JPH08232257A

JPH08232257A - 地盤改良装置

Info

Publication number: JPH08232257A
Application number: JP4203095A
Authority: JP
Inventors: Seiji Miyagawa; 清治宮川; Shinobu Harimaya; 忍播磨谷; Tetsuji Murakami; 哲次村上; Norihiro Koshiyou; 憲弘小庄; Maki Naito; 真木内藤
Original assignee: Raito Kogyo Co Ltd
Current assignee: Raito Kogyo Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-09-10
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: JP3249702B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ロッド軸のジャミングを防止することができる
とともに、掘削効率を向上でき、しかも攪拌ロッドの貫
入および引上げが容易に行えるようにする。【構成】攪拌ロッド１の先方部分に放射方向に延出する
攪拌翼３Ａ〜３Ｃを備えた地盤改良装置において、前記
攪拌ロッド１の外面に対して螺旋状の連続刃１２を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固化材と土砂とを現位
置で攪拌・混合することにより地盤中に固化改良体を造
成する混合処理工法に用いられる地盤改良装置に係り、
特に詳しくはその攪拌ロッド構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、埋立地等の地盤改良、道路・
土地造成工事における地盤改良などにおいては、主とし
て石灰やセメント系の化学的固化材を土に添加し強制的
に攪拌・混合することにより固化させ地盤強度を高め
る、混合処理工法がその有用性から多く採用されてい
る。

【０００３】前記混合処理工法は、改良地盤の形状、強
度に比較的自由性があり、水深条件や地盤条件等の異な
る様々な地盤に適用でき、しかも経済的であり、また地
盤中に加える固化材の量が少なく、これに伴う盛上り土
量も少ないため既設構造物に対する影響が少ない、さら
に施工中の振動、騒音が少ないため都市部の地盤改良に
適した工法であるなど種々の利点を有する。

【０００４】前記混合処理工法に用いられる地盤改良装
置の攪拌翼構造を図８に基づいて説明すると、攪拌ロッ
ドは互いに逆回転する内管７と外管８とからなり、前記
内管７先端に掘削刃２を、前記外管８に攪拌翼３、３を
設けた構造をなしており、前記掘削刃２は回転径の小さ
い先端掘削刃４とその上段側に所定間隔離して配置され
た回転径の大きい攪拌兼用掘削刃５とから構成され、こ
の攪拌兼用掘削刃５は攪拌羽根としての機能をも持たせ
るため、左側翼５ａと右側翼５ｂとからなるトンボ状に
形成されている。また、前記外管８に設けられた攪拌翼
３も、前記攪拌兼用掘削刃５と同様に、左側翼３ａと右
側翼３ｂの二翼から構成され、複数の攪拌翼３，３はそ
れぞれ上下方向に所定間隔離し、平面的に９０度ずらし
て複数段に配置してあるものが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる地盤改良装置の
場合には、駆動能力または地盤種との関係にもよるが、
攪拌ロッドの先端に設けられる攪拌翼に対し、攪拌抵抗
により過大な負荷が掛かり過ぎた場合には、攪拌ロッド
（外管または内管）の回転がジャミング（停止）するこ
とがあった。また、攪拌翼径が大きい場合、外管径が大
きい場合およびロッドの貫入深度が深くなるに従って周
面摩擦が大きくなる場合には、貫入効率または引上げ効
率が低下するなどの問題が発生するとともに、攪拌ロッ
ドの引上げ時に掘削土に共上がりが発生するなどの問題
が発生していた。

【０００６】そこで、本発明の課題は、従来の攪拌ロッ
ドに簡単な変更を加えるのみで、ロッド軸のジャミング
を防止することができるとともに、掘削効率を向上で
き、しかも攪拌ロッドの貫入および引上げが容易に行え
る地盤改良装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、攪拌ロッドの先方部分に放射方向に延出
する攪拌翼を備え、固化材と掘削土とを原位置で攪拌・
混合する地盤改良装置において、前記攪拌ロッドの外面
に対して螺旋状の連続刃が形成されていることを特徴と
するものである。

【０００８】この場合、前記螺旋状連続刃の取付位置は
攪拌翼取付位置より基端側とし、その突出幅は３０〜１
５０mmとするのが望ましい。また、前記螺旋状連続刃の
形成位置を前記攪拌翼取付位置より基端側とするととも
に、攪拌ロッドの上部は螺旋状連続刃を未形成とするこ
ともできる。

【０００９】また、前記攪拌ロッドを内管と外管からな
る二重管構造のロッド体とし、これら内管と外管とを互
いに逆方向に回転させることにより、共回りを起こさな
い状態で土砂を攪拌・混合することができる。

【００１０】

【作用】本発明においては、攪拌ロッドの外面、好まし
くは攪拌翼取付位置より基端側に対して螺旋状の連続刃
を形成する。したがって、攪拌翼上部の掘削土が螺旋状
連続刃により一時的に上方に掻き上げられ、攪拌翼にか
かる回転抵抗が軽減されるため、結果的に攪拌ロッドの
ジャミングが防止される。また、螺旋状連続刃により攪
拌翼上部の掘削土を一時的に上方に掻き上げ、攪拌翼付
近の掘削土量が少なくなるため、固化材と掘削土との効
率的な混合攪拌ができる。

【００１１】さらに、螺旋状連続刃の回転により攪拌ロ
ッドの貫入力が大きくなるので、攪拌ロッドを掘削土中
に貫入し易くなる。大径の攪拌翼を設けている場合、外
管径が大きい場合および貫入深度が深い場合など外管に
対し過剰な貫入抵抗がかかる時には特に有効となる。ま
た、外管を逆回転させながら引き上げる際には、螺旋状
連続刃にかかる引上げ抵抗および回転抵抗を低減するこ
とができるため引上げ易くなる。この攪拌ロッドの引上
げの際、攪拌ロッドの全長に亘り螺旋状連続刃を形成し
た場合には、掘削土砂を地上まで引き上げてしまう場合
があるが、攪拌ロッドの上部に螺旋状連続刃の未形成部
分を残すことにより、上層土砂の抵抗により掘削土砂を
原位置に残したままで、引上げ抵抗抵抗および回転抵抗
を低減することができる。

【００１２】他方、本発明の場合には、既存の地盤改良
装置の攪拌ロッド外面に対して螺旋状の連続刃を取付け
るだけでよいため、製作コストが安く、手間も掛から
ず、簡単に変更を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
混合処理工法に使用される地盤改良装置は、図１に示さ
れるように、ベースマシン２３に対して立設状態で固定
されたリーダー２１上に、リーダー２１に沿って移動可
能とされるパワースイベル２０が搭載され、減速機を介
して攪拌ロッド１が連結されている。

【００１４】前記攪拌ロッド１は、内管７と外管８とか
らなる二重管構造のロッド体であり、これら内管７と外
管８とは前記減速機の変速機構により、一方が右回りに
他方が左回りというように正逆方向に夫々回転するよう
になっている。

【００１５】前記攪拌ロッド１の先端部においては、図
２に示されるように、前記内管７は外管８の先端よりも
若干先方に突出して構成され、内管７の先端部に掘削刃
２が設けられている。前記掘削刃２は、最先端部に固定
された先端掘削刃４とこの先端掘削刃４の上方側に固定
された攪拌兼用掘削刃５とから構成され、前記先端掘削
刃４は内管７を中心にして対称的に設けられた一対の左
側掘削刃４ａと右側掘削刃４ｂとからなり、これら左・
右側掘削刃４ａ、４ｂの下側には掘削ビット１０が複数
設けられている。前記左・右側掘削刃４ａ、４ｂはそれ
ぞれ所定角度だけ傾斜させて形成されており、掘削ビッ
ト１０、１０…の刃先が地盤に対し所定の角度で進入す
るように取り付けてある。この場合に、前記左・右側掘
削刃４ａ、４ｂの傾斜角度としては、８０〜９０°にす
るのが望ましい。また内管７の最先端部には、固化材吐
出口９が形成され、セメント系、石灰系の粉体または液
体の固化材が吐出されるようになっている。

【００１６】また、前記攪拌兼用掘削刃５も同様に、内
管７を中心にして対称的に設けられた一対の左側攪拌兼
用掘削刃５ａと右側攪拌兼用掘削刃５ｂとからなり、こ
れらの両攪拌兼用掘削刃５ａ、５ｂは前記掘削刃４ａ、
４ｂの取付け位置に対し平面的に９０°ずらした位置に
固定されている。また、両攪拌兼用掘削刃５ａ、５ｂの
下側には、掘削ビット１０が複数設けられており、攪拌
兼用掘削刃５による掘削径は、ほぼ後述の攪拌翼３Ａと
同等とされている。また、前記左・右側攪拌兼用掘削刃
５ａ、５ｂも前記先端掘削刃４の場合と同様に、それぞ
れ所定角度だけ傾斜させて形成されており、先端掘削ビ
ット１０、１０…の刃先が地盤に対し所定の角度で進入
するように取り付けてある。この場合に、前記左・右側
攪拌兼用掘削刃５ａ、５ｂの傾斜角度としては、４０〜
５０°にするのが望ましい。

【００１７】また、前記先端掘削刃４と攪拌兼用掘削刃
５とは、これらを繋ぐ連続刃６により螺旋状に連続化さ
れている。前記連続刃６は、図４に示されるように、前
記左側掘削刃４ａの上端辺と左側攪拌兼用掘削刃５ａの
下端辺とを螺旋状に連続させる左側連続刃６ａと、前記
右側掘削刃４ｂの上端辺と右側攪拌兼用掘削刃５ｂの下
端辺とを螺旋状に連続させる右側連続刃６ｂとからな
り、先端掘削刃４によって掘り起こされた土砂が前記連
続刃６によって上方に移動され、さらに攪拌兼用掘削刃
５により攪拌されるとともに、掘削刃４より外方に位置
する部分については、前記攪拌兼用掘削刃５により最初
に掘削が行われるようになっている。この場合、前記連
続刃６の傾斜角度としては２０〜３０°とするのが望ま
しい。

【００１８】他方、外管８の先端付近には、図示の例で
は上下方向に３段配置により攪拌翼３Ａ〜３Ｃが設けら
れている。これら各攪拌翼３Ａ〜３Ｃは、外管８を中心
にして対称的に設けられた一対の攪拌羽根３ａと攪拌羽
根３ｂとからなる。これら攪拌翼３Ｂ、３Ｃの攪拌羽根
３ａ、３ｂの上側には掘削ビット１０が適宜の位置に設
けられ、攪拌ロッド１の引き下げ時に掘進用として利用
される。また、各攪拌翼３Ａ〜３Ｃのうち、少なくとも
１つを、図示の例では攪拌翼３Ｃを他の攪拌翼３Ａ、３
Ｂよりも短くしている。そうすることにより、軸心側の
攪拌性能を向上させることができるとともに、攪拌ロッ
ド１の引上げ時の抵抗を低減することもできる。また、
前記攪拌羽根３ａ、３ｂはそれぞれ所定角度だけ傾斜さ
せて形成されており、掘削ビット１０の刃先が地盤に所
定の角度で進入するように取り付けてある。この場合、
前記攪拌羽根３ａ、３ｂの傾斜角度としては２５〜３５
°にするのが望ましい。また、各攪拌翼３Ａ〜３Ｃは、
平面的に視て９０°づつずらして配置されている。前記
攪拌翼は、本例では３段配置の例を示したが、１段配置
であってもよいし、また４段以上配置されることでもよ
い。また、１段当りに形成される攪拌羽根の数もたとえ
ば３翼、４翼とすることもできる。なお、攪拌羽根３
ａ、３ｂに取付けられた掘削ビット１０は省略すること
ができる。

【００１９】本実施例においては、掘削土を縦方向にも
剪断するべく、前記攪拌翼３Ａに対し、複数の縦剪断用
補助翼１１が垂設されている。この縦剪断用補助翼１１
は、剪断面を大きく確保するように下側の攪拌兼用掘削
刃５と接触しない範囲でなるだけ長くして形成するのが
望ましい。通常、前記縦剪断用補助翼１１の長さとして
は、少なくとも１０cm以上、好ましくは２０cm以上であ
ることが望ましい。また、図６に示されるように、前記
縦剪断用補助翼１１の回転方向側の端面１１ａを刃状に
形成し剪断抵抗を小さくすることが望ましい。また、縦
剪断用補助翼１１は、図３に示されるように、平面的に
配向方向を接線方向として配置するのが望ましい。接線
方向に対して傾斜させて配置すると、掘削土を剪断する
際に攪拌ロッド１の求心方向または遠心方向に分力を受
けることになり軸曲がりの原因となるため、接線方向に
向けて配置することにより前記分力をほとんど受けない
で掘削土を効果的に切断することができる。

【００２０】なお、本実施例においては、最下段の攪拌
翼３Ａに対してのみ前記縦剪断用補助翼１１を設けた
が、他の攪拌翼３Ｂ、３Ｃに対しても設けることもでき
る。また、全攪拌翼３Ａ〜３Ｃの内、任意に選定した攪
拌翼に対して設けることでもよい。

【００２１】他方、本発明の場合には、前記外管８の外
面、具体的には前記攪拌翼３Ａ〜３Ｃより基端側の外管
外面に対して螺旋状の連続刃１２が形成されている。こ
の螺旋状連続刃１２は、外管８に設けられた前記攪拌翼
３Ａ〜３Ｃの傾斜方向に一致する螺旋とされ、攪拌ロッ
ド１が正回転すると掘削土が上方に掻き上げられ、逆回
転する場合には掘削土は下方に押されるようになる。ま
た、螺旋状連続刃１２の突出幅Ｂは、あまり大きいと土
砂の移動を促すため、３０〜１５０mm、好ましくは５０
〜１００mm程度とされ、外管表面から若干外延する程度
の幅とするのがよい。また、ピッチＰは２００〜６００
mm、好ましくは３００〜５００mm程度とするのがよい。
前記螺旋状連続刃１２の形成範囲は、ほぼ攪拌ロッド１
のほぼ全長に形成することもできるが、地盤種によって
は、引上げ時に土砂を地上まで引き上げてしまう場合が
あるため、攪拌ロッド１の上部は未形成とすることもで
きる。本発明者等の試験によれば、外管８の先端に形成
された攪拌翼３Ａ〜３Ｃの上部側３ｍの範囲に前記螺旋
状攪拌翼１２を形成するだけで、所期の効果を得ること
が判明している。

【００２２】以上、内管７と外管８とが正逆方向にそれ
ぞれ回転する二重管タイプの攪拌翼構造について説明し
たが、本発明は正逆回転機構を有しない単管ロッドタイ
プの攪拌翼に対しても全く同様に適用することができ
る。

【００２３】次いで、前述した地盤改良装置による改良
手順について図７に基づいて説明すると、図７(A) に示
すように、攪拌ロッド１先端の掘削刃２を所定位置にセ
ットした後、パワースイベル２０の駆動により攪拌ロッ
ド１を貫入させ、図７(B) に示すように、改良部の開始
位置まで空掘りする。なお、ここまでの貫入は先端の固
化材吐出口９からは固化材は吐出させずに貫入を行う。

【００２４】次に、改良開始位置からセメント系または
石灰系の液体または粉体の固化材を内管７の吐出口９か
ら吐出させながら、先端の掘削刃２で地盤掘削を行うと
ともに、攪拌兼用掘削刃５および攪拌翼３Ａ〜３Ｃによ
り掘削土と固化材との攪拌・混合を行う。この場合、攪
拌ロッド１の下降速度としては、毎分０．３〜１．０ｍ
程度とし、ゆっくりと貫入させるのがよい。

【００２５】攪拌ロッド１が支持地盤に達したならば、
内管７および外管８の回転方向を反転切換えした後、攪
拌ロッド１を上方に引き上げる。引き上げる際にも、攪
拌兼用掘削刃５と攪拌翼３により掘削土と固化材とを攪
拌・混合しながらゆっくりと引き上げる。攪拌翼３およ
び掘削刃２の回転数は、改良する土の土質条件によって
違ってくるが、１ｍ当りの羽根切り回数が３００〜６０
０回になるように設定することが望ましい。ここで、前
記羽根切り回数とは、攪拌翼３および掘削刃２の改良部
１ｍ当りの回転数であり、攪拌翼３と掘削刃２の下降時
および上昇時の回転数をすべて合計した数値をいう。

【００２６】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、従
来の攪拌ロッドに簡単な変更を加えるだけで、攪拌ロッ
ドのジャミングを防止することができるとともに、掘削
効率を向上でき、しかも攪拌ロッドの貫入および引上げ
が容易に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地盤改良装置の全体側面図である。

【図２】攪拌ロッドの先端部拡大図である。

【図３】図２のIII −III 線矢視図である。

【図４】図２のIV−IV線矢視図である。

【図５】外管の要部拡大側面図である。

【図６】他の縦剪断用攪拌翼の例を示す部分斜視図であ
る。

【図７】地盤改良要領を示す工程順序図である。

【図８】従来の攪拌翼構造の概略図である。

【符号の説明】

１…ロッド、２…掘削刃、３…攪拌翼、４…先端掘削
刃、５…攪拌兼用掘削刃、６…連続刃、７…内管、８…
外管、９…固化材吐出口、１０…掘削ビット、１１…縦
剪断用補助翼、１２…螺旋状連続刃

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小庄憲弘東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内 (72)発明者内藤真木東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】攪拌ロッドの先方部分に放射方向に延出す
る攪拌翼を備え、固化材と掘削土とを原位置で攪拌・混
合する地盤改良装置において、前記攪拌ロッドの外面に対して螺旋状の連続刃が形成さ
れていることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】前記螺旋状連続刃の形成位置を前記攪拌翼
取付位置より基端側とする請求項１記載の地盤改良装
置。
【請求項３】前記螺旋状連続刃の形成位置を前記攪拌翼
取付位置より基端側とするとともに、攪拌ロッドの上部
は前記螺旋状連続刃を未形成とする請求項１記載の地盤
改良装置。
【請求項４】前記螺旋状連続刃の突出幅が３０〜１５０
mmである請求項１〜３記載の地盤改良装置。
【請求項５】前記攪拌ロッドを内管と外管からなる二重
管構造のロッド体とし、これら内管と外管とを互いに逆
方向に回転させるとともに、前記外管の外面に前記螺旋
状連続刃を形成した請求項１〜４記載の地盤改良装置。