JP2600011B2 - 地盤改良装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地盤改良装置に係り、特に地盤を掘削しなが
ら石灰系やセメント系等の化学安定材を地盤中に吐出
し、この吐出した化学安定材と切削土砂とを混合撹拌し
て柱状の固結体を地盤中に形成するための地盤改良装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の地盤改良装置として、例えば第７図に示すよう
なものが知られている。この装置１は、駆動装置本体２
の下部にモータ等の駆動手段によって高速回転する回転
シャフト３を長く設け、この回転シャフト３の先端に穿
孔ビット４を設けると共に、この穿孔ビット４の上部近
傍に掘削翼５と撹拌翼６とを固設した構造のものであ
る。

そして、回転シャフト３を作動することによって、ま
ず穿孔ビット４で地盤７に穴を開け、次いで掘削翼５の
回転力によつて地盤７を堀り進むと共に、掘削した土と
回転シャフト３の掘削翼５近傍位置に開設した小孔８か
ら吐出させた化学安定材とを撹拌翼６によって十分に混
合撹拌し、該掘削部位に化学安定材によって改良された
柱状の固結体10を形成することで地盤を改良するもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の地盤改良装置にあっては、
掘削翼５と撹拌翼６とが共に同一方向の仰角を有して回
転シャフト３に取付けられていたために、掘削翼５によ
って掘られた土が塊のまま撹拌翼６と一緒に回転する、
所謂共回り現象が起こり、化学安定材との間で十分な混
合が行なわれないといった問題があった。

そこで、本発明の技術的課題は、掘削された土と化学
安定材との混合撹拌が十分に行なわれるようにして、地
盤の掘削部位に均質で強度の大きい固結体を形成できる
ようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記技術的課題を解決するために、地盤改
良装置としては、駆動装置本体の下部に回転シャフトを
有し、この回転シャフトの先端部近傍に、回転方向に対
して同一傾斜方向の仰角を設定した掘削翼と１以上の撹
拌翼とを固設してなる地盤改良装置において、上記回転
シャフトの掘削翼と撹拌翼との間、および／または撹拌
翼相互間に、上記掘削翼および上記撹拌翼とは逆向きの
仰角を有し、かつ掘削翼および撹拌翼の翼長以下の翼長
を有する回転翼を、上記回転シャフトに対して回転自在
に取り付けたことを特徴とするものである。

〔作用〕

上述の手段によれば、回転シャフトに対して回転翼が
回転自在に取付けられている上、その仰角が掘削翼や撹
拌翼とは逆の関係になっているため、回転シャフトを正
方向に回転させながら掘削する場合および掘削終了後に
回転シャフトを逆方向に回転させて引き上げる場合のい
ずれにあっても、掘削または引抜きを開始し、回転シャ
フトが軸方向で上下に移動して行くようになると、回転
シャフトの回転方向と同方向に回転する掘削翼および撹
拌翼によって押し出された土および化学安定材が回転シ
ャフトの軸方向における移動方向と逆の方向へ相対的に
移動し、回転シャフトに回転自在に設けられて掘削翼お
よび撹拌翼と逆向きの仰角を有する回転翼に作用して、
掘削翼および撹拌翼の回転方向と逆の方向へ、翼端を掘
削穴の壁面に引っ掛けることなく回転させて、掘削した
土と化学安定材とが掘削翼および撹拌翼と共回りするの
を防止するとともに両者の混合撹拌が十分に行われるよ
うにする。

さらに、掘削翼あるいは撹拌翼と、回転翼との間隔が
近い場合には、掘削翼および撹拌翼によって押し出され
た土および化学安定材が回転翼方向へ偏向して流れ、そ
の偏向した流れが掘削翼および撹拌翼と逆向きの仰角を
有する回転翼の対向する面を押圧し、前記回転シャフト
の軸方向への流れによる回転力に加えて、掘削翼および
撹拌翼の回転方向と逆の方向への回転力を生じさせ、掘
削した土と化学安定材とが掘削翼および撹拌翼と共回り
するのを防止して、混合撹拌が十分に行われるようにす
る。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図に示した地盤改良装置11の一実施例において、
駆動装置本体２の下部には正逆二方向に回転する回転シ
ャフト３が長く延びている。そして、この回転シャフト
３の先端部には従来例と同様に穿孔ビット４が設けら
れ、また穿孔ビット４の上部近傍には掘削翼５と撹拌翼
６とが回転シャフト３に固設されている。

穿孔ビット４は先細形状の板状体で形成されており、
また掘削翼５及び撹拌翼６は共に水平方向に延びる四角
形状の板状体によって形成されているが、特に掘削翼５
の下端部には凹凸状の掘削刃12が形成されている。そし
て、これら掘削翼５及び撹拌翼６は、回転シャフト３の
正方向の回転時に掘進するような仰角を以って回転シャ
フト３に固設されている。

また、この実施例において撹拌翼６は掘削翼５の上部
位置で２段に設けられ、それらが互いに直交した形状と
なっているが、特に掘削翼５と下側撹拌翼６との間には
回転翼装置13が設けられている。この回転翼装置13は、
第１図及び第２図に示すように、回転シャフト３に遊嵌
された筒体14と、この筒体14の外周面に取付けられた一
対の回転翼15と、筒体14の上下端近傍位置に設けられた
リング状のストッパ部16a,16bとで構成される。回転翼1
5は上記撹拌翼６と同一形状の板状体で形成されている
が、上記掘削翼５及び撹拌翼６の仰角とは反対方向の仰
角を有し、水平方向に取付けられている。なお、上記掘
削翼５の近傍の回転シャフト３には、セメント系や石灰
系などの化学安定材を吐出するための小孔８が開設され
ており、この小孔８は回転シャフト３の内部に設けられ
た液体通路17と接続されている。

従って、このような構成からなる地盤改良装置11を用
いて軟弱地盤の改良施工を行なう場合には、まず第３図
に示すように、回転シャフト３を正方向に回転させ、穿
孔ビット４と掘削翼５の回転によって地盤を掘り進む。
また、これと同時に小孔８からは液状の化学安定材を地
中に吐出する。掘削された土は、撹拌翼６によって次第
に化学安定材と混合撹拌されていくが、掘削が進むにつ
れて相対的に上方へ移動するので、その移動力で回転翼
15の下面を押圧する。特に、回転翼15が掘削翼５の上部
近傍に設けてあるため、掘削翼５によって堀り起こされ
た土で回転翼15の下面を強く押圧することになる。そし
て、回転翼15は、掘削翼５や撹拌翼６とは反対向きの仰
角となっており、また筒体14が回転シャフト３とは回転
自在となっているために、上記押圧力によって逆方向の
回転力が与えられることになり、掘削翼５や撹拌翼６の
回転方向に対して相対的に反対方向へ回転することとな
る。なお、回転翼15が上方から押された時、筒体14の上
端部がストッパ部16aに当たることで、上方への移動が
防止される。

このように、回転翼15が逆向きに回転することで、掘
削翼５によって掘られた土はまず回転翼15によって逆方
向の力を受け、次いで撹拌翼６によって再び反対方向の
回転力が与えられるので、土が塊とならずによくほぐ
れ、化学安定材とも十分に混合撹拌されることとなる。

一方、所定深度まで掘削が進んだことを確認したのち
化学安定材の吐出を停止し、今度は第４図に示すよう
に、回転シャフト３を掘削時とは逆方向に回転させて一
定速度で引き上げていく。この時は掘削時とは反対に土
が相対的に下方に移動し、これが下向きの力となって回
転翼15の上面を押圧するので、回転翼15は回転シャフト
３とは逆向きに回転することとなる。なお、筒体14の下
方移動は下側のストッパ部16bによって拘束される。

その結果、回転シャフト３の引き上げ時にも再び土と
安定材との混合撹拌が十分に行なわれることとなり、第
５図に示すように回転シャフト３の引き上げが終了した
時点では、掘削部に均質に混合した良質の柱状固結体10
が構築されることとなる。

尚、上記実施例では回転翼15を掘削翼５と撹拌翼６と
の間に配置した場合について説明したが、上下の撹拌翼
６同士の間に配置してもよく、また第６図に示したよう
に、掘削翼５と撹拌翼６との間、及び上下の撹拌翼６の
間に回転翼15を多段に配置して、上記撹拌効果を高める
ようにしてもよい。

〔効果〕

以上説明したように、本発明に係る地盤改良装置によ
れば、掘削翼および撹拌翼と逆の方向へ回転することが
できる回転翼を設けたから回転シャフトの回転に伴い掘
削翼および撹拌翼が同方向に回転して掘削し、掘削に従
って回転シャフト全体は下方へ進み、それに伴い回転シ
ャフト周辺の土は当該回転シャフトに対して相対的に上
方へ移動し、この上方へ移動する土が、回転シャフトに
回転自在に設けられかつ上記掘削翼および撹拌翼の仰角
とは逆向きの仰角になるように設けられた回転翼に作用
することにより、掘削した土と化学安定材とが上記掘削
翼および撹拌翼と共回りするのを防止することができる
とともに両者の混合撹拌を十分に行わせることができ、
掘削した土が塊とならずに良くほぐれるとともに化学安
定材と混合撹拌が十分に行われて、均質で強度の大きな
固結柱体を形成することができる。

また、本発明における回転翼は、特別な人工的駆動力
を用いず、回転シャフトに対して自由回転する非常に簡
単な構造であり、製造が容易で、コストを安価にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る地盤改良装置の一実施例を示す正
面図、第２図は第１図中の回転翼装置の拡大断面図、第
３図乃至第５図は地盤改良装置を用いた固結体の施工順
序を示す説明図、第６図は本発明に係る地盤改良装置の
他の実施例を示す正面図、第７図は従来の地盤改良装置
の一例を示す正面図である。 1,11……地盤改良装置 ２……装置本体 ３……回転シャフト ５……掘削翼 ６……撹拌翼 13……回転翼装置 15……回転翼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−28205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−264212（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−247611（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動装置本体の下部に回転シャフトを有
   し、この回転シャフトの先端部近傍に、回転方向に対し
   て同一傾斜方向の仰角を設定した掘削翼および１以上の
   撹拌翼を固設してなる地盤改良装置において、 上記回転シャフトの掘削翼と撹拌翼との間、および／ま
   たは撹拌翼相互間に、上記掘削翼および上記撹拌翼とは
   逆向きの仰角を有し、かつ掘削翼および撹拌翼の翼長以
   下の翼長を有する回転翼を、上記回転シャフトに対して
   回転自在に取り付けたことを特徴とする地盤改良装置。