JP2009197453A - 地盤改良方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】改良すべき地盤に中空ロッドを対向位置し、中空ロッドの正転降下により掘削翼は地盤土壌を掘削し、吐出口より固化材が吐出され、撹拌翼は掘削された地盤土壌と固化材とを撹拌し、所定深さに到達した後、中空ロッドは逆転しながら上昇して作業を完了し、地盤土壌と固化材との固化により柱状地盤改良体が形成され、中空ロッドの正転及び逆転に伴って自動的に切換作動が行うことができる。
【解決手段】地盤中に貫入可能な中空ロッド５と、中空ロッドを昇降させる昇降機構４と、中空ロッドを正逆回転させる回転機構６とを備え、中空ロッドの下端部には地盤内を掘削可能な掘削翼７、中空ロッドの内孔Ｍを介して送られてくる固化材Ｌを吐出可能な吐出口８及び地盤土壌Ｗと固化材とを撹拌可能な撹拌翼９を備え、中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材を吐出させる流路切換弁機構１０を設けてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は例えば軟弱地盤等の地盤改良に用いられる地盤改良方法およびその装置に関するものである。

従来、この種の地盤改良装置として、改良すべき地盤中に回転する中空ロッドを貫入し、該中空ロッドの下端部に設けられた吐出口より該中空ロッドの内孔を介して送られてくるセメント系の固化材を吐出しつつ掘削翼により地盤内を掘削すると共に撹拌翼により地盤土壌と固化材とが混合したスラリーを撹拌し、地盤土壌と固化材との固化により柱状地盤改良体を形成する構造のものが知られている。
特開平６−１９３０４２号公報

しかしながら上記従来構造の場合、上記吐出口を上記撹拌翼の上部位置及び下部位置にそれぞれ設け、中空ロッドの正転下降時には下部位置の吐出口より固化材を吐出させると共に中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材を吐出させる構造となっているものの、上記固化材を上部位置の吐出口から吐出させたり、下部位置の吐出口から吐出させたりするための切換構造は手動式の油圧ジャッキ或いは中空ロッドの頂部に設けた自動式のジャッキによりなされており、このため、吐出口を切換するための構造が複雑化すると共に製作コストの低減を図ることができないことがあるという不都合を有している。

本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の方法の発明は、改良すべき地盤中に回転する中空ロッドを貫入し、該中空ロッドの下端部に設けられた吐出口より該中空ロッドの内孔を介して送られてくる固化材を吐出しつつ掘削翼により地盤内を掘削すると共に撹拌翼により地盤土壌と固化材とを撹拌し、地盤土壌と固化材との固化により柱状地盤改良体を形成するに際し、上記吐出口を上記撹拌翼の上部位置及び下部位置にそれぞれ設け、上記中空ロッドの正転及び逆転と上記地盤土壌及び固化材による抵抗作用との協動によって該中空ロッドの正転下降時には下部位置の吐出口より固化材を吐出させると共に該中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材を吐出させることを特徴とする地盤改良方法にある。

又、請求項２記載の装置の発明は、改良すべき地盤中に貫入可能な中空ロッドと、該中空ロッドを昇降させる昇降機構と、該中空ロッドを正逆回転させる回転機構とを備え、該中空ロッドの下端部には地盤内を掘削可能な掘削翼、該中空ロッドの内孔を介して送られてくる固化材を吐出可能な吐出口及び地盤土壌と固化材とを撹拌可能な撹拌翼を備えてなり、上記吐出口は上記撹拌翼の上部位置及び下部位置にそれぞれ設けられ、該中空ロッドの正転下降時には下部位置の吐出口より固化材を吐出させると共に該中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材を吐出させる流路切換弁機構が設けられ、該流路切換弁機構は上記中空ロッドの正転及び逆転と上記地盤土壌及び固化材による抵抗作用との協動により切換作動可能に設けられていることを特徴とする地盤改良装置にある。

又、請求項３記載の装置の発明は、上記流路切換弁機構として、上記中空ロッドの途中位置に固定弁体及び回転弁体を内装し、該回転弁体に上側の上記内孔と上記上部位置の吐出口とを連通すると共に上側の上記内孔と下側の内孔とを遮断するための切換通路を設け、該固定弁体に該上側の内孔と上記上部位置の吐出口とを遮断すると共に上側の上記内孔と下側の内孔とを該切換通路を介して連通するためのバイパス通路を設け、該回転弁体に上記地盤土壌及び固化材からの抵抗作用を受けて該回転弁体を正逆回転させるための抵抗受体を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項４記載の装置の発明は、上記抵抗受体は上記上部位置の吐出口を介して突設され、該上部位置の吐出口の両側面を上記抵抗受体のストッパー部に形成してなることを特徴とするものであり、又、請求項５記載の発明は、上記中空ロッドに共回り防止翼を該中空ロッドに対して回転自在に設けてなることを特徴とするものである。

本発明は上述の如く、請求項１又は２記載の発明にあっては、改良すべき地盤に中空ロッドを対向位置し、昇降機構及び回転機構により中空ロッドは正転しながら降下し、この中空ロッドの正転降下により掘削翼は地盤土壌を掘削し、吐出口より固化材が吐出され、撹拌翼は掘削された地盤土壌と固化材とを撹拌し、所定深さに到達した後、昇降機構及び回転機構により中空ロッドは逆転しながら上昇して作業を完了し、地盤土壌と固化材との固化により柱状地盤改良体が形成され、地盤改良がなされることになり、この際、上記吐出口は上記撹拌翼の上部位置及び下部位置にそれぞれ設けられ、流路切換弁機構により、中空ロッドの正転下降時には下部位置の吐出口より固化材が吐出し、また、中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材が吐出し、撹拌翼の降下方向又は上昇方向の前方位置に固化材が吐出され、掘削された地盤土壌と固化材との撹拌を良好に行うことができ、かつ、この下部位置の吐出口からの吐出、上部位置の吐出口からの吐出の切換作動は、上記中空ロッドの正転及び逆転と上記地盤土壌及び固化材による抵抗作用との協動により行われ、このため、中空ロッドの正転及び逆転に伴って自動的に切換作動が行われることになり、したがって、上下の吐出口切換のための構造を簡素化することができると共に製作コストの低減を図ることができる。

また、請求項３記載の発明にあっては、上記流路切換弁機構として、上記中空ロッドの途中位置に固定弁体及び回転弁体を内装し、回転弁体に上側の上記内孔と上記上部位置の吐出口とを連通すると共に上側の上記内孔と下側の内孔とを遮断するための切換通路を設け、固定弁体に上側の内孔と上記上部位置の吐出口とを遮断すると共に上側の上記内孔と下側の内孔とを切換通路を介して連通するためのバイパス通路を設け、回転弁体に上記地盤土壌及び固化材からの抵抗作用を受けて回転弁体を正逆回転させるための抵抗受体を設けてなるから、流路切換弁機構の構造を簡素化することができると共に製作コストの低減を図ることができ、また、請求項４記載の発明にあっては、上記抵抗受体は上記上部位置の吐出口を介して突設され、上部位置の吐出口の両側面を上記抵抗受体のストッパー部に形成してなるから、上記地盤土壌及び固化材による抵抗作用を確実に受けることができると共に回転弁体の回動を確実に行うことができ、確実に切換作動が行われることになり、また、請求項５記載の発明にあっては、上記中空ロッドに共回り防止翼を中空ロッドに対して回転自在に設けてなるから、地盤土壌と固化材との混合物が撹拌翼や掘削翼と共回りすることを防止することができ、地盤土壌と固化材との撹拌混合を良好に行うことができる。

図１乃至図１０は本発明の実施の形態例を示し、図９において、１は走行機体であって、走行機体１にリーダーマスト２を縦設し、リーダーマスト２に昇降部材３を昇降自在に設け、昇降部材３を昇降させる昇降機構４を設け、昇降部材３に地盤中に貫入可能な中空ロッド５を回転自在に縦設し、中空ロッド３の上端部Ｓに固化材Ｌを供給可能な図示省略の固化材供給部を接続し、昇降部材３に中空ロッド５を正逆回転させる回転機構６を内装して構成している。

この場合、図１、図２の如く、上記中空ロッド５の下端部には地盤内を掘削可能な掘削翼７、中空ロッド５の内孔Ｍを介して送られてくる固化材Ｌを吐出可能な吐出口８及び地盤土壌Ｗと固化材Ｌとを撹拌可能な撹拌翼９を備えて構成している。

また、この場合、図２の如く、上記吐出口８は上記撹拌翼９の上部位置及び下部位置にそれぞれ設けられ、図２、図５、図６の如く、中空ロッド５の正転下降時には下部位置の吐出口８より固化材Ｌを吐出させると共に図７、図８の如く、中空ロッド５の逆転上昇時には上部位置の吐出口８より固化材Ｌを吐出させる流路切換弁機構１０が設けられ、この流路切換弁機構１０は上記中空ロッド５の正転及び逆転と上記地盤土壌Ｗ及び固化材Ｌによる抵抗作用との協動により切換作動可能に設けられている。

この場合、上記流路切換弁機構１０として、図２の如く、上記中空ロッド５の途中位置を上中空ロッド５ａと下中空ロッド５ｂに分断形成し、下中空ロッド５ｂは下部中空ロッド５ｃと上部中空ロッド５ｄからなり、下部中空ロッド５ｃに装着孔５ｅを形成し、装着孔５ｅに固定弁体１０ａを挿入固定すると共に回転弁体１０ｂを回転自在に嵌合し、回転弁体１０ｂと上部中空ロッド５ｄとの間にパッキン５ｆ及びスペーサー５ｇを介装し、図７、図８の如く、回転弁体１０ｂに回転弁体１０ｂより上方の上側の上記内孔Ｍと上記上部位置の吐出口８とを連通すると共に上側の上記内孔Ｍと下側の内孔Ｍとを遮断するための切換通路１０ｃを設け、図５、図６の如く、固定弁体１０ａに上側の内孔Ｍと上記上部位置の吐出口８とを遮断すると共に上側の上記内孔Ｍと下側の内孔Ｍとを切換通路１０ｃを介して連通するためのバイパス通路１０ｄを設け、回転弁体１０ｂに上記地盤土壌Ｗ及び固化材Ｌからの抵抗作用を受けて回転弁体１０ｂを正逆回転させるための抵抗受体１０ｅを螺着突設して構成している。

この場合、図５、図７の如く、上記抵抗受体１０ｅは上記上部位置の吐出口８を介して突設され、上部位置の吐出口８の両側面を上記抵抗受体１０ｅのストッパー部１０ｆ・１０ｆに形成して構成している。

１１は共回り防止翼であって、図２の如く、上記中空ロッド５の下部中空ロッド５ｃに回転自在に設けられ、共回り防止翼１１の外径は上記掘削翼７や撹拌翼９より大径に形成され、しかして、共回り防止翼１１は掘削穴Ｆの内面に当接して静止状態が保持され、地盤土壌Ｗと固化材Ｌとの混合物が撹拌翼９や掘削翼７と共回りすることを防止するようにしている。

この実施の形態例は上記構成であるから、図１０の如く、改良すべき地盤に中空ロッド５を対向位置し、昇降機構４及び回転機構６により中空ロッド５は正転しながら降下し、この中空ロッド５の正転降下により掘削翼７は地盤土壌Ｗを掘削し、吐出口８より固化材Ｌが吐出され、撹拌翼９は掘削された地盤土壌Ｗと固化材Ｌとを撹拌し、所定深さに到達した後、昇降機構４及び回転機構６により中空ロッド５は逆転しながら上昇して作業を完了し、地盤土壌Ｗと固化材Ｌとの固化により柱状地盤改良体Ｋが形成され、地盤改良がなされることになる。

この際、上記吐出口８は上記撹拌翼９の上部位置及び下部位置にそれぞれ設けられ、流路切換弁機構１０により、中空ロッド５の正転下降時には下部位置の吐出口８より固化材Ｌが吐出し、また、中空ロッド５の逆転上昇時には上部位置の吐出口８より固化材Ｌが吐出し、撹拌翼７の降下方向又は上昇方向の前方位置に固化材Ｌが吐出され、掘削された地盤土壌Ｗと固化材Ｌとの撹拌を良好に行うことができ、かつ、この下部位置の吐出口８からの吐出、上部位置の吐出口８からの吐出の切換作動は、上記中空ロッド５の正転及び逆転と上記地盤土壌Ｗ及び固化材Ｌによる抵抗作用との協動により行われ、このため、中空ロッド５の正転及び逆転に伴って自動的に切換作動が行われることになり、したがって、上下の吐出口切換のための構造を簡素化することができると共に製作コストの低減を図ることができる。

また、この場合、上記流路切換弁機構１０として、上記中空ロッド５の途中位置に固定弁体１０ａ及び回転弁体１０ｂを内装し、回転弁体１０ｂに上側の上記内孔Ｍと上記上部位置の吐出口８とを連通すると共に上側の上記内孔Ｍと下側の内孔Ｍとを遮断するための切換通路１０ｃを設け、固定弁体１０ａに上側の内孔Ｍと上記上部位置の吐出口８とを遮断すると共に上側の上記内孔Ｍと下側の内孔Ｍとを切換通路１０ｃを介して連通するためのバイパス通路１０ｄを設け、回転弁体１０ｂに上記地盤土壌Ｗ及び固化材Ｌからの抵抗作用を受けて回転弁体１０ｂを正逆回転させるための抵抗受体１０ｅを設けてなるから、流路切換弁機構１０の構造を簡素化することができると共に製作コストの低減を図ることができ、また、この場合、上記抵抗受体１０ｅは上記上部位置の吐出口８を介して突設され、上部位置の吐出口８の両側面を上記抵抗受体のストッパー部１０ｆ・１０ｆに形成してなるから、上記地盤土壌Ｗ及び固化材Ｌによる抵抗作用を確実に受けることができると共に回転弁体１０ｂの回動を確実に行うことができ、確実に切換作動が行われることになり、また、この場合、上記中空ロッド５に共回り防止翼１１を中空ロッド５に対して回転自在に設けてなるから、地盤土壌Ｗと固化材Ｌとの混合物が撹拌翼９や掘削翼７と共回りすることを防止することができ、地盤土壌Ｗと固化材Ｌとの撹拌混合を良好に行うことができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、昇降機構３、中空ロッド５、回転機構６、掘削翼７、吐出口８、撹拌翼９、流路切換弁機構１０の形態や構造等は適宜変更して設計される。

以上の如く、所期の目的を充分達成することができる。

本発明の実施の形態例の部分斜視図である。 本発明の実施の形態例の部分断面図である。 本発明の実施の形態例の部分平断面図である。 本発明の実施の形態例の部分斜視図である。 本発明の実施の形態例の部分平断面図である。 本発明の実施の形態例の部分側断面図である。 本発明の実施の形態例の平断面図である。 本発明の実施の形態例の部分側断面図である。 本発明の実施の形態例の全体側面図である。 本発明の実施の形態例の作業状態説明図である。

符号の説明

Ｗ 地盤土壌
Ｌ 固化材
Ｍ 内孔
Ｋ 柱状地盤改良体
４ 昇降機構
５ 中空ロッド
６ 回転機構
７ 掘削翼
８ 吐出口
９ 撹拌翼
１０ 流路切換弁機構
１０ａ 固定弁体
１０ｂ 回転弁体
１０ｃ 切換通路
１０ｄ バイパス通路
１０ｅ 抵抗受体
１０ｆ ストッパー部
１１ 共回り防止翼

Claims (5)

1. 改良すべき地盤中に回転する中空ロッドを貫入し、該中空ロッドの下端部に設けられた吐出口より該中空ロッドの内孔を介して送られてくる固化材を吐出しつつ掘削翼により地盤内を掘削すると共に撹拌翼により地盤土壌と固化材とを撹拌し、地盤土壌と固化材との固化により柱状地盤改良体を形成するに際し、上記吐出口を上記撹拌翼の上部位置及び下部位置にそれぞれ設け、上記中空ロッドの正転及び逆転と上記地盤土壌及び固化材による抵抗作用との協動によって該中空ロッドの正転下降時には下部位置の吐出口より固化材を吐出させると共に該中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材を吐出させることを特徴とする地盤改良方法。
2. 改良すべき地盤中に貫入可能な中空ロッドと、該中空ロッドを昇降させる昇降機構と、該中空ロッドを正逆回転させる回転機構とを備え、該中空ロッドの下端部には地盤内を掘削可能な掘削翼、該中空ロッドの内孔を介して送られてくる固化材を吐出可能な吐出口及び地盤土壌と固化材とを撹拌可能な撹拌翼を備えてなり、上記吐出口は上記撹拌翼の上部位置及び下部位置にそれぞれ設けられ、該中空ロッドの正転下降時には下部位置の吐出口より固化材を吐出させると共に該中空ロッドの逆転上昇時には上部位置の吐出口より固化材を吐出させる流路切換弁機構が設けられ、該流路切換弁機構は上記中空ロッドの正転及び逆転と上記地盤土壌及び固化材による抵抗作用との協動により切換作動可能に設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
3. 上記流路切換弁機構として、上記中空ロッドの途中位置に固定弁体及び回転弁体を内装し、該回転弁体に上側の上記内孔と上記上部位置の吐出口とを連通すると共に上側の上記内孔と下側の内孔とを遮断するための切換通路を設け、該固定弁体に該上側の内孔と上記上部位置の吐出口とを遮断すると共に上側の上記内孔と下側の内孔とを該切換通路を介して連通するためのバイパス通路を設け、該回転弁体に上記地盤土壌及び固化材からの抵抗作用を受けて該回転弁体を正逆回転させるための抵抗受体を設けてなることを特徴とする請求項２記載の地盤改良装置。
4. 上記抵抗受体は上記上部位置の吐出口を介して突設され、該上部位置の吐出口の両側面を上記抵抗受体のストッパー部に形成してなることを特徴とする請求項３記載の地盤改良装置。
5. 上記中空ロッドに共回り防止翼を該中空ロッドに対して回転自在に設けてなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１記載の地盤改良装置。
   

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