JP2011140761A

JP2011140761A - 削孔攪拌装置、地盤改良方法

Info

Publication number: JP2011140761A
Application number: JP2010000714A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kaneko; 正金子; Toshimi Sudo; 敏己須藤
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2011-07-21

Abstract

【課題】地盤改良する際に掘削土とセメントミルクとを確実に攪拌する。
【解決手段】地盤内にソイルセメント柱を構築するための削孔攪拌装置は、鉛直方向に延びるロッド７０と、ロッド７０に回転又は振動のうち少なくとも何れかを加える駆動装置と、ロッド７０の下端に接続された掘削ビット８０と、ロッド７０の内部を通してセメントミルクを掘削ビット８０に供給し、掘削ビット８０に設けられたセメントミルク供給管８６を通して攪拌翼本体８３の先端から下向きに噴射するセメントミルク噴射手段と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、地盤改良するための削孔攪拌装置および地盤改良方法に関する。

従来より、地盤改良するべく、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柱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、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、ロッドの下端から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削孔攪拌装置が用いられている。

特開２００３―３１３８５７号公報

このようにセメントミルクを下向きに噴射すると、噴射したセメントミルクが周囲の地盤内に広がらないでロッドの外周に沿って上昇してしまい、十分に掘削土とセメントミルクとを攪拌することができないという問題がある。

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、地盤を削孔攪拌するとともに掘削土にセメントミルクを噴射することで地盤改良する際に掘削土とセメントミルクとを確実に攪拌することである。

本発明の削孔攪拌装置は、地盤改良するための削孔攪拌装置であって、鉛直方向に延びるロッドと、前記ロッドに回転又は振動のうち少なくとも何れかを加える駆動装置と、前記ロッドの下端に接続された軸部と、前記軸部から側方に向かって延び、下方に地盤を掘削するビットを有する掘削翼と、を有する掘削ビットと、前記ロッドの内部を通してセメントミルクを供給し、当該セメントミルクを前記掘削翼に沿うように設けられた配管を通して噴射するセメントミルク噴射手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の地盤改良方法は、鉛直方向に延びるロッドと、前記ロッドに回転又は振動のうち少なくとも何れかを加える駆動装置と、前記ロッドの下端に接続された軸部と、前記軸部から側方に向かって延び、下方に地盤を掘削するビットを有する掘削翼と、を有する掘削ビットとを備えた削孔攪拌装置により地盤改良する方法であって、前記駆動装置により、前記ロッドを介して前記掘削ビットに回転又は振動のうち少なくとも何れかを加えることで前記地盤を削孔攪拌するとともに、前記ロッドの内部を通してセメントミルクを供給し、当該セメントミルクを前記掘削翼に沿うように設けられた配管を通して噴射することを特徴とする。

本発明によれば、セメントミルクを掘削翼に沿うように設けられた配管を通じて噴射することとしたため、ロッドから離間した位置にセメントミルクが噴射される。これにより、ロッドの外周に沿ってセメントミルクが上昇するのを防止し、掘削土とセメントミルクを確実に攪拌することができる。

地盤改良装置を示す図である。掘削ビットの詳細な構成を示す正面図である。ソイルセメント柱を構築する様子を示す鉛直断面図である。ソイルセメント柱を構築する際の掘削ビットを拡大して示す図である。セメントミルク供給管の先端を屈曲させた掘削ビットを拡大して示す図である。セメントミルク供給管に複数の開口を設けた掘削ビットを拡大して示す図である。セメントミルク供給管の先端から側方に向かってセメントミルクを噴射可能な掘削ビットを拡大して示す図である。

以下、本発明の削孔攪拌装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
まず、本実施形態においてソイルセメント構造物を構築するために用いられる地盤改良装置について説明する。図１は地盤改良装置１０を示す図である。同図に示すように、地盤改良装置１０はキャタピラからなる移動機構２０と、移動機構２０上に設置された台座部３０と、台座部３０により鉛直に延びるように支持された案内部４０と、案内部４０に取り付けられた起振装置５０と、起振装置５０に接続されたロッド７０と、ロッド７０を回転させる回転装置６０と、ロッド７０の先端に取り付けられた掘削ビット８０と、ロッド７０の内部を通じて掘削ビット８０へセメントミルクを供給するセメントミルク供給装置９０とを備える。

起振装置５０は、例えば、偏芯重錘を回転させることにより生じた起振力をロッド７０に伝達する装置である。起振装置５０は、ロッド７０及び回転装置６０とともに案内部４０に沿って移動可能である。
回転装置６０は、ロッド７０にその軸を中心とした回転力を加える装置である。

図２は、掘削ビット８０の詳細な構成を示す正面図である。同図に示すように、掘削ビット８０は、ロッド７０に接続される軸部８１と、軸部８１に外周に向かって延びるように接続された複数の攪拌翼８２と、軸部８１の先端部に両側方に延びるように取り付けられた掘削翼本体８３と、掘削翼本体８３に取り付けられたビット８４と、軸部８１の先端に取り付けられたビット８５と、各掘削翼本体８３の裏面に沿って取り付けられたセメントミルク供給管８６とを備える。

軸部８１は内部が中空に形成されており、軸部８１の内部はセメントミルク供給管８６と連通している。また、セメントミルク供給管８６の先端の下部には開口８６Ａが設けられている。セメントミルク供給装置９０からロッド７０を介して軸部８１内まで到達したセメントミルクはセメントミルク供給管８６を通じて、攪拌翼本体８３の端部の開口８６Ａから下向きに噴射される。なお、開口８６Ａは軸部８１の中心から掘削翼本体８３の先端までの長さの１／３以上、軸部８１の中心から離間した位置に設けるとよい。

地盤改良装置１０は、回転装置６０によりロッド７０を介して掘削ビット８０を回転させることで、掘削翼本体８３に取り付けられたビット８４により地盤を掘削することができる。また、セメントミルク供給装置９０により、セメントミルク供給管８６から掘削孔内にセメントミルクを噴射するとともに、掘削ビット８０が回転することで、攪拌翼８２がセメントミルクと掘削土とを混合攪拌し、ソイルセメントを形成することができる。

図３は、ソイルセメント柱を構築する様子を示す鉛直断面図であり、図４は、掘削ビット８０を拡大して示す図である。これらの図に示すように、地盤改良装置１０の回転装置６０によりロッド７０を介して掘削ビット８０を毎分２０〜６０回転の速度で回転させながら地盤１を掘削して掘削孔４を形成する。この際、起振装置５０によりロッド７０を介して掘削ビット８０に例えば、２０〜５０Ｈｚ程度の上下方向の起振力を加える。これにより、掘削ビット８０も上下に振動するため、切削効率が向上する。また、掘削ビット８０が上下に振動し、この振動が地盤１に伝達されることで、地盤１中の大きな礫や岩が振動により移動するため容易に掘削を行える。

また、上記の掘削作業と並行して、セメントミルク供給装置９０により、ロッド７０の内部を通じて掘削ビット８０にセメントミルクを供給する。掘削ビット８０に供給されたセメントミルクはセメントミルク供給管８６を通して、掘削翼本体８３の先端部の開口８６Ａから下向きに噴射される。これにより、掘削ビット８０の周囲の地盤１はセメントミルクを含んだ状態で振動することとなり液状化して軟化するため、掘削ビット８０により容易に切削することができる。このように、地盤改良装置１０によれば、起振装置５０により起振力が加えられることで掘削ビット８０による掘削効率が向上する。

また、このようにセメントミルクをセメントミルク供給管８６を通して掘削翼本体８３の先端部から下向きに噴射することにより、噴射したセメントミルクがロッド７０から離間するため、セメントミルクがロッド７０に沿って上昇することを防止し、確実に掘削土と攪拌することができる。

そして、掘削ビット８０により切削された掘削土とセメントミルク供給管８６から噴射されたセメントミルクが、攪拌翼８２により攪拌されることで掘削孔４内にソイルセメントが形成される。このソイルセメントが硬化することで、ソイルセメント柱の構築が完了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、セメントミルクをセメントミルク供給管８６を通じて掘削翼本体８３の先端部から下向きに噴射することとしたため、ロッド７０から離間した位置にセメントミルクが噴射される。これにより、噴射されたセメントミルクが周囲に広がるため、ロッド７０に沿って上昇するのを防止し、掘削土とセメントミルクとを確実に攪拌することができる。

なお、本実施形態では、本実施形態では、回転装置６０によりロッド７０を回転させるとともに、起振装置５０によりロッド７０に起振力を加えたが、これに限らず、ロッド７０に回転又は振動のうち何れかのみを加えることとしてもよい。

また、本実施形態では、掘削翼本体８３の裏面に沿って取り付けられたセメントミルク供給管８６を通じて、掘削翼本体８３の先端からセメントミルクを噴射する構成としたが、これに限らず、掘削翼本体８３の内部を通じてセメントミルクを供給し、掘削翼本体８３の先端からセメントミルクを噴射してもよい。

また、本実施形態では、セメントミルク供給管８６の先端の下部に開口８６Ａを設け、この開口８６Ａからセメントミルクを下向きに噴射するものとしたが、これに限らず、図５に示すように、セメントミルク供給管８６の先端を下方に向けて屈曲させることにより、セメントミルクを下向きに噴射してもよい。

また、本実施形態では、セメントミルク供給管８６の先端のみからセメントミルクを下向きに噴射するものとしたが、これに限らず、図６に示すように、セメントミルク供給管８６の長さ方向に間隔をあけて複数の開口８６Ａを設け、これら複数の開口８６Ａからセメントミルクを噴射することとしてもよい。

また、本実施形態では、セメントミルクを下向きに噴射するものとしたが、これに限らず、図７に示すように、セメントミルク供給管８６の先端から側方にセメントミルクを噴射することとしてもよく、セメントミルクを噴射する方向は問わない。

１０地盤改良装置２０移動機構
３０台座部４０案内部
５０起振装置６０回転装置
７０ロッド８０掘削ビット
８１軸部８２攪拌翼
８３掘削翼本体８４、８５ビット
８６セメントミルク供給管９０セメントミルク供給装置
９２突出部材

Claims

地盤改良するための削孔攪拌装置であって、
鉛直方向に延びるロッドと、
前記ロッドに回転又は振動のうち少なくとも何れかを加える駆動装置と、
前記ロッドの下端に接続された軸部と、前記軸部から側方に向かって延び、下方に地盤を掘削するビットを有する掘削翼と、を有する掘削ビットと、
前記ロッドの内部を通してセメントミルクを供給し、当該セメントミルクを前記掘削翼に沿うように設けられた配管を通して噴射するセメントミルク噴射手段と、を備えることを特徴とする削孔攪拌装置。
鉛直方向に延びるロッドと、前記ロッドに回転又は振動のうち少なくとも何れかを加える駆動装置と、前記ロッドの下端に接続された軸部と、前記軸部から側方に向かって延び、下方に地盤を掘削するビットを有する掘削翼と、を有する掘削ビットとを備えた削孔攪拌装置により地盤改良する方法であって、
前記駆動装置により、前記ロッドを介して前記掘削ビットに回転又は振動のうち少なくとも何れかを加えることで前記地盤を削孔攪拌するとともに、
前記ロッドの内部を通してセメントミルクを供給し、当該セメントミルクを前記掘削翼に沿うように設けられた配管を通して噴射することを特徴とする地盤改良方法。