JP2002275882A

JP2002275882A - 地盤改良機

Info

Publication number: JP2002275882A
Application number: JP2001075487A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Murate; 徳夫村手; Shigenori Kikuchi; 重徳菊池
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】オーガの昇降を規制しない廻り止め手段を備
えた地盤改良機を提供すること。【解決手段】杭打機２０のリーダ２３にオーガ４０を
昇降可能に装着し、攪拌ロッド３０によって掘削した掘
削穴内に地盤改良剤を注入して攪拌するものであり、そ
の攪拌ロッド３０に地盤改良剤を送るためのグラウトホ
ース３６がスイベル３５を介して接続されたものであっ
て、オーガ４０に固定して設けられ、グラウトホース３
６の上下方向の相対的な移動を自由にしつつ、グラウト
ホース３６の回転方向の移動を横当たりさせて制限する
ようにした廻り止め手段１を有する地盤改良機１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、攪拌ロッドによっ
て掘削した穴内にその攪拌ロッドを通して地盤改良剤を
注入する地盤改良機に関し、特に地盤改良剤を送るグラ
ウトホースと攪拌ロッドとを接続するグラウト用スイベ
ルのつれ廻りを防止する廻り止め手段をもった地盤改良
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築や土木工事では、軟弱地盤を改良す
るために、掘削した掘削穴内にセメントミルクなどの地
盤改良剤を注入・攪拌し、地盤を硬化させる地盤改良機
が使用されている。図７は、従来の地盤改良機を示した
側面図である。この地盤改良機１００は、杭打機１１０
をベース機とし構成されてたものであり、その杭打機１
１０は、クローラによって走行可能な走行部１１１に、
操縦席を備えた操作部１１２が旋回可能に設けられ、そ
の操作部前方にリーダ１１３がバックステー１１４によ
って起伏可能に支持されている。

【０００３】地盤改良機１００は、こうした杭打機１１
０のリーダ１１３に、作業装置としてオーガ１２０が昇
降可能に装着され、そのオーガ１２０に攪拌ロッド１３
０が回転を受けるように取り付けられている。攪拌ロッ
ド１３０は、下端に掘削刃１３１を備え、上端には図示
するように延長ロッド１３２を接続できるようにしたも
のである。攪拌ロッド１３０及び延長ロッド１３２は、
ともに地盤改良剤を通すことができるようにした管体
で、各上端部分にはオーガ１２０がチャックするための
六角柱状の把持部１３０ａ，１３２ａが形成されてい
る。

【０００４】そして、こうした地盤改良機１００は、回
転して地盤を掘削する攪拌ロッド１３０から掘削穴内に
地盤改良剤を注入するため、先ずその攪拌ロッド１３０
へ地盤改良剤を送り込まなければならない。その際、地
盤改良剤を送るグラウトホースが回転する攪拌ロッド１
３０と一緒になって回らないように、グラウト用スイベ
ルを介して接続されている。ここで、図８は、グラウト
ホースの接続部分を示した拡大図である。延長ロッド１
３２（延長ロッド１３０を使用しない場合には攪拌ロッ
ド１３０）の上端にはスイベル１４０が取り付けられ、
そのスイベル１４０にグラウトホース１５０が接続され
ている。スイベル１４０は、延長ロッド１３２に連結す
るカップリング１４１と、グラウトホース１５０が接続
されるボディ１４２とがベアリングを介して組み立てら
れ、延長ロッド１３２が回転してもその回転がグラウト
ホース１５０に伝わらないようになっている。

【０００５】しかし、カップリング１４１とボディ１４
２との間には、漏れ防止のシール部材が介在しているた
め、そうしたシール部分の抵抗によってボディ１４２側
がつれ廻りしてしまう。そして、こうしたスイベル１４
０のつれ廻りは、グラウトホース１５０に回転による無
理な荷重がかかってしまい、損傷を引き起こす原因にな
る。そのため、こうしたつれ廻りを防止するための手段
として、スイベル１４０を吊るような形で連結した廻り
止め手段１６０が利用されている。この廻り止め手段１
６０は、パイプを複数段に重ねたテレスコピック構造の
伸縮ロッド１６１がオーガ１２０に固定して立設され、
伸縮ロッド１６１の上端には水平アーム１６２が設けら
れている。

【０００６】そこで、地盤改良機１００が駆動すれば、
オーガ１２０によって攪拌ロッド１３０が回転し、リー
ダ１１３に沿った下降により地盤が掘削される。そし
て、地盤を掘削する攪拌ロッド１３０にはグラウトホー
ス１５０を介してセメントミルクなどの地盤改良剤が圧
送される。そして、地盤改良剤は、攪拌ロッド１３０下
端の掘削刃１３１から掘削穴内に注入され、土に混ぜら
れて攪拌される。この間、スイベル１４０は、廻り止め
手段１６０に支持され、回転する延長ロッド１３２によ
ってつれ廻りすることはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来の地盤改良機１００は、廻り止め手段１６０がスイベ
ル１４０を固定して直接支持する構造のものであったた
め、伸縮ロッド１６１にはオーガ１２０からスイベル１
４０までの距離、即ち延長ロッド１３２と同等の長さが
必要であった。従って、より深く掘削するために延長ロ
ッド１３２を長くすれば、それに応じて伸縮ロッド１６
１も長くする必要があった。しかし、それでは廻り止め
手段１６０が重くなり、地盤改良機１００の重心が高く
なって不安定になってしまう一方、その不安定な状態を
解消しようとした場合には深くまで掘進させることがで
きないという矛盾があった。

【０００８】また、深い掘削ではなく、スイベル１４０
を攪拌ロッド１３０に直接取り付けた作業を考えると、
廻り止め手段１６０が、オーガ１２０とスイベル１４０
とを連結した構造なので、オーガ１２０の下降が、攪拌
ロッド１３０より短い伸縮ロッド１６１によって制限さ
れてしまう。そのため、輸送に際してリーダ１１３を横
倒しする場合、オーガ１２０が、リーダ１１３の下端に
まで下がらずに途中で止められるため不安定な作業にな
る。更に、廻り止め手段１６０がスイベル１４０の取付
姿勢を決定することになるので、その廻り止め手段１６
０によってスイベル１４０が傾いたりすると、カップリ
ング１４１とボディ１４２との接続部分に片当たりが生
じ、偏摩耗を引き起こして液漏れするおそれもある。

【０００９】そこで、本発明は、かかる課題を解決すべ
く、オーガの昇降を規制しない廻り止め手段を備えた地
盤改良機を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の地盤改良機は、
杭打機のリーダにオーガを昇降可能に装着し、オーガに
把持された攪拌ロッドによって掘削した掘削穴内に、当
該攪拌ロッドの掘削具から地盤改良剤を注入して攪拌す
るものであり、その攪拌ロッドに地盤改良剤を送るため
のグラウトホースが当該攪拌ロッドの上端に取り付けら
れたスイベルを介して接続されたものであって、前記オ
ーガに固定して設けられ、前記グラウトホースの上下方
向の相対的な移動を自由にしつつ、前記グラウトホース
の回転方向の移動を横当たりさせて制限するようにした
廻り止め手段を有することを特徴とする。

【００１１】また、本発明の地盤改良機は、前記廻り止
め手段が、前記オーガに前記グラウトホースを通す２本
のパイプを固定したものであることが望ましい。また、
本発明の地盤改良機は、前記廻り止め手段が、前記オー
ガに前記グラウトホースを通す２本のパイプを固定した
ものであって、それぞれのパイプが伸縮可能に多段で形
成したものであることが望ましい。また、本発明の地盤
改良機は、前記廻り止め手段が、前記２本のパイプの上
端を連結し、前記グラウトホースが入り込む深さで水平
に折り曲げられた保持部を有することが望ましい。

【００１２】よって、本発明によれば、剛性の高いグラ
ウトホースを廻り止め手段に横当たりさせることで、そ
のグラウトホースに作用する回転方向の移動が制限して
スイベルのつれ廻りが防止される。一方、廻り止め手段
はスイベルを直接固定するわけではないので、オーガの
昇降が拘束されることがなく、リーダ長の昇降ストロー
クを得ることができる。また、廻り止め手段は、２本の
パイプで構成されているため軽量で、延長ロッドを接続
した長尺な攪拌ロッドとした場合でも多段式とすること
によって対応することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る地盤改良機の
一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明す
る。図１は、本実施形態の地盤改良機を示した側面図で
ある。この地盤改良機１は、前記従来例のものと同様に
杭打機２０をベース機として構成されたものであり、そ
の杭打機２０に作業装置としてオーガ４０を装着させた
ものである。杭打機２０は、クローラによって走行可能
な走行部２１に、操縦席を備えた操作部２２が旋回可能
に設けられ、その操作部２２前方にバックステー２４に
よって起伏可能なリーダ２３が支持されたものである。
オーガ４０は、杭打機２０のリーダ２３に沿って昇降可
能に設けられ、把持した攪拌ロッド３０を回転させる回
転駆動装置である。

【００１４】杭打機２０のリーダ２３には２本のガイド
パイプ２５が並行に設けられ、オーガ４０は、そのガイ
ドパイプ２５をガイドギブ４１によって両側から摺動可
能に挟み込んでいる。オーガ４０は、中抜きタイプのも
のであり、そこを貫通した攪拌ロッド３０を把持して回
転駆動させるためのチャック機構が設けられている。一
方、攪拌ロッド３０は、前記従来例で説明したように延
長ロッド３１（図６参照）の継ぎ足しが可能なものであ
る。そして、各ロッド３０，３１ともセメントミルクな
どの地盤改良剤が中を通る中空管であり、上端部分には
オーガ４０がチャックできるように六角柱状の把持部３
０ａ，３１ａが形成されている。

【００１５】そうした各ロッド３０，３１は、上端にス
イベル３５の取り付けが可能であり、そのスイベル３５
には、バッチャプラント（図示せず）から圧送される地
盤改良剤を送るためのグラウトホース３６が接続されて
いる。そして、この地盤改良機１０でもやはり、グラウ
トホース３６が損傷するようなスイベル３５のつれ回り
を防止する必要がある。そこで、本実施形態では、新た
にグラウトホース３６の剛性に着目した廻り止め手段１
を考案した。即ち、グラウトホース３６に対して回転方
向の移動を制限することによって、そのグラウトホース
３６が接続されたスイベル３５のつれ廻りを防止しよう
とするものである。ここで、図２は、廻り止め手段を拡
大して示した斜視図であり、図３は、その平面視の略図
である。

【００１６】廻り止め手段１は、２本の固定パイプ２，
２がオーガ４０に取り付けられている。固定パイプ２，
２の間隔は、グラウトホース３６がその間を通るように
外径より若干広めの幅で、並行にそして垂直に立設され
ている。そうした固定パイプ２，２内には、それぞれに
延長パイプ３，３が挿入され、上方に引き出せるように
なっている。廻り止め手段１は、こうして固定パイプ
２，２から延長パイプ３，３を出し入れすることによっ
て、伸縮可能な構成になっている。そして、その延長パ
イプ３，３上端には、図３に示すように、グラウトホー
ス３６が入る深さで水平に折り曲げられたコの字形の保
持部４が設けられている。この保持部４は、真っ直ぐに
垂れたグラウトホース３６が入って横当たりするような
形状であれば、コの字形以外のＵの字形などであっても
よい。

【００１７】固定パイプ２，２と延長パイプ３，３に
は、それぞれブラケット５，５／６，６が突設され、延
長パイプ３，３を挿入した図２の状態ではブラケット
５，６にピン７，７を通して位置決めし、延長パイプ
３，３を引き上げた図１の状態では両パイプ２，３にピ
ン７，７を貫通させて位置決めできるようになってい
る。こうした本実施形態の廻り止め手段１は、オーガ４
０に立てた固定パイプ２，２や延長パイプ３，３の間、
或いは保持部４にグラウトホース３６を通すだけで、ス
イベル３５を固定するようなことはしない。従って、オ
ーガ４０の昇降を拘束するものではなく、グラウトホー
ス３６の上下方向の相対的な移動を自由にしたものであ
る。

【００１８】続いて、こうした廻り止め手段１を備えた
地盤改良機１０の施工時における動作について説明す
る。図４及び図５は、本実施形態の地盤改良機１０を示
した側面図であり、特に図４は掘削開始状態を示し、図
５は掘削下降状態を示している。ここでは、先ず深い掘
削を必要としない場合、即ち延長ロッド３１を接続せず
に攪拌ロッド３０のみによる施工について説明する。施
工開始前は、図１に示すようにオーガ４０がリーダ２３
の下端に位置し、攪拌ロッド３０がそのオーガ４０とリ
ーダ２３の下端にある振れ止め装置４５とを貫通して保
持されている。そうした攪拌ロッド３０の上端にはスイ
ベル３５が取り付けられ、そのスイベル３５からグラウ
トホース３６が垂れている。

【００１９】次に、掘削を開始するに当たって、図４に
示すようにオーガ４０をリーダ２３に沿って上昇させ、
上昇したオーガ４０に攪拌ロッド３０の把持部３０ａを
チャックさせる。本実施形態では、オーガ４０の昇降が
廻り止め手段１との関係によって拘束されることなく
は、リーダ２３の上端から下端までのストロークが得ら
れる。そこで、オーガ４０が攪拌ロッド３０をチャック
すると、オーガ４０とスイベル３５との距離が非常に近
くなり、グラウトホース３６はスイベル３５との接続部
３７の直近で固定パイプ２，２を横切ることとなる（図
２参照）。なお、上昇したオーガ４０によってチャック
されるまでの攪拌ロッド３０は、振れ止め装置４５にチ
ャックされるためフリーになることはない。

【００２０】こうして掘削開始状態が整った地盤改良機
１０は、オーガ４０の駆動によって回転する攪拌ロッド
３０が徐々に下降しながら下端の掘削具３３によって地
中を掘り進んでいく。地盤改良機１０では、そうした掘
削に伴い不図示のバッチャプラントから地盤改良剤が圧
送され、グラウトホース３６からスイベル３５を通り、
回転する攪拌ロッド３０へと地盤改良剤が送り込まれ
る。そして、地盤改良剤は、攪拌ロッド３０の中を下
り、掘削を行っている掘削具３３の先端から掘削穴内に
注入されて攪拌される。こうして軟弱な地盤は、地盤改
良剤の注入・攪拌によって掘削穴部分の地盤硬化が行わ
れる。

【００２１】ところで、地盤改良機１０による施工が図
４から図５に示す状態まで行われる間、攪拌ロッド３０
はオーガ４０によって回転が与えられている。そのた
め、スイベル３５は、回転側のカップリング３８に非回
転側のボディ３９がつれ廻りしようとするが、本実施形
態では、図２に示すようにグラウトホース３６が固定パ
イプ２，２に横当たりし、そのグラウトホース３６に作
用する回転方向の移動が制限されている。こうして本実
施形態では、従来のようにスイベル３５を直接固定しな
くても、グラウトホース３６の回転を制限することによ
り確実につれ廻りを防止している。このときグラウトホ
ース３６には、スイベル３５がつれ廻りしようとする回
転力によって回転トルクが作用する。しかし、接続部３
７の直近で固定パイプ２に横当たりしているため、回転
トルクの値はそれほど大きくなく、またグラウトホース
３６はそれに対応する十分な剛性をもっている。

【００２２】また、オーガ４０と攪拌ロッド３０との位
置関係は作業中常に一定であるため、そのオーガ４０に
取り付けられた廻り止め手段１と攪拌ロッド３０上端の
スイベル３５との位置関係も一定である。従って、グラ
ウトホース３６が固定パイプ２，２に横当たりしている
位置Ｐ（図２参照）はほぼ一定しており、各部に作用す
る負荷は静荷重がかかった状態と同じと考えられる。そ
のため、負荷を小さく抑えることができる。一方、スイ
ベル３５は、グラウトホース３６の重量が作用するだけ
で、廻り止め手段１が影響して荷重がかかることはない
ため、偏心荷重による負担は軽減され、カップリング３
８とボディ３９との接続部分に片当たりが生じて液漏れ
するおそれもない。

【００２３】次に、攪拌ロッド３０に延長ロッドを継ぎ
足してより深く掘削する場合について説明する。図６
は、延長ロッドを継ぎ足した場合の地盤改良機の上端部
分を示した図であり、オーガ４０が図４に示すようにリ
ーダ２３の上端にまで上昇し、攪拌ロッド３０をチャッ
クした状態を示している。攪拌ロッド３０には延長ロッ
ド３１が連結され、その上端にスイベル３５が取り付け
られている。そのため、延長ロッド３１の分だけオーガ
４０からスイベル３５までの距離が長くなっている。

【００２４】そこで、本実施形態では、固定パイプ２，
２から延長パイプ３，３を引き出し、グラウトホース３
６のなるべく高い位置、即ちスイベル３５との接続部３
７になるべく近い位置で、そのグラウトホース３６が廻
り止め手段１に横当たりするようにさせる。この場合、
固定パイプ２，２及び延長パイプ３，３は垂直に立って
いるので、グラウトホース３６の真っ直ぐに垂れた部分
を横当たりさせることができない。そのため、こうした
場合はグラウトホース３６を保持部４に通し、その保持
部４で回転方向の移動を規制すべく横当たりさせる。保
持部４は、グラウトホース３６が完全に入るだけの深さ
でコの字が形成されているため外れることは考え難い
が、更に完全を期すためには固定金具８（図３参照）で
位置決めするようにしてもよい。

【００２５】本実施形態では２段階で施工が行われる。
第１段階はオーガ４０が攪拌ロッド３０をチャックした
掘削で、第２段階は延長ロッド３１をチャックした掘削
である。そこで、先ず地盤改良機１０は、前述した実施
形態の場合と同様に、オーガ４０の駆動によって攪拌ロ
ッド３０に直接回転が与えられ、その攪拌ロッド３０に
よって掘削された穴内に地盤改良剤が注入されて攪拌さ
れる。そして、リーダ２３の下端まで下降したオーガ４
０は、一旦駆動を停止して攪拌ロッド３０のチャックを
放した後、リーダ２３を上昇して延長ロッド３１の把持
部３１ａをチャックする。そして第２段階として再びオ
ーガ４０を駆動させ、延長ロッド３１を介して攪拌ロッ
ド３０に回転が与えられる。そのため、延長ロッド３１
の分だけ更に深く地盤が掘削され、攪拌ロッド３０によ
って掘削された穴内には地盤改良剤が注入され攪拌され
る。

【００２６】本実施形態でも、オーガ４０によって延長
ロッド３１が回転すれば、その上端に取り付けられたス
イベル３５のつれ廻りを防止する必要がある。そこで、
第１段階では、図６に示すようにグラウトホース３６が
廻り止め手段１の保持部４に横当たりし、回転方向の移
動が制限されてスイベル３５のつれ廻りが防止されてい
る。この場合、グラウトホース３６には、スイベル３５
がつれ廻りしようとする回転力によって回転トルクが作
用するが、グラウトホース３６にはそれに対応するだけ
の十分な剛性がある。また、このとき廻り止め手段１
は、延長パイプ３，３を伸ばして横当たりしている保持
部４と接続部３７とが近いるので、グラウトホース３６
が撓むようなこともない。

【００２７】次に、第２段階では、オーガ４０の上昇に
より、そのオーガ４０とスイベル３５とが図６に破線で
示す位置関係になる。このとき、オーガ４０の昇降は基
本的に拘束されていない（固定金具８が取り付けられて
いる場合は、それを外す必要がある）。従って、オーガ
４０が上昇すれば、グラウトホース３６は、廻り止め手
段１を相対的に下降してスイベル３５との接続部３７直
近部分が固定パイプ２，２を横切るようになる。そのた
め、グラウトホース３６は、そこで固定パイプ２，２に
横当たりして回転方向の移動が制限される。

【００２８】よって、廻り止め手段１の地盤改良機１０
によれば、攪拌ロッド３０だけの場合でなく、延長ロッ
ド３１の継ぎ足しに伴ってスイベル３５の位置が高くな
った場合でも、スイベル３５のつれ廻りを確実に防止す
ることができる。しかも、この廻り止め手段１は、構成
が簡単で特に軽量であるため、地盤改良機１０の安定性
がよくなった。

【００２９】また、地盤改良機１０を輸送するには、図
１に示すように直立したリーダ２３をバックステー２４
を縮めて後方に倒す必要がある。本実施形態では、廻り
止め手段１との関係によって昇降が拘束されないので、
オーガ４０にはリーダ２３の上端から下端までのストロ
ークが得られる。従って、図１に示するようにオーガ４
０を下端まで下降させることができるので、リーダ２３
の重心が低くなり、そのリーダ２３を横倒しする作業の
安定性が良くなる。

【００３０】以上、地盤改良機についてその一実施形態
をせつめいしたが、本発明がこれに限定される訳ではな
く、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能であ
る。例えば、地盤改良機による施工工事には、前述した
ように攪拌ロッド３０だけの場合や、深く掘るために延
長ロッド３１を攪拌ロッド３０に継ぎ足す場合がある。
従って、廻り止め手段１に必ず延長パイプ３，３が必要
であるわけではなく、固定パイプ２，２だけで構成され
るものであってもよい。そのため、特許請求の範囲に記
載する「攪拌ロッド」とは、延長ロッドを継ぎ足す場合
にはその延長ロッドを含めたものをいう。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、廻り止め手段を、グラウトホ
ースの上下方向の相対的な移動を自由にしつつ、グラウ
トホースの回転方向の移動を横当たりさせて制限するよ
うにしたので、オーガの昇降を規制しない廻り止め手段
を備えた地盤改良機を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】地盤改良機の一実施形態を示した側面図であ
る。

【図２】廻り止め手段を拡大して示した斜視図である。

【図３】廻り止め手段の平面視の略図である。

【図４】地盤改良機の一実施形態を示した掘削開始状態
の側面図である。

【図５】地盤改良機の一実施形態を示した掘削下降状態
の側面図である。

【図６】延長ロッドを継ぎ足した場合の地盤改良機の上
端部分を示した図である。

【図７】従来の地盤改良機を示した側面図である。

【図８】従来の地盤改良機におけるグラウトホースの接
続部分を示した拡大図である。

【符号の説明】

１廻り止め手段２固定パイプ３延長パイプ４保持部１０地盤改良機２０杭打機３０攪拌ロッド３５スイベル３６グラウトホース２３リーダ４０オーガ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】杭打機のリーダにオーガを昇降可能に装
着し、オーガに把持された攪拌ロッドによって掘削した
掘削穴内に、当該攪拌ロッドの掘削具から地盤改良剤を
注入して攪拌するものであり、その攪拌ロッドに地盤改
良剤を送るためのグラウトホースが当該攪拌ロッドの上
端に取り付けられたスイベルを介して接続された地盤改
良機において、前記オーガに固定して設けられ、前記グラウトホースの
上下方向の相対的な移動を自由にしつつ、前記グラウト
ホースの回転方向の移動を横当たりさせて制限するよう
にした廻り止め手段を有することを特徴とする地盤改良
機。
【請求項２】請求項１に記載の地盤改良機において、前記廻り止め手段が、前記オーガに前記グラウトホース
を通す２本のパイプを固定したものであることを特徴と
する地盤改良機。
【請求項３】請求項１に記載の地盤改良機において、前記廻り止め手段が、前記オーガに前記グラウトホース
を通す２本のパイプを固定したものであって、それぞれ
のパイプが伸縮可能に多段で形成したものであることを
特徴とする地盤改良機。
【請求項４】請求項２又は請求項３に記載の地盤改良
機において、前記廻り止め手段が、前記２本のパイプの上端を連結
し、前記グラウトホースが入り込む深さで水平に折り曲
げられた保持部を有することを特徴とする地盤改良機。