JPS584018A - 軟弱地盤の改良工法および改良処理機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海底等における軟弱地盤を硬化剤によって硬
化改良する工法およびその処理機に関するものである。

従来の軟弱地盤の改良工事の施工を、地盤改良台船を使
用して海底の軟弱地盤を硬化改良し、護岸を構築する場
合について説明すると、第１図に示すように櫓（２）、
地盤改良処理機１３）、処理機の昇降用ウィンチ（４）
、硬化剤ナイロ（５）、硬化剤スラリ製造用のプラント
（６）、操作室（７）、係留ウィンチ（８）、アンカー
（８′）等の設備を備えた地盤改良台船＋１１によつ【
、下端部に回転掘削・攪拌機構（仮配）を有する多軸の
地盤改良処理機（３）を、昇降ウィンチ（４）によって
櫓（２）から吊り、回転掘削・攪拌機構を回転し掘削し
つつ自重により海面Ｃ）下の軟弱地盤囚の深部まで貫入
し所期の深度に達したのち、回転掘削・攪拌機構を回転
しながら上昇、引抜きし、かつその上部で硬化剤を吐出
して、硬化剤と軟弱土とを混練しながら単位の改良杭を
軟弱地盤（４）中に造成し、さらに、地盤改良処理機（
３）の位置を少し動かし、再度前記の作業を繰返して改
良梳解（Ｂ）を造成する。その改良梳解（６）は、第２
図に示すような単位改良梳解Ｈ，または既設改良杭に隣
設改良杭をラップさせて施工した壁状杭０３、格子状杭
０４１．ブロック状杭０９等の土中構造物を造成して軟
弱地盤（３）を硬化改良土にするとともに、その上側に
ケーソン護岸（９）、埋立土＜１１等を施工するように
なっている。

さらに、前記の改良梳解（Ｂ）の施工は、＠３図（４）
（３）に示すように地盤改良処理機（３）の下端部に設
けている掘削翼（至）、攪拌翼器、回転軸■よりなる回
転掘削・攪拌機構０によって、既設改良杭０１）Ｋ対し
て−）量ラップさせて回転掘削・攪拌機構０を回転駆動
しながら垂直に貫入することにより、既設改良杭０１１
のラップ部分（ａ）量を切削しながら掘削したのち、さ
らに回転掘削・攪拌機構■を回転しつつ同一軌跡で垂直
に上昇、引抜きするとともに１その上部にて硬化剤吐出
具（１１１）から硬化剤を吐出し、硬化剤を軟弱土に混
練して既設改良杭０１）に隣設改良杭（１１４）を接合
させて順次に施工している。

また、前記の地盤改良処理機（３）は、第５図（２）（
和に示すように処理機駆動部（至）、支柱および回転軸
等よりなる処理機駆動部、処理機駆動部（至）から突設
されサブリーグ（６）のレールに昇降自在に嵌合したガ
イド部材部り、サブリーグ（転）の下端部にあって処理
機本体ｕＯを昇降自在に嵌挿したガイド部材Ｑ３、地盤
改良台船（１１上の櫓（２）Ｋ設けられサブリーグ（６
）を昇降可能に拘束したガイド部材（１１５χ別のサブ
リーグー、処理機駆動部（至）を別の賃プリーダ（財）
に昇降自在に嵌合させた接合金物−、処理機本体−を昇
降自在に拘束・ガイドしたガイド装置に）等によって構
成されており、その処理機本体−の下端部に設けられて
いる回転掘削・攪拌装置０を積極的に水平方向に移動さ
せたり、垂直方向の移動を制御でとるように′はなって
いない。

従って、前記の地盤改良処理機（３）により改良梳解田
）を施工すると、その回転掘削・攪拌機構０を垂直方向
に貫入、引抜ぎしたいニーズに対し、地盤抵抗のアンバ
ラ、機器荷重のアンノ之う等によりその軌道が外れ曲折
するのを回避できない。そのため、第３１田）に示すよ
うに既設改良杭Ｇ０と隣設改良杭（１１４）との間に硬
化剤が混練されていない未改良±（ロ）を残すおそれが
あり、また、隣設改良杭（１１４）を次々に連設すると
、第４図（３）に示すように垂直線ビ）に対し、買入、
引抜線（ロ）、（ゴ）の曲折が大きくなり、既設改良杭
Ｃ３１）と隣設改良杭（１１４）との間にラップ接合部
α優のほかに大きい未改良土（イ）の部分が生ずるよう
になって、単位改良杭相互の接合性が悪化し、改良杭の
垂直性も損われるようになり、改良梳解の施工不良即ち
地盤改良が不十分になる難点がある。

本発明は、前記のような難点を解消した軟弱地盤の改良
工法およびその改良処理機に係り、地盤改良処理機の（
ロ）転掘削・攪拌機構を駆動して軟弱地盤中に貫入、引
抜きし、硬化剤と軟弱土とを混練して地盤を硬化改良す
る軟弱地盤改良工法において、買入の当初には既改良土
とのラップ量を少なめにし、貫入の途中からラップ量を
大と＜シて貫入、掘削し、引抜時にはその位置から垂直
に引抜いて既改良土の一部を削りながら地盤を硬化改良
する軟弱地盤改良工法、回転掘削・攪拌機構を駆動して
軟弱地盤中に貫入、引抜きするとともに、その近傍に配
設する硬化剤吐出具から硬化剤を吐出して軟弱土と混練
して地盤を硬化改良する地盤改良処理機におい【、貫入
、引抜時に回転掘削・攪拌機構を既改良上側に移動せし
めかつ垂直方向に制御する水平張出機構を前記の回転掘
削−１攪拌機構部分に配設した軟弱地盤改良処理機に特
徴を有するものであって、その目的とする処は、既改良
土（改良梳解）に対する隣設改良土←隣設改良杭）の接
合性を向上するとともに地盤改良を円滑に施工すること
ができる軟弱地盤改良工法を供する点にあり、さらに、
前記工法に用いて同工法を可能とする軟弱地盤改良処理
機を供する点にある。

本発明は、前記した構成になっており、買入時には当初
に既改良土とのラップ量を少なめにし、貫入途中からラ
ップ量を大ぎくして貫入、掘削し、引抜時にはその位置
から垂直に引抜いて既改良土の一部を削りながら地盤を
硬化改良するため、既改良土と隣設改良土相互間に未改
良土が介在される不具合が解消され、改良土の接合性（
連設）が著しく向上されるとともに１精度のよい施工が
可能となるため迅速、円滑に施工できて作業能率が大巾
に向上される。

また、本発明においては、地盤改良処理機の回転掘削・
攪拌機構の部分に、貫入、引抜時に回転掘削・攪拌機構
を既改良上側に移動せしめ、かつ垂直方向に制御する水
平張出機構を配設しているので、貫入、引抜中ＶＣＦ１
１時に回転掘削・攪拌機構を水平方向の移動とそれによ
り垂直方向に制御することかでと、かつその作動は水平
張出機構によって直接に行なわれるため地圧などに十分
に対抗できる強力なものとなり、確実、正確に作動でき
て高精度の施工を可能圧することができる。

以下本発明の実施例を図示について説明する。

篤３図（Ｏ２０に本発明の軟弱地盤改良工法の実施例が
示されており、その実施例の工法は、後駅する地盤改良
処理機の回転掘削・攪拌機構［Ｆ］を回転駆動し、貫入
の当初には既改良±Ｇυに対する計−上のラップ（ａ）
に対し少ないラップ量（ｂ）Ｋｌ、、貫入途中からラッ
プ量を大と＜シつつ貫入、掘削して、所定深度に達した
時に＃記の計画ラップ量（ａ）に至らしめ、引抜時には
回転掘削・攪拌機構［Ｆ］を回転しながらその位置から
垂直に上昇、引抜きＫより、既改良土の部分０を切削し
つつ、同時に回転掘削・攪拌機構（転）の上部において
硬化剤吐出具（１１１）から硬化剤を攪拌されている軟
弱土中に送込み、硬化剤と軟弱土とを混練して隣ＩＩｆ
ｌＫ改良土を施工する工法にしている。この工法におい
ては、回転掘削・攪拌機構図の回転軸（至）部分が、第
３図０に示すように貫入の当初においては（ハ）線上を
垂直に下降し、途中において゛その軌道が修正されて既
改良土Ｃ３υ側に偏向する斜線（−イ）をたどり、さら
にその位置から珈直に上昇する垂直線に）Ｋａって移動
するとともに１回転掘削・攪拌機構［Ｆ］の匿改良上側
の先端軌跡は線Ｏｎから線（至）となり、その回転掘削
・攪拌機構■による既改曳土の切削り量は、貫入尚初の
ラップ景色）、貫入途中から次第にラップ量（＆）に達
し、引抜時には残りのラップ量（ｃ）部分を切削ること
Ｋなる。

次に、前記実施例の工法に用いられる地盤改良処理機の
実施例について説明すると、同実施例の概費は、第６図
（Ａ）田）に示すように処理機機体支柱−、同処理機機
体支柱（ハ）Ｋ取付けられた回転軸−用軸受四、回転軸
駆動原動機−１掘削翼（至）と攪拌翼（至）とよりなる
回転掘削・攪拌機構■の部分に付設された水平張出機構
ω、および同水平張出機構■の遠隔駆動装置６υにより
構成され、多軸構造になっている。さらＫ、その回転掘
削・攪拌装置■と水平張出機構いを第７図（Ａ）■）の
拡大図によって説明すると、攪拌翼−が多段に配設され
、その水平侵出機構顛の一方の張出部材（４？）は格納
状態で、他方の張出部材（４１）は張出した作動状態で
示され、１１７図（８）で示すように処理機機体支柱−
に対し回転掘削・攪拌機構■が４個１１組に配設される
とともに、両侵出部材曲（４τ）は両側に配設された構
造になっている。

次に１前記の水平侵出機構ωの第１実施例を第８図（Ａ
）（Ｂ）Ωに示しており、図中槌、槌は供出部材、（ト
）は支柱−に取付けられ、ビン６４）Ｋより張出部材６
２を回転自在に接合したブラケット、６ηは支柱＠均Ｋ
ｌｌ付けられ、ビン（至）Ｋよりリンクωを回転自在に
接合したブラケット、槌は侵出部材−およびリンク槌を
回転自在に接合したビン、輪は張出部材の駆動装置、Ｅ
ｌｌは張出部材（至）と駆動装置−を回転自在に接合し
たビン、關は支柱−に取付けられ、ピン關により駆動装
置−を回転自在に接合したブラケット、（へ）、−は張
出部材の格納時および作動ＲＫおけるストツノＪ、（１
１６）は四転軸フラ／ジにより構成されている。

また、第９図（Ａ）ＣＢ）には水平張出機構ηの第２実
施例が示されており、図中−は張出部材、姉、−はビン
−およびσＯＫより回転自在に張出部材−に接合したブ
ラケット、συ、（至）は支柱（４ａＫ接合し、ブラケ
ット（ハ）、ｆｆ４）をビン（ハ）およびσｅＫより回
転自在に支持したブラケット、（２）はピンσ梯および
σ］の間隔がほばビン１、ｃＩＩの間隔と等しい寸法を
有するリンク、桐は張出部材の駆動装置、日は支柱〔樽
に取付けられ、ビン■により駆動装置−を回転自在に支
持したブラケットにより構成されている。

さらＫ、第１０図（Ａ）田）には水平張出機構■の第３
実施例が示されており、図中（ハ）は張出部材、帆、（
へ）はビン缶および１１１７）Ｋより回転自在に張出部
材峙に接合したブラケット、−１■は支柱（財）に接合
し、リンク■０υをピン嬶および（ハ）により回転自在
に支持したブラケット、−はビン（ホ）および−の間隔
に嫌ぼビン■圃の間隔に等しい枕法を有するバー、−は
張出用のテンションノｚ−１−は格納用テンションパー
、鏝は駆動装置、（２）は支柱（４１に取付けられビン
（１０１）により回転自在に駆動装置（ト）を支持した
ブラケット、（１０２）はビン（１０３）により回転自
在に支柱−Ｋｉｋ付けられたリンク、（１０４）は駆動
装置（２）をリンク（１０２）に回転自在に接合したビ
ン、（１０５）は長穴（１０７）　においてビン（１０
８）　Ｋよりリンク（１０２）と接合したテンションパ
ー−のヘッド金物、（１０６）は長穴（１０９）におい
てピア　（１１０）によりリンク（１０２）と接合した
テンションノ２−（２）のヘッド金物、（１１７）は張
出部材の張出状態を示しており、それらＫよって第３実
施例が構成されている。本発明の実施例は、前記したよ
うになっており、本発明の軟弱地盤改良工法は、下端部
に回転掘削・攪拌機構■を備えた多軸が一体となった地
盤改良処理機（第６図、ｖＮＺ図参照）を第１図に示す
ように昇降ウィンチ（４）Ｋより櫓（２）より吊り、回
転掘ＰＡ−攪拌機構（転）を回転しながら、自重により
軟弱地盤の深層まで貫入し、所期の深度に達したら、回
転掘削・攪拌機構（ト）の上方位置で硬化剤吐出具（１
１１）から硬化剤を吐出しながら、掘削翼、攪拌翼（２
）（至）を回転し、硬化剤を軟弱土と混練しつつ処理機
を引上げ単位改良杭（改良土）を造成する。この単位改
良杭を僅かずつラップさせて施工し、単位改良杭を相互
に接合することＫより、軟弱地盤に一体となった第２５
！！ｉに示すような改良土即ち土中構造物を造成するこ
とがでとる。

従来工法においては、Ｉ［図（Ａ）Ｋ示すよ５に隣設改
喪杭（１１４）を計画量−）ラップ（２０〜３０ａａ）
させるｋく施工したところ、改嵐杭施工時における処理
機の軌跡のずれ量が大きくなり、単位改良杭接合面に第
４１囚のような未改良±（１）を残し、また、第４図の
）Ｋ示すように深部にて単位改良杭相互関に未改良±（
１１３）を生じ、単位改良杭の相互あるいは一方が外れ
勝手になり、接合部のラップａし罰が外れるようになる
。

また、従来の施工における単位改良杭の接合については
、第５１囚において既改良杭に対して（ａ）量シップさ
せて処理機を垂直に貫入し、処理機を同一軌跡で引抜（
ことにより、貫入時切削された硬化剤混線上を喪失した
接合部に再度完全に硬化剤吐出具を充填することＫある
が、深層において貫入時と完全に同一軌跡で引抜くこと
は難しく、既設改良杭の切削面未改良±（ロ）を残すこ
とになる。

ところが、この実施例工法では、第３図（ＯＫ示すよう
に、計画上のラップ量（ａ）に対し、少ないラップ量ら
）により貫入し、深層に到って水平張出機構（ト）を作
動してラップを、所期の（ｓ）量まで、処理機の軌道を
変更したのち、既改良土を新規Ｋ　（ｃ）量切削しなが
ら、硬化剤混線上を充填するため、単位−改良杭即ち既
改良土と隣設改良土間の接合部が完全となり連続性が得
られる。

また、従来の処理機では、機体自体の積極的な移動制御
機構を備えてなく、また長い回転軸により回転掘削、攪
拌機構０が駆動部から離されているため、貫入、引抜時
における垂直方向からのずれ動ぎを回避することかで鯉
なかったが、この実施例の処理機では、貫入、引抜の間
、随時に水平張出機構面を作動させることＫより、その
張出部材を張出して地盤側に当てたその反力により回転
掘削・攪拌部■を水平方向に動かし、即ち既改良土側に
移動させることができるから、貫入、引抜の軌跡修正が
可能であり、またその作動にまり垂直方向への制御もで
きる。１ＩｌｌＩ配のような実施例工法が可能となり完
全な単位改良杭間の接合を果すことがでとる。第７図＠
においては、回転掘削・攪拌機構■を後方向に軌道修正
するために１水平張出機構（・）、（ｄ）を張出し、後
方側壁より水平抵抗力を得ている状態を示し、同様に前
方に移動したい時は水平張出機構（ａ）（ｂ）を、左方
に移動したい時には水平張出機構（ｆ）を、右方に移動
したい時は制御装［（ｃ）を張出して抵抗を得ることに
より、回転掘削・攪拌機構［Ｆ］をどの方向にも水平に
移動させることができる。

第８図（Ａ）田１ｃ）において、張出部材も２Ｑを張出
した状態で、貫入時は水平張出機構Ｑが、引抜時は張出
部材５本が、当該改良面積外の側壁あるいは改良面積内
の上流によりあるいは当該改良面積外の側壁を切削する
ことにより抵抗を得ることができる。第９図（Ａω）に
おいては、張出部材を張出した状態において、張出部材
−を当該改良面積外の側壁に当てて水平方向反力を得る
ものであり、張出部材がいかなる張出状ＷＡにおいても
処理機機体に平行状ｍＫあるようブラケットσ４Ｉがビ
ン日、σＣと同一ピン間隔寸法のリンクσηで結ばれて
いる。

第１０図（４）ＣＢ１において、張出部材輸の構造は、
前記張出部材競ωおよび輸の中間の機能即ちｍ１ｌｌｉ
を切削することと側壁に１押付けることＫより水子反力
を得るものであり、侵出部材を処理機機体に平行に張出
すため、同一装置のリンク−ｇυをピン（へ）暁間隔と
同一ピン間隔寸法長さのバー―により連結されている。

そのテンションバー硬を引くト、張出部材（ハ）が張出
し、テンションバ２−（２）を引くと張出部材輸が格納
される。また、駆動装置−〇液圧シリンダ、空気圧シリ
ンダ、またはスクリューシリンダ等が矢示のように伸び
るとテンションバーｍが引かれ、この間テンションバー
（至）はヘッドのピン穴の遊びにより動かず、一方、駆
動装Ｗ出が矢示のように縮むとテンションバー（至）が
引かれ、テンションバー匈は動かない。即ち駆動装置の
伸縮動作により遠隔の張出部材−を操作する２本のロツ
ｒが交互に一方のみ引と動作をし、小径の長大なロッド
により安全な動力伝達を行ない得る。

実施例は前記のようＫなっており、本実施例工法におい
ては、前記の水平張出機構■の併設により、貫入、掘削
時の当初にはラップを少なく即ち浅目にし、深層に到っ
た貫入途中においてラップ量を大ぎくする方向に軌道を
修正し、買入終了時の深いラップ位置から引抜くことに
より既改良土を削りながら、硬化剤を混練することがで
きるので、接合面に未改良土を残すことがなくなり、単
位改良杭間即ち既改良土間の接合性を向上できる。

また、施工精度が高くなり迅速、円滑に施工することが
できる。

また、実施例の水平張出機構いを備えた処理機により、
地盤中の深層において処理機の軌道が任意に変えられる
ことになり、かつ、その水平張出機構部は処理機の回転
掘削・攪拌機構０を直接に強力に水平方向に移動できる
ため、前記の接合性を完全な状ｌＩＫできて、改良土が
一連に一体となったものにすることができる。

従来、単位改良杭間の接合性の不安から、単位改良杭内
深度に比し、設計上の改良地盤強ｆＫ大ぎい安全率がと
られ、処理機の単位改良面積内の攪拌性能が生かされな
かったが、この実施例処理機の水平張出機構の機能によ
り改喪杭関の完全な接合が得られ、改良地盤全体の信頼
性を向上、経済設計に基づき地盤改良の全体規模を縮小
できることにより、地盤改良性能が大巾に高められる。

従来の処理機では地盤抵抗のアンバランスあるいは機械
荷重のアンバランス勢に生ずる僅かな水平力により、改
良地盤に大ぎな影響を及ばしていたが、この実施例では
、回転掘削−攪拌機構部分に水平張出機構な設けている
ため、水平張出機構部を直接に強力な作動によつ【水平
方向に移動でき、ラップ量の調整、垂直方向の制御を！
１ｌ１１時にできる。

さらに、処理機の掘削・攪拌軌道制御上１１１！かつ有
効な回転掘削、攪拌機構の軸上方位ＷＩＫ、多軸ある掘
削・攪拌軸間の支柱側面に取付座を設け、引込時には掘
削面内上流又は側壁より抵抗を受けることが極く少なく
、張出時には大とい抵抗を得るように、格納、展開でと
、各水平張出機構を処理機機体周囲に配電することによ
り平面上Ｘ、　Ｙどちらの方向あるいは複合した方向に
任意に制御可能である。

前記説明では、海底等における軟弱地盤改良について述
べたが、それに限らず一般の軟弱地盤の改良にも通用可
能である。

以上本発明を実施例について説明したが、Ｉｎ論本発明
はこのような実施例にだけ局限されるものではなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施
しうるものである。

【図面の簡単な説明】

＠１図は海底軟弱地盤改良と饅岸工事の従来例を示す見
取図、第２図は改良梳解の各種形状図、第３図（Ａ）Ｃ
Ｂ）は従来の地盤改良の施工説明図、第６図（Ｑ（Ｉ）
ｌは本発明の地盤改良工法の実施例説明図、１１１４図
（Ａ）（Ｂ）は従来の地盤改良の状態図、第５図（４）
（至）は従来の軟弱地盤改良処理機の概要図、第５図（
Ｏは本発明の地盤改良処理機の実施例概要図、第６図（
Ａ）＠は第５図Ｃの一部拡大機構を示す側面図と正面図
、第７図（Ａ）（Ｂ）は回転掘削・攪拌機構と水平張出
機構部分の実施例を示す拡大側面図と同水平張出機構の
平面配置図、第８図囚１）（Ｏは水平張出機構の詳細を
示す第１実施例の側面図、正面図およびＡ−Ａ断面とＢ
−Ｂ断面図、第９図（Ａｌ（Ｂ）は水平張出機構の纂２
実ａｍを示す側面図と同人−Ａ断面図、第１０図（Ａ＠
は水平侵出機構の第６実施例を示す側ｍ１図とその駆動
装置正面図である。 Ａ：軟弱地盤　Ｂ：抜食梳解（改良土）［）、Ｅ：回転
掘削・攪拌機構　Ｆ：水平張出機構６：地盤改良処理機
　１１１：硬化剤吐出具２８：掘削翼　２９：攪拌翼 復代理人　弁理士　岡　本　重　文　外２名第４図 （へ） イ （Ｂ） イ 壓８図 （Ａ） （Ｂ） 馬１０図 （Ａ）　　　　　　　　　　（Ｂ） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５６年特　許　願第　１００４３８号２、発明の名
称　軟弱地盤の改良工法および改良処理機３、補正をす
る者 事件との関係　　特　　　　　許出願人名　称　（６２
０）三菱重工業株式会社４、復代理人 ７、　補正の内容 明細書中 （１）　　第１９ｊ［下から４行目の「Ａ−ム断面とＢ
−ＢＷＲ面図」を、「Ａ−ム断面（上＃ｐ部分）とＢ−
Ｂ＠面（下学部分）ｖＡｌに補正します。 図面中 ＋１）［７図（均と第８図（ｑを、添附図のよ５に補正
します。 第８図（Ｃ） 特開昭５８−４０１８　＜１３）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地盤改良処理機の回転掘削書攪拌機構を駆動して
   軟弱地盤中に貫入、引抜ぎし、硬化剤と軟弱土とを混練
   して地盤を硬化改良する軟弱地盤改良工法において、貫
   入の当初には既改良土とのラップ量を少なめにし、貫入
   の途中からラップ量を大きくして貫入、掘削し、引抜時
   にはその位置から垂直に引抜いて既改良土の一部を削り
   ながら地盤を硬化改良することを特徴とする軟弱地盤改
   良工法。
2. （２）　　回転掘削・攪拌機構を駆動して軟弱地盤中に
   貫入、引抜ぎするとともに、その近傍に配設する硬化剤
   吐出具から硬化剤を吐出して軟弱土と混練して地盤を硬
   化改良する地盤改良処理機において、貫入、引抜時に回
   転掘削・攪拌機構を既改良土偶に移動せしめかつ垂直方
   向に制御する水平張出機構を前記の回転掘削・攪拌機構
   部分に配設したことを特徴とする軟弱地盤改良処理機。