JPH0135125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、軟弱地盤中にセメント等の粉体を
注入する等する地盤改良に用いる装置の構造の技
術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この発明は各種制御装置類を装備した
重機フレームの前端に地盤中への注入に用いるケ
ーシングパイプ押込用のリーダを立設しており、
該リーダにはケーシングパイプを地盤に押込むた
めのチヤツク装置とケーシングパイプに対する回
動装置が設けられている地盤改良装置に関する発
明であり、特に、重機の重心を下げてケーシング
パイプ貫入精度を上げるべく大重量の回動装置を
下端に設け、更には重機フレーム側部のアウトリ
ガーにフロートを設け、軽量の強制押込チヤツク
装置はリーダに昇降自在なスライダに取り付けて
上位に設けて配設し、回動負荷が高い場合高トル
クが与えられるように回動装置として主駆動装置
に連動可能に副駆動装置をクラツチを介して連動
解離自在にして設けられ、又、上記押込チヤツク
装置には油圧シリンダが設けられており、その一
側に於いてケーシングパイプに対して当接挟持離
反可能であり、又、油圧シリンダの他側に於いて
ピストンのコツタ面に対してはその周方向に回動
可能に当接される所定数のチヤツクベアリングが
設けられ重機フレームは横方向ノツチを介して油
圧シリンダによりスライドフレームに、又、該ス
ライドフレームは前後方向ノツチを介してフツト
ベースに係合して他の油圧シリンダにより重機の
前後左右の位置決めが自在に、且つ、正確に行な
われるようにした地盤改良装置に係る発明であ
る。

〈従来技術〉 周知の如く、地盤改良技術には種々のものがあ
り、従来からの薬液注入工法や近来開発されてき
ているセメント等の粉体注入工法等がある。

さりながら、これまでの注入式地盤改良工事に
おいては所定深度までケーシングパイプを地盤中
に貫入させ、この貫入中途、或は、上昇過程で該
ケーシングパイプを介して注入材を地盤中に噴出
して注入する態様をとるのが一般的である。

そして、貫入上昇プロセスでは勿論のこと、注
入プロセスにおいても、ケーシングパイプを回動
させる態様の方が貫入抵抗、引抜速度、注入効率
等の点で極めて良い利点があることが分つてい
る。

したがつて、これまで通常採用されてきた注入
装置は重機フレームの前端に立設したリーダに沿
わせてケーシングパイプを地盤に対し押し込み、
引き抜きさせるのに下端にチヤツキング付ホルダ
を設け、チヤツク付回動装置をこれに上位させ、
リーダに沿わせて昇降させるようにして上下のチ
ヤツキングによるクランプ、アンクランプの盛り
代えを交互に動作させてケーシングパイプに対す
るグリツプを制御して注入作動をさせるようにし
ていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 したがつて、昇降回動装置はチヤツク付にされ
ているため、コンパクトではあるが、それだけ重
心が高くなる欠点があり、装置が不安定となるう
えに施工精度不良につながる難点があり、又、オ
イル、エア、電気等のホース、ケーブルの配索が
入り組み、構造が複雑でコスト高になる不利点が
あるばかりでなく、装置の移動もし難く、長尺の
ケーシングパイプの打設に際しては初期セツトが
出来ないという不具合があつた。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づく重機の
リーダに添設するケーシングパイプの回動打設式
の地盤改良装置の問題点を解決すべき技術的課題
とし、基本的にはリーダ基部側に大重量の回動装
置を設けて装置重心を低くし、これに対し軽重量
の押込みチヤツク装置を上設して強制的に昇降、
反復スライドさせるようにし、加えて重機フレー
ム側部に設けたアウトリガーにフロートを設けて
接地圧を下げ、ケーシングパイプに対する回動装
置については主駆動装置に副駆動装置を連動可能
に併設して重機の重量を上げることが出来るよう
にすると共に重心を低くし、駆動能力を上げて相
互に牽連関係あらしめるようにして建設産業にお
ける重機械利用技術分野に益する優れた地盤改良
装置を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は、前述課題を解決するため
に、地盤改良装置のケーシングパイプを当該地盤
に貫入して打設する位置に於ける設置に際しては
重機フレームの側部のアウトリガーを伸縮させて
その下設フロート、及び、油圧シリンダを伸縮さ
せ、その装置フレームのフツトベースに対する１
つの油圧シリンダを介しての左右の伸縮動を行
い、該フツトベースに対する前後方向ノツチを介
して係合するベースフレームに横方向ノツチを介
して重機フレームが載置されて他の油圧シリンダ
を介して尺取り虫的運動により正確に位置決めし
て移動設置を行い、設置位置ではフロートにより
接地圧を少くして接地させ、フレームの前位置に
立設したリーダに添設したケーシングパイプは上
部にて押込チヤツク装置によりクランプされ、強
制押込駆動源により強制的に押込力を与えられ、
下部の回動装置により回動されて地盤中に打設さ
れ、その間、該回動装置と押込チヤツク装置のケ
ーシングパイプに対するグリツプは押込装置の油
圧シリンダのピストンのコツタに周方向回動可能
であり、ケーシングパイプ側面に圧接挟持する複
数のチヤツクベアリングにより交互に排反状態で
行われ、又、上記フロートにより接地圧の減少分
だけ装置の重量を増加することが出来、又、主駆
動装置に対する副駆動装置を併設してケーシング
パイプに対する打設抵抗が大きい場合は該主副駆
動装置をも同時に稼動するようにして確実にケー
シングパイプを地盤中に貫入させて改良材を注入
するようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の１実施例を図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。

第１，２図に示す態様において、１は地盤改良
装置であり、この発明の要旨を成るものであり、
当該実施例では地盤中への粉体セメントの注入に
供されるものである。

而して、地盤改良装置１の重機フレーム２には
発電機、コンプレツサや各種計装がなされている
と共に強制押込駆動源としてのウインチ装置２′
が載置され、且つ、その一側寄りには１対のリー
ダ３，３′が立設固定され、その上端には粉体の
セメントに対する粉体スイーベルジヨイント４が
付設されて図示しないホースを介してセメント輸
送装置に接続するようにされている。

而して、重機フレーム２には第３，４，５図に
示す様に、その底部に横方向のノツチ５を介して
相対的に横移動自在なスライドフレーム６が傾斜
して設けた油圧シリンダ７，７を有して下設され
ており、更に該スライドフレーム６に対して前後
方向ノツチ８を介して昇降自在であると共に前後
動自在なフロート状のフツトベース９が地盤１３
に接地離反自在に設けられ、該フツトベース９と
上記スライドフレーム６との間には他の油圧シリ
ンダ１０が介装付設されている。

尚、上記油圧シリンダ７，７の伸縮により横方
向分力が重機フレーム２とスライドフレーム６と
の相対的移動を可能にし、又、油圧シリンダ１０
の伸縮により該スライドフレーム６とフツトベー
ス９との相対的前後移動を可能にする。

したがつて、重機フレーム２は地盤１３に接地
するフツトベース９に対して相対的に尺取り虫的
に前後左右動が自由であるようにされている。

又、重機フレーム２の両側に各２基設けた油圧
式のアウトリガー１１，１１……の各ロツドの下
端には左右１対のソリ状のフロート１２，１２が
設けられて上記フツトベース９に対して相対的に
上下動し、地盤１３に対して設置した状態では改
良装置１の接地圧を小さくするようにされてい
る。

このようにされることによつて地盤１３にフツ
トベース９を接地、離反させ、又、該フツトベー
ス９にスライドレーム６を前後動させ、更に、該
スライドフレーム６に重機フレーム２を横移動さ
せることにより、アウトリガー１１，１１……の
上下方向の伸縮動作と前記油圧シリンダ７，７，
１０の相互独立、或は、共働した伸縮作用により
改良装置１は地盤１３に対し、前後方向、及び、
左右方向に前述した如く尺取り虫的に所定ストロ
ークづつ移動し、結果的に設定距離移動すること
が出来るようにされているが、その操作は重機フ
レーム２に設けた図示しない所定の制御装置によ
り行うことが出来るようにされている。

よつて、当該実施例の地盤改良装置１は湿地タ
イプとして使用可能である。

そして、重機フレーム２の前部には回動装置１
４が設けられており、上記リーダ、３，３を介し
て重機フレーム２の前端であつて該リーダ３，３
の可及的下部に固設したブラケツト１５に設けら
れ、第６図に詳示する様に、面対称的に左右に油
圧モータの主駆動装置１６と副駆動装置１７とが
併設され、その駆動ギヤは角パイプのケーシング
パイプ１８をその挿通孔１９′を挿通して回動ト
ルクを伝達する回動ギヤ１９に対して減速ギヤ２
０，２１を介して連係されている。

而して、副駆動装置１７の減速ギヤ２１は図示
しないハンドルにより回動ギヤ１９に対して１種
のクラツチとして機能するようにされて打設負荷
の大きい場合には主駆動装置１６と共働して該回
動ギヤ１９に係合し、ケーシングパイプ１８に強
力なトルク伝達を行うようにし、又、主副駆動装
置１６，１７については上記フロート１２，１２
による接地圧低減が図れるため、逆に装備機器の
重量増加が許容されるようになり、そのため、こ
れにより逆に改良装置１の重量を増大させること
が可能になり、即ち、回動装置の駆動装置を主駆
動装置１６と副駆動装置１７を併設して重量増大
を図ることが出来、ケーシングパイプ１８の打設
負荷の大きな場合に両駆動装置を稼動させて該ケ
ーシングパイプ１８のスムースな打設が行えるよ
うにし、又、ケーシングパイプ１８の打ち込み時
の振動等を抑制することが出来、又、ボトムドラ
イブ方式の下位に設けられた回動装置１４の重心
を低くするのにプラスするように作用する。

而して、第７図に示す２２はホルダであり、ケ
ーシングパイプ１８の保持に与り、上記回動装置
１４の下位に於てリーダ３，３にブラケツト２３
を介して固設され、当該第７図に示す様に、ピン
２４を介して１対のアーム２５，２５が図上左右
に開閉自在に枢支され、その先端は油圧シリンダ
２６の先端、及び、そのロツドの後端に枢支され
て拡縮自在にされており、それらの中間には前記
ケーシングパイプ１８に対するクランプホルダ２
７，２７が各々ピン２４，２４を介して枢支さ
れ、該ケーシングパイプ１８の両側面を挟圧し、
又、離反して回転を許容するようにされている。

尚、２２′はケーシングパイプ１８に対する挿
通孔でホルダ２２に設けられている。

したがつて、油圧シリンダ２６が縮少される
と、クランプホルダ２７，２７がケーシングパイ
プ１８の両側面に当接しこれを挟圧クランプして
強固に支持するようにされ、伸張されれば、ケー
シングパイプ１８から離反し、該ホルダ２２に対
するケーシングパイプ１８の回動、昇降を許容す
るようにされている。

又、第８図に示す２８は押込チヤツク装置であ
り、ケーシングパイプ１８の地盤１３中への貫入
に際して作動し、第１，２図に示す様に、リーダ
３に対して昇降係合するスライダ２９に対してブ
ラケツト３０で固定されており、該スライダ２９
は当該第２図に示す様に、ロツド３１を介してリ
ーダ３に一体に設けたプーリ３２，３３を介しワ
イヤ３４により第１図に示す様に、ポール３５を
ガイドにしてウインチ２′に巻き取られて押込チ
ヤツク装置２８をリーダ３，３に沿つて静圧印加
状態で強制的に下降し、又、上昇するようにして
いる。

而して、当該第８図に示す様に、ブラケツト３
０に固定した油圧シリンダ３６の上下の油圧室３
７，３８には図示しないサーボバルブを介して油
圧ポンプ、及び、タンクに接続するポート３９，
４０が設けられ、該油圧室３７，３８内を隔成し
て嵌装されるピストン４１がその内側に回動する
ケーシングパイプ１８を遊挿する孔４２を有する
と共に内側に上開きテーパ状のコツタ面４３を形
成して油圧シリンダ３６に相対上下動自在にされ
ている。

又、該油圧シリンダ３６の内側には回動するケ
ーシングパイプ１８の遊挿孔４２′が形成される
と共に該ケーシングパイプ１８の４つの側面に当
接してこれを挟持し、又、離反自在にされると共
にその回動を許容し、且つ、ピストン４１のコツ
タ面４３に当接離反する４つのチヤツクベアリン
グ４４，４４……を径方向に軸受４５，４５……
を介し周方向に回動可能に装備している。

したがつて、下側の油圧室３８に圧油が供給さ
れると、コツタ面４３がチヤツクベアリング４
４，４４……をして軸受４５，４５……を介しケ
ーシングパイプ１８の４側面を押圧してこれを挾
持しながらその回動を許容する。

尚、押込チヤツク装置２８の油圧シリンダ３６
のピストン４１と前記ホルダ２２の油圧シリンダ
２６のクランプホルダ２７，２７とのケーシング
パイプ１８に対するチヤツキングは相互に排反的
に動作されるように油圧シリンダ３６と２６は所
定に制御されている。

上述構成において、前述の如く、油圧シリンダ
７，７、及び、１０、並びに、アウトリガー１
１，１１の所定の動作を行つてフツトベース９、
サブフレーム６をフロート１２，１２と共に動作
させて尺取り虫状に地盤改良装置１を地盤１３の
所定の改良地域に入れてセツトし、ケーシングパ
イプ１８を他の重機を介して押込チヤツク装置２
８の遊挿孔４２′、回動装置１４の回動ギヤ１９
の挿通孔１９′に挿通し、ホルダ２２の挿通孔２
２′に遊挿し、リーダ３，３の上位にセツトする
押込チヤツク装置２８の下部油圧室３８にポート
４０を介して圧油を導通させ、ピストン４１を上
昇させ、コツタ面４３を介して各チヤツキングベ
アリング４をしてケーシングパイプ１８の各側面
に圧着緊締させて挾持させ、該ケーシングパイプ
１８上部に粉体スイーベルジヨイント４を接続す
る。

したがつて、この状態では下端のホルダ２２の
油圧シリンダ２６は伸張しており、クランプホル
ダ２７，２７は第７図１点鎖線に示す様に、ケー
シングパイプ１８から離れて、該ケーシングパイ
プ１８の挿通孔２２′内での回動を許容する姿勢
にされている。

そこで、副駆動装置１７を作動させずに減速ギ
ヤ２１を回動ギヤ１９から外ずし、主駆動装置１
６を起動すると共にウインチ装置２′を起動する
と、減速ギヤ２０のみを介し回動ギヤ１９がその
挿通孔１９′を介して挿通されたケーシングパイ
プ１８に回動トルクを印加して回転させ、又、ワ
イヤ３４は該ワイヤ３４が連結しているスライダ
２９を強く下動させ、油圧シリンダ３６を介しコ
ツタ面４３に圧着されている各チヤツキングベア
リング４４によりケーシングパイプ１８に強制的
に静圧による押込み力を印加する。

この過程で押込チヤツク装置２８の油圧室３８
にはチヤツキングのための高圧の油圧が常に働い
ていることにより、ケーシングパイプ１８に対す
るクランプ力はコツタ面４３によりチヤツキング
ベアリング４４を介して維持されるが、第８，９
図に示される様に、該チヤツキングベアリング４
４のコツタ面４３の円周面に対するベアリング回
動は許容されるので、ケーシングパイプ１８の回
動は比較的スムースに行われる。

そこで、該ケーシングパイプ１８は回動ギヤ１
９にガイドされて回動し、地盤１３中に静的に打
設されていく。

この間、粉体スイーベルジヨイント４を介して
圧縮エアを送給し、削孔をし易くする。

そして、打設中途で貫入抵抗が大となれば、副
駆動装置１７を作動させ、減速ギヤ２１を回動ギ
ヤ１９に対してクラツチ入れの状態にして回動ト
ルクを増加して貫入を続行する。

又、ケーシングパイプ１８について地盤１３中
にユニツトパイプ長まで貫入し、所定の管継手を
介して上段に次のケーシングパイプ１８を継ぎ足
し、打設を続行していき、押込チヤツク装置２８
が下降して回動装置１４に近接するか、所定距離
まで来ると、ウインチ装置２′、及び、主副駆動
装置１６，１７を停止し、ホルダ２２の油圧シリ
ンダ２６を減少し、クランプホルダ２７，２７で
ケーシングパイプ１８をクランプし、押込チヤツ
ク装置２８の油圧室３８の圧油を抜くと共に油圧
室３７にポート３９より圧油を入れ、ピストン４
１を下げ、コツタ面４３を介して各チヤツキング
ベアリング４４をしてケーシングパイプ１８から
離脱させ、ウインチ装置２′を逆動作しスライダ
２９を介し押込チヤツク装置２８をリーダ３，３
に沿つて再び設定位置まで上昇させ、次段の回動
押込みを続行する。

尚、この場合、貫入抵抗でケーシングパイプ１
８を停止していれば、ホルダ２２のクランプは省
略しても良いが、引き上げ過程では該ホルダ２２
のケーシングパイプ１８に対するクランプは該ケ
ーシングパイプ１８のずり落ち防止のため不可欠
である。

このようにしてホルダ２２の押込チヤツク装置
２８との交互反復動作で地盤１３の所定深度まで
ケーシングパイプ１８を打設する。

而して、ケーシングパイプ１８が地盤１３の所
定深度に達した後エア輸送による該地盤１３中へ
のセメント注入による地盤改良を行うには上述プ
ロセスとは逆に粉体スイーベルジヨイント４から
のエアのみの送給に代えてエア輸送によるセメン
ト送給を行い、回動装置１４を回動させながら、
ウインチ３を逆動させ、前述同様油圧シリンダ３
６と２６の相互排反動作によりケーシングパイプ
１８に対するチヤツキングによるクランプとアン
クランプを交互に反復して行い、押込チヤツク装
置２８を上位から下位に持ち代えてケーシングパ
イプ１８を回動して引き上げ、図示しない先端注
入管から地盤１３中にセメントを噴出して注入し
ていく。

この場合、搬送エアは回転中の断面角型のケー
シングパイプ１８の稜部背面からガイドさせて上
昇させ、地上に於て空中に逸散するようにされ、
又、引揚げ時の負荷は通常比較的少いため、主駆
動装置１６、或は、副駆動装置１７の一方のみの
回動動作で充分である。

勿論、継ぎ足しケーシングパイプ１８の取り外
しを行う場合は回動を止める。

そして、一箇所の粉体注入を終了すれば、先述
の如く、アウトリガー１１，１１、及び、油圧シ
リンダ７，１０の操作により尺取り虫運動により
緩速で次段の打設位置に改良装置１を移動してセ
ツトし、以下上述の如く粉体注入施工を行い、こ
のプロセスを反復していく。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、回動装置の
駆動装置は電動モータでも良く、ホルダは回動装
置に一体構成されても良く、ケーシングパイプは
角パイプに代えてスピル付の丸パイプでも良く、
又、注入は薬液注入でも良い等種々の態様が採用
可能である。

〈発明の効果〉 上述如く、この発明によれば、押込チヤツク装
置と回動装置とをリーダに沿設させている地盤改
良装置において、基本的にケーシングパイプ基部
に対して、即ち、重機フレームの前部立設リーダ
基部の可及的低位に重量の大なる回動装置を固設
し、リーダに沿つて昇降する軽量の押込チヤツク
装置を上位に配設するようにしたことにより、改
良装置の重心が低くなり、それだけ安定し、しか
も、該重心が上下に変動する割合が少くなり、安
定した施工が出来るばかりでなく、高精度の注入
が行われる優れた効果が奏され、又、回動装置の
精密機構部分が昇降せず、それだけ故障も少な
く、保守点検もし易く、それだけ製造も容易にさ
れるという優れた効果がある。

更に、アウトリガーにフロートを設けることに
より接地圧を低くすることが出来、したがつて、
回動装置の低位設置による効果と相俟つて、より
安定した施工が出来るという優れた効果が奏され
る。

そして、重機のフレームが横方向ノツチを介し
てベースフレームに横方向移動自在に載置され、
又、該ベースフレームは前後方向ノツチを介して
フツトベースに前後動自在に係合されているため
に、重機は前後左右に尺取り虫的に動作し、正確
に位置決め移動が出来、安定した施工が行なわれ
る効果がある。

而して、接地圧が削減されることにより、逆に
装備機器の重量増加が許容されることになり、そ
のため、回動装置の駆動装置を主駆動装置に副駆
動装置を併設して重量増加を図ることが出来、打
設負荷が大きい場合、両駆動装置を用いることが
可能となるばかりでなく、振動抑制も可能とな
り、該回動装置の低位設置により、ますます重心
が低くなり、施工が安定化し、精度が向上する優
れた効果が奏される。

このように回動装置低位置固定、アウトリガー
フロート付設、回動装置の主副駆動装置併設は相
互に安定化、精度向上に有機的に牽連関係を有
し、優れた発明力を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例を示すものであり、
第１図は装置の全体概略正面図、第２図は同側面
図、第３，４，５図は重機フレームとフツトベー
スの重層関係説明図でそれぞれ正面図、側面図、
斜視図であり、第６図は回動装置の平面図、第７
図はホルダの平面図、第８図は押込みチヤツク装
置の縦断面図、第９図は第８図−断面図であ
る。 １……地盤改良装置、２……重機フレーム、
２′……強制押込駆動源、３……リーダ、６……
スライドフレーム、９……フツトベース、１１…
…アウトリガー、１２……フロート、１４……回
動装置、１８……ケーシングパイプ、２８……押
込チヤツク装置、２９……スライダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重機フレーム前端に立設したリーダに設けた
   ケーシングパイプの回動装置と押込チヤツク装置
   とを有する地盤改良装置において、該ケーシング
   パイプに対して上記回動装置が重機フレームの基
   部に設けられ、而して該回動装置の上方にて押込
   チヤツク装置が上記リーダに沿つて昇降自在なス
   ライダに設けられ、該押込チヤツク装置は油圧シ
   リンダを有し、該油圧シリンダにはその一側面に
   おいてケーシングパイプに対して当接挟持離反自
   在であると共に、その他側において該油圧シリン
   ダのピストンのコツタ面に対して周方向に回動自
   在に当接される複数のチヤツクベアリングが設け
   られており、又上記スライダに連係する強制押込
   駆動源が重機フレームに設けられ、一方上記重機
   フレームが横方向ノツチを介してスライドフレー
   ムに横方向移動自在に載置され、該スライドフレ
   ームと重機フレームとの間に油圧シリンダが介設
   され、該スライドフレームは前後方向ノツチを介
   してフツトベースに前後方向移動自在に係合さ
   れ、該スライドフレームとフツトベースとの間に
   は他の油圧シリンダが介設され、上記重機フレー
   ム側部に設けたアウトリガーにフロートが設けら
   れていることを特徴とする地盤改良装置。