JP3665306B2 - 地盤改良装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤を改良する地盤改良装置の一形態として、掘削軸体の下部周面に撹拌翼体を取り付けると共に、同掘削軸体の下端部に掘削刃体を取り付け、掘削軸体の下端部である掘削刃体の中央部ないしは掘削軸体の下部外周面に改良材吐出部を設けたものがある。
【０００３】
そして、かかる地盤改良装置では、掘削軸体を介して掘削刃体を回転させることにより、同掘削刃体により地盤を掘削しながら地盤中に掘進させると共に、上記掘削刃体と一体的に回転する撹拌翼体により掘削土を攪拌し、かつ、改良材吐出部より改良材を吐出して、掘削土と改良材とを混練するようにしている。
【０００４】
ここで、改良材としては、汚染土壌を処理する処理材やセメントペースト等の固化材を使用して、地盤を改良するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した地盤改良装置による地盤改良作業では、地盤中において、掘削土と改良材とを混練するようにしているため、かかる混練が確実にかつ満遍なく行われているか否かの確認が十分に行えず、今一つ信頼性に不安がある。
【０００６】
すなわち、改良材吐出部は、掘削軸体の下端部である掘削刃体の中央部ないしは掘削軸体の下部外周面に設けているため、かかる改良材吐出部から吐出された改良材が撹拌翼体により撹拌される撹拌領域内で均質に分散されているのか不安がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した掘削刃体とを具備する地盤改良装置において、掘削刃体中にその伸延方向に沿って第１改良材吐出流路と第２改良材吐出流路の二つの流路を形成し、掘削刃体の伸延幅の略半分に形成した内側改良材吐出口を、同掘削刃体の内側半部に配置すると共に、同内側改良材吐出口を上記第１改良材吐出流路に連通させる一方、掘削刃体の伸延幅の略半分に形成した外側改良材吐出口を、同掘削刃体の外側半部に配置すると共に、同外側改良材吐出口を上記第２改良材吐出流路に連通させたことを特徴とする地盤改良装置を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、以下の構成にも特徴を有する。
【０００９】
（１）掘削刃体にその伸延幅の略全幅にわたって伸延するスリット状の改良材吐出口を形成し、同改良材吐出口に改良材吐出流路を連通させたこと。
【００１０】
（２）掘削刃体にその伸延幅の略全幅にわたって複数の改良材吐出孔を形成し、同改良材吐出孔に改良材吐出流路を連通させたこと。
【００１１】
（３）掘削刃体にその伸延幅の略全幅にわたって複数のスリット状の改良材吐出口を形成し、各改良材吐出口に改良材吐出流路を連通させたこと。
【００１２】
（４）掘削刃体にその伸延方向に沿って複数の改良材吐出流路を形成し、各改良材吐出流路を改良材吐出口ないしは改良材吐出孔に連通させたこと。
【００１３】
（５）上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した掘削刃体とを具備する地盤改良装置において、掘削軸体よりその半径方向に伸延させて改良材吐出体を上記掘削刃体と略同一伸延幅に形成し、同改良材吐出体中にその伸延方向に沿って改良材吐出流路を形成し、同改良材吐出流路を通して改良材を改良材吐出体の伸延幅の略全幅にわたって吐出させるようにしたこと。
【００１４】
（６）改良材吐出体にその伸延幅の略全幅にわたって伸延するスリット状の改良材吐出口を形成し、同改良材吐出口に改良材吐出流路を連通させたこと。
【００１５】
（７）改良材吐出体にその伸延幅の略全幅にわたって複数の改良材吐出孔を形成し、同改良材吐出孔に改良材吐出流路を連通させたこと。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
すなわち、本発明に係る地盤改良装置は、基本的構造として、上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した掘削刃体とを具備している。
【００１８】
そして、特徴的構造として、掘削刃体にその伸延方向に沿って改良材吐出流路を設け、同改良材吐出流路を通して改良材を掘削刃体の伸延幅の略全幅にわたって吐出させるようにしている。
【００１９】
しかも、掘削刃体にその伸延幅の略全幅にわたって伸延するスリット状の改良材吐出口を形成し、同改良材吐出口に改良材吐出流路を連通させている。
【００２０】
そして、掘削刃体にその伸延幅の略全幅にわたって複数の改良材吐出孔を形成し、同改良材吐出孔に改良材吐出流路を連通させることもできる。
【００２１】
さらには、掘削刃体にその伸延幅の略全幅にわたって複数のスリット状の改良材吐出口を形成し、各改良材吐出口に改良材吐出流路を連通させている。
【００２２】
そして、掘削刃体にその伸延方向に沿って複数の改良材吐出流路を形成し、各改良材吐出流路を改良材吐出口ないしは改良材吐出孔に連通させている。
【００２３】
また、本発明では、掘削軸体よりその半径方向に伸延させて改良材吐出体を上記掘削刃体と略同一伸延幅に形成し、同改良材吐出体中にその伸延方向に沿って改良材吐出流路を形成し、同改良材吐出流路を通して改良材を改良材吐出体の伸延幅の略全幅にわたって吐出させるようにしている。
【００２４】
しかも、改良材吐出体にその伸延幅の略全幅にわたって伸延するスリット状の改良材吐出口を形成し、同改良材吐出口に改良材吐出流路を連通させている。
【００２５】
そして、改良材吐出体にその伸延幅の略全幅にわたって複数の改良材吐出孔を形成し、同改良材吐出孔に改良材吐出流路を連通させている。
【００２６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図1に示すＡは、本発明に係る地盤改良装置であり、同地盤改良装置Ａは、ベースマシン１と改良材供給部２とを装備している。
【００２８】
ベースマシン１は、図１に示すように、自走可能なベースマシン本体３に上下方向に伸延するリーダ４を設け、同リーダ４にモータ支持体５を昇降自在に取り付け、同モータ支持体５に駆動用モータ６を搭載し、同駆動用モータ６に上下方向に伸延する掘削軸体７の上端部を二重反転歯車機構８を介して着脱自在に取り付け、同掘削軸体７の下端部に掘削刃体10を取り付けている。
【００２９】
改良材供給部２は、図１及び図２に示すように、改良材収容タンクと改良材供給ポンプ（図示しない）とを具備し、同改良材供給ポンプに第１・第２・第３改良材供給ホースh1,h2,h3の基端部を接続し、各改良材供給ホースh1,h2,h3の先端部をスイベルジョイント等の第１・第２・第３ホース接続体j1,j2,j3を介して前記掘削軸体７に接続している。ここで、改良材としては、汚染土壌を処理するための処理材やセメントペースト等の固化材を使用することができる。
【００３０】
掘削軸体７は、図２及び図３にも示すように、上下方向に伸延させて形成した筒状の内側軸20と、同内側軸20の外周を囲繞する状態に上下方向に伸延させて形成した筒状の外側軸21とから内外側二重軸構造に構成しており、内側軸20と外側軸21は、駆動用モータ６により二重反転歯車機構８を介して同一軸芯廻りに相互に反対方向に回転するようにしている。
【００３１】
そして、内側軸20中には上下方向に伸延させて形成した筒状体22を挿通して、同筒状体22中に第１改良材供給路r1を形成し、同筒状体22の外周面と内側軸20の内周面との間に第２改良材供給路r2を形成し、同内側軸20の外周面と外側軸21の内周面との間に第３改良材供給路r3を形成している。
【００３２】
しかも、筒状体22の上端部と、内側軸20の上端部と、外側軸21の上端部とに、それぞれ第１・第２・第３ホース接続体j1,j2,j3を設けて、各ホース接続体j1,j2,j3と前記した改良材供給部２との間に、前記した第１・第２・第３改良材供給ホースh1,h2,h3を介設して、同改良材供給部２より各改良材供給ホースh1, h2,h3→各ホース接続体j1,j2,j3→各改良材供給路r1,r2,r3に改良材を供給することができるようにしている。
【００３３】
ここで、内側軸20の下端部には掘削刃体10を取り付けており、同掘削刃体10の回転中心部に第１改良材吐出部29を設けている。
【００３４】
そして、第１改良材吐出部29は、掘削刃体10の回転中心部まで筒状体22の下端部を伸延させ、同筒状体22の下端部に第１改良材吐出孔22aを形成して、同第１改良材吐出孔22aを第１改良材供給路r1に連通させ、同第１改良材供給路r1を通して供給される改良材を、第１改良材吐出孔22aより直下方へ向けて吐出させるようにしている。
【００３５】
掘削刃体10は、図２及び図３に示すように、掘削軸体７の下端部より半径方向に伸延させて形成しており、同掘削軸体７の軸芯を中心に１８０度点対称の位置に二個設けている。
【００３６】
そして、掘削刃体10は、掘削軸体７より半径方向に伸延する掘削刃本体10aと、同掘削刃本体10aの前端縁部に複数取り付けた掘削ビット10bとを具備しており、各掘削ビット10bは、掘削刃本体10aにその伸延方向に間隔を開けて前方（回転方向ｂ）へ突設している。
【００３７】
ここで、掘削刃本体10aの先端部の回転半径は、前記した外側攪拌翼28の縦翼片28cの回転半径と略同一となるように形成している。
【００３８】
上記のような構成において、本発明の要旨は、掘削刃体10にその伸延方向に沿って改良材吐出流路40を設け、同改良材吐出流路40を通して改良材を掘削刃体10の伸延幅の略全幅にわたって吐出させるようにした改良材吐出構造にある。
【００３９】
以下に、かかる改良材吐出構造の第１実施例〜第６実施例について、図２〜図１４を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
〔第１実施例〕
第１実施例としての改良材吐出構造は、図２〜図４に示すように、二個の各掘削刃本体10a中にその伸延方向に沿って改良材吐出流路40を形成し、各改良材吐出流路40に連通させて掘削刃本体10aの後端縁部に改良材吐出口41を形成すると共に、各改良材吐出口41は、掘削刃本体10aの伸延幅の略全幅にわたって伸延させてスリット状に形成している。
【００４１】
しかも、各改良材吐出口41は、掘削刃本体10aの基端部側より先端部側に向けて上下幅を漸次広幅に形成して、掘削刃本体10aの基端部側より先端部側にいくにしたがって改良材が流出し易いようにして、同改良材吐出口41の伸延幅の全幅より略均等に改良材Ｋが吐出されるようにしている。Ｑは、掘削刃体10の回転軌跡である。
【００４２】
さらには、二個の掘削刃本体10a,10a中にそれぞれ形成した改良材吐出流路40，40は、一方を第２改良材供給路r2に連通させると共に、他方を第３改良材供給路r3に連通させている。
【００４３】
このようにして、第２改良材供給路r2→改良材吐出流路40→改良材吐出口41より改良材を吐出させると共に、第３改良材供給路r3→改良材吐出流路40→改良材吐出口41より改良材を吐出させるようにして、各改良材吐出口41,41より改良材を偏りなく確実に吐出させることができるようにしている。
【００４４】
また、本実施例では、掘削軸体７の下端部に掘削刃体10を取り付けているだけであるため、地盤に水を供給して、同地盤を弛緩させることにより貫入抵抗を少なくするという作業を行う必要性がなく、特に、汚染土壌を改良材Ｋにより改良する際に、掘削土壌の排出量を可及的に少なくすることができて、排出土壌の処理を行う必要性を少なくすることができ、その結果、排出土壌の処理コストを大幅に削減することができる。
【００４５】
〔第２実施例〕
図５は、第２実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第１実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、掘削刃本体10aにその伸延幅の略全幅にわたって複数の改良材吐出孔42を形成し、同改良材吐出孔42に改良材吐出流路40を連通させた点において異なる。
【００４６】
すなわち、改良材吐出孔42は、掘削刃本体10aの基端部側より先端部側にいくにしたがって孔の径を大きく形成して、改良材が先端部側にいくにしたがって流出し易いようにして、全ての改良材吐出孔42より略均等に改良材が吐出されるようにしている。
【００４７】
〔第３実施例〕
図６及び図７は、第３実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第１実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、掘削刃本体10a中にその伸延方向に沿って複数、本実施例では第１改良材吐出流路44と第２改良材吐出流路45の二つの流路を上下二段に平行させて形成している点において異なる。
【００４８】
そして、第１改良材吐出流路44の内側端部を第２改良材供給路r2に連通させる一方、第２改良材吐出流路45の内側端部を第３改良材供給路r3に連通させて、両第１・第２改良材吐出流路44,45の先端部を連通させている。
【００４９】
しかも、改良材吐出口41,41は、第２改良材吐出流路44に沿わせて形成すると共に、連通させている。
【００５０】
このようにして、第２改良材供給路r2を通して供給される改良材Ｋは、第１改良材吐出流路44を通して改良材吐出口41,41の内側半部側より吐出される一方、第３改良材供給路r3を通して供給される改良材Ｋは、第２改良材吐出流路45を通して改良材吐出口41,41の外側半部側より吐出されて、各改良材吐出口41,41の全幅より均等にかつ効率良く改良材を吐出させることができる。
【００５１】
〔第４実施例〕
図８及び図９は、第４実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第３実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、一つの掘削刃本体10aに複数（本実施例では二つ）の内・外側改良材吐出口41,41を形成した点において異なる。
【００５２】
そして、内・外側改良材吐出口41,41の伸延幅は、掘削刃本体10aの伸延幅の略半分に形成して、掘削刃本体10aの内側半部に配置した内側改良材吐出口41を第１改良材吐出流路44に沿わせて形成すると共に連通させる一方、掘削刃本体10aの外側半部に配置した外側改良材吐出口41を第２改良材吐出流路45に沿わせて形成すると共に連通させている。ｃは改良材吐出方向である。
【００５３】
このようにして、掘削刃本体10aの略全幅にわたって形成した二つの内・外側改良材吐出口41,41より改良材を吐出させることができると共に、各改良材吐出口41,41には第１・第２改良材吐出流路44,45のいずれかと連通さているため、いずれの内・外側改良材吐出口41,41からも確実に改良材Ｋを吐出させることができる。
【００５４】
しかも、第１・第２改良材吐出流路44,45より異なる種類の改良材K,Kをいずれかの内・外側改良材吐出口41,41より吐出させることができて、所望の地盤改良処理を効率良く行うことができる。
【００５５】
さらには、外周側に配置した外側改良材吐出口41には第２改良材吐出流路45より比較的大量の改良材Ｋを吐出させる一方、内周側に配置した内側改良材吐出口41には第１改良材吐出流路44より比較的小量の改良材Ｋを吐出させることにより、同一平面内にて略均等量の改良材が吐出されるようにして、同改良材Ｋが同一平面内にて均質に分散されるようにすることができる。
【００５６】
なお、本実施例では、改良材吐出口41に代えて複数の改良材吐出孔42を形成することもできる。
【００５７】
また、本実施例では、改良材吐出口41の伸延幅を、掘削刃本体10aの伸延幅の略半分に形成しているが、それ以上に伸延させて形成することも、さらには、掘削刃本体10aと略同一幅に形成することもできる。
【００５８】
〔変容例〕
図１０は、第１実施例としての地盤改良装置Ａの変容例を示しており、かかる変容例としての地盤改良装置Ａは、基本的構造を前記した第１実施例としての地盤改良装置Ａと同じくしているが、掘削軸体７の下部周面に相対撹拌翼体９を取り付けた点において異なる。
【００５９】
相対撹拌翼体９は、図１１及び図１２にも示すように、最内側撹拌翼26と、同最内側撹拌翼26の外周を相対的に反対方向に回転する内側撹拌翼27と、同内側撹拌翼27の外周を相対的に反対方向に回転する外側撹拌翼28とを具備しており、内側撹拌翼27と外側撹拌翼28は、略相似形に形成して、両撹拌翼27,28間に形成される間隙を、両撹拌翼27,28のほぼ全域にわたってほぼ等しい幅員となすことにより、掘削土壌の共回り現象を防止することができると共に、緻密な撹拌機能を発揮させることができるようにしている。
【００６０】
最内側撹拌翼26は、外側軸21の下端部より放射状に突出させて形成しており、外側軸21の下端部の線対称位置に一対設けて、外側軸21と一体的にａ方向に回転するようにしている。
【００６１】
内側撹拌翼27は、掘削軸体７の半径方向に張り出し状に伸延する上下一対の上・下部横翼片27a,27bと、両上・下部横翼片27a,27bの外側端部間に上下方向に伸延させて介設した縦翼片27cとから弧状に形成しており、外側軸21の外周面に回転自在に遊嵌したリング状の翼片支持体30に上部横翼片27aの先端部を取り付ける一方、内側軸20の下端部に下部横翼片27bの先端部を取り付けて、内側軸20と一体的にｂ方向に回転するようにしている。
【００６２】
そして、内側撹拌翼2 7は、内側軸20の下部の１８０度点対称の位置に一対設けている。31は、縦翼片27cの中途部より外方へ突出させて形成した小翼片である。
【００６３】
外側撹拌翼28は、掘削軸体７の半径方向に張り出し状に伸延する上下一対の上・下部横翼片28a,28bと、両上・下部横翼片28a,28bの外側端部間に上下方向に伸延させて介設した縦翼片28cとから弧状に形成しており、外側軸21の下端部に上部横翼片28aの先端部を取り付ける一方、内側軸20の外周面に回転自在に遊嵌したリング状の翼片支持体34に下部横翼片28bの先端部を取り付けて、外側軸21と一体的にａ方向に回転するようにしている。
【００６４】
そして、外側撹拌翼28は、掘削軸体７の下部の円周方向に一定の間隔を開けて三個設けている。35は、縦翼片28cの上部と下部にそれぞれ外方へ突出させて形成した小翼片であり、これら小翼片35,35の回転軌跡は、内側撹拌翼27に設けた小翼片31の回転軌跡と上下方向にオーバーラップするように配置して、相対的に逆回転する内・外側撹拌翼27,28間において、掘削土壌の撹拌が確実に行えるようにしている。
【００６５】
〔第５実施例〕
図１３は、第５実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した変容例として地盤改良装置Ａの改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、改良材吐出流路40を掘削刃体10とは別個に設けた改良材吐出体43中に形成した点において異なる。
【００６６】
すなわち、掘削軸体７よりその半径方向に伸延させて一対の改良材吐出体43,43を形成すると共に、両改良材吐出体43,43は、掘削軸体７の軸芯廻りに１８０度点対称の位置に配置しており、各改良材吐出体43,43は、それぞれ上記掘削刃本体10aと略同一伸延幅に形成し、各改良材吐出体43,43中にその伸延方向に沿って改良材吐出流路40,40を形成し、同改良材吐出流路40,40を通して改良材を改良材吐出体43,43の伸延幅の略全幅にわたって吐出させるようにしている。
【００６７】
そして、改良材吐出体43の後側周面に改良材吐出口41を形成すると共に、各改良材吐出口41は、掘削刃本体10aの伸延幅の略全幅にわたって伸延させてスリット状に形成している。
【００６８】
しかも、各改良材吐出口41は、掘削刃本体10aの基端部側より先端部側に向けて上下幅を漸次広幅に形成して、掘削刃本体10aの基端部側より先端部側にいくにしたがって改良材が流出し易いようにして、同改良材吐出口41の伸延幅の全幅より略均等に改良材が吐出されるようにしている。
【００６９】
さらには、二個の改良材吐出体43,43中にそれぞれ形成した改良材吐出流路40，40は、一方を第２改良材供給路r2に連通させると共に、他方を第３改良材供給路r3に連通させている。
【００７０】
このようにして、第２改良材供給路r2→改良材吐出流路40→改良材吐出口41より改良材を吐出させると共に、第３改良材供給路r3→改良材吐出流路40→改良材吐出口41より改良材を吐出させるようにして、各改良材吐出口41,41より改良材を偏りなく確実に吐出させることができるようにしている。
【００７１】
なお、相対攪拌翼体９は、必要に応じて、掘削軸体７より取り外した形態とすることもできる。
【００７２】
〔第６実施例〕
図１４は、第６実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第５実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、改良材吐出体43にその伸延幅の略全幅にわたって複数の改良材吐出孔42を形成し、同改良材吐出孔42に改良材吐出流路40を連通させた点において異なる。
【００７３】
すなわち、改良材吐出孔42は、掘削刃本体10aの基端部側より先端部側にいくにしたがって孔の径を大きく形成して、改良材が先端部側にいくにしたがって流出し易いようにして、全ての改良材吐出孔42より略均等に改良材が吐出されるようにしている。
【００７４】
【発明の効果】
本発明では、掘削刃体の略全幅にわたって形成した二つの内・外側改良材吐出口より改良材を吐出させることができると共に、各改良材吐出口には第１・第２改良材吐出流路のいずれかと連通さているため、いずれの内・外側改良材吐出口からも確実に改良材を吐出させることができる。
【００７５】
しかも、第１・第２改良材吐出流路より異なる種類の改良材をいずれかの内・外側改良材吐出口より吐出させることができて、所望の地盤改良処理を効率良く行うことができる。
【００７６】
さらには、外周側に配置した外側改良材吐出口には第２改良材吐出流路より比較的大量の改良材を吐出させる一方、内周側に配置した内側改良材吐出口には第１改良材吐出流路より比較的小量の改良材を吐出させることにより、同一平面内にて略均等量の改良材が吐出されるようにして、同改良材が同一平面内にて均質に分散されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地盤改良装置の説明図。
【図２】第１実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図３】同掘削刃体の底面説明図。
【図４】同掘削刃体の断面側面図。
【図５】第２実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図６】第３実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図７】同掘削刃体の底面説明図。
【図８】第４実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図９】同掘削刃体の底面説明図。
【図１０】変容例としての地盤改良装置の説明図。
【図１１】同改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図１２】同掘削刃体の底面説明図。
【図１３】第５実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図１４】第６実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【符号の説明】
Ａ 地盤改良装置
１ ベースマシン
２ 改良材供給部
３ ベースマシン本体
４ リーダ
５ モータ支持体
６ 駆動用モータ
７ 掘削軸体
８ 二重反転歯車機構
９ 相対撹拌翼体
10 掘削刃体

Claims (1)

1. 上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した掘削刃体とを具備する地盤改良装置において、
   掘削刃体中にその伸延方向に沿って第１改良材吐出流路と第２改良材吐出流路の二つの流路を形成し、
   掘削刃体の伸延幅の略半分に形成した内側改良材吐出口を、同掘削刃体の内側半部に配置すると共に、同内側改良材吐出口を上記第１改良材吐出流路に連通させる一方、
   掘削刃体の伸延幅の略半分に形成した外側改良材吐出口を、同掘削刃体の外側半部に配置すると共に、同外側改良材吐出口を上記第２改良材吐出流路に連通させたことを特徴とする地盤改良装置。

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