ドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法
【課題】共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げ、確実に、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【解決手段】アンカ部材３が先端部４ａに配置され、アンカ部材３が先端部２ａに連結されたドレーン部材２が内部４ｂに挿通され、ロッド部材５が内部４ｂに収納された状態のマンドレル４を、アンカ部材３を挿入端として、軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設し、ドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材２が共上がりした場合、ロッド部材５を、マンドレル４から突き出してアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材２を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【解決手段】アンカ部材３が先端部４ａに配置され、アンカ部材３が先端部２ａに連結されたドレーン部材２が内部４ｂに挿通され、ロッド部材５が内部４ｂに収納された状態のマンドレル４を、アンカ部材３を挿入端として、軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設し、ドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材２が共上がりした場合、ロッド部材５を、マンドレル４から突き出してアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材２を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中に含まれる水分等を排出して軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン部材を軟弱地盤に打設するドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軟弱地盤中の水分や空気（以下、水分等という。）を排出することによって軟弱地盤を改良する地盤改良方法の一つとして、バーチカルドレーン工法がある。打設装置により軟弱地盤中の所定の深さまでドレーン材を打設し、盛土等により荷重を負荷する。そして、軟弱地盤中の水分等がドレーン材を介して排出されることで、地盤の圧密促進を図る工法である。
【０００３】
このようなバーチカルドレーン工法に用いられるドレーン部材を打設する打設装置としては、特許文献１のようなものがある。具体的に、特許文献１の打設装置は、上端及び下端が開口され、下端開口部に開閉自在の蓋体が設けられたマンドレル（特許文献１ではケーシングと記載）と、マンドレル内に設けられ、軟弱地盤中の水分等を透過するドレーン部材と、マンドレル内に移動可能に設けられ、マンドレルの全長よりも長く、下端がドレーン部材の先端と係合し、上端にマンドレルの上端と係合するストッパ部を有するロッド部材とを備えている。
【０００４】
このような特許文献１の打設装置は、先ず、蓋体によって下端開口部が閉塞され、この蓋体とロッド部材の下端とでドレーン部材の先端が狭持された状態のマンドレルが打設機によって軟弱地盤中の所定の深さに打ち込まれる。次いで、特許文献１の打設装置は、蓋体が開放されると共に、打設機によってマンドレルだけが引き上げられる。このとき、特許文献１の打設装置は、ロッド部材が自重によってマンドレルの下端開口部から外部に突き出され、ロッド部材の下端がドレーン部材の先端と係合されることで、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さに留める。次いで、特許文献１の打設装置は、マンドレルが打設機によってある程度引き上げられると、マンドレルの上端がロッド部材のストッパ部に係合され、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さに留めた状態で、マンドレルの引き上げに伴ってロッド部材が引き上げられる。以上のようにして、特許文献１の打設装置では、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の打設装置では、ロッドの自重が重い場合や軟弱地盤中の水分等の含有率が多い場合、ロッド部材が軟弱地盤中の所定の深さに留まらずに、ロッドによってドレーン部材が軟弱地盤中の所定の深さよりも深い位置まで押し下げられる虞がある。
【０００６】
更に、特許文献１の打設装置では、ロッド部材がマンドレルの全長よりも長いので、扱いが不便であり、更に、コストが掛かり経済的ではない。
【０００７】
更に、特許文献１の打設装置は、ドレーン部材を打設している際にドレーン部材が引き上がる、所謂、共上がりがロッド部材を引き上げた後に起こった場合、ドレーン部材はアンカレスであり、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とを再度係合させることは困難であるので、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げることはできない。従って、共上がりが起こった場合には、ドレーン部材を引き抜き、ドレーン部材の打設作業をやり直す必要がある。よって、作業性が悪く、工期が長くなり、経済的ではない。
【０００８】
更に、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とが再度係合できたとしても、特許文献１の打設装置は、ロッド部材を駆動する駆動部を有していないので、ロッド部材単体では移動できず、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げるためには、打設機によってマンドレルを再度下方へ移動させる必要がある。従って、作業性が悪く、経済的ではない。
【０００９】
更に、ロッド部材を所定の範囲内で突き出し可能な油圧駆動装置がマンドレルの下端に内蔵された打設装置がある。
【００１０】
このような油圧駆動装置が内蔵された打設装置は、先ず、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端が係合された状態で、マンドレルが軟弱地盤の所定の深さまで打ち込まれる。次いで、マンドレルが引き上げられるのと同時に、ロッド部材が油圧駆動装置によってマンドレルの下端開口部から外部に突き出され、ロッド部材の下端がドレーン部材の先端と係合されることで、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さに留める。次いで、マンドレルがある程度引き上げられた後に、ロッド部材が油圧駆動装置によってマンドレル内に収納され、ドレーン部材を軟弱地盤中に所定の深さに留めた状態で、マンドレルが引き上げられる。以上のようにして、油圧駆動装置が内蔵された打設装置では、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【００１１】
しかしながら、このような油圧駆動装置が内蔵された打設装置では、マンドレルに油圧駆動装置を内蔵する必要があるので、マンドレルが大型化し、装置が複雑になり、コストが掛かり経済的ではない。
【００１２】
更に、このような油圧駆動装置が内蔵された打設装置では、ロッド部材を引き上げた後にドレーン部材が共上がりした場合、ドレーン部材がアンカレスであり、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とを再度係合させることは困難であるので、再度、油圧駆動装置によってロッド部材を突き出しても、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げることはできない。従って、共上がりが起こった場合には、ドレーン部材を引き抜き、ドレーン部材の打設作業をやり直す必要がある。よって、作業性が悪く、工期が長くなり、経済的ではない。
【００１３】
更に、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とが再度係合できたとしても、油圧駆動装置によるロッド部材の突き出し量が決まっているので、ロッド部材を引き上げてマンドレル内に収納し、マンドレルが油圧駆動装置のロッド部材の突き出し量以上引き上げられた際に共上がりが起こった場合、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げるためには、打設機によって再度マンドレルを下方へ移動させる必要がある。従って、作業性が悪く、経済的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭５９−１９５９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりしても、共上がりしたドレーン部材を押し下げて、確実に軟弱地盤中の所定の深さに打設することができるドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法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】
【００１６】
本発明に係るドレーン部材の打設装置は、軟弱地盤中の水分を透過するドレーン部材と、ドレーン部材の先端部に連結されるアンカ部材と、アンカ部材が先端部に配置されると共に、ドレーン部材が内部に挿通されるマンドレルと、マンドレルの内部に移動可能に設けられ、マンドレルから突き出してアンカ部材を押圧するロッド部材とを備えている。そして、本発明に係るドレーン部材の打設装置は、アンカ部材が先端部に配置され、ドレーン部材が内部に挿通され、ロッド部材が内部に収納された状態のマンドレルを、アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、軟弱地盤中に所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。更に、本発明に係るドレーン部材の打設装置は、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりした場合、ロッド部材を、マンドレルから突き出してアンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【００１７】
本発明に係るドレーン部材の打設方法は、アンカ部材が先端部に配置され、軟弱地盤中の水分を透過し、アンカ部材が先端部に連結されたドレーン部材が内部に挿通され、ロッド部材が内部に収納された状態のマンドレルを、アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、軟弱地盤中の所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。更に、本発明に係るドレーン部材の打設方法は、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりした場合、ロッド部材を、マンドレルから突き出してアンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法によれば、軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりしても、ロッド部材をマンドレルの先端部から突き出して、共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げることができる。従って、本発明に係るドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法によれば、ドレーン部材を確実に軟弱地盤中の所定の深さまで打設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した打設装置を示した縦断面図である。
【図２】本発明を適用した打設装置を示した縦断面図であり、先端部側を拡大したものである。
【図３】本発明を適用した打設装置を示した平面図である。
【図４】ドレーン部材の透水部を示した斜視図である。
【図５】ドレーン部材がアンカ部材に連結された様子を示した斜視図である。
【図６】本発明を適用した打設装置を用いた打設作業を説明するための工程図である。
【図７】ドレーン部材の打設作業の様子を示した概略図である。
【図８】ドレーン部材の先端部の深さの時間に対する軌跡を示した図であり、（Ａ）は、共上がりしなかったときの軌跡を示し、（Ｂ）は、共上がりしたときの軌跡を示している。
【図９】先端部側を先端部側に向かうにつれて次第に縮径されるように設けたマンドレルを示した縦断面図である。
【図１０】連結部を本体部の幅方向の略中央部よりも幅方向の一端部側に形成したアンカ部材を示した平面図である。
【図１１】マンドレルにロッド部材の移動をガイドするガイド部材を設け、ロッド部材の外周面にガイド部材と係合する係合部を設けた変形例の打設装置を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用したドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法について、図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明を適用したドレーン部材の打設装置（以下、打設装置という。）１は、図１に示すように、軟弱地盤１００を改良するために用いられるドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設することができる。更に、この打設装置１は、ドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する際に、ドレーン部材２が引き上がる、所謂、共上がりが起きても、共上がりしたドレーン部材２を再度軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材２を確実に軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設することができる。
【００２２】
具体的に、打設装置１は、図１乃至図３に示すように、軟弱地盤１００中の水分を透過するドレーン部材２と、このドレーン部材２の先端部２ａに連結されたアンカ部材３と、先端部４ａにアンカ部材３が配置されると共に、ドレーン部材２が内部４ｂに挿通されるマンドレル４と、マンドレル４の内部４ｂに移動可能に設けられ、マンドレル４の先端部４ａから突き出してアンカ部材３を押圧するロッド部材５とを備えている。
【００２３】
軟弱地盤１００中の水分を透過するドレーン部材２は、軟弱地盤１００中に打設されるものであり、図４に示すように、リールに巻き付けることができる程度の可撓性と形状保持性とを有する芯材６ａと、芯材６ａを覆う透水性材料からなるフィルタ６ｂとを有している。これにより、ドレーン部材２は、芯材６ａとフィルタ６ｂとの隙間により形成される中空部６ｃを流入した水分が通水される。
【００２４】
芯材６ａは、長手方向に多数の溝を有し、その溝が軟弱地盤１００中の水分の通水路９となる。芯材６ａは、運搬等の利便性を考慮してリールに巻き付けることができる程度の可撓性を有すると共に、軟弱地盤１００への打設後において十分な通水路９を確保するための形状保持性を有し、例えばプラスチック等の樹脂材料で形成されている。より具体的には、芯材６ａは、塩化ビニル、ポリエチレンなどの材料で形成されている。
【００２５】
なお、芯材６ａは、上述に限らず、運搬等の利便性を考慮した可撓性と通水路９となる中空部６ｃが確保できる形状保持性を有するものであれば、いかなる材質、形状からなるものであっても良い。また、芯材６ａは、上述に限らず、生分解性の樹脂材料で形成することにより、環境へ配慮したものとすることができる。
【００２６】
フィルタ６ｂは、透水性を有する材料から形成され、芯材６ａの外周を中空部６ｃを残して覆うように形成されている。フィルタ６ｂは、例えば、ポリエステル製の不織布から形成され、軟弱地盤１００中の水分を中空部６ｃに透過させる。また、フィルタ６ｂは、上述に限らず、生分解性の樹脂材料で形成することにより、環境へ配慮したものとすることができる。
【００２７】
このようなドレーン部材２は、図１に示すように、例えば、ドラム状のリール１０に巻き付けられて、軟弱地盤１００の地表面１０１上に配設される。更に、ドレーン部材２には、リール１０等によってバックテンションが付加され、ドレーン部材２が弛むことや絡むことが防止されている。更に、ドレーン部材２は、リール１０の回転量を測定する測定装置等の測定部１２によって、リール１０から引き出されたドレーン部材２の引出量が測定される。従って、作業者等は、打設作業時に、ドレーン部材２の引出量を把握することで、ドレーン部材２の先端部２ａの軟弱地盤１００中の位置（深さ）を容易に把握することができる。ここで、ドレーン部材２は、リール１０等によってバックテンションが付加されているので、共上がりすると、弛むことなくリール１０に巻き取られ、引出量が減少する。従って、作業者等は、打設作業時に、軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設された後のドレーン部材２の引出量の変化を把握することで、ドレーン部材２が共上がりしたのか否か、更には、どの程度ドレーン部材２が共上がりしたのかを容易に把握することができる。
【００２８】
なお、ドレーン部材２は、リール１０によってバックテンションが付加される他に、ドレーン部材２の搬送をガイドする搬送ガイド部１１によってバックテンションが付加されるようにしても良い。更に、測定部１２は、リール１０の回転量の他に、搬送ガイド部１１の回転量やリール１０から引き出されたドレーン部材２の長さを直接測定することで、ドレーン部材２の引出量を測定するようにしても良い。
【００２９】
更に、ドレーン部材２は、軟弱地盤１００中の水分を透過する透水部と、この透水部６に連結され、塩化ビニル等の不透水材料により円環状に形成され、内部は通水性を有し、周面から通気を遮断させた不透水部とを有するものを用いても良い。
【００３０】
アンカ部材３は、図５に示すように、本体部３ａと、この本体部３ａの一主面に形成され、ドレーン部材２の先端部２ａに連結される連結部３ｂとを有する。
【００３１】
アンカ部材３の本体部３ａは、マンドレル４が軟弱地盤１００に打設される際の挿入端となるものであり、例えば略矩形板状に形成され、軟弱地盤１００に打設できる程度の機械的強度を有するような厚さを有している。ここでは、図３に示すように、本体部３ａは、長手方向がマンドレル４の直径よりも大きく、幅方向がマンドレル４の直径よりもやや小さくなるように形成されている。
【００３２】
アンカ部材３の連結部３ｂは、図５に示すように、本体部３ａの一主面の幅方向の略中央部に、一主面の長手方向に向けて、略逆Ｕ字状に形成されている。この連結部３ｂは、ドレーン部材２の一主面の幅方向の長さよりもやや長く、連結部３ｂと本体部３ａとの間に、ドレーン部材２が連結される連結口３ｃが形成されている。このような連結口３ｃを有するアンカ部材３は、ドレーン部材２の下端部２ｂが、連結口３ｃを挿通した後に折り返され、このドレーン部材２の下端部２ｂと連結部３ｂを挟んで対向するドレーン部材２に、ステイプラ等の締結部材１３で締結されることで、ドレーン部材２の先端部２ａと連結されている。
【００３３】
なお、本体部３ａは、上述に限らず、軟弱地盤１００に打設できる程度の機械的強度を有するような厚さを有するものであれば、如何なる大きさのものでも良く、更に、円形状、楕円形状、多角形状等、如何なる形状のものでも良い。また、連結部３ｂは、上述に限らず、ドレーン部材２と連結することができるものであれば、如何なる形状でも良い。更に、アンカ部材３とドレーン部材２とは、上述に限らず、連結することができれば、如何なる連結方法でも良い。
【００３４】
マンドレル４は、図１及び図３に示すように、断面略円形状の有底筒状に形成されている。また、有底筒状に形成されたマンドレル４は、先端部４ａが軟弱地盤１００の地表面１０１から所定の深さまで打設された際に、基端部４ｃが地表面１０１から所定の長さ臨むような全長を有している。
【００３５】
このようなマンドレル４の先端部４ａには、図２及び図３に示すように、ドレーン部材２が挿通されるドレーン開口部４ｄと、ロッド部材５が挿通されるロッド開口部４ｆとが形成されている。ドレーン開口部４ｄは、略矩形状に形成され、ドレーン部材２及びアンカ部材３の連結部３ｂと略同じ大きさ又はやや大きく、ドレーン部材２及びアンカ部材３の連結部３ｂが挿通可能な大きさを有し、マンドレル４の先端部４ａの略中央部に設けられている。ロッド開口部４ｆは、略円形状に形成され、ロッド部材５が挿通可能な大きさを有し、マンドレル４の先端部４ａのドレーン開口部４ｄの幅方向の一端部側（ドレーン部材２の一主面側）に設けられている。
【００３６】
このようなマンドレル４は、図１に示すように、内部４ｂに挿通されたドレーン部材２の先端部２ａに連結されたアンカ部材３が先端部４ａの外側に配置され、ロッド部材５が内部４ｂに収納される。これにより、マンドレル４は、アンカ部材３が先端部４ａに配置され、ドレーン部材２が内部４ｂに挿通され、ロッド部材５が内部４ｂに収納された組立体１４となる。このような組立体１４は、アンカ部材３を挿入端として、フリクションローラ方式等の打設機構２１ａを有する打設機２１によって、軟弱地盤１００に打設される。この際、組立体１４は、マンドレル４の先端部４ａに形成されたドレーン開口部４ｄとロッド開口部４ｆとがアンカ部材３によって覆われているので、ドレーン開口部４ｄとロッド開口部４ｆとからマンドレル４の内部４ｂに軟弱地盤１００の土砂等が侵入することを防止できる。
【００３７】
なお、マンドレル４は、上述に限らず、楕円状、矩形状、多角形状等、マンドレル４の先端部４ａの外側にアンカ部材３を配置でき、ドレーン部材２を内部４ｂに挿通させ、ロッド部材５を内部４ｂに収納することができれば如何なる形状でも良い。
【００３８】
ロッド部材５は、図１に示すように、マンドレル４の長手方向の長さ（全長）よりも短い円柱状に形成され、下端部５ａをマンドレル４の先端部４ａに向けて、マンドレル４の内部４ｂにマンドレル４の長手方向に移動可能に設けられている。更に、ロッド部材５は、マンドレル４の内部４ｂにおいて、例えば、下端部５ａがマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆに挿通され、マンドレル４の先端部４ａと面一になるように設けられている。
【００３９】
更に、ロッド部材５は、上端部５ｂにワイヤ１５が取り付けられ、ワイヤ１５によってマンドレル４の内部４ｂに吊り下げられている。このワイヤ１５は、マンドレル４の内部４ｂを挿通され、マンドレル４の基端部４ｃ側の開口部４ｅから露出されて、マンドレル４の外、例えば地表面１０１上に設けられたウインチ１６に接続されている。
【００４０】
このようなロッド部材５は、ウインチ１６によってワイヤ１５が引き出されることで、自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動される。更に、ロッド部材５は、ウインチ１６によってワイヤ１５が巻き上げられることで、マンドレル４の基端部４ｃ側に移動される。即ち、ロッド部材５は、マンドレル４の外に設けられたウインチ１６によって、マンドレル４と独立して移動することができる。
【００４１】
更に、ロッド部材５は、上述したように自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動することで、下端部５ａの一部をロッド開口部４ｆから外部に突き出すことができる。更に、ロッド部材５は、ウインチ１６から引き出されるワイヤ１５の引出量を調整することで、ロッド開口部４ｆから外部に突き出す突き出し量を容易に調整することができる。これにより、ロッド部材５は、共上がりしたドレーン部材２のアンカ部材３を押圧して軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。
【００４２】
更に、このようなワイヤ１５には、ウインチ１６等によってバックテンションが付加されて、ワイヤ１５が弛むことや絡むことが防止されている。更に、ワイヤ１５は、ウインチ１６の回転量を測定する測定装置等の測定部１８によって、ウインチ１６から引き出された引出量が測定されている。従って、作業者等は、打設作業時に、ワイヤ１５の引出量を把握することで、ロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）を容易に把握することができる。
【００４３】
なお、ワイヤ１５は、ウインチ１６によってバックテンションが付加される他に、ワイヤ１５の搬送をガイドする搬送ガイド部１７等によってバックテンションが付加されるようにしても良い。更に、測定部１８は、ウインチ１６の回転量の他に、搬送ガイド部１７の回転量やウインチ１６から引き出されたワイヤ１５の長さを直接測定することで、ワイヤ１５の引出量を把握し、ロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）を把握するようにしても良い。
【００４４】
なお、ロッド部材５は、円柱状に形成されることに限らず、楕円柱や角柱等、如何なる形状でも良い。
【００４５】
次に、打設装置１を用いた、ドレーン部材２を軟弱地盤１００へ打設する打設作業について、図６を用いて説明をする。
【００４６】
先ず、ステップＳ１において、組立体１４を形成する。具体的に、ドレーン部材２が巻き付けられたドラム状のリール１０から、ドレーン部材２の下端部２ｂを引き出す。そして、リール１０から引き出されたドレーン部材２の下端部２ｂを、マンドレル４の基端部４ｃの開口部４ｅからマンドレル４の内部４ｂに挿入し、マンドレル４の内部４ｂを挿通させて、マンドレル４の先端部４ａのドレーン開口部４ｄから露出させる。そして、図５に示すように、ドレーン開口部４ｄから露出されたドレーン部材２の下端部２ｂを、アンカ部材３の連結口３ｃに挿通させた後に折り返して、このドレーン部材２の下端部２ｂと連結部３ｂを挟んで対向されるドレーン部材２にステイプラ等の締結部材１３で締結する。これにより、ドレーン部材２は、先端部２ａにおいて、アンカ部材３と連結される。
【００４７】
そして、アンカ部材３と先端部２ａにおいて連結されたドレーン部材２をリール１０によって巻き取り、図１に示すように、アンカ部材３を、マンドレル４の先端部４ａの外側に配置する。更に、ロッド部材５を、マンドレル４の基端部４ｃの開口部４ｅから挿入して、マンドレル４の内部４ｂに設ける。このとき、ロッド部材５は、下端部５ａがマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆに挿通され、マンドレル４の先端部４ａと面一になるように設けられる。以上のようにして、マンドレル４は、アンカ部材３が先端部４ａの外側に配置され、アンカ部材３と先端部２ａが連結されたドレーン部材２が内部４ｂに挿通され、ロッド部材５が内部４ｂに収納された組立体１４となる。
【００４８】
次いで、ステップＳ２において、マンドレル４の組立体１４を打設する。具体的に、図７（Ａ）に示すように、マンドレル４の組立体１４を、所定の打設位置で、アンカ部材３を挿入端として、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）が軟弱地盤１００の地表面１０１から軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する。この際、マンドレル４は、打設機２１によって、軟弱地盤１００に打設される。マンドレル４の内部４ｂに収納されているロッド部材５は、自重による移動速度がマンドレル４の打設速度と略同じになるように、ウインチ１６によって、マンドレル４と共に軟弱地盤１００内に降ろされる。このとき、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の地表面１０１からの深さは、打設機２１の打設機構２１ａのフリクションローラの回転量や、測定部１２によって測定されたドレーン部材２の引出量や、測定部１８によって測定されたワイヤ１５の引出量等から把握する。
【００４９】
次いで、ステップＳ３において、マンドレル４の引き上げを行う。具体的に、図７（Ｂ）に示すように、打設機２１によってマンドレル４だけを所定の距離だけ引き上げる。すると、ロッド部材５は、マンドレル４が引き上げられるのに伴い、マンドレル４のロッド開口部４ｆから外部に突き出され、下端部５ａがアンカ部材３を押圧した状態となり、ドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さに留める。この際、マンドレル４が引き上げられることによって形成されたアンカ部材３とマンドレル４との間の空間部には、周囲から土が侵入して埋め戻される。そして、マンドレル４が所定の距離まで引き上げられた後に、図７（Ｃ）に示すように、ロッド部材５がウインチ１６によって引き上げられて、マンドレル４の内部４ｂに収納される。
【００５０】
次いで、ステップＳ４において、ドレーン部材２の共上がりの有無を検出する。具体的に、ロッド部材５が軟弱地盤１００中の所定の深さから引き上げられている際に、測定部１２によってドレーン部材２の引出量の変化を検出することで、ドレーン部材２の共上がりの有無を検出する。
【００５１】
ここで、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）、マンドレル４、ロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。縦軸は、軟弱地盤１００中の深さを示し、横軸は、時間を示している。更に、縦軸上のＨ１は、軟弱地盤１００の地表面１０１を示し、Ｈ２は、打設予定の軟弱地盤１００中の所定の深さを示している。更に、Ｌ１（破線）は、測定部１２によってリール１０から引き出されたドレーン部材２の引出量から導き出されたアンカ部材２（ドレーン部材２の先端部２ａ）の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。Ｌ２（細い実線）は、打設機２１の打設機構２１ａのフリクションローラの回転量から導き出されたマンドレル４の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。Ｌ３（太い実線）は、測定部１８によってウインチ１６から引き出されたワイヤ１５の引出量から導き出されたロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。
【００５２】
そして、図８（Ａ）に示すように、ロッド部材５が軟弱地盤１００中の所定の深さから地表面１０１に引き抜かれるまでの間（ｔ１）にアンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の深さに変化がなかった場合には、ドレーン部材２が共上がりしなかったと判断し、ステップＳ６に進む。また、図８（Ｂ）中の軌跡Ｌ１ａに示すように、アンカ部材３の深さに変化があった場合には、図７（Ｃ）の矢印Ａに示すように、ドレーン部材２が共上がりしたと判断する。この場合には、ステップＳ５に進み、共上がりしたドレーン部材２を修正する。
【００５３】
次いで、ステップＳ５において、共上がりしたドレーン部材２を修正する。具体的に、図７（Ｂ）に示すように、ウインチ１６を駆動させてワイヤ１５を引き出し、ロッド部材５を自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動させて、ロッド部材５の下端部５ａ側の一部をマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出す。そして、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げる。これにより、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）中の軌跡Ｌ１ｂに示すように、ドレーン部材２の先端部２ａは、共上がりした位置から、再度、軟弱地盤１００中の所定の深さの位置に配置される。
【００５４】
そして、図７（Ｃ）に示すように、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げて、マンドレル４の内部４ｂに収納する。そして、マンドレル４を打設機２１によって引き上げて軟弱地盤１００中から引き抜くと共に、マンドレル４と共に、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げる。
【００５５】
そして、ロッド部材５をマンドレル４の内部４ｂに収納してから地表面１０１に引き抜くまでの間、例えば、ロッド部材５の長さ以上マンドレル４が引き上げられた後に、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の深さに変化があった場合には、ドレーン部材２が共上がりしたと判断し、共上がりしたドレーン部材２を修正する。具体的に、マンドレル４及びロッド部材５の引き上げを停止する。そして、ウインチ１６を駆動させてワイヤ１５を引き出し、ロッド部材５を自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動させて、ロッド部材５をマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出す。そして、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げる。これにより、図８（Ｂ）中の軌跡Ｌ１ｃに示すように、ドレーン部材２の先端部２ａは、共上がりした位置から、再度、軟弱地盤１００中の所定の深さの位置に配置される。即ち、ロッド部材５の長さ以上マンドレル４が引き上げられても、マンドレル４を再度下降させることなく、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。
【００５６】
そして、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げて、マンドレル４の内部４ｂに収納する。そして、図７（Ｄ）に示すように、マンドレル４を打設機２１によって引き上げて軟弱地盤１００中から引き抜くと共に、マンドレル４と共に、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げて、軟弱地盤１００中から引き抜き、ステップＳ６に進む。なお、ロッド部材５をマンドレル４の内部４ｂに収納することなく、ロッド部材５が突き出た状態のままで、マンドレル４及びロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き抜くようにしても良い。
【００５７】
次いで、ステップＳ６において、ドレーン部材２の上端部２ｃを、地表面１０１から所定の長さ臨むように切断する。以上のようにして打設されたドレーン部材２は、アンカ部材３が連結された先端部２ａが軟弱地盤１００中の所定の深さに位置し、上端部２ｃが地表面１０１から所定の長さ臨むように埋設されている。そして、以後、新たな打設位置に移動し、ドレーン部材２を所定本数打設するまで、ステップＳ１〜ステップＳ６の工程を順に繰り返す。そして、ドレーン部材２を所定本数打設すると、打設作業は完了する。
【００５８】
そして、打設作業の完了後、ドレーン部材２を用いて、軟弱地盤１００の水分等を排出して地盤を圧密し、地盤改良が行われる。
【００５９】
なお、ステップＳ３において、マンドレル４を引き上げる際にドレーン部材２が共上がりしないように、ロッド部材５によってアンカ部材３を押圧しているが、これに限定されるものではなく、組立体１４を打設後、ロッド部材５によってアンカ部材３を押圧することなく、マンドレル４及びロッド部材５を共に引き上げるようにしても良い。この場合、ステップＳ４において、マンドレル４及びロッド部材５が引き上げられている際のドレーン部材２の共上がりの有無を検出し、ドレーン部材２が共上がりしたとき、マンドレル４及びロッド部材５の引き上げを停止する。そして、ステップＳ５において、ロッド部材５によって共上がりしたドレーン部材２を修正するようにする。このような打設方法によれば、マンドレル４の引き上げる際にドレーン部材２が共上がりしないようにロッド部材５によってアンカ部材３を押圧する時間を短縮することができるので、作業時間を短縮することができる。
【００６０】
更に、図１に示すように、測定部１２、測定部１８、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６に接続され、測定部１２、測定部１８及び打設機２１の打設機構２１ａで測定された測定結果が入力される例えばコンピュータ等で構成された制御部１９を設け、この制御部１９によって、ステップＳ２からステップＳ５の工程を自動的に行うようにしても良い。
【００６１】
例えば、制御部１９は、ステップＳ２において、測定部１２、測定部１８及び打設機２０の打設機構２１ａの測定結果に基づいて、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６を駆動させて、組立体１４を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する。そして、制御部１９は、ステップＳ３において、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６を駆動させて、マンドレル４及びロッド部材５を引き上げる。そして、制御部１９は、ステップＳ４において、測定部１２の測定結果に基づいて、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の深さの変化量が予め内部メモリに設定された閾値以上になったときに、ドレーン部材２が共上がりしたものと判断する。そして、制御部１９は、ステップＳ５において、測定部１２及び測定部１８の測定結果に基づいて、ウインチ１６を駆動させて、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材２を軟弱地盤１００の所定の深さに配置する。そして、制御部１９は、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６を駆動させて、マンドレル４及びロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き抜く。
【００６２】
以上のように、本発明に係る打設装置１は、アンカ部材３がマンドレル４の先端部４ａに配置され、このアンカ部材３と先端部２ａにおいて連結されたドレーン部材２がマンドレル４の内部４ｂに挿通され、ロッド部材５がマンドレル４の内部４ｂに収納された状態の組立体１４を、アンカ部材３を挿入端として、軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設し、マンドレル４及びロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き抜くことで、アンカ部材３が先端部２ａに連結されたドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さに打設することができる。
【００６３】
更に、本発明に係る打設装置１は、マンドレル４又はロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き上げる際にドレーン部材２が共上がりしても、ウインチ１６を駆動させてワイヤ１５を引き出し、ロッド部材５を、自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動させて、マンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出して、アンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。従って、本発明に係る打設装置１は、ドレーン部材２を確実に軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設することができる。
【００６４】
更に、本発明に係る打設装置１は、ウインチ１６がマンドレル４の外に設けられ、更に、マンドレル４を駆動する打設機２１の打設機構２１ａと独立し、マンドレル４と独立してロッド部材５を駆動することができる。従って、本発明に係る打設装置１は、ドレーン部材２の共上がりを修正する場合に、マンドレル４を再度下方へ移動させる必要がないので、従来よりも作業性に優れ、工期を短縮することができ、経済性に優れている。
【００６５】
更に、本発明に係る打設装置１は、ロッド部材５を駆動するウインチ１６がマンドレル４の外に設けられているので、マンドレル４の内部の構造を簡単にすることができ、経済的に優れている。
【００６６】
更に、本発明に係る打設装置１は、ウインチ１６から引き出されたワイヤ１５の引出量に応じて、ロッド部材５のマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出す突き出し量が決まるので、ワイヤ１５の引出量を調整することで、容易にロッド部材５の突き出し量を調整することができる。即ち、本発明に係る打設装置１は、マンドレル４の位置に依存しないで、ロッド部材５を、マンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから所望の突き出し量突き出して、アンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。
【００６７】
なお、図９に示すように、マンドレル４の先端部４ａ側は、打設中に軟弱地盤１００に対する抵抗を抑えるために、先端部４ａ側に向かうにつれて次第に縮径されるようにしても良い。このとき、ロッド開口部４ｆを傾斜部４ｇに設けるようにしても良い。
【００６８】
更に、アンカ部材３は、図３に示すように、連結部３ｂを本体部３ａの幅方向の略中央部に形成し、本体部３ａによって、ドレーン開口部４ｄとこのドレーン開口部４ｄの幅方向に隣接するマンドレル４の先端部４ａの両端部とを覆うことに限定されるものではない。アンカ部材３は、図１０に示すように、連結部３ｂを本体部３ａの幅方向の略中央部よりも幅方向の一端部側に形成し、本体部３ａによって、ドレーン開口部４ｄとこのドレーン開口部４ｄの幅方向に隣接してロッド開口部４ｆが形成されたマンドレル４の先端部４ａの一端部だけを覆うようにしても良い。このようなアンカ部材３は、ドレーン開口部４ｄの幅方向に隣接するマンドレル４の先端部４ａの他端部を覆わない分、本体部３ａの幅方向の長さを短くすることができ、経済性に優れている。
【００６９】
更に、ロッド部材５は、マンドレル４の内部４ｂにおいて、ドレーン部材２の一主面側に１個設けることに限定されるものではなく、例えば、ドレーン部材２の両主面側に各１個、一主面側に複数個又は両主面側に複数個設けるようにしても良い。このとき、各ロッド部材５をウインチ１６で独立して駆動できるようにしても良い。これにより、ロッド部材５は、共上がりしたドレーン部材２のアンカ部材３を押圧して軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることに加え、共上がりの際に傾いたアンカ部材３を水平となるように修正することができる。更に、ロッド部材５は、下端部５ａ側が複数個に分離されているようなものでも良い。
【００７０】
更に、図１１に示すように、マンドレル４の内部４ｂに、ロッド部材５の移動をガイドするガイド部材２０を設けるようにしても良い。このガイド部材２０は、例えば、ブラケット等で構成され、ロッド部材５が挿通されている。更に、ガイド部材２０は、下端部５ａがマンドレル４の先端部４ａと面一になるようにロッド部材５がマンドレル４の内部４ｂに収納された際に、ロッド部材５の下端部５ａ近傍と上端部５ｂ近傍に対応する位置にそれぞれ設けられている。即ち、ガイド部材２０は、ロッド部材５の下端部５ａ近傍に対応する位置に設けられた下端ガイド部材２０ａとロッド部材５の上端部５ｂ近傍に対応する位置に設けられた上端ガイド部材２０ｂとで構成されている。このようなガイド部材２０は、ロッド部材５の移動をガイドすると共に、ロッド部材５を支持して、ロッド部材５のふらつきを防止する。
【００７１】
更に、ガイド部材２０を、ロッド部材５の上端部５ｂよりも基端部４ｃ側のマンドレル４の内部４ｂに設け、ワイヤ１５が挿通されるようにしても良い。これにより、ガイド部材２０は、ワイヤ１５とドレーン部材２とが接触し、ドレーン部材２の傷付きを防止することができる。
【００７２】
更に、ロッド部材５の外周面５ｃに、下端ガイド部材２０ａ及び上端ガイド部材２０ｂと係合する係合部５ｄを設けるようにしても良い。このとき、係合部５ｄは、下端ガイド部材２０ａと上端ガイド部材２０ｂとの間に設けるようにする。
【００７３】
これにより、下端ガイド部材２０ａは、ロッド部材５がマンドレル４の先端部４ａ側に移動した際に、係合部５ｄと係合することで、ロッド部材５がマンドレル４の先端部４ａから脱落することを防止する。即ち、下端ガイド部材２０ａは、ロッド部材５の脱落防止部として機能する。更に、上端ガイド部材２０ｂは、ロッド部材５がマンドレル４の基端部４ｃ側に移動した際に、係合部５ｄと係合することで、マンドレル４の基端部４ｃ側の移動を規制し、ガイド部材２０から抜け出ることを防止する。即ち、上端ガイド部材２０ｂは、ロッド部材５の抜け止め部として機能する。
【００７４】
更に、上端ガイド部材２０ｂは、組立体１４を打設する際に、ロッド部材５の係合部５ｄと係合することで、打設機２１によって、マンドレル４を打設すると共にロッド部材５を下降させることができる。
【００７５】
なお、ガイド部材２０は、下端ガイド部材２０ａと上端ガイド部材２０ｂとで構成されることに限定されるものではなく、下端ガイド部材２０ａだけを設けるようにしても良く、上端ガイド部材２０ｂだけを設けるようにしても良い。更に、ガイド部材２０は、パイプ等の筒状部材で構成されるようにしても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１ 打設装置、２ ドレーン部材、２ａ 先端部、２ｂ 下端部、２ｃ 上端部、３ アンカ部材、３ａ 本体部、３ｂ 連結部、３ｃ 連結口、４ マンドレル、４ａ 先端部、４ｂ 内部、４ｃ 基端部、４ｄ ドレーン開口部、４ｅ 開口部、４ｆ ロッド開口部、４ｇ 傾斜部、５ ロッド部材、５ａ 下端部、５ｂ 上端部、５ｃ 外周面、５ｄ 係合部、６ａ 芯材、６ｂ フィルタ、６ｃ 中空部、９ 通水路、１０ リール、１１ 搬送ガイド部、１２ 測定部、１３ 締結部材、１４ 組立体、１５ ワイヤ、１６ ウインチ、１７ 搬送ガイド部、１８ 測定部、１９ 制御部、２０ ガイド部材、２０ａ 下端ガイド部材、２０ｂ 上端ガイド部材、２１ 打設機、２１ａ、打設機構、１００ 軟弱地盤、１０１ 地表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中に含まれる水分等を排出して軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン部材を軟弱地盤に打設するドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軟弱地盤中の水分や空気（以下、水分等という。）を排出することによって軟弱地盤を改良する地盤改良方法の一つとして、バーチカルドレーン工法がある。打設装置により軟弱地盤中の所定の深さまでドレーン材を打設し、盛土等により荷重を負荷する。そして、軟弱地盤中の水分等がドレーン材を介して排出されることで、地盤の圧密促進を図る工法である。
【０００３】
このようなバーチカルドレーン工法に用いられるドレーン部材を打設する打設装置としては、特許文献１のようなものがある。具体的に、特許文献１の打設装置は、上端及び下端が開口され、下端開口部に開閉自在の蓋体が設けられたマンドレル（特許文献１ではケーシングと記載）と、マンドレル内に設けられ、軟弱地盤中の水分等を透過するドレーン部材と、マンドレル内に移動可能に設けられ、マンドレルの全長よりも長く、下端がドレーン部材の先端と係合し、上端にマンドレルの上端と係合するストッパ部を有するロッド部材とを備えている。
【０００４】
このような特許文献１の打設装置は、先ず、蓋体によって下端開口部が閉塞され、この蓋体とロッド部材の下端とでドレーン部材の先端が狭持された状態のマンドレルが打設機によって軟弱地盤中の所定の深さに打ち込まれる。次いで、特許文献１の打設装置は、蓋体が開放されると共に、打設機によってマンドレルだけが引き上げられる。このとき、特許文献１の打設装置は、ロッド部材が自重によってマンドレルの下端開口部から外部に突き出され、ロッド部材の下端がドレーン部材の先端と係合されることで、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さに留める。次いで、特許文献１の打設装置は、マンドレルが打設機によってある程度引き上げられると、マンドレルの上端がロッド部材のストッパ部に係合され、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さに留めた状態で、マンドレルの引き上げに伴ってロッド部材が引き上げられる。以上のようにして、特許文献１の打設装置では、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の打設装置では、ロッドの自重が重い場合や軟弱地盤中の水分等の含有率が多い場合、ロッド部材が軟弱地盤中の所定の深さに留まらずに、ロッドによってドレーン部材が軟弱地盤中の所定の深さよりも深い位置まで押し下げられる虞がある。
【０００６】
更に、特許文献１の打設装置では、ロッド部材がマンドレルの全長よりも長いので、扱いが不便であり、更に、コストが掛かり経済的ではない。
【０００７】
更に、特許文献１の打設装置は、ドレーン部材を打設している際にドレーン部材が引き上がる、所謂、共上がりがロッド部材を引き上げた後に起こった場合、ドレーン部材はアンカレスであり、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とを再度係合させることは困難であるので、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げることはできない。従って、共上がりが起こった場合には、ドレーン部材を引き抜き、ドレーン部材の打設作業をやり直す必要がある。よって、作業性が悪く、工期が長くなり、経済的ではない。
【０００８】
更に、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とが再度係合できたとしても、特許文献１の打設装置は、ロッド部材を駆動する駆動部を有していないので、ロッド部材単体では移動できず、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げるためには、打設機によってマンドレルを再度下方へ移動させる必要がある。従って、作業性が悪く、経済的ではない。
【０００９】
更に、ロッド部材を所定の範囲内で突き出し可能な油圧駆動装置がマンドレルの下端に内蔵された打設装置がある。
【００１０】
このような油圧駆動装置が内蔵された打設装置は、先ず、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端が係合された状態で、マンドレルが軟弱地盤の所定の深さまで打ち込まれる。次いで、マンドレルが引き上げられるのと同時に、ロッド部材が油圧駆動装置によってマンドレルの下端開口部から外部に突き出され、ロッド部材の下端がドレーン部材の先端と係合されることで、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さに留める。次いで、マンドレルがある程度引き上げられた後に、ロッド部材が油圧駆動装置によってマンドレル内に収納され、ドレーン部材を軟弱地盤中に所定の深さに留めた状態で、マンドレルが引き上げられる。以上のようにして、油圧駆動装置が内蔵された打設装置では、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【００１１】
しかしながら、このような油圧駆動装置が内蔵された打設装置では、マンドレルに油圧駆動装置を内蔵する必要があるので、マンドレルが大型化し、装置が複雑になり、コストが掛かり経済的ではない。
【００１２】
更に、このような油圧駆動装置が内蔵された打設装置では、ロッド部材を引き上げた後にドレーン部材が共上がりした場合、ドレーン部材がアンカレスであり、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とを再度係合させることは困難であるので、再度、油圧駆動装置によってロッド部材を突き出しても、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げることはできない。従って、共上がりが起こった場合には、ドレーン部材を引き抜き、ドレーン部材の打設作業をやり直す必要がある。よって、作業性が悪く、工期が長くなり、経済的ではない。
【００１３】
更に、ロッド部材の下端とドレーン部材の先端とが再度係合できたとしても、油圧駆動装置によるロッド部材の突き出し量が決まっているので、ロッド部材を引き上げてマンドレル内に収納し、マンドレルが油圧駆動装置のロッド部材の突き出し量以上引き上げられた際に共上がりが起こった場合、ロッド部材によって共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げるためには、打設機によって再度マンドレルを下方へ移動させる必要がある。従って、作業性が悪く、経済的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭５９−１９５９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりしても、共上がりしたドレーン部材を押し下げて、確実に軟弱地盤中の所定の深さに打設することができるドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法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】
【００１６】
本発明に係るドレーン部材の打設装置は、軟弱地盤中の水分を透過するドレーン部材と、ドレーン部材の先端部に連結されるアンカ部材と、アンカ部材が先端部に配置されると共に、ドレーン部材が内部に挿通されるマンドレルと、マンドレルの内部に移動可能に設けられ、マンドレルから突き出してアンカ部材を押圧するロッド部材とを備えている。そして、本発明に係るドレーン部材の打設装置は、アンカ部材が先端部に配置され、ドレーン部材が内部に挿通され、ロッド部材が内部に収納された状態のマンドレルを、アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、軟弱地盤中に所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。更に、本発明に係るドレーン部材の打設装置は、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりした場合、ロッド部材を、マンドレルから突き出してアンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【００１７】
本発明に係るドレーン部材の打設方法は、アンカ部材が先端部に配置され、軟弱地盤中の水分を透過し、アンカ部材が先端部に連結されたドレーン部材が内部に挿通され、ロッド部材が内部に収納された状態のマンドレルを、アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、軟弱地盤中の所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。更に、本発明に係るドレーン部材の打設方法は、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりした場合、ロッド部材を、マンドレルから突き出してアンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法によれば、軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際にドレーン部材が共上がりしても、ロッド部材をマンドレルの先端部から突き出して、共上がりしたドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げることができる。従って、本発明に係るドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法によれば、ドレーン部材を確実に軟弱地盤中の所定の深さまで打設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した打設装置を示した縦断面図である。
【図２】本発明を適用した打設装置を示した縦断面図であり、先端部側を拡大したものである。
【図３】本発明を適用した打設装置を示した平面図である。
【図４】ドレーン部材の透水部を示した斜視図である。
【図５】ドレーン部材がアンカ部材に連結された様子を示した斜視図である。
【図６】本発明を適用した打設装置を用いた打設作業を説明するための工程図である。
【図７】ドレーン部材の打設作業の様子を示した概略図である。
【図８】ドレーン部材の先端部の深さの時間に対する軌跡を示した図であり、（Ａ）は、共上がりしなかったときの軌跡を示し、（Ｂ）は、共上がりしたときの軌跡を示している。
【図９】先端部側を先端部側に向かうにつれて次第に縮径されるように設けたマンドレルを示した縦断面図である。
【図１０】連結部を本体部の幅方向の略中央部よりも幅方向の一端部側に形成したアンカ部材を示した平面図である。
【図１１】マンドレルにロッド部材の移動をガイドするガイド部材を設け、ロッド部材の外周面にガイド部材と係合する係合部を設けた変形例の打設装置を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用したドレーン部材の打設装置及びドレーン部材の打設方法について、図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明を適用したドレーン部材の打設装置（以下、打設装置という。）１は、図１に示すように、軟弱地盤１００を改良するために用いられるドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設することができる。更に、この打設装置１は、ドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する際に、ドレーン部材２が引き上がる、所謂、共上がりが起きても、共上がりしたドレーン部材２を再度軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材２を確実に軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設することができる。
【００２２】
具体的に、打設装置１は、図１乃至図３に示すように、軟弱地盤１００中の水分を透過するドレーン部材２と、このドレーン部材２の先端部２ａに連結されたアンカ部材３と、先端部４ａにアンカ部材３が配置されると共に、ドレーン部材２が内部４ｂに挿通されるマンドレル４と、マンドレル４の内部４ｂに移動可能に設けられ、マンドレル４の先端部４ａから突き出してアンカ部材３を押圧するロッド部材５とを備えている。
【００２３】
軟弱地盤１００中の水分を透過するドレーン部材２は、軟弱地盤１００中に打設されるものであり、図４に示すように、リールに巻き付けることができる程度の可撓性と形状保持性とを有する芯材６ａと、芯材６ａを覆う透水性材料からなるフィルタ６ｂとを有している。これにより、ドレーン部材２は、芯材６ａとフィルタ６ｂとの隙間により形成される中空部６ｃを流入した水分が通水される。
【００２４】
芯材６ａは、長手方向に多数の溝を有し、その溝が軟弱地盤１００中の水分の通水路９となる。芯材６ａは、運搬等の利便性を考慮してリールに巻き付けることができる程度の可撓性を有すると共に、軟弱地盤１００への打設後において十分な通水路９を確保するための形状保持性を有し、例えばプラスチック等の樹脂材料で形成されている。より具体的には、芯材６ａは、塩化ビニル、ポリエチレンなどの材料で形成されている。
【００２５】
なお、芯材６ａは、上述に限らず、運搬等の利便性を考慮した可撓性と通水路９となる中空部６ｃが確保できる形状保持性を有するものであれば、いかなる材質、形状からなるものであっても良い。また、芯材６ａは、上述に限らず、生分解性の樹脂材料で形成することにより、環境へ配慮したものとすることができる。
【００２６】
フィルタ６ｂは、透水性を有する材料から形成され、芯材６ａの外周を中空部６ｃを残して覆うように形成されている。フィルタ６ｂは、例えば、ポリエステル製の不織布から形成され、軟弱地盤１００中の水分を中空部６ｃに透過させる。また、フィルタ６ｂは、上述に限らず、生分解性の樹脂材料で形成することにより、環境へ配慮したものとすることができる。
【００２７】
このようなドレーン部材２は、図１に示すように、例えば、ドラム状のリール１０に巻き付けられて、軟弱地盤１００の地表面１０１上に配設される。更に、ドレーン部材２には、リール１０等によってバックテンションが付加され、ドレーン部材２が弛むことや絡むことが防止されている。更に、ドレーン部材２は、リール１０の回転量を測定する測定装置等の測定部１２によって、リール１０から引き出されたドレーン部材２の引出量が測定される。従って、作業者等は、打設作業時に、ドレーン部材２の引出量を把握することで、ドレーン部材２の先端部２ａの軟弱地盤１００中の位置（深さ）を容易に把握することができる。ここで、ドレーン部材２は、リール１０等によってバックテンションが付加されているので、共上がりすると、弛むことなくリール１０に巻き取られ、引出量が減少する。従って、作業者等は、打設作業時に、軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設された後のドレーン部材２の引出量の変化を把握することで、ドレーン部材２が共上がりしたのか否か、更には、どの程度ドレーン部材２が共上がりしたのかを容易に把握することができる。
【００２８】
なお、ドレーン部材２は、リール１０によってバックテンションが付加される他に、ドレーン部材２の搬送をガイドする搬送ガイド部１１によってバックテンションが付加されるようにしても良い。更に、測定部１２は、リール１０の回転量の他に、搬送ガイド部１１の回転量やリール１０から引き出されたドレーン部材２の長さを直接測定することで、ドレーン部材２の引出量を測定するようにしても良い。
【００２９】
更に、ドレーン部材２は、軟弱地盤１００中の水分を透過する透水部と、この透水部６に連結され、塩化ビニル等の不透水材料により円環状に形成され、内部は通水性を有し、周面から通気を遮断させた不透水部とを有するものを用いても良い。
【００３０】
アンカ部材３は、図５に示すように、本体部３ａと、この本体部３ａの一主面に形成され、ドレーン部材２の先端部２ａに連結される連結部３ｂとを有する。
【００３１】
アンカ部材３の本体部３ａは、マンドレル４が軟弱地盤１００に打設される際の挿入端となるものであり、例えば略矩形板状に形成され、軟弱地盤１００に打設できる程度の機械的強度を有するような厚さを有している。ここでは、図３に示すように、本体部３ａは、長手方向がマンドレル４の直径よりも大きく、幅方向がマンドレル４の直径よりもやや小さくなるように形成されている。
【００３２】
アンカ部材３の連結部３ｂは、図５に示すように、本体部３ａの一主面の幅方向の略中央部に、一主面の長手方向に向けて、略逆Ｕ字状に形成されている。この連結部３ｂは、ドレーン部材２の一主面の幅方向の長さよりもやや長く、連結部３ｂと本体部３ａとの間に、ドレーン部材２が連結される連結口３ｃが形成されている。このような連結口３ｃを有するアンカ部材３は、ドレーン部材２の下端部２ｂが、連結口３ｃを挿通した後に折り返され、このドレーン部材２の下端部２ｂと連結部３ｂを挟んで対向するドレーン部材２に、ステイプラ等の締結部材１３で締結されることで、ドレーン部材２の先端部２ａと連結されている。
【００３３】
なお、本体部３ａは、上述に限らず、軟弱地盤１００に打設できる程度の機械的強度を有するような厚さを有するものであれば、如何なる大きさのものでも良く、更に、円形状、楕円形状、多角形状等、如何なる形状のものでも良い。また、連結部３ｂは、上述に限らず、ドレーン部材２と連結することができるものであれば、如何なる形状でも良い。更に、アンカ部材３とドレーン部材２とは、上述に限らず、連結することができれば、如何なる連結方法でも良い。
【００３４】
マンドレル４は、図１及び図３に示すように、断面略円形状の有底筒状に形成されている。また、有底筒状に形成されたマンドレル４は、先端部４ａが軟弱地盤１００の地表面１０１から所定の深さまで打設された際に、基端部４ｃが地表面１０１から所定の長さ臨むような全長を有している。
【００３５】
このようなマンドレル４の先端部４ａには、図２及び図３に示すように、ドレーン部材２が挿通されるドレーン開口部４ｄと、ロッド部材５が挿通されるロッド開口部４ｆとが形成されている。ドレーン開口部４ｄは、略矩形状に形成され、ドレーン部材２及びアンカ部材３の連結部３ｂと略同じ大きさ又はやや大きく、ドレーン部材２及びアンカ部材３の連結部３ｂが挿通可能な大きさを有し、マンドレル４の先端部４ａの略中央部に設けられている。ロッド開口部４ｆは、略円形状に形成され、ロッド部材５が挿通可能な大きさを有し、マンドレル４の先端部４ａのドレーン開口部４ｄの幅方向の一端部側（ドレーン部材２の一主面側）に設けられている。
【００３６】
このようなマンドレル４は、図１に示すように、内部４ｂに挿通されたドレーン部材２の先端部２ａに連結されたアンカ部材３が先端部４ａの外側に配置され、ロッド部材５が内部４ｂに収納される。これにより、マンドレル４は、アンカ部材３が先端部４ａに配置され、ドレーン部材２が内部４ｂに挿通され、ロッド部材５が内部４ｂに収納された組立体１４となる。このような組立体１４は、アンカ部材３を挿入端として、フリクションローラ方式等の打設機構２１ａを有する打設機２１によって、軟弱地盤１００に打設される。この際、組立体１４は、マンドレル４の先端部４ａに形成されたドレーン開口部４ｄとロッド開口部４ｆとがアンカ部材３によって覆われているので、ドレーン開口部４ｄとロッド開口部４ｆとからマンドレル４の内部４ｂに軟弱地盤１００の土砂等が侵入することを防止できる。
【００３７】
なお、マンドレル４は、上述に限らず、楕円状、矩形状、多角形状等、マンドレル４の先端部４ａの外側にアンカ部材３を配置でき、ドレーン部材２を内部４ｂに挿通させ、ロッド部材５を内部４ｂに収納することができれば如何なる形状でも良い。
【００３８】
ロッド部材５は、図１に示すように、マンドレル４の長手方向の長さ（全長）よりも短い円柱状に形成され、下端部５ａをマンドレル４の先端部４ａに向けて、マンドレル４の内部４ｂにマンドレル４の長手方向に移動可能に設けられている。更に、ロッド部材５は、マンドレル４の内部４ｂにおいて、例えば、下端部５ａがマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆに挿通され、マンドレル４の先端部４ａと面一になるように設けられている。
【００３９】
更に、ロッド部材５は、上端部５ｂにワイヤ１５が取り付けられ、ワイヤ１５によってマンドレル４の内部４ｂに吊り下げられている。このワイヤ１５は、マンドレル４の内部４ｂを挿通され、マンドレル４の基端部４ｃ側の開口部４ｅから露出されて、マンドレル４の外、例えば地表面１０１上に設けられたウインチ１６に接続されている。
【００４０】
このようなロッド部材５は、ウインチ１６によってワイヤ１５が引き出されることで、自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動される。更に、ロッド部材５は、ウインチ１６によってワイヤ１５が巻き上げられることで、マンドレル４の基端部４ｃ側に移動される。即ち、ロッド部材５は、マンドレル４の外に設けられたウインチ１６によって、マンドレル４と独立して移動することができる。
【００４１】
更に、ロッド部材５は、上述したように自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動することで、下端部５ａの一部をロッド開口部４ｆから外部に突き出すことができる。更に、ロッド部材５は、ウインチ１６から引き出されるワイヤ１５の引出量を調整することで、ロッド開口部４ｆから外部に突き出す突き出し量を容易に調整することができる。これにより、ロッド部材５は、共上がりしたドレーン部材２のアンカ部材３を押圧して軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。
【００４２】
更に、このようなワイヤ１５には、ウインチ１６等によってバックテンションが付加されて、ワイヤ１５が弛むことや絡むことが防止されている。更に、ワイヤ１５は、ウインチ１６の回転量を測定する測定装置等の測定部１８によって、ウインチ１６から引き出された引出量が測定されている。従って、作業者等は、打設作業時に、ワイヤ１５の引出量を把握することで、ロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）を容易に把握することができる。
【００４３】
なお、ワイヤ１５は、ウインチ１６によってバックテンションが付加される他に、ワイヤ１５の搬送をガイドする搬送ガイド部１７等によってバックテンションが付加されるようにしても良い。更に、測定部１８は、ウインチ１６の回転量の他に、搬送ガイド部１７の回転量やウインチ１６から引き出されたワイヤ１５の長さを直接測定することで、ワイヤ１５の引出量を把握し、ロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）を把握するようにしても良い。
【００４４】
なお、ロッド部材５は、円柱状に形成されることに限らず、楕円柱や角柱等、如何なる形状でも良い。
【００４５】
次に、打設装置１を用いた、ドレーン部材２を軟弱地盤１００へ打設する打設作業について、図６を用いて説明をする。
【００４６】
先ず、ステップＳ１において、組立体１４を形成する。具体的に、ドレーン部材２が巻き付けられたドラム状のリール１０から、ドレーン部材２の下端部２ｂを引き出す。そして、リール１０から引き出されたドレーン部材２の下端部２ｂを、マンドレル４の基端部４ｃの開口部４ｅからマンドレル４の内部４ｂに挿入し、マンドレル４の内部４ｂを挿通させて、マンドレル４の先端部４ａのドレーン開口部４ｄから露出させる。そして、図５に示すように、ドレーン開口部４ｄから露出されたドレーン部材２の下端部２ｂを、アンカ部材３の連結口３ｃに挿通させた後に折り返して、このドレーン部材２の下端部２ｂと連結部３ｂを挟んで対向されるドレーン部材２にステイプラ等の締結部材１３で締結する。これにより、ドレーン部材２は、先端部２ａにおいて、アンカ部材３と連結される。
【００４７】
そして、アンカ部材３と先端部２ａにおいて連結されたドレーン部材２をリール１０によって巻き取り、図１に示すように、アンカ部材３を、マンドレル４の先端部４ａの外側に配置する。更に、ロッド部材５を、マンドレル４の基端部４ｃの開口部４ｅから挿入して、マンドレル４の内部４ｂに設ける。このとき、ロッド部材５は、下端部５ａがマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆに挿通され、マンドレル４の先端部４ａと面一になるように設けられる。以上のようにして、マンドレル４は、アンカ部材３が先端部４ａの外側に配置され、アンカ部材３と先端部２ａが連結されたドレーン部材２が内部４ｂに挿通され、ロッド部材５が内部４ｂに収納された組立体１４となる。
【００４８】
次いで、ステップＳ２において、マンドレル４の組立体１４を打設する。具体的に、図７（Ａ）に示すように、マンドレル４の組立体１４を、所定の打設位置で、アンカ部材３を挿入端として、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）が軟弱地盤１００の地表面１０１から軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する。この際、マンドレル４は、打設機２１によって、軟弱地盤１００に打設される。マンドレル４の内部４ｂに収納されているロッド部材５は、自重による移動速度がマンドレル４の打設速度と略同じになるように、ウインチ１６によって、マンドレル４と共に軟弱地盤１００内に降ろされる。このとき、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の地表面１０１からの深さは、打設機２１の打設機構２１ａのフリクションローラの回転量や、測定部１２によって測定されたドレーン部材２の引出量や、測定部１８によって測定されたワイヤ１５の引出量等から把握する。
【００４９】
次いで、ステップＳ３において、マンドレル４の引き上げを行う。具体的に、図７（Ｂ）に示すように、打設機２１によってマンドレル４だけを所定の距離だけ引き上げる。すると、ロッド部材５は、マンドレル４が引き上げられるのに伴い、マンドレル４のロッド開口部４ｆから外部に突き出され、下端部５ａがアンカ部材３を押圧した状態となり、ドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さに留める。この際、マンドレル４が引き上げられることによって形成されたアンカ部材３とマンドレル４との間の空間部には、周囲から土が侵入して埋め戻される。そして、マンドレル４が所定の距離まで引き上げられた後に、図７（Ｃ）に示すように、ロッド部材５がウインチ１６によって引き上げられて、マンドレル４の内部４ｂに収納される。
【００５０】
次いで、ステップＳ４において、ドレーン部材２の共上がりの有無を検出する。具体的に、ロッド部材５が軟弱地盤１００中の所定の深さから引き上げられている際に、測定部１２によってドレーン部材２の引出量の変化を検出することで、ドレーン部材２の共上がりの有無を検出する。
【００５１】
ここで、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）、マンドレル４、ロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。縦軸は、軟弱地盤１００中の深さを示し、横軸は、時間を示している。更に、縦軸上のＨ１は、軟弱地盤１００の地表面１０１を示し、Ｈ２は、打設予定の軟弱地盤１００中の所定の深さを示している。更に、Ｌ１（破線）は、測定部１２によってリール１０から引き出されたドレーン部材２の引出量から導き出されたアンカ部材２（ドレーン部材２の先端部２ａ）の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。Ｌ２（細い実線）は、打設機２１の打設機構２１ａのフリクションローラの回転量から導き出されたマンドレル４の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。Ｌ３（太い実線）は、測定部１８によってウインチ１６から引き出されたワイヤ１５の引出量から導き出されたロッド部材５の軟弱地盤１００中の位置（深さ）の時間に対する軌跡を示している。
【００５２】
そして、図８（Ａ）に示すように、ロッド部材５が軟弱地盤１００中の所定の深さから地表面１０１に引き抜かれるまでの間（ｔ１）にアンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の深さに変化がなかった場合には、ドレーン部材２が共上がりしなかったと判断し、ステップＳ６に進む。また、図８（Ｂ）中の軌跡Ｌ１ａに示すように、アンカ部材３の深さに変化があった場合には、図７（Ｃ）の矢印Ａに示すように、ドレーン部材２が共上がりしたと判断する。この場合には、ステップＳ５に進み、共上がりしたドレーン部材２を修正する。
【００５３】
次いで、ステップＳ５において、共上がりしたドレーン部材２を修正する。具体的に、図７（Ｂ）に示すように、ウインチ１６を駆動させてワイヤ１５を引き出し、ロッド部材５を自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動させて、ロッド部材５の下端部５ａ側の一部をマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出す。そして、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げる。これにより、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）中の軌跡Ｌ１ｂに示すように、ドレーン部材２の先端部２ａは、共上がりした位置から、再度、軟弱地盤１００中の所定の深さの位置に配置される。
【００５４】
そして、図７（Ｃ）に示すように、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げて、マンドレル４の内部４ｂに収納する。そして、マンドレル４を打設機２１によって引き上げて軟弱地盤１００中から引き抜くと共に、マンドレル４と共に、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げる。
【００５５】
そして、ロッド部材５をマンドレル４の内部４ｂに収納してから地表面１０１に引き抜くまでの間、例えば、ロッド部材５の長さ以上マンドレル４が引き上げられた後に、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の深さに変化があった場合には、ドレーン部材２が共上がりしたと判断し、共上がりしたドレーン部材２を修正する。具体的に、マンドレル４及びロッド部材５の引き上げを停止する。そして、ウインチ１６を駆動させてワイヤ１５を引き出し、ロッド部材５を自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動させて、ロッド部材５をマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出す。そして、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げる。これにより、図８（Ｂ）中の軌跡Ｌ１ｃに示すように、ドレーン部材２の先端部２ａは、共上がりした位置から、再度、軟弱地盤１００中の所定の深さの位置に配置される。即ち、ロッド部材５の長さ以上マンドレル４が引き上げられても、マンドレル４を再度下降させることなく、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。
【００５６】
そして、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げて、マンドレル４の内部４ｂに収納する。そして、図７（Ｄ）に示すように、マンドレル４を打設機２１によって引き上げて軟弱地盤１００中から引き抜くと共に、マンドレル４と共に、ロッド部材５をウインチ１６によって引き上げて、軟弱地盤１００中から引き抜き、ステップＳ６に進む。なお、ロッド部材５をマンドレル４の内部４ｂに収納することなく、ロッド部材５が突き出た状態のままで、マンドレル４及びロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き抜くようにしても良い。
【００５７】
次いで、ステップＳ６において、ドレーン部材２の上端部２ｃを、地表面１０１から所定の長さ臨むように切断する。以上のようにして打設されたドレーン部材２は、アンカ部材３が連結された先端部２ａが軟弱地盤１００中の所定の深さに位置し、上端部２ｃが地表面１０１から所定の長さ臨むように埋設されている。そして、以後、新たな打設位置に移動し、ドレーン部材２を所定本数打設するまで、ステップＳ１〜ステップＳ６の工程を順に繰り返す。そして、ドレーン部材２を所定本数打設すると、打設作業は完了する。
【００５８】
そして、打設作業の完了後、ドレーン部材２を用いて、軟弱地盤１００の水分等を排出して地盤を圧密し、地盤改良が行われる。
【００５９】
なお、ステップＳ３において、マンドレル４を引き上げる際にドレーン部材２が共上がりしないように、ロッド部材５によってアンカ部材３を押圧しているが、これに限定されるものではなく、組立体１４を打設後、ロッド部材５によってアンカ部材３を押圧することなく、マンドレル４及びロッド部材５を共に引き上げるようにしても良い。この場合、ステップＳ４において、マンドレル４及びロッド部材５が引き上げられている際のドレーン部材２の共上がりの有無を検出し、ドレーン部材２が共上がりしたとき、マンドレル４及びロッド部材５の引き上げを停止する。そして、ステップＳ５において、ロッド部材５によって共上がりしたドレーン部材２を修正するようにする。このような打設方法によれば、マンドレル４の引き上げる際にドレーン部材２が共上がりしないようにロッド部材５によってアンカ部材３を押圧する時間を短縮することができるので、作業時間を短縮することができる。
【００６０】
更に、図１に示すように、測定部１２、測定部１８、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６に接続され、測定部１２、測定部１８及び打設機２１の打設機構２１ａで測定された測定結果が入力される例えばコンピュータ等で構成された制御部１９を設け、この制御部１９によって、ステップＳ２からステップＳ５の工程を自動的に行うようにしても良い。
【００６１】
例えば、制御部１９は、ステップＳ２において、測定部１２、測定部１８及び打設機２０の打設機構２１ａの測定結果に基づいて、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６を駆動させて、組立体１４を軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設する。そして、制御部１９は、ステップＳ３において、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６を駆動させて、マンドレル４及びロッド部材５を引き上げる。そして、制御部１９は、ステップＳ４において、測定部１２の測定結果に基づいて、アンカ部材３（ドレーン部材２の先端部２ａ）の深さの変化量が予め内部メモリに設定された閾値以上になったときに、ドレーン部材２が共上がりしたものと判断する。そして、制御部１９は、ステップＳ５において、測定部１２及び測定部１８の測定結果に基づいて、ウインチ１６を駆動させて、ロッド部材５によってアンカ部材３を軟弱地盤１００の所定の深さまで押し下げて、ドレーン部材２を軟弱地盤１００の所定の深さに配置する。そして、制御部１９は、打設機２１の打設機構２１ａ及びウインチ１６を駆動させて、マンドレル４及びロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き抜く。
【００６２】
以上のように、本発明に係る打設装置１は、アンカ部材３がマンドレル４の先端部４ａに配置され、このアンカ部材３と先端部２ａにおいて連結されたドレーン部材２がマンドレル４の内部４ｂに挿通され、ロッド部材５がマンドレル４の内部４ｂに収納された状態の組立体１４を、アンカ部材３を挿入端として、軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設し、マンドレル４及びロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き抜くことで、アンカ部材３が先端部２ａに連結されたドレーン部材２を軟弱地盤１００中の所定の深さに打設することができる。
【００６３】
更に、本発明に係る打設装置１は、マンドレル４又はロッド部材５を軟弱地盤１００中から引き上げる際にドレーン部材２が共上がりしても、ウインチ１６を駆動させてワイヤ１５を引き出し、ロッド部材５を、自重によってマンドレル４の先端部４ａ側に移動させて、マンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出して、アンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。従って、本発明に係る打設装置１は、ドレーン部材２を確実に軟弱地盤１００中の所定の深さまで打設することができる。
【００６４】
更に、本発明に係る打設装置１は、ウインチ１６がマンドレル４の外に設けられ、更に、マンドレル４を駆動する打設機２１の打設機構２１ａと独立し、マンドレル４と独立してロッド部材５を駆動することができる。従って、本発明に係る打設装置１は、ドレーン部材２の共上がりを修正する場合に、マンドレル４を再度下方へ移動させる必要がないので、従来よりも作業性に優れ、工期を短縮することができ、経済性に優れている。
【００６５】
更に、本発明に係る打設装置１は、ロッド部材５を駆動するウインチ１６がマンドレル４の外に設けられているので、マンドレル４の内部の構造を簡単にすることができ、経済的に優れている。
【００６６】
更に、本発明に係る打設装置１は、ウインチ１６から引き出されたワイヤ１５の引出量に応じて、ロッド部材５のマンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから突き出す突き出し量が決まるので、ワイヤ１５の引出量を調整することで、容易にロッド部材５の突き出し量を調整することができる。即ち、本発明に係る打設装置１は、マンドレル４の位置に依存しないで、ロッド部材５を、マンドレル４の先端部４ａのロッド開口部４ｆから所望の突き出し量突き出して、アンカ部材３を軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることができる。
【００６７】
なお、図９に示すように、マンドレル４の先端部４ａ側は、打設中に軟弱地盤１００に対する抵抗を抑えるために、先端部４ａ側に向かうにつれて次第に縮径されるようにしても良い。このとき、ロッド開口部４ｆを傾斜部４ｇに設けるようにしても良い。
【００６８】
更に、アンカ部材３は、図３に示すように、連結部３ｂを本体部３ａの幅方向の略中央部に形成し、本体部３ａによって、ドレーン開口部４ｄとこのドレーン開口部４ｄの幅方向に隣接するマンドレル４の先端部４ａの両端部とを覆うことに限定されるものではない。アンカ部材３は、図１０に示すように、連結部３ｂを本体部３ａの幅方向の略中央部よりも幅方向の一端部側に形成し、本体部３ａによって、ドレーン開口部４ｄとこのドレーン開口部４ｄの幅方向に隣接してロッド開口部４ｆが形成されたマンドレル４の先端部４ａの一端部だけを覆うようにしても良い。このようなアンカ部材３は、ドレーン開口部４ｄの幅方向に隣接するマンドレル４の先端部４ａの他端部を覆わない分、本体部３ａの幅方向の長さを短くすることができ、経済性に優れている。
【００６９】
更に、ロッド部材５は、マンドレル４の内部４ｂにおいて、ドレーン部材２の一主面側に１個設けることに限定されるものではなく、例えば、ドレーン部材２の両主面側に各１個、一主面側に複数個又は両主面側に複数個設けるようにしても良い。このとき、各ロッド部材５をウインチ１６で独立して駆動できるようにしても良い。これにより、ロッド部材５は、共上がりしたドレーン部材２のアンカ部材３を押圧して軟弱地盤１００中の所定の深さまで押し下げることに加え、共上がりの際に傾いたアンカ部材３を水平となるように修正することができる。更に、ロッド部材５は、下端部５ａ側が複数個に分離されているようなものでも良い。
【００７０】
更に、図１１に示すように、マンドレル４の内部４ｂに、ロッド部材５の移動をガイドするガイド部材２０を設けるようにしても良い。このガイド部材２０は、例えば、ブラケット等で構成され、ロッド部材５が挿通されている。更に、ガイド部材２０は、下端部５ａがマンドレル４の先端部４ａと面一になるようにロッド部材５がマンドレル４の内部４ｂに収納された際に、ロッド部材５の下端部５ａ近傍と上端部５ｂ近傍に対応する位置にそれぞれ設けられている。即ち、ガイド部材２０は、ロッド部材５の下端部５ａ近傍に対応する位置に設けられた下端ガイド部材２０ａとロッド部材５の上端部５ｂ近傍に対応する位置に設けられた上端ガイド部材２０ｂとで構成されている。このようなガイド部材２０は、ロッド部材５の移動をガイドすると共に、ロッド部材５を支持して、ロッド部材５のふらつきを防止する。
【００７１】
更に、ガイド部材２０を、ロッド部材５の上端部５ｂよりも基端部４ｃ側のマンドレル４の内部４ｂに設け、ワイヤ１５が挿通されるようにしても良い。これにより、ガイド部材２０は、ワイヤ１５とドレーン部材２とが接触し、ドレーン部材２の傷付きを防止することができる。
【００７２】
更に、ロッド部材５の外周面５ｃに、下端ガイド部材２０ａ及び上端ガイド部材２０ｂと係合する係合部５ｄを設けるようにしても良い。このとき、係合部５ｄは、下端ガイド部材２０ａと上端ガイド部材２０ｂとの間に設けるようにする。
【００７３】
これにより、下端ガイド部材２０ａは、ロッド部材５がマンドレル４の先端部４ａ側に移動した際に、係合部５ｄと係合することで、ロッド部材５がマンドレル４の先端部４ａから脱落することを防止する。即ち、下端ガイド部材２０ａは、ロッド部材５の脱落防止部として機能する。更に、上端ガイド部材２０ｂは、ロッド部材５がマンドレル４の基端部４ｃ側に移動した際に、係合部５ｄと係合することで、マンドレル４の基端部４ｃ側の移動を規制し、ガイド部材２０から抜け出ることを防止する。即ち、上端ガイド部材２０ｂは、ロッド部材５の抜け止め部として機能する。
【００７４】
更に、上端ガイド部材２０ｂは、組立体１４を打設する際に、ロッド部材５の係合部５ｄと係合することで、打設機２１によって、マンドレル４を打設すると共にロッド部材５を下降させることができる。
【００７５】
なお、ガイド部材２０は、下端ガイド部材２０ａと上端ガイド部材２０ｂとで構成されることに限定されるものではなく、下端ガイド部材２０ａだけを設けるようにしても良く、上端ガイド部材２０ｂだけを設けるようにしても良い。更に、ガイド部材２０は、パイプ等の筒状部材で構成されるようにしても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１ 打設装置、２ ドレーン部材、２ａ 先端部、２ｂ 下端部、２ｃ 上端部、３ アンカ部材、３ａ 本体部、３ｂ 連結部、３ｃ 連結口、４ マンドレル、４ａ 先端部、４ｂ 内部、４ｃ 基端部、４ｄ ドレーン開口部、４ｅ 開口部、４ｆ ロッド開口部、４ｇ 傾斜部、５ ロッド部材、５ａ 下端部、５ｂ 上端部、５ｃ 外周面、５ｄ 係合部、６ａ 芯材、６ｂ フィルタ、６ｃ 中空部、９ 通水路、１０ リール、１１ 搬送ガイド部、１２ 測定部、１３ 締結部材、１４ 組立体、１５ ワイヤ、１６ ウインチ、１７ 搬送ガイド部、１８ 測定部、１９ 制御部、２０ ガイド部材、２０ａ 下端ガイド部材、２０ｂ 上端ガイド部材、２１ 打設機、２１ａ、打設機構、１００ 軟弱地盤、１０１ 地表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤中の水分を透過するドレーン部材と、
上記ドレーン部材の先端部に連結されるアンカ部材と、
上記アンカ部材が先端部に配置されると共に、上記ドレーン部材が内部に挿通されるマンドレルと、
上記マンドレルの内部に移動可能に設けられ、該マンドレルから突き出して上記アンカ部材を押圧するロッド部材とを備え、
上記アンカ部材が先端部に配置され、上記ドレーン部材が内部に挿通され、上記ロッド部材が内部に収納された状態の上記マンドレルを、該アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、該軟弱地盤中の所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、
上記ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際に該ドレーン部材が共上がりした場合、上記ロッド部材を、上記マンドレルから突き出して上記アンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設することを特徴とするドレーン部材の打設装置。
【請求項２】
上記マンドレルは、マンドレル駆動部によって移動され、上記ロッド部材は、ロッド駆動部によって移動されることを特徴とする請求項１記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項３】
上記ロッド駆動部は、上記マンドレルの外に設けられていることを特徴とする請求項２記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項４】
上記ロッド駆動部は、ウインチであり、
上記ロッド部材は、上記ウインチから引き出されたワイヤによって、上記マンドレルの内部に吊り下げられており、該ウインチからワイヤが更に引き出されることで、自重によって該マンドレルから突き出すことを特徴とする請求項３記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項５】
上記ロッド部材は、上記マンドレルの内部に設けられたガイド部材にガイドされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項６】
上記ロッド部材は、外周面に上記ガイド部材と係合する係合部を有し、
上記係合部は、上記ガイド部材と係合することで、上記ロッド部材の先端部側への移動を規制することを特徴とする請求項５記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項７】
上記ロッド部材は、外周面に上記ガイド部材と係合する係合部を有し、
上記係合部は、上記ガイド部材と係合することで、上記ロッド部材の基端部側への移動を規制することを特徴とする請求項５又は請求項６記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項８】
上記ロッド部材は、上記ドレーン部材の一主面側に少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち何れか１項記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項９】
上記ロッド部材は、上記ドレーン部材の両主面側に少なくとも１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち何れか１項記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項１０】
アンカ部材が先端部に配置され、軟弱地盤中の水分を透過し、該アンカ部材が先端部に連結されたドレーン部材が内部に挿通され、ロッド部材が内部に収納された状態のマンドレルを、該アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、該軟弱地盤中の所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、
上記ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際に該ドレーン部材が共上がりした場合、上記ロッド部材を、上記マンドレルから突き出して上記アンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設することを特徴とするドレーン部材の打設方法。
【請求項１】
軟弱地盤中の水分を透過するドレーン部材と、
上記ドレーン部材の先端部に連結されるアンカ部材と、
上記アンカ部材が先端部に配置されると共に、上記ドレーン部材が内部に挿通されるマンドレルと、
上記マンドレルの内部に移動可能に設けられ、該マンドレルから突き出して上記アンカ部材を押圧するロッド部材とを備え、
上記アンカ部材が先端部に配置され、上記ドレーン部材が内部に挿通され、上記ロッド部材が内部に収納された状態の上記マンドレルを、該アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、該軟弱地盤中の所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、
上記ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際に該ドレーン部材が共上がりした場合、上記ロッド部材を、上記マンドレルから突き出して上記アンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設することを特徴とするドレーン部材の打設装置。
【請求項２】
上記マンドレルは、マンドレル駆動部によって移動され、上記ロッド部材は、ロッド駆動部によって移動されることを特徴とする請求項１記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項３】
上記ロッド駆動部は、上記マンドレルの外に設けられていることを特徴とする請求項２記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項４】
上記ロッド駆動部は、ウインチであり、
上記ロッド部材は、上記ウインチから引き出されたワイヤによって、上記マンドレルの内部に吊り下げられており、該ウインチからワイヤが更に引き出されることで、自重によって該マンドレルから突き出すことを特徴とする請求項３記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項５】
上記ロッド部材は、上記マンドレルの内部に設けられたガイド部材にガイドされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項６】
上記ロッド部材は、外周面に上記ガイド部材と係合する係合部を有し、
上記係合部は、上記ガイド部材と係合することで、上記ロッド部材の先端部側への移動を規制することを特徴とする請求項５記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項７】
上記ロッド部材は、外周面に上記ガイド部材と係合する係合部を有し、
上記係合部は、上記ガイド部材と係合することで、上記ロッド部材の基端部側への移動を規制することを特徴とする請求項５又は請求項６記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項８】
上記ロッド部材は、上記ドレーン部材の一主面側に少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち何れか１項記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項９】
上記ロッド部材は、上記ドレーン部材の両主面側に少なくとも１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち何れか１項記載のドレーン部材の打設装置。
【請求項１０】
アンカ部材が先端部に配置され、軟弱地盤中の水分を透過し、該アンカ部材が先端部に連結されたドレーン部材が内部に挿通され、ロッド部材が内部に収納された状態のマンドレルを、該アンカ部材を挿入端として、軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、該軟弱地盤中の所定の深さまで打設されたマンドレル及びロッド部材を、軟弱地盤中の所定の深さから引き上げて軟弱地盤中から引き抜き、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設し、
上記ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設する際に該ドレーン部材が共上がりした場合、上記ロッド部材を、上記マンドレルから突き出して上記アンカ部材を軟弱地盤中の所定の深さまで押し下げて、該ドレーン部材を軟弱地盤中の所定の深さまで打設することを特徴とするドレーン部材の打設方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９６２１７（Ｐ２０１３−９６２１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３４０５（Ｐ２０１１−２４３４０５）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００２１９４０６）東亜建設工業株式会社 (177)
【出願人】（３０３０５６３６８）東急建設株式会社 (225)
【出願人】（３９０００１９９３）みらい建設工業株式会社 (26)
【出願人】（０００１８２０３０）若築建設株式会社 (39)
【出願人】（５０２０８００４７）キャドテック株式会社 (10)
【出願人】（０００１０９２３３）チカミミルテック株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００２１９４０６）東亜建設工業株式会社 (177)
【出願人】（３０３０５６３６８）東急建設株式会社 (225)
【出願人】（３９０００１９９３）みらい建設工業株式会社 (26)
【出願人】（０００１８２０３０）若築建設株式会社 (39)
【出願人】（５０２０８００４７）キャドテック株式会社 (10)
【出願人】（０００１０９２３３）チカミミルテック株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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