ガイドパイプおよび水底の地盤改良方法
【課題】水底地盤への削孔ケーシングパイプ貫入時の跳ね上がりを防止でき、削孔ケーシングパイプを水底地盤に高い精度で貫入できるガイドパイプおよび水底の地盤改良方法を提供すること。
【解決手段】鞘管２３と、刀管外管２５の両先端部６３から刀管内管２７が突出し、両先端部６３にドーナツ盤６５が設置され、鞘管２３内をスライドする刀管２６とを有するガイドパイプ１を用い、刀管外管２５と刀管内管２７との間の空気層２９により刀管２６に作用する浮力によって刀管２６の自重を相殺し、たわみを抑制し直線保持性を高めつつ、刀管２６を水底５５に着底させる。次に、刀管内管２７の陸側の先端部に接合した削孔ケーシングパイプ５を介して削孔機で刀管２６を回転させ、刀管内管２７の先端部を水底５５に貫入する。その後、刀管２６の内部に削孔ケーシングパイプ、注入ロッド等を配置し、水底５５の地盤を改良する。
【解決手段】鞘管２３と、刀管外管２５の両先端部６３から刀管内管２７が突出し、両先端部６３にドーナツ盤６５が設置され、鞘管２３内をスライドする刀管２６とを有するガイドパイプ１を用い、刀管外管２５と刀管内管２７との間の空気層２９により刀管２６に作用する浮力によって刀管２６の自重を相殺し、たわみを抑制し直線保持性を高めつつ、刀管２６を水底５５に着底させる。次に、刀管内管２７の陸側の先端部に接合した削孔ケーシングパイプ５を介して削孔機で刀管２６を回転させ、刀管内管２７の先端部を水底５５に貫入する。その後、刀管２６の内部に削孔ケーシングパイプ、注入ロッド等を配置し、水底５５の地盤を改良する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガイドパイプおよび水底の地盤改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、桟橋等の港湾構造物の水底の地盤が軟弱である場合、地盤改良が行われている。地盤改良を行なうには、陸側に削孔機を設置して水底の地盤を削孔し、薬液を注入する方法がある。
【０００３】
改良対象となる地盤の深度が大きい場合、地盤削孔時の掘削土砂を確実に搬出するために、可撓性を有する二重管式の掘削ロッドの外側にガイド管を設け、ガイド管に補助泥水注入路を連通させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、削孔および薬液注入の精度を高めるため、位置調整手段によって削孔注入手段を前後に移動させ、シリンダ等の角度調整装置によって削孔注入手段を上下方向に回転させて鉛直角度を連続的に調整する注入装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４１３０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２４９８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、陸側に削孔機を設置して水底の地盤を削孔しようとした場合、水底地盤の深度が大きい場合には、削孔精度が落ちる。特に、斜め削孔においては、水底地盤（捨石層）に削孔ケーシングを貫入する際に、ケーシングの跳ね上がりにより所定の位置に貫入しないことが懸念される。
【０００７】
削孔精度を高めるためには、高剛性のガイドパイプを用いることが考えられる。しかし、陸側に削孔機を設置して削孔を行なう場合には、現場条件からガイドパイプが片持ち梁支持構造となり、パイプの自重によるたわみが生じる。そのため、削孔精度の問題を完全には解決できない。
【０００８】
さらに、シリンダ等の装備を用いて鉛直角度を連続的に調整する場合、設置箇所が一部水中となること等により装備が大掛かりとなり、経済的でないという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、水底地盤への削孔ケーシングパイプ貫入時の跳ね上がりを防止でき、削孔ケーシングパイプを水底地盤に高い精度で貫入できるガイドパイプおよび水底の地盤改良方法を提供することである。
【００１０】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、水底の地盤改良に用いるガイドパイプであって、鞘管と、刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、を具備し、前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって、前記刀管の自重を相殺することを特徴とするガイドパイプである。
【００１１】
第１の発明では、前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能であることが望ましい。
【００１２】
第１の発明のガイドパイプは、必要に応じて、吊り鞘管と、前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、からなる角度調整装置をさらに具備する。この場合、前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合される。そして、前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、設置傾斜角度を連続的に調整し、前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定する。
【００１３】
第１の発明のガイドパイプでは、水中での使用時に、刀管外管と刀管内管との間に形成される空気層により刀管に作用する浮力によって、刀管の自重を相殺するため、ガイドパイプの自重によるたわみを抑制することができる。
【００１４】
また、刀管内管の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプの先端とを接合可能とすることにより、削孔機により削孔ケーシングパイプを介して刀管を回転させ、刀管の先端部を跳ね上がることなく水底表層部に着底・貫入させることができる。
【００１５】
さらに、吊り管を吊り鞘管に対してスライドして任意の位置に固定できる角度調整装置を用いることにより、ガイドパイプの設置傾斜角度を連続的に調整するための装備を簡易なものとできる。また、ガイドパイプを簡単かつ精度良く移動させることができる。
【００１６】
第２の発明は、鞘管と、刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、を具備するガイドパイプを用い、前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって前記刀管の自重を相殺したわみを抑制し直線保持性を高めつつ、前記刀管の先端部を水底に配置する工程（ａ）と、前記刀管の内部にケーシングパイプを配置し、前記水底の地盤を改良する工程（ｂ）と、を具備することを特徴とする水底の地盤改良方法である。
【００１７】
第２の発明では、前記ガイドパイプは、前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能とすることが望ましい。この場合、前記工程（ａ）で、前記第１のフランジと前記第２のフランジとを接合し、前記削孔ケーシングパイプと前記刀管とを一体化した後、削孔機により前記削孔ケーシングパイプを介して前記刀管を回転させることによって、前記刀管の先端部を水底表層部に着底・貫入させる。
【００１８】
第２の発明では、必要に応じて、前記ガイドパイプが、吊り鞘管と、前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、からなる角度調整装置をさらに具備する。この場合、前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合される。そして、前記工程（ａ）で、前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、前記ガイドパイプの設置傾斜角度を調整して前記刀管の先端部を水底に配置する。また、前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間に、前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定する工程（ｃ）を、前記工程（ｂ）の後に、前記固定ピンを取り外すことにより、前記吊り管と前記吊り鞘管との固定を解除する工程（ｄ）をさらに具備し、前記工程（ａ）から前記工程（ｄ）を、前記水底の改良範囲の改良が完了するまで繰り返す。
【００１９】
第２の発明の水底の地盤改良方法では、水中での使用時に、刀管外管と刀管内管との間に形成される空気層により刀管に作用する浮力によって刀管の自重を相殺するガイドパイプを用いるため、ガイドパイプの自重によるたわみを抑制し直線保持性を高めつつ、刀管の先端部を水底に配置することができる。
【００２０】
また、刀管内管の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプの先端とを接合可能とし、削孔機により削孔ケーシングパイプを介して刀管を回転させることによって、刀管の先端部を跳ね上がることなく水底表層部に着底・貫入させることができる。
【００２１】
さらに、吊り管を吊り鞘管に対してスライドして任意の位置に固定できる角度調整装置を用いることにより、ガイドパイプの設置傾斜角度を連続的に調整するための装備を簡易なものとできる。また、ガイドパイプを簡単かつ精度良く移動して、広範囲の地盤を確実に改良することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、刀管内管の先端部を水底地盤へ着底・根入れさせることにより、水底地盤への削孔ケーシングパイプ貫入時の跳ね上がりを防止でき、削孔ケーシングパイプを水底地盤に高い精度で貫入できるガイドパイプおよび水底の地盤改良方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】地盤改良に用いる装置２の概要を示す図
【図２】ガイドパイプ１の概要図
【図３】角度調整装置７の概要図
【図４】地盤改良に用いる装置２を陸６１に設置する工程を示す図
【図５】水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図
【図６】ガイドパイプ１を移動させる工程を示す図
【図７】水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図
【図８】地盤改良に用いる装置２を撤去する工程を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、地盤改良に用いる装置２の概要を示す図である。図１（ａ）は、地盤改良に用いる装置２の立面図、図１（ｂ）は、地盤改良に用いる装置２の平面図である。
【００２５】
図１に示すように、地盤改良に用いる装置２は、ガイドパイプ１、架台３、角度調整装置７、ワイヤ１９、チェーンブロック２１等からなる。架台３の上面には、受桁１５、受桁１７が設置される。ガイドパイプ１は、受桁１７に設置される。角度調整装置７は、受桁１５に設置される。チェーンブロック２１は、架台３の下面に設置され、ワイヤ１９の一端が連結される。
【００２６】
図２は、ガイドパイプ１の概要図である。図２（ａ）は、ガイドパイプ１の周方向の断面図である。図２（ａ）は、図１に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図である。図２（ｂ）は、ガイドパイプ１の刀管２６の先端部の平面図である。図２（ｂ）は、図１に示す矢印Ｋの方向から見た図である。
【００２７】
図１、図２に示すように、ガイドパイプ１は、鞘管２３、刀管２６、第１のフランジであるフランジ６７等からなる。
【００２８】
図１、図２（ａ）に示すように、鞘管２３は、ガイドパイプ１の最外周に配置される管である。刀管２６は、鞘管２３の内部に配置され、鞘管２３内を軸方向にスライド可能である。刀管２６は、刀管外管２５の内部に刀管内管２７が配置された二重管であり、刀管外管２５と刀管内管２７との間には、空気層２９が形成される。
【００２９】
図１、図２（ｂ）に示すように、刀管２６は、刀管外管２５の両先端部６３から刀管内管２７が突出し、両先端部６３に刀管外管２５と刀管内管２７との間を塞ぐドーナツ盤６５が設置される。フランジ６７は、刀管内管２７の陸上側の先端に設けられる。フランジ６７は、図１に示す削孔ケーシングパイプ５の先端に設けられた第２のフランジ７１と、ボルトおよびナットにより接合可能である。
【００３０】
図３は、角度調整装置７の概要図である。図３（ａ）は、角度調整装置７の全体の立面図である。図３（ａ）は、図１（ａ）に示す矢印Ｂの方向から見た図である。図３（ｂ）は、角度調整部３７付近の立面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す範囲Ｄの拡大図である。図３（ｃ）および図３（ｄ）は、角度調整装置７の周方向の断面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す矢印Ｆ−Ｆによる断面図、図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示す矢印Ｅ−Ｅによる断面図である。
【００３１】
図１、図３（ａ）に示すように、角度調整装置７は、吊り鞘管３１、吊り管３３、角度調整部３７等からなる。吊り鞘管３１は、角度調整装置７の最外周に配置される管である。吊り管３３は、吊り鞘管３１の内部に配置され、吊り鞘管３１内を軸方向にスライド可能である。吊り管３３は、下部に、ガイドパイプ１を保持するためのガイドパイプ保持部３５を有する。
【００３２】
図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、角度調整部３７は、下部フランジ３９、上部フランジ４１、微調整金具４５等からなる。下部フランジ３９は、環状の板材であり、吊り鞘管３１の外周に固定される。下部フランジ３９の上面には、ナット６９が取り付けられ、ボルト穴を通してボルト４３がねじ込まれる。上部フランジ４１は、環状の板材であり、下部フランジ４１の上方に配置される。上部フランジ４１は、ボルト４３の上端に支持され、ナット６９へのボルト４３のねじ込み量を調節することにより吊り鞘管３１の軸方向に沿って上下に移動する。微調整金具４５は、上部フランジ４１の上面に設けられる。
【００３３】
図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、吊り管３３には、第１の孔である孔５３が設けられる。孔５３は、吊り管３１の軸方向に所定の間隔をおいて複数設けられる。孔５３は、例えば、８０ｍｍ間隔で設けられる。また、吊り鞘管３１には、軸方向の長孔５１が設けられる。長孔５１の長さは、孔５３の設置間隔と同じとする。さらに、微調整金具４５には、第２の孔である孔４９が設けられる。吊り管３３を吊り鞘管３１に対して固定する際には、角度調整部３７において、連通させた孔５３、長孔５１、孔４９に固定ピン４７が挿入される。
【００３４】
図１に示すように、ガイドパイプ１の鞘管２３の上部は、第１のヒンジ１１により、架台３に設置された受桁１７に接合される。また、角度調整装置７の吊り鞘管３１の上部は、第２のヒンジ９により、架台３に設置された受桁１５に接合される。角度調整装置７の吊り管３３の下部のガイドパイプ保持部３５には、ガイドパイプ１の鞘管２３の下部が、第３のヒンジ１３により接合される。さらに、ヒンジ１３には、一端がチェーンブロック２１に連結されたワイヤ１９の他端が連結される。
【００３５】
図１に示す装置では、図１および図３に示す固定ピン４７を取り外した状態で、チェーンブロック２１によりワイヤ１９を介してガイドパイプ１を上げ下げすることにより、角度調整装置７の吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドさせる。また、角度調節部３７において、ボルト４３のナット６９へのねじ込み量を変化させて上部フランジ４１を吊り鞘管３１の軸方向に移動させる。これにより、ガイドパイプ１の設置傾斜角度が連続的に調整される。
【００３６】
次に、図１に示す装置２を用いて水底の地盤を改良する方法について説明する。
本実施の形態では、可塑性グラウト等の薬液を用いて水底５５の改良範囲５７（図５〜図８）を先行して充填・固化する方法について説明する。可塑性グラウトを用いた処理は、例えば、水底が高透水性地盤であり、干満による潮流の影響で地盤内の流速が大きくなって薬液が流出する可能性が高い場合に、薬液の流出を防止して所定の地盤改良効果を確保するために行なわれる。
【００３７】
図４は、地盤改良に用いる装置２を陸６１に設置する工程を示す図である。図４（ａ）は、設置した装置２の立面図である。図４（ｂ）は、角度調整部３７付近の拡大図である。
【００３８】
地盤改良に用いる装置２を設置するには、まず、図４（ａ）に示すように、架台３を組立て、受桁１１、受桁１５を設置して、陸６１に架け渡す。そして、受桁１１に角度調整装置７の吊り鞘管３１をヒンジ９により接合し、吊り鞘管３１に吊り管３３を挿入して角度調整装置７を組み立てる。また、受桁１５にガイドパイプ１の鞘管２３をヒンジ１１により接合し、鞘管２３に刀管２６を挿入してガイドパイプ１を組み立てる。角度調整装置７とガイドパイプ１とのヒンジ１３による接合、チェーンブロック２１の設置、ワイヤ１９によるチェーンブロック２１とヒンジ１３との連結等の作業も、適宜行なう。
【００３９】
図５は、水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図である。装置２の設置が終了した後、水底５５の改良範囲５７の地盤を改良する。地盤の改良は、改良範囲５７の、陸６１から遠い箇所から近い箇所へと順に行なう。
【００４０】
地盤を改良するには、まず、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を調整し、適切な角度で固定する。ガイドパイプ１の設置傾斜角度を調整するには、図４（ｂ）に示すように、角度調整部３７を、孔４９、長孔５１、孔５３に固定ピン４７（図３（ｂ））が挿入されていない状態とする。そして、図４（ａ）に示す状態から、チェーンブロック２１でガイドパイプ１を矢印Ｇに示す方向に引き上げ、角度調整装置７の吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドさせて、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を図５に示すように変化させる。
【００４１】
このとき、角度調整部３７では、ガイドパイプ１の設置傾斜角度が適切な角度となるように、吊り管３３の複数の孔５３のうちのいずれかと、吊り鞘管３１の長孔５１とを重ねる。また、ナット６９へのボルト４３のねじ込み量を変化させ、上部フランジ４１を吊り鞘管３１の軸方向に移動させて、微調整金具４５の孔４９を、吊り鞘管３１の長孔５１および吊り管３３の孔５３に重ねる。その後、連通させた孔４９、長孔５１、孔５３に、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように固定ピン４７を挿入し、吊り管３３を吊り鞘管３１に固定する。
【００４２】
ガイドパイプ１は、角度調整装置７の吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドさせ、任意の位置に固定することにより、設置傾斜角度を連続的に調整し、適切な設置傾斜角度で固定することができる。
【００４３】
ガイドパイプ１を適切な設置傾斜角度で固定した後、クレーン（図示せず）等で刀管２６の挿入長さを調整し、水底５５に刀管２６の先端部、すなわち刀管外管２５の先端部６３から突出した刀管内管２７の先端部を着底させる。
【００４４】
ガイドパイプ１では、刀管外管２５の両端部にドーナツ盤６５が設置されるため、刀管外管２５と刀管内管２７との間に空気層２９（図２（ａ））が形成される。ガイドパイプ１を水中で使用する際には、この空気層２９により刀管２６に作用する浮力によって、刀管２６の自重が相殺される。そのため、ガイドパイプ１のたわみを抑制しつつ直線保持性を高めることができ、刀管内管２７の先端部を水底５５の目標位置に精度良く着底させることができる。
【００４５】
刀管内管２７の先端部を着底させた後、図１に示す削孔ケーシングパイプ５のフランジ７１を、ガイドパイプ１の刀管内管２７の陸６１側の先端に設けられたフランジ６７に、ボルトおよびナットを用いて接合する。そして、削孔ケーシングパイプ５と刀管２６とを一体化した状態で、削孔機により削孔ケーシングパイプ５を介して刀管２６を回転させることによって、刀管内管２７の先端部を水底５５の表層部に貫入させる。
【００４６】
ガイドパイプ１では、刀管内管２７の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプ５の先端とを接合し、削孔機により削孔ケーシングパイプ５を介して刀管２６を回転させることにより、刀管内管２７の先端部を、跳ね上がることなく水底５５の表層部に貫入させることができる。
【００４７】
刀管内管２７の先端部を水底５５に着底・貫入させた後、地盤に改良体５９を形成する。地盤に改良体５９を形成するには、まず、フランジ６７とフランジ７１との接合を解除して、刀管２６から削孔ケーシングパイプ５を取り外す。そして、刀管内管２７内にフランジ７１を有さない削孔ケーシングパイプ（図示せず）を挿入し、水底５５の地盤を削孔する。その後、図５に示すように、刀管内管２７内に注入ロッド７５を挿入し、薬液（たとえば、可塑性グラウト）を注入して改良体５９を形成する。
【００４８】
地盤の改良は、改良範囲５７の、陸６１から遠い箇所から近い箇所へと順に行なう。そのため、上述した初回の作業以後、改良範囲５７の改良が終了するまで、ガイドパイプ１を移動する作業と、地盤に改良体５９を形成する作業とを繰り返す。
【００４９】
図６は、ガイドパイプ１を移動させる工程を示す図である。ガイドパイプ１を移動させるには、まず、図５に示す注入ロッド７５を回収し、ガイドパイプ１の刀管２６を矢印Ｈに示す方向に引き上げ、図６に示す状態とする。そして、孔５３、長孔５１、孔４９に挿入された固定ピン４７を取り外すことにより、角度調整装置７の吊り管３３と吊り鞘管３１との固定を解除する。
【００５０】
次に、チェーンブロック２１を操作して緩め、ガイドパイプ１を矢印Ｉに示す方向に回転させ、上述した初回の作業時と同様の手順で、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を連続的に調整する。そして、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を適切な角度とし、連通させた孔４９、長孔５１、孔５３に固定ピン４７を再度挿入して、吊り管３３を吊り鞘管３１に固定する。これにより、ガイドパイプ１が、適切な設置傾斜角度で固定される。その後、上述した初回の作業時と同様の手順で、刀管外管２５の先端部６３から突出した刀管内管２７の先端部を水底５５の表層部に着底・貫入させ、ガイドパイプ１の移動を完了する。
【００５１】
図７は、水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図である。ガイドパイプ１を移動した後、刀管２６の陸側先端の余長部分を削孔機械高さに合うよう切断し、再度ドーナツ盤６５とフランジ６７を設置して先端形状を復元し、上述した初回の作業時と同様の手順で水底５５の地盤を削孔する。その後、図７に示すように、刀管内管２７内に注入ロッド７５を挿入し、薬液（たとえば、可塑性グラウト）を注入して改良体５９を形成する。
【００５２】
図８は、地盤改良に用いる装置を撤去する工程を示す図である。ガイドパイプ１を移動する作業と、地盤に改良体５９を形成する作業とを繰り返し、水底５５の改良範囲５７の改良が終了した後、地盤改良に用いる装置２を撤去する。
【００５３】
地盤改良に用いる装置２を撤去するには、まず、図８に示すように、ガイドパイプ１の刀管２６を引き抜く。その後、鞘管２３の角度を変更してヒンジ１３の部分を切断し、ガイドパイプ１の鞘管２３を撤去する。また、角度調整装置７の吊り管３３を引き抜き、吊り鞘管３１を撤去する。さらに、チェーンブロック２１、ワイヤ１９、架台３を適宜撤去する。
【００５４】
このように、本実施の形態では、刀管外管２５と刀管内管２７との間に空気層２９が形成されたガイドパイプ１を用いる。本実施の形態では、ガイドパイプ１を水底５５に着底させる際に、空気層２９により刀管２６に作用する浮力が刀管２６の自重を相殺するため、ガイドパイプ１の自重によるたわみを抑制し、直線保持性を高めつつ、刀管内管２７の先端部を水底５５の目標箇所に高い精度で着底させことができる。
【００５５】
また、刀管内管２７の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプ５の先端とを接合可能し、削孔機により削孔ケーシングパイプ５を介して刀管２６を回転させる。これにより、刀管内管２７の先端部を水底表層に着底・根入れさせ、削孔に用いる削孔ケーシングパイプ（図示せず）を跳ね上がることなく水底５５に貫入させることができる。
【００５６】
さらに、吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドして任意の位置に固定できる角度調整装置７を用いる。これにより、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を連続的に調整するための装備を簡易なものとでき、工費を削減できる。また、ガイドパイプ１を簡単かつ精度良く移動して、広範囲の地盤を確実に改良することができる。
【００５７】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５８】
１………ガイドパイプ
３………架台
５………削孔ケーシングパイプ
７………角度調整装置
９、１１、１３………ヒンジ
１５、１７………受桁
２１………チェーンブロック
２３………鞘管
２５………刀管外管
２６………刀管
２７………刀管内管
２９………空気層
３１………吊り鞘管
３３………吊り管
３７………角度調節装置
３９………下部フランジ
４１………上部フランジ
４３………ボルト
４５………微調整金具
４７………固定ピン
４９、５３………孔
５１………長孔
５５………水底
５７………改良範囲
５９………改良体
６３………先端部
６５………ドーナツ盤
６７、７１………フランジ
６９………ナット
７５………注入ロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガイドパイプおよび水底の地盤改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、桟橋等の港湾構造物の水底の地盤が軟弱である場合、地盤改良が行われている。地盤改良を行なうには、陸側に削孔機を設置して水底の地盤を削孔し、薬液を注入する方法がある。
【０００３】
改良対象となる地盤の深度が大きい場合、地盤削孔時の掘削土砂を確実に搬出するために、可撓性を有する二重管式の掘削ロッドの外側にガイド管を設け、ガイド管に補助泥水注入路を連通させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、削孔および薬液注入の精度を高めるため、位置調整手段によって削孔注入手段を前後に移動させ、シリンダ等の角度調整装置によって削孔注入手段を上下方向に回転させて鉛直角度を連続的に調整する注入装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４１３０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２４９８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、陸側に削孔機を設置して水底の地盤を削孔しようとした場合、水底地盤の深度が大きい場合には、削孔精度が落ちる。特に、斜め削孔においては、水底地盤（捨石層）に削孔ケーシングを貫入する際に、ケーシングの跳ね上がりにより所定の位置に貫入しないことが懸念される。
【０００７】
削孔精度を高めるためには、高剛性のガイドパイプを用いることが考えられる。しかし、陸側に削孔機を設置して削孔を行なう場合には、現場条件からガイドパイプが片持ち梁支持構造となり、パイプの自重によるたわみが生じる。そのため、削孔精度の問題を完全には解決できない。
【０００８】
さらに、シリンダ等の装備を用いて鉛直角度を連続的に調整する場合、設置箇所が一部水中となること等により装備が大掛かりとなり、経済的でないという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、水底地盤への削孔ケーシングパイプ貫入時の跳ね上がりを防止でき、削孔ケーシングパイプを水底地盤に高い精度で貫入できるガイドパイプおよび水底の地盤改良方法を提供することである。
【００１０】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、水底の地盤改良に用いるガイドパイプであって、鞘管と、刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、を具備し、前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって、前記刀管の自重を相殺することを特徴とするガイドパイプである。
【００１１】
第１の発明では、前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能であることが望ましい。
【００１２】
第１の発明のガイドパイプは、必要に応じて、吊り鞘管と、前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、からなる角度調整装置をさらに具備する。この場合、前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合される。そして、前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、設置傾斜角度を連続的に調整し、前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定する。
【００１３】
第１の発明のガイドパイプでは、水中での使用時に、刀管外管と刀管内管との間に形成される空気層により刀管に作用する浮力によって、刀管の自重を相殺するため、ガイドパイプの自重によるたわみを抑制することができる。
【００１４】
また、刀管内管の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプの先端とを接合可能とすることにより、削孔機により削孔ケーシングパイプを介して刀管を回転させ、刀管の先端部を跳ね上がることなく水底表層部に着底・貫入させることができる。
【００１５】
さらに、吊り管を吊り鞘管に対してスライドして任意の位置に固定できる角度調整装置を用いることにより、ガイドパイプの設置傾斜角度を連続的に調整するための装備を簡易なものとできる。また、ガイドパイプを簡単かつ精度良く移動させることができる。
【００１６】
第２の発明は、鞘管と、刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、を具備するガイドパイプを用い、前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって前記刀管の自重を相殺したわみを抑制し直線保持性を高めつつ、前記刀管の先端部を水底に配置する工程（ａ）と、前記刀管の内部にケーシングパイプを配置し、前記水底の地盤を改良する工程（ｂ）と、を具備することを特徴とする水底の地盤改良方法である。
【００１７】
第２の発明では、前記ガイドパイプは、前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能とすることが望ましい。この場合、前記工程（ａ）で、前記第１のフランジと前記第２のフランジとを接合し、前記削孔ケーシングパイプと前記刀管とを一体化した後、削孔機により前記削孔ケーシングパイプを介して前記刀管を回転させることによって、前記刀管の先端部を水底表層部に着底・貫入させる。
【００１８】
第２の発明では、必要に応じて、前記ガイドパイプが、吊り鞘管と、前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、からなる角度調整装置をさらに具備する。この場合、前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合される。そして、前記工程（ａ）で、前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、前記ガイドパイプの設置傾斜角度を調整して前記刀管の先端部を水底に配置する。また、前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間に、前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定する工程（ｃ）を、前記工程（ｂ）の後に、前記固定ピンを取り外すことにより、前記吊り管と前記吊り鞘管との固定を解除する工程（ｄ）をさらに具備し、前記工程（ａ）から前記工程（ｄ）を、前記水底の改良範囲の改良が完了するまで繰り返す。
【００１９】
第２の発明の水底の地盤改良方法では、水中での使用時に、刀管外管と刀管内管との間に形成される空気層により刀管に作用する浮力によって刀管の自重を相殺するガイドパイプを用いるため、ガイドパイプの自重によるたわみを抑制し直線保持性を高めつつ、刀管の先端部を水底に配置することができる。
【００２０】
また、刀管内管の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプの先端とを接合可能とし、削孔機により削孔ケーシングパイプを介して刀管を回転させることによって、刀管の先端部を跳ね上がることなく水底表層部に着底・貫入させることができる。
【００２１】
さらに、吊り管を吊り鞘管に対してスライドして任意の位置に固定できる角度調整装置を用いることにより、ガイドパイプの設置傾斜角度を連続的に調整するための装備を簡易なものとできる。また、ガイドパイプを簡単かつ精度良く移動して、広範囲の地盤を確実に改良することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、刀管内管の先端部を水底地盤へ着底・根入れさせることにより、水底地盤への削孔ケーシングパイプ貫入時の跳ね上がりを防止でき、削孔ケーシングパイプを水底地盤に高い精度で貫入できるガイドパイプおよび水底の地盤改良方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】地盤改良に用いる装置２の概要を示す図
【図２】ガイドパイプ１の概要図
【図３】角度調整装置７の概要図
【図４】地盤改良に用いる装置２を陸６１に設置する工程を示す図
【図５】水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図
【図６】ガイドパイプ１を移動させる工程を示す図
【図７】水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図
【図８】地盤改良に用いる装置２を撤去する工程を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、地盤改良に用いる装置２の概要を示す図である。図１（ａ）は、地盤改良に用いる装置２の立面図、図１（ｂ）は、地盤改良に用いる装置２の平面図である。
【００２５】
図１に示すように、地盤改良に用いる装置２は、ガイドパイプ１、架台３、角度調整装置７、ワイヤ１９、チェーンブロック２１等からなる。架台３の上面には、受桁１５、受桁１７が設置される。ガイドパイプ１は、受桁１７に設置される。角度調整装置７は、受桁１５に設置される。チェーンブロック２１は、架台３の下面に設置され、ワイヤ１９の一端が連結される。
【００２６】
図２は、ガイドパイプ１の概要図である。図２（ａ）は、ガイドパイプ１の周方向の断面図である。図２（ａ）は、図１に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図である。図２（ｂ）は、ガイドパイプ１の刀管２６の先端部の平面図である。図２（ｂ）は、図１に示す矢印Ｋの方向から見た図である。
【００２７】
図１、図２に示すように、ガイドパイプ１は、鞘管２３、刀管２６、第１のフランジであるフランジ６７等からなる。
【００２８】
図１、図２（ａ）に示すように、鞘管２３は、ガイドパイプ１の最外周に配置される管である。刀管２６は、鞘管２３の内部に配置され、鞘管２３内を軸方向にスライド可能である。刀管２６は、刀管外管２５の内部に刀管内管２７が配置された二重管であり、刀管外管２５と刀管内管２７との間には、空気層２９が形成される。
【００２９】
図１、図２（ｂ）に示すように、刀管２６は、刀管外管２５の両先端部６３から刀管内管２７が突出し、両先端部６３に刀管外管２５と刀管内管２７との間を塞ぐドーナツ盤６５が設置される。フランジ６７は、刀管内管２７の陸上側の先端に設けられる。フランジ６７は、図１に示す削孔ケーシングパイプ５の先端に設けられた第２のフランジ７１と、ボルトおよびナットにより接合可能である。
【００３０】
図３は、角度調整装置７の概要図である。図３（ａ）は、角度調整装置７の全体の立面図である。図３（ａ）は、図１（ａ）に示す矢印Ｂの方向から見た図である。図３（ｂ）は、角度調整部３７付近の立面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す範囲Ｄの拡大図である。図３（ｃ）および図３（ｄ）は、角度調整装置７の周方向の断面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す矢印Ｆ−Ｆによる断面図、図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示す矢印Ｅ−Ｅによる断面図である。
【００３１】
図１、図３（ａ）に示すように、角度調整装置７は、吊り鞘管３１、吊り管３３、角度調整部３７等からなる。吊り鞘管３１は、角度調整装置７の最外周に配置される管である。吊り管３３は、吊り鞘管３１の内部に配置され、吊り鞘管３１内を軸方向にスライド可能である。吊り管３３は、下部に、ガイドパイプ１を保持するためのガイドパイプ保持部３５を有する。
【００３２】
図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、角度調整部３７は、下部フランジ３９、上部フランジ４１、微調整金具４５等からなる。下部フランジ３９は、環状の板材であり、吊り鞘管３１の外周に固定される。下部フランジ３９の上面には、ナット６９が取り付けられ、ボルト穴を通してボルト４３がねじ込まれる。上部フランジ４１は、環状の板材であり、下部フランジ４１の上方に配置される。上部フランジ４１は、ボルト４３の上端に支持され、ナット６９へのボルト４３のねじ込み量を調節することにより吊り鞘管３１の軸方向に沿って上下に移動する。微調整金具４５は、上部フランジ４１の上面に設けられる。
【００３３】
図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、吊り管３３には、第１の孔である孔５３が設けられる。孔５３は、吊り管３１の軸方向に所定の間隔をおいて複数設けられる。孔５３は、例えば、８０ｍｍ間隔で設けられる。また、吊り鞘管３１には、軸方向の長孔５１が設けられる。長孔５１の長さは、孔５３の設置間隔と同じとする。さらに、微調整金具４５には、第２の孔である孔４９が設けられる。吊り管３３を吊り鞘管３１に対して固定する際には、角度調整部３７において、連通させた孔５３、長孔５１、孔４９に固定ピン４７が挿入される。
【００３４】
図１に示すように、ガイドパイプ１の鞘管２３の上部は、第１のヒンジ１１により、架台３に設置された受桁１７に接合される。また、角度調整装置７の吊り鞘管３１の上部は、第２のヒンジ９により、架台３に設置された受桁１５に接合される。角度調整装置７の吊り管３３の下部のガイドパイプ保持部３５には、ガイドパイプ１の鞘管２３の下部が、第３のヒンジ１３により接合される。さらに、ヒンジ１３には、一端がチェーンブロック２１に連結されたワイヤ１９の他端が連結される。
【００３５】
図１に示す装置では、図１および図３に示す固定ピン４７を取り外した状態で、チェーンブロック２１によりワイヤ１９を介してガイドパイプ１を上げ下げすることにより、角度調整装置７の吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドさせる。また、角度調節部３７において、ボルト４３のナット６９へのねじ込み量を変化させて上部フランジ４１を吊り鞘管３１の軸方向に移動させる。これにより、ガイドパイプ１の設置傾斜角度が連続的に調整される。
【００３６】
次に、図１に示す装置２を用いて水底の地盤を改良する方法について説明する。
本実施の形態では、可塑性グラウト等の薬液を用いて水底５５の改良範囲５７（図５〜図８）を先行して充填・固化する方法について説明する。可塑性グラウトを用いた処理は、例えば、水底が高透水性地盤であり、干満による潮流の影響で地盤内の流速が大きくなって薬液が流出する可能性が高い場合に、薬液の流出を防止して所定の地盤改良効果を確保するために行なわれる。
【００３７】
図４は、地盤改良に用いる装置２を陸６１に設置する工程を示す図である。図４（ａ）は、設置した装置２の立面図である。図４（ｂ）は、角度調整部３７付近の拡大図である。
【００３８】
地盤改良に用いる装置２を設置するには、まず、図４（ａ）に示すように、架台３を組立て、受桁１１、受桁１５を設置して、陸６１に架け渡す。そして、受桁１１に角度調整装置７の吊り鞘管３１をヒンジ９により接合し、吊り鞘管３１に吊り管３３を挿入して角度調整装置７を組み立てる。また、受桁１５にガイドパイプ１の鞘管２３をヒンジ１１により接合し、鞘管２３に刀管２６を挿入してガイドパイプ１を組み立てる。角度調整装置７とガイドパイプ１とのヒンジ１３による接合、チェーンブロック２１の設置、ワイヤ１９によるチェーンブロック２１とヒンジ１３との連結等の作業も、適宜行なう。
【００３９】
図５は、水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図である。装置２の設置が終了した後、水底５５の改良範囲５７の地盤を改良する。地盤の改良は、改良範囲５７の、陸６１から遠い箇所から近い箇所へと順に行なう。
【００４０】
地盤を改良するには、まず、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を調整し、適切な角度で固定する。ガイドパイプ１の設置傾斜角度を調整するには、図４（ｂ）に示すように、角度調整部３７を、孔４９、長孔５１、孔５３に固定ピン４７（図３（ｂ））が挿入されていない状態とする。そして、図４（ａ）に示す状態から、チェーンブロック２１でガイドパイプ１を矢印Ｇに示す方向に引き上げ、角度調整装置７の吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドさせて、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を図５に示すように変化させる。
【００４１】
このとき、角度調整部３７では、ガイドパイプ１の設置傾斜角度が適切な角度となるように、吊り管３３の複数の孔５３のうちのいずれかと、吊り鞘管３１の長孔５１とを重ねる。また、ナット６９へのボルト４３のねじ込み量を変化させ、上部フランジ４１を吊り鞘管３１の軸方向に移動させて、微調整金具４５の孔４９を、吊り鞘管３１の長孔５１および吊り管３３の孔５３に重ねる。その後、連通させた孔４９、長孔５１、孔５３に、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように固定ピン４７を挿入し、吊り管３３を吊り鞘管３１に固定する。
【００４２】
ガイドパイプ１は、角度調整装置７の吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドさせ、任意の位置に固定することにより、設置傾斜角度を連続的に調整し、適切な設置傾斜角度で固定することができる。
【００４３】
ガイドパイプ１を適切な設置傾斜角度で固定した後、クレーン（図示せず）等で刀管２６の挿入長さを調整し、水底５５に刀管２６の先端部、すなわち刀管外管２５の先端部６３から突出した刀管内管２７の先端部を着底させる。
【００４４】
ガイドパイプ１では、刀管外管２５の両端部にドーナツ盤６５が設置されるため、刀管外管２５と刀管内管２７との間に空気層２９（図２（ａ））が形成される。ガイドパイプ１を水中で使用する際には、この空気層２９により刀管２６に作用する浮力によって、刀管２６の自重が相殺される。そのため、ガイドパイプ１のたわみを抑制しつつ直線保持性を高めることができ、刀管内管２７の先端部を水底５５の目標位置に精度良く着底させることができる。
【００４５】
刀管内管２７の先端部を着底させた後、図１に示す削孔ケーシングパイプ５のフランジ７１を、ガイドパイプ１の刀管内管２７の陸６１側の先端に設けられたフランジ６７に、ボルトおよびナットを用いて接合する。そして、削孔ケーシングパイプ５と刀管２６とを一体化した状態で、削孔機により削孔ケーシングパイプ５を介して刀管２６を回転させることによって、刀管内管２７の先端部を水底５５の表層部に貫入させる。
【００４６】
ガイドパイプ１では、刀管内管２７の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプ５の先端とを接合し、削孔機により削孔ケーシングパイプ５を介して刀管２６を回転させることにより、刀管内管２７の先端部を、跳ね上がることなく水底５５の表層部に貫入させることができる。
【００４７】
刀管内管２７の先端部を水底５５に着底・貫入させた後、地盤に改良体５９を形成する。地盤に改良体５９を形成するには、まず、フランジ６７とフランジ７１との接合を解除して、刀管２６から削孔ケーシングパイプ５を取り外す。そして、刀管内管２７内にフランジ７１を有さない削孔ケーシングパイプ（図示せず）を挿入し、水底５５の地盤を削孔する。その後、図５に示すように、刀管内管２７内に注入ロッド７５を挿入し、薬液（たとえば、可塑性グラウト）を注入して改良体５９を形成する。
【００４８】
地盤の改良は、改良範囲５７の、陸６１から遠い箇所から近い箇所へと順に行なう。そのため、上述した初回の作業以後、改良範囲５７の改良が終了するまで、ガイドパイプ１を移動する作業と、地盤に改良体５９を形成する作業とを繰り返す。
【００４９】
図６は、ガイドパイプ１を移動させる工程を示す図である。ガイドパイプ１を移動させるには、まず、図５に示す注入ロッド７５を回収し、ガイドパイプ１の刀管２６を矢印Ｈに示す方向に引き上げ、図６に示す状態とする。そして、孔５３、長孔５１、孔４９に挿入された固定ピン４７を取り外すことにより、角度調整装置７の吊り管３３と吊り鞘管３１との固定を解除する。
【００５０】
次に、チェーンブロック２１を操作して緩め、ガイドパイプ１を矢印Ｉに示す方向に回転させ、上述した初回の作業時と同様の手順で、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を連続的に調整する。そして、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を適切な角度とし、連通させた孔４９、長孔５１、孔５３に固定ピン４７を再度挿入して、吊り管３３を吊り鞘管３１に固定する。これにより、ガイドパイプ１が、適切な設置傾斜角度で固定される。その後、上述した初回の作業時と同様の手順で、刀管外管２５の先端部６３から突出した刀管内管２７の先端部を水底５５の表層部に着底・貫入させ、ガイドパイプ１の移動を完了する。
【００５１】
図７は、水底５５の改良範囲５７の改良を行なう工程を示す図である。ガイドパイプ１を移動した後、刀管２６の陸側先端の余長部分を削孔機械高さに合うよう切断し、再度ドーナツ盤６５とフランジ６７を設置して先端形状を復元し、上述した初回の作業時と同様の手順で水底５５の地盤を削孔する。その後、図７に示すように、刀管内管２７内に注入ロッド７５を挿入し、薬液（たとえば、可塑性グラウト）を注入して改良体５９を形成する。
【００５２】
図８は、地盤改良に用いる装置を撤去する工程を示す図である。ガイドパイプ１を移動する作業と、地盤に改良体５９を形成する作業とを繰り返し、水底５５の改良範囲５７の改良が終了した後、地盤改良に用いる装置２を撤去する。
【００５３】
地盤改良に用いる装置２を撤去するには、まず、図８に示すように、ガイドパイプ１の刀管２６を引き抜く。その後、鞘管２３の角度を変更してヒンジ１３の部分を切断し、ガイドパイプ１の鞘管２３を撤去する。また、角度調整装置７の吊り管３３を引き抜き、吊り鞘管３１を撤去する。さらに、チェーンブロック２１、ワイヤ１９、架台３を適宜撤去する。
【００５４】
このように、本実施の形態では、刀管外管２５と刀管内管２７との間に空気層２９が形成されたガイドパイプ１を用いる。本実施の形態では、ガイドパイプ１を水底５５に着底させる際に、空気層２９により刀管２６に作用する浮力が刀管２６の自重を相殺するため、ガイドパイプ１の自重によるたわみを抑制し、直線保持性を高めつつ、刀管内管２７の先端部を水底５５の目標箇所に高い精度で着底させことができる。
【００５５】
また、刀管内管２７の陸上側の先端と削孔ケーシングパイプ５の先端とを接合可能し、削孔機により削孔ケーシングパイプ５を介して刀管２６を回転させる。これにより、刀管内管２７の先端部を水底表層に着底・根入れさせ、削孔に用いる削孔ケーシングパイプ（図示せず）を跳ね上がることなく水底５５に貫入させることができる。
【００５６】
さらに、吊り管３３を吊り鞘管３１に対してスライドして任意の位置に固定できる角度調整装置７を用いる。これにより、ガイドパイプ１の設置傾斜角度を連続的に調整するための装備を簡易なものとでき、工費を削減できる。また、ガイドパイプ１を簡単かつ精度良く移動して、広範囲の地盤を確実に改良することができる。
【００５７】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５８】
１………ガイドパイプ
３………架台
５………削孔ケーシングパイプ
７………角度調整装置
９、１１、１３………ヒンジ
１５、１７………受桁
２１………チェーンブロック
２３………鞘管
２５………刀管外管
２６………刀管
２７………刀管内管
２９………空気層
３１………吊り鞘管
３３………吊り管
３７………角度調節装置
３９………下部フランジ
４１………上部フランジ
４３………ボルト
４５………微調整金具
４７………固定ピン
４９、５３………孔
５１………長孔
５５………水底
５７………改良範囲
５９………改良体
６３………先端部
６５………ドーナツ盤
６７、７１………フランジ
６９………ナット
７５………注入ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底の地盤改良に用いるガイドパイプであって、
鞘管と、
刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、
を具備し、
前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって、前記刀管の自重を相殺することを特徴とするガイドパイプ。
【請求項２】
前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能であることを特徴とする請求項１記載のガイドパイプ。
【請求項３】
吊り鞘管と、
前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、
前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、
からなる角度調整装置をさらに具備し、
前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、
前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、
前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合され、
前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、設置傾斜角度を連続的に調整し、
前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のガイドパイプ。
【請求項４】
鞘管と、
刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、
を具備するガイドパイプを用い、
前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって前記刀管の自重を相殺し、たわみを抑制し直線保持性を高めつつ、前記刀管の先端部を水底に配置する工程（ａ）と、
前記刀管の内部にケーシングパイプを配置し、前記水底の地盤を改良する工程（ｂ）と、
を具備することを特徴とする水底の地盤改良方法。
【請求項５】
前記ガイドパイプは、前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能であり、
前記工程（ａ）で、前記第１のフランジと前記第２のフランジとを接合し、前記削孔ケーシングパイプと前記刀管とを一体化した後、削孔機により前記削孔ケーシングパイプを介して前記刀管を回転させることによって、前記刀管の先端部を水底表層部に着底・貫入させることを特徴とする請求項４記載の水底の地盤改良方法。
【請求項６】
前記ガイドパイプは、
吊り鞘管と、
前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、
前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、
からなる角度調整装置をさらに具備し、
前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合され、
前記工程（ａ）で、前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、前記ガイドパイプの設置傾斜角度を調整して前記刀管の先端部を水底に配置し、
前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間に、前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定する工程（ｃ）を、
前記工程（ｂ）の後に、前記固定ピンを取り外すことにより、前記吊り管と前記吊り鞘管との固定を解除する工程（ｄ）をさらに具備し、
前記工程（ａ）から前記工程（ｄ）を、前記水底の改良範囲の改良が完了するまで繰り返すことを特徴とする請求項４または請求項５記載の水底の地盤改良方法。
【請求項１】
水底の地盤改良に用いるガイドパイプであって、
鞘管と、
刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、
を具備し、
前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって、前記刀管の自重を相殺することを特徴とするガイドパイプ。
【請求項２】
前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能であることを特徴とする請求項１記載のガイドパイプ。
【請求項３】
吊り鞘管と、
前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、
前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、
からなる角度調整装置をさらに具備し、
前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、
前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、
前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合され、
前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、設置傾斜角度を連続的に調整し、
前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のガイドパイプ。
【請求項４】
鞘管と、
刀管外管の両先端部から刀管内管が突出し、前記両先端部に前記刀管外管と前記刀管内管との間を塞ぐドーナツ盤が設置された二重管であり、前記鞘管内を軸方向にスライド可能である刀管と、
を具備するガイドパイプを用い、
前記刀管外管と前記刀管内管との間に形成される空気層により前記刀管に作用する浮力によって前記刀管の自重を相殺し、たわみを抑制し直線保持性を高めつつ、前記刀管の先端部を水底に配置する工程（ａ）と、
前記刀管の内部にケーシングパイプを配置し、前記水底の地盤を改良する工程（ｂ）と、
を具備することを特徴とする水底の地盤改良方法。
【請求項５】
前記ガイドパイプは、前記刀管内管の陸上側の先端に第１のフランジが設けられ、前記第１のフランジと、削孔ケーシングパイプの先端に設けられた第２のフランジとが、ボルトおよびナットにより接合可能であり、
前記工程（ａ）で、前記第１のフランジと前記第２のフランジとを接合し、前記削孔ケーシングパイプと前記刀管とを一体化した後、削孔機により前記削孔ケーシングパイプを介して前記刀管を回転させることによって、前記刀管の先端部を水底表層部に着底・貫入させることを特徴とする請求項４記載の水底の地盤改良方法。
【請求項６】
前記ガイドパイプは、
吊り鞘管と、
前記吊り鞘管内を軸方向にスライド可能である吊り管と、
前記吊り鞘管の外周に固定され、上面にナットを取り付けボルト穴を通してボルトがねじ込まれるようにした下部フランジと、前記ナットへの前記ボルトのねじ込み量を調節することにより上下に可動する上部フランジと、前記上部フランジに設けられた微調整金具とを有する角度調整部と、
からなる角度調整装置をさらに具備し、
前記鞘管の上部が第１のヒンジにより架台に接合され、前記吊り鞘管の上部が第２のヒンジにより前記架台に接合され、前記吊り管の下部と前記鞘管の下部とが第３のヒンジにより接合され、
前記工程（ａ）で、前記吊り管を前記吊り鞘管に対してスライドさせるととともに、前記ねじ込み量を変化させて前記上部フランジを前記吊り鞘管の軸方向に移動させることにより、前記ガイドパイプの設置傾斜角度を調整して前記刀管の先端部を水底に配置し、
前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間に、前記吊り管に設けられた第１の孔と、前記吊り鞘管に設けられた軸方向の長孔と、前記微調整金具に設けられた第２の孔とを連通させて固定ピンを挿入することにより、前記吊り管を前記吊り鞘管に固定する工程（ｃ）を、
前記工程（ｂ）の後に、前記固定ピンを取り外すことにより、前記吊り管と前記吊り鞘管との固定を解除する工程（ｄ）をさらに具備し、
前記工程（ａ）から前記工程（ｄ）を、前記水底の改良範囲の改良が完了するまで繰り返すことを特徴とする請求項４または請求項５記載の水底の地盤改良方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３６３００（Ｐ２０１３−３６３００Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５７１３（Ｐ２０１１−１７５７１３）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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