JP3790396B2 - 鋼製連壁部材継手部の固結体除去装置及び除去方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は連続するソイルセメントの地盤改良体中に鋼製連壁部材を挿入する鋼製地中連続壁の施工時に、鋼製連壁部材の継手部における固結体を除去する目的で使用される固結体除去装置、及びそれを用いた固結体除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
カッターポストとその外周に張架されるエンドレスチェーンからなる掘削攪拌装置を用いて構築される連続するソイルセメントの地盤改良体と、地盤改良体内に挿入される鋼製連壁部材から構成される鋼製地中連続壁の施工は地盤改良体の構築後、その固結前に地盤改良体中に先行して挿入されている鋼製連壁部材の継手部に連結しながら、隣接する鋼製連壁部材を挿入することにより行われる。
【０００３】
例えば日没や機械の故障その他の理由により地盤改良体の全構築区間の内の中途で１日の作業を終了させる、あるいは１日の内で一時的に作業を中断させることになる場合、鋼製連壁部材を挿入した時点で施工が終了することになるが、継手部が施工済みの地盤改良体中に位置する場合、翌日の、あるいは中断後の施工開始時に地盤改良体中に埋設されている鋼製連壁部材に隣接する鋼製連壁部材を連結する上で、継手部内、もしくは継手部周辺で固結しているソイルセメントの固結体を新規施工側から除去することが必要になる。
【０００４】
地盤改良体中に位置する鋼製連壁部材の未接続側の継手部が凹形状である場合、凹部内に土砂やソイルセメントが浸入しないよう、詰め物を充填しておき、翌日や中断後の施工開始時に詰め物を除去する方法があるが、継手部が固結体中に位置している場合には詰め物の除去に先立ち、固結体を排除することが必要になるため、除去作業は容易ではない。
【０００５】
鋼製連壁部材の未接続側の継手部が凸形状である場合には詰め物を充填することができないため、継手部が固結体中に位置するか否かに関係なく対応が効かない。
この発明は上記背景より、先行して埋設されている鋼製連壁部材の継手部の形状に関係なく、継手部回りで固結している固結体を除去する装置とそれを用いた方法を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では固結体を破砕する爪をエンドレスチェーンの外周に装着し、エンドレスチェーンの循環を利用して継手部内で、もしくは継手部周りで固結している固結体を強制的に除去することにより、継手部が固結体中に位置している場合の鋼製連壁部材の継手部における固結体を効果的に除去する。
【０００７】
継手部内や継手部周りの固結体を除去する固結体除去装置は請求項１に記載のように掘削攪拌装置のエンドレスチェーンの外周に装着され、継手部内の固結体、もしくは継手部周辺の固結体を除去する爪の単体から、または請求項２に記載のようにエンドレスチェーンの外周に直接接続されるプレートと、プレートに固定され、エンドレスチェーンの外周側へ張り出すアームと、アームに固定される爪から構成される。
【０００８】
爪は先行して埋設されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部の形状に応じ、継手部に嵌合し得る形状をし、先行する鋼製連壁部材の継手部が凸の場合は凹状に、凹の場合は凸状に形成され、先行する鋼製連壁部材の継手部の形状に関係なく、継手部周りで固結している固結体を除去する。
掘削攪拌装置はカッターポストとその外周に張架されるエンドレスチェーンからなり、連続するソイルセメントの地盤改良体を構築する。鋼製連壁部材は構築された地盤改良体の固結前に地盤改良体中に挿入され、地盤改良体が連続する方向に互いに連結される。
【０００９】
固結体除去装置の爪はエンドレスチェーンの外周に装着されることで、降下するときの運動エネルギが固結体に作用し、先行して挿入されている鋼製連壁部材の継手部内、もしくは継手部周辺の固結体を破砕し、継手部から除去する。爪が固結体を除去する際、固結体は完全には硬化せず、半硬化の状態にある。
継手部内、もしくは継手部周辺の固結体が爪によって除去されることで、地盤改良体の全構築区間の内の中途で１日の作業が終了する、あるいは１日の内で一時的に作業が中断することになる場合に、先行して挿入されている鋼製連壁部材に対し、翌日の、あるいは中断後の施工開始時に隣接する鋼製連壁部材を容易に連結することが可能になる。
【００１０】
爪が降下し、固結体を破砕するときの衝撃力は鋼製連壁部材の本体に作用する可能性があるが、エンドレスチェーンは昇降する区間においてカッターポストに対してその幅方向と進行方向に移動できる余裕を持つことから、固結体の破砕時に固結体からの反力に応じて自由に変位できるため、鋼製連壁部材の本体に衝撃力を加えることはない。
【００１１】
特に請求項３に記載のように爪、もしくは前記請求項２の場合のプレートをエンドレスチェーンに、エンドレスチェーンの循環方向の軸回りに回転自在に接続した場合には爪自体がエンドレスチェーンに対して自由に回転変位できるため、鋼製連壁部材に与える衝撃力が一層緩和される。
固結体除去装置を用いた方法は請求項４に記載のように外周に固結体除去装置を装着した掘削攪拌装置のエンドレスチェーンを降下させ、先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部内の固結体、もしくは継手部周辺の固結体を除去することにより行われ、必要により請求項７に記載のように固結体除去装置付近に配置される、または固結体除去装置に内蔵されるノズルから噴射される液体、もしくは気体を併用することにより固結体の除去が行われる。
【００１２】
先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部の形状が凹の場合には請求項８に記載のように継手部内に土砂、もしくはソイルセメントの浸入を阻止する充填材を充填しておき、充填材と共に固結体を除去することも行われる。継手部に充填材を充填しておいても、図５に示すように後から挿入される鋼製連壁部材の位置に固結体が存在する場合にはその固結体を除去する必要があるためである。
【００１３】
この場合、前日の施工や中断前の施工が終了した時点で継手部内には固結体が充填されないため、爪による固結体の除去と共に行われる継手部の清掃が不要化、もしくは単純化される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１の固結体除去装置１は図６，図７に示すように掘削攪拌装置６を用いて連続するソイルセメントの地盤改良体12を構築し、その固結前に地盤改良体12中に、互いに連結される鋼製連壁部材13を挿入する鋼製地中連続壁の施工時に使用される装置であり、エンドレスチェーン８の外周に装着される爪２を持ち、先行して挿入されている鋼製連壁部材13の未接続側の継手部14内、もしくは継手部14周辺の固結体を除去するものである。
【００１５】
鋼製連壁部材13は掘削攪拌装置６の進行方向両側に継手部14，15を持ち、隣接する鋼製連壁部材13，13は双方の継手部14，15において互いに嵌合し、連結されながら地盤改良体12の固結前に地盤改良体12中に挿入される。
図１，図６に示すように一個置きに形状の異なる鋼製連壁部材13が使用される場合は両側の継手部14，15の形状は同一になり、両側の継手部14，15が凸形状、もしくは凹形状になる。図示しないが、全鋼製連壁部材13に同一形状の鋼製連壁部材13が使用される場合は両側の継手部14，15の形状は互いに異なり、一方の継手部14（15）が凸形状であれば、他方の継手部15（14）は凹形状になる。
【００１６】
掘削攪拌装置６は図７に示すようにカッターポスト７と、その外周に循環自在に張架され、カッタービット９が固定されるエンドレスチェーン８と、エンドレスチェーン８を循環させる駆動装置10からなり、図８に示すようにベースマシン11に搭載された油圧シリンダによってカッターポスト７がベースマシン11を反力として水平方向に移動し、循環するカッタービット９が地盤を溝状に切削しながら、カッターポスト７等から地中に供給される固化材と切削土を混合することにより壁状に連続する地盤改良体12を構築する。
【００１７】
図１，図２のそれぞれの拡大図である図３，図４ではカッタービット９をプレート４を介してエンドレスチェーン８に装着していることから、カッタービット９の装着位置のプレート４を利用して固結体除去装置１を装着できるよう、固結体除去装置１をエンドレスチェーン８の外周に直接接続されるプレート４と、プレート４に固定され、エンドレスチェーン８の外周側へ張り出すアーム３と、アーム３に固定される爪２から構成しているが、爪２の単体が図３，図４に示す爪２とアーム３が連続した形をしている場合は爪２を直接エンドレスチェーン８に接続することもある。
【００１８】
爪２の形状は図１〜図５に示すように先行して埋設されている鋼製連壁部材13の未接続側の継手部14が凹形状の場合は凸状をし、図10に示すように継手部14が凸形状の場合は凹状をし、いずれの場合も継手部14に嵌合する形状に形成される。
図４に示すように爪２をエンドレスチェーン８に装着されているカッタービット９以外の位置に装着する場合と、全カッタービット９の内の一部のカッタービット９に代えてプレート４に装着する場合、エンドレスチェーン８の循環によってカッタービット９が施工済みの地盤改良体12を破壊しないよう、爪２はカッタービット９より地盤改良体12側へ張り出して装着される。
【００１９】
図９に示すようにエンドレスチェーン８自体が昇降する区間においてカッターポスト７に対してその幅方向と進行方向に移動可能である場合には、必ずしもヒンジ５を用いる必要はないが、図３，図４に示すようにエンドレスチェーン８に対する爪２の移動を自由にするために、プレート４をヒンジ５により鉛直軸回りに回転自在にエンドレスチェーン８に接続することが好ましい。
【００２０】
先行して挿入されている鋼製連壁部材13の未接続側の継手部14内、もしくは継手部14周辺の固結体を除去する作業に先立ち、図２，図４に示すように爪２を地盤改良体12の天端上に位置させた状態で、新規に施工を開始する位置から鋼製連壁部材13の継手部14付近まで掘削攪拌装置６を戻しながら、カッタービット９により継手部14付近の固結体を切削し、爪２が継手部14に合致するよう、掘削攪拌装置６の位置を調整する。
【００２１】
掘削攪拌装置６の位置調整後、爪２が降下する向きにエンドレスチェーン８を循環させ、継手部14内、もしくは継手部14周辺の固結体を破砕し、除去する。除去が不十分な場合は爪２が継手部14の下端まで降下した後、爪２を上昇させて固結体を清掃処理する。必要により爪２の降下と上昇が繰り返される。
図11は固結体の除去，清掃作業を補うために、固結体除去装置１付近に配置される、または固結体除去装置１に内蔵されるノズル16から液体、もしくは気体を噴射させる場合を示す。ノズル16には噴射する液体や気体を圧送するホース17が接続される。
【００２２】
図５は先行して挿入されている鋼製連壁部材13の未接続側の継手部14が凹形状の場合に、継手部14内に土砂、もしくはソイルセメントの浸入を阻止する布やスポンジ等、地盤改良体12中への鋼製連壁部材13の挿入時に継手部14の内部を埋めながら、回収が可能な充填材18を充填しておき、固結体と共に充填材18を除去する場合を示す。
【００２３】
図５の場合、継手部14内に充填材18を充填しておいても、後から挿入される鋼製連壁部材13の位置に固結体が存在するため、充填材18と共にこの固結体を除去する必要がある。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項８では爪をエンドレスチェーンの外周に装着し、エンドレスチェーンの循環を利用して継手部内、もしくは継手部周辺で固結しているソイルセメントの固結体を粉砕し、強制的に除去するため、継手部が固結体中に位置している場合の鋼製連壁部材の継手部における固結体を効果的に除去することができる。
【００２５】
この結果、地盤改良体の全構築区間の内の中途で１日の作業を終了させる、あるいは１日の内で一時的に作業を中断させることになる場合に、先行して挿入されている鋼製連壁部材に対して翌日の、あるいは中断後の施工開始時に隣接する鋼製連壁部材を容易に連結することができる。
爪は先行して埋設されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部の形状に応じ、その継手部に嵌合し得る形とされているため、先行して埋設されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部の形状に関係なく、固結体を除去できる。
【００２６】
またエンドレスチェーンは昇降する区間においてカッターポストに対してその幅方向と進行方向に移動できる余裕を持ち、固結体の破砕時に固結体からの反力に応じて自由に変位できるため、鋼製連壁部材の本体に衝撃力を加えることはない。
特に請求項３、請求項６では爪、もしくは固結体除去装置がプレートとアームと爪からなる場合のプレートをエンドレスチェーンに、エンドレスチェーンの循環方向の軸回りに回転自在に接続することで、爪自体をエンドレスチェーンに対して自由に回転変位可能にするため、鋼製連壁部材に与える衝撃力が一層緩和される。
【００２７】
請求項７では固結体除去装置付近に配置される、または固結体除去装置に内蔵されるノズルから噴射される液体、もしくは気体を併用するため、固結体の除去が確実に行える。
請求項８では先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部の形状が凹の場合に、この継手部内に土砂、もしくはソイルセメントの浸入を阻止する充填材を充填しておくため、固結体の除去と共に行われる継手部の清掃が不要化、もしくは単純化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】掘削攪拌装置と固結体除去装置の関係を示した平面図である。
【図２】図１の立面図である。
【図３】図１の拡大図である。
【図４】図２の拡大図である。
【図５】図３の場合に継手部内に充填材を充填した場合を示した平面図である。
【図６】地盤改良体構築の様子を示した平面図である。
【図７】図６の立面図である。
【図８】ベースマシンと掘削攪拌装置の関係を示した立面図である。
【図９】エンドレスチェーンの撓みの様子を示した立面図である。
【図１０】継手部が凸形状の場合の固結体除去装置を示した平面図である。
【図１１】爪に液体、もしくは気体を噴射するノズルを内蔵した場合を示した立面図である。
【符号の説明】
１……固結体除去装置、２……爪、３……アーム、４……プレート、５……ヒンジ、６……掘削攪拌装置、７……カッターポスト、８……エンドレスチェーン、９……カッタービット、10……駆動装置、11……ベースマシン、12……地盤改良体、13……鋼製連壁部材、14，15……継手部、16……ノズル、17……ホース、18……充填材。

Claims (8)

1. カッターポストとその外周に張架されるエンドレスチェーンからなる掘削攪拌装置を用いて連続するソイルセメントの地盤改良体を構築し、その固結前に地盤改良体中に、互いに連結される鋼製連壁部材を挿入する鋼製地中連続壁の施工時に使用される装置であり、前記掘削攪拌装置のエンドレスチェーンの外周に装着され、先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部に嵌合し得る形状をし、継手部内の固結体、もしくは継手部周辺の固結体を除去する爪を持つ鋼製連壁部材継手部の固結体除去装置。
2. エンドレスチェーンの外周に直接接続されるプレートと、プレートに固定され、エンドレスチェーンの外周側へ張り出すアームと、アームに固定される爪から構成される請求項１記載の鋼製連壁部材継手部の固結体除去装置。
3. エンドレスチェーンに、爪、もしくはプレートがエンドレスチェーンの循環方向を向く軸の回りに回転自在に接続されている請求項１、もしくは請求項２記載の鋼製連壁部材継手部の固結体除去装置。
4. カッターポストとその外周に張架されるエンドレスチェーンからなる掘削攪拌装置を用いて連続するソイルセメントの地盤改良体を構築し、その固結前に地盤改良体中に、互いに連結される鋼製連壁部材を挿入する鋼製地中連続壁の施工方法において、前記掘削攪拌装置のエンドレスチェーンの外周に装着され、先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部に嵌合し得る形状をし、継手部内の固結体、もしくは継手部周辺の固結体を除去する爪を持つ固結体除去装置を装着したエンドレスチェーンを降下させ、先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部内の固結体、もしくは継手部周辺の固結体を除去する鋼製連壁部材継手部の固結体除去方法。
5. 固結体除去装置はエンドレスチェーンの外周に直接接続されるプレートと、プレートに固定され、エンドレスチェーンの外周側へ張り出すアームと、アームに固定される爪から構成される請求項４記載の鋼製連壁部材継手部の固結体除去方法。
6. エンドレスチェーンに、固結体除去装置を構成する爪、もしくはプレートがエンドレスチェーンの循環方向を向く軸の回りに回転自在に接続されている請求項４、もしくは請求項５記載の鋼製連壁部材継手部の固結体除去方法。
7. 固結体除去装置付近に配置される、または固結体除去装置に内蔵されるノズルから噴射される液体、もしくは気体を併用し、固結体除去装置により鋼製連壁部材の継手部内の固結体、もしくは継手部周辺の固結体を除去する請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の鋼製連壁部材継手部の固結体除去方法。
8. 先行して挿入されている鋼製連壁部材の未接続側の継手部内に土砂、もしくはソイルセメントの浸入を阻止する充填材を充填しておき、充填材と共に固結体を除去する請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の鋼製連壁部材継手部の固結体除去方法。

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