JP2000290992A - 掘削攪拌装置及びそれを使用した地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削ロッドの噴射ノズルから噴射される固化
材により地盤を掘削しながら攪拌，混合する地盤改良方
法において、改良体の径に対応した径の掘削孔の形成を
要せずに改良体を構築する。 【解決手段】 外部へ向けて液状の固化材を噴射する噴
射ノズル22を有する掘削ロッド２の外周に掘削ロッド２
の回転から絶縁され、掘削ロッド２のいずれか一方の向
きへの回転時に噴射ノズル22に合致して連通する噴射口
31を有するスリーブ３を装着し、スリーブ３の外周に掘
削ロッド２の回転と共に開閉し、開放時にスリーブ３の
噴射口31に合致して連通する噴射路41を有する開閉攪拌
翼４を回転自在に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は掘削ロッドの噴射
ノズルから噴射される固化材により地盤を掘削しながら
攪拌，混合する地盤改良方法に使用される掘削攪拌装
置、及びそれを用いた地盤改良方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
既設構造物の基礎スラブや駐車場、あるいは道路や線路
その他の既設構造物の底版下の、沈下や崩壊の可能性が
ある地盤に対して攪拌混合処理により地盤改良する場
合、改良体は掘削ロッドの中心から、それに突設される
攪拌翼の先端までの長さを半径とする円形の断面で構築
されるため、既設構造物の底版等に対しても改良体の径
に対応した径の掘削孔を形成する必要がある。

【０００３】この場合、構築すべき改良体の数が多けれ
ば、底版のコンクリート全体を解体，撤去することが必
要になり、改良体の構築後に新規にコンクリートの底版
を構築し、復旧させる必要が生ずる。

【０００４】また線路の下の地盤を改良する場合にはレ
ールの下に敷かれる枕木の存在により、線路を使用状態
に置いたままでは枕木間の間隔より大きい径の改良体を
構築することができない。

【０００５】掘削土と固化材の攪拌，混合を掘削ロッド
の下端部に装着された噴射ノズルから液状の固化材を噴
射することにより行う方法では固化材が高圧で噴射され
ることから、攪拌，混合領域の掘削土と固化材が高圧下
に置かれるため、地中の圧力が緩和されなければ周辺地
盤を崩壊させる危険性がある。

【０００６】この発明は上記背景より、改良体の径に対
応した径の掘削孔の形成を要せずに改良体を構築する噴
射ノズルを用いた掘削攪拌装置と、噴射ノズルを用いる
場合に周辺地盤の崩壊を防止する掘削攪拌装置を提案す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１では攪拌翼を掘
削ロッドの回転と共に開閉自在にすることにより、既設
構造物の底版等に対しては攪拌翼が閉鎖した状態で掘削
攪拌装置が降下できる大きさの掘削孔を形成するのみ
で、底版等の下に掘削孔径より大きい径の改良体を構築
することを可能にする。

【０００８】掘削ロッドは外部へ向けて液状の固化材を
噴射する噴射ノズルを有し、掘削ロッドの外周には掘削
ロッドの回転から絶縁され、掘削ロッドのいずれか一方
の向きへの回転時に噴射ノズルに合致して連通する噴射
口を有するスリーブが装着される。

【０００９】スリーブの外周には掘削ロッドの回転と共
にスリーブに対して回転して開閉し、開放時にスリーブ
の噴射口に合致して連通する噴射路を有する開閉攪拌翼
が回転自在に連結される。

【００１０】開閉攪拌翼は掘削ロッドがいずれか一方の
向きに回転し、スリーブの噴射口が掘削ロッドの噴射ノ
ズルに合致するときにスリーブに対して回転し、噴射路
がスリーブの噴射口に合致する。開閉攪拌翼は掘削ロッ
ドが前記一方の向きとは逆向きに回転するときに閉鎖
し、同時にスリーブが掘削ロッドに対して回転し、噴射
口と噴射ノズルが分離する。

【００１１】請求項１の掘削攪拌装置は既設構造物の底
版等の下に地盤改良体を構築する場合には、請求項２に
記載のように開閉攪拌翼が閉鎖する向きに掘削ロッドが
回転することで、開閉攪拌翼が閉じた状態でコンクリー
トスラブ等の底版や表層地盤に予め形成された掘削孔を
通じて降下し、掘削ロッド先端のビットや爪が底版下や
表層地盤下の地盤を先行して掘削する。

【００１２】その後、開閉攪拌翼が開放する向きに掘削
ロッドが回転することで、スリーブの噴射口が掘削ロッ
ドの噴射ノズルに合致すると共に、開閉攪拌翼が開放し
てその噴射路がスリーブの噴射口に合致し、その状態で
噴射ノズルと噴射口を通じ、噴射路から噴射される固化
材と掘削土を攪拌，混合することにより、開閉攪拌翼の
長さより大きい半径の地盤改良体を構築する。

【００１３】この場合、掘削攪拌装置は地盤改良体の構
築後、開閉攪拌翼が閉鎖する向きに掘削ロッドが回転す
ることで開閉攪拌翼がスリーブに対して回転して閉鎖
し、そのまま掘削孔を通じて引き上げられる。

【００１４】掘削攪拌装置が掘削孔内を降下するときに
は掘削孔の内周面によって開閉攪拌翼が閉鎖状態に保持
されるため、掘削孔は開閉攪拌翼が閉鎖状態にあるとき
の掘削攪拌装置が通過できる程度の大きさがあればよ
く、構築される地盤改良体の径より小径で足りる。この
結果、構築すべき地盤改良体の数が多い場合にも、底版
のコンクリート全体を解体，撤去することと復旧工事が
不要になる。

【００１５】施工対象が線路の場合には、開閉攪拌翼が
閉鎖状態にあるときの掘削攪拌装置の面積を枕木間の間
隔に納まる大きさにすることで、枕木を除去することな
く施工することが可能であり、線路を使用状態に置いた
まま線路下の地盤に枕木間の間隔より大きい径の地盤改
良体を構築することができる。

【００１６】請求項３では請求項１の掘削攪拌装置にお
いて、掘削ロッドの外周の、開閉攪拌翼の上、もしくは
下に固定攪拌翼を固定することにより、掘削攪拌装置に
よる掘進時に固定攪拌翼の長さを半径とする掘削孔の掘
削土を攪拌して空掘りすることを可能にし、空掘りによ
って地盤を緩めておくことにより固化材の噴射時の圧力
を緩和し、周辺地盤を崩壊させる危険を回避する。

【００１７】この場合、固化材の噴射により構築される
地盤改良体の上に空掘りされた掘削孔が形成されること
により、高圧下に置かれる掘削土と固化材の逃げ場が確
保され、固化材噴射時の攪拌，混合領域の圧力が緩和さ
れるため、周辺地盤の崩壊が防止される。

【００１８】請求項３の掘削攪拌装置は固定攪拌翼のみ
によって掘削孔の空掘りをする場合には、請求項４に記
載のように開閉攪拌翼が閉鎖する向きに掘削ロッドが回
転することで、開閉攪拌翼が閉じた状態で固定攪拌翼の
長さに相当する半径の掘削孔を形成しながら、掘削ロッ
ドが支持層に到達するまで地盤を掘削する。

【００１９】その後、開閉攪拌翼が開放する向きに掘削
ロッドが回転することで、スリーブの噴射口が掘削ロッ
ドの噴射ノズルに合致すると共に、開閉攪拌翼が開放し
てその噴射路がスリーブの噴射口に合致し、その状態で
噴射ノズルと噴射口を通じて開閉攪拌翼の噴射路から固
化材を噴射することにより開閉攪拌翼の長さより大きい
半径の地盤改良体を構築する。

【００２０】地盤改良体の上の地盤を空掘りすること
は、請求項１、または請求項３の掘削攪拌装置の開閉攪
拌翼に爪を付け、開閉攪拌翼を開放させた状態で掘削攪
拌装置を降下させることによっても行える。これらの場
合、地盤改良体の構築深度までは開閉攪拌翼が開放し、
噴射路が噴射口と噴射ノズルに合致しながらも、固化材
の噴射をせずに掘削孔を形成することになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】請求項１の掘削攪拌装置１は図
２，図３，図９に示すように先端に掘削爪５やビットが
接続し、噴射ノズル22を有する掘削ロッド２と、掘削ロ
ッド２の外周に掘削ロッド２の回転から絶縁された状態
で装着されるスリーブ３と、スリーブ３の外周に回転自
在に連結され、掘削ロッド２の回転と共に開閉する開閉
攪拌翼４から構成される。

【００２２】図１〜図３に示すようにスリーブ３は掘削
ロッド２に対し、上下動を拘束されながら、もしくは一
定量以下に制限されながら、掘削ロッド２の軸の回りに
一定角度回転自在に装着され、開閉攪拌翼４はスリーブ
３に対し、水平な軸、もしくは図４に示すように水平に
対してある程度傾斜した軸の回りに回転自在に連結され
る。

【００２３】図２に示すように掘削ロッド２の内部には
噴射ノズル22に液状の固化材を供給する内管21が固定さ
れ、内管21の、開放したときの少なくともいずれか一方
の開閉攪拌翼４の側に噴射ノズル22が固定される。内管
21は掘削ロッド２に固定され、掘削ロッド２と共に回転
する。

【００２４】スリーブ３には掘削ロッド２のいずれか一
方の向きへの回転時に噴射ノズル22に合致して連通する
噴射口31が形成され、開閉攪拌翼４には開放時に噴射口
31に合致して噴射ノズル22及び噴射口31に連通する噴射
路41が形成される。

【００２５】図面では一方の開閉攪拌翼４の側に噴射ノ
ズル22を向け、その一方の開閉攪拌翼４に噴射ノズル22
に連通する噴射路41を形成し、スリーブ３の、噴射路41
に対応した位置に噴射ノズル22に連通する噴射口31を形
成しているが、両開閉攪拌翼４，４側に噴射ノズル22を
向け、噴射路41を両開閉攪拌翼４，４に形成すると共
に、噴射口31を両開閉攪拌翼４，４の位置に形成する場
合もある。

【００２６】噴射ノズル22は掘削ロッド２の内周面と外
周面間に穿設された孔と内管21との間に跨って内管21に
固定され、噴射口31はスリーブ３の内周面と外周面間に
亘って孔を穿設することにより、もしくはその孔にパイ
プを差し込むことにより形成される。噴射口31が噴射ノ
ズル22に合致するとき、噴射口31は噴射ノズル22に直
接、もしくは掘削ロッド２の孔を介して連通する。

【００２７】噴射路41はスリーブ３に連結される開閉攪
拌翼４，４の少なくともいずれか一方の下面にパイプ、
もしくは図４に示すような溝形断面やＣ形断面の部材を
固定することにより、または開閉攪拌翼４の内部に長さ
方向に孔を穿設する、あるいはパイプを内蔵することに
より形成される。

【００２８】噴射路41をパイプの固定や孔の穿設によっ
て形成する場合、互いに連通する噴射口31と噴射路41の
少なくともいずれか一方の端面には、開閉攪拌翼４が開
放して噴射路41が噴射口31に合致したときの両者間の密
着性を確保し、固化材を噴射ノズル22から噴射するとき
の圧力の損失を生じさせないためのシール材が必要によ
り取り付けられる。

【００２９】図４のように開閉攪拌翼４の下面に開放断
面形の部材を固定して噴射路41を形成する場合、スリー
ブ３の噴射口31はスリーブ３の孔にパイプを挿入する等
によりスリーブ３の外周面から開閉攪拌翼４側へ突出
し、噴射路41に重なる形で形成され、噴射路41は開閉攪
拌翼４が開放したときに噴射口31の上側に位置するよう
に配置される。

【００３０】噴射路41を開放断面形の部材により形成し
た場合には、固化材の噴射をしないときに噴射路41が土
砂で詰まる可能性があるが、噴射を開始すれば噴射口31
から噴射される固化材によって噴射路41内の土砂を排除
できるため、噴射路41の目詰まりは防止される。

【００３１】スリーブ３は掘削ロッド２に対し、図２に
示すように掘削ロッド１がいずれか一方の向きに回転
（図面では正回転）するときに掘削ロッド２とは逆向き
に掘削ロッド２の軸回りに一定角度回転して掘削ロッド
２に係止し、噴射口31が噴射ノズル22に合致し、連通す
る。

【００３２】掘削ロッド２が逆向きに回転（逆回転）す
るときには図３に示すようにスリーブ３は掘削ロッド２
とは逆向きに一定角度回転して掘削ロッド２に係止す
る。掘削ロッド２が逆回転すると同時に、噴射口31は噴
射ノズル22から分離する。

【００３３】開閉攪拌翼４は掘削ロッド２がいずれか一
方の向きに回転（正回転）するときに図２に示すように
スリーブ３に対して回転して開放し、完全に開放すると
同時に、噴射路41が噴射口31に合致し、連通する。掘削
ロッド２が逆向きに回転（逆回転）するときには図３に
示すようにスリーブ３に対して回転して閉鎖し、噴射路
41が噴射口31から分離する。

【００３４】掘削ロッド２の外周の、スリーブ３の装着
位置の上下にはスリーブ３の掘削ロッド２に対する上下
動を拘束する、もしくは一定量以下に制限する上部スト
ッパ６と下部ストッパ７が突設される。上部ストッパ６
はまた、開閉攪拌翼４が閉鎖した状態から開放した状態
になったときに更に上向きに回転しないように保持する
役目を持ち、下部ストッパ７は開放している開閉攪拌翼
４が下向きに回転せず、閉鎖しないように保持する役目
も持つ。

【００３５】掘削ロッド２の外周には、開閉攪拌翼４の
閉鎖時と開放時にスリーブ３が係止する被係止部23が形
成、もしくは突設され、スリーブ３の内周の、開閉攪拌
翼４の閉鎖時と開放時に被係止部23に対応した位置には
被係止部23に係止する係止部32が形成、もしくは突設さ
れる。

【００３６】図５に開閉攪拌翼４が連結されたスリーブ
３を、図６に下部ストッパ７が一体化した掘削ロッド２
をそれぞれ示す。図５−(a) はスリーブ３に連結された
開閉攪拌翼４の閉鎖時の状態を、(b) は開閉攪拌翼４の
開放時の状態を示す。図６−(a) 〜(c) は掘削ロッド２
に一体化した下部ストッパ７の形状例を示す。

【００３７】図６，図８では開閉攪拌翼４が下向きに回
転して閉鎖し、上向きに回転して開放するような形に上
部ストッパ６と下部ストッパ７を形成しているが、図12
−(b) に示すように開閉攪拌翼４が上向きに回転して閉
鎖し、下向きに回転して開放する場合には上部ストッパ
６と下部ストッパ７の形は逆になる。

【００３８】図面では図２，図３に示すようにスリーブ
３が掘削ロッド２の軸回りに90°回転することで、開閉
攪拌翼４の閉鎖状態と開放状態が切り換わるようにして
いることから、被係止部23と係止部32を点対称位置の二
箇所に形成しているが、被係止部23と係止部32は共に少
なくとも一箇所形成されていれば足りる。

【００３９】スリーブ３は掘削ロッド２の回転から絶縁
されることで、図７に示すように係止部32が掘削ロッド
２の回転の向きと逆向きに被係止部23に係止するまで回
転し、係止部32が被係止部23に係止した後、掘削ロッド
２と共に掘削ロッド２と同一の向きに回転する。

【００４０】図面では掘削ロッド２が正（時計回りに）
回転するときに係止部32が被係止部23に逆回転の向き
（反時計回り）に係止して開閉攪拌翼４が開放し、掘削
ロッド２が逆回転するときに係止部32が被係止部23に正
回転の向きに係止して開閉攪拌翼４が閉鎖するように被
係止部23と係止部32を形成しているが、掘削ロッド２が
逆回転するときに開閉攪拌翼４が開放し、正回転すると
きに開閉攪拌翼４が閉鎖するように被係止部23と係止部
32を形成する場合もある。

【００４１】図６−(a) は上部ストッパ６と下部ストッ
パ７間に、スリーブ３の装着後に掘削ロッド２に対して
後から固定される上部ストッパ６と、先行して固定され
ている下部ストッパ７との間の間隔を保持する保持材８
を二箇所に架設した場合を示す。

【００４２】この保持材８はまた、掘削ロッド２の被係
止部23に代わって、あるいは被係止部23と共に、掘削ロ
ッド２に対してスリーブ３を一定角度回転させた後に停
止させる働きをする。保持材８が掘削ロッド２の被係止
部23に代わる役目を持つ場合、掘削ロッド２の被係止部
23とスリーブ３の係止部32を形成することは必要でな
い。

【００４３】開閉攪拌翼４は図１に示すようにスリーブ
３の外周に一体化しているプレート33にピン34により水
平な、もしくは図４に示すように水平に対してある程度
傾斜した軸の回りに回転自在に連結される。図面の場
合、開閉攪拌翼４は掘削ロッド２の正回転時に土の逆向
きの抵抗と、後述のように下部ストッパ７の縁に沿った
案内により開放し、掘削ロッド２の逆回転時にも土の逆
向きの抵抗と下部ストッパ７の案内により閉鎖する。

【００４４】開閉攪拌翼４はまた、下向きに回転して閉
鎖し、上向きに回転して開放する場合、図１，図４に示
すように上下の面が水平に対して傾斜することで、掘削
ロッド２が正回転するときの逆向きの土の抵抗の他、掘
削ロッド２が降下するときの上向きの土の抵抗によって
も閉鎖状態から開放状態に切り換わり、また掘削ロッド
２が逆回転するときの正回転の向きの土の抵抗と、掘削
ロッド２が上昇するときの下向きの土の抵抗によっても
開放状態から閉鎖状態に切り換わる。

【００４５】例えば開閉攪拌翼４に爪を付け、掘削攪拌
装置１の掘進時に開閉攪拌翼４の長さを半径とする大き
さの掘削孔10を形成し、地盤を空掘りするような場合に
は掘削攪拌装置１は正回転しながら降下することにな
る。

【００４６】掘削ロッド２が正回転し、開閉攪拌翼４が
開放した状態では、図７−(c) に示すようにスリーブ３
の係止部32が掘削ロッド２の被係止部23に逆回転の向き
に係止しながら、開閉攪拌翼４が下部ストッパ７に下向
きに係止し、上部ストッパ６に上向きに係止可能になる
ことで開閉攪拌翼４が開放した状態を維持する。

【００４７】掘削ロッド２が逆回転し、開閉攪拌翼４が
閉鎖した状態では、図７−(a) に示すように開閉攪拌翼
４が下部ストッパ７から離脱し、スリーブ３の係止部32
が掘削ロッド２の被係止部23に正回転の向きに係止する
ことで開閉攪拌翼４が閉鎖した状態を維持する。

【００４８】図７は図５に示す開閉攪拌翼４付きのスリ
ーブ３と図６−(b) に示す下部ストッパ７付きの掘削ロ
ッド２を組み合わせた場合の、開閉攪拌翼４と、掘削ロ
ッド２及び下部ストッパ７の関係を示す。

【００４９】図７−(b) は掘削ロッド２を正回転させ始
めたときの様子を示す。この状態では開閉攪拌翼４が逆
回転の向きに土の抵抗を受けることで、係止部32が被係
止部23から離脱し、開閉攪拌翼４がスリーブ３と共に回
転しながら、下部ストッパ７の縁に案内されることで開
放する。爪を付けた開閉攪拌翼４によって地盤を空掘り
する場合、掘削ロッド２は正回転時に降下するため、開
閉攪拌翼４は上向きの土の抵抗を受けることによっても
開放する。

【００５０】開閉攪拌翼４が閉鎖した状態から開放し、
開放した状態を維持することと、逆に開放した状態から
閉鎖し、閉鎖した状態を維持することはまた、図示しな
いが、開閉攪拌翼４を貫通するピン34の外周面と、ピン
34が貫通する挿通孔の内周面にそれぞれ、掘削ロッド２
の被係止部23とスリーブ３の係止部32のような被係止部
と係止部を形成することによっても確保される。

【００５１】その場合、開閉攪拌翼４が開放したときに
その挿通孔の係止部がその位置に形成されたピン34の被
係止部に開放の向きに係止し、掘削攪拌装置１が降下し
続けることで、開閉攪拌翼４が開放状態を維持し、開閉
攪拌翼４が閉鎖したときに挿通孔の係止部がその位置に
形成されたピン34の被係止部に閉鎖の向きに係止し、掘
削攪拌装置１が上昇し続けることで閉鎖状態を維持す
る。

【００５２】下部ストッパ７は図６−(a) ，(c) に示す
ように開閉攪拌翼４の閉鎖位置が切り欠かれた形をする
ことにより、あるいは(a) ，(b) に示すように下部スト
ッパ７の縁と掘削ロッド２の中心との間の距離が開閉攪
拌翼４の開放位置から閉鎖位置へかけて次第に短縮する
形をすることにより、開閉攪拌翼４の閉鎖位置で開閉攪
拌翼４との衝突が生じない形をする。

【００５３】図６−(a) ，(b) のように下部ストッパ７
の縁と掘削ロッド２の中心との間の距離が開閉攪拌翼４
の開放位置から閉鎖位置へかけて次第に短縮する形をし
た場合、下部ストッパ７は開閉攪拌翼４を下部ストッパ
７の縁に沿って閉鎖状態から円滑に開放させ、開放状態
から円滑に閉鎖させる機能を持つ。

【００５４】図８は下部ストッパ７の上面を開閉攪拌翼
４の開放位置から閉鎖位置へかけて下向きに傾斜させる
ことにより、下部ストッパ７の上面によってそれに接触
する開閉攪拌翼４の開閉を案内させ、閉鎖状態からの開
放と、開放状態からの閉鎖が円滑に行われるようにした
場合を示す。ここでは下部ストッパ７を開閉攪拌翼４の
閉鎖位置で不在にすることにより、開閉攪拌翼４の閉鎖
位置で開閉攪拌翼４と下部ストッパ７の衝突が生じない
ようにしている。

【００５５】図８に示す上部ストッパ６と下部ストッパ
７の上下を入れ替えれば、図12−(b) に示すように開閉
攪拌翼４を上方に閉鎖させることもできる。図９は請求
項１の掘削攪拌装置１の全体を示す。(a) は開閉攪拌翼
４，４が開放している状態を、(b) は(a) の状態から掘
削ロッド２が90°回転し、開閉攪拌翼４，４が閉鎖して
いるときの状態を示す。図面では全図を通じて開閉攪拌
翼４，４を爪がない形にしているが、開閉攪拌翼４，４
の下端部等に爪を突設する場合もある。

【００５６】図10は図９に示す掘削攪拌装置１を用いて
請求項２の方法を施工する場合の施工手順を示す。請求
項２は既設構造物の底版等の下に地盤改良体11を構築す
る方法である。

【００５７】(a) ，(b) に示すように掘削ロッド２をい
ずれか一方の向きに回転（図面では逆回転）させ、開閉
攪拌翼４，４を閉じた状態で掘削ロッド２が支持層９に
到達するまで、掘削ロッド２の先端の掘削爪５やビット
により地盤を掘削する。閉じた状態の開閉攪拌翼４，４
を包囲する断面の掘削孔10を形成する必要がある場合に
はそれに対応した大きさのビットが掘削ロッド２の先端
に接続される。

【００５８】また地盤改良体11の構築位置での固化材噴
射時の攪拌，混合領域の圧力を緩和する目的で、爪を付
けた開閉攪拌翼４によって地盤を空掘りしながら、掘削
攪拌装置１を掘進させる場合には、掘削攪拌装置１は正
回転し、開閉攪拌翼４，４が開放した状態で降下する。

【００５９】掘削ロッド２の先端が支持層９に到達した
時点で、(c) に示すように掘削ロッド２を逆向きに回転
（図面では正回転）させて開閉攪拌翼４，４を開放させ
ると同時に、(d) に示すように掘削ロッド２を引き上げ
ながら内管21に固化材を高圧で送り込み、噴射ノズル22
を通じて噴射路41から固化材を噴射する。

【００６０】そのまま(e) に示すように開閉攪拌翼４，
４が目標深度に上昇するまで、掘削ロッド２の回転と固
化材の噴射を継続し、地盤改良体11の構築終了と共に施
工が終了する。地盤改良体11は開閉攪拌翼４の長さより
大きい半径で完成し、掘削攪拌装置１は逆回転し、開閉
攪拌翼４，４が閉じた状態で引き抜かれる。

【００６１】図11〜図13は掘削ロッド２の外周の、開閉
攪拌翼４，４の上、もしくは下に固定攪拌翼12，12を固
定した請求項３の掘削攪拌装置１の構成例を示す。図11
は固定攪拌翼12，12を開閉攪拌翼４，４の下に配置した
場合、図12，図13は開閉攪拌翼４，４の上に配置した場
合を示す。

【００６２】固定攪拌翼12，12は掘削攪拌装置１による
掘進時に掘削爪５やビットが掘削した掘削孔10の掘削土
を攪拌して、あるいは掘削爪５やビットと共に地盤を掘
削しながら、固定攪拌翼12の長さを半径とする掘削孔10
の掘削土を攪拌して空掘りし、空掘りによって地盤を緩
めておくために突設される。固定攪拌翼12によって地盤
の掘削を行う場合、固定攪拌翼12，12の下端部には爪が
突設される。

【００６３】図13は特に空掘りする場合に、掘削孔10の
孔壁を保護するためと、掘削孔10内での掘削攪拌装置１
の安定性確保のために固定攪拌翼12の先端に安定板13を
固定した場合を示す。

【００６４】図14は図11に示す掘削攪拌装置１を用いて
請求項４の方法を施工する場合の施工手順を示す。請求
項４は空掘りした掘削孔10の下に地盤改良体11を構築す
る方法であり、施工要領は図10の場合と同じである。

【００６５】(a) ，(b) に示すように掘削ロッド２をい
ずれか一方の向きに回転（逆回転）させ、開閉攪拌翼
４，４を閉じた状態で、固定開閉攪拌翼12の長さに相当
する半径の掘削孔10を形成し、固定開閉攪拌翼12によっ
て空掘りしながら、掘削ロッド２が支持層９に到達する
まで、掘削ロッド２の先端の掘削爪５やビットにより地
盤を掘削する。

【００６６】爪を付けた開閉攪拌翼４によって地盤を空
掘りしながら、掘削攪拌装置１を掘進させる場合には、
掘削攪拌装置１は正回転し、開閉攪拌翼４，４が開放し
た状態で降下する。

【００６７】掘削ロッド２の先端が支持層９に到達した
時点で、(c) に示すように掘削ロッド２を逆向きに回転
（正回転）させて開閉攪拌翼４，４を開放させると同時
に、(d) に示すように掘削ロッド２を引き上げながら内
管21に固化材を高圧で送り込み、噴射ノズル22を通じて
噴射路41から固化材を噴射する。

【００６８】そのまま(e) に示すように開閉攪拌翼４，
４が目標深度に上昇するまで、掘削ロッド２の回転と固
化材の噴射を継続し、地盤改良体11の構築終了と共に施
工が終了する。地盤改良体11は開閉攪拌翼４の長さより
大きい半径で完成し、掘削攪拌装置１は逆回転し、開閉
攪拌翼４，４が閉じた状態で引き抜かれる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１では固化材を噴射する噴射ノズ
ルを有する掘削ロッドの外周に掘削ロッドの回転時に噴
射ノズルに連通する噴射口を有するスリーブを装着し、
スリーブの外周に掘削ロッドの回転と共に開閉し、開放
時にスリーブの噴射口に連通する噴射路を有する開閉攪
拌翼を回転自在に連結し、開閉攪拌翼を掘削ロッドの回
転と共に開閉させるため、既設構造物の底版等に対して
は攪拌翼が閉鎖した状態で掘削攪拌装置が降下できる大
きさの掘削孔を形成するのみで、底版下に掘削孔径より
大きい径の改良体を構築することが可能になる。

【００７０】掘削攪拌装置が掘削孔内を降下するときに
は掘削孔の内周面によって開閉攪拌翼が閉鎖状態に保持
されるため、掘削孔は開閉攪拌翼が閉鎖状態にあるとき
の掘削攪拌装置が通過できる程度の大きさがあればよ
く、構築される地盤改良体の径より小径で足りる。この
結果、構築すべき地盤改良体の数が多い場合にも、底版
のコンクリート全体を解体，撤去することと復旧工事が
不要になる。

【００７１】施工対象が線路の場合には、開閉攪拌翼が
閉鎖状態にあるときの掘削攪拌装置の面積を枕木間の間
隔に納まる大きさにすることで、枕木を除去することな
く施工することが可能であるため、線路を使用状態に置
いたまま、線路下の地盤に枕木間の間隔より大きい径の
地盤改良体を構築することができる。

【００７２】請求項３では請求項１の掘削攪拌装置にお
いて、掘削ロッドの外周の、開閉攪拌翼の上、もしくは
下に固定攪拌翼を固定することで、掘削攪拌装置による
掘進時に固定攪拌翼の長さを半径とする掘削孔の掘削土
を攪拌して空掘りすることを可能にするため、高圧下に
置かれる掘削土と固化材の逃げ場を確保でき、固化材噴
射時の攪拌，混合領域の圧力が緩和され、周辺地盤の崩
壊を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、または請求項３の掘削攪拌装置の掘
削ロッドと開閉攪拌翼の関係を示した斜視図である。

【図２】(a) は開閉攪拌翼が開放したときの掘削ロッド
との関係を示した横断面図、(b) は(a) の縦断面図であ
る。

【図３】(a) は開閉攪拌翼が閉鎖したときの掘削ロッド
との関係を示した横断面図、(b) は(a) の縦断面図であ
る。

【図４】(a) は開閉攪拌翼を水平に対して傾斜させてス
リーブに連結した場合の掘削攪拌装置の構成例を示した
横断面図、(b) は(a) の立面図である。

【図５】(a) は開閉攪拌翼が閉鎖したときのスリーブを
示した平面図、(b) は開閉攪拌翼が開放したときのスリ
ーブを示した平面図である。

【図６】(a) 〜(c) は掘削ロッドに固定された下部スト
ッパの形状例を示した平面図である。

【図７】(a) 〜(c) は開閉攪拌翼が閉鎖している状態か
ら開放するまでの図６−(b) の下部ストッパとの関係を
示した平面図である。

【図８】(a) は上面が傾斜した下部ストッパを掘削ロッ
ドに固定した場合を示した斜視図、(b) は(a) の掘削ロ
ッドと開閉攪拌翼との関係を示した斜視図である。

【図９】(a) は開閉攪拌翼が開放した状態の請求項１の
掘削攪拌装置の構成例を示した立面図、(b) は開閉攪拌
翼が閉鎖した状態を示した(a) の側面図である。

【図１０】(a) 〜(e) は図９に示す掘削攪拌装置を用い
て地盤改良体を構築する場合の施工手順を示した立面図
である。

【図１１】(a) は開閉攪拌翼が開放した状態の請求項３
の掘削攪拌装置の構成例を示した立面図、(b) は(a) の
側面図、(c) は(a) の平面図、(d) は開閉攪拌翼が閉鎖
した状態を示した立面図である。

【図１２】(a) は開閉攪拌翼が開放した状態の請求項３
の掘削攪拌装置の他の構成例を示した立面図、(b) は開
閉攪拌翼が閉鎖した状態を示した立面図である。

【図１３】図12の掘削攪拌装置の変形例を示した立面図
である。

【図１４】(a) 〜(e) は図11に示す掘削攪拌装置を用い
て地盤改良体を構築する場合の施工手順を示した立面図
である。

【符号の説明】

１……掘削攪拌装置、２……掘削ロッド、21……内管、
22……噴射ノズル、23……被係止部、３……スリーブ、
31……噴射口、32……係止部、33……プレート、34……
ピン、４……開閉攪拌翼、41……噴射路、５……掘削
爪、６……上部ストッパ、７……下部ストッパ、８……
保持材、９……支持層、10……掘削孔、11……地盤改良
体、12……固定攪拌翼、13……安定板。

フロントページの続き (72)発明者 高橋 春仁 東京都中央区銀座８丁目14番14号 日特建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AB05 BA08 BB02 BB03 BC01 BD05 CB03 DA07 DA11 DB07 EA11 EA17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部へ向けて液状の固化材を噴射する噴
   射ノズルを有する掘削ロッドと、掘削ロッドの外周に掘
   削ロッドの回転から絶縁された状態で装着され、掘削ロ
   ッドのいずれか一方の向きへの回転時に前記噴射ノズル
   に合致して連通する噴射口を有するスリーブと、スリー
   ブの外周に回転自在に連結され、掘削ロッドの回転と共
   に開閉し、開放時にスリーブの噴射口に合致して連通す
   る噴射路を有する開閉攪拌翼から構成され、開閉攪拌翼
   の噴射路はスリーブの噴射口が掘削ロッドの噴射ノズル
   に合致するときにスリーブの噴射口に合致する掘削攪拌
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の掘削攪拌装置の掘削ロッ
   ドを、開閉攪拌翼が閉鎖する向きに回転させ、開閉攪拌
   翼を閉じた状態で掘削ロッドが支持層に到達するまで地
   盤を掘削した後、開閉攪拌翼が開放する向きに掘削ロッ
   ドを回転させ、スリーブの噴射口を掘削ロッドの噴射ノ
   ズルに合致させると共に、開閉攪拌翼を開放させてその
   噴射路をスリーブの噴射口に合致させ、噴射ノズルと噴
   射口を通じて開閉攪拌翼の噴射路から固化材を噴射し、
   開閉攪拌翼の長さより大きい半径の地盤改良体を構築す
   る地盤改良方法。
3. 【請求項３】 掘削ロッドの外周の、開閉攪拌翼の上、
   もしくは下に固定攪拌翼が固定されている請求項１記載
   の掘削攪拌装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の掘削攪拌装置の掘削ロッ
   ドを、開閉攪拌翼が閉鎖する向きに回転させ、開閉攪拌
   翼を閉じた状態で、固定開閉攪拌翼の長さに相当する半
   径の掘削孔を形成しながら、掘削ロッドが支持層に到達
   するまで地盤を掘削した後、開閉攪拌翼が開放する向き
   に掘削ロッドを回転させ、スリーブの噴射口を掘削ロッ
   ドの噴射ノズルに合致させると共に、開閉攪拌翼を開放
   させてその噴射路をスリーブの噴射口に合致させ、噴射
   ノズルと噴射口を通じて開閉攪拌翼の噴射路から固化材
   を噴射し、開閉攪拌翼の長さより大きい半径の地盤改良
   体を構築する地盤改良方法。