JP2010048003A - 地盤改良施工機械のバケット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤中に打設するコンクリート杭に使用する生コンクリートのスランプ値を調整できるようにした地盤改良施工機械のバケット装置を提供する。
【解決手段】生コンクリートを内部に収容し、地盤中に貫入してコンクリート杭を打設するケーシングパイプ４の上部に取り付けたホッパー６まで生コンクリートを搬送するために昇降動するバケット本体１４を備えると共に、このバケット本体１４の昇降動を行うためのバケット用昇降機３３を備えた地盤改良施工機械のバケット装置において、バケット本体１４を回転自在とし、このバケット本体１４を回転させる動力源ユニット１８を設けて、バケット本体１４内に、コンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて、動力源ユニット１８にてバケット本体１４を回転させることにより、これらを混合して、生コンクリートのスランプ値を調整するようにすると共に、回転するバケット本体１４と、バケット本体１４を回転させる動力源ユニット１８と、が切り離し自在となるようにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、地盤中にコンクリート杭を打設して、軟弱な地盤を安定した地盤へと改良するための地盤改良施工機械にあって、その地盤改良施工機械のバケット装置に関する。

従来、地盤改良施工機械を用いて、地盤中にコンクリート杭を打設することにより、軟弱な地盤を安定した地盤へと改良するコンクリート杭打設方法が知られていた。このコンクリート杭打設方法おいて、地盤中にコンクリート杭を打設する際、コンクリート杭に使用する生コンクリートは、生コンクリート工場において所定配合・混合され生産されたものであって、生コンクリート工場で生産された生コンクリートを施工現場までアジテータトラックで運んで来て、施工現場の地盤改良施工機械に供給するようにしていた。また、施工現場が軟弱な地盤であることから、アジテータトラックで運んで来た生コンクリートを、一旦、タイヤショベルに移して、このタイヤショベルを介して、地盤改良施工機械に生コンクリートを供給していた。

この地盤改良施工機械は、施工機本体にマストを立設すると共に、地盤中に貫入するケーシングパイプをマストに沿うように縦に向けて配置しており、このケーシングパイプの上部に、ケーシングパイプを回転させる回転装置、ケーシングパイプ内に生コンクリートを投入するホッパー、ケーシングパイプを昇降させる昇降装置をそれぞれ取り付けている。そして、タイヤショベルより生コンクリートを受け取って、マストの上方に位置するホッパーまで生コンクリートを搬送するためのバケット装置を備えていた。

このバケット装置としては、生コンクリートを内部に収容する深桶状のバケット本体を備え、このバケット本体が立設するマストに沿って昇降動するようになり、また、バケット本体の昇降動を行うためのバケット用昇降機を備え、このバケット用昇降機はバケットに継合するワイヤー、このワイヤーの出し入れを行う巻上機とから成っている。そして、バケット用昇降機によりバケット本体を昇降動させることで、バケット本体内に収容した生コンクリートを、ケーシングパイプの上部に取り付けたホッパーまで搬送するようにしている。

このような構成となる地盤改良施工機械にあって、その施工としては、まず、ケーシングパイプを地盤中に所定深度まで貫入し、地盤中に貫入したケーシングパイプ内に所定量の生コンクリートをホッパーより投入する。投入後、ケーシングパイプの先端から生コンクリートを排出しながら引抜き・打戻しを繰り返し行う。そして、再びケーシングパイプ内に所定量の生コンクリートをホッパーより投入して、ケーシングパイプの先端から生コンクリートを排出しながら引き抜き・打ち戻しを繰り返し行う。これを複数回にわたって行うことで、地盤中にケーシングパイプの径より大きな径のコンクリート杭を打設することができ、これと同時に、このコンクリート杭間の地盤を締め固めることができ、これにより、地盤全体の密度を増大させて、軟弱な地盤を安定した地盤へと改良していた。

従来の地盤改良施工機械を用いたコンクリート杭打設方法において、地盤中に打設するコンクリート杭に使用する生コンクリートにあっては、生コンクリート工場にて所望のスランプ値となるように、具体的にはスランプ値の許容が８ｃｍ±２．５ｃｍとなるように生産されて、ここで生産された生コンクリートを施工現場までアジテータトラックで運んで来て、さらに、タイヤショベルを介して地盤改良施工機械のバケット装置にて受け取るようにしていたが、アジテータトラックによる生コンクリート工場からの搬送に時間がかかったり、あるいはアジテータトラックによる施工現場への搬入時刻と地盤改良施工機械による施工時刻との間で大きな時間のズレがあると、生コンクリートが時間の経過と共にそのスランプ値が小さくなり、すなわち硬くなって流動性が悪くなるといったことが起こり、ケーシングパイプ内への生コンクリートの投入やケーシングパイプから地盤中への生コンクリートの排出ができなくなるといった問題が発生するおそれがあった。さらに、気温の上昇や施工時の地盤改良施工機械における熱の発生などによっても、生コンクリートのスランプ値が小さくなるといった問題もあった。

一方、このような問題を解消するため、生コンクリート工場において、生産する生コンクリートを、予めスランプ値の大きなもの、すなわち軟らかいものにしておくことも考えられるが、生コンクリートのスランプ値が大きなままであると、流動性は良くなるものの、その反面、地盤中におけるコンクリート杭を打設する際に締め固めができなくなるといった問題が発生するおそれがあると共に、生コンクリートのスランプ値があまりにも大きいと、生コンクリートの分離といった問題も起こる。

このように生コンクリート工場において、生産する生コンクリートのスランプ値を調節することは、アジテータトラックによる生コンクリートの搬送状況、あるいは施工現場での作業状況などが、常に異なっていることから、極めて難しいというのが実情であった。

本発明は、かかる従来の問題に鑑み、地盤中に打設するコンクリート杭に使用する生コンクリートのスランプ値を調整できるようにした地盤改良施工機械のバケット装置を提供することを、その課題とするものである。

本発明は、生コンクリートを内部に収容し、地盤中に貫入してコンクリート杭を打設するケーシングパイプの上部に取り付けたホッパーまで生コンクリートを搬送するために昇降動するバケット本体を備えると共に、このバケット本体の昇降動を行うためのバケット用昇降機を備えた地盤改良施工機械のバケット装置において、バケット本体を回転自在とし、このバケット本体を回転させる動力源ユニットを設けて、バケット本体内に、コンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて、動力源ユニットにてバケット本体を回転させることにより、これらを混合して、生コンクリートのスランプ値を調整するようにすると共に、回転するバケット本体と、バケット本体を回転させる動力源ユニットと、が切り離し自在となるようにした地盤改良施工機械のバケット装置である。

本発明によれば、バケット本体を回転自在として、バケット本体内に、生コンクリートと共に、コンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて、バケット本体を回転させて、これらを混合することにより、生コンクリートのスランプ値を調整することができる。よって、アジテータトラックによる生コンクリート工場からの生コンクリートの搬送状況、あるいは施工現場での作業状況、さらには、気温の上昇や施工時の地盤改良施工機械における熱の発生などによる影響などによって、生コンクリートのスランプ値に変化が生じても、地盤中にコンクリート杭を打設する作業直前に、生コンクリートのスランプ値を最適な値に調整することで、コンクリート杭に使用する生コンクリートにおいて硬すぎたり軟らかすぎたりすることがなく、ケーシングパイプ内への生コンクリートの投入やケーシングパイプから地盤中への生コンクリートの排出などの作業において、不具合が生じることなく良好に行うことができ、地盤中にコンクリート杭を打設して軟弱な地盤を安定した地盤へと改良する地盤改良を極めて良好に行うことができる。

また、本発明によれば、回転するバケット本体と、バケット本体を回転させる動力源ユニットと、が切り離し自在となるようにしたことにより、上方のホッパーまで生コンクリートを搬送する際は、重量物となる動力源ユニットが切り離されて下方に残ることで、吊り上げ重量が大幅に軽くなり、バケット本体を容易に上方のホッパーまで上昇させることができる。これにより、能力の大きな大型のバケット用昇降機を用いる必要がなく、施工機本体での軽量化を図ることができると共に、バケット装置、延いては地盤改良施工機械を安価なものにすることができる。

本発明による地盤改良施工機械のバケット装置の一実施形態について説明する。
まず、この地盤改良施工機械としては、図１、図２に示すように、各種の動力源あるいは運転室１を設けて、かつ自走可能となる施工機本体２を備える。そして、この施工機本体２に縦に向かうマスト３を立設する。また、このマスト３に沿うように、地盤中に貫入するケーシングパイプ４を縦に向けて配置しており、このケーシングパイプ４の上部には、ケーシングパイプ４を回転させる回転装置５、ケーシングパイプ４内に生コンクリートを投入するホッパー６、ケーシングパイプ４を昇降させる昇降装置７をそれぞれ取り付ける。そして、マスト３の上方に位置するホッパー６まで生コンクリートを搬送するためのバケット装置を備えている。

そして、このバケット装置としては、図３、図４に示すように、地盤改良施工機械のマスト３に沿って昇降動する昇降体１１を備え、この昇降体１１にマスト３側のレールに案内されて摺動するガイド板１２を設ける。また、昇降体１１には下向き略コ字形の上部枠１３を固着する。そして、この上部枠１３にドラム型のバケット本体１４を回転自在にかつ前後傾動自在に取り付けており、バケット本体１４の前後傾動を行うための傾動用シリンダ１５を設ける。このバケット本体１４にあっては、上部のみを開口しており、ここで生コンクリートの投入及び排出を行うようにすると共に、その内壁にフィン状の混合翼を固着している。

また、昇降体１１及び上部枠１３にロックシリンダ１６を介して切り離し自在に取り付ける上向き略コ字形の下部枠１７を設け、この下部枠１７は地盤改良施工機械のマスト３にブラケットを介して固着している。そして、この下部枠１７に動力源ユニット１８とバケット保持部１９とをバケット本体１４の前後傾動に連動するように前後傾動自在に取り付ける。また、バケット保持部１９はバケット本体１４の下側に摺動可能に当接してバケット本体１４を保持する。

この動力源ユニット１８は、図５、図６に示すように、ベース２１を備え、このベース２１の一方に動力源である電動モータ２２及び減速機を設けると共に、ベース２１の他方に円筒歯車２３を回転自在に設け、この円筒歯車２３は伝動手段であるスプロケット２４，２５やチェーン２６などを介して電動モータ２２により回転するようになっている。

また、バケット本体１４の下端には、動力源ユニット１８の円筒歯車２３に噛合う円筒歯車３１を設けると共に、円筒歯車３１の内側に位置決め用のパイロットピン３２を設けて、この円筒歯車３１が動力源ユニット１８の円筒歯車２３に噛合うことで、動力源ユニット１８の電動モータ２２の動力が、伝動手段、二つの円筒歯車２３，３１を介してバケット本体１４に伝わり、バケット本体１４を回転させるようにしている。

そして、このように動力源ユニット１８の電動モータ２２によって回転するバケット本体１４を備えたことで、生コンクリート工場において生産され搬送されてきた生コンクリートを、バケット本体１４内に収容した後、バケット本体１４内に、所定量のコンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて、バケット本体１４を動力源ユニット１８の電動モータ２２によって回転させることにより、バケット本体１４の内壁に固着した混合翼によってこれらを混合して、生コンクリートのスランプ値を最適な値に調整するようにしている。

また、このバケット装置にあっては、ケーシングパイプ４の上部に取り付けたホッパー６まで生コンクリートを搬送するため、バケット本体１４を昇降動させるバケット用昇降機３３を備えており、このバケット用昇降機３３は、バケット本体１４を取り付けた上部枠１３の上方にワイヤー３４を継合して、このワイヤー３４はマスト３の上端を経て施工機本体２へと向かい、施工機本体２に備えた巻上機３５につながって、巻上機３５によりワイヤー３４の出し入れが行われる。これにより、バケット本体１４の上昇や下降、要するにバケット本体１４の昇降動を行うことで、バケット本体１４内に収容した生コンクリートを、ケーシングパイプ４の上部に取り付けたホッパー６まで搬送するようにしている。

さらに、このバケット装置では、昇降体１１や上部枠１３と下部枠１７とを結合するロックシリンダ１６を解除することで、図７に示すように、昇降体１１や上部枠１３及びバケット本体１４と、下部枠１７及び動力源ユニット１８とが切り離されるようになっており、このバケット装置において、上方のホッパー６まで生コンクリートを搬送する際、重量物となる動力源ユニット１８を下方に残したまま、昇降体１１や上部枠１３及びバケット本体１４のみを上昇させるようにしている。

なお、バケット本体１４内へのコンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤の投入にあっては、作業者が行うようにしても良いが、ここに添加剤注入装置を備えて、この添加剤注入装置によって、コンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤をバケット本体１４内に注入するようにしても良い。また、このとき、動力源である電動モータ２２のトルクを検出し、この検出した電動モータ２２のトルクに応じて、所定量のコンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を、添加剤注入装置からバケット本体１４内に注入するようにしても良い。

このように構成されたバケット装置では、以下の如く作動する。
まず、アジテータトラックで運んで来た生コンクリートを、一旦、タイヤショベルに移して、このタイヤショベルからバケット装置におけるバケット本体１４内に生コンクリートが投入されるが、このとき、図８（ａ）に示すように、バケット本体１４は傾動用シリンダ１５により約６０度傾動させてから、上部にシュート４１を装着し、このシュート４１を介してタイヤショベルから生コンクリートが投入される。投入後、動力源ユニット１８の電動モータ２２によってバケット本体１４を回転させると共に、バケット本体１４内に、所定量のコンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて、これらを混合することにより、生コンクリートのスランプ値を最適な値に調整する。

混合完了後、図８（ｂ）に示すように、バケット本体１４の傾動を戻して縦に向かせて、バケット本体１４が縦に向いた後、ロックシリンダ１６を解除して、昇降体１１や上部枠１３及びバケット本体１４と、下部枠１７及び動力源ユニット１８とを切り離なす。

そして、図８（ｃ）に示すように、バケット用昇降機３３の巻上機３５を作動して、ワイヤー３４を介して昇降体１１や上部枠１３及びバケット本体１４のみをマスト３に沿って上昇させる。

そして、マスト３の上方であるケーシングパイプ４の上部に取り付けたホッパー６の上側にバケット本体１４が位置したら、図８（ｄ）に示すように、バケット本体１４を傾動用シリンダ１５により約１２０度傾動させて、そのバケット本体１４内からホッパー６内へ生コンクリートを投入する。

このように、バケット装置にあっては、生コンクリート工場から搬送されてきた生コンクリートを、バケット本体１４内において、コンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて混合することにより、そのスランプ値が最適な値になるように調整しつつ、マスト３の上方に位置するホッパー６まで搬送して、ホッパー６、さらにはケーシングパイプ４内に生コンクリートを供給するようになっている。

以上のように、バケット装置において、バケット本体１４内にて、所定量のコンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を、生コンクリートに入れて混合することで、生コンクリートのスランプ値を最適な値、例えば、許容値を８ｃｍ±０．５ｃｍといった高精度な値にも調整することができる。すなわち、アジテータトラックによる生コンクリート工場からの生コンクリートの搬送状況、あるいは施工現場での作業状況などによって生コンクリートのスランプ値に変化が生じても、コンクリート杭を打設する作業直前に生コンクリートのスランプ値を最適な値に調整することができ、また、作業直前に生コンクリートのスランプ値を調整することによって、気温の上昇や施工時の地盤改良施工機械における熱の発生などによる影響も最低限にすることができ、これらにより、コンクリート杭に使用する生コンクリートにおいて硬すぎたり軟らかすぎたりすることがなく、ケーシングパイプ４内への生コンクリートの投入やケーシングパイプ４から地盤中への生コンクリートの排出などの作業において、不具合が生じることなく良好に行うことができる。

しかも、このバケット装置にあっては、昇降体１１や上部枠１３及びバケット本体１４と、下部枠１７及び動力源ユニット１８とが切り離し自在になっており、上方のホッパー６まで生コンクリートを搬送する際は、重量物となる動力源ユニット１８が切り離されて下方に残ることで、吊り上げ重量が大幅に軽くなり、バケット本体１４を容易に上方のホッパー６まで上昇させることができ、能力の大きな大型のバケット用昇降機３３を用いる必要がなく、バケット本体１４の昇降動を容易にかつ効率良く行うことができる。

なお、前述の一実施形態において説明したバケット装置にあっては、これに限定されるものではなく、これと同様の機能を有するものであれば、構造等が多少異なっていても良い。

地盤改良施工機械の説明図である。 図１に示す地盤改良施工機械を正面から見た説明図である。 本発明による地盤改良施工機械のバケット装置の説明図である。 図３に示す地盤改良施工機械のバケット装置を側面から見た説明図である。 地盤改良施工機械のバケット装置における動力源ユニットの平面説明図である。 図５の断面説明図である。 図３に示す地盤改良施工機械のバケット装置においてバケット本体と動力源ユニットとを切り離した状態の説明図である。 （ａ）バケット装置における作動状態の概略説明図である。（ｂ）バケット装置における作動状態の概略説明図である。（ｃ）バケット装置における作動状態の概略説明図である。（ｄ）バケット装置における作動状態の概略説明図である。

符号の説明

１…運転室、２…施工機本体、３…マスト、４…ケーシングパイプ、５…回転装置、６…ホッパー、７…昇降装置、１１…昇降体、１２…ガイド板、１３…上部枠、１４…バケット本体、１５…傾動用シリンダ、１６…ロックシリンダ、１７…下部枠、１８…動力源ユニット、１９…バケット保持部、２１…ベース、２２…電動モータ、２３…円筒歯車、２４…スプロケット、２５…スプロケット、２６…チェーン、３１…円筒歯車、３２…パイロットピン、３３…バケット用昇降機、３４…ワイヤー、３５…巻上機、４１…シュート

Claims (1)

1. 生コンクリートを内部に収容し、地盤中に貫入してコンクリート杭を打設するケーシングパイプ４の上部に取り付けたホッパー６まで生コンクリートを搬送するために昇降動するバケット本体１４を備えると共に、このバケット本体１４の昇降動を行うためのバケット用昇降機３３を備えた地盤改良施工機械のバケット装置において、
   バケット本体１４を回転自在とし、このバケット本体１４を回転させる動力源ユニット１８を設けて、バケット本体１４内に、コンクリート凝結・硬化促進剤又はコンクリート凝結・硬化遅延剤を入れて、動力源ユニット１８にてバケット本体１４を回転させることにより、これらを混合して、生コンクリートのスランプ値を調整するようにすると共に、回転するバケット本体１４と、バケット本体１４を回転させる動力源ユニット１８と、が切り離し自在となるようにしたことを特徴とする地盤改良施工機械のバケット装置。

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