JP2001040651A

JP2001040651A - 掘削攪拌装置の共回り防止翼

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Publication number: JP2001040651A
Application number: JP11213451A
Authority: JP
Inventors: Morihide Hashimoto; 守秀橋本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】共回り防止翼の食い込み端部が掘削されてい
ない未掘削土中に容易に貫入できるようにし、地盤改良
作業の円滑、効率化を図る。【解決手段】掘削翼２の径Ｄ１より大きな径Ｄ２をな
す共回り防止翼１１の食い込み端部に突設部１７、１８
を上下に設け、それぞれに外側に向かって下向きに傾斜
する傾斜部１９と、上向きに傾斜する傾斜部２０を設け
た。掘削軸１の下動時には下側の傾斜部１９による掻き
込み作用により、共回り防止翼１１の両食い込み端部の
下に押付けられる未掘削土は掘削径Ｅの内側に引き込ま
れるように容易に崩れ落ちる。掘削軸１の上動時にも同
様の効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良に用いら
れる掘削攪拌装置の共回り防止翼に関し、詳しくは、土
木、建設の基礎工事などにおいて、地盤を掘削しながら
石灰系やセメント系のスラリー状の固化剤（以下、単に
固化剤ともいう）を吐出して、この固化剤と掘削土とを
混合、攪拌して固結させることにより軟弱地盤を改良す
るのに用いられる掘削攪拌装置の共回り防止翼に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の地盤改良では、掘削土が掘削翼
や攪拌翼とと共に（一緒に）回転する、いわゆる共回り
を防止するのが掘削土の混合攪拌効率を高める上で重要
である。このための技術である特公昭５８−２９３７４
号公報記載のものは、掘削翼の上で、それと攪拌翼の間
や攪拌翼相互の上下間に、掘削翼の径（掘削径）より大
きな径（長さ）を持つ共回り防止翼（突設部）を掘削軸
に回転自在に装着してなるものである。

【０００３】この技術においては、掘削翼を回転して地
盤（土壌）を掘り進むと、地盤は掘削翼の外径と略同径
で円柱状に掘削されていく。そして、この掘削工程で共
回り防止翼は、その径が掘削翼のそれより大きいため、
先端のが掘削されていない円柱状の部位の外側（未掘削
土ともいう）に食い込むようにして地盤中に入り込んで
いく。これにより、共回り防止翼は掘削軸の回りに回転
しないため、掘削翼や攪拌翼と共に掘削軸回りに回転し
ようとする掘削土の回転が止められ、掘削土の混合攪拌
効率が高められるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報記
載の技術における共回り防止翼は、その食い込み端部
（先端部）を掘削径の外側の未掘削土中に押し込むもの
であるため、押し込み時の抵抗（食い込み抵抗ともい
う）が大きく、掘削軸の地盤中への円滑な貫入（下
動）、掘削を妨げているといった問題があった。一方
で、こうした抵抗を低減すべく、共回り防止翼の径方向
への食い込み量を小さくすれば、掘削土の回転に連れら
れて回ってしまい、共回り防止作用をなさないようにな
ってしまう。

【０００５】また、所定深さ掘削した後は、１、２回程
度、掘削軸を回転させながら上下動して掘削土の混合攪
拌を繰り返すことが行われる。ところが、共回り防止翼
は回転しないとはいえ、地盤への食い込み途中で種々の
理由から、その平面視における位置がずれることがあ
る。例えば石塊に当るとそれを避けるようにずれるため
である。こうしたことから、掘削軸を下動後、上動する
際には共回り防止翼の先端の食い込み端部は必ずしも平
面的に同じ位置を通って引き上げられるというものでは
なく、ずれて未掘削土に食い込みながら引き上げられる
こともある。このため、掘削軸の下動のみならず、上動
においても抵抗が大きくなり、地盤改良効率が悪いとい
った問題があった。さらに、このような問題のため、従
来の装置はその駆動力が大きいものが要求されたり、共
回り防止翼にがたつきが生じ易いなどといった問題さえ
あった。

【０００６】本発明は、こうした問題点に鑑みて成され
たもので、その目的は、共回り防止翼の端部である食い
込み端部が掘削されていない地盤（未掘削土）中に容易
に貫入できるようにし、もって掘削軸の下動のみならず
上動をも容易にして、地盤改良作業の円滑、効率化を図
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の掘削攪拌装置の共回り防止翼は、掘
削翼の径より大きな径をなす共回り防止翼の食い込み端
部の下側に、外側に向かうにしたがって下向きに傾斜す
る傾斜部を設けたことを特徴とする。掘削攪拌装置の共
回り防止翼。本明細書において、共回り防止翼の食い込
み端部とは、共回り防止翼の端部のうち、掘削翼の径
（上から見て掘削翼の先端が描く最大の円すなわち掘削
径）に対応する位置より外側（半径外方）にある部分で
あり、未掘削土に食い込む部分をいう。

【０００８】前記手段によれば、共回り防止翼の食い込
み端部が地盤の未掘削土中に食い込むと、未掘削土は下
に押しつけられると共に前記傾斜部によって掘削軸側に
掻き込まれるような作用を受ける。一方、掘削翼の径よ
り内側では掘削土は円柱状に混合攪拌されて、いわば流
動状態にあるため、このような作用を受けた掘削土はそ
の内側に容易に取り込まれる。かくして、共回り防止翼
の食い込み端部が未掘削土に食い込む場合において、同
食い込み端部の下にある土砂は単に下向きに圧縮（加
圧）されるのではなく、掘削径の内側に掻き落とされる
形となるため、共回り防止翼の食い込み端部の地盤へ食
い込み抵抗は小さくなる。

【０００９】また請求項２記載の掘削攪拌装置の共回り
防止翼は、掘削翼の径より大きな径をなす共回り防止
翼の食い込み端部の下側に、外側に向かうにしたがって
下向きに傾斜する傾斜部を設けると共に、該食い込み端
部の上側に、外側に向かうにしたがって上向きに傾斜す
る傾斜部を設けたことを特徴とする。

【００１０】このようにしておけば、掘削軸の下動時の
みならず上動時において共回り防止翼の位置が変位した
場合、食い込み抵抗の低減が図られる。

【００１１】なお、前記いずれの手段においても、前記
傾斜部は、掘削翼の径に対応する位置より外側の全体
に設けるのが好ましい。すなわち、本発明における傾斜
部は、食い込み端部の全体に設ける必要はないが、この
ようにしておけば、共回り防止翼の未掘削土に対する食
い込み範囲（領域）の全体において、未掘削土を内側へ
掻き落す作用が得られるため、食い込み抵抗を低減する
効果が大きい。共回り防止翼の未掘削土に対する食い込
み範囲、つまり共回り防止翼の食い込み端部の食い込み
量が大きい場合において特に効果が大きい。

【００１２】また前記いずれの手段においても、前記共
回り防止翼の外側端面を略鉛直状に形成しておくのが好
ましい。このようにしておけば、掘削軸の下動時又は上
動時の抵抗を一層小さくできるためである。なお、傾斜
部の先端（下端又は上端）は下向き又は上向きに尖らせ
ておくとよい。それ自体で未掘削土への食い込み抵抗を
小さくできるためである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る掘削攪拌装置の共回
り防止翼の実施形態について、図１ないし図４を参照し
て詳細に説明する。図中、１００は掘削攪拌装置であ
り、略円筒状（若しくは中空円柱状）をなす掘削軸（回
転駆動軸）１の上方に設けられた図示しない回転駆動手
段及び上下動駆動手段により、該掘削軸１が回転及び上
下動する構成とされており、その先端部（下端部）近傍
には地盤を掘削する、左右の突出量が同一で所定の径
（長さ）Ｄ１をもつ掘削翼２が、溶接によりその掘削軸
１に対して横向きでほぼ直角方向に突出するように設け
られている。なお、掘削軸１の先端部近傍には、スラリ
ー状の固化剤の吐き出し口１ａが設けられており、固化
剤が図示しない圧送源から掘削軸１の内側を通って掘削
土Ｋ中に吐出されるように構成されている。

【００１４】そして、掘削翼２の上方の掘削軸１の部位
には、掘削翼２より大径で左右の突出量が同一で径（長
さ）Ｄ２をもち、正面視（図１、２）において所定の高
さ（幅）Ｈがあり、平面視において一定の厚さТの帯板
状の共回り防止翼１１が半径方向に延び、その中央の環
状部（大径部）１２を掘削軸１に外嵌めして回転自在に
装着されている。ただし、掘削軸１には共回り防止翼１
１の中央の環状部１２の上下の各端面１２ａ、１２ｂに
当接状で、共回り防止翼１１の上下動を規制するリング
部１５が溶接などによって固着されている。

【００１５】本形態において共回り防止翼１１は、その
左右両端部に、上下両側に突出する三角形状の突出部１
７、１８を一体的に備えている。そして、下の各突設部
１７の下側には外側に向かうにしたがって直線状に下向
きに傾斜する傾斜部１９を備えており、上の各突設部１
８の上側には外側に向かうにしたがって直線状に上向き
に傾斜する傾斜部２０を備えている。なお、本形態では
上下の各突設部１７、１８は、正面視、水平に関し対称
とされ、かつ、各突設部１７、１８の外側端面２１、２
２が略鉛直状に形成され、共回り防止翼１１の外側端面
は上下に直線状を成すように形成されている。

【００１６】しかして、各突設部１７、１８は、それぞ
れ略直角三角形をなしているとともに、上から見て、掘
削翼２が回転してその先端（外端）が描く円（掘削径）
Ｅが傾斜部１９、２０の基端１９ａ、２０ａと先端１９
ｂ、２０ｂの間に存在するようにされている。こうして
本形態では、掘削過程では、傾斜部１９、２０の途中か
ら外側（半径外方）が未掘削土（掘削径Ｅの外側）への
食い込み端部をなすように形成されている。なお、傾斜
部１９、２０の傾斜の水平に対する角度θは本形態では
４５度とされている。また、本形態では掘削軸１の適所
には掘削翼２より小径の攪拌翼３１が固着されている。

【００１７】さて次にこのような装置１００で地盤改良
する場合について説明する。掘削軸１が回転、下動して
掘削翼２にて掘削され、共回り防止翼１１の両食い込み
端部が未掘削土つまり掘削径Ｅより外側の地盤に食い込
むようになると、その食い込み端部は未掘削土に対し下
向きに強く押付けられる。このとき、食い込み端部の下
側にある突設部１７のうち外方に向かうにしたがって下
る傾斜部１９によって地盤を下（図３中矢印Ｙ方向に）
に押付けると共に、その傾斜によって掘削径Ｅの中心側
（内側）に地盤を掻き込む作用をする。

【００１８】一方、掘削径Ｅの内側にあり掘削翼２より
上にある地盤は既に掘削され、混合攪拌されている。し
かも、掘削過程では固化剤の吐き出し口１ａからスラリ
ー状の固化剤が吐出されながら、混合攪拌されているこ
とから、掘削径Ｅの内側の掘削土Ｋは既に流動状態とも
いえる状態にあり、掘削径Ｅの外側の未掘削土より著し
く軟弱、脆弱となっている。かくして、下側の傾斜部１
９による掻き込み作用により、共回り防止翼１１の両食
い込み端部の下に押付けられる未掘削土は、共回り防止
翼１１の下動につれて掘削径Ｅの内側に引き込まれるよ
うに容易に崩れ落ちる。

【００１９】したがって、共回り防止翼１１として平面
視において回転しないようにするために食い込み端部を
未掘削土に貫入つまり食い込ませるにあたり発生する抵
抗を小さくできる。このように、本発明の共回り防止翼
１１によれば、その食い込み端部の未掘削土への食い込
み抵抗が小さくなるため、装置の上下動駆動手段の駆動
に要するパワーを小さくできるため、装置の小型化とと
もに地盤改良作業の容易、効率化を図ることができる。

【００２０】しかも、本形態では、上から見て、傾斜部
１９の基端１９ａと先端１９ｂとの間に、掘削翼２の外
側端が描く掘削径Ｅが位置するようにされている。つま
り傾斜部１９は、掘削翼２の径Ｄ１に対応する位置よ
り外側の全体にあるため、食い込み端部の半径方向の全
体で掻き込み作用があるため、食い込み端部の未掘削土
への食い込み抵抗をきわめて小さくできる。

【００２１】また、このような地盤改良では掘削土Ｋの
混合攪拌をよくするため、最深部まで掘削した後、掘削
軸１を正転又は逆転させて１〜２回程度掘削軸１の上下
動を行うのが普通である。このとき、共回り防止翼１１
が上から見て位置を変えない場合には、このような上下
動における抵抗は小さい。ところが、未掘削土に食い込
んでいる共回り防止翼１１の食い込み端部が石塊に当っ
たりして、平面視、共回り防止翼１１が左右に振れてい
る（回転している）場合がある。このような場合、従来
の共回り防止翼では、掘削軸の上動（引上げ）において
も大きな抵抗を受けることになるが、本形態において
は、食い込み端部の上側にも同様の傾斜部２０が設けら
れていることから、掘削軸１の下動の場合と同様の作用
がその上動においてもある。したがって、掘削軸１の上
動時における抵抗も小さい。

【００２２】このように本形態の共回り防止翼１１によ
れば、掘削軸１の下動時のみならず上動時においても食
い込み抵抗の低減が図られるため、地盤改良作業を極め
て効率的に行うことができる。なお、これより明らかな
ように、共回り防止翼に上から見た位置に変動がないよ
うな場合、例えば、比較的浅く地盤改良するような場合
にのみ用いる装置に設ける共回り防止翼では、傾斜部は
下側にのみ設けることでよい。

【００２３】なお、傾斜部１９、２０の断面形状つまり
傾斜部のなす面は平坦でもよいが、図２中のＡ−Ａ線断
面（縦断面）やＢ−Ｂ線断面（水平断面）として、図
４、５に示したように、傾斜部１９、２０を凸となすＶ
字形とすると、刃物形状を成すことから未掘削土への食
い込みを一層容易とする。なお、傾斜部１９、２０の傾
斜の水平に対する角度θは本形態では４５度としたが、
この角度は大きめとするのが好ましい。大きい方が食い
込み抵抗も小さいし、掘削径Ｅの内側への地盤の掻き込
み作用も高いからであるが、具体的には土質に応じて設
定すればよい。

【００２４】さて次に本発明の共回り防止翼の別の形態
について図６を参照して説明する。ただし、このものは
前記形態における傾斜部１９、２０が正面視、直線状で
あったのに対し、このものではその共回り防止翼１１の
傾斜部３９、４０を曲線状にした点のみが相違するだけ
であり、本質的相違はないことから、詳細な説明は省略
し、同一部位には同一の符号を付すに止める。すなわ
ち、傾斜部３９、４０は本形態に示したようにこのよう
に凹となす円弧状とすることもできるし、図示はしない
が凸となす円弧状とすることもできるなど、適宜の形状
に設計すればよい。なお、このような形態でも、傾斜部
は食い込み端部の下側にのみ設けることとしてもよい。

【００２５】図６では、共回り防止翼の高さ（幅）Ｈを
食い込み端部を含む端寄り部位の高さより大きくしてい
る。このものは共回り防止翼の面積が大きくなる分、共
回り防止作用が大きいので、粘土質のために共回りしや
すいような土質の地盤改良において有効である。

【００２６】なお、いずれにおいても、傾斜部１９、２
０、３９、４０を形成する突設部は下向き又は上向きに
尖っており、外側端面は正面視、傾斜部の先端１９ｂ、
２０ｂ、３９ｂ、４０ｂより外側に出ないように、共回
り防止翼の外側端面を略鉛直状に形成するのが好まし
い。このようにしておけば、上下動における抵抗を可及
的に小さくできるためである。

【００２７】前記形態では、掘削軸に回転自在に設けた
共回り防止翼において本発明を具体化したが、本発明は
このような共回り防止翼にのみ限定されるものではな
い。図７に示したように、掘削翼２の設けられた掘削軸
１とは別に、掘削軸１の外側に回転し、或いは回転不能
の外管（支持体）５１を備え、外管７１に突出状の共回
り防止翼１１を設けたものにおいても、その食い込み端
部において傾斜部１９、２０を設けておくことで同様の
効果が得られる。

【００２８】前記においては共回り防止翼を１つ設けた
ものとして具体化したが、複数設けても勿論よい。その
際、図１の装置のように共回り防止翼が掘削軸に対して
回転自在に設けられているようなものでは、そのすべて
の共回り防止翼で具体化するのが好ましい。

【００２９】さらに、上記においては掘削軸まわりに掘
削土が共回りするのを防止することのみを目的とするよ
うな共回り防止翼において具体化したが、本発明におけ
る共回り防止翼は、このようなものに限定されるもので
はない。すなわち、本発明における共回り防止翼は、未
掘削土に食い込み端部が食い込むものであれば、例えば
共回り防止翼として延びる半径方向の軸回りに対し、羽
根や凸部（突設部が）が回転して掘削土を三次元的に攪
拌するように構成されたものであっても、その食い込み
端部において同様に具体化でき、食い込み抵抗の低減が
図られる。

【００３０】なお本発明の共回り防止翼は掘削軸の軸線
方向に対し直角に延びていなくともよい。また、例えば
平面視放射状に三等分方向に或いは四等分方向に突出し
ている場合であっても具体化できるなど、その要旨を逸
脱しない範囲において適宜、設計変更して具体化でき
る。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
記載の本発明によれば、共回り防止翼の食い込み端部が
掘削径より外側の掘削されていない地盤中（未掘削土）
に食い込む時の抵抗を低減できる。また請求項２記載の
本発明によれば、掘削軸の下動時のみならず上動時にお
いても抵抗を低減できるため、地盤改良作業の円滑、効
率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の共回り防止翼を具体化した掘削攪拌装
置の概略構成を示す一部破断正面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】図１の装置の平面図。

【図４】図２のＡ―Ａ線拡大断面図。

【図５】図２のＢ―Ｂ線拡大断面図。

【図６】本発明の掘削攪拌装置の共回り防止翼の別形態
の要部破断正面図。

【図７】本発明の共回り防止翼を具体化した別の掘削攪
拌装置の全体正面図。

【符号の説明】

２掘削翼１１共回り防止翼１９、２０、３９、４０傾斜部１００、２００掘削攪拌装置Ｄ１掘削翼の径Ｄ２共回り防止翼の径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削翼の径より大きな径をなす共回り防
止翼の食い込み端部の下側に、外側に向かうにしたがっ
て下向きに傾斜する傾斜部を設けたことを特徴とする掘
削攪拌装置の共回り防止翼。
【請求項２】掘削翼の径より大きな径をなす共回り防
止翼の食い込み端部の下側に、外側に向かうにしたがっ
て下向きに傾斜する傾斜部を設けると共に、該食い込み
端部の上側に、外側に向かうにしたがって上向きに傾斜
する傾斜部を設けたことを特徴とする掘削攪拌装置の共
回り防止翼。
【請求項３】前記傾斜部を、掘削翼の径に対応する
位置より外側の全体に設けたことを特徴とする請求項１
又は２記載の掘削攪拌装置の共回り防止翼。
【請求項４】前記共回り防止翼の外側端面を略鉛直状
に形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の
掘削攪拌装置の共回り防止翼。