(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024129820
(43)【公開日】2024-09-27
(54)【発明の名称】地盤改良装置および地盤改良方法における排土方法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20240919BHJP
【FI】
E02D3/12 102
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024070690
(22)【出願日】2024-04-24
(62)【分割の表示】P 2023039136の分割
【原出願日】2023-03-13
(71)【出願人】
【識別番号】000185972
【氏名又は名称】小野田ケミコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000800
【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】前岑 修
(72)【発明者】
【氏名】高島 基之
(72)【発明者】
【氏名】高野 令男
【テーマコード(参考)】
2D040
【Fターム(参考)】
2D040AB05
2D040BA06
2D040BA08
2D040EA11
2D040EA16
(57)【要約】
【課題】施工機の小型化を図りながら、機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮を図りうる地盤改良装置等を提供する。
【解決手段】地盤改良装置は、掘削撹拌翼10により地盤を指定深度まで掘進している過程および掘削撹拌翼10が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構11により地盤中に固化材Cを供給する。また、掘削撹拌翼10により固化材Cと地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、スクリューロッド20により地盤中の余剰の土砂等を地上に排土することによって地盤を改良する。スクリュー翼22が、スクリューロッド20の周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されている。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドの周方向に離間している複数の指定箇所のそれぞれにおいて対して複数の爪部材のそれぞれを離間可能に当接させることにより、当該スクリューロッドを解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されておりまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の複数の不連続箇所のそれぞれを通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持する
地盤改良装置。
【請求項2】
請求項1に記載の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されている地盤改良装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの周方向について前記複数の指定箇所のそれぞれの幅が同等である地盤改良装置。
【請求項4】
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、当該握持機構を介して前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドが、握持機構により握持された状態で回転駆動機構により当該握持機構を介して回転されることにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記握持機構を構成する複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記複数の爪部材のそれぞれを、前記スクリューロッドの前記複数の指定箇所のそれぞれに対して離間可能に当接させることによって、前記握持機構により前記スクリューロッドを解放可能に握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第1工程と、
前記第1工程において前記回転駆動機構を第1指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第2工程と、を含み、前記第2工程の後に再び前記第1工程が実行され、
前記第1工程および前記第2工程に代えてまたは加えて、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第3工程と、
前記第3工程において前記回転駆動機構を第2指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第4工程と、を含み、前記第4工程の後に再び前記第3工程が実行される
地盤改良方法における排土方法。
【請求項5】
請求項4に記載の地盤改良方法における排土方法において、
前記地盤改良方法としての小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法において用いられる排土方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメント系固化材スラリーを用いた機械撹拌工法または地盤改良方法、特に、小型施工機を用いた機械撹拌工法に関する。
【背景技術】
【0002】
大型施工機を用いる機械撹拌工法によれば、三点支持式杭打機等のリーダーに設けられた撹拌軸が、その上端部のオーガーモーター等の駆動機によって回転駆動される。このようなタイプの施工機で地盤改良による地盤変位低減等を目的とする場合、撹拌軸にスパイラルを設けたスクリューロッドが取り付けられる。このような場合、駆動機とスパイラルは干渉しない。前記の様に地盤変位低減等を目的とする際、スラリーを注入する直前に改良対象部分の排土を行うことが多いが、注入スラリー量や地質、撹拌軸体積等に見合った排土を行って土圧の上昇や過剰排土を抑さえるとともに地盤変位を抑制し、低コストで地盤を改良することのできる地盤改良工法が提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平09-31968号公報
【特許文献2】特開平09-88057号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、機械撹拌工法が、都市土木等、狭隘で付近に構造物等が存在する場合でも採用されるようになり、組み立て作業にクレーンを使用する必要がない小型施工機による施工が実施されている。
【0005】
しかし、小型施工機を用いる工法によれば、機械能力および安全上、大型施工機の様に高いリーダーを装備して重量の大きいオーガーモーター等の回転駆動機構を撹拌軸の上端部に装備できないので、回転駆動機構の握持機構によりスクリューロッドの中間を握持する握持持ち替え工程が実行される。
図8左側に示されているように、連続的な螺旋状のスクリュー翼が設けられたスクリューロッド20-1は、基本的に回転駆動機構12より下部にしか取り付けられない。これは、回転駆動機構12の握持機構ではスクリューロッド20-1を握持したとしても、
図7に示されているように、当該握持機構とスクリューロッド20-1との当接面積が小さいので、回転駆動機構12のスクリューロッド20-1を回転させる能力が十分に伝わらず、削孔・貫入能力が著しく低下するためである。よって、
図8左側の状態から
図8右側の状態に遷移するために、
図8中央に示されているように、長深度の施工(駆動機下部で削孔可能な長さ以上)ではスクリューロッド20-1および20-2の継ぎ切りが必要となり、施工時間が長くなる。
【0006】
そこで、本発明は、施工機の小型化を図りながら、機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮を図りうる地盤改良装置等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】
【0007】
本発明の地盤改良装置は、
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドの周方向に離間している複数の指定箇所のそれぞれに対して複数の爪部材のそれぞれを離間可能に当接させることにより、当該スクリューロッドを解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されておりまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の複数の不連続箇所のそれぞれを通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持する。
【0008】
前記構成の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されていることが好ましい。
【0009】
本発明の地盤改良方法(小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法を含む。)における排土方法は、
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、当該握持機構を介して前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドが、握持機構により握持された状態で回転駆動機構により当該握持機構を介して軸線まわりに回転されることにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記握持機構を構成する複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記複数の爪部材のそれぞれを、前記スクリューロッドの前記複数の指定箇所のそれぞれに対して離間可能に当接させることによって、前記握持機構により前記スクリューロッドを解放可能に握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第1工程と、
前記第1工程において前記回転駆動機構を第1指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第2工程と、を含み、前記第2工程の後に再び前記第1工程が実行され、
前記第1工程および前記第2工程に代えてまたは加えて、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第3工程と、
前記第3工程において前記回転駆動機構を第2指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第4工程と、を含み、前記第4工程の後に再び前記第3工程が実行される。
【0010】
当該構成の地盤改良装置等によれば、スクリューロッドが有するスクリュー翼が、スクリューロッドの周方向について、複数周期にわたり、握持機構により握持される複数の指定箇所(指定方位角範囲)を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している。すなわち、スクリュー翼が、複数の指定箇所において、握持機構によるスクリューロッドの外周面への当接を許容するように、不連続になるまたは途切れるように、螺旋状に配置等されている。このため、スクリューロッドが複数の指定箇所において握持機構により握持されている状態から解放されている状態になった際、回転駆動機構が上昇または下降駆動される際、握持機構とスクリュー翼との干渉が回避される。
【0011】
複数の指定箇所におけるスクリューロッドの外周面を基準としたスクリュー翼の突出量は0でもよく、握持機構(または握持用の爪部材)が凹凸構造を有している場合、当該凸部がスクリューロッドの外周面に当接する際に、当該凹部において握持機構に干渉せず、かつ、解放時に当該凸部に干渉しない程度に突出していてもよい。
【0012】
第1工程→第2工程→第1工程→‥のように、下降駆動されている回転駆動機構により握持された状態で回転されているスクリューロッドによって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第1工程と、スクリューロッドが解放された状態で回転駆動機構が上昇駆動される第2工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法(機械撹拌工法)および排土方法が実施される。代替的または付加的に、第3工程→第4工程→第3工程→‥のように、上昇駆動されている回転駆動機構により握持された状態で回転されているスクリューロッドによって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第3工程と、スクリューロッドが解放された状態で回転駆動機構が下降駆動される第4工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法(機械撹拌工法)および排土方法が実施される。よって、地盤改良装置の小型化を図りながら、従来工法のようなスクリューロッドの継ぎ切り(
図8参照)は不要である分だけ当該地盤改良装置を用いた機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮が図られうる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図3A】スクリューロッドの握持状態に関する説明図。
【
図3B】スクリューロッドの解放状態に関する説明図。
【
図4】地盤改良方法および排土方法の手順に関する説明図(掘進時)。
【
図5】地盤改良方法および排土方法の手順に関する説明図(引抜時)。
【
図6A】他のスクリューロッドの構成に関する説明図。
【
図6B】さらに他のスクリューロッドの構成に関する説明図。
【
図8】従来の地盤改良方法および排土方法の手順に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(地盤改良装置の構成)
図1に示されている本発明の一実施形態としての地盤改良装置は、掘削撹拌翼10と、固化材供給機構11と、回転駆動機構12と、昇降駆動機構14と、スクリュー翼22を有するスクリューロッド20と、を備えている。地盤改良装置は、掘削撹拌翼10により地盤を指定深度まで掘進する際および掘削撹拌翼10が引き上げられる際の一方または両方において、固化材供給機構11により地盤中に固化材Cを供給するとともに、掘削撹拌翼10により固化材Cと地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、スクリューロッド20により地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する。
【0015】
図2に示されているように、スクリューロッド20の周方向に沿って螺旋状に延在するスクリュー翼22が、スクリューロッド20の周方向について、複数周期にわたり、複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されている(または延在している)。スクリュー翼22が存在しない当該複数周期(スクリューロッド20の軸線方向について指定区間)は、スクリューロッド20の軸線方向について地盤改良に必要なストロークに相当し、軸線方向のすべての区間またはほぼすべての区間に相当することが好ましい。本実施形態では、
図3Aおよび
図3Bのそれぞれに示されているように、スクリューロッド20の中心軸線まわりの3回回転対称性を有する3つの指定箇所のそれぞれに、スクリュー翼22の不連続箇所220(スクリュー翼22の不存在箇所)が配置されている。
【0016】
スクリューロッド20の中心軸線を基準として、スクリュー翼22が存在する方位角範囲は、[0°、120°-δ]、[120°、240°-δ]および[240°、360°-δ]であり、不連続箇所220が存在する方位角範囲は、[120°-δ、120°]、[240°-δ、240°]および[360°-δ、360°(=0°)]である。「δ」は、握持機構122(または握持機構122を構成する爪部材または把持部材)との干渉を回避しうる程度の広がりを持っていればよく、例えば、10°~25°の範囲に設計されている。
【0017】
スクリュー翼22の不連続箇所220が、スクリューロッド20の中心軸線まわりのN回回転対称性(N=2、4、5、6、‥)を有するN個の指定箇所のそれぞれに配置されていてもよい。スクリュー翼22の不連続箇所220が、スクリューロッド20の中心軸線まわりの回転対称性を有しない形態で配置されていてもよい。
【0018】
スクリューロッド20の外周面が、周方向についてスクリュー翼22の複数周期にわたり複数の指定箇所において平坦に、または、握持機構122におけるスクリューロッド20の外周面との当接箇所の形状に適合する形状に形成されていてもよい。
【0019】
掘削撹拌翼10は、スクリューロッド20の径方向に張り出すように、スクリューロッド20の先端部に取り付けられている。掘削撹拌翼10は、スクリューロッド20の回転に伴って回転し、スクリューロッド20の昇降に伴って昇降する。固化材供給機構11は、スクリューロッド20の内部から掘削撹拌翼10の側方および/または下方に固化材を噴射するための固化材噴射口まで連通する、固化材供給経路を備えている。固化材供給機構11は、地盤掘削を補助するための気体(例えば、圧縮空気)および/または液体(例えば、水)が供給される気体供給経路および/または液体供給経路を備えていてもよい。
【0020】
回転駆動機構12は、スクリューロッド20を周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構122および握持機構122をスクリューロッド20の径方向に進退駆動するためのアクチュエータを有している。
図3Aに示されているように、3つの握持機構122のそれぞれが、不連続箇所220が存在する3つの指定箇所のそれぞれにおいてスクリューロッド20の外周面に当接することにより、当該スクリューロッド20が握持または保持される。その一方、
図3Bに示されているように、3つの握持機構122のそれぞれが、不連続箇所220が配置されている3つの指定箇所のそれぞれにおいてスクリューロッド20の外周面から離間することにより、当該スクリューロッド20が解放または解放される。
【0021】
回転駆動機構12は、回転部材120を回転駆動することにより、握持機構122により握持された状態のスクリューロッド20をその中心軸線まわりに回転させるように構成されている。昇降駆動機構14は、鉛直方向に延在して設置されている支柱部材140に沿って、回転駆動機構12を昇降させるように構成されている。
【0022】
(地盤改良方法および排土方法)
前記構成の地盤改良装置によれば、第1工程の後に第2工程が実行され、この第2工程の後に再び第1工程が実行される、というように第1工程および第2工程が切り替えられることにより、掘削撹拌翼10による地盤の掘進時に地盤改良方法およびその際の排土方法が実行される。
【0023】
まず、
図4左側に示されているように、1回目の第1工程において、握持状態(
図3A参照)におけるスクリューロッド20が回転駆動されながら下降駆動される。これにより、掘削撹拌翼10により地盤が指定深度まで掘進される過程において、固化材供給機構11により地盤中に固化材Cが供給される。また、掘削撹拌翼10により固化材Cと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、
図2に示されているように、断続的なスクリュー翼22を有するスクリューロッド20により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排土される。
【0024】
続いて、
図4中央に示されているように、1回目の第2工程において、スクリューロッド20が解放されたうえで(
図3B参照)、握持機構122がスクリュー翼22の不連続箇所220を通過するように、回転駆動機構12が上昇される。
【0025】
さらに、
図4右側に示されているように、2回目の第1工程において、握持状態(
図3A参照)におけるスクリューロッド20が回転駆動されながら下降駆動される。これにより、掘削撹拌翼10により地盤が1回目の第1工程における指定深度よりもさらに深い指定深度まで掘進され、固化材供給機構11により地盤中に固化材Cが供給される。また、掘削撹拌翼10により固化材Cと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、断続的なスクリュー翼22を有するスクリューロッド20により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上にさらに排土される。
【0026】
図4右側に示されている状態で、スクリューロッド20の上端部に他のスクリューロッド20の下端部が接続または連結されることにより、さらに第2工程および第1工程が繰り返されてもよい。一方のスクリューロッド20の端部に径方向または軸線方向に窪んでいる凹部または穴部が形成され、かつ、他方のスクリューロッド20の端部に径方向または軸線方向に突出して、当該凹部に係合するまたは案内される凸部が形成されることにより、当該一対のスクリューロッド20の連結に際して、スクリュー翼22の不連続箇所220が軸線方向に揃うように位置決めされてもよい。
【0027】
さらに、前記構成の地盤改良装置によれば、第3工程の後に第4工程が実行され、この第4工程の後に再び第3工程が実行される、というように第3工程および第4工程が切り替えられることにより、掘削撹拌翼10の引抜時に地盤改良方法およびその際の排土方法が実行される。
【0028】
まず、
図5左側に示されているように、1回目の第3工程において、握持状態(
図3A参照)におけるスクリューロッド20が回転駆動されながら上昇駆動される。これにより、掘削撹拌翼10により地盤が指定深度まで掘進された後で掘削撹拌翼10が引き上げられる過程において、固化材供給機構11により地盤中に固化材Cが供給される。また、掘削撹拌翼10により固化材Cと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、
図2に示されているように、断続的なスクリュー翼22を有するスクリューロッド20により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排土される。
【0029】
続いて、
図5中央に示されているように、1回目の第4工程において、スクリューロッド20が解放されたうえで(
図3B参照)、握持機構122がスクリュー翼22の不連続箇所220を通過するように、回転駆動機構12が下降される。
【0030】
さらに、
図5右側に示されているように、2回目の第3工程において、握持状態(
図3A参照)におけるスクリューロッド20が回転駆動されながら上昇駆動される。これにより、掘削撹拌翼10により1回目の第3工程における指定深度よりも浅い指定深度まで掘削撹拌翼10が引き上げられ、固化材供給機構11により地盤中に固化材Cが供給される。また、掘削撹拌翼10により固化材Cと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、断続的なスクリュー翼22を有するスクリューロッド20により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上にさらに排土される。
【0031】
(作用効果)
当該構成のスクリューロッド20およびこれを備えている地盤改良装置によれば、スクリューロッド20が有するスクリュー翼22が、スクリューロッド20の周方向について、複数周期にわたり、握持機構122により握持される複数の指定箇所(指定方位角範囲)において不連続である(または途切れている)。このため、スクリューロッド20が複数の指定箇所(不連続箇所220)において握持機構122により握持されている状態から解放されている状態になった際、回転駆動機構12が上昇駆動される際、握持機構122とスクリュー翼22との干渉が回避される。
【0032】
このため、第1工程→第2工程→第1工程→‥のように、下降駆動されている回転駆動機構12により握持された状態で回転されているスクリューロッド20によって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第1工程と、スクリューロッド20が解放された状態で回転駆動機構12が上昇駆動される第2工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法(機械撹拌工法)または排土方法が実施される(
図4参照)。代替的または付加的に、第3工程→第4工程→第3工程→‥のように、上昇駆動されている回転駆動機構により握持された状態で回転されているスクリューロッドによって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第3工程と、スクリューロッドが解放された状態で回転駆動機構が下降駆動される第4工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法(機械撹拌工法)および排土方法が実施される(
図5参照)。よって、地盤改良装置の小型化を図りながら、従来工法のようなスクリューロッドの継ぎ切り(
図8参照)は不要である分だけ当該地盤改良装置を用いた機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮が図られうる。
【0033】
(本発明の他の実施形態)
図2に示されているように連続型のスクリュー翼22に軸線方向に揃った不連続箇所220が配置されるほか、
図6Aに示されているように断続型のスクリュー翼22に軸線方向に揃った不連続箇所220が形成されてもよく、
図6Bに示されているようにプロペラ型のスクリュー翼22に軸線方向に揃った不連続箇所220が形成されてもよい。小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法ならびに高圧噴射撹拌工法において、同様の昇降駆動機構および回転駆動機構を持つ場合にも本発明が適用可能である。
【符号の説明】
【0034】
10‥掘削撹拌翼
11‥固化材供給機構
12‥回転駆動機構
120‥回転部材
122‥握持機構
14‥昇降駆動機構
140‥支柱部材
20‥スクリューロッド
22‥スクリュー翼
220‥不連続箇所
C‥固化材(セメント固化材)。
【手続補正書】
【提出日】2024-09-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドの周方向に離間している複数の指定箇所のそれぞれに対して複数の爪部材のそれぞれを離間可能に当接させることにより、当該スクリューロッドを解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されておりまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の複数の不連続箇所のそれぞれを通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持する
地盤改良装置。
【請求項2】
請求項1に記載の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されている地盤改良装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの周方向について前記複数の指定箇所のそれぞれの幅が同等である地盤改良装置。
【請求項4】
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、握持機構を介して前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドが、当該握持機構により握持された状態で回転駆動機構により当該握持機構を介して回転されることにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記握持機構を構成する複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記複数の爪部材のそれぞれを、前記スクリューロッドの前記複数の指定箇所のそれぞれに対して離間可能に当接させることによって、前記握持機構により前記スクリューロッドを解放可能に握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第1工程と、
前記第1工程において前記回転駆動機構を第1指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第2工程と、を含み、前記第2工程の後に再び前記第1工程が実行され、
前記第1工程および前記第2工程に代えてまたは加えて、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第3工程と、
前記第3工程において前記回転駆動機構を第2指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第4工程と、を含み、前記第4工程の後に再び前記第3工程が実行される
地盤改良方法における排土方法。
【請求項5】
請求項4に記載の地盤改良方法における排土方法において、
前記地盤改良方法としての小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法において用いられる排土方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本発明の地盤改良方法(小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法を含む。)における排土方法は、
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、握持機構を介して前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドが、当該握持機構により握持された状態で回転駆動機構により当該握持機構を介して軸線まわりに回転されることにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
前記スクリューロッドの周方向について、前記複数の指定箇所のそれぞれの幅と、当該複数の指定箇所のそれぞれに対する前記握持機構を構成する複数の爪部材のそれぞれの当接箇所の幅と、が同等であり、
前記複数の爪部材のそれぞれを、前記スクリューロッドの前記複数の指定箇所のそれぞれに対して離間可能に当接させることによって、前記握持機構により前記スクリューロッドを解放可能に握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第1工程と、
前記第1工程において前記回転駆動機構を第1指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第2工程と、を含み、前記第2工程の後に再び前記第1工程が実行され、
前記第1工程および前記第2工程に代えてまたは加えて、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持したうえで、前記回転駆動機構により当該握持機構を介して前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第3工程と、
前記第3工程において前記回転駆動機構を第2指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構を構成する前記複数の爪部材のそれぞれが前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第4工程と、を含み、前記第4工程の後に再び前記第3工程が実行される。