JPS6252086B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海底等における軟弱地盤を硬化剤に
よつて硬化改良する工法およびその処理機に関す
るものである。

従来の軟弱地盤の改良工事の施工を、地盤改良
台船を使用して海底の軟弱地盤を硬化改良し、護
岸を構築する場合について説明すると、第１図に
示すように櫓２、地盤改良処理機３、処理機の昇
降用ウインチ４、硬化剤サイロ５、硬化剤スラリ
製造用のプラント６、操作室７、係留ウインチ
８、アンカー８′等の設備を備えた地盤改良台船
１によつて、下端部に回転掘削・撹拌機構（後
記）を有する多軸の地盤改良処理機３を、昇降ウ
インチ４によつて櫓２から吊り、回転掘削・撹拌
機構を回転し掘削しつつ自重により海面Ｃ下の軟
弱地盤Ａの深部まで貫入し所期の深度に達したの
ち、回転掘削・撹拌機構を回転しながら上昇、引
抜きし、かつその上部で硬化剤を吐出して、硬化
剤と軟弱土とを混練しながら単位の改良杭を軟弱
地盤Ａ中に造成し、さらに、地盤改良処理機３の
位置を少し動かし、再度前記の作業を繰返して改
良杭群Ｂを造成する。その改良杭群Ｂは、第２図
に示すような単位改良杭群１２、または既設改良
杭に隣設改良杭をラツプさせて施工した壁状杭１
３、格子状杭１４、ブロツク状杭１５等の土中構
造物を造成して軟弱地盤Ａを硬化改良土にすると
ともに、その上側にケーソン護岸９、埋立土１０
等を施工するようになつている。

さらに、前記の改良杭群Ｂの施工は、第３図
Ａ，Ｂに示すように地盤改良処理機３の下端部に
設けている掘削翼２８、撹拌翼２９、回転軸３０
よりなる回転掘削・撹拌機構Ｄによつて、既設改
良杭３１に対して(a)量ラツプさせて回転掘削・撹
拌機構Ｄを回転駆動しながら垂直に貫入すること
により、既設改良杭３１のラツプ部分(a)量を切削
しながら掘削したのち、さらに回転掘削・撹拌機
構Ｄを回転しつつ同一軌跡で垂直に上昇、引抜き
するとともに、その上部にて硬化剤吐出具１１１
から硬化剤を吐出し、硬化剤を軟弱土に混練して
既設改良杭３１に隣接改良杭１１４を接合させて
順次に施工している。

また、前記の地盤改良処理機３は、第５図Ａ，
Ｂに示すように処理機駆動部３９、支柱および回
転軸等よりなる処理機本体４０、処理機駆動部３
９から突設されサブリーダ４２のレールに昇降自
在に嵌合したガイド部材４１、サブリーダ４２の
下端部にあつて処理機本体４０を昇降自在に嵌挿
したガイド部材４３、地盤改良台船１上の櫓２に
設けられたサブリーダ４２を昇降可能に拘束した
ガイド部材１１５、別のサブリーダ４４、処理機
駆動部３９を別のサブリーダ４４に昇降自在に嵌
合させた接合金物４５、処理機本体４０を昇降自
在に拘束・ガイドしたガイド装置４６等によつて
構成されており、その処理機本体４０の下端部に
設けられている回転掘削・撹拌装置Ｄを積極的に
水平方向に移動させたり、垂直方向の移動を制御
できるようになつてはいない。

従つて、前記の地盤改良処理機３により改良杭
群Ｂを施工すると、その回転掘削・撹拌機構Ｄを
垂直方向に貫入、引抜きしたいニーズに対し、地
盤抵抗のアンバラ、機器荷重のアンバラ等により
その軌道が外れ曲行するのを回避できない。その
ため、第３図Ｂに示すように既設改良杭３１と隣
接改良杭１１４との間に硬化剤が混練されていな
い未改良土３４を残すおそれがあり、また、隣設
改良杭１１４を次々に連設すると、第４図Ａに示
すように垂直線イに対し、貫入、引抜線ロ，ロ′
の曲折が大きくなり、既設改良杭３１と隣接改良
杭１１４との間にラツプ接合部１９のほかに大き
い未改良土２０の部分が生ずるようになつて、単
位改良杭相互の接合性が悪化し、改良杭の垂直性
も損われるようになり、改良杭群の施工不良即ち
地盤改良が不十分になる難点がある。

本発明は、前記のような難点を解消した軟弱地
盤の改良工法およびその改良処理機に係り、地盤
改良処理機の回転掘削・撹拌機構を駆動して軟弱
地盤中に貫入、引抜きし、硬化剤と軟弱土とを混
練して地盤を硬化改良する軟弱地盤改良工法にお
いて、貫入の当初に既改良土とのラツプ量を少め
にし同程度のラツプ量を保ちながら貫入し、回転
掘削・撹拌機構の近くに設けた水平張出機構によ
る制御により貫入の途中からラツプ量を大きくし
て貫入、掘削し、引抜時は前記ラツプ量を大きく
した位置から垂直に引抜いて既改良土の一部を削
りながら地盤を硬化改良する軟弱地盤改良工法、
回転掘削・撹拌機構を駆動し既改良土に一部ラツ
プさせて軟弱地盤中に貫入、引抜きするととも
に、回転掘削・撹拌機構の近くに配設した硬化剤
吐出具から硬化剤を吐出して軟弱土と混練して地
盤を硬化改良する地盤改良処理機において、前記
回転掘削・撹拌機構の近くに、同回転掘削・撹拌
機構を貫入、引抜時に回転掘削・撹拌機構を既改
良土側に移動せしめかつ垂直方向に制御する水平
張出機構を配設した軟弱地盤改良処理機に特徴を
有するものであつて、その目的とする処は、既改
良土（改良杭群）に対する隣設改良土（隣設改良
杭）の接合性を向上するとともに地盤改良を円滑
に施工することができる軟弱地盤改良工法を供す
る点にあり、さらに、前記工法に用いて同工法を
可能とする軟弱地盤改良処理機を供する点にあ
る。

本発明は、前記した構成になつており、貫入時
には当初に既改良土とのラツプ量を少なめにし、
貫入途中からラツプ量を大きくして貫入、掘削
し、引抜時にはその位置から垂直に引抜いて既改
良土の一部を削りながら地盤を硬化改良するた
め、既改良土と隣設改良土相互間に未改良土が介
在される不具合が解消され、回転掘削・撹拌機構
の近くに設けた水平張出機構によつて、貫入途中
における前記ラツプ量の増大、引抜時の垂直方向
制御を容易とし、ラツプ量が必要最少限になると
ともに施工精度が高められ、改良土の接合性（連
設）が著しく向上されるとともに、精度のよい施
工が可能となるため迅速、円滑に施工できて作業
能率が大巾に向上される。

また、本発明においては、地盤改良処理機の回
転掘削・撹拌機構の近くに、貫入、引抜時に回転
掘削・撹拌機構を既改良土側に移動せしめ、かつ
垂直方向に制御する水平張出機構を配設している
ので、貫入、引抜中に随時に回転掘削・撹拌機構
を水平方向の移動とそれにより垂直方向に制御す
ることができ、かつその作動は水平張出機構によ
つて直接に行なわれるため地圧などに十分に対抗
できる強力なものとなり、確実、正確に作動でき
て高精度の施工を可能にすることができる。

以下本発明の実施例を図示について説明する。
第３図Ｃ，Ｄに本発明の軟弱地盤改良工法の実施
例が示されており、その実施例の工法は、後記す
る地盤改良処理機の回転掘削・撹拌機構Ｅを回転
駆動し、貫入の当初には既改良土３１に対する計
画上のラツプ(a)に対し少ないラツプ量(b)にし、貫
入途中からラツプ量を大きくしつつ貫入、掘削し
て、所定深度に達した時に前記の計画ラツプ量(a)
に至らしめ、引抜時には回転掘削・撹拌機構Ｅを
回転しながらその位置から垂直に上昇、引抜きに
より、既改良土の部分Ｃを切削しつつ、同時に回
転掘削・撹拌機構Ｅの上部において硬化剤吐出具
１１１から硬化剤を撹拌されている軟弱土中に送
込み、硬化剤と軟弱土とを混練して隣接部に改良
土を施工する工法にしている。この工法において
は、回転掘削・撹拌機構Ｅの回転軸３０部分が、
第３図Ｄに示すように貫入の当初においてはハ線
上を垂直に下降し、途中においてその軌道が修正
されて既改良土３１側に偏向する斜線ハ′をたど
り、さらにその位置から垂直に上昇する垂直線ニ
に沿つて移動するとともに、回転掘削・撹拌機構
Ｅの既改良土側の先端軌跡は線３７から線３８と
なり、その回転掘削・撹拌機構Ｅによる既改良土
の切削り量は、貫入当初のラツプ量(b)、貫入途中
から次第にラツプ量(a)に達し、引抜時には残りの
ラツプ量(c)部分を切削ることになる。

次に、前記実施例の工法に用いられる地盤改良
処理機の実施例について説明すると、同実施例の
概要は、第６図Ａ，Ｂに示すように処理機機体支
柱４８、同処理機機体支柱４８に取付けられた回
転軸３０用軸受４９、回転軸駆動原動機５０、掘
削翼２８と撹拌翼２９とよりなる回転掘削・撹拌
機構Ｅの部分に付設された水平張出機構Ｆ、およ
び同水平張出機構Ｆの遠隔駆動装置５１により構
成され、多軸構造になつている。さらにその回転
掘削・撹拌装置Ｅと水平張出機構Ｆを第７図Ａ，
Ｂの拡大図によつて説明すると、撹拌翼２９が多
段に配設され、その水平張出機構Ｆの一方の張出
部材４７は格納状態で、他方の張出部材４７′は
張出した作動状態で示され、第７図Ｂで示すよう
に処理機機体支柱４８に対し回転掘削・撹拌機構
Ｅが４個１組に配設されるとともに、両張出部材
４７，４７′は両側に配設された構造になつてい
る。

次に、前記の水平張出機構Ｆの第１実施例を第
８図Ａ，Ｂ，Ｃに示しており、図中５２，５３は
張出部材、５５は支柱４８に取付けられ、ピン５
４により張出部材５２を回転自在に接合したブラ
ケツト、５７は支柱４８に取付けられ、ピン５６
によりリンク５８を回転自在に接合したブラケツ
ト、５９は張出部材５３およびリンク５８を回転
自在に接合したピン、６０は張出部材の駆動装
置、６１は張出部材５２と駆動装置６０を回転自
在に接合したピン、６３は支柱４８に取付けら
れ、ピン６２により駆動装置６０を回転自在に接
合したブラケツト、６５，６４は張出部材の格納
時および作動時におけるストツパ、１１６は回転
軸フランジにより構成されている。

また、第９図Ａ，Ｂには水平張出機構Ｆの第２
実施例が示されており、図中６６は張出部材、６
７，６８はピン６９および７０により回転自在に
張出部材６６に接合したブラケツト、７１，７２
は支柱４８に接合し、ブラケツト７３，７４をピ
ン７５および７６により回転自在に支持したブラ
ケツト、７７はピン７８および７９の間隔がほぼ
ピン６９，７０の間隔と等しい寸法を有するリン
ク、８０は張出部材の駆動装置、８１は支柱４８
に取付けられ、ピン８２により駆動装置８０を回
転自在に支持したブラケツトにより構成されてい
る。

さらに、第１０図Ａ，Ｂには水平張出機構Ｆの
第３実施例が示されており、図中８３は張出部
材、８４，８５はピン８６および８７により回転
自在に張出部材８３に接合したブラケツト、８
８，８９は支柱４８に接合し、リンク９０，９１
をピン９２および９３により回転自在に支持した
ブラケツト、９４はピン９５および９６の間隔に
ほぼピン８６，８７の間隔に等しい寸法を有する
バー、９７は張出用のテンシヨンバー、９８は格
納用テンシヨンバー、９９は駆動装置、１００は
支柱４８に取付けられピン１０１により回転自在
に駆動装置９９を支持したブラケツト、１０２は
ピン１０３により回転自在に支柱４８に取付けら
れたリンク、１０４は駆動装置９９をリンク１０
２に回転自在に接合したピン、１０５は長穴１０
７においてピン１０８によりリンク１０２と接合
したテンシヨンバー９７のヘツド金物、１０６は
長穴１０９においてピン１１０によりリンク１０
２と接合したテンシヨンバー９８のヘツド金物、
１１７は張出部材の張出状態を示しており、それ
らによつて第３実施例が構成されている。本発明
の実施例は、前記したようになつており、本発明
の軟弱地盤改良工法は、下端部に回転掘削・撹拌
機構Ｅを備えた多軸が一体となつた地盤改良処理
機（第６図、第７図参照）を第１図に示すように
昇降ウインチ４により櫓２より吊り、回転掘削・
撹拌機構Ｅを回転しながら、自重により軟弱地盤
の深層まで貫入し、所期の深度に達したら、回転
掘削・撹拌機構Ｅの上方位置で硬化剤吐出具１１
１から硬化剤を吐出しながら、掘削翼、撹拌翼２
８，２９を回転し、硬化剤を軟弱土と混練しつつ
処理機を引上げ単位改良杭（改良土）を造成す
る。この単位改良杭を僅かずつラツプさせて施工
し、単位改良杭を相互に接合することにより、軟
弱地盤に一体となつた第２図に示すような改良土
即ち土中構造物を造成することができる。

従来工法においては、第３図Ａに示すように隣
設改良杭１１４を計画量(a)ラツプ（20〜30cm）さ
せるべく施工したところ、改良杭施工時における
処理機の軌跡のずれ量が大きくなり、単位改良杭
接合面に第４図Ａのような未改良土２０を残し、
また、第４図Ｂに示すように深部にて単位改良杭
相互間に未改良土１１３を生じ、単位改良杭の相
互あるいは一方が外れ勝手になり、接合部のラツ
プ１９，２７が外れるようになる。

また、従来の施工における単位改良杭の接合に
ついては、第３図Ａにおいて既改良杭に対して(a)
量ラツプさせて処理機を垂直に貫入し、処理機を
同一軌跡で引抜くことにより、貫入時切削された
硬化剤混練土を喪失した接合部に再度完全に硬化
剤混練土を充填することにあるが、深層において
貫入時と完全に同一軌跡で引抜くことは難しく、
既設改良杭の切削面未改良土３４を残すことにな
る。

ところが、この実施例工法では、第３図Ｃに示
すように、計画上のラツプ量(a)に対し、少ないラ
ツプ量(b)により貫入し、深層に到つて水平張出機
構Ｆを作動してラツプを所期の(a)量まで、処理機
の軌道を変更したのち、既改良土を新規に(c)量切
削しながら、硬化剤混練土を充填するため、単位
改良杭即ち既改良土と隣設改良土間の接合部が完
全となり連続性が得られる。

また、従来の処理機では、機体自体の積極的な
移動制御機構を備えてなく、また長い回転軸によ
り回転掘削、撹拌機構Ｄが駆動部から離されてい
るため、貫入、引抜時における垂直方向からのず
れ動きを回避することができなかつたが、この実
施例の処理機では、貫入、引抜の間、随時に水平
張出機構Ｆを作動させることにより、その張出部
材を張出して地盤側に当てたその反力により回転
掘削・撹拌部Ｅを水平方向に動かし、即ち既改良
土側に移動させることができるから、貫入、引抜
の軌跡修正が可能であり、またその作動により垂
直方向への制御もできる。前記のような実施例工
法が可能となり完全な単位改良杭間の接合を果す
ことができる。第７図Ｂにおいては、回転掘削・
撹拌機構Ｅを後方向に軌道修正するために、水平
張出機構ｅ，ｄを張出し、後方側壁より水平抵抗
力を得ている状態を示し、同様に前方に移動した
い時は水平張出機構ａ，ｂを、左方に移動したい
時には水平張出機構ｆを、右方に移動したい時は
制御装置ｃを張出して抵抗を得ることにより、回
転掘削・撹拌機構Ｅをどの方向にも水平に移動さ
せることができる。

第８図Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、張出部材５２，５
３を張出した状態で、貫入時は水平張出機構５３
が、引抜時は張出部材５２が、当該改良面積外の
側壁あるいは各良面積内の土流によりあるいは当
該改良面積外の側壁を切削することにより抵抗を
得ることができる。第９図Ａ，Ｂにおいては、張
出部材を張出した状態において、張出部材６６を
当該改良面積外の側壁に当てて水平方向反力を得
るものであり、張出部材がいかなる張出状態にお
いても処理機機体に平行状態にあるようブラケツ
ト７３，７４がピン６９，７０と同一ピン間隔寸
法のリンク７７で結ばれている。

第１０図Ａ，Ｂにおいて、張出部材８３の構造
は、前記張出部材５２，５３および６６の中間の
機能即ち側壁を切削することと側壁に押付けるこ
とにより水平反力を得るものであり、張出部材を
処理機機体に平行に張出すため、同一装置のリン
ク９０，９１をピン８６，８７間隔と同一ピン間
隔寸法長さのバー９４により連結されている。そ
のテンシヨンバー９７を引くと、張出部材８３が
張出し、テンシヨンバー９８を引くと張出部材８
３が格納される。また、駆動装置９９の液圧シリ
ンダ、空気圧シリンダ、またはスクリユーシリン
ダ等が矢示のように伸びるとテンシヨンバー９７
が引かれ、この間テンシヨンバー９８はヘツドの
ピン穴の遊びにより動かず、一方、駆動装置９９
が矢示のように縮むとテンシヨンバー９８が引か
れ、テンシヨンバー９７は動かない。即ち駆動装
置の伸縮動作により遠隔の張出部材９３を操作す
る２本のロツドが交互に一方のみ引き動作をし、
小径の長大なロツドにより安全な動力伝達を行な
い得る。

実施例は前記のようになつており、本実施例工
法においては、前記の水平張出機構Ｆの併設によ
り、貫入、掘削時の当初にはラツプを少なく即ち
浅目にし、深層に到つた貫入途中においてラツプ
量を大きくする方向に軌道を修正し、貫入終了時
の深いラツプ位置から引抜くことにより既改良土
を削りながら、硬化剤を混練することができるの
で、接合面に未改良土を残すことがなくなり、単
位改良杭間即ち既改良土間の接合性を向上でき
る。また、施工精度が高くなり迅速、円滑に施工
することができる。

また、実施例の水平張出機構Ｆを備えた処理機
により、地盤中の深層において処理機の軌道が任
意に変えられることになり、かつ、その水平張出
機構Ｆは処理機の回転掘削・撹拌機構Ｄを直接に
強力に水平方向に移動できるため、前記の接合性
を完全な状態にできて、改良土が一連に一体とな
つたものにすることができる。

従来、単位改良杭間の接合性の不安から、単位
改良杭内深度に比し、設計上の改良地盤強度に大
きい安全率がとられ、処理機の単位改良面積内の
撹拌性能が生かされなかつたが、この実施例処理
機の水平張出機構の機能により改良杭間の完全な
接合が得られ、改良地盤全体の信頼性を向上、経
済設計に基づき地盤改良の全体規模を縮小できる
ことにより、地盤改良性能が大巾に高められる。

従来の処理機では地盤抵抗のアンバランスある
いは機械荷重のアンバランス等に生ずる僅かな水
平力により、改良地盤に大きな影響を及ぼしてい
たが、この実施例では、回転掘削・撹拌機構部分
に水平張出機構を設けているため、水平張出機構
部を直接に強力な作動によつて水平方向に移動で
き、ラツプ量の調整、垂直方向の制御を随時にで
きる。

さらに、処理機の掘削・撹拌軌道制御上重要か
つ有効な回転掘削、撹拌機構の軸上方位置に、多
軸ある掘削・撹拌軸間の支柱側面に取付座を設
け、引込時には掘削面内土流又は側壁より抵抗を
受けることが極く少なく、張出時には大きい抵抗
を得るように、格納、展開でき、各水平張出装置
を処理機機体周囲に配置することにより平面上
Ｘ、Ｙどちらの方向あるいは複合した方向に任意
に制御可能である。

前記説明では、海底等における軟弱地盤改良に
ついて述べたが、それに限らず一般の軟弱地盤の
改良にも適用可能である。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論
本発明はこのような実施例にだけ局限されるもの
ではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で
種々の設計の改変を施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は海底軟弱地盤改良と護岸工事の従来例
を示す見取図、第２図は改良杭群の各種形状図、
第３図Ａ，Ｂは従来の地盤改良の施工説明図、第
３図Ｃ，Ｄは本発明の地盤改良工法の実施例説明
図、第４図Ａ，Ｂは従来の地盤改良の状態図、第
５図Ａ，Ｂは従来の軟弱地盤改良処理機の概要
図、第５図Ｃは本発明の地盤改良処理機の実施例
概要図、第６図Ａ，Ｂは第５図Ｃの一部拡大機構
を示す側面図と正面図、第７図Ａ，Ｂは回転掘
削・撹拌機構と水平張出機構部分の実施例を示す
拡大側面図と同水平張出機構の平面配置図、第８
図Ａ，Ｂ，Ｃは水平張出機構の詳細を示す第１実
施例の側面図、正面図およびＡ―Ａ断面（上半部
分）とＢ―Ｂ断面（下半部分）図、第９図Ａ，Ｂ
は水平張出機構の第２実施例を示す側面図と同Ａ
―Ａ断面図、第１０図Ａ，Ｂは水平張出機構の第
３実施例を示す側面図とその駆動装置正面図であ
る。 Ａ：軟弱地盤、Ｂ：改良杭群（改良土）、Ｄ，
Ｅ：回転掘削・撹拌機構、Ｆ：水平張出機構、
３：地盤改良処理機、１１１：硬化剤吐出具、２
８：掘削翼、２９：撹拌翼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地盤改良処理機の回転掘削・撹拌機構を駆動
   して軟弱地盤中に貫入、引抜きし、硬化剤と軟弱
   土とを混練して地盤を硬化改良する軟弱地盤改良
   工法において、貫入の当初に既改良土とのラツプ
   量を少なめにし同程度のラツプ量を保ちながら貫
   入し、回転掘削・撹拌機構の近くに設けた水平張
   出機構による制御により貫入の途中からラツプ量
   を大きくして貫入、掘削し、引抜時は前記ラツプ
   量を大きくした位置から垂直に引抜いて既改良土
   の一部を削りながら地盤を硬化改良することを特
   徴とする軟弱地盤改良工法。 ２ 回転掘削・撹拌機構を駆動し既改良土に一部
   ラツプさせて軟弱地盤中に貫入、引抜きするとと
   もに、回転掘削・撹拌機構の近くに配設した硬化
   剤吐出具から硬化剤を吐出し軟弱土と混練して地
   盤を硬化改良する地盤処理機において、前記回転
   掘削・撹拌機構の近くに、同回転掘削・撹拌機構
   を貫入、引抜時に既改良土側へ移動せしめかつ垂
   直方向に制御する水平張出機構を配設したことを
   特徴とする軟弱地盤改良処理機。