JP4191187B2

JP4191187B2 - オーガロッド振れ止め装置及び地盤改良機、並びに地盤改良工法

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Publication number: JP4191187B2
Application number: JP2005326251A
Authority: JP
Inventors: 忠司中馬; 友行中村
Original assignee: Estech Corp
Current assignee: Estech Corp
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: JP2007132090A

Description

本発明は、主として地盤改良工法等に使用される地盤改良機、及びオーガロッド振れ止め装置、並びに地盤改良工法に関する。

地盤改良工法や連続止水壁工法等においては、地盤中に円柱状の固化体を形成するべく、図６に示したような地盤改良機と称される装置が用いられている。
該地盤改良機１００は、図６に示す如く、主としてベースマシン１０１と、該ベースマシン１０１から略鉛直方向に立設されたリーダーマスト１０２と、該リーダーマスト１０２に対して昇降可能に設置された攪拌装置１０３とを備えて構成されている。具体的には、該攪拌装置１０３は、１本又は２本以上のオーガロッド１０４と該オーガロッド１０４の先端部に取り付けられた攪拌翼１０５及び掘削翼１０６とを備えて構成されており、２本以上のオーガロッドを有する場合には、それらを連結する軸間保持材１０７を備えて構成されている。また、該リーダーマスト１０２の上部にはオーガロッドを回転させるためのアースオーガ駆動装置１１０が設けられ、リーダーマスト１０２の下部にはオーガロッドの振れを防止する振れ止め装置１１１が備えられている。さらに、該地盤改良機１００は、オーガロッド１０４の先端付近からセメント系等のスラリー状固化材が吐出可能なように構成されている。

そして、上記の工法においては、地盤中の所定の深さまで攪拌装置１０３の先端を下降させた後、固化材を吐出しながら攪拌翼１０５を回転させることにより土と固化材とを混合し、同時に攪拌装置１０３を上昇させていくという手順により、地盤中に固化材と土とが混合されてなる円柱状の改良体が形成される。また、掘削翼で地盤を掘削して攪拌装置１０３を下降させながら同時に固化材を吐出することにより、円柱状の改良体を形成する場合もある。
セメント系等の固化材は所定の時間で固化するものであるため、該作業は当然ながら可及的速やかに行うことが望まれている。

前記振れ止め装置１１１としては、従来、下記特許文献１に記載の如く、オーガロッドの本数に応じた複数の半円弧状の凹部をそれぞれ備えた一対の規制板を備え、外側すなわちリーダーマストとは反対側の規制板を開閉可能としたものや、下記特許文献２に記載の如く、オーガロッドの本数に応じた複数の半円弧状の凹部をそれぞれ備えた一対の規制板を備え、外側の規制板をオーガーマストから離間する方向へ平行移動させることによって両者の間隔を広げるように構成されたものが知られている。
特公平７−１０７２６３号公報特開２００２−１３８５０９号公報

しかしながら、リーダーマストやオーガロッドの長さよりも深い場所の施工を行う場合には、複数のオーガロッドを縦に継ぎ足して施工を行う必要があるところ、従来の振れ止め装置を用いた場合には、外側の規制板を取外すか、又は外側の規制板の固定を解除した後に大きく開く必要があり、オーガロッドの継ぎ足し作業を短時間で行うことができないという問題があった。

上記のような従来技術の問題点に鑑み、オーガロッドの脱着作業が容易である振れ止め装置を提供することを一の課題とする。

上記課題を解決するべく、本発明は、複数のオーガロッドを継ぎ足して使用する地盤改良機のリーダーマストに設置されるオーガロッド振れ止め装置であって、オーガロッドを支持する支持部材を備え、該支持部材はリーダーマストから向かって左右方向よりオーガロッドを挟持するべく対向して設けられ、且つ該支持部材はオーガロッドを支持及び開放しうるように対向した状態のまま近接及び離間可能に設けられ、前記リーダーマストと前記支持部材との間には、支持部材を摺動可能に保持し且つオーガロッドとリーダーマストとの接触を防止するための保持部材が備えられ、該保持部材よりも後ろ側には支持部材の近接および離間を可能する油圧シリンダーが備えられており、前記支持部材は、該油圧シリンダーによって中心から等距離に位置するように制御されることを特徴とするオーガロッド振れ止め装置を提供する。

また、本発明は、複数のオーガロッドを継ぎ足して使用する地盤改良機であって、前記オーガロッド振れ止め装置を備えたことを特徴とする地盤改良機を提供する。

また、本発明は、地盤改良機により複数のオーガロッドを縦方向に連結して地盤改良を行う地盤改良工法であって、
該地盤改良機のリーダーマストにはオーガロッド振れ止め装置が設置されてなり、該オーガロッド振れ止め装置には、オーガロッドを支持する支持部材が備えられ、該支持部材はリーダーマストから向かって左右方向よりオーガロッドを挟持するべく対向して設けられ、且つ該支持部材はオーガロッドを支持及び開放しうるように対向した状態のまま近接及び離間可能に設けられ、前記リーダーマストと前記支持部材との間には、支持部材を摺動可能に保持し且つオーガロッドとリーダーマストとの接触を防止するための保持部材が備えられ、該保持部材よりも後ろ側には支持部材の近接および離間を可能する油圧シリンダーが備えられ、前記支持部材は、該油圧シリンダーによってリーダーマストの中心から等距離に位置するように制御されるものであり、
新たなオーガロッドを追加する際には、該振れ止め装置の支持部材を外側へと離間させ、新たなオーガロッドをリーダーマスト側へと徐々に引き寄せ、該振れ止め装置の支持部材を閉じて左右から把持することによって該新たなオーガロッドを固定し、支持部材がリーダーマストの中心から等距離となるように位置制御されるために、固定されたオーガロッドの中心とアースオーガ駆動装置の中心とが合致した状態とし、該オーガロッドとアースオーガ駆動装置とを連結させ、既に地中へ挿入されたオーガロッドの上に新たなオーガロッドを繋ぎ合わせ、両者を連結固定することを特徴とする地盤改良工法を提供する。

本発明に係るオーガロッド振れ止め装置によれば、オーガロッドを支持する支持部材を備え、該支持部材はリーダーマストから向かって左右方向よりオーガロッドを挟持するべく対向して設けられ、且つ該支持部材がオーガロッドを支持及び開放しうるように対向した状態のまま近接及び離間可能に設けられてなるため、オーガロッドを継ぎ足す場合には、該支持部材を左右に離間させるだけで追加すべき新たなオーガロッドを地盤改良機から向かって前方よりリーダーマスト側へと容易に引き寄せることができ、速やかに連結することができる。しかもオーガロッドを連結させた後には、支持部材を再び近接させるだけで速やかにオーガロッドを支持することができる。
また、連結されたオーガロッドを取り外す場合には、該支持部材を左右に離間させるだけでオーガロッドを開放することができ、取り外すべきオーガロッドをリーダーマスト側より地盤改良機から向かって前方へと離間させ、速やかに取り外すことができる。しかもオーガロッドを取り外した後には、支持部材を再び近接させるだけで速やかに次のオーガロッドを支持することができる。

また、斯かる構成のオーガロッド振れ止め装置によれば、軸間距離の異なるオーガロッドを使用する場合であっても、前記支持部材の近接距離を調整することによって該オーガロッドを支持することができるため、軸間距離の異なるオーガロッド毎に振れ止め装置を用意する必要が無い。本数が異なるオーガロッドに対しても同様であり、前記支持部材の近接距離を調整することによって１本のオーガロッド、又は複数本で構成されたオーガロッドを対象として振れ止め効果を発揮することができる。
さらに、軸間保持材を通過させる際にも、支持部材を左右に離間させるだけで極めて容易にこれを通過させることができる。

以上のように、本発明に係るオーガロッド振れ止め装置によれば、オーガロッドの脱着作業や軸間保持材を通過が極めて容易となり、地盤改良等における作業性を顕著に改善することができる。
また、軸間距離や軸の本数が異なるオーガロッドであっても使用することができるため、異なる構成のオーガロッドに対して個々に触れ止め装置を用意する必要がないという効果がある。

以下、本発明に係る地盤改良機及びオーガロッド振れ止め装置の一実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る地盤改良機及びオーガロッド振れ止め装置の一実施形態を示したものであり、図１（ａ）は、該地盤改良機の側面図、図１（ｂ）は、該地盤改良機を正面から見た場合の攪拌装置部分を示した図である。
図１に示す如く、本実施形態に係る地盤改良機１は、ベースマシン１１と、該ベースマシン１１から略鉛直方向に立設されたリーダーマスト１２と、該リーダーマスト１２に対して昇降可能に設置されたアースオーガ駆動装置１３と、該アースオーガ駆動装置１３の下方に連結された二軸方式の攪拌装置１４と、該攪拌装置１４のオーガロッドの振れを防止するためのオーガロッド振れ止め装置１５とを備えて構成されている。

攪拌装置１４についてさらに具体的に説明すると、該攪拌装置１４は、並行に保持された２本のオーガロッド４１と、該オーガロッド４１を並行な状態に保持するための軸間保持材４２と、オーガロッド４１の先端付近に設けられた攪拌翼４３と、オーガロッドの最下端に設けられた掘削翼４４とを備えて構成されている。

また、該攪拌装置１４は、セメント系等の固化材を地盤中に噴出し得るように構成されており、具体的には、オーガロッド４１の内部には固化材を通すための流路（図示せず）が形成され、オーガロッド４１の下端付近には固化材を吐出するための吐出孔（図示せず）が形成されている。即ち、本実施形態に係る地盤改良機１は、アースオーガ駆動装置１３を介してオーガロッド４１内部の流路に注入された固化材が、オーガロッド４１の流路を通って下方へと送られ、地盤中において吐出孔から吐出されるように構成されている。

図２（ａ）は、本実施形態における前記オーガロッド振れ止め装置１５を示した斜視図である。
図２（ａ）に示す如く、本実施形態に係るオーガロッド振れ止め装置１５は、前記オーガロッド４１を支持するための支持部材５１と、該支持部材５１を保持するための保持部材５２と、該保持部材５２に対して支持部材５１を移動させるための移動装置５３と、保持部材５２を地盤改良機１のリーダーマスト１２に係合させるための係合部材５４とを備えて構成されている。

支持部材５１は、前記リーダーマスト１２から向かって左右方向より前記オーガロッド４１を挟み込むことができるように、対向する位置に一対をなして設けられている。該支持部材５１は、前記オーガロッド４１と接触する接触面５１ａを有しており、本実施形態においては、該接触面５１ａは、図２に示す如く、前記オーガロッド４１の周面に沿って接しうるような断面円弧状の凹面として形成されている。本実施形態では、該支持部材５１の接触面５１ａは、オーガロッドの半周を覆うような中心角１８０度の断面略半円状に形成されている。

図２（ｂ）は、該支持部材５１のより好ましい一実施形態を示した平面図である。該図２（ｂ）に示す如く、該支持部材５１は、断面が中心角１８０度を僅かに超えるように構成されている。即ち、該支持部材５１は、中心角１８０度の円弧部分５１ｂと、その先端から略接線方向に僅かに伸びるように形成された先端部５１ａとから構成されている。このような先端部５１ａを備えることにより、オーガロッド４１の振れをより確実に防止しうるものとなる。

また、保持部材５２は、その前面側に支持部材５１を摺動させうる摺動面５２ａを有しており、該摺動面５２ａの上端および下端には、支持部材５１をそれぞれ上下から保持する断面Ｌの字状の枠部５２ｂが対向して設けられており、該枠部５２ｂの内側にはそれぞれ案内溝５２ｃが形成されている。そして、上方側および下方側を枠部５２ｂによって保持された一対の支持部材５１は、その案内溝５２ｃに案内されて摺動面５２ａに沿って左右に移動可能な状態で備えられている。また、案内溝５２ｃは直線状に形成されているため、支持部材５１が左右に移動した場合であっても、前記支持部材５１の接触面５１ａは互いに向き合った状態に維持される。

移動装置５３は、一対の支持部材５１を、それぞれ摺動面５２ａに沿って互いに近接および離間させうるものである。本実施形態においては、移動装置は油圧シリンダーを備えて構成されており、油圧装置（図示せず）を介して遠隔操作しうるように構成されている。従って、支持部材５１は、遠隔操作による油圧シリンダーの伸縮に伴い、前記保持部材５２の摺動面５２ａを左右に移動するように設けられている。また、該油圧シリンダーは、オーガロッド４１との衝突を防止するべく、保持部材５２の摺動面５２ａよりも後ろ側に設けられている。

また、保持部材５２の両端は、前記枠部５２ｂによって構成された案内溝５２ｃが外側に開放された状態となっており、前記支持部材５１と移動装置５３との連結を切り離し、支持部材５１を案内溝５２ｃに沿って保持部材５２の外側へと移動させた場合には、該保持部材５２の両端から支持部材５１をそのまま取外しうるように構成されている。斯かる構成により、本実施形態のオーガロッド振れ止め装置は、メンテナンスが容易なものとなっている。

さらに、本実施形態では、支持部材５１は、保持部材５２の中心（即ち、リーダーマストの中心）から等距離に位置するように、移動装置（即ち、油圧シリンダー５３）によって位置制御されている。即ち、該支持部材５１によって前記オーガロッド４１を支持した場合には、該オーガロッド４１の二軸間の中心は、該オーガロッド振れ止め装置１５の中央に位置するように構成されている。斯かる構成により、オーガロッド４１の継ぎ足し作業においては、オーガロッド４１とアースオーガ駆動装置との連結作業を極めて円滑に行うことができる。

次に、上記のようなオーガロッド振れ止め装置１５を用いた場合の、地盤改良工法におけるオーガロッド継ぎ足し手順について、図面を参照しつつ説明する。
図３〜図５は、オーガロッドの継ぎ足し手順の概略を示した図であり、図３は継ぎ足すべき新たなオーガロッドを吊り込んだ状態を示したもの、図４は新たなオーガロッドとアースオーガ駆動装置とを連結した状態を示したもの、図５はアースオーガ駆動装置と連結された新たなオーガロッドを、既に地中に挿入されたオーガロッドと連結した状態を示したものである。

即ち、図３に示す如く、新たなオーガロッド４１を追加する際には、振れ止め装置１５の支持部材５１を保持部材５２の外側へと離間させておき、新たなオーガロッドをリーダーマスト１２の頂部よりワイヤ等で吊り、リーダーマスト側へと徐々に引き寄せる。
オーガロッド４１がリーダーマスト１２と平行になると、図４に示す如く、振れ止め装置１５の支持部材５１を閉じていき、その接触面５１ａで左右から把持することによってオーガロッド４１を固定する。本実施形態の振れ止め装置１５では、上述したように、支持部材５１がリーダーマストの中心から等距離となるように位置制御されるため、固定されたオーガロッド４１の中心とアースオーガ駆動装置１３の中心とは合致した状態となる。オーガロッド４１とアースオーガ駆動装置１３とを連結させた後は、図５に示すごとく、振れ止め装置１５を下方へと移動させ、オーガロッド４１の下部を固定する。そして、既に地中へ挿入されたオーガロッド４１の上に新たなオーガロッド４１を繋ぎ合わせ、両者を連結固定する。こうして、地盤中への掘削作業を再開することができる。

また、オーガロッド４１の切り離し作業については、上記のオーガロッドの継ぎ足し手順とは逆の手順で行うことができる。
即ち、図５に示す如く、地盤中からオーガロッド４１の切り離し分（例えば、一本分）を完全に引き上げ、該オーガロッド４１の下部を振れ止め装置１５で固定したまま、完全に引き上げられたオーガロッド４１と未だその一部が地盤中にあるオーガロッド４１との連結を外し、両者を上下に分離する。次に、図４に示すごとく、ベースマシン１１を左右何れかに回転させた後、オーガロッド４１をリーダーマスト１２の頂部よりワイヤ等で吊り下げた状態でオーガロッド４１とアースオーガ駆動装置１３との連結を外し、振れ止め装置１５にガイドさせながらオーガロッドをゆっくりと下降させ、該オーガロッド４１とアースオーガ駆動装置１３とを切り離す。そして、図３に示すごとく、振れ止め装置１５の支持部材５１を保持部材５２の外側へと離間させてオーガロッド４１を解放した後、リーダーマスト１２の前方から別のワイヤ等でオーガロッド４１を吊り込み、リーダーマスト１２からオーガロッド４１を取り外す。
その後、ベースマシン１１を再び元の位置まで回転させて戻し、支持部材５１によって地盤中に埋設された状態にあるオーガロッドを把持し、アースオーガ駆動装置１３と該オーガロッド４１とを連結する。こうして、オーガロッド４１の切り離し作業を終えた後、再び地盤からの引き上げ作業を再開することができる。

このように、本実施形態に係る振れ止め装置を用いることにより、オーガロッド４１の継ぎ足し作業においては、支持部材５１を保持部材５２の外側へと移動させるだけで、追加すべき新たなオーガロッドを地盤改良機から向かって前方よりリーダーマスト１２側へと容易に引き寄せることができ、支持部材５１を再び近接させるだけで速やかにオーガロッド４１を固定することができる。
しかも、支持部材５１がリーダーマスト１２の中心から等距離となるように位置制御されるため、固定されたオーガロッド４１とアースオーガ駆動装置１３との中心線を速やかに一致させることができ、オーガロッド４１とアースオーガ駆動装置１３との連結をスムーズに行うことができる。

また、オーガロッド４１の取り外し作業においては、支持部材５１を保持部材５２の外側へと移動させるだけでオーガロッド４１を開放することができ、取り外すべきオーガロッド４１をリーダーマスト１２側より前方へと離間させ、速やかに取り外すことができる。しかもオーガロッド４１を取り外した後には、支持部材を再び近接させるだけで速やかに次のオーガロッド４１を支持し、作業を再開することができる。

さらに、本実施形態の振れ止め装置１５では、支持部材５１によるオーガロッド４１の固定及び開放は、遠隔操作による油圧シリンダーの伸縮のみによって行えるため、作業に要する手間及び時間を大幅に低減することができる。
即ち、前記特許公報１および特許公報２に開示されたような従来の振れ止め装置は、支持部材が、オーガロッドを略完全に包囲するような構成であったため、オーガロッドを開放した後も、さらに大きく該支持部材を開けなければ該オーガロッドの脱着を行えないものであったが、本発明のオーガロッド振れ止め装置によれば、支持部材５１をわずかに移動させるだけで、簡単にオーガロッドの脱着を行うことができる。
具体的には、本実施形態の振れ止め装置１５では、支持部材５１の接触面５１ａが中心角約１８０度の断面半円状に形成されたものであるため、該支持部材５１を、概ねオーガロッド４１の半径に相当する距離だけ左右に移動させるだけで、該オーガロッド４１を開放することができる。

ところで、オーガロッド４１の下端に設けられる攪拌翼４３や掘削翼４４の径が大きい場合には、それに応じてオーガロッド４１の軸間距離を離す必要があり、それに応じて軸間距離の大きいオーガロッド４１が使用される。また、上記実施形態ではオーガロッド４１が２本である場合について説明したが、１本だけの場合や、３本、４本といった数のオーガロッドが一体化されたものが使用される場合もある。
このような場合であっても、本発明のオーガロッド振れ止め装置１５によれば、前記支持部材５１の近接距離を自在に調整することが可能であるため、同じオーガロッド振れ止め装置１５を使用することができる。即ち、軸間距離の異なるオーガロッドや、構成本数の異なるオーガロッドに対しても、個々に振れ止め装置を用意する必要が無いという利点がある。

さらに、本発明のオーガロッド振れ止め装置１５によれば、軸間保持材４２を通過させる際にも、支持部材５１をわずかに左右に離間させるだけで極めて容易にこれを通過させることができる。

また、本実施形態のオーガロッド振れ止め装置１５によれば、保持部材５２が備えられていることにより、リーダーマスト１２や油圧シリンダーと、オーガロッド４１とが衝突するのを防止できるため、耐久性の点でも優れたものとなる。

さらに、本実施形態のオーガロッド振れ止め装置１５によれば、支持部材５１と移動装置との連結を外し、支持部材５１を保持部材の端まで移動させるだけで容易に取外すことが可能であるため、該オーガロッド振れ止め装置の保守作業も容易である。

尚、上記実施形態では、支持部材５１が一対として備えられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、支持部材５１は複数組設けることも可能である。

また、上記実施形態では、支持部材５１には、オーガロッド４１と接触する断面略半円状の接触面が形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明のオーガロッド振れ止め装置における支持部材は、オーガロッドを左右より挟持してオーガロッドの振れを防止しうるものであればよく、例えば、オーガロッドの周面に沿うように棒状の鋼材を湾曲させたものとして構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、オーガロッドの継ぎ足し及び切り離し作業においてベースマシン１１を回転させる方法を例示したが、本発明の方法は、これに限定されるものではなく、例えば、ベースマシンを左右又は前後に移動させる方法でもよい。

本発明に係る地盤改良機及びオーガロッド振れ止め装置の一実施形態を示した図であり、（ａ）は地盤改良機の側面図、（ｂ）は、該地盤改良機を正面から見た場合の攪拌装置部分を示した図。本実施形態に係るオーガロッド振れ止め装置を示した斜視図。オーガロッドの着脱手順において、着脱すべきオーガロッドを吊り込んだ状態を示した図。オーガロッドの着脱手順において、着脱すべきオーガロッドとアースオーガ駆動装置とが連結され、地中に一部埋没したオーガロッドと着脱すべきオーガロッドとが連結されていない状態を示した図。オーガロッドの着脱手順において、アースオーガ駆動装置と着脱すべきオーガロッドと、地中に一部埋没したオーガロッドとが連結した状態を示した図。一般的な地盤改良機の構成を示した側面図。

符号の説明

１地盤改良機
１１ベースマシン
１２リーダーマスト
１３アースオーガ駆動装置
１５オーガロッド振れ止め装置
４１オーガロッド
４２軸間保持材
５１支持部材
５１ａ接触面
５２保持部材
５２ａ摺動面
５３移動装置

Claims

複数のオーガロッドを継ぎ足して使用する地盤改良機のリーダーマストに設置されるオーガロッド振れ止め装置であって、
オーガロッドを支持する支持部材を備え、該支持部材はリーダーマストから向かって左右方向よりオーガロッドを挟持するべく対向して設けられ、且つ該支持部材はオーガロッドを支持及び開放しうるように対向した状態のまま近接及び離間可能に設けられ、前記リーダーマストと前記支持部材との間には、支持部材を摺動可能に保持し且つオーガロッドとリーダーマストとの接触を防止するための保持部材が備えられ、該保持部材よりも後ろ側には支持部材の近接および離間を可能する油圧シリンダーが備えられており、前記支持部材は、該油圧シリンダーによって中心から等距離に位置するように制御されることを特徴とするオーガロッド振れ止め装置。
複数のオーガロッドを継ぎ足して使用する地盤改良機であって、請求項１に記載のオーガロッド振れ止め装置を備えたことを特徴とする地盤改良機。
地盤改良機により複数のオーガロッドを縦方向に連結して地盤改良を行う地盤改良工法であって、
該地盤改良機のリーダーマストにはオーガロッド振れ止め装置が設置されてなり、該オーガロッド振れ止め装置には、オーガロッドを支持する支持部材が備えられ、該支持部材はリーダーマストから向かって左右方向よりオーガロッドを挟持するべく対向して設けられ、且つ該支持部材はオーガロッドを支持及び開放しうるように対向した状態のまま近接及び離間可能に設けられ、前記リーダーマストと前記支持部材との間には、支持部材を摺動可能に保持し且つオーガロッドとリーダーマストとの接触を防止するための保持部材が備えられ、該保持部材よりも後ろ側には支持部材の近接および離間を可能する油圧シリンダーが備えられ、前記支持部材は、該油圧シリンダーによってリーダーマストの中心から等距離に位置するように制御されるものであり、
新たなオーガロッドを追加する際には、該振れ止め装置の支持部材を外側へと離間させ、新たなオーガロッドをリーダーマスト側へと徐々に引き寄せ、該振れ止め装置の支持部材を閉じて左右から把持することによって該新たなオーガロッドを固定し、支持部材がリーダーマストの中心から等距離となるように位置制御されるために、固定されたオーガロッドの中心とアースオーガ駆動装置の中心とが合致した状態とし、該オーガロッドとアースオーガ駆動装置とを連結させ、既に地中へ挿入されたオーガロッドの上に新たなオーガロッドを繋ぎ合わせ、両者を連結固定することを特徴とする地盤改良工法。