(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターポストとその外周に張架される、切削攪拌爪が突設された無端チェインからなる掘溝装置を連続的に移動させながら、切削土と固化材を攪拌,混合して連続地盤改良体を構築し、その改良体の固結前に改良体中に芯材を挿入する方法に使用される挿入装置であり、前記掘溝装置と、その無端チェインに着脱自在に装着され、平面上、芯材側へ張り出し、芯材に突設される係止部材もしくは芯材を下方へ係止可能な連行部材から構成され、連行部材が降下する向きに無端チェインが循環し、連行部材の降下と共に芯材をカッターポストに沿って降下させる芯材挿入装置。
【請求項２】
連行部材は、芯材の係止部材もしくは芯材をカッターポストの幅方向で係止可能である請求項１記載の芯材挿入装置。
【請求項３】
連行部材は、係止部材もしくは芯材に上方へ係止可能で、係止部材もしくは芯材がカッターポストの進行方向とは逆方向側へ抜け出し可能である請求項１，もしくは請求項２記載の芯材挿入装置。
【請求項４】
連行部材は、芯材に突設される係止部材もしくは芯材をカッターポストから遠ざかる方向側へも係止可能である請求項３記載の芯材挿入装置。
【請求項５】
カッターポストとその外周に張架される、切削攪拌爪が突設された無端チェインからなる掘溝装置を連続的に移動させながら、切削土と固化材を攪拌,混合して連続地盤改良体を構築し、その改良体の固結前に改良体中に請求項１乃至請求項４いずれかに記載の芯材挿入装置を用いて芯材を挿入する方法であり、地上に支持された状態にある芯材，もしくは芯材にカッターポストの幅方向に突設される係止部材に芯材挿入装置の連行部材を下方へ係止させた後、無端チェインを連行部材が降下する向きに循環させ、芯材をカッターポストに沿って降下させる芯材挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は掘溝式地盤改良機により連続地盤改良体を構築し、改良体の固結前に改良体中に芯材を挿入する方法に使用される芯材挿入装置及びそれを用いた芯材挿入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
構造物の基礎や山留め壁として構築される地盤改良体やソイルセメント山留め壁中にＨ形鋼や鋼矢板，鋼管矢板等の芯材を挿入する場合、一般的には芯材の上部をバイブロハンマーで把持したまま芯材に振動を与え、芯材を自重で降下させることにより挿入が行われる。
【０００３】
この方法によれば、芯材自身がある程度の剛性を持てば問題なく挿入することができるが、芯材の剛性は材長が大きくなる程低下し、芯材が変形し易くなるため、挿入が難しくなる。
【０００４】
特に深層混合処理工法により地盤改良体を構築する場合には、施工直後の地盤改良体の粘性が大きく、挿入抵抗が大きいため、挿入作業には一層困難を伴う。
【０００５】
仮に所定深度まで挿入することが可能であるとしても、上部の１点のみで芯材を支持する以上、挿入精度が落ちるため、目標位置から外れ易い。
【０００６】
また地盤改良体が鉛直に対して傾斜した状態で構築される場合には、芯材も傾斜して挿入される必要があるが、１点で芯材を支持する方法では挿入精度を確保することができず、改良体の粘性抵抗により芯材自身が降下しない、あるいは降下しにくいため、実質的に芯材の挿入は不可能である。
【０００７】
一方、ソイルセメント山留め壁では、ソイルセメント中の水分を増し、ソイルセメント自身を液状化させることにより、その流動性を高めた状態で芯材を自重で挿入する方法が可能であるが、水分の増加により固結後の山留め壁の一軸強度を低下させる犠牲を払うため、使用範囲が限定される。
【０００８】
この発明は上記背景より、容易に、且つ高精度で地盤改良体中へ芯材を挿入できる装置と方法を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では連続地盤改良体を構築する掘溝装置を利用し、芯材を無端チェインの循環により強制的に改良体中に挿入することにより、容易に、且つ高精度で挿入作業を行う。
即ち、本発明は、請求項１に記載したように、カッターポストとその外周に張架される、切削攪拌爪が突設された無端チェインからなる掘溝装置を連続的に移動させながら、切削土と固化材を攪拌,混合して連続地盤改良体を構築し、その改良体の固結前に改良体中に芯材を挿入する方法に使用される挿入装置であり、前記掘溝装置と、その無端チェインに着脱自在に装着され、平面上、芯材側へ張り出し、芯材に突設される係止部材もしくは芯材を下方へ係止可能な連行部材から構成され、連行部材が降下する向きに無端チェインが循環し、連行部材の降下と共に芯材をカッターポストに沿って降下させる芯材挿入装置である。
【００１０】
掘溝装置は前記記載のように、カッターポストとその外周に張架される、切削攪拌爪が突設された無端チェインからなるが、芯材の挿入に使用される挿入装置は掘溝装置と、その無端チェインに着脱自在に装着される連行部材から構成される。
【００１１】
連行部材は係止部材（特には、芯材にカッターポストの幅方向に突設される係止部材）もしくは芯材を下方へ係止可能なように、平面上、カッターポストの進行方向の片側に張り出し、挿入装置は連行部材が降下する向きに無端チェインが循環することで、連行部材の降下と共に芯材をカッターポストに沿って降下させる。
なお、カッターポストの幅方向とは、図７，図８，図９における上下方向がカッターポストの幅方向である。
【００１２】
芯材が無端チェインに装着される連行部材により強制的に降下させられることにより、改良体からの抵抗の影響がなくなる、あるいは小さくなるため、芯材に振動を与える必要がなくなり、確実，且つ容易に挿入が行える。この結果、改良体からの抵抗により芯材として挿入が困難になる長尺の鋼矢板の他、曲げ剛性のない鉄筋やＰＣ鋼材も目標深度まで確実に挿入することが可能になる。
【００１３】
また芯材がカッターポストに沿って降下する連行部材に案内されて挿入されることにより、芯材の下端の位置が連行部材とカッターポストによってカッターポストの幅方向と無端チェインが降下する方向に規制されるため、芯材を鉛直に挿入する場合の他、傾斜させて挿入する場合にも一定の挿入精度が確保され、芯材の挿入時にその上部を保持しておけば、全長に亘って一定位置に挿入することが可能になる。
【００１４】
特に請求項２に記載のように連行部材を芯材にカッターポストの幅方向で係止可能にすることにより、芯材を連行部材との係止位置でカッターポストの幅方向の移動に対して拘束できるため、挿入精度が向上する。
【００１５】
また請求項３に記載のように連行部材を芯材，もしくは係止部材に上方へも係止可能にすることで、連行部材によって芯材を引き上げることができるため、挿入位置がずれたときや挿入途中でずれが生じたときの修正が可能になる。
【００１６】
この場合、連行部材はカッターポストの前進によって係止部材もしくは芯材から離脱できるよう、係止部材もしくは芯材がカッターポストの進行方向反対側へ抜け出し可能に形成される。
なお、カッターポストの進行方向は、図１，図２，図３における右側の方向であり、その反対方向側とは、図１，図２，図３，図７，図８，図９，図１0，図11における左側の方向である。
【００１７】
更に請求項４に記載のように請求項３の連行部材は、芯材に突設される係止部材もしくは芯材をカッターポストから遠ざかる方向側へも係止可能にすれば、芯材挿入時の連行部材からの芯材の抜け出しが防止される。
【００１８】
芯材の挿入作業は請求項５に記載のように、地上で支持された状態にある芯材，もしくは係止部材に連行部材を下方へ係止させた後、無端チェインを連行部材が降下する向きに循環させ、芯材をカッターポストに沿って降下させることにより行われる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明はカッターポスト２と、切削攪拌爪４が突設された無端チェイン３からなる掘溝装置１を連続的に移動させながら、切削土と固化材を攪拌，混合して地盤改良体７を構築した後に、図１に示すように地盤改良体７の固結前に地盤改良体７中に芯材８を挿入する装置である。
【００２０】
掘溝装置１はベースマシン５に搭載された油圧シリンダによってカッターポスト２がフレーム６に沿い、ベースマシン５を反力として水平方向に移動させられ、循環する無端チェイン３の切削攪拌爪４が地盤を溝状に切削しながら、カッターポスト２から吐出される，もしくは地上から供給される固化材と切削土を混合することにより地盤改良し、壁状に連続する地盤改良体７を構築する。
【００２１】
固化材はスラリー状の場合にはカッターポスト２の下端部付近から吐出される、もしくは地上部付近から注入される。粉体，またはペレット状の場合には予め地上に所定量だけ散布される、もしくは地上部付近の、無端チェイン３が地中に貫入する側から投入，あるいは散布される。
【００２２】
芯材挿入装置は掘溝装置１と、その無端チェイン３に着脱自在に装着され、平面上、平面上、芯材側へ張り出し、芯材８，もしくは芯材８にカッターポスト２の幅方向に突設される係止部材10を下方へ係止可能な連行部材９から構成される。図１では芯材８の下端部に対応する位置の１箇所に連行部材９を設置しているが、芯材８の長さ方向中間部に対応する位置にも連行部材９を設置する場合もある。
【００２３】
連行部材９は無端チェイン３に固定される固定部91と、固定部91から芯材８側へ張り出し、芯材８，もしくは係止部材10に係止する係止部92からなる。図７は芯材８がＨ形鋼で、そのフランジの外側に係止部材10を突設した場合の連行部材９の例を示すが、芯材８に係止部材10を突設した場合、連行部材９は係止部92，92が並列し、芯材８をカッターポスト２の幅方向両側から挟み込む形になる。請求項１の係止部92は芯材８や係止部材10に下方へ係止しさえすればよいため、その立面形状は問われない。
【００２４】
図７の例では、係止部92，92が一定のクリアランスをおいて芯材８を挟み込むことで芯材８が連行部材９にカッターポスト２の幅方向に係止可能になるため、芯材８をカッターポスト２の幅方向の、クリアランスを超える移動に対して拘束できる。
【００２５】
芯材８がＨ形鋼の場合、そのウェブに開口を形成することによっても連行部材９を芯材８に下方へ係止させることができ、その場合、連行部材９は固定部91から１本，もしくは２本の係止部92が張り出した形になる。その場合も係止部92が芯材８にカッターポスト２の幅方向に係止可能であるため、芯材８の、カッターポスト２の幅方向の移動を拘束できる。
【００２６】
連行部材９は図示するように固定部91を貫通するボルト11を無端チェイン３に螺入させることにより無端チェイン３に着脱自在に固定される他、固定部91に接続されるクランプやＵボルト，あるいはプレートによって無端チェイン３を連行部材９との間に挟み込んで連行部材９を無端チェイン３に拘束することにより、あるいは固定部91において無端チェイン３に嵌合，もしくは係合させて抜け止めすることによっても固定される。
【００２７】
図８は芯材８がＰＣ鋼材である場合の連行部材９の例を示す。この場合はＰＣ鋼材の下端に地盤改良体７への定着のために接続される定着板が係止部材10として利用される。この場合も、連行部材９は係止部92，92が並列し、芯材８をカッターポスト２の幅方向両側から挟み込む形になるため、芯材８の、カッターポスト２の幅方向の移動を拘束する役目を持つ。
【００２８】
図９は芯材８が鋼矢板である場合の連行部材９の例を示す。この場合は芯材８の下端部に係止部材10が突設され、連行部材９は係止部92，92が係止部材10にカッターポスト２の幅方向両側で係止するよう、並列する形になる。この場合も、連行部材９は芯材８の移動を拘束する役目を持つ。
【００２９】
鋼矢板は１本毎に向きを変え、隣接する鋼矢板間でカッターポスト２の幅方向にずれて挿入されることから、係止部92，92は芯材８に衝突することなく、芯材８を挟み込むよう、平面上、カッターポスト２の進行方向を向く中心線よりその幅方向片側寄りに位置する。この場合の連行部材９は１本の芯材８の挿入が終了する毎に無端チェイン３から取り外され、向きを変えて改めて固定される。
【００３０】
図10は芯材８に係止部材10を突設した場合に、連行部材９の係止部92が係止部材10に上方へも係止可能なように、係止部92を、係止部材10を治用下から挟み込む形にし、連行部材９によって芯材８を引き上げることができるようにした場合の例を示す。上記のように芯材８がＨ形鋼で、そのウェブに開口を形成した場合には、開口に挿通する係止部92が芯材８を上方へも係止可能であるため、係止部92を図10のような形にする必要はない。図10に示す連行部材９は芯材８の挿入位置がずれたときや挿入途中でずれが生じたときの修正に対応する。
【００３１】
図10では係止部92が係止部材10の上方にも係止可能であることで、芯材８の挿入が終了した後の連行部材９の引き上げ時にも係止部材10に係止することから、挿入終了後にカッターポスト２の前進によって連行部材９が係止部材10から抜け出せるよう、係止部92は芯材８側から切り欠かれた形になる。
【００３２】
図11は図10のように係止部92に切欠き93を形成した場合に、切欠き93の奥の間隔を大きくし、係止部92が係止部材10もしくは芯材８をカッターポスト２の進行方向とは逆方向側へ係止できる形に切欠き93を形成することで、芯材８挿入時に芯材８が連行部材９から離脱することを防止する場合の例を示す。この場合、芯材８，もしくは係止部材10は芯材８がカッターポスト２から遠ざかる向きに移動しようとするときに切欠き93の内周に係止する。
【００３３】
芯材８は図１〜図３に示すように上部がワイヤ12等で支持、あるいは図５，図６に示すようにワイヤ12等の支持と共に、ベースマシン５のリーダ13やフレーム６等により案内された状態で所定位置に配置され、その状態で地上に位置する連行部材９にて芯材８の下部，もしくは係止部材10を下向きに係止させられる。
【００３４】
図１，図２は芯材８がＨ形鋼の場合で、図１は長さの等しい芯材８の頭部を揃えて挿入した場合、図２は部分的に長さの相違する芯材８を、先端を揃えて挿入した場合である。図３は芯材８が鉄筋籠の場合である。この場合、鉄筋籠のフープ筋が係止部材10になり、連行部材９の係止部92はこの係止部材10に、芯材８の外周で、または芯材８を貫通して下向きに係止する。
【００３５】
図４〜図６は芯材８を傾斜させて挿入する場合の要領を示す。この場合、地盤改良はベースマシン５のフレーム６を傾斜させた状態で行われ、そのままの状態で芯材８の挿入も行われる。図４は芯材８を建て入れる前の様子を、図５はリーダ13，もしくはフレーム６の傾斜面に沿って設置されるガイド部材14に芯材８を案内させて建て入れ、挿入を開始した様子を示す。図６は図５のガイド部材14に代え、傾斜面を持つ架台15を地上に設置した場合を示す。
【００３６】
連行部材９の係止後、芯材８の上部を支持，または保持したまま、無端チェイン３を連行部材９が降下する向きに循環させることで芯材８の挿入が行われる。
【００３７】
芯材８の全長が平面上の所定位置に挿入されたところで、芯材８の挿入が終了しする。挿入途中で誤差が生じた場合には図10に示す連行部材９によって芯材８を一旦引き上げて再挿入が行われる。
【００３８】
芯材８の挿入が終了した後はそのまま連行部材９を地上まで上昇させ、掘溝装置１を次の芯材８挿入位置まで前進させる。連行部材９が芯材８や係止部材10に上向きに係止する場合にはカッターポスト２を一旦前進させて連行部材９を芯材８から離脱させた後に、連行部材９を上昇させ、掘溝装置１を前進させる。
【００３９】
掘溝装置１の前進後、次の芯材８の挿入が行われる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１〜請求項４では連続地盤改良体を構築する掘溝装置を利用し、芯材，もしくは芯材に突設される係止部材に下向きに係止する連行部材を無端チェインの循環により降下させることで、芯材を強制的に改良体中に挿入するため、改良体からの抵抗の影響を受けることがなく、自重で挿入する場合の振動を与える必要がなくなり、確実，且つ容易に挿入が行える。
【００４１】
この結果、長尺の鋼矢板の他、曲げ剛性のない鉄筋やＰＣ鋼材も芯材として利用することができ、これらを含め、芯材を目標深度まで確実に挿入することが可能になる。
【００４２】
また芯材は連行部材とカッターポストによってカッターポストの幅方向と無端チェインが降下する方向に規制されるため、芯材を鉛直に挿入する場合の他、傾斜させて挿入する場合にも一定の挿入精度が確保できる。
【００４３】
請求項２では連行部材を芯材にカッターポストの幅方向にも係止させるため、芯材の、カッターポストの幅方向の移動を拘束でき、挿入精度が向上する。
【００４４】
請求項３では連行部材を芯材，もしくは係止部材に上方へも係止させるため、連行部材によって芯材を引き上げることができ、挿入位置がずれたときや挿入途中でずれが生じたときの修正が可能になる。
【００４５】
請求項４では請求項３の連行部材は、芯材に突設される係止部材もしくは芯材をカッターポストから遠ざかる方向側へも係止可能にするため、芯材挿入時の連行部材からの芯材の抜け出しが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】掘溝装置と連行部材による芯材の挿入の様子を示した立面図である。
【図２】芯材の長さが異なる場合の芯材挿入の様子を示した立面図である。
【図３】芯材が鉄筋籠の場合の芯材挿入の様子を示した立面図である。
【図４】芯材を傾斜させて挿入する場合のベースマシンと掘溝装置を示した側面図である。
【図５】図４のベースマシンに設置されたガイド部材と掘溝装置により芯材８を挿入している様子を示した側面図である。
【図６】図５のガイド部材に代え、地上に設置された架台と掘溝装置により芯材８を挿入している様子を示した側面図である。
【図７】芯材がＨ形鋼の場合の連行部材の例を示した横断面図である。
【図８】芯材がＰＣ鋼材の場合の連行部材の例を示した横断面図である。
【図９】芯材が鋼矢板の場合の連行部材の例を示した横断面図である。
【図１０】請求項３の連行部材と芯材を示した立面図である。
【図１１】請求項４の連行部材と芯材を示した立面図である。
【符号の説明】
１……掘溝装置、２……カッターポスト、３……無端チェイン、４……切削攪拌爪、５……ベースマシン、６……フレーム、７……地盤改良体、８……芯材、９……連行部材、91……固定部、92……係止部、93……切欠き、10……係止部材、11……ボルト、12……ワイヤ、13……リーダ、14……ガイド部材、15……架台。
【図１】
0003741807.tif 000002
【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】
0003741807.tif 000007
【図７】
0003741807.tif 000008
【図８】
0003741807.tif 000009
【図９】
0003741807.tif 000010
【図１０】
0003741807.tif 000011
【図１１】
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