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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-22
(45)【発行日】2024-03-04
(54)【発明の名称】柱状地盤改良装置の排土蓋及び柱状地盤改良工法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20240226BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12 102
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2023131948
(22)【出願日】2023-08-14
【審査請求日】2023-12-22
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】523309233
【氏名又は名称】株式会社ＪＯＭＳ
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】石本 和光
【審査官】湯本 照基
(56)【参考文献】
【文献】特開平０９－０８８０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－８７３４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１０５７５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤に立設可能なガイドと、前記ガイドに沿って上下方向に移動可能な掘削ロッドと、前記掘削ロッドの下端に設けた掘削翼と、を備える柱状地盤改良装置において、前記掘削ロッドに付設する、柱状地盤改良装置の排土蓋であって、前記掘削ロッドに外装可能な本体筒と、
前記本体筒に外設した螺旋翼と、を備え、
前記本体筒の下部を、前記掘削翼の上部と着脱自在に構成し、
前記螺旋翼が、前記螺旋翼の下端縁に設けた掘削辺であって、前記本体筒の外周面から径方向に延在する掘削辺を備えることを特徴とする、
柱状地盤改良装置の排土蓋。
【請求項2】
前記螺旋翼が、前記掘削辺に沿って並列した複数の先端ビットを備えることを特徴とする、請求項１に記載の柱状地盤改良装置の排土蓋。
【請求項3】
前記螺旋翼が、前記本体筒の外周を１周以上していることを特徴とする、請求項１に記載の柱状地盤改良装置の排土蓋。
【請求項4】
前記本体筒が、周壁を連通する排土孔を備えることを特徴とする、請求項１に記載の柱状地盤改良装置の排土蓋。
【請求項5】
前記柱状地盤改良装置と、請求項１～４のいずれか一項に記載の排土蓋と、を用いて、地中に柱状改良体を構築する、柱状地盤改良工法であって、前記掘削翼を回転圧入して地盤に貫入する、削孔工程と、
前記掘削翼の貫入深さより上方の掘削土を排土する、排土工程と、
前記掘削翼の貫入深さより下方へ前記掘削翼を回転圧入しつつ、前記掘削翼から固化材を排出し、前記固化材を掘削土と攪拌混合して改良土とし、前記改良土によって柱状改良体を構築する、改良工程と、を備え、
前記排土工程において、前記掘削翼を上方に引き上げることで、前記掘削翼上に載せた前記排土蓋の螺旋翼によって前記掘削土を押し上げて排土することを特徴とする、
柱状地盤改良工法。
【請求項6】
前記改良工程において、前記排土蓋を前記掘削翼から分離し、攪拌混合による前記改良土の盛り上がりを抑制する蓋として利用することを特徴とする、
請求項５に記載の柱状地盤改良工法。
【請求項7】
前記改良工程より後に、前記柱状改良体上部の改良土を除去する、除去工程を備え、前記除去工程において、前記掘削翼を上方に引き上げることで、前記掘削翼上に載せた前記排土蓋の螺旋翼によって前記改良土を押し上げて除去することを特徴とする、
請求項５に記載の柱状地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、柱状地盤改良装置の排土蓋及び柱状地盤改良工法に関し、特に掘削土と改良土の排土機能と、改良土の盛り上がりを抑制する蓋機能と、を兼備する柱状地盤改良装置の排土蓋と、これを用いてなる柱状地盤改良工法に関する。
【背景技術】
【0002】
住宅や商業ビル等の敷地が軟弱地盤である場合、地盤に人工的な処理を加えることで地盤を改良して強度を高める地盤改良工事が実施される。
地盤改良工事に用いられる工法の１つとして、特許文献１～３には、柱状地盤改良工法が開示されている。
柱状地盤改良工法は、下端に掘削翼を装着したロッドを地中に回転圧入しながら掘削翼から固化材（セメントスラリー）を排出し、掘削土と固化材を攪拌混合して円柱形状の改良体を構築することで、軟弱地盤の許容支持力度の増加を図る工法である。
柱状地盤改良工法は、杭式工法と比べて安価に施工できる、低振動、低騒音で施工できる、狭小地での施工も容易である、等の複数の長所を備えるため、中小規模構造物の敷地の地盤改良工法として広く利用されている。
柱状地盤改良工法では、掘削土と固化材の攪拌混合によって、固化材の注入量、及び攪拌で掘削土がほぐれる土量だけ改良土の体積が増加する。このため、予め基礎底面レベルに固化材と掘削土の体積増加分を加味した深さまでを空掘部として、固化材を攪拌せずに掘削している。
特許文献１、２では、空掘部を掘削後、空掘部の掘削土を排土せずに空掘部より下方に柱状改良体を構築し、構築後に掘削土を除去する技術が開示されている。
特許文献３では、柱状地盤改良装置の攪拌翼の下方に排土翼を付設して排土し、排土後に排土翼を取り外して掘削翼で柱状改良体を構築する技術が開示されている。
地盤改良工事に用いられる工法の１つとして、特許文献１～３には、柱状地盤改良工法が開示されている。
柱状地盤改良工法は、下端に掘削翼を装着したロッドを地中に回転圧入しながら掘削翼から固化材（セメントスラリー）を排出し、掘削土と固化材を攪拌混合して円柱形状の改良体を構築することで、軟弱地盤の許容支持力度の増加を図る工法である。
柱状地盤改良工法は、杭式工法と比べて安価に施工できる、低振動、低騒音で施工できる、狭小地での施工も容易である、等の複数の長所を備えるため、中小規模構造物の敷地の地盤改良工法として広く利用されている。
柱状地盤改良工法では、掘削土と固化材の攪拌混合によって、固化材の注入量、及び攪拌で掘削土がほぐれる土量だけ改良土の体積が増加する。このため、予め基礎底面レベルに固化材と掘削土の体積増加分を加味した深さまでを空掘部として、固化材を攪拌せずに掘削している。
特許文献１、２では、空掘部を掘削後、空掘部の掘削土を排土せずに空掘部より下方に柱状改良体を構築し、構築後に掘削土を除去する技術が開示されている。
特許文献３では、柱状地盤改良装置の攪拌翼の下方に排土翼を付設して排土し、排土後に排土翼を取り外して掘削翼で柱状改良体を構築する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１０－８４５４号公報
【文献】特開２００６－２８８５４号公報
【文献】特開平０８－１５８３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術には以下のような問題点がある。
＜１＞特許文献１、２の、空掘部から排土せずに柱状改良体を構築する技術は、改良土の体積増加量が見込み計算であるところ、体積増加量が見込みより大きいと、空掘部の掘削土内に固化材混じりの改良土が混在することになる。この場合、空掘部からの排土量全体を産業廃棄物として処理する必要が生じるため、処分コストが嵩む。
＜２＞特許文献３の、攪拌翼の下方に排土翼を取付ける技術は、工程ごとにロッドを引き上げて排土翼の取り外し作業が必要となるため、作業が煩雑で施工性が悪い。また、空掘部の掘削土を予め排土するため、攪拌混合によって改良土が膨張して空掘部内に盛り上がってしまい、改良土が十分に圧密されないため、柱状改良体が設計通りの強度を出せないおそれがある。
＜１＞特許文献１、２の、空掘部から排土せずに柱状改良体を構築する技術は、改良土の体積増加量が見込み計算であるところ、体積増加量が見込みより大きいと、空掘部の掘削土内に固化材混じりの改良土が混在することになる。この場合、空掘部からの排土量全体を産業廃棄物として処理する必要が生じるため、処分コストが嵩む。
＜２＞特許文献３の、攪拌翼の下方に排土翼を取付ける技術は、工程ごとにロッドを引き上げて排土翼の取り外し作業が必要となるため、作業が煩雑で施工性が悪い。また、空掘部の掘削土を予め排土するため、攪拌混合によって改良土が膨張して空掘部内に盛り上がってしまい、改良土が十分に圧密されないため、柱状改良体が設計通りの強度を出せないおそれがある。
【0005】
本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するための柱状地盤改良装置の排土蓋及び柱状地盤改良工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋は、掘削ロッドに外装可能な本体筒と、本体筒に外設した螺旋翼と、を備え、本体筒の下部を、掘削翼の上部と着脱自在に構成したことを特徴とする。
【0007】
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋は、螺旋翼が、螺旋翼の下端縁に設けた掘削辺であって、本体筒の外周面から径方向に延在する掘削辺を備えていてもよい。
【0008】
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋は、螺旋翼が、掘削辺に沿って並列した複数の先端ビットを備えていてもよい。
【0009】
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋は、螺旋翼が、本体筒の外周を１周以上していてもよい。
【0010】
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋は、本体筒が、周壁を連通する排土孔を備えていてもよい。
【0011】
本発明の柱状地盤改良工法は、柱状地盤改良装置と、排土蓋と、を用い、掘削翼を回転圧入して地盤に貫入する、削孔工程と、掘削翼の貫入深さより上方の掘削土を排土する、排土工程と、掘削翼の貫入深さより下方へ掘削翼を回転圧入しつつ、掘削翼から固化材を排出し、固化材を掘削土と攪拌混合して改良土とし、改良土によって柱状改良体を構築する、改良工程と、を備え、排土工程において、掘削翼を上方に引き上げることで、掘削翼上に載せた排土蓋の螺旋翼によって掘削土を押し上げて排土することを特徴とする。
【0012】
本発明の柱状地盤改良工法は、改良工程において、排土蓋を掘削翼から分離し、攪拌混合による改良土の盛り上がりを抑制する蓋として利用してもよい。
【0013】
本発明の柱状地盤改良工法は、改良工程より後に、柱状改良体上部の改良土を除去する、除去工程を備え、除去工程において、掘削翼を上方に引き上げることで、掘削翼上に載せた排土蓋の螺旋翼によって改良土を押し上げて除去してもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋及び柱状地盤改良工法は、以下の効果の内少なくとも１つを備える。
＜１＞排土蓋を掘削翼ごと引き上げるだけで、掘削土や改良土を掘削孔外に容易に排出することができる。このため施工効率が高い。
＜２＞掘削土と改良土を分別して排出でき、改良土のみを産業廃棄物として処理できるため、処分コストが安価である。
＜３＞排土蓋を柱状改良体の設計上の天端レベルに設置し、改良工程後に排土蓋を掘削孔から引き上げて排土蓋上の改良土を除去することで、柱状改良体の天端レベルを容易に合わせることができる。
＜４＞固化材の攪拌混合時に上部を排土蓋で抑えることで、改良土の盛り上がりを抑制し、改良土を地中で圧密して密実で堅固な柱状改良体を構築することができる。
＜１＞排土蓋を掘削翼ごと引き上げるだけで、掘削土や改良土を掘削孔外に容易に排出することができる。このため施工効率が高い。
＜２＞掘削土と改良土を分別して排出でき、改良土のみを産業廃棄物として処理できるため、処分コストが安価である。
＜３＞排土蓋を柱状改良体の設計上の天端レベルに設置し、改良工程後に排土蓋を掘削孔から引き上げて排土蓋上の改良土を除去することで、柱状改良体の天端レベルを容易に合わせることができる。
＜４＞固化材の攪拌混合時に上部を排土蓋で抑えることで、改良土の盛り上がりを抑制し、改良土を地中で圧密して密実で堅固な柱状改良体を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】柱状地盤改良装置の排土蓋の説明図
【図2】柱状地盤改良装置の説明図
【図3】柱状地盤改良工法のフロー図
【図4】柱状地盤改良工法の説明図
【図5】柱状地盤改良工法の説明図
【図6】柱状地盤改良工法の説明図
【図7】実施例２の説明図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照しながら本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋及び柱状地盤改良工法について詳細に説明する。
【実施例1】
【0017】
＜１＞柱状地盤改良装置の排土蓋（図１）
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋１（以下「排土蓋１」）は、柱状地盤改良工法において、掘削孔Ｂ内から掘削土Ｃや改良土Ｅ１を排出する排土機能と、改良土Ｅ１の攪拌混合による盛り上がりを抑制する蓋機能と、を兼備する装置である。
排土蓋１は、本体筒１０と、本体筒１０に外設した螺旋翼２０と、を少なくとも備える。本例では螺旋翼２０の数は１枚である。
排土蓋１は、柱状地盤改良装置Ａの掘削ロッドＡ３において掘削翼Ａ４の上方に装着し、掘削翼Ａ４と着脱自在の構造を有する。
本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋１（以下「排土蓋１」）は、柱状地盤改良工法において、掘削孔Ｂ内から掘削土Ｃや改良土Ｅ１を排出する排土機能と、改良土Ｅ１の攪拌混合による盛り上がりを抑制する蓋機能と、を兼備する装置である。
排土蓋１は、本体筒１０と、本体筒１０に外設した螺旋翼２０と、を少なくとも備える。本例では螺旋翼２０の数は１枚である。
排土蓋１は、柱状地盤改良装置Ａの掘削ロッドＡ３において掘削翼Ａ４の上方に装着し、掘削翼Ａ４と着脱自在の構造を有する。
【0018】
＜１．１＞柱状地盤改良装置（図２）
柱状地盤改良装置Ａは、機体と、機体の前方に立設可能な長尺のガイドＡ１と、ガイドＡ１に沿って上下方向に移動可能なオーガモータＡ２と、上端でオーガモータＡ２と連結する掘削ロッドＡ３と、掘削ロッドＡ３の下端に付設した掘削翼Ａ４と、ガイドＡ１の下部に設けた揺れ止めＡ５と、を備える。
掘削ロッドＡ３は、オーガモータＡ２の移動に連動して上下方向に移動し、かつオーガモータＡ２の駆動によって軸回転する。
掘削翼Ａ４は、掘削ロッドＡ３の軸回転と同期して回転する。
揺れ止めＡ５は、内部に掘削ロッドＡ３を包持し、掘削ロッドＡ３の上下移動に伴う揺動を規制する。
柱状地盤改良装置Ａの構成は公知なのでここでは詳述しない。
柱状地盤改良装置Ａは、機体と、機体の前方に立設可能な長尺のガイドＡ１と、ガイドＡ１に沿って上下方向に移動可能なオーガモータＡ２と、上端でオーガモータＡ２と連結する掘削ロッドＡ３と、掘削ロッドＡ３の下端に付設した掘削翼Ａ４と、ガイドＡ１の下部に設けた揺れ止めＡ５と、を備える。
掘削ロッドＡ３は、オーガモータＡ２の移動に連動して上下方向に移動し、かつオーガモータＡ２の駆動によって軸回転する。
掘削翼Ａ４は、掘削ロッドＡ３の軸回転と同期して回転する。
揺れ止めＡ５は、内部に掘削ロッドＡ３を包持し、掘削ロッドＡ３の上下移動に伴う揺動を規制する。
柱状地盤改良装置Ａの構成は公知なのでここでは詳述しない。
【0019】
＜２＞本体筒
本体筒１０は、掘削ロッドＡ３に外装する筒体である。
本体筒１０は、少なくとも円筒状の筒状部１１を備え、本例では更に、筒状部１１の上縁に設けた上部係合部１２と、筒状部１１の下縁に設けた下部係合部１３と、筒状部１１の周壁に設けた排土孔１４と、を備える。
筒状部１１の内径は、掘削ロッドＡ３の外径に対応させる。
上部係合部１２は、揺れ止めＡ５と連結するための構造である。本例では上部係合部１２として、揺れ止めＡ５の下部に設けた鍵溝Ａ５１と係合する凸状構造を採用する。
下部係合部１３は、掘削翼Ａ４と連結するための構造である。本例では下部係合部１３として、掘削翼Ａ４の上部に設けた凸部Ａ４１と係合する溝状構造を採用する。
排土孔１４は、筒状部１１の周壁を内外に連通する。
本発明の排土蓋１は、掘削ロッドＡ３に外装する構造であるため、掘削ロッドＡ３と筒状部１１の間に掘削土Ｃが詰まると、排土蓋１が掘削ロッドＡ３と共廻りしてしまうおそれがある。本例では、掘削ロッドＡ３と筒状部１１の隙間に入った掘削土Ｃを排土孔１４から外部に排出することで、掘削ロッドＡ３と筒状部１１の縁を切って、排土蓋１の共廻りを防止することができる。
本体筒１０は、掘削ロッドＡ３に外装する筒体である。
本体筒１０は、少なくとも円筒状の筒状部１１を備え、本例では更に、筒状部１１の上縁に設けた上部係合部１２と、筒状部１１の下縁に設けた下部係合部１３と、筒状部１１の周壁に設けた排土孔１４と、を備える。
筒状部１１の内径は、掘削ロッドＡ３の外径に対応させる。
上部係合部１２は、揺れ止めＡ５と連結するための構造である。本例では上部係合部１２として、揺れ止めＡ５の下部に設けた鍵溝Ａ５１と係合する凸状構造を採用する。
下部係合部１３は、掘削翼Ａ４と連結するための構造である。本例では下部係合部１３として、掘削翼Ａ４の上部に設けた凸部Ａ４１と係合する溝状構造を採用する。
排土孔１４は、筒状部１１の周壁を内外に連通する。
本発明の排土蓋１は、掘削ロッドＡ３に外装する構造であるため、掘削ロッドＡ３と筒状部１１の間に掘削土Ｃが詰まると、排土蓋１が掘削ロッドＡ３と共廻りしてしまうおそれがある。本例では、掘削ロッドＡ３と筒状部１１の隙間に入った掘削土Ｃを排土孔１４から外部に排出することで、掘削ロッドＡ３と筒状部１１の縁を切って、排土蓋１の共廻りを防止することができる。
【0020】
＜３＞螺旋翼
螺旋翼２０は、本体筒１０に周設する翼状体である。
螺旋翼２０は、筒状部１１の外周に、筒状部１１の長手方向に沿って螺旋状に付設する。
螺旋翼２０は、排土蓋１の平面視において外形が概ね円形状を呈する。
螺旋翼２０は、掘削土Ｃの排土機能と、改良土Ｅ１を抑え込む蓋機能を有効に発揮するために、筒状部１１外周を１周以上する構造であることが望ましい。
本例では螺旋翼２０が、螺旋翼２０の下端縁に設けた掘削辺２１と、掘削辺２１に設けた複数の先端ビット２２と、を備える。
掘削辺２１は、螺旋翼２０を土中に切り込むための端縁であって、筒状部１１の外周面から径方向に延在する。
先端ビット２２は、掘削辺２１による土中への切り込み時に、硬質物を切削するためのビットであって、掘削辺２１の幅方向に沿って並列する。
螺旋翼２０は、本体筒１０に周設する翼状体である。
螺旋翼２０は、筒状部１１の外周に、筒状部１１の長手方向に沿って螺旋状に付設する。
螺旋翼２０は、排土蓋１の平面視において外形が概ね円形状を呈する。
螺旋翼２０は、掘削土Ｃの排土機能と、改良土Ｅ１を抑え込む蓋機能を有効に発揮するために、筒状部１１外周を１周以上する構造であることが望ましい。
本例では螺旋翼２０が、螺旋翼２０の下端縁に設けた掘削辺２１と、掘削辺２１に設けた複数の先端ビット２２と、を備える。
掘削辺２１は、螺旋翼２０を土中に切り込むための端縁であって、筒状部１１の外周面から径方向に延在する。
先端ビット２２は、掘削辺２１による土中への切り込み時に、硬質物を切削するためのビットであって、掘削辺２１の幅方向に沿って並列する。
【0021】
＜４＞柱状地盤改良工法（図３）
本発明の柱状地盤改良工法は、柱状地盤改良装置Ａと排土蓋１を用いて地中に柱状改良体Ｅを構築する工法である。
本例では固化材Ｄとして、セメント系固化剤と水を攪拌したセメントスラリーを使用するが、これに限らず、例えば乾式工法を採用してもよい。
柱状地盤改良工法は、削孔工程Ｓ１と、排土工程Ｓ２と、改良工程Ｓ３と、を少なくとも備える。本例では改良工程Ｓ３の次に除去工程Ｓ４を更に備える。
本発明の柱状地盤改良工法は、柱状地盤改良装置Ａと排土蓋１を用いて地中に柱状改良体Ｅを構築する工法である。
本例では固化材Ｄとして、セメント系固化剤と水を攪拌したセメントスラリーを使用するが、これに限らず、例えば乾式工法を採用してもよい。
柱状地盤改良工法は、削孔工程Ｓ１と、排土工程Ｓ２と、改良工程Ｓ３と、を少なくとも備える。本例では改良工程Ｓ３の次に除去工程Ｓ４を更に備える。
【0022】
＜４．１＞施工準備
柱状地盤改良装置Ａを施工場所に移動し、ガイドＡ１を鉛直に立てる。
掘削ロッドＡ３の上部をオーガモータＡ２から吊下げ、オーガモータＡ２をガイドＡ１の上方に移動させることで、掘削ロッドＡ３をガイドＡ１に沿って立設する。掘削ロッドＡ３の上部をオーガモータＡ２に連結する。掘削ロッドＡ３の下部は、揺れ止めＡ５内に保持する。
掘削ロッドＡ３に掘削翼Ａ４を取付ける前に、排土蓋１を揺れ止めＡ５に仮固定する。詳細には、排土蓋１の上部係合部１２を揺れ止めＡ５の鍵溝Ａ５１内に通して、軸周りに回転させ、上部係合部１２を鍵溝Ａ５１内に係合させる（図４）。
掘削ロッドＡ３の下端に掘削翼Ａ４を連結し、上部係合部１２を鍵溝Ａ５１から離脱させることで排土蓋１を揺れ止めＡ５から取り外し、排土蓋１を掘削翼Ａ４上に載せる。この際、排土蓋１の下部係合部１３を掘削翼Ａ４の凸部Ａ４１に嵌めて、排土蓋１が掘削翼Ａ４と同期回転するように連結する。
柱状地盤改良装置Ａを施工場所に移動し、ガイドＡ１を鉛直に立てる。
掘削ロッドＡ３の上部をオーガモータＡ２から吊下げ、オーガモータＡ２をガイドＡ１の上方に移動させることで、掘削ロッドＡ３をガイドＡ１に沿って立設する。掘削ロッドＡ３の上部をオーガモータＡ２に連結する。掘削ロッドＡ３の下部は、揺れ止めＡ５内に保持する。
掘削ロッドＡ３に掘削翼Ａ４を取付ける前に、排土蓋１を揺れ止めＡ５に仮固定する。詳細には、排土蓋１の上部係合部１２を揺れ止めＡ５の鍵溝Ａ５１内に通して、軸周りに回転させ、上部係合部１２を鍵溝Ａ５１内に係合させる（図４）。
掘削ロッドＡ３の下端に掘削翼Ａ４を連結し、上部係合部１２を鍵溝Ａ５１から離脱させることで排土蓋１を揺れ止めＡ５から取り外し、排土蓋１を掘削翼Ａ４上に載せる。この際、排土蓋１の下部係合部１３を掘削翼Ａ４の凸部Ａ４１に嵌めて、排土蓋１が掘削翼Ａ４と同期回転するように連結する。
【0023】
＜４．２＞削孔工程
削孔工程Ｓ１は、掘削孔Ｂを空掘りする工程である。削孔工程Ｓ１は、例えば以下のように実施する。
柱状地盤改良装置ＡのオーガモータＡ２を駆動して、掘削ロッドＡ３下端の掘削翼Ａ４を地盤に回転圧入する（図５（１））。
掘削翼Ａ４の回転圧入に伴い、掘削翼Ａ４に搭載した排土蓋１が下部係合部１３によって掘削翼Ａ４と同期して回転することで、螺旋翼２０の掘削辺２１が掘削土Ｃ内に切込み、排土蓋１が掘削翼Ａ４と共に掘削土Ｃ内に貫入する。
掘削翼Ａ４と排土蓋１は、排土蓋１の螺旋翼２０が空掘りの底部に達する深さまで貫入する。
削孔工程Ｓ１は、掘削孔Ｂを空掘りする工程である。削孔工程Ｓ１は、例えば以下のように実施する。
柱状地盤改良装置ＡのオーガモータＡ２を駆動して、掘削ロッドＡ３下端の掘削翼Ａ４を地盤に回転圧入する（図５（１））。
掘削翼Ａ４の回転圧入に伴い、掘削翼Ａ４に搭載した排土蓋１が下部係合部１３によって掘削翼Ａ４と同期して回転することで、螺旋翼２０の掘削辺２１が掘削土Ｃ内に切込み、排土蓋１が掘削翼Ａ４と共に掘削土Ｃ内に貫入する。
掘削翼Ａ４と排土蓋１は、排土蓋１の螺旋翼２０が空掘りの底部に達する深さまで貫入する。
【0024】
＜４．３＞排土工程
排土工程Ｓ２は、掘削孔Ｂ内の掘削土Ｃを排出する工程である。排土工程Ｓ２は、例えば以下のように実施する。
柱状地盤改良装置ＡのオーガモータＡ２を無回転でガイドＡ１の上方に移動させ、掘削翼Ａ４を掘削孔Ｂ内の上方に引き上げることで、掘削翼Ａ４上に搭載した排土蓋１を施工基面の高さより上方に引き上げる。
これによって、削孔工程Ｓ１の貫入深さにおける螺旋翼２０より上方の掘削土Ｃを押し上げ、掘削孔Ｂ外へ排出する（図５（２））。
排土工程Ｓ２は、掘削孔Ｂ内の掘削土Ｃを排出する工程である。排土工程Ｓ２は、例えば以下のように実施する。
柱状地盤改良装置ＡのオーガモータＡ２を無回転でガイドＡ１の上方に移動させ、掘削翼Ａ４を掘削孔Ｂ内の上方に引き上げることで、掘削翼Ａ４上に搭載した排土蓋１を施工基面の高さより上方に引き上げる。
これによって、削孔工程Ｓ１の貫入深さにおける螺旋翼２０より上方の掘削土Ｃを押し上げ、掘削孔Ｂ外へ排出する（図５（２））。
【0025】
＜４．４＞改良工程
改良工程Ｓ３は、地中に柱状改良体Ｅを構築する工程である。改良工程Ｓ３は、例えば以下のように実施する。
排土蓋１を地上まで引き上げ、オーガモータＡ２を無回転で１０ｃｍ程度下方に移動させることで、掘削翼Ａ４の凸部Ａ４１から排土蓋１の下部係合部１３を離脱させ、掘削翼Ａ４と排土蓋１を分離する（図５（３））。
掘削翼Ａ４を、削孔工程Ｓ１の貫入深さより下方へ回転圧入しつつ、掘削翼Ａ４のノズルから掘削土Ｃ内に固化材Ｄを排出して攪拌混合する。これによって、掘削土Ｃを固化材Ｄと混練して改良土Ｅ１とし、円筒状に混練した改良土Ｅ１によって、地中に柱状改良体Ｅを構築する（図６（１））。柱状改良体Ｅの構築方法自体は公知なのでここでは詳述しない。
改良工程Ｓ３は、地中に柱状改良体Ｅを構築する工程である。改良工程Ｓ３は、例えば以下のように実施する。
排土蓋１を地上まで引き上げ、オーガモータＡ２を無回転で１０ｃｍ程度下方に移動させることで、掘削翼Ａ４の凸部Ａ４１から排土蓋１の下部係合部１３を離脱させ、掘削翼Ａ４と排土蓋１を分離する（図５（３））。
掘削翼Ａ４を、削孔工程Ｓ１の貫入深さより下方へ回転圧入しつつ、掘削翼Ａ４のノズルから掘削土Ｃ内に固化材Ｄを排出して攪拌混合する。これによって、掘削土Ｃを固化材Ｄと混練して改良土Ｅ１とし、円筒状に混練した改良土Ｅ１によって、地中に柱状改良体Ｅを構築する（図６（１））。柱状改良体Ｅの構築方法自体は公知なのでここでは詳述しない。
【0026】
＜４．４．１＞排土蓋の埋設
本例では、改良工程Ｓ３において、分離した排土蓋１を柱状改良体Ｅの上部に埋設し、改良土Ｅ１の蓋とする（図６（１））。
排土蓋１の埋設深さは、螺旋翼２０が、設計上の柱状改良体Ｅの天端レベル（すなわち建築物の基礎底面レベル）と概ね一致する深さとする。
このように、柱状改良体Ｅの上部に排土蓋１で蓋を設けながら、排土蓋１の下方で掘削土Ｃと固化材Ｄを攪拌混合することで、攪拌混合による改良土Ｅ１の盛り上がりを抑制し、改良土Ｅ１を地中で圧密して、密実で堅固な柱状改良体Ｅを構築することができる。
本例では、改良工程Ｓ３において、分離した排土蓋１を柱状改良体Ｅの上部に埋設し、改良土Ｅ１の蓋とする（図６（１））。
排土蓋１の埋設深さは、螺旋翼２０が、設計上の柱状改良体Ｅの天端レベル（すなわち建築物の基礎底面レベル）と概ね一致する深さとする。
このように、柱状改良体Ｅの上部に排土蓋１で蓋を設けながら、排土蓋１の下方で掘削土Ｃと固化材Ｄを攪拌混合することで、攪拌混合による改良土Ｅ１の盛り上がりを抑制し、改良土Ｅ１を地中で圧密して、密実で堅固な柱状改良体Ｅを構築することができる。
【0027】
＜４．５＞除去工程
除去工程Ｓ４は、柱状改良体Ｅ上部の改良土Ｅ１を除去して天端レベルを合わせる工程である。除去工程Ｓ４は、例えば以下のように実施する。
柱状地盤改良装置ＡのオーガモータＡ２を回転させながらガイドＡ１の上方に移動させ（図６（２））、掘削翼Ａ４を柱状改良体Ｅの上方に引き上げることで、掘削翼Ａ４上に搭載した排土蓋１を施工基面の高さより上方に引き上げる。
これによって、螺旋翼２０より上方の改良土Ｅ１を押し上げ、掘削孔Ｂ外へ排出する（図６（３））。排出した改良土Ｅ１は、産業廃棄物として処分する。
改良工程Ｓ３における螺旋翼２０の深さは、柱状改良体Ｅの設計上の天端レベルであるため、排土蓋１上の改良土Ｅ１の除去によって、柱状改良体Ｅの天端レベルを合わせることができる。
除去工程Ｓ４は、柱状改良体Ｅ上部の改良土Ｅ１を除去して天端レベルを合わせる工程である。除去工程Ｓ４は、例えば以下のように実施する。
柱状地盤改良装置ＡのオーガモータＡ２を回転させながらガイドＡ１の上方に移動させ（図６（２））、掘削翼Ａ４を柱状改良体Ｅの上方に引き上げることで、掘削翼Ａ４上に搭載した排土蓋１を施工基面の高さより上方に引き上げる。
これによって、螺旋翼２０より上方の改良土Ｅ１を押し上げ、掘削孔Ｂ外へ排出する（図６（３））。排出した改良土Ｅ１は、産業廃棄物として処分する。
改良工程Ｓ３における螺旋翼２０の深さは、柱状改良体Ｅの設計上の天端レベルであるため、排土蓋１上の改良土Ｅ１の除去によって、柱状改良体Ｅの天端レベルを合わせることができる。
【実施例2】
【0028】
[螺旋翼を２枚設けた実施例]
実施例１では、排土蓋１の螺旋翼２０が１枚であったが、螺旋翼２０の枚数はこれに限らない。
本例では、筒状部１１の長軸を中心に、２枚の螺旋翼２０を点対称に周設する（図７）。
本例の場合、螺旋翼２０の表面積が実施例１の２倍になるため、排土機能と蓋機能を共に強化することができる。
実施例１では、排土蓋１の螺旋翼２０が１枚であったが、螺旋翼２０の枚数はこれに限らない。
本例では、筒状部１１の長軸を中心に、２枚の螺旋翼２０を点対称に周設する（図７）。
本例の場合、螺旋翼２０の表面積が実施例１の２倍になるため、排土機能と蓋機能を共に強化することができる。
【符号の説明】
【0029】
１ 排土蓋
１０ 本体筒
１１ 筒状部
１２ 上部係合部
１３ 下部係合部
１４ 排土孔
２０ 螺旋翼
２１ 掘削辺
２２ 先端ビット
Ａ 柱状地盤改良装置
Ａ１ ガイド
Ａ２ オーガモータ
Ａ３ 掘削ロッド
Ａ４ 掘削翼
Ａ４１ 凸部
Ａ５ 揺れ止め
Ａ５１ 鍵溝
Ｂ 掘削孔
Ｃ 掘削土
Ｄ 固化材
Ｅ 柱状改良体
Ｅ１ 改良土
Ｓ１ 削孔工程
Ｓ２ 排土工程
Ｓ３ 改良工程
Ｓ４ 除去工程
１０ 本体筒
１１ 筒状部
１２ 上部係合部
１３ 下部係合部
１４ 排土孔
２０ 螺旋翼
２１ 掘削辺
２２ 先端ビット
Ａ 柱状地盤改良装置
Ａ１ ガイド
Ａ２ オーガモータ
Ａ３ 掘削ロッド
Ａ４ 掘削翼
Ａ４１ 凸部
Ａ５ 揺れ止め
Ａ５１ 鍵溝
Ｂ 掘削孔
Ｃ 掘削土
Ｄ 固化材
Ｅ 柱状改良体
Ｅ１ 改良土
Ｓ１ 削孔工程
Ｓ２ 排土工程
Ｓ３ 改良工程
Ｓ４ 除去工程
【要約】
【課題】掘削土と改良土の排土機能と改良土の盛り上がりを抑制する蓋機能を兼備する柱状地盤改良装置の排土蓋及びこれを用いてなる柱状地盤改良工法を提供する。
【解決手段】本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋１は、掘削ロッドＡ３に外装可能な本体筒１０と、本体筒１０に外設した螺旋翼２０と、を備え、本体筒１０の下部を、掘削翼Ａ４の上部と着脱自在に構成したことを特徴とする。本発明の柱状地盤改良工法は、掘削翼Ａ４を回転圧入して地盤に貫入する、削孔工程Ｓ１と、掘削翼Ａ４の貫入深さより上方の掘削土Ｃを排土する、排土工程Ｓ２と、掘削翼Ａ４の貫入深さより下方へ掘削翼Ａ４を回転圧入しつつ、掘削翼Ａ４から固化材Ｄを排出し、固化材Ｄを掘削土Ｃと攪拌混合して改良土Ｅ１とし、改良土Ｅ１によって柱状改良体Ｅを構築する、改良工程Ｓ３と、を備え、排土工程Ｓ２において、掘削翼Ａ４を上方に引き上げることで、掘削翼Ａ４上に載せた排土蓋１の螺旋翼２０によって掘削土Ｃを押し上げて排土することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の柱状地盤改良装置の排土蓋１は、掘削ロッドＡ３に外装可能な本体筒１０と、本体筒１０に外設した螺旋翼２０と、を備え、本体筒１０の下部を、掘削翼Ａ４の上部と着脱自在に構成したことを特徴とする。本発明の柱状地盤改良工法は、掘削翼Ａ４を回転圧入して地盤に貫入する、削孔工程Ｓ１と、掘削翼Ａ４の貫入深さより上方の掘削土Ｃを排土する、排土工程Ｓ２と、掘削翼Ａ４の貫入深さより下方へ掘削翼Ａ４を回転圧入しつつ、掘削翼Ａ４から固化材Ｄを排出し、固化材Ｄを掘削土Ｃと攪拌混合して改良土Ｅ１とし、改良土Ｅ１によって柱状改良体Ｅを構築する、改良工程Ｓ３と、を備え、排土工程Ｓ２において、掘削翼Ａ４を上方に引き上げることで、掘削翼Ａ４上に載せた排土蓋１の螺旋翼２０によって掘削土Ｃを押し上げて排土することを特徴とする。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
