JP3137586B2 - 地盤改良用充填装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削した地盤を置
換工法で充填するための地盤改良用充填装置及び方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる工法は、特公平７−９１９４５号
公報、特開平６−１１７１９３号公報、特開平６−３４
６６９０号公報に見られるように種々提案されている。

【０００３】従来技術では、充填ライン（充填管）中の
水を完全に排水し充填材に切替えてから充填することが
難しいため、充填初期に水を地盤に押し出してしまい、
きちんとした充填ができなかった。また、充填材が洗浄
（送水）ラインに回り込んでしまったり、充填後の洗浄
が不完全で、充填管が閉塞してしまい、以後の充填がで
きなくなってしまう場合が多々あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
掘削した地盤に地盤改良材を確実に充填するために、充
填ライン（充填管）内の水を排水してから充填材を地盤
に充填でき、また充填ライン（充填管）の閉塞防止のた
めに、充填終了時に充填管内に残った地盤改良材の排液
ができる地盤改良用充填装置及び方法を提供することを
目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、次の地
盤改良用充填装置及び方法が提供される。充填材ポンプ
により充填材を供給する充填ラインと送水ポンプにより
水を供給する送水ラインとを備え、両ラインは充填管に
接続されており、該充填管は送水位置とボール回収位置
と充填位置とに切替えられるものであり、前記送水ライ
ンには上流側から第１弁と排水口に至る第２弁とが設け
られており、前記充填ラインには上流側から充填切替弁
と充填管とが設けられていて、該充填切替弁より下流側
の充填ライン内にボールが入れられており、充填切替弁
は充填位置とボール回収位置とボールメンテナンス位置
に切替えられるものである地盤改良用充填装置。

【０００６】また本発明の方法によれば、充填切替弁を
充填位置とし、送水ラインに設けた第１弁を閉、排水口
に至る第２弁を開とする充填準備行程と、充填材ポンプ
を運転し、ボールを先頭にして、充填ラインの水を送水
ラインに送り第２弁から排水する充填管内充填材充填行
程と、充填管にボールが入ったら充填管をボール回収位
置に移動し、所定圧で充填材ポンプを停止する充填管充
填準備行程と、充填管を充填位置に移動し、充填材ポン
プを運転する充填行程と、充填管を送水位置に移動し、
充填切替弁をボール回収位置に切替え、送水ラインに設
けた第１弁を開く洗浄準備行程と、送水ポンプを運転
し、ボールを逆送し、ボールを回収後送水ポンプを停止
する洗浄行程と、送水ラインに設けた第１弁と第２弁と
を閉じる充填終了行程と、から成る充填ライン洗浄を伴
った地盤改良用充填方法。

【０００７】また必要に応じて充填切替弁と充填管との
間に更に別のラインを接続し、該ラインに第５弁を設け
る。そして、充填行程において、充填切替弁と充填管と
の間に設けた別のラインの第５弁を開き、該ラインのポ
ンプを運転し、洗浄準備行程において、第５弁を閉じ
る。

【０００８】充填管先端に送水ラインを設けることによ
り、充填ライン（充填管）中に残っている水を送水ライ
ンを逆送して排水することができる。

【０００９】また、充填ライン（充填管）中に残ってい
る水を充填材で置換するときに、ボールを先頭にして充
填材を送ることにより、水と充填材との混合を防止す
る。

【００１０】また、充填終了後、送水ラインから水を送
ることにより、充填管で回収したボールを充填ラインに
逆送することにより、充填ラインの洗浄ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１において、水タンク１、充填
材タンク２、また、必要に応じて瞬結材タンク３を備え
ており、送水ライン４に送水ポンプ７が、充填ライン５
に充填材ポンプ８が、また、必要に応じて瞬結材ライン
６に瞬結材ポンプ９が各々設けられている。

【００１２】送水ライン４には上流側から圧力計１０、
第１弁１１、排水口に至る第２弁１２、流量計１３、必
要に応じてメンテナンス用の第３弁１４が各々設けられ
ている。

【００１３】充填ライン５には上流側から圧力計１５、
詳細を後述する充填切替弁１６、必要に応じてメンテナ
ンス用の第４弁１８、圧力計１９が各々設けられてい
る。

【００１４】送水ライン４及び充填ライン５は詳細を後
述する充填管２２に接続されている。充填切替弁１６の
下流側の充填ライン５内にボール２０が入れられてい
る。充填切替弁１６と第４弁１８との間に瞬結材ライン
６が接続されており、該ライン６に第５弁２１が設けら
れている。

【００１５】充填切替弁１６は切替装置１７により充填
位置とボール回収位置とに切替えられる。また、充填管
２２は充填管作動ジャッキ２３により送水位置とボール
回収位置と充填位置とに切替えられる。Ｔは地山であ
る。なお、送水ラインの第１弁１４及び充填ラインの第
４弁１８は、通常は開となっている。

【００１６】次に、図１ないし図７にしたがい作動につ
いて説明する。充填管２２を送水位置に、充填切替弁１
６を充填位置とし、送水ライン４に設けた第１弁１１を
閉に、排水口に至る第２弁１２を開とする（充填準備行
程、図１）。

【００１７】充填材ポンプ８を運転し、ボール２０を先
頭にして、充填ライン５の水を送水ライン４に送り第２
弁１２から排水する（充填管内充填材充填行程、図
２）。

【００１８】充填管２２にボール２０が入ったら充填管
２２をボール回収位置に移動し、送水ライン４に設けた
第２弁１２を閉じ、所定圧で充填材ポンプ８を停止する
（充填管充填準備行程、図３）。

【００１９】充填管２２を充填位置に移動し、充填材ポ
ンプ８を運転する。必要に応じて瞬結材ポンプ９を運転
し、瞬結材ライン６に設けた第５弁２１を開く（充填行
程、図４）。

【００２０】充填管２２を送水位置に移動し、充填切替
弁１６をボール回収位置に切替え、第５弁２１を閉じ、
送水ライン４に設けた第１弁１１を開く（洗浄準備行
程、図５）。

【００２１】送水ポンプ７を運転し、ボール２０を逆送
し、ボール２０を回収後、送水ポンプ７を停止する（洗
浄行程、図６）。

【００２２】充填管２２をボールメンテナンス位置に移
動し、ボールの入換を行う（図７）。そして、送水ライ
ン４に設けた第１弁１１及び第２弁１２を閉じる（充填
終了行程）。

【００２３】なお、上記の図１ないし図７に示した例で
は、充填管２２内にボール２０を取り込むために出口側
を絞り、口径を小さくすることで、ボール２０が充填管
２２を貫通しないようにしているが、図８及び９に示す
ように、棒Ｂ（図では軸方向に１本の例を示す）を設け
ることによっても、同様の機能が実現できる。また、こ
の際、棒Ｂの本数、向きは任意でよい。また、図１０に
示すように、網Ｎを用いてもよい。要するに、ボール２
０が貫通しなければよく、貫通口の出口側に、突起の様
なものを設けることによっても実現できる（図示せ
ず）。

【００２４】次に、図１１ないし図１７に、別の実施形
態を示す。前記の図２に示したように、ボールを充填管
２２内に位置させる際に、多少の充填材は送水ライン４
側に漏れるため、長期間放置しておくと、管内で固化
し、注入装置が機能しなくなるので、定期的に洗浄する
必要がある。そこで、図１１ないし図１７に示すよう
に、充填管２２Ａ内の貫通口Ｈを斜め（図では、Ｓ字状
にしてボールの通過をより円滑になるような形状が示さ
れている）に設ける。なお、以下の図１１ないし図１７
の各行程の説明において、図では省略されている充填切
替弁１６、各ポンプ７〜９等の各行程での作動について
は、図１ないし図７に示した各行程での作動と同様であ
る。

【００２５】図１１は充填準備行程を示し、充填管２２
Ａは送水位置で、送水ライン４は、第１弁１１を閉、排
水口に至る第２弁１２は開とする。図１２は充填管内充
填材充填行程を示し、ボール２０を先頭に、充填ライン
５の水を送水ライン４に送り、第２弁１２から排水す
る。図１３は充填管充填準備行程を示し、充填管２２Ａ
内の貫通口Ｈにボール２０が入り、充填管２２Ａはボー
ル回収位置に移動する。図１４は充填行程を示し、充填
管２２Ａは充填位置に移動し、充填ポンプ８を駆動す
る。図１５は洗浄準備行程及び洗浄行程を示し、充填管
２２Ａは送水位置に移動し、送水ライン４の第１弁１１
を開き、送水ポンプ７を運転してボール２０を逆送す
る。

【００２６】さらに、図１６に示すように再びボール２
０を充填管２２Ａ内に取込む（送水ライン洗浄準備行
程）。そして、図１７に示すように、充填管２２Ａを移
動してから、充填ライン５から洗浄水を送って送水ライ
ン４を洗浄する（送水ライン洗浄行程）。なお、この送
水ライン４の洗浄は、注入の数回に１回実施すればよ
い。送水ライン４に漏出する充填材の量は僅かであり、
充填材の比重等の関係で、送水ライン４の充填管２２Ａ
付近のみが洗浄できればよい。そして、図１７に示すよ
うに、第１弁１１閉、第２弁１２開として、ボール２０
は第２弁１２から回収する。上記の実施形態では、ボー
ル２０を充填管２２Ａ内に取込むのに、貫通口Ｈを斜め
にし、出口側との位置のずれで開口断面を狭くしてボー
ル２０を充填管２２Ａ内に確実に取込んでいるが、貫通
口Ｈの位置制御がやや繁雑である。そこで、図１８及び
図１９にロッドＲをシリンダ等を用いて出し入れしてボ
ール２０を確実に取込む例を示す。図１８では、ロッド
Ｒを送水ライン４の充填管２２への開口端に突出させて
ボール２０を充填管２２内に取込んでいる。また、図１
９では、ロッドＲを斜め方向から送水ライン４に突出さ
せている。これらの例では、常時ロッドＲを伸位置と
し、送水ライン４洗浄のときのみロッドＲを縮位置とし
てボールの通過を許すようにする。

【００２７】なお、充填管内に対向して開口する充填ラ
インと送水ラインとを、充填管の軸線に対して斜めに交
差し、対向して開口するように配設すると、充填管先端
部を軸線と直交面にしても充填行程で充填ライン５を開
くと共に、送水ライン４を閉じることが出来、前記の例
の充填管２２、２２Ａのように、先端部を斜めにカット
した形状としなくてよい。

【００２８】また、充填管内への洗浄ラインと送水ライ
ンの開口位置を、充填管軸線方向にずらせて開口すれ
ば、貫通口が直線状であってもボールを充填管内に取込
むことができ、第２実施例のようなＳ字状の貫通口を用
いなくてよい。

【００２９】図２０ないし図２４には別の実施形態の充
填切替弁が示されている。図２０に示す充填切替弁１６
Ａは、送液管Ｌ１と排水管Ｌ２とを切替える送液バルブ
Ｖｓと、ボール２０を投入・回収するボール送りバルブ
Ｖｂとを設けており、送液バルブジャッキＪ１によって
送液バルブＶｓを作動し、充填ライン５を送液管Ｌ１
と、排水管Ｌ２とに切り替える。また、ボール送りバル
ブジャッキＪ２によってボール送りバルブＶｂを作動
し、ボール２０をボール投入口Ｅから充填ライン５に投
入し、または、充填ライン５からボール投入口Ｅへ送っ
て回収する。

【００３０】図２１および図２２に示す充填切替弁１６
Ｂは、１つの弁体Ｖ１に送液用連通孔Ｈ３および排水用
切欠きＨ４を設けて、１つのジャッキＪで切換え、図２
２に示す排水位置で充填ライン５を排水口Ｌ４に解放す
ると共に、ボール投入口Ｅからボール２０を送液用連通
孔Ｈ３に取込み、図２１で示す送液位置で充填ライン５
を送液管Ｌ３と送液用連通孔Ｈ３で連通してボール２０
を充填ライン５に投入する様にしている。また、図２３
および図２４に示す充填切替弁１６Ｃは、１つの弁体Ｖ
２に送液用連通孔Ｈ５および排水用連通孔Ｈ６を設け
て、同様にジャッキＪで充填ライン５を送液管Ｌ３（図
２３参照）と配水管Ｌ６（図２４参照）とに切替えてい
る。なお、これらの図２１ないし図２４に示す例では、
図２０の例のように送液管Ｈ１、配水管Ｈ２を可撓性に
する必要がなく、固定することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、次の優れた効果を奏するもの
である。 （イ） 充填管先端に送水ラインを設けることにより、
充填ライン（充填管中）に残っている水を追い出した
後、充填材を送ることができ確実な地盤改良ができる。 （ロ） 充填ライン（充填管）中に残っている水を充填
材で置換するときに、ボールを先頭にして充填材を送る
ことにより、水と充填材との混合を防止することがで
き、確実な地盤改良ができる。 （ハ） 送ったボールを充填管で一時回収することによ
り、洗浄の都度ボール投入の手間が省ける。 （ニ） 充填終了後ただちに送水ラインから水を送るこ
とにより、充填管で一時回収したボールを逆送すること
ができ、充填材の充填ラインの洗浄ができラインの閉塞
が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地盤改良用充填装置の充填準備行程を示す配管
図。

【図２】地盤改良用充填装置の充填管内充填材行程を示
す配管図。

【図３】地盤改良用充填装置の充填管充填準備行程を示
す配管図。

【図４】地盤改良用充填装置の充填行程を示す配管図。

【図５】地盤改良用充填装置の洗浄準備行程を示す配管
図。

【図６】地盤改良用充填装置の充填終了行程を示す配管
図。

【図７】充填管のボールメンテナンス位置を示す配管
図。

【図８】充填管内のボール取り込みの別の実施形態を示
す断面図。

【図９】図８の側断面図。

【図１０】充填管内のボール取り込みのさらに別の実施
形態を示す断面図。

【図１１】別の実施形態の地盤改良用充填装置の充填準
備行程を示す配管図。

【図１２】別の実施形態の地盤改良用充填装置の充填管
内充填材行程を示す配管図。

【図１３】別の実施形態の地盤改良用充填装置の充填管
充填準備行程を示す配管図。

【図１４】別の実施形態の地盤改良用充填装置の充填行
程を示す配管図。

【図１５】別の実施形態の地盤改良用充填装置の洗浄準
備行程を示す配管図。

【図１６】別の実施形態の地盤改良用充填装置の送水ラ
イン洗浄準備行程を示す配管図。

【図１７】別の実施形態の地盤改良用充填装置の送水ラ
イン洗浄行程を示す配管図。

【図１８】貫通口を直線状とした実施形態の断面図。

【図１９】貫通口を直線状とした別の実施形態の断面
図。

【図２０】別の実施形態の充填切替弁を示す断面図。

【図２１】さらに別の充填切替弁を示す説明図。

【図２２】図２１の排水位置を示す説明図。

【図２３】さらに別の充填切替弁を示す説明図。

【図２４】図２１の排水位置を示す説明図。

【符号の説明】

１・・・水タンク ２・・・充填材タンク ３・・・瞬結材タンク ４・・・送水ライン ５・・・充填ライン ６・・・瞬結材ライン ７・・・送水ポンプ ８・・・充填材ポンプ ９・・・瞬結材ポンプ １０・・・圧力計 １１・・・第１弁 １２・・・第２弁 １３・・・流量計 １４・・・第３弁 １５・・・圧力計 １６、１６Ａ、１６ｂ、１６Ｃ・・・充填切替弁 １７・・・作動装置 １８・・・第４弁 １９・・・圧力計 ２０・・・ボール ２１・・・第５弁 ２２、２２Ａ・・・充填管 ２３、Ｊ、Ｊ１、Ｊ２・・・作動ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉 井 達 郎 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 白 井 俊 輔 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−12418（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−190817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−28922（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−28429（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−180539（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12 101

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填材ポンプにより充填材を供給する充
   填ラインと送水ポンプにより水を供給する送水ラインと
   を備え、両ラインは充填管に接続されており、該充填管
   は送水位置とボール回収位置と充填位置とに切替えられ
   るものであることを特徴とする地盤改良用充填装置。
2. 【請求項２】 前記送水ラインには上流側から第１弁と
   排水口に至る第２弁とが設けられており、前記充填ライ
   ンには上流側から充填切替弁が設けられていて、該充填
   切替弁より下流側の充填ライン内にボールが入れられて
   おり、充填切替弁は充填位置とボール回収位置とボール
   メンテナンス位置とに切替えられるものである請求項１
   に記載の地盤改良用充填装置。
3. 【請求項３】 充填切替弁と充填管との間に更に別のラ
   インが接続されており、該ラインに第５弁が設けられて
   いることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良用充填
   装置。
4. 【請求項４】 充填材が地盤改良材であり、別のライン
   から瞬結材が供給されることを特徴とする請求項３に記
   載の地盤改良用充填装置。
5. 【請求項５】 充填切替弁を充填位置とし、送水ライン
   に設けた第１弁を閉、排水口に至る第２弁を開とする充
   填準備行程と、 充填材ポンプを運転し、ボールを先頭にして、充填ライ
   ンの水を送水ラインに送り第２弁から排水する充填管内
   充填材充填行程と、 充填管にボールが入ったら充填管をボール回収位置に移
   動し、所定圧で充填材ポンプを停止する充填管充填準備
   行程と、 充填管を充填位置に移動し、充填材ポンプを運転する充
   填行程と、 充填管を送水位置に移動し、充填切替弁をボール回収位
   置に切替え、送水ラインに設けた第１弁を開く洗浄準備
   行程と、 送水ポンプを運転し、ボールを逆送し、ボールを回収後
   送水ポンプを停止する洗浄行程と、 送水ラインに設けた第１弁と第２弁とを閉じる充填終了
   行程と、 から成ることを特徴とする充填ライン洗浄を伴った地盤
   改良用充填方法。
6. 【請求項６】 充填行程において、充填切替弁と充填管
   との間に設けた別のラインの第５弁を開き、該ラインの
   ポンプを運転し、洗浄準備行程において、第５弁を閉じ
   ることを特徴とする請求項４に記載の充填ライン洗浄を
   伴った地盤改良用充填方法。
7. 【請求項７】 充填材が地盤改良材であり、別のライン
   から瞬結材が供給されることを特徴とする請求項６に記
   載の充填ライン洗浄を伴った地盤改良用充填方法。