JP3116462U

JP3116462U - 地盤改良装置

Info

Publication number: JP3116462U
Application number: JP2005007296U
Authority: JP
Inventors: 勝利今永
Original assignee: 勝利今永
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2015-09-05

Abstract

【課題】装置の高さを大きくすることなく造成杭を形成して地盤を改良することができる地盤改良装置を提供する。
【解決手段】フレキシブルシャフト５の先端に取り付けた掘削攪拌翼３を回転させるとともに、固化材含むスラリーをフレキシブルホースで移送し注入して掘削土と攪拌混合しながら造成杭を形成する地盤改良装置において、フレキシブルシャフト５とフレキシブルホースとを案内するとともに、掘削撹拌翼３を垂直に昇降させるための複数の案内部材７が片側方向にのみ回動自在に連結され、案内部材７の連結部には前後の案内部材７を連結・連結解除のための連結金具が設けられ、連結金具の連結・連結解除を行う連結解除部材を有し且つ案内部材７を送り込むとともに送り込まれた案内部材７を引き上げる案内部材昇降装置８を備えた床下地盤改良装置。
【選択図】図３

Description

本考案は、軟弱な地盤に固化材を含むスラリーを注入して造成杭を形成して地盤を改良する地盤改良装置に関する。

軟弱地盤の改良方法に、掘削される穴の内部で掘削土にセメントミルクなどの固化材を圧送して撹拌により地中杭を造成する方法が知られている。この方法に使用する地盤改良装置として、例えば、特許文献１にリーダに沿ってロッドを回転させて掘削しながら下降させ、ロッド内を通じて固化材を圧送して撹拌により地中杭を造成する方法が開示されている。

また、港湾や埋立地の護岸工事における水上の土木工事の際に岩盤の改良に造成杭が利用されている。この場合、図１３に示すように、台船２９の舷側に高いリーダ３１を固定し、リーダ３１に先端に掘削掘削撹拌翼３を有するロッド３２を回転させて掘削し、掘削後固化材を含むミルクと掘削土を撹拌混合して施工している。

また、軟弱な地盤により傾斜した家屋の床を元の水平な状態に戻すため、ジャッキを利用して家上げが行われている。
特開２００４−１３７７２２号公報

しかしながら、従来のリーダに沿ってロッドを回転させる地盤改良装置は、リーダやロッドの高さが大きいために狭い施工現場では作業ができず、また、より深い位置の岩盤の改良には高さを大きくしたリーダやロッドが必要となって設備が大型化し、また、水上の土木工事では、リーダやロッドの高さが大きくなると安定させるために台船も大型化しなくてはならないという問題がある。

また、家上げでは基礎にコンクリートを挟むだけで、床上げが完了しても、軟弱な地盤ではそのうちまた床が傾くことが考えられので、軟弱地盤の改良を実施しようとした場合、家屋の床下は狭く作業スペースが限られているために小型の地盤改良装置であっても施工が難しい。

そこで、本考案は、作業スペースが限られている現場や深い位置の岩盤でも装置の高さを大きくすることなく造成杭を形成して地盤を改良することができる地盤改良装置を提供するものである。

本考案は、フレキシブルシャフトの先端に取り付けた掘削撹拌翼を回転させて掘削し、フレキシブルホースで固化材を含むスラリーを注入して掘削土と攪拌混合しながら造成杭を形成する地盤改良装置において、フレキシブルシャフトとフレキシブルホースとを案内する複数の案内部材が片側方向に回動自在に連結部で順次連結され、連結部には隣り合う前後の案内部材の連結・連結解除のための連結金具が設けられ、案内部材を片側方向に回動させて水平状態から垂直状態に送り込むとともに送り込まれた案内部材を垂直状態から水平状態に引き上げる案内部材昇降装置が、案内部材の連結金具の連結・連結解除を行う連結解除部材を備えていることを特徴とする。

本考案はユニバーサルジョイントを連結したフレキシブルシャフトを使用し、案内部材を水平状態から垂直状態に送り込込んで掘削し、掘削後垂直状態から水平状態で引き上げができるので、作業スペースが限られている現場や深い位置の岩盤でも地盤改良装置の高さを大きくすることなく造成杭を形成して地盤を改良することができる。

本考案の実施例について図を参照しながら説明する。

図１は本考案の地盤改良装置を用いて床下において施工する例を示す図、図２は同概略平面図、図３は案内部材の送り込みの状態を示す図である。

本考案の地盤改良装置は、家屋床下の基礎コンクリート１の近傍に掘削撹拌翼を回転させて固化材を含むスラリーを注入して掘削土と攪拌混合しながら造成杭２を形成して地盤を改良するものである。

掘削撹拌翼３を回転させるため、掘削撹拌翼３を取り付けたフレキシブルシャフト５がモータ４に連結されている。また、固化材を含むスラリーをフレキシブルホース６により注入するために、グラウトポンプ６ａおよびグラウトミキサー６ｂが配置されている。フレキシブルシャフト５とフレキシブルホース６は案内部材７により案内されて送り込まれる。

図３に示すように、案内部材７を水平状態から垂直状態に送り込むとともに、送り込まれた案内部材７を垂直状態から水平状態に引き上げる案内部材昇降装置８が配置される。案内部材昇降装置８は、モータ９のフレキシブルシャフト１０がピニオン１１のシャフトに接続され、ピニオン１１の回転によりピニオン１１の歯が案内部材７の移動方向に間隔をおいて設けられた引っ掛けピン１２に噛み合って案内部材７の送り込み・引き上げを行う。案内部材昇降装置８には、案内部材７を案内するローラ２６がガイドボックス２５内に配置されている。

図４（ａ）は案内部材の側面図、（ｂ）は同断面図である。

案内部材７は、フレキシブルシャフト５とフレキシブルホース６を案内するとともに、掘削撹拌翼３を地中で垂直に昇降させるために、案内部材７は対向する側板１４を有し、両側板１４の間にフレキシブルシャフト（図示せず）を通すとともに、フレキシブルシャフトを地中でほぼ垂直に維持する。先行の案内部材７ａの上端と後続の案内部材７ｂの下端が、一方の側縁側で連結軸１５により回転可能に連結され、他方の側縁側に一方の案内部材７ｂにスットッパーピン１６、他方の案内部材７ａにスットッパーピン受け１７が設けられている。この構成により、案内部材７を片側方向にのみ回動させることができる。

また、案内部材７の両側板１４の間で、且つ連結軸側の側縁には、引っ掛けピン１２が間隔をおいて設けられ、案内部材昇降装置８のピニオン１１に引っ掛けられて案内部材７の送り込み・引き上げを行う。

図５は案内部材の連結部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であり、図６は連結金具を示し、（ａ）連結金具の斜視図、（ｂ）は連結金具の移動前の状態を示す図、（ｃ）は移動後の状態を示す図である。

先行の案内部材７ａの上端と後続の案内部材７ｂの下端との間には、連結板１８ａ，１８ｂがそれぞれ設けられている。一方の連結板１８ａには二股のスプリング１９が固定され、スプリング１９の端部には各連結板１８ａ，１８ｂと溝２０ａ，２０ｂ内で係合する連結金具２１が支持されている。連結金具２１はスプリング１９により連結板１８ａ，１８ｂ側に付勢される。

図６に示すように、連結金具２１の溝２０ａ，２０ｂについては、後続の案内部材７ｂの下端の連結板１８ｂに係止する溝２０ｂが、先行の案内部材７ａの上端の連結板１８ａに係止する溝２０ａより浅く、連結金具２１の移動により後続の案内部材７ｂの下端の連結板１８ｂが溝２０ｂから外れるように形成されている。連結金具２１の中央には連結解除ピン２２が立設され、後述するように、連結解除ピン２２を外部から押してスプリング１９の付勢力に抗して連結金具２１を外側に移動させて、後続の案内部材７ｂの下端の連結板１８ｂを溝２０ｂから外して先行の案内部材７ａと後続の案内部材７ｂの連結を解除する。

図７は掘削撹拌翼を回転させるフレキシブルシャフトを示す図である。案内部材７内に軸心周りを回転自在に配置されたフレキシブルシャフト５は、柔軟性のあるゴムホース５ａ内にユニバーサルジョイント５ｂで連結されている。各ユニバーサルジョイント５ｂはベアリング５ｃによりゴムホース５ａに保持されている。

最先端のユニバーサルジョイント５ｂには掘削撹拌翼３を固定する掘削撹拌翼取付部材２３が取り付けられ、掘削撹拌翼取付部材２３にはＯリング５ｄを介してスリーブ５ｅを取り付けてシールし、ゴムホース５ａ内に水が浸入するのを防止する。ゴムホース５ａはスリーブ５ｅにバンド５ｆで締め付けられている。

最後端のユニバーサルジョイントには、最先端のユニバーサルジョイントと同様に水が浸入するのを防止するためＯリング５ｄを介してスリーブ５ｅが取り付けられ、モータ４の回転軸に連結されている。掘削撹拌翼取付部材２３は案内部材７の下方の受け板２４に回転自在に支持される。

図８は案内部材昇降装置の内部を示す側面図、図９は正面図、図１０は案内部材昇降装置の上部を示す平面図である。

案内部材昇降装置８のガイドボックス２５内には、案内部材７を案内するローラ２６が上段、中段、下段に配置され、ローラ２６の両側には案内部材７を位置決めするカラー２７が設けられている。

中段のローラと下段のローラとの間には案内部材７の引っ掛けピン１２に引っ掛けて案内部材７の送り込みあるいは引き上げを行うピニオン１１が配置され、ピニオン１１はフレキシブルシャフト１０で回転する。

中段のローラの上部には、案内部材７が移動する際に連結金具２１の連結解除ピン２２を押して連結金具２１を移動させる連結解除部材２８が配置されている。連結解除部材２８は山形のテーパーを形成して、案内部材７の移動に伴って連結解除ピン２２を徐々に押して外側に移動させた後、連結解除ピン２２が内側に徐々に戻るようにする。連結解除ピン２２の外側への移動により案内部材７の連結が解除されて案内部材７が回動可能となり、連結解除ピン２２が戻ることにより案内部材７が連結される。

次ぎに本考案の地盤改良装置を床下の地盤改良に使用する作業について説明する。

家屋床下の基礎コンクリート１の近傍に穴をあけた後、基礎コンクリート１に案内部材昇降装置８を取り付けてセットする。次いでモータ４を駆動させてフレキシブルシャフト５のユニバーサルジョイント５ｂに連結された掘削撹拌翼３を回転させて掘削を行う。その際に、モータ９を駆動させてピニオン１１を回転させて案内部材７の引っ掛けピン１２に引っ掛けて案内部材７の送り込みを行う。

案内部材７が水平状態から案内部材昇降装置８に導入されて送り込まれるにしたがって、連結解除部材２８が先行の案内部材７ａの連結解除ピン２２を押して連結金具２１が外側に移動して後続の案内部材７ｂの連結板１８ｂが連結金具２１の溝２０ｂから外れて回動して傾斜した状態になる。さらに後続の案内部材７ｂが降下して垂直状態になっていくにしたがって先行の案内部材７ａの連結解除ピン２２が徐々に戻って連結金具２１が内側に移動して溝２０ｂに後続の案内部材７ｂの連結板１８ｂが係止され、前後の案内部材７ａ，７ｂが垂直に連結されていく。

掘削撹拌翼３が所定の深さ掘削すると、案内部材７を引き上げながら掘削撹拌翼３を回転させるとともに、グラウドミキサー６ｂで混合した固化材を含むスラリーをグラウドポンプ６ａによりフレキシブルホース６を経てノズル６ｃで注入し、掘削土と攪拌混合して造成杭２を形成する。

案内部材７を引き上げる際は、案内部材７の上昇に伴って、連結解除部材２８が連結解除ピン２２を押して下方の案内部材７ａの連結金具２１が外側に移動して溝２０ｂから前の案内部材７ｂの連結板１８ｂが外れ、前の案内部材７ｂは傾斜しながら上昇して行き案内部材昇降装置８から水平状態で引き出される。

本考案の地盤改良装置により、作業スペースの狭い床下においても掘削撹拌翼３による掘削ができるので、地盤改良工事が可能となる。

図１１は本考案の地盤改良装置を海底の地盤改良に適用した例を示す斜視図、図１２は図１１の概略一部断面図である。本実施例の地盤改良装置の案内部材、案内部材昇降装置、フレキシブルシャフト、振れキスブルホースなどの部材は実施例１の地盤改良装置の部材と同一であるので、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

台船２９の舷側に複数の案内部材昇降装置８を取り付ける。次いでモータ４を駆動させてフレキシブルシャフト５の先端に連結された掘削撹拌翼３を回転させて掘削を行う。その際に、案内部材昇降装置８により実施例１と同様に案内部材７の送り込みを行う。水平状態の案内部材７はレール３０上を移動させる。

案内部材７は水平状態から案内部材昇降装置８により垂直状態となって送り込まれ、掘削撹拌翼３が所定の深さに達すると、案内部材７を案内部材昇降装置８で引き上げながら掘削撹拌翼３を回転させ、固化材を含むスラリーをグラウドポンプ６ａによりフレキシブルホース６を経てノズル６ｃで注入し、掘削撹拌翼３で掘削土と攪拌混合して造成杭２を形成する。

案内部材７を引き上げる際は、案内部材７の上昇に伴って、垂直状態から案内部材昇降装置８により水平状態となって引き出される。

本考案の地盤改良装置により、台船による地盤改良工事が装置の高さを大きくすることなく実施することができる。

本考案の地盤改良装置を用いて施工する例を示す図である。本考案の地盤改良装置を用いて施工する状態を示す概略平面図である。本考案の地盤改良装置において案内部材の送り込みの状態を示す図である。（ａ）は案内部材の側面図、（ｂ）は同断面図である。案内部材の接続部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。連結金具を示し、（ａ）連結金具の斜視図、（ｂ）は連結金具の移動前の状態を示す図（ｃ）は移動後の状態を示す図である。フレキシブルシャフトを示す図である。案内部材昇降装置の内部を示す側面図である。案内部材昇降装置の内部を示す正面図である。案内部材昇降装置の上部を示す平面図である。本考案の地盤改良装置を海底の地盤改良に適用した例を示す斜視図である。図１１の概略一部断面図である。従来の海底の地盤改良の例を示す概略斜視図である。

符号の説明

１：基礎コンクリート２：造成杭３：掘削撹拌翼４：モータ５：フレキシブルシャフト５ａ：ゴムホース５ｂ：ユニバーサルジョイント５ｃ：ベアリング５ｄ：Ｏリング５ｅ：スリーブ６：フレキシブルホース６ａ：グラウドポンプ６ｂ：グラウトミキサー６ｃ：ノズル７：案内部材８：案内部材昇降装置９：モータ１０：フレキシブルシャフト１１：ピニオン１２：引っ掛けピン１４：側板１５：連結軸１６：ストッパーピン１７：スットッパーピン受け１８ａ，１８ｂ：連結板１９：スプリング２０ａ，２０ｂ：溝２１：連結金具２２：連結解除ピン２３：掘削撹拌翼取付部材２４：受け板２５：ガイドボックス２６：ローラ２７：カラー２８：連結解除部材２９：台船３０：レール３１：リーダ３２：ロッド

Claims

フレキシブルシャフトの先端に取り付けた掘削撹拌翼を回転させて掘削し、フレキシブルホースで固化材を含むスラリーを注入して掘削撹拌翼で掘削土と攪拌混合しながら造成杭を形成する地盤改良装置において、
フレキシブルシャフトとフレキシブルホースとを案内する複数の案内部材が片側方向に回動自在に連結部で順次連結され、連結部には隣り合う前後の案内部材の連結・連結解除のための連結金具が設けられ、案内部材を片側方向に回動させて水平状態から垂直状態に送り込むとともに送り込まれた案内部材を垂直状態から水平状態に引き上げる案内部材昇降装置が、案内部材の連結金具の連結・連結解除を行う連結解除部材を備えていることを特徴とする地盤改良装置。
案内部材の移動方向に間隔をおいて引っ掛けピンが設けられ、案内部材昇降装置に引っ掛けピンに引っ掛けて案内部材を上昇下降させるピニオンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の地盤改良装置。
前の案内部材の上端と後の案内部材の下端にそれぞれ連結板が設けられ、各連結板と係合する溝を有する連結金具がスプリングにより連結板側に付勢されていることを特徴とする請求項１または２記載の地盤改良装置。
フレキシブルシャフトがゴムホース内にベアリングで支持されたユニバーサルジョイントで連結されていることを特徴とする請求項１、２又は３項記載の地盤改良装置。