JP3144200B2 - 地盤改良機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基礎工事等において掘
削土壌とてん充材（固化材）とを機械的に混合して固結
させる地盤改良機に係り、詳しくは矩形柱状の改良体
（硬化体）を地中に形成するための地盤改良機に係るも
のである。

【０００２】

【従来の技術】地盤を改良する地盤改良機は、掘削翼と
攪拌翼とを設けた掘削軸を所定の掘進機構により回転掘
進させ、掘削時または引き抜き時に、掘削軸内に設けた
流体通路より低圧にて珪酸ソーダ及びセメントミルク等
のてん充材をてん充しながら、該てん充材と掘削土壌と
を強制攪拌して固結するものである。

【０００３】かかる従来の地盤改良機が特公昭５８−２
９３７４号公報に示されている。第７図に示す如く、こ
の地盤改良機１は、掘削軸２の掘削翼３と攪拌翼４との
間及び攪拌翼４同志の間に、前記掘削翼３の掘削径Ｄａ
より大きな径Ｄｂを有する共回り防止翼５が、前記掘削
軸２に対しボス６を介して回転自在に挿着された共回り
防止装置７を備えてなるものである。

【０００４】また、特公昭５８−２９３７５号公報に
は、第８図の地盤改良機１１が示されている。この地盤
改良機１１は、掘削軸１２に設けられる掘削翼１３の上
方に、該掘削翼１３の掘削径Ｄａとほぼ同径の円筒体１
４と、該円筒体１４の外周面から突設された抵抗板１５
と、該円筒体１４の内周面から掘削軸１２近傍まで延設
された共回り防止翼１６とからなる共回り防止装置１７
が、該掘削軸１２に対しボス１８とアーム１９とを介し
て回転自在に挿着されている。符号２０は攪拌翼であ
る。

【０００５】上記の如く、地盤改良機１，１１には共回
り防止装置６，１７が設けられており、掘削土壌が掘削
軸２，１２と共回りして掘削ロスがないようになってい
る。そして、これらの地盤改良機１，１１では、掘削翼
３，１３を回転させながら土中に掘進させるため、地盤
改良部は円形断面を有している。

【０００６】また、第９図に示す如く、矩形断面にて地
盤改良を行うことのできる地盤改良機２１も考えられて
いる。この地盤改良機２１には、掘削軸２２に設けられ
る掘削翼２３と攪拌翼２４との外方に、ボス２５とアー
ム２６とを介して矩形枠２７が取り付けられている。こ
の矩形枠２７の一辺の長さＬは、該掘削翼２３の掘削径
Ｄａと同等とされている。

【０００７】従って、地盤改良を行うと、回転しながら
土中に掘進する掘削翼２３と共に、該矩形枠２７も土中
に進行し、土壌はこの矩形枠２７中においててん充材と
混合攪拌され、上記の通り矩形断面にて地盤改良がなさ
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】軟弱な地盤上に大型の
建築物を構築する場合には、建造地盤の広い範囲におい
て地盤改良を行う必要がある。このような際に、例えば
上記の地盤改良機１，１１を用いると、第１０図に示す
如く、円形断面の掘削部分２８が互いにオーバーラップ
するように地盤改良が行われる。

【０００９】このオーバーラップされている部分２９が
大きいと、それだけ単位面積あたりの掘削作業回数を多
くする必要があり、地盤改良効率が低下する。第９図に
示す地盤改良機２１によれば、矩形断面の地盤改良を行
うことができるので、このようなオーバーラップ部分の
面積を小さくすることができる。しかしながら、上記の
地盤改良機２１においては、以下の如き欠点がある。

【００１０】即ち、第１１図に示される如く、前記掘削
翼２３が回転して土壌の掘削が行われる円形断面の掘削
部分２８と矩形枠２７の四隅部との間には、前記掘削翼
２３の先端が届かない残留部分３０が存在し、土壌の性
質によっては、この残留部分３０の土壌がてん充材と十
分に混合攪拌されないことがあり、矩形柱状の改良体が
形成されないことがある。即ち、柱の角部が欠けた形状
の改良体になり易い。なお、符号３０Ａは、周囲の土壌
を示す。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の地盤改良機は、
掘削翼と攪拌翼とを設けた掘削軸を、所定の掘進機構に
より、回転しつつ掘進及び引抜きし、土壌とてん充材と
を混合攪拌する地盤改良機において、該掘削軸に対し放
射方向に延在する４本のスクリュを設けてなり、該スク
リュは互いにほぼ直交する方向に延設されており、各ス
クリュの機長は、各スクリュの先端を結ぶ矩形の一辺の
長さが前記掘削翼の掘削径にほぼ等しくなる長さである
ことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の地盤改良機にあっては、掘削軸に対し
て４本のスクリュが放射状に互いに直交する方向に延在
されており、かつ該４本のスクリュの機長は、各スクリ
ュの先端を結んで形成される矩形の一辺の長さが、掘削
翼の掘削径にほぼ等しくなるような長さとされている。

【００１３】このスクリュは、その周囲の土壌を掘削軸
に向けて掻き寄せるか、または、掘削軸周囲のてん充材
を含んだ土壌を、スクリュの先端側に向かって送り出
す。

【００１４】従って、本発明の地盤改良機を用いて掘削
を行うと各スクリュの先端を結ぶ矩形枠状部分の内側領
域の全域の土壌は、てん充材と十分に混合攪拌される。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して実施例について説明す
る。第１図は実施例に係る地盤改良機の斜視図、第２図
はこの地盤改良機の内部構造を示す要部断面図、第３，
４図はこの地盤改良機の作動を説明する第２図のIII-II
I 線に沿う横断面図である。

【００１６】この地盤改良機３１は、駆動装置（図示
略）に連結され正逆両方向に回動可能に設けられた中空
の掘削軸３２と、該掘削軸３２の先端部近傍に取り付け
られた掘削翼３３と、この掘削翼３３の上方において掘
削軸３２に取り付けられた攪拌翼３４とを備えている。

【００１７】この中空の掘削軸３２の内部空間３５は、
上方の前記駆動装置とこの掘削軸３２の先端に設けられ
た開口３６とを連通している。この内部空間３５には、
上方からてん充材が導入され、前記開口３６から該てん
充材が放出されるようになっている。

【００１８】攪拌翼３４取付部の更に上方において、該
掘削軸３２に円筒３７が外嵌されている。この円筒３７
の上部は、前記駆動装置もしくは該駆動装置を支持する
支持部材等（図示略）に固定されている。

【００１９】該円筒３７の下端にギヤボックス３８が取
り付けられている。このギヤボックス３８の側面に、周
方向に９０度ごとに開口４２が設けられており、この開
口４２にスクリュ４３が水平に挿嵌されている。

【００２０】第３図の通り、各スクリュ４３の軸心線は
十字状に交差しており、各スクリュ４３の機長は等し
い。従って、各スクリュ４３の先端を結ぶと正方形状と
なる。この正方形の一辺の長さが掘削翼３３の掘削径と
ほぼ等しくなるように、スクリュ４３の機長が選定され
ている。

【００２１】該スクリュ４３の根本部であって、ギヤボ
ックス３８内の部分には、小ベベルギヤ４４が設けられ
ている。また、掘削軸３２のギヤボックス３８内の部分
には、大ベベルギヤ４５が設けられている。この小ベベ
ルギヤ４４は、該大ベベルギヤ４５に噛合している。従
って、スクリュ４３は掘削軸３２の回転と連動して回転
される。

【００２２】このスクリュ４３がギヤボックス３８に挿
嵌されている前記開口４２、及び該ギヤボックス３８の
下面の掘削軸３２挿通用の開口４７には、軸受け３９，
３９Ａと土砂の侵入を防止するシール部材４０，４０Ａ
とが設けられている。ギヤボックス３８の上面の開口４
８にも、掘削軸３２を軸支するための軸受け４１が設け
られている。

【００２３】このように構成された本実施例の地盤改良
機３１によって地盤改良を行うには、まずこの地盤改良
機を所定位置に移動させ、次いで掘削軸３２を地面に垂
直に立設させた後、該掘削軸３２を回転させ掘削翼３３
を土中に掘進させる。該掘削翼３３が掘進されると共に
攪拌翼３４も土中に掘進され、掘り起こされた土壌が攪
拌される。更に、掘削軸３２の先端に設けられた開口３
６からてん充材が放出され、前記土壌と混合される。

【００２４】掘削翼３３及び攪拌翼３４に次いで、ギヤ
ボックス３８及びスクリュ４３が土中に掘進される。第
３，４図に示す如く、本実施例の地盤改良機３１におい
ては、掘削軸３２の矢印Ａ方向の掘進の回転に伴いスク
リュ４３が矢印Ｂ方向に回転し、矢印Ｃの如く、該スク
リュ４３根本部から先端部にむけて土壌が送り出され
る。従って、既に掘削され、てん充材と混合された土壌
が、該スクリュ４３によって掘削軸３２から該スクリュ
４３の先端方向へ送り出される。

【００２５】第４図の符号４９は、回転する掘削翼３３
によって掘削される円形断面の地盤改良部を表す。スク
リュ４３の先端を結ぶ正方形の内側領域であって、この
地盤改良部４９の外方の部分５０の土壌も、該スクリュ
４３の先端部によって掘削されると共に、スクリュ４３
に沿って送り込まれる土壌と混合される。この結果、第
４図の通り、スクリュ４３の先端を結ぶ正方形の内側領
域のすべての土壌に十分にてん充材が混合される。

【００２６】この地盤改良機は、所定深さまでの地盤を
改良したならば地上に引き抜かれる。てん充材により土
壌が硬化することにより、矩形柱状の改良体（硬化体）
が地中に形成される。

【００２７】第５図は、別の実施例に係る地盤改良機の
斜視図、第６図は第５図の地盤改良機の要部拡大断面図
である。

【００２８】この地盤改良機５１は、第１〜４図の実施
例に係る地盤改良機３１に矩形枠５２を設けたものであ
る。この矩形枠５２は、ギヤボックス３８の外側に配置
され、円筒３７に対しアーム５３によって取り付けられ
ている。

【００２９】この矩形枠５２の四隅部の内側に軸受け５
４が設けられている。この軸受け５４は、第６図に示さ
れる如く、スクリュ４３の先端を支持している。従っ
て、該スクリュ４３は、ギヤボックス３８とこの矩形枠
５２とによって両端が支持されている。

【００３０】なお、その他の構成は第１〜４図の実施例
の地盤改良機と同様であるので、同一部材及び同一の機
能を有する部材には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００３１】本実施例の地盤改良機５１によれば、スク
リュ４３が両持ち支持されているので、掘削軸３２に対
する該スクリュ４３の取付強度が向上する。

【００３２】なお、上記実施例においては、掘削軸３２
に対するスクリュ４３の回転方向を、土壌を該掘削軸３
２側からスクリュ４３の先端側に送り出す方向とした
が、逆方向でも良い。

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明の地盤改良機によれ
ば、矩形柱状の改良体を地中に形成することができるの
で、大型の建築物の構築現場においても、隣接する改良
体とオーバーラップさせる面積をごく小さくすることが
でき、地盤改良効率が高い。

【００３４】本発明の地盤改良機によると、スクリュの
先端を結んだ矩形領域の全域の土壌にてん充材を十分に
添加して混合することができるため、形成される矩形柱
状の改良体が高強度のものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る地盤改良機の斜視図であ
る。

【図２】第１図の地盤改良機の要部の縦断面図である。

【図３】この地盤改良機の構成を示す、第２図のIII-II
I 線に沿う模式的な横断面図である。

【図４】この地盤改良機の作動を示す、第２図のIII-II
I 線に沿う模式的な横断面図である。

【図５】別の実施例に係る地盤改良機の斜視図である。

【図６】第５図の地盤改良機の要部拡大断面図である。

【図７】従来例に係る地盤改良機の側面図である。

【図８】別の従来例に係る地盤改良機の側面図である。

【図９】更に別の従来例に係る地盤改良機の斜視図であ
る。

【図１０】従来の地盤改良機による地盤改良例を示す模
式的な平面図である。

【図１１】矩形枠を有する従来の地盤改良機による地盤
改良地の模式的な平面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１ 地盤改良機 ２，１２，２２，３２ 掘削軸 ３，１３，２３，３３ 掘削翼 ４，２０，２４，３４ 攪拌翼 ５，１６ 共回り防止翼 ６，１８，２５ ボス ７，１７ 共回り防止装置 ２６，５３ アーム ２７，５２ 矩形枠 ２８ 掘削部分 ２９ オーバーラップ部 ３０ 残留部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12 102

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削翼と攪拌翼とを設けた掘削軸を、所
   定の掘進機構により、回転しつつ掘進及び引抜きし、土
   壌とてん充材とを混合攪拌する地盤改良機において、 該掘削軸に対し放射方向に延在する４本のスクリュを設
   けてなり、 該スクリュは互いにほぼ直交する方向に延設されてお
   り、 各スクリュの機長は、各スクリュの先端を結ぶ矩形の一
   辺の長さが前記掘削翼の掘削径にほぼ等しくなる長さで
   あることを特徴とする地盤改良機。