(57)【要約】【課題】  小型の地盤改良装置を用いた場合であっても、削孔精度を向上させて、設計通りの適切な地盤改良体を形成する。【解決手段】  地盤中に挿入して削孔及び地盤改良材の注入を行うロッド２０と、ロッド２０を回転駆動する回転駆動装置４０と、回転駆動装置４０を囲むようにして設けられ、回転駆動装置４０を上下動させるための複数の昇降シリンダー５０とを備える。複数の昇降シリンダー５０で回転駆動装置４０を支持するとともに、複数の昇降シリンダー５０を駆動して、ロッド２０による削孔及び地盤改良材の注入を行う。【選択図】図１
2017128866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭隘地において改良対象地盤中に地盤改良体を形成するための装置であって、
地盤中に挿入して削孔及び地盤改良材の注入を行うロッドと、
前記ロッドを回転駆動する回転駆動装置と、
前記回転駆動装置を囲むようにして設けられ、前記回転駆動装置を上下動させるための複数の昇降シリンダーと、
を備え、
前記複数の昇降シリンダーで前記回転駆動装置を支持するとともに、前記複数の昇降シリンダーを駆動して、前記ロッドによる削孔及び地盤改良材の注入を行うことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
前記複数の昇降シリンダーは、前記ロッドを中心とした同心円上に配設する、
ことを特徴とする請求項１に記載の地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良装置に関するものであり、特に、狭隘地の地盤改良に好適に用いることが可能な地盤改良装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震による液状化被害が発生しており、このような軟弱地盤に対しては、地盤改良を行う必要がある。液状化対策として実施する地盤改良工法には、例えば、高圧噴射撹拌工法や機械撹拌工法が知られている。しかし、個人住宅が密集した地域では、大型の地盤改良装置を用いて地盤改良を行うことができず、狭隘地に適した小型の地盤改良装置を用いて地盤改良を行わなければならない。
【０００３】
このため、狭隘地に適した地盤改良装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、狭隘な場所の施工に適する小型の２軸型地盤改良装置に関するものである。この２軸型地盤改良装置は、自走式機械本体で鉛直姿勢に支持されたリーダーのガイドレールに沿って昇降する昇降台に、駆動軸を鉛直方向に貫通した軸孔を有する回転駆動部及び当該回転駆動部を回転させる回転動力装置からなる２基の駆動ユニットを左右に取り付ける。そして、回転駆動部の軸孔へ配設した各駆動軸の下端部へ、地盤改良用掘削翼と攪拌翼を取り付け、回転駆動部と回転動力装置で構成した２基の駆動ユニットを、それぞれ個別のユニット台へ設置する。各ユニット台は、昇降台へ取付けた取付基台に対して左右方向に形成されたガイド部へ、互いに接近または離隔するように設置されている。また、取付基台と各ユニット台との間には、ユニット台を個別に移動させる軸間距離調整機構部が設置されている。
【０００４】
また、施工領域の条件如何に拘わらず均一の品質で連続地中壁を構築する方法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載された技術は、連続地中壁を構築すべき領域に複数の掘削孔を削孔し、高圧ジェットを噴出して先行掘削によって地盤が緩んだ領域を切削すると共に、地盤改良材と切削された原位置土とを混合して改良する。また、地盤が緩んだ領域の原位置土を排出して固化材と置換するため高圧ジェットを噴出して、地盤が緩んだ領域を改良するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２０４３７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４４７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、住宅密集地等の狭隘地において、既存の建造物を撤去せずに地盤改良工事を行う場合には、大型の地盤改良装置を用いることができず、狭隘地であっても進入可能な小型の地盤改良装置を用いる必要がある。しかし、一般的な小型の地盤改良装置は、駆動部と油圧ユニットが別体に設けられており、大型の地盤改良装置と比較して本体重量が軽く、掘削ロッドの回転部を上下に移動させるための昇降シリンダーが１本のみである。このため、掘削時にロッドを回転させると、ロッドがしなって、ロッドの鉛直性を保つことが難しく、削孔精度が悪くなって適切な地盤改良を行うことができない場合がある。
【０００７】
この点、特許文献１に記載された技術は、狭隘地での地盤改良を目的としているが、削孔精度等については何ら考慮しておらず、必ずしも適切な地盤改良を行うことができるとは言い切れない。さらに、複雑な機構の地盤改良装置を必要とする。
【０００８】
また、特許文献２に記載された技術は連続地中壁を構築するための技術であり、予め複数の掘削孔を設けて地盤が緩んだ領域を形成し、地盤が緩んだ領域において、高圧噴射撹拌工法を用いて連続地中壁を構築している。すなわち、地盤が緩んだ領域を形成するために、複数の掘削孔を設ける（例えば、１つの地盤改良体を形成するために、３箇所の掘削孔を設ける）必要があり、作業工数が増えるという問題がある。
【０００９】
また、上述したように、早急な液状化対策が必要な地域では、複数の個人住宅が隣接して建造されている場合が多く、小型の地盤改良装置を用いて液状化対策工事を行う必要がある。このため、特に、小型の地盤改良装置を用いた場合であっても、削孔精度の向上を図ることにより、適切な地盤改良体を形成することが可能な地盤改良工法の開発が望まれている。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、小型の地盤改良装置を用いた場合であっても、削孔精度を向上させて、設計通りの適切な地盤改良体を形成することが可能な地盤改良工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の地盤改良装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の地盤改良装置は、狭隘地において改良対象地盤中に地盤改良体を形成するための装置であって、地盤中に挿入して削孔及び地盤改良材の注入を行うロッドと、当該ロッドを回転駆動する回転駆動装置と、当該回転駆動装置を囲むようにして設けられ、当該回転駆動装置を上下動させるための複数の昇降シリンダーとを備えている。そして、複数の昇降シリンダーで回転駆動装置を支持するとともに、当該複数の昇降シリンダーを駆動して、ロッドによる削孔及び地盤改良材の注入を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
また、上述した地盤改良方法において、複数の昇降シリンダーは、削孔ロッドを中心とした同心円上に配設することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の地盤改良方法は、削孔及び地盤改良材の注入を行うロッドを回転駆動するための回転駆動装置を上下動させる移動昇降シリンダーを複数設けている。そして、複数の昇降シリンダーで回転駆動装置を支持するとともに、当該複数の移動昇降シリンダーを駆動して、ロッドによる削孔及び地盤改良材の注入を行うことにより、削孔時におけるロッドの鉛直性を保つことができ、削孔精度が向上して設計通りの適切な地盤改良体を形成することができる。
【００１４】
特に、複数の個人住宅が隣接して建造されているような狭隘地で、小型の地盤改良装置を使用しなければならない状況において、大型の地盤改良装置と比較して掘削能力や削孔精度に限界がある小型の地盤改良装置であっても、設計通りの適切な地盤改良体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る地盤改良装置の平面図。
【図２】本発明の実施形態に係る地盤改良装置の正面図。
【図３】本発明の実施形態に係る地盤改良装置の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る地盤改良装置の実施形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施形態に係る地盤改良装置を説明するもので、図１は地盤改良装置の平面図、図２は地盤改良装置の正面図、図３は地盤改良装置の側面図である。なお、各図面において、各部材の形状や位置を明確なものとするため、一部透過視して図示している箇所がある。
【００１７】
＜地盤改良装置の概要＞
本発明の実施形態に係る地盤改良装置は、特に、既存の住宅を撤去することなく、住宅間に存在する狭隘地を利用して地盤改良を行う際に好適に適用される装置であり、ロッドを回転駆動するための回転駆動装置を上下動させるための昇降シリンダーを複数設けた点に特徴がある。
【００１８】
＜地盤改良装置の詳細＞
本発明の実施形態に係る地盤改良装置１０は、図１〜図３に示すように、ロッド２０と、ロッド支持装置３０と、回転駆動装置４０と、昇降シリンダー５０とを主要な構成要素とする。各装置は、移動可能な基台６０または基台６０から上方へ向かって設けた支柱７０に設置されている。また、本発明の実施形態に係る地盤改良装置１０は、小型であるため、人力で移動可能となっており、人力で移動させるための装置として、移動ローラ及び移動取っ手を設けることが好ましい。
【００１９】
＜ロッド＞
ロッド２０は、地盤中に挿入して削孔及び地盤改良材の注入を行うための装置である。ロッド２０の形状及び機能は、地盤改良工法の種類により異なる。例えば、高圧噴射攪拌工法の場合には、ロッド２０の先端部から水やセメントミルク等を噴射することにより、削孔及び地盤改良材の注入を行って地盤改良体を形成する。また、機械撹拌工法の場合には、ロッド２０の先端に掘削翼及び撹拌翼を設置して、削孔を行うとともに、地盤中に地盤改良材を注入して撹拌することにより地盤改良体を形成する。
【００２０】
＜ロッド支持装置／回転駆動装置＞
回転駆動装置４０は、ロッド２０を回転駆動するための装置である。この回転駆動装置４０は、図１〜３に示すように、基台６０の上面から上方へ向かって設けた支柱７０に対して、上下動可能に取り付けたロッド支持装置３０と一体に設けられている。そして、回転駆動装置４０によりロッド２０の外周面を挟持してロッド２０を支持するとともに、電気モーター等の駆動力によりロッド２０を回転させる。
【００２１】
＜昇降シリンダー＞
昇降シリンダー５０は、回転駆動装置４０を囲むようにして設けられ、回転駆動装置４０を上下動させるための装置であり、本発明の地盤改良装置１０では、ロッド２０を囲むように複数機設けてある。すなわち、従来の一般的な昇降シリンダー５０は、ロッド支持装置３０（回転駆動装置４０と支柱７０との接続部分）に設けてあり、支柱７０を昇降軸として回転駆動装置４０及びこれに支持されたロッド２０を上下動させるようになっている。これに対して、本実施形態の地盤改良装置１０では、ロッド２０を囲むように複数機の昇降シリンダー５０を配設してあり、これにより、削孔時におけるロッド２０の鉛直性を保つことができる。昇降シリンダー５０の駆動源は、油圧、空気圧等、どのような機構であってもよい。
【００２２】
さらに、本発明では、ロッド２０を中心とした同心円上に、複数の昇降シリンダー５０を配設することが好ましく、図１〜図３に示す例では、ロッド２０を中心とした同心円上に合計２機の昇降シリンダー５０を設置している。なお、昇降シリンダー５０の数は２機に限られず、３機以上であってもよい。また、これらの昇降シリンダー５０に加えて、従来のように、ロッド支持装置３０（回転駆動装置４０と支柱７０との接続部分）に昇降シリンダー５０を設けてもよい。
【００２３】
＜ロッドの継ぎ足し／切り離し＞
詳細には図示しないが、ロッド２０は、所定長を１単位としており、地盤改良を行う深度に対応させ、順次継ぎ足して使用する。一方、地盤改良が終了したら、継ぎ足したロッド２０を順次切り離しながら地盤中から引き抜く。この際、回転駆動装置４０の上方に設けたチャック８０と、基台６０の上方に設けたクランプ９０とを使用して、ロッド２０の上下方向の位置を調節する（図２及び図３参照）。チャック８０及びクランプ９０は、一般的に使用されている装置であり、駆動は手動であってもよいし、油圧等を用いたものであってもよい。
【００２４】
地盤に対してロッド２０を上下動させる際には、チャック８０によりロッド２０の外周面を挟み込んでロッド２０を固定するとともに、クランプ９０を開放状態として、昇降シリンダー５０により回転駆動装置４０を上下動させればよい。一方、クランプ９０によりロッド２０の外周面を挟み込んでロッド２０を固定するとともに、チャック８０を開放状態とすることにより、ロッド２０を地盤改良装置１０に対して固定することができる。この動作を繰り返すことにより、地盤改良装置１０に対するロッド２０の上下方向の位置を調節して、ロッド２０の継ぎ足し及び切り離しを行うことができる。
【００２５】
＜地盤改良方法＞
本発明の地盤改良装置１０を用いて地盤改良を行うには、従来の地盤改良装置と同様に、改良対象となる地盤上に地盤改良装置１０を設置する。そして、回転駆動装置４０を駆動しながらロッド２０を回転させるとともに、昇降シリンダー５０により、回転駆動装置４０に支持されたロッド２０を地盤中に挿入し、地盤中に地盤改良体を形成する。地盤改良体の形成方法は、地盤改良工法によって異なるが、地盤改良装置１０を構成する各装置の操作は、基本的に同様である。
【００２６】
従来の地盤改良装置を用いて地盤改良を行う場合には、回転駆動装置４０を支持すための昇降シリンダー５０が１機のみであったため、回転駆動装置４０の駆動に伴ってロッド２０がしなるおそれがあった。この点、本発明の地盤改良装置１０では、複数の昇降シリンダー５０により回転駆動装置４０を支持しているため、回転駆動装置４０の駆動に伴ってロッド２０がしなることがない。したがって、本発明の地盤改良装置１０では、削孔時におけるロッド２０の鉛直性を保つことができるので、削孔精度が向上して設計通りの適切な地盤改良体を形成することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  地盤改良装置
２０  ロッド
３０  ロッド支持装置
４０  回転駆動装置
５０  昇降シリンダー
６０  基台
７０  支柱
８０  チャック
９０  クランプ
【図１】
2017128866.tif 000003
【図２】
2017128866.tif 000004
【図３】
2017128866.tif 000005