JP2013083068A - 地盤改良装置、およびこれを用いた地盤改良方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉛直軸回りに回転し、互いに平行に設けられた複数の第1回転軸11(11A、11B、11C)と、それぞれ第1回転軸11の下端に固定されて水平回転する第1掘削翼12(12A、12B、12C)と、隣り合う第1回転軸11同士の中間で第1回転軸11に平行に配置され、第1回転軸11の回転が伝達されて鉛直軸回りに回転する第2回転軸13(13A、13B)と、第2回転軸13の下端に固定されて水平方向に回転する第2掘削翼14(14A、14B)と、第2掘削翼14の上方で第1掘削翼12及び第2掘削翼14によって掘削されない断面領域内に位置し、隣り合う第1掘削翼12同士の回転軌跡の共通外接線に沿って設けられるサイドカッタ15とを備えた構成の地盤改良装置1を提供する。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、先端(下端)に掘削翼を設けたロッドを、隣り合う掘削翼同士が接触しないように複数のロッドを配列するとともに、各ロッドの掘削翼の上方位置に攪拌翼を設け、その攪拌翼がロッドの回転方向と異なる方向に回転させるようにした構成であって、ロッドとともに掘削翼を回転させて地盤中を下方に移動させつつ、攪拌翼によって混合し、攪拌する地盤改良装置について開示されている。
また、近年では、都市部で狭いスペースでの地盤改良施工の要求が増加しており、簡単且つ小型化した構造のものが必要とされており、その点で改良の余地があった。
この場合には、第2掘削翼の外周縁から水平面に対して斜め上方に向けた範囲によって囲まれた緩みが発生し得る領域にサイドカッタを配置することが可能となり、その場合、緩んだ地盤をサイドカッタによって削ぎ落とすようにして容易に掘削することができる。そして、サイドカッタの高さ方向の位置が第1掘削翼および第2掘削翼よりも上方に位置するため、これら第1掘削翼および第2掘削翼によって掘削した時点から一定の時間をおいた後にサイドカッタによって切削される。そのため、サイドカッタで切削する部分の地山の地盤の緩みが進行するため、サイドカッタよる切削がより容易になる。
この場合、サイドカッタの下端が尖った形状で、その先端が前記共通外接線上となっているので、その共通外接線に沿って地盤をきれいに削ぎ落とすことができる。そして、サイドカッタの先端が地山に食い込み易くなり切削抵抗が小さくなるので、スムーズな掘削が行えるという利点がある。
これにより、サイドカッタの先端が地山に食い込み易くなり切削抵抗が小さくなるので、スムーズな掘削が行えるという利点がある。
本発明では、連結軸が掘削翼を回転させるための回転軸によって回転することがないので、この連結軸に支持されるサイドカッタの姿勢が安定し、また掘削翼との位置が変化しないので、地盤改良領域を深度方向に一定の形状で掘削することができる。
また、サイドカッタは回転や揺動などの駆動手段によらないビット状の簡単な構造となるので、コストの低減が図れる効果を奏する。
なお、以下の説明で「掘削土」とは、地盤改良装置1によって掘削された地盤と地盤改良材とが混合されたものも含む。また、図1に示す地盤改良装置1において、紙面に向かって左右方向の長さ寸法を「幅方向X」という。
連結軸18は、幅方向Xに沿って延び、第1回転軸11及び第2回転軸13をそれぞれ回転自在に支持するとともに、こられ回転軸11、13を水平方向に連結している。
そして、第1掘削翼12と第2掘削翼14によって、図4(a)に示す第1掘削領域M1が掘削されることになる。
そして、サイドカッタ15は、図4(b)に示すように、複数の第1掘削翼12A〜12Cによって掘削される回転軌跡の共通外接線Tによって囲まれる地盤改良領域M0と、この地盤改良領域M0のうち第1掘削翼12と第2掘削翼14とによって掘削される第1掘削領域M1(図4(a)参照)と、の間の第2掘削領域M2内に位置している。
図5に示すように、地盤改良装置1をバックホウ等の作業機2のアタッチメントとして使用し、支持フレーム16を作業機2のアーム21の先端21aに取り付ける。そして、地盤改良装置1を改良対象地盤上に設置した後、作業機2により地盤改良装置1に鉛直方向で下向きの力を与え、掘削反力を取り、第1掘削翼12A、12B、12Cとともに第2掘削翼14A、14Bを回転させて図4(a)に示す第1掘削領域M1の地盤を掘削し、さらにサイドカッタ15で図4(b)に示す第2掘削領域M2の地盤を削ぎ落とすようにして切削する。
このようにして地盤改良を行うことにより、図4(b)に示すように、第1掘削領域M1が掘削され、さらにサイドカッタ15によって第2掘削領域M2が削り落とされて地盤改良領域M0が形成されることになる。
本地盤改良装置1では、隣り合う第1掘削翼12同士の回転軌跡の共通外接線Tによって囲まれる地盤改良領域M0のうち、第1掘削翼12と第2掘削翼14とで掘削されずに残った断面領域(第2掘削領域M2)をサイドカッタ15によって削り落とすことが可能となり、これにより地盤改良領域M0全体を掘削し、改良することができる。
つまり、地盤改良領域M0全体を地盤改良壁としての有効断面となるので、従来のように掘削領域の一部が地盤改良壁として機能しない余掘り部分になるのを防ぐことができる。したがって、第1掘削翼12の外径寸法を従来の掘削翼よりも小径にすることが可能なうえ、余掘りに相当する部分に対応する地盤改良材の添加量を少なくすることができるので、施工費の低減が図れ、しかも装置の小型化を図ることができる。
そして、サイドカッタ15は、平面視で下端側が先細りとなる形状をなしているので、その先端15bが地山に食い込み易くなり切削抵抗が小さくなるので、スムーズな掘削が行えるという利点がある。
図6(a)および(b)に示すように、本実施の形態による耐震工法は、上述した地盤改良装置1を用いて構造物3の周囲を地盤改良することによるものである。
すなわち、構造物3の下方の地盤を囲う領域の改良対象地盤中に図1に示す地盤改良装置1を投入し、第1掘削翼12および第2掘削翼14により図4(a)に示す第1掘削領域M1を掘削するとともに、サイドカッタ15によって図4(b)に示す第2掘削領域M2を掘削し、その掘削した地盤に地盤改良材を混合させて攪拌することで第1地盤改良体4Aを形成する。
また、サイドカッタ15は回転や揺動などの駆動手段によらないビット状の簡単な構造となるので、コストの低減が図れる効果を奏する。
地盤改良部10Gは、住宅などの構造物3を直接支持する地盤を地盤改良する耐震工法であって、構造物3の直下に地盤改良装置1(図1参照)を投入して所定領域を掘削するとともに、その掘削した地盤に地盤改良材を混合させて攪拌することで外周改良部43を形成したものである。この外周改良部43は、平面視で構造物3の外周部に沿って配置されており、構造物3の直下の地盤gの変動を規制している。なお、この場合、外周改良部43の上端に布基礎(図示省略)を設け、その布基礎上に基礎梁を介して構造物3を構築することも可能である。
例えば、本実施の形態ではサイドカッタ15が連結材20を介して第1連結軸18Aに接続されて支持されているが、この位置に支持されることに限定されることはない。
また、サイドカッタ15の幅方向Xの長さ寸法は第2掘削領域M2の範囲内であれば任意に設定することが可能である。
さらに、本実施の形態ではサイドカッタ15が第2掘削翼14よりも上方で、かつ第2掘削翼14の外周縁14aから水平面に対して斜め上方45度に向けた範囲によって囲まれた緩み領域Rに設けられているが、この位置に設けることに制限されることはない。例えば、第2掘削翼14と同じ高さレベルにサイドカッタ15を配置することも可能である。要は、平面視で隣り合う第1掘削翼12、12同士の回転軌跡の共通外接線Tに沿う位置にサイドカッタ15が設けられていれば良いのである。
さらにまた、攪拌翼19の大きさ、配置、形状、数量などの構成は、改良対象地盤の地質、掘削速度などに応じて適宜設定することができる。
また、連結軸18の上下方向の設置位置、設置数量についても、本実施の形態に限定されることはなく、任意に設定することができる。
さらにまた、耐震工法による地盤改良部4A〜4Eの位置、深さ、構造物3と外周改良部41の間隔、表面改良部42の厚さ寸法等も特に制限されることはない。
2 作業機
3 構造物
4A〜4E 地盤改良体
11、11A〜11C 第1回転軸
12、12A〜12C 第1掘削翼
13、13A、13B 第2回転軸
14、14A、14B 第2掘削翼
15 サイドカッタ
16 支持フレーム
18 連結軸
19 攪拌翼
41、43 外周改良部
42 表面改良部
44 ベタ基礎
M0 地盤改良領域
M1 第1掘削領域
M2 第2掘削領域
T 共通外接線
Claims (6)
- 地盤中を移動させて地盤改良を行う地盤改良装置であって、
鉛直軸回りに回転し、互いに平行に設けられた複数の第1回転軸と、
該第1回転軸の下端に固定されて水平回転する第1掘削翼と、
隣り合う前記第1回転軸同士の中間で前記第1回転軸に平行に配置され、前記第1回転軸の回転が伝達されて鉛直軸回りに回転する第2回転軸と、
該第2回転軸の下端に固定されて水平方向に回転する第2掘削翼と、
前記第1掘削翼及び前記第2掘削翼によって掘削されない断面領域内に位置し、隣り合う第1掘削翼同士の回転軌跡の共通外接線に沿って設けられるサイドカッタと、
を備えていることを特徴とする地盤改良装置。 - 前記サイドカッタは、前記第2掘削翼の外周縁から水平面に対して斜め上方に向けた範囲によって囲まれた領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の地盤改良装置。
- 前記サイドカッタは、内面側において、平面視で中央部から外周部へ向かうにしたがって漸次前記共通外接線を含む鉛直面に向かう傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の地盤改良装置。
- 前記サイドカッタは、平面視で下端側が先細りとなる形状をなしていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の地盤改良装置。
- 前記第1回転軸及び前記第2回転軸をそれぞれ回転自在に水平方向に連結する連結軸が設けられ、
該連結軸に前記サイドカッタが支持されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の地盤改良装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の地盤改良装置を用いた地盤改良方法であって、
前記地盤改良装置を改良対象地盤上に設置し、前記第1回転軸および第2回転軸とともに複数の前記第1掘削翼および第2掘削翼を回転させて第1掘削領域の地盤を掘削する工程と、
前記サイドカッタで前記断面領域に相当する第2掘削領域を掘削する工程と、
前記第1掘削領域および第2掘削領域を掘削した地盤に地盤改良材を混合させて攪拌する工程と、
を有することを特徴とする地盤改良装置を用いた地盤改良方法。
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JP2011222892A JP5782354B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 地盤改良装置、およびこれを用いた地盤改良方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2015218460A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 株式会社竹中工務店 | 地盤改良構造 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53123513A (en) * | 1977-04-04 | 1978-10-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Stirrer for improving weak ground |
JPS5941525A (ja) * | 1982-09-02 | 1984-03-07 | Seikou Kogyo Kk | 掘削装置 |
JP2007205060A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Hirose & Co Ltd | 柱列混練装置 |
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2011
- 2011-10-07 JP JP2011222892A patent/JP5782354B2/ja active Active
Patent Citations (3)
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