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技術 撹拌装置および杭埋設孔の地盤改良方法

出願人 株式会社フジタ
発明者 丸隆宏三嶋伸也金子誠一
出願日 2019年4月18日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-079354
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-176444
状態 未査定
技術分野 杭、矢板の設置・撤去及びそれらの付属品 地盤中に固結物質を施すことによる地盤強化
主要キーワード 電気シリンダ 作動油管路 水噴射孔 内側延 上係止片 作動油供給管 下係止片 作動油供給装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
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図面 (9)

課題

埋設杭撤去後の地盤周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良し、施工コストの低減を図る。

解決手段

制動羽根78が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、回転速度が速い複数の第2回転羽根62と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根76との双方により、埋設杭を撤去した埋設孔堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。制動羽根78が粘性が低い泥水中に位置するときに、第1回転羽根76と第2回転羽根62の回転速度が一致した場合であっても、撹拌装置46を上下に移動させることで埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。

概要

背景

建築物構造物建て替えに際しては、建築物や構造物を撤去した後、地中埋設された既存の埋設杭を引き抜き、引き抜いたあとに残る埋設孔を埋め戻す必要がある。
従来、埋設杭の撤去に際しては、図7に示すような掘削装置10が用いられている。
掘削装置10は、クレーン12と、リーダ14と、回転駆動部16と、ケーシング18と、給水装置20とを含んで構成されている。
クレーン12は、下部走行体1202と、下部走行体1202の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体1204と、上部旋回体1204に上下方向に起伏可能にかつ伸縮可能に設けられたブーム1206とを備えている。
ブーム1206の先端の取り付け部材1208から滑車1210を介してワイヤ1212が吊り下げられており、ワイヤ1212はブーム1206に沿って上部旋回体1204に導かれて上部旋回体1204の不図示の巻上装置によってワイヤ1212の巻き取り、繰り出しがなされる。
リーダ14は、ブーム1206の先端の取り付け部材1208から揺動可能に吊り下げられ、リーダ14の下端は、地盤G上に設置されている。

回転駆動部16は、ケース1602と、ケース1602に収容されたモータ1604と、モータ1604により回転駆動される回転軸1606とを備えている。
ケース1602は、リーダ14によって案内される被案内部1608を有し、回転軸1606を鉛直下方に向けてワイヤ1212の先端に連結され、ワイヤ1212の巻き取り、繰り出しにより、リーダ14に沿って上下方向に移動される。
ケーシング18は、各々の円筒状のケーシング分割体26の軸心方向上端と下端がボルトを介して連結されることで構成され、本例では、ケーシング18は4つのケーシング分割体26が連結されて構成されている。
各ケーシング分割体26は、その内径が埋設杭22の外径よりも大きな寸法で形成されている。
最も上位に位置するケーシング分割体26は、その上部が回転軸1606と一体回転可能に着脱可能に連結される連結部2802を有する上端ケーシング分割体28である。
最も下位に位置するケーシング分割体26は、掘削ケーシング分割体34であり、掘削ケーシング分割体34は、その外周面の下端に沿って間隔をおいた箇所に掘削用カッター(不図示)が取着されている。
上端ケーシング分割体28と掘削ケーシング分割体34とを連結するケーシング分割体26は中間ケーシング分割体30、32である。
さらに、回転駆動部16の回転軸1606からケーシング18の全長にわたって不図示の水供給管が設けられ、掘削ケーシング18の下端には、水供給管からの水を噴射する不図示の水噴射孔が形成されている。
給水装置20は、水を水供給管に供給するものであり、給水装置20と水供給管とは回転駆動部16に設けられた不図示の管路とこの管路に接続された水供給ホース21によって接続されている。

掘削装置10を用いた埋設杭22の撤去の手順は以下の通りである。
図1に示すように、予め、埋設杭22の上部が露出するように地盤Gを掘削しておく。
次に、埋設杭22の周囲に支持枠24を設置し、埋設杭22の近傍に掘削装置10を移動させ設置する。
クレーン12の上部旋回体1204を旋回させると共にブーム1206を伸長させ、ケーシング18が埋設杭22の上方に位置し、かつ、ケーシング18の軸心が埋設杭22の軸心と一致するように位置決めする。
この際、リーダ14の下端を支持枠24の上部に設置しリーダ14が鉛直方向に延在した状態が保持されるようにする。

次いで、回転駆動部16によりケーシング18を回転させつつ、クレーン12のワイヤ1212を繰り出すことにより、ケーシング18で埋設杭22の周囲の地盤Gを掘削する。この際、給水装置20から水供給管に向けて水が供給されることで掘削ケーシング分割体34の先端の水噴射孔から水が噴射される。
これにより、図8(A)に示すように、水噴射孔から噴射された水により地盤Gが解かされて泥水状となり、掘削ケーシング分割体34は、ケーシング18の自重回転力により地盤Gに進入し、埋設杭22の半径方向外側の地盤Gを円筒状に掘削していく。
やがて、図8(B)に示すように、掘削ケーシング分割体34の先端が埋設杭22の下端とほぼ同じ位置に到達したならば、クレーン12のワイヤ1212を巻き取ることによりケーシング18を回転させつつ地盤Gから抜き取る。
これにより、図8(C)に示すように、埋設杭22の全長にわたって埋設杭22の外周面と地盤Gとが縁切りされた状態となり、埋設杭22の外周面と掘削孔36の内周面との間には、噴射された水と掘削された土砂とが混じった泥水38が残存している。
次いで、埋設杭22に不図示のワイヤを巻回し、このワイヤの地上部側の一端を他の重機によって引き上げることで埋設杭22が地盤Gから引き抜かれ撤去される。
図8(D)に示すように、掘削孔36から埋設杭22が引き抜かれた地盤Gには、杭埋設孔40が形成され、この杭埋設孔40には泥水38が溜まっている。
この泥水38は時間経過と共に沈殿するため、杭埋設孔40の下部には比重が重く粘性が高い堆積土砂42が堆積する一方、杭埋設孔40の上部は細粒土が浮遊する比重が軽く粘性が低い泥水44が溜まることになる。

ここで、杭埋設孔40に自硬性溶液である固化材注入してエアブローによって撹拌を行なうことで泥水固化を実施して杭埋設孔40の地盤を周囲の地盤Gと同様に改良することが行なわれる。
あるいは、スクリューオーガセメントミルクなどの固化材を杭埋設孔40に注入しながら撹拌することで泥水固化を行ない杭埋設孔40の地盤を周囲の地盤Gと同様に改良することが行なわれる。

概要

埋設杭の撤去後の地盤を周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良し、施工コストの低減をる。制動羽根78が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、回転速度が速い複数の第2回転羽根62と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根76との双方により、埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。制動羽根78が粘性が低い泥水中に位置するときに、第1回転羽根76と第2回転羽根62の回転速度が一致した場合であっても、撹拌装置46を上下に移動させることで埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。

目的

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、杭埋設孔に堆積した堆積土砂の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭の撤去後の地盤を周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良する上で有利となり、かつ、施工コストの低減を図る上で有利な撹拌装置および杭埋設孔の地盤改良方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

クレーン吊り下げられ回転駆動される掘削装置ケーシング下端掘削ケーシング分割体に置き換えられて用いられる撹拌装置であって、前記撹拌装置は、上下方向に軸心を向けて配置され前記掘削ケーシング分割体の直上の前記ケーシングの部分に対して着脱可能で下端外周部に掘削用カッターを有する筒状の撹拌ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に水を供給する水供給部と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に固化材を供給する固化材供給部とを備え、前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部の周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられている、ことを特徴とする撹拌装置。

請求項2

前記回転軸の長手方向において同一の箇所から延びる前記複数の第1回転羽根毎にそれら第1回転羽根の半径方向外側の端部を連結する連結リングが設けられ、前記連結リングを回転可能かつ前記軸心方向に移動不能に支持する軸受が前記撹拌用ケーシングの内周面に設けられている、ことを特徴とする請求項1記載の撹拌装置。

請求項3

前記第1回転羽根と前記制動羽根と前記第2回転羽根は、それぞれ一定幅、一体長さを有する平板で形成され、前記幅方向を前記軸心方向に向け前記長さ方向を前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向に向けて配置されている、ことを特徴とする請求項1または2記載の撹拌装置。

請求項4

前記切り換え部は、前記撹拌用ケーシング分割体の内周面に取着されたアクチュエータと、前記アクチュエータにより前記第1回転羽根から前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に離れた退避位置と、前記軸心の周方向において前記第1回転羽根に当接し前記第1回転羽根を前記撹拌用ケーシング分割体と一体に回転させる当接位置との間で移動する当接部材とを含んで構成されている、ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の撹拌装置。

請求項5

上下方向に軸心を向けて配置され軸心方向の両端が開放された筒状の撹拌用ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に固化材を供給する固化材供給部とを備える撹拌装置を設け、前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられ、前記制動羽根が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、切り換え部により前記回転軸を回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させ、前記制動羽根が粘性が低い泥水中に位置するときに、前記切り換え部により前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させると共に前記撹拌装置を上下に移動させるようにした、ことを特徴とする埋設孔地盤改良方法

請求項6

前記撹拌装置が粘性が低い泥水中に位置するときに、前記切り換え部により前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させると共に前記撹拌装置を上下に移動させるようにした、ことを特徴とする請求項5記載の杭埋設孔の地盤改良方法。

請求項7

前記撹拌用ケーシング分割体は、クレーンで吊り下げられて回転駆動される掘削装置のケーシングの下端の掘削ケーシング分割体の直上の前記ケーシングの部分に対して着脱可能に取着される、ことを特徴とする請求項5または6記載の杭埋設孔の地盤改良方法。

請求項8

前記ケーシングはモータにより回転され、前記撹拌用ケーシング分割体が前記杭埋設孔に挿入され少なくとも前記杭埋設孔の底部に到達し前記底部から引き上げられる際に、前記切り換え部により前記回転軸を回転可能な状態に切り換え、前記モータの負荷が予め定められたしきい値を下回ったときに、前記切り換え部により前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態に切り換える、ことを特徴とする請求項5を引用する請求項7記載の杭埋設孔の地盤改良方法。

技術分野

0001

本発明は、埋設杭撤去後に残る埋設孔埋戻し工事に用いられる撹拌装置および杭埋設孔の地盤改良方法に関する。

背景技術

0002

建築物構造物建て替えに際しては、建築物や構造物を撤去した後、地中埋設された既存の埋設杭を引き抜き、引き抜いたあとに残る杭埋設孔を埋め戻す必要がある。
従来、埋設杭の撤去に際しては、図7に示すような掘削装置10が用いられている。
掘削装置10は、クレーン12と、リーダ14と、回転駆動部16と、ケーシング18と、給水装置20とを含んで構成されている。
クレーン12は、下部走行体1202と、下部走行体1202の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体1204と、上部旋回体1204に上下方向に起伏可能にかつ伸縮可能に設けられたブーム1206とを備えている。
ブーム1206の先端の取り付け部材1208から滑車1210を介してワイヤ1212が吊り下げられており、ワイヤ1212はブーム1206に沿って上部旋回体1204に導かれて上部旋回体1204の不図示の巻上装置によってワイヤ1212の巻き取り、繰り出しがなされる。
リーダ14は、ブーム1206の先端の取り付け部材1208から揺動可能に吊り下げられ、リーダ14の下端は、地盤G上に設置されている。

0003

回転駆動部16は、ケース1602と、ケース1602に収容されたモータ1604と、モータ1604により回転駆動される回転軸1606とを備えている。
ケース1602は、リーダ14によって案内される被案内部1608を有し、回転軸1606を鉛直下方に向けてワイヤ1212の先端に連結され、ワイヤ1212の巻き取り、繰り出しにより、リーダ14に沿って上下方向に移動される。
ケーシング18は、各々の円筒状のケーシング分割体26の軸心方向上端と下端がボルトを介して連結されることで構成され、本例では、ケーシング18は4つのケーシング分割体26が連結されて構成されている。
各ケーシング分割体26は、その内径が埋設杭22の外径よりも大きな寸法で形成されている。
最も上位に位置するケーシング分割体26は、その上部が回転軸1606と一体回転可能に着脱可能に連結される連結部2802を有する上端ケーシング分割体28である。
最も下位に位置するケーシング分割体26は、掘削ケーシング分割体34であり、掘削ケーシング分割体34は、その外周面の下端に沿って間隔をおいた箇所に掘削用カッター(不図示)が取着されている。
上端ケーシング分割体28と掘削ケーシング分割体34とを連結するケーシング分割体26は中間ケーシング分割体30、32である。
さらに、回転駆動部16の回転軸1606からケーシング18の全長にわたって不図示の水供給管が設けられ、掘削ケーシング18の下端には、水供給管からの水を噴射する不図示の水噴射孔が形成されている。
給水装置20は、水を水供給管に供給するものであり、給水装置20と水供給管とは回転駆動部16に設けられた不図示の管路とこの管路に接続された水供給ホース21によって接続されている。

0004

掘削装置10を用いた埋設杭22の撤去の手順は以下の通りである。
図1に示すように、予め、埋設杭22の上部が露出するように地盤Gを掘削しておく。
次に、埋設杭22の周囲に支持枠24を設置し、埋設杭22の近傍に掘削装置10を移動させ設置する。
クレーン12の上部旋回体1204を旋回させると共にブーム1206を伸長させ、ケーシング18が埋設杭22の上方に位置し、かつ、ケーシング18の軸心が埋設杭22の軸心と一致するように位置決めする。
この際、リーダ14の下端を支持枠24の上部に設置しリーダ14が鉛直方向に延在した状態が保持されるようにする。

0005

次いで、回転駆動部16によりケーシング18を回転させつつ、クレーン12のワイヤ1212を繰り出すことにより、ケーシング18で埋設杭22の周囲の地盤Gを掘削する。この際、給水装置20から水供給管に向けて水が供給されることで掘削ケーシング分割体34の先端の水噴射孔から水が噴射される。
これにより、図8(A)に示すように、水噴射孔から噴射された水により地盤Gが解かされて泥水状となり、掘削ケーシング分割体34は、ケーシング18の自重回転力により地盤Gに進入し、埋設杭22の半径方向外側の地盤Gを円筒状に掘削していく。
やがて、図8(B)に示すように、掘削ケーシング分割体34の先端が埋設杭22の下端とほぼ同じ位置に到達したならば、クレーン12のワイヤ1212を巻き取ることによりケーシング18を回転させつつ地盤Gから抜き取る。
これにより、図8(C)に示すように、埋設杭22の全長にわたって埋設杭22の外周面と地盤Gとが縁切りされた状態となり、埋設杭22の外周面と掘削孔36の内周面との間には、噴射された水と掘削された土砂とが混じった泥水38が残存している。
次いで、埋設杭22に不図示のワイヤを巻回し、このワイヤの地上部側の一端を他の重機によって引き上げることで埋設杭22が地盤Gから引き抜かれ撤去される。
図8(D)に示すように、掘削孔36から埋設杭22が引き抜かれた地盤Gには、杭埋設孔40が形成され、この杭埋設孔40には泥水38が溜まっている。
この泥水38は時間経過と共に沈殿するため、杭埋設孔40の下部には比重が重く粘性が高い堆積土砂42が堆積する一方、杭埋設孔40の上部は細粒土が浮遊する比重が軽く粘性が低い泥水44が溜まることになる。

0006

ここで、杭埋設孔40に自硬性溶液である固化材注入してエアブローによって撹拌を行なうことで泥水固化を実施して杭埋設孔40の地盤を周囲の地盤Gと同様に改良することが行なわれる。
あるいは、スクリューオーガセメントミルクなどの固化材を杭埋設孔40に注入しながら撹拌することで泥水固化を行ない杭埋設孔40の地盤を周囲の地盤Gと同様に改良することが行なわれる。

先行技術

0007

特開2015−183501号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら上記従来技術では、エアブローによる撹拌を用いる場合は、杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42の粘性が高いと、堆積土砂42の全体と固化材とを十分に撹拌することが難しく、杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42の全体に固化材を行き渡らせる上で改善の余地があり、埋設杭22の撤去後の地盤を周辺の地盤Gと同等の強度、剛性に改良する上で不利がある。
また、スクリューオーガを用いる場合は、掘削装置10とは別の重機であるスクリューオーガを用意しなくてはならず施工コストが嵩む不利がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、杭埋設孔に堆積した堆積土砂の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭の撤去後の地盤を周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良する上で有利となり、かつ、施工コストの低減を図る上で有利な撹拌装置および杭埋設孔の地盤改良方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

前記目的を達成するため、本発明は、クレーンで吊り下げられ回転駆動される掘削装置のケーシングの下端の掘削ケーシング分割体に置き換えられて用いられる撹拌装置であって、前記撹拌装置は、上下方向に軸心を向けて配置され前記掘削ケーシング分割体の直上の前記ケーシングの部分に対して着脱可能で下端外周部に掘削用のカッターを有する筒状の撹拌用ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に水を供給する水供給部と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に固化材を供給する固化材供給部とを備え、前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部の周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、さらに、前記回転軸を回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、上下方向に軸心を向けて配置され軸心方向の両端が開放された筒状の撹拌用ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に固化材を供給する固化材供給部とを備える撹拌装置を設け、前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられ、前記制動羽根が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、切り換え部により前記回転軸を回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させ、前記制動羽根が粘性が低い泥水中に位置するときに、切り換え部により前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させると共に前記撹拌装置を上下に移動させるようにしたことを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、制動羽根が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、回転速度が速い複数の第2回転羽根と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根との双方により、埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。
また、制動羽根が粘性が低い泥水中に位置するときに、第1回転羽根と第2回転羽根の回転速度が一致した場合であっても、撹拌装置を上下に移動させることで埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。
したがって、杭埋設孔に堆積した堆積土砂の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭の撤去後の地盤を周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良する上で有利となる。
また、掘削装置により撹拌装置を回転させて使用することができ、従来のように掘削装置と異なる他の重機を用いずに地盤改良を行え、地盤改良に要する時間を大幅に短縮でき、施工コストの低減を図る上で有利となる。
ことが可能となる。

図面の簡単な説明

0011

本実施の形態の撹拌装置が適用された掘削装置の説明図である。
実施の形態に係る撹拌装置の一部を破断した斜視図である。
実施の形態に係る撹拌装置の縦断面図である。
図1から撹拌羽根の図示を省略した斜視図である。
図1から筒体をなす撹拌用ケーシング分割体の図示を省略した斜視図である。
(A)は結合部材退避位置を示す説明図、(B)は結合部材の結合位置を示す説明図である。
従来から使用されている掘削装置の説明図である。
掘削装置を用いた埋設杭の撤去工法の説明図であり、(A)は掘削ケーシングによる地盤の掘削が開始された状態を示し、(B)は掘削ケーシングによる地盤の掘削が終了した状態を示し、(C)はケーシングが地盤から引き抜かれ埋設杭の外周面と地盤との間に泥水が残存した状態を示し、(D)は埋設杭が撤去された杭埋設孔に堆積土砂および泥水が溜まった状態を示す。

実施例

0012

以下に図1図6を参照して本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、図7と同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
図1は、本実施の形態の撹拌装置が適用された掘削装置10の説明図である。
掘削装置10は、ケーシング18のうち、最も下位に位置する掘削ケーシング分割体34が本発明の撹拌装置46を構成する撹拌用ケーシング分割体34Aに置き換えられ、また、残りの上端ケーシング分割体28および複数の中間ケーシング分割体30、32は、撹拌装置46に対して水を供給する水供給管48と作動油を供給する作動油供給管50と固化材を供給する固化材供給管52とが取着された上端ケーシング分割体28Aおよび複数の中間ケーシング分割体30A、32Aに置き換えられる。
なお、上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aの外形寸法や、それら分割体28A、30A、32A、34Aを係脱可能に連結する構造などは従来の掘削装置10に用いられる上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32、掘削ケーシング分割体34と同様である。
また、各分割体28A、30A、32A、34Aは鋼製である。

0013

そして、水供給管48と作動油供給管50と固化材供給管52とが上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aにわたって接続され、上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aが連結されてケーシング18Aが構成される。

0014

回転駆動部16Aは、ケーシング18Aを回転駆動する箇所であり、回転駆動部16Aと上端ケーシング分割体28との結合は、例えば、回転駆動部16Aの下端の回転軸1606の六角筒部と上端ケーシング分割体28の上端の連結部2802の六角筒部とを結合することで、あるいは、回転駆動部16Aの下端の回転軸1606の外周筒部を上端ケーシング分割体28の上端の小径筒部に被せボルトナットで結合するなど従来公知の様々な連結結合構造が採用可能である。
回転駆動部16Aは、回転軸1606から上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aの水供給管48と作動油供給管50と固化材供給管52に対して水、作動油、固化材を供給する何れも不図示の水管路作動油管路、固化材管路を有する回転駆動部16Aに置き換えられる。

0015

また、回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に、水供給用ホース21を介して水を供給する水供給装置20と、作動油用ホース55を介して作動油を供給する作動油供給装置54と、固化材用ホース57を介して液状の固化材を供給する固化材供給装置56とが接続されている。
固化材としては、セメントミルクなど堆積土砂42と混合されて固化する従来公知の様々な材料が使用可能である。

0016

なお、給水装置20は手動操作により水の供給、供給の停止を行なうように構成され、作動油供給装置54は手動操作により作動油の供給、供給の停止を行なうように構成され、固化材供給装置56は手動操作により固化材の供給、供給の停止を行なうように構成されている。
また、回転駆動部16Aによるケーシング18Aの回転を制御する回転制御装置58が設けられており、回転制御装置58は、手動操作により回転のオンオフ操作、回転方向の正逆転切り替え操作を行うように構成されている。

0017

図2図4に示すように、撹拌装置46は、筒体をなす撹拌用ケーシング分割体34Aと、撹拌羽根60と、第2回転羽根62と、軸受64と、切り換え部66とを含んで構成されている。
撹拌用ケーシング分割体34Aは、軸心方向の両端が開放された円筒状を呈し、上下方向に軸心を向けて配置されている。
撹拌用ケーシング分割体34Aの上端は、撹拌用ケーシング分割体34Aの直上のケーシング18Aの部分、すなわち、最も下位に位置する中間ケーシング分割体32Aの下端に対してボルトを介して着脱可能に連結されている。この連結構造は、従来の中間ケーシング分割体32と掘削ケーシング分割体34の連結構造と同様である。
また、撹拌用ケーシング分割体34Aの下端外周部には掘削用のカッター68が設けられている。

0018

さらに、撹拌用ケーシング分割体34Aは、水供給管48と、作動油供給管50と、固化材供給管52と、水噴射孔70(図1参照)と、固化材噴射孔72とを備えている。
図2図3に示すように、水供給管48は、撹拌用ケーシング分割体34Aの外周面に撹拌用ケーシング分割体34Aの軸線方向に沿って撹拌用ケーシング分割体34Aの上端から撹拌用ケーシング分割体34Aの下端の掘削用のカッター68の箇所まで延在している。
水供給管48の上端は、撹拌装置46(撹拌用ケーシング分割体34A)が連結される中間ケーシング分割体32Aの水供給管48の下端に接続され、水供給管48の下端に水噴射孔70が設けられている。
したがって、給水装置20から供給される水は、水供給用ホース21、回転駆動部16Aの水管路、水供給管48を介して水噴射孔70から撹拌用ケーシング分割体34Aの下方に噴射される。
本実施の形態では、給水装置20、水供給用ホース21、回転駆動部16Aの水管路、ケーシング18Aの水供給管48が、特許請求の範囲の水供給部を構成している。

0019

図2図3に示すように、作動油供給管50は、撹拌用ケーシング分割体34Aの外周面に撹拌用ケーシング分割体34Aの軸線方向に沿って撹拌用ケーシング分割体34Aの上端から撹拌用ケーシング分割体34Aの中間部まで延在している。
作動油供給管50の上端は、撹拌装置46(撹拌用ケーシング分割体34A)が連結される中間ケーシング分割体32Aの作動油供給管50の下端に接続され、撹拌用ケーシング分割体34Aに設けられた作動油供給管50の下端は、後述する切り換え部66に接続されている。
したがって、作動油供給装置54から供給される作動油は、作動油用ホース55、回転駆動部16Aの作動油管路、作動油供給管50を経て切り換え部66に供給される。

0020

図2図3に示すように、固化材供給管52は、撹拌用ケーシング分割体34Aの外周面に撹拌用ケーシング分割体34Aの軸線方向に沿って撹拌用ケーシング分割体34Aの上端から撹拌用ケーシング分割体34Aの下端の掘削用のカッター68の箇所まで延在している。
固化材供給管52の上端は、撹拌装置46(撹拌用ケーシング分割体34A)が連結される中間ケーシング分割体32Aの固化材供給管52の下端に接続され、固化材供給管52の下端に固化材噴射孔72が設けられている。
したがって、固化材供給装置56から供給される固化材は、固化材用ホース57、回転駆動部16Aの固化材管路、固化材供給管52を介して固化材噴射孔72から撹拌用ケーシング分割体34Aの下方に噴射される。
本実施の形態では、固化材供給装置56、固化材用ホース57、回転駆動部16Aの固化材管路、ケーシング18Aの固化材供給管52が、特許請求の範囲の固化材供給部を構成している。

0021

なお、回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に接続するため、上端ケーシング分割体28Aでは、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52は上端ケーシング分割体28Aの内部に設けられている。
また、撹拌用ケーシング分割体34Aの水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52に接続するため、少なくとも撹拌用ケーシング分割体34Aの直上に位置する中間ケーシング分割体32Aでは、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52の下部は撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向外方に延在し、中間ケーシング分割体32Aを貫通して中間ケーシング分割体32Aの外周面に配置されている。

0022

図2図5に示すように、撹拌羽根60は、撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心に配置されている。
撹拌羽根60は、回転軸74と、複数の第1回転羽根76と、複数の制動羽根78とを有している。
回転軸74は鋼製であり、撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心上で回転可能に配置されている。
複数の第1回転羽根76は、回転軸74の上下中間部から下部における回転軸74の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所からそれぞれ回転軸74の半径方向外方に延びている。
本実施の形態では、第1回転羽根76は、回転軸74の長手方向に間隔をおいた2箇所で周方向に180°の間隔をおいた2箇所に設けられ、したがって、第1回転羽根76は合計4枚設けられている。
また、回転軸74の長手方向において同一の箇所から延びる複数の第1回転羽根76毎にそれら第1回転羽根76の半径方向外側の端部を連結する円筒状の連結リング80が設けられている。
連結リング80の上下方向の幅は、第1回転羽根76の幅よりも大きく、連結リング80の上下方向の端部は第1回転羽根76の上下方向の端部よりもそれぞれ上方、下方に突出している。
複数の制動羽根78は、回転軸74の上部の周方向に間隔をおいた箇所からそれぞれ回転軸74の半径方向外方に延びている。
本実施の形態では、制動羽根78は、回転軸74の上端の周方向に90°の間隔をおいた4箇所に設けられ、したがって、制動羽根78は合計4枚設けられている。

0023

複数の第2回転羽根62は、撹拌用ケーシング分割体34Aの上下中間部から下部における軸心方向に間隔をおいた箇所で撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向内側に延びており、複数の第2回転羽根62は、第1回転羽根76に対して軸心方向に位置(位相)をずらして設けられている。
本実施の形態では、複数の第2回転羽根62は、軸心方向に間隔をおいた3箇所で撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面の周方向に180°の位相をずらした2箇所に設けられており、第2回転羽根62は合計6枚設けられている。
なお、第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62は、それぞれ一定幅、一体長さを有する鋼製の平板で形成され、幅方向を軸心方向に向け長さ方向を撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向に向けて配置され、堆積土砂42と固化材との混合が効率よく行なわれるように図られている。
また、第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62の枚数は、実施の形態に限定されるものではなく、適宜設定可能である。

0024

軸受64は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に、回転軸74を回転可能かつ回転軸74をその軸方向に移動不能に支持するものである。
本実施の形態では、軸受64は、連結リング80の上下方向の端部を回転可能かつ回転軸74の軸方向に移動不能に支持することで、回転軸74を回転可能かつ回転軸74をその軸方向に移動不能に支持している。
図3に示すように、軸受64は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に上下に間隔をおいた複数箇所に設けられた一対の下係止片82と上係止片84が、周方向に間隔をおいた複数箇所に設けられて構成されている。
下係止片82は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面から半径方向内側に突出する下基部8202と、下基部8202の先端から上方に起立する下起立部8204とを備えている。
上係止片84は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面から半径方向内側に突出する上基部8402と、上基部8402の先端から下方に起立した上起立部8404とを備えている。
連結リング80の下方の端部と上方の端部に、下基部8202と上基部8402とが移動可能に接触し、連結リング80の厚さ方向の両面に下起立部8204および上起立部8404と、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面とが移動可能に接触し、連結リング80が撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心方向に移動不能にかつ周方向に移動可能に支持されている。

0025

図6(A)、(B)に示すように、切り換え部66は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態と、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体回転可能な状態とに切り換えるものである。
切り換え部66は、アクチュエータ86と、当接部材88とを含んで構成されている。
アクチュエータ86は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に取着されている。
当接部材88は、図6(A)に示すようにアクチュエータ86により記第1回転羽根76から撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心方向に離れた退避位置と、図6(B)に示すように軸心の周方向において第1回転羽根76に当接し第1回転羽根76を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体に回転させる当接位置との間で移動する。
本実施の形態では、アクチュエータ86は、油圧シリンダであり、油圧シリンダは、作動油供給管50から供給される作動油によって伸縮するピストンロッドを備え、当接部材88はピストンロッドで構成されている。
ピストンロッドは、油圧シリンダに内蔵されたスプリングによって常時没入する方向に付勢されており、作動油が供給されることでピストンロッドが付勢力に抗して突出する。
したがって、作動油の非供給時、ピストンロッドが没入することで当接部材88は退避位置に位置し、作動油の供給時、ピストンロッドが突出するすることで当接部材88は係合位置に位置する。
なお、アクチュエータとして電気シリンダなど従来公知の様々なアクチュエータが使用可能である。

0026

次に撹拌装置46の使用方法について説明する。
掘削装置10による埋設杭22の周囲の地盤Gの掘削および埋設杭22の撤去は前述した図8(A)〜(D)の手順と同様であるため説明を省略する。
図8(D)に示すように、埋設杭22が撤去されたのち、杭埋設孔40の下部には比重が重く粘性が高い堆積土砂42が堆積し、杭埋設孔40の上部には細粒土が浮遊する比重が軽く粘性が低い泥水44が溜まった状態となる。
ここで、図1に示すように、既存の回転駆動部16、上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32、撹拌用ケーシング分割体34を取り外す。
そして、水管路、作動油管路、固化材管路が設けられた回転駆動部16A、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52が設けられた上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34A(撹拌装置46)と交換し、ケーシング18Aを組み立てる。
また、給水装置20、作動油供給装置54、固化材供給装置56をそれぞれ水供給用ホース21、作動油用ホース55、固化材用ホース57を介して回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に接続すると共に、回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に上端ケーシング分割体28Aの水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52を接続する。

0027

この際、作動油供給装置54は非作動であり、作動油はアクチュエータ86に供給されておらず、当接部材88は退避位置に位置し、第1回転羽根76は撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態となっている。
そして、作業者が回転制御装置58の操作スイッチを操作することで、回転駆動部16Aによりケーシング18Aを回転させつつ、クレーン12のワイヤ1212を繰り出すことにより、ケーシング18Aを杭埋設孔40の内部へ挿入していく。
この際、作業者が給水装置20を操作することで給水装置20から水を供給して水噴射孔70から水を噴射させる。
ケーシング18Aの下端に位置する撹拌装置46は、ケーシング18Aの自重と回転駆動部16Aによる回転力により泥水44を経て回転しつつ堆積土砂42に進入し、水噴射孔70から噴射される水により堆積土砂42を拡散させつつ杭埋設孔40の底部に向かって移動する。
撹拌装置46が全長にわたって堆積土砂42の内部に入り込み杭埋設孔40の底部に到着したならば、給水装置20による水の供給を停止し、ケーシング18Aの回転を維持したままでクレーン12のワイヤ1212の繰り出しを停止する。

0028

そして、ケーシング18Aの回転を維持したまま作業者が固化材供給装置56を操作することで固化材供給装置56を作動させ、固化材噴射孔72から固化材を噴射させることにより杭埋設孔40の底部への固化材の供給を開始する。
ここで、固化材の供給量は、杭埋設孔40の地盤Gの目標強度に応じて適宜設定される。
これにより、ケーシング分割体26の回転と一体的に複数の第2回転羽根62が回転することで堆積土砂42が撹拌される。
一方、制動羽根78は、粘性が高い堆積土砂42中に位置するため、制動羽根78は第2回転羽根62と一体には回転せずに第2回転羽根62の回転速度よりも遅い回転速度で回転する。
したがって、第2回転羽根62と回転軸74を介して連結された第1回転羽根76も制動羽根78と一体に第2回転羽根62の回転速度よりも遅い回転速度で回転する。言い換えると、制動羽根78により第1回転羽根76の回転が制動されることになる。
すなわち、回転速度が速い複数の第2回転羽根62と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根76との双方により堆積土砂42が撹拌されることにより、堆積土砂42の撹拌が促進され、したがって、固化材噴射孔72から噴射された固化材と堆積土砂42が効率よく均一に混合される。
そして、ケーシング18Aの回転を維持しつつ、また、固化材の供給を行ないつつ、クレーン12によるワイヤ1212の巻き上げを開始することにより撹拌装置46を上方へ移動させ、杭埋設孔40の下部から上部に向けて堆積土砂42と固化材との混合が行なわれていく。

0029

撹拌装置46の上方の移動に伴い、やがて制動羽根78が粘性が高い堆積土砂42から抜け出して粘性が低い泥水44中に入ると、制動羽根78による第1回転羽根76の制動が解除される。
ここで、作業者は、制動羽根78による第1回転羽根76の制動が解除されたことを、クレーン12によるワイヤ1212の巻取り量、すなわち、撹拌装置46が底部から引き上げられた移動距離によって判断し、作業者が作動油供給装置54を操作することで作動油の供給を行ない、アクチュエータ86を作動させ当接部材88を退避位置から当接位置に移動させる。
これにより、第1回転羽根76が当接部材88に係合されることで、第1回転羽根76はケーシング分割体26と一体に回転し、すなわち、第1回転羽根76の回転速度と第2回転羽根62の回転速度とが一致する。
したがって、第1回転羽根76および第2回転羽根62の近傍の堆積土砂42は、第1回転羽根76および第2回転羽根62の回転に追従して移動するため、第1回転羽根76の回転速度が第2回転羽根62の回転速度よりも遅い場合に比較して堆積土砂42の撹拌が抑制される。
そこで、当接部材88を退避位置から当接位置に移動させたならば、ケーシング18Aの回転を維持したままクレーン12による巻き上げと繰り出しを交互に繰り返して撹拌装置46を上下に往復移動させつつ撹拌装置46を徐々に上方に移動させることで堆積土砂42の撹拌を促進させ、堆積土砂42と固化材との混合を効率よく行なわせる。

0030

やがて作業者は、撹拌装置46が堆積土砂42から抜け出して泥水44中に移動したことを、言い換えると、制動羽根78、第1回転羽根76、第2回転羽根62の全てが堆積土砂42から抜け出して泥水44中に移動したことを、クレーン12によるワイヤ1212の巻取り量、すなわち、撹拌装置46が底部から引き上げられた移動距離によって判断し、作業者が作動油供給装置54を操作することで作動油の供給を解除し、アクチュエータ86を非作動とし当接部材88を当接位置から退避位置に移動させる。
これにより、第1回転羽根76と当接部材88との係合が解除されることで、第1回転羽根76は撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態となる。
そして、クレーン12による撹拌装置46の上下の往復移動を維持しつつ、撹拌装置46を低速度で引き上げながら撹拌装置46の回転を維持しつつ固化材の噴射を維持する。
この場合、第1回転羽根76と第2回転羽根62とは一体に回転せず、互いに独立して回転することになり、第1回転羽根76の回転速度と第2回転羽根62の回転速度とは異なるものとなる。
そのため、第1回転羽根76および第2回転羽根62が上下往復移動しつつ、第1回転羽根76および第2回転羽根62が互いに異なる回転速度で回転するため、泥水44と固化材が効率よく撹拌されることにより、泥水44と固化材の撹拌が促進され、したがって、固化材噴射孔72から噴射された固化材と泥水が効率よく均一に混合される。
撹拌装置46が杭埋設孔40の上部に到達し、混合された固化材と泥水が杭埋設孔40の上端まで到達したならば、撹拌装置46を杭埋設孔40の上方へ抜き出し、一連の作業が終了する。
時間経過と共に、杭埋設孔40の下部においては堆積土砂42と混合された固化材が固化し、杭埋設孔40の上部においては固化材と混合された泥水が固化することで、杭埋設孔40の地盤が周囲の地盤Gと同様の強度、剛性を有する地盤に改良される。

0031

本実施の形態によれば、制動羽根78が粘性が高い堆積土砂42中に位置するときに、回転速度が速い複数の第2回転羽根62と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根76との双方により、埋設杭22を撤去した杭埋設孔40に堆積する堆積土砂42の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂42が効率よく均一に混合される。
また、制動羽根78が粘性が低い泥水44中に位置するときに、第1回転羽根76と第2回転羽根62の回転速度が一致した場合であっても、撹拌装置46を上下に移動させることで埋設杭22を撤去した杭埋設孔40に堆積する堆積土砂42の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂42が効率よく均一に混合される。
したがって、杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭22の撤去後の地盤を周辺の地盤Gと同等の強度、剛性に改良する上で有利となる。
また、埋設杭22の撤去を行なうために地盤Gを掘削する掘削装置10を利用して地盤改良を行え、従来のように掘削装置10と異なる他の重機が不要となる。
すなわち、掘削装置10のケーシング18Aを交換することで、掘削装置10により撹拌装置46を回転させて使用することができ、従来のように掘削装置10と異なる他の重機を用いずに地盤改良を行え、地盤改良に要する時間を大幅に短縮でき、施工コストの低減を図る上で有利となる。

0032

また、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面から突設させた複数のステーにより回転可能に支持してもよいが、本実施の形態のように、複数の第1回転羽根76の半径方向外側の端部を連結する連結リング80を設け、連結リング80を回転可能かつ軸心方向に移動不能に支持する軸受64を設けると、ケーシング18Aの内部の空間を大きく確保でき、堆積土砂42と固化材とを効率よく混合させ、地盤の改良を効率よく行う上で有利となる。

0033

また、本実施の形態によれば、第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62は、それぞれ一定幅、一体長さを有する鋼製の平板で形成し、幅方向を軸心方向に向け長さ方向を撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向に向けて配置したので、撹拌用ケーシング分割体34Aの内部の周方向において、それら第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62は大きな面積を有することとなり、堆積土砂42と固化材とを効率よく混合させ、地盤の改良を効率よく行う上で有利となる。

0034

また、本実施の形態によれば、切り換え部66を、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に取着されたアクチュエータ86と、アクチュエータ86により第1回転羽根76から離れた退避位置と、第1回転羽根76に当接し第1回転羽根76を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体に回転させる当接位置との間で移動する当接部材88とを含んで構成した。
したがって、ケーシング18Aの回転方向を問わず、第1回転羽根76を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体に確実に回転させる上で有利となり、堆積土砂42と固化材とを効率よく混合させ、地盤の改良を効率よく行う上で有利となる。

0035

また、本実施の形態によれば、撹拌用ケーシング分割体34Aは、クレーン12で吊り下げられて回転駆動される掘削装置10のケーシング18Aの下端の掘削ケーシング分割体34の直上のケーシング18Aの部分(中間ケーシング分割体32A)に対して着脱可能に取着されるので、撹拌装置46の掘削装置10への取り付け、取り外し作業の簡素化を図る上で有利となる。

0036

なお、実施の形態では、杭埋設孔40の底部に到達した撹拌装置46を底部から引き上げる際に、制動羽根78が粘性が高い堆積土砂42から粘性が低い泥水44中に入ったことを、撹拌装置46が底部から引き上げられた移動距離で認識して切り換え部66を操作し、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体回転可能な状態に切り換えるようにした。
しかしながら、回転制御装置58によって回転駆動部16Aのモータ1604の負荷監視しておき、撹拌装置46が杭埋設孔40に挿入され少なくとも杭埋設孔40の底部に到達し底部から引き上げられる際に、切り換え部66により回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態に切り換え、モータ1604の負荷が予め定められた第1のしきい値L1を下回ったときに、回転制御装置58によってそのことを報知させ、この報知に基づいて作業者が制動羽根78が粘性が高い堆積土砂42から泥水44中に入ったと判断して、切り換え部66により回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体回転可能な状態に切り換えるようにしてもよい。
ここで、上記第1のしきい値L1は、制動羽根78が泥水44中に位置している場合の負荷に対応して予め定められる。
このようにすれば、制動羽根78が堆積土砂42から泥水44中に入ったことを正確に判定できることから、適切なタイミングで切り換え部66により回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体回転可能な状態に切り換えることができ、杭埋設孔40に堆積する堆積土砂42の撹拌を促進し、固化材供給装置56から供給される固化材と堆積土砂42を効率よく均一に混合する上で有利となる。

0037

また、撹拌装置46が堆積土砂42から抜け出して泥水44中に移動したことを、撹拌装置46が底部から引き上げられた移動距離で認識して切り換え部66を操作し、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態に切り換えるようにした。
しかしながら、上記の場合と同様に、回転制御装置58によって回転駆動部16Aのモータ1604の負荷を監視しておき、モータ1604の負荷が予め定められた第2のしきい値L2(L2<L1)を下回ったときに、回転制御装置58によってそのことを報知させ、この報知に基づいて作業者が撹拌装置46が粘性が高い堆積土砂42から泥水44中に入ったと判断して、切り換え部66により切り換え部66により回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態に切り換えるようにしてもよい。
ここで、上記第2のしきい値L2は、撹拌装置46が泥水44中に位置している場合の負荷に対応して予め定められる。
このようにすれば、撹拌装置46が泥水44中に入ったことを正確に判定できることから、適切なタイミングで切り換え部66により回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態に切り換えることができ、泥水44と固化材と泥水44との撹拌を促進し、固化材供給装置56から供給される固化材と泥水44を効率よく均一に混合する上で有利となる。

0038

また、本実施の形態では、既存の上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32、撹拌用ケーシング分割体34と、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52が設けられた上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34A(撹拌装置46)とを交換してケーシング18Aを組み立てる場合について説明した。
しかしながら、既存の上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32に対して水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52を取り付けるようにしてもよく、このようにすれば、既存の既存の上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32の交換作業が不要となり、作業時間の短縮を図る上で有利となる。

0039

また、本実施の形態では、上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34A(撹拌装置46)のそれぞれにおいて、水供給管48と固化材供給管52とを独立して設ける場合について説明した。
しかしながら、固化材供給管52を省略し、水供給管48を固化材供給管52として兼用するようにしてもよい。
この場合は、回転駆動部16Aの固化材管路と、固化材用ホース57とを省略すると共に、水供給用ホース21の端部と、水供給装置20および固化材供給装置56との間に切替部を設け、切替部によって、水供給装置20から供給される水と、固化材供給装置56から供給される固化材とを切り替えて水供給用ホース21の端部に供給するようにすればよい。
このようにすれば、撹拌用ケーシング分割体34Aの固化材供給管52を省略することができるため、撹拌装置46の構成の簡素化、コストダウンを図る上で有利となることは無論のこと、残りのケーシング分割体28A、30A、32Aの固化材供給管52と、回転駆動部16Aの固化材管路と、固化材用ホース57とを省略することができるため、掘削装置10の構成の簡素化、コストダウンを図る上でも有利となる。

0040

10掘削装置
12クレーン
16回転駆動部
1604モータ
18ケーシング
20給水装置(水供給部)
21 水供給用ホース(水供給部)
22埋設杭
34掘削ケーシング分割体
34A撹拌用ケーシング分割体
40杭埋設孔
42堆積土砂
44泥水
46撹拌装置
48水供給管(水供給部)
52固化材供給管(固化材供給部)
56固化材供給装置(固化材供給部)
57固化材供給用ホース(固化材供給部)
60撹拌羽根
62 第2回転羽根
64軸受
66切り換え部
74回転軸
76 第1回転羽根
78制動羽根
80連結リング
86アクチュエータ
88 当接部材

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