JP4038393B2 - 地盤改良船および地盤改良工法 - Google Patents

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】
以上の課題を解決するための地盤改良船は、船体の一方の端部の甲板上に回転自在に平面円形の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、該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、前記撹拌ヘッドの回転軸がスラリーの吐出口を備えた外通路と、噴射管を接続した高圧内管とから構成されており、前記ターンテーブルが設置された船体の端部は、前記リーダーが突出状態においてターンテーブルが少なくとも１８０度回転できるようにターンテーブルと同様に湾曲状に形成されていることを特徴とする。また、リーダーは、ジョイントを介して回動自在にターンテーブルに取り付けられていること、および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、これらの縦用スパッドキャリッジと横用スパッドキャリッジとが、船体に貫通した長孔の両側におけるレールと、該レールに設置された移動自在な走行台車と、この走行台車に設置された、自重で長孔を降下して海底地盤に打ち込まれるスパッドとから構成されたことを含むものである。
【０００６】
また地盤改良工法は、船体の甲板上における平面円形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、ターンテーブルが設置された船体の端部が湾曲状に形成された地盤改良船による地盤改良工法であり、前記縦用スパッドキャリッジと横用スパッドキャリッジとが、船体に貫通した長孔の両側におけるレールと、該レールに設置された移動自在な走行台車と、この走行台車に設置された、自重で長孔を降下して海底地盤に打ち込まれるスパッドとから構成され、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

Claims (5)

1. 船体の一方の端部の甲板上に平面円形のターンテーブルが回転自在に設けられ、このターンテーブルに地盤改良装置が設置され、該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、前記撹拌ヘッドの回転軸がスラリーの吐出口を備えた外通路と、噴射管を接続した高圧内管とから構成されており、
   前記ターンテーブルが設置された船体の端部は、前記リーダーが突出状態においてターンテーブルが少なくとも１８０度回転できるようにターンテーブルと同様に湾曲状に形成されていることを特徴とする地盤改良船。
2. リーダーは、ジョイントを介して回動自在にターンテーブルに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良船。
3. 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、これらの縦用スパッドキャリッジと横用スパッドキャリッジとが、船体に貫通した長孔の両側におけるレールと、該レールに設置された移動自在な走行台車と、この走行台車に設置された、自重で長孔を降下して海底地盤に打ち込まれるスパッドとから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の地盤改良船。
4. 船体の一方の端部の甲板上に回転自在に設けられた平面円形のターンテーブルにリーダーを突出させて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、ターンテーブルが設置された船体の端部は前記リーダーが突出状態においてターンテーブルが少なくとも１８０度回転できるようにターンテーブルと同様に湾曲状に形成された地盤改良船による地盤改良工法であり、前記縦用スパッドキャリッジと横用スパッドキャリッジとが、船体に貫通した長孔の両側におけるレールと、該レールに設置された移動自在な走行台車と、この走行台車に設置された、自重で長孔を降下して海底地盤に打ち込まれるスパッドとから構成され、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地盤改良工法。
5. 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なることを特徴とする請求項４に記載の地盤改良工法。

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