JP2004027494A

JP2004027494A - 地盤改良工法及び建設機械

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Publication number: JP2004027494A
Application number: JP2002180915A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yamashita; 山下　伸一; Tsutomu Inaba; 稲葉　力; Masataka Takei; 武井　正孝
Original assignee: SAKAWA DOBOKU KOGYO KK; Nishimatsu Construction Co Ltd; Yamashin Industry Inc
Current assignee: SAKAWA DOBOKU KOGYO KK; Nishimatsu Construction Co Ltd; Yamashin Industry Inc
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP3974937B2

Abstract

【課題】従来の工法では施工が困難であった腐植土、硬質粘土、粘着性のある粘性土、有機物質を含む層、貝殻層などの土層においても均質な地中杭を形成できる地盤改良工法及びその装置を提供することを目的とする
【解決手段】先導管２と軸体４と軸体の周囲に多段に設けられた最大回転半径が５００ｍｍ以上１３００ｍｍ以下である回転羽根５を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪６を設けた土壌掘削工具１を地中にて毎分３０回転以上６０回転以下の回転速度で逆回転させて土壌を撹拌させながら回転羽根部の注入材吐出ノズル７よりセメントミルクを注入して土壌とセメントミルクを混合させ、土壌とセメントミルクを効果的に撹拌して均質な地中杭を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明に係る土壌改良工法及び建設機械は、軟弱な地盤の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来軟弱地盤を改良する方法として、超高圧で注入材を噴射攪拌する方法と大型の機械を用いて機械的に噴射攪拌する工法がある。
【０００３】従来の地盤改良工法では、超高圧噴射による噴射撹拌工法と大型機械によるオーガー撹拌工法と主体であるが、超高圧噴射工法では、撹拌杭を施工する場合にセメントミルクに２０ＭＰａ乃至４０ＭＰａの高圧をかけて、ノズルの先端から噴射して圧力で杭を作る工法であるので排泥が多く出る欠点があり、又大型機械による機械式撹拌工法は機械が非常に大きいため施工場所が制約される等問題があった。
【０００４】超高圧噴射撹拌工法では比較的コンパクトな機械による工事が可能であるが、多量の排泥（排出スライム）が発生し、環境上好ましくなく、又、この排泥を処理しようとすれば高額な費用がかかるという問題がある。
【０００５】一方、大型機械による機械式撹拌工法においては、施工機械が大型であり、施工できる場所が限定されるという問題と、施工のため大型プラントの運搬、設置を必要とするため、広い場所を構えなければならず、その費用も高額であるという問題がある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】軟弱地盤を強化するためには超高圧噴射撹拌工法が有力であるが、発生する排泥により環境問題あるいは処理のための費用の問題が発生することはすでに述べた。さらに従来の工法は、腐植土、硬質粘土、粘着性のある粘性土、有機物質を含む層、貝殻層などでは、均質な地中杭を得ることが困難である。環境問題を解決する有力な技術として、特開２００１−１５９１３０号公開特許公報に「機械撹拌エアーセメントミルク混合圧送工法及び装置」として、コンプレッサにて空気を圧送し切削ビット先端部より空気を噴出しながら切削ビットにて地盤を掘り進み、削孔完了後グラウトポンプにてセメントミルクを圧送して切削ビットにて掘削された土壌とセメントミルクを撹拌し地中杭を造成する技術が記載されている。さらに、前述の技術を改良したものが、特開２００２−９７６２９号公開特許公報に「機械撹拌エアーセメントミルク混合圧送工法及び装置」として開示されており、らせん状の羽根を有する掘削工具で効果的に撹拌を行うことが記載されている。これら技術によれば、切削させた土壌とセメントミルクを完全に撹拌して地中杭を形成させることにより排泥を地上に排出することなく、環境問題を引き起こすことなく、しかも安価、簡便に土壌強化工事を施工することができる。本発明はこれらの発明に関連するものであり、当該発明をより発展させ、腐植土、硬質粘土、粘着性のある粘性土、有機物質を含む層、貝殻層などにおいても均質な地中坑を形成できる土壌改良工法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、本発明の地盤改良工法は、先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた最大回転半径が１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以である回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けた土壌掘削工具を回転させ、かつ先導管より圧縮空気又は水或いは水と圧縮空気の混合体を噴出しながら土壌を掘削し、所定の深さに達した後に土壌掘削工具を毎分３０回転以上６０回転以下の回転速度で逆回転させて土壌を撹拌させながら回転羽根部よりセメントミルク等の地盤強化材を注入して土壌と地盤強化材を混合させ、土壌中に改良体を造成するものである。ここで、多段に設けられた回転羽根とは、複数の円盤や多角形状板を軸体に沿って平行に設けたものでもよく、軸体のまわりにらせん状に設けられたものでもよい。らせん状羽根の場合には、軸体の長さ方向において中央部で半径が大きく両端部で半径が小さくなる形状にすることもできる。所定の深さに達した後、土壌掘削工具を一定の深さに保ちながら逆回転させる作業と土壌掘削工具をさせずに所定の間隔だけ引き上げる作業とを交互に繰り返しながら、地中杭を形成することもできる。
【０００８】上述の目的を達成するために、本発明の建設機械は、先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた最大回転半径が１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以である回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けられており、軸体を毎分３０回転以上６０回転以下の最大回転速度で回転させることができる駆動装置を有するものである。
【０００９】また、上述の目的を達成するために、本発明の地盤改良工法は、先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けた土壌掘削工具を回転させ、かつ先導管より圧縮空気又は水或いは水と圧縮空気の混合体を噴出しながら土壌を掘削し、所定の深さに達した後に土壌掘削工具を逆回転させて土壌を撹拌させながら回転羽根部より粉体のセメントを吐出して土壌とセメントを混合させ、土壌中に改良体を造成するものであってもよい。エジェクターにより圧縮空気を粉体のセメントと混合して、セメントを送ることもできる。そして、建設機械は、先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けられている土壌掘削工具と、粉体のセメントと圧縮空気を混合するエジェクターと、エジェクターから送られてくるセメントの通路を有する中間ロッドとを有し、回転羽根の近傍に設けられた注入材吐出ノズルより地中に粉体のセメントを吐出するものであってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明で使われる土壌掘削工具の一例を示す断面図である。本例の土壌掘削工具１は軸体のまわりにらせん状羽根を有する。先端に先導管２を有し、切削チップ３が設けられている。切削チップ３により地盤を切削しながら、先導管２が地中に入っていく。先導管２に続いて軸体４が設けられ、その周囲にらせん状羽根５が設けられている。このように、本発明においては多段に設けられた回転羽根には、らせん状羽根も含むものとする。軸体４は中空となっているが、らせん状羽根５が設けられている部分は、軸方向に沿って中央部が太く両端部が細くなるように構成されている。ここでは、図１に示すように円筒の両側に円錐を接続したような形状になっており、両端部から中央部へ向かって径が大きくなっている。そして、らせん状羽根５を含む全体の形状で見ても、両端部から中央部へ向かって全体として径が大きくなっている。らせん状羽根５の最大径は、排泥を発生させずに大きな径の施工をするためには直径３００ｍｍ以上（半径１５０ｍｍ以上）であることが好ましく、特に１０００ｍｍ以上（半径５００ｍｍ以上）であることが好ましい。また、設備の規模を余り大きくせずかつ均質な改良体を得るためには直径２０００ｍｍ以下（半径１０００ｍｍ以下）であることが好ましい。本例においてらせん状羽根５の最大径は１０００ｍｍである。また、軸体４の長さは約８００ｍｍで、中央部分の約１６０ｍｍは一定の太さとなっており、上下の約３２０ｍｍの範囲において軸径は約１４０ｍｍから約４００ｍｍへと一定の割合で変化しており、そのテーパー角は２２°程度である。軸体４のテーパー角はらせん状羽根５が地中を進行する場合にスムーズに土砂を後方に送るため有用な機能を有するが、かかる機能を十分に発揮するためには２２°程度にするのが好ましい。らせん状羽根５は軸方向に１６０ｍｍ進むごとに一周するようなピッチになっており、軸体４の長さに沿って５周している。軸体４がテーパー状になっている範囲ではらせん状羽根５の外径は中央部に向かって一定の割合で大きくなっている。一方、軸体４の太さが一定である範囲では、らせん状羽根５の外径も一定となっている。本例においてはらせん状羽根５は外径が最大の状態で完全に一周しており、底面図で見れば外形は完全な円形を形成しているため、掘り進めていくときに軸はぶれることなく真直ぐに進んでいく。
【００１１】軸体４は中空となっているが、内部には内管が設けられており、内管は抽入材吐出ノズル７へつながっている。抽入材吐出ノズル７は軸体４の最も径が大きい位置において外へ向かって設けられている。本例では抽入材吐出ノズル７は２本設けられているが、３本以上設けてもよい。また、軸体４に対して完全に垂直に設ける以外にも、ある程度傾けてもよい。軸体と内管の間の隙間は圧縮空気の通路となり、先導管２の先端より圧縮空気が噴出できるようになっている。
【００１２】らせん状羽根６の上下面にはそれぞれ長方形の板状の爪６が複数取り付けられている。爪６は軸体４を中心とする円周に接する方向に、すなわち、爪６の板厚の方向が半径方向になるように設けられている。この方向で取付けることにより排泥の発生がより起こりにくくなる。図３に示すように爪６の長方形の形状のうち、一つの角が面取りされている。この面取りは、角を直線で切り落とすのでもよいし、丸みをつけるのでもよい。この面取りされた角は、らせん状羽根５の回転方向にあわせて向けられる。本例では、掘り進む際は図１において右方向に回転するが、らせん状羽根５の上面に設けられた爪６はこの回転方向に向いた側に面取りされた角を向けて取り付けられる。逆に、土壌掘削工具１を引き上げるときは、左回りに回転するが、らせん状羽根５の下面に設けられた爪６はこの左回りの方向に向いた側に面取りされた角を向けて取り付ける。このように向けることにより、掘り進めるときはらせん状羽根５の下面に設けられた爪６が鋭く土壌にくい込みながら土壌を効果的に撹拌し、一方、上面に設けられた爪６は切削・撹拌された土壌を滑らかに後方へ送り、こぶし程度の大きさの石が混ざっていても噛み込みにくくなっている。逆に、引き上げるときはらせん状羽根５の上面に設けられた爪６が効果的に土壌を切削・撹拌し、下面に設けられた爪６が土壌を滑らかに後方へ送る。爪６としては、このような長方形の板状のものほか、円柱状、４角柱や５角柱等の多角柱状、円錐状など各種の形状のものが使え、またこれらを組合わせて使用してもよい。
【００１３】本発明に使用する土壌掘削工具の別の例を図２に示す。本例においては、回転羽根６は複数の平板状の羽根を平行に、軸体４の長さ方向に沿って配設したものである。平板状の羽根の形状は円盤状が排泥を出さないためには好ましいが、３角形、４角形等多角形板状のもので代用してもよい。掘り進んだり引き上げたりする作業がスムーズに行われるためには、図２に示すように各板状材の最大回転半径が、軸体４の長さ方向に沿って中央付近では大きく、その上下においては小さくなるように配列することが好ましい。なお、回転羽根６の最大回転半径は１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下となるようにするのが好ましい。
【００１４】図４に本発明に係る建設機械の一例を示す。作業台車２３は無限軌道２４を備えて自走可能であり、工事現場において装置全体を容易に移動させることができるものである。作業台車２３には上下動可能なアーム２５を介してリーダー２６が取り付けられている。リーダー２６はチャック２７を上下に移動可能に取り付けるスライド式の取り付け装置である。施工場所に作業台車２３を移動させたら、アーム２５の角度を調整してリーダー２６を垂直に立てる。チャック２７に最上段の中間ロッドを通し、チャック２７で中間ロッドをつかむ。最上段の中間ロッドの上にスィベル９がつながれ、最下段の中間ロッドの下に土壌掘削工具１が接続される。チャック２７は油圧駆動により中間ロッド２２を正逆両方向に回転させることができる。すなわち、中間ロッド２２はチャック２７の回転を先端の土壌掘削工具１に伝達する駆動軸の働きをする。スィベル９に抽入材ホース２８と空気ホース２９とが接続され、それぞれのホースは図示しないプラントのグラウトポンプとコンプレッサーにつながれる。スィベル９、中間ロッド２２および土壌掘削工具１は、それぞれ二重管構造であるが、空気および抽入材の通路がつながるよう接続される。
【００１５】土壌掘削工具１により掘り進めるときには、コンプレッサーで空気を送り土壌掘削工具１の先端より噴出するとともに、土壌掘削工具１のらせん状羽根が下向きに進行するよう回転させる。削孔は▲１▼空気を送る方法、▲２▼水を送る方法、▲３▼空気と水を送る方法、がある。道路等がある場所では空気と水を使用したほうが水の使用が少なくなって道路を水浸しにすることがないが、水を排出しても問題にならないような場所においては水のみで削孔してもよい。空気と水で削孔する場合は、コンプレッサーと水供給管をエジェクターに接続し、水と空気を混合した上で空気ホース２９を通して圧送する。ある程度掘り進めたら、中間ロッド２２を継ぎ足して、さらに深く掘り進める。切削した土砂を滑らかに後方に送るために、回転羽根は先端から中央部にむかって径が広がり、また上部へ向かって径が小さくなる形状になっている。回転羽根５には爪６が設けられているので、土砂は効果的にほぐされる。
【００１６】最終深さまで掘り進めたら、チャック２７の回転方向を逆にして、回転羽根６が上向きに進行するよう回転させながら、土壌掘削工具１を引き上げる。この際、抽入材ホース２８より抽入材を送り込み、土壌掘削工具１の抽入材吐出ノズルより抽入材を地中に注入する。ここで、回転羽根６の回転速度が重要である。回転速度が十分でないと土砂とセメントミルクや水ガラス等の地盤強化材が十分撹拌されず、腐植土、硬質粘土、粘着性のある粘性土、有機物質を含む層、貝殻層などでは、図５に示すようにセメントミルクが団子状にしか行き渡らず、均質な地中杭を造成することができない。本発明においては３０〜６０回転／分の速度で回転羽根を回転させるが、特に３５〜４０回転／分で回転させるのが好ましい。この範囲の回転速度を用いることにより従来の工法では均質な地中杭が造成しにくい土壌においても、均質で良好な地中杭を形成することができる。また、高速回転で撹拌することにより、施工時間を短縮することもできる。回転羽根５の上面にも爪が設けられているので、土砂とセメントミルクを効果的に撹拌する。そして、本発明に係る建設機械および工法においては、土砂の機械的撹拌と抽入材の噴出による土砂の撹拌が同時に行われ、切削された土砂と抽入材は効率的に混合される上、切削された土砂が排泥として地上に排出されることがない。ここで土壌掘削工具を逆回転させるながら引き上げる方法として、土壌掘削工具を一定の深さに保ちながら逆回転させる作業と土壌掘削工具を所定の間隔だけ短時間で引き上げる作業とを交互に繰り返えすようにすることが、排泥の発生をより効果的に防止するので好ましい。例えば本例においては、４．５秒間同じ深さにて逆回転および注入材の注入を行い、２．５ｃｍずつ引き上げた。すなわち、１ｍの深さについて２．５ｃｍきざみで４０回の引き上げを行い、３分間をかけて上昇する。同一深さにとどまる時間に対して引き上げに要する時間は短い。引き上げるときは、掘り進めるときとは逆に、中間ロッドを順次取り外しながら作業を進める。所定の高さまで引き上げたら抽入材の注入を停止して、土壌掘削工具１を引き上げる。このようにして一つの穴の施工が完了したら、作業台車２３を次の位置に移動させ、同様の施工を繰り返す。
【００１７】本発明に使用する建設機械の駆動装置の一例を図６に示す。本実施形態の土壌改良工法においては、回転半径が１５０〜１０００ｍｍと大型の回転羽根を含めて毎分３０〜６０回転という高速で回転させて土砂の撹拌を撹拌するため、使用する駆動装置も強力なものである必要がある。一方、この駆動装置は作業台車２３に搭載できる程度のコンパクトなものでなければならない。そのため、図７に示すように、オイルモーター３１を駆動原として用い、オイルモーター３１の軸に減速比が１／６程度の遊星減速器３２を接続し、遊星減速器３２の出力側に第１のプーリー３３を設ける。中間プーリーやベルト等の中間伝達装置３４を介して、第１のプーリー３３に対して減速比が１／６になるように第２のプーリーを接続する。この第２のプーリーに接続された出力軸３６は、チャック２７等を介して中間ロッドを回転させ、土壌掘削工具１を回転させる。このような構成をとることにより十分な出力を得ることができ、従来の土木工事用作業台車に搭載された駆動装置よりも高速回転が可能でコンパクトな駆動装置が得られる。
【００１８】次に、本発明の別の実施の形態について説明する。本実施形態においては、注入材としてセメントミルクの代わりに粉体のセメントを地中に直接送り込むものである。図７に本実施形態で用いるスィベルの一例を示す。スィベル９の上部は非回転部１０であり、回転しない。非回転部１０には抽入材導入口１１と空気導入口１２が側面に設けられている。非回転部１０に対して回転自在に回転軸１４がベアリング１３を介して取り付けられている。回転軸１４は内管１５と外管１６から構成される二重管構造になっている。内管１５は中空となっており、この中空部が抽入材通路１７を構成する。抽入材通路１７は抽入材導入口１１から導入された抽入材が通過できるようにつながっている。内管１５と外管１６の間にも隙間が設けられており、この隙間が空気通路１８を構成する。空気通路１８は空気導入口１２から導入された空気が通過できるようにつながっている。この構造は、前述のセメントミルクを注入する実施形態で使用するものとほぼ同じであるが、本実施形態においては内管１５を通して粉体のセメントを送るため、太い内管を使用している。図８に本実施形態で用いる中間ロッドの一例を示す。中間ロッドも二重管構造になっているが、スィベルと同様に、内管には３インチ程度の太い管を使用している。
【００１９】図９に本実施形態で用いる建設機械の一例を示す。スィベルと中間ロッドは前述の太い内管を有するものである。スィベル上部には注入材ホース２８が接続され、注入材ホース２８はエジェクター４１に接続されている。エジェクター４１の上部にはホッパー４３が設けられ、粉体のセメント４４をエジェクターに供給する。エジェクターの他端側はコンプレッサー４２につながっており、圧縮空気が供給される。圧縮空気により粉体のセメントはエジェクター４１内に取り込まれ、粉体のセメントは圧縮空気によって、注入材ホース２８、スイベル、中間ロッドを通して、土壌掘削工具の回転羽根部にある注入材吐出ノズル７まで送られるようになっている。
【００２０】建設機械を用いた地盤改良工法において、作業は前述の実施形態の場合とほぼ同様に進められるが、土壌掘削工具１を逆回転させながら注入材吐出ノズル７より粉体のセメントを地中に注入する。地中に注入されたセメントは爪６を備えた回転羽根５により土砂とともに撹拌され、地中杭を形成する。セメントミルクの代わりに粉体のセメントを注入するので造成される地中杭の強度は高い。一方、セメントミルクを注入する工法では、地中杭の強度はやや低くなるが、回転羽根の回転半径以上の大きな径の地中杭を造成できるため経済性に優れるという利点がある。
【００２１】
【実施例】本発明を地盤改良工事に適用した例である。ここでは、抽入材としては高濃度のセメントミルクを用いる。本工法に使用するセメントミルクは改良体の強度を十分なものとするために従来の工法の場合（例えば練りあがりの抽入材１ｍ^３中にセメント量７６０ｋｇ程度）よりセメントの比率を多くすることが好ましい。ここで、セメント量を多くすると抽入材の比重が大きくなりポンプでの圧送性が悪くなりやすいので、減水剤（例えば芳香族スルホンと特殊変性リグニンを主成分とするもの）を配合することが好ましい。この減水剤の配合によりセメントミルクが流れやすくなってポンプにより送りやすくなるとともに、改良体の強度が増す。本実施例においては減水剤として芳香族スルホンと特殊変性リグニンを主成分とする商品名サンフローＳＷ−２０００Ｓ（日本製紙株式会社）を使用し、練りあがりの抽入材１ｍ^３中にセメント１０００ｋｇとサンフローＳＷ−２０００Ｓを５ｋｇ配合し、改良体の圧縮強度１ＭＰａ（設計基準強度）を得た。プラントで空気と混合されたセメントミルクを０．６〜２．５ＭＰａの低圧で噴出する方法と、１８．０〜２９．０ＭＰａの超高圧でセメントミルクを噴出する方法がある。後者の超高圧噴出撹拌の場合は、空気とセメントミルクは混合させずに別々に送り、空気は掘り進むときに先導管先端より下方向に、セメントミルクは引き上げるときにらせん状羽根の横の抽入材排出口７より横方向に噴出する。どちらの方法においても、切削された土砂はセメントミルクと混合され、改良体として地中杭を構成するので、地上に排泥として排出されない。引き上げるときは図３において時計回りにらせん状羽根は回転し、上から土砂を引き込むとともに撹拌・混合された土砂とセメントを羽根により下に強く押し付けるので、強固な地中杭を形成でき、また、排泥の発生を強力に抑制する。このため、排泥による環境問題を起こすことがなく、また、排泥の処理のための多額の費用も発生しないため、地球環境に優しく、施工性、経済性、安全性にすぐれた工法となっている。
【００２２】なお、超高圧噴出撹拌の場合は、セメントミルクを横方向に高圧噴射するために、らせん状羽根の径よりも広い範囲の改良体の造成が可能であり、工期の短縮および経済性の向上が実現できるとともに、密着施工や改良体相互の施工が可能となり工事の全体的な一体化がはかれる。本実施例のおいては、直径１ｍのらせん状羽根を使用し、らせん状羽根の回転速度を毎分３５〜４０回転と高速で撹拌を行った。抽入材吐出圧力を１８〜２２ＭＰａ、空気吐出量を１．５〜３．０ｍ^３／ｍｉｎ、空気吐出圧力を０．６〜０．７ＭＰａとした。単位時間当たりの注入量には留意が必要で、過度の注入を行うと排泥を発生させないという本発明の効果が発揮できない場合がある。排泥を発生させない限界での単位時間当たり注入量を前もって把握した上で、その７０％程度で注入するのが排泥防止をより確かなものにする上で好ましい。本実施例では７０リットル／ｍｉｎとした。引き上げ速度（以下、１ｍ引き上げるのに要する時間で表示）は、Ｃ＜０．０１Ｎ／ｍｍ^２（＝ＭＰａ）での粘性土では３．０ｍｉｎ／ｍ、０．０１Ｎ／ｍｍ^２≦Ｃ≦０．０３Ｎ／ｍｍ^２（５≦Ｎ≦１０）の土質では５．０ｍｉｎ／ｍ、１０≦Ｎ≦１５の砂質土では６．０ｍｉｎ／ｍとした。
【００２３】一方、低圧噴出の場合は、抽入材噴射ノズル７の内径は８〜１２ｍｍとし、らせん状羽根の回転速度を毎分３０回転、抽入材吐出圧力を０．６〜２．５ＭＰａ、注入速度は５０リットル／ｍｉｎとした。
【００２４】本実施例の工法により、腐植土等の従来の工法では施工が困難な土壌においても、均質な改良体を造成できる。また、従来工法の対象となっている土壌においても、より均質な改良体を排泥を出すことなく容易に造成できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明には、腐植土、硬質粘土、粘着性のある粘性土、有機物質を含む層、貝殻層などにおいても均質な地中坑を形成できるという効果があり、さらに、排泥を出すことなく土砂を掘削及び撹拌することができ、施工現場周辺の環境を保護することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する土壌掘削工具の例を示す断面図である。
【図２】本発明に使用する土壌掘削工具の別の例を示す断面図である。
【図３】爪の形状を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る建設機械を示す正面図である。
【図５】従来の工法による地中杭を示す断面図である。
【図６】本発明に係る建設機械に使用する駆動装置を示す正面図である。
【図７】スィベルを示す断面図である。
【図８】中間ロッドを示す断面図である。
【図９】本発明に係る建設機械を示す正面図である。
【符号の説明】
１．土壌掘削工具
２．先導管
３．切削チップ
４．軸体
５．らせん状羽根
６．爪
７．抽入材吐出ノズル
８．空気噴出口
９．スィベル
１０．非回転部
１１．抽入材導入口
１２．空気導入口
１３．ベアリング
１４．回転軸
１５．内管
１６．外管
１７．抽入材通路
１８．空気通路
１９．オスカップリング
２０．メスカップリング
２１．ボルト
２２．中間ロッド
２３．作業台車
２４．無限軌道
２５．アーム
２６．リーダー
２７．チャック
２８．抽入材ホース
２９．空気ホース
３１．オイルモーター
３２．遊星減速器
３３．第１のプーリー
３４．中間伝達装置
３５．第２のプーリー
４１．エジェクター
４２．コンプレッサー
４３．ホッパー
４４．粉体のセメント

Claims

先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた最大回転半径が１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けた土壌掘削工具を回転させ、かつ先導管より圧縮空気又は水或いは水と圧縮空気の混合体を噴出しながら土壌を掘削し、所定の深さに達した後に土壌掘削工具を毎分３０回転以上６０回転以下の回転速度で逆回転させて土壌を撹拌させながら回転羽根部より地盤強化材を注入して土壌と地盤強化材を混合させ、土壌中に改良体を造成する地盤改良工法。
前記回転羽根として、軸体の長さ方向において中央部で半径が大きく両端部で半径が小さくなる形状のらせん状羽根を使用するものである請求項１に記載の地盤改良工法。
所定の深さに達した後、土壌掘削工具を一定の深さに保ちながら逆回転させる作業と土壌掘削工具を所定の間隔だけ短時間で引き上げる作業とを交互に繰り返す請求項１又は請求項２に記載の地盤改良工法。
地盤強化材の注入速度が毎分７０リットル程度であり、土壌掘削工具を１ｍ当たり３分乃至６分の速度で引き上げる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の地盤改良工法。
先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた最大回転半径が１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けられており、軸体を毎分３０回転以上６０回転以下の最大回転速度で回転させることができる駆動装置を有する建設機械。
先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けた土壌掘削工具を回転させ、かつ先導管より圧縮空気又は水或いは水と圧縮空気の混合体を噴出しながら土壌を掘削し、所定の深さに達した後に土壌掘削工具を逆回転させて土壌を撹拌させながら回転羽根部より粉体のセメントを吐出して土壌とセメントを混合させ、土壌中に改良体を造成する地盤改良工法。
エジェクターにより圧縮空気を粉体のセメントと混合して、セメントを送るものである請求項６に記載の地盤改良工法。
先導管と軸体と軸体の周囲に多段に設けられた回転羽根を有し、前記回転羽根の上面および下面に爪を設けられている土壌掘削工具と、粉体のセメントと圧縮空気を混合するエジェクターと、エジェクターから送られてくるセメントの通路を有する中間ロッドとを有し、回転羽根の近傍に設けられた注入材吐出ノズルより地中に粉体のセメントを吐出できる建設機械。