JPH0841861A

JPH0841861A - 地盤改良用の多軸攪拌混合装置

Info

Publication number: JPH0841861A
Application number: JP17503394A
Authority: JP
Inventors: Shohei Senda; 昌平千田; Nobumitsu Kondo; 信光近藤
Original assignee: ASOU FORM KURIITO KK
Current assignee: ASOU FORM KURIITO KK
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】二軸以上からなる多軸攪拌混合装置において、
土砂と攪拌翼との共回りを防止するとともに、固化材と
土砂とを効率的に攪拌混合する。【構成】各攪拌用回転ロッド１、２の回転を拘束するこ
となく軸受５、６を介して、攪拌用回転ロッド１、２同
士を相互に連結する非回転翼７を設けるとともに、これ
ら各攪拌用回転ロッド１、２に対して前記非回転翼７を
挟んでその両側に、かつ非回転翼７に近接して前記攪拌
翼３、４、８、９を設ける。

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
置で混合し、両者の化学的硬化作用により地盤中に固化
改良柱体を造成する深層混合処理工法に用いられる、特
に多軸の攪拌混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、岸壁・護岸・防波堤の基礎の
地盤改良、道路・土地造成工事における盛土下の地盤改
良などにおいて、セメントや石灰などの固化材を用い
て、軟弱地盤に固化改良柱体を造成して地盤強度を高め
る、いわゆる深層混合処理工法がその有効性から多種開
発されている。

【０００３】前記深層混合処理工法は、改良地盤の形
状、強度が比較的自由に得られることから、水深条件、
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、地盤中に加えるセメントスラリーの量
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く、また不要土として廃棄する
土量が少ない。さらに、施工中の振動、騒音が少ないた
め、都市部の近接構造物に接した工事も問題が少ないな
ど種々の利点を有し、近年次第に普及してきている。

【０００４】この工法において、最も重要な事は、固化
材と土砂とが均一に攪拌混合されて初めて所期の強度が
発現することである。しかるに、特に粘性土の場合に
は、攪拌翼に孔内土が付着し、固化材との混合性が低下
し、著しい場合には、攪拌範囲内の土砂が攪拌翼といわ
ゆる共回り現象を起こし、固化材と土砂とが全く混合さ
れない事態が起こり得る。

【０００５】近年、この共回り現象を防止し攪拌性を高
める方法として、例えば、図１０に示されるように、攪
拌用混合ロッドを二重管構造として、外管２０に対して
攪拌翼２２を設けるとともに、内管２１に対して攪拌翼
２３を設け、これらの攪拌翼２２、２３をそれぞれ正逆
方向に回転させることにより、土と攪拌翼との共回りを
防止しようとするものや、図１１および図１２に示され
るように、攪拌用混合ロッドに対して軸受２４を介して
回転する攪拌翼よりも大きい径とし、その先端部が攪拌
孔壁に貫入することにより回転しない共回り防止用ブレ
ード２５を取付け、これを地山に押し込んで回転翼２４
との間で剪断面を作って共回りを防止するとともに、攪
拌性を高めようとしたものなどがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記上
下方向に隣接する攪拌翼を相互に正逆方向に回転させる
攪拌混合装置は、土塊を強制的に剪断するため、均一な
混合攪拌性が得られるものの、ロッドを二重管としそれ
ぞれを逆回転させる機構を必要とするなど、それだけ装
置が複雑になる問題点がある。また、非回転翼を有する
装置の場合には、地山に貫入される共回り防止用ブレー
ドが剪断面に発生する剪断反力に十分対応できるか否か
が問題となる。すなわち、回転しない非回転翼が、貫入
できるような地盤では地盤の反力を十分な期待ができな
い反面、地盤が強固な場合には非回転翼の先端部が貫入
できないものとなり、実際上、共回り防止および攪拌性
向上の効果が期待できない。

【０００７】他方、この点、攪拌用混合ロッドを２軸以
上並べた多軸構造の攪拌混合装置の場合には、相対的な
安定を図るため、図１３に示されるように、各ロッド２
６、２７が回転可能な状態で連結部材２８によって結ば
れているのが普通であり、この連結部材２８は両端が相
互に固定されていることより回転しない構造となってい
る。したがって、前記連結部材の取り付け位置によって
は、共回り防止に利用でき、最も簡易かつ経済的に混合
攪拌性を高めることができる。

【０００８】そこで、本発明の主たる課題は、二軸以上
の多軸攪拌混合装置において、軸同士を繋いでいる連結
材を利用して、共回りを防止するとともに、攪拌効果を
高めた深層混合処理工法に用いられる多軸攪拌混合装置
を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題は、先方部分に
放射方向に延びる攪拌翼を備えた攪拌用回転ロッドを少
なくとも２軸以上並列的に配置した多軸攪拌装置におい
て、これら各攪拌用回転ロッドの回転を拘束することな
く軸受を介して、攪拌用回転ロッド同士を相互に連結す
る非回転翼を設けるとともに、これら各攪拌用回転ロッ
ドに対して前記非回転翼を挟んでその両側または前記非
回転翼の一方側に隣接して、かつ非回転翼に近接して前
記攪拌翼を設けたことで解決できる。

【００１０】この場合、施工条件に応じて、より好適に
は、前記各軸受に対して、隣接する攪拌用回転ロッド方
向の連結用非回転翼とは別に、攪拌用回転ロッド軸を中
心として放射方向に非回転翼を１以上固設したり、前記
非回転翼を攪拌用回転ロッドの軸方向に複数段にわたっ
て形成したり、前記非回転翼の攪拌翼側対向部分に、攪
拌翼の攪拌刃との噛み合わせ用攪拌刃を形成したり、さ
らには前記攪拌翼に設けた攪拌刃の並びを、これらの各
攪拌刃と前記攪拌用回転ロッド中心とを結ぶ各半径方向
線を基準として、それぞれに位相差を設けたり、前記連
結用非回転翼を、その長手方向軸を回転中心として揺動
可能としたり、地盤深さ方向に移動可能としたり、前記
非回転翼の上下縁を共に尖鋭状としたりすることができ
る。

【００１１】

【作用】２軸以上の攪拌用回転ロッドを有する攪拌混合
装置において、相互に攪拌用回転ロッド同士を連結する
連結部材は、両端が固定されている結果、それ自体で回
転しない完全固定翼（非回転翼）となり得る。本発明に
おいては、この連結部材を積極的に非回転翼として利用
し、これに近接して攪拌翼を設けることにより、共回り
を防止するとともに、積極的に回転する攪拌翼との間に
剪断面を形成して効率的な攪拌混合を実現しようとする
ものである。

【００１２】この場合、より好適には、前記各軸受に対
して、隣接する攪拌用回転ロッド方向の連結用非回転翼
とは別に、攪拌用回転ロッド軸を中心として放射方向に
非回転翼を１以上固設することにより、攪拌翼が一回転
する間に剪断部が複数形成されることとなり、攪拌効率
が向上する。また、前記非回転翼を攪拌用回転ロッドの
軸方向に複数段にわたって形成することにより、攪拌装
置の貫入・引上げ過程において、複数回剪断攪拌される
こととなり、攪拌効率が向上する。さらに、前記非回転
翼の攪拌翼側対向部分に、攪拌翼の攪拌刃との噛み合わ
せ用攪拌刃を形成することにより、一様な面での剪断よ
り剪断面において土砂が乱される結果、より効率的な攪
拌が実現される。また前記攪拌翼に設けた攪拌刃の並び
を、これらの各攪拌刃と前記攪拌用回転ロッド中心とを
結ぶ各半径方向線を基準として、それぞれに位相差を設
けたり、前記連結用非回転翼を、その長手方向軸を回転
中心として揺動可能としたり、地盤深さ方向に移動可能
とすることにより、土砂粒状物の噛み込みを抑えること
ができる。また前記非回転翼の上下縁を共に尖鋭状とす
ることにより、非回転翼の貫入・引上げ時の抵抗を軽減
することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
図１に示される２軸の攪拌混合装置は、攪拌用回転ロッ
ド１、２（以下、単にロッドという。）が並列的に配置
され、その先端部分においてロッド１、２の回転を拘束
しないようにそれぞれのロッド１、２に外嵌された軸受
５、６を介して連結部材を兼用する非回転翼７によって
相互に連結されている。また、各ロッド１、２に対して
前記非回転翼７を挟んでその両側に、かつ非回転翼７に
近接して一体的に上側攪拌翼３、４および下側攪拌翼
８、９を設けている。各攪拌翼３、４、８、９と非回転
翼７との間の隙間ｄは、砂質土、粘性土、粘土等の土質
種別によって異なるが、境界の剪断面において攪拌対象
の土塊を確実に剪断するために、概ね５０〜５００mm、
好ましくは１００〜２００mmとするのがよい。また、上
側攪拌翼３、４同士および下側攪拌翼８、９同士は、図
２に示されるように、攪拌範囲Ｈにラップ部分Ｊを持つ
ようにするため９０°の位相角差を保持したままで回転
させ、衝突しないようになっている。なお、前記非回転
翼７に対して片側のみに、つまり前記上側攪拌翼３、４
および下側攪拌翼８、９の一方のみを設けることでもよ
い。また、１０、１１はロッド１、２先端に固設された
先端ビットである。

【００１４】さらに、前記攪拌混合装置よりも好ましい
態様を、図３〜図９により順に説明すると、図３に示さ
れる攪拌混合装置の例は、先ず各軸受５、６に対して、
隣接する攪拌用回転ロッド方向の連結用非回転翼７とは
別に、ロッド１、２軸を中心としてその放射方向、この
場合には前記連結用非回転翼７を延長する方向にブラケ
ット状に非回転翼７Ａ、７Ｂをそれぞれ固設している。
この他の例として、前記ブラケット状の非回転翼とし
て、図５に示されるように、連結用非回転翼７の軸線を
基準に１２０°方向に２本の非回転翼７Ａ〜７Ｄを形成
することもできるし、さらにその数を増やすこともでき
る。特に、地盤が粘性土で軟らかい場合には、ブラケッ
ト状の非回転翼７Ａ、７Ｂ…を複数設けることにより剪
断部を多くすることができ、確実な剪断を行う上で効果
的である。

【００１５】また、前記非回転翼７、７Ａ、７Ｂ…の攪
拌翼側対向部分、すなわち上下縁部に攪拌刃７ａ、７ａ
…を形成し、かつ上側攪拌翼３、４および下側攪拌翼
８、９の非回転翼側対向部分に攪拌刃３ａ，４ａ、８
ａ、９ａを形成し、これら非回転翼７、７Ａ、７Ｂ…の
攪拌刃７ａ、７ａ…と攪拌翼３、４、８、９の攪拌刃３
ａ，４ａ、８ａ、９ａ、…とを相互に噛み合わせること
により、図１のように単一の水平面で剪断する場合に比
べて、より高い攪拌性を得ることができる。なお、この
場合、対峙する攪拌刃同士が、図３に示すように交差
（重なり）部を有することが最も望ましいが、交差せず
に、接線上で一致するかまたは若干の離間があっても、
十分な攪拌性が期待できる。

【００１６】さらに前記非回転翼７、７Ａ、７Ｂ…の断
面形状は、図６に示されるように、たとえば菱形状にそ
の上下縁を共に尖鋭状とし、貫入・引抜き時の抵抗をな
るべく軽減するのが望ましい。また、同図に示されるよ
うに、非回転翼７、７Ａ、７Ｂ…を、外面に凸部１２ａ
を有する内軸１２と、この内軸１２の外側に外嵌されか
つ攪拌刃７ａ、７ａを有するとともに、内通部に前記凸
部１２ａが係止する扇状係止孔１３ａを有する外軸１３
とから構成することにより、この外軸１３を揺動可能と
したり、また、図８に示されるように、非回転翼７と軸
受５、６との連結部において、軸受６から非回転翼７側
に突出する突出片６ａを設ける一方、非回転翼７の端部
に函体状の受け部７ｂを一体的に設け、かつ前記突出片
６ａの上下部に付勢手段、たとえばスプリング１４Ａ、
１４Ｂを間に介して互いに係合させることにより、非回
転翼７を上下方向（地盤深さ方向）に移動可能としたり
する。これにより、例えば攪拌翼３の攪拌刃３ａと非回
転翼７の攪拌刃７ａとの間に小石Ｓが挟まれそうになっ
ても、前記外軸１３の揺動動作や非回転翼７の移動動作
により、前記小石Ｓを噛み込むことなく外に逃がすこと
ができる。なお、前記非回転７の移動構造に代えて、軸
受５、６自体を上下方向に移動可能な構造、たとえば二
重筒状とし、内筒を通常の軸受機能を有する構造とする
とともに、外筒をこの内筒に対してスプリングを介し
て、または封入した油等によるダンパー構造として取付
けることにより、非回転翼７、およびブラケット状の非
回転翼７Ａ、７Ｂ…を簡単に移動可能とすることができ
る。なお、非回転翼７等の移動量は、上下方向に夫々５
〜１０mm程度もあれば十分な効果が望める。

【００１７】また、前記攪拌翼３、４、８、９の非回転
翼７側の攪拌刃３ａ，４ａ、８ａ、９ａについて、たと
えば攪拌翼３、４…に固設された各攪拌刃３ａ、４ａ…
が、仮に同一半径線上に並んで配置される場合には、こ
れらの各攪拌刃３ａ、４ａ…が非回転翼７、７Ａの攪拌
刃７ａ、７ａ…と同時に交差することとなり、小石Ｓな
どの夾雑物が噛み込み易くなるとともに、剪断による作
用力が同時に発生することとなる。そこで、本発明にお
いては図７に示されるように、仮に攪拌翼８を例に採る
と、攪拌翼８に設けた攪拌刃８ａ、８ａ…の並びを、こ
れらの各攪拌刃８ａ、８ａ…とロッド１中心…とを結ぶ
各半径方向線Ｒ，Ｒ…を基準として、それぞれに位相差
ａ、ｂを設けることにより、外側の攪拌刃８ａから順に
非回転翼７の攪拌刃７ａと交差することとなるため、噛
み込みを少なくすることができるとともに、剪断作用力
を分散させることができるようになる。

【００１８】一方、本発明に係る攪拌混合装置の場合
は、図９に示されるように、前記非回転翼７、７Ａ、７
Ｂよりなる固定翼を上下方向（深さ方向）にわたって２
段、または図示しないが３段以上形成することもでき
る。ベースマシンが大型で大きな容量の回転力を得るこ
とが可能であることが条件であるが、上記のように固定
翼を複数段にわたって形成することにより剪断面の数が
多くなり、攪拌混合性が良好になる。

【００１９】他方、本発明に係る攪拌混合装置を用いて
地盤改良を行うに当たっては、貫入過程において、ロッ
ド１、２の先端部からセメントミルク、セメントスラリ
ー、セメント粉体、石灰などの固化材を吐出または噴射
させながら、貫入過程において前記固化材と土砂とを攪
拌混合して地盤改良体を造成することもできるし、また
改良範囲の土砂を弛緩させるために一旦所定深さまで貫
入させた後、その後の引上げ過程において、最上部の攪
拌翼取付個所近傍より固化材を吐出・噴射し、この固化
材混入土砂を後続の攪拌翼によって攪拌混合することで
もよい。さらには、場合に応じては、攪拌混合装置の貫
入・引上げを一様に行うのではなく、攪拌装置を上下方
向にストロークさせながら徐々に貫入・引上げを行うこ
ともできる。

【００２０】ところで、本実施例においては、２軸の攪
拌混合装置を例に採り説明したが、本発明は２軸の場合
に限定されるものではなく、３軸、４軸およびこれ以上
の軸を有する攪拌混合装置の全てに適用可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、二
軸以上からなる多軸攪拌混合装置において、簡単に土砂
と攪拌翼との共回りを防止することができるとともに、
非回転翼と回転攪拌翼との剪断作用により、固化材と土
砂とを効率的に攪拌混合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多軸攪拌混合装置の正面図であ
る。

【図２】地盤改良範囲の平面図である。

【図３】本発明に係る第２の多軸攪拌混合装置の正面図
である。

【図４】図３のIV−IV線矢視図である。

【図５】非回転翼の他の取付例を示す平面図である。

【図６】非回転翼を揺動可能とした場合の非回転翼部構
造断面図である。

【図７】攪拌翼の攪拌刃の配置状態を示す平面図であ
る。

【図８】非回転翼を上下方向に移動とした場合の非回転
翼固定部構造図である。

【図９】非回転翼を上下方向に二段形成した場合の正面
図である。

【図１０】従来の単軸攪拌混合装置に正逆方向に回転す
る攪拌翼を取り付けた場合の正面図である。

【図１１】従来の単軸攪拌混合装置に共回り防止用ブレ
ードを取付けた正面図である。

【図１２】図１１の平面図である。

【図１３】従来の２軸の攪拌混合装置の正面図である。

【符号の説明】

１・２…攪拌用回転ロッド、３・４…上側攪拌翼、５・
６…軸受、７・７Ａ〜７Ｄ…非回転翼、８・９…下側攪
拌翼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先方部分に放射方向に延びる攪拌翼を備え
た攪拌用回転ロッドを少なくとも２軸以上並列的に配置
した多軸攪拌装置において、これら各攪拌用回転ロッドの回転を拘束することなく軸
受を介して、攪拌用回転ロッド同士を相互に連結する非
回転翼を設けるとともに、これら各攪拌用回転ロッドに
対して前記非回転翼を挟んでその両側または前記非回転
翼の一方側に隣接して、かつ非回転翼に近接して前記攪
拌翼を設けたことを特徴とする地盤改良用の多軸攪拌混
合装置。
【請求項２】前記各軸受に対して、隣接する攪拌用回転
ロッド方向の連結用非回転翼とは別に、攪拌用回転ロッ
ド軸を中心として放射方向に非回転翼を１以上固設した
請求項１記載の地盤改良用の多軸攪拌混合装置。
【請求項３】前記非回転翼を攪拌用回転ロッドの軸方向
に複数段にわたって形成した請求項１、２記載の地盤改
良用の多軸攪拌混合装置。
【請求項４】前記非回転翼の攪拌翼側対向部分に、攪拌
翼の攪拌刃との噛み合わせ用攪拌刃を形成した請求項１
〜３記載の地盤改良用の多軸攪拌混合装置。
【請求項５】前記攪拌翼に設けた攪拌刃の並びを、これ
らの各攪拌刃と前記攪拌用回転ロッド中心とを結ぶ各半
径方向線を基準として、それぞれに位相差を設けた請求
項１〜４記載の地盤改良用の多軸攪拌混合装置。
【請求項６】前記非回転翼を、その長手方向軸を回転中
心として揺動可能とした請求項１〜５記載の地盤改良用
の多軸攪拌混合装置。
【請求項７】前記非回転翼を、地盤深さ方向に移動可能
とした請求項１〜６記載の地盤改良用の多軸攪拌混合装
置。
【請求項８】前記非回転翼の上下縁を共に尖鋭状とした
請求項１〜７記載の地盤改良用の多軸攪拌混合装置。