(57)【要約】【課題】  伸縮式掘削ロッドの内管における地盤改良材の漏れを、内管の材質とパッキンを内装したシール部材による管体側面のシールの採用により防止する。【解決手段】  外ロッドと、外ロッドに伸縮自在に嵌挿し、連結ピンにより該外ロッドに固定した内ロッドと、内外ロッドの内部中央に設けた地盤改良材の通路となる伸縮自在な内管とからなる。内管を上端が内ロッドの内部まで達する長さで、該上端に円筒状のシール部材を取付けた外ロッド側の下部管体と、そのシール部材を通して下部管体に挿入した内ロッド側の上部管体とから構成する。シール部材に上部管体の外周面を密着シールするロッドシールパッキンを多段に内装する。上部管体を外面研磨を施したステンレス鋼管により形成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外ロッドと、その外ロッドに伸縮自在に嵌挿し、連結ピンにより該外ロッドに固定した内ロッドと、内外ロッドの内部中央に設けた地盤改良材の通路となる伸縮自在な内管とから掘削ロッドを構成し、
上記内管を、上端が内ロッドの内部まで達する長さで、該上端に円筒状のシール部材を取付けた外ロッド側の下部管体と、そのシール部材を通して下部管体に挿入した内ロッド側の上部管体とから構成し、そのシール部材に上部管体の外周面を密着シールするロッドシールパッキンを内装するとともに、上部管体を外面研磨を施したステンレス鋼管により形成してなることを特徴とする地盤改良装置の伸縮式掘削ロッド。
【請求項２】
上記シール部材は、一端内に下部管体の端部のねじと螺合するねじ部と、そのねじ部を除く内側面の中央に形成した環状のグリス溜と、そのグリス溜の前後に環状のウエアリングを挟んで多段に設けた環状溝と、その環状溝内のロッドシールパッキンとからなることを特徴とする請求項１記載の地盤改良装置の伸縮式掘削ロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軟弱地盤中に地盤改良材を注入して地盤改良を行う場合に使用される地盤改良装置の伸縮式掘削ロッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の伸縮式掘削ロッドは、下側を内管、上側を外管として内管を外管に伸縮自在に挿入し、外管の内部に設けた改良材供給管を内管の頭部に、管周囲にシールを施して挿入し、頭部下側に連結した改良材供給管に挿入できるようにしている。
【０００３】
また下側の外ロッドに上側の内ロッドを伸縮自在に挿入し、外ロッドの内部に設けた下部の薬液案内管を、内ロッドの内部の上部の薬液案内管に挿入し、下部の薬液案内管の先端部周囲にシール材を施しているものもある。
【特許文献１】特開昭６３−８９７２２号公報
【特許文献２】特開平９−３１９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、内管の材質が鋼であることから、管内面をホーニング仕上げしていても、常時管内をセメントミルクやベントナイト等の地盤改良材が流通しているので、使用が長くなると錆が生じたり、地盤改良材の付着が発生したりすることが多い。
またシールからの地盤改良材の漏れも生じ易く、多くが採用しているＶパッキンを内管のシールに適用しても、Ｖパッキンでは組立て時に一定の圧力をボルトにより付与して圧縮し、シール面と密着してシール性を保つ必要があるので、連続して圧力を付与ではない伸縮内管のシールに採用しても、Ｖパッキンの緩みによる漏れが生じ易い。
【０００５】
この発明は、上記内管における地盤改良材の漏れを解決するために考えられたものであって、その目的は、内管の材質とパッキンを内装したシール部材による管体の外周面のシールとにより、地盤改良材の漏れを防止することができる新たな地盤改良装置の伸縮式掘削ロッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的によるこの発明は、外ロッドと、その外ロッドに伸縮自在に嵌挿し、連結ピンにより該外ロッドに固定した内ロッドと、内外ロッドの内部中央に設けた地盤改良材の通路となる伸縮自在な内管とからなり、その内管を、上端が内ロッドの内部まで達する長さで、該上端に円筒状のシール部材を取付けた外ロッド側の下部管体と、そのシール部材を通して下部管体に挿入した内ロッド側の上部管体とから構成し、そのシール部材に上部管体の外周面を密着シールするロッドシールパッキンを多段に内装するとともに、上部管体を外面研磨を施したステンレス鋼管により形成してなる、というものである。
【０００７】
また上記シール部材は、一端内に下部管体の端部のねじと螺合するねじ部と、そのねじ部を除く内側面の中央に形成した環状のグリス溜と、そのグリス溜の前後に環状のウエアリングを挟んで多段に設けた環状溝と、その環状溝内のロッドシールパッキンとからなる、というものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成では、上部管体の外周面が、シール部材に多段に内装したロッドシールパッキンにより密着シールされるので、小さな圧力でシール性が保て、またシールの持久性も高まるので、長期にわたり使用しても地盤改良材の漏れが防止される。
また上部管体の伸縮は円筒状のシール部材に外周囲を支えられた状態で行われるので、下部管体との摩擦が低減し、外面研磨を施したステンレス鋼管の上部管体の滑性と、地盤改良材の付着防止とが相俟ってパッキンに無理な負担がかからず、伸縮動作も円滑に行われるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１〜図４は、この発明の伸縮式掘削ロッドを示すもので、１は外ロッド、２は外ロッド１に伸縮自在に嵌挿した内ロッドである。３は地盤改良材の通路となる伸縮自在な内管で、外ロッド１の内部中央に設けた下部管体３ａと、その下部管体３ａの上端外側に取付けたシール部材４を通して、下部管体３ａ内に挿入した内ロッド２の内部中央の上部管体３ｂとからなる。この上部管体３ｂは外面研磨を施したステンレス鋼からなる。なお、場合によっては下部管体３ａもステンレス鋼としてもよい。
【００１０】
上記外ロッド１は、鋼管１１の上端に設けた筒状で内周面が六角形の外継手１２と、鋼管１１の下端に設けた外カップリング１３とからなり、その外カップリング１３に下部管体３ａの下端が取付けてある。また下部管体３ａは上端が外継手１２を通して内ロッド２の内部まで達する長さからなる。
【００１１】
上記内ロッド２は、外ロッド１の鋼管１１よりも小径の鋼管２１と、その鋼管２１を被覆する外周囲が六角形で、上記外継手１２と適合するの案内管２２と、その両管の上端に連設した中空で下端部が六角形の内継手２３に形成された上部ロッド２４と、両管の下端に設けた外周面が六角形の内継手２５と、上部ロッド２４の上端に設けた内カップリング２６とからなり、その内カップリング２６に上部管体３ｂの上端を接続して、内カップリング２６から内管３にセメントミルクなどの地盤改良材が流入するようにしてある。
【００１２】
上記外継手１２と内継手２３，２５は、嵌合面の両側にピン孔を形成する横長の半円溝を有し、両継手の嵌合により生じたピン孔に側方から挿入してた連結ピン２７により、内ロッド２を外ロッド１に固着する通常構造からなる。このピン孔は内継手２３の下端と内継手２５の上部のロッド側面に設けたストッパー２８，２９により、相互の半円溝の位置が一致して形成される。
【００１３】
上記シール部材４は、図３に示すように、上部管体３ｂの外径に挿入クリアランスを加えた太さの内径からなり、一端内に下部管体３ａの端部のねじと螺合するねじが施してある。またねじ部４１を除く内側面の中央には環状のグリス溜４２が形成してあり、そのグリス溜４２の前後に環状のウエアリング４３を挟んで、上部管体３ｂの外周面と弾性密着するロッドシールパッキン４４が、環状溝４５に収めて多段に設けてある。このロッドシールパッキン４４は、パッキン当たり面に突条４４ａを有するゴムリングからなり、突条４４ａのリップにかかる圧力でシール部分が溝内に逃げる現象を押さえることができるので、小さな圧力でシール性が保て、またシールの持久性も高まる。
【００１４】
上記構成の伸縮式掘削ロッドでは、図１に示すように、上部ロッド２４の側面のストッパー２９が、外ロッド上端の外継手１２の上面に当たるところまで、内ロッド２を外ロッド１の内部に挿入して掘削ロッドを縮小することができ、その縮小状態を、嵌合により生じた内外継手１２，２３のピン孔に、側方から差込んだ上記連結ピン２７により固着して維持することができるようにしてある。
【００１５】
また上記連結ピン２７を引き抜いて固着を解除したのち、図２に示すように、内ロッド２の下端が外ロッド上端の外継手１２の下面に当たるところまで、内ロッド２を外ロッド１の内部から引き出して伸長することができ、その伸長状態を、嵌合により生じた内外継手１２，２３のピン孔に、再び側方から差込んだ上記連結ピン２７により固着して維持できるようにしてある。
【００１６】
この内ロッド２の伸縮に対応して、内管３でも上部管体３ｂがシール部材４に支えられた状態で、管体周囲に密着したロッドシールパッキン４４を滑りながら下部管体３ａを出入して伸縮する。これにより内管３が内ロッド２の伸縮の障害とならず、また下部管体２ａに対して相対移動する上部管体３ｂが、外面研磨を施したステンレス鋼からなるので摩擦抵抗も少なく、またグリス溜４２のグリス（図では省略）による潤滑性とも相俟って、内ロッド２の伸縮が極めて円滑に行われる。
【００１７】
外面研磨を施したステンレス鋼では、ロッドシールパッキン４４の摩耗も減少し、また錆も生じないことから、これまでの鋼管による場合よりも長期の使用に耐えるようになる。また円筒体のシール部材４を、上部管体３ｂの外側の下部管体３ａの上端に取付けたので、その取付部分は常に上部管体３ｂの下端開口よりも上方に位置して管壁により覆われた状態となるため、内管３を流下する地盤改良材のセメントミルクがシール部材４から漏れるようなこともない。
【００１８】
上記構成の伸縮式掘削ロッドは、単一又は多連の状態で使用することができる。図５及び図６は、４連の伸縮式掘削ロッドとして使用する場合の実施態様を示すものである。
【００１９】
組付けとしては、まず４本の上記伸縮式掘削ロッドを、個々に四辺形の支持枠体５ａに収容固定した回転駆動装置６のスイベル７に、内ロッド２を上端の内カップリング２６により連結する。また外ロッド１の下端に掘削攪拌翼を備えた掘削ヘッド１０（図７参照）を、外カップリング１３に嵌合して一体に連結する。次に各支持枠体５ａを単一の四辺形に互いに連結して、吊り金具を有する支持ブロック５に構成し、その支持ブロック５にガイド板８を取付ける。また掘削ロッド相互のピッチを広げる場合には、図６に示すように、各支持枠体５ａの間にスペーサ５ｂを配設するだけで済む。
【００２０】
この４連の伸縮式掘削ロッドは、図７に示すように、これまでと同様に、ガイド板（図では省略）をクローラーによる本体機の櫓９のガイド９ａに昇降自在に嵌装し、吊りワイヤー９ｂにより支持ブロック５に懸吊することにより使用することができる。
【００２１】
図７及び図８の各図は、伸縮式掘削ロッドによる深層（例えば深さ２５〜３５ｍ）の混合攪拌処理を工程順に示すものである。
図７（Ａ）  まず外ロッド１の内部に、内ロッド２を上部ストッパー２９が外ロッド１の外継手１２の上面に当たるところまで挿入して縮小し、連結ピン２７により外ロッド１と内ロッド１２を固着する（図１参照）。
【００２２】
図７（Ｂ）  次に縮小状態で内ロッド２と共に外ロッド１及び掘削ヘッド１０を回転して掘削ロッドを軟弱地盤中に貫入してゆく。貫入深度は連結ピンが地中に入り込まず、ピンの抜き差しが行えるえる深度（以下ピン深度という）まで行う。
【００２３】
図８（Ａ）  貫入がピン深度に達したら、回転を停止して連結ピンを引き抜き、外ロッド１と内ロッド２の固着を解除する。そして内ロッド２を上記ストッパー２８が外ロッド１の外継手１２に当たるところまで引き上げて伸長する（図２参照）。
図８（Ｂ）  伸長後に再び外ロッド１と内ロッド１２を連結ピンにより固着し、伸長状態で内管にセメントミルクを圧送して、掘削ヘッド１０からセメントミルクを吐出しながら目標深度まで貫入施工を継続して地盤改良を行う。
【００２４】
目標深度まで改良を行った後、そのまま伸長状態でピン深度まで引き上げを行行う（図８Ａ参照）。その引き上げ位置で連結ピンを外して固着を解除し、内ロッド２を外ロッド１に挿入して縮小し、再び連結ピンにより外ロッド１に固着する。しかるのち、外ロッド１を地盤から引き抜ぬいて施工を完了する。
【００２５】
上述のように、この発明の伸縮式掘削ロッドを採用して４連施工による混合攪拌処理を行えば、深層施工が可能となり、ヘッドヘビーによる本体機の安定度も増大するため、超大型の地盤改良装置を使用する必要が無くなり、また施工現場の安全環境に対しても寄与するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係わる地盤改良装置の伸縮式掘削ロッドの縮小時の縦断面図である。
【図２】同じく伸長時の縦断面図である。
【図３】この発明の要部を一部拡大して示す縦断面図である。
【図４】図３のシール部材部分の平断面図である。
【図５】４連掘削の支持ブロックの斜視図である。
【図６】他の実施形態の４連掘削の支持ブロックの斜視図である。
【図７】この発明の伸長式掘削ロッドを用いた混合攪拌処理の一次工程の説明図である。
【図８】同じく混合攪拌処理の二次工程の説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      外ロッド
２      内ロッド
３      内管
３ａ    下部管体
３ｂ    上部管体
４      シール部材
１２      外継手
２３      上部内継手
２４      上部ロッド
２５      下部内継手
２７      連結ピン
４１      シール部材のねじ部
４４      ロッドシールパッキン
４４      パッキンの突条
【図１】
2006183434.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006183434.tif 000006
【図５】
2006183434.tif 000007
【図６】
2006183434.tif 000008
【図７】
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【図８】
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