JP2009150158A - ソイルセメント柱構築装置の攪拌翼 - Google Patents

Abstract

【課題】小さなトルクで、凝固材と土砂とを、効率良く混練り可能とする。
【解決手段】地中に注入した凝固材５と、掘削土７とを攪拌するソイルセメント柱構築装置の攪拌翼Ａであって、中心の回転軸１と、回転軸１から外周方向に突出する複数本の攪拌棒３とから構成する。回転軸１と一体に攪拌棒３が回転して、土を攪拌する、複数本の攪拌棒３は、その先端の高さが同一でないようにする。攪拌棒３が線状であるため、多数本の攪拌棒３によって、幾度も切るように土塊７を崩し、効率良く混練りできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソイルセメント柱構築装置の、掘削土と凝固材とを攪拌する攪拌翼に関するものである。

従来から、攪拌翼によって地盤を攪拌し、かつ引き上げながら、地盤中にセメントミルクなどの固化材を吐出して、地盤中にセメントミルクと土との攪拌状態の柱を形成する工法が知られている。
そのための攪拌翼としては、図４に示すように鋼板を回転軸に対して俯角で２０度から３０度の角度で傾斜させて、４枚から６枚を取り付けたものが一般的である。
特開２０００−２８２４５３号公報。

前記のような工法に使用する従来の攪拌翼にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞攪拌翼は一般には矩形の鋼板にねじりを与えた形状のものが使用されている。
＜２＞このような平面形状であると、枚数を多く取付けることが出来ず、土の塊を幾度も切るようにして細かくするなどということが出来ない。
＜３＞また、面状の攪拌翼であると、回転するために必要なトルクも大きくなり、大きな出力のモーター等が必要になる。

本発明にかかるソイルセメント柱構築装置の攪拌翼は、
地中に注入した凝固材と、掘削土とを攪拌するソイルセメント柱構築装置の攪拌翼であって、
中心の回転軸と、
回転軸から外周方向に突出する複数本の攪拌棒とから構成し、
回転軸の回転によって攪拌棒が土を攪拌するものである。
本発明の他のソイルセメント柱構築装置の攪拌翼は、
複数本の攪拌棒が、その先端の高さが同一でないことを特徴とするものである。

本発明の攪拌棒を使用した攪拌翼は以上のようであるから、次のような効果を得ることができる。
＜１＞攪拌するための部材として、線状の攪拌棒を使用するため、回転軸の周囲に多数本を取付けることが出来、土塊を幾度も切るように細かくすることができ、効率的な混練りが可能となる。
＜２＞棒状の攪拌部材を使用するため、面状の攪拌部材などと比べて、小さなトルクで土塊を砕き、細かくすることが出来、モーター等も小規模のものを採用できる。
＜３＞ 多数本の攪拌棒が外周方向に張り出ているので、面状の鋼板で攪拌する従来の攪拌装置に比較して、土砂を細かく破砕して攪拌することができる。
＜４＞ 従来の攪拌装置の面状の鋼板に比較して、攪拌棒は摩擦面がきわめて小さいので、小さいトルクでも駆動することができる。
＜５＞ 従来の攪拌翼は、回転軸の軸方向に一定の長さが必要だから、複数個所に設置すると、回転軸の長さもそれに相当するだけの長さが必要となる。しかし本発明の攪拌翼は、回転軸の軸方向の長さが短いから、複数個所に設置しても全体の長さを短く設定することができる。
＜６＞ 障害物によって攪拌棒が断裂しても、攪拌棒を交換するだけの簡単な作業によって修復できるので、経済的である。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞全体の構成
本発明のソイルセメント柱構築装置の攪拌翼Ａは、地中において地盤を攪拌する装置である。
実施例では、地盤を掘削しながら凝固材であるセメントミルク５を注入するタイプについて説明するが、これらのタイプに限定されるものではなく、その他の公知の装置に取り付けて利用できる。
そして、本発明の攪拌翼Ａは、中心の回転軸１と、回転軸１の周囲に固定されるリング２と、リング２から外周方向に張り出る複数本の攪拌棒３によって構成する。

＜２＞回転軸
回転軸１は、その上端にモータＭを取り付けた円柱体である。
回転軸１の内部にはセメントミルクを圧入する管路を設けてある。
この管路の一端は、回転軸１に設けたスイベルを介して外部に開放しており、他端は、回転軸１の下端付近に開放している。
なおスイベルとは回転体に外部から流体を供給する公知の装置である。
この回転軸１の先端、つまりは下端には、地盤を掘削するためのビッドを有する掘削翼Ｂを取り付ける。

＜３＞ 攪拌翼
本発明の攪拌翼Ａは、回転軸１外周に固定されたリング２と、 このリング２から外周方向に張り出る複数本の棒状の攪拌棒３とにより構成する。
実施例では、攪拌棒３としては直径１６ｍｍ程度の丸棒状の超強度鋼材を使用している。
攪拌棒３は回転軸１の中心から放射状に張り出るようにすればよいが、実施例では、その各攪拌棒３の先端は、同一高さにはない。
つまりは、各攪拌棒３は、回転軸１中心から放射状に外周方向へ伸びているが、その先端の高さは同じでなく、アトランダムに高さを設定してある。
これは、全ての攪拌棒３が同じ高さで土砂を攪拌するのでなく、異なる高さで回転して、塊となった土砂を崩すことが出来るようにするためである。
先端の高さを異ならせるとき、隣り合う攪拌棒３が順に高さが高くなったり低くなったりして、先端の位置が螺旋状に変化するようにすることも可能である。
攪拌棒３の先端間を繋ぐように、環状のリング状部材を渡らせることも試行したが、リング状部材が土の抵抗を受け易く、掘削抵抗となることがあり、リング状部材は採用せず、攪拌棒３だけにした。

＜４＞攪拌翼の配置
実施例では、下端の掘削翼Ｂの上方に、ふたつの攪拌翼Ａが、間隔を開けて取付けてある。
攪拌翼Ａ・Ａの更に上方には、二枚の螺旋翼から成る攪拌翼Ｃが設けてある。

＜５＞作動の説明。
モータＭによって回転軸１を回転しつつ地中に向けて侵入させ、削孔６を掘削する。
回転軸１の下端の凝固材吐出口４からは、凝固材であるセメントミルク５を削孔６内に注入する。
すると回転軸１の先端に固定した掘削翼Ｂによって地盤が掘削されて、ほぐれた状態となる。
それより上方に位置する最初の攪拌翼Ａが回転して、ほぐされた状態の地盤の土砂７の中で回転する。
すると、攪拌棒３がまだ塊の残る土砂７を水平方向に切るように砕いて行くが、回転軸１の方は鉛直方向に移動中である。
その結果、両者の力の合成によって攪拌棒３は一定の角度を以って、土砂７と凝固材５を攪拌しながら地中に侵入する。
したがって、いったんほぐされた土塊７を、複数本の攪拌棒３で幾度も切断して崩し、凝固材５と効率的に混練りできることになる。
下方の攪拌翼Ａによる攪拌の後、その上の攪拌翼Ａが同じように土塊を再度切るように砕き、土砂７を更にほぐす。
途中まで侵入させたら、適当な距離だけ引き上げを繰り返す場合があるが、本発明の攪拌翼Ａを引き上げても、平面的には攪拌棒３が存在するだけで、面状態の板が存在しない。
そのために、攪拌翼Ａの引き上げによっても、土砂７を持ち上げることがない。その結果、ゆっくり引き上げる必要がなく、セメントミルク５の吐出量が過剰とならない。そうして、従来のようなセメントミルク５の吐出量と引き上げ量との熟練者による微妙な調整が不要であり、計画通りのセメントミルク５量を地中に吐出することができ、品質のよい地中の杭を形成することができる。

＜６＞ソイルセメント柱の構築
前記のように構築装置を削孔６から引き上げると、セメントミルク５と土砂が良く混ぜ合わさったソイルセメント柱が構築される。
攪拌棒３が線状部材であるので、構築装置を引き上げるとき、その上の掘削土砂７を一緒に持ち上げることがなく、ゆっくりと引き上げる必要もなく、引き上げ速さとセメントミルク５注入の微妙なバランスを決定するための熟練作業者の勘に頼る必要もなくなる。

ソイルセメント柱構築装置の攪拌翼の実施例の斜視図 攪拌翼の実施例の平面図 構築装置によるソイルセメント柱の構築状態の断面図 従来の一般的な攪拌翼の側面図

符号の説明

Ａ：攪拌翼
Ｂ：掘削翼
Ｃ：攪拌翼
１：回転軸
２：リング
３：攪拌棒
４：凝固材吐出口
５：セメントミルク
６：削孔
７：土砂

Claims (2)

1. 地中に注入した凝固材と、掘削土とを攪拌するソイルセメント柱構築装置の攪拌翼であって、
   中心の回転軸と、
   回転軸から外周方向に突出する複数本の攪拌棒とから構成し、
   回転軸の回転によって攪拌棒が土を攪拌する、
   ソイルセメント柱構築装置の攪拌翼。
2. 複数本の攪拌棒は、その先端の高さが同一でないことを特徴とする
   請求項１記載のソイルセメント柱構築装置の攪拌翼。

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