(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆回転すると径方向外側に向かって拡がり、正回転させると収まる撹拌翼が設けられた筒状のアウターと、該アウター内に挿入されたオーガとを有する改良装置を用いた、線路のまくらぎを緊定させるバラストを改良するための地盤改良工法であって、
前記オーガを正回転させてバラストを前記アウターの内部に取り込みつつ、前記アウターを正回転させて掘削する工程と、
前記アウターを逆回転させて前記撹拌翼を前記まくらぎの下で拡げる工程と、
前記アウターを逆回転させながら外側に薬液注入して撹拌する工程と、
前記アウターを正回転させて前記撹拌翼を収める工程と、
前記アウターを引き抜きつつ、前記オーガを逆回転させて前記アウター内の前記バラストを掘削部分に埋め戻す工程と
を備えたを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
逆回転すると径方向外側に向かって拡がり、正回転させると収まる撹拌翼が設けられた筒状のアウターと、該アウター内に挿入されたオーガとを有する改良装置を用いた、線路のまくらぎを緊定させるバラストを改良するための地盤改良工法であって、
前記オーガを正回転させてバラストを前記アウターの外部に排出しつつ、前記アウターを正回転させて掘削する工程と、
前記アウターを逆回転させて前記撹拌翼を前記まくらぎの下で拡げる工程と、
前記アウターを逆回転させながら外側に薬液注入して撹拌する工程と、
前記アウターを正回転させて前記撹拌翼を収める工程と、
前記オーガを逆回転させて前記アウター内に埋め戻し材を投入する工程と、
前記アウターを引き抜きつつ、前記オーガを逆回転させて前記埋め戻し材を前記アウターの先端から排出することにより、前記埋め戻し材により前記掘削部分を埋め戻す工程と
を備えたことを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
前記埋め戻し材が排水材であり、この排水材を埋め戻すことによってドレンを造成することを特徴とする請求項２に記載の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤撹拌装置に係わり、特に、地盤を掘削するオーガと、このオーガを取り囲んで設けられる筒状のアウターとを備えた地盤撹拌装置によって、このアウターまわりの地盤を撹拌するようにした地盤改良工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤改良のために、地盤を撹拌し、この撹拌領域に安定処置材等の薬液を注入することが行われている。
そして、このような地盤改良工法の一従来例が、たとえば、特公昭５６−４６０１０号公報において示されている。
【０００３】
この地盤改良工法は、掘削ロッドの先端部に、この掘進ロッドの軸線を通る面内で拡閉自在に撹拌羽根を装着するとともに、前記掘進ロッドに、その長さ方向に沿って摺動自在に外ケーシングを装着し、この外ケーシングと前記撹拌羽根との間に、前記外ケーシングと掘削ロッドとの摺動に伴って、前記撹拌羽根を拡閉させるリンク機構を設け、また、前記外ケーシングと掘進ロッドとの間に、これらを軸方向に相対移動させる油圧シリンダを設け、この油圧シリンダによって前記外ケーシングを前記掘進ロッドに対して軸方向に相対移動させることにより、前記撹拌羽根を鉛直面内において揺動させて、この撹拌羽根を、前記掘進ロッドに沿う位置と、この掘進ロッドの軸線と直交した突出位置とに選択的に位置させるような構成とした地盤撹拌装置を用いている。
【０００４】
そして、この撹拌装置を、まず、撹拌羽根を掘削ロッドに沿わせる位置に保持した状態で、掘削ロッドと外ケーシングおよび撹拌羽根を回転させつつ前進させることにより、地盤の掘削を行い、この掘削深さが所定深さに至った際に、前述した回転を保持しつつ、油圧シリンダによって、前記外ケーシングを掘削ロッドに対して摺動させることにより、前記撹拌羽根を掘削ロッドの軸方向と直交するように突出させて、この撹拌羽根によって前記掘削ロッドのまわりの地盤を円柱状に撹拌し、さらに、掘削ロッドを引き抜く過程において、前記撹拌羽根によって撹拌領域の撹拌を行いつつこの撹拌領域に薬液を注入することにより、地盤改良を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の掘削装置にあっては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
すなわち、掘削ロッドによって掘進する際に、この掘削ロッドによって掘削された掘削土が、掘削ロッドの周囲に押し遣られ、また、掘削ロッドを引き抜く際に、押し遣られた掘削土が掘削ロッドの引き抜き部分に流れ込むことにより、周囲の地盤に影響を与えるといった問題点である。
また、地盤改良領域の土砂等を置換することができず、その地盤改良の種類が制限されてしまうという問題もある。
また、撹拌羽根を拡閉させるために、外ケーシングと、この外ケーシングと撹拌羽根とを連結するリンクと、前記外ケーシングを掘削ロッドに対して摺動させる油圧シリンダとを必要とすることから、構造が大掛かりになり、かつ、装置の重量が大きくなるといった問題点である。
さらに、これらの大きな重量物を一体に回転させなければならないことから、掘削あるいは撹拌に大きな動力を必要とするといった問題点もある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、周囲の地盤への影響を極力少なくし、かつ、多様な地盤改良の可能な地盤改良工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の地盤改良工法は、前述した目的を達成するために、逆回転すると径方向外側に向かって拡がり、正回転させると収まる撹拌翼が設けられた筒状のアウターと、該アウター内に挿入されたオーガとを有する改良装置を用いた、線路のまくらぎを緊定させるバラストを改良するための地盤改良工法であって、前記オーガを正回転させてバラストを前記アウターの内部に取り込みつつ、前記アウターを正回転させて掘削する工程と、前記アウターを逆回転させて前記撹拌翼を前記まくらぎの下で拡げる工程と、前記アウターを逆回転させながら外側に薬液注入して撹拌する工程と、前記アウターを正回転させて前記撹拌翼を収める工程と、前記アウターを引き抜きつつ、前記オーガを逆回転させて前記アウター内の前記バラストを掘削部分に埋め戻す工程とを備えたを特徴とする。
また、本発明の請求項２に記載の地盤改良工法は、逆回転すると径方向外側に向かって拡がり、正回転させると収まる撹拌翼が設けられた筒状のアウターと、該アウター内に挿入されたオーガとを有する改良装置を用いた、線路のまくらぎを緊定させるバラストを改良するための地盤改良工法であって、前記オーガを正回転させてバラストを前記アウターの外部に排出しつつ、前記アウターを正回転させて掘削する工程と、前記アウターを逆回転させて前記撹拌翼を前記まくらぎの下で拡げる工程と、前記アウターを逆回転させながら外側に薬液注入して撹拌する工程と、前記アウターを正回転させて前記撹拌翼を収める工程と、前記オーガを逆回転させて前記アウター内に埋め戻し材を投入する工程と、前記アウターを引き抜きつつ、前記オーガを逆回転させて前記埋め戻し材を前記アウターの先端から排出することにより、前記埋め戻し材により前記掘削部分を埋め戻す工程とを備えたことを特徴とする。
さらに、本発明の請求項３に記載の地盤改良工法は、請求項２に記載の前記埋め戻し材が排水材であり、この排水材を埋め戻すことによってドレンを造成することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の地盤改良工法の説明に先立って、この地盤改良工法を有効に実施し得る地盤撹拌装置について説明する。
図１において、符号１は本実施形態に係わる地盤撹拌装置を示す。
この地盤撹拌装置１は、地盤を掘削するオーガ２と、このオーガ２を取り囲んで設けられる筒状のアウター３とを備え、前記アウター３の先端部側壁には、このアウター３が逆回転すると、このアウター３の軸線と直交する面内において地盤の抵抗により拡がり、正回転すると地盤の抵抗によりアウター３内に収まる撹拌翼４が設けられた基本構成となっている。
【０００９】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記オーガ２は、本実施形態においてはオーガが用いられており、正方向の回転によって掘進が行われて地盤の掘削を行いつつ、掘削土を前記アウター３内に取り込みつつ上方へ搬送するようになっている。
【００１０】
前記アウター３は、前述したように筒状に形成されているとともに、その先端には、前記オーガ２によって掘削された掘抗の内壁面を掘削してアウター３の前進を円滑にするビット５が一体に設けられている。
【００１１】
前記撹拌翼４は、図２（ａ）に示すように略円弧状に形成されており、前記アウター３の側壁に周方向に沿って穿設された収納溝３ａ内に収納されるようになされている。
また、前記撹拌翼４は、その一端部において、前記収納溝内に設けられたピン６を介して前記アウター３に回動自在に取り付けられ、その断面形状が、図２（ｂ）に示すように、アウター３の逆方向（すなわち、図２（ｂ）における矢印方向で、図２（ａ）における反時計方向）前方へ向けて鋭利となるように形成されており、アウター３が逆回転させられて地盤の撹拌を行う際に、前記撹拌翼４が地盤に食い込むような形状となされている。
【００１２】
一方、前記撹拌翼４は、アウター３内に収納される位置およびアウター３から突出させられた位置へそれぞれ回動させられた際に、一部が前記収納溝３ａの内面に当接させられることによって、それぞれの位置に保持されるようになっている。
【００１３】
さらに、前記撹拌翼４は、前記アウター３の軸方向に間隔をおいた２箇所に設けられて撹拌翼群が構成され、この撹拌翼群が、図１に示すように、前記アウター３の軸線まわりに間隔をおき、かつ、軸線方向にずれた状態で複数箇所に設けられており、本実施形態においては、前記撹拌翼４が、前述した位置関係の下に４箇所に設けられている例を示した。
なお、図１においては、左半分を収納状態とし、右半分を突出状態として示した。
【００１４】
一方、本実施形態においては、前記アウター３の側壁内部には、前記地盤に注入される薬液としての安定処理剤を送り込む注入管７が設けられているとともに、前記アウター３の、前記撹拌翼４の装着部近傍に、前記注入管７に連通させられ、先端が外面に向けて開口したノズル８が形成されている。
このノズル８は、適宜、前記アウター３の内側にも向けて開口される。
【００１５】
このように構成された地盤撹拌装置１を用いて、地盤改良工法の一実施形態について説明する。
【００１６】
まず、図３（ａ）に示すように、各撹拌翼４をアウター３内に収納した状態に保持して、撹拌装置１の先端をまくらぎ１０間に位置させる。
これより、撹拌装置１を、図３（ａ）に矢印で示すように正方向に回転させつつ掘進を行う。
そして、この掘進深さが所定深さ、図３（ｂ）に示す例においては、最上部に位置する撹拌翼４が、前記まくらぎ１０よりも下方に位置させられる深さまで掘進する。
このような掘進操作により、オーガ２によって掘削されたバラスト９は、このオーガ２によってアウター３内の上方へ送られるが、アウター３によってケーシングをしながら掘削されることから、周囲への影響が小さくてすむ。
【００１７】
これより、アウター３を逆（図２（ａ）および図４（ｂ）における反時計回りに）回転させると、各撹拌翼４の先端がバラスト９へ食い込むことによってその先端に抵抗が加わることにより、これらの撹拌翼４がアウター３の外側へ突出するように回動させられる。
このような撹拌翼４の回動は、この撹拌翼４がアウター３の収納溝３ａの内面に当接させられるまで行われ、この内面に当接させられた時点で、図４に示すように、各撹拌翼４がアウター３の半径方向に略沿うように固定される。
【００１８】
このようにして各撹拌翼４が突出させられた位置においてその回動を停止させた後に、前記オーガ２の回転を停止させるとともに、前記アウター３を逆方向に回動させることにより、前記撹拌翼４によって、図４（ｂ）に示すように、前記まくらぎ１０の下方のバラスト９の撹拌・混合が行われる。
【００１９】
このようにしてバラスト９の撹拌を行う際に、前記注入管７やノズル８を介して安定処理剤が撹拌領域のバラスト９中に注入される。
【００２０】
このような撹拌が完了すると、アウター３を再度正回転方向へ回転を変更する。
このようなアウター３の回転により、各撹拌翼４の先端部がバラスト９との接触抵抗によってアウター３側へ向けて回動させられて、このアウター３の収納溝３ａ内に収納される。
そして、前記アウター３を正回転させつつオーガ２を逆回転させて、撹拌装置１全体を上昇させることにより、撹拌装置１を引き抜く。
このとき、前記アウター３の内部上方へ押し上げられているバラスト９が、埋め戻されて、図５に示すように、バラスト９の改良作業が完了する。
そして、埋め戻しに際して、アウター３によってケーシングしながら埋め戻しが行われることから、周囲への撹拌の影響が抑制される。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、掘進および埋め戻しに際して、アウター３によってケーシングを行いながら作業が行われるので、周囲への撹拌の影響が最小限度に抑えられる。
【００２２】
また、アウター３の正逆回転動作によって、撹拌翼４の収納および突出を行わせることができ、よって、撹拌翼４の回動のための特別な駆動機構等を必要とせず、地盤撹拌装置１の簡素化が図られる。
そして、構成が簡素化される分、回転部分の重量が大きく軽減され、地盤撹拌装置１に要求される動力も少なくてすむ。
【００２３】
ついで、本発明の地盤改良工法の他の実施形態について、図６ないし図１０に基づいて説明する。
【００２４】
まず、図６（ａ）（ｂ）に示すように、オーガ２を正回転させてバラスト９を前記アウター３の外部に排出しつつ、前記アウター３を正回転させて、所定深さまで掘進し、図７（ａ）（ｂ）に示すように、アウター３の回転を停止させた状態でオーガ２の正回転を継続することにより、掘削された掘削土をアウター３の外部へ排出する。
ついで、前記アウター３を逆回転させることにより、図８（ａ）（ｂ）に示すように、前記撹拌翼４を前記まくらぎ１０の下で拡げ、前記アウター３を逆回転させながら外側に薬液を注入して撹拌する。
【００２５】
これより、前記オーガ２を逆回転させながら、前記アウター３内に埋め戻し材１２を投入するとともに、この埋め戻し材１２をアウター３の先端から排出し、かつ、前記アウター３を逆回転させながら前記オーガ２とともに引き上げることにより埋め戻しを行う。
そして、最上部に位置する撹拌翼４が前記まくらぎ１０の下部近傍まで引き上げられた時点で、オーガ２およびアウター３の上昇を停止することにより、まくらぎ１０の下方のバラスト９の撹拌・混合により改良を行う。
【００２６】
このようにして、まくらぎ１０の下部近傍まで、バラスト１０の改良を行った後に、前記オーガ２の逆回転による埋め戻し材１２の注入を継続した状態のまま、前記アウター３を正回転させることにより、図９に示すように、前記撹拌翼４を収納する。
ついで、前記オーガ２の逆回転とアウター３内への埋め戻し材の投入およびアウター３の正回転を保持ししつつ、地盤撹拌装置１を引き抜くことにより、掘削孔の全てを埋め戻し、地盤改良を完了する。
【００２７】
このように、本実施形態においても、掘進および埋め戻しに際して、アウター３によってケーシングを行いながら作業が行われることにより、周囲への影響を抑えつつ地盤改良を実施することができる。
そして、掘削土を排出して他の種類の埋め戻し材１２を注入することができるので、種々の地盤改良を実施することが可能である。
たとえば、前記埋め戻し材１２を排水材とすることにより、この排水材を埋め戻すことによってドレンを造成することができ、軟弱地盤の改良を容易に行うことができる。
【００２８】
なお、前記実施形態は一例であって、適用する地盤の地盤構造等に応じて種々変更可能である。
たとえば、図６ないし図１０に示すように、バラスト９のみならず、その下方に位置する路盤１１に対する地盤改良も可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、掘進および埋め戻しに際して、アウターによってケーシングを行いながら作業が行われるので、周囲への撹拌の影響が最小限度に抑えられる。
また、掘削土をアウター内に取り込んで外部へ排出することができるので、掘削土に代えて、他の特性を有する埋め戻し材を埋め戻すことができるので、多様な地盤改良を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すもので、（ａ）は要部の横断面図、（ｂ）は撹拌翼の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すもので、地盤撹拌作業の初期段階を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すもので、地盤撹拌作業の中間段階を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すもので、地盤撹拌作業の終盤を示す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態において所定深さまで掘削した状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態において、掘削土をアウターから排出した状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態において、アウターの周辺部の撹拌・混合を開始した状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態において、埋め戻しを開始した状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示すもので、地盤改良を完了した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  地盤撹拌装置
２  インナー
３  アウター
３ａ  収納溝
４  撹拌翼
５  ビット
６  ピン
７  注入管
８  ノズル
９  バラスト
１０  まくらぎ
１１  路盤
１２  埋め戻し材
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003558933.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003558933.tif 000008
【図８】
0003558933.tif 000009
【図９】
0003558933.tif 000010
【図１０】
0003558933.tif 000011