JP2011038291A - 地盤改良機 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤中に土壌と固化材とを混合して固化体を形成するための地盤改良機に関し、攪拌翼や掘削翼を大きくする場合においても、攪拌翼や掘削翼の径方向外側において固化材と土壌とを均一に混合することができ、攪拌混合が不良になるおそれのない地盤改良機を提供することを課題とする。
【解決手段】回転により地盤を掘削する掘削翼と、該掘削翼を回転させながら上下動させうるオーガロッドと、前記掘削翼により掘削された土壌と固化材とを攪拌混合する攪拌翼と、該土壌と攪拌翼とが共回りするのを防止すべく、前記攪拌翼と掘削翼との間に設けられた共回り防止翼とを備えた地盤改良機であって、前記固化材を吐出するための吐出口が、前記共回り防止翼の軸中心部と先端部との中間部よりも外側における共回り防止翼の側面側であって、前記掘削翼の回転方向と同方向に向いて設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤中に土壌と固化材とを混合して固化体（改良体）を形成するための地盤改良機に関する。

地盤改良工法や連続止水壁工法等においては、地盤中に円柱状の固化体を形成するべく、図４に示したような地盤改良機と称される装置が用いられている。この地盤改良機１１は、同図に示すように、主としてベースマシン１２と、該ベースマシン１２から略鉛直方向に立設されたリーダーマスト１３と、該リーダーマスト１３に対して昇降可能に設置された攪拌装置１４とを備えて構成され、該攪拌装置１４は、主に、オーガロッド１５と、該オーガロッド１５を回転させるためのアースオーガ駆動装置１６とを備えており、また、オーガロッド１５の先端付近からは、セメント系等のスラリー状固化材が吐出可能なように構成されている。そして、かかる構成の地盤改良機１１においては、地盤を掘削するための掘削翼１７が前記オーガロッド１５の先端付近に設けられているとともに、オーガロッド１５の先端付近から吐出された固化材と、掘削された土壌とを攪拌混合するための攪拌翼１８が前記掘削翼１７の上方のオーガロッド１５の所定位置に設けられている。

ところが、このような構成の地盤改良機においては、吐出された固化材と土壌とを攪拌混合する場合に、粘着力のある土壌が掘削翼や攪拌翼に付着して攪拌翼と共回りすることとなり、固化材と土壌との攪拌混合が不十分になるという問題が生じていた。

そこで、このような共回りの現象を防止するために、掘削翼と攪拌翼との間のオーガロッドの所定位置に共回り防止翼を設けた構造の地盤改良機が提案されており、かかる共回り防止翼を設けた地盤改良機に関する特許出願として、下記特許文献１乃至６のような特許出願がなされている。
これらの共回り防止装置の中でも、共回り防止翼を回転自在にし、掘削翼や攪拌翼よりも大径にして、そのはみ出した部分が地盤に固定されることによって、掘削翼や攪拌翼が回転しても共回り防止装置が静止状態を保つような構造のものは、簡易な構成で効果が高いことから多く用いられている。しかしながら、この装置の効果を高めるには、地盤に固定される部分が長くなければならず、そうすると回転しない共回り防止翼は、逆に地盤に固定する部分を強制的に貫入しなければならないため貫入抵抗が増え、掘削できないという問題があった。このため、共回り防止翼を攪拌翼よりなるべく長くはみ出さずに共回り防止効果を高める方法が要請されていた。

また、上記特許文献１乃至６のような地盤改良機は、攪拌翼や掘削翼の軸中心部分であるオーガロッドの先端付近のみから固化材が吐出されるので、攪拌翼や掘削翼を大きくする場合には、固化材が攪拌翼や掘削翼の先端部側に十分に供給されず、その結果、攪拌混合が不良になるおそれがある。地盤改良作業の効率化のためには、攪拌翼や掘削翼の大型化の傾向があり、従って、このような問題点を解決することが、この種の技術分野において要請されていた。

特公昭５８−２９３７５号公報 特許第２７３６３０２号公報 特開平７−１３８９３５号公報 特許第３０８８９８１号公報 特許第３１４４２００号公報 特開２００８−８０７３号公報

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、攪拌翼や掘削翼を大きくする場合においても、攪拌翼や掘削翼の径方向外側において固化材と土壌とを均一に混合することができ、攪拌混合が不良になるおそれのない地盤改良機を提供することを課題とする。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、回転により地盤を掘削する掘削翼と、該掘削翼を回転させながら上下動させうるオーガロッドと、前記掘削翼により掘削された土壌と固化材とを攪拌混合する攪拌翼と、該土壌と攪拌翼とが共回りするのを防止すべく、前記攪拌翼と掘削翼との間に設けられた共回り防止翼とを備えた地盤改良機であって、前記固化材を吐出するための吐出口が、前記共回り防止翼の軸中心部と先端部との中間部よりも外側における共回り防止翼の側面側であって、前記掘削翼の回転方向と同方向に向いて設けられていることを特徴とする地盤改良機を提供するものである。

本発明においては、上述のように、固化材を吐出するための吐出口が共回り防止翼に設けられ、しかもその吐出口は、共回り防止翼の軸中心部と先端部との中間部よりも外側に設けられているので、吐出口から吐出される固化材は、攪拌翼や掘削翼の先端部側まで十分に供給されることとなる。

また吐出口は、共回り防止翼における、掘削翼の回転方向と同じ方向を向いて設けられているため、共回り防止翼の吐出口からは固化材が掘削された土壌の回転進行方向と同方向に吐出されることとなり、その結果、共回り防止翼には、固化材が吐出される方向と逆方向に反力を受けるような作用が生じることとなり、それによって共回り防止翼は攪拌翼及び掘削翼と同じ方向に回りにくくなり、その結果、固化材と土壌との混合物に対する剪断効果が一層高まることとなり、攪拌混合効果が一層良好なものとなる。

さらに、吐出口が、共回り防止翼における掘削翼の回転方向と同じ方向を向いて設けられているので、攪拌翼の攪拌時において、共回り防止翼の吐出口は、土壌の進行方向と対向する位置ではなく、土壌の進行方向と同じ側に存在するので、土壌によって吐出口が不用意に閉塞されるおそれもない。

さらに、吐出口は、共回り防止翼の側面側に設けられているので、オーガロッドとともに共回り防止翼が下方に移動していく場合にも、吐出口が土壌によって不用意に閉塞されるおそれがない。

以上のように、本発明によれば、攪拌翼や掘削翼を大きくする場合においても、固化材を攪拌翼や掘削翼の径方向外側において固化材と土壌とを均一に混合することができ、攪拌混合が不良になるおそれのない地盤改良機を提供することができるという効果がある。

一実施形態の地盤改良機の斜視図。 オーガロッドと共回り防止翼との固化材の流路を示す一部断面概略側面図 。 同一部断面概略平面図。 一般的な地盤改良機の構成を示す側面図。

以下、本発明の地盤改良機の一実施形態について説明する。

図１は、一実施形態としての地盤改良機の斜視図である。図１に示すように、本実施形態の地盤改良機は、回転しながら上下動させうるように構成されたオーガロッド２と、該オーガロッド２の先端部の側面に装着された掘削翼３と、該該掘削翼３の上方に設けられた共回り防止翼４と、該共回り防止翼４の上方に設けられた攪拌翼５とを備えて構成されている。

オーガロッド２には、その内部に固化材の流路７が形成されており、基端部側から供給された固化材を、先端側の吐出口１０や、後述する共回り防止翼４の吐出口６へ供給しうるように構成されている。固化材としては、たとえばセメントスラリー等のセメント系固化材が用いられる。

先端部側面に装着された掘削翼３は、図１に示すように、回転方向Ａに向かってその先端側（底面側）が、せり出すように傾斜して設けられている。掘削翼３の上方の攪拌翼５も、該掘削翼３と同様に傾斜してオーガロッド２の所定位置に設けられている。

さらに、共回り防止翼４は、オーガロッド２と同軸で且つ該オーガロッド２に対して回転自在となるように、上下の支持体８、８で支持されてカバー体２０を介して前記オーガロッド２に取り付けられている。また共回り防止翼４は、前記掘削翼３や攪拌翼５よりも大径に構成されている。掘削翼３や攪拌翼５よりも大径に構成されているため、掘削翼３や攪拌翼５が回転しても該共回り防止４は静止状態を保ち、掘削された土壌と掘削翼３や攪拌翼５との共回りが防止される。

この共回り防止翼４の側面側には、図１乃至図３に示すように、固化材を吐出するための吐出口６が設けられている。この吐出口６は、同図に示すように、共回り防止翼４の先端部の近辺に設けられている。また、この吐出口６は、図３に示すように、掘削翼３の回転方向と同方向に向いて設けられている。

さらに、この吐出口６は、共回り防止翼４の内部に形成された固化材の流路９の先端部側に形成されており、また共回り防止翼４の固化材の流路９が、図２及び図３に示すように、前記オーガロッド２の固化材の流路７と連通して形成されている。より具体的には、オーガロッド２の所定位置に孔２ａが穿設されているとともに、前記カバー体２０の所定位置に孔２０ａが穿設され、そのカバー体２０の孔２０ａが共回り防止翼４の固化材の流路９と連通するように構成されている。この結果、基端側のオーガロッド２の固化材の流路７から該オーガロッド２の孔２ａを介してカバー体２０の内部２０ｂに供給され、さらにカバー体２０の孔２０ａから共回り防止翼４の固化材の流路９を経て供給された固化材を、共回り防止翼４の吐出口６から吐出しうるように構成されている。尚、オーガロッド２の流路７からオーガロッド２の孔２ａ及びカバー体２０の孔２０ａを介して共回り防止翼４の固化材の流路９へ流通する固化材が外部へ漏洩するのを防止するために、オーガロッド２とカバー体２０との間に、図２に示すようにシール材２１が介装されている。このシール材２１としては、Ｏリング、パッキン等、任意のシール材が用いられる。

上記のような構成からなる地盤改良機を用いて地盤改良を行う手順としては、たとえば、固化材を吐出させながら所定深さまで地盤を掘削することにより掘削と同時に土壌と固化材との混合を行った後、オーガロッドを逆回転させて引き抜く手順や、予め所定の深さまで地盤の掘削のみを行い、次いで逆回転させながら一旦引き抜き、再度正回転させながら固化材を吐出しつつ所定深さまで挿入して土壌と固化材とを攪拌混合し、その後、逆回転させて引き抜く手順等が例示できる。

いずれの場合においても、掘削翼３で土壌が掘削され、共回り防止翼４の吐出口６及びオーガロッド２の先端側の吐出口１０から固化材が吐出され、掘削された土壌と固化材との混合物が攪拌翼５で攪拌、混合されることとなる。すなわち、固化材は、オーガロッド２の固化材の流路７から共回り防止翼４の固化材の流路９へ供給されるとともに、前記オーガロッド２の流路７の先端側へも供給され、共回り防止翼４の流路９の先端側の吐出口６と、オーガロッド２の流路７の先端側の吐出口１０との双方から吐出されることとなるのである。

この場合において、固化材を吐出するための吐出口１０、６が、軸中心部であるオーガロッド２の先端側のみならず、共回り防止翼４にも設けられ、しかも共回り防止翼４の吐出口６は、共回り防止翼４の先端部側に設けられているので、吐出口６から吐出される固化材は、攪拌翼５や掘削翼３の径方向外側まで十分に供給されることとなる。従って、掘削された土壌と固化材との混合物は、攪拌翼５によって十分に攪拌、混合されることとなる。

また吐出口６は、図３に示すように、掘削翼３の回転方向（図３の矢印Ａ方向）と同じ方向を向いて共回り防止翼４の先端側に設けられているため、共回り防止翼４の吐出口６からは固化材が掘削された土壌の回転方向と同じ方向（図３の矢印Ｂ方向）を向いて吐出されることとなり、その結果、共回り防止翼４には、固化材が吐出される方向と逆方向（図３の矢印Ｃ方向）に反力を受けるような作用が生じることとなる。一方、掘削翼３は上述のように図３の矢印Ａ方向に回転し、また図３では図示しないが攪拌翼５も掘削翼３と同じ方向に回転しているので、上記のように、共回り防止翼４に対して固化材が吐出される方向と逆方向に作用する反力は、攪拌翼５や掘削翼３の回転方向と逆方向に作用するものである。
従って、このように攪拌翼５や掘削翼３の回転力と、共回り防止翼４に対して上記のように作用する反力とが、相互に逆方向に作用することによって、共回り防止翼は攪拌翼及び掘削翼と同じ方向に回りにくくなり、固化材と土壌との混合物に対する剪断効果が一層高まることとなり、攪拌混合効果が一層良好なものとなる。

さらに、吐出口６が、共回り防止翼４における土壌の回転進行方向と同方向側に設けられているので、攪拌翼５の攪拌時において、共回り防止翼４の吐出口６は、土壌の回転方向と対向する位置ではなく、同じ方向を向いて存在するので、土壌によって吐出口６が不用意に閉塞されるおそれもないのである。

さらに、吐出口６は、図２及び図３に示すように、共回り防止翼４の側面側に設けられているので、オーガロッド２とともに共回り防止翼４が下方に移動していく場合にも、吐出口６が土壌によって不用意に閉塞されるおそれもない。

以上のように、本実施形態の地盤改良機では、攪拌翼５や掘削翼３を大きくする場合においても、固化材を攪拌翼５や掘削翼３の径方向外側において固化材と土壌とを均一に混合することができ、攪拌混合が不良になるおそれのない地盤改良機を提供することができるという効果を得た。

尚、上記実施形態においては、吐出口６が共回り防止翼４の先端部側に設けられていたが、先端部側に設けることは本発明に必須の条件ではない。要は、共回り防止翼４の、軸中心部と先端部との中間部よりも外側に設けられていればよい。吐出口６が共回り防止翼４の軸中心部と先端部との中間部よりも外側に設けられていることで、固化材を攪拌翼５の先端部側に供給することができ、攪拌混合が不良になるのを好適に防止することができる。

また、上記実施形態においては、共回り防止翼４が３本設けられている場合について説明したが、共回り防止翼４の本数はこれに限定されるものではなく、１本若しくは２本、或いは４本以上設けられていてもよい。

同様に掘削翼３の本数も上記実施形態の２本に限定されるものではなく、１本のみ、或いは３本以上設けられていてもよい。同様に攪拌翼５の本数も限定されるものではない。

さらに、上記実施形態では、共回り防止翼４の内部に固化材の流路９を設け、その流路９の先端部側に吐出口６を設ける構成としたが、固化材の流路９を設けた部材を共回り防止翼４とは別に設け、その固化材の流路９を設けた部材を共回り防止翼４に取り付けるような構成とすることも可能である。その場合においても、吐出口６は、共回り防止翼４の軸中心部と先端部との中間部よりも外側であって、共回り防止翼４の側面側に設けられていることが必要であり、また掘削翼３により掘削された土壌の回転進行方向と同方向側に設けられていることが必要である。

その他の地盤改良機の構成は、本発明の意図する範囲内において任意に設計変更可能である。

１ 地盤改良機
２ オーガロッド
３ 掘削翼
４ 共回り防止翼
５ 攪拌翼
６ 吐出口

Claims (1)

1. 回転により地盤を掘削する掘削翼と、該掘削翼を回転させながら上下動させうるオーガロッドと、前記掘削翼により掘削された土壌と固化材とを攪拌混合する攪拌翼と、該土壌と攪拌翼とが共回りするのを防止すべく、前記攪拌翼と掘削翼との間に設けられた共回り防止翼とを備えた地盤改良機であって、前記固化材を吐出するための吐出口が、前記共回り防止翼の軸中心部と先端部との中間部よりも外側における共回り防止翼の側面側であって、前記掘削翼の回転方向と同方向に向いて設けられていることを特徴とする地盤改良機。

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