JP2013204374A - 狭隘な場所の施工に適する小型の２軸型地盤改良施工機及び同施工機を使用する地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭隘な場所の施工に適する小型の２軸型地盤改良施工機及び同施工機を使用する地盤改良工法を提供する。
【解決手段】自走式機械本体２で鉛直姿勢に支持されたリーダー３のガイドレール４に沿って昇降する昇降台５に、駆動軸６を鉛直方向に貫通させて設備する軸孔を有する回転駆動部７、及び同回転駆動部を回転する回転動力装置８で成る２基の駆動ユニット１０が左右に取り付けられ、回転駆動部の軸孔へ設備した各駆動軸の下端部へ、地盤改良用掘削翼１２と攪拌翼１４が取り付けられ、回転駆動部と回転動力装置で構成した２基の駆動ユニットはそれぞれ個別のユニット台へ設備され、各ユニット台が昇降台へ取付けた取付基台に左右方向の向きに形成されたガイド部へ、互いに近づき又は遠ざかる移動が可能に設置され、取付基台と各ユニット台との間にユニット台を個別に移動させる軸間距離調整機構部が設置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、既存住宅（特に戸建て住宅）の近隣ないし近傍位置となる狭隘な場所、又は施工空間に種々な制約を受ける住宅地などに、液状化防止を目的とした地盤改良工事を行うに適した小型の施工機、とりわけ地盤の液状化防止に有効とされる、壁状に連続する地盤改良体を、平面視が矩形等の閉鎖形状に連続する壁体として造成し、或いは前記閉鎖形状の壁体で仕切られた内部の地盤を更に地盤改良壁で縦、横方向に仕切った格子状地盤改良壁として造成する工事に適する小型の２軸型地盤改良施工機と、同施工機を使用して施工する地盤改良工法の技術分野に属する。

昨年３月の東日本大震災の被害状況を検証すると、戸建て住宅地の液状化被害が広範囲に及んでおり、そうした住宅地についても液状化被害を予防し又は軽減化を図ることの重要性が再確認されている。そのため住宅地や住宅基礎の液状化防止処置が要望され、それに必要な技術開発が急務と考えられている。最近の新聞記事でも、大震災による地盤の液状化被害を受けた家屋の修復が、資金面と施工技術の両面で未だ進んでいない事実を伝えている。
液状化を起こし易いとされる砂地盤等の液状化防止技術としては、例えば下記の特許文献１、２に係る特許発明により提案されたように、地盤改良体を平面視において矩形等の閉鎖形状の壁体として連続させ、又は前記閉鎖形状連続壁に囲まれた内部地盤を更に地盤改良壁の連続体で縦・横方向に仕切った格子状地盤改良壁として施工することの有効性が実証されており、当業者間での信頼性が高い。
上記の地盤改良による連続壁体を施工する地盤改良施工機としては、例えば下記の特許文献３〜５に開示された発明に係る施工機その他が種々公知、周知である。
こうした従来の地盤改良施工機を大別すると、高圧噴射工法を実施する噴射攪拌方式の施工機と、セメント系固化材（スラリー）を注入して掘削土と攪拌する機械式攪拌方式の施工機とが知られている。
しかし、上記噴射攪拌方式の施工機を用いる高圧噴射工法は、施工機こそ幅寸２ｍ〜７ｍ、高さ３ｍ〜７ｍと比較的に小さいが、施工時に発生する排泥量が改良体積の１００％相当と多く、その処理が困難である。そのため施工費用が２３０００円〜３０００００円／ｍ^３程度に高価となる。また、施工速度が４８〜１００ｍ^３／日と遅く、工期が長引く問題点が指摘されている。
一方、セメント系固化材スラリーを注入して掘削土と攪拌する機械式攪拌方式の施工機を使用する場合は、逆に、施工速度が５０〜１２００ｍ^３／日と速い特長を有する。また、施工費用は３０００円〜４００００円／ｍ^３と安価で、排泥量も少ない。しかし、既存する施工機はいずれも広大な造成地等に適用することを前提としており、超大型である。そのため戸建て住宅の近隣ないし近傍の住宅地の如く狭い場所での施工には適さない。例えばクローラは幅寸が約４．６ｍ、長さは約５．８ｍに及び、リーダーの高さは約３６ｍに及ぶほど超大型である。

上記の次第で、既存住宅（戸建て住宅）の近隣ないし近傍位置となる狭隘な場所や、施工空間に種々な制約を受ける住宅地などの液状化防止を目的とした地盤改良工事の施工には、従来、噴射攪拌方式施工機による高圧噴射工法の実施を検討する事例が多かった。
しかし、上記格子状地盤改良工事は、地中の液状化層を貫通してその下の非液状化層へ到達する深さまで地盤改良壁を造成する設計になっており、施工予定深度は地下１０ｍにも及ぶ。よって、噴射攪拌方式の施工機では、液状化層が厚い（深い）場合には施工費が一層高価になるし、工期が長引くという問題点があり、採用し難いのが実情である。

特公平４−５４００４号公報 特許第２５６８１１５号公報（特開平２−１３２２０号） 特開昭５６−１５３０１３号公報 特開平７−１５０５４５号公報 特開２００９−２９３３５９号公報

戸建て住宅の場合、液状化対策工事の費用は殆ど個人負担になるから、工費の低減化と工期の短縮化は最重要課題である。よって、小型で、施工能率が良い機械式攪拌方式の施工機による地盤改良工法の実施が望まれる。更に言えば、施工能率に優れ施工精度にも優れた２軸型施工機の開発が要望されている。
即ち、住宅地や住宅基礎の液状化防止を目的とする地盤改良工事を機械式攪拌方式の施工機で実施する場合、その地盤改良施工機は、先ずは前記狭隘な場所や住宅地内へ搬入して据え付けることができ、安全に工事を進められる程度に小型の構成であることが必須条件である。具体的に言えば、リーダーの高さはせいぜい９ｍ前後まで、クローラの幅寸は２．５ｍ程度、前後方向の長さは６ｍ程度に小型の構成であることが望まれる。
更に、上記２軸型施工機の構成で、解決するべき課題は、次のように説明できる。
液状化防止対策を目的とする地盤改良壁に必要とされる有効壁厚Ｔの設計値が、例えば６００ｍｍと求められた場合（図５Ａ、Ｂ参照）に、そのような壁厚の地盤改良壁を施工する掘削翼の外径Ｄ（掘削翼の外径）を例えばφ１０００ｍｍとするとき、２軸の掘削翼のラップ長Ｌを２００ｍｍと設定（図５Ａ参照）すれば施工可能である。ところが隣接する建物や隣地境界線などとの兼ね合いで、掘削翼の外径を例えばφ９００ｍｍ或いはφ７００ｍｍと、より小さい外径Ｄ’に変更して施工しなければならない施工条件も容易に想定される。このように掘削翼の外径を変更して施工する場合にも、前記した有効壁厚Ｔを６００ｍｍに施工するためには、図５Ｂに例示したように、当然２軸の掘削翼のラップ長を例えばＬ’＝３００ｍｍに拡大して対応するほかない。このように２軸の掘削翼の軸間距離の調整が可能でなければならないから、２軸の掘削翼の軸間距離の調整が可能な２軸型地盤改良施工機を開発しなければならない。

したがって、本発明の第一の目的は、既存住宅（戸建て住宅）などに隣接する狭隘な住宅地、あるいは住宅基礎の液状化防止を目的とする地盤改良工事に適合する程度に小型であり、しかも杭状の地盤改良体を一枚壁構造に連続させた地盤改良壁体を、平面視が閉鎖形状に造成すること、或いは前記閉鎖形状壁体に囲まれた内部地盤をさらに縦・横方向へ格子形状に仕切る地盤改良壁体を造成することに適する、機械式攪拌方式で小型の２軸型地盤改良施工機を提供することである。
本発明の次の目的は、機動性に優れ、且つ施工速度に優れて、施工費用が安価であり、使い勝手の良い、機械式攪拌方式の２軸型地盤改良施工機を提供することである。
本発明の更なる目的は、２軸で成る掘削翼の軸間距離の調整が可能であり、掘削翼の外径寸法を変更した場合にも、地盤改良壁体について設計した有効壁厚Ｔを実現することができる汎用性を有し、小型で機械式攪拌方式の２軸型地盤改良施工機を提供することである。
本発明の究極の目的は、上記した２軸型の機械式攪拌方式の地盤改良施工機を用いて実施する地盤改良工法を提供することである。

上記した従来技術の課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る狭隘な場所の施工に適する小型の２軸型地盤改良施工機は、
走行機構部１を備えた自走式機械本体２で鉛直姿勢に支持されたリーダー３のガイドレール４に沿って昇降する昇降台５に、駆動軸６を鉛直方向に貫通させて設備するセンターホール式の軸孔７ａを有する回転駆動部７、及び同回転駆動部７を回転する回転動力装置８、９で成る２基の駆動ユニット１０、１０が左右に取り付けられており、
前記回転駆動部７の軸孔７ａへ貫通させて設備した各駆動軸６、６の下端部へ、少なくとも地盤改良用掘削翼１２と攪拌翼１４が取り付けられて成り、
前記回転駆動部７および回転動力装置８、９で構成した２基の駆動ユニット１０、１０はそれぞれ個別のユニット台１８、１８へ設備されており、
各ユニット台１８、１８が、前記昇降台５へ取り付けた取付基台１５に左右方向の向きに形成されたガイド部１５ａ、１５ａへ、互いに近づき又は遠ざかる移動が可能に設置されており、
前記取付基台１５と各ユニット台１８との間に、ユニット台１８を個別に移動させる軸間距離調整機構部１６が設置されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載した小型の２軸型地盤改良施工機において、
駆動ユニット１０を設備した各ユニット台１８、１８は、取付基台１５のガイド部１５ａに対し、各駆動ユニット１０の構成部分のうち内向きに相対峙する構成部１０’が、前記ガイド部１５ａの方向に対する垂直線Ｎよりも内側へ納まる角度θの傾斜形状に構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１に記載した小型の２軸型地盤改良施工機において、
各ユニット台１８を個別に移動させる軸間距離調整機構部１６は、リーダー３のガイドレール４を伝って昇降する昇降台５へ取り付けた取付基台１５のガイド部１５ａへ、前記ユニット台１８のスライダ１８ａが移動可能に取り付けられており、
同スライダ１８ａへ固定した雌ネジブロック１６ｂへねじ込まれて前記ガイド部１８ａと平行に配置された送りボルト１６ａの基端部１６ｃは、取付基台１５へ固定した反力受けブロック１６ｄにより回転自在に、且つ軸力を負担可能に支持された構成であることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した、小型の２軸型地盤改良施工機を使用する地盤改良工法であって、
駆動軸６を鉛直方向に貫通させるセンターホール式の軸孔７ａを有する回転駆動部７、７を含む２基の駆動ユニット１０、１０を備えた２軸型地盤改良施工機における前記の各軸孔７ａ、７ａへ、地盤改良施工に必要とする長さの駆動軸６、６を貫通させて設備する段階と、
前記の各駆動軸６、６の下端部へ、液状化防止用地盤改良壁Ｗについて設計した有効壁厚Ｔの施工に適切な外径寸法Ｄ又はＤ’の地盤改良用掘削翼１２又は１２’と、及び攪拌翼１４を取り付ける段階と、
２軸の前記地盤改良用掘削翼１２、１２の外径寸法Ｄ又はＤ’を前提として、液状化防止用地盤改良壁Ｗについて設計した前記有効壁厚Ｔに適切なラップ寸法Ｌ又はＬ’を、軸間距離調整機構部１６の操作により適正に設定した２軸型地盤改良施工機を使用して、ラップ型方式による地盤改良施工を進める段階とから成ることを特徴とする。

請求項１〜３に記載した発明による小型の２軸型地盤改良施工機は、地盤改良用掘削翼１２で地盤を掘削し、その掘削土中へセメント系固化材を注入して攪拌する機械攪拌方式の構成であるから、噴射攪拌方式の施工機に比して施工速度が格段に速い。その上、２軸型の構成であるから、１軸型に比して能率の良い地盤改良施工を進めることができ、工期の短縮化を図れる。
しかも回転駆動部７および回転動力装置８、９で構成する二つの駆動ユニット１０、１０は、それぞれ個別のユニット台１８へ設備され、各ユニット台１８は、リーダー３のガイドレール４に沿って昇降する昇降台５の取付基台１５に対し、二つの駆動ユニット１０、１０が互いに近づき又は遠ざかる移動が可能に設置され、各ユニット台１８、１８は個別に軸間距離調整機構部１６を操作して、二つの回転駆動部７、７の軸間距離、即ち、二つの回転駆動部７、７の軸孔７ａ、７ａ中に設備された２本の駆動軸６、６の軸間距離Ｍを、必要に応じて自在に適切に調整できるから、各駆動軸６、６の下端部へ取り付けた地盤改良用掘削翼１２、１２の外径寸法Ｄ又はＤ’に応じて相互間のラップ寸法Ｌ又はＬ’を調整でき、液状化防止用として設計した有効壁厚Ｔの地盤改良壁の施工を確実に精度良く行える。
こうして造成した地盤改良壁体Ｗは、地盤の液状化防止に有効に働き、地盤の液状化被害を未然に防止することに寄与する。
とりわけ本発明による地盤改良施工機は、小型に構成したから、空間的に種々な制約を受ける、或いは狭い住宅地や住宅基礎の液状化防止を目的とする地盤改良工事の施工に適する。即ち、従前の大型機械では到底進入できない、狭い道路や狭い住宅地等の施工場所へ進入させて地盤改良工事を安全に行うことができるから、戸建て住宅等の液状化防止工事を容易に必要十分に実施できる。

即ち、上述した小型の２軸型地盤改良施工機を使用して実施する本発明の地盤改良工法は、地盤の液状化防止に有効であるように設計された有効壁厚Ｔ及び地中深さに対して、二つの回転駆動部７、７の軸孔７ａ、７ａ中へ通して設備する駆動軸６、６を、地盤改良壁の地中深さに対応できる長さで用意する。そして、軸孔７ａ、７ａ中へ設備した各駆動軸６、６の下端へ取り付ける地盤改良用掘削翼１２、１２の外径寸法を適正に選択して取り付ける。例えば掘削翼１２の外径寸法を標準的寸法（Ｄ＝１０００ｍｍなど）で施工する場合のほか、近隣の住宅や宅地境界線との兼ね合い等を考慮して、支障のない程度に小さい外径寸法（Ｄ’＝７００ｍｍなど）を選択して施工を行うことができる。
何故なら、いずれかの外径寸法Ｄ又はＤ’の掘削翼を選択した場合でも、軸間距離調整機構部１６を操作して２本の駆動軸６、６の軸間距離Ｍを調整でき、掘削径相互間のラップ寸法Ｌ又はＬ’を適切に設定することができるから、設計された地盤改良壁の有効壁厚Ｔを施工可能な条件を予め自在に適正に設定して施工できるからである。
そのため本発明の２軸型地盤改良施工機は、請求項２に記載したとおり、各駆動ユニット１０、１０を設備したユニット台１８の形態を、図６Ａ、Ｂに対比して例示したとおり、各駆動ユニット１０、１０の構成部分のうち、内向きに相対峙する構成部１０’同士が取付基台１５のガイド部１５ａに対する垂直線Ｎよりも内側に納まる角度θの傾斜形状として実質的な調整幅Ｍ’を広く構成しているから、地盤改良用掘削翼１２、１２の外径寸法Ｄ又はＤ’の変更に対する調整を広範に行える特長を有する。

したがって、本発明による地盤改良工法は、上述した要領で２軸型地盤改良施工機の施工条件を予め設定して準備を整えることができ、その後は既往の地盤改良工事の施工と同様に、２軸の地盤改良用掘削翼１２、１２を正反対方向へ同期回転させて地盤の掘削を進め、その掘削土中へセメント系固化材を注入して機械的に攪拌する処理を予定深度まで進める工程を、順次前後にラップさせつつ繰り返す手順により、品質・精度の良い液状化防止用地盤改良壁Ｗを能率良く造成することができる。

本発明による２軸型地盤改良施工機を示した立面図である。 図１中に指示したII−II線矢視の断面図である。 駆動ユニットとユニット台及び取付台との構成を背面側から示した斜視図である。 駆動ユニットの機構説明図である。 Ａ、Ｂは大小に異なる掘削径の地盤改良用掘削翼で造成する地盤改良体の連結状態を概念的に例示した平面図である。 Ａ〜Ｃは駆動ユニット相互間の軸間距離調整機構の動作と調整範囲の大きさを概念的に説明した要部の平面図である

本発明による狭隘な場所の施工に適する２軸型地盤改良施工機は、走行機構部１を備えた自走式機械本体２で鉛直姿勢に支持されたリーダー３のガイドレール４に沿って昇降する昇降台５に、駆動軸６を鉛直方向に貫通させて設備するセンターホール式の軸孔７ａを有する回転駆動部７、及び同回転駆動部７を回転する回転動力装置８、９で成る二つの駆動ユニット１０、１０を左右に配置する。
前記回転駆動部７の軸孔７ａへ貫通させて設備した各駆動軸６、６の下端部に、地盤改良用掘削翼１２とスタビライザー１３及び攪拌翼１４を取り付ける。
前記回転駆動部７および回転動力装置８、９で構成した二つの駆動ユニット１０、１０はそれぞれ個別のユニット台１８、１８へ設備する。
前記昇降台５へ取り付けた取付基台１５に左右方向の向きにガイド部１５ａ、１５ａを形成する。
前記左右のガイド部１５ａ、１５ａへ、前記駆動ユニット１０、１０の各ユニット台１８、１８が互いに近づき又は遠ざかる移動が可能に設置する。
前記取付基台１５と各ユニット台１８との間に、ユニット台１８を個別に移動させる軸間距離調整機構部１６を設置した構成とする。

上記した小型の２軸型地盤改良施工機において、駆動ユニット１０を設備した各ユニット台１８、１８は、取付基台１５のガイド部１５ａに対し、各駆動ユニット１０の構成部分のうち内向きに相対峙する構成部が、前記ガイド部１５ａに対する垂直線Ｎよりも内側へ納まる角度θの傾斜形状に形成する。
また、各ユニット台１８を個別に移動させる軸間距離調整機構部１６は、リーダー３のガイドレール４を伝って昇降する昇降台５へ取り付けた取付基台１５のガイド部１５ａへ、前記ユニット台１８のスライダ１８ａを移動可能に取り付ける。
そして、同スライダ１８ａへ固定した雌ネジブロック１６ｂへねじ込まれて前記ガイド部１８ａと平行に配置された送りボルト１６ａの基端部を、取付基台１５へ固定した反力受けブロック１６ｄにより回転自在に、且つ軸力を負担可能に支持させた構成とする。

上記した小型の２軸型地盤改良施工機を使用する地盤改良工法は、駆動軸６を鉛直方向に貫通させるセンターホール式の軸孔７ａを有する二つの回転駆動部７、７の各軸孔７ａ、７ａへ、地盤改良施工に必要とする長さの駆動軸６、６を貫通させて設備する。
前記の各駆動軸６、６の下端へ、液状化防止用地盤改良壁について設計した有効壁厚Ｔの施工に適切な外径寸法Ｄ又はＤ’の地盤改良用掘削翼１２を取り付け、更にスタビライザー１３、及び攪拌翼１４を取り付ける。
その上で、前記２軸の前記地盤改良用掘削翼１２、１２の外径Ｄ又はＤ’を前提として、液状化防止用地盤改良壁Ｗについて設計した前記有効壁厚Ｔの施工に適正なラップ寸法Ｌ又はＬ’を、軸間距離調整機構部１６の操作により設定し、その上で２軸ラップ型方式による地盤改良施工を進めることを特徴とする。

以下に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
本発明による小型の２軸型地盤改良施工機は、図１に実施例を示したとおり、基本的に既往の施工機と構成及び機能の大部分が共通している。そこで全体の理解を容易にするため、先ずは既往技術と共通する構成、作用の説明から始める。
一例としてクローラ型の走行機構部１の上に旋回機構２０を介して自走式機械本体２が搭載され、この自走式機械本体２の前部に、油圧シリンダ２１で支持するリーダー３を備えている。前記該油圧シリンダ２１の油圧制御により、リーダー３の鉛直姿勢を制御して支持する構成は既知のとおりである。因みにこの２軸型地盤改良施工機の大きさの一例を示すと、幅寸は約２．５ｍ、前後方向の長さは約６．７ｍ、リーダーの高さは約９．６ｍと小型の構成である。よって、上述した空間的に種々な制約を受ける場所、或いは狭い住宅地へ搬入させることが可能であり、そうした場所の地盤や住宅基礎の液状化防止を目的とする地盤改良工事の施工を行うことに適する。即ち、従前の大型機械では到底進入できない、狭い道路や狭い住宅地等の施工場所へ進入させて地盤改良工事を安全に行うことができる。
前記リーダー３のガイドレール４に沿って昇降する昇降台５に、駆動軸６を鉛直方向に貫通させて設備するセンターホール式の軸孔７ａを有する回転駆動部７と、同回転駆動部７を回転する回転動力装置８、９とで構成した２基の駆動ユニット１０、１０が、図２に示したように左右に対称的に配置されている。前記２基の駆動ユニット１０、１０の構成の詳細説明は追って行う。前記２基の駆動ユニット１０、１０は、自走式機械本体２のリーダー３に設備されたチエン駆動方式又はピニオン・ラック方式の如き昇降機構により昇降させる構成とされている。或いは自走式機械本体２に設備したウインチから繰り出すワイヤー駆動方式で昇降させても良い。

ちなみに、上記二つの回転駆動部７、７それぞれの軸孔７ａを構成する回転体（具体的図示は省略した。）を、個別に相反する回転方向へ同一速度で同期回転させる回転動力装置７、８を、一基当たり２台ずつ設けた理由は、次に説明する通りである。
図４に簡易な機構図を例示したように、回転駆動部７において軸孔７ａを有する回転体に一つの大歯車７ｂが一体的に設けられている。この大歯車７ｂに対して、隣接する２台の回転動力装置８、９それぞれの出力軸に設けた原動歯車８ａ、９ａは、先ず共通の中継歯車１０ａと噛み合わせて共通方向へ回転駆動させる構成としている。そして、前記中継歯車１０ａと一体に設けた小歯車１０ｂが、前記回転駆動部７の大歯車７ｂと噛み合わされている。
前記２台の回転動力装置８、９は、異なる２速の油圧モータである。一例として容量が６００ｃｃの低速用油圧モータと、容量が３００ｃｃの高速用油圧モータとして構成されている。二つの回転動力装置８、９は切り換え運転が可能に組み合わされている。即ち、前記２速の油圧モータを、回転駆動部７の軸孔７ａへ通した駆動軸６による地盤の掘削に必要な回転トルク及び回転速度に応じて切り換える構成とされている。但し、動力源としては、前記油圧モータに限らず、電動機を同様に採用して実施することもできる。また、回転動力装置は１台のみで実施することも可能である。

上記の油圧シリンダ２１や各回転動力装置８、９へ、動力源である油圧を供給する油圧発生ユニットについては、詳しく図示していないが、この地盤改良施工機に必要とされる電源装置や操縦システム、及び制御ユニット類も含めて、その全てが上記自走式機械本体２上に適宜に設備されている。そして、前記の油圧発生ユニットや上記回転駆動部７及び回転動力装置８、９などを連結する油圧ホースや制御線、電源線類は、図１に例示したように一括りに束ねた形とし、中間部をリーダー３の中継部２０で支持させ、昇降台５の昇降動作を許容しつつ自在に追従する構成とされている。
本発明による施工機を施工現場へ出入りさせる作業や、現場における地盤改良施工の各工程の準備などは、主として自走式機械本体２の操縦席２２へ乗り込んだ運転者による操縦に任される。施工現場で地盤改良施工を開始するに際しては、予め自走式機械本体２が四隅等に備えた複数の油圧式ジャッキ１１を下向きに伸張させ、地面へ突き立てることにより、自走式機械本体２の施工位置と姿勢をしっかり位置決め固定して準備する。

地盤改良施工を開始するに際しては、先ず上記した回転駆動部７の軸孔７ａへ駆動軸６を貫通させ、同駆動軸６の下端部へ、地盤改良用掘削翼１２と攪拌翼１４、及び掘削精度を高める必要によってはスタビライザー１３を取り付ける。駆動軸６の長さは、予め設計した地盤改良壁体の施工深度に対応可能な長さとするのが好都合である。しかし、場合によっては継ぎ足し方式により施工深度に対応する長さに構成することも良い。
回転駆動部７の軸孔７ａの形状及び構成について説明する。詳しく図示説明することは省略したが、回転駆動部７の芯部を構成して軸孔７ａを形成した回転体に、軸孔７ａへ貫通させた駆動軸６を掴み、上記回転動力装置８、９の回転トルク及び貫入力を伝達可能とする油圧式等の軸クランプを内蔵した構成とされている。
因みに、上記軸クランプが駆動軸６を掴んで一体的に回転する構成、手段の容易性と確実性を考慮して、回転駆動部７の軸孔７ａ及び駆動軸６の平面形状は、図２に実施例を示したように、真円の一部を回転角にして約６０度ずつ３箇所にわたり平面状に埋めた六角形に構成されている。但し、軸孔７ａの平面形状及び駆動軸６の水平断面形状は図示例の限りではなく、四角形や多角形等で実施することもできる。
なお、駆動軸６は、セメント系固化材（スラリー）を供給して掘削土中へ注入するためスラリー注入管を内蔵させた中空構造として構成されている。

以上要するに、図１に示した本発明の２軸型地盤改良施工機の場合は、上記二つの回転駆動部７、７の軸孔７ａへ貫通させた２本の駆動軸６、６を各回転動力装置８、９によって回転駆動させつつ、二つの駆動ユニット１０、１０等の重量を貫入力に利用しつつ、２本の駆動軸６、６の地盤改良用掘削翼１２、１２により地盤を掘削し、その掘削土中へセメント系固化材スラリーを注入し攪拌して、一部ラップした二つの地盤改良体を同時に造成するのであり、その基本的な施工原理は、既往の施工機と変わらない。
二つの駆動ユニット１０、１０等の総重量が、地盤改良用掘削翼１２による地盤掘削時の貫入力として大きすぎるときは、同駆動ユニット１０を支持する昇降台５をリーダー３に設備したチエン駆動方式又はピニオン・ラック方式等の昇降機構により制御を行い、貫入力のバランスをとる。逆に、貫入力が不足する場合にも、やはりリーダー３に設置した前記昇降機構により押し込むなどの操作を実施する。
上記掘削翼１２による掘削貫入の工程、即ち二つの駆動ユニット１０、１０の下降がリーダー３のガイドレール４で許容される下限位置まで進んだときは、一旦、回転動力装置８、９による駆動軸６の回転を止め、固化材スラリーの注入も止める。その上で、回転駆動部７の油圧クランプによる駆動軸６の拘束状態を解く。そして、リーダー３に設備した上記の昇降機構により、駆動軸６を現状位置に残したまま二つの駆動ユニット１０、１０をリーダー３のガイドレール４に沿って上昇させ、上限位置から再び掘削翼１２による地盤の掘削を予定深度まで進める。
なお、上記した機能（貫入工程と上昇行程）の切り換え動作に際し、回転駆動部７の軸孔７ａに設けた上記油圧式クランプが駆動軸６を解放する際には、その直前の交代動作として、駆動軸６の下部を下部クランプ３２で掴ませて現状位置を保持させる。その手段として、構成を詳しく図示することは省略したが、図１に示す各回転駆動部７の軸孔７ａの直下位置に、下部クランプ３２が設置されている。この下部クランプ３２を駆動制御することにより、施工途中における駆動軸６の現在位置及び姿勢を一時的に現状に保持することが可能とされている。

上記のようにして一旦上昇させた二つの駆動ユニット１０、１０を再駆動して、掘削翼１２による地盤の掘削工程を再開し続行するにあたっては、先ず回転駆動部７の軸孔７ａに設けた油圧式クランプで再度駆動軸６を掴ませ固定させる。他方、上記した下部クランプ３２を解放させる。そして、各回転駆動部７、７の軸孔７ａへ通した２本の駆動軸６、６を各回転動力装置８、９により回転駆動させつつ、昇降台５を下降させて貫入させて、掘削翼１２による地盤の掘削とスラリー注入による攪拌工程を続行する。この場合に、駆動軸６の地上長さが不足するときは、単位材の継ぎ足しを行うことになる。
こうして地盤の掘削と、スラリー注入による機械式攪拌とにより地盤改良工程を所望の深度まで、具体的には同地盤中に存在する液状化層を貫通する深さまで行う。
そして、地盤改良工程を所望の深度まで行ったときは、駆動軸６および掘削翼１２を逆転させつつ、できるだけ速く上昇させて地上まで引き上げて、次の地盤改良施工位置へ移って、更に地盤改良工程を進めることは、既往の施工法と変わらない。
駆動軸６および掘削翼１２の引き上げ工程を、上記した掘削貫入とは正反対の手順で行うことも同様である。

上記した地盤改良工程を２軸型で実施するための構成として、本発明による小型の２軸型地盤改良施工機は、特に以下に説明する構成に特長を有している。
具体的な構成を図２に平面図として示し、図３には主要部の背面側を斜視図として示したとおり、一つの回転駆動部７と、これを回転駆動する２基の回転動力装置８、９の組み合わせを主要部とし、これらに必要な付属機器類をも含ませてユニットとして構成した２基の駆動ユニット１０、１０が、それぞれ個別のユニット台１８へ設備されている。そして、前記２基のユニット台１８、１８は、上記したリーダー３の昇降台５へ取り付けた取付基台１５の左右位置へ対称的配置に、且つ移動可能に設備されている。
以下に、各ユニット台１８と取付基台１５との取り合い構造について説明する。
図３を見ると分かり易いように、全体として平版構造に構成された取付基台１５には、その左右両側の上下の縁辺に沿って、左右方向へ水平に、且つ平行に延びる配置としたレール状のガイド部１５ａ、１５ａが形成されている。
一方、各ユニット台１８の取り合い部には、同じく上下の縁辺に沿って、取付基台１５の前記上下のガイド部１５ａ、１５ａを挟み付けて滑動可能に抱持するスライダ１８ａが、Ｃ形断面形状の案内溝を有する構成で設けられており、各々が前記上下のガイド部１５ａ、１５ａを抱え持つ形で滑動可能に取り付けられている。かくして左右二つのユニット台１８、１８は、取付基台１５の左右の位置に、左右方向へ遠のき又は近づく移動が個別に可能な構成で設備されている。

次に、上記のとおり左右方向へ遠のき又は近づく移動が個別に可能な構成とした各ユニット台１８、１８のそれぞれに、各ユニット台１８を個別に移動させる軸間距離調整機構部１６が次のように構成されている。
各ユニット台１８の上下のスライダ１８ａから上・下方向へ突き出すように固定して設けられた雌ネジブロック１６ｂへ、長い送りボルト１６ａがねじ込まれている。この送りボルト１６ａは、上記取付基台１５の各ガイド部１５ａと平行な配置とされている。そして、該送りボルト１６ａの基端部１６ｃは、取付基台１５へ固定して設けた反力受けブロック１６ｄのボルト孔へ回転自在に貫通され、且つ軸力（スラスト）を負担可能な構造で支持されている。当該送りボルト１６ａの基端部１６ｃには、レンチ等の工具で回転操作することが容易な六角頭を設けた構成とし、送りボルト１６ａの正・逆方向への回転操作により、各ユニット台１８を個別に移動させることが可能な軸間距離調整機構部１６が構成されている。

したがって、上記の軸間距離調整機構部１６を構成する送りボルト１６ａの基端部（六角頭）を、レンチ等の工具で正逆方向へ回転操作することにより、各ユニット台１８は個別に、互いに接近し又は遠ざかる移動を行なわせることができる。その結果、各ユニット台１８に設備された二つの回転駆動部７、７それぞれの軸孔７ａ、７ａの中心、ひいては同軸孔７ａ、７ａへ通した２本の駆動軸６、６の軸間距離Ｍを大小に変化させることができる。
その結果、２本の駆動軸６、６の下端へ取り付けた二つの掘削翼１２、１２の間隔、とりわけラップ長Ｌを大小に調整することができる。
したがって、液状化防止対策として設計した地盤改良壁Ｗの有効壁厚Ｔが６００ｍｍと求められた場合に、外径寸法Ｄがφ１０００ｍｍの掘削翼１２で施工する場合は、上記軸間距離調整機構部１６を操作して、図５Ａに示したように、掘削翼相互間のラップ寸法Ｌを２００ｍｍに調整することにより、丁度有効壁厚Ｔが６００ｍｍの地盤改良壁を施工できる。
或いはまた、外径Ｄ’がφ９００ｍｍとやや小径の掘削翼１２で施工する場合には、上記軸間距離調整機構部１６を操作して、図５Ｂに示したように、掘削翼相互間のラップ寸法Ｌ’を２３０ｍｍに調整することにより、やはり有効壁厚Ｔが６００ｍｍの地盤改良壁を施工できることになる。
こうして二つの駆動軸６、６の軸間距離Ｍを軸間距離調整機構部１６により調整することにより、外経寸法が大小に異なる掘削翼を使用して施工せざるを得ない場合でも、必要とする有効壁厚Ｔの地盤改良壁の施工を精度良く行える汎用性を発揮する。

上記のとおりであるから、本発明による小型の２軸型地盤改良施工機は、軸間距離調整機構部１６を備えているが故に、造成するべき地盤改良壁の有効壁厚Ｔの設計値にしたがい、或いは施工する住宅地等の狭さや固有の空間的制約、或いは隣地境界線等による規制に対応して、掘削翼１２の外径寸法を選択する自由がある汎用性が発揮され、施工の対象地及び施工条件への適用可能性の拡大が達成される。
もとより軸間距離調整機構部１６の構成態様に関しては、上記２基のユニット台１８、１８を相互に移動させて軸間距離を調整できる構成であるかぎり、上記した実施例の構成に限らない。例えば上記の送りボルト１６ａを直接、同期制御及び刻み制御が可能なステッピングモータ等で駆動する構成や、ピニオン・ラック機構方式で自動化した構成などで同様に実施することもできる。

次に、本発明における上記軸間距離の調整機構部１６の作用効果を一層高めるべく改良・工夫した構成を、図６ＡとＢ、Ｃの対比により説明する。
先ず図６Ａは、上記２基の駆動ユニット１０、１０を、何ら工夫することなく単純に、取付基台１５のガイド部１５ａに対して一直線状の配置で設備した場合を示している。この場合は、２基の駆動ユニット１０、１０における駆動軸の軸間調整の可能範囲は、内向きに突き出て相対峙する構成部１０’、１０’がほぼ接近している関係上、調整幅は殆ど零に近い。
これに対して、図６Ｂに、本発明により改良・工夫した改善案を示したとおり、この改善案では、やはり一直線状に形成された取付基台１５のガイド部１５ａに対して、各駆動ユニット１０、１０の構成部分のうち、図６Ａで内向きに相対峙する関係に出っ張った構成部１０’、１０’が、前記ガイド部１５ａに対する垂直線Ｎよりも内側へ納まるように、各駆動ユニット１０、１０を設備するユニット台１８をそれぞれ、角度θだけ対称的に傾斜させた形態に形成されている。
つまり、図６Ａでは、内向きに相対峙する関係に出っ張った構成部１０’、１０’がそのまま相対峙して接近しており、既に近寄り寸法がない。その点、図６Ｂでは、ユニット台１８を適切な角度θの傾斜形状に形成した結果、同ユニット台１８へ設備した駆動ユニット１０の全体が、前記角度θの分だけ内方へ回転して、内向きに相対峙する関係に出っ張った構成部１０’、１０’は互いに遠ざかる関係となって、ガイド部１５ａに対して垂直な線よりも内側に納まっている。

そのため２基の駆動ユニット１０、１０において内向きに相対峙する関係に出っ張った構成部１０’、１０’の間には、相当大きさの近寄り寸法Ｍ’が形成されており、上述した駆動軸の軸間距離調整の可能幅が確保されている。
その結果、図６Ｂでは外径寸法Ｄがφ１０００ｍｍの掘削翼１２を使用し、図６Ｃでは外径寸法Ｄ’がφ８００ｍｍの掘削翼１２’を使用した場合の状態変化を例示しているとおり、図６Ｃの場合にもラップ寸法Ｌ’を確保して有効壁厚Ｔの施工に支障ないことが明らかである。

以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、本発明は図示した実施例の構成に限定するものではない。当業者が必要に応じて行う設計変更や応用、利用の範囲を含むことを念のため申し添える。

１ 走行機構部
２ 自走式機械本体
３ リーダー
４ ガイドレール
５ 昇降台
６ 駆動軸
７ 回転駆動部
７ａ 軸孔
８、９ 回転動力装置
１０ 駆動ユニット
１２ 地盤改良用掘削翼
１３ スタビライザー
１４ 攪拌翼
１５ 取付基台
１５ａ ガイド部
１８ ユニット台
１６ 軸間距離調整機構部
１６ｂ 雌ネジブロック
１６ａ 送りボルト
１６ｃ 送りボルトの基端部
１６ｄ 反力受けブロック
Ｔ 有効壁厚
Ｄ、Ｄ’ 掘削翼の外径寸法
Ｌ、Ｌ’ ラップ寸法

Claims (4)

1. 走行機構部を備えた自走式機械本体で鉛直姿勢に支持されたリーダーのガイドレールに沿って昇降する昇降台に、駆動軸を鉛直方向に貫通させて設備するセンターホール式の軸孔を有する回転駆動部、及び同回転駆動部を回転する回転動力装置で成る２基の駆動ユニットが左右に取り付けられており、
   前記回転駆動部の軸孔へ貫通させて設備した各駆動軸の下端部へ、少なくとも地盤改良用掘削翼と攪拌翼が取り付けられて成り、
   前記回転駆動部および回転動力装置で構成した２基の駆動ユニットはそれぞれ個別のユニット台へ設備されており、各ユニット台が、前記昇降台へ取り付けた取付基台に左右方向の向きに形成されたガイド部へ、互いに近づき又は遠ざかる移動が可能に設置されており、
   前記取付基台と各ユニット台との間に、ユニット台を個別に移動させる軸間距離調整機構部が設置されていることを特徴とする、狭隘な場所の施工に適する小型の２軸型地盤改良施工機。
2. 請求項１に記載した小型の２軸型地盤改良施工機において、
   駆動ユニットを設備した各ユニット台は、取付基台のガイド部に対し、各駆動ユニットの構成部分のうち内向きに相対峙する構成部が、前記ガイド部の方向に対する垂直線よりも内側へ納まる角度の傾斜形状に構成されていることを特徴とする。
3. 請求項１に記載した小型の２軸型地盤改良施工機において、
   各ユニット台を個別に移動させる軸間距離調整機構部は、リーダーのガイドレールを伝って昇降する昇降台へ取り付けた取付基台のガイド部へ、前記ユニット台のスライダが移動可能に取り付けられており、
   同スライダへ固定した雌ネジブロックへねじ込まれて前記ガイド部と平行に配置された送りボルトの基端部は、取付基台へ固定した反力受けブロックにより回転自在に、且つ軸力を負担可能に支持された構成であることを特徴とする。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載した、小型の２軸型地盤改良施工機を使用する地盤改良工法であって、
   駆動軸を鉛直方向に貫通させるセンターホール式の軸孔を有する回転駆動部を含む２基の駆動ユニットを備えた２軸型地盤改良施工機における前記の各軸孔へ地盤改良の施工に必要とする長さの駆動軸を貫通させて設備する段階と、
   前記駆動軸の下端部へ、液状化防止用地盤改良壁について設計した有効壁厚の施工に適切な外径寸法の地盤改良用掘削翼と掘削翼を取り付ける段階と、
   ２軸の前記地盤改良用掘削翼の外径寸法を前提として、液状化防止用地盤改良壁について設計した前記有効壁厚に適切なラップ寸法を、軸間距離調整機構部の操作により適正に設定した２軸型地盤改良施工機を使用して、ラップ型方式による地盤改良施工を進める段階とから成ることを特徴とする。

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