(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モーターにより水平軸の周りで回転するカッタードラムと、該カッタードラムを支持して地盤中に昇降される支持枠と、前記カッタードラムの外周に設けられた複数の掘削用ティースと、前記カッタードラムの側面に設けられた複数のノズルと、該ノズルにスラリー状の固化材を高圧で供給する固化材供給手段とを備えた地盤改良及び固化壁構築装置。
【請求項２】
前記複数のノズルは、それぞれドラム側面の異なる円周上に配置されたものである請求項１に記載の地盤改良及び固化壁構築装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地盤改良及び固化壁構築のために使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤改良のため、対象箇所にセメント調合物や薬剤を注入する従来工法が複数提案されており、その一工法として噴射式撹拌工法がある。この噴射式撹拌工法では、下端部に撹拌翼を備えて垂直下方に掘進する撹拌軸と、水平方向または斜め方向を指向するように撹拌翼に設けられた高圧噴射ノズルと、該ノズルにセメント液等の固化材を供給する大容量超高圧ポンプ等を備えた地盤改良装置を用いて、円筒状の改良体を複数構築して地盤改良を行っている。そして、この噴射式撹拌工法では、地盤改良の対象箇所に既設構造物が存在する場合であっても、既設構造物を破損すること無くこれに密着した改良体の造成が可能であり、さらに、改良体を連設する場合にも良好な一体性で施工可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の噴射式撹拌工法に用いる地盤改良装置では、撹拌軸自体を回転しながら垂直下方に掘進するため、鉛直精度を確保するのが困難である。また、高圧噴射ノズルも２〜３箇所の撹拌翼に設けられているだけであり、撹拌軸の回転速度も限られ、したがって、所定以上の品質の改良体を得るためには、地盤と固化材の混合撹拌に多大な時間を要するという問題点が有った。さらに、円筒状の改良体を連設して固化壁を造成する場合、その外形線が波形になり、設計上の耐力を期待できない余分な部分が生じるという問題点も有る。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点を解決せんとしたものであって、その課題は、地盤改良または固化壁構築の際に、改良体の鉛直精度を容易に確保することができて、また地盤と固化材の混合撹拌時間の短縮化が可能で、さらに、改良体を連設して固化壁を造成する場合に、設計上の耐力を期待できない余分な部分を削減することができる地盤改良及び固化壁構築装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、駆動モーターにより水平軸の周りで回転するカッタードラムと、該カッタードラムを支持して地盤中に昇降される支持枠と、前記カッタードラムの外周に設けられた複数の掘削用ティースと、前記カッタードラムの側面に設けられた複数のノズルと、該ノズルにスラリー状の固化材を高圧で供給する固化材供給手段とを備えた地盤改良及び固化壁構築装置を提供する。
本発明の装置では、土砂切削ドラムを水平軸の周りで回転させながら地盤改良を行ったり、固化壁を構築するので、従来の垂直軸の回転により掘進する装置と比較すると、鉛直方向のずれが減少して鉛直精度が向上する。さらに、水平軸周りで回転する土砂切削ドラムの投影平面は矩形になり、矩形の改良体や固化壁を構築することが可能になるため、設計上の耐力を期待できない余分な部分は減少する。
【０００６】
ここで、前記ノズルは土砂切削ドラムの側面に設け、地盤の切削部分に対向するように配置する。またノズルを複数設ける場合にはそれぞれをドラムの異なる円周上に配置する。このように複数のノズルを配置して、土砂切削ドラムを回転駆動させながらスラリー状固化材を高圧噴射すれば、地盤を均等に切削することができると共に、この高圧の固化材により、近接する既存構造物を破損すること無く、既存構造物との密着性が良好な改良体を構築することができて、さらに、固化材と土砂とを効率良く混合することができる。
【０００７】
また前記スラリー状の固化材とは、土砂と混合した後に固化して改良体や固化壁を形成することができるものであれば良く、例えば、セメント液や、セメント系固化材をスラリー状とした液体を使用することができる。
【０００８】
従来の噴射式撹拌工法では、一般的に排泥量が改良容量の１００％以上発生するのに対して、本発明では、高圧で噴射される固化材と土砂切削ドラムとの両方により地盤を切削するので、切削用の噴射が少なくてすみ、従来の噴射式撹拌工法よりも大幅に排泥量を削減することができて、且つ、固化材の所要噴射圧力も従来より減少するので設備の簡略化が可能になった。
【０００９】
【実施例】
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明の地盤改良及び固化壁構築装置の概略図であり、図２は図１の装置における土砂切削ドラム周辺を拡大して示した拡大側面図であり、図３は土砂切削ドラムの平面配置を簡略に示した平面図であり、図４(a)は図２の一点鎖線IVa−IVaに沿って簡略に示した断面図であり、図４(b)は図４(a)の一点鎖線IVb−IVbに沿って簡略に示した断面図である。本発明の地盤改良及び固化壁構築装置１０（以下、単に「地盤改良装置１０」という）は図１〜図３に示したように、油圧モーター１１によって一対の水平回転軸１６，１６の周りを回転する左右各二個ずつのカッタードラム１２ａ，１２ｂと、カッタードラム１２ａ，１２ｂの外周に取付けられ、複数の掘削用ティース１３を保持するティースホルダー１４及びティースドラム１４′と、これらを一体として支持する支持枠１７と、該支持枠１７を吊上げて昇降するベースマシン１８と、油圧モーター等に高圧の油圧を供給するパワーユニットとを備える。さらに、前記カッタードラム１２ａ，１２ｂの側面には、その直径上に点在するように複数の高圧噴射用ノズル１５を設け、この各高圧噴射用ノズル１５は連通管（図示せず）により高圧ポンプ（図示せず）と接続し、この高圧ポンプによりセメント液の供給装置、例えば、セメント液撹拌槽あるいはセメント液のタンク車等（図示せず）から高圧噴射用ノズル１５までセメント液の圧送を可能に構成する。
【００１０】
ここで、前記一対の水平回転軸１６，１６の周りを回転する左右各二個ずつのカッタードラム１２ａ，１２ｂは、矢印Ｘで示したように、互いに異なる方向に回転する。これにより、カッタードラム１２ａ，１２ｂは相互に反力を取り合って、水平方向に移動しようする力が打ち消される。また、カッタードラム１２ａ，１２ｂの水平回転軸１６，１６は軸心が水平であるため、従来の垂直軸の回転により掘進する装置と比較すると、垂直の掘進方向のずれは抑制される。すなわち、従来の装置では、回転軸の軸心と掘進方向とが同じであるため、一旦、掘進方向に誤差が生じると、その掘進誤差が拡大するという欠点が有るが、本発明の地盤改良装置１０ではそれが防止可能である。
【００１１】
次に、本発明の地盤改良装置１０の作用について説明する。図４(b)に示したように、既存構造物２０に隣接して改良体２２を構築する場合、最初に、既存構造物２０から所定長離隔した箇所に支持枠１７を吊り下ろし、高圧噴射用ノズル１５からセメント液を噴出させないで、油圧モーター１１でカッタードラム１２ａ，１２ｂを回転させて垂直下方に掘進させる。
そして、カッタードラム１２ａ，１２ｂが地盤改良の予定深さに達したら、支持枠１７を上昇させながらカッタードラム１２ａ，１２ｂを回転し、同時に、セメント液を供給装置から高圧噴射用ノズル１５まで圧送してカッタードラム１２ａ，１２ｂから噴射する。この高圧で噴射されたセメント液２１は周りの地盤を掘削すると共に、切削土砂とセメント液２１とが混合されて改良体２２（固化壁）が形成される。
【００１２】
なお、改良体（固化壁）の形成方法としては、上述した方法以外に、カッタードラム１２ａ，１２ｂを回転させて垂直下方に掘進する時に、同時にセメント液２１を供給装置から高圧噴射用ノズル１５まで圧送してカッタードラム１２ａ，１２ｂから噴射し、予定深さに達したら支持枠１７を上昇させることにより、改良体（固化壁）を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤改良及び固化壁構築装置の概略図である。
【図２】図１の装置における土砂切削ドラム周辺の拡大側面図である。
【図３】土砂切削ドラムを簡略に示した平面図である。
【図４】  (a)は図２の一点鎖線IVa−IVaに沿った断面図であり、(b)は(a)の一点鎖線IVb−IVbに沿った断面図である。
【符号の説明】
１０  地盤改良装置（地盤改良及び固化壁構築装置）
１１  油圧モーター（駆動モーター）
１２ａ，１２ｂ  カッタードラム（土砂切削ドラム）
１５  ノズル
１６  水平軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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