(57)【要約】【課題】  従来の既設家屋の沈下防止対策としての超高圧噴射工法のボーリングマシンの重量は、人力で家屋内での運搬することが不可能であり、しかも、約２０Mｐaの高圧であるので、大型の高圧ポンプで、しかも、約３ｔの発電機を使用しなければならないため、装置全体が大型になる。このため、上記従来の装置は、密集している住宅地・幅員の狭い道路に接している住宅等の制約条件の多い既設住宅等の沈下防止対策として、使用することが出来なかった。【解決手段】  ボーリングマシンの小型化・軽量化により、ボーリングマシンを人力で運搬が可能なようにして、密集している住宅地・幅員の狭い道路に接している住宅等の制約条件の多い既設住宅等の家屋内での打設を可能して、既設家屋の沈下防止対策として軟弱等の地盤を改良強化することが出来る。【選択図】図１
2008019560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックが形成されしかも基台が固定されているポールと、該ラックと噛合するスライドケースと、該スライドケースに固定されているハンドルと、該スライドケースに固定されているギャケースと、該ギャケースに取付られているチャック及び駆動機構から構成されているボーリングマシンを有することを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
請求項１において、上部にスイベルとホース及び下部にモニタを取付けたボーリングロットを、該ギャケースに取付けたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項３】
請求項２において、該ボーリングロットの径を、該既設住宅等の土質に対応した径に選定したことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項４】
家屋等に人力等で運搬される小型で軽量に構成されている請求項１のボーリングマシンを、既設住宅等の基礎の下部に設置し、該ボーリングマシンのギャケースに請求項２のボーリングロットを取付け、ボーリングを開始して所定の流量を送水し、該ボーリングが終了後に該ボーリングロットを所定速度で回転しながら硬化材を所定の高圧で所定時間を噴射して、該既設住宅等の基礎の近傍に均一な円柱状の固結体を杭として造成して地盤を改良強化することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項５】
請求項４において、該ボーリングロットの径を、該既設住宅等の土質に対応した径に選定したことを特徴とする地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良装置及び地盤改良工法に関し、特に制約条件の多い既設住宅等の沈下防止対策として、装置の小型化により全体の重量を、人力で運搬が可能なように減少して、既設家屋内等での打設を可能にした地盤改良装置及び地盤改良工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の沈下防止対策としては、超高圧噴射工法（ボーリングマシンにより、目的の深度まで削孔した後、ロット下端に取付けた特殊噴射装置から、地盤を強化させる硬化材を高圧ポンプで高圧噴射し、ロットを所定の速度で回転・引上げにより、目的の改良領域に均一な円柱状の固結体を造成し地盤を強化する工法）で施工している。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３００８５０
【特許文献２】特開平５−７９０３４特許文献１である特開平７−３００８５０及び特許文献２である特開平５−７９０３４等の従来のボーリングマシンは、人力では運搬が不可能である。すなわち、従来のボーリングマシンの重量は、一般的に約５００〜７００ｋｇなので、人力で既設家屋内等に運搬することが不可能であり、また、約２０Mｐaの高圧であるので、約２．５ｔの大型の高圧ポンプで、しかも、約３〜３．５ｔの発電機（電動機を除く）を使用しなければならないので、地盤改良装置全体が大型になる。このため、上記従来の大型の地盤改良装置は、密集している住宅地・幅員の狭い道路に接している住宅等の制約条件の多い既設住宅等の沈下防止対策として、使用することが出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の超高圧噴射工法の制約条件の多い既設住宅等の沈下防止対策として、使用することが出来なかった問題点を解決するために、ボーリングマシンの小型化・軽量化により、ボーリングマシンの総重量を人力で運搬が可能なように減少させて、既設住宅等の家屋内での打設を可能した地盤改良装置及び地盤改良工法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そして、本発明は上記目的を達成するために、ラックが形成され、しかも、基台が固定されているポールと、前記ラックと噛合するスライドケースと、このスライドケースに固定されているハンドルと、前記スライドケースに取付けられているギャケースと、このギャケースに取付けているチャック及び駆動機構から構成されているボーリングマシンを有し、前記ギャケースに、付属品であるボーリングロットを上下可動自在に取付けて、既設住宅等の地盤改良に対応する径を選定した前記ボーリングロットを有することにより、既設住宅等の荷重に対応した杭を造成する硬化材を所定の高圧で噴射する機能を発揮することである。
【０００６】
また、第２の解決手段は、既設住宅等に人力等で運搬される小型で軽量に構成され、既設住宅等の地盤改良に対応する径を選定したボーリングロットを有することにより、前記既設住宅等の荷重に対応した杭を造成する機能を発揮する前記ボーリングマシンを、前記既設住宅等の基礎の近傍に設置し、ボーリングを開始して所定の流量を送水し、このボーリングが終了後に前記ボーリングロットを所定速度で回転しながら硬化材を所定の高圧で所定時間を噴射して、前記既設住宅等の基礎の近傍に均一な円柱状の固結体を杭として造成して軟弱な地盤等を改良強化することである。
【発明の効果】
【０００７】
ボーリングマシンは、ラック・スライドケース・ハンドル・基台・取付板・チャック・ギャケース・モータ・電源コード等で構成され、このボーリングマシンの総重量が、約１８ｋｇであるので、小型化・軽量化が図れる。
このため、人力で運搬が出来るので、密集している住宅地・幅員の狭い道路に接している制約条件の多い既設住宅等の家屋内での打設が可能になるので、既設住宅等の沈下防止対策として軟弱等の地盤を改良強化することが出来る。
【０００８】
また、従来の超高圧噴射工法における地盤改良装置のボーリングマシンに使用する高圧ポンプは、約２．５ｔで約４５〜５５KWであり、しかも、発電機（電動機を除く）は、約３〜３．５ｔで７５KVAである。
これに対して、上記構成の本発明に係わるボーリングマシンに使用する高圧ポンプ（図示省略）は、約３００〜４００ｋｇで７．５KWあり、しかも、発電機（電動機を除く・図示省略）は、約７００〜８００ｋｇである。
このため、本発明のボーリングマシンを使用することにより、従来の地盤改良装置に比較して、本発明に係わる地盤改良装置の高圧ポンプ（図示省略）の重量が、約１／6〜約１／８に減少し、また、発電機（電動機を除く・図示省略）の重量が、約１／４に減少するので、これに伴い、価格が約１／２以下に低減され経済的効果が顕著である。
【０００９】
さらに、上記従来の高圧ポンプ及び発電機（電動機を除く）等を現場等に運搬する場合には、４ｔの車両を２台も必要とする。
これに対して、上記構成のボーリングマシンに使用する高圧ポンプ（図示省略）及び発電機（電動機を除く・図示省略）等を現場等に運搬する場合には、４ｔの車両を１台で十分である。
このため、上記構成のボーリングマシンに対応する高圧ポンプ（図示省略）及び発電機（電動機を除く・図示省略）等を、現場等に運搬する費用が、従来と比較して低減される経済的効果をも有する。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１１】
図1は、ボーリングマシン１の概略構成の説明図を示し、約６６cmの鋼製等で構成されている角柱状のポール１０には、ラック１１が形成されている。このラック１１には、スライドケース１２が噛合する状態に取付けられ、このスライドケース１２には、ハンドル１３が固定している。前記ポール１０の下部には、長さが約２００ｃｍの基台１４、１４が取付板１５、１５により固定されている。１６はギャケースで、このギャケース１６は、前記スライドケース１２に固定されている。前記ギャケース１６には、チャック１７及びインバータ制御用のモータ１８が取付けられている。このモータ１８には、１００Ｖ・６００Ｗの電源コード１９が接続されている。
前記基台１４、１４には、固い地質等の場合、約１０ｋｇ〜２０ｋｇの錘（図示省略）を取付け、安定性を確保する。
【００１２】
図２は、前記構成のボーリングマシン１の付属品であるボーリングロット１００の概略構成の説明図を示し、このボーリングロット１００は、１本の長さが約５０cm・外径が約３．４cmで、全体の長さが最大で約５〜１０ｍで構成されている。前記ボーリングロット１００の上部先端には、スイベル１０１が固定され、このスイベル１０１には、送水されるホース１０２が取付けられている。前記ボーリングロット１００の下部には、モニタ１０３が取付けられている。
上記構成のボーリングロット１００は、前記ボーリングマシン１のギャケース１６に、上下可動自在に取付けられている。
【００１３】
上記構成のボーリングマシン１は、ラック１１・スライドケース１２・ハンドル１３・基台１４・取付板１５・ギャケース１６・チャック１７・モータ１８・電源コード１９、の総重量が約１８ｋｇである。
【００１４】
上記構成に係る本発明の地盤改良装置のボーリングマシン１に対応する前記ボーリングロット１００は、回転数が約３〜３７r．ｐ．ｍあり、また、削孔長が約１０mである。
また、上記構成に係る地盤改良装置のボーリングマシン１は、削孔能力が軟弱地盤で約１０ｍである。
【００１５】
このような機能を有するボーリングマシン１に対応する最小機能の高圧ポンプ（図示省略）は、約３００〜４００ｋｇで、しかも、発電機（電動機を除く・図示省略）は、約７００〜８００ｋｇである。
これに対して、従来の超高圧噴射工法における地盤改良装置のボーリングマシンに対応する高圧ポンプは、約２．５ｔで、しかも、発電機（電動機を除く・図示省略）は、約３〜３．５ｔである。
このため、上記の本発明に係わるボーリングマシン１に対応する最小機能の高圧ポンプ（図示省略）及び発電機（電動機を除く・図示省略）等は、上記の従来の超高圧噴射工法における地盤改良装置のボーリングマシンに対応する高圧ポンプ及び発電機（電動機を除く）と比較すると、小型で、しかも、軽量であるので、価格が約半分である。
【００１６】
図４は、既設住宅等において、基礎２００を９個配置している説明図である。
図４の基礎２００は、同じ支持力を受け、これらの基礎２００には、３．６ｍ×３．６ｍの面積の荷重がかかり、１ｔ／１ｍ２なので、荷重は、１ｔ／１ｍ２×１２．９６ｍ２＝約１３ｔ／１個の基礎、である。
ところで、上記従来の超高圧噴射工法のボーリングマシンの高圧噴射が約２０Mｐaであり、造成された杭の直径が約０．８ｍであるので、造成された杭の面積は、π×０．４ｍ×０．４ｍ ＝０．５０２ｍ２／個×１００ｔ／ｍ２（圧縮強度）、となるので、杭の圧力強度からの支持力は、５０．２ｔ／１個の基礎、である。
したがって、図４の基礎２００との関係においては、３．６ｍ×３．６ｍの面積の荷重がかかり、既設住宅等の荷重は、１ｔ／１ｍ２なので、荷重は、１ｔ／１ｍ２×１２．９６ｍ２＝約１３ｔ／１個の基礎、に対して、５０．２ｔ／１個の基礎の支持力÷約１３ｔ／１個の基礎＝約３．９倍もの支持力がある。この約３．９倍もの支持力は、通常の安全性を配慮して約２倍で対応しているのに比較して、十分な支持力であるので、安全性は十分に確保されている。
これに対して、本発明である上記構成の地盤改良装置のボーリングマシン１は、高圧噴射が約１０Ｍｐaであり、造成された杭の直径が約０．６ｍであるので、
造成された杭の面積は、π×０．３ｍ×０．３ｍ ＝０．２８３ｍ２／１個×１００ｔ／ｍ２（圧縮強度）、となるので、図４における１個の基礎２００にかかる支持力は、２８．３ｔ／基礎２００、である。
したがって、図４の基礎２００との関係においては、３．６ｍ×３．６ｍの面積の荷重がかかり、１ｔ／１ｍ２なので、荷重は、１ｔ／１ｍ２×１２．９６ｍ２＝約１３ｔ／１個の基礎、に対して、２８．３ｔ／１個の基礎÷約１３ｔ／１個の基礎＝約２．２倍の支持力がある。
このため、図４のような一般的な既設住宅等の家屋において、基礎２００を９個配置している場合には、本発明に係わる上記構成の地盤改良装置のボーリングマシン１からの高圧噴射が、約１０Ｍｐaで造成される杭２０２で十分である。
【００１７】
上記のように、図４のような一般的な既設家屋において、基礎２００を９個配置している場合には、本発明に係わる上記構成の地盤改良装置のボーリングマシン１に対応する高圧ポンプ（図示省略）からの高圧噴射が約１０Ｍｐaであれば、荷重に十分に耐えられる図５に示すような杭２０２を造成することが出来る。
この造成においては、上記のボーリングマシン１に対応して使用する高圧ポンプ（図示省略）は、約３００〜４００ｋｇで、発電機（電動機を除く・図示省略）は、約７００〜８００ｋｇである。
これに対して、従来の超高圧噴射工法のボーリングマシンに対応するのは、約２．５ｔの大型の高圧ポンプであり、しかも、約３〜３．５ｔの発電機（電動機を除く）である。
したがって、図１に示す本発明に係わる上記構成の地盤改良装置のボーリングマシン１に対応する地盤改良装置は、従来の超高圧噴射工法の２０Mｐaを高圧噴射するボーリングマシンに対応する地盤改良装置と比較して、大幅に小型化・軽量化が図られている。
【００１８】
図５は、一般的な既設家屋２０１の基盤地盤が沈下したので造成された杭２０２を補強した状態の説明図であり、２０３は沈下する地質、２０４は沈下しない地質を示す。
【００１９】
次に前記本発明の係わる地盤改良装置を使用した地盤改良工法を図５等と共に説明する。
本発明に係わる地盤改良装置のボーリングマシン１は、全体の重量が約１８ｋｇであるので、既設住宅等の家屋２０１の中に人力で運搬が出来る。
施工は、一般の超高圧噴射工法と同様に、家屋２０１に運搬されたボーリングマシン１を、図５の基礎２００の近傍に設置してから、ボーリングマシン１のギャケース１６に、ボーリングロット１００を上下可動自在に取付ける。
この状態で、送水しながらボーリングを開始し、送水が終了後に、ボーリングロット１００を、約１０ｒ．p．ｍ以下で回転しながら硬化材を約１０Mｐaで噴射して、図５の杭２０２を造成する。
【００２０】
上記の本発明に係わる地盤改良装置及び地盤改良方法は、上記の実施例に限定されるものではなく、種々の応用例及び変形例があり、たとえば、ボーリングロット１００は、外径が約３．４〜約４cm及び全体の長さが最大約１０ｍであり、ボーリングマシン１の総重量は、約１５〜２０ｋｇである。
また、高圧ポンプ（図示省略）からの高圧噴射は、約１０〜１５Ｍｐaである。
さらに、これらの種々の応用例及び変形例の実施例に対応して、ボーリングマシン１のチャック１７及びボーリングロット１００のモニタ１０３等の形状・構造等が、変更される場合もある。
さらに、上記では、既設住宅等に関しての説明であるが、母屋及び物置等の沈下防止対策としても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係わるボーリングマシンの説明図
【図２】本発明に係わるボーリングマシンに対応するボーリングロットの説明図
【図３】本発明に係わるボーリングマシンに対応するボーリングロットを取付けた状態を示す説明図
【図４】既設住宅等において基礎を９個配置している説明図
【図５】既設住宅等の地盤が沈下したので造成された杭を補強した        状態の説明図
【符号の説明】
【００２２】
１・・・ボーリングマシン
１１・・・ラック
１２・・・スライドケース
１３・・・ハンドル
１４・・・基台
１５・・・取付板
１６・・・ギャケース
１７・・・チャック
１８・・・モータ
１９・・・電源
１００・・・ボーリングロット
１０１・・・スイベル
１０２・・・ホース
１０３・・・モニタ    
２００・・・基礎
２０１・・・既設住宅等の家屋
２０２・・・杭
２０３・・・沈下する土質
２０４・・・沈下しない土質
【図１】
2008019560.tif 000003
【図２】
2008019560.tif 000004
【図３】
2008019560.tif 000005
【図４】
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【図５】
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