杭上地盤改良装置及び杭上地盤改良システム
【課題】広い幅で広範囲に亘る地盤改良が行える杭上地盤改良システムを提供する。
【解決手段】杭列100上の地盤改良の進行方向における後部に配備された作業機20と、前部に配備された杭圧入機40と、作業機と杭圧入機の間のクレーン60とを備える。作業機は、杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプする位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能なベース部21と、ベース部に水平方向旋回可能に設けられた旋回台24と、旋回台に垂直な姿勢で支持されたリーダー25と、リーダーに沿って昇降する昇降体26と、昇降体に設けられた回転装置とを備えており、昇降体の昇降動作と回転装置による回転動作を利用することで地盤改良を行う機能と、昇降体の上昇動作を利用して杭列の後端の杭101を引き抜く機能とを果たす。杭圧入機は、杭列上に自立して移動可能であり、作業機で引き抜いた杭を杭列の前方に圧入する機能を果たす。
【解決手段】杭列100上の地盤改良の進行方向における後部に配備された作業機20と、前部に配備された杭圧入機40と、作業機と杭圧入機の間のクレーン60とを備える。作業機は、杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプする位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能なベース部21と、ベース部に水平方向旋回可能に設けられた旋回台24と、旋回台に垂直な姿勢で支持されたリーダー25と、リーダーに沿って昇降する昇降体26と、昇降体に設けられた回転装置とを備えており、昇降体の昇降動作と回転装置による回転動作を利用することで地盤改良を行う機能と、昇降体の上昇動作を利用して杭列の後端の杭101を引き抜く機能とを果たす。杭圧入機は、杭列上に自立して移動可能であり、作業機で引き抜いた杭を杭列の前方に圧入する機能を果たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、杭列に支持を取って自立しながら地盤改良を行う杭上地盤改良装置及び杭上地盤改良システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、高架下の狭隘地、堤防などの斜面、あるいは、地盤の不安定な河川隣接地などにおいて地盤改良を行う場合、一般地における施工に比べて大型の施工機械の搬入が困難であるため、多大な仮設設備を設けるか、その他の高価な工法が採用されていた。
【0003】
そこで、そのような施工域においても、安価に地盤改良を行える工法が開発され、特許文献1に開示されている。図13、図14を用いて、その工法について説明する。
【0004】
この工法は、複数のケーシング(杭)を地中に圧入し、ケーシング列上を自走可能な圧入引抜機で、ケーシング列の前方または側方に新たなケーシングを圧入し、その後、圧入引抜機で後方のケーシングを引き抜きつつ、該ケーシング内にドレーン材を投入してパイルを造成し、次いで、引き抜いたケーシングを、ケーシング列の前方または側方に圧入する、というものである。
【0005】
具体的には、まず図13に示すように、ケーシングC1〜C5を地中に圧入して、ケーシング列を作成する。次いで、図14に示すように、圧入引抜機Aのマスト2を180度反転させ、チャック1により、既に圧入したケーシングC1をクランプする。そして、このケーシングC1の上端にパイプ3を差し込み、このパイプ3よりケーシングC1内にドレーン材10を投入する。その後、ケーシングC1を引き抜けば、地中にパイル10aが形成されていく。
【0006】
コンパクション杭のように、パイル10aに圧密が必要な場合は、ケーシングC1内に設けられた締め固めジャッキ5で、ドレーン材10を締め固めて、パイル10aを造成しながら、ケーシングC1を引き抜いていく。
【0007】
ケーシングC1を引き抜いた後は、チャック1でケーシングC1を保持したまま、マスト2とチャック1を再び180度反転させ、ケーシングC5に隣接した位置に位置決めして、その位置でケーシングC1を地盤中に圧入する。そして、このケーシングC1を圧入した後に、圧入引抜機Aを進行方向にケーシング1本分だけ自走移動させる。
【0008】
以上の操作を繰り返すことにより、無振動、無騒音で地盤にパイル列を構成することができ、地盤を改良することができる。この工法によれば、軟弱地盤などにおいても、機械類を地上で移動する必要がなくなるから、盛土せずに施工が可能となる。従って、仮設工事が不要になり、工期を短縮できる。
【特許文献1】特開平2−209518号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、上記の工法では、杭用の圧入引抜機Aを用いて地盤改良を行うので、狭い幅で直線状に地盤改良することはできるものの、広い幅で広範囲に亘る地盤改良を行うことはできなかった。なお、広い幅で広範囲に亘って地盤改良を行おうとすると、ケーシング(杭)が大きくなり、機械も大型化してしまう。また、ケーシング列を変更することは、地盤改良の条件に制約を受けることになった。
【0010】
本発明は、上記事情を考慮し、施工する条件に応じて杭列を変更することができ、広い幅で広範囲に亘る地盤改良を行うことができる小型で安価な杭上地盤改良装置及び杭上地盤改良システム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】
【0011】
請求項1の発明は、杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良装置において、前記杭列上で前記地盤改良を旋回自在に行う作業機を備えたことを特徴とする。
【0012】
請求項2の発明は、杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良システムにおいて、予め建て込んである杭列上の地盤改良の進行方向における後部に配備された作業機と、前記杭列上の地盤改良の進行方向における前部に配備された杭圧入機と、を備え、前記作業機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプする位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能なベース部と、該ベース部に水平方向旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台に垂直な姿勢で支持されたリーダーと、該リーダーに沿って昇降する昇降体と、該昇降体に設けられた回転装置とを備え、前記昇降体の昇降動作と前記回転装置による回転動作を利用することで地盤改良を行う機能と、前記昇降体の上昇動作を利用して前記杭列の後端の杭を引き抜く機能とを有しており、前記杭圧入機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプの位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能であり、且つ、前記作業機で引き抜いた杭を杭列の前方に圧入する機能を有していることを特徴とする。
【0013】
請求項3の発明は、請求項2に記載の杭上地盤改良システムであって、前記ベース部に対し前記旋回台が着脱可能に装備されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1の発明によれば、杭上において広い幅で広範囲に亘る地盤改良を行うことができる。
【0015】
請求項2の発明によれば、杭列の後部と前部にそれぞれ自走式の作業機と杭圧入機を配置し、作業機に、旋回台とリーダーを備えた一般的な地盤改良機と同種のものを利用しているので、大きな旋回半径でリーダーの位置を移動することができ、旋回台を回動させてリーダーの位置を変えながら作業を繰り返すことにより、広い幅で広範囲の地盤改良を杭上において行うことができる。また、作業機のベース部の固定位置を小刻みに調整したり旋回台やリーダーの位置を調整したりすることにより、杭ピッチに拘わらず、地盤改良の中心位置のピッチを任意に変えることができるので、地盤改良の品質向上を図ることができる。さらに、杭列を地盤改良を行うための作業機の足場としているため、地盤改良の条件に応じて杭列を簡単に変更することができる。
【0016】
請求項3の発明によれば、旋回台をベース部から切り離せるようにしたので、ベース部だけを専用装備とするだけで、旋回台より上側の装備は、他の機械と共用にすることができる。従って、コストアップを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0018】
図1は実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良時の状態を示す側面図、図2は同実施形態における作業機の側面図、図3は同作業機の構成とその作業領域(地盤改良範囲)を示す平面図、図4は同作業機を移動しながら作業した場合の作業領域の一部を示す平面図、図5は同実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良後に後端の杭を引き抜いている状態を示す側面図、図6は同実施形態における作業機のベース部と旋回台との連結部分の構成を示す連結時の平面図、図7は同連結部分の連結解除のための操作をした時の状態を示す平面図、図8は図6の状態のときの一部断面として示す側面図、図9は図7の状態のときの一部断面として示す側面図、図10は前記作業機における旋回台から上側の部分を取り外してクローラ台車に取り付けた状態を示す側面図である。
【0019】
図1に示すように、この杭上地盤改良システムは、予め建て込んである杭列100上の地盤改良の進行方向(図中矢印A方向)における後部に配備された杭上地盤改良装置としての作業機20と、杭列100上の地盤改良の進行方向における前部に配備された杭圧入機40と、作業機20と杭圧入機40の間に設けられた杭101の受け渡し機としてのクレーン60とを備えている。
【0020】
作業機20は、図2に示すように、ベース部21と、このベース部21に水平方向旋回可能に設けられた旋回台24と、この旋回台24に垂直な姿勢で支持されたリーダー25と、このリーダー25に沿って昇降する昇降体26と、この昇降体26に設けられた回転装置(図示略)とを備えている。旋回台24は、着脱式の連結手段23を介して、ベース部21に対し着脱可能に装備されている。
【0021】
着脱式の連結手段23は、図6〜図9に示すように、ベース部21側のフランジ23Aと、旋回台24側のフランジ23Bと、両フランジ23A、23Bを挟持可能な断面C字形の連結リング80とからなり、両フランジ23A、23Bを合わせて連結リング80で締め付けることにより、旋回台24をベース部21に堅固に連結することができ、連結リング80の締め付けを解いて両フランジ23A、23Bを引き離すことにより、旋回台24をベース部21から取り外せるようになっている。
【0022】
また、作業機20のベース部21は、杭列100の上部をクランプすることにより杭列100上に自立することができ、クランプする位置を切り換えることにより、杭列100に沿って移動することができるものであり、下部に複数のクランプ22を備えている。
【0023】
複数のクランプ22の切り換えによりベース部21を移動させる方法は、公知の方法であるが、簡単に述べると、例えば、第1グループのクランプと第2グループのクランプを、それぞれ互いに進行方向にスライド自在且つジャッキアップ自在の第1ベースと第2ベースに設けておき、第1グループのクランプで自立している状態で第2グループのクランプを開放し、第2ベースをジャッキアップしてスライドさせた後、ジャッキダウンさせて次の位置で第2クランプをクランプ状態にする。次に第1グループのクランプを開放させて同じ操作を行う。これにより、1回の移動が完了する。ここでは、杭101のピッチよりも小刻み(例えば、1cmレベル)にベース部21を移動できるようになっている。
【0024】
この作業機20は、昇降体26の昇降動作と回転装置による回転動作を利用することにより、ロッド27やその先端の羽根28を回しながら地盤改良を行うことができるものである。また、図5に示すように、昇降体26の上昇動作を利用することにより、係合手段29を介して杭列100の後端の杭101を引き抜くことができるようになっている。
【0025】
リーダー25は、旋回台24の先端に支持されているので、大きな半径で旋回することができ、図3に示すように、旋回台24を徐々に回動させて、リーダー25に支持された昇降体26の動作位置を変えることにより、大きな半径で地盤改良域WRを連続させることができる。
【0026】
従って、図4に示すように、作業機20の移動によって地盤改良域WRを連続させることにより、広い幅で広範囲の地盤改良を行うことができる。
【0027】
杭圧入機40は、杭列100の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプの位置を切り換えることにより杭列100に沿って移動可能なものであり、複数のクランプ42を備えたベース部41と、作業機20で引き抜いた杭101を杭列100の前方に圧入するためのマスト45を備えている。この杭圧入機40の移動の仕方は、作業機20と同様である。
【0028】
また、クレーン60は、作業機20で引き抜いた杭101を杭圧入機40へ引き渡すためのもので、杭列100の上部をクランプすることにより杭列上に自立することができ、クランプの位置を切り換えることにより杭列100に沿って移動できるようになっている。従って、作業機20と同様に、複数のクランプ62を備えたベース部61を有する他に、クレーンとしての通常の装備である旋回台64や、旋回台64に傾動・伸縮自在に支持されたブーム65などを有している。
【0029】
地盤改良作業を行う場合は、予め何本かの杭101を圧入して杭列100を構成し、その上に作業機20、杭圧入機40、クレーン60を搭載し、図1に示すように、列の後方で作業機20により地盤改良を行ったら、図5に示すように、列の後端の杭101を抜き取る。抜き取った杭101はクレーン60で杭圧入機40に受け渡し、その杭101を杭圧入機40により列の前方に圧入する。これにより新たな足場ができる。そして、以上の操作を繰り返すことにより、一定数の杭101を用いて地盤改良を行うことができる。
【0030】
この場合の杭101としては、一般的には鋼矢板を用いることができるが、それ以外の杭を使用してもよい。
【0031】
以上のように、上記構成の杭上地盤改良システムによれば、杭列100の後部と前部にそれぞれ自走式の作業機20と杭圧入機40を配置し、作業機20に、旋回台24とリーダー25を備えた一般的な地盤改良機と同種のものを利用しているので、大きな旋回半径でリーダー25の位置を移動することができ、その結果、広い幅で広範囲の地盤改良を杭列10上において行うことができる。また、作業機20のベース部21の固定位置を小刻みに調整したり、旋回台24やリーダー25の位置を調整したりすることにより、杭101のピッチに拘わらず、地盤改良の中心位置のピッチを変えることができるので、地盤改良の品質向上を図ることができる。
【0032】
また、旋回台24をベース部21から切り離せるようにしているので、ベース部21だけを専用装備とするだけで、旋回台24より上側の装備は、他の機械と共用にすることができる。例えば、図10に示すように、クローラ台車200に取り付ければ、他の現場での地盤改良作業にも供することができる。
【0033】
また、杭列100の後部の作業機20と前部の杭圧入機40の間に、引き抜いた杭101を杭圧入機40へ引き渡すためのクレーン(受け渡し機)60を設けているので、作業機20の旋回台24の旋回だけで杭101を受け渡せない場合でも、引き抜いた杭101を確実に杭圧入機40へ受け渡すことができる。従って、杭列100の長さが長くても円滑な作業を行うことができる。
【0034】
さらに、杭列100の長さが短い場合は、作業機20のリーダー25を利用して杭列100に使用される杭101を簡単に引き抜くことができ、作業機20の旋回台24の反転により、引き抜いた杭101を杭圧入機40に受け渡すことも可能であり、その場合は、クレーン60を省略することができる。
【0035】
さらに、作業機20と杭圧入機40を配置し作業するに足りる断面強度と杭長を有する杭列100を用いることにより、足場(仮設)となる杭材を必要最小限の構成にとどめることができる。その結果、コストを削減することができる。また、従来の鋼管材から成るケーシング等に比べて、小さい杭材を使用できるので、コンパクトな杭圧入機40を使用することができ、その分コストを削減することができる。
【0036】
さらに、地盤改良を行う深さよりも杭列100の杭長を短くすることにより、従来のように、ケーシングを地盤改良に使用しなくても済み、システムを設置し作業するに足りる杭長に設定することができ、その分コストを削減することができる。
【0037】
さらに、杭列100に使用される杭101としてU型鋼矢板を用いることにより、従来のケーシング等に比べて安価となり、その分コストを削減することができる。
【0038】
なお、杭上地盤改良システムによる杭列100上の地盤改良の進行方向は、図2に示すA方向に限らず、図11で矢印で示すB方向(図2の進行方向Aとは逆の方向)に作業機20を移動させて地盤改良しても良い。さらに、図12に示すように、作業機20を前後方向に移動及び旋回動させながら地盤改良を進行方向A或いはBに対して垂直方向に行っても良い。この場合に、杭101は地盤改良の領域中に埋設したまま残しておいても良い。さらに、作業機20に砂等を供給して砂杭等による地盤改良に前記実施形態を適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明は、実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良時の状態を示す側面図である。
【図2】同実施形態における作業機の側面図である。
【図3】同作業機の構成とその作業領域(地盤改良範囲)を示す平面図である。
【図4】同作業機を移動しながら作業した場合の作業領域の一部を示す平面図である。
【図5】同実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良後に後端の杭を引き抜いている状態を示す側面図である。
【図6】同実施形態における作業機のベース部と旋回台との連結部分の構成を示す連結時の平面図である。
【図7】同連結部分の連結解除のための操作をした時の状態を示す平面図である。
【図8】図6の状態のときの一部断面として示す側面図である。
【図9】図7の状態のときの一部断面として示す側面図である。
【図10】前記作業機における旋回台から上側の部分を取り外してクローラ台車に取り付けた状態を示す側面図である。
【図11】図2の進行方向とは逆方向に地盤改良をする場合の作業機の側面図である。
【図12】上記作業機を前後方向に移動及び旋回動させながら地盤改良を進行方向に対して垂直方向に行う場合の作業領域の一部を示す平面図である。
【図13】従来の工法の説明用の断面図である。
【図14】同工法における別の作業中の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【0040】
100 杭列
101 杭
20 作業機(杭上地盤改良装置)
21 ベース部
22 クランプ
23 連結手段
24 旋回台
25 リーダー
26 昇降体
40 杭圧入機
60 クレーン(受け渡し機)
【技術分野】
【0001】
本発明は、杭列に支持を取って自立しながら地盤改良を行う杭上地盤改良装置及び杭上地盤改良システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、高架下の狭隘地、堤防などの斜面、あるいは、地盤の不安定な河川隣接地などにおいて地盤改良を行う場合、一般地における施工に比べて大型の施工機械の搬入が困難であるため、多大な仮設設備を設けるか、その他の高価な工法が採用されていた。
【0003】
そこで、そのような施工域においても、安価に地盤改良を行える工法が開発され、特許文献1に開示されている。図13、図14を用いて、その工法について説明する。
【0004】
この工法は、複数のケーシング(杭)を地中に圧入し、ケーシング列上を自走可能な圧入引抜機で、ケーシング列の前方または側方に新たなケーシングを圧入し、その後、圧入引抜機で後方のケーシングを引き抜きつつ、該ケーシング内にドレーン材を投入してパイルを造成し、次いで、引き抜いたケーシングを、ケーシング列の前方または側方に圧入する、というものである。
【0005】
具体的には、まず図13に示すように、ケーシングC1〜C5を地中に圧入して、ケーシング列を作成する。次いで、図14に示すように、圧入引抜機Aのマスト2を180度反転させ、チャック1により、既に圧入したケーシングC1をクランプする。そして、このケーシングC1の上端にパイプ3を差し込み、このパイプ3よりケーシングC1内にドレーン材10を投入する。その後、ケーシングC1を引き抜けば、地中にパイル10aが形成されていく。
【0006】
コンパクション杭のように、パイル10aに圧密が必要な場合は、ケーシングC1内に設けられた締め固めジャッキ5で、ドレーン材10を締め固めて、パイル10aを造成しながら、ケーシングC1を引き抜いていく。
【0007】
ケーシングC1を引き抜いた後は、チャック1でケーシングC1を保持したまま、マスト2とチャック1を再び180度反転させ、ケーシングC5に隣接した位置に位置決めして、その位置でケーシングC1を地盤中に圧入する。そして、このケーシングC1を圧入した後に、圧入引抜機Aを進行方向にケーシング1本分だけ自走移動させる。
【0008】
以上の操作を繰り返すことにより、無振動、無騒音で地盤にパイル列を構成することができ、地盤を改良することができる。この工法によれば、軟弱地盤などにおいても、機械類を地上で移動する必要がなくなるから、盛土せずに施工が可能となる。従って、仮設工事が不要になり、工期を短縮できる。
【特許文献1】特開平2−209518号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、上記の工法では、杭用の圧入引抜機Aを用いて地盤改良を行うので、狭い幅で直線状に地盤改良することはできるものの、広い幅で広範囲に亘る地盤改良を行うことはできなかった。なお、広い幅で広範囲に亘って地盤改良を行おうとすると、ケーシング(杭)が大きくなり、機械も大型化してしまう。また、ケーシング列を変更することは、地盤改良の条件に制約を受けることになった。
【0010】
本発明は、上記事情を考慮し、施工する条件に応じて杭列を変更することができ、広い幅で広範囲に亘る地盤改良を行うことができる小型で安価な杭上地盤改良装置及び杭上地盤改良システム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】
【0011】
請求項1の発明は、杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良装置において、前記杭列上で前記地盤改良を旋回自在に行う作業機を備えたことを特徴とする。
【0012】
請求項2の発明は、杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良システムにおいて、予め建て込んである杭列上の地盤改良の進行方向における後部に配備された作業機と、前記杭列上の地盤改良の進行方向における前部に配備された杭圧入機と、を備え、前記作業機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプする位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能なベース部と、該ベース部に水平方向旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台に垂直な姿勢で支持されたリーダーと、該リーダーに沿って昇降する昇降体と、該昇降体に設けられた回転装置とを備え、前記昇降体の昇降動作と前記回転装置による回転動作を利用することで地盤改良を行う機能と、前記昇降体の上昇動作を利用して前記杭列の後端の杭を引き抜く機能とを有しており、前記杭圧入機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプの位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能であり、且つ、前記作業機で引き抜いた杭を杭列の前方に圧入する機能を有していることを特徴とする。
【0013】
請求項3の発明は、請求項2に記載の杭上地盤改良システムであって、前記ベース部に対し前記旋回台が着脱可能に装備されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1の発明によれば、杭上において広い幅で広範囲に亘る地盤改良を行うことができる。
【0015】
請求項2の発明によれば、杭列の後部と前部にそれぞれ自走式の作業機と杭圧入機を配置し、作業機に、旋回台とリーダーを備えた一般的な地盤改良機と同種のものを利用しているので、大きな旋回半径でリーダーの位置を移動することができ、旋回台を回動させてリーダーの位置を変えながら作業を繰り返すことにより、広い幅で広範囲の地盤改良を杭上において行うことができる。また、作業機のベース部の固定位置を小刻みに調整したり旋回台やリーダーの位置を調整したりすることにより、杭ピッチに拘わらず、地盤改良の中心位置のピッチを任意に変えることができるので、地盤改良の品質向上を図ることができる。さらに、杭列を地盤改良を行うための作業機の足場としているため、地盤改良の条件に応じて杭列を簡単に変更することができる。
【0016】
請求項3の発明によれば、旋回台をベース部から切り離せるようにしたので、ベース部だけを専用装備とするだけで、旋回台より上側の装備は、他の機械と共用にすることができる。従って、コストアップを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0018】
図1は実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良時の状態を示す側面図、図2は同実施形態における作業機の側面図、図3は同作業機の構成とその作業領域(地盤改良範囲)を示す平面図、図4は同作業機を移動しながら作業した場合の作業領域の一部を示す平面図、図5は同実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良後に後端の杭を引き抜いている状態を示す側面図、図6は同実施形態における作業機のベース部と旋回台との連結部分の構成を示す連結時の平面図、図7は同連結部分の連結解除のための操作をした時の状態を示す平面図、図8は図6の状態のときの一部断面として示す側面図、図9は図7の状態のときの一部断面として示す側面図、図10は前記作業機における旋回台から上側の部分を取り外してクローラ台車に取り付けた状態を示す側面図である。
【0019】
図1に示すように、この杭上地盤改良システムは、予め建て込んである杭列100上の地盤改良の進行方向(図中矢印A方向)における後部に配備された杭上地盤改良装置としての作業機20と、杭列100上の地盤改良の進行方向における前部に配備された杭圧入機40と、作業機20と杭圧入機40の間に設けられた杭101の受け渡し機としてのクレーン60とを備えている。
【0020】
作業機20は、図2に示すように、ベース部21と、このベース部21に水平方向旋回可能に設けられた旋回台24と、この旋回台24に垂直な姿勢で支持されたリーダー25と、このリーダー25に沿って昇降する昇降体26と、この昇降体26に設けられた回転装置(図示略)とを備えている。旋回台24は、着脱式の連結手段23を介して、ベース部21に対し着脱可能に装備されている。
【0021】
着脱式の連結手段23は、図6〜図9に示すように、ベース部21側のフランジ23Aと、旋回台24側のフランジ23Bと、両フランジ23A、23Bを挟持可能な断面C字形の連結リング80とからなり、両フランジ23A、23Bを合わせて連結リング80で締め付けることにより、旋回台24をベース部21に堅固に連結することができ、連結リング80の締め付けを解いて両フランジ23A、23Bを引き離すことにより、旋回台24をベース部21から取り外せるようになっている。
【0022】
また、作業機20のベース部21は、杭列100の上部をクランプすることにより杭列100上に自立することができ、クランプする位置を切り換えることにより、杭列100に沿って移動することができるものであり、下部に複数のクランプ22を備えている。
【0023】
複数のクランプ22の切り換えによりベース部21を移動させる方法は、公知の方法であるが、簡単に述べると、例えば、第1グループのクランプと第2グループのクランプを、それぞれ互いに進行方向にスライド自在且つジャッキアップ自在の第1ベースと第2ベースに設けておき、第1グループのクランプで自立している状態で第2グループのクランプを開放し、第2ベースをジャッキアップしてスライドさせた後、ジャッキダウンさせて次の位置で第2クランプをクランプ状態にする。次に第1グループのクランプを開放させて同じ操作を行う。これにより、1回の移動が完了する。ここでは、杭101のピッチよりも小刻み(例えば、1cmレベル)にベース部21を移動できるようになっている。
【0024】
この作業機20は、昇降体26の昇降動作と回転装置による回転動作を利用することにより、ロッド27やその先端の羽根28を回しながら地盤改良を行うことができるものである。また、図5に示すように、昇降体26の上昇動作を利用することにより、係合手段29を介して杭列100の後端の杭101を引き抜くことができるようになっている。
【0025】
リーダー25は、旋回台24の先端に支持されているので、大きな半径で旋回することができ、図3に示すように、旋回台24を徐々に回動させて、リーダー25に支持された昇降体26の動作位置を変えることにより、大きな半径で地盤改良域WRを連続させることができる。
【0026】
従って、図4に示すように、作業機20の移動によって地盤改良域WRを連続させることにより、広い幅で広範囲の地盤改良を行うことができる。
【0027】
杭圧入機40は、杭列100の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプの位置を切り換えることにより杭列100に沿って移動可能なものであり、複数のクランプ42を備えたベース部41と、作業機20で引き抜いた杭101を杭列100の前方に圧入するためのマスト45を備えている。この杭圧入機40の移動の仕方は、作業機20と同様である。
【0028】
また、クレーン60は、作業機20で引き抜いた杭101を杭圧入機40へ引き渡すためのもので、杭列100の上部をクランプすることにより杭列上に自立することができ、クランプの位置を切り換えることにより杭列100に沿って移動できるようになっている。従って、作業機20と同様に、複数のクランプ62を備えたベース部61を有する他に、クレーンとしての通常の装備である旋回台64や、旋回台64に傾動・伸縮自在に支持されたブーム65などを有している。
【0029】
地盤改良作業を行う場合は、予め何本かの杭101を圧入して杭列100を構成し、その上に作業機20、杭圧入機40、クレーン60を搭載し、図1に示すように、列の後方で作業機20により地盤改良を行ったら、図5に示すように、列の後端の杭101を抜き取る。抜き取った杭101はクレーン60で杭圧入機40に受け渡し、その杭101を杭圧入機40により列の前方に圧入する。これにより新たな足場ができる。そして、以上の操作を繰り返すことにより、一定数の杭101を用いて地盤改良を行うことができる。
【0030】
この場合の杭101としては、一般的には鋼矢板を用いることができるが、それ以外の杭を使用してもよい。
【0031】
以上のように、上記構成の杭上地盤改良システムによれば、杭列100の後部と前部にそれぞれ自走式の作業機20と杭圧入機40を配置し、作業機20に、旋回台24とリーダー25を備えた一般的な地盤改良機と同種のものを利用しているので、大きな旋回半径でリーダー25の位置を移動することができ、その結果、広い幅で広範囲の地盤改良を杭列10上において行うことができる。また、作業機20のベース部21の固定位置を小刻みに調整したり、旋回台24やリーダー25の位置を調整したりすることにより、杭101のピッチに拘わらず、地盤改良の中心位置のピッチを変えることができるので、地盤改良の品質向上を図ることができる。
【0032】
また、旋回台24をベース部21から切り離せるようにしているので、ベース部21だけを専用装備とするだけで、旋回台24より上側の装備は、他の機械と共用にすることができる。例えば、図10に示すように、クローラ台車200に取り付ければ、他の現場での地盤改良作業にも供することができる。
【0033】
また、杭列100の後部の作業機20と前部の杭圧入機40の間に、引き抜いた杭101を杭圧入機40へ引き渡すためのクレーン(受け渡し機)60を設けているので、作業機20の旋回台24の旋回だけで杭101を受け渡せない場合でも、引き抜いた杭101を確実に杭圧入機40へ受け渡すことができる。従って、杭列100の長さが長くても円滑な作業を行うことができる。
【0034】
さらに、杭列100の長さが短い場合は、作業機20のリーダー25を利用して杭列100に使用される杭101を簡単に引き抜くことができ、作業機20の旋回台24の反転により、引き抜いた杭101を杭圧入機40に受け渡すことも可能であり、その場合は、クレーン60を省略することができる。
【0035】
さらに、作業機20と杭圧入機40を配置し作業するに足りる断面強度と杭長を有する杭列100を用いることにより、足場(仮設)となる杭材を必要最小限の構成にとどめることができる。その結果、コストを削減することができる。また、従来の鋼管材から成るケーシング等に比べて、小さい杭材を使用できるので、コンパクトな杭圧入機40を使用することができ、その分コストを削減することができる。
【0036】
さらに、地盤改良を行う深さよりも杭列100の杭長を短くすることにより、従来のように、ケーシングを地盤改良に使用しなくても済み、システムを設置し作業するに足りる杭長に設定することができ、その分コストを削減することができる。
【0037】
さらに、杭列100に使用される杭101としてU型鋼矢板を用いることにより、従来のケーシング等に比べて安価となり、その分コストを削減することができる。
【0038】
なお、杭上地盤改良システムによる杭列100上の地盤改良の進行方向は、図2に示すA方向に限らず、図11で矢印で示すB方向(図2の進行方向Aとは逆の方向)に作業機20を移動させて地盤改良しても良い。さらに、図12に示すように、作業機20を前後方向に移動及び旋回動させながら地盤改良を進行方向A或いはBに対して垂直方向に行っても良い。この場合に、杭101は地盤改良の領域中に埋設したまま残しておいても良い。さらに、作業機20に砂等を供給して砂杭等による地盤改良に前記実施形態を適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明は、実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良時の状態を示す側面図である。
【図2】同実施形態における作業機の側面図である。
【図3】同作業機の構成とその作業領域(地盤改良範囲)を示す平面図である。
【図4】同作業機を移動しながら作業した場合の作業領域の一部を示す平面図である。
【図5】同実施形態の杭上地盤改良システムの構成を示す図であって地盤改良後に後端の杭を引き抜いている状態を示す側面図である。
【図6】同実施形態における作業機のベース部と旋回台との連結部分の構成を示す連結時の平面図である。
【図7】同連結部分の連結解除のための操作をした時の状態を示す平面図である。
【図8】図6の状態のときの一部断面として示す側面図である。
【図9】図7の状態のときの一部断面として示す側面図である。
【図10】前記作業機における旋回台から上側の部分を取り外してクローラ台車に取り付けた状態を示す側面図である。
【図11】図2の進行方向とは逆方向に地盤改良をする場合の作業機の側面図である。
【図12】上記作業機を前後方向に移動及び旋回動させながら地盤改良を進行方向に対して垂直方向に行う場合の作業領域の一部を示す平面図である。
【図13】従来の工法の説明用の断面図である。
【図14】同工法における別の作業中の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【0040】
100 杭列
101 杭
20 作業機(杭上地盤改良装置)
21 ベース部
22 クランプ
23 連結手段
24 旋回台
25 リーダー
26 昇降体
40 杭圧入機
60 クレーン(受け渡し機)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良装置において、
前記杭列上で前記地盤改良を旋回自在に行う作業機を備えたことを特徴とする杭上地盤改良装置。
【請求項2】
杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良システムにおいて、
予め建て込んである杭列上の地盤改良の進行方向における後部に配備された作業機と、前記杭列上の地盤改良の進行方向における前部に配備された杭圧入機と、を備え、
前記作業機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプする位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能なベース部と、該ベース部に水平方向旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台に垂直な姿勢で支持されたリーダーと、該リーダーに沿って昇降する昇降体と、該昇降体に設けられた回転装置とを備え、前記昇降体の昇降動作と前記回転装置による回転動作を利用することで地盤改良を行う機能と、前記昇降体の上昇動作を利用して前記杭列の後端の杭を引き抜く機能とを有しており、
前記杭圧入機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプの位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能であり、且つ、前記作業機で引き抜いた杭を杭列の前方に圧入する機能を有していることを特徴とする杭上地盤改良システム。
【請求項3】
請求項2に記載の杭上地盤改良システムであって、
前記ベース部に対し前記旋回台が着脱可能に装備されていることを特徴とする杭上地盤改良システム。
【請求項1】
杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良装置において、
前記杭列上で前記地盤改良を旋回自在に行う作業機を備えたことを特徴とする杭上地盤改良装置。
【請求項2】
杭列上を足場として地盤改良を行う杭上地盤改良システムにおいて、
予め建て込んである杭列上の地盤改良の進行方向における後部に配備された作業機と、前記杭列上の地盤改良の進行方向における前部に配備された杭圧入機と、を備え、
前記作業機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプする位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能なベース部と、該ベース部に水平方向旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台に垂直な姿勢で支持されたリーダーと、該リーダーに沿って昇降する昇降体と、該昇降体に設けられた回転装置とを備え、前記昇降体の昇降動作と前記回転装置による回転動作を利用することで地盤改良を行う機能と、前記昇降体の上昇動作を利用して前記杭列の後端の杭を引き抜く機能とを有しており、
前記杭圧入機は、前記杭列の上部をクランプすることにより杭列上に自立し、クランプの位置を切り換えることにより、杭列に沿って移動可能であり、且つ、前記作業機で引き抜いた杭を杭列の前方に圧入する機能を有していることを特徴とする杭上地盤改良システム。
【請求項3】
請求項2に記載の杭上地盤改良システムであって、
前記ベース部に対し前記旋回台が着脱可能に装備されていることを特徴とする杭上地盤改良システム。
【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】
【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】
【公開番号】特開2009−30320(P2009−30320A)
【公開日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−195015(P2007−195015)
【出願日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【出願人】(000236610)株式会社不動テトラ (136)
【出願人】(000141521)株式会社技研製作所 (83)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【出願人】(000236610)株式会社不動テトラ (136)
【出願人】(000141521)株式会社技研製作所 (83)
【Fターム(参考)】
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