説明

水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置および水硬性固化材液置換杭の築造方法

【課題】 水硬性固化材液置換杭の施工終了直後から該水硬性固化材液が未だ固まらない間に、該置換杭(水硬性固化材液)中への土塊や土砂の落込みをなくす水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置を提供する。
【解決手段】 上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが少なくとも軸方向に二分割され、この分割されたもの同士はヒンジ部で開閉可能に連結され、開閉端部側は、合わせて固定具で固定可能となっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は戸建て住宅や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎として使用される小径の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置および水硬性固化材液置換杭の築造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本出願人は、特願2010−13200として、戸建て住宅や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎として使用される小径杭であり、掘削オーガで所定深度まで掘進した後、該掘削オーガ引上げ時に水硬性固化材液を該掘削オーガ先端部から吐出・充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法を出願している。該築造方法の標準的な施工工程を、工程順に示す図11(a)〜(f)について説明する。
(1)まず、図11(a)に示すように施工装置10のオーガモータ15に取り付けた掘削オーガ11先端の中心を削孔位置(杭心位置)に合わせてセットする。
(2)次に、図11(b)に示すように掘削オーガ11を回転させながら、所定深度まで掘進する。
(3)掘削オーガ11が所定の深度に達したら、掘削オーガ11先端部の吐出口から水硬性固化材液の吐出を開始する(図11(c))。
(4)次に、図11(d)〜(e)に示すように掘削オーガ11を回転させ、または回転させないで、水硬性固化材液を掘削オーガ11先端部の吐出口より吐出しつつ引き上げる。
(5)図11(e)に示すように掘削オーガ11を引き上げてから、削孔に充填した水硬性固化材液8の液面レベル(杭頭レベル)が、逸水やブリーディングで低くなった場合は、図11(f)に示すように水硬性固化材液8を調整充填して該液面レベルを所定位置に合わせる。
(6)最後に、図11(f)に示すように掘削オーガ11を完全に引き上げ施工を完了する。
このような置換杭の築造方法は、例えば、特許文献1および非特許文献1等にも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−191857
【非特許文献】
【0004】
【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)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記したような水硬性固化材液置換杭の築造方法においては、水硬性固化材液置換杭の施工(築造)終了後には、施工時に排土された掘削土砂が置換杭孔口付近に堆積する。施工完了後、水硬性固化材液が未だ固まらない間に、孔口12a付近の掘削土砂13が図12に示すように孔12中に落下すると、該水硬性固化材液8中に入り込み、そのまま該水硬性固化材液8が固化すれば、土塊混りの置換杭が形成されることになる。混入土砂の絶対量が少なければ特に問題はないが、混入土砂が比較的大きな土塊であったり、混入土砂量がある一定量よりも多ければ、置換杭は断面欠損状態となり、杭として所要の性能を発揮することができなくなる。
この掘削土砂の落下防止の対策として、該置換杭施工中の孔口付近オーガ周囲に堆積した掘削土砂を人力で掻き出し、落下の虞のない場所まで移動させている。しかし、多数の杭を打設する施工現場では、掘削土砂を孔口から離れた場所に完全に移動させるのは困難であるし、さらに施工機械の移動や作業員の不注意による掘削土砂の掘削孔中への土砂落とし込みを防ぐことは不可能に近い。
したがって、土塊や一定量以上の土砂が未だ固まらない水硬性固化材液中に落ち込むと、除去作業をしなければならない。そのため、手間がかかる。また、土砂が置換杭中に深く沈降すれば、発見・除去することも困難となる。
【0006】
本発明は、上記課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は、水硬性固化材液置換杭の施工終了直後から該水硬性固化材液が未だ固まらない間に、該置換杭(水硬性固化材液)中への土塊や土砂の落込みをなくす水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置(以下、単に土砂落下防止装置とも云う。)および該装置を用いた水硬性固化材液置換杭の築造方法を提供することにあり、もって良質で健全な水硬性固化材液置換杭を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部の漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする。
【0008】
この構成により、例えば二つ割の構造では、一方は他方に対し開閉可能となっているので、両者を開放した状態で、地盤中に掘進した掘削オーガの地上部側に掘削オーガを中心に掘削オーガを抱き込むように装着し、両者の開放端部を合わせ、固定具で両者の間を固定して、または連結部を介して一体化して掘削オーガに取り付けることができ、その後、この土砂落下防止装置を掘削オーガを中心にして下方にスライドさせることで下方の逆錐状の筒状部が削孔口部に貫入し、上方の逆錐状部で削孔口の周辺に排出された土砂を押し付けて該装置を固定すると共に該土砂をも締め固め固定し成形することができる。
この時、下方の筒状部は相対的に鋭角の逆錐状であるため、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させることが可能になり、そのため、装置が孔口周囲の掘削土砂に接する面積が小さくなり、人力で掘削土砂を締め固め成形することが容易となった。つまり、装置を傾斜させながら回転することは、恰も装置の上方の逆錐状部の外面(下面)がコテの役目をするので、掘削土砂を押し付け成形するのが容易に可能となる。しかし、下方の筒状部が本発明のように逆錐状でなく、例えば、単に円筒状であれば掘削オーガとのクリアランス分しか装置を回転させることが出来ないので、装置で孔口周囲の掘削土砂を押さえ付けて成形するのに多大の労力が必要であるし、場合によっては掘削土砂の成形不良が発生する。また、現場の作業性を考慮して、本発明の土砂落下防止装置は、より軽量化が可能な三分割以上に分割することも可能である。
【0009】
従って、水硬性固化材液置換杭の施工が終了して掘削オーガを完全に引抜いた後、該水硬性固化材液が未だ固まらないうちに、作業員の不注意や強風や振動等により孔口周辺の掘削土砂が孔口に落下混入し、硬化後の該置換杭が品質不良になることを防ぐことができる。
また、本発明による土砂落下防止装置は、水硬性固化材液置換杭の施工中で、かつ掘削土砂の排出が終了してから掘削オーガに装着するのが好ましいが、該装置を少なくとも二つ割り以上の構造にすることにより、施工中の掘削オーガに容易に着脱可能に装着することが可能になる。
さらに、本発明による土砂落下防止装置の下方を逆錐状の筒状部、例えば逆円錐状の円筒状部に形成することで、掘削オーガの軸心と該装置の軸心とを一致させることが容易になり、掘削オーガをガイドとして下方にスライドしてから軸(オーガ)を中心にして傾斜して回転させれば孔口付近の掘削土砂を押さえつける作業が確実かつ容易になる。
また、掘削オーガの軸心と該装置の軸心とがほぼ一致した状態であるため、該装置で押し付けられた孔口付近の掘削土砂もまた掘削軸心に対して対称の勾配を有するすり鉢状に形成され、掘削土砂がより孔口ヘ落ちにくくなる。
【0010】
尚、本発明で「逆錐状部」としたのは、逆円錐状部および逆角錐状部を含む意味であり、「筒状部」としたのは、円筒状部および角筒状部を含む意味である。
また、この発明で「最初に位置する分割片」と「最後に位置する分割片」とは、例えば、二分割された分割片の場合は、一方が最初に位置する分割片であり、他方が最後に位置する分割片であり、三分割された分割片の場合は、3枚の分割片を1枚目、2枚目、3枚目とこの順序で連結したとき、1枚目が最初に位置する分割片であり、2枚目が中間片となり、3枚目が最後に位置する分割片であり、四分割された分割片の場合は、1枚目が最初に位置する分割片であり、2枚目と3枚目が中間片となり、4枚目が最後に位置する分割片となる。以下、同様である。
【0011】
また、本発明の請求項3に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、前記上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対し30〜60度であることを特徴とする。
【0012】
本発明による土砂落下防止装置の上方を逆錐状部に形成することで、孔口周辺の掘削土砂を掘削オーガにセットした該装置の逆錐状部で下方に押し付けることにより、該掘削土砂を該逆錐状部の形状に整形することができる。また、下方の筒状部は相対的に鋭角の逆錐状であるため、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させることができ、従って、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させつつ上方の逆錐状部の下面(外面)を孔口周囲の掘削土砂に押し付けて、コテのように固定成形することができる。従って、成形された掘削土砂は固定されるため、掘削土砂が掘削孔内へ落下することを防ぐことができる。また、逆錐状部の傾斜勾配を逆錐状の筒状部の軸心に対して30〜60度とすれば、掘削土砂の成形も比較的容易であり、また、成形された掘削土砂の孔口側の勾配は緩やかなものとなり、掘削土砂がますます孔口へ落ちにくくなる。上方の逆錘状部の傾斜勾配が30度より小さいと掘削土砂の孔口側勾配が急になり、不測の土砂が孔口に落ちやすくなる。60度より大きくなれば掘削土砂の孔口側勾配が更に緩やかになり該装置を下方に押し付けるのに多大な労力を要する。従って、逆錐状部の傾斜勾配は、逆錐状の筒状部の軸心に対し30〜60度、好ましくは、40度〜50度の範囲がよい。
なお、本発明では、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させつつ上方の逆錐状部の下面(外面)を孔口周囲の掘削土砂に押し付けて、コテのように固定成形することができるため、逆錐状部の傾斜勾配に対し掘削土砂の成形形状は、ある程度調整可能となる。
【0013】
また、本発明の請求項4に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、前記下方の逆錐状の筒状部の長さが短くとも2cm、長くとも10cmであることを特徴とする。
【0014】
下方の逆錐状の筒状部の長さは、掘削オーガをガイドにすることができ、孔口内に少し進入でき、しかも装置を傾斜させて回転できる程度の長さが必要である。逆錐状の筒状部の長さが短いと、掘削オーガに対するガタツキが大きくなるし、孔口内への進入量も少なくなるので、セットした装置の下方より孔口内に掘削土砂が落下するおそれがあるし、逆に長いと、筒状部を地盤中(孔口内)へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置を傾斜させて回転させ、掘削土砂を固定成形するのも困難になる。従って、下方の逆錐状の筒状部の長さは、2cm〜10cmの範囲がよく、特に、実際の作業性を考慮すれば、筒状部の長さは、3cm〜7cmの範囲が好ましい。また、掘削オーガと該土砂落下防止装置の共回りを防止するため、掘削オーガと該装置の逆錐状の筒状部最短内径の間でクリアランスが必要である。
【0015】
また、本発明の請求項5に係る水硬性固化材液置換杭の築造方法は、内部に水硬性固化材液の供給通路を有する掘削オーガの先端部に、少なくとも掘削爪と該水硬性固化材液の吐出口を備え、該掘削オーガをオーガモータを備えた施工装置で回転(正回転または逆回転)させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を該吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガを回転(正回転または逆回転)させながら、または回転させないで引上げ、掘削部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法において、
掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、下記AまたはBの水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置を、削孔の口元に掘削オーガを中心に通して設置し、掘削オーガを中心に下方にスライドさせ上方の逆錐状部で削孔口周辺に押し付けて該装置を固定することを特徴とする。
A:
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
B:
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【0016】
この構成により、孔口周辺に排出された掘削土砂は、水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の逆錐状部で押し付け締め固め固定し成形して水硬性固化材液置換杭を築造できるため、掘削土砂の掘削孔内への落下を防止して築造でき、高品質の置換杭を築造することができる。
【0017】
また、本発明の請求項6に係る水硬性固化材液置換杭の築造方法は、前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置AまたはBの上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対して30〜60度であることを特徴とする。
【0018】
上記作用、効果の他に、逆錐状部の傾斜勾配を逆錐状の筒状部の軸心に対して30〜60度とすると、成形された掘削土砂の孔口側の勾配は適度な角度となるので、掘削土砂がますます掘削孔口へ落ちにくくなり、一層高品質の置換杭の築造が可能となる。
特に、下方の筒状部は、逆錐状(例えば、逆円錐状)となっているので、装置を傾斜させて回転させつつ逆錘状部の下面でコテのように押し付け孔口周囲の孔壁を強固に成形することができるので、成形された掘削土砂は適度な角度で固定成形され、孔口内には一層落ちにくくなる。
【0019】
さらに、本発明の請求項7に係る水硬性固化材液置換杭の築造方法は、前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置AまたはBの下方の逆錐状の筒状部の長さが、短くとも2cm、長くとも10cmであることを特徴とする。
【0020】
下方の逆錐状の筒状部の長さが短いと、掘削オーガに対するガタツキが大きくなるし、孔口内への進入量も少なくなるので、セットした装置の下方より孔口内に掘削土砂が落下するおそれがあるし、逆に長いと、筒状部を地盤中(孔口内)へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置を傾斜させて回転させ、掘削土砂を固定成形するのも困難になる。下方の逆錐状の筒状部の長さが2cm〜10cmとなっているので、前記のような不具合もなく築造作業を容易に実施できる。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置および該装置を用いた水硬性固化材液置換杭の築造方法によれば、次のような効果を奏する。
(1)土砂落下防止装置は、少なくとも軸方向に二つ割りの構造で、一方は他方に対し開閉可能となっているので、両者を開放した状態で、掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、掘削オーガの地上部側に掘削オーガを中心に掘削オーガを抱き込むように装着し、開放部を閉じ互いの開放端部を合わせ両者間を固定具で固定して、または連結部を介して一体化して掘削オーガに摺動可能に取り付けることができ、その後、この土砂落下防止装置を掘削オーガを中心に該装置を下方にスライドさせることで、下方の逆錐状の筒状部が削孔の上部に貫入し、上方の逆錐状部で、掘削孔口周辺に排土された土砂を押し付けて該装置を固定したり、該装置を傾斜させて回転させることで上方の逆錐状部の下面でコテのように該土砂をも締め固め固定し成形することができる。
【0022】
(2)従って、土砂落下防止装置を使用することで、水硬性固化材液置換杭の施工が終了して掘削オーガを完全に引抜いた後、該水硬性固化材液が未だ固まらないうちに、作業員の不注意や強風や振動等により孔口周辺の掘削土砂が孔口に落下混入し、硬化後の該置換杭が品質不良になることを防ぐことができる。
(3)本発明による土砂落下防止装置は、水硬性固化材液置換杭の施工中で、かつ掘削土砂の排出が終了してから掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、地上部側の掘削オーガに装着しなければならないが、該装置を少なくとも二つ割りの構造にすることにより、施工中の掘削オーガに着脱可能に装着することが可能になる。
特に、該装置を二つ割り以上の構造とし、互いに回動自在の例えば蝶番のようなヒンジ部材で開閉可能に連結し、互いの開放端部にフックのような固定具を設ければ、掘削オーガを抱き込むようにワンタッチで連結できるので、該装置の作業性や取扱いの利便性が増す。
【0023】
(4)本発明による土砂落下防止装置は、下方を逆錐状の筒状部に構成しているので、該装置を掘削オーガに取り付け下方にスライドさせ、下方の逆錐状の筒状部を掘削孔の孔口に貫入させ、上方の逆錐状部を孔口周囲の掘削土砂に押し付けてセットした状態で、装置を傾斜させて掘削オーガを中心に回転させつつ逆錐状部の下面で孔口周囲の土砂をコテのような格好で締め固め固定し成形することができる。従って、成形された掘削土砂は強固に固定されるため、掘削土砂が掘削孔内へ落下することをより良好に防ぐことができる。また、孔口付近の掘削土砂を締め固めて成形する作業が確実かつ容易となると共に、該装置で締め固め成形された孔口周囲の掘削土砂もまた掘削軸心に対して対象の勾配を有するすり鉢状に形成され、掘削土砂がより孔口へ落ちにくくなる。
【0024】
(5)また、装置を掘削オーガに取り付け、掘削オーガを中心に下方にスライドさせ、下方の逆錐状の筒状部を削孔に貫入させる際、下方の筒状部が逆錐状なので、容易に貫入させることができる。
(6)本発明による土砂落下防止装置の上方を逆錐状部に形成することで、孔口周辺の掘削土砂を据削オーガに装着した該装置の逆錐状部で下方に押付けることにより、該掘削土砂を該逆錐状部の形状に成形することができ、しかも上方の逆錐状部の傾斜勾配が下方の逆錐状の筒状部の軸心に対し30〜60度であるので、成形された掘削土砂の孔口側の勾配は適度な角度となり、掘削土砂がますます孔口へ落ちにくくなる。
【0025】
(7)本発明の土砂落下防止装置においては、下方の逆錐状の筒状部の長さが短いと、孔口にセットしても掘削オーガに対するガタツキが大きくなるし、孔口内への進入量も少なくなるので、セットした装置の下方より孔口内に掘削土砂が落下するおそれがあるし、逆に長いと、筒状部を地盤中(孔口内)へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置を傾斜させて回転させ、掘削土砂を固定成形するのも困難になる。下方の逆錐状の筒状部の長さが2cm〜10cmとなっているので、前記のような不具合もなく築造作業を容易に実施できる。
【0026】
(8)また、本発明の水硬性固化材液置換杭の築造方法によれば、孔口周辺に排出された掘削土砂は、水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の上方の逆錐状部で押し付け締め固め固定し成形して水硬性固化材液置換杭を築造できるため、掘削土砂の掘削孔内への落下を防止して築造でき、高品質の置換杭を築造することができる。また、掘削オーガを地上に引き上げ直後には、掘削オーガの先端部の吐出部から水硬性固化材液が飛散して孔口周辺の掘削土砂を汚すことがある。本発明の土砂落下防止装置では、孔口周辺の土砂が上部が広口になっている上方逆錐状部を有する該装置で覆われているので水硬性固化材液で汚染されず作業性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図2】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の使用方法を工程順(a)(b)(c)に示す斜視図である。
【図3】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の使用状態を示す断面図(a)(b)である。
【図4】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の使用方法を説明する断面図(a)および平面図(b)である。
【図5】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置で掘削孔口周辺の土砂が締め固め固定し成形された状態を示す断面図である。
【図6】側面が平坦な掘削オーガの掘進開始直後の排土状況を示す断面説明図である。
【図7】スパイラルスクリューオーガの施工終了直前の排土状況を示す断面説明図である。
【図8】本発明の他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図9】本発明の更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図10】本発明のまた更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図11】従来の水硬性固化材液置換杭の築造方法を工程順(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示す説明図である。
【図12】従来の水硬性固化材液置換杭の築造方法における掘削オーガ引き上げ後の土砂落下状態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、上方が相対的に鈍角の逆錐状部で、下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部となる漏斗状形状であり、これが軸方向に分割されている。
【0029】
この実施の形態の土砂落下防止装置1は、図1に示すように上方の逆錐状部2が逆円錐状部の場合であり、下方の逆錐状の筒状部3が逆円錐状の円筒状部の場合で示しており、軸方向の分割を二分割の場合で示している。
土砂落下防止装置1は、上方が逆円錐状部2で下方が逆円錐状の円筒状部3の漏斗状形状であり、軸方向(縦方向)に二分割1a、1bされており、一方の分割片1aと他方の分割片1bは連結部材4で開閉可能に連結され、互いの開放端2a、2bには、両者の端部間を固定する固定具5が設けられ、互いの開放端を互いに合わせ固定可能となっている。
【0030】
本例の一方の分割片1aと他方の分割片1bは、連結部材としてヒンジ部材4で連結され開閉可能となっている場合を示している。連結部材としてはヒンジ部材に限定されるものではなく、互いの分割片1a、1bを開放可能に連結する手段であればよく、従来公知の手段を採用し得る。例えば、一方の分割片1aにピン孔を設け、他方の分割片1bにピンを設け、互いに嵌め合わせることで開閉可能に連結する手段を例示できる。
また、本例の分割片1a、1bの端部間を固定する固定具5として、フック部材で示しているが、これもフック部材に制限されるものではなく、従来公知の手段を採用し得る。
【0031】
従って、土砂落下防止装置1は、上方が逆円錐状部2で下方が逆円錐状の円筒状部3の漏斗状形状で、軸方向に二分割されており、この各分割片1a、1bは、連結部材4で開閉可能に連結されているので、両者1a、1bを開放した状態で、図2(a)に示すように地盤G中に掘進した掘削オーガ11の地上部11a側に、掘削オーガ11を中心に掘削オーガ11を抱き込むようにセットし、図2(b)に示すように両者1a、1bの開放端部2a、2bを合わせ、固定具5で両者1a、1bの間を固定して掘削オーガ11に取り付けることができる。次に、この掘削オーガ11に取り付けた土砂落下防止装置1を、図2(c)に示すように掘削オーガ11を中心にして下方にスライドさせることで逆円錐状の円筒状部3が削孔12の孔口部に貫入し、逆円錐状部2の外面(下面)が削孔口12aの周辺に排出された土砂13を押し付けて該土砂を締め固め固定し成形することができる。
【0032】
また、土砂落下防止装置1の下方の円筒状部3は、逆円錐状となっているので、図2(c)に示すようにセットした後に、図4(a)(b)に示すように掘削オーガ11を中心として装置1を傾斜させながら逆円錐状部2の下面を掘削土砂13に押し付けつつ回転させることが可能となる。そのため、装置1を傾斜させ逆円錐状部2の下面(外面)を掘削土砂13に押し付けながら回転させることで、恰も装置1の逆円錐状部2の下面がコテの役目となり、掘削土砂を押し付け一層良好に締め固め固定して成形できる。
【0033】
図6に示すように掘削オーガ11が、側面が平坦な掘削オーガ11の場合には、掘進直後に排土13され、それ以後の排土は殆どない。従って、側面が平坦な掘削オーガ11の場合の土砂落下防止装置1の設置は、図3(a)に示すように掘削オーガ11が地盤G中に存在する間の適宜の時期でよい。
ところが、図7に示すように掘削オーガ11がスパイラルスクリューオーガの場合には、スパイラルスクリューの排土機構により、掘進による施工開始から該オーガ11を地上に引き上げて施工を終了するまで連続的に掘削土砂が地上に排出される。したがって、掘削オーガ11がスパイラルスクリューオーガである場合は、図3(b)に示すように施工が終了して該オーガ11を地上に引上げてしまう直前に、少なくとも二つ割りの土砂落下防止装置1を開いて、該オーガ11を該装置の逆円錐状の円筒状部3で抱き込むようにして閉じ、少なくとも1箇所の固定具(フック部材)5で連結した上で、図3(b)に示すように下方にスライドして、該装置の逆円錐状部2で発生土砂13を押さえ込み、逆円錐状の円筒状部3を掘削孔12に貫入させる。
【0034】
図3(a)(b)は、このように掘削オーガ11に取り付けられた土砂落下防止装置1が掘削孔口12a周辺に排土された掘削土砂13を押し付け締め固め固定し成形している状態を示し、(a)は掘削オーガ11が側面平坦な掘削オーガの場合であり、(b)は掘削オーガ11がスパイラルスクリューオーガの場合である。
しかして、掘削オーガ11を地上に引き上げ、土砂落下防止装置1を取り除くと、削孔口12a周辺の掘削土砂(排土)13は、図5に示すようにすり鉢状に締め固め固定し成形され、掘削孔12内への土砂の落下が防止される。
【0035】
このように装置1の上方の逆円錐状部2は、掘削オーガ11を中心に孔口12aにセットして、その下面で孔口12a周囲の掘削土砂13を押し付け成形したり、図4(a)(b)に示すように掘削オーガ11を中心に装置1を傾斜させ下面で掘削土砂13を押し付けながら回転させ掘削土砂13を締め固め固定して成形するものである。また、掘削オーガ11を地上に引き上げ直後には、掘削オーガ11の先端部の吐出部から水硬性固化材液が飛散して孔口12a周辺の掘削土砂13を汚すことがある。上方の逆円錐状部2は、この掘削土砂13を覆い水硬性固化材液で汚染されるのを防止する役目もする。
従って、上方の逆円錐状部2の口径は大きく、相対的に鈍角の逆円錐状となっている。
逆円錐状部2の傾斜勾配が逆円錐状の円筒状部3の軸心に対して0度の方に近づくと急勾配となり土砂が掘削孔12に落下しやすく締め固め固定し成形され、90度(水平)の方に近づくと緩勾配となるため土砂の押さえ付けに大きな力が必要になり作業性が低下する。従って、逆円錐状部2の傾斜勾配は、逆円錐状の円筒状部3の軸心に対して30〜60度の範囲が好ましい。30〜60度の範囲とすれば、掘削土砂の締め固め固定し成形することも容易となるし、締め固め固定し成形された掘削土砂の孔口12a側の勾配も適度な角度となり掘削土砂が孔口12aに落ちにくくなる。
【0036】
また、下方の逆円錐状の円筒状部3は、図2(a)から(b)のように掘削オーガ11に取り付けた後、図2(c)に示すように掘削オーガ11を中心にして下方にスライドさせ円筒状部3を孔口12aに貫入しセットする場合に、ガイドとなる部分であり、また、図2(c)に示すようにセットするとき孔口12a内に貫入する部分であり、さらに、図2(c)に示すようにセットした後に、図4(a)(b)に示すように掘削オーガ11を中心に装置1を傾斜させ逆円錐状部2の下面で掘削土砂13を押し付けながら回転させ掘削土砂13を締め固め固定する際の回転中心になる部分である。
従って、下方の逆円錐状の円筒状部3は、比較的に鋭角の逆円錐状となっている。鈍角の逆円錐状では孔口12aへの貫入が困難になり、鋭角でも傾斜が少ないと円筒状部3を中心に装置1を傾斜させて回転させることが困難になる。これらの点を考慮して孔口12aへの貫入が容易で、装置1を傾斜させて回転できる鋭角の逆円錐状が好ましい。
また、下方の逆円錐状の円筒状部3の長さは、掘削オーガ11に沿ってガイドすることができ、孔口12a内に少し進入でき、しかも装置1を傾斜させて回転できる程度の長さが必要である。逆円錐状の円筒状部3の長さが短いと、掘削オーガ11に対するガタツキが大きくなるし、孔口12a内への進入量も少なくなるので、セットした装置1の下方より孔口12a内に掘削土砂13が落下するおそれがあるし、逆に長いと、逆円錐状の円筒状部3を地盤中(孔口12a内)へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置1を傾斜させて回転させ、掘削土砂13を固定成形するのも困難になる。従って、下方の逆円錐状の円筒状部3の長さは、2cm〜10cmの範囲がよく、特に、作業性を考慮すれば、円筒状部3の長さは、3cm〜7cmの範囲が好ましい。
さらに、掘削オーガ11と該土砂落下防止装置1の共回りを防止するため、掘削オーガ11と該装置1の下方の逆円錐状の円筒状部3の最短内径部との間でクリアランスが必要である。
【0037】
また、分割片1a、1bを開閉可能に連結する連結部材、例えばヒンジ部材4および分割片1a、1bの開放端部2a、2b間を合わせて固定する固定具5が、逆円錐状部2の外側に設けられている場合は、土砂落下防止装置1を削孔口12a付近の掘削土砂13に押し付けると、ヒンジ部材4および固定具5が該土砂13中に埋もれる。そのためヒンジ部材4や固定具5が、該装置1を使用後に撤去するとき、折角押し付け締め固め固定し成形した掘削土砂13の一部を削り取り、その削り取られた土砂が掘削孔12内の未だ固まらない水硬性固化材液中に落下してしまう虞がある。従って、連結部材4や固定具5は、逆円錐状部2の外側に突出しないようにする構成が好ましい。例えば、連結部材4は可能な限り平滑な構造とし固定具5は逆円錐状部2の内側に設ける構成が好ましい。
【0038】
図8は、本発明の他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。この実施の形態の土砂落下防止装置1Aは、逆円錐状部2の上端開口部の周縁に鍔体6を設けたものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同じ構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
【0039】
この実施の形態によれば、該装置1Aを掘削オーガ11を抱き込むように装着した後、人力で下方に押さえ付ける作業をするとき、力が入り易い。また、前記作用に加えて削孔口12a周辺の掘削土砂を押さえ付けて締め固め固定し成形したときに、図5に示すようにすり鉢状に締め固め固定し成形された上に、さらにすり鉢状の上端周縁が鍔体6にて押し付けられて締め固め固定し成形されるので、すり鉢状の上端周縁が水平環状に成形・固化される。これにより締め固め固定し成形後には土砂が一層削孔12内に落ち込むことを防止できる利点がある。
【0040】
図9は、本発明の更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。この実施の形態の土砂落下防止装置1Bは、逆円錐状部2の上部に連続して、逆円錐状部2の上端開口と同径の上部筒体7を設けたものであり、他は、前記実施の形態と同様であるので、同じ構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。この実施の形態は、上部筒体7にのみ連結部材(ヒンジ部材)4を設け、固定具5は上部筒体7および逆円錐状部2に設けた場合を例示している。
【0041】
逆円錐状部2は、その勾配に関係なく土砂落ち込み防止のためある最小高さを必要とする。逆円錐状部2の勾配が緩いと上端開口の外径が大きくなり過ぎ、取扱が不自由になる。この実施の形態によれば、前記作用に加えて置換杭築造の施工中あるいは掘削オーガ11の引き抜き時等に、削孔口12a周辺の土砂13が土砂落下防止装置1Bを乗り越えて掘削孔12中に落下するのを防止できる利点がある。
【0042】
なお、本発明の土砂落下防止装置では、掘削オーガ11を中心として装置を傾斜させながら回転させつつ上方の逆円錐状部2の下面を孔口12a周囲の掘削土砂13に押し付けて、コテのように固定成形するが、前記図8および図9に示す実施の形態における鍔体6および上部筒体7は、掘削オーガ11との間に広い間隔を有するため、前記作業に大きな影響を与えることはない。しかし、鍔体6および上部筒体7は、掘削オーガ11を中心として装置を傾斜させながら回転させつつ逆円錐状部2の下面を孔口12a周囲の掘削土砂13に押し付けて固定成形する作業になるべく障害とならないような構成が好ましい
【0043】
図10は、本発明のまた更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。この実施の形態の土砂落下防止装置1Cは、分割片1a、1bが連結部材(ヒンジ部材)4で開閉可能に連結されておらず分割片1a、1bが独立して分割しており、この両者を合わせることで土砂落下防止装置1Cの形状になるものである。この実施の形態では、分割片1a、1bを合わせたとき、互いに当接する一方側では、分割片1aにはピン孔4aが、分割片1bにはピン4bが設けられ、ピン孔4aにピン4bを挿入することで分割片1a、1bが連結でき、他方側では、分割片1aには雌型クリップ部材5aが設けられ、分割片1bには雄型のクリップ部材5bが設けられ分割片1a、1bを合わせたとき、雄型のクリップ部材5bを雌型のクリップ部材5aに嵌入することで分割片1a、1bが固定できるようになっている。この雌型のクリップ部材5aと雄型のクリップ部材5bは、逆円錐状部2の内側に設けた場合を示している。
【0044】
この実施の形態の土砂落下防止装置1Cによれば、前記作用の他に、分割片1a、1bを連結する部材4a、4bおよび固定する部材5a、5bが、逆円錐状部2の外側に外出することがない。従って、土砂落下防止装置1Cを使用後に撤去するとき、押し付け締め固め固定し成形した掘削土砂13の一部を該部材で削り取り、その土砂を掘削孔12内に落下させてしまうことがない利点がある。
なお、全ての実施の形態について言えるが、その材質は施工現場の取扱いを考慮して耐久性の大きな鋼材とすれば、必要な剛性を容易に得ることができる。必要な剛性と耐久性を得ることができれば、FRP、PVC等の樹脂でもよい。
【0045】
次に、前記した土砂落下防止装置1、1A、1B、1C(以下、土砂落下防止装置1と称す。)を使用しての水硬性固化材液置換杭の築造方法を説明する。
【0046】
掘削オーガ11は、オーガ軸が中空軸で内部が水硬性固化材液の供給通路となり、先端部に図3(a)(b)に示すように掘削爪14と水硬性固化材液の吐出口(図示省略)を備えている。置換杭の築造は、この掘削オーガ11をオーガモータ15を備えた施工装置10(図11参照)で回転(正回転または逆回転)させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガ11を回転(正回転または逆回転)させながら、または回転させないで引き上げ、掘進部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法において、掘削オーガ11が地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガ11を地上に引き上げてしまう直前に、前記土砂落下防止装置1を、削孔12の口元に掘削オーガ11を中心に通して設置し、掘削オーガ11を中心に下方にスライドさせ逆円錐状部2で削孔口12a周辺の掘削土砂13を押し付け該土砂を締め固め固定し成形して施工する。また、装置1を削孔12の口元に掘削オーガ11を中心に通して設置した後、図4(a)(b)に示すように装置1を傾斜させ逆円錐状部2の下面で孔口12a周囲の掘削土砂13を押し付けながら回転させることで、コテのように掘削土砂13を締め固め固定成形する。これにより孔口12a周囲の掘削土砂13は、より良好に締め固め固定成形される。
【0047】
ここで、掘削オーガ11が地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガ11を地上に引き上げてしまう直前に、としたのは、図6に示すように掘削オーガ11が、側面が平坦な掘削オーガ11の場合には、掘進直後に排土13され、それ以後の排土は殆どない。従って、側面が平坦な掘削オーガ11の場合の土砂落下防止装置1の設置(掘削オーガ11へのセット)は、図3(a)に示すように掘削オーガ11が地盤G中に存在する間の適宜の時期でよい。
ところが、図7に示すように掘削オーガ11がスパイラルスクリューオーガの場合には、スパイラルスクリューの排土機構により、掘進による施工開始から該オーガ11を地上に引き上げて施工を終了するまで連続的に掘削土砂が地上に排出される。従って、掘削オーガ11がスパイラルスクリューオーガである場合は、図3(b)に示すように施工が終了して該オーガ11を地上に引き上げてしまう直前に、土砂落下防止装置1をセットする必要があるからである。
【0048】
また、土砂落下防止装置1の設置は、まず、分割片1a、1bを開放した状態で、図2(a)に示すように地盤G中に掘進した掘削オーガ11の地上部11a側に、掘削オーガ11を中心に掘削オーガ11を抱き込むようにセットし、図2(b)に示すように両者1a、1bの開放端部2a、2bを合わせ、固定具5で両者1a、1bの間を固定して掘削オーガ11に取り付ける。次に、この掘削オーガ11に取り付けた土砂落下防止装置1を図2(c)に示すように掘削オーガ11をガイドとして下方にスライドさせて逆円錐状の円筒状部3を削孔12内に嵌入し、逆円錐状部2の外側面(下面)で削孔口12aの周辺に排出された掘削土砂13を押し付けて設置する。
これで孔口12a周囲の掘削土砂13の固定成形が充分の場合もあるが、さらに図4(a)(b)に示すように装置1を傾斜させ逆円錐状部2の下面で孔口12a周囲の掘削土砂13を押し付けながら回転させることで、コテのようにして掘削土砂13を締め固めしてさらに良好に固定成形する。これにより削孔口12a周辺の掘削土砂13は締め固め固定し成形される。従って、施工終了後に掘削オーガ11を地上に引き上げて、土砂落下防止装置1を取り除いても、削孔口12a周辺の掘削土砂13が削孔12内に落下し水硬性固化材液が未だ固まらないうちに混入することがなく施工できることになり、結果、硬化後の置換杭が品質不良になることを防止できる。
【0049】
図11に示す水硬性固化材液置換杭の築造方法で説明すれば、掘削オーガ11が、側面が平坦な掘削オーガ11の場合には、土砂落下防止装置1は、工程(b)〜(d)の間に設置して施工し、掘削オーガ11が、スパイラルスクリューオーガの場合には、土砂落下防止装置1は、工程(e)の掘削オーガ11を地上に引き上げてしまう直前に設置して施工することで、他は図10(a)〜(f)に示すと同様にして水硬性固化材液置換杭の築造をする。
【0050】
なお、前記実施の形態は本発明を制限するものではなく、本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。
例えば、前記実施の形態では、逆錐状部2として逆円錐状部で示し、逆錐状の筒状部3として逆円錐状円筒状部で示しているが、逆錐状部2は、逆六角錐形状であったり、逆八角錐形状等の逆角錐形状であってもよく、また、筒状部3も逆六角錐形の筒状部や逆八角錐形の筒状部であってもよい。さらに、軸方向への分割も前記実施の形態では、二分割の場合で示しているが、これは三分割以上でもよい。
【符号の説明】
【0051】
1、1A、1B、1C 水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置(土砂落下防止装置)
1a、1b 分割片
2 逆円錐状部(逆錐状部)
3 逆円錐状の円筒状部(逆錐状の筒状部)
4 連結部材(ヒンジ部材)
5 固定具
6 鍔体
7 上部筒体
8 水硬性固化材液
10 施工装置
11 掘削オーガ
11a 掘削オーガの地上部側
12 掘削孔(孔)
12a 掘削孔口
13 掘削孔周辺の掘削土砂(排土)
14 掘削爪

【特許請求の範囲】
【請求項1】
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項2】
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項3】
前記上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対し30〜60度であることを特徴とする請求項1または2記載の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項4】
前記下方の逆錐状の筒状部の長さが短くとも2cm、長くとも10cmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項5】
内部に水硬性固化材液の供給通路を有する掘削オーガの先端部に、少なくとも掘削爪と該水硬性固化材液の吐出口を備え、該掘削オーガをオーガモータを備えた施工装置で回転(正回転または逆回転)させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を該吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガを回転(正回転または逆回転)させながら、または回転させないで引上げ、掘削部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法において、
掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、下記AまたはBの水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置を、削孔の口元に掘削オーガを中心に通して設置し、掘削オーガを中心に下方にスライドさせ上方の逆錐状部で削孔口周辺に押し付けて該装置を固定することを特徴とする水硬性固化材液置換杭の築造方法。
A:
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
B:
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項6】
前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置AまたはBの上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対して30〜60度であることを特徴とする請求項5記載の水硬性固化材液置換杭の築造方法。
【請求項7】
前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置AまたはBの下方の逆錐状の筒状部の長さが短くとも2cm、長くとも10cmであることを特徴とする請求項5または6記載の水硬性固化材液置換杭の築造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公開番号】特開2012−47002(P2012−47002A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−191722(P2010−191722)
【出願日】平成22年8月30日(2010.8.30)
【出願人】(000133881)株式会社テノックス (62)
【出願人】(301033053)株式会社日本住宅保証検査機構 (9)
【Fターム(参考)】