JP2004019113A - Ground improvement ship and ground improvement execution method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は地盤改良船および地盤改良工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
既設護岸などの地盤改良は、図12の(1)および(2)に示すように、地盤改良船55の方向を変えながら既設護岸56の手前側の地盤を機械式撹拌工法で改良した後に、既設岸壁56と接する地盤を高圧噴射工法で改良していた。この高圧噴射工法の施工には、高圧噴射施工部57の平面位置を精度良く測量するとともに、標準吐出施工部58との位置関係を正確に把握して施工機の位置合わせをしている。また(3)のように、張出部59のある既設護岸60にはロッド61を挿入する孔を開口していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような地盤改良は下記のような問題があった。
(1)船体を90度の方向に変えなければ二方向の改良ができず、かつコーナー部に未改良部が生じていた
(2)船体の固定が操作ウインチによるアンカー投錨方式であるため、既設護岸方向での投錨位置が少なかった
(3)上記(2)の場合は、船体をワイヤーロープで既存護岸の係船用ビットなどに固定していたため、安定した固定ができなかった
(4)二つの工法を併用するため施工に手間がかかり、かつ改良精度にズレが生じやすかった
(5)張出部のある護岸に噴射ロッドの挿入孔を開口しなければならなかった
(6)従来の地盤改良船はロッドの上部に駆動装置が設けられているため、重心が高くなって安定性がなかった
【0004】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、船体の方向を変えずに、かつ二つの工法を併用することなく簡単に既存護岸などの地盤が改良できる地盤改良船および地盤改良工法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を達成するための本発明の地盤改良船の要旨は、船体にターンテーブルが設けられ、このターンテーブルに地盤改良装置が設置されたことを特徴とする。また地盤改良装置は船体から突出してターンテーブルに取り付けられたリーダーと、該リーダーの上下のスプロケットに掛け渡された昇降チェーンと、該昇降チェーンに接続された昇降機と、該昇降機に吊り下げ設置されたスラリー注入用のロッドと、該ロッドの先端部に接続された撹拌ヘッドと、該撹拌ヘッドを回転させるリーダー下部の駆動装置とから構成されたことを含む。またリーダーはターンテーブルのジョイントを中心に回動自在であることを含む。また地盤改良装置はサンドドレーン打設装置、ペーパドレーン打設装置、地盤掘削または撹拌装置のいずれかであること含む。また撹拌ヘッドの回転軸はスラリー吐出口を備えた外管と、高圧噴射管を接続した内管とから構成されたことを含む。また船体には前後方向に移動する縦用スパッドキャリッジと、横方向に移動する横用スパッドキャリッジとが設置されたことを含むものである。
【0006】
また地盤改良工法の要旨は、船体のターンテーブルに設置した地盤改良装置と、前後方向に移動する縦用スパッドキャリッジと、横方向に移動する横用スパッドキャリッジとを備えた地盤改良船による地盤改良工法であり、少なくとも縦用スパッドキャリッジまたは横用スパッドキャリッジで船体を移動または固定させ、前記ターンテーブルを回転させつつ地盤改良装置によって地盤を改良することを特徴とする。また地盤改良装置は船体から突出してターンテーブルに取り付けられたリーダーと、該リーダーの上下のスプロケットに掛け渡された昇降チェーンと、該昇降チェーンに取り付けられた昇降機と、該昇降機に吊り下げ設置されたスラリー注入用のロッドと、該ロッドの先端部に接続された撹拌ヘッドと、該撹拌ヘッドを回転させるリーダー下部の駆動装置とからなることを含む。
【0007】
少なくとも180度の回転角度の範囲内の地盤改良が船体の方向を変えずにでき、かつコーナー部における未改良部分を少なくすることができる。ターンテーブルの回転により平面湾曲状の範囲に地盤改良できる。リーダーがジョイントを中心に回転できるため、リーダーの垂直度の調整が簡単にできる。機械式撹拌工法と高圧噴射工法との二つの工法を同軸でおこなえるため、改良杭造成時の芯ズレが発生せず、改良誤差をなくすことができる。既設護岸から適宜離れた箇所に撹拌ヘッドを打設しても、スラリーの高圧噴射ができるので、既設護岸に接した地盤まで改良することができる。縦用スパッドキャリッジと横用スパッドキャリッジとで船体を移動または固定するため、アンカーの投錨範囲が狭くなって航行船舶の障害物を小さくすることができる。船体の少ない移動によって平面湾曲状の範囲または平面円形状の範囲に地盤改良できる。ロッドの下部に設けた駆動装置により、重心が低くなって船体が安定する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地盤改良船および地盤改良工法の実施の形態を図面に基づいて説明する。はじめに地盤改良船について説明し、その後にこの地盤改良船を使用した地盤改良工法について説明する。
【0009】
図1および2は地盤改良船1を示したものである。この地盤改良船1は船体2の甲板上のターンテーブル3に設置された地盤改良装置4と、船体2の両側部に設置された縦用スパッドキャリッジ5と、船体の前後部に設置された横用スパッドキャリッジ6とから構成されている。またターンテーブル3が設置された船体端部はターンテーブル3と同じように湾曲状に形成されている。
【0010】
地盤改良装置4は軟弱地盤に杭体を形成するものであり、図3に示すように、ターンテーブル3に取り付けられたリーダー7と、該リーダー7の上下のスプロケット8に掛け渡された昇降チェーン9と、該昇降チェーン9に取り付けられた昇降機10と、該昇降機10に吊り下げられた二本のスラリー注入用のロッド11と、該ロッド11の先端部に接続された撹拌ヘッド12と、該撹拌ヘッド12を回転させる駆動装置13とから構成されている。
【0011】
リーダー7は船体2から突出した状態、すなわち水上に位置した状態でジョイント14を介してターンテーブル3に取り付けられ、ステー15におけるシリンダー16の伸縮によってジョイント14を中心に回転して垂直度が調整できるようになっている。またリーダー7の下部に設置されたチェーン駆動装置17によって昇降チェーン9が回転し、これを接続した昇降機10が上下動するようになっている。なお、昇降チェーン9をワイヤーロープに代えることもできる。
【0012】
また昇降機10に吊り下げられた二本のロッド11はターンテーブル3の作業台18に設置された駆動装置13で回転できるようになっている。このように駆動装置13を作業台18の下側に設置したことにより、重心が低くなって船体が安定する。
【0013】
またロッド11は断面方形の中空管であり、上部が回転軸19を介して支持フレーム20に回転自在に接続されるとともに、駆動装置のモーター21で回転するギア22の孔23に挿通されている。よってロッド11はモーター21の駆動と昇降機10の昇降によって、回転しながら上下動するようになっている。またロッド11にはスラリー注入用の外管24と、この外管24内に配管された内管25とが配管され、これらが二重スイベルジョイントを形成するスラリー注入装置26の外通路27と高圧内管28とに接続されている。
【0014】
一方、ロッド先端に接続された撹拌ヘッド12は、回転軸29先端の掘削刃30と、この上部の撹拌翼31とから構成されている。この回転軸29内にはロッドの外管24と接続された外通路32と、ロッドの内管25に接続された高圧内管33とが配管され、前記外通路32には吐出口34が形成され、高圧内管33には噴射管35が接続されている。よって、スラリー注入装置26の注入口36から注入されたスラリーは、外通路27とロッドの外管24とを通って、回転する撹拌ヘッド12の吐出口34から吐出され、高圧注入口37から注入されたスラリーも高圧内管28とロッドの内管25とを通って、噴射管35から高圧噴射される。
【0015】
また図8は、船体2の長さ方向に動く縦用スパッドキャリッジ5または船体2の幅方向に動く横用スパッドキャリッジ6を示したものであり、長孔38の両側におけるレール39と、このレール39に設置された移動自在な走行台車40と、この走行台車40に設置されたスパッド41とから構成されている。このスパッド41は自重で降下して海底地盤に打ち込まれ、シーブ42に掛け渡された昇降ワイヤー43を昇降ウインチ44で引っ張ると上昇する。一方、走行台車40は走行チェーン45を走行モーター46で正逆に回転させて走行するようになっている。よって、これら縦横のスパッドキャリッジ5、6を操作して船体2を移動または固定させながら地盤改良をおこなう。
【0016】
次に、この地盤改良船1を使用した地盤改良工法について説明する。まず、地盤改良船1を地盤改良箇所まで移動させた後、図9に示すように、縦用スパッドキャリッジ5と横用スパッドキャリッジ6とを軟弱な海底地盤47に打ち込んで、既設護岸48に対して水平に固定する。
【0017】
次に、駆動装置13とチェーン駆動装置17とを駆動させて、撹拌ヘッド12を回転・下降させながら海底地盤47を掘削する。そして、スラリー注入装置26の注入口36と高圧注入口37とからセメント系固化材などのスラリー49、50を注入すると、これが外通路27、32と内管25、33とを通って撹拌ヘッド12の吐出口34と、噴射管35とから吐出される。この吐出口34からのスラリー49は掘削土51に混合され、噴射管35からのスラリー50は掘削土51の外側に高圧噴射される。よって、撹拌ヘッド12が既設護岸48から適宜離れた箇所に位置しても、図11に示すように、既設護岸48に接した地盤47まで改良することができる。
【0018】
このように縦スパッドキャリッジ5と横スパッドキャリッジ6とを操作して、船体2の移動および固定を順次繰り返しながら既設護岸48に沿った地盤47を改良する。そして、図12に示すような既設護岸48のコーナー部を、ターンテーブ3の回転によって平面湾曲状の範囲に改良すると、未改良部分が少なくなる。
【0019】
また、この地盤改良工法は上記のような地盤47だけでなく、船体2の向きをわずかに変えるだけで平面円形状の範囲に地盤改良することができる。
【0020】
なお、上記の地盤改良船1の地盤改良装置4は上記のものに限らず、サンドドレーン打設装置、ペーパドレーン打設装置、地盤掘削または撹拌装置のいずれかであってもよい。
【0021】
【発明の効果】
少なくとも180度の回転角度の範囲内の地盤改良が船体の方向を変えずにでき、かつコーナー部における未改良部分を少なくすることができる。
【0022】
ターンテーブルの回転により平面湾曲状の範囲に地盤改良できる。
【0023】
リーダーがジョイントを中心に回転できるため、リーダーの垂直度の調整が簡単にできる。
【0024】
機械式撹拌工法と高圧噴射工法との二つの工法を同軸でおこなえるため、改良杭造成時の芯ズレが発生せず、改良誤差をなくすことができる。
【0025】
既設護岸から適宜離れた箇所に撹拌ヘッドを打設しても、改良液の高圧噴射ができるので、既設護岸に接した地盤まで改良することができる。
【0026】
ロッドの下部に設けた駆動装置により、重心が低くなって船体が安定する。
【0027】
縦用スパッドキャリッジと横用スパッドキャリッジとで船体を移動または固定するため、アンカーの投錨範囲が狭くなって航行船舶の障害物を小さくすることができる。
【0028】
船体の方向を変えずに二方向の部分やコーナー部の地盤改良ができる。
【0029】
船体の僅かな移動で平面湾曲状または平面円形状の範囲に地盤改良できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】地盤改良船の正面図である。
【図2】地盤改良船の平面図である。
【図3】(1)は地盤改良装置の正面図、(2)は断面図である。
【図4】(1)は地盤改良装置の正面図、(2)は駆動装置の伝達機構を示す概念図である。
【図5】ロッドが取り付けられたスラリー注入装置の一部切欠断面図である。
【図6】(1)は撹拌ヘッドの正面図、(2)は掘削刃の底面図である。
【図7】撹拌ヘッドの断面図である。
【図8】スパッドキャリッジを示し、(1)は平面図、(2)は縦断面図、(3)は横断面図である。
【図9】地盤改良船を使用した地盤改良工法を示す斜視図である。
【図10】撹拌ヘッドからスラリーを高圧噴射している斜視図である。
【図11】図10の断面図である。
【図12】従来の地盤改良工法を示し、(1)は地盤改良工法の平面図、(2)および(3)は同断面図である。
【符号の説明】
1、55 地盤改良船
2 船体
3 ターンテーブル
4 地盤改良装置
5 縦用スパッドキャリッジ
6 横用スパッドキャリッジ
7 リーダー
8 スプロケット
9 昇降チェーン
10 昇降機
11、61 ロッド
12 撹拌ヘッド
13 駆動装置
14 ジョイント
15 ステー
16 シリンダー
17 チェーン駆動装置
18 作業台
19 回転軸
20 支持フレーム
21 モーター
22 ギア
23 孔
24 外管
25 内管
26 スラリー注入装置
27、32 外通路
28、33 高圧内管
29 回転軸
30 掘削刃
31 撹拌翼
34 吐出口
35 噴射管
36 注入口
37 高圧注入口
38 長孔
39 レール
40 走行台車
41 スパッド
42 シーブ
43 昇降ワイヤー
44 昇降ウインチ
45 走行チェーン
46 走行モーター
47 地盤
48、56、60 既設護岸
49、50 スラリー
51 掘削土
57 高圧噴射施工部
58 標準吐出施工部
59 張出部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground improvement ship and a ground improvement method.
[0002]
[Prior art]
As shown in (1) and (2) of FIG. 12, the ground improvement such as the existing revetment is performed by improving the ground on the near side of the existing
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described ground improvement has the following problems.
(1) The hull could not be improved in two directions unless the hull was changed to a 90 degree direction, and there was an unimproved part in the corner. (2) Since the hull was fixed by the anchor winch method using the operating winch, it was already installed. (3) In the case of (2) above, the anchorage was small in the seawall direction because the hull was fixed to the mooring bit of the existing seawall with a wire rope. Since the construction method was used in combination, construction was troublesome and deviations were likely to occur in the improvement accuracy. (5) The insertion hole of the injection rod had to be opened in the revetment with an overhang. (6) Conventional ground improvement Since the ship had a drive unit on the upper part of the rod, the center of gravity was high and the ship was not stable.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an object to improve a ground such as an existing revetment easily without changing the direction of a hull and without using two construction methods. To provide ship and ground improvement methods.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the ground improvement ship of the present invention for achieving the above object is characterized in that a turntable is provided on a hull, and a ground improvement device is installed on the turntable. Also, the ground improvement device is mounted on a leader protruding from the hull and attached to a turntable, an elevating chain suspended over sprockets above and below the leader, an elevator connected to the elevating chain, and suspended from the elevator. A rod for slurry injection, a stirring head connected to the tip of the rod, and a driving device below the reader for rotating the stirring head. It also includes that the leader is rotatable about a turntable joint. Further, the ground improvement device includes any one of a sand drain driving device, a paper drain driving device, a ground excavation or a stirring device. The rotation axis of the stirring head includes an outer pipe having a slurry discharge port and an inner pipe to which a high-pressure injection pipe is connected. The hull also includes a vertical spud carriage that moves in the front-rear direction and a horizontal spud carriage that moves in the horizontal direction.
[0006]
The gist of the ground improvement method is that the ground improvement equipment is installed on the turntable of the hull, a vertical spud carriage that moves in the longitudinal direction, and a ground improvement ship that has a horizontal spud carriage that moves in the horizontal direction. The method is characterized in that the hull is moved or fixed by at least a vertical spud carriage or a horizontal spud carriage, and the ground is improved by a ground improvement device while rotating the turntable. Further, the ground improvement device is provided with a leader protruding from the hull and attached to a turntable, an elevating chain suspended over sprockets above and below the leader, an elevator attached to the elevating chain, and suspended from the elevator. A rod for injecting slurry, a stirring head connected to the tip of the rod, and a driving device below the reader for rotating the stirring head.
[0007]
Ground improvement within a rotation angle range of at least 180 degrees can be performed without changing the direction of the hull, and unreformed portions in corners can be reduced. By turning the turntable, the ground can be improved in a plane curved area. Since the leader can rotate around the joint, the verticality of the leader can be easily adjusted. Since the two methods, the mechanical stirring method and the high-pressure injection method, can be performed coaxially, there is no misalignment during construction of the improved pile, and the improvement error can be eliminated. Even if the stirring head is placed at a position distant from the existing revetment, the slurry can be injected at a high pressure, so that the ground in contact with the existing revetment can be improved. Since the hull is moved or fixed between the vertical spud carriage and the horizontal spud carriage, the anchoring range of the anchor is narrowed, and the obstacle of the navigating ship can be reduced. The ground can be improved to a plane curved area or a plane circular area by a small movement of the hull. The center of gravity is lowered and the hull is stabilized by the driving device provided below the rod.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a ground improvement ship and a ground improvement method of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a ground improvement ship will be described, and then a ground improvement method using the ground improvement ship will be described.
[0009]
1 and 2 show a
[0010]
The
[0011]
The leader 7 is attached to the
[0012]
The two
[0013]
The
[0014]
On the other hand, the stirring
[0015]
FIG. 8 shows a
[0016]
Next, a ground improvement method using the
[0017]
Next, the
[0018]
By operating the
[0019]
In addition, the ground improvement method can improve the ground to a plane circular shape only by slightly changing the direction of the
[0020]
The
[0021]
【The invention's effect】
Ground improvement within a rotation angle range of at least 180 degrees can be performed without changing the direction of the hull, and unreformed portions in corners can be reduced.
[0022]
By turning the turntable, the ground can be improved in a plane curved area.
[0023]
Since the leader can rotate around the joint, the verticality of the leader can be easily adjusted.
[0024]
Since the two methods, the mechanical stirring method and the high-pressure injection method, can be performed coaxially, there is no misalignment during construction of the improved pile, and the improvement error can be eliminated.
[0025]
Even if a stirring head is placed at a position distant from the existing revetment, high-pressure injection of the improving liquid can be performed, so that the ground in contact with the existing revetment can be improved.
[0026]
The center of gravity is lowered and the hull is stabilized by the driving device provided below the rod.
[0027]
Since the hull is moved or fixed between the vertical spud carriage and the horizontal spud carriage, the anchoring range of the anchor is narrowed, and the obstacle of the navigating ship can be reduced.
[0028]
The ground can be improved in two directions and corners without changing the direction of the hull.
[0029]
The ground can be improved to a plane curved or circular shape with a slight movement of the hull.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a ground improvement ship.
FIG. 2 is a plan view of the ground improvement ship.
FIG. 3A is a front view of a ground improvement device, and FIG. 3B is a cross-sectional view.
FIG. 4A is a front view of a ground improvement device, and FIG. 4B is a conceptual diagram showing a transmission mechanism of a driving device.
FIG. 5 is a partially cutaway sectional view of a slurry injection device to which a rod is attached.
FIG. 6 (1) is a front view of a stirring head, and (2) is a bottom view of a cutting blade.
FIG. 7 is a sectional view of a stirring head.
FIG. 8 shows a spud carriage, wherein (1) is a plan view, (2) is a longitudinal sectional view, and (3) is a transverse sectional view.
FIG. 9 is a perspective view showing a ground improvement method using a ground improvement ship.
FIG. 10 is a perspective view in which slurry is injected at a high pressure from a stirring head.
FIG. 11 is a sectional view of FIG. 10;
FIG. 12 shows a conventional ground improvement method, (1) is a plan view of the ground improvement method, and (2) and (3) are cross-sectional views of the same.
[Explanation of symbols]
1,55
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