（矢示３３、３３方向）に噴射する（図１（ｃ）、図２）。根固め液を水平方向で放射状に噴射により、水平方向で幅広く根固め液が行き渡る。ここで、当該地盤で高支持力を発現する為には、根固め液は、掘削土と撹拌混合した後に支持地盤の強度以上の固化強度となるように、調整することが望ましい。
【００５４】
この際に、掘削ヘッド１を回転し、また拡底部２３内で少なくとも１回は掘削ヘッド１を昇降させて、練付ドラム１６で杭穴壁２１ａを均しつつ、セメントミルクと掘削土とを撹拌混合させることが望ましい。また、崩れやすい杭穴壁２１ａに向けて、第二吐出口７、７からの根固め液が直接に当たるので杭穴壁２１ａが強化されると共に、土塊が細かく粉砕・撹拌され、均質で高品質な拡大根固め部２４を形成できる。また、複数箇所からのセメントミルクの噴射で、より短時間で、拡大根固め部２４を形成できる。
【００５５】
以上のようにして、拡大根固め部２４の築造が完了する。
【００５６】
（４） 続いて、掘削ヘッド１の第一吐出口６から比較的小圧力で大量に、杭周固定液（貧配合のセメントミルク）を噴射しながら、掘削ロッド１４を地上２０に向けて引き上げる。同時に第二吐出口７、７からも比較的大圧力で少量の杭周固定液を噴射する（図１（ｄ））。第一吐出口６からの杭周固定液で必要量の大半を供給でき、かつ第二吐出口７、７からの杭周固定液で、崩れやすい杭穴壁付近も杭周固定液が直接に当たり杭穴壁周辺にも貯まり、穴壁が強化される。
【００５７】
また、この際、掘削ロッド１４を引き上げながら掘削ヘッド１を回転させれば、杭穴軸部２２内に、より均質に杭周固定液を充填できる。掘削時と同様に、杭穴壁を均す為の練付ドラム１６、セメントミルクを撹拌する撹拌バー１６ａを形成してあれば、より品質の確かな杭穴２１を築造できる。
【００５８】
（５） 続いて、杭穴２１内に、下端部に環状リブ２７、２７を形成したコンクリート製の既製杭２６を沈下させて、環状リブ２７が拡大根固め部２４内に位置する状態で、定着させる（図１（ｅ））。拡大根固め部２４の根固め液が固化したならば、支持地盤の強度以上となる根固め部２４を形成できる。
【００５９】
（６） また、実施例のようなヘッド本体２に取り付けた掘削腕１０、１０を揺動させる掘削ヘッド１を使用して杭穴を掘削する方法は、掘削ヘッド１の形状が比較的小型にもかかわらず、従来に比して大径の杭穴、更に大径の拡底部を正確に掘削でき、杭穴掘削効率を大幅に改善させていた。しかし、この掘削腕１０、１０を使用した掘削ヘッド１であって、掘削腕１０、１０への負担が大きく、掘削時間が掛かるような地盤、土塊の粉砕が充分にできない地盤なども存在した。この場合であっても、第一第二吐出口７、８を併用すれば、掘削腕１０、１０への負担を軽減して、短時間で、かつ土塊を粉砕して、大径の拡底部を正確かつ効率的に掘削できる。
【００６０】
［３］他の実施例
【００６１】
前記実施例において、第二吐出口７を掘削ヘッド１の側面に形成したが、掘削腕１０、１０に形成することもできる。この場合には、掘削腕１０を中空に形成し、第二吐出口７まで第二搬送パイプ９、９を通す（図示していない）。
【００６２】
また、前記実施例において、掘削時に掘削液を注入したが、掘削液の注入は省略することもできる。
【００６３】
また、前記実施例において、「固定掘削刃５、掘削腕１０、１０の掘削刃１１を使用せず」あるいは、「固定掘削刃５及び掘削刃１１の一方又は両方を省略した掘削ヘッドを使用して」、第一吐出口６、第二吐出口７からの掘削液の加圧噴出のみで、杭穴を掘削することもできる（図示していない）。
【００６４】
また、前記実施例において、根固め部を拡大根固め部２４としたが、杭穴軸部２２と同径で根固め部を掘削することもできる（図示していない）。
【００６５】
また、前記実施例において、第一吐出口６には、第一供給口１８、第一搬送パイプ８、８Ａ、８Ｂを介して杭穴充填物を充填し、また、第二吐出口７には、第二供給口１９、第二搬送パイプ９、９Ａ、９Ｂを介して杭穴充填物を充填できるので、異なる種類の杭穴充填物を夫々吐出口６、７に供給することができる。例えば、第二吐出口７から、杭穴壁２１ａを強化する各種混和剤などを混入したセメントミルクを吐出することもできる（図示していない）
また、同質の杭穴充填材を吐出する場合には、従来のように、各吐出口６、７のバルブの開閉を調節することにより、１本の搬送パイプで、縦方向（又は杭穴底に近接した側）と横方向（又は杭穴壁に近接した側）に所定量の杭穴充填物を吐出できる（図示していない）。
【００６６】
また、前記第二吐出口７は、水平方向に設けたが、若干斜め上方又は斜め下方に向けて設置し、あるいは角度を変更可能に取り付けることもできる（図示していない）。
【００６７】
また、前記実施例において、掘削ヘッド２を取り付けて掘削ロッド１４を構成したが、掘削ロッド１４の下端部に掘削ヘッド２を一体に形成することもできる（図示していない）。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（ａ）〜（ｅ）はこの発明の実施例の築造方法を説明する概略した縦断面図である。
【図２】この発明の実施例に使用する掘削ヘッドの拡大正面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、同じくヘッド内のパイプの配置を表す概念図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 掘削ヘッド
２ ヘッド本体
３ 水平軸
４ ヘッド本体の連結部
５ ヘッド本体の固定掘削刃
６ ヘッド本体の第一吐出口
７ ヘッド本体の第二吐出口
８ ヘッド本体の第一搬送パイプ
９ ヘッド本体の第二搬送パイプ
１０ 掘削腕
１１ 掘削腕の掘削刃
１４ 掘削ロッド
１５ 掘削ロッドの下端連結
１６ 練付ドラム
１６ａ 撹拌バー
１７ セメントミルク輸送装置
１８ セメントミルク輸送装置の第一供給口
１９ セメントミルク輸送装置の第二供給口
２０ 地面（地上）
２１ 杭穴
２２ 杭穴の軸部
２３ 杭穴の拡底部
２４ 拡大根固め部
２６ 既製杭
２７ 既製杭の環状リブ
３０ 掘削装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法。
(1)前記第一吐出口より前記固化材を縦方向に噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より前記固化材を横方向に噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【請求項２】
第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法。
(1) 前記杭穴の底に近接した位置に配置した前記第一吐出口から前記固化材を噴射し、同時に又は前後して、前記杭穴の壁に近接した位置に配置した第二吐出口から前記固化材を噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで、前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【請求項３】
地上に設置した固化材吐出装置と掘削ロッドの中空部を通して掘削ロッドの吐出口に至る流路を形成し、
前記固化材吐出装置で、前記吐出量又は吐出圧力を調節した固化材を、第一吐出口及び第二吐出口に夫々供給することを特徴とする請求項１又は２記載の根固め部の築造方法。
【請求項４】
第一吐出口を大口径に形成し、あるいは固化材を大量又は低圧で噴射可能とし、第二吐出口を前記第一吐出口より、小口径に形成し、あるいは固化材を少量又は高圧で噴射可能とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の根固め部の築造方法。
【請求項５】
下方に開口した第一吐出口及び放射方向に開口した第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドを使用し、以下のような手順をとることを特徴とする杭穴の掘削方法。
(1) 前記第一吐出口より掘削液を加圧して下方へ噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より掘削液を加圧して横方向に噴射しながら杭穴を掘削する。
(2) 所定の杭穴を掘削したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【請求項６】
掘削刃を有する掘削ヘッドの中空部と固化材輸送装置とを送液路で連結した根固め部の築造装置において、以下のような特徴を有する根固め部の築造装置。
(1) 前記掘削ヘッド部に、第一吐出口、第二吐出口を形成し、
(2) 該第一吐出口に大断面の第一送液路の一側を開放し、前記第二吐出口に小断面の第二送液路の一側を開放し、
(3) 前記両送液路の他側を、固化材輸送装置の吐出口に、圧力又は流量を調節自在に連結した。
【請求項７】
以下のような構成としたことを特徴とする掘削ヘッド。
(1) 掘削ヘッドに、外気に開放する第一吐出口及び第二吐出口を形成した。
(2) 前記掘削ヘッドの中空部に、前記第一吐出口に至る第一送液路を形成し、
前記第二吐出口に至る第二送液路を形成した。
(3) 前記掘削ヘッドで杭穴を掘削した際に、該杭穴の穴底に近接した位置に前記第一吐出口を形成し、該杭穴の穴壁に近接した位置に前記第二吐出口を形成した。
【請求項１】
第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法。
(1)前記第一吐出口より前記固化材を縦方向に噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より前記固化材を横方向に噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【請求項２】
第一吐出口及び第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドにより掘削した杭穴内に、該掘削ヘッドの各吐出口より固化材を注入して、前記杭穴内に根固め部を形成する方法において、以下の手順をとることを特徴とした杭穴の根固め部の築造方法。
(1) 前記杭穴の底に近接した位置に配置した前記第一吐出口から前記固化材を噴射し、同時に又は前後して、前記杭穴の壁に近接した位置に配置した第二吐出口から前記固化材を噴射する。
(2) 前記掘削ヘッドで、前記杭穴内を撹拌混合して、固化材層を形成して、
(3) その後、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【請求項３】
地上に設置した固化材吐出装置と掘削ロッドの中空部を通して掘削ロッドの吐出口に至る流路を形成し、
前記固化材吐出装置で、前記吐出量又は吐出圧力を調節した固化材を、第一吐出口及び第二吐出口に夫々供給することを特徴とする請求項１又は２記載の根固め部の築造方法。
【請求項４】
第一吐出口を大口径に形成し、あるいは固化材を大量又は低圧で噴射可能とし、第二吐出口を前記第一吐出口より、小口径に形成し、あるいは固化材を少量又は高圧で噴射可能とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の根固め部の築造方法。
【請求項５】
下方に開口した第一吐出口及び放射方向に開口した第二吐出口を形成した掘削ヘッドを有する掘削ロッドを使用し、以下のような手順をとることを特徴とする杭穴の掘削方法。
(1) 前記第一吐出口より掘削液を加圧して下方へ噴射し、同時に又は前後して、前記第二吐出口より掘削液を加圧して横方向に噴射しながら杭穴を掘削する。
(2) 所定の杭穴を掘削したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
【請求項６】
掘削刃を有する掘削ヘッドの中空部と固化材輸送装置とを送液路で連結した根固め部の築造装置において、以下のような特徴を有する根固め部の築造装置。
(1) 前記掘削ヘッド部に、第一吐出口、第二吐出口を形成し、
(2) 該第一吐出口に大断面の第一送液路の一側を開放し、前記第二吐出口に小断面の第二送液路の一側を開放し、
(3) 前記両送液路の他側を、固化材輸送装置の吐出口に、圧力又は流量を調節自在に連結した。
【請求項７】
以下のような構成としたことを特徴とする掘削ヘッド。
(1) 掘削ヘッドに、外気に開放する第一吐出口及び第二吐出口を形成した。
(2) 前記掘削ヘッドの中空部に、前記第一吐出口に至る第一送液路を形成し、
前記第二吐出口に至る第二送液路を形成した。
(3) 前記掘削ヘッドで杭穴を掘削した際に、該杭穴の穴底に近接した位置に前記第一吐出口を形成し、該杭穴の穴壁に近接した位置に前記第二吐出口を形成した。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２３３７４９（Ｐ２００６−２３３７４９Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４５６９（Ｐ２００６−１４５６９）
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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