JP2015161088A - 掘削撹拌装置 - Google Patents
掘削撹拌装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015161088A JP2015161088A JP2014035667A JP2014035667A JP2015161088A JP 2015161088 A JP2015161088 A JP 2015161088A JP 2014035667 A JP2014035667 A JP 2014035667A JP 2014035667 A JP2014035667 A JP 2014035667A JP 2015161088 A JP2015161088 A JP 2015161088A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stirring
- blade
- blades
- stirring blade
- excavation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
【課題】支持地盤が比較的浅い場合において特に好適な掘削撹拌装置を提供する。【解決手段】掘削撹拌翼4とその直上の撹拌翼3との回転軸2の軸の長さ方向の配置間隔、又は一の撹拌翼3の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼3との回転軸2の軸の長さ方向の配置間隔は、掘削対象である地盤の地表面から改良土壌の底面までの改良深さに略等しい間隔又は該改良深さをn分の一(nは、2以上の整数とする)に分割した深さに略等しい間隔である単位改良深さ以内に設定されており、掘削撹拌翼4とその直上の撹拌翼3との間及び一の撹拌翼3とその直上又は直下の他の撹拌翼3の間には共回り防止翼5が設けられることにより、掘削撹拌翼4又は撹拌翼3及び共回り防止翼5が回転軸2の軸の長さ方向に沿って順次交互に配置され、かつ略等間隔に配置されている。【選択図】図2
Description
本発明は、掘削撹拌装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、特に、建造物の支持地盤が比較的浅い場合の地盤改良に適用して好適な技術の改良に関する。
鋼管杭による杭基礎工法は、建造物等の支持地盤の深さが約5mを超えるような深い支持地盤に適する一方で、支持層が浅い地盤には不適当である。これは、短い杭は構造的に不安定であるからである。
そこで、従来、建造物を建設する地盤において、地表面から建物の荷重を支持する硬さを有する層(支持地盤面)に達するまでの深さが例えば0.5m〜1.0m程度であれば、基礎のせいを大きくした直接基礎による深基礎工法が採用される。すなわち、基礎の根入れ深さを深くすることにより基礎の底盤を当該支持地盤面に達するようにする。しかし、地表面から支持地盤面までの深さが約1.0mを超えると、該工法は、基礎工事に伴う掘削土量が増加するので施工手間や施工費が嵩む点で不利である。
また、地表面から支持地盤までの深さが、例えば、1.0mを超える場合、地盤改良を行うための工法として深層混合処理工法が選択される場合がある。深層混合処理工法は、原地盤にセメントミルク等のセメント系固化材を注入しながら掘削、撹拌することにより土にセメントを混ぜた柱状の改良地盤を形成するものである。この工法では、原地盤に対し、先端の撹拌翼に掘削刃を付けたオーガロッドを掘進させて、建造物の基礎の直下に柱状の改良地盤を形成する。
このような深層混合処理工法を行うにあたり、従来使用されている一般的な小規模建築用の掘削、撹拌用の装置は、例えば、回転軸の先端から、掘削撹拌翼、共回り防止翼、撹拌翼が順番に構成されている。また、複数の撹拌翼を上下方向(回転軸方向)に適宜配置し、撹拌混合の度合いを高めた掘削、撹拌用の装置も利用されている(例えば特許文献1,2参照)。
しかしながら、地表面から改良土壌の底面(支持地盤)までの深さ1.0m〜2.0m程度で地盤改良層が小さい場合、一般の掘削撹拌装置を使用しても施工しても掘削、撹拌が不十分になることがあり、施工の効率がよくなかった。
そこで、本発明は、支持地盤が比較的浅い場合において特に好適な掘削撹拌装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決すべく、深層混合処理工法に用いられる掘削撹拌装置を利用しながら浅い層を効率よく地盤改良するという点に着目して鋭意検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。本発明はかかる知見に基づくもので、
回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、
前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、
前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、
前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔は、掘削対象である地盤の地表面から改良土壌の底面までの改良深さに略等しい間隔又は該改良深さをn分の一(nは、2以上の整数とする)に分割した深さに略等しい間隔である単位改良深さ以内に設定されており、
前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との間及び一の撹拌翼とその直上又は直下の他の撹拌翼の間には共回り防止翼が設けられることにより、掘削撹拌翼又は撹拌翼及び共回り防止翼が回転軸の軸の長さ方向に沿って順次交互に配置され、かつ略等間隔に配置されていることを特徴とする。
回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、
前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、
前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、
前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔は、掘削対象である地盤の地表面から改良土壌の底面までの改良深さに略等しい間隔又は該改良深さをn分の一(nは、2以上の整数とする)に分割した深さに略等しい間隔である単位改良深さ以内に設定されており、
前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との間及び一の撹拌翼とその直上又は直下の他の撹拌翼の間には共回り防止翼が設けられることにより、掘削撹拌翼又は撹拌翼及び共回り防止翼が回転軸の軸の長さ方向に沿って順次交互に配置され、かつ略等間隔に配置されていることを特徴とする。
従来装置においては、回転軸に設置される最上段の撹拌翼と最下段の撹拌翼の間隔が最低改良深さ以内に設定されているとは限らない。このような掘削撹拌装置を用いた場合には、当該地盤改良層内に最上段の撹拌翼と最下段の撹拌翼の両方を同時に位置させることができないため、地盤を十分に撹拌することができず、ムラが生じるおそれがある。このような現象は、特に、地盤改良層の厚さが小さい(例えば1.0m〜2.0m程度)場合において顕著である。
これに対し、本発明にかかる掘削撹拌装置によれば、回転軸に設置される最上段の撹拌翼と最下段の撹拌翼の間隔が最低改良深さ以内に設定されていることから、地盤改良層が薄い場合であっても、掘削翼が土中に掘進する過程において地層の上下方向にほぼ均等にムラなく撹拌を行うことができる。しかも、この掘削撹拌装置においては、回転軸の先端部の掘削翼、複数の撹拌翼の間には共回り防止翼が設けられることにより当該共回り防止翼、撹拌翼が交互に構成され、各翼の間隔が該翼の略高さ寸法であって、かつ略均等に配置されている。このため、当該掘削撹拌装置が当該地盤改良層を掘進する過程において、撹拌、混合の粗密が少なくなり、均一でムラのない地盤改良処理を実施することが可能となる。
上述の掘削撹拌装置においては、前記撹拌翼の回転軸に配置される最上段の撹拌翼と先端部側の掘削撹拌翼との間隔は、前記単位改良深さ以内に設定されていることが好ましい。
また、本発明は、回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、
前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、
前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、
前記複数の撹拌翼のうち少なくとも1つは3以上の翼を有し、
前記掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼の翼は、平面視で回転軸を中心にして放射状に延設され、
前記掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼の位置、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼の位置は、平面視で回転軸を中心にして互いにずれていることを特徴とする。
前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、
前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、
前記複数の撹拌翼のうち少なくとも1つは3以上の翼を有し、
前記掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼の翼は、平面視で回転軸を中心にして放射状に延設され、
前記掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼の位置、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼の位置は、平面視で回転軸を中心にして互いにずれていることを特徴とする。
この掘削撹拌装置において、前記放射状に延設される掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼が平面視で回転軸を中心として形成する角度又は放射状に延設される一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼が回転軸を中心として形成する角度は、90°未満であることが好ましい。
この掘削撹拌装置において、前記複数の撹拌翼又は掘削撹拌翼の各々は、複数の翼を有し、該翼は回転軸を中心にして放射状に延設され、かつ回転軸を中心にした円周方向に対して等間隔に設置されていることが好ましい。
掘削撹拌装置において、前記複数の撹拌翼又は掘削撹拌翼の翼の前縁の各々は、側面視、回転軸の正転方向に対して下方に傾斜していることも好ましい。
また、掘削撹拌装置において、前記回転軸に配置される最上段の撹拌翼と最下段の撹拌翼の軸方向配置間隔、又は最上段の撹拌翼と先端部の掘削撹拌翼の軸方向配置間隔は、略1.0〜2.0mであることが好ましい。
本発明によれば、支持地盤が比較的浅い場合において特に好適な掘削撹拌装置を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る機能パネル支持架台の実施形態について詳細に説明する。
図1〜図5、図9、図10に本発明にかかる掘削撹拌装置1の実施形態を示す。図1、図2において、符号1はオーガー13の下方先端部に取り付けられ、該オーガー13よって回転駆動され、地盤改良すべき地中層を掘削、撹拌する掘削撹拌装置(掘削ロッド)1である。本実施形態における掘削撹拌装置1は、回転軸2、複数の撹拌翼3、掘削撹拌翼4、共回り防止翼5を有している。複数の撹拌翼3は、回転軸の上下方向に等間隔に段状に配置されて構成されている。掘削撹拌翼4は、回転軸の軸の先端部に配置されている。
図2において、回転軸2は、オーガー13によって回転駆動される際の回転中心となる主軸である。本実施形態における掘削撹拌装置1の回転軸2は中空構造であり、セメントミルク等の液体を通じるための配管を兼ねている。また、回転軸2の軸の先端部2aには、この掘削撹拌装置1が地盤Gを掘削する際にセメントミルク(地盤改良材としての硬化材の一例)を噴出するノズル(図示省略)が設けられている。さらに、回転軸2の軸の先端部2a側には、地盤Gを掘削し、セメントミルクと掘削土とを撹拌、混合する掘削撹拌翼4が設けられている。回転軸2の軸の先端部2a側の掘削撹拌翼4から上方に向けて、共回り防止翼5(第1共回り防止翼51)、下段の撹拌翼(第1撹拌翼)3L、共回り防止翼5(第2共回り防止翼52)、上段の撹拌翼(第2撹拌翼)3Hが順次、段状に回転軸2に設けられている。
複数の撹拌翼3および共回り防止翼5は、回転軸2の軸の長さ方向に沿って等間隔となるように配置されていることが好ましい。これらが等間隔となるように配置されていることで、掘削撹拌装置1が地盤Gを掘進する過程において、撹拌、混合の粗密が少なくなり、均一でムラのない地盤改良処理を実施することが可能となる。本実施形態では、先端部2a側から順次配置されている共回り防止翼5(第1共回り防止翼51)、下段の撹拌翼(第1撹拌翼)3L、共回り防止翼5(第2共回り防止翼52)、上段の撹拌翼(第2撹拌翼)3Hの設置間隔をほぼ均等としている。
図2において、下段の撹拌翼3L、上段の撹拌翼3Hは、回転軸2から複数の方向に放射状に延設されて、該回転軸2に固定された板状ないし棒状の部材からなる翼を有し、該翼が回転軸2とともに回転しながら地盤に進入することで、土を掘削し、細かく砕かれた土を掘削孔10内で撹拌する。各段の撹拌翼3、掘削撹拌翼4を構成する翼の数は特に限定されないが、偶数枚であっても奇数枚であっても回転軸2を中心にして円周方向に等間隔(等角度)に配置されていることが、撹拌時の回転バランスといった点で好ましい。翼が偶数枚であれば回転軸2を中心として点(線)対称となる位置に配置されている。本実施形態では、各撹拌翼3が有する翼の数を2枚(180°間隔)又は4枚(90°間隔)としている。翼数が4枚であれば、2枚の場合に比較すればオーガー13による必要な回転トルクは大きくなるものの、その分、施工(撹拌)に要する時間を短縮化することが可能となる。他の実施形態としては、3枚(120°間隔)、6枚(60°間隔)、8枚(45°間隔)としても良い。ここで、該撹拌翼3の翼3aの前縁3a1側は、撹拌翼の回転軸2の正転方向(掘進時の回転方向であり、回転軸を中心にして時計周りの方向。)に向って、側面視、水平方向に対して20〜25°程度で、緩やかに下方に傾斜している。また、該撹拌翼の翼(3a)は、断面視、方形であり、かつ方形の上下の角部が略水平方向に面取り(3a2)されている。これにより、翼数が多い撹拌翼又は掘削撹拌翼であっても土壌中での回転時に土の抵抗を低減することができ、土壌にセメントミルクを混ぜるに際し撹拌のムラが無くなる。
また、図2に示す掘削撹拌装置1においては、下段の撹拌翼3L、上段の撹拌翼3Hとも翼数が4枚である場合、撹拌翼の翼は、下段の撹拌翼3Lの各翼の直上に上段の撹拌翼3Hの翼が重なる(平面視で上下の撹拌翼の翼の位置が一致して重なる)ように配置されている。これは、他の形態、例えば下段の撹拌翼3Lの翼数が4、上段の撹拌翼3Hの翼数が2のような形態の場合にも、上段の撹拌翼3Hの各翼の直下に下段の撹拌翼3Lのいずれかの翼が位置するように配置することによって同様に平面視で上下の撹拌翼の翼の位置を一致させて重ねることが可能である。
あるいは、これとは異なり、図3、図4に示す通り、下段の撹拌翼3Lの各翼の直上には、上段の撹拌翼3Hの翼が重なっておらず、平面視で上下の撹拌翼の翼の位置が互いにずれるように、配置することができる。例えば図3、図4に示す掘削撹拌装置1においては、上段と下段の撹拌翼の翼数の組み合わせが共に4枚の場合であり、下段の撹拌翼3Lの各翼と上段の撹拌翼3Hの各翼とは、すべて互いに回転軸を中心にして円周方向に45°ずつずれるように配置されている。
上記例に限らず、図9、図10のように、上段と下段の撹拌翼の翼の平面視の位置をずらす場合の翼数の組み合わせの態様は、撹拌翼の翼数が上段、下段共に3枚の組み合わせ(下段の撹拌翼3Lの各翼と上段の撹拌翼3Hの各翼はすべて互いに回転軸を中心にして円周方向に60ずつずれる態様)、撹拌翼の翼数が上段2枚、中段4枚、下段2枚の組み合わせ(下段の撹拌翼の各翼と上段の撹拌翼の各翼はすべて互いに回転軸を中心にして円周方向に45°ずつずれる態様)なども好ましい態様となる。このとき、前記回転軸2の中心から放射状に延設される掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼が回転軸2を中心として形成する角度、又は回転軸2の中心から放射状に延設される一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼が回転軸を中心として形成する角度が90°未満である。
ここで、一般に撹拌翼の翼数を増やすと、土中での撹拌翼の回転時に上段の撹拌翼と下段の撹拌翼の間に挟まれた土の逃げ場が無くなることで撹拌時の土の抵抗が大きくなることがある。しかし、このように回転軸に対して互いに上下の関係に配置される撹拌翼3の各翼の位置を平面視で互いにずらした場合、撹拌される土の上下方向への逃げ場が生じるので土の挟み込みがおこりにくくなる。これにより撹拌時の抵抗が軽減され、土の撹拌が効率的に行わる。すなわち、図4のように、掘削撹拌装置1を平面視で見た場合の翼間のスペースS2が、上下の撹拌翼3の各翼の位置が平面視で一致する場合における翼間のスペースS1よりも小さくなることから、撹拌時、土砂が大きな固まり(いわゆるダマの状態)になり難くなることが理解される。
また、図2において、掘削撹拌装置1は、回転軸2の軸の長さ方向に沿って回転軸2の軸の先端部2a側の掘削撹拌翼4と下段の撹拌翼3Lとの間隔D2、上段の撹拌翼3Hとの回転軸2の軸の長さ方向に沿った間隔D1が、掘削対象である地盤Gにおける単位改良深さ以内となるように設定されている。ここで、「単位改良深さ」とは、掘削対象である地盤Gにおける地表面から支持地盤等の改良土壌の底面までの改良深さと略等しい深さ又は該改良深さをn分の一(nは、2以上の整数とする)に分割した深さに略等しい深さを言う。例えば、地表面からの深さが十分に無く、浅い地盤改良層(一例として、改良深さが1.0mから2.0mまでの間にある層)を改良対象とする場合であれば、これら先端部2a側の掘削撹拌翼4と上段の撹拌翼3Hとの間隔D0が、改良深さ(1.0m〜2.0m)と略等しく設定されている場合は、間隔D0は「単位改良深さ」以内に設定されていると言える。また、第1の共回り防止翼51を挟んだ下段の撹拌翼3Lと上段の撹拌翼3Hの間隔D1及び第2の共回り防止翼52を挟んだ掘削撹拌翼4と下段の撹拌翼3Lとの間隔D2は共に、改良深さを二分の一に分割した深さに略等しい深さであるため、間隔D1及び間隔D2は「単位改良深さ」以内に設定されていると言える。
このような掘削撹拌装置1によれば、地表面から支持地盤までが浅く、地盤改良層の厚さが小さい場合であっても、当該単位改良深さの中に共回り防止翼を挟んで、これら撹拌翼3(3L,3H)又は掘削撹拌翼4をその上下に配置しているため、地盤改良層の上下方向にほぼ均等にムラなく撹拌を行うことができるようになる。
しかも、本実施形態の掘削撹拌装置1によれば、これら撹拌翼3(3L,3H)どうし、又は撹拌翼3(3L,3H)と掘削撹拌翼4の間に必ず共回り防止翼5が設けられていることから、これら撹拌翼3(3L,3H)どうし、又は撹拌翼3(3L,3H)と掘削撹拌翼4の間にある土砂が共回りするのを抑止し、効率よく撹拌してセメントミルクと混合することができる。
なお、ここでは、掘削撹拌翼4と上段の撹拌翼3Hとの間隔D0が「単位改良深さ」以内となるようにした掘削撹拌装置1について説明したが、これは好適な一例にすぎない。掘削撹拌翼4を除く、撹拌翼3の段数(回転軸の軸の長さ方向に沿って配置されている数)が3以上の場合(例えば図10のように、下段の撹拌翼3L、中段の撹拌翼3M、上段の撹拌翼3Hで構成される場合)、中段の撹拌翼3Mと共に共回り防止翼を設け、撹拌翼3(3L、3M、3H)及び掘削撹拌翼4の間に必ず共回り防止翼が存在するように構成し、該共回り防止翼を挟んで、上段の撹拌翼3Hと中段の撹拌翼3Mとの間隔D1、中段の撹拌翼3Mと下段の撹拌翼3Lとの間隔D2、下段の撹拌翼3Lと掘削撹拌翼4との間隔D3を「単位改良深さ(改良深さに等しい深さ又は改良深さの整数分の一の深さと略等しい間隔)」以内となるようにした掘削撹拌装置1によっても、土壌改良層の厚さに対応させて、単位改良深さ毎に均等にムラなく撹拌を行うことが可能である。
また、図2において、 共回り防止翼5は、掘削孔10の孔径を超える長さに形成されている翼で、一部(先端部)が掘削孔10の孔壁に入り込んだ状態となり、掘削撹拌翼4と共回りしないようになっている。詳しくは図示していないが、共回り防止翼5はパイプ状の遊嵌設置手段5b等を介して回転軸2に対して相対回転可能な状態で取り付けられている。また、この共回り防止翼5と撹拌翼3又は掘削撹拌翼4との間隔は、土をせん断方向に細かく砕くのに適するようにある程度狭い間隔に配置されており(図2参照)、良質な改良体を形成することに寄与する。例えば本実施形態の場合、下段の撹拌翼3Lと第2共回り防止翼52との設置間隔、及び該第2共回り防止翼52と上段の撹拌翼3Hとの設置間隔は、それぞれ、地盤Gの単位改良深さ(改良深さの略1/2)以内となっている。また、第1共回り防止翼51と下段の撹拌翼3Lとの設置間隔も、地盤Gの単位改良深さ(改良深さの略1/2)以内となっている。
共回り防止翼5は、翼の規格である長さ寸法及び高さ寸法(軸の長さ方向の幅)も種々設定することができる。例えば、本実施形態の図3と図5の比較では、第2共回り防止翼52の翼の略高さは、図3より図5のものを大型化している。すなわち、図3では、第2共回り防止翼52は、第1共回り防止翼51に比べて翼の高さ寸法の規格が大きい。他方、図5では、第2共回り防止翼52と第1共回り防止翼51の翼の高さ寸法の規格は略同じものとなっている。
共回り防止翼5を構成する翼の数もまた特に限定されるものではないが、各段の共回り防止翼5における翼数は2程度で十分である。各段の共回り防止翼5における各翼は、回転軸2を中心として円周方向に等間隔(等角度)に配置されていることが好ましい。
また、図2において、掘削撹拌装置1を構成する各翼(撹拌翼3、掘削撹拌翼4、共回り防止翼5)の軸方向に沿った設置間隔は、これら翼の略高さ寸法(軸方向における長さ・幅)であることが好適である。さらに、各翼(撹拌翼3、掘削撹拌翼4、共回り防止翼5)は、軸の長さ方向に略均等に段状に配置されていること好適である。本実施形態では、各翼(撹拌翼3、掘削撹拌翼4、共回り防止翼5)の軸方向に沿った設置間隔を、これら翼の略高さ寸法とし、尚かつ、各翼(撹拌翼3、掘削撹拌翼4、共回り防止翼5)を軸方向に略均等に配置している(図2等参照)。
オーガー13は、鉛直方向に立設するリーダー12に沿って掘削時や杭打時に移動可能に設けられており、当該リーダー12の長手方向に沿って昇降する(図1(A)参照)。オーガー13には、掘削撹拌装置1の回転軸2が直接またはヤットコ(図示省略)を介して連結され、該オーガー13が回転駆動することによって当該回転軸2を回転させ、掘削撹拌装置1を地盤Gに貫入させる(図1(B)参照)。掘削撹拌装置1の回転軸2が地盤Gに貫入する際、オーガー13もリーダー12に沿って降下する。また、掘削撹拌装置1の掘削撹拌翼4によって地盤Gを掘削する際、ノズル(図示省略)からセメントミルク(地盤改良材としての硬化材の一例)が噴出される。噴出されたセメントミルクは、該掘削撹拌翼4によって掘削土と撹拌、混合され、比較的浅い支持地盤Gにおいて深層混合処理(柱状改良)がなされる(図1(C)参照)。
図1は、柱状改良装置である杭打機11は、上述のリーダー12、オーガー13、振れ止め装置14などを有した重機である。該杭打機11は、一般に地盤Gを掘削して当該掘削孔10を深層混合処理(柱状改良)する場合、あるいは、当該地盤改良後の掘削孔10に杭(例えば鋼管杭)を立設させながら回転させて埋設する等の施工をする場合に使用される重機である。
上述のように、この掘削撹拌装置1においては、回転軸2の軸の長さ方向に隣り合う撹拌翼3(本実施形態の場合、下段の撹拌翼3Lおよび上段の撹拌翼3H)の設置間隔D1が単位改良深さ以内に設定されている。このため、比較的深さが浅く厚さが小さい地盤改良層を施工の対象とした場合であっても、撹拌翼3が地盤G中に掘進する過程において単位改良深さ毎にほぼ均等にムラなく撹拌を行うことができる。しかも、この掘削撹拌装置1においては、回転軸2の軸の先端部2aの掘削撹拌翼4や複数の撹拌翼3の間に必ず共回り防止翼5を配置し、これら共回り防止翼5や撹拌翼3を交互に配置した構成としている。さらに、各翼(撹拌翼3、掘削撹拌翼4、共回り防止翼5)の間隔を該翼の略高さ寸法に一致させ、尚かつ略等間隔に配置していることから、共回り防止翼5の翼端と撹拌翼3の翼端の間隔寸法がほぼ揃った状態となっている。このため、当該掘削撹拌装置1が当該地盤改良層を掘進する過程において、撹拌、混合の粗密が少なくなり、均一でムラのない地盤改良を実施することができる。また、このような掘削撹拌装置1を用い、撹拌混合処理を地盤Gの上下方向にムラなく行えば、少ない時間で必要な強度を発現する深層混合処理を行うことができ、地盤改良にたいへん有効である。
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態においては、回転軸2の軸の先端部2a側から共回り防止翼5(第1共回り防止翼51)、下段の撹拌翼(第1撹拌翼)3L、共回り防止翼5(第2共回り防止翼52)、上段の撹拌翼(第2撹拌翼)3Hが順次配置され、尚かつこれらの軸方向設置間隔をほぼ均等とした掘削撹拌装置1を例示したが(図2参照)、これは好適例にすぎない。要は、本発明に係る掘削撹拌装置1は、(1)掘削撹拌翼4とその直上の撹拌翼3との回転軸の軸の長さ方向の設置間隔、ある段の撹拌翼3と、これと直上又は直下の段の撹拌翼3との回転軸の長さ方向の設置間隔が、掘削対象である地盤Gにおける単位改良深さ以内に設定されており、さらに、(2)回転軸2の軸の先端部2a側の掘削撹拌翼4、複数の撹拌翼3の間に共回り防止翼5が設けられることにより当該共回り防止翼5、撹拌翼3が順次配置された構成である点に特徴がある。したがって、図2に例示した掘削撹拌装置1の他にも、回転軸2の軸の先端部2aから順に掘削撹拌翼4、共回り防止翼5、第1撹拌翼3、第2撹拌翼3が配置された掘削撹拌装置1や、さらに撹拌翼3の翼が回転方向に対して傾斜しており、尚かつ共回り防止翼5の外周方向端部に掘削孔10の孔壁への摩擦力を向上させる突片5aが形成されている掘削撹拌装置1であっても、これらの特徴を有するものである限りは本発明の実施形態の一つということができる。
また、上述の実施形態における掘削撹拌装置1は、特に、小規模な建築物(例えば住宅)に用いる地盤改良用の掘削、撹拌に好適であって、中でも支持地盤が比較的浅い場合の深層混合処理(柱状改良)に用いて好適なものであったが、適用対象がこれらに限られるわけではない。すなわち、上述したごとき構成の掘削撹拌装置1は、浅い地盤のみならず、支持地盤の深さが1000mmを超えるような深さの地盤に対して適用しても、少ない時間で必要な強度を発現する深層混合処理を行うことが可能なものである。
掘削撹拌装置1の撹拌翼3や共回り防止翼5の枚数(翼の数)といった条件、さらにその他の条件(撹拌翼3の取り付け角度、共回り防止翼5の形状、等)の違いによる掘削撹拌装置1の性能差を確認する試験が行われたので、以下、比較例、実施例として説明する。
ここで、土塊混入率について説明しておく。土塊混入率とは、掘削撹拌装置1による掘削、撹拌が行われた地盤に対して土塊がどのくらい混入したかを表す指標であり、撹拌、混合の粗密が少なく、均一でムラのない地盤改良であればあるほど値が小さくなる。具体的には、地盤面から所定深さの柱状改良部の水平断面を現して、50mm間隔でメッシュ状のマスに区分して各マスの右下隅に爪楊枝を1cm以上差し込まれるものの個数のマスの母数に対する比率を言う。比率の値が小さければ、土塊の混入率が小さく、撹拌状態が良好であると評価される。
<従来の掘削撹拌装置>
図11に示す、2枚1組の通常の撹拌翼(標準撹拌翼)3が上段(基端側)および下段(先端側)に配置されており、共回り防止翼を備えていない掘削撹拌装置を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は12.4%だった。
図11に示す、2枚1組の通常の撹拌翼(標準撹拌翼)3が上段(基端側)および下段(先端側)に配置されており、共回り防止翼を備えていない掘削撹拌装置を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は12.4%だった。
<タイプII>
上述の実施形態において図2に示した掘削撹拌装置<タイプII>1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は7.1%だった。
上述の実施形態において図2に示した掘削撹拌装置<タイプII>1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は7.1%だった。
なお、試験した地盤はローム層であり、掘削撹拌装置の撹拌翼の設置間隔D0は、約910mm、間隔D1は、約475mm、間隔D2は、約435mmである。
また、掘削撹拌装置の撹拌翼径は、約500〜800mmである。
<タイプIII>
上述の実施形態において図3、図4に示した掘削撹拌装置<タイプIII>1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は4.4%だった。
上述の実施形態において図3、図4に示した掘削撹拌装置<タイプIII>1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は4.4%だった。
<タイプIV>
上述の実施形態において図5に示した掘削撹拌装置<タイプIV>1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は略0%だった。
上述の実施形態において図5に示した掘削撹拌装置<タイプIV>1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は略0%だった。
[参考例1]
<標準撹拌翼+共回り防止翼>
図6に示す掘削撹拌装置1は、回転軸2の軸の先端部2aから順に掘削撹拌翼4、共回り防止翼5、第1撹拌翼3、第2撹拌翼3が配置されている。この掘削撹拌装置1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は12.4%だった。なお、これは、図11の従来の掘削撹拌装置の試験結果と同率であった。
<標準撹拌翼+共回り防止翼>
図6に示す掘削撹拌装置1は、回転軸2の軸の先端部2aから順に掘削撹拌翼4、共回り防止翼5、第1撹拌翼3、第2撹拌翼3が配置されている。この掘削撹拌装置1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は12.4%だった。なお、これは、図11の従来の掘削撹拌装置の試験結果と同率であった。
[参考例2]
<タイプI>
図6に示した掘削撹拌装置1と同様、図7、図8に示す掘削撹拌装置1は、回転軸2の軸の先端部2aから順に掘削撹拌翼4、共回り防止翼5、第1撹拌翼3、第2撹拌翼3が配置されており、さらに撹拌翼3が回転方向に対して傾斜しており、尚かつ共回り防止翼5の外周方向端部に掘削孔10の孔壁への摩擦力を向上させる突片5aが形成されている。この掘削撹拌装置1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は13.3%だった。図11の従来の掘削撹拌装置の試験結果と同率であった。
<タイプI>
図6に示した掘削撹拌装置1と同様、図7、図8に示す掘削撹拌装置1は、回転軸2の軸の先端部2aから順に掘削撹拌翼4、共回り防止翼5、第1撹拌翼3、第2撹拌翼3が配置されており、さらに撹拌翼3が回転方向に対して傾斜しており、尚かつ共回り防止翼5の外周方向端部に掘削孔10の孔壁への摩擦力を向上させる突片5aが形成されている。この掘削撹拌装置1を用いて地盤Gを掘削、撹拌する試験を実施した。この結果、土塊混入率は13.3%だった。図11の従来の掘削撹拌装置の試験結果と同率であった。
上記実施例1〜実施例3と、<従来の掘削撹拌装置>参考例1、参考例2との比較によれば、本発明に係る、回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔は、掘削対象である地盤の地表面から改良土壌の底面までの改良深さに略等しい間隔又は該改良深さをn分の一(nは、2以上の整数とする)に分割した深さに略等しい間隔である単位改良深さ以内に設定されており、前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との間及び一の撹拌翼の翼とその直上又は直下の他の撹拌翼の間には共回り防止翼が設けられることにより、掘削撹拌翼又は撹拌翼及び共回り防止翼が回転軸の軸の長さ方向に沿って順次交互に配置され、かつ略等間隔に配置されている掘削撹拌装置、さらには、前記撹拌翼の回転軸に配置される最上段の撹拌翼と先端部側の掘削撹拌翼との間隔は、前記単位改良深さ以内に設定されている掘削撹拌装置を使用することにより、掘削、撹拌に有利となり、土とセメントミルクが良く練り混ぜることで強度の高い柱状改良土を形成することができると理解される。
また、上記実施例1、実施例2の比較によれば、本発明に係る、回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、前記複数の撹拌翼のうち少なくとも1つは3以上の翼を有し、前記掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼の翼は、平面視で回転軸を中心にして放射状に延設され、前記掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼の位置、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼の位置は、平面視で回転軸を中心にして互いにずれている掘削撹拌装置、さらには、前記掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼が平面視で回転軸を中心とする角度、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼が回転軸を中心とする角度は、90°未満である掘削撹拌装置を使用することにより、掘削、撹拌に有利となり、土とセメントミルクが良く練り混ぜることで強度の高い柱状改良土を形成することができると理解される。
本発明は、特に、建造物の支持地盤が比較的浅い場合の地盤改良に適用して好適である。
1…掘削撹拌装置
2…回転軸
2a…回転軸の軸の先端部
3…撹拌翼
3a…翼
3a1…翼の前縁
3a2…翼の上下角部の面取り面
3L…下段の撹拌翼
3M…中段の撹拌翼
3H…上段の撹拌翼
4…掘削撹拌翼
5…共回り防止翼
5a…突片
5b…遊嵌設置手段
10…掘削孔
D0、D1、D2…撹拌翼同士、又は掘削撹拌装置と撹拌翼との設置間隔
G…地盤
2…回転軸
2a…回転軸の軸の先端部
3…撹拌翼
3a…翼
3a1…翼の前縁
3a2…翼の上下角部の面取り面
3L…下段の撹拌翼
3M…中段の撹拌翼
3H…上段の撹拌翼
4…掘削撹拌翼
5…共回り防止翼
5a…突片
5b…遊嵌設置手段
10…掘削孔
D0、D1、D2…撹拌翼同士、又は掘削撹拌装置と撹拌翼との設置間隔
G…地盤
Claims (7)
- 回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、
前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、
前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、
前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼との回転軸の軸の長さ方向の配置間隔は、掘削対象である地盤の地表面から改良土壌の底面までの改良深さに略等しい間隔又は該改良深さをn分の一(nは、2以上の整数とする)に分割した深さに略等しい間隔である単位改良深さ以内に設定されており、
前記掘削撹拌翼とその直上の撹拌翼との間及び一の撹拌翼とその直上又は直下の他の撹拌翼の間には共回り防止翼が設けられることにより、掘削撹拌翼又は撹拌翼及び共回り防止翼が回転軸の軸の長さ方向に沿って順次交互に配置され、かつ略等間隔に配置されていることを特徴とする掘削撹拌装置。 - 前記撹拌翼の回転軸に配置される最上段の撹拌翼と先端部側の掘削撹拌翼との間隔は、前記単位改良深さ以内に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の掘削撹拌装置。
- 回転軸、該回転軸に配置される掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼を有する掘削撹拌装置であって、
前記掘削撹拌翼は、回転軸の軸の先端部側に配置され、
前記複数の撹拌翼は、回転軸の軸の長さ方向に沿って段状に配置され、
前記複数の撹拌翼のうち少なくとも1つは3以上の翼を有し、
前記掘削撹拌翼及び複数の撹拌翼の翼は、平面視で回転軸を中心にして放射状に延設され、
前記掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼の位置、又は一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼の位置は、平面視で回転軸を中心にして互いにずれていることを特徴とする掘削撹拌装置。 - 前記放射状に延設される掘削撹拌翼の翼とその直上の撹拌翼の翼が平面視で回転軸を中心として形成する角度又は放射状に延設される一の撹拌翼の翼とその直上もしくは直下の他の撹拌翼の翼が回転軸を中心として形成する角度は、90°未満であることを特徴とする請求項3に掘削撹拌装置。
- 前記複数の撹拌翼又は掘削撹拌翼の各々は、複数の翼を有し、該翼は回転軸を中心にして放射状に延設され、かつ回転軸を中心にした円周方向に対して等間隔に設置されていることを特徴とする請求項4に記載の掘削撹拌装置。
- 前記複数の撹拌翼又は掘削撹拌翼の翼の前縁の各々は、側面視、回転軸の正転方向に対して下方に傾斜していることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の掘削撹拌装置。
- 前記回転軸に配置される最上段の撹拌翼と最下段の撹拌翼の軸方向配置間隔、又は最上段の撹拌翼と先端部の掘削撹拌翼の軸方向配置間隔は、略1.0〜2.0mであることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の掘削撹拌装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014035667A JP2015161088A (ja) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | 掘削撹拌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014035667A JP2015161088A (ja) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | 掘削撹拌装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015161088A true JP2015161088A (ja) | 2015-09-07 |
Family
ID=54184384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014035667A Pending JP2015161088A (ja) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | 掘削撹拌装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015161088A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019051488A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 旭化成ホームズ株式会社 | 攪拌装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB746865A (en) * | 1952-09-19 | 1956-03-21 | Louis Samuel Wertz | A method and apparatus for stabilizing loose subsurface soil |
JPS62242013A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Hisao Inoue | ソイルセメント混合撹拌装置 |
JPH1129923A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Ryosuke Suzuki | 掘削土の攪拌混合装置 |
JP2008057255A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Kokudo Sogo Kensetsu Kk | 深層混合処理用相対撹拌装置及び深層混合処理工法 |
-
2014
- 2014-02-26 JP JP2014035667A patent/JP2015161088A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB746865A (en) * | 1952-09-19 | 1956-03-21 | Louis Samuel Wertz | A method and apparatus for stabilizing loose subsurface soil |
JPS62242013A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Hisao Inoue | ソイルセメント混合撹拌装置 |
JPH1129923A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Ryosuke Suzuki | 掘削土の攪拌混合装置 |
JP2008057255A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Kokudo Sogo Kensetsu Kk | 深層混合処理用相対撹拌装置及び深層混合処理工法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019051488A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 旭化成ホームズ株式会社 | 攪拌装置 |
JP7409758B2 (ja) | 2017-09-15 | 2024-01-09 | 旭化成ホームズ株式会社 | 攪拌装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3133466U (ja) | 地盤改良コラム築造装置の掘削ヘッド | |
US10174475B2 (en) | Rotary press-in steel pipe pile | |
KR20150070807A (ko) | 오거 테일 및 이를 포함하는 복합 단면 기초 구조물 시공장치 | |
KR101187582B1 (ko) | 굴착롯드와 캐이싱롯드를 회전방향은 같고 회전속도는 다르게 회전작동시키도록 구성한 오거굴착장치 | |
JP2023184610A (ja) | 攪拌装置 | |
JP3178869U (ja) | 多軸オーガ | |
JP6555849B2 (ja) | 地盤改良装置 | |
JP5512752B2 (ja) | 掘削オーガヘッド | |
JP2013032628A (ja) | 地盤改良用掘削装置 | |
JP2015161088A (ja) | 掘削撹拌装置 | |
KR101646683B1 (ko) | 지반 굴착용 교반 로드 | |
JP2016108886A (ja) | 杭頭処理装置及びそれを用いる地盤改良体形成方法 | |
JP6695095B2 (ja) | 掘削攪拌装置 | |
JP2009144345A (ja) | 地盤改良攪拌装置 | |
JP6730049B2 (ja) | 掘削攪拌装置 | |
JP5161896B2 (ja) | 地盤改良装置 | |
JP6503047B1 (ja) | 地盤改良装置 | |
JP4967899B2 (ja) | 地盤の柱状改良における土壌の攪拌に使用する攪拌ヘッド | |
JP6460866B2 (ja) | 地盤攪拌装置 | |
JP4070733B2 (ja) | 機械撹拌式地盤改良装置 | |
JP2014088758A (ja) | 地盤改良装置とその改良方法 | |
JP3140770U (ja) | オーガ軸 | |
JP2001323455A (ja) | 地盤改良用掘削攪拌装置 | |
JP2012031566A (ja) | 地盤改良用の掘削攪拌ヘッド | |
KR20100085714A (ko) | 굴착로드 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180105 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180627 |