(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの内側の開口部を突き合わせると短尺の中空管を形成する単位リンク部材の複数個を、連結部材を用いて回転可能に順次連結して形成された第１及び第２単位リンク部材連結体と、該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合部と、
該第１及び第２単位リンク部材連結体をそれぞれ巻き上げ又は送り出す第１及び第２回転体と、該回転体を駆動する回転体駆動手段とを備え、
該第１及び第２単位リンク部材連結体には該連結部材が形成されている連結面と、該連結面の反対側である連結部材が形成されていない非連結面をそれぞれ有し、該回転体から送り出された該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの該非連結面同士が互いに当接して中空管を形成するものであり、
該複数の単位リンク部材は、該連結部材を軸として連結面側に回転可能に連結されることを特徴とする地盤改良用伸縮装置。
【請求項２】
前記回転体は、該回転体から送り出された前記単位リンク部材連結体の前記非連結面が互いに当接するように配置されることを特徴とする請求項１記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項３】
前記回転体から送り出された前記単位リンク部材連結体の前記非連結面が互いに当接するように押圧する圧着手段を、更に備えることを特徴とする請求項１記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項４】
前記中空管を形成する単位リンク部材連結体の非連結面が、シールされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項５】
前記中空管を形成する単位リンク部材連結体の巻き上げ又は送り出す側の当接面が、シールされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項６】
前記単位リンク部材は、該連結面を側面とする第１側板と、該第１側板の両端から直角に屈曲する巻き上げ又は送り出す方向に平行な側面を有する第２及び第３側板とからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項７】
前記単位リンク部材連結体の一方の単位リンク部材の非連結面には、第１係合部が形成され、前記単位リンク部材連結体の他方の単位リンク部材の非連結面には、該第１係合部に係合する第２係合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項８】
前記回転体には第３係合部が形成され、前記連結面には該第３係合部に嵌合する第４係合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の地盤改良用伸縮装置。
【請求項９】
前記請求項１〜８のいずれか１項に記載の地盤改良用伸縮装置を備えることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項１０】
前記先端結合部は中空であり、
前記地盤改良用伸縮装置の中空管及び前記先端結合部内に地盤改良材を投入又は送り出す地盤改良材投入手段と、を有することを特徴とする請求項９記載の地盤改良装置。
【請求項１１】
前記地盤改良材が、プレファブリケイテッドバーチカルドレーンであることを特徴とする請求項１０記載の地盤改良装置。
【請求項１２】
前記先端結合部が先細りの中空管であり、該先端結合部より先のプレファブリケイテッドバーチカルドレーンには、ドレーン施工用先端構造が付設されていることを特徴とする請求項１１記載の地盤改良装置。
【請求項１３】
前記地盤改良材が、砂杭材料であることを特徴とする請求項１０記載の地盤改良装置。
【請求項１４】
前記先端結合部は、砂杭施工用先端構造であることを特徴とする請求項１３記載の地盤改良装置。
【請求項１５】
前記中空管に通される一端が地上の供給源と接続する動力線又は配管類と、を有し、
前記先端結合部が、駆動モータと該駆動モータより先端側に位置する撹拌翼であることを特徴とする請求項９記載の地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高さ制限のある施工域でも効率よく深い深度まで施工できる地盤改良装置及びこれに用いる地盤改良用伸縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤の改良に用いる地盤改良装置としては、例えば深層混合処理杭装置（特開２００２−２３５３２１号公報）、砂杭造成装置（特開平８−２８４１４６号公報）又はプレファブリケイテッドバーチカルドレーン造成装置（特開２０００−１６０５４４号公報）等が知られている。これらの地盤改良装置は、ロッドや中空管を地中深く貫入するため、それを地上で支持する施工用リーダを使用する。
【０００３】
通常の地盤改良装置高さでは施工できないような空域制限のある場所において地盤改良を施工する場合、施工用リーダの高さを制限高さ以下にする必要がある。この場合、リーダ長で施工できる施工長は短くなってしまう。このため、施工用ロッドを継ぎ足して施工したり、ロッドを伸縮させたりして必要改良長まで施工していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７７８８６号公報（請求項１、段落０００１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、空域制限のある場所において、施工用ロッドを継ぎ足して施工する方法では、継ぎ足しに時間がかかり、また、継ぎ足し要員が必要となり、施工効率が悪いものとなっていた。また、ロッドを伸縮させる方法では、伸縮時間がかかり、また、伸縮段数が増えると伸縮ロッドが大型になり、施工装置の安定性を悪化させるという問題があった。
【０００６】
一方、特開２００５−１７７８８６号公報には、連結部材で回転可能に順次結合された複数の単位ブロックから成る複数のブロック連結体と、該ブロック連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合ブロックと、前記ブロック連結体をそれぞれ巻き取る巻き取りドラムと、該巻き取りドラムを駆動するドラム駆動手段とを備え、上記ブロック連結体にはそれぞれ上記連結部材が設けられている連結面ＬＦと該連結面の裏面である連結部材が設けられていない非連結面ＮＬＦがあり、上記巻き取りドラムからそれぞれ上記ブロック連結体が繰り出されるときブロック連結体の上記非連結面ＮＬＦが互いに当接するように上記巻き取りドラムが配置されていることを特徴とする伸縮機構が開示されている。この伸縮機構は、ロボット用の脚として好適なものである。
【０００７】
しかし、特開２００５−１７７８８６号公報記載の伸縮機構で使用する単位ブロックは、四角柱状であり、一対のブロック連結体で形成される脚は、中実であり中空管を構成せず、地盤改良装置へは適用できないものであった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、地盤改良装置の高さを低くでき、継ぎ足し工程や伸縮工程を不要若しくは実施回数を減らすことができる、地盤改良装置の小型化を可能にした地盤改良装置及びこれに使用する地盤改良用伸縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、上記従来の課題を解決したものであって、互いの内側の開口部を突き合わせると短尺の中空管を形成する単位リンク部材の複数個を、連結部材を用いて回転可能に順次連結して形成された第１及び第２単位リンク部材連結体と、該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合部と、  該第１及び第２単位リンク部材連結体をそれぞれ巻き上げ又は送り出す第１及び第２回転体と、該回転体を駆動する回転体駆動手段とを備え、該第１及び第２単位リンク部材連結体には該連結部材が形成されている連結面と、該連結面の反対側である連結部材が形成されていない非連結面をそれぞれ有し、該回転体から送り出された該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの該非連結面同士が互いに当接して中空管を形成するものであり、該複数の単位リンク部材は、該連結部材を軸として連結面側に回転可能に連結されることを特徴とする地盤改良用伸縮装置を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記地盤改良用伸縮装置を備える地盤改良装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の地盤改良装置によれば、継ぎ足し工程は不要であり、継ぎ足しに要する時間と労力を削減でき、施工コストを低く抑えることができる。また、同様に、ロッドの伸縮工程は不要であり、伸縮に要する時間と労力を削減でき装置の小型化を可能にし、地盤改良装置の安定性も向上する。また、本発明の地盤改良用伸縮装置（以下、単に「伸縮装置」とも言う。）は、本発明の地盤改良装置の一構成装置として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における伸縮装置の正面図である。
【図２】図１の伸縮装置の斜視図である。
【図３】図１の伸縮装置で用いる単位リンク及び単位リンク部材連結体の簡略図である。
【図４】本発明の他の実施の形態における伸縮装置の斜視図である。
【図５】図５の伸縮装置の正面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態における伸縮装置の正面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の他の実施の形態における伸縮装置の部分斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ方向から見た一部の単位リンク部材連結体である。
【図８】（Ａ）は本発明の実施の形態における地盤改良装置の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の他の実施の形態における地盤改良装置の簡略正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の地盤改良装置の先端部分の拡大図である。
【図１０】図９の地盤改良装置の先端部分の斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態における地盤改良装置の簡略正面図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の他の実施の形態における地盤改良装置の簡略正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の地盤改良装置の先端部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態における伸縮装置を図１〜図７を参照して説明する。伸縮装置１０は、第１単位リンク部材連結体１Ａ及び第２単位リンク部材連結体１Ｂと、該第１及び第２単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂ（以下、単に「単位リンク部材連結体」とも言う。）のそれぞれの先端を結合する先端結合部２と、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂをそれぞれ巻き上げ又は送り出す第１回転体３ａ及び第２回転体３ｂと、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを駆動する回転体駆動手段４（図１〜図７では不図示）とを備え、地盤改良用として使用されるものである。
【００１４】
第１単位リンク部材連結体１Ａは、複数の単位リンク部材１１ａ、１１ａ・・・を用いて回転可能に順次連結して形成されたものである。単位リンク部材１１ａは、互いの内側の開口部を突き合わせると短尺の中空管を形成するものであり、本例では、連結面６を側面とする矩形状の第１側板１１１ａと、第１側板１１１ａの両端から直角に屈曲する巻き上げ又は送り出す方向に平行な側面を有する矩形状の第２側板１１２ａと第３側板１１３ａとからなるコ字断面形状である。すなわち、互いの内側の開口部とは第１側板１１１ａの反対側（対峙する側）の開口であり、巻き上げ又は送り出す方向の開口部を指すものではない。なお、短尺の中空管とは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成される長尺の中空管７と区別するものであり、長尺の中空管７に比べて短尺であることを言う。
【００１５】
複数の単位リンク部材１１ａは、第１側板１１１ａ側で連結され、第１側板１１１ａの反対側（対峙する側）の開口側では連結されない。複数の単位リンク部材１１ａをこのように連結することで、第１単位リンク部材連結体１Ａは、連結面６側に連結部材１２ａを軸として回動し、回転体３ａ、３ｂに巻き取りを可能にする。単位リンク部材１１ａにおいて、連結面６の反対側の面である連結部材１２ａが形成されていない非連結面５側には屈曲しない。
【００１６】
単位リンク部材１１ａの非連結面５は、本例では第２側板１１２ａと第３側板１１３ａの反第１側板１１１ａ側の端面であり、第２側板１１２ａ及び第３側板１１３ａの厚みと、巻き上げ又は送り出す方向における長さを縦横とする面であり、面積対比において連結面６より小さい。
【００１７】
連結部材１２ａはヒンジ部材であり、例えば、蝶番及びピン等が挙げられる。連結部材１２ａは、複数の単位リンク部材１１ａを連結した際、その連結部が連結面６から突出することのない内連結とすることが、回転体３ａに巻き上げた際、第１単位リンク部材連結体１Ａと回転体３ａとの接触が面接触となり、駆動突起である第３係合部３２ａと駆動凹部である第４係合部１１５ａとの係合が確実となる点で好ましい。
【００１８】
単位リンク部材１１ａの非連結面５には、任意の構成要素である凹状の第１係合部１１４ａが形成されている。これにより、第１係合部１１４ａは、他方の単位リンク部材１１ｂの非連結面５に形成された凸状の第２係合部１１４ｂと係合することで、中空管７を確実に形成することができる。
【００１９】
また、単位リンク部材１１ａの連結面６には、回転体３ａの第３係合部３２ａと係合する凹状の第４係合部１１５ａが形成されている。連結面６における第４係合部１１５ａの形成位置は、巻き上げ又は送り出す方向の直交方向における端部、すなわち、第２側板１１２ａ及び第３側板１１３ａに対応する位置とすることが、深い孔を形成できる点で好ましい。第４係合部１１５ａが深い孔であれば、回転体３ａの突状の第３係合部３２ａとの係合が確実となり且つ安定する。
【００２０】
他方の単位リンク部材１１ｂ及び第２単位リンク部材連結体１Ｂは、単位リンク部材１１ａ及び第１単位リンク部材連結体１Ａと実質的に同じものであり異なる点について説明する。すなわち、本例の単位リンク部材１１ｂ及び第２単位リンク部材連結体１Ｂにおいて、単位リンク部材１１ａ及び第１単位リンク部材連結体１Ａと異なる点は、単位リンク部材１１ａの非連結面５における凹状の第１係合部１１４ａに対峙する位置に、第１係合部１１４ａに係合する突状の第２係合部１１４ｂを形成した点である。これにより、回転体３ａ、３ｂから、それぞれ同期して等速で送り出された単位リンク部材１１ａと単位リンク部材１１ｂは互いに係合し、第１単位リンク部材連結体１Ａと第２単位リンク部材連結体１Ｂの非連結面５が当接して中空管７を形成することになる。
【００２１】
伸縮装置１０の単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、上記のコ字断面形状であり、形成された中空管が四角形のものに限定されず、例えば、互いの内側の開口部を突き合わせた中空管形状として、多角形、楕円形、円形等のものであってもよい。この場合、回転体３ａ、３ｂの単位リンク部材１１ａ、１１ｂの当接面を、面−面接触となるような形状にすればよい。また、伸縮装置１０の単位リンク部材１１ａ、１１ｂにおいて、第１係合部１１４ａ及び第２係合部１１４ｂは、上記凹凸の係合に限定されず、凹凸以外の種々の係合が適用できる。また、第１係合部１１４ａ及び第２係合部１１４ｂは無くてもよい。
【００２２】
伸縮装置１０において、中空管を形成する単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面はシールされている。すなわち、図３中、単位リンク部材１１ａの第２側板１１２ａと第３側板１１３ａの非連結面（内側端面）または単位リンク部材１１ｂの第２側板１１２ｂと第３側板１１３ｂの非連結面（内側端面）はシール構造である。これにより、中空管７が地中に貫入されても、非連結面から地下水や土砂が侵入することがない。
【００２３】
また、伸縮装置１０において、中空管を形成する単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの巻き上げ又は送り出す側の当接面はシールされている。すなわち、図３中、単位リンク部材１１ａの第２側板１１２ａと第３側板１１３ａの巻き上げ又は送り出す側の両端面および単位リンク部材１１ｂの第２側板１１２ｂと第３側板１１３ｂの巻き上げ又は送り出す側の両端面はシール構造である。これにより、中空管７が地中に貫入されても、この当接面から地下水や土砂が侵入することがない。シール構造としては、例えば、シール面に形成された溝に円形断面のエラストマー部材を装着した、面−面接触における公知のシール構造を採用することができる。
【００２４】
伸縮装置１０は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂのそれぞれの先端を結合する先端結合部２を有する。先端結合部２を有することで、巻き出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは互いに離れることなく中空管７を形成できる。
【００２５】
伸縮装置１０は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂをそれぞれ巻き上げ又は送り出す第１及び第２回転体３ａ、３ｂを有する。第１及び第２回転体３ａ、３ｂは、それぞれ同じものであり、本例では、一辺長さが単位リンク部材１１ａの第１側板１１１ａの長さに相当する辺部を有する多角形のドラムである。第１及び第２回転体３ａ、３ｂの表面には、単位リンク部材１１ａ、１１ｂの連結面６に形成されている凹状の第４係合部１１５ａ、１１５ｂと係合する突状の第３係合部３２ａ、３２ｂが形成されており、突状の第３係合部３２ａ、３２ｂに、単位リンク部材１１ａ、１１ｂを引っ掛けて、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの巻き上げや送り出しを行う。第１及び第２回転体３ａ、３ｂには、巻き上げ又は送り出す単位リンク部材１１ａ、１１ｂのそれぞれと係合する第３係合部３２ａ、３２ｂを有する。本例では、多角形を構成するひとつの面の両側端近傍に２箇所形成されている。また、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂにおいて、反地中側の先端の単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに固定されている。これにより、図１に示すような単位リンク部材１１ａ、１１ｂが第１及び第２回転体３ａ、３ｂの真下に位置しても外れて垂れることはない。なお、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの形状は、上記多角形に限定されず、単位リンク部材１１ａ、１１ｂの形状に応じた種々の形状を採り得る。なお、第１及び第２回転体３ａ、３ｂはそれぞれ同期して等速で巻き取りや送り出しが行われる。
【００２６】
伸縮装置１０において、第１及び第２回転体３ａ、３ｂは、それらから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面が概ね当接するように配置されている。本例では、第１及び第２回転体３ａ、３ｂから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面５が互いに当接するように両側から挟む圧着手段８ａ、８ｂを、更に備える。これにより、第１及び第２回転体３ａ、３ｂから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面は確実に当接する。圧着手段８ａ、８ｂとしては、例えばローラが挙げられる。すなわち、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを両側から挟み込み、自ら回転するものが、摩擦熱を発生させず、異音もない点で好ましい。
【００２７】
伸縮装置１０において、第１及び第２回転体３ａ、３ｂ及び圧着手段８ａ、８ｂは、支持基台１９に設置される。支持基台１９は前後側板と底板とを有し、前後側板には、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転軸３３ａ、３３ｂ及び圧着手段８ａ、８ｂの回転軸８１ａ、８１ｂが支持される。支持基台１９の底板には、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂが通る開口が形成されている。支持基台１９は、例えばクレーン等に設置される（図８参照）。
【００２８】
伸縮装置１０は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを駆動する回転体駆動手段４を備える。回転体駆動手段４は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを同期して互いに逆回転の始動及び停止する機能、互いに等速で回転させる機能を有する公知のものでよく、例えば、図８に示すようなクレーン１３に付設された油圧モータ４およびそれを制御する公知の手段が使用できる。
【００２９】
次に、伸縮装置１０の変形例である伸縮装置１０ａについて、図４及び図５を参照して説明する。伸縮装置１０ａにおいて、伸縮装置１０と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について、主に説明する。すなわち、伸縮装置１０ａにおいて、伸縮装置１０と異なる点は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを、それらから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面が当接するように配置すると共に、圧着装置８の設置を省略した点である。すなわち、伸縮装置１０ａは圧着装置を兼用する。このような伸縮装置１０ａは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転軸３３ａ、３３ｂ間を、回転体の直径と第１及び第２単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成される中空管の外径の加算寸法とすることで得られる。伸縮装置１０ａにおいても、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの送り出しにより、確実に中空管７を形成できる。
【００３０】
次に、伸縮装置１０の変形例である伸縮装置１０ｂについて、図６を参照して説明する。伸縮装置１０ｂにおいて、伸縮装置１０と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について、主に説明する。すなわち、伸縮装置１０ｂにおいて、伸縮装置１０と異なる点は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの全部を巻き取ることなく、第１及び第２回転体３ａ、３ｂで巻き上げた後は、横方向に移動するようにしたものである。すなわち、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの反送り出し側に、外側の横方向に延びる支持部材９ａ、９ｂを形成したものである。支持部材９ａ、９ｂは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを支持するのに十分は幅寸法を有する載置面９１を有する。また、支持部材９ａ、９ｂの長さは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの長さや横領域の空き具合により適宜決定される。また、支持部材９ａ、９ｂの載置面は、摩擦を低減するため、ローラ面としてもよい。伸縮装置１０ｂにおいて、巻き上げられた単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに約１/４巻き上げられた後、支持部材９ａ、９ｂの載置面９１上を滑りながら移動する。伸縮装置１０ｂは、横領域に制限がない場合に有効である。
【００３１】
次に、伸縮装置１０ｃについて、図７を参照して説明する。伸縮装置１０ｃにおいて、伸縮装置１０と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、伸縮装置１０ｃにおいて、伸縮装置１０と異なる点は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに螺旋状に巻き取られる点である。すなわち、第１及び第２回転体３ａ、３ｂは、螺旋巻きが可能な奥行き幅を有すると共に、回転体３ａ、３ｂの表面には、螺旋状に対応する箇所に突状の第３係合部３２ａ、３２ｂが形成されている。また、単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂが螺旋巻きされるよう、連結する２つの単位リンク部材１１ａと１１ａ及び連結する２つの単位リンク部材１１ｂと１１ｂがそれぞれ傾斜角度αで結合されている。
【００３２】
連結する２つの単位リンク部材を傾斜角度αで結合する方法としては、例えば、図７（Ｂ）に示すように、第２単位リンク部材連結体１Ｂにおいて、非連結面５から見て単位リンク部材１１ｂを、連結する単位リンク部材１１ｂの当接面１１６ｂが螺旋巻きされる方向（図７（Ｂ）において右上がり傾斜）に角度αで傾斜するようにすればよい。これにより、第２単位リンク部材連結体１Ｂは、第２回転体３ｂに傾斜αで巻き込まれる。伸縮装置１０ｃによれば、横領域に制限がある場合に有効である。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態における地盤改良装置５０について図８を参照して説明する。地盤改良装置５０は、伸縮装置１０を備える。すなわち、地盤改良装置５０は、クレーン１３に搭載されている。地盤改良装置５０において、伸縮装置１０の先端結合部２は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂのそれぞれの先端を結合すると共に、地盤改良装置の種類に応じて、種々の形態を採ることができる。すなわち、先端結合部２は、中空管７の貫入に伴い所定の機能を奏する先端機能部、又は所定の駆動力を得て、所定の動作を行う先端動作部として機能する。なお、図８（Ｂ）は、簡略記載のため、圧着装置８の記載を省略した。
【００３４】
次に、地盤改良装置５０を用いて地盤を改良する方法を説明する。施工前の施工位置にセットされた地盤改良装置５０の伸縮装置１０において、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに巻き取られており、先端結合部２が第１及び第２回転体３ａ、３ｂから少し送り出されている。図６の伸縮装置１０ｂを使用する場合、横方向に延びた単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、支持部材９ａ、９ｂの載置面９１に載せられている。
【００３５】
次に、回転体駆動手段４を始動し、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを同期して、互いに逆方向で且つ送り出し方向に等速で回転させる。これにより、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの第３係合部３２ａ、３２ｂは、単位リンク部材１１ａ、１１ｂの第４係合部１１５ａ、１１５ｂに引っ掛かるため、先端結合部２及び単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは送り出され、圧着装置８ａ、８ｂにより単位リンク部材１１ａの第１係合部１１４ａ及び単位リンク１１ｂの第２係合部１１４ｂが係合し、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは非連結面５が互いに当接して中空管７を形成しつつ、地中に圧入される。所定長の貫入により貫入工程は終了する。貫入工程は、回転体駆動手段４を停止することで終了する。なお、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの長さより深い深度まで貫入する場合、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの継ぎ足しを行えばよい。地盤改良工程において、地盤改良装置５０の先端結合部２は、中空管７の貫入に伴い又は貫入後、所定の地盤改良を行うか、又は所定の駆動力を得て、所定の地盤改良を行う。
【００３６】
次に、引き抜き工程を説明する。引き抜き工程は、先ず、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを同期に、互いに逆方向で且つ巻き上げ方向に等速で回転させることで開始する。これにより、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの第３係合部３２ａ、３２ｂは、単位リンク部材１１ａ、１１ｂの第４係合部１１５ａ、１１５ｂに引っ掛かり、第１単位リンク部材連結体１Ａは、第１回転体３ａに、第２単位リンク部材連結体１Ｂは、第２回転体３ｂにそれぞれ巻き上げられる。図６の伸縮装置１０ｂを使用する場合、巻き上げられた単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、支持部材９ａ、９ｂの載置面９１に載せられて横方向に移動する。なお、図１の伸縮装置１０の場合、地上先端側の単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに固定されており、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂから外れることなく、巻き取られる。なお、引き抜き工程おいて、圧着装置８ａ、８ｂは作動させても、させなくともよい。なお、中空管７の貫入工程において、中空管７の貫入を停止し、引き上げ工程をいれてもよいし、貫入と引き上げを繰り返し行ってもよい。
【００３７】
次に、地盤改良装置５０ａについて図９及び図１０を参照して説明する。地盤改良装置５０ａにおいて、図８の地盤改良装置５０と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、地盤改良装置５０ａは、伸縮装置１０と、伸縮装置の中空管７及び先端結合部２内に地盤改良材２３を送り出す地盤改良材投入手段２０と、を有するものであり、先端結合部２は中空である。地盤改良装置５０ａにおいて、地盤改良材は、本例ではプレファブリケイテッドバーチカルドレーン２３である。また、地盤改良装置５０ａにおいて、先端結合部２は、先細りの中空管であり、先端結合部２より先のプレファブリケイテッドバーチカルドレーン先端部２３１には、ドレーン施工用先端構造２Ａが付設されている。
【００３８】
ドレーン施工用先端構造２Ａは、プレファブリケイテッドバーチカルドレーンの先端部２３１と係止するアンカー２２を有する公知の構造物である。プレファブリケイテッドバーチカルドレーンとしては、ペーパードレーン等プラスティックや天然繊維材を用いた人工の製品等が挙げられる。これらのバーチカルドレーンを粘性土地盤中に設置して、これを排水柱とするものである。
【００３９】
次に、地盤改良装置５０ａを用いたプレファブリケイテッドバーチカルドレーン工法について、地盤改良装置５０を用いた地盤改良方法と異なる点について主に説明する。先ず、地上において、ドレーン施工用先端構造２Ａを形成する。次いで、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転と同期して地盤改良材投入手段２０を駆動する。これにより、プレファブリケイテッドバーチカルドレーン２３は中空管７の貫入と同期して、地中に導入される。先端結合部２が所定深度まで到達すると、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転を停止させる。次に、引く抜き工程を行う。引き抜き工程は、地盤改良装置５０の引き抜き工程と同様の方法により、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転を逆回転することで、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを巻き上げる。先端の先細りケーシング２１とアンカー２２は結合されていないため、アンカーと共にプレファブリケイテッドバーチカルドレーン２３は地中に置き去りにされる。
【００４０】
次に、地盤改良装置５０ｂについて図１１を参照して説明する。地盤改良装置５０ｂにおいて、図８の地盤改良装置５０と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、地盤改良装置５０ｂは、伸縮装置１０と、中空管７内に地盤改良材を投入する地盤改良材投入手段２０ａと、を有し、先端結合部２は中空管であり、円管であってもよく、中空管７と同様の四角形中空管であってもよい。すなわち、地盤改良材は、砂杭材料であり、先端結合部２は、砂杭施工用先端構造である。
【００４１】
地盤改良材投入手段２０ａは、砂杭材料タンク６１と、砂杭材料タンク６１内の砂杭材料をホッパー６３に送るコンベアー６２と、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成される中空管７の中に上方から砂杭材料を落下充填するホッパー６３とからなる。砂杭材料としては、従来の砂杭造成工法で使用されてきた公知の材料でよく、砂、シルトや礫を含む砂、砕石及びスラグ等が挙げられる。砂としては、例えば粒径が０．０７４〜２．０ｍｍ程度のものが使用できる。
【００４２】
砂杭施工用先端構造としては、従来の砂杭造成装置における中空管の先端構造が挙げられる。砂杭施工用先端構造の具体例としては、ストレート中空管、中空管の先端に開閉蓋を付設したもの、中空管の先端側内壁に、砂杭材料の排出を促進する圧縮空気噴射ノズルを付設したもの、中空管の先端に掘削ビットを付設したもの及びこれらを併用したものが挙げられる。
【００４３】
次に、地盤改良装置５０ｂを用いた砂杭造成方法の一例について説明する。貫入工程は、地盤改良装置５０の貫入工程と同様である。そして、中空管７を地中の所定深度まで貫入した後、中空管７を適宜長引き抜く工程と、中空管７を再貫入する工程とを、順次地表に至るまで繰り返し、この間、引き抜き工程で中空管７内の砂杭材料を排出し、再貫入工程でこの砂杭材料に圧縮力を加える、という従来の方法で行なえばよい。中空管７内への砂杭材料の投入は、貫入工程の前に行ってもよく、中空管２の先端２９が所定の深度まで貫入した後に行ってもよい。
【００４４】
次に、地盤改良装置５０ｃについて図１２を参照して説明する。地盤改良装置５０ｃにおいて、図８の地盤改良装置５０と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、地盤改良装置５０ｃは、伸縮装置１０と、中空部７に通される一端が地上の供給源２０ｂと接続する動力線又は配管類２８と、を有し、先端結合部２が、駆動モータ２４と駆動モータ２４より先端側に位置する撹拌翼２５である。
【００４５】
動力線２８としては、例えば駆動モータ２４が油圧モータの場合、油圧ホースが挙げられ、駆動モータが電気モータの場合、電気コードが挙げられる。配管類２８としては、不図示の吐出口にセメントミルク等の固化材が通るホース類又は圧縮空気や水が通るホース類などが挙げられる。撹拌翼２５は、本例においては、共回り防止枠２６が取り付けられており、中に１枚、上下に２枚の攪拌翼が装着されており、撹拌翼は全て同一方向に回転する。符号２７は掘削ビットである。また、撹拌翼２５の裏側のロッドには、不図示の固化材吐出口が形成されている。
【００４６】
撹拌翼２５を含む先端構造は、図１２のものに限定されず、共回り防止枠２６の設置を省略し、上下の撹拌翼の回転方向を逆回転とすることもできる。
【００４７】
地盤改良装置５０ｃを用いて、固化処理杭を造成する一例を説明する。本例の固化処理杭造成方法において、中空管７の貫入及び引き上げに応じて、供給源２０ｂの送り出しと巻き上げを同期させる以外は、公知の固化処理杭造成方法と同じである。すなわち、中空管７を地中に貫入しつつ、先端結合部２の下部に放射状に設けた撹拌翼の回転域の地盤中に、固化材吐出口から固化材を吐出させ、原位置土と撹拌混合して固化処理杭を造成するものである。
【００４８】
本発明の伸縮装置は、上記実施の形態例に限定されず、種々の変形例を採ることができる。単位リンク部材の連結面に形成される第４係合部の形成位置は、左右両側端部に限定されず、連結面のいずれの箇所に形成されていてもよい。その際、回転体に形成される第３係合部は、第４係合部に対応する位置である。なお、突状の第３係合部及び凹状の第４係合部の係合は、単位リンク部材１１ａ、１１ｂが連結部材１２ａ、１２ｂを中心に回動しながら係合するため、巻き取り及び送り出し方向における突起側面を円弧状にするのがよい。
【００４９】
本発明の伸縮装置１０、１０ａ〜１０ｃ及び地盤改良装置５０、５０ａ〜５０ｃによれば、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの地中貫入長に対する地上面からの装置高さは、従来のリーダを使用する地盤改良装置に比べて顕著に小さい。このため、空域制限（高さ制限）のある場所において、継ぎ足し工程や伸縮工程を行うことなく、施工作業を進めることができる。また、継ぎ足し工程を行ったとしても、従来に比べて、継ぎ足し工程の実施回数は顕著に低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、継ぎ足しに要する時間と労力を削減でき、施工コストを低く抑えることができる。また、同様に、ロッドの伸縮に要する時間と労力を削減でき装置の小型化を可能にし、地盤改良装置の安定性も向上する。
【符号の説明】
【００５１】
１Ａ    第１単位リンク部材連結体
１Ｂ    第２単位リンク部材連結体
２      先端結合部
３ａ    第１回転体
３ｂ    第２回転体
４      回転体駆動手段
５      非連結面
６      連結面
７      中空管
８ａ、８ｂ    圧着装置
９ａ、９ｂ    支持部材
１０、１０ａ〜１０ｃ    伸縮装置
１１ａ、１１ｂ    単位リンク部材
１２ａ、１２ｂ    連結部材
１３              クレーン
５０、５０ａ〜５０ｃ    地盤改良装置
【要約】
【課題】地盤改良装置の高さを低くでき、継ぎ足し工程や伸縮工程を不要とし、装置の小型化を可能にした地盤改良装置及びこれに使用する地盤改良用伸縮装置を提供する。
【解決手段】互いの内側の開口部を突き合わせると短尺の中空管を形成する単位リンク部材１１の複数個を、連結部材１２を用いて回転可能に順次連結して形成された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂと、該単位リンク部材連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合部２と、該単位リンク部材連結体をそれぞれ巻き上げ又は送り出す回転体３ａ、３ｂと、該回転体を駆動する回転体駆動手段４とを備え、該単位リンク部材連結体には該連結部材が形成されている連結面６と、連結面６の反対側である該連結部材が形成されていない非連結面５をそれぞれ有し、回転体３ａ、３ｂから送り出された単位リンク部材連結体の非連結面が互いに当接して中空管７を形成する。
【選択図】図１【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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