JP2002371586A - 地中連続壁の施工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】未掘削部分ができないように掘削するとともに
溝孔の全長にわたって掘削土が十分に混合撹拌され、均
一な品質のよいソイルセメントが得られる地中連続壁の
施工機を提供する。 【解決手段】地中連続壁は、地中に溝孔を掘削しつつ固
化材を供給して掘削土と撹拌混合させてソイルセメント
を形成し、これが連続するように順次溝孔に隣接させて
掘削撹拌作業を繰り返すことによって連続壁を構築す
る。本発明は、施工機本体１の前部に立設したリーダ２
に昇降可能に回転駆動装置３を設け、回転駆動装置の下
端にスクリュー羽根５ａを付設したスクリューロッド５
を取り付け、スクリューロッド５の下端の左右にスクリ
ューロッド５の回転動力をべベルギア１１、１２で伝達
して回転する掘削ドラム１７を下端部同士が近接するよ
うに備えた掘削装置１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に溝を掘削す
るとともに固化材を供給して掘削土と固化材を混合撹拌
して連続壁を構築する地中連続壁の施工機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中に溝孔を掘削しつつセメント
ミルクなどの固化材を供給して掘削土と固化材を撹拌混
合させてソイルセメントを形成し、これが連続するよう
に順次溝孔に隣接させて作業を繰り返すことによって連
続壁を構築する施工機が知られている。

【０００３】この施工機は図７に示すように、施工機本
体１の前部に立設したリーダ２にガイドされるようにケ
リーバ３５を吊持し、このケリーバ３５の下端の両側に
掘削刃を外周に複数個付設した掘削ドラム３１を設け、
掘削ドラムを駆動させつつ自重で下降させて地中に溝孔
を掘削し、セメントミルクなどの固化材をケリーバ３５
内を通して掘削土に供給して混合撹拌するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうした従来の施工機
は、掘削ドラムがリーダに案内されて掘削するので、垂
直精度が高く、深度の深い地中壁を構築できる。しかし
ながら、この施工機では、２個の掘削ドラムの間（図７
においてＬ）は掘削されないので、掘削装置の掘進に対
する抵抗が大きく、軟弱地盤でない場合は掘進が困難で
あり、この未掘削部分があるために掘削土と固化材との
撹拌混合が十分ではないという問題がある。また、地中
には種々の地層があるので、溝孔の深さ全長について見
た場合には、掘削土は均質とはなり得ず、ムラのあるソ
イルセメントになり易い。

【０００５】これを防止するため、掘削装置を引き上
げ、施工機を移動させて掘削ドラム間の未掘削部分を掘
削しているが、頻繁に行わねばならないので掘削効率が
悪い。また、掘削ドラム間を掘削するための小さな掘削
ドラムを別途付設しているものもあるが、構造が複雑で
大型になっている。さらに、掘削ドラムの駆動は掘削ド
ラム自体に設けた油圧モータによっているので、掘削ド
ラムの幅が少なくとも油圧モータの幅分必要とし、必要
以上に幅の広い大型のものにならざるを得ず、これを搭
載する施工機本体も大型化し、狭い現場や山岳部での施
工ができないという難点がある。

【０００６】また、施工機本体と掘削ドラムに内蔵した
油圧モータとは油圧ホースで接続されているが、油圧ホ
ースは掘削にともなって土の中を移動するので損傷し易
く、また、ホースリール３４をリーダに付設して巻き取
るなど、油圧ホースの処理が煩雑であるばかりでなく、
泥だらけの油圧ホースをリーダに係止させるので施工機
本体の外観を損ない作業環境が悪いという欠点もある。

【０００７】そこで、本発明は、未掘削部分ができない
ように掘削でき溝孔の全長にわたって掘削土が十分に混
合撹拌され、均一な品質のよいソイルセメントが得られ
るコンパクトな地中連続壁の施工機を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の手段を採った。即ち、地中に溝を掘
削するとともに固化材を供給して掘削土と固化材を混合
撹拌して連続壁を構築する地中連続壁の施工機におい
て、自走可能な施工機本体の前部に立設したリーダに昇
降可能に回転駆動装置を設け、該回転駆動装置の下端に
スクリュー羽根を付設したスクリューロッドを取り付
け、該スクリューロッドの下端の左右に掘削刃を外周に
複数個付設した掘削ドラムを備えた掘削装置を設け、該
両掘削ドラムは下端部同士が近接するようにスクリュー
ロッドの軸線に対してそれぞれ傾斜させて設けるととも
に、掘削ドラムはスクリューロッドの回転をべベルギア
で伝達して駆動するようにしたことを特徴としている。

【０００９】本発明の施工機は、固化材を供給しながら
垂直方向の溝孔掘削を行って掘削土と固化材を混合撹拌
してソイルセメントにし、前の掘削溝孔に隣接して順次
この作業を繰り返して地中壁を構築するもので、単に掘
削土を地表に排出して溝を形成させる溝孔掘削機は除か
れる。

【００１０】回転駆動装置はリーダに係合して昇降する
が、リーダにチェーンまたはラックを固設し、回転駆動
装置側に駆動されるスプロケットまたはピニオンを設け
て、掘削ドラムの掘削反力を施工機本体の全体で受ける
ようにするのが望ましい。スクリューロッドは掘削土を
上方へ移送させる向きにスクリュー羽根が設けられたも
のである。

【００１１】掘削ドラムは外周に複数の掘削刃を設けた
もので、スクリューロッドの両側に対称に設けられる。
両掘削ドラムは同方向に回転させてもよいし、互いに逆
回転させてもよい。例えば、撹拌混合されたソイルセメ
ント壁のすぐ横を掘削する場合に、ソイルセメント壁側
へ掘削土を送らないようにして品質の高い地中連続壁を
造成するようなときは、両掘削ドラムを同方向に回転さ
せるようにしたものを使用するのがよい。

【００１２】同方向に回転させる場合はスクリューロッ
ドの回転を一方の掘削ドラムの軸へ伝達し、他方の掘削
ドラムの軸と十字継手で連結するように構成するのが簡
便である。なお、両掘削ドラムは同方向に回転させた場
合は掘削時スクリューロッドに曲げ応力がかかるので、
掘削ドラムを互いに逆転させた場合より溝孔の垂直精度
が落ちる。

【００１３】掘削ドラムを互いに逆転させる場合は、請
求項２に記載のように、スクリューロッドの下端に設け
たベベルギアにそれぞれ左右の掘削ドラムのドラム軸へ
動力を伝達するためのベベルギアを対向させて噛み合わ
せて設ける。なお、掘削ドラムを互いに逆転させた場合
は、掘削時にスクリューロッドを中心とした捩れが作用
するので、スクリューロッドの両側に掘削反力を受ける
反力ロッドを設ける。また、固化材の供給はこの反力ロ
ッド内を通して行うようにすればよい。

【００１４】さらに、反力ロッドにもスクリュー羽根を
付設して回動させるようにすれば、掘削土と固化材の混
合撹拌をより十分に行うことができる。掘削ドラムを２
組設ける場合は両側にスクリューロッドを設け中央に固
化材を送給する固化材供給管を設けるのがよい。この場
合、固化材供給管にもスクリュー羽根を付設し、両側の
スクリューロッドとは逆回転させるようにすれば、掘削
土と固化材の混合撹拌の効率がよい。また、スクリュー
ロッドおよび固化材供給管にスクリュー羽根のほかに撹
拌羽根を付設すればさらに撹拌効果を上げることができ
る。なお、掘削ドラムの回転方向は一方の組と他方の組
を互いに逆回転するように設ける。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施の形
態に基づいて説明する。地中連続壁の施工機は、図１に
示すように、施工機本体１の前部に立設したリーダ２の
ガイドレールに係合して駆動モータ４を備えた回転駆動
装置３が設けられている。そして、回転駆動装置３はリ
ーダ２の全長にわたって固設したチェーン８に噛み合う
スプロケットが付設されており、スプロケットを駆動さ
せることによって回転駆動装置３を昇降させることが可
能となっている。

【００１６】回転駆動装置３の下端には図２に示すよう
にスクリュー羽根５ａが付設されたスクリューロッド５
が取り付けられ、回転駆動装置３の油圧モータ４の駆動
によって回転する。そして、スクリューロッド５の両側
には反力ロッド６が設けられている。さらに、スクリュ
ーロッド５の下端には掘削ドラム１０が取り付けられて
いる。

【００１７】スクリューロッド５は掘削深さに応じて継
ぎ足すことができ、リーダ２の全長より深い溝孔の場合
でも施工可能となっている。なお、７はスクリューロッ
ド５の振止装置でリーダ２の下部に固設されている。両
側の反力ロッド６は中空となっており固化材の供給路も
兼ねている。

【００１８】掘削装置１０は、スクリューロッド５の下
端に取り付けられたフレーム１９に左右対称に傾斜した
掘削ドラム１７が取り付けられており、全体形状は逆三
角形となっている。掘削ドラム１７の外周には掘削刃１
８ａを付設したドラムカッター１８が複数個設けられて
おり、掘削ドラム１７の傾斜により下端部は左右のドラ
ムカッター１８が近接した状態となっている。

【００１９】掘削ドラム１７の駆動は図３に示すよう
に、スクリューロッド５の下端に取り付けられたべベル
ギア１１にベベルギア１２を噛み合わせ、ベベルギア１
２の軸１３に固設した歯車１４をドラム軸１６に取り付
けられた歯車１５に噛み合わせて、スクリューロッド５
の回転を伝達することによっている。なお、図３では右
側のみべベルギア１２、歯車１４、１５を表示している
が、左側も対称に設けられている。また、ドラム軸１６
はフレーム１９に軸受２１を介して支持されており、左
右の掘削ドラム１７は図３で矢印で示すように互いに逆
回転する。

【００２０】次に、このように構成された地中連続壁の
施工機の作用について説明する。まず、回転駆動装置３
をリーダ２の上部へ位置させた状態（図１の状態）とし
て掘削する所定の位置でアウトリガを作動させて施工機
本体１を地上に固定し、リーダ２が垂直になるように調
整して回転駆動装置３を駆動させるとともに下降させ
る。

【００２１】これによりスクリューロッド５が回転し、
スクリューロッド５の下端のベベルギア１１からベベル
ギア１２、歯車１３、歯車１５と伝達して掘削ドラム１
７を回転させる。また、対向する掘削ドラム１７も同時
に逆回転する。そして、ドラムカッター１８によって掘
削が行われ、また、反力ロッド６の下端から固化材が噴
射され、掘削された掘削土と撹拌混合される。

【００２２】掘削ドラム１７はその下端が近接している
ので、両掘削ドラム１７間にはほとんど隙間がなく、未
掘削部分が生じない。なお、掘削による反力は反力ロッ
ド６を介して施工機全体で受ける。掘削装置１０によっ
て掘削された掘削土は掘削ドラム１７の掘進とともに固
化材と混合撹拌されながらスクリューロッド５のスクリ
ュー羽根５ａによって上方へ運ばれる。したがって、掘
削装置１０の周囲には掘削土が溜まらないので、掘削効
率がよい。また、異なった土質が途中にあっても、スク
リュー羽根５ａによって掘削土が上下方向に十分に混合
されるので、均一なソイルセメントが形成される。

【００２３】所定の深さまで掘削したら、回転駆動装置
３の油圧モータ４の回転方向を逆にして、掘削装置１０
を引き上げる。これによって、掘削土と固化材の混合撹
拌されたソイルセメントは下方へ送られ、掘削装置１０
の上昇にともなってできる下方の空間を埋める。

【００２４】次に、施工機本体１を上記の溝孔に隣接し
た位置に移動させて、掘削作業を行う。このように、溝
孔が連続するように掘削作業を続け、ソイルセメントの
連続した壁を構築する。図５は、左右の掘削ドラム１７
を同方向に回転させるようにしたものの実施の形態を示
すもので、スクリューロッド５の下端のベベルギア１１
に噛合うベベルギア１２および軸１３、歯車１４、１５
は片方のみとし、左右のドラム軸１６を十字継手２２で
連結している。これにより、掘削装置をさらに軽量なも
のにできる。

【００２５】また、図６は掘削装置１０を２組設けた場
合の実施の形態を示すもので、この場合はスクリューロ
ッド５を左右に２本設け、これを駆動するための油圧モ
ータ４はそれぞれ設ける。なお、掘削ドラムの回転方向
は矢印で示すように、一方の組と他方の組とは互いに逆
回転するようにしている。そして、中央にスクリューロ
ッド５とは逆回転する固化材供給管２６を設ける。この
固化材供給管２６にもスクリュー羽根２６ａが付設され
ており、両側のスクリューロッド５とは互いに干渉しな
い位置に付設されている。なお、スクリュー羽根５ａ、
２６ａが付設されていないところには水平の棒状の撹拌
翼を設けると、掘削土と固化材の混合撹拌がより十分に
行われる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の地中連続壁
の施工機は、自走可能な施工機本体の前部に立設したリ
ーダに昇降可能に回転駆動装置を設け、該回転駆動装置
の下端にスクリュー羽根を付設したスクリューロッドを
取り付け、該スクリューロッドの下端の左右に掘削刃を
外周に複数個付設した掘削ドラムを備えた掘削装置を設
け、該両掘削ドラムは下端部同士が近接するようにスク
リューロッドの軸線に対してそれぞれ傾斜させて設ける
とともに、掘削ドラムはスクリューロッドの回転をべベ
ルギアで伝達して駆動するようにしたので、従来のよう
に掘削ドラム間の未掘削部分がなく、掘削された掘削土
は固化材と混合撹拌されながらスクリューロッドのスク
リュー羽根によって上方へ運ばれ、掘削装置の周囲には
掘削土が溜まらず、掘削効率がよい。また、異なった地
層が途中にあっても、スクリュー羽根によって垂直方向
の掘削土は十分に混合撹拌され、均一なソイルセメント
を形成でき、強度のバラツキの少ない壁が構築できる。

【００２７】また、請求項２に記載のように掘削ドラム
の駆動軸はスクリューロッドの回転をそれぞれべベルギ
アで伝達して両掘削ドラムを互いに逆回転するように
し、かつ、スクリューロッドの両側に掘削ドラムの掘削
反力を受ける反力ロッドを設ければ、従来の油圧モータ
で駆動するものに比べ、掘削ドラムの幅を狭くでき、小
型で軽量のものにでき小型の施工機本体に搭載でき狭い
現場での施工に好適である。さらに、泥だらけの油圧ホ
ースをホースリールなどに巻き取る必要もなく、施工機
の施工環境がよくなるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としての地中連続壁の施工
機の側面図である。

【図２】同 図１のＡＡ視図である。

【図３】同 掘削装置１０の実施の形態を示す側面図で
ある。

【図４】同 掘削装置１０の実施の形態を示す正面図で
ある。

【図５】同 掘削装置１０の別の実施の形態を示す側面
図である。

【図６】同 掘削装置が２組の場合の実施の形態を示す
正面図である。

【図７】従来の地中連続壁の施工機の側面図である。

【符号の説明】

１…施工機本体 ２…リーダ ３…回転駆動装置 ４…油圧モータ ５…スクリューロッド ５ａ…スクリュー羽根 ６…反力ロッド ７…振止装置 ８…チェーン １０…掘削装置 １１，１２…べベルギア １３…軸 １４，１５…歯車 １６…ドラム軸 １７…掘削ドラム １８…ドラムカッター １８ａ…掘削刃 １９…フレーム ２１…軸受 ２２…十字軸 ２５…フレーム ２６…固化材供給管 ２６ａ…スクリュー羽根 ３１…掘削ドラム ３４…ホースリール ３５…ケリーバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中に溝を掘削するとともに固化材を供給
   して掘削土と固化材を混合撹拌して連続壁を構築する地
   中連続壁の施工機において、自走可能な施工機本体の前
   部に立設したリーダに昇降可能に回転駆動装置を設け、
   該回転駆動装置の下端にスクリュー羽根を付設したスク
   リューロッドを取り付け、該スクリューロッドの下端の
   左右に掘削刃を外周に複数個付設した掘削ドラムを備え
   た掘削装置を設け、該両掘削ドラムは下端部同士が近接
   するようにスクリューロッドの軸線に対してそれぞれ傾
   斜させて設けるとともに、掘削ドラムはスクリューロッ
   ドの回転をべベルギアで伝達して駆動するようにしたこ
   とを特徴とする地中連続壁の施工機。
2. 【請求項２】スクリューロッドの下端に設けたベベルギ
   アにそれぞれ左右の掘削ドラムのドラム軸へ動力を伝達
   するためのベベルギアを対向させて噛み合わせて両掘削
   ドラムを互いに逆回転させるようにし、かつ、スクリュ
   ーロッドの両側に固化材の送給と掘削ドラムの掘削反力
   を受ける反力ロッドを設けたことを特徴とする請求項１
   記載の地中連続壁の施工機。