JP5622759B2 - Ground improvement device - Google Patents

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JP5622759B2 JP2012031972A JP2012031972A JP5622759B2 JP 5622759 B2 JP5622759 B2 JP 5622759B2 JP 2012031972 A JP2012031972 A JP 2012031972A JP 2012031972 A JP2012031972 A JP 2012031972A JP 5622759 B2 JP5622759 B2 JP 5622759B2
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Description

本発明は、軟弱地盤に穴を形成して、その中に砕石や杭を埋め込む地盤改良装置に関する。   The present invention relates to a ground improvement device for forming a hole in soft ground and embedding crushed stones and piles therein.

後記の特許文献1は、地盤の改良方法に関する発明で、軟弱地盤に穴を形成して、その中に投下した骨材(砕石)を突き固めて、地中に強化層(石柱体)を構築することが開示されている。この穴を形成する際は、螺旋状に延びる羽根を側周面に接合したスクリュードリルを使用する。スクリュードリルは円筒状で、軟弱地盤を水平方向に押し出して穴を形成する。そのため、地表面にすくい上げられる土砂はわずかで、排土処理が不要である。しかも地盤を水平方向に押し出す際、水分が絞り出されて流動性が低下するため、スクリュードリルを引き抜いた後も、穴が直ちに崩壊することはなく、無理なく砕石を投下できる。そして投下された砕石は、転圧パイプで突き固められ、石柱体となる。   Patent Document 1 described later is an invention related to a ground improvement method. A hole is formed in the soft ground, and aggregates (crushed stones) dropped into the ground are solidified to construct a reinforcing layer (stone pillar) in the ground. Is disclosed. When forming the hole, a screw drill in which a spirally extending blade is joined to the side peripheral surface is used. The screw drill is cylindrical and pushes soft ground horizontally to form a hole. Therefore, only a small amount of earth and sand can be scooped up on the ground surface, and no soil removal treatment is required. Moreover, when the ground is pushed out in the horizontal direction, the water is squeezed out and the fluidity is lowered. Therefore, even after the screw drill is pulled out, the hole does not collapse immediately, and the crushed stone can be dropped without difficulty. The dropped crushed stone is solidified by a rolling pressure pipe and becomes a stone pillar.

また現在、大規模な建造物を施工する際は、リーダマストと呼ばれる柱を備えた建設機械を用いて、基礎杭の打ち込みを行うことが多い。地質によっては、基礎杭を打ち込む前に地盤を掘削する必要があり、基礎杭を打ち込む装置のほか、地盤を掘削する装置を一本のリーダマストに組み込むことがある。そのため、回転リーダや両面リーダなどと呼ばれるリーダマストが開発されており、具体例として、後記の特許文献2や特許文献3が挙げられる。   At present, when constructing large-scale buildings, foundation piles are often driven using a construction machine having a column called a leader mast. Depending on the geology, it is necessary to excavate the ground before driving the foundation pile, and in addition to a device for driving the foundation pile, a device for excavating the ground may be incorporated into a single leader mast. For this reason, a reader mast called a rotary reader or a double-sided reader has been developed. Specific examples include Patent Document 2 and Patent Document 3 described later.

特許文献2では、「回転二面リーダ杭打機におけるリーダ回転装置」が開示されている。この文献の杭打機は、トラックから延びるブームで一本のリーダマストを吊り下げた構造で、リーダマストの一側面にはオーガスクリューを装備しており、他側面にはモンケン(オモリ)を装備している。さらにリーダマストは、その上に位置するベース体に対して回転可能な構造となっている。そのため、オーガスクリューで穴を掘削した後、トラックを移動することなく、リーダマストを回転させると、モンケンによる杭打ちを開始できる。   Patent Document 2 discloses a “leader rotating device in a rotary two-sided leader pile driver”. The pile driver in this document has a structure in which one leader mast is suspended by a boom extending from a truck. One side of the leader mast is equipped with an auger screw, and the other side is equipped with monken. doing. Furthermore, the leader mast has a structure that can rotate with respect to the base body positioned thereon. Therefore, after excavating a hole with an auger screw and rotating the leader mast without moving the truck, pile driving with monken can be started.

特許文献3では、「両面リーダ装置」が開示されている。この文献の装置は、一本のリーダマストに二つの作業機(第一作業機と第二作業機)を対向して配置してある。二つの作業機は、一個のリフトシリンダだけで昇降可能な構造となっており、装置が簡素化するため、コストの低減が実現する。ただしこの発明では、リフトシリンダと二つの作業機がチェーンで連結されており、個々の作業機だけを自在に昇降させることはできない。   Patent Document 3 discloses a “double-sided reader device”. In the apparatus of this document, two work machines (a first work machine and a second work machine) are arranged to face a single reader mast. The two working machines have a structure that can be lifted and lowered by only one lift cylinder, and the apparatus is simplified, so that the cost can be reduced. However, in the present invention, the lift cylinder and the two work machines are connected by a chain, and it is not possible to raise and lower only the individual work machines.

特許第4566634号公報Japanese Patent No. 4566634 実開昭55−136840号公報Japanese Utility Model Publication No. 55-136840 特開平11−336458号公報JP-A-11-336458

前記の特許文献1の発明は、砕石を突き固めて地盤を強化するもので、環境負荷の極めて少ない優れた技術である。ただし十分な支持力を得るには、2メートル程度の間隔で一連の工程を繰り返す必要があり、時間や費用の面で、この技術の普及を妨げる恐れがある。また穴の形成や砕石の突き固めは、汎用の建設機械でも実施可能だが、その場合、スクリュードリルなどの操作方法が複雑化するほか、砕石を突き固める転圧パイプを穴の真上に配置する必要があり、作業に経験や技量を要求され、この点でも普及を妨げる恐れがある。   The invention of Patent Document 1 described above is an excellent technique that reinforces the ground by compacting crushed stones and has very little environmental impact. However, in order to obtain a sufficient supporting force, it is necessary to repeat a series of steps at intervals of about 2 meters, which may hinder the spread of this technology in terms of time and cost. Hole formation and crushed stone can also be done with general-purpose construction machines, but in that case, the operation method such as screw drill is complicated, and a compaction pipe that rams crushed stone is placed right above the hole. It is necessary, and experience and skill are required for the work, and there is a risk that the spread will be hindered in this respect as well.

特許文献2や特許文献3で開示された技術は、一本のリーダマストで二つの機能を実現している。そのうち特許文献2は、リーダマストを回転させるため、その上部の限られた空間に複雑な構造を組み込んでおり、メンテナンスや重量バランスなどで不利な面がある。また特許文献3は、リーダマストの構造を簡素化でき、装置価格やメンテナンスの面で有利だが、作業を切り替える際、リーダマスト全体を移動させる必要があり、位置調整などで不利な面がある。   The techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 realize two functions with a single reader mast. Among them, Patent Document 2 has a disadvantage in terms of maintenance and weight balance because a complicated structure is incorporated in a limited space above the leader mast in order to rotate the leader mast. Patent Document 3 can simplify the structure of the leader mast and is advantageous in terms of apparatus price and maintenance. However, when switching the work, it is necessary to move the entire leader mast, which is disadvantageous in position adjustment.

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、軟弱地盤に穴を形成して、その中に砕石や杭を埋め込む地盤改良方法について、一連の作業を円滑に実施可能な地盤改良装置の提供を目的としている。   The present invention was developed on the basis of such circumstances, and provides a ground improvement device that can smoothly perform a series of operations on a ground improvement method in which holes are formed in soft ground and crushed stones and piles are embedded therein. It is an object.

前記の課題を解決するための請求項1記載の発明は、スクリュードリルで地盤に穴を形成して、該穴に砕石又は杭を埋め込み、これらを転圧具で押圧する地盤改良装置であって、不整地を自在に移動可能な走行手段と、該走行手段に載るボディーと、倒伏可能なリーダマストと、該リーダマストに沿って移動可能な二個のスライダと、該スライダを個別に駆動する昇降装置と、一方のスライダと一体化して前記スクリュードリルを回転させるオーガと、他方のスライダと一体化して前記転圧具を保持するクランパと、前記ボディー全体を回動可能な旋回輪と、前記穴に埋め込む前記砕石を収容するホッパと、前記転圧具近傍に前記砕石を送り込むシュートと、を備え、前記スクリュードリルは、円筒状の胴体と、該胴体の側周面を螺旋状に取り巻く羽根と、前記胴体の後端から突出して前記オーガに差し込まれる中心軸と、先端付近に位置し前記穴内に空気を供給する排気口と、からなり、前記転圧具は、前記砕石または前記杭と衝突する押圧体と、該押圧体の後端から突出して前記クランパで保持される支持軸と、からなり、前記中心軸と前記支持軸は、前記旋回輪の回転中心から等距離に配置してあり、前記ホッパは、前記ボディーの横幅と同等の大きさとすることで操縦席を廃し、その代替として可搬性を有するコントローラで各可動部を遠隔操作可能とし、前記穴の形成から前記砕石又は杭の埋め込みまでの工程を連続的且つ繰り返して実施できることを特徴とする地盤改良装置である。 The invention of claim 1, wherein for solving the above problems is to form a hole in the ground with a screw drill, embedding crushed stone or pile bore, a soil modifying apparatus for pressing them rolling in applying member , A traveling means capable of freely moving on rough terrain, a body mounted on the traveling means, a leader mast capable of falling down , two sliders movable along the leader mast, and individually driving the sliders An elevating device, an auger that integrally rotates with one slider and rotates the screw drill, a clamper that integrates with the other slider and holds the rolling tool, a swivel wheel that can rotate the entire body, comprising a hopper for accommodating the crushed stone embedded in the hole, and a chute for feeding the crushed stone in the rolling applying member near the screw drill, collected a cylindrical body, the side peripheral surface of the barrel body spirally And the blade winding, a central shaft which is inserted into the auger projects from the rear end of the body, and an exhaust port for supplying air to the located in the vicinity of the tip within the bore, made from the rolling applying member, the crushed stone or the A pressing body that collides with the pile, and a support shaft that protrudes from the rear end of the pressing body and is held by the clamper, and the central axis and the support shaft are arranged at an equal distance from the rotation center of the swirling wheel The hopper has the same size as the width of the body, thereby eliminating the cockpit. As an alternative, the movable unit can be remotely operated with a portable controller. Or it is the ground improvement apparatus characterized by being able to implement the process to embedding a pile continuously and repeatedly .

本発明は、前記の特許文献1で開示された地盤の改良方法を実現するための装置であり、軟弱地盤に穴を形成するスクリュードリルと、この穴に投下した砕石を突き固める転圧具を使用する。スクリュードリルを回転させながら地盤に突き刺し、土砂を水平方向に押し出すことで、水分が絞り出されて、形成された穴の崩壊を抑制できる。また穴に投下した砕石を転圧具で突き固めることで、地盤と強固に絡み合った石柱体が形成される。なお地質によっては、砕石ではなく、間伐材などを素材とした杭を差し込み、これを転圧具で打ち込むこともある。   The present invention is an apparatus for realizing the ground improvement method disclosed in Patent Document 1 described above, and includes a screw drill that forms a hole in soft ground, and a rolling tool that squeezes crushed stone dropped into the hole. use. By piercing the ground while rotating the screw drill and extruding the earth and sand in the horizontal direction, moisture is squeezed out and the collapse of the formed hole can be suppressed. In addition, stone pillars that are tightly entangled with the ground are formed by crushing the crushed stone dropped into the hole with a rolling tool. Depending on the geology, instead of crushed stone, a pile made of thinned wood may be inserted and driven with a rolling tool.

スクリュードリルは、円筒状の胴体と、その側周面を螺旋状に取り巻く羽根と、胴体の後端面の中心から突出する中心軸と、で構成され、使用時は中心軸を保持して回転を与える。また転圧具は、砕石を押し潰して突き固める押圧体と、この押圧体の後端面から突出する支持軸と、で構成され、使用時は支持軸を保持して上下に移動させる。なお押圧体は、スクリュードリルの胴体よりも断面形状をわずかに小さくして、円滑に穴の中に入り込み、且つ砕石の上面全体と接触できることが好ましい。   A screw drill is composed of a cylindrical fuselage, a blade that spirals around its side surface, and a central axis that protrudes from the center of the rear end face of the fuselage. give. The rolling tool is composed of a pressing body that crushes and crushes the crushed stone, and a support shaft that protrudes from the rear end surface of the pressing body. The pressing body preferably has a slightly smaller cross-sectional shape than the body of the screw drill, can smoothly enter the hole, and can contact the entire upper surface of the crushed stone.

本発明による地盤改良装置は、油圧ショベルなどの建設機械をベースとしており、走行手段やリーダマストなど、複数の要素で構成される。走行手段は、装置全体を地表面に沿って自走させるためのもので、無限軌道や動力伝達機構などを備える。本発明は、軟弱地盤の不整地で使用することから、接地圧を軽減する必要がある。そのため、走行手段としてタイヤを用いる場合、本数をできるだけ多くする。次にボディーは、走行手段の上に載る車体で、動力源となるエンジンなどを収容するほか、各種装備を据え付ける土台としての機能も有する。   The ground improvement device according to the present invention is based on a construction machine such as a hydraulic excavator, and includes a plurality of elements such as traveling means and a leader mast. The traveling means is for causing the entire apparatus to self-travel along the ground surface, and includes an endless track, a power transmission mechanism, and the like. Since the present invention is used on rough ground with soft ground, it is necessary to reduce the contact pressure. Therefore, when using a tire as a traveling means, the number is increased as much as possible. Next, the body is a vehicle body mounted on the traveling means, and has a function as a base for installing various equipment in addition to accommodating an engine as a power source.

リーダマストは、地盤から直立する柱状のもので、装置の前方に位置しており、ボディーから延びるアームで支持され、スクリュードリルと転圧具の両方を吊り下げる。なおアームは、ボディーから直接突出させることもあるが、ボディーとアームとの間に、角度調整機構などを挟み込むこともある。またスライダは、リーダマストの長手方向に沿って自在に移動可能で、ガイドレールなどを介してリーダマストに組み込む。次に昇降装置は、スライダを移動させるためのもので、油圧シリンダを用いる方式や、リーダマストの側面にチェーンやラックを取り付け、これにスプロケットやピニオンを噛み合わせる方式など、自在に選択できる。   The leader mast is a columnar shape that stands upright from the ground, is located in front of the device, is supported by an arm extending from the body, and suspends both the screw drill and the rolling tool. The arm may protrude directly from the body, but an angle adjustment mechanism or the like may be sandwiched between the body and the arm. The slider can be freely moved along the longitudinal direction of the leader mast, and is incorporated into the leader mast via a guide rail or the like. Next, the lifting device is for moving the slider, and can be freely selected from a method using a hydraulic cylinder, a method in which a chain or rack is attached to the side surface of the leader mast, and a sprocket or pinion is engaged therewith.

スライダは、一本のリーダマストについて、スクリュードリル用と転圧具用に二個必要で、しかも他方との干渉を防止するため、二個を分離して配置する。また個々のスライダが独自に移動できるよう、昇降装置も二個必要になる。そしてスクリュードリル用のスライダには、スクリュードリルを回転させるためのオーガを組み込む。このオーガにスクリュードリルの中心軸を差し込むことで、スクリュードリルを上下に移動できるほか、軸線を中心として回転させることもでき、スクリュードリルの羽根が地盤に食い込むことで、上下方向の推進力を発生する。   Two sliders are required for one leader mast for the screw drill and the rolling tool, and the two sliders are arranged separately to prevent interference with the other. Also, two lifting devices are required so that each slider can move independently. An auger for rotating the screw drill is incorporated in the slider for the screw drill. By inserting the center axis of the screw drill into this auger, the screw drill can be moved up and down, and it can be rotated around the axis, and the blades of the screw drill bite into the ground, generating vertical thrust To do.

他方のスライダには、転圧具を取り付けるためのクランパを組み込む。クランパは、転圧具の後端から突出する支持軸を保持して、上下に移動できればよい。なおスクリュードリルや転圧具は、オーガやクランパから着脱自在で、作業時以外は装置から取り外す。   The other slider incorporates a clamper for attaching the rolling tool. The clamper only needs to hold a support shaft protruding from the rear end of the rolling tool and move up and down. The screw drill and rolling tool can be detached from the auger and clamper, and removed from the device except during work.

ホッパは、地盤に形成した穴に投下する砕石を収容するためのもので、ボディーの上部に設ける。なおホッパは、作業の効率を高めるため、できるだけ大型化することが好ましく、ボディーの横幅と同等の大きさとする。そのほか、ホッパから落下した砕石を穴に導くため、コンベアやシュートを設ける。 The hopper is for accommodating the crushed stone dropped in the hole formed in the ground, and is provided on the upper part of the body. Note hopper, to enhance the efficiency of work, rather is preferably as much as possible in size, and the width equivalent to the size of the body. In addition, a conveyor and chute are provided to guide the crushed stone that has fallen from the hopper to the hole .

リーダマストは、スクリュードリルなどを吊り下げるため、最低でも地上から4メートル程度の高さとなり、現地へ輸送する際、公道の高さ制限を突破する恐れがある。そのためリーダマストは、アーム先端のピンを中心として回転可能な構造として、輸送時はほぼ水平に倒伏させて、高さを抑制する。   The leader mast hangs a screw drill and so on, so it is at least 4 meters above the ground. When transported to the site, the leader mast may break through the height restrictions on public roads. Therefore, the leader mast has a structure that can rotate around the pin at the tip of the arm, and is lowered substantially horizontally during transportation to suppress the height.

本装置を使用する際は、現地へ輸送した後、倒伏していたリーダマストを直立させて、両スライダを上部に移動させる。次に、スクリュードリルの中心軸をオーガに差し込み、同様に転圧具の支持軸をクランパに差し込み、さらにホッパに砕石を詰め込む。その後、走行手段で所定の位置に移動して、オーガと昇降装置を作動させてスクリュードリルを徐々に下降させていく。なお、スクリュードリルの羽根が地盤に入り込み、下向きの推進力が発生すると、スクリュードリルは、自立的に地盤に潜り込んでいく。   When using this device, after transporting to the site, the lying leader mast is upright and both sliders are moved to the top. Next, the central axis of the screw drill is inserted into the auger, similarly, the support shaft of the rolling tool is inserted into the clamper, and crushed stone is further packed into the hopper. Thereafter, the traveling means moves to a predetermined position, operates the auger and the lifting device, and gradually lowers the screw drill. When the blades of the screw drill enter the ground and a downward driving force is generated, the screw drill sinks into the ground independently.

そして、スクリュードリルが規定の深さに到達すると、昇降装置を作動させてスクリュードリルを地盤から引き抜く。次に、装置の位置を修正して、ホッパから穴に向けて砕石を投下する。その後、転圧具を下降させて砕石を突き固めると、砕石が密集した石柱体が構築される。この石柱体を所定の間隔で連続的に施工することで、一定の範囲の地盤が改良され、各種建造物を支持できるようになる。   Then, when the screw drill reaches a specified depth, the lifting device is operated to pull out the screw drill from the ground. Next, the position of the device is corrected, and crushed stone is dropped from the hopper toward the hole. After that, when the rolling tool is lowered to crush the crushed stone, a stone pillar body in which the crushed stones are densely built is constructed. By continuously constructing this stone pillar body at a predetermined interval, the ground within a certain range is improved and various buildings can be supported.

軟弱地盤は流動性が高く、埋め込まれたスクリュードリルに土砂が密着してしまう。そのため、スクリュードリルを地盤から引き抜く際、その下端付近で負圧が発生して、穴が崩壊する恐れがある。これを防ぐため、スクリュードリルの先端部には、外部に空気を供給する排気口を設ける。さらに地下水の湧き出しがある箇所では、スクリュードリルで穴を形成する際も、排気口から強制的に圧縮空気を地中に噴射して、地下水を押し退け、穴の崩壊を抑制する。転圧具についても、同様の理由で排気口を設け、穴に差し込んでいる間、圧縮空気を噴射する場合がある。   Soft ground has high fluidity, and earth and sand will adhere to the embedded screw drill. Therefore, when pulling out the screw drill from the ground, negative pressure is generated near the lower end of the screw drill, and the hole may collapse. In order to prevent this, an exhaust port for supplying air to the outside is provided at the tip of the screw drill. Furthermore, at locations where there is springing out of groundwater, when forming holes with a screw drill, forced air is forced into the ground from the exhaust port to push the groundwater away and suppress collapse of the holes. For the rolling tool, compressed air may be injected while an exhaust port is provided for the same reason and inserted into the hole.

なお本願発明に係る装置は、構造上、スクリュードリルと転圧具を同軸上に配置することはできない。そのためスクリュードリルで穴を形成した後、砕石を突き固める際は、何らかの手段でリーダマストを移動させる必要がある。その際の位置調整に要する手間を削減するため、旋回輪を備えている。 In addition, the apparatus which concerns on this invention cannot arrange | position a screw drill and a rolling tool coaxially on the structure . Therefore, after forming a hole with a screw drill, it is necessary to move the leader mast by some means when solidifying the crushed stone. In order to reduce the labor required for position adjustment at that time , a turning wheel is provided.

旋回輪は、走行手段とボディーとの間に設けるターンテーブル状の装置で、ボディー全体を水平面上で自在に回転可能で、油圧ショベルなどに広く導入されている。さらにスクリュードリルと転圧具は、旋回輪の中心から等距離に配置する。これによって、穴の形成を終えて、砕石の突き固めを行う際、旋回輪を作動させるだけで穴の真上に転圧具を移動できる。旋回輪は微調整が容易であり、位置決めを素早く正確に行うことができる。なお実際の装置では、オーガとクランパのそれぞれに設けた孔(中心軸や支持軸を差し込むための孔)を、旋回輪の中心から等距離に配置する。   The swivel wheel is a turntable-like device provided between the traveling means and the body, and the entire body can be freely rotated on a horizontal plane, and is widely introduced in hydraulic excavators and the like. Furthermore, the screw drill and the rolling tool are arranged equidistant from the center of the swivel wheel. Thus, when the formation of the hole is completed and the crushed stone is compacted, the rolling tool can be moved directly above the hole by merely operating the swivel wheel. The swivel wheel is easy to fine tune and can be positioned quickly and accurately. In an actual apparatus, holes (holes for inserting a central shaft and a support shaft) provided in each of the auger and the clamper are arranged at an equal distance from the center of the swirling wheel.

そのほか、本願発明に係る装置は、オーガ等、各可動部を遠隔操作するため、可搬性を有するコントローラを備えていることを特徴とする。通常の建設機械と同様、ボディー上に運転席を設けた場合、スクリュードリルや転圧具の位置を把握できず、作業の効率が低下する恐れがある。そこでコントローラを用いて遠隔操作を可能とすることで、リーダマストの近傍からスクリュードリルなどを監視しながら一名の作業員だけで地盤改良を進めることができる。なお従来の方法で地盤改良を進める場合、操作や監視などのため、複数の作業員を配置する必要があった。 In addition, the device according to the present invention is characterized by including a portable controller for remotely operating each movable part such as an auger. Like a normal construction machine , when a driver's seat is provided on the body, the position of the screw drill or the rolling tool cannot be grasped, and the work efficiency may be reduced. Therefore, by enabling remote operation using a controller , ground improvement can be promoted by only one worker while monitoring a screw drill or the like from the vicinity of the leader mast. In addition, when the ground improvement was advanced by the conventional method, it was necessary to arrange a plurality of workers for operation and monitoring.

コントローラは、人の手で無理なく持ち運べる大きさで、スクリュードリルによる穴の形成から砕石の突き固めまで、一連の工程を全て操作できることが好ましい。なおコントローラは、有線または無線でボディーに搭載された制御装置に情報を伝達する。   The controller is preferably of a size that can be easily carried by a human hand, and is preferably capable of operating all the series of steps from the formation of a hole by a screw drill to the crushing of crushed stone. The controller transmits information to a control device mounted on the body by wire or wirelessly.

請求項2記載の発明は、スクリュードリルで形成された穴に砕石ではなく、杭を埋め込む場合に対応するもので、リーダマストの上部には、杭を吊り上げる吊り具を備えていることを特徴とする。杭を埋め込む際は、杭を吊り上げて穴の真上に運ぶ必要があり、何らかの吊り具が必要不可欠である。吊り具として、小型の移動式クレーンを別途に使用することもできるが、手間の増加が避けられない。対して本発明のように、リーダマストの上部に吊り具を設けるならば、杭の吊り上げが極めて容易で、作業を円滑に進めることができる。なお吊り具の具体例としては、単純なフックが挙げられ、リーダマストの最上部に短尺のブームを設けて、その先端からフックを垂れ下げる。 Invention of Claim 2 respond | corresponds to the case where not a crushed stone but the pile is embedded in the hole formed with the screw drill, The upper part of a leader mast is equipped with the lifting tool which lifts a pile, It is characterized by the above-mentioned. To do. When embedding a pile, it is necessary to lift the pile and carry it directly above the hole, and some kind of hanging tool is indispensable. Although a small mobile crane can be used separately as a lifting tool, an increase in labor is inevitable. On the other hand, if a lifting tool is provided on the upper part of the leader mast as in the present invention, it is very easy to lift the pile, and the work can be carried out smoothly. A specific example of the hanger is a simple hook. A short boom is provided at the top of the leader mast, and the hook is hung from the tip.

請求項1記載の発明のように、走行手段やリーダマストやホッパなどで地盤改良装置を構成して、一本のリーダマストに二個のスライダを組み込み、一方のスライダにスクリュードリルを取り付け、他方のスライダに転圧具を取り付けることで、スクリュードリルによる穴の形成から砕石の投下、その転圧までを連続的に実施できる。そのため、一連の作業を従来よりも少ない人数で短時間に終えることができ、地盤改良に要する費用を抑制できる。   As in the first aspect of the invention, the ground improvement device is constituted by a traveling means, a leader mast, a hopper, etc., two sliders are incorporated in one leader mast, a screw drill is attached to one slider, and the other By attaching a rolling tool to the slider, it is possible to continuously carry out from the formation of a hole by a screw drill to the dropping of crushed stone and the rolling pressure. Therefore, a series of operations can be completed in a short time with a smaller number of people than before, and the cost required for ground improvement can be suppressed.

また本装置は、スクリュードリルと転圧具を一本のリーダマストで支持しているため、動作原理が単純で操作性に優れ、作業員の経験や技量に依存することがない。しかも電子機器と組み合わせて操作の自動化も可能である。また、リーダマストを倒伏可能とすることで、装置を解体することなくトレーラーなどで輸送可能で、地盤改良の前後に要する時間や手間を削減できる。   In addition, since this device supports the screw drill and the rolling tool with a single leader mast, the operation principle is simple and the operability is excellent, and it does not depend on the experience or skill of the worker. In addition, the operation can be automated in combination with an electronic device. In addition, by allowing the leader mast to fall down, it can be transported by a trailer or the like without disassembling the device, and the time and labor required before and after ground improvement can be reduced.

さらに、走行手段とボディーとの間に旋回輪を備えた上、スクリュードリルと転圧具は、旋回輪の回転中心から等距離に配置することで、穴を形成した後、砕石を突き固める際、旋回輪を回転させるだけで、穴の真上に転圧具を移動できる。そのため、転圧具の位置決めを短時間に終えることができ、作業時間の短縮に貢献する。この発明は、各種建設機械に広く普及している技術を流用するため、装置の製造費用を抑制でき、しかも従来の回転リーダのような複雑な構造は不要である。 In addition, a turning wheel is provided between the traveling means and the body, and the screw drill and the rolling tool are arranged at an equal distance from the center of rotation of the turning wheel to form a hole, and then smash the crushed stone. By simply rotating the swivel wheel, the rolling tool can be moved directly above the hole. Therefore, the positioning of the rolling tool can be completed in a short time, which contributes to shortening the working time. Since the present invention diverts a technique widely used in various construction machines, the manufacturing cost of the apparatus can be suppressed, and a complicated structure like a conventional rotary reader is unnecessary.

そのほか、可搬性を有するコントローラを備え、地盤改良装置の遠隔操作を実現することで、スクリュードリルによる穴の形成から砕石の転圧まで、一連の工程を一名の作業員だけで実施可能になり、地盤改良に要する費用を抑制できるほか、ボディー上の運転席が不要になる。そのため砕石を収容するホッパを大型化でき、一連の工程を休みなく繰り返して実施できる。なお作業員は、リーダマストの近傍に立ち、スクリュードリルの位置などを監視しながら地盤改良装置を操作する。 In addition, by having a portable controller and realizing remote operation of the ground improvement device, it is possible to carry out a series of processes from the formation of holes by screw drill to the compaction of crushed stone with only one worker. In addition to controlling the cost of ground improvement, the driver's seat on the body is no longer required. Therefore, the hopper that accommodates the crushed stone can be enlarged, and a series of processes can be repeated without break. The worker stands near the leader mast and operates the ground improvement device while monitoring the position of the screw drill and the like.

請求項2記載の発明のように、リーダマストの上部に吊り具を備えることで、地中に杭を埋め込む際、無理なく杭を吊り上げて穴の真上に運び込むことができる。なお吊り具は、スクリュードリルや転圧具の着脱時にも使用できる。 According to the second aspect of the present invention, by providing a lifting tool at the upper part of the leader mast, when the pile is embedded in the ground, it is possible to lift the pile without difficulty and carry it directly above the hole. The lifting tool can also be used when attaching or detaching a screw drill or a rolling tool.

本発明による地盤改良装置の形状例を示す前面図と側面図である。It is the front view and side view which show the example of a shape of the ground improvement apparatus by this invention. 図1の地盤改良装置の平面図で、穴を形成する段階と、砕石を突き固める段階を示している。It is the top view of the ground improvement apparatus of FIG. 1, and has shown the step which forms a hole, and the step which solidifies crushed stone. 図1の地盤改良装置のリーダマストを倒伏させた状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which laid down the leader mast of the ground improvement apparatus of FIG. 図1の地盤改良装置のリーダマストを左側に傾けた状態を示す前面図である。It is a front view which shows the state which inclined the leader mast of the ground improvement apparatus of FIG. 1 to the left side. 図1の地盤改良装置で地盤に穴を形成している状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which has formed the hole in the ground with the ground improvement apparatus of FIG. 図5の作業で地盤に穴が形成された状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state in which the hole was formed in the ground by the operation | work of FIG. 地盤に形成した穴に砕石を投下中の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state in which the crushed stone is being dropped in the hole formed in the ground. 砕石を突き固めて石柱体を構築中の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state in which the crushed stone is solidified and the stone pillar body is being constructed. 地盤に形成した穴に杭を埋め込む場合を示す側面図である。It is a side view which shows the case where a pile is embedded in the hole formed in the ground. 地盤に石柱体を形成して、その上に建造物を構築した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which formed the stone pillar body in the ground and built the building on it. 本発明で使用するスクリュードリルの形状例を示す側面図と断面図である。It is the side view and sectional drawing which show the example of a shape of the screw drill used by this invention.

図1は、本発明による地盤改良装置10の形状例を示しており、上方の図は前面から見たもので、下方の図は側面から見たものである。地盤Gに穴Hを形成するスクリュードリル41は、先細りに仕上げた円筒状の胴体43と、その側周面から突出して螺旋状に延びる羽根44と、胴体43の後端面から突出する中心軸42で構成される。また転圧具51は、スクリュードリル41の胴体43をわずかに細くした円筒状の押圧体53と、その後端面から突出する支持軸52で構成される。スクリュードリル41と転圧具51は、いずれとも先端を地面に向ける必要があり、リーダマスト29から吊り下げられている。   FIG. 1 shows an example of the shape of a ground improvement device 10 according to the present invention, with the upper view seen from the front and the lower view seen from the side. A screw drill 41 that forms a hole H in the ground G includes a cylindrical body 43 that is tapered, a blade 44 that protrudes spirally from the side peripheral surface, and a central shaft 42 that protrudes from the rear end surface of the body 43. Consists of. The rolling tool 51 includes a cylindrical pressing body 53 in which the body 43 of the screw drill 41 is slightly narrowed, and a support shaft 52 protruding from the rear end surface. Both the screw drill 41 and the rolling tool 51 need to have their tips directed to the ground, and are suspended from the leader mast 29.

リーダマスト29は、垂直に立ち上がる柱状で、前面から見て、二個のスライダ31、36が左右に配置されている。スライダ31、36は、リーダマスト29をガイドとして上下に自在に移動可能で、リーダマスト29から離脱することはない。またリーダマスト29の側面には、上下に延びるチェーン34を二列配置している。チェーン34の両端は、リーダマスト29に固定されている。そして個々のスライダ31、36には、モータとスプロケットで構成された昇降装置33、38を組み込んであり、このスプロケットがチェーン34と噛み合い、上下移動を実現している。   The leader mast 29 is a column that rises vertically, and two sliders 31 and 36 are arranged on the left and right as viewed from the front. The sliders 31 and 36 can freely move up and down using the leader mast 29 as a guide, and do not leave the leader mast 29. In addition, two rows of vertically extending chains 34 are arranged on the side surface of the leader mast 29. Both ends of the chain 34 are fixed to the leader mast 29. The individual sliders 31 and 36 incorporate lifting devices 33 and 38 each composed of a motor and a sprocket, and the sprocket meshes with the chain 34 to realize vertical movement.

個々のスライダ31、36は、専用の昇降装置33、38で独自に移動可能で、前面から見て、左側のスライダ31には、オーガ32を組み込んである。オーガ32は、挿通された軸を保持して回転させる機能を有し、本発明ではスクリュードリル41の中心軸42を差し込む。対する右側のスライダ36には、クランパ37を組み込んである。クランパ37は、転圧具51の支持軸52を保持する機能だけを有しており、オーガ32のような回転機能はない。   The individual sliders 31 and 36 can be independently moved by dedicated lifting devices 33 and 38, and an auger 32 is incorporated in the left slider 31 as viewed from the front. The auger 32 has a function of holding and rotating the inserted shaft, and the central shaft 42 of the screw drill 41 is inserted in the present invention. On the other hand, a clamper 37 is incorporated in the slider 36 on the right side. The clamper 37 has only a function of holding the support shaft 52 of the rolling tool 51, and does not have a rotating function like the auger 32.

ホッパ16は、スクリュードリル41で形成した穴Hに投下する砕石Bを収容しており、ホッパ16の底部にはゲート17を備えている。また、ホッパ16から落下した砕石Bを転圧具51の直下に移動させるため、ホッパ16の下部にコンベア18を備えており、さらにコンベア18から落下した砕石Bを穴Hに誘導するため、斜め下方に延びるシュート19を備えている。シュート19の先端は、転圧具51に隣接しており、砕石Bの投下と突き固めを途切れることなく実施でき、作業時間の短縮に貢献する。   The hopper 16 accommodates the crushed stone B dropped into the hole H formed by the screw drill 41, and includes a gate 17 at the bottom of the hopper 16. Further, in order to move the crushed stone B dropped from the hopper 16 directly below the rolling tool 51, a conveyor 18 is provided at the lower portion of the hopper 16, and further, the crushed stone B dropped from the conveyor 18 is guided to the hole H in an oblique direction. A chute 19 extending downward is provided. The tip of the chute 19 is adjacent to the rolling tool 51, and the dropping and tamping of the crushed stone B can be carried out without interruption, which contributes to shortening the working time.

地盤改良装置10は、無限軌道を用いた走行手段12によって不整地を自在に移動できる。また走行手段12の上には旋回輪11を介してボディー13が載せられている。旋回輪11は、ボディー13全体を水平面上で回転させるためのもので、リーダマスト29の位置調整に使用する。ボディー13は、リーダマスト29やホッパ16などを載せる土台となるもので、内部にはエンジンや発電機や油圧ポンプやコンプレッサーなどが収容され、さらに、操作パネルや制御装置14などを備えている。なお無限軌道を用いた走行手段12や旋回輪11やボディー13などは、汎用品を流用している。   The ground improvement device 10 can freely move on rough terrain by the traveling means 12 using an endless track. A body 13 is placed on the traveling means 12 via the turning wheel 11. The swivel wheel 11 is for rotating the entire body 13 on a horizontal plane, and is used for adjusting the position of the leader mast 29. The body 13 is a base on which the leader mast 29, the hopper 16, and the like are placed. The body 13 houses an engine, a generator, a hydraulic pump, a compressor, and the like, and further includes an operation panel, a control device 14, and the like. Note that general-purpose products are used for the traveling means 12 using the endless track, the turning wheel 11, the body 13, and the like.

リーダマスト29は、アーム25の先端付近に打ち込まれたピン27で支持されており、ピン27を中心に揺動可能な構造である。またアーム25の上には、油圧で作動する倒伏シリンダ26を配置してあり、これを伸縮させることで、リーダマスト29の角度を自在に調整できる。そのほかリーダマスト29の上端には、水平に延びるブーム35を介して吊り具39を設けてあり、各種資材を吊り上げることができる。なおブーム35は、水平面上で自在に回転できる。   The leader mast 29 is supported by a pin 27 driven in the vicinity of the tip of the arm 25 and has a structure that can swing around the pin 27. Further, an overturning cylinder 26 that is hydraulically operated is disposed on the arm 25, and the angle of the leader mast 29 can be freely adjusted by extending and contracting the cylinder. In addition, a lifting tool 39 is provided on the upper end of the leader mast 29 via a horizontally extending boom 35, and various materials can be lifted. The boom 35 can freely rotate on a horizontal plane.

リーダマスト29を支持するアーム25は、ボディー13の上面から直接突出している訳ではなく、テーブル21の上面から突出している。テーブル21は単純な平面板で、ヒンジ22と調整シリンダ23を介してボディー13に搭載されており、調整シリンダ23を伸縮させることで、テーブル21とアーム25を介してリーダマスト29を傾けることができる。この機構は、地盤Gの傾斜や走行手段12の不等沈下により、ボディー13が横方向に傾いた場合でも、穴Hを垂直に形成するためのもので、ボディー13の傾きに応じて調整シリンダ23を作動させる。   The arm 25 that supports the leader mast 29 does not protrude directly from the upper surface of the body 13 but protrudes from the upper surface of the table 21. The table 21 is a simple flat plate and is mounted on the body 13 via a hinge 22 and an adjustment cylinder 23, and the leader mast 29 can be tilted via the table 21 and the arm 25 by expanding and contracting the adjustment cylinder 23. it can. This mechanism is used to form the hole H vertically even when the body 13 is inclined in the lateral direction due to the inclination of the ground G or the uneven settlement of the traveling means 12, and the adjusting cylinder according to the inclination of the body 13. 23 is activated.

軟弱な地盤Gは流動性が高く、埋め込まれたスクリュードリル41や転圧具51と密着しやすい。そのため、スクリュードリル41や転圧具51を地盤Gから引き抜く際、それらの下端付近で負圧が発生して、穴Hが崩壊する恐れがある。この事態を防ぐため、エアホース50から空気を送り込み、スクリュードリル41や転圧具51の先端部から外部に噴射している。エアホース50は、スクリュードリル41や転圧具51の上部に取り付けられ、スライダ31、36やリーダマスト29の移動に追従できる。なおエアホース50の上流側は、作図を省略しているが、ボディー13に収容されたコンプレッサーに接続されている。   The soft ground G has high fluidity and is easily in close contact with the embedded screw drill 41 and the rolling tool 51. Therefore, when pulling out the screw drill 41 and the rolling tool 51 from the ground G, negative pressure is generated in the vicinity of their lower ends, and the hole H may collapse. In order to prevent this situation, air is fed from the air hose 50 and sprayed to the outside from the tip of the screw drill 41 or the rolling tool 51. The air hose 50 is attached to the upper part of the screw drill 41 or the rolling tool 51 and can follow the movement of the sliders 31 and 36 and the leader mast 29. The upstream side of the air hose 50 is connected to a compressor housed in the body 13 although drawing is omitted.

スクリュードリル41や転圧具51から空気を噴射するタイミングは、地盤Gによって異なる。例えば、地下水が湧き出すような状態であれば、スクリュードリル41や転圧具51が地盤Gに入り込む間、常に圧縮空気を噴射して、地下水をできるだけ遠方に押し退け、穴H周辺の土砂の流動性を低下させ、崩壊までの時間を引き延ばす。これとは逆に、地盤Gが比較的安定している場合、エアホース50の上流側をコンプレッサーに接続することなく空中に開放して、スクリュードリル41や転圧具51の先端部から自然に空気を放出させる。   The timing of injecting air from the screw drill 41 or the rolling tool 51 differs depending on the ground G. For example, in a state where groundwater springs out, while the screw drill 41 or the rolling tool 51 enters the ground G, it always injects compressed air to push the groundwater away as far as possible, and the flow of sediment around the hole H Reduces sex and prolongs time to collapse. On the other hand, when the ground G is relatively stable, the upstream side of the air hose 50 is opened to the air without being connected to the compressor, and air is naturally released from the tip of the screw drill 41 or the rolling tool 51. Release.

図2は、図1の地盤改良装置10を真上から見たものである。ボディー13は旋回輪11によって自在に回転可能で、しかもスクリュードリル41と転圧具51のそれぞれの中心は、旋回輪11の中心から等距離に配置してある。そのため、穴Hを形成した後、旋回輪11を所定の角度だけ回転させると、転圧具51を穴Hの真上に移動させることができる。   FIG. 2 is a top view of the ground improvement device 10 of FIG. The body 13 can be freely rotated by the turning wheel 11, and the centers of the screw drill 41 and the rolling tool 51 are arranged at an equal distance from the center of the turning wheel 11. Therefore, after the hole H is formed, the rolling tool 51 can be moved directly above the hole H by rotating the swivel wheel 11 by a predetermined angle.

図2の上方は、スクリュードリル41で穴Hを形成する段階である。そして形成を終えると、旋回輪11を所定の角度だけ回転させて、図2の下方のように、転圧具51を穴Hの真上に移動させて突き固めを行う。なお、穴Hの形成から突き固めに移行する際、旋回輪11の回転角度は一定である。そのため、この角度をあらかじめ制御装置14に記憶させて、自動でボディー13を回転させることもできる。   The upper part of FIG. 2 is a stage in which the hole H is formed by the screw drill 41. When the formation is completed, the swivel wheel 11 is rotated by a predetermined angle, and the compaction tool 51 is moved directly above the hole H as shown in the lower part of FIG. In addition, when shifting from formation of the hole H to tamping, the rotation angle of the turning wheel 11 is constant. Therefore, this angle can be stored in the control device 14 in advance and the body 13 can be automatically rotated.

図3は、図1の地盤改良装置10のリーダマスト29を倒伏させた状態を示している。地盤改良装置10を輸送する際は、スクリュードリル41と転圧具51を取り外した後、倒伏シリンダ26を縮めて、リーダマスト29を横倒しにして高さを抑制する。なおリーダマスト29を倒伏させることを考慮して、実際のホッパ16は、部分的に解体可能な構造としてある。   FIG. 3 shows a state in which the leader mast 29 of the ground improvement device 10 of FIG. When transporting the ground improvement device 10, after removing the screw drill 41 and the rolling tool 51, the fall cylinder 26 is contracted and the leader mast 29 is laid sideways to suppress the height. Considering that the leader mast 29 is laid down, the actual hopper 16 has a structure that can be partially disassembled.

図4は、図1の地盤改良装置10を前面から見たもので、リーダマスト29を左側に傾けた状態を示している。本装置は不整地での使用を想定しており、リーダマスト29が直立するとは限らない。そこで、不等沈下などでボディー13が傾いた場合でも、正常な作業を実施できるよう、テーブル21などを組み込み、リーダマスト29の傾きを打ち消すことができる。テーブル21の上面からは、リーダマスト29を支持するアーム25が突出している。またテーブル21は、ヒンジ22と調整シリンダ23を介してボディー13に搭載されており、調整シリンダ23のストロークを変化させることで、テーブル21を一定の範囲で傾けることができる。図4の下方では、調整シリンダ23を延ばすことで、リーダマスト29を左側に傾けている。   FIG. 4 shows the ground improvement device 10 of FIG. 1 as viewed from the front, and shows a state in which the leader mast 29 is tilted to the left. This device is supposed to be used on rough terrain, and the leader mast 29 is not always upright. Therefore, even when the body 13 is tilted due to unequal subsidence or the like, the table 21 or the like can be incorporated to cancel the tilt of the leader mast 29 so that normal work can be performed. An arm 25 that supports the leader mast 29 protrudes from the upper surface of the table 21. The table 21 is mounted on the body 13 via a hinge 22 and an adjustment cylinder 23. By changing the stroke of the adjustment cylinder 23, the table 21 can be tilted within a certain range. In the lower part of FIG. 4, the leader mast 29 is tilted to the left by extending the adjustment cylinder 23.

図5は、図1の地盤改良装置10で地盤Gに穴Hを形成している状態を示している。スクリュードリル41を取り付けたスライダ31が上方に位置する際、オーガ32でスクリュードリル41を回転させ、次に昇降装置33を作動させて、スライダ31を徐々に下降させていく。そしてスクリュードリル41の先端が地盤Gに接触すると、昇降装置33をアイドリング状態にして、スクリュードリル41が自在に上下に移動できるようにする。そうすると、羽根44の先端が地盤Gに食い込んでいき、その推進力でスクリュードリル41が自立的に下降していく。これに伴い、胴体43によって周辺の土砂が水平方向に押し出されて、水分が絞り出される。   FIG. 5 shows a state in which a hole H is formed in the ground G with the ground improvement device 10 of FIG. When the slider 31 to which the screw drill 41 is attached is positioned above, the screw drill 41 is rotated by the auger 32, and then the lifting device 33 is operated to gradually lower the slider 31. When the tip of the screw drill 41 comes into contact with the ground G, the lifting device 33 is set in an idling state so that the screw drill 41 can freely move up and down. Then, the tip of the blade 44 bites into the ground G, and the screw drill 41 descends autonomously by the propulsive force. Along with this, the surrounding earth and sand are pushed out by the body 43 in the horizontal direction, and moisture is squeezed out.

スクリュードリル41が所定の深さに到達すると、昇降装置33を作動させてスクリュードリル41を引き抜く。なおスクリュードリル41を引き抜く際は、エアホース50から圧縮空気を供給して、スクリュードリル41の先端部から外部に噴射して、負圧による穴Hの崩壊を防止する。また地質によっては、スクリュードリル41を下降させる際も、スクリュードリル41の先端部から圧縮空気を噴射して、地下水を押し退ける場合もある。そのほか、ホッパ16下のゲート17は作業中、常に開いており、砕石Bが自由に落下できるようにする。落下した砕石Bは、コンベヤ18の上面に積層していき、やがて不動状態となる。   When the screw drill 41 reaches a predetermined depth, the lifting device 33 is operated to pull out the screw drill 41. When the screw drill 41 is pulled out, compressed air is supplied from the air hose 50 and sprayed to the outside from the tip of the screw drill 41 to prevent the hole H from collapsing due to negative pressure. Depending on the geology, when the screw drill 41 is lowered, the ground water may be pushed away by injecting compressed air from the tip of the screw drill 41. In addition, the gate 17 under the hopper 16 is always open during work so that the crushed stone B can fall freely. The fallen crushed stone B is stacked on the upper surface of the conveyor 18 and eventually becomes immobile.

図6は、図5の作業で地盤Gに穴Hが形成された状態を示している。穴Hの側周面には、水分が絞り出されて密度が上昇した改質域Cが形成され、穴Hが急速に崩壊することはない。なお地盤改良装置10は、無線で情報を送信するコントローラ15を用いて、遠隔操作が可能である。コントローラ15は、作業員が余裕で持ち運べる大きさで、走行手段12や旋回輪11など、一連の作業全てを操作可能で、ボディー13上に運転要員を搭乗させる必要はない。またボディー13には、コントローラ15からの電波を受信して各部に指令を送る制御装置14を組み込んである。そのため作業員は、コントローラ15を持ちながらリーダマスト29の近傍に立ち、転圧具51やシュート19などの位置を目視しながら調整可能で、一連の作業を一人だけで精度良く短時間に実施できる。   FIG. 6 shows a state in which holes H are formed in the ground G in the operation of FIG. On the side peripheral surface of the hole H, a modified region C in which moisture is squeezed out and the density is increased is formed, and the hole H does not collapse rapidly. The ground improvement device 10 can be remotely operated using a controller 15 that transmits information wirelessly. The controller 15 is large enough to be carried by an operator, can operate all the series of operations such as the traveling means 12 and the swivel wheel 11, and does not need to have driving personnel on the body 13. In addition, the body 13 incorporates a control device 14 that receives radio waves from the controller 15 and sends commands to the respective units. Therefore, the worker can adjust the position while holding the controller 15 in the vicinity of the leader mast 29 while observing the positions of the rolling tool 51, the chute 19 and the like. .

図7は、地盤Gに形成した穴Hに砕石Bを投下中の状態を示している。先の図6のように穴Hを形成した後、その中に砕石Bを投下する。その際は図2のように、旋回輪11を作動させて、転圧具51を穴Hの真上に移動させる。そしてコンベア18を作動させると、砕石Bが前方に移動してシュート19を滑り落ち、穴Hの中に入り込む。なおシュート19の先端は、転圧具51に隣接している。またコンベア18を作動させることで、ゲート17の直下に隙間が生じて、ホッパ16から砕石Bが落下する。   FIG. 7 shows a state where the crushed stone B is being dropped into the hole H formed in the ground G. After forming the hole H as shown in FIG. 6, the crushed stone B is dropped therein. At that time, as shown in FIG. 2, the turning wheel 11 is operated to move the rolling tool 51 directly above the hole H. When the conveyor 18 is operated, the crushed stone B moves forward, slides down the chute 19 and enters the hole H. Note that the tip of the chute 19 is adjacent to the rolling tool 51. Further, by operating the conveyor 18, a gap is created immediately below the gate 17, and the crushed stone B falls from the hopper 16.

図8は、砕石Bを突き固めて石柱体Pを構築中の状態を示している。先の図7のように、砕石Bを投下した後、この図のように転圧具51を下方に移動させて、押圧体53を砕石Bの上面に衝突させて、突き固めを行う。突き固めが終わった砕石Bは、隙間が減少するほか、穴Hの下方や側周面に食い込んでいき、垂直荷重を受け止める石柱体Pが形成される。なお砕石Bを一度に大量投下すると、均等な突き固めが困難になる。そのため、一定量の砕石Bを投下して突き固めを行った後、一旦転圧具51を引き上げて、再び砕石Bを投下して、段階的に石柱体Pを形成していく。そのほか砕石Bを突き固める際も、負圧の防止や地下水の押し退けのため、エアホース50から圧縮空気を供給して、押圧体53の先端部から外部に噴射することがある。   FIG. 8 shows a state in which the crushed stone B is solidified and the stone pillar P is being constructed. As shown in FIG. 7, after the crushed stone B is dropped, the rolling tool 51 is moved downward as shown in this figure, and the pressing body 53 is caused to collide with the upper surface of the crushed stone B to perform tamping. The crushed stone B after the tamping is finished, the gap is reduced, and the stone pillar body P that receives the vertical load is formed by biting into the lower part of the hole H and the side peripheral surface. If a large amount of crushed stone B is dropped at a time, uniform tamping becomes difficult. Therefore, after a certain amount of crushed stone B is dropped and tamped, the compaction tool 51 is once pulled up and crushed stone B is dropped again to form the stone pillar body P in stages. In addition, when the crushed stone B is hardened, compressed air may be supplied from the air hose 50 and sprayed to the outside from the tip of the pressing body 53 in order to prevent negative pressure and push away groundwater.

図9は、地盤Gに形成した穴Hに杭Sを埋め込む場合を示している。地盤Gにある程度の支持力がある場合、砕石Bではなく杭Sを埋め込むこともできる。杭Sは、図8の石柱体Pと同様、高密度に埋め込むため、作用する圧縮荷重は限定される。そのため、間伐材を加工した簡素な物を使用可能で、森林資源の有効活用に貢献できる。なお杭Sは、吊り具39を用いて、円滑に穴Hに埋め込むことができる。吊り具39は、ブーム35を回転させることで位置を自在に調整でき、玉掛け時の作業スペースを確保しやすい。そのほか、杭Sを地盤に押し込む転圧具55は、これまでの各図に示したものとは形状が異なり、その押圧体56は杭Sに適した冠形で、杭Sの上部を無理なく拘束できる。   FIG. 9 shows a case where the pile S is embedded in the hole H formed in the ground G. When the ground G has a certain support force, the pile S can be embedded instead of the crushed stone B. Since the pile S is embedded at a high density similarly to the stone pillar body P of FIG. 8, the acting compressive load is limited. For this reason, it is possible to use simple products made from thinned wood and contribute to the effective use of forest resources. Note that the pile S can be smoothly embedded in the hole H by using the lifting tool 39. The position of the hanger 39 can be freely adjusted by rotating the boom 35, and it is easy to secure a working space when slung. In addition, the rolling tool 55 that pushes the pile S into the ground has a different shape from those shown in the drawings so far, and the pressing body 56 has a crown shape suitable for the pile S, so that the upper part of the pile S can be easily pushed. Can be restrained.

図10は、地盤Gに石柱体Pを形成して、その上に建造物を構築した状態を示している。砕石Bを突き固めた石柱体Pは、一定の間隔で敷地全体に形成されており、その上にコンクリート製の基礎が載せられている。石柱体Pは、耐力に乏しい腐植土を貫通して、十分な強度を有する粘性土に到達しているため、建造物は、腐植土の影響を受けることなく安定して支持される。なお石柱体Pは天然由来であり、後年、建造物を撤去する場合でも、そのまま放置できる。   FIG. 10 shows a state in which a stone pillar P is formed on the ground G and a building is constructed thereon. Stone pillars P made of crushed stone B are formed on the entire site at regular intervals, and a concrete foundation is placed thereon. Since the stone pillar P penetrates the humus soil having poor proof strength and reaches the viscous soil having sufficient strength, the building is stably supported without being affected by the humus soil. In addition, the stone pillar P is naturally derived, and can be left as it is even when the building is removed later.

図11は、本発明で使用するスクリュードリル41の形状例を示している。スクリュードリル41は、円筒状の胴体43と、その側周面に接合された羽根44などから構成され、胴体43は、地盤Gの中で土砂を水平方向に押し出す機能を有し、先端部分は先細り状に形成され、無理なく地盤Gを押し出すことができる。また羽根44は、胴体43の側周面全体を螺旋状に取り巻くように接合され、地盤Gに食い込むことで上下方向の推進力を発生する。なお羽根44は、土砂を地上にすくい上げることを想定していない。そのため羽根44の突出長さは、胴体43の最大直径に対して20分の1から10分の1程度としてある。さらに胴体43の上には、回転力を受けるため、円柱状の中心軸42が突出している。スクリュードリル41の全長は、諸条件によって異なるが、1メートルから6メートル程度となる。   FIG. 11 shows a shape example of the screw drill 41 used in the present invention. The screw drill 41 is composed of a cylindrical body 43 and blades 44 joined to the side peripheral surface thereof, and the body 43 has a function of pushing the earth and sand in the ground G in the horizontal direction, and the tip portion is It is formed in a tapered shape, and the ground G can be pushed out without difficulty. The blades 44 are joined so as to spirally surround the entire side peripheral surface of the body 43, and generate vertical driving force by biting into the ground G. In addition, the blade | wing 44 does not assume scooping up earth and sand on the ground. Therefore, the protruding length of the blade 44 is set to about 1/20 to 1/10 of the maximum diameter of the body 43. Further, a cylindrical central shaft 42 projects on the body 43 in order to receive a rotational force. The total length of the screw drill 41 varies depending on various conditions, but is about 1 meter to 6 meters.

スクリュードリル41を地盤Gに埋め込んだ後、地上に引き抜く際、胴体43の先端付近の圧力が低下して、穴Hが崩壊する恐れがある。これを防ぐため、胴体43の先端付近には、ビット47を組み込んである。ビット47は、キノコを上下反転させたような円錐形で、その石突きの部分を胴体43の先端面に差し込んであり、ビット47全体が一定の範囲で軸線方向に移動可能な構造となっている。また石突きの部分の側周面には、排気口46を形成してある。排気口46は、反対側に貫通しており、さらに中央部分が胴体43内部と連通しており、空気を取り入れることができる。そのほか、ビット47が下方に移動すると、胴体43とビット47との境界に環状溝48が形成され、その奥面に排気口46が現れる。   When the screw drill 41 is buried in the ground G and then pulled out to the ground, the pressure in the vicinity of the tip of the body 43 is lowered, and the hole H may collapse. In order to prevent this, a bit 47 is incorporated in the vicinity of the front end of the body 43. The bit 47 has a conical shape in which a mushroom is turned upside down, and the portion of the stone bump is inserted into the front end surface of the body 43 so that the entire bit 47 can move in the axial direction within a certain range. Yes. An exhaust port 46 is formed on the side peripheral surface of the stone bump. The exhaust port 46 penetrates to the opposite side, and the center portion communicates with the inside of the body 43, so that air can be taken in. In addition, when the bit 47 moves downward, an annular groove 48 is formed at the boundary between the body 43 and the bit 47, and the exhaust port 46 appears on the inner surface.

スクリュードリル41を地盤Gに潜り込ませていく際は、土圧でビット47が後退して、環状溝48が消失する。しかしスクリュードリル41を地盤Gから引き抜いていく際は、ビット47が下方に移動して、環状溝48の奥面に排気口46が現れ、地盤G内に空気を供給して、圧力の低下を防止する。なお環状溝48を設けることで、空気を側周面全体に均等に供給することができる。そのほか中心軸42の上面には、胴体43の内部に空気を送り込むため、継ぎ手45をねじ込んであり、その上部にエアホース50を取り付ける。継ぎ手45の上半分は、スクリュードリル41が回転している際も不動であり、エアホース50がねじれることはない。   When the screw drill 41 is submerged in the ground G, the bit 47 moves backward due to earth pressure, and the annular groove 48 disappears. However, when the screw drill 41 is pulled out from the ground G, the bit 47 moves downward, the exhaust port 46 appears in the inner surface of the annular groove 48, and air is supplied into the ground G to reduce the pressure. To prevent. By providing the annular groove 48, air can be evenly supplied to the entire side peripheral surface. In addition, a joint 45 is screwed onto the upper surface of the central shaft 42 in order to send air into the body 43, and an air hose 50 is attached to the upper portion thereof. The upper half of the joint 45 does not move even when the screw drill 41 is rotating, and the air hose 50 is not twisted.

地下水位の高い地盤Gにスクリュードリル41を潜り込ませていく際は、地下水を押し退けるため、地下水圧に打ち勝つ圧縮空気を噴射することがある。その場合、胴体43の内圧を高めて強制的にビット47を押し出し、排気口46を露出させる。なお、地盤Gに空気を供給する機能は、スクリュードリル41のほか、転圧具51にも設けることがある。また条件によっては、エアホース50を用いて強制的に空気を供給するのではなく、スクリュードリル41や転圧具51の内部を開放した自然通気とすることもある。   When the screw drill 41 is submerged in the ground G having a high groundwater level, the groundwater is pushed away, and thus compressed air that overcomes the groundwater pressure may be injected. In that case, the internal pressure of the body 43 is increased to forcibly push out the bit 47 to expose the exhaust port 46. The function of supplying air to the ground G may also be provided in the rolling tool 51 in addition to the screw drill 41. Further, depending on the conditions, the air hose 50 may not be used to forcibly supply air, but natural ventilation with the screw drill 41 and the rolling tool 51 open may be used.

10 地盤改良装置
11 旋回輪
12 走行手段(無限軌道)
13 ボディー
14 制御装置
15 コントローラ
16 ホッパ
17 ゲート
18 コンベア
19 シュート
21 テーブル
22 ヒンジ
23 調整シリンダ
25 アーム
26 倒伏シリンダ
27 ピン
29 リーダマスト
31 スライダ(スクリュードリル側)
32 オーガ
33 昇降装置(スクリュードリル側)
34 チェーン
35 ブーム
36 スライダ(転圧具側)
37 クランパ
38 昇降装置(転圧具側)
39 吊り具
41 スクリュードリル
42 中心軸
43 胴体
44 羽根
45 継ぎ手
46 排気口
47 ビット
48 環状溝
50 エアホース
51 転圧具
52 支持軸
53 押圧体
55 転圧具(押圧体が冠形)
56 押圧体(冠形)
B 砕石
C 改質域
G 地盤
H 穴
P 石柱体
S 杭
10 Ground improvement device 11 Turning wheel 12 Traveling means (infinite track)
13 Body 14 Control device 15 Controller 16 Hopper 17 Gate 18 Conveyor 19 Chute 21 Table 22 Hinge 23 Adjustment cylinder 25 Arm 26 Lodging cylinder 27 Pin 29 Leader mast 31 Slider (screw drill side)
32 auger 33 lifting device (screw drill side)
34 Chain 35 Boom 36 Slider (Roller side)
37 Clamper 38 Lifting device (rolling tool side)
39 Lifting tool 41 Screw drill 42 Central shaft 43 Body 44 Blade 45 Joint 46 Exhaust port 47 Bit 48 Annular groove 50 Air hose 51 Compressor 52 Support shaft 53 Press body 55 Compressor (press body is crown-shaped)
56 Press body (crown shape)
B Crushed stone C Modified zone G Ground H Hole P Stone pillar S Pile

Claims (2)

スクリュードリル(41)で地盤(G)に穴(H)を形成して、該穴(H)に砕石(B)又は杭(S)を埋め込み、これらを転圧具(51、55)で押圧する地盤改良装置であって
不整地を自在に移動可能な走行手段(12)と、該走行手段(12)に載るボディー(13)と、倒伏可能なリーダマスト(29)と、該リーダマスト(29)に沿って移動可能な二個のスライダ(31、36)と、該スライダ(31、36)を個別に駆動する昇降装置(33、38)と、一方のスライダ(31)と一体化して前記スクリュードリル(41)を回転させるオーガ(32)と、他方のスライダ(36)と一体化して前記転圧具(51、55)を保持するクランパ(37)と、前記ボディー(13)全体を回動可能な旋回輪(11)と、前記穴(H)に埋め込む前記砕石(B)を収容するホッパ(16)と、前記転圧具(51、55)近傍に前記砕石(B)を送り込むシュート(19)と、を備え、
前記スクリュードリル(41)は、円筒状の胴体(43)と、該胴体(43)の側周面を螺旋状に取り巻く羽根(44)と、前記胴体(43)の後端から突出して前記オーガ(32)に差し込まれる中心軸(42)と、先端付近に位置し前記穴(H)内に空気を供給する排気口(46)と、からなり、
前記転圧具(51、55)は、前記砕石(B)または前記杭(S)と衝突する押圧体(53、56)と、該押圧体(53、56)の後端から突出して前記クランパ(37)で保持される支持軸(52)と、からなり、
前記中心軸(42)と前記支持軸(52)は、前記旋回輪(11)の回転中心から等距離に配置してあり、
前記ホッパ(16)は、前記ボディー(13)の横幅と同等の大きさとすることで運転席を廃し、その代替として可搬性を有するコントローラ(15)で各可動部を遠隔操作可能とし、
前記穴(H)の形成から前記砕石(B)又は杭(S)の埋め込みまでの工程を連続的且つ繰り返して実施できることを特徴とする地盤改良装置。
A hole (H) is formed in the ground (G) with a screw drill (41), and a crushed stone (B) or a pile (S) is embedded in the hole (H), and these are pressed with a rolling tool (51, 55). a soil improvement apparatus that,
Traveling means (12) capable of moving freely on rough terrain, body (13) mounted on traveling means (12), leader mast (29) capable of falling down , and movable along leader mast (29) Two sliders (31, 36), an elevating device (33, 38) for individually driving the sliders (31, 36), and the screw drill (41) integrated with one slider (31). An auger (32) to be rotated, a clamper (37) which is integrated with the other slider (36) and holds the rolling tool (51, 55), and a swivel wheel (which can rotate the entire body (13)) 11), a hopper (16) for accommodating the crushed stone (B) embedded in the hole (H), and a chute (19) for feeding the crushed stone (B) in the vicinity of the rolling tool (51, 55). Prepared,
The screw drill (41) includes a cylindrical body (43), a blade (44) that spirally surrounds a side peripheral surface of the body (43), and a rear end of the body (43) protruding from the auger. A central axis (42) inserted into (32) and an exhaust port (46) located near the tip for supplying air into the hole (H) ,
The rolling tool (51, 55) includes a pressing body (53, 56) that collides with the crushed stone (B) or the pile (S), and a clamper protruding from a rear end of the pressing body (53, 56). A support shaft (52) held by (37),
The central shaft (42) and the support shaft (52) are arranged at an equal distance from the rotation center of the swivel wheel (11),
The hopper (16) has a size equivalent to the width of the body (13), thereby eliminating the driver's seat, and as an alternative, the movable controller (15) can remotely control each movable part,
A ground improvement device characterized in that the steps from the formation of the hole (H) to the embedding of the crushed stone (B) or pile (S) can be carried out continuously and repeatedly .
前記リーダマスト(29)の上部には、前記杭(S)を吊り上げる吊り具(39)を備えていることを特徴とする請求項1記載の地盤改良装置。 The ground improvement device according to claim 1 , further comprising a lifting tool (39) for lifting the pile (S) at an upper portion of the leader mast (29).
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