特許 6306346 軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる地盤締固め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6306346

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる地盤締固め装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/046 20060101AFI20180326BHJP

【ＦＩ】

   E02D3/046

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-268359(P2013-268359)

(22)【出願日】2013年12月26日

(65)【公開番号】特開2015-124498(P2015-124498A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年8月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】吉浦 彰洋

(72)【発明者】

【氏名】深田 久

【審査官】 須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−１２７７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０６５７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１１４８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６３８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７６９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４８４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０９８９８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−２７１７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公平０３−０５５９０７（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開昭６１−０３６４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５２−００９９２４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５８−０７３６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６９６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４００６８８６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ３／００−３／１１５

Ｅ０２Ｄ ７／００−１３／１０

Ｅ０１Ｃ １９／００−１９／５２

Ｂ０６Ｂ １／００−３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軟弱砂質土地盤中に少なくとも２個の磁石をそれぞれ貫入して、該各磁石を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法であって、
Ｎ極とＳ極を交互に着磁した少なくとも２個の磁石を用い、一方の磁石の水平方向の往復移動により他方の磁石を該一方の磁石に対して反発・吸着させて鉛直方向の振動及び衝撃を発生させ、この鉛直方向の振動及び衝撃により前記周辺地盤の密度を高めて該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。

【請求項2】

軟弱砂質土地盤中に少なくとも２個の磁石をそれぞれ貫入して、該各磁石を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法であって、
Ｎ極とＳ極を交互に着磁した少なくとも２個の磁石を用い、一方の磁石の鉛直方向の往復移動により他方の磁石を該一方の磁石に対して反発・吸着させて水平方向の振動及び衝撃を発生させ、この水平方向の振動及び衝撃により前記周辺地盤の密度を高めて該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。

【請求項3】

軟弱砂質土地盤中に磁石を左右の位置にそれぞれ貫入して、該各磁石を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法であって、
Ｎ極とＳ極を交互にリング状に着磁した内側の磁石と、Ｎ極の磁石とＳ極の磁石を交互にリング状に配置した外側の複数の磁石を用い、内側の磁石の回転動により外側の複数の磁石を該内側の磁石に対して反発・吸着させて水平振動及び衝撃を発生させ、この水平振動及び衝撃により前記周辺地盤の密度を高めて該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の軟弱砂質土地盤締固め工法であって、
前記磁石を動かす速度を変化させることで、前記振動及び衝撃の周波数を可変させて、前記周辺地盤の密度を高めて該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。

【請求項5】

軟弱砂質土地盤中に軸を所定深度まで貫入して、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置において、
内側にＮ極とＳ極を交互にリング状に着磁した磁石を設けると共に、外側に振動子とＮ極の磁石とＳ極の磁石を交互にリング状に配置して成る複数の磁石を設けた前記軸としての中空管を備え、この中空管を昇降機構で前記軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にし、前記中空管を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後で少なくとも引き抜く際に、前記内側の磁石の回転動による該内側の磁石に対する前記外側の複数の磁石の反発・吸着により前記振動子に水平方向の振動及び衝撃を発生させるように構成したことを特徴とする地盤締固め装置。

【請求項6】

請求項５記載の地盤締固め装置であって、
前記中空管の内側から外側にかけて前記リング状の磁石と前記複数の磁石及び前記振動子をそれぞれ配設し、前記中空管の外周面より外側に位置する前記振動子を伸縮性の弾性体で被覆したことを特徴とする地盤締固め装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる地盤締固め装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の軟弱砂質土地盤締固め工法としては、バイブロハンマーによりロッドを軟弱砂質土地盤中に貫入させ、偏心体（振動体）により軟弱砂質土地盤中での振動により該軟弱砂質土地盤を締固める工法（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１−１２７７１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前記特許文献１記載の工法では、軟弱砂質土地盤を締固める施工機は大型であり、例えば、ロッドの先端に振動体を設置しようとすると、工夫が必要であり、コストが高いという問題点があった。

【0005】

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、磁石の磁力を用いた小型の装置により、軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる小型の地盤締固め装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法は、軟弱砂質土地盤中にＮ極とＳ極を交互に着磁した少なくとも２個の磁石をそれぞれ貫入し、一方の磁石の移動により他方の磁石を該一方の磁石に対して反発・吸着させて振動及び衝撃を発生させることで、磁石を貫入した周辺地盤の密度を高めて締固めることを要旨とする。

【0007】

また、本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法用いる地盤締固め装置は、軟弱砂質土地盤中に軸としての中空管を所定深度まで貫入して、該中空管を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置において、Ｎ極とＳ極を交互に着磁した磁石を先端側に相対向するように設けた中空管を備え、この中空管を昇降機構で軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にしたことを要旨とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法によれば、軟弱砂質土地盤中に貫入した一方の磁石の移動により他方の磁石を該一方の磁石に対して反発・吸着させて振動及び衝撃を発生させることにより、磁石を貫入した周辺地盤の密度を高めて締固めるようにしたので、磁石の磁力を用いた小型の装置により、軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

【0009】

また、本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置によれば、Ｎ極とＳ極を交互に着磁した磁石を先端側に相対向するように設けた中空管を備え、この中空管を昇降機構で軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にしたので、中空管の先端側が振動する小型の地盤締固め装置を低コストで提供することができる。これにより、軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。また、中空管の先端側に磁石を装備するだけの構造により、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、中空管に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め前の状態を示す説明図である。

【図2】上記第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め状態を示す説明図である。

【図3】本発明の第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め前の状態を示す説明図である。

【図4】上記第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め状態を示す説明図である。

【図5】本発明の第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の要部の断面図である。

【図6】上記軸に設けられた上側の磁石を回転させた状態を示す断面図である。

【図7】上記上側の磁石の平面図である。

【図8】上記上側の磁石に相対向する下側の磁石の平面図である。

【図9】上記軸を軟弱砂質土地盤に貫入して軟弱砂質土地盤を締固める状態を示す説明図である。

【図10】上記第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置を示す側面図である。

【図11】本発明の第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の要部の断面図である。

【図12】図１１中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図13】上記軸を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図である。

【図14】上記軸を引き抜いて軟弱地盤を締固める状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0012】

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め前の状態を示す説明図、図２は地盤締固め状態を示す説明図である。

【0013】

この第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、図１及び図２に示すように、まず、軟弱砂質土地盤１中に所定手段（例えば後述する小型の地盤締固め装置１０等）を介してＮ極とＳ極を交互に着磁した２個の磁石４，５を板状の非磁性体３を介在させた状態で所定深度まで貫入する。尚、非磁性体３を図示しない固定手段により軟弱砂質土地盤１中の所定位置にて水平状態になるように固定し、この水平状態の非磁性体３の上下に２個の磁石４，５を相対向するように配置させる。

【0014】

次に、上側の磁石４を図示しない駆動手段により水平方向に往復移動させる。この上側の磁石４のＮ極とＳ極の磁力による下側の磁石５のＮ極とＳ極の磁力の反発（Ｎ極同士及びＳ極同士による反発）・吸着（Ｎ極とＳ極同士による吸着）により、下側の磁石５に振動を発生させる。この下側の磁石５の鉛直方向の振動Ｈ及び該鉛直方向の振動Ｈによる衝撃により、２個の磁石４，５を貫入した周辺地盤２の軟弱地盤の体積を圧縮して、その密度を高めて軟弱地盤を締固める。

【0015】

このように、上側の磁石４の非磁性体３上の水平方向の往復移動により、下側の磁石５を振動させ、下側の磁石５が周辺地盤２に鉛直振動及び衝撃を与えて、周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、磁力を用いた小型の装置により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

【0016】

また、上側の磁石４の磁力を可変させる（例えば、上側の磁石４の大きさを下側の磁石５に対して大きくしたり、小さくして磁力を可変させたり、或いは、Ｎ極とＳ極の幅を上下の各磁石４，５間で異ならせることで磁力を可変させる）ことで、下側の磁石５の変位量や振幅を変えて微振動よりも衝撃を発生させて、その衝撃を礫分を含んだ軟弱地盤等に与えることにより、礫分を含んだ軟弱地盤等の締固めの効果をより一段と向上させることができる。

【0017】

＜第２実施形態＞
図３は本発明の第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め前の状態を示す説明図、図４は地盤締固め状態を示す説明図である。

【0018】

この第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、図３及び図４に示すように、まず、軟弱砂質土地盤１中に所定手段（例えば後述する小型の地盤締固め装置１０等）を介してＮ極とＳ極を交互に着磁した２個の磁石４，５を板状の非磁性体３を介在させた状態で所定深度まで貫入する。尚、非磁性体３を図示しない固定手段により軟弱砂質土地盤１中の所定位置にて垂直状態になるように固定し、この垂直状態の非磁性体３の左右に２個の磁石４，５を相対向するように配置させる。

【0019】

次に、左側の磁石４を図示しない駆動手段により鉛直方向に往復移動させる。この左側の磁石４のＮ極とＳ極の磁力による右側の磁石５のＮ極とＳ極の磁力の反発（Ｎ極同士及びＳ極同士による反発）・吸着（Ｎ極とＳ極同士による吸着）により、右側の磁石５に振動を発生させる。この右側の磁石５の水平方向の振動Ｇ及び該水平方向の振動Ｇによる衝撃により、２個の磁石４，５を貫入した周辺地盤２の軟弱地盤の体積を圧縮して、その密度を高めて軟弱地盤を締固める。

【0020】

このように、左側の磁石４の非磁性体３に沿った鉛直方向の往復移動により、右側の磁石５を振動させ、右側の磁石５が周辺地盤２に水平振動及び衝撃を与えて、周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、磁力を用いた小型の装置により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

【0021】

また、左側の磁石４の磁力を可変させる（例えば、左側の磁石４の大きさを右側の磁石５に対して大きくしたり、小さくして磁力を可変させたり、或いは、Ｎ極とＳ極の幅を左右の各磁石４，５間で異ならせることで磁力を可変させる）ことで、右側の磁石５の変位量や振幅を変えて微振動よりも衝撃を発生させて、その衝撃を礫分を含んだ軟弱地盤等に与えることにより、礫分を含んだ軟弱地盤等の締固めの効果をより一段と向上させることができる。

【0022】

尚、前記第１実施形態では、軟弱砂質土地盤１中に非磁性体３を水平状態になるように貫入し、前記第２実施形態では、軟弱砂質土地盤１中に非磁性体３を垂直状態になるように貫入したが、軟弱砂質土地盤１に対する非磁性体３の貫入方向を可変させることにより、３６０度の全方向において、２個の磁石４，５を貫入した周辺地盤２の軟弱地盤を締固めることができる。

【0023】

＜第３実施形態＞
図５は本発明の第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の要部の断面図、図６は同軸に設けられた上側の磁石を回転させた状態を示す断面図、図７は同上側の磁石の平面図、図８は同上側の磁石に相対向する下側の磁石の平面図、図９は同軸を軟弱砂質土地盤に貫入して軟弱砂質土地盤を締固める状態を示す説明図、図１０は同軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置を示す側面図である。

【0024】

まず、この第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置１０を説明する。

【0025】

図１０に示すように、地盤締固め装置１０は、軟弱砂質土地盤１を締固めする施工機であり、前側にリーダー１２を立設した施工機本体１１を備えている。このリーダー１２の前面１２ａには、中空管（軸）２０の上端側を保持した状態で該前面１２ａに沿って上下動する移動保持体１３を設けてある。また、リーダー１２の前面１２ａの下端側には、中空管２０を保持する固定保持体１４を取り付けてある。さらに、リーダー１２の側面側には、中空管２０を昇降動させる昇降機構１５を設けてある。また、移動保持体１３の下側には、中空管２０を正、逆方向に回転させる回転駆動機構１９を設けてある。

【0026】

昇降機構１５は、リーダー１２の側面の上端部に設けられた駆動スプロケット１６と、リーダー１２の側面の下端部に設けれた従動スプロケット１７と、これら各スプロケット１６，１７に張設されたチェーン１８とで構成されている。このチェーン１８の一部には移動保持体１３が固定されており、該チェーン１８の回動により、移動保持体１３がリーダー１２の前面１２ａに沿って上下方向に移動することで、中空管２０が軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜きされるようになっている。

【0027】

図５、図６、図９に示すように、中空管（軸）２０は円筒状に形成してあり、その先端の周縁には一対の掘削ビット２１，２１を突設してある。

【0028】

また、中空管２０の内部には、先端側より、振動子２２と、圧縮コイルバネ（弾性体）２４と、中空管２０の内周面２０ａに突出したガイド２０ｂと凹部２５ｂとにより上下方向の突出量が規制される円柱状の下側の磁石２５と、仕切板としての非磁性体２６を介して中空管２０内に回転する円柱状の上側の磁石２７とを備えている。

【0029】

図８に示すように、下側の磁石２５は、Ｎ極とＳ極を交互にリング状に着磁してあり、その下面２５ｃの中央には支軸２３を介して円板状の振動子２２を固定してある。また、下側の磁石２５の下面２５ｃと中空管２０の内周面２０ａの先端側に突出した折曲部２０ｃとの間に、下側の磁石２５及び振動子２２を上方（上側の磁石２７側）へ付勢する圧縮コイルバネ（弾性体）２４を介在してある。

【0030】

図７に示すように、上側の磁石２７は、Ｎ極とＳ極を交互にリング状に着磁してあり、その上面２７ａの中央には、回転軸２８の下端を固定してある。この回転軸２８の上端側は、図５に示すように、電動モータや油圧モータ等からなる駆動アクチュエータ２９に接続されている。この駆動アクチュエータ２９は、地盤締固め装置１０の施工機本体１１の運転席等に設けられた図示しない操作盤により操作されるようになっている。この操作により、上側の磁石２７は所定方向に回転するようになっている。

【0031】

そして、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に装着された振動子２２と圧縮コイルバネ２４及び２個の磁石２５，２７を内設した中空管２０は、昇降機構１５を介して軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜き自在になっている。この中空管２０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で、上側の磁石２７を回転させると、上側の磁石２７のＮ極とＳ極の磁力による下側の磁石２５のＮ極とＳ極の磁力の反発（Ｎ極同士及びＳ極同士による反発）・吸着（Ｎ極とＳ極同士による吸着）により、振動子２２に鉛直方向の振動Ｈ及び衝撃を発生させるように構成してある。

【0032】

次に、第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による軟弱砂質土地盤１の締固め工程を、図９の図面に基づいて説明する。

【0033】

まず、先端より振動子２２と圧縮コイルバネ２４と下側の磁石２５及び上側の磁石２７を内部に設けた中空管２０を、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に設置する。次に、施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して中空管２０を、図９に示すように、軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで回転させながら貫入する。この中空管２０の貫入の際、駆動アクチュエータ２９はＯＦＦの状態にしておく。

【0034】

そして、図９に示すように、中空管２０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で、駆動アクチュエータ２９を作動（ＯＮ）させて、上側の磁石２７を回転動させる。この上側の磁石２７の回転動により、下側の磁石２５を該上側の磁石２７に対して反発・吸着させて鉛直方向の振動Ｈ及び衝撃を発生させ、この鉛直振動及び衝撃により、中空管２０を貫入した周辺地盤２の体積を振動子２２の鉛直振動及び衝撃により圧縮して、その密度を高めて周辺地盤２の軟弱地盤を締固める。

【0035】

このように、施工機本体１１の強制昇降機構１５を介して中空管２０を軟弱砂質土地盤１中に貫入した後で、上側の磁石２７を回転動により振動子２２に鉛直方向の振動Ｈ及び衝撃を発生させ、この振動子２２の鉛直振動及び衝撃により周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、２個の磁石２５，２７の磁力を用いた小型の地盤締固め装置１０により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

【0036】

また、軟弱砂質土地盤１に貫入する中空管２０の先端側で鉛直振動及び衝撃を発生させることで、締固めや薬液注入において改良効果を大幅に向上させることができる。

【0037】

さらに、中空管２０の先端から順に振動子２２と圧縮コイルバネ２４と下側の磁石２５及び上側の磁石２７をそれぞれ装備したことにより、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、中空管２０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となり、さらに、小型の地盤締固め装置１０でも中空管２０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足していくことで、中空管２０を地中深く貫入させて軟弱地盤の締固めを簡単かつ低コストで行うことができる。

【0038】

＜第４実施形態＞
図１１は本発明の第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の要部の断面図、図１２は図１１中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図１３は同軸を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図、図１４は同軸を引き抜いて軟弱地盤を締固める状態を示す説明図である。

【0039】

この第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、第３実施形態の場合と同様に、図１０に示す地盤締固め装置１０を用いて地盤の締固めを行う。

【0040】

図１１〜図１４に示すように、中空管（軸）３０は非磁性で円筒状に形成されており、その先端は円板状の底板３１により閉塞されている。この円板状の底板３１の周縁には、一対の掘削ビット３２，３２を突設してある。

【0041】

また、図１１及び図１２に示すように、中空管３０の先端より少し上側の内周面３０ａには、円柱状で内側の磁石３３を摺動自在に設けてある。さらに、この内側の磁石３３に相対向する中空管３０の位置には、複数（例えば８箇所）の矩形の切欠き３０ｂをそれぞれ形成してあり、この各切欠き３０ｂより外側には、複数の外側の磁石３４，３５を配設してある。この外側の各磁石３４，３５の外面には、板状の振動子３６を貼り付けてある。これら外側の各磁石３４，３５と振動子３６は所定距離隔てて複数組（この実施形態では、図１２に示すように、４５度間隔で８組）それぞれ設けられており、中空管３０の外周面３０ｃより外側に位置する振動子３６を伸縮性のゴム体（弾性体）３７でシールするように被覆してある。尚、外側の各磁石３４，３５は、中空管３０の外周面３０ｃの切欠き３０ｂの周りに突設されたガイド３０ｄにより水平方向に往復動自在に取り付けてある。

【0042】

さらに、図１２に示すように、内側の磁石３３は、Ｎ極とＳ極を交互にリング状に着磁してあり、その上面３３ａの中央には回転軸３８の下端を固定してある。この回転軸３８の上端側は、図１１に示すように、電動モータや油圧モータ等からなる駆動アクチュエータ３９に接続されている。この駆動アクチュエータ３９は、地盤締固め装置１０の施工機本体１１の運転席等に設けられた図示しない操作盤により操作されるようになっている。この操作により、内側の磁石３３は所定方向に回転するようになっている。

【0043】

また、図１２に示すように、外側の各磁石３４，３５は、Ｎ極の磁石３４とＳ極の磁石３５を交互にリング状に配置して成る。これらにより、内側の磁石３３のＮ極に外側のＳ極の磁石３４が位置する共に、内側の磁石３３のＳ極に外側のＮ極の磁石３５が位置している時には、図１２に示すように、Ｎ極とＳ極同士により、内側の磁石３３に外側の各磁石３４，３５が吸着し、また、内側の磁石３３の回転動により、内側の磁石３３のＮ極に外側のＮ極の磁石３５が位置すると共に、内側の磁石３３のＳ極に外側のＳ極の磁石３４が位置している時には、Ｎ極同士及びＳ極同士により、内側の磁石３３に対して外側の各磁石３４，３５が反発して、外側の各磁石３４，３５に取り付けられた振動子３６が外側へ移動する。この繰り返しで、振動子３６により水平方向の振動Ｇが発生するようになっている。

【0044】

そして、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に装着された中空管３０は、昇降機構１５を介して軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜きされるようになっている。また、図１４に示すように、中空管３０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で引き抜く際に、或いは、所定深度まで貫入した後の定位置で、内側の磁石３３の回転動による内側の磁石３３と外側の各磁石３４，３５の吸着、及び、内側の磁石３３と外側の各磁石３４，３５の反発の繰り返しにより振動子３６に水平方向の振動Ｇを発生させるように構成してある。

【0045】

次に、第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による軟弱砂質土地盤１の締固め工程を、図１３と図１４の図面に基づいて説明する。

【0046】

まず、内側の磁石３３と複数組の外側の各磁石３４，３５及び振動子３６とを設けた中空管３０を、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に設置する。次に、施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して中空管３０を、図１３に示すように、軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで回転させながら貫入する。この中空管３０の貫入の際、駆動アクチュエータ３９はＯＦＦの状態にしておく。

【0047】

そして、中空管３０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で、図１４に示すように、中空管３０を施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して所定高さまで逆回転させながら引き抜く際に、駆動アクチュエータ３９を作動（ＯＮ）させて内側の磁石３３を回転動させる。この内側の磁石３３の回転動により外側の各磁石３４，３５を該内側の磁石３３に対して反発・吸着させて水平方向の振動Ｇ及び衝撃を発生させて、この水平振動及び衝撃により、中空管３０を引き抜きながらその周辺地盤２の体積を振動子３６の水平振動及び衝撃により圧縮して、その密度を高めて周辺地盤２の軟弱地盤を締固める。

【0048】

また、中空管３０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後の定位置で、内側の磁石３３の回転動により外側の各磁石３４，３５を該内側の磁石３３に対して反発・吸着させ、振動子３６に水平方向の振動Ｇ及び衝撃を発生させて、中空管３０を貫入した周辺地盤２の体積を振動子３６の水平振動及び衝撃により圧縮して該周辺地盤２を締固めても良い。

【0049】

このように、施工機本体１１の強制昇降機構１５を介して中空管３０を軟弱砂質土地盤１中に貫入した後で引き抜く際に、或いは、所定深度まで貫入した後の定位置で、内側の磁石３３の回転動により外側の各磁石３４，３５の反発と吸着とにより、振動子３６に水平方向の振動Ｇ及び衝撃を発生させて、その水平振動及び衝撃により周辺地盤２の軟弱地盤を圧縮してその密度を高めて締固めるようにしたので、各磁石３３，３４，３５の磁力を用いた小型の地盤締固め装置１０により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

【0050】

即ち、先端側の外側から順に、複数組の振動子３６と各磁石３４，３５及び内側の磁石３３を設けてゴム体３７で覆った中空管３０を備え、この中空管３０を昇降機構１５で軟弱砂質土地盤１中に貫入・引き抜き自在にしたので、中空管３０の先端側が振動する小型の地盤締固め装置１０を低コストで提供することができる。これにより、軟弱砂質土地盤１の中空管３０を貫入した周辺地盤２を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

【0051】

また、軟弱砂質土地盤１に貫入する中空管３０の先端側で水平振動及び衝撃を発生させることで、締固めや薬液注入において改良効果を大幅に向上させることができる。

【0052】

さらに、中空管３０の先端側の外側から順に、複数組の振動子３６と各磁石３４，３５及び内側の磁石３３をそれぞれ装備したことにより、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、中空管３０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となり、さらに、小型の地盤締固め装置１０でも中空管３０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足していくことで、中空管３０を地中深く貫入させて軟弱地盤の締固めを簡単かつ低コストで行うことができる。

【0053】

さらに、中空管３０の内側の磁石３３の周りに、外側の各磁石３４，３５と振動子３６を４５度間隔で８組それぞれ設け、中空管３０の外周面３０ｃより外側に位置する振動子３６を伸縮性のゴム体３７で被覆したことにより、中空管３０の内部に水が浸入することがなくて確実にシールすることができ、かつ、水平振動を効率良く発生させることができる。

【0054】

尚、前記実施形態によれば、中空管を昇降動させる昇降機構を、駆動スプロケットと従動スプロケット及びチェーンで構成したが、ラックと駆動ピニオン等で昇降機構を構成しても良い。また、地盤中に貫入する軸は中空管等に限らず、金属棒等の棒状体でも良い。

【0055】

また、前記第３実施形態によれば、中空管に水平振動を発生させる振動子と外側の磁石を４５度間隔に８組設けたが、９０度間隔で４組等でも良い。

【0056】

さらに、磁石を動かす速度を変化させることで、振動及び衝撃の周波数を可変させて、周辺地盤の密度を高めて該周辺地盤をより効果的に締固めるようにしても良い。

【符号の説明】

【0057】

１ 軟弱砂質土地盤
２ 周辺地盤
４，５ ２個の磁石
１０ 地盤締固め装置
１５ 昇降機構
２０ 中空管（軸）
２２ 振動子
２４ 圧縮コイルバネ（弾性体）
２５ 下側の磁石
２７ 上側の磁石
３０ 中空管（軸）
３３ 内側の磁石
３４ Ｎ極の磁石（外側の磁石）
３５ Ｓ極の磁石（外側の磁石）
３６ 振動子
３７ 伸縮性のゴム体（弾性体）
Ｈ 鉛直方向の振動
Ｇ 水平方向の振動

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】