JPH09296441A - 連続地盤改良機及びそれを使用した連続地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無端チェインを有する地盤改良機により地盤
改良しない空掘り部とその下層の改良部を同時に施工す
る。 【解決手段】 ベースマシン１の進行方向前方側に位置
するカッターポスト３の少なくとも地中に貫入する区間
に切削攪拌翼13が突設された無端チェイン11を張架し、
ベースマシン１の進行方向後方側に位置するカッターポ
スト４の地中に貫入する区間の内、カッターポスト４の
下端寄りの一部の区間に切削攪拌翼13が突設された無端
チェイン12を張架する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は地上構造物を支持
する基礎を構築する目的で軟弱地盤を連続的に改良する
方法の他、地震時の地盤の液状化対策，既設構造物の補
強対策等、壁状に地盤改良体を連続的に構築するとき
に、その地盤改良体の上層に空掘り部分を造成するため
の連続地盤改良機及びそれを使用した連続地盤改良方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】地上構
造物を支持する基礎として構築される、掘削土と固化材
の混合体である地盤改良体は通常、地表面から必要深度
まで深度方向に連続的に構築されるが、地上構造物の基
礎構造の関係から地表面付近の地盤に対しては改良の必
要がないことがある。

【０００３】掘削ビットと攪拌翼を持つ掘削ロッドの回
転による攪拌混合処理工法では、地盤改良が不要な上層
の区間においては固化材を注入せずに攪拌する空掘りを
行うことにより対応できるが、カッターポストの外周に
切削攪拌翼を有する無端チェインが張架された地盤改良
機では無端チェインの張架区間に亘って地盤を改良する
ため空掘りすることができない。

【０００４】従って無端チェインを持つ地盤改良機によ
り施工した後には上層の不要な改良体をブレーカ等を用
いて掘削する必要が生ずるが、改良強度が高いことか
ら、実質的に掘削は困難であり、工期の遅延と工費の上
昇を招く結果になる。また地盤改良を要さない層に対し
て地盤改良することは材料と施工の損失が大きく、不経
済である。

【０００５】この発明は上記背景より地盤改良しない空
掘り部とその下層の改良部を同時に施工できる、無端チ
ェインを有する地盤改良機とその施工方法を提案するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明ではベースマシン
に、その進行方向に並列させて２本のカッターポストを
支持させ、進行方向後方側に位置する攪拌混合用カッタ
ーポストの下端寄りの一部の区間のみに無端チェインを
張架し、進行方向前方側に位置する掘進用カッターポス
トで地盤を切削すると共に、その後方の攪拌混合用カッ
ターポストで切削土と固化材の攪拌，混合を行うことに
より空掘り部と改良部を同時に施工することを可能にす
る。

【０００７】掘進用カッターポストの少なくとも地中に
貫入する区間にはその区間の全長に亘り、外周に切削攪
拌翼が突設された無端チェインが循環自在に張架され
る。攪拌混合用カッターポストについては地中に貫入す
る区間の内、カッターポストの下端寄りの一部の区間
に、外周に切削攪拌翼が突設された無端チェインが循環
自在に張架される。

【０００８】掘進用カッターポストは無端チェインが張
架された区間に従い、地表面からその下端までの区間に
亘って切削攪拌翼により地盤を切削する。攪拌混合用カ
ッターポストは掘進用カッターポストが切削した区間の
地盤の内の下端寄りの一部の区間において、掘進用カッ
ターポストが切削した切削土と地中に注入，あるいは吐
出される固化材を攪拌，混合し、無端チェインの上端よ
り上層の切削土をそのまま残す。

【０００９】固化材は攪拌混合用カッターポストの無端
チェインが張架されている区間の範囲内に注入，あるい
はカッターポストから吐出されればよいことから、攪拌
混合用カッターポストとは別に注入用のパイプを通じて
地中に注入される他、請求項２に記載のように攪拌混合
用カッターポストの内部を通じて吐出される。この場
合、攪拌混合用カッターポストの、無端チェインが張架
された区間の任意の位置に少なくとも１箇所吐出孔が内
部に連通して形成される。

【００１０】攪拌混合用カッターポストの無端チェイン
が攪拌，混合する切削土は前方側の掘進用カッターポス
トの無端チェインが既に切削し、そのまま固化材との攪
拌，混合が可能な土であるため、攪拌混合用カッターポ
ストの無端チェインは攪拌，混合の機能を果たすに十分
な規模と形で足りる。

【００１１】攪拌混合用カッターポストの無端チェイン
の上層は空掘りと同じく掘進用カッターポストの無端チ
ェインが切削した状態、あるいは切削時に切削土中に注
入される清水や泥水等の掘削液と切削土が攪拌，混合さ
れた状態のまま残されるため、地盤改良の施工後に地上
構造物の構築のために実施される地表面付近の根切りは
容易に遂行され、工期の短縮が図られる。また地盤改良
を要さない層に対しては地盤改良しないため、材料と施
工の損失はない。

【００１２】空掘り部は掘進用カッターポストの切削攪
拌翼により乱されている、あるいは泥水等で攪拌，混合
されていることで支持力が小さくなっているため、空掘
り部上を施工機械が走行すれば転倒や沈み込みの危険が
あるが、本発明では掘進用カッターポストと攪拌混合用
カッターポストの各無端チェインの切削攪拌翼間の間隔
を調整することにより空掘り部を貧改良することが可能
であり、貧改良によって施工機械を支持できるだけの強
度を改良部上層の地盤に与えることが可能になる。

【００１３】掘進用カッターポストの無端チェインの切
削攪拌翼と、攪拌混合用カッターポストの無端チェイン
の切削攪拌翼との間の間隔を調整すれば、攪拌混合用カ
ッターポスト側から吐出される固化材の一部が掘進用カ
ッターポスト側に回り込み、掘進用カッターポストの無
端チェインによってその両端間に行き亘るため、掘進用
カッターポストが通過した地盤が全層に亘って貧改良さ
れ、攪拌混合用カッターポストによって地盤改良された
改良部の上層に、支持力を有する貧改良部が形成され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は図１に示す
ようにベースマシン１と、ベースマシン１にその進行方
向に並列して支持される掘進用カッターポスト３及び攪
拌混合用カッターポスト４からなり、カッターポスト
３，４の上端寄りの地盤を空掘りしたまま、下端寄りの
一部の区間の地盤を連続的に改良する地盤改良機であ
る。

【００１５】地盤改良機は主として軟弱地盤の地盤改良
による構造物基礎の構築に使用されるが、地震時の地盤
の液状化対策，既設構造物の補強対策等、壁状に地盤改
良体を連続的に構築する方法の全般において空掘り部を
残す目的で使用される。

【００１６】図１及びその側面図である図２に示すよう
にベースマシン１の上部旋回部２にはフレーム５が支持
される。上部旋回部２の下と、フレーム４の下には施工
時の動的荷重によるベースマシン１の沈み込みやフレー
ム４の変形を防止するための油圧ジャッキ７が接続され
る。

【００１７】フレーム５は上部旋回部２から張り出す支
持部材８と伸縮自在なステイ９にヒンジを介して接続さ
れることにより鉛直面に対して角度調整自在に上部旋回
部２に支持され、カッターポスト３，４を鉛直方向の
他、鉛直方向に対して傾斜した方向に向けて支持する。

【００１８】フレーム５にはカッターポスト３，４を支
持しながら、両者をフレーム５に沿って摺動させる摺動
部材10が横枠６の長さ方向に往復動自在に取り付けられ
る。

【００１９】摺動部材10は図示しない油圧シリンダによ
ってフレーム５を介してベースマシン１を反力として強
制的に移動させられ、カッターポスト３，４をフレーム
５に沿って直進させる。

【００２０】各カッターポスト３，４の外周には切削攪
拌翼13を有する無端チェイン11，12が循環自在に張架さ
れる。無端チェイン11は掘進用カッターポスト３に軸支
されるスプロケット14，14間に、無端チェイン12は攪拌
混合用カッターポスト４に軸支されるスプロケット15，
15間に掛け渡される。無端チェイン11，12を循環させる
ための各スプロケット14，15は摺動部材10に支持される
駆動装置16によってそれぞれ駆動させられる。

【００２１】並列するカッターポスト３，４の内、ベー
スマシン１の進行方向前方側に位置する掘進用カッター
ポスト３の無端チェイン11はカッターポスト３の全長に
亘って地盤を切削し、後方側に位置する攪拌混合用カッ
ターポスト４の無端チェイン12はその両端間の地盤を連
続的に改良する。

【００２２】攪拌混合用カッターポスト４の無端チェイ
ン12はカッターポスト４が地中に貫入する区間の内、カ
ッターポスト４の下端寄りの一部の区間に張架される。
攪拌混合用カッターポスト４にはその下端位置と長さ方
向の中間部位置にスプロケット14，14が軸支され、無端
チェイン12はこのスプロケット14，14間で循環自在に張
架される。

【００２３】攪拌混合用カッターポスト４に軸支される
スプロケット14は無端チェイン12をカッターポスト４本
体と干渉させないために、図４に示すようにカッターポ
スト４の幅方向に張り出す形で、あるいはカッターポス
ト４の幅方向中間部に組み込まれる形で軸支される。

【００２４】攪拌混合用カッターポスト４の無端チェイ
ン12は掘進用カッターポスト３の無端チェイン11が切削
した切削土と固化材を攪拌，混合するが、無端チェイン
12に突設される切削攪拌翼13は可能な限り、広範囲の攪
拌，混合が行えるよう、図５，図６に示すようにカッタ
ーポスト４の進行方向と幅方向の２方向を向いて突設さ
れる。

【００２５】掘進用カッターポスト３の無端チェイン11
は未掘削の地盤を切削するため、図２，図３に示すよう
にカッターポスト３の全幅に亘って切削攪拌翼13が突設
される。

【００２６】図５，図６に示す場合、無端チェイン12の
切削攪拌翼13は攪拌混合用カッターポスト４の全幅に連
続する形で形成されてはいないが、切削攪拌翼13周辺の
切削土は先行する掘進用カッターポスト３の切削により
既に流動化していることから、図６に矢印で示すように
攪拌混合用カッターポスト４の幅方向両側に流れ込むた
め、その幅方向両側に突設されている切削攪拌翼13によ
って攪拌，混合は良好に行われる。

【００２７】切削土中への固化材の注入は攪拌混合用カ
ッターポスト４の外部を通じて無端チェイン12が降下す
る側から行うこともできるが、攪拌混合用カッターポス
ト４の内部を通じて吐出する場合はカッターポスト４の
上部のスプロケット15と下部のスプロケット15の区間の
任意の位置に１箇所、あるいは複数箇所にカッターポス
ト４の内部に連通する吐出孔が形成される。攪拌混合用
カッターポスト４に吐出孔を形成した地盤改良機は請求
項２記載の発明に該当する。

【００２８】請求項３記載の発明は請求項１，もしくは
請求項２に記載の連続地盤改良機を用い、並列するカッ
ターポスト３，４を、両カッターポスト３，４の無端チ
ェイン11，12を循環させながら移動させることで、図１
に示すように地表面寄りの一部の層を地盤改良すること
なく空掘りし、その下層の地盤を連続的に改良する方法
である。

【００２９】施工は上記の通り、掘進用カッターポスト
３の無端チェイン11で地表面から掘進用カッターポスト
３の下端までの地盤を切削すると共に、その後方で攪拌
混合用カッターポスト４の無端チェイン12によりその張
架されている区間に亘り、切削土と固化材を攪拌，混合
する、という要領で行われる。掘進用カッターポスト３
側では孔壁崩落防止のために必要により清水や泥水等の
掘削液を注入，あるいは吐出しながら掘削が行われる。

【００３０】図７は掘進用カッターポスト３の切削攪拌
翼13と、攪拌混合用カッターポスト４の切削攪拌翼13間
の間隔を調整し、攪拌混合用カッターポスト４側から吐
出，あるいは注入される固化材をそれぞれの無端チェイ
ン11，12の循環を利用して掘進用カッターポスト３側へ
回り込ませ、地表面からカッターポスト３の下端までの
区間に行き亘らせることにより改良部の上層に、支持力
を有する貧改良部を形成した様子を示す。

【００３１】各カッターポスト３，４の切削攪拌翼13，
13間の間隔はカッターポスト３，４間の間隔を調整する
他、切削攪拌翼13の無端チェイン11，12からの突出長さ
を調整することにより調整される。

【００３２】無端チェイン11，12はその両端間を循環す
ることから、循環の向きに関係なく固化材を無端チェイ
ン11の両端間に行き亘らせることができるため、両無端
チェイン11，12の循環の向きは図７に限定されない。

【００３３】

【発明の効果】請求項１，２ではベースマシンに、その
進行方向に並列させて２本のカッターポストを支持さ
せ、進行方向後方側のカッターポストの下端寄りの一部
の区間のみに無端チェインを張架することで、進行方向
前方側のカッターポストで地盤を切削しながら、後方側
のカッターポストで切削土と固化材の攪拌，混合を行う
ことを可能にしているため、カッターポストを持つ地盤
改良機によって空掘り部と改良部を同時に施工すること
が可能になる。

【００３４】後方側の攪拌混合用カッターポストの無端
チェインが攪拌，混合する切削土は前方側の掘進用カッ
ターポストの無端チェインが既に切削し、そのまま固化
材との攪拌，混合が可能な土であるため、攪拌混合用カ
ッターポストの無端チェインは攪拌，混合の機能を果た
すに十分な規模と形で足りる。

【００３５】攪拌混合用カッターポストの無端チェイン
の上層は空掘りと同じく掘進用カッターポストの無端チ
ェインが切削した状態のまま残されるため、請求項３の
実施後に地上構造物の構築時に必要な地表面付近の根切
りを容易に遂行することができ、工期の短縮が図られ
る。

【００３６】また地盤改良を要さない層に対しては地盤
改良しないため、材料と施工の損失を招くことはない。

【００３７】更に掘進用カッターポストと攪拌混合用カ
ッターポストの各無端チェインの切削攪拌翼間の間隔を
調整することで、空掘り部に代えて貧改良部を形成する
ことができるため、地上を施工機械が走行することによ
る施工機械の転倒や沈み込みの危険を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地盤改良機を示した立面図である。

【図２】図１のｘ−ｘ線位置の一部断面側面図である。

【図３】掘進用カッターポストの横断面図である。

【図４】図１のｙ−ｙ線位置の一部断面側面図である。

【図５】攪拌混合用カッターポストの横断面図である。

【図６】図５に示すカッターポストの拡大図である。

【図７】空掘り部に代えて貧改良部を形成した様子を示
した立面図である。

【符号の説明】

１……ベースマシン、２……上部旋回部、３……掘進用
カッターポスト、４……攪拌混合用カッターポスト、５
……フレーム、６……横枠、７……油圧ジャッキ、８…
…支持部材、９……ステイ、10……摺動部材、11……無
端チェイン、12……無端チェイン、13……切削攪拌翼、
14……スプロケット、15……スプロケット、16……駆動
装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本のカッターポストをベースマシンに
   その進行方向に並列させて支持させた地盤改良機であ
   り、ベースマシンの進行方向前方側に位置する掘進用カ
   ッターポストの少なくとも地中に貫入する区間にはその
   区間の全長に亘り、外周に切削攪拌翼が突設された無端
   チェインが循環自在に張架され、ベースマシンの進行方
   向後方側に位置する攪拌混合用カッターポストの地中に
   貫入する区間の内、そのカッターポストの下端寄りの一
   部の区間に、外周に切削攪拌翼が突設された無端チェイ
   ンが循環自在に張架されている連続地盤改良機。
2. 【請求項２】 攪拌混合用カッターポストの、無端チェ
   インが張架された区間の任意の位置に少なくとも１箇
   所、固化材を吐出する吐出孔が内部に連通して形成され
   ている請求項１記載の連続地盤改良機。
3. 【請求項３】 請求項１，もしくは請求項２に記載の連
   続地盤改良機の並列するカッターポストを、両カッター
   ポストの無端チェインを循環させながら移動させ、攪拌
   混合用カッターポストの下端寄りの一部の区間の地盤を
   連続的に改良する方法であり、掘進用カッターポストの
   無端チェインで地表面から掘進用カッターポストの下端
   までの地盤を切削し、攪拌混合用カッターポストの無端
   チェインでその張架されている区間に亘り、掘進用カッ
   ターポストが切削した切削土と地中に注入，あるいは吐
   出される固化材を攪拌，混合する連続地盤改良方法。