JPS60203728A - 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】 （ａ）１発明の技術分野 本発明は、地中にパイロット穴をＩＮ　’１＋Ｊ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ζζ際しては、地中Ｚζ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構築する工法が
提案されている（特開昭５７−１３３９１８、特開昭５
８−２４０２０、特開昭５８−２６１１５、ＦＦＩｊｉ
昭５８−２０８１９等）。

乙の工法においては、地盤の掘削を超 高圧水をノズルから噴射することにより行ってゆくが、
ノズルから協削ずべき空洞の壁面までの距離が掘削の進
行につれて長くなると、超高圧水による掘削能力が低下
してしまう。

（Ｃ）、従来技術と問題点 従って、こうした問題点を解決すへく、待ｒＪＦＪ　Ｍ
　５８−２４０２０１とオイ−１：　ｌｔ、通常のノズ
ルの他に、転回自在な攪拌翼の先端に別のノズルを設け
、空洞の径が小さいうちは、通常のノズルにより掘削を
行い、空洞の径が拡大しそれまでのノズルでは十分な掘
削能力を発揮することが困難になった場合には、攪拌翼
を転回きせる形で開いてその先端のノズルにより掘削を
行うようにした工法の提案がなされている。この方法で
は、ノズルに近距離掘削用のものと、遠路Ｓ掘削用のも
のと２種類必要とすることから、地盤改造装置の構造が
複雑になる欠点があり、しかも攪拌翼は通常では、掘削
管の軸心に沿った形で格納されており、使用時に傘のよ
うに広げて使うことから、空洞の高さとして攪拌翼の転
回に十分な距離を必要とし、余りに扁平な形状の空洞で
は、攪拌翼が格納位置から転回出来ず、掘削が不可能と
なる不都合があった。

また、従来どおりに、通常のノズルを 用い、単に掘削水の噴出圧力を高める方法も考えられる
が、掘削水の圧力は、従来でも数百気圧であり、それを
一層高めるには、ポンプ、高圧液体供給管等の付帯設備
が大型化、高精密化してしまう欠点があった。

更に、第６図に、従来における別の提 案例を示す。この方法は、単一のノズル１７を掘削管１
５に対して水平方向に転回自在に設けた場合であるが、
この方法はノズル１７の数が１個で済む半面、ノズル１
７の吐出方向が定まらず円弧を描く乙とから、それによ
って掘削される空洞３２も底部が円弧を描き、空洞３２
の掘削後に修正掘削の必要が出る等、工程的な無駄が生
じる欠点があった。

（ｄ）０発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、 空洞の扁平形状に係わりなく、単一のノズルで大口径の
空洞の掘削が可能で、しかもポンプ等の付帯設備が小さ
くて済む、地盤改造装置を提供することを第１の目的と
しており、更にノズルの吐出方向を一定に保持し得る地
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、本発明は、掘削管にノズルを、 平行運動４Ａ　ＪＲを介して、水平方向に突出移動自在
かっ、ノズルの吐出方向が常に一定となるように設けて
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
のノズル付近の拡大正面図、第３図は第２図のノズルを
伸長させた際の拡大正面図、第４図は本発明の別の実施
例を示す拡大正面図、第５図は第４図のノズルを伸長さ
せた際の拡大正面図である。

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、移動型４Ａ２には運
転席２ａ、クローラ２ｂ、２ｂ等が設けられている。ま
た、移動重機２には柱状のリーダ３が支持フレーム５を
介して立設されており、リーダ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、掘削管保持回転装置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はリーダ３のガイドレール３ａに沿って上下方向、即
ち矢印ＣＸＤ方向に自由に移動する乙とが出来る。

掘削管保持回転装置６には、チャック ９がｔ原則管保持回転装置６に内蔵されたモータ等の回
転駆動手段１０により矢印Ａ１Ｂ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
１３ａ、１３’ａ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掘削管１５は、たとえ掘削管１
５が矢印Ａ１Ｂ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
し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、ピッ′）・１６
のやや上方には超音波測距センサ１９、平行運動機構４
１が設けられている。

平行運動機構４１は、第２図に示すように、複数のリン
ク４１　ａ、　４　ｌ　ｂ、　４　］　ｃ、　４１ｄを
有しており、リンク４１ａと４１ｂの回転中心とリンク
４１ｃと４１ｄの回転中心間には油圧ジヤツキ４１ｅが
上下両側に突出自在に設けられたラム４１ｆ、４１ｆの
先端を枢着させた形で設けられている。

リンク４１ｂと４１ｄの図中左方先端にはノズル１７が
その吐出口１７ｂを水平方向に向けた形で枢着されてお
り、ノズル１７には可撓性を有する高圧液体供給管２０
が接続されている。高圧液体供給管２０ば掘削管１５の
軸心方向、即ち第１図上方へ向けて、掘削管１５外周に
治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、そこで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。

一方、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Ａ方向に
回転し、掘削管１５先端のビット１６は、掘削管保持回
転装置６及び掘削管１５の重昆により第１図下方に向け
て掘削を開始する。掘削管保持回転装置６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Ｃ，Ｄ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、を原
則管開口１．５ａ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。

を原型に際して、掘削管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１７ながら掘削を継続していくが、掘削
管１５は３６０°以」二回転することば無いので掘削管
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に極度のねしれを与えることな
く、円滑に行われる。

なお、パイロット穴２６のＩ原則中は、平行運動機構４
１の油圧ジヤツキ４１ｅは第２図に示すように、そのラ
ム４１．ｆ　、　４１ｆが共に伸長した状態となってお
り、従って、平行運動機構４１はノズル１７を掘削管Ｊ
５側に折り畳んだ状態となっている。

こ°の状態で（よ、ノズル１７の先端から掘削管１５の
軸心までの距離Ｌ１はパイロン）・穴２６の半径よりも
小さいので、ビット１６及びｔａ削管１５によるパイロ
ット穴２６のｔ原則は、ノズル１７が掘削中のパイロッ
ト穴２６の壁面に接触する乙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１屈削し、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
掘削動作を停止させると共に、チャック９による１屈削
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】３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ｔｘロッド１
３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、この状態て再度を原則管
保持回転装置６の回転駆動手段１０　ｒｅ駆動してパイ
ロット穴２６の１屈削を開始する。こうして、パイロッ
ト穴２６が徐々にＤ方向に形成されてゆき、深さがＤＰ
にまで達したところで、ビット１６による掘削を止めて
、掘削管体持回転装Ｗ６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、掘削管保持回転装置６をｔ余々に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　。

ノズル１７から噴出する超高圧水２９ の１８！削能力は、ノズル１７の吐出口１７ｂから水平
方向に距離が離れるにつれて低下するので、掘削中の空
洞３２の直径が、掘削の進行につれて拡込してゆくにし
たがって、油圧ジヤツキ４１（３を駆動してラム４Ｉｆ
、４１ｆを等速度で、第２図矢印Ｅ方向に後退させる。

すると、平行運動機構４１のリンク４１　ｎ、　４１　
ｂ、　４１　ｃ、　４１ｄを介してノズル１７はその吐
出口１７ｂが水平方向を維持した状態のまま、Ｃ方向、
即ち空洞３２の掘削中の壁面３２ａ方向に突出し、第３
図に示すようにノズル１７先端と掘削管１５軸心との距
離がＬ２に達するまで突出移動する。すると、ノズル１
７と被掘削面である空洞壁面３２ａとの距離Ｘが、それ
までのノズル１７の格納状態に比して大幅に短縮され、
ノズル１７からの超高圧水２９による掘削能力は格段に
改善され、大きな直径を有する空洞３２を円滑にかつ確
実に掘削成形することが出来る。

なお、高圧液体供給管２０は可撓性を 有するように形成されているので、ノズル１７が水平方
向であるＧ、Ｈ方向に移動しても高圧液体供給管２０と
ノズル１７どの接続状態は良好に維持される。更に、空
洞３２の切削に際して、掘削管１５は３６００の角度範
囲でしか回転しないので、掘削管１５に設置された高圧
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、デユープ２２がｆａ！削管１５に絡まることなく
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、超音波測
距センサ１９から空洞壁面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３２ａまでの距離を計測ずろことにより正確に把握ず
ろことが出来る。

こうして、平行運動機構４１を適宜、 掘削中の空洞３２の直径に適合させる形で１申縮させる
ことにより、ノズル１７をＧ１ト１方向に移動さぜ、ノ
ズル１７の掘削能力を高度に維持しつつ作業を行ってゆ
（。

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
がら一ノズル１７を空洞３２の下部からＣ方向に引き上
げつつ、フレキシブルチューブ２２からノズル１７ヘセ
メントミルク等の地盤改良剤を供給し、ノズル１７がら
空洞３２内へ地盤改良剤を高圧で噴射して空洞３２内を
地盤改良剤で満たす（なお、掘削管１５を）・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
）・穴２６中にコンクリ−１・等の地盤改良剤を充填し
、でも良い。）。この際も、ノズル１７を適宜Ｇ、Ｈ方
向に移動させつつ改良剤を噴出させることにより、空洞
３２内に効率よくかつ確実に改良剤を充填する〜ことが
出来る。

こうして、地盤改良剤を空洞３２及び パイロット穴２６内に充填させっつ掘削管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。

−個所の人工地盤が構築されｔコところで、移ｒｆｄＪ
重４３１２を移動させて、当該構築された人工地盤に隣
接した位置にパイ四ツｌ−穴２６を新たにｔ原則して、
空洞３２を構築し、更に地盤改良剤を充填して当該空洞
３２を先に構築されｔコ空洞３２（既に地盤改良剤が充
填固化している。）とを水平方向に連続させて、人工地
盤を拡張してゆく。

なお、ノズル１７の平行運動機＄４１ としては、ノズル１７の超高圧水等の掘削水の吐出方向
が常に一定の方向を維持しつつ、ノズル１′７を水平方
向に突出移動させうる限り、どのような構成の機構を用
いてもよく、例えば、第４図及び第５図に示すように、
平行運動機構４１として平行うランク機構を用い、油圧
ジヤツキ４１ｅによりリンク４１ｄを駆動して、リンク
４１ｃ先端に固定されたノズル１７を距１１ＬＩからＬ
２にまで突出さぜるようにすることも当然可能である。

更に、を層重管保持回転装置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、移動型ｖＩｔ２にガイド手段が設
けられていると、多数のパイロット穴２６を能率良く掘
削することが５Ｊ能となる。

（ｇ）６発明の効果 以上、説明したように、本発明によれ ば、掘削管１５にノズル１７を平行運動機構４１を介し
て、水平方向に突出移動自在かつ、ノズル１７の吐出方
向が常に一定となるように設けたので、ノズル１７を掘
削時の空洞３２の径に応じて適宜水平方向に移動させる
ことにより、ノズル１７と掘削中の壁面３２ａとの距離
Ｘを短かく維持することが可能となり、大口径の空洞３
２を、ノズル１７からの超高圧水等の掘削水の吐出圧力
を何ら上げる乙となく容易に１ａ！削することが出来、
ポンプ等の付帯設φｌｉｔが小型のもので済み、地盤改
造装置１全体の構成を簡略小型化することが出来る。更
に、従来の、攪拌翼を用いて通常のノズルとは別に設け
られたノズルを転回させて大口径の空洞を掘削する方法
に比して、空洞の扁平度に係わりなくノズルを自由に水
平方向に突出させることが出来るばかりか、単一−涯ノ
ズルで大口径の空洞を有効に掘削することが出来るよう
になり、簡単な構成で強力な掘削能力を発揮することが
可能となる。

更に、ノズル１７の吐出方向は常に水 平方向に一定に維持されるので、第６図に示すノズル１
７を用いた場合のように、空洞３２底部が円形に掘削さ
れるような不都合な事態の生しることが無く、信頼性の
高い地盤改造装置１の提供が可能となる。

なお、平行運動機構４１が泥水２７中 の掘削土砂を攪拌するので、掘削管１５からの泥水２７
及びＳ耐土砂の吸い上げ排出を容易に行うことができる
、

【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
のノズル付近の拡大正面図、第３図は第２図のノズルを
伸長させた際の拡大正面図、第４図は本発明の別の実施
例を示す拡大正面図、第５図は第４図のノズルを伸長さ
せた際の拡大正面図、第６図は従来のノズルの提案例を
示す正面図である。 １・・・・・地盤改造装置 １５・・・・・・掘削管 １６・・・・・・ビット １７・・・・・・ノズル ２９・・・・・・掘削水（超高圧水） ３１・・・・・・地盤 ４１・・・・・平行運動機構 出願人　三井建設株式会社 株式会社エヌ・アイ・ティ 代理人　ｆｐ理士　泪１）伸二 第６図 手続補正書（方式） １　事件の表示 昭和５９年特許願第１９０２０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 ６　補正の対象 明細書全文 ７　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 在な掘削管を有し、前記掘削管の先端部にノズルを設け
   、該ノズルから高圧ｌａＩ削水を噴出させて、パイロッ
   ト穴周囲地盤の掘削を行う地盤改造装置において、前記
   掘削管に前記ノズルを、平行連ｆｄＪ機４（ｆｆを介し
   て、水平方向に突出移動自在かっ、ノズルの吐出方向が
   常に一定となるように設けて構成した地盤改造装置。