JP2003138555A - 地盤改良用攪拌ビット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型の掘削坑径にも対応可能で、攪拌翼を複数
ラップして設けることで攪拌翼の大きさを大きくするこ
とができ、掘削土と充填剤を効率よく混合可能な地盤改
良用掘削ビットを提供する。 【解決手段】図２に示すように掘削軸１１の下端部には
第一の攪拌翼１４が固着されている。また、掘削軸１１
の下面には充填剤吐出孔１２が開口され、第一の攪拌翼
１４の中央下側から略鉛直方向に向けて充填剤を吐出可
能に配置されている。第一の攪拌翼１４下側にはシャフ
ト１５ａ，１５ｂが固着され、第二の攪拌翼１６，１６
が段違いに回転自在に設けられ、所定の間隔を持って配
置されている。第二の攪拌翼１６同士を段違いにラップ
して設けていることから、第二の攪拌翼１６の攪拌翼径
と攪拌翼の大きさを大きくすることができ、従って従来
と比較して高い攪拌効率を得ることが可能となる。地盤
改良用掘削ビット１０をコンパクトにすることが可能
で、掘削坑３０を小さく形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地盤改良装置に用い
る攪拌ビットに係り、特に基礎工事等において掘削土と
充填剤を混合して地盤を改良する地盤改良用攪拌ビット
に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤改良装置で地盤改良を行う場合は、
掘削軸先端部に設けられた地盤改良用攪拌ビットからセ
メントミルク等の充填剤を掘削土に供給しつつ、攪拌ビ
ットに設けられた掘削ビットにより地盤に円形の孔を掘
削し、掘削ビットに併設された攪拌翼により掘削土と充
填剤を攪拌する。ここで、攪拌翼により掘削土と充填剤
を均一に混合することが出来なければ、充填剤の不足部
分が脆くなり、従って支持力が十分でない坑が形成され
てしまう。

【０００３】これら課題を解決するために従来までの地
盤改良用攪拌ビットは、特開平６−３１３３１３号公報
に示されるように掘削軸の先端部にギアボックスを持た
せることで掘削軸の回転方向を縦回転に変え、縦方向に
掘削土を掘削、攪拌する構造を持たせたものがある。ま
た、特開平６−２６０３１号公報に示されるように、掘
削軸先端部に掘削土を攪拌する攪拌翼を並列して配置す
ることで、混合攪拌効果の向上を狙ったものも知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、都市部
の住宅等で求められる掘削坑径は小径なものが大半であ
り、前述したギアケースが入れられるようなスペースは
無く、掘削坑径が小さい地盤改良には対応できるもので
はなかった。また、攪拌翼を複数設けた従来技術におい
ては、掘削軸を最下端の掘削ビットまで垂下して設けて
いるために、攪拌翼の大きさ（攪拌翼径）が制限される
ため、攪拌翼の回転力が十分に得ることができず、攪拌
効率が良いものとは言えなかった。

【０００５】本発明は小型の掘削坑径にも対応可能で、
攪拌翼を複数ラップして設けることで攪拌翼の大きさを
大きくすることができ、従って掘削土と充填剤を効率よ
く混合可能な地盤改良用掘削ビットを得ることができ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
前記目的を達成するために、ビット及び攪拌翼が設けら
れた掘削軸を回転しつつ、掘削土と充填剤とを混合攪拌
する地盤改良に用いる攪拌ビットにおいて、前記掘削軸
先端部に設けられた第一の攪拌翼と、該第一の攪拌翼に
一方を固定された複数のシャフトと、該シャフトの他方
に固定された掘削ビットと、該シャフトに回転自在に設
けられた第二の攪拌翼と、前記掘削軸先端部又は、前記
掘削ビットに充填剤吐出孔とを設けたことを特徴とす
る。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１に
記載の地盤改良用攪拌ビットにおいて、前記シャフトに
夫々設けられた第二の攪拌翼を、上下方向にラップして
配置したことを特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１な
いしは請求項２に記載の地盤改良用攪拌ビットにおい
て、前記第一の攪拌翼の上部の掘削軸には、回転自在か
つ前記掘削ビット径より大きい共回り防止板が設けてあ
ることを特徴とする。

【０００９】これら上述した発明によれば、掘削ビット
を固定する複数のシャフトに攪拌翼を夫々設けると共
に、これら攪拌翼をシャフトに上下方向へラップして配
置することで小型の掘削坑径にも対応可能であるほか、
攪拌翼径及び攪拌翼の大きさをを大きくすることが可能
であり、掘削土と充填剤を効率よく攪拌可能とした地盤
改良用攪拌ビットを得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って、本発明
に係る地盤改良用攪拌ビットの好ましい実施形態につい
て説明する。図１は本発明に係る地盤改良用攪拌ビット
を備えた地盤改良作業車を示す。

【００１１】図１において、地盤改良作業車１は運転台
２と走行駆動用キャタピラ３とを有している。この地盤
改良作業車１の正面には支持フレーム４がシリンダ５に
より起伏可能に設けられている。また、支持フレーム４
上部には駆動装置６が設けられ、支持フレーム４と平行
に設けられた掘削軸１１を正逆方向（Ｂ，Ｃ方向）に回
転駆動可能に保持している。またこの駆動装置６は、支
持フレーム４に設けられたガイド７と係合され、支持フ
レーム４内に設けられた図示しない駆動機構により支持
フレーム４に沿って昇降可能であり、掘削軸１１と共に
昇降する。尚、掘削軸１１上端部には充填剤供給部９が
設けられ、図示しない供給装置により後述する掘削軸１
１内に設けられた充填剤搬送経路に充填剤を供給する。
掘削軸１１下部には本発明に係る地盤改良用攪拌ビット
１０が設けられている。

【００１２】図２は本発明に係る地盤改良用攪拌ビット
１０の構成詳細図、図３は矢視Ａ方向から見た側面図、
図４は矢視Ｄ方向から見た平面図を示す。

【００１３】図２に示すように掘削軸１１下部に設けら
れた地盤改良用攪拌ビット１０は、充填剤吐出孔１２、
共回り防止板１３、第一の攪拌翼１４、シャフト１５
ａ，１５ｂ、第二の攪拌翼１６，１６、穿孔ビット２０
及び掘削ビット１７を有している。

【００１４】掘削軸１１下部には共回り防止板１３がフ
ランジ１３ａを介して回転自在に支持されている。この
共回り防止板１３は板材で形成されている。掘削軸１１
の下端部に設けられた固着部１４ａには、第一の攪拌翼
１４が固着されている。この第一の攪拌翼１４は、水平
面に対して僅かに回転方向前方に前端を下方に傾斜した
状態で配置されている（図３参照）。また、図２に示す
ように第一の攪拌翼１４外端部は、前述した共回り防止
板１３よりも僅かに短く形成されている。掘削軸１１の
下面には充填剤吐出孔１２が開設され、第一の攪拌翼１
４の中央下側から略鉛直方向に向けて充填剤を吐出可能
に配置されている。

【００１５】第一の攪拌翼１４下側にはシャフト１５
ａ，１５ｂが固着されている。このシャフト１５ａ，１
５ｂは充填剤吐出孔１２を挟んで掘削軸１１に平行に設
けられている。また、シャフト１５ａ，１５ｂにはフラ
ンジ１６ａ，１６ｂが設けられている。一方のフランジ
１６ａは、シャフト１５ａの天地方向中央から僅かに下
方に設けられ、他方のフランジ１６ｂはシャフト１５ｂ
の天地方向中央から僅かに上方に設けられている。ま
た、一方のフランジ１６ａには第二の攪拌翼１６が回転
自在に支持されると共に、他方のフランジ１６ｂにも第
二の攪拌翼１６が回転自在に支持されている。フランジ
１６ａ，１６ｂがシャフト１５ａ，１５ｂに夫々段違い
となるように配設されることで、フランジ１６ａ，１６
ｂに支持される第二の攪拌翼１６，１６は、図４におけ
る下方から見て一部をラップさせると共に、第二の攪拌
翼１６，１６双方の回転に伴って、相互に干渉しないよ
うに所定の間隔を持って配置されている。

【００１６】更に、シャフト１５ａ，１５ｂ下部には掘
削ビット１７がシャフト１５ａ，１５ｂ双方に跨設して
設けられている。従って、この掘削ビット１７と、掘削
ビット１７上方に設けられた第一の攪拌翼１４は、シャ
フト１５ａ，１５ｂにより連結され、夫々同期して回転
する。掘削ビット１７下部にはツース１８，１８…が複
数設けられ、僅かに回転方向前方に対して前端を下方に
傾斜した状態で配置されている（図３参照）。また、掘
削ビット１７中央には先細形状の板状体で形成された穿
孔ビット２０が、先端部を垂下して形成されている。

【００１７】尚、掘削軸１１内部には図示しない充填剤
搬送経路が確保されており、更に充填剤搬送経路内には
充填剤吐出孔１２近傍に、図示しない逆止弁が設けら
れ、地圧による充填剤の逆流を防止している。

【００１８】次に、前記の如く構成された本実施の形態
に係る地盤改良用攪拌ビット１０の作用について説明す
る。

【００１９】図１において、掘削軸１１上部に設けられ
た駆動装置６を作動させて掘削軸１１をＢ方向に回転さ
せると同時に、駆動装置６と掘削軸１１を下降させる。
更に充填剤を充填剤供給部９から掘削軸１１内部の充填
剤搬送経路に供給する。供給された充填剤は充填剤吐出
孔１２近傍に設けられた逆止弁を介して、充填剤供給口
１２から第二の攪拌翼１６、１６に向けて掘削土内に吐
出される。

【００２０】図２において、掘削軸１１をＢ方向に回転
させることで、穿孔ビット２０とツース１８，１８...
により地盤が掘削されて掘削坑３０が形成され始める。
尚、掘削ビット１７が回転方向Ｂの前方に対して前端を
下方に傾斜した状態で配置されているため、地盤改良用
攪拌ビット１０には掘り下げる力が加わる。

【００２１】掘削坑３０内は地盤を掘削した掘削土が充
填された状態となり、掘削軸１１の回転に伴って充填剤
吐出孔１２から吐出された充填剤が掘削土と共にＢ方向
に回転する。更に掘削軸１１をＢ方向に回転させつつ地
盤改良用攪拌ビット１０を下降させると、第二の攪拌翼
１６が掘削坑３０に挿入される。すると第二の攪拌翼１
６は掘削壁３０ａからの抵抗力と、掘削坑３０内の掘削
土を攪拌する抵抗力を受ける。第二の攪拌翼１６が掘削
坑３０内に充填された掘削土を攪拌する抵抗力と比較し
て、掘削壁３０ａから受ける抵抗力が大きいことから、
図４に示すように第二の攪拌翼１６は掘削軸１１のＢ方
向とは逆方向に回転する（矢印Ｅ方向）。

【００２２】ここで、本発明においては第二の攪拌翼１
６を上下方向に夫々段違いとなるようにして配設して、
第二の攪拌翼１６同士をラップして設けていることか
ら、第二の攪拌翼１６の攪拌翼径と攪拌翼の大きさを大
きくすることができ、従って従来と比較して高い攪拌効
率を得ることが可能となる。また、充填剤吐出孔１２が
第二の攪拌翼１６上部にあることから、掘削坑３０内に
充填された掘削土を攪拌する抵抗力を減少させることが
可能であり、従って、第二の攪拌翼１６の回転力を増加
することが可能である。

【００２３】図２において、更に地盤改良用攪拌ビット
１０を下降させると、第一の攪拌翼１４よりも僅かに長
く形成された共回り防止板１３の両端部が、掘削壁３０
ａに掘進する。するとフランジ１３ａにより回転自在と
された共回り防止板１３の回転は、掘削壁３０ａに貫入
することで回転が阻止される。これに伴い掘削坑３０内
では、Ｂ方向に回転する掘削土及び充填剤が共回り防止
板１３に堰止められた状態となる。更に掘削軸１１の回
転により、共回り防止板１３により堰止められた掘削土
及び充填剤が、共回り防止板１３の上下方に移動しつつ
第一の攪拌翼１４でせん断粉砕される。また、第一の攪
拌翼１４と掘削ビット１７のＢ方向の回転に対して第二
の攪拌翼１６がＥ方向に回転することで、掘削土及び充
填剤が十分に攪拌される。また更に、第二の攪拌翼１６
上部に充填剤吐出孔１２があることから、第二の攪拌翼
１６に掘削土が固着することを防止でき、従って掘削土
及び充填剤が効率良く攪拌されて混合される。

【００２４】ここで、第二の攪拌翼１６が段違いに形成
されていることで地盤改良用攪拌ビット１０をコンパク
トにすることが可能で、従来技術で述べたギアケースを
有した場合や、攪拌翼を複数並列して配置した場合と比
較して、掘削坑３０を小さく形成することができる。

【００２５】所定の深さまで掘削した後、掘削軸１１の
回転をＣ方向に逆回転させて地盤改良用攪拌ビット１０
を引き上げる。第一の攪拌翼１４及び掘削ビット１７の
傾斜により、地盤改良用攪拌ビット１０には引き上げる
力が加わる。この時も前述したと同様、第二の攪拌翼１
６の回転により掘削土と充填剤は十分に攪拌され、引き
上げ終了後には掘削坑３０内は均質かつ良質の混合攪拌
土が形成される。尚、前記引き上げ時においても、充填
剤を充填剤吐出孔１２から吐出させつつ地盤改良用攪拌
ビット１０を引き上げても良い。この場合、充填剤吐出
孔１２が第二の攪拌翼１６上部にあることから、第二の
攪拌翼１６への掘削土の固着を防止しているので、掘削
後の清掃も容易に可能となる。

【００２６】尚、本発明は前記実施の形態に限定される
ものではなく、本実施の形態ではシャフト１５ａ，１５
ｂの２軸で構成された地盤改良用攪拌ビット１０につい
て説明したが、固着部１４ａに固着された攪拌翼１４を
複数設けると共に、夫々の攪拌翼１４にシャフト１５を
設け、第二の攪拌翼１６を複数設けても良い。この場合
も複数設けられた第二の攪拌翼１６夫々を上下方向へ段
違いにラップして配置することで攪拌翼と攪拌翼径を大
きくすることができ、掘削土及び充填剤を効率良く攪拌
することができる。

【００２７】また、共回り防止板１３の外端部を第一の
攪拌翼１４よりも同等以下の長さに形成し、共回り防止
板１３の外端部に所定角度の屈曲させた傾斜面を形成し
て楔状空間を形成させ、楔状空間に圧密された掘削土に
より共回り防止板１３の回転を防止しても良い。

【００２８】また更に、本実施の形態では充填剤吐出孔
１２を掘削軸１１下面に開設し、第二の攪拌翼１６上部
に吐出されるように配置したが、これに限ることなく、
第一の攪拌翼１４とシャフト１５ａ，１５ｂ内に充填剤
搬送経路を設け、掘削ビット１７まで充填剤を供給させ
て、ツース１８，１８... 近傍に充填剤吐出孔を設けて
も良い。この場合は掘削坑３０底部に直接充填剤が吐出
されるため、掘削ビット１７に設けられた穿孔ビット２
０やツース１８，１８... の寿命を伸ばすことができ
る。また、掘削軸１１下面と掘削ビット１７の双方に充
填剤吐出孔を設け、双方から吐出させても良いことは勿
論である。

【００２９】また、本実施の形態では、第二の攪拌翼１
６をシャフト１５ａ，１５ｂに対して垂直に設けたが、
これに限ることなくフランジ１６ａ，１６ｂをシャフト
１５ａ，１５ｂに対して傾斜させ、第二の攪拌翼１６を
傾斜して回転可能に設けることで、掘削土と充填剤の攪
拌を横方向のみでなく、縦横両方の攪拌を可能としても
良い。

【００３０】更に、本装置は地盤改良のみに限らず、高
濃度泥水中の掘削等にも適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】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、掘削ビットを固定する複数のシャフト
に攪拌翼を夫々設けると共に、攪拌翼をシャフトに上下
方向へラップして配置することで、攪拌翼と攪拌翼径の
大きさを大きくすることが可能であり、更に共回り防止
板を設けることで、充填剤を効率よく混合することが可
能となる。また、小型の掘削坑径にも対応可能でコンパ
クトな地盤改良用攪拌ビットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地盤改良用攪拌ビットを適用する地盤
改良作業車を示す側面図

【図２】本発明の実施形態に係る地盤改良用攪拌ビット
の使用状態を示す構成詳細図

【図３】図２中のＡ線から見た地盤改良用攪拌ビットの
詳細を示す側面図

【図４】図２中のＤ線から見た地盤改良用攪拌ビットの
詳細を示す平面図

【符号の説明】

１０…地盤改良用攪拌ビット、１１…掘削軸、１２…充
填剤吐出孔、１３…共回り防止板、１４…第一の攪拌
翼、１５…シャフト、１６…第二の攪拌翼、１７…掘削
ビット、１８…ツース、３０…掘削坑、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビット及び攪拌翼が設けられた掘削軸を回
   転しつつ、掘削土と充填剤とを混合攪拌する地盤改良に
   用いる攪拌ビットにおいて、 前記掘削軸先端部に設けられた第一の攪拌翼と、該第一
   の攪拌翼に一方を固定された複数のシャフトと、該シャ
   フトの他方に固定された掘削ビットと、該シャフトに回
   転自在に設けられた第二の攪拌翼と、前記掘削軸先端部
   又は、前記掘削ビットに充填剤吐出孔とを設けたことを
   特徴とする地盤改良用攪拌ビット。
2. 【請求項２】前記シャフトに夫々設けられた第二の攪拌
   翼を、上下方向にラップして配置したことを特徴とする
   請求項１に記載の地盤改良用攪拌ビット。
3. 【請求項３】前記第一の攪拌翼の上部の掘削軸には、回
   転自在かつ前記掘削ビット径より大きい共回り防止板が
   設けてあることを特徴とする請求項１ないしは請求項２
   に記載の地盤改良用攪拌ビット。