JPH0718151B2 - 補強地層造成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は土粒子と長繊維との混合物からなる補強地層
を吹付けにより造成する装置に関するものである。

〔従来技術〕 従来、補強地層を造成する方式として、特開昭55-16717
0号公報により公表されているように、走行フレームの
前部に掘削機を取付けると共に、前記走行フレームの上
部に前後方向に延長する土粒子移送用ベルトコンベヤを
取付け、かつ前記走行フレームの後部にホッパを配置
し、そのホッパの上方に水圧式長繊維噴射ノズルを設
け、前記掘削機により砂質地盤の上層を掘削すると共
に、掘削された土粒子をベルトコンベヤによりホッパ内
に供給し、かつ長繊維を水圧式長繊維噴射ノズルにより
ホッパ内に供給して土粒子と混合し、掘削後の地盤上に
土粒子と長繊維との混合物からなる強化地層を敷設して
いく方式が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の補強地層造成方式の場合は、補強地層の造成
が掘削機およびベルトコンベヤを支持している走行フレ
ームの後部に限られ、かつ掘削を必要としない地盤およ
び砂地以外の地盤に対する補強地層の造成には採用する
ことができない。さらにベルトコンベヤの角度を自由に
調整することができず、施工対象地形の変化に対し容易
に対応することができない。また水圧式繊維噴射ノズル
は一定の姿勢を保って移動するだけであるので、長繊維
を砂層の巾方向に均一に混入することができず、さらに
大型で大重量の砂掘削供給装置を必要とするという問題
がある。

〔発明の目的、構成〕

この発明は前述の問題を有利に解決できる補強地層造成
装置を提供することを目的とするものであって、この発
明の要旨とするところは、自走式車両１のフレーム２に
取付けられた旋回台３に屈折式ブーム４の基端部が俯仰
自在に取付けられ、前記屈折式ブーム４の先端部に、ア
ーム旋回用駆動装置５により旋回される支持アーム６が
取付けられ、その支持アーム６に、ノズル旋回用駆動装
置７により旋回される土粒子噴射ノズル８と、揺動用駆
動装置９により反復揺動されて土粒子吹付部に長繊維10
をジグザグ状に噴射する繊維噴射ノズル11とが設けられ
ていることを特徴とする補強地層造成装置にある。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図ないし第11図はこの発明の一実施例を示すもので
あって、無限軌道12および走行用駆動装置を備えている
自走式車両１のフレーム２に、旋回用駆動装置により旋
回される旋回台３が取付けられ、その旋回台３に運転室
13が固定されると共に、第１ブーム構成部材14の基端部
が旋回台３に対し横軸15により枢着され、かつ第１ブー
ム構成部材14の中間部と旋回台３とはブーム俯仰用液圧
シリンダ16を介して連結され、前記第１ブーム構成部材
14の先端部に第２ブーム構成部材17の基端側部分が横軸
18により枢着されると共に、第２ブーム構成部材17の基
端部と第１ブーム構成部材14とがブーム屈伸用液圧シリ
ンダ19を介して連結され、さらに第２ブーム構成部材17
の先端部に第３ブーム構成部材20の基端部が横軸21によ
り枢着され、第２ブーム構成部材17の先端側部分にリン
ク22の一端部が枢着されると共に第３ブーム構成部材20
の中間部にリンク23の一端部が枢着され、各リンク22,2
3の他端部と第２ブーム構成部材17の中間部とはブーム
屈伸用液圧シリンダ24を介して連結され、前記第１ブー
ム構成部材14,第２ブーム構成部材17および第３ブーム
構成部材20とブーム屈伸用液圧シリンダ19,24とリンク2
2,23とにより屈折式ブーム４が構成されている。

前記屈折式ブーム４における第３ブーム構成部材20の先
端部に、支持アーム６の基端部に固定された縦軸25が回
動自在に嵌設され、かつ第３ブーム構成部材20の先端部
に固定された液圧モータからなるアーム旋回用駆動装置
５の回転軸は前記縦軸25に連結され、支持アーム６の先
端下部に下向き開口箱状のケース27が固定され、ホース
からなる可撓管26は前記支持アーム６の先端部とケース
27とに挿通され、可撓管26の上端部に固定されたフラン
ジは支持アーム６の上部に固定され、さらに前記可撓管
26の下端部に金属管からなる土粒子噴射ノズル８の上端
部が継手28により着脱自在に連結されている。

前記土粒子噴射ノズル８は旋回部材29の透孔30に挿通さ
れ、かつ液圧モータからなるノズル旋回用駆動装置７
は、前記可撓管26の一側部において支持アーム６の下部
に固定され、前記ノズル旋回用駆動装置７の回転軸にク
ランク形駆動軸31の上端部が固定され、そのクランク形
駆動軸31と同一偏心量のクランク形従動軸32の上端部
は、前記可撓管26の他側部において支持アーム６に回動
自在に嵌設され、かつクランク形駆動軸31およびクラン
ク形従動軸32の下端部は前記旋回部材29に回動自在に嵌
設され、さらにクランク形駆動軸31およびクランク形従
動軸32の下端部には、旋回部材脱落防止用支承部材33が
着脱自在に取付けられ、前記ノズル旋回用駆動装置７を
運転すると、旋回部材29が旋回されると共に、その旋回
部材29により土粒子噴射ノズル８が円錐状に旋回され
る。

前記支持アーム６の側部に固定された支持金具34に、支
持部材35の中間部が支持アーム長手方向に延長する支軸
36により枢着され、かつ支持金具34と支持部材35の基端
部とは傾斜調節用液圧シリンダ37により連結され、支持
アーム長手方向に直角な方向に延長するノズル支持部材
38の一端部にアーム39が固定され、そのアーム39の基端
部は前記支持部材35に対しノズル支持部材長手方向に延
長する枢軸40により枢着され、さらに前記アーム39に複
数の揺動角調節用透孔41がアーム長手方向に間隔をおい
て設けられている。

液圧モータからなる揺動用駆動装置９は前記支持部材35
に固定され、その揺動用駆動装置９の回転軸に固定され
た回転体42の偏心位置に杆体43の一端部がピン44により
枢着され、かつその杆体43の他端部と前記アーム39にお
ける何れか一つの揺動角調節用透孔41とにわたってピン
またはボルトからなる着脱自在な枢着金具45が嵌挿さ
れ、前記揺動用駆動装置９を運転すると、ノズル支持部
材38が枢軸40を中心として角度θだけ反復揺動される。

繊維挿通管46の先端側の外周に水噴射用環状室47が設け
られて、水圧式繊維噴射ノズル11が構成され、複数の繊
維噴射ノズル11は、前記ノズル支持部材38の長手方向に
間隔をおいて配置されると共にそのノズル支持部材38に
嵌合固定され、かつ高圧水供給管48の一端部は分岐管49
を介して各繊維噴射ノズル11における水噴射用環状室47
に接続され、前記高圧水供給管48の他端部は高圧ポンプ
50に接続されている。

複数のボビン支承杆51を固定したケース本体52に蓋53が
取付けられると共に、そのケース本体52および蓋53に係
止金具（図示を省略した）が取付けられて、ボビン収容
ケース54が構成され、前記ケース本体52は旋回台３の後
部に固定され、ポリエステルのマルチフィラメントから
なる長繊維10を巻いたボビン55は各ボビン支承杆51に嵌
設されている。

複数の繊維ガイド孔56を有する端部ガイド板57と複数の
繊維ガイド孔56を有する中間ガイド板58とを備えている
ケース本体59に蓋60が取付けられ、かつそのケース本体
59および蓋60に係止金具（図示を省略した）が取付けら
れて、繊維ガイドケース61が構成され、前記繊維ガイド
孔56の周面に繊維の切断を防止する目的でセラミックの
ガイド層（図示を省略した）が一体に設けられ、前記第
１ブーム構成部材14および第２ブーム構成部材17の側部
とボビン収容ケース54におけるケース本体52の上部と
に、繊維ガイドケース61におけるケース本体59が固定さ
れ、かつ前記支持部材35にノズル支持部材38と平行に延
長する繊維ガイド部材62が固定され、その繊維ガイド部
材62に複数の繊維ガイド孔63が繊維噴射ノズル11とほぼ
等間隔で設けられ、その繊維ガイド孔63の周面にも、繊
維の切断を防止する目的でセラミックのガイド層（図示
を省略した）が一体に設けられている。

前記ボビン収容ケース54内の各ボビン55から繰り出され
た長繊維10は、各繊維ガイドケース61における端部ガイ
ド板57,中間ガイド板58の繊維ガイド孔56と繊維ガイド
部材62の繊維ガイド孔63とを通って繊維噴射ノズル11に
おける繊維挿通管46に挿通され、土粒子収容部を有する
風力式土粒子圧送装置64における空気入口にコンプレッ
サ65が接続され、かつ前記風力式土粒子圧送装置64にお
ける土粒子圧送口に土粒子供給用ホース66の一端部が接
続され、そのホース66の他端部は前記可撓管26に連結さ
れ、前記高圧ポンプ50と風力式土粒子圧送装置64とコン
プレッサ65とは旋回台３に搭載される。また前記運転室
13内に、自走式車両１の走行，旋回台３の旋回，各駆動
装置の運転，各液圧シリンダの伸縮，高圧ポンプ50およ
びコンプレッサ65の運転を行なうための操作盤が設けら
れている。

前記コンプレッサ65を接続した風力式土粒子圧送装置64
としては、従来公知のコンクリート吹付機またはモルタ
ル吹付機と同一構造のものを使用する。

前記実施例の補強地層造成装置において、ノズル旋回用
駆動装置７およびコンプレッサ65を運転し、かつ自走式
車両１を走行させると、土粒子が土粒子噴射ノズル８か
ら下方に噴射されると共に、その土粒子噴射ノズル８が
円錐状に旋回されるので、土粒子が円形を描きながら横
移動されるように吹付けられていく。また前記揺動用駆
動装置９および高圧ポンプ50を運転すると、前記繊維噴
射ノズル11の水噴射用環状室47から噴射される水流によ
り長繊維10が吸引されると共に土粒子吹付部に向かって
ジグザグ状に噴射され、土粒子と長繊維との混合物から
なる補強地層が造成されていく。

単位時間当りの繊維噴射ノズル11の揺動数Ｓは、第13図
に示すノズル揺動角θ，施工巾D,吹付面からの繊維噴射
ノズル11の高さH,長繊維噴射速度V₁により決定され、吹
付面に対する長繊維接地速度をV₂とすると次式の関係が
成立つ。

前記長繊維噴射速度V₁と長繊維接地速度V₂とをほぼ等し
くすることにより、長繊維10を弛緩しないようにして噴
射することができる。

したがって、V₁＝V₂とすると繊維噴射ノズル11の揺動数
Ｓは次式で表わされる。

第12図に示すように、法面67に沿って補強地層68を造成
していく場合は、繊維噴射ノズル11を法面67に対しほぼ
直角な方向に揺動させて、土粒子噴射ノズル８および各
繊維噴射ノズル11を法面長手方向に沿ってジグザグ状に
吹付けていくのが好ましい。

前記実施例の場合は、傾斜調節用液圧シリンダ37の長さ
を調節することにより、土粒子噴射ノズル８の旋回中心
線に対するノズル支持部材38の角度を調節することがで
きるので、吹付面からの繊維噴射ノズル11の高さが変化
しても、土粒子吹付部に長繊維10を吹付けることができ
る。またボビン収容ケース54内のボビン55から繰り出さ
れた長繊維10は繊維ガイドケース61内を通って繊維噴射
ノズル11に導かれるので、風雨の影響を受けにくくする
ことができる。

ボビン収容ケース54は旋回台３の後部に設けられている
ので、長繊維10の交換を容易に行なうことができる。長
繊維10を交換する場合は、ケース本体52内で長繊維10を
切断してボビン55を取外し、かつボビン支承杆51に嵌設
した新しいボビンの長繊維の端部をケース本体52内に残
されている長繊維10の後端部に連結する。

この発明を実施する場合、前記アーム旋回用駆動装置5,
ノズル旋回用駆動装置７および揺動用駆動装置９として
は、液圧モータに代えてエアーモータまたは減速機付き
電動機を使用してもよい。また従来公知のバケット型掘
削機における掘削バケットを取外し、その掘削機を改造
してこの発明の補強地層造成装置を製作してもよい。

前記実施例の場合は、４本の長繊維10を土粒子吹付部に
向かって噴射するように構成しているが、長繊維10の噴
射本数を増減変更してもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、自走式車両１のフレーム２に取付け
られた旋回台３に屈折式ブーム４の基端部が俯仰自在に
取付けられ、前記屈折式ブーム４の先端部に、アーム旋
回用駆動装置５により旋回される支持アーム６が取付け
られ、その支持アーム６に、ノズル旋回用駆動装置７に
より旋回される土粒子噴射ノズル８と、揺動用駆動装置
９により反復揺動されて土粒子吹付部に長繊維10をジグ
ザグ状に噴射する繊維噴射ノズル11とが設けられている
ので、土粒子噴射ノズル８を旋回させながら横方向に移
動させることにより、土粒子を所定巾にわたって吹付け
ていくことができ、かつ繊維噴射ノズル11を反復揺動さ
せることにより、長繊維10を土粒子吹付部に向かってジ
グザグ状に噴射して、長繊維10を吹付けられた土粒子に
対し均一に混入して、均一な高強度の補強地層68を造成
することができ、さらに屈折式ブーム４を旋回あるいは
俯仰屈伸させることにより、土粒子噴射ノズル８および
繊維噴射ノズル11を、自走式車両１の周囲の任意の位置
に配置することができると共に、自走式車両１の走行面
から任意の高さに配置することができるので、自走式車
両１を走行させながらその自走式車両１の側方に補強地
層68を連続して造成していくことができると共に、任意
のレベルに補強地層68を造成することができ、しかもア
ーム旋回用駆動装置５により支持アーム６を旋回させる
ことができるので、屈折式ブーム４が任意の旋回位置に
置かれていても、繊維噴射ノズル11の列を自走式車両１
の移動方向にほぼ平行に配置して、長繊維10を土粒子吹
付部のほぼ全巾にわたって吹付けていくことができ、ま
た土粒子噴射ノズル８と複数の繊維噴射ノズル11とを共
通の支持アーム６により一定の関係位置を保って支持し
て同時に移動することができ、さらに支持アーム６によ
り支持されている土粒子噴射部および長繊維噴射部を小
型でかつ軽量に製作できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第11図はこの発明の一実施例を示すもので
あって、第１図は補強地層造成装置の一部縦断側面図、
第２図はその斜視図、第３図は屈折式ブームの先端の支
持アームに設けられている土粒子噴射部および繊維噴射
部を示す一部切欠側面図、第４図はその平面図、第５図
はその斜視図、第６図は土粒子噴射ノズルの旋回駆動部
を示す一部縦断正面図、第７図はノズル傾斜調節装置の
一部縦断側面図、第８図はノズル支持部材に取付けられ
た繊維噴射ノズルを示す縦断側面図、第９図はその平面
図、第10図は繊維ガイドケースを開放して示す一部切欠
斜視図、第11図は繊維ガイドケースの本体を示す一部切
欠側面図である。第12図は法面に沿って補強地層を造成
していくときの状態を示す縦断斜視図、第13図は長繊維
の速度と繊維噴射ノズルの揺動角との関係を示す図であ
る。 図において、１は自走式車両、２はフレーム、３は旋回
台、４は屈折式ブーム、５はアーム旋回用駆動装置、６
は支持アーム、７はノズル旋回用駆動装置、８は土粒子
噴射ノズル、９は揺動用駆動装置、10は長繊維、11は繊
維噴射ノズル、13は運転室、14は第１ブーム構成部材、
16はブーム俯仰用液圧シリンダ、17は第２ブーム構成部
材、19はブーム屈伸用液圧シリンダ、20は第３ブーム構
成部材、24はブーム屈伸液圧シリンダ、25は縦軸、26は
可撓管、29は旋回部材、31はクランク形駆動軸、32はク
ランク形従動軸、35は支持部材、36は支軸、37は傾斜調
節用液圧シリンダ、38はノズル支持部材、39はアーム、
40は枢軸、41は揺動角調節用透孔、42は回転体、43は杆
体、45は枢着金具、46は繊維挿通管、47は水噴射用環状
室、48は高圧水供給管、49は分岐管、50は高圧ポンプ、
54はボビン収容ケース、56は繊維ガイド孔、57は端部ガ
イド板、58は中間ガイド板、61は繊維ガイドケース、62
は繊維ガイド部材、64は風力式土粒子圧送装置、65はコ
ンプレッサ、66は土粒子供給用ホース、68は補強地層で
ある。

フロントページの続き (72)発明者 北原 成郎 東京都新宿区東五軒町６―３ 株式会社熊 谷組東五寮 (56)参考文献 特開 昭51−92515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−167170（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自走式車両１のフレーム２に取付けられた
   旋回台３に屈折式ブーム４の基端部が俯仰自在に取付け
   られ、前記屈折式ブーム４の先端部に、アーム旋回用駆
   動装置５により旋回される支持アーム６が取付けられ、
   その支持アーム６に、ノズル旋回用駆動装置７により旋
   回される土粒子噴射ノズル８と、揺動用駆動装置９によ
   り反復揺動されて土粒子吹付部に長繊維10をジグザグ状
   に噴射する繊維噴射ノズル11とが設けられていることを
   特徴とする補強地層造成装置。