JP6410295B2 - 強制昇降装置及び地盤改良施工装置 - Google Patents

Description

本発明は、地盤撹拌混合処理装置などの地盤改良装置を強制昇降する伸縮リーダーである強制昇降装置及びこれを備える地盤改良施工装置に関するものである。

軟弱地盤の改良に用いる地盤改良装置としては、例えば地盤撹拌混合処理装置（深層混合処理杭装置）（特開２００２−２３５３２１号公報）、砂杭造成装置（特開平８−２８４１４６号公報）又はプレファブリケイテッドバーチカルドレーン造成装置（特開２０００−１６０５４４号公報）等が知られている。地盤撹拌混合処理装置は、例えばロッドの先端部分に撹拌翼を備え、ロッドの上方端部がリーダーに固定されたものが知られている。この地盤撹拌混合処理装置は、リーダーが強制昇降装置となり、リーダーの縮小に同期して地盤に貫入され、リーダーの伸長に同期して地盤から引き抜かれることになる。

一方、空港周辺等高さ制限のある場所で地盤改良を行い、またそこから離れ高さ制限が緩和されている場所で同一の地盤改良施工装置を使用して地盤改良を行う場合がある。この場合、施工用リーダーの高さを制限高さ以下にする必要があるため、リーダー高さは低くせざるを得ない。その際、リーダー長で施工できる施工長は短くなってしまう。このため、施工用ロッドを継ぎ足して施工したり、ロッドを伸縮させたりして必要改良長まで施工するため、施工効率が悪いという問題があった。

また、特開平９−４１３５５号公報には、ピンローラジャッキアップ装置を備え、且つ上方内管の先端にワイヤーを架ける滑車を備えるトップシーブが付設された内外二重構造の伸縮自在リーダーが開示されている。このリーダーであれば、長尺のリーダーを簡単に短くでき、高さ制限のある場所においても使用できる。

特開２００５−１７７８８６号公報（請求項１、段落０００１） 特開平９−４１３５５号公報（請求項１）

しかしながら、特開平９−４１３５５号公報記載の二重管構造の伸縮自在リーダーは、上方内管が下方の外管内に嵌合する二重構造であり、地盤改良装置を固定しようとしても、固定位置が下方の外管に限定されるため、地盤改良装置の強制昇降装置にはなり得ないものであった。

一方、特開２００５−１７７８８６号公報には、連結部材で回転可能に順次結合された複数の単位ブロックから成る複数のブロック連結体と、該ブロック連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合ブロックと、前記ブロック連結体をそれぞれ巻き取る巻き取りドラムと、該巻き取りドラムを駆動するドラム駆動手段とを備え、上記ブロック連結体にはそれぞれ上記連結部材が設けられている連結面ＬＦと該連結面の裏面である連結部材が設けられていない非連結面ＮＬＦがあり、上記巻き取りドラムからそれぞれ上記ブロック連結体が繰り出されるときブロック連結体の上記非連結面ＮＬＦが互いに当接するように上記巻き取りドラムが配置されていることを特徴とする伸縮機構が開示されている。この伸縮機構は、ロボット用の脚として好適なものである。

しかし、特開２００５−１７７８８６号公報記載の伸縮機構において、ブロック連結体の繰り出しは下方向であり、上方への繰り出しは想定外のものであり、地盤改良装置を強制昇降するリーダーへの適用はできないものであった。

従って、本発明の目的は、高さ調整が自在で、地盤改良装置を強制昇降する強制昇降装置及びこれを備える地盤改良施工装置を提供することにある。

すなわち、本発明は、上記従来の課題を解決したものであって、単位リンク部材の複数個を、連結部材を用いて回転可能に順次連結して形成された第１及び第２単位リンク部材連結体と、該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合部と、該第１及び第２単位リンク部材連結体又は該先端結合部に付設される地盤改良装置と連結するリーダー側連結部と、該第１及び第２単位リンク部材連結体をそれぞれ巻き取り又は送り出す第１及び第２回転体と、該回転体を駆動する回転体駆動手段を備え、該第１及び第２単位リンク部材連結体には該連結部材が形成されている連結面と、該連結面の反対側である連結部材が形成されていない非連結面をそれぞれ有し、該回転体から送り出された該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの該非連結面同士が互いに当接して柱状のリーダーを形成するものであり、該複数の単位リンク部材は、該連結部材を軸として連結面側に回転可能に連結される伸縮リーダーであることを特徴とする強制昇降装置を提供するものである。

また、本発明は、前記強制昇降装置と、前記リーダー側連結部と連結する地盤改良装置と、を備えることを特徴とする地盤改良施工装置を提供するものである。

本発明の強制昇降装置によれば、回転体を回転させることで、リーダー高さの調整が自在である。また、本発明の地盤改良施工装置は、リーダーと地盤改良装置が一体となっているため、リーダーが強制昇降装置として機能する。このため、制限高さが変わる場合、リーダー高さを変更し、そのリーダー高さに地盤改良装置の装置高さを随時合わせることで、高さ制限域あるいは高さ制限緩和域でも効率よく施工できる。地盤改良装置は装置高さが異なるものを準備し取り換える必要はあるものの、ロッドの継ぎ足しやロッドの伸縮と比べると簡単である。

本発明の実施の形態における地盤改良施工装置の概略図である。 図１の地盤改良施工装置で使用する強制昇降装置（伸縮リーダー）の正面図である。 図２の強制昇降装置の斜視図である。 図２の強制昇降装置を構成する単位リンク及び単位リンク部材連結体を説明する図である。 他の強制昇降装置の正面図である。 他の強制昇降装置の正面図である。 （Ａ）は強制昇降装置の部分斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ方向から見た一部の単位リンク部材連結体である。 図１の地盤改良施工装置を用いた施工方法を説明する図であり、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は貫入工程であり、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の順で貫入が進行する。

次に、本発明の実施の形態における地盤改良施工装置（以下、単に「施工装置」とも言う。）及びこれを用いた地盤改良工法を図１〜図８を参照して説明する。施工装置１０は、伸縮リーダーである強制昇降装置１と地盤改良装置２を備えるものである。強制昇降装置１は新規な構造を有し、リーダー７に連結固定された地盤改良装置２を強制昇降する。

先ず、施工装置１０を構成する強制昇降装置１について説明する。強制昇降装置１は、第１単位リンク部材連結体１Ａ及び第２単位リンク部材連結体１Ｂ（以下、単に「単位リンク部材連結体」とも言う。）と、該第１及び第２単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂのそれぞれの先端を結合する先端結合部７２と、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂをそれぞれ巻き取り又は送り出す第１回転体３ａ及び第２回転体３ｂと、地盤改良装置２と連結するリーダー側連結部７１と、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを駆動する回転体駆動手段４０とを備えるものである。

第１単位リンク部材連結体１Ａは、複数の単位リンク部材１１ａ、１１ａ・・・を用いて回転可能に順次連結して形成されたものである。本例の単位リンク部材１１ａは、互いの内側の開口部を突き合わせると短尺の中空管を形成するものであり、本例では、連結面６を側面とする矩形状の第１側板１１１ａと、第１側板１１１ａの両端から直角に屈曲する巻き取り又は送り出す方向に平行な側面を有する矩形状の第２側板１１２ａと第３側板１１３ａとからなるコ字断面形状である。すなわち、互いの内側の開口部とは第１側板１１１ａの反対側（対峙する側）の開口であり、巻き取り又は送り出す方向の開口部を指すものではない。なお、短尺の中空管とは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成される長尺の中空管からなるリーダー７と区別するものであり、長尺の中空管に比べて短尺であることを言う。

複数の単位リンク部材１１ａは、第１側板１１１ａ側で連結され、第１側板１１１ａの反対側（対峙する側）の開口側では連結されない。すなわち、複数の単位リンク部材１１ａは、連結部材１２ａを軸として連結面６側に回転可能に連結され、回転体３ａ、３ｂに巻き取り可能としている。単位リンク部材１１ａにおいて、連結面６の反対側の面である連結部材１２ａが形成されていない非連結面５側には屈曲しない。

単位リンク部材１１ａの非連結面５は、本例では第２側板１１２ａと第３側板１１３ａの反第１側板１１１ａ側の端面であり、第２側板１１２ａ及び第３側板１１３ａの厚みと、巻き取り又は送り出す方向における長さを縦横とする面であり、面積対比において連結面６より小さい。

連結部材１２ａはヒンジ部材であり、例えば、蝶番及びピン等が挙げられる。連結部材１２ａは、複数の単位リンク部材１１ａを連結した際、その連結部が連結面６から突出することのない内連結とすることが、回転体３ａに巻き取りした際、第１単位リンク部材連結体１Ａと回転体３ａとの接触が面接触となり、駆動突起である第３係合部３２ａと駆動凹部である第４係合部１１５ａとの係合が確実となる点で好ましい。

単位リンク部材１１ａの非連結面５には、任意の構成要素である凸状の第１係合部１１４ａが形成されている。これにより、第１係合部１１４ａは、他方の単位リンク部材１１ｂの非連結面５に形成された凹状の第２係合部１１４ｂと係合することで、柱状のリーダー７を確実に形成することができる。

また、単位リンク部材１１ａの連結面６には、回転体３ａの第３係合部３２ａと係合する凹状の第４係合部１１５ａが形成されている。連結面６における第４係合部１１５ａの形成位置は、巻き取り又は送り出す方向の直交方向における端部、すなわち、第２側板１１２ａ及び第３側板１１３ａに対応する位置とすることが、深い孔を形成できる点で好ましい。第４係合部１１５ａが深い孔であれば、回転体３ａの突状の第３係合部３２ａとの係合が確実となり且つ安定する。なお、単位リンク部材１１ａが中実のブロック体であれば、凹状の第４係合部１１５ａは、連結面６の中央部であっても深い孔が形成できる。

他方の単位リンク部材１１ｂ及び第２単位リンク部材連結体１Ｂは、単位リンク部材１１ａ及び第１単位リンク部材連結体１Ａと実質的に同じものであり異なる点について説明する。すなわち、本例の単位リンク部材１１ｂ及び第２単位リンク部材連結体１Ｂにおいて、単位リンク部材１１ａ及び第１単位リンク部材連結体１Ａと異なる点は、リーダー軸を中心にして左右対称となる点、単位リンク部材１１ａの非連結面５における凸状の第１係合部１１４ａに対峙する位置に、第１係合部１１４ａに係合する凹状の第２係合部１１４ｂを形成した点である。これにより、回転体３ａ、３ｂから、それぞれ同期して等速で送り出された単位リンク部材１１ａと単位リンク部材１１ｂは互いに係合し、第１単位リンク部材連結体１Ａと第２単位リンク部材連結体１Ｂの非連結面５が当接して柱状のリーダー７を形成することになる。リーダー７は送り出されて上方に延びていく。

強制昇降装置１の単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、上記のコ字断面形状であり、形成された中空管が四角形のものに限定されず、例えば、互いの内側の開口部を突き合わせた中空管形状として、断面形状が多角形、楕円形、円形等のものであってもよい。この場合、回転体３ａ、３ｂの単位リンク部材１１ａ、１１ｂの当接面を、面−面接触となるような形状にすればよい。また、単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、中空管を形成するものに限定されず、中実のブロック体であってもよい。また、強制昇降装置１の単位リンク部材１１ａ、１１ｂにおいて、第１係合部１１４ａ及び第２係合部１１４ｂは、上記凹凸の係合に限定されず、凹凸以外の種々の係合が適用できる。また、第１係合部１１４ａ及び第２係合部１１４ｂは無くてもよい。

強制昇降装置１は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂのそれぞれの先端を結合する先端結合部７２を有する。先端結合部７２を有することで、巻き出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは互いに離れることなく柱状のリーダー７を形成できる。

強制昇降装置１は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂをそれぞれ巻き取り又は送り出す第１及び第２回転体３ａ、３ｂを有する。第１及び第２回転体３ａ、３ｂは、それぞれ同じものであり、本例では、一辺長さが単位リンク部材１１ａの第１側板１１１ａの長さに相当する辺部を有する多角形のドラムである。第１及び第２回転体３ａ、３ｂの表面には、単位リンク部材１１ａ、１１ｂの連結面６に形成されている凹状の第４係合部１１５ａ、１１５ｂと係合する突状の第３係合部３２ａ、３２ｂが形成されており、突状の第３係合部３２ａ、３２ｂに、単位リンク部材１１ａ、１１ｂを引っ掛けて、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの巻き取りや送り出しを行う。第１及び第２回転体３ａ、３ｂには、巻き取り又は送り出す単位リンク部材１１ａ、１１ｂのそれぞれと係合する第３係合部３２ａ、３２ｂを有する。本例では、多角形を構成するひとつの面の両側端近傍に２箇所形成されている。また、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂにおいて、回転体側の先端の単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに固定されている。これにより、回転体側の先端の単位リンク部材１１ａ、１１ｂが第１及び第２回転体３ａ、３ｂの真下に位置しても回転体から外れて垂れることはない。なお、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの形状は、上記多角形に限定されず、単位リンク部材１１ａ、１１ｂの形状に応じた種々の形状を採り得る。なお、第１及び第２回転体３ａ、３ｂはそれぞれ同期して等速で巻き取りや送り出しが行われる。

強制昇降装置１において、第１及び第２回転体３ａ、３ｂは、それらから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面が概ね当接するように配置されている。本例では、第１及び第２回転体３ａ、３ｂから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面５が互いに当接するように両側から挟む圧着手段８ａ、８ｂを、更に備える。これにより、第１及び第２回転体３ａ、３ｂから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面は確実に当接する。圧着手段８ａ、８ｂとしては、例えばローラが挙げられる。すなわち、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを両側から挟み込み、自ら回転するものが、摩擦熱を発生させず、異音もない点で好ましい。

強制昇降装置１において、第１及び第２回転体３ａ、３ｂ及び圧着手段８ａ、８ｂは、支持基台１９に付設される。支持基台１９は前後側板と底板とを有し、前後側板には、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転軸３３ａ、３３ｂ及び圧着手段８ａ、８ｂの回転軸８１ａ、８１ｂが支持される。支持基台１９の上方は、開口となっており、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの送り出しや巻き取りが自在である。支持基台１９は、例えばクレーン等に設置される（図１参照）。

強制昇降装置１において、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂ又は先端結合部７２に付設される地盤改良装置と連結するリーダー側連結部７１を有する。リーダー側連結部７１としては、ボルト孔、固定ボルト、嵌合突起、嵌合凹部など公知のものが挙げられ、本例ではボルト孔である。リーダー７と地盤改良装置２との連結とは、リーダー７が強制昇降装置として機能することから、リーダー７の縮小に同期して下降し、リーダー７の伸長に同期して上昇するように固定されていることを意味する。また、リーダー側連結部７１が、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂに付設される場合、リーダー側連結部７１は、単位リンク部材連結体１Ａ及び単位リンク部材連結体１Ｂの双方に対称位置に一対付設される。これにより、地盤改良装置２を地盤中に強制貫入する際、回転体３ａ、３ｂに均等に負荷がかかる点で好ましい。また、単位リンク部材連結体１Ａ及び単位リンク部材連結体１Ｂにおけるリーダー側連結部７の形成位置は、連結面６と直交し且つ反回転体駆動手段側の面であることが、地盤改良装置２が反回転体駆動手段側の位置となり、且つリーダー７の昇降に障害とならない点で好ましい。ボルト孔７１には、リーダー７と地盤改良装置２の駆動手段２１を固定するボルトが嵌ることになる。また、強制昇降装置１のリーダー７の上部には、ワイヤー連結部７３が付設されている。ワイヤー４６は他端がクレーン１３に固定されており、リーダー７を安定に保つ。

強制昇降装置１は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを駆動する回転体駆動手段４０を備える。回転体駆動手段４０は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを同期して互いに逆回転の始動及び停止する機能、互いに等速で回転させる機能を有する公知のものでよく、例えば、図１に示すようなクレーン１３に付設された油圧モータ４０およびそれを制御する公知の手段が使用できる。

次に、強制昇降装置１の変形の強制昇降装置１ａについて、図５を参照して説明する。強制昇降装置１ａにおいて、強制昇降装置１と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について、主に説明する。すなわち、強制昇降装置１ａにおいて、強制昇降装置１と異なる点は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを、それらから送り出された単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの非連結面が当接するように配置すると共に、圧着装置８の設置を省略した点である。すなわち、強制昇降装置１ａは圧着装置を兼用する。このような強制昇降装置１ａは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転軸３３ａ、３３ｂ間を、回転体の直径と第１及び第２単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成される中空管の外径の加算寸法とすることで得られる。強制昇降装置１ａにおいても、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの送り出しにより、確実に柱状のリーダー７を形成できる。

次に、強制昇降装置１の他の変形例である強制昇降装置１ｂについて、図６を参照して説明する。強制昇降装置１ｂにおいて、強制昇降装置１と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について、主に説明する。すなわち、強制昇降装置１ｂにおいて、強制昇降装置１と異なる点は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの全部を巻き取ることなく、第１及び第２回転体３ａ、３ｂで巻き取りした後は、横方向（外方向）に移動するようにしたものである。すなわち、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの反送り出し側に、外側の横方向に延びる支持部材９ａ、９ｂを形成したものである。支持部材９ａ、９ｂは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを支持するのに充分な幅寸法を有する載置面９１を有する。また、支持部材９ａ、９ｂの長さは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの長さや横領域の空き具合により適宜決定される。また、支持部材９ａ、９ｂの載置面は、摩擦を低減するため、ローラ面としてもよい。強制昇降装置１ｂにおいて、巻き取られた単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに約１/４巻き取られた後、支持部材９ａ、９ｂの載置面９１上を滑りながら移動する。なお、単位リンク部材連結体１Ａは、単位リンク部材１１ａに形成される第１係合部１１４ａが支持部材９ａ、９ｂの載置面９１側に位置するが、大きな荷重や負荷はかからず問題はない。強制昇降装置１ｂは、横領域に制限がない場合に有効である。

次に、強制昇降装置１ｃについて、図７を参照して説明する。強制昇降装置１ｃにおいて、強制昇降装置１と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、強制昇降装置１ｃにおいて、強制昇降装置１と異なる点は、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、第１及び第２回転体３ａ、３ｂに螺旋状に巻き取られる点である。すなわち、第１及び第２回転体３ａ、３ｂは、螺旋巻きが可能な奥行き幅を有すると共に、回転体３ａ、３ｂの表面には、螺旋状に対応する箇所に突状の第３係合部３２ａ、３２ｂが形成されている。また、単位リンク部材１１ａ、１１ｂは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂが螺旋巻きされるよう、連結する２つの単位リンク部材１１ａと１１ａ及び連結する２つの単位リンク部材１１ｂと１１ｂがそれぞれ傾斜角度αで結合されている。なお、リーダー側連結部７１が、嵌合突起の場合、巻きピッチを大とすることで、螺旋巻きによる障害の問題を解決することができる。

連結する２つの単位リンク部材を傾斜角度αで結合する方法としては、例えば、図７（Ｂ）に示すように、第１単位リンク部材連結体１Ａにおいて、非連結面５から見て単位リンク部材１１ａを、連結する単位リンク部材１１ａの当接面１１６ａが螺旋巻きされる方向（図７（Ｂ）において右上がり傾斜）に角度αで傾斜するようにすればよい。これにより、第１単位リンク部材連結体１Ａは、第１回転体３ａに傾斜αで巻き込まれる。強制昇降装置１ｃによれば、横領域に制限がある場合に有効である。

次に、地盤改良装置２について説明する。地盤改良装置２は、強制昇降装置１の単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂ又は先端結合部７２のリーダー側連結部７１に連結される。すなわち、リーダー側連結部７１に地盤改良装置側連結部が連結する。地盤改良装置側連結部としては、リーダー側連結部７１と連結するものであり、ボルト締め板、ボルト孔、嵌合突起、嵌合凹部など公知のものが挙げられる。これにより、地盤改良装置２は、リーダー７の縮小に同期して下降し、リーダー７の伸長に同期して上昇する。地盤改良装置２は、本例では、地盤撹拌混合処理装置（深層混合処理杭装置）であり、回転軸２２と、回転軸２２の下部に放射状に付設される単段又は多段の撹拌翼２３と、回転軸の所定位置に付設された固化材吐出管口２５とを有する。符号２１は駆動モータ部、符号２４は共回り防止板である。

地盤改良装置２としては、上記地盤撹拌混合処理装置に限定されず、公知の高圧噴射撹拌装置、プレファブリケイテッドバーチカルドレーン造成装置、砂杭造成装置など公知のものが挙げられる。高圧噴射撹拌装置としては、駆動モータ部、先端に高圧固化材噴射口を有する高圧固化材供給管と、圧縮空気噴射口を有する圧縮空気供給管とを内蔵する中空管を備えるものが挙げられる。この場合、中空管の上端部がリーダー７に固定される。本発明の地盤改良装置は、リーダー７に固定され、リーダー７の昇降（伸縮）と連動するものである。また、本発明の地盤改良装置は、リーダー７の昇降と連動する動きの他、別途に、独自に回転、伸縮、上下運動などしてもよい。

次に、本発明の施工装置１０を使用した地盤改良工法について図８を参照して説明する。施工装置１０は、高さ制限の緩い場所で使用されるものでリーダー７高さは高い。強制昇降装置１は、クレーン１３に搭載され、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂの回転体３ａ、３ｂへの巻き取りは少なく、リーダー７高さが高い状態のものである。施工装置１０において、地盤撹拌混合処理装置２の駆動モータ部２１は、リーダー７の上方であって、単位リンク部材連結体１Ａ及び単位リンク部材連結体１Ｂの連結面６と直交し且つ反回転体駆動手段側の面に固定されている（図８（Ａ））。

次いで、図８（Ａ）の状態から地盤撹拌混合処理装置２を地中に貫入する。この際、強制昇降装置１の回転体駆動手段を稼働させ、地盤撹拌混合処理装置２の駆動モータ部２１を駆動させる。すなわち、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂは、回転体３ａ、３ｂに巻き取られ、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成されるリーダー７は漸次縮小する。地盤撹拌混合処理装置２はリーダー７の下降に連動して下降し、回転軸２２は回転するため、撹拌翼２３により地盤を掘削しつつ地中に貫入される（図８（Ｂ）及び（Ｃ））。すなわち、強制昇降装置１は、地盤撹拌混合処理装置２を強制的に地中に貫入する。この際、地上のセメントミルク供給設備からセメントミルクを固化材吐出口２５から吐出し、地盤中に撹拌混合させて固化処理杭を造成する（不図示）。単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを、回転体３ａ、３ｂに巻き取る方法としては、回転体３ａ、３ｂ回りが場所的に制限される場合、螺旋巻きでよく、回転体３ａ、３ｂ回りが場所的に制限されない場合、図６のような第１及び第２回転体３ａ、３ｂの反送り出し側であって、外側の横方向に延びる支持部材９ａ、９ｂに支持させる方法でよい。所定の深度まで到達すると、回転軸貫入工程は終了する。

次いで、強制昇降装置１のリーダー７を伸長する。すなわち、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを、回転体３ａ、３ｂから送り出し、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成されるリーダー７を上方へ漸次伸長する。地盤撹拌混合処理装置２はリーダー７の上昇に連動して上昇する。また、地盤撹拌混合処理装置２の駆動モータ部２１により回転軸２２を正転方向又は逆転方向に回転させながら地盤中を引き抜く。なお、固化材の吐出は、貫入工程に限定されず、回転軸２２を地盤から引き抜く際、あるいは貫入及び引き抜き双方において、固化材吐出管口２５から固化材を吐出させ、地盤中で撹拌混合させてもよい。このように、強制昇降装置１は、回転体３ａ、３ｂの回転方向を変えるのみで、地盤撹拌混合処理装置２を強制貫入又は強制引き抜きをすることができる。また、施工装置１０は、高さ制限の緩い場所で使用される場合、そのリーダー７高さに相当する施工長が長い地盤改良装置が使用できる。

次に、施工装置１０を、高さ制限のある場所で使用する場合、図８の施工装置１０において、施工長さが大の地盤撹拌混合処理装置（地盤改良装置）２を取り外し、リーダー７高さを低くする。リーダー７高さは、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを、回転体３ａ、３ｂに巻き取ることで、低くすることができる。このような、低いリーダー長の強制昇降装置１に対して、リーダー長さに相当する地盤撹拌混合処理装置（地盤改良装置）２を取り付ければよい。このように、本発明の施工装置によれば、制限高さが変わる場合、リーダー高さに地盤改良装置の装置高さを随時合わせることで、高さ制限域あるいは高さ制限緩和域でも効率よく施工できる。

本発明の施工装置１０において、地盤改良装置２には、先端が先細りの中空管を備えるドレーン施工用装置が使用できる。先端が先細りの中空管は、上方部が強制昇降装置１のリーダー７に固定され地盤に貫入及び引き抜きされる。先細り中空管には、プレファブリケイテッドバーチカルドレーンが通され、先細りの中空管より先において、プレファブリケイテッドバーチカルドレーンの先端部とアンカーが係止する。プレファブリケイテッドバーチカルドレーンとしては、ペーパードレーン等プラスティックや天然繊維材を用いた人工の製品等が挙げられる。これらのバーチカルドレーンを粘性土地盤中に設置して、これを排水柱とするものである。

次に、施工装置１０を用いたプレファブリケイテッドバーチカルドレーン工法について説明する。先ず、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを回転させ、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを巻き取り、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成されるリーダー７を漸次縮小させる。これにより、プレファブリケイテッドバーチカルドレーンは中空管７の貫入と同期して、地中に導入される。アンカーが所定深度まで到達すると、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転を停止させる。次に、引く抜き工程を行う。引き抜き工程は、第１及び第２回転体３ａ、３ｂの回転を逆回転することで、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを上方に送り出し、中空管を引き抜く。先端の先細りケーシングとアンカーは結合されていないため、アンカーと共にプレファブリケイテッドバーチカルドレーンは地中に置き去りにされる。

本発明の施工装置において、地盤改良装置２としては、砂杭造成用中空管が使用できる。砂杭造成用中空管の上方部は強制昇降装置１に固定される。砂杭造成用中空管の上部には、ホッパーが設置される。砂杭材料は、リーダー７の横面に昇降自在に取付けられた昇降バスケットからホッパーへ投入され、砂杭造成用中空管内部まで供給される。砂杭造成用中空管には、砂杭材料を排出補助する内ジェット配管、貫入補助の外ジェット配管が付設され、先端には開閉弁が取り付けられたものが使用できる。砂杭材料としては、従来の砂杭造成工法で使用されてきた公知の材料でよく、砂、シルトや礫を含む砂、砕石及びスラグ等が挙げられる。砂としては、例えば粒径が０．０７４〜２．０ｍｍ程度のものが使用できる。

次に、施工装置１０を用いた砂杭造成工法の一例について説明する。貫入工程は、前記同様に、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを回転させ、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを巻き取り、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成されるリーダー７を漸次縮小させる。中空管はこれに連動して下降する。そして、中空管を地中の所定深度まで貫入した後、中空管を適宜長引き抜く工程と、中空管を再貫入する工程とを、順次地表に至るまで繰り返し、この間、引き抜き工程で中空管内の砂杭材料を排出し、再貫入工程でこの砂杭材料に圧縮力を加える、という従来の方法で行なえばよい。中空管内への砂杭材料の投入は、貫入工程の前に行ってもよく、中空管の先端が所定の深度まで貫入した後に行ってもよい。なお、中空管の引き抜きは、前記同様に、第１及び第２回転体３ａ、３ｂを回転させ、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂを上方へ送り出し、単位リンク部材連結体１Ａ、１Ｂで形成されるリーダー７を伸長させることで行う。

本発明の強制昇降装置は、上記実施の形態例に限定されず、種々の変形例を採ることができる。単位リンク部材の連結面に形成される第４係合部の形成位置は、左右両側端部に限定されず、連結面のいずれの箇所に形成されていてもよい。その際、回転体に形成される第３係合部は、第４係合部に対応する位置である。なお、突状の第３係合部及び凹状の第４係合部の係合は、単位リンク部材１１ａ、１１ｂが連結部材１２ａ、１２ｂを中心に回動しながら係合するため、巻き取り及び送り出し方向における突起側面を円弧状にするのがよい。また、本発明において、地盤改良装置は、上記実施の形態例に限定されず、地盤に貫入する工程と地盤から引き抜かれる工程を実施する全ての装置が使用できる。

本発明の施工装置によれば、伸縮リーダーと地盤改良装置が一体となっているため、リーダーが強制昇降装置として機能する。このため、空港周辺等で制限高さが変わる場合、リーダー高さに地盤改良装置の装置高さを随時合わせることで、高さ制限域あるいは高さ制限緩和域でも効率よく施工できる。

１ 強制昇降装置
１Ａ 第１単位リンク部材連結体
１Ｂ 第２単位リンク部材連結体
２ 地盤改良装置
３ａ 第１回転体
３ｂ 第２回転体
４、４ａ〜４ｄ 係合ガイド部
５ 非連結面
６ 連結面
７ リーダー
８ａ、８ｂ 圧着装置
９ａ、９ｂ 支持部材
１０、１０ａ、１０ｂ 地盤改良施工装置
１１ａ、１１ｂ 単位リンク部材
１２ａ、１２ｂ 連結部材
１３ クレーン
４０ 回転体駆動手段
５０、５０ａ〜５０ｃ 地盤改良機械
６０ａ、６０ｂ 地盤改良装置
７２ 先端結合部

Claims (10)

1. 単位リンク部材の複数個を、連結部材を用いて回転可能に順次連結して形成された第１及び第２単位リンク部材連結体と、
   該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの先端を結合する先端結合部と、
   該第１及び第２単位リンク部材連結体又は該先端結合部に付設される地盤改良装置と連結するリーダー側連結部と、
   該第１及び第２単位リンク部材連結体をそれぞれ巻き取り又は送り出す第１及び第２回転体と、
   該回転体を駆動する回転体駆動手段を備え、
   該第１及び第２単位リンク部材連結体には該連結部材が形成されている連結面と、該連結面の反対側である連結部材が形成されていない非連結面をそれぞれ有し、該回転体から送り出された該第１及び第２単位リンク部材連結体のそれぞれの該非連結面同士が互いに当接して柱状のリーダーを形成するものであり、該複数の単位リンク部材は、該連結部材を軸として連結面側に回転可能に連結される伸縮リーダーである、該回転体を回転させることで、該リーダーに連結する地盤改良装置を、リーダーの縮小に同期して下降させ、該リーダーの伸長に同期して上昇させることを特徴とする強制昇降装置。
2. 前記単位リンク部材は、互いの内側の開口部を突き合わせると短尺の中空管を形成するものであり、前記リーダーは中空管であることを特徴とする請求項１に記載の強制昇降装置。
3. 前記回転体は、該回転体から送り出された前記単位リンク部材連結体の前記非連結面が互いに当接するように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の強制昇降装置。
4. 前記回転体から送り出された前記単位リンク部材連結体の前記非連結面が互いに当接するように押圧する圧着手段を、更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の強制昇降装置。
5. 前記単位リンク部材は、該連結面を側面とする第１側板と、該第１側板の両端から直角に屈曲する巻き取り又は送り出す方向に平行な側面を有する第２及び第３側板とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の強制昇降装置。
6. 前記単位リンク部材連結体の一方の単位リンク部材の非連結面には、第１係合部が形成され、前記単位リンク部材連結体の他方の単位リンク部材の非連結面には、該第１係合部に係合する第２係合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の強制昇降装置。
7. 前記回転体には第３係合部が形成され、前記連結面には該第３係合部に嵌合する第４係合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の強制昇降装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の強制昇降装置と、
   前記リーダー側連結部と連結する地盤改良装置と、を備えることを特徴とする地盤改良施工装置。
9. 前記地盤改良装置は、前記リーダーの縮小に同期して下降し、前記リーダーの伸長に同期して上昇するものであることを特徴とする請求項８記載の地盤改良施工装置。
10. 前記地盤改良装置は、地盤撹拌混合処理装置、砂杭造成装置、高圧噴射撹拌装置又はプレファブリケイテッドバーチカルドレーン造成装置であることを特徴とする請求項８又は９記載の地盤改良施工装置。

Images