(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンに対して相対的に昇降駆動される帯状ドレーン材打設管であって、
前記帯状ドレーン材打設管の下部内側に帯状ドレーン材を切断する切断装置を備え、
前記切断装置は、前記帯状ドレーン材の一側面に当接する切断パッドと、前記帯状ドレーン材を切断し且つ前記切断パッドと供に該帯状ドレーン材を挟持する剪断刃ブロックとを備え、前記切断パッド及び／又は剪断刃ブロックに、切断により下側に位置する該帯状ドレーン材の切断上端部をシールする電熱ヒータを備え、
前記帯状ドレーン材を前記帯状ドレーン材打設管を介して水底地盤中へ打設する場合に、該帯状ドレーン材の下端部を透水層に貫入させるようにしたことを特徴とする帯状ドレーン材打設管。
【請求項２】
前記帯状ドレーン材打設管の内部の前記切断装置の上方に、前記帯状ドレーン材を保持・解放すると共に、該帯状ドレーン材を送出するドレーン材保持送出装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の帯状ドレーン材打設管。
【請求項３】
前記切断装置と前記ドレーン材保持送出装置とで前記帯状ドレーン材の任意の位置を切断自在にしたことを特徴とする請求項２記載の帯状ドレーン材打設管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状ドレーン材の切断装置を備える帯状ドレーン材打設管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤改良工法の一例としてペーパードレーン工法が知られている。このペーパードレーン工法は、軟弱な粘性土層の地盤中にペーパードレーンと称される帯状ドレーン材を打設し、この帯状ドレーン材を通して地盤内の水を排水して短時間で地盤の安定化を図るものである。ペーパードレーン工法の一般的な施工は、帯状ドレーン材用打設管としてのマンドレル内に予めカードボード、プラスチックボード等の帯状ドレーン材を配置し、マンドレルを所定深さまで打ち込んだ後、マンドレルのみを引き抜いて地盤内に帯状ドレーン材を設置している。帯状ドレーン材は、長尺なものをリールに巻き取り、マンドレルの上部から下部に向けてマンドレル内に引き入れている。
【０００３】
このような従来のペーパードレーン工法においては、例えば海上施工で帯状ドレーン材を打設する場合、帯状ドレーン材の切断を水面上で切断したり、水中に作業者が潜水して切断作業を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、水中で帯状ドレーン材を切断した場合は帯状ドレーン材の上端は水中に位置するが、これまで帯状ドレーン材の上端を水底の地盤中で切断する方法は無かった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、水中や地中においても任意の位置で帯状ドレーン材を切断でき、海上施工や地上施工による帯状ドレーン材の損失（ロス）や打設作業に要するコストを低下させる帯状ドレーン材打設管を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ベースマシンに対して相対的に昇降駆動される帯状ドレーン材打設管であって、前記帯状ドレーン材打設管の下部内側に帯状ドレーン材を切断する切断装置を備え、前記切断装置は、前記帯状ドレーン材の一側面に当接する切断パッドと、前記帯状ドレーン材を切断し且つ前記切断パッドと供に該帯状ドレーン材を挟持する剪断刃ブロックとを備え、前記切断パッド及び／又は剪断刃ブロックに、切断により下側に位置する該帯状ドレーン材の切断上端部をシールする電熱ヒータを備え、前記帯状ドレーン材を前記帯状ドレーン材打設管を介して水底地盤中へ打設する場合に、該帯状ドレーン材の下端部を透水層に貫入させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
このような構成の請求項１記載の発明では、帯状ドレーン材打設管の下部内側に設けられた切断装置が設けられているため、帯状ドレーン材打設管を水中や地中に貫入した状態でも帯状ドレーン材を切断することができる。この作用に加えて、電熱ヒータで切断された下側の帯状ドレーン材の上端部を該電熱ヒータにより熱溶着してシールすることができ、該帯状ドレーン材の上端部から水分が浸入するのを防止することができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯状ドレーン材打設管であって、前記帯状ドレーン材打設管の内部の前記切断装置の上方に、前記帯状ドレーン材を保持・解放すると共に、該帯状ドレーン材を送出するドレーン材保持送出装置が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明における作用に加えて、ドレーン材保持送出装置で帯状ドレーン材を保持することにより、帯状ドレーン材が逆戻りしてドレーン材が上方に抜けるのを防止する作用があると共に、切断装置で切断した後、再度帯状ドレーン材打設管の下端部から帯状ドレーン材を導出させることができる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、前記切断装置と前記ドレーン材保持送出装置とで前記帯状ドレーン材の任意の位置を切断自在にしたことを特徴とする。
【００１１】
したがって、請求項３の発明では、請求項２記載の発明における作用に加えて、切断装置とドレーン材保持送出装置とにより帯状ドレーン材の任意の位置を容易かつ正確に切断することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る帯状ドレーン材打設管の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。なお、本実施形態は、周知のプラスチックボードドレーン材などの帯状ドレーン材を水底地盤中へ打設する場合に本発明を適用した例であり、例えば軟弱地盤の圧密促進を目的とするバーチカルドレーン工法として用いられるものである。
【００１７】
まず、図１を用いて本実施形態に係る帯状ドレーン材打設管としてのマンドレル１の構成を説明する。マンドレル１は、ベースマシンとしての図示しない作業船に昇降可能に設けられている。このマンドレル１には、作業船の上に巻き取られてセットされた長尺の帯状ドレーン材２の引き出し端部がマンドレル上端からマンドレル下端に通されるようになっている。このマンドレル１の下端部内側には、帯状ドレーン材２を切断する切断装置３が設けられている。また、マンドレル１の内側における切断装置３の上方には、帯状ドレーン材２を保持すると共に、送り出し機能を有するドレーン材保持送出装置４が設けられている。
【００１８】
図１に示すように、切断装置３は、マンドレル１の先端部内側に、帯状ドレーン材２を挟む一方側に配置、固定された帯状ドレーン材２を切断するための基台となる切断パッド５と、帯状ドレーン材２を挟む他方側に配置される剪断刃ブロック６とを備えている。
【００１９】
剪断刃ブロック６は、マンドレル１内に固定された小型の剪断刃駆動シリンダ７の駆動ロッド７Ａの自由端に取り付けられている。剪断刃ブロック６は、帯状ドレーン材２側に向けて突設された帯状ドレーン材２を切断する剪断刃８と、シール処理部としての電熱ヒータ９が内蔵されたヒータブロック部１０とからなる。剪断刃駆動シリンダ７は、剪断刃ブロック６を、帯状ドレーン材２の送り出し方向に対して直角をなす方向に往復駆動するようになっている。また、ヒータブロック部１０は、帯状ドレーン材２に押し当てることにより、帯状ドレーン材２の切断された上端部を熱圧着してシールする機能を有する。
【００２０】
図１に示すように、ドレーン材保持送出装置４は、マンドレル１の内部における切断装置３から所定距離上方に配置された昇降駆動シリンダ１１と、この昇降駆動シリンダ１１の昇降駆動ロッド１１Ａの自由端に固定されてマンドレル１に対して相対的に昇降移動するドレーン材保持部１２とからなる。ドレーン材保持部１２は、昇降駆動ロッド１１Ａと共に昇降移動する移動フレーム１３に、帯状ドレーン材２を両側から挟持する動作を行う対をなす保持パッド１４Ａ，１４Ｂと、これら保持パッド１４Ａ，１４Ｂを駆動する保持駆動シリンダ１５とが設けられてなる。そして、保持駆動シリンダ１５の保持駆動ロッド１５Ａは、帯状ドレーン材２側へ向けて出没するようになっており、この保持駆動ロッド１５Ａの自由端には、保持パッド１４Ａが固定されている。また、保持パッド１４Ｂは、図示しない連動機構を介して保持パッド１４Ａと連動して帯状ドレーン材２を挟持、解放する動作を行うようになっている。
【００２１】
なお、本実施形態に係る帯状ドレーン材用打設管としてのマンドレル１及び図示しないベースマシンとでなる施工機は、マンドレル１の深さ（位置）を検知して帯状ドレーン材２の移動長を確認する機能を有している。
【００２２】
次に、上記した構成のマンドレル１を用いて水底地盤中に帯状ドレーン材２を打設する方法及び作用・動作について説明する。
【００２３】
先ず、第１の帯状ドレーン材２の打設は、マンドレル１の下端部から導出された帯状ドレーン材２の端部にアンカー１６を取り付けた後、図１に示す状態で保持駆動シリンダ１５を駆動して保持パッド１４Ａ，１４Ｂで帯状ドレーン材２を保持する。この状態で、マンドレル１を下降させて、図４に示すように、水中１７、地質改良用粘性土層１８を経て、図５に示すように、マンドレル１の下端が透水層１９に至るように貫入させる。
【００２４】
次に、図５に示す状態からマンドレル１を引き上げる。このとき、施工機側に設けられた移動長を検知する検知装置に従って、図６に示すように、所定距離だけマンドレル１が引き上げられた時点でマンドレル１の引き上げを停止させる。なお、本実施形態では、マンドレル１の下端部が地質改良用粘性土層１８の水底面から所定寸法下方の位置になるように設定されている。
【００２５】
そして、このように図６に示す位置で停止されたマンドレル１内において、図２に示すように、ドレーン材保持送出装置４で帯状ドレーン材２を保持した状態で、切断装置３を駆動して帯状ドレーン材２の所望する位置を切断すると共に、電熱ヒータ９で帯状ドレーン材２の切断された下側の帯状ドレーン材２の上端部で熱圧着（溶着）する。その後、切断されて上に位置する帯状ドレーン材２をドレーン材保持送出装置４で保持しつつ、マンドレル１を上昇させて水中１７から上に引き上げる。
【００２６】
次に、図３に示すように、昇降駆動シリンダ１１を駆動して昇降駆動ロッド１１Ａを押し出して帯状ドレーン材２を下方へ送出して帯状ドレーン材２の下端をマンドレル１の下端から導出させる。この状態では、次に打設される帯状ドレーン材２の下端にアンカー１６を取り付けることが可能となる。
【００２７】
以後、上記した操作を繰り返すことにより第２の帯状ドレーン材２以降の打設が可能となる。
【００２８】
なお、上記した本実施形態では、帯状ドレーン材２を地盤改良対象の粘性土層１８の中で切断したが、水中１７で切断してもよい。このように水中１７で帯状ドレーン材２を切断する場合は、従来のように作業者が水中１７に潜水して作業を行う必要がなくなり、作業の安全性や効率を大幅に向上することができる。また、地盤改良対象の粘性土層１８中で帯状ドレーン材２を切断することは、本実施形態のマンドレル１を用いることで初めて可能となる。
【００２９】
また、本実施形態では、帯状ドレーン材２をマンドレル１内で切断した状態で、そのままマンドレル１を引き上げることにより、マンドレル１内の帯状ドレーン材２が泥などで汚れるのを抑制でき、帯状ドレーン材２の汚れによる透水不良を防止することができる。
【００３０】
以上、前記実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、シール処理部として電熱ヒータ９を剪断刃ブロック６側に設けたが、切断パッド５側に設けたり、剪断刃ブロック６及び切断パッド５の両方に設ける構成としてもよい。そして、シール処理部としては、電熱ヒータ９以外にシール剤を吐出させる手段を用いてもよい。
【００３１】
また、前記実施形態では、帯状ドレーン材打設管としてのマンドレル１を作業船に搭載したが、ベースマシンとしては、地上を走行できる施工機を適用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、帯状ドレーン材打設管の下部内側に設けられた切断装置が設けられているため、帯状ドレーン材打設管を水中や地中に貫入した状態でも帯状ドレーン材を切断することができる。このため、水中での切断作業や従来不可能であった地中での切断を行うことができ、作業の安全性と効率を向上する効果がある。この効果に加えて、電熱ヒータで切断された下側の帯状ドレーン材の上端部を該電熱ヒータにより熱溶着してシールすることができ、該帯状ドレーン材の上端部から水分が浸入するのを防止する効果がある。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明における効果に加えて、ドレーン材保持送出装置で帯状ドレーン材を保持することにより、帯状ドレーン材が逆戻りをするのを防止すると供に、切断装置で切断した後、再度帯状ドレーン材打設管の下端部から帯状ドレーン材を導出させることができ、作業性をさらに向上することができる。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明における効果に加えて、切断装置とドレーン材保持送出装置とにより帯状ドレーン材の任意の位置を容易かつ正確に切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る帯状ドレーン材打設管の実施形態を示す要部の断面図である。
【図２】本実施形態の帯状ドレーン材打設管の要部の断面図である。
【図３】本実施形態の帯状ドレーン材打設管の要部の断面図である。
【図４】本実施形態の帯状ドレーン材打設管を用いたドレーン材打設工程を示す説明図である。
【図５】本実施形態の帯状ドレーン材打設管を用いたドレーン材打設工程を示す説明図である。
【図６】本実施形態の帯状ドレーン材打設管を用いたドレーン材打設工程を示す説明図である。
【図７】本実施形態の帯状ドレーン材打設管を用いたドレーン材打設工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  マンドレル（帯状ドレーン材打設管）
２  帯状ドレーン材
３  切断装置
４  ドレーン材保持送出装置
５  切断パッド
６  剪断刃ブロック
８  剪断刃
９  電熱ヒータ
１０  ヒータブロック部
１２  ドレーン材保持部
１４Ａ，１４Ｂ  保持パッド
１７  アンカー
１８  地質改良用粘性土層
１９  透水層
【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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