JP2011042966A

JP2011042966A - 削孔攪拌装置、地盤改良装置

Info

Publication number: JP2011042966A
Application number: JP2009191308A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kaneko; 正金子; Toshimi Sudo; 敏己須藤; Banshi Yokoyama; 伴師横山; Masami Ito; 正巳伊藤; Hitoshi Akiyama; 仁秋山
Original assignee: SEET KK; Obayashi Corp
Current assignee: SEET KK; Obayashi Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2011-03-03

Abstract

【課題】堅い地盤であっても掘削可能な削孔攪拌装置を提供する。
【解決手段】削孔攪拌装置１０は、鉛直方向に延びる回転ロッド３０と、回転ロッド３０を回転させる回転装置４０と、回転ロッド３０の内部を通してセメントミルクを供給するセメントミルク供給装置４２と、回転ロッド３０の先端部に回転ロッド３０と間隔をあけて鉛直に延びるように設けられ、回転装置４０により回転ロッド３０が回転することで、円形に地盤を切削する鉛直切削翼２１と、回転ロッド３０の先端部に設けられ、鉛直切削翼２１により切削された内側の領域を切削する内部切削翼２３と、を備える
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤内にソイルセメント柱を構築するための装置に関する。

従来より、ソイルセメント柱を隣接するソイルセメント柱同士が部分的に互いに重なり合うように構築することで、ソイルセメント壁を構築することが行われている。このようなソイルセメント壁を構築するための装置として、例えば、特許文献１に記載されているように、回転ロッドの下部に側方に向かって延びる切削翼及び攪拌翼を備えるとともに、回転ロッドの下端から回転ロッドの内部を通して供給されたセメントミルクを噴射可能な地盤改良装置が用いられている。

特開２００３―３１３８５７号公報

しかしながら、特許文献１記載の地盤改良装置は、回転ロッドを介して切削翼を回転させることのみにより地盤を掘削しており、堅い地盤の掘削効率が低い。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、堅い地盤であっても効率的に掘削可能な装置を提供することである。

本発明は、地盤を削孔攪拌するための装置であって、鉛直方向に延びる回転ロッドと、前記回転ロッドを回転させる回転装置と、前記回転ロッドの先端部に当該回転ロッドと水平方向に間隔をあけて設けられ、前記回転装置により前記回転ロッドが回転することで、地盤を円形に切削する鉛直切削手段と、前記回転ロッドの先端部に設けられ、前記鉛直切削手段よりも内側の領域を切削する内部切削翼と、を備えることを特徴とする。
上記の削孔攪拌装置において、前記回転ロッドに上下に起振力を加える起振装置を備えてもよい。

また、本発明の地盤改良装置は、セメントミルクにより地盤を改良するための地盤改良装置であって、鉛直方向に延びる回転ロッドと、前記回転ロッドを回転させる回転装置と、前記回転ロッドの内部を通してセメントミルクを供給するセメントミルク供給手段と、前記回転ロッドの先端部に当該回転ロッドと水平方向に間隔をあけて設けられ、前記回転装置により前記回転ロッドが回転することで、地盤を円形に切削する鉛直切削手段と、前記回転ロッドの先端部に設けられ、前記鉛直切削手段よりも内側の領域を切削する内部切削翼と、前記回転ロッドの前記内部切削手段の上方に接続され、前記内部切削手段により切削された地盤と、前記セメントミルク供給装置により供給されたセメントミルクとを攪拌する攪拌手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、鉛直切削翼が回転ロッドを中心として回転し、下縁部により下方の地盤を切削するため、硬質地盤であっても地盤を切削することができる。さらに、上下振動を加えることにより、鉛直切削翼の下縁部による切削力が向上する。

本実施形態の地盤改良装置を示す図である。掘削攪拌部を示す斜視図である。掘削攪拌部を示し、（Ａ）は鉛直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。地盤改良装置を用いてソイルセメント柱を構築する様子を示す図である。

以下、本発明の地盤改良装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の地盤改良装置１０を示す図である。同図に示すように、本実施形態の地盤改良装置１０は、回転ロッド３０と、回転ロッド３０の先端に取付けられた掘削攪拌部２０と、地上において回転ロッド３０を回転する回転装置４０と、回転ロッド３０に接続された起振装置４１と、セメントミルク供給装置４２とにより構成される。

起振装置４１は、例えば、回転ロッド３０に振動幅数ミリ程度の上下振動を加える。このような起振装置４１としては、例えば、バイブロハンマー工法に用いられる起振装置（バイブロハンマー）を用いることができる。

セメントミルク供給装置４２は、回転ロッド３０内を通じて掘削攪拌部２０へセメントミルクを供給する。掘削攪拌部２０に供給されたセメントミルクは回転ロッド３０の先端に設けられたノズル２４から掘削孔内に排出される。

図２、図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ掘削攪拌部２０を示し、図２は斜視図、図３（Ａ）は鉛直断面図、図３（Ｂ）は水平断面図である。
図２及び図３に示すように、掘削攪拌部２０は、回転ロッド３０から四方に向かって水平に延びる攪拌翼２２と、回転ロッド３０の攪拌翼２２が接続された位置の下方から四方に向かって延びる切削翼２３と、これら攪拌翼２２及び切削翼２３の先端が接続され、鉛直方向に延びる鉛直切削翼２１と、回転ロッド３０の下端に設けられたノズル２４により構成される。

攪拌翼２２は長方形断面の鋼材からなり、長辺側側面が鉛直になるように回転ロッド３０に取り付けられている。
切削翼２３は、断面円弧状の切削翼本体２３Ａと、切削翼本体２３Ａの下面に取り付けられた掘削ビット２３Ｂとにより構成される。切削翼本体２３Ａは、図３（Ａ）に示すように、下方に向かって傾斜するように回転ロッド３０に取り付けられている。掘削ビット２３Ｂは切削翼本体２３Ａの下面に間隔をあけて複数取り付けられている。

鉛直切削翼２１は水平断面が円弧状の鋼材からなる。鉛直切削翼２１の水平方向の両縁辺には、外周側が進出するような傾斜が形成されており、また、下縁部には、内径が下方ほど大きくなるような傾斜が形成されている。

図４は、地盤改良装置１０を用いてソイルセメント柱を構築する様子を示す図である。同図に示すように、ソイルセメント柱を構築する際には、回転装置４０により回転ロッド３０を回転させるとともに、起振装置４１により回転ロッド３０に上下方向の起振力を加える。さらに、セメントミルク供給装置４２により、回転ロッド３０を通じて掘削孔１２０内にセメントミルクを噴射する。

回転ロッド３０が回転することで、鉛直切削翼２１が回転ロッド３０を中心として回転し、鋭利な下縁部により下方の地盤を切削するため、硬質地盤であっても地盤を切削することができる。この際、回転ロッド３０に上下方向の起振力が加わることにより、鉛直切削翼２１も上下に振動し、下縁部による切削効率が向上する。また、これと同時に、鉛直切削翼２１は回転ロッド３０を中心として回転することで側縁部により地盤を切削する。

さらに、回転ロッド３０が回転することで切削翼２３が回転し、鉛直切削翼により切り出された内部の地盤を掘削ビット２３Ｂにより掘削する。また、掘削攪拌部２０の下方の地盤には回転ロッド３０の先端のノズル２４よりセメントミルクが噴射されるとともに上記のように回転ロッド３０に起振力が加わることで、切削翼２３の切削翼本体２３Ａが振動し、この振動が地盤に伝達される。このように、地盤はセメントミルクを含んだ状態で振動することで液状化し、これにより、地盤が軟化するため、掘削ビット２３Ｂにより容易に切削することができる。
そして、切削翼２３により切削された土砂とノズル２４から噴射されたセメントミルクとが、切削翼２３及び攪拌翼２２により攪拌されることでソイルセメントが形成される。

本実施形態によれば、回転ロッド３０が回転することで、鉛直切削翼２１が回転ロッド３０を中心として回転し、鋭利な下縁部により下方の地盤を切削するため、硬質地盤であっても地盤を切削することができる。この際、回転ロッド３０を介して鉛直切削翼２１に上下振動が伝達されることで、さらに、下縁部による切削効率が向上する。

また、切削翼２３が傾斜するように設けられているため、水平に設けられている場合に比べて掘削性能が向上する。
これにより、硬質地盤においてソイルセメント柱を構築する場合であっても、地盤を切削してソイルセメント柱を構築することができる。

また、掘削攪拌部２０の下方の地盤へ回転ロッド３０の先端のノズル２４からセメントミルクを噴射するとともに、切削翼２３により振動を加えることで、地盤が液状化して軟化する。これにより、切削翼２３により容易に地盤を切削することができる。

また、従来の地盤改良装置では、切削翼の掘削力を向上するためには、切削翼の回転力を向上するするとともに、地盤反力に抵抗するために装置の重量を大きくする必要があり、装置が大型化してしまう。このため、狭隘な敷地において硬質地盤を掘削する必要がある場合の施工には適していなかった。これに対して、本実施形態では、上下方向に振動を加えることで掘削力を向上させているため、装置を大型化することなく、狭隘な敷地でも施工が可能となる。

なお、本実施形態では、回転装置４０により掘削攪拌部２０を回転させるとともに起振装置４１により上下振動させることとしたが、必ずしも、起振装置４１により上下に振動させる必要があるわけではない。本実施形態によれば、鉛直切削翼２１を備えることで切削力が向上しているため、上下に振動させなくても、従来の地盤改良装置に比べて切削力が向上している。

また、本実施形態では、掘削土とセメントミルクとを攪拌するため、攪拌翼２２を設けているが、切削翼２３によっても、掘削土とセメントミルクとが攪拌されるため、必ずしも攪拌翼２２を設けなくてもよい。

また、本実施形態では、切削翼２３を回転軸から外周に向かって斜め下方に傾斜するように設けることとしたが、これに限らず、水平となるように設けてもよい。また、本実施形態では、攪拌翼２２を水平に設けることとしたが、傾斜するように設けてもよい。

また、本実施形態では、攪拌翼２２、切削翼２３及び鉛直切削翼２１を４方に向かって延びるように４枚設けたが、これに限らず、３枚以下としてもよいし、５枚以上としてもよい。なお、鉛直切削翼２１を３枚以上設けることにより回転ロッド３０の回転軸がぶれることを防止できる。

１０地盤改良装置２０掘削攪拌部
２１鉛直切削翼２２攪拌翼
２３切削翼２４ノズル
３０ロッド４０回転装置
４１起振装置４２セメントミルク供給装置
１００ソイルセメント壁１１０ソイルセメント柱

Claims

地盤を削孔攪拌するための装置であって、
鉛直方向に延びる回転ロッドと、
前記回転ロッドを回転させる回転装置と、
前記回転ロッドの先端部に当該回転ロッドと水平方向に間隔をあけて設けられ、前記回転装置により前記回転ロッドが回転することで、地盤を円形に切削する鉛直切削手段と、
前記回転ロッドの先端部に設けられ、前記鉛直切削手段よりも内側の領域を切削する内部切削翼と、を備えることを特徴とする削孔攪拌装置。
請求項１記載の削孔攪拌装置であって、
前記回転ロッドに上下に起振力を加える起振装置を備えることを特徴とする削孔攪拌装置。
セメントミルクにより地盤を改良するための地盤改良装置であって、
鉛直方向に延びる回転ロッドと、
前記回転ロッドを回転させる回転装置と、
前記回転ロッドの内部を通してセメントミルクを供給するセメントミルク供給手段と、
前記回転ロッドの先端部に当該回転ロッドと水平方向に間隔をあけて設けられ、前記回転装置により前記回転ロッドが回転することで、地盤を円形に切削する鉛直切削手段と、
前記回転ロッドの先端部に設けられ、前記鉛直切削手段よりも内側の領域を切削する内部切削翼と、
前記回転ロッドの前記内部切削手段の上方に接続され、前記内部切削手段により切削された地盤と、前記セメントミルク供給装置により供給されたセメントミルクとを攪拌する攪拌手段と、
を備えることを特徴とする地盤改良装置。