JPS6055118A - 水底地盤改良方法及び装置 - 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】 本発明は水底地盤の改良方法及び装置、特に軟弱な水底
地盤の改良に有利な改良方法及び装置に関する。

従来、水底地盤改良の方法としては、下端ビットと側部
に張出したカッターとを備え、これらビットとカッター
とで水底の被改良地盤を所定深度まで撹乱すると共に、
該撹乱地盤にセメントミルク等の地盤改良剤を注入する
地盤改良装置を用いて行う方法が知られている。しかし
ながら、この方法におけるこの種の地盤改良装置は、こ
れを水底地盤中の所定深度まで案内下降させ、再び引上
げるために、水上の台船に立設した案内柱に沿って昇降
自在のロッドに支持案内されるようになっており、更に
、該改良装置の回転部分は、台船上の駆動装置から駆動
軸等を介して運転されるようになっているので、被改良
地盤の深度が大であるとか、水深が大である場合には、
前記支持案内ロッドは長いものとなり、従って、台船上
の案内柱も長くなると共に前記駆動軸等も長くなり、そ
の結果、これら全体が犬がかりで重量も増し、不安定と
なりがちで、取り扱いが困難となると共に、支持案内ロ
ッド、案内柱等の製作費が増すなどにより地盤改良工費
が高くついていた。

本発明の目的は、斯かる従来の水底地盤改良方法及び装
置における問題点を一掃する水底地盤改良方法及び装置
を提供することにある。

本発明のこの目的は、檜％シ午苓搭戦゛した架台にウィ
ンチを搭載すると共に該ウィンチから被改良地盤の撹乱
と該撹乱地盤への地盤改良剤注入とを行いうる地盤改良
ユニットをロープにより吊り下け、該架台を水底地盤上
に沈め、前記ウィンチ及び地盤改良ユニットを水上船か
ら遠隔操作して前記架台下の被改良地盤を所定深度まで
改良することを特徴とする水底地盤改良方法、及び水底
地盤上に沈められるべき架台、該架台に搭載されたウィ
ンチ、及び該ウィンチから延びるロープにより昇降自在
に吊り下げられて被改良地盤の撹乱と該撹乱地盤・＼の
地盤改良剤注入とを行いうる地盤改良ユニットを備え、
前記ウィンチ及び地盤改良ウィンチから地盤改良装置を
昇降自在にロープ吊りし、該ウィンチ及び改良装置を遠
隔から（例えば水上船から）操作できるようにしたので
、水底の被改良地盤を簡便、安全、安価に能率よく改良
できる利点がある。

上記の本発明水底地盤改良装置における地盤改良ユニッ
トは、地盤改良剤吐出路を有する先端ビットをそのビッ
ト軸を中心に回転可能にケース下端に支承すると共に地
盤改良剤吐出路を有する張出しアームカッターをそのカ
ッター軸を中心に回転可能にケース側部に支承する１対
の下部ケースと、該各下部ケースを前記ビット軸の中心
線まわりに回転可能に支承する上部ケースと、前記先端
ビット及び張出しアームカッターをそれらの軸を中心に
回転させるための前記上部ケースに配設された第１駆動
装置と、該第１駆動装置の動力を前記先端ビット及び張
出しアームカッターに伝えるための前記下部ケースに配
設された伝動装置と、前記下部ケースを回転させるため
の前記上部ケースに配設された第２駆動装置とを備え、
ローブにより吊り下げ昇降させつつ遠隔操作できるよう
になっているものであることが好ましい。

また前記ウィンチは、前記架台上を動いてその位置を変
更できるように該架台に搭載されていることが好ましく
、前記架台はその掴）部が、該架台の水準調整（レベル
出し）を行えるように伸縮自在となっていることか好ま
しく、更に該脚部下端は、地盤にめり込まないように接
地面積を広く形成されていることが好ましい。

また、前記架台は、水中を移動できるようになっている
ことか好ましい。

以下に本発明方法を実施するに適した水底地盤改良装置
例と、これを用いた本発明方法実施例につき、図面を参
照しつつ説明する。

第１図に示す本発明装置例は、架台（４）、ウィンチ（
５）、及び地盤改良ユニット（１）を備えている。

架台（４）は、矩形フレームゆの平行な２辺上に１対の
レール（６）を設け、このレール上にウィンチ支持枠−
を図上Ｘ方向に走行自在に搭載し、他方、フレーム（ロ
）の四隅及び各辺の中央部には、下端接地部（４４１）
を広面積の円板状に形成した上下に伸縮自在の脚部（財
）を設け、フレーム０１の四隅には推進器（へ）付きの
フロート装置θＱを設けて成っている。

ウィンチ支持枠（ハ）は、下枠（４８１）と上枠（４８
２）とからなり、下枠（４８１）は、前記レール（ロ）
上を走行するための車輪（４８１ａ）と、これら車輪の
少なくとも１つを駆動回転するための駆動装置（図示せ
ず）と、図上ｙ方向（Ｘ方向に直角）に平行に設けた１
対のレール（４８１ｂ）とを備えており、上梓（４８２
）は、下枠（４８１）上のレール（４８１ｂ）上を走行
するための車輪（４８２ａ）と、これら車輪の少なくと
も１つを駆動回転するための駆動波＠（図示ぜず）とを
備えている。

上記下枠車輪（ＯＸａ）及び上枠車輪（４８２ａ）のた
めの各駆動装置は、防水した電動機を含んでおり、これ
らが、水上の作業船（７）に搭載した発電機（図示せず
）に制御スイッチを介して配線接続され、これによって
船（７）から各駆動装置を遠隔操作して、下枠（４８１
）を図上Ｘ方向に、上枠（４８２）を図上ｙ方向に動か
すことができるようになっている。なお、斯かる電動機
に代え、必要に応じ油圧作動モータや空圧作動モータを
用い、これを船上の油圧装置やエヤーコンプレッサーに
制御弁を介して配管接続する等適当な手段を採用できる
。

前記架台脚部■は、油圧又は空圧作動のピストンシリン
ダー装置に前記接地部（４４１）　を付設してなり、こ
れらピストンシリンダ装置は、それぞれ、船（７）上の
油圧装置又はエヤーコンプレッサー（いずれも図示せず
）にル１」御弁を介して配管接続され、船（７）から遠
隔操作にて伸縮される。なお、斯かる雄）ネジを螺合さ
せたネジ式伸縮機構など適当な手段を採用できる。

前記フレーム例四隅の各フロート装置卿は、例えは、船
上の図外コンプレッサーに制御弁を介して配管接続され
たタンクにして、エヤーの導入又は放出に伴ってタンク
内の水を追い出し、又はタンク内への水流入を許す船上
１１＋Ｉ」御操作可能の自動弁付き水出入口（図示せず
）を備えているものである。

前記推進器（ハ）は各フロート装置に）に付設されてお
り、船（７）上からの操作を可能とした電動機、油圧モ
ータ又はエヤーモータの如き回転駆動機により回される
スクリューを備えている。

前記ウィンチ（５）は、ウィンチ支持枠（ハ）の上枠（
４Ｂ２）上に支持されており、船上から遠隔操作される
ようになっている。

ウィンチ（５）からは、ロープ（Ｒ１により地盤改良ユ
ニット（１）が昇降自在に吊り下げられている。

ウィンチ支持枠＆Ｉには、もう１つのウィンチ（６）が
設けられており、このウィンチのドラムには、ユニット
（１）に接続した電気供給線（ロ）及び地盤改良液剤供
給用の可撓性パイプｆＰ）が巻かれており、このドラム
上の線（ハ）とパイプｆＰｌは、電気用及び液剤用のロ
ータリージヨイント（６１）を介して、船（７）上の制
御スイッチ及び電源（図示せず）と地盤改良液剤供給装
置（図示せず）に配線配管接続されている。

第２図から第５図には、地盤改良ユニットの１例が示さ
れており、このユニット（１）は左右１対の下部ケース
（２）と、前後左右対称な上部ケース（３１にして１対
の下部ケース（２）を支承するものとを備えている。各
下部ケース（２１は、先端ピッ）　Ｑｌｌをケース下端
に支承すると共に上下に平行な２本の張出しアームカッ
ター（２）をケース側部に支承している。

左右の下部ケース（２）において、張出しアームカッタ
ー（２）が互いに衝突しないように、該アームカッター
位置は、左右間で上下にずらされている。そのため、下
部ケース（２）は、左右において若干外形上の差がある
。

なお、必要に応じ、左右の下部ケース（２１において、
カッター位置を上下にずらさずに同高さとし、代わりに
カッター長さを図示のものよりそれぞれ短かくして互い
に衝突しないようにする等、適当な形態を採用できる。

各下部ケース（２）において、先師ビットα旧よ、その
縦方向のビット軸（１１１）が上下の軸受（１１２）を
介して下部ケース（２１に支承されていて、該ビット軸
を中心に回転可能となっている。ビット軸（１１１）に
は、地盤改良液剤吐出ＦＩ＆　（１１８）が形成されて
いる。

各張出しアームカッターＯ２は、そのカッター軸（１２
１）が下部ケース（２）の側部を十字形に貫通して左右
の軸受（１２２）を介して該ケース（２）に支承されて
おり、該カッター軸を中心に回転可能となっている。

カッター軸（１２１）には、ピンの形態のカッター刃（
１２８）が突設されており、地盤改良液剤吐出路（１２
４）が形成されている。

なお、カッター軸上のカッター刃は地盤に応じて各種形
状のものを採用できる。

各下部ケース（２）内には、伝動袋ｆｔｉ　＠［が設け
られており、この伝動装置Ｑυは、下部ケース（２）の
上部室間に、配置された駆動軸（２１１）と、　この軸
の回転を上段カッター軸（１２１）　、下段カッター軸
（１２１）及びビット軸（１１１）に順次伝達する傘歯
車伝動装置（２１２）とからなっている。なお、この傘
歯車伝動装置に代え、傘歯車と平歯車の組合せによるも
の等、必要に応じ適当なものを採用できる。駆動軸（２
１１）は、上下の軸受（２１Ｂ）及び（２１４）　を介
して下部ケース（２）に回転可能に支承されている。

下部ケース（２）の上部は、上部ケース（３）内へ押入
され、ケース（３）内の上下の軸受０１）及び６つを介
してケース（３）に回転可能に支承されている。ケース
（２）とビット０との回転中心線は一致している。

ケース＋３１内には第１駆動装置（ト）が設けられてお
り、該装置（至）は各下部ケース（２）内の駆動軸（２
１１）に連結された合計２つの電動Ｒ（８８Ｍ）（１つ
のみ図示）から成っている。各電動機（８Ｂ八〇は、図
外電源からケース（３）内へ引き込まれた電気供給線（
ロ）に接続されていて、遠隔運転されるようになってい
る。

また、ケース（３）内には、第２駆動装置に）が設けら
れており、該装置（２）は、各下部ケース（２１に対し
て準備した合計２つの電動機（８５Ｍ）　（１つのみ図
示）と該６電動機から下部ケース（２）へ回転力を伝達
する２組の歯車伝動装置（８５１）　（１つのみ図示）
から成っており、下部ケース（２１の回転により上部ケ
ース（３１に加わる力を左右で打消し合うために、左右
の下部ケース（２）を互いに反対方向に回転させるよう
になっている。

各電動機（８５Ｍ　）は、ケース（３１内へ引き込まれ
た電気供給線■に接続されていて、遠隔運転されるよう
になっている。

なお、第１駆動装置としては、上記の例のほか、１個の
電動機と、その回転力を各駆動軸（２１１）　へ伝達す
る伝動装置とから成るもの等を適宜採用できる。

また、第２駆動装置としては、上記の例のほか、１個の
電動機と、その回転力を各下部ケース（２）へ伝達する
伝動装置とから成るもの等を適宜採用できる。

下部ケース（２１には、液剤通６Ｂ　ｆＬ＋が形成され
ており、これら通路は、各カッター軸（１２１）　を囲
繞する環状通路（１１）及びビット軸を囲繞する環状通
路Ｃｅｚ）を介して、各カッター軸の液剤通路（１２４
）及びビット軸の液剤通％　（１１Ｂ）に連通している
。

上部ケース（３）内には、下部ケース（２）を回線する
リングく力が設置されており、このリング（ト）は下部
ケース内通路＋Ｌｌの上端に連通ずる環状通路（１８）
を備えている。

この環状通路（ｆｇ）には、液剤供給用の可抄、性パイ
プｆＰｌが継がれ、それによって、遠隔操作により、各
張出しアームカッター〇ｚの液剤吐出口（１２４ｍ）及
び先端ビットαＤの液剤吐出口（１１８ｍ）から地盤改
良液剤を吐出できるようになっている。

前述の各環状通路（１１）、　（１２）及び（ｆ８）の
両側には、オーリングの如きシール材（ＯＲ１）、（Ｏ
Ｒ２）及び（ＯＲａ　）が嵌装されており、下部ケース
（２）が貫通する上部ケース（３）壁部分にもオーリン
グその他適当なシール材（ロ）か罎装されている。

これらシール材（ＯＲＩ）、（ＯＲ２）及び脅）は、土
砂や水かケース（２）及び（３）内へ侵入することも防
止する。

各電気供給線（財）及び各パイプｆ１７１のケース（３
）壁１１通部分もシールされている。上部ケース＋３１
の上端中央部は、ロープ（Ｒ）で吊り下けられている。

なお、上部ケース中の（２）は、適当な傾斜検知装置で
、この装置からの信号は図外のラインを介してケース外
へ送られるようになっている。

第８図から分かるように、上部ケース（３）のうち先端
ビット（Ｉｌ＋上方にあたる電動機等収容のための）膨
出した部分曽の最大厚さｍは、ビット０１１の回転直径
と略同−１又はそれより若干小さくなっており、才だ、
上部ケース（３）の他の部分の厚さは、張出しアームカ
ッター０ｚの回転直径と略同−１又はそれより若干小さ
くなっている。また、ケース（３）の左右長さα■）は
、左側のカッター０２の先端から、右側カッターＯ２の
先端までの長さより短かくなっている。すなわち、上部
及び下部ケースの平面視における輪郭寸法は、ビットα
１）及びカッター０２により撹乱される地盤平面輪郭寸
法と略同−１又はそれより小さくなっている。

また、ユニット（１）全体は、ロープ叫で吊り下げたと
き、前後左右に重量−バランスがとれるように、形成さ
れている。

次に上記説明した水底地盤改良装置を用いて水底の軟弱
地盤を改良する方法を説明する。

まず架台（４）上のウィンチ（５１にてロープ（Ｒ１を
巻き上け、地盤改良ユニット１）を架台（４）まで引き
上げておく。この状態で、架台（４）を水底の被改良地
益ｆＧｌ上に沈めると共に、推進器θ〜及びフロート装
置θ（のを船（７）上から３ｆス隔操作して架台（４）
を動かし、架台（４）の地盤（Ｇｌ上の位置を定める。

次に、ウィンチ支持枠０：５の上梓（４８２）と下枠（
４８１）を船（７）上から遠隔操作にて動かし、ウィン
チ（５）及びユニット（１）の架台（４１上の位置を定
める。

次に、電気線（２）を介して遠隔操作によりユニ゛ント
（１）内の左右の電動（３（８８Ｍ）を回し、これによ
って左右の先端ビット０υと張出しア゛−ムカツタ−０
２をその軸まわりに回転させ、斯かる状めで、ウィンチ
（５１からロープαく１を繰り出しで地盤改良コーニッ
ト全体を被改良軟弱地＆ｆｌに回り下降させれば、ビッ
ト０とカッター〇とか地盤［Ｇ＋を撹乱し、同時にユニ
ット全体がその撹乱された地盤内・＼自重で沈降して行
く。

改良ユニット（１）か地盤内の所定原反に達すると、ビ
ット０１１とカッター０２の回転はそのまま続けさせて
おいて、パイプ＋Ｐｌからセメントミルク等の地（１＆
改良液剤を供給し、これをビットＱｌｌの吐出口（１１
８ｍ　）及びカッター（２）の吐出口（１２４ｍ）から
地ｔ、　ｆＧｌ中−＼吐出しつつ、且つ、左右のモータ
（８５Ｍ）を回し、それによって左右の下部ケース１２
）を張出しアームカッター■ごと互いに反対方向に回転
させつつ、ユニット（１）全体を吊り上げてゆくと、ビ
ット（ＩＤ及びカッター（２）に撹乱され、改良剤を注
入された部分が簡単に改良される。

地盤の１個所の改良作業が終ると、ウィンチ支持枠θ、
りを操作して、架台（４）上のユニット（１）の位置を
変更し、再ひ前記同様の手１１ｇ↓てユニット下の地盤
を改良する。Ｊグ「＜シて架台（４）下の地盤を次々嘉
こ改良し、その作業が終ると、再び推進器θ椴及びフロ
ーＦ　ｌｊ　ｌｌｊθＱを操作して装筋全体を次の被改
良地盤上に移動させて、改良工事を行うのである。

第６図には、地盤改良ユニットにおける第１駆動装置と
第２駆動装置の他の側聞及び−が原理的に示されている
。これら駆動装置が採用されるときには、必要に応じ、
上部ケース及び下部ケースの形状等も適宜変更されうる
。

この第１駆動装ａｄは、各下部ケース（２１中の駆動軸
（２１１５に対し準備した電動ｙ２　（８８Ｍ）を、第
１スプライン軸継手（８５２）　、中間軸（ｎｓａ）及
び第２スプライン軸継手（８５４）を介して駆動軸（２
１１′）に連結してなる。駆動軸（２１１’）の回転は
、前述の実施例同様、歯車伝動装置（２１２）を介して
カッター（２）及びビット田）に伝えられる。

第２駆動装置−は、中間軸（８５８）に外嵌され、軸受
（８５５）を介して上部ケー１３１に回転可能に支承さ
れた〜太陽歯車（８５６）、上部ケース（３１に固定さ
れた内歯リングギヤ（８５７）、歯車（８５６）及び（
８５７）間に嵌装され、下部ケース（２１に回転自在に
支承された遊星ギヤ（８５８）　、第６図に示す位置か
ら中間軸（ｆｌ（５８）　を上列、させることにより中
間軸（８５８）　が太陽歯車に５５６）に連結されるた
めのスプライン継手式のクラッチ（８５９）及び中間軸
（８５Ｂ）をスプリングオフセットタイプの電磁石嘔動
装Ｗ　（８４１）にて回動レバー（８４２）を介して昇
降させうる軸駆動部（８４０）を備えている。

従って、軸駆動部（８４０）により中間軸（８５８）を
上昇させると、クラッチ（８５９）が太陽歯車に係合し
、モータ（８８Ｍ）の回転力が遊星歯車（８５８）にも
伝わり、これら歯車（８５８）は自転しつつ太陽歯車（
８５６）　のまわりを公転するので、歯車（８５Ｂ）を
支承した下部ケース（２１は回転する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例をその使用状態で示す概略斜
面図であり、第２図から第５図は、地盤改良ユニットの
１例を示すもので、第２図は上部ケースを１部切り欠い
て示した正面図、第８図はユ１１面図、第４図は平面図
、第５図は使用状態説明図であり、第６図は地盤改良ユ
ニットにおける第１及び第２駆動装置の他の例の原理的
説明図である。 （１１・・・地盤改良ユニット　［１）・・・先端ビッ
ト、（１１１）・・・ビット軸、　（１１８）・・・地
盤改良剤吐出路、（２）・・・張出しアームカッター、
（１２１）・・・カッター軸、（１２４）・・・改良剤
吐出路、＋２＋　、　＋２＋・・・下部ケース、＋３１
　、　＋３１・・・上部ケース、（至）、ｄ・・・第１
駆動装置、０す、ｄ・・・ｉ２駆動装置、（２１１）　
、　（２１１５・・・駆動軸、（２１２）・・・歯車伝
動装置、　（Ｒ）・・・ロープ、（４）・・・架台、　
ｈ・・・矩形フレーム、＠４・・・レール、　■・・・
ウィンチ支持枠、（４８１）・・・下枠、　（４８２）
・・・上枠、（４８１ａ）　、　（４８２ａ）−・・車
輪、Ｑ４１　・・・脚部、（４４１）・・・接地部、　
（ハ）・・・推進器、＠Ｑ・・・フロート族！１Ｍ、＋
５＋・・・ウィンチ、（６）・・・ウィンチ、（７）・
・・水上船、（ロ）・・・電気供給源、 ｆＰｌ・・・地盤改良剤供給パイプ、 ｆＧｌ・・・被改良地盤。 （以　上） 、パ°−１・′ 代理人　弁理士　三　枝　英　二′、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　架台にウィンチを搭載すると共に該ウィンチから被
   改良地盤の撹乱と該撹乱地盤への地盤改良剤注入とを行
   いうる地盤改良ユニットをロープにより吊り下げ、該架
   台を水底地盤上に沈め、前記ウィンチ及び地盤改良ユニ
   ットを水上酸から遠隔操作して前記架台下の被改良地盤
   を所定深反まで改良することを特徴とする水底地盤改良
   方法。 ■　水底地盤」二に沈められるべき架台、該架台に搭載
   されたウィンチ、及び該ウィンチから延ひるロープによ
   り昇降自在に吊り下げられて被改良地盤の撹乱と該撹乱
   地盤への地盤改良剤注入とを行いつる地盤改良ユニット
   を備え、前記ウィンチ及び地盤改良ユニットは遠隔操作
   可能となっていることを特徴とする水底地盤改良装置。 ■　前記地盤改良ユニットが、地盤改良剤吐出路を有す
   る先端ビットをそのビット軸を中心に回転可能にケース
   下端に支承すると共に地盤改良剤吐出路を有する張出し
   アームカッターをそのカッター軸を中心に回転可能にケ
   ース側部に支承する１対の下部ケースと、該各軍部ケー
   スを前記ビット軸の中心線まわりに回転可能に支承する
   上部ケースと、前記先端ビット及び張出しアームカッタ
   ーをそれらの軸を中心に回転させるための前記上部ケー
   スに配設された第１駆動装置と、該第１駆動装置の動力
   を前記先端ビット及び張出しアームカッターに伝えるた
   めの前記下部ケースに配設された伝動装置と、前記下部
   ケースを回転させるための前記上部ケースに配設された
   第２駆動装置とを備え、ロープにより吊り下げ昇降させ
   つつ遠隔操作できるようになっている特許請求の範囲第
   ２項記載の水底地盤改良装置。 ■　前記ウィンチが、前記架台上を動いて位置変更でき
   るように該架台に搭載されている特許請求の範囲第２項
   又は＠８項に記載の水底地盤改良装置。 ■　前記架台の脚部が、該架台の水準調整を行えるよう
   に伸縮自在となっている特許請求の範囲第２項、第８項
   又は第４項に記載の水底地盤改良装置。 ■　前記架台が、水中を移動可能となっている特許請求
   の範囲第２項から第５項のいずれかに記載の水底地盤改
   良装置。