(57)【要約】  【課題】先行ボーリングをなくし、大量の水を使用することなく、地表を汚染させず、且つ、大型タンク等の使用を不要にして低コスト化を図る。  【解決手段】ドレーン材打設装置１１は、ドレーン材１２収納用の空間部１８を有する打設ケーシング１４と、該打設ケーシング１４の両側面に固設した保持部材１５，１６を備える。該保持部材１５，１６の下端側鋭頭部４６，４７には、回転ビット５２，５３を有する削孔装置４８，４９を複数配置し、削孔装置４８，４９の隣り合うモーターギヤ（駆動源）２３，２４は、循環水を駆動媒体として互いに反対方向に回転駆動するように配置する。【選択図】  図１
2006112125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上より垂下するドレーン材の下端部を係止するアンカ部材と、該ドレーン材が収納された昇降動可能な打設ケーシングと、前記打設ケーシングの下端部の周囲に配置されると共に回転ビットを有する削孔装置とを備え、前記アンカ部材は、前記打設ケーシングの下端面に離反可能に当接し、目的の深度まで地盤削孔を行った後に該打設ケーシングを引き上げることにより、前記アンカ部材と共に前記ドレーン材が地盤中に残置されるように構成したことを特徴とするドレーン材打設装置。
【請求項２】
上記回転ビットは複数設けられ、且つ、隣り合う複数の回転ビットが相互の回転トルクを打ち消し合うように配置されていることを特徴とする請求項１記載のドレーン材打設装置。
【請求項３】
上記削孔装置はギヤモータにより駆動されることを特徴とする請求項１又は２記載のドレーン材打設装置。
【請求項４】
上記削孔装置の駆動媒体が水であることを特徴とする請求項１，２又は３記載のドレーン材打設装置。
【請求項５】
上記水が循環して再利用されることを特徴とする請求項４記載のドレーン材打設装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドレーン材打設装置に関するものであり、特に、硬質地盤、或いは、軟弱地盤を問わず、削孔作業と同時にドレーン材を打設できるドレーン材打設装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤を圧密させるための工法の１つとして、ドレーン材打設工法が知られている。該ドレーン材（排水材）を打設するための装置を、図６に示す。同図において、１はケーシング２を昇降動作させるための昇降装置であり、該ケーシング２は、建設機械３に搭載されたリーダー４に沿って昇降可能に設けられている。又、前記昇降装置１の下側前端部には支持体５が垂設固定され、該支持体５の下面に、ドレーン材６を打設するためのドレーン材打設装置７が取り付けられている。該ドレーン材打設装置７によって軟弱地盤８中にドレーン材６を打ち込んで、該地盤８中の水分を吸水して排出させることにより、軟弱地盤８を圧密させることができる（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１１５４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載の上記ドレーン材打設装置７によれば硬質地盤が存在する場合、前記ドレーン材６を直接打設することができないので、先行してボーリングを行う必要があり、該ボーリング後に、前記ドレーン材６を打設しなければならないという欠点があった。
【０００４】
そこで、硬質地盤を打ち抜くために、ドレーン材６の打設と同時にウォータジェットを硬質地盤に吹き付けることが提案されている。しかし、ウォータジェットを硬質地盤に吹き付けた場合は、水と泥が地上まで噴出して地表を汚染させるという問題がある。又、ウォータジェット吹付け方式の場合は、大量の水を地盤中に供給し続けなければならないので、大型のタンクや大型の移動車両を地表に使用して設置する必要があり、工事費用が大幅に嵩むという欠点がある。
【０００５】
又、前記ドレーン材打設装置の先端部に振動型破砕装置を取り付け、該破砕装置により硬質地盤を打ち抜くように構成したものも提案されている。しかし、振動型破砕装置を使用した場合は、硬質地盤を大きな振動力で破砕しながらドレーン材の打設を行うので、硬質地盤を鉛直方向に真っ直ぐに打ち抜くことができず、ドレーン材打設の施工品質が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、先行してボーリングを行なう必要がなく、且つ、大量の水を使用することなく、地表を汚さずに大型のタンク等を不要にすると共に、ドレーン材打設の施工品質を向上させるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、地上より垂下するドレーン材の下端部を係止するアンカ部材と、該ドレーン材が収納された昇降動可能な打設ケーシングと、前記打設ケーシングの下端部の周囲に配置されると共に回転ビットを有する削孔装置とを備え、前記アンカ部材は、前記打設ケーシングの下端面に離反可能に当接し、目的の深度まで地盤削孔を行った後に該打設ケーシングを引き上げることにより、前記アンカ部材と共に前記ドレーン材が地盤中に残置されるように構成したドレーン材打設装置
を提供する。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、前記打設ケーシングを下降させながら前記削孔装置により硬質地盤を削孔し、該削孔時に該打設ケーシングと共に前記アンカ部材及びドレーン材が下降することにより、該ドレーン材が前記地盤中に打設されていく。そして、前記削孔が目的の深度まで到達したら、該打設ケーシングを引き上げる。斯くして、前記アンカ部材が前記打設ケーシングの下端面から離反して前記ドレーン材が地盤中に残置される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記回転ビットが複数設けられ、且つ、隣り合う複数の回転ビットが相互の回転トルクを打ち消し合うように配置されている請求項１記載のドレーン材打設装置を提供する。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、複数の前記回転ビットの回転トルクが相互に打ち消し合うので、前記ドレーン材の打設時、従来の振動型破砕装置のように、該ドレーン材を曲げようとするトルクが働かない。
【００１１】
請求項３記載の発明は、上記削孔装置がギヤモータにより駆動される請求項１又は２記載のドレーン材打設装置を提供する。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、前記削孔装置はギヤモータの駆動により硬質地盤を破砕削孔するので、上記ドレーン材の打設作業と並行して、前記地盤を打ち抜くために、ウォータジェット等を該地盤に高圧噴射する必要がない。
【００１３】
請求項４記載の発明は、上記削孔装置の駆動媒体が水である請求項１，２又は３記載のドレーン材打設装置を提供する。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、前記削孔装置は水を駆動媒体として駆動されるので、仮に水が外部に漏洩したとしても、油液の漏洩とは異なり、周囲の現場環境ないし自然環境を汚染しない。
【００１５】
請求項５記載の発明は、上記水が循環して再利用される請求項４記載のドレーン材打設装置を提供する。
請求項５記載の発明によれば、前記削孔装置を駆動するための水は、循環して再利用するので、該削孔装置を駆動時に於いて水の使用消費が殆どなく、大量の水を供給する必要が無い。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明は、硬質地盤、或いは、硬質土塊混じりの地盤を施工する場合でも、掘削機械による先行ボーリングを別途実施することなく、上記ドレーン材を直接打設できるので、地盤改良の施工が簡単になり、工期短縮及び工事費用の削減が可能になる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記ドレーン材の打設時、該ドレーン材を曲げようとするトルクが作用しないので、請求項１記載の発明の効果に加えて、該ドレーン材の打設が鉛直方向へ真っ直ぐに実施され、該ドレーン材打設の施工品質を大幅に高めることができるメリットを有する。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記ドレーン材を打設する時に、該打設作業と並行して削孔作業を行うべく、ウォータジェット等を硬質地盤に高圧噴射する必要がないので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、ウォータジェット等による地盤の同時削孔とは異なり、地表面に汚泥などが噴出して地表を汚す恐れがない。
【００１９】
請求項４記載の発明は、前記削孔装置を駆動する水が洩れても周囲の環境を汚染しないので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加えて、油液を駆動媒体とする場合のように、駆動媒体の経路各所に厳密な漏洩防止手段を多数設ける必要がなく、装置の簡易化が図れる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、ウォータジェット噴射式削孔装置のように、大量の水を供給する必要が無いので、請求項４記載の発明の効果に加えて、従来と異なり、小型のタンクや移動車両を使用でき、更なる工費の低減化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、地上より垂下するドレーン材の下端部を係止するアンカ部材と、該ドレーン材が収納された昇降動可能な打設ケーシングと、前記打設ケーシングの下端部の周囲に配置されると共に回転ビットを有する削孔装置とを備え、前記アンカ部材は、前記打設ケーシングの下端面に離反可能に当接し、目的の深度まで地盤削孔を行った後に該打設ケーシングを引き上げることにより、前記アンカ部材と共に前記ドレーン材が地盤中に残置されるように構成したことにより、先行ボーリングを無くすと共に、地表を汚すことなく施工品質を向上させ、且つ、大型のタンク等の使用を不要にするという目的を実現した。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図５に従って説明する。図１に於いて、１１は地盤中に長尺のドレーン材１２を打設するためのドレーン材打設装置である。該ドレーン材１２の上端部は、地上に設置したドレーン材自動供給手段に垂下状態で保持されている。該ドレーン材１２としては本実施例では、生分解性プラスチックボードドレーン材が使用されているが、紙材、化学繊維、不織布等も使用できる。
【００２３】
前記ドレーン材打設装置１１は、昇降装置によってリーダー（図示せす）に沿って昇降動する支持体１３と、該支持体１３の下面中央部に固設された中空状の打設ケーシング１４と、該打設ケーシング１４の両側面（図１における左右両側面）に連結固定された左右一対の保持部材１５，１６とを具えている。
【００２４】
前記打設ケーシング１４の内側には、上下方向に伸びる空間部１８が形成され、該空間部１８内には、地上より垂下する前記ドレーン材１２が通過収容されている。このドレーン材１２は、その最下端位置においてＵ字状に折り返され、該折返し部は、図４に示すように、板状のアンカ部材１９上に垂設したコ字形の係止部２０に係止されている。前記ドレーン材１２の上端部は、地上に設置した自動繰出し供給装置（図略）により緊張状態に垂下している。
【００２５】
斯くして、前記ドレーン材１２の折返し下端部は、前記打設ケーシング１４の下降に伴いアンカ部材１９と共に下降する。又、該アンカ部材１９はドレーン材１２の張力により支持され、前記打設ケーシング１４の下端面に離反可能に当接している。従って、該打設ケーシング１４を引き上げることにより、前記アンカ部材１９はドレーン材１２と共に地盤中に残置される。
【００２６】
上記打設ケーシング１４の一側面に設けた保持部材１５は、上部側のギヤ収納部１５Ａと、下部側の駆動軸収納部１５Ｂとから成る。同様に、前記打設ケーシング１４の他側面に設けた保持部材１６も、ギヤ収納部１６Ａ及び駆動軸収納部１６Ｂから成る。両保持部材１５，１６にはそれぞれ、複数の削孔手段及び駆動手段が組み込まれているが、両保持部材１５，１６の構成は互いに同一であるので、以下、保持部材１５の構成についてのみ説明し、前記保持部材１６についてはその説明を省略する。
【００２７】
前記保持部材１５のギヤ収納部１５Ａには、図３に示すように、８字形の収納凹所２２が２個形成され、２個の収納凹所２２は互いに前後（図３に於ける上下）に近接配置して設けられている。８字形の各収納凹所２２には、互いに噛み合う一対のモーターギヤ２３，２４が回転自在に設けられている。該収納凹所２２内におけるモーターギヤ２３，２４の一側室、他側室はそれぞれ、駆動媒体である所定圧の水を供給、排出するための空間部（注水部、排水部）に形成されている。
【００２８】
前記収納凹所２２内の注水部には、上端部が地上の水タンクに連結された供給ホース２５の下端部が接続され、該供給ホース２５の上端部は、地上に設置した小型の水タンクに接続されている。この供給ホース２５から前記注水部に供給された水は、前記モーターギヤ２３，２４を水圧により駆動回転した後に前記排水部に流れ込む。この場合、両モーターギヤ２３，２４は互いに反対方向に回転する。
【００２９】
又、前記収納凹所２２内の排水部には排出ホース２６の下端部が接続され、該排出ホース２６の上端部は前記供給ホース２５の上端部付近に接続されている。斯くして、該排水部に流れ込んだ水は、循環ポンプ（図示せず）により前記排出ホース２６を経由して吸い上げられた後、前記供給ホース２５内に流入して再び循環利用される。
【００３０】
一方、前記保持部材１５の駆動軸収納部１５Ｂには、駆動軸２８，２９が回転自在に収納され、該駆動軸２８，２９は夫々、図２に示すように、前記モーターギヤ２３，２４の出力軸部３２，３３に連結されている。又、該駆動軸２８，２９の中間部にはそれぞれ鍔部３０，３１が形成されている。更に、各鍔部３０，３１の上側部分、下側部分にはそれぞれ、出力軸部３２，３３よりも大径の中径部３４，３５、大径部３６，３７が形成されている。
【００３１】
各中径部３４，３５の上端部にはそれぞれ、前記モーターギヤ２３，２４の出力軸部３２，３３が一体回転可能に連結されている。この中径部３４，３５と駆動軸収納部１５Ｂとの間には、ゴム製のパッキン３９、シール部材４０及びスラストベアリング４１が介装されている。更に、該パッキン３９とシール部材４０の間には漏水排出口４２が形成されている。パッキン４５を設けたことにより、現場でゴミが侵入しても該ゴミは該パッキン３９の表面に埋没してゴミ侵入を阻止できる。又、前記大径部３６，３７と駆動軸収納部１５Ｂとの間には、ボールベアリング４３、ニードルベアリング４４及びシール部材４５が介装されている。
【００３２】
前記大径部３６，３７の下端部には角形の鋭頭部４６，４７が形成され、該鋭頭部４６，４７は、前記駆動軸収納部１５Ｂの下端面よりも下方に突出している。又、各鋭頭部４６，４７にはそれぞれ削孔装置４８，４９が取り付けられ、該削孔装置４８，４９は打設ケーシングの下端部外周の所定位置に配設されている。各削孔装置４８，４９は、大径部３６，３７の突出部に一体回転可能に連結された連結部５０，５１と、該連結部５０，５１の下端部に固設された回転ビット５２，５３とを有し、該回転ビット５２，５３の下端部に刃部５４，５５が設けられている。更に、隣り合う回転ビット５２，５３同士は、相互の回転トルクを打ち消し合うように配置されている。
【００３３】
次に、上記ドレーン材打設装置１１を用いた地盤改良の施工例について説明する。ここでは、軟弱地盤にドレーン材１２を打設している途中に、硬質地盤が表れた際に該硬質地盤を削孔しつつ、前記ドレーン材１２を打設する施工例について説明する。先ず、前記供給ホース２５から所定圧の水を前記モーターギヤ２３，２４の一側注水室に供給することにより、該モーターギヤ２３，２４を水圧力によって互いに逆方向に回転駆動させる。
【００３４】
尚、図５に示すように、前記モーターギヤ２３，２４の歯先端部と収納凹所２２内の注水室２２ａ、排水室２２ｂの内壁面との間には１／１００ｍｍオーダのクリアランスが設けられ、この場合、排水室２２ｂ側のクリアランスが注水室２２ａ側のクリアランスよりも所定値だけ大に設定されている。前記クリアランスが設けた場合は、該クリアランスが設けない場合（図５の想像線のハウジング形状の場合）に比べて、該モーターギヤ２３，２４の回転中心を結ぶ直線に対し斜め方向外方への力Ｆが該モーターギヤ２３，２４に作用しても、前記歯先端部と排水室２２ｂ内壁面との干渉による固着現象を未然に防止できる。
【００３５】
即ち、前記モーターギヤ２３，２４歯先端面と排水室２２ｂ内壁面間に上記クリアランスを設けたことにより、該ギヤ回転中に前記両クリアランスに薄い水の潤滑膜が形成されるため、該モーターギヤ２３，２４に対する回転抵抗が激減して、該モーターギヤ２３，２４が常に円滑に回転することとなる。
【００３６】
この後、前記モーターギヤ２３，２４の回転駆動力は、その出力軸３２，３３を介して前記削孔装置４８，４９の駆動軸２８，２９に伝達され、該駆動軸２８，２９の鋭頭部４６，４７に取り付けた回転ビット５２，５３が互いに逆方向へ回転駆動される。この回転ビット５２，５３の回転により、前記地盤中の土壌が破砕削孔されて真下方向に掘進していく。この削孔と同時に、前記ドレーン材打設装置１１が下降動作し、これに伴い前記ドレーン材１２もアンカ部材１９と共に掘進方向へ下降する。
【００３７】
このドレーン材打設時、隣り合う回転ビット５２，５３は相互に逆方向に回転するため、両者の回転トルクが互いに打ち消し合うように作用する。従って、従来装置のように、前記ドレーン材１２を曲げようとするトルク力が働かないので、前記削孔が鉛直下方向に堀進され、前記ドレーン材１２の打設が真っ直ぐに下方へ進行することとなる。
【００３８】
而して、前記削孔装置４８，４９による地盤削孔が所定の深度まで到達したら、ドレーン材打設装置１１を昇降装置により地上側に引き上げる。該ドレーン材打設装置１１の引き上げにより、前記アンカ部材１９は打設ケーシング１４の下端面から離反し、該アンカ部材１９と共に前記ドレーン材１２が垂下状態で地盤中に残存する。斯くして、ドレーン材１２が地盤中に打ち込まれ、該地盤中の水分をドレーン材１２により吸収・排出させて該地盤の圧密促進が行われる。
このように本発明は、削孔装置４８，４９の駆動媒体として水を用いたので、万一、水が外部に漏洩したとしても、油液のように周囲の環境を汚染させることがない。又、水は供給ホース２５と排出ホース２６間の閉回路を循環して再利用されるため、水の使用消費量が殆どなく、削孔中に煩雑な水の補給作業を必要としない。更に、従来のウォータジェット方式のように、大量の水を駆動部に常時供給する必要がないので、大型タンクや大型移動車両の代わりに、小型タンクや小型移動車両を使用できる効果がある。
【００３９】
又、硬質地盤を打ち抜く際に、従来の如くドレーン材１２の打設と並行してウォータジェットを硬質地盤に噴射吹付ける必要がない。従って、ウォータジェットによる硬質地盤の同時削孔とは異なり、地表面に汚泥水などが噴出しないので、地表を汚染させる恐れがない。
【００４０】
更に又、前記削孔装置４８，４９による削孔作業と同時に、前記ドレーン材１２を直接打設することができるので、従来装置では困難とされた硬質地盤、或いは、硬質土塊混じりの地盤に対して、別途掘削機械による先行ボーリング（削孔）を行う必要がない。従って、地盤改良の施工が簡単になり、工期の短縮化及び工事費用の大幅な削減が達成される。
【００４１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、ドレーン材打設装置の正面断面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】図１における中間部を一部省略したＡ−Ａ線断面図。
【図４】一実施の形態に係るアンカ部材を示す斜視図。
【図５】一実施の形態に係るモーターギヤと排水室間のクリアランスを説明する要部拡大平面図。
【図６】従来のドレーン材打設装置を用いた施工例を説明する側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１          ケーシング用昇降装置
２          ケーシング
３          建設機械（移動車両）
４          リーダー
５          支持体
６          ドレーン材
７          ドレーン材打設装置
８          軟弱地盤
１１        ドレーン材打設装置
１２        ドレーン材
１３        支持体
１４        打設ケーシング
１５，１６  保持部材
１５Ａ      ギヤ収納部
１６Ａ      ギヤ収納部
１５Ｂ      駆動軸収納部
１６Ｂ      駆動軸収納部
１８        空間部
１９        アンカ部材
２０        係止部
２２        収納凹所
２３，２４  モーターギヤ
２５        供給ホース
２６        排出ホース
２８，２９  駆動軸
３０，３１  鍔部
３２，３３  出力軸部
３４，３５  中径部
３６，３７  大径部
３９        パッキン
４０        シール部材
４１        スラストベアリング
４２        漏水排出口
４３        ボールベアリング
４４        ニードルベアリング
４５        シール部材
４６，４７  鋭頭部
４８，４９  削孔装置
５０，５１  連結部
５２，５３  回転ビット
５４，５５  刃部  
【図１】
2006112125.tif 000003
【図２】
2006112125.tif 000004
【図３】
2006112125.tif 000005
【図４】
2006112125.tif 000006
【図５】
2006112125.tif 000007
【図６】
2006112125.tif 000008