JPS60203727A - 地盤改造装置 - 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】 （ｎ）０発明の技術分野 本発明は、掘削管を介し−ｃ　ｔｇ削土砂を外部に吸い
上げ排出ずろ、エアリフト方式、リバース方式等により
、地中にパイロット穴を掘削した後に、高圧水を水平方
向に噴射して地中に円筒形の空洞を形成し、その形成さ
れた空洞内にコンクリート等の地盤改良剤を打設して新
たな人工地盤を形成する地盤改造工法等に適用するに好
適な地盤改造装置に関する。

（ｂ）、技術の背景 人工地盤の構築に際しては、地中に空 洞を掘削して、その部分をコンクリ−１−等の地盤改良
剤で置換し、結果的に地中に板状の強固な人工地盤をｔ
δ築する工法が捉案されている（特開昭５７−１３３９
１８、特開昭５８−２４０２０、特開昭５８−２６１１
５、特開昭５８−２（１８１９等）。

（Ｃ）、従来技術と問題点 第５図は従来の地盤改造装置によって 人工地盤用の空洞を掘削した際の、掘削された空洞の修
正作業態様を示す正面図である。

従来、この種の地盤改造に用いられる、エアリフト方式
、リバース方式等の地盤改造装置は空洞掘削用のノズル
が掘削管に対して固定されていたために、第５図に示す
ように、一旦空洞３２を形成してしまった後に、掘削が
不完全な部分３２ｂがあった場合には、ｊ原型ｖ１５を
ノズル１７と共に図中上方に引き上げ、ノズル１７と不
完全部分３２ｂとを対向させ、その状態で超高圧水２９
を噴出させて、不完全部分３２ｂの掘削を行っていた。

しかし、これては、修正掘削によって掘削された土砂３
７は、既にｔ原型成型された空洞３２底部に堆積してし
まい、いくら掘削管１５から泥水２７を吸い上げても外
部に排出される乙とは無く、従って修正掘削の後に掘削
管１５を再度降下させて空洞３２底部に堆積し１．＝土
砂３７を排出さぜる作業が必要となす、掘削作業の効率
が大幅に低下し・てしまう欠点があった。

また、ノズルが掘削管に対して固定さ れているために、エアリフト方式、リバース方式等の、
掘削管１５を用いて掘削土砂を吸入排出する方式では、
必ず空洞天井部３２ｃ側から底部３２ｄに向けて掘削を
行わない限り、掘削管１５からの土砂の回収が保証され
ない不都合があるが（即ち、現在掘削中の空洞３２最下
部に土砂３７排出用の開口１５ａを位置するようにして
おく必要がある。）、これでは、天井部３２ｃが、空洞
３２が完全に掘削形成されるまでの長い間泥水２７に晒
されることになり、他山の緩みを促進させる結果となり
、工事の信頼性が低下する欠点があった。

ｃｄ）０発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべ（、 不完全部分の修正掘削を、掘削時において掘削土砂を効
果的に排出しながら行うことの可能な地盤改造装置を提
供することを第１の目的とし、更に空洞をその底部から
天井部に向けて掘削してゆくことの出来る地盤改造装置
を提供することを第２の目的と　′するものである。

（ｅ）０発明の構成 即ち、本発明（よ、ノズルを掘削管の軸心と平行な方向
に移動自在に設けて構成される。

（以下余白） （ｆ）０発明の実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例 を、具体的に説明する。

第１図は本発明による地盤改造装置の 一実施例を示す正面図、第２図は第１図の地盤改造装置
のノズル付近の平断面図、第３図ｔよ本発明による地盤
改造装置により空洞の修正掘削作業を行つ１．−際の様
子を示す正面図、第４図１よ本発明による地盤改造装置
を用いて空洞の下方部から掘削を行った場合の様子を示
す正面図である。

地盤改造装置１は、第１図に示すよう に、クローラクレーン等の移動重機２を有しており、移
動重機２には運転席２ａ、クローラ２ｂ、２’ｂ等が設
けられている。また、移動重機２には柱状のり−グ３が
支持フレーム５を介して立設されており、り一ダ３には
ガイドレール３ａが図中上下方向に形成されている。ガ
イドレール３ａには同前管保持回転装置６が昇降自在に
設けられており、掘削管保持回転装置６には他端がウィ
ンチ（図示せず。）に巻き掛けられたワイヤ７の一端が
接続されている。従って、ウィンチを正逆方向に駆動し
てワイヤ７を繰り出し、又は繰り込むことにより、掘削
管保持回転装置６はリーク３のガイドレール３ａに治っ
て上下方向、即ち矢印Ｃ１Ｄ方向に自由に移動すること
が出来る。

掘削管体持回転装Ｍ６には、チャック ９が掘削管保持回転装置６に内蔵されたモータ等の回転
駆動手段１０により矢印Ａ、Ｂ方向に回転自在に設けら
れており、またチャック９には、掘削管１５を構成する
中空筒状のロッド１３が、把持固定自在に貫通設置され
ており、ロッド１３の上下両端には接続用のフランジ１
３ａ、１３ａが形成されている。ロッド１３の、第１図
下方には、複数のロッド１３がフランジ１３ａを介して
ボルト等の締結手段により直列に接続されており、この
フランジ結合によりｔ原型管１５は、たとえ掘削管１５
が矢印Ａ、Ｂ方向に正逆回転しても各ロッド１３間の接
続に、ネジによる接続に際して生じるような緩みが生じ
るようなことは無い。掘削管１５の下端は外部に開放さ
れた開口１５ａを形成しており、更に下端には掘削用の
ビット１６が装着されている。また、ビット１６のやや
上方には超音波測距センサ１９、ノズル駆動装置３９及
びガイドレール１５ｂが設けられており、ガイドレール
１ｓ　ｂ　１．ｔ　１８削管１５の軸心と平行な方向、
即ち矢印Ｃ，Ｄ方向に形成されている。ガイドレール１
５ｂには、ノズル１７が、第２図に示すように、ノズル
１７に形成された係合ノツチ１７ａを介してＣ，Ｄ方向
に移動自在に、かつノズル駆動装置３９に接続された形
で装着係合されており、従って′、ノズル１７はノズル
駆動装置３９を駆動することによりＣ，Ｄ方向に自由に
移動することが出来る。また、ノズル１７には高圧液体
供給管２０が接続されおり、高圧液体供給管２０は掘削
管１５の軸心方向、即ち第１図上方へ向けて、を原型管
１５外周に沿った形で伸延設置され、その先端は掘削管
保持回転装置６下部にまで達し、そこて可撓性を有する
フレキシブルチューブ２２に接続されている。なお、高
圧液体供給管２０がノズル１７と接続する下端部分は可
撓性を有するチューブから形成されており、更に掘削管
１５の上端には、同様に可撓性を有するフレキシブルチ
ューブ２５が接続されている。

地盤改造装置１は以上のような構成を 有するので、地盤改造装置１を用いて人工地盤を構築す
るには、まず掘削管保持回転装置６をリーダ３のガイド
レール３ａに沿って矢印Ｃ方向に引き上げ、掘削管保持
回転装置６内の回転駆動手段１０を駆動して、チャック
９を例えばＡ方向に回転駆動させる。チャック９が回転
すると、チャック９に把持された掘削管１５も入方向に
回転し、掘削管１５先端のビット１６ば、掘削管保持回
転装置６及び掘削管１５の重量により第１図下方に向け
て掘削を開始する。掘削管体持回転装Ｗ６がリーダ３に
治ってＤ方向に移動し、掘削管１５従ってビット１６が
下方に進むにつれて、土壌中にはＣＸＤ方向にビット１
６の軌跡としてのパイロット穴２６が掘削形成される。

パイロット穴２６には泥水２７を給水し、その静水圧に
よりパイロット穴２６の崩壊を防ぐとともに、図示しな
いサクションポンプによりフレキシブルチューブ２５を
介してパイロット穴２６中の泥水２７を、ビット１６に
よって生じる掘削土砂と共にスラリー化した形で、掘削
管開口１５ａから掘削管１５内部の各ロッド１３を通し
てパイロット穴２６外部に吸い上げ排出する。排出され
た泥水２７は共に吸引した土砂を分離した後に、パイロ
ット穴２６に戻され、継続的に掘削に使用される。

ＩＩＪｉ削ｊζ際して、堀ｎす管１５を回転駆動するチ
ャック９は回転駆動手段１０により、３６０°の角度範
囲で正転と逆転を繰り返しながら掘削を継続していくが
、嘱削管１５　＋：１３６０°以上回転することは無い
ので掘削管１５上部にフランジ１３ａを介して固定的に
接続されたフレキシブルチューブ２５からの泥水２７の
排出は、フレキシブルチューブ２５に極度のねじれを与
えることなく、円滑に行われる。

こうして一定の深さだけパイロット穴 ２６を掘削し、掘削管保持回転装置６がリーダ３の下方
にまで達すると、回転駆動手段１０の駆動を停止して１
原型動作を停止させると共に、チャック９による掘削管
１５の把持を中止し、掘削管１５の上端のフレキシブル
チューブ２５を外して新たにロッド１３を接続する。そ
こで、掘削管保持回転装置６のみをリーダ３に沿ってＣ
方向に引き上げて、当該新たに接続されたロッド１３部
分を介して掘削管１５を把持する。

次いてフレキシブルチューブ２５を新たに接続されたロ
ッド１３の上端に固定接続し、この状態で再度掘削管保
持回転装置６０回転駆動手段１０を駆動してパイロット
穴２６のｔ掘削を開始する。こうして、パイロット穴２
６が徐々にＤ方向に形成されてゆぎ、深さがＤＰにまで
達したところで、ピッ１−１６による掘削を止めて、掘
削管保持回転装置６を掘削管１５と共にＬｌだけ引き上
げる。そこで、今度はフレキシブルチューブ２２から超
高圧水２９を、高圧液体供給管２０を介してノズル１７
から噴出させる。

この時、ｍ前管保持回転装置６を徐々にＤ方向に降下さ
せつつ、前述と同様に掘削管１５を３６０°に亙り正逆
方向に往復回転させてゆくと、地盤３１中には超高圧水
２９により円筒形の空洞３２が形成されてゆく。

この際も、掘削管１５は３６０°の角 度範囲でしか回転しないので、掘削管１５に固定された
高圧液体供給管２０と、フレキシブルチューブ２２との
接続状態は、チューブが絡まる乙となく、良好に維持さ
れ、超高圧水２９の供給は円滑に行われ、従って、空洞
３２の形成も何らの支障も生じること無く行われる。な
お、掘削中の空洞３２の形状は、超音波３（ＩＩ距セン
サ１９がら空洞壁面３２ａに超音波３３を発信させてそ
の反射波を捕捉し、超音波測距センサ１９から壁面３２
＝まての距離を計測すること？こより正確に把握するこ
とが出来る。

また、空洞３２の掘削に際しては、ノ ズル１７はノズル駆動装置３９によりガイドレールｉ５
ｂの、第１図最下方に位置させられて゛いるので（即ち
、ノズル１７と掘削管開口１５ａが最も近接した位置に
位置しているので、）、ノズル１７からの超高圧水２９
により掘削され１コ土砂３７は、掘削中の空洞部分直下
に存在する底面３２’　ｅに直ちに落下し、更に掘削管
開口１５ａから作用するサクションポンプによる吸引力
により、泥水２７と共に掘削管１５を介して外部に円滑
に排出される。従って、底面３２−ｅに掘削土砂３７が
残留することばなく、作業は円滑にかつ能率よく進行す
る。

こうして空洞３２を掘削するうちに、 超音波測距センサ１９等の測定から、第３図に示すよう
に、既に掘削が完了した空洞３２内に掘削が不完全な部
分３２ｂが存在することが判明した場合には、直ちにノ
ズル駆動装置３９を駆動してノズル１７をガイドレール
１５ｂに沿ってＣ方向に上界移　′動させ、ノズル１７
と不完全開削部分３２１）を対向させる。この状Ｌｉｔ
でノズル１７から超高圧水２９を不完全１屈前部分３’
２　ｂに対して噴射させて当該部分３２ｂを掘削１７、
正規の空洞形状を確保する。この場合、高圧液体供給管
２０のノズル１７側は可撓性を有するように形成されて
いるので、ノズル１７かガイドレール１５ｂに沿ってＣ
１Ｄ方向に移動しても高圧液体供給管２０とノズル１７
の接続状態（よ良好ζζ維持される。

また、掘削管１５の開口１５ａはノズル１７が上方に移
動しても、それまでの空洞底面３２ｅ又は底部３２ｄ付
近にそのまま残り移動することは無しくので、底部３２
ｄ等に落下してきたノズル１７による掘削土砂３７は、
底部３２ｄ等に存在する開口１５ａから強力に外部に排
出され、底部３２ｄ等ζこ堆積することは無い。底部３
２ｄ等付近には開口１．５　ａから排出される泥水２７
により強力な水流が開口１５ａに向けて生じているので
、掘削土砂３７は円滑に開口１５ｎ方向に移動し、排出
される。

こうして、所定の大きさの空洞３２が 地盤３１中に形成されたところで、今度は掘削管１５を
回転させながらノズル１７を空洞３２の下部からＣ方向
ζζ用き上げつつ、フレキシブルチューブ２２からノズ
ル１７へセメントミルク等の地盤改良剤を供給し、ノズ
ル１７から空洞３２内へ地盤改良剤を高圧で噴射して空
洞３２内を地盤改良剤で満たず（なお、掘削管１５をト
レミー管として用い、開口１５ａを介して空洞３２及び
パイロット穴２６にコンクリート等の地盤改良剤を充填
しても良い。）。地盤改良剤を空洞３２及びパイ四ツ１
−穴２６内に充填さぜっつ掘削管１５をＣ方向に引き上
げてゆくと、充填された改良剤は凝固して地盤３１中に
は強固な人工地盤が構築されることになる。

一個所の人工地盤が構築されたところ で、移動重機２を移動させて、当該構築された人工地盤
に隣接した位置にパイロン）−穴２６を新たに掘削して
、空洞３２を構築し、更に地盤改良剤を充填して当該空
洞３２と先に構築された空洞３２（既に地盤改良剤が充
填固化されている。）とを連続させて、人工地盤を水平
方向に拡張してゆく。

なお、上述の実施例Ｃよ空洞３２をその天井部３２ｃか
らｔ原則した場合について述へたが、本発明による地盤
改造装置１はそうした工法の他に、第４図に示すように
、掘削の完了したパイロット穴２６底部から、即ち空洞
底部３２ｄから、ノズル１７のみを徐々にＣ方向に引き
上げっつ堀ＮＵを行ってゆく方法を用いることも可能で
ある。

更に、掘削管保持回転装置６を支持ガ ・イドするリーダ３等のガイド手段は、必ずしも移動重
機２等に装着されている必要は無いが、移動重機２にガ
イ１〜手段が設けられていると、多数のパイロット穴２
６を能−率良＜ｆ屁＃すする乙とが可能となる。

なお、備前方式としては掘削管１５を 介して掘削土砂を外部に排出する方式であればどのよう
な方式であっても適用が可能であり、上述のいわゆるリ
バース方式の他に、ｔＥ削骨管１５中１原型管１５下部
から圧縮空気を注入し、それにより掘削管１５を介して
泥水２７を外部に排出する、いわゆるエアリフト方式で
も適用できることは勿Ｊ命である。

また、ノズル１７を上下方向、即ち掘 削管１５の軸心方向に移動駆動する、ノズル駆動装置３
９のノズル駆動方法としては、ガイドレール１５ｂに治
って無Ｏｈ　状ワイヤを張設し、当該ワイヤにノズル１
７を装着固定して、ワイヤを適宜回転移動させることに
よりノズル１７をＣ１Ｄ方向に移動させる方法、スクリ
ュウシャフトにノズル１７を螺合させ、該スクリュウシ
ャフトをモータ等により回転させてノズル１７を移動さ
せる方法客種々のものが考えられる。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したよ′うに、本発明によれば、ノズル１７
をｔａ！前管１５の軸心と平行な方向に移動自在に設け
たので、空洞３２が形成された後の不完全掘削部分３２
ｂの修正掘削をノズル１７のみを上方に移動させた形で
、従って掘削管１５による空洞３２下部における掘削土
砂の有効な排出動作を同時に継続させつつ行うことが出
来るので、修正ｍ前作業を従来に比して極めて効率よく
行う乙とが出来る。

更に、ノズル１７の移動が可能になる ことにより、第４図に示すように、空洞３２の底部３２
ｄからの掘削が可能となり、この場合には地山の緩みが
生しやすい空洞上面３２ｆは常にノズル１７により掘削
され続けるので、同一の上面３２ｆが泥水に長時間晒さ
れることが無く、空洞天井部３２Ｃから掘削した場合に
生じやずい天井部３２ｃの地山の緩みによる地盤の崩壊
等の発生を未然に防止することがてき、工事の信頼性を
向」ニさせることが出来るばかりか、掘削により緩み始
めた上面３２ｆの地山を次々に掘削してゆく形となるの
で、ノズル１７による掘削作業を効率良く行うことが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による地盤改造装置の 一実施例を示す正面図、第２図は第１図の地盤改造装置
のノズル付近の平断面図、第３図は本発明による地盤改
造装置により空洞の修正回前作業を行った際の様子を示
す正面図、第４図は本発明による地盤゛改造装置を用い
て空洞の下方部から掘削を行った場合の様子を示す正面
図、第５図は従来の地盤改造装置によって人工地盤用の
空洞を掘削した際の、を原型された空洞の修正作業態様
を示す正面図である。 １　地盤改造装置 １５・・・・・・掘削管 １５ａ・・・・・開口 １６・・・・・ピッ　１・ １７・・・・・ノズル ２６・・・・・パイロッ）・穴 ２９・・・・掘削水（超高圧水） ３１・・・地盤 ３７・・・・・土砂 出願人　三井建設株式会社 株式会社エヌ・アイ・ヲ゛イ 代理人　弁理士　相１）伸二 Ｑ　０ 手続補正書（方式）　。 昭和５９年　５月１４日　。 １　事件の表示 昭和５９年特許願第１９０１９号 ２　発明の名称 地盤改造装置 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都千代田区岩本町３丁目１０番１号氏名（名
称）　三井建設株式会社 代表者町田良治 住所　東京都町田市図師町１７５２番地氏名（名称）　
ニッサンフリーズ株式会社代表者後藤元宏 許 ５゜ 一と 補正の対象 明細書全文 補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端にビットの装着された回転駆動自 在なｔａ＋削管を有し、前記掘ＩＭ管の先端部にノズル
   を設け、該ノズルから高圧掘削水を噴出させて、パイロ
   ット穴周囲地盤の掘削を行うと共に、掘削により生じた
   土砂を掘削管先端の開口から前記掘削管を介してパイロ
   ット穴外部に吸入排出する地盤改造装置において、前記
   ノズルを、、′ １尿削管の軸心と平行な方向に移動自在に設けたことを
   特徴とする地盤改造装置。