(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合ボックスと、上記混合ボックスを貫通して互に平行に垂下する一対の掘削用スクリューロッドおよび埋戻し用スクリューロッドとを使用し、
まず、上記一対のスクリューロッドを地盤に縦方向へ所定深度まで掘進させ、
次に、上記一対のスクリューロッドを掘削用スクリューロッドを先頭にして横方向へ移動させ、それにより上記掘削用スクリューロッドで地盤を横方向へ掘削しつつ前進して後方に掘削孔を残すと共に掘削土砂を上方の混合ボックス内に搬送し、上記混合ボックス内においては上記掘削土砂に地盤改良薬液を供給して撹拌混合し、上記埋戻し用スクリューロッドで上記薬液混合土砂を上記混合ボックス内から下方へ搬送して上記後方の掘削孔内に埋戻していく、
地盤改良工法。
【請求項２】
支持部材に昇降自在に支持された回転駆動部の下部に、ボックス内撹拌手段およびボックス内への地盤改良薬液注入口を有する混合ボックスを連結し、
上記回転駆動部に、スクリュー羽根に横掘削用チップを有する掘削用スクリューロッドと埋戻し用スクリューロッドを、互に独立に回転伝達可能に且つ少くとも埋戻し用スクリューロッドを正逆回転可能の状態にそれぞれ接続すると共に、両スクリューロッドを上記混合ボックス内を貫通して互の間に仕切板を介在させた状態で、混合ボックス外の下方へ平行に垂下し、
上記支持部材を、上記混合ボックスおよび両スクリューロッドとともに横方向へ移動させる横移動駆動手段を設けた、
地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、地盤に地盤改良薬液を混合して改良する地盤改良工法およびそれに使用される地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の地盤改良のため、マストに昇降自在に支持された駆動部に、中空ロッド外周面に撹拌羽根を、下端に掘削ヘッドを有する撹拌ロッドを接続すると共に、上記中空ロッド下部にセメントミルク噴射口を設けた撹拌機を使用し、まず上記撹拌ロッドを地中に所要深度まで掘進させ、そこで掘削土砂を撹拌しつつセメントミルクを噴射して地盤を改良し、ついで撹拌ロッドを地上に引き抜いた後上記改良ずみ地盤の隣りに同様に撹拌ロッドを掘進してセメントミルク噴射により地盤改良を行い、以下これを繰返して広範囲の地盤改良を行う工法が広く行われている。
【０００３】
しかし、上記の従来工法では、撹拌ロッドの掘進および引き抜きを数多く繰返さなければならず、しかも掘削土砂が大量に地上に排出され、その処理に多くの時間と労力を要し、作業能率を著しく低下させる欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願第１発明は、作業能率の向上を実現できる地盤改良工法を提供することを課題とし、
【０００５】
本願第２発明は、上記第１発明を有効に実施できる地盤改良装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題解決の手段として、本願第１発明は、
混合ボックスと、上記混合ボックスを貫通して互に平行に垂下する一対の掘削用スクリューロッドおよび埋戻し用スクリューロッドとを使用し、
まず、上記一対のスクリューロッドを地盤に縦方向へ所定深度まで掘進させ、次に、上記一対のスクリューロッドを掘削用スクリューロッドを先頭にして横方向へ移動させ、それにより上記掘削用スクリューロッドで地盤を横方向へ掘削しつつ前進して後方に掘削孔を残すと共に掘削土砂を上方の混合ボックス内に搬送し、上記混合ボックス内においては上記掘削土砂に地盤改良薬液を供給して撹拌混合し、上記埋戻し用スクリューロッドで上記薬液混合土砂を上記混合ボックス内から下方へ搬送して上記後方の掘削孔内に埋戻していく、
地盤改良工法を提案し、
本願第２発明は、
支持部材に昇降自在に支持された回転駆動部の下部に、ボックス内撹拌手段およびボックス内への地盤改良薬液注入口を有する混合ボックスを連結し、
上記回転駆動部に、スクリュー羽根に横掘削用チップを有する掘削用スクリューロッドと埋戻し用スクリューロッドを互に独立に回転伝達可能に且つ少くとも埋戻し用スクリューロッドを正逆回転可能の状態にそれぞれ接続すると共に、両スクリューロッドを上記混合ボックスを貫通して互の間に仕切板を介在させた状態で、混合ボックス外の下方へ平行に垂下し、
上記支持部材を、上記混合ボックスおよび両スクリューロッドとともに横方向へ移動させる横移動駆動手段を設けた、
地盤改良装置を提案する。
以下図面を参照して本願発明の実施例について説明する。
【０００８】
【実施例】
まず、本願発明の地盤改良装置の実施例について説明する。図１、２、３、４を参照し、自走台車（１）における旋回可能の上部機体（２）の一側部から支持アーム（３）をほぼ水平に突出し、該アーム（３）に支柱（４）を、その中間部のブラケット（５）において、垂直面上で揺動自在に軸支すると共に、上記上部機体（２）に一端を連結された垂直調整用油圧シリンダ（６）のラム（７）先端を支柱（４）上端部に連結して、該支柱（４）を起立状態に支持してある。
【０００９】
上記支柱（４）の上下両端部前面にはブラケット（８）、（８）を突設し、両ブラケットにレール枠台（９）を、その上下両端部後面に突設されたアーム（１０）、（１０）において、水平面上で揺動自在に軸支すると共に、上記支柱（４）の中間部左右両側面にブラケット（１１）、（１１）により揺動自在に支持された水平揺動用油圧シリンダ（１２）、（１２）のラム（１３）、（１３）先端をレール枠台（９）後面の左右両側部に連結してあり、上記レール枠台（９）は、上、下横材（１４）、（１５）、左右縦材（１６）、（１７）からなる枠形のもので、その上横材（１４）の下面に上部レール（１８）を、下横材（１５）の上面に下部レール（１９）をそれぞれ左右方向全長に敷設し、両レールにリーダマスト（２０）を左右方向へ移動自在に支持してある。
【００１０】
上記リーダマスト（２０）は、図３、４に示すように上記レール枠台（９）の上下横材（１４）、（１５）に対応する後面位置に広幅の上、下補助板（２１）、（２２）をそれぞれ板面を左右方向へ向けて固定してあり、その上補助板（２１）の後面に、適宜左右幅を有する横断面上向きコ字形の上部スライド金具（２３）を突設し、該スライド金具（２３）を上記上部レール（１８）に下から摺動自在に係合すると共に、下補助板（２２）の後面に下向きコ字形の下部スライド金具（２４）を突設し、該スライド金具（２４）を上記下部レール（１９）に上から摺動自在に載置係合し、それにより上記マスト（２０）を正姿勢を保って上、下レール（１８）、（１９）に沿って横（左右）移動できるように支持してある。
【００１１】
上記リーダマスト（２０）の横移動駆動手段は上記自走台車（１）と横駆動用シリンダとからなり、その後者として、上記レール枠台（９）の上横材（１４）上面および下横材（１５）下面の各一端がわに横駆動用油圧シリンダ（２５）、（２５）のラム（２６）、（２６）先端をブラケット（２７）、（２７）を介してそれぞれ連結すると共に、各シリンダ（２５）、（２５）の他端を上記マスト（２０）の上、下補助板（２１）、（２２）にピン（２８）、（２８）により連結し、それにより上記油圧シリンダ（２５）、（２５）の伸縮駆動によりマスト（２０）が上、下レール（１８）、（１９）に沿って左右に往復移動することとなる。
【００１２】
上記リーダマスト（２０）の前面がわにはガイドレール（２９）、（２９）を長手方向全長に敷設し、該レール（２９）、（２９）に回転駆動部（３０）をスライド金具（３１）…を介して上下動自在に支持すると共にトップシーブブロック（３２）から垂下したワイヤ（３３）により昇降自在に吊支してある。
【００１３】
上記駆動部（３０）は、ホルダー（３４）に互に独立の一対の正逆回転モータ（３５）、（３５ａ）および減速機（３６）、（３６ａ）を載置したもので、その下端に混合ボックス（３７）を連結してあり、該ボックス（３７）は、特に図５（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように円筒状の上部筒（３８）と、該上部筒の直径と等しい長径を有する長円筒状の下部筒（３９）を同一軸心線上に連通状態に接続すると共に、上記下部筒（３９）内の中間に、横断面が両面を半円弧状凹面とするツヅミ形に形成された仕切板（４０）を軸心線上に固定し、それにより下部筒（３９）内をほぼ円筒状の２つの搬送路（４１）、（４１ａ）に形成すると共に、上記仕切板（４０）を下部筒（３９）外の下方へ、後記のスクリューロッド下端に達する位置まで、長く垂下延長し、この仕切板（４０）の両凹面に沿って掘削用スクリューロッド（４２）および埋戻し用スクリューロッド（４２ａ）を装着してある。
【００１４】
上記上部筒（３８）の上端は図３のように一部開口し、また上記一方の搬送路（４１）は本例では他方（４１ａ）よりも適宜短くしてある。
【００１５】
（４３）、（４３）は上記上部筒（３８）および長い搬送路（４１ａ）の側壁にそれぞれ開設した地盤改良薬液注入口で、外部に延長する薬液供給ホース（４４）、（４４）をそれぞれ接続してある。
【００１６】
上記掘削用および埋戻し用の両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）は、中空ロッドの外周面にスクリュー羽根（４５）、（４５ａ）を、ロッド下端に掘削ヘッド（４６）、（４６ａ）をそれぞれ設けると共に、掘削ヘッド下端部に、通常の手段により各中空ロッド内を通じて薬液を放射方向へ噴射すべき薬液噴射口をそれぞれ設けたもので、この両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）の各上端部を上記搬送路（４１）、（４１ａ）に回転自在に挿通して上部筒（３８）内に挿入し、そこで上記駆動部（３０）の減速機（３６）、（３６ａ）から歯車列を介して下方に突出する出力軸（４７）、（４７ａ）に互に独立に回転伝達を受けるようにそれぞれ接続してある。
【００１７】
上記一方の掘削用スクリューロッド（４２）における外部に露出するスクリュー羽根（４５）には、図５（ニ）に示すように羽根の外周に沿って横掘削用チップ（４８）…を外周辺から若干突出する状態に固定してあり、また他方の埋戻し用スクリューロッド（４２ａ）における上記搬送路（４１ａ）内の部分に、混合ボックス内撹拌手段として、図５（イ）、（ハ）に示すように上下をスクリュー羽根ではさまれた状態で撹拌羽根（４９ａ）…を突設してある。
【００１８】
上記両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）は、その上部および下部においてスクリュー羽根の一部を除いて中空ロッド同志を連結アーム（５０）、（５０）により回転自在に連結してある。
【００１９】
なお、上記ワイヤ（３３）は、上記トップシーブブロック（３２）から上記支柱（４）の上端部に支持されたガイドプーリー（５１）、（５２）を経て台車の上部機体（２）上のウインチ（５３）に巻きつけてある。
【００２０】
上例の地盤改良装置を使用しての地盤改良工法の具体例について次に説明する。まず自走台車（１）の上部機体（２）を旋回してレール枠台（９）を該台車（１）の前進方向と平行に向け、その状態で上記上部機体（２）の旋回部に設けられた通常の旋回制動装置または旋回ロック装置の作動により上部機体（２）を旋回不能におく。次にモータ（３５）、（３５ａ）の各正回転により掘削用および埋戻し用スクリューロッド（４２）、（４２ａ）をそれぞれ正回転させてワイヤ（３３）をゆるめつつ地盤に縦方向の掘進を開始すると共に、通常手段により両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）の中空ロッド内を通じて掘削ヘッド（４６）、（４６ａ）の噴射口からベントナイト液を掘削孔内面に噴射し、それにより孔内面の崩壊防止処理を行う。掘削土砂はスクリュー羽根（４５）（４５ａ）により上方へ搬送され、その一部は地上に排出され、他の残りは混合ボツクス（３７）の搬送路（４１）、（４１ａ）を通って上部筒（３８）内に送られる。
【００２１】
図６（イ）のように所定深さまで縦掘進したら、次に掘削用スクリューロッド（４２）は正回転を続けるが、埋戻し用スクリューロッド（４２ａ）を逆回転させると共に、地盤改良薬液としてセメントミルクを薬液供給ホース（４４）（４４）を通じて混合ボックス（３７）内に放射し、それとともに横駆動用油圧シリンダ（２５）、（２５）の縮小駆動によりリーダマスト（２０）をレール枠台（９）のレール（１８）、（１９）に沿って同図（ロ）の矢印方向へ横移動させ、それに伴い両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）を掘削用スクリューロッド（４２）を先頭にして横掘進させる。
【００２２】
上記横掘進において、まず正回転する掘削用スクリューロッド（４２）により地盤を横方向へ掘削しつつ前進して後方に掘削孔（Ｓ）を残していくと共に、掘削土砂を上方へ搬送し、混合ボックス（３７）内へ送りこみ、他方、逆回転する埋戻し用スクリューロッド（４２ａ）により、先の縦掘削時に混合ボックス（３７）内に搬送されていた土砂を搬送路（４１ａ）内下方へ送り、そこで撹拌羽根（４９ａ）…により撹拌してセメントミルクと十分に混合させて下方へ送り出し、上記掘削孔（Ｓ）内に放出し、ついで上記掘削用スクリューロッド（４２）の横掘削により混合ボックス（３７）内に搬送されてくる土砂も同様に撹拌羽根（４９ａ）…により撹拌してセメントミルクと混合させて上記掘削孔（Ｓ）内へ埋戻していく。
【００２３】
このように掘削用スクリューロッド（４２）による横掘削および該横掘削土砂の混合ボックス（３７）への搬送と、埋戻し用スクリューロッド（４２ａ）による掘削土砂とセメントミルクの撹拌混合および下方への埋戻しとを継続しつつ、上記横駆動用シリンダ（２５）、（２５）の１ストローク駆動が終了したら、上記シリンダ（２５）、（２５）を伸長駆動させながら、自走台車（１）を上記シリンダ（２５）の１ストローク長に相当する距離だけ上記横掘進と同方向へ前進させ、そこで前回と同じく横駆動用シリンダ（２５）、（２５）の縮小駆動により両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）の横掘進を再開させ、以下１ストローク分の横掘進を間欠的に繰返して広範囲の地盤改良を継続していく。
【００２４】
上記各１ストローク分の横掘進において、掘削用スクリューロッド（４２）の連結アーム（５０）、（５０）に対応する部分にできる掘り残しを除去するため、ワイヤ（３３）の操作により両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）を若干上下動させる。
【００２５】
所望範囲の地盤改良を終了したら、図６（ハ）に示すように両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）を逆回転させると共に掘削ヘッド（４６）、（４６ａ）の噴射口からセメントミルクを放射しつつ、ワイヤ（３３）操作により両スクリューロッド（４２）、（４２ａ）を引き上げる。
【００２６】
【発明の効果】
本願第１発明の地盤改良工法によれば、掘削用スクリューロッドにより横掘削しつつ後方に掘削孔を残すと共に、その掘削土砂を混合ボックス内に搬送し、この混合ボックス内の土砂を地盤改良薬液と混合撹拌した後埋戻し用スクリューロッドにより後方の掘削孔に埋戻し、このように地盤の横掘削とその横掘削土砂の埋戻しを連続的に行うことができ、それにより地盤改良を能率的に行うことができるのである。
本願第２発明の地盤改良装置によれば、上記第１発明の工法を効果的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤改良装置の全体正面図である。
【図２】同上側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】図１におけるレール枠台部分の一部省略拡大図である。
【図５】（イ）図２における混合ボックス部分の拡大縦断面図である。
（ロ）（イ）図におけるＡ−Ａ断面図である。
（ハ）同上Ｂ−Ｂ断面図である。
（ニ）掘削用スクリューロッドの拡大横断面図である。
【図６】地盤改良工程の説明図である。
【符号の説明】
２０  リーダマスト
２５  横駆動用油圧シリンダ
３０  回転駆動部
３７  混合ボックス
４０  仕切板
４２  掘削用スクリューロッド
４２ａ  埋戻し用スクリューロッド
４３  薬液注入口
４５  スクリュー羽根
４８  横掘削用チップ
４９ａ  撹拌羽根
【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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