JPH0416616A - 棒状補強材押込み式地盤強化方法とその棒状補強材押込み装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軟弱な地盤強化方法と棒状補強材押込み装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来に於ては、穿孔機によって軟弱な地盤に穿孔作業し
た後、穿孔ロッドを回収し、しかる後に穿孔部に再びロ
ックボルトを挿入するという２工程作業であり、この方
法では軟弱な地盤が崩壊し易いのと穿孔・する迄に時間
がかかり、穿孔中或はロックボルトを挿入する際に、折
角穿孔した穿孔部の壁面が崩れて同穿孔部が埋まる等の
恐れがあった。

これらの欠点を解決するために、種々のものが提案され
ている。

例えば、特開昭６３−２１７０１８号、実開平１−９３
２８３号等がそれである。

［発明が解決するための課題］ 上記のような方式等においても、ロックボルトを挿入す
る場合は穿孔機を利用するものが多く、このように穿孔
機を用いて、自穿孔ボルトを使用した場合、自穿孔ボル
トは、刃先工具が使い捨てになり、ロッドも回転伝達等
の特種な専用形状であり、補強材としては高価ものであ
った。又、台車に取付けて利用する場合は、一般に専用
機となり、汎用性と云う意味では台車が限定されどのよ
うな場所にも使用出来ると云うものではなく、又軟弱な
地盤への穿孔作業は高度な技術と熟練が必要であり急速
穿孔は困難であった。

上記のように、従来の方式は、ロックボルトを回転させ
て押し込むもの或はまた、穿孔後に補強材を挿入するも
のであって、これらの方式では、ロックボルトや補強材
と地盤との密着性と云う面で問題があり、そのための処
理がどうしても必要であった。

また、人間が持って使用する場合は逆に使用範囲が極め
て限定され、長いロッドを地盤に埋設することが困難で
あり、特に、地盤崩壊の危険とレイノー症候群等の人体
に悪影響を与える恐れがあった。

然も、以上の方式であると、穿孔作業中に生じる繰り粉
は穿孔中に圧縮空気を送り込んで穿孔外に繰り粉を排出
することが必要であり、穿孔した地盤とロックボルトや
アンカーボルトと間に間隙が生じて密着性が悪く、どう
してもその後の手当が必要であった。例えば、グラウト
剤を注入して地盤との密着度を高める工程が加わる。

孔外に排出され飛散した繰り粉は作業者の安全衛生等に
影響を及ぼすこともある。

［課題を解決するための手段〕 本発明は軟弱な地盤の補強に一般市販品の鉄筋を利用し
て安全且つ高速に補強材を強制的に押込み埋設する工法
を援供することを目的としたものである。

以下の本発明の方法について説明する。

尚、本発明において、自走台車のアームとは、例えば、
油圧ショベルではブームをも含め、或は又、高所作業台
車の上下動するはしご部と作業台とをも含めてこれらを
アームと称し、軟弱な地盤とは、埋立地等の軟弱地盤並
びに風化した斜面等の滑りや崩壊が予想されるような地
盤をいう。

所望の補強を要する軟弱な地盤において、前記軟弱な地
盤の夫々の地盤面に対応する建設用等の適宜の自走台車
のアームの先端部分に棒状補強材を挟持すると共に、振
動と推進力とによって押込み得るような構成の装置を取
付け、この装置を遠隔操作によって作動させ、該装置に
適正な大きさの棒状補強材を強制的な押込みによっても
座屈しない位置を挟持させ、該棒状補強材の先端を所定
の地盤面に位置させ、振動と推進力とによって一定の距
離押込み、次いで、棒状補強材の挟持位置を前記座屈し
ない位置まで後退させ、再度、振動と推進力によって一
定の距離を押込み、この様な操作を繰り返し、前記棒状
補強材を強制的に押込み埋設し、更に、新たな棒状補強
材を前記と同様の方法によって強制的に押込み埋設し、
所望の軟弱な地盤全体に適正な数の棒状補強材を押込み
のみによって埋設して軟弱な地盤を強化するものである
。

また、以上の方法を実施する為に自走台車のアームの先
端部分にガイドセルを取付け、該ガイドセルに制御弁機
構を搭載し、前記制御弁機構によって動きを調整される
起振部、該起振部を前後駆動する送り機構及び前記の作
動を棒状補強材に伝達し得る棒状補強材を挟持するチャ
ック部とを設置し、これらを遠隔操作し得る装置を開発
したものである。

［作用］ 本発明は以上のような構成であるから、従来の方式とは
異なり、棒状補強材を回転させずに強制的な押込みのみ
で埋設するものであるから、繰り粉がでないため、地盤
との密着性という点で極めて高い効果を発揮し、地盤強
化に役立つもので、特殊なロックボルトやアンカーボル
トを必要とせず、一般市場で販売されている普通の鉄筋
棒が補強材として使用できると共に、繰り粉排出のため
の圧縮空気供給装置を必要とせず、更に、特殊な台車も
必要とせず、油圧ショベルのような建設機械でも間に合
うものであって、短時間で棒状補強材を強制的に押込み
埋設出来る等の極めて著しい効果を有するものである。

［実施例］ 次に図面に基づいて本発明について説明する。

自走台車ｌに於て、該自走台車１のアーム２の先端部分
に先ず、取付用ブラケット９を取付け、次に、制御弁機
構Ｃ（制御弁機構は使用する自走台車１の駆動機構と同
様のものを使用することが多いので、この場合は流体制
御弁機構を用いる）を搭載したガイドセル３を取付け、
該ガイドセル３上に前記制御弁機構によって動きを制御
される起振部４、棒状補強材Ｂを着脱自在に挟持するチ
ャック部５、及びこれらを前後駆動する送り機構６を設
け、装置を遠隔操作で駆動させる。前記チャック部５に
地盤に対応した所望の太さと長さを有する棒状補強材Ｂ
を挟持させ、第２図に示すように所望の地盤に装置の起
振部４による振動と送り機構６による推進力との合成さ
れた力の押込み力によって前記棒状補強材Ｂを一定の距
離まで強制的に押込み、この図の例の場合は軟弱な地盤
７より滑り面８を越えて更に深い位置に至る迄棒状補強
材Ｂを押込む。この場合、送り機構６による一回の送り
で滑り面８迄棒状補強材Ｂを押し込むというのではなく
、送り機構６の工程長よりも長尺な棒状補強材Ｂでは、
棒状補強材Ｂを一旦押し込んだのち、チャック部５と起
振部４とを後退させ、棒状補強材Ｂの挟持位置を変えて
さらに地盤の奥へと押し込み、所望の位置まで棒状補強
材Ｂを押し込み、次に、新たな棒状補強材Ｂをチャック
部５に挟持させ、他の所定の位置に前記と同様の作業を
なし、所望の地盤全体に適正な棒状補強材Ｂを必要本数
押込み埋設して地盤を強化するものである。

第２図に示すｌＯは油圧シリンダを示し、夫々の間接部
分に作用するもので、また、第３図に示す１１は棒状補
強材Ｂの案内保持部である。

また、長尺の棒状補強材Ｂは、現場の状況や輸送等の問
題によって、短い棒状補強材を継ぎ足して長尺の棒状補
強材を構成しても良い。

自走台車ｌとして図示したような油圧ショベルを使用す
ると、棒状補強材Ｂを地盤に押込む位置や角度を運転席
から容易に選択することが出来、本発明の装置のパワー
ソースとして油圧ショベルの油圧を使用出来るので、機
動性に冨んだ作業が可能となる。

また、建設用機械としては、高所作業台車や、トラック
クレーン等も使用可能であるがワイヤーローブ等で吊り
下げて使用することはない。

更に、チャック部５は公知の機構を用いることが可能で
あるが、第５図に示すようなりサビの効果を利用したカ
ムＡ、Ａ’を、スプリング等の弾性体で棒状補強材Ｂに
附勢して、摩擦力で棒状補強材Ｂを挟持させ押込むとき
に挟持力が発生し、チャック部５と起振部４とを後退さ
せときには挟持力は発生しない機能を備え、前記弾性体
の附勢方向を逆にすれば挟持力は逆の方向に作用する。

この場合、前記弾性体を油圧によって挟持力を附勢する
機構にすれば、グラウトの注入を必要とする状況で、中
空の棒状補強材を使用する場合には、油圧力の調整によ
って適切な挟持力を選択でき、挟持も確実になるので好
ましく、このため、カムによる挟持力の方向性に拘る必
要もない。

尚、実施例に於ては、チャック部５が棒状補強材Ｂを挟
持する位置は、起振部４の中心ではな（偏芯した位置で
あり、棒状補強材Ｂをチャック部５に挿入して保持する
機構となっている。

この場合は、チャック部５の保持を起振部４の中心に位
置させる機構であっても良く、また、棒状補強材Ｂをチ
ャック部５の横から装着して挟持できる機構にすること
も可能である。

起振部４が発生する振動は、正弦波振動でも衝撃波振動
でも各種の振動形態を使用することができるが、起振部
４に油圧ブレーカーを用いると、貫入方向の振動は衝撃
的振動となって、正弦波振動より押込み力が大きくなる
ので好ましく、併せて送り機構６に油圧シリンダーを使
用して、直接的又はチェーン等で間接的に駆動させ、本
発明の装置全体を油圧駆動に設計することで、油圧ショ
ベルの油圧系統から油圧の供給を受けて本発明の装置を
駆動されるため、別個の特別なパワーソースを設置する
ことなく、手軽に作業現場を移動することができ、優れ
た作業性が確保できる。

又、本発明の装置は棒状補強材を埋設するのに回転を用
いないが、従来の補強材を本発明の装置で地盤に貫入さ
せることも可能であり、必要に応じて中空の補強材を貫
入することで従来工法のようにグラウト剤を注入するこ
ともできる。

上記のように本発明の工法では、第１図のように種々の
位置での工事が可能であり、例えば、Ｉの場所は斜面の
上方から作業を行うもので、クローラ−ドリルやボーリ
ングマシンでは、このような姿勢による作業は不可能で
あって、従来の装置では対応することが出来ないもので
ある。

Ｈの場所は水平な地盤、■の場所は通常の傾斜面、■は
高い位置の傾斜面、■はトンネル等の天端や切羽の位置
であり、このような位置での工事も本工法では危険の少
ない方法でできるものである。

尚、第１図に示す作業範囲外の作業に於ては、油圧ショ
ベルに限定されることなく、高所作業車等の適宜な自走
台車を使用出来る 次に、本発明の一実施例の作動を第２図に基づいて説明
する。

本発明の装置はブラケット９を介して自走台車１のアー
ム２に取付けられており、チャック部５と起振部４は、
ガイドセル３の後端に位置している。

今、チャック部５に棒状補強材Ｂを装着し、自走台車１
を運転してガイドセル３を補強を必要とする地盤に案内
した上で、油圧シリンダー１０を操作して、棒状補強材
Ｂを地盤に貫入させる方向を決定し、ガイドセル３を地
盤に安定させる。

次いで、自走台車１の運転席に取り付けられたコントロ
ーラを操作し、ガイドセル３に搭載された制御弁機構Ｃ
に含まれる送り機構６の制御弁を遠隔的に駆動して、棒
状補強材Ｂを地盤に接触する状態迄前進させた状態で制
御弁機構Ｃに含まれる起振部４の制御弁を、前記コント
ローラで遠隔駆動することで起振部４が作動し、棒状補
強材Ｂには前記送り機構６の推力とともに振動を加えて
棒状補強材Ｂを地盤に貫入させる。　チャック部５と起
振部４とが前端に位置するまで棒状補強材Ｂの地盤貫入
が進行した時点で、前記コントローラを操作して送りと
振動を停止させるとともに、チャック部５と起振部４が
後端に位置するまで、制御弁機構Ｃに含まれる送り機構
６の制御弁を前記コントローラで駆動して後退させる。

この状態で棒状補強材Ｂを地盤へ貫入させる第１回目の
サイクルが完了し、再び棒状補強材Ｂに前記の要領で送
りと振動とを作用させ、更に地盤の奥へと棒状補強材Ｂ
を貫入させる。

本実施例においては、棒状補強材Ｂにはφ２９ｍＩＩＩ
〜φ３２ｗ＋ｓの通常の鉄筋を使用し、地盤への貫入長
さは５．０ｍ〜６．０ｍであり、棒状補強材Ｂの長さの
関係で輸送困難な場合には、必要に応じて輸送可能な鉄
筋を接続して用いる。

棒状補強材Ｂの所定の長さを地盤に貫入させた時点で第
１回の貫入作業は完了する。

次に、新しい棒状補強材Ｂをチャック部５に装着し、再
び自走台車１を運転して、ガイドセル３を第１回目に貫
入させた棒状補強材Ｂの近傍の補強を必要とする地盤に
案内し、前記同様の作業を繰り返して第２回の貫入作業
を終了する。

本発明は、前記のような工程を繰り返し、複数の棒状補
強材Ｂを軟弱な地盤全体に押し込みによって埋設する。

このような広範囲な作業にあっては、第１図に示す作業
姿勢を容易に選択できることが作業時間を大幅に改善で
きる要素であり、本実施例では起振部４に油圧ブレーカ
−を、送り機構６に油圧シリンダを、自走台車１に油圧
ショベルを使用した構成である為、油圧ショベルに具備
する油圧ポンプから吐出される油圧を駆動源として利用
できるため、優れた機動性と操作性を確保できる。

特に、山岳地の道路や宅地等の建設に当り、切土斜面工
事では風化した軟弱な切土斜面の崩壊等初期の不安定な
状態を切土工事の進捗に合わせて早期に安定する必要が
あり、第１図工のように斜面上の自走台車ｌから棒状補
強材Ｂを斜面地盤に押込む逆打ち工法によって斜面崩壊
防止を図ることができ、従来の斜面下での作業の安全と
作業者の労働災害を防止することができるとともに、前
記のように優れた機動性と操作性により、順次広範囲な
場所に移動できるため、作業効率は著しく向上する。

又、地盤に棒状補強材Ｂを押込む時に貫入抵抗を計測し
て地盤の風化等による緩みを判定し、地盤の安定設計時
に予見できなかった地盤性状を確認して設計条件のチエ
ツクや必要な棒状補強材Ｂの長さ及び本数等の変更を行
うことができ、工法的な新規性に併せて安全で経済的な
工事管理が可能である。

尚、貫入抵抗は棒状補強材Ｂを地盤に押し込む際に、地
盤に応じて押し込む速度（押し込まれた一定長さと時間
の関係）から知ることができ、土砂・軟岩の風化の程度
や深さ等の土質調査ポーリングではわからなかった性状
を本発明による工事を実施しながら判定できる。

［発明の効果〕 本発明は以上のようなものであるから、従来の方式と異
なり、棒状補強材を直接強制的に押込んで埋設するもの
であるから、孔内壁と棒状補強材との間には間隙がなく
、地盤との密着性という点で極めて高い効果を発揮し、
地盤強化に役立つもので、特殊なロックボルトやアンカ
ーボルトを必要とせず、一般に市販されている鉄筋棒な
棒状補強材として使用できると共に、更に、特殊な台車
も必要とせず、土木建築業界で日常的に多数使用されて
いる油圧ショベルのような建設機械で間に合うものであ
り、穿孔作業のような繰り粉の排出が不要であり、コン
プレッサーも不要となり、穿孔作業は行わず、押込みの
みで補強材を地盤に貫入させるので、補強材の強制貫入
によって地盤が押し退けられるために、地盤と補強材と
の密着度は増加し、従って、グラウト注入を行う回数が
低減できると共に、作業中に地盤が崩壊する危険性が少
なく、工費の大幅な節約と工期の短縮ができる等の極め
て著しい効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図で、施行の種々の
場所を示す、第２図は同実施例の一つを示す説明図で、
斜面に施行している状態を示す、第３図は本発明の装置
の要部を示す側面図、第４図は同第３図の正面図、第５
図は同装置のチャック部の一例を示す平面図。 ■・・・自走台車、２・・・アーム、 ３・・・ガイドセル、４・・・起振部 ５・・・チャック部、６・・・送り機構Ｂ・・・棒状補
強材、Ｃ・・・送り弁機構。 第１図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所望の補強を要する軟弱な地盤に於て、前記軟弱
   な地盤の夫々の地盤面に対応する建設用等の適宜の自走
   台車のアームの先端部分に棒状補強材を挟持し、且つ振
   動と推進力とによって押込み得るような構成の装置を取
   付け、該装置を遠隔操作によって作動させ、該装置に適
   正な大きさの棒状補強材を押込みによっても座屈しない
   位置を挟持させ、該棒状補強材の先端を所定の地盤面に
   位置させ、振動と推進力とによって一定の距離押込み、
   次いで、棒状補強材の挟持位置を前記座屈しない位置ま
   で後退させ、再度、振動と推進力によって一定の距離押
   込み、この様な操作を繰り返し、前記棒状補強材を強制
   的に押込み埋設し、更に、新たな棒状補強材を前記と同
   様の方法によって強制的に押込み埋設し、所望の軟弱な
   地盤全体に適正な数の棒状補強材を押込みのみによって
   埋設して軟弱な地盤を強化することを特徴とする棒状補
   強材押込み式地盤強化方法。
2. （２）自走台車のアームの先端部分にガイドセルを取付
   け、該ガイドセルには遠隔操作され得る制御弁機構を搭
   載し、前記制御弁機構によって動きを調整される起振部
   と、該起振部を前後駆動する送り機構および、前記の作
   動を棒状補強材に伝達し得る棒状補強材を挟持するチャ
   ック部とを設置し、これらを遠隔操作し得る構成とした
   ことを特徴とする棒状補強材押込み装置。