JP4566805B2 - Ground improvement device and ground improvement method - Google Patents
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Description
本発明は、地盤改良装置及びその装置を使用して行う地盤改良工法に関する。 The present invention relates to a ground improvement device and a ground improvement method using the device .
従来、地盤改良装置の一形態として、上下方向に伸延する掘削軸体の下端部に掘削刃体を設け、同掘削刃体の上方に位置する掘削軸体の外周面に撹拌翼体を設けて、上記掘削刃体により地盤を掘削し、掘削された土壌を上記撹拌翼体により撹拌しながら所定個所に設けた固化材吐出部より固化材を吐出して、同固化材と掘削された土壌とを混練して固化させることにより地盤改良を行うようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as one form of the ground improvement device, a drilling blade body is provided at the lower end portion of the drilling shaft body extending in the vertical direction, and a stirring blade body is provided on the outer peripheral surface of the drilling shaft body located above the drilling blade body. The excavating blade body excavates the ground, and the excavated soil is agitated by the agitating blade body while discharging the solidifying material from the solidifying material discharging portion provided at a predetermined location, and the solidified material and the excavated soil and There is one in which the ground is improved by kneading and solidifying (see, for example, Patent Document 1).
また、砂質地盤の締め固め工法としてサンドコンパクションパイル工法が採用されており、同工法は、地中にケーシングパイプを強制昇降装置と回転圧入装置とを用いて貫入させ、同ケーシングパイプを通して砂を圧入して、地中に締め固めた杭を造成することによって、地盤を締め固めるものである。
ところが、上記した地盤改良装置では、掘削刃体により掘削された土壌を、撹拌翼体により撹拌しながら固化材吐出部より吐出された固化材と混練している際に、掘削孔中に供給(吐出)された固化材の量に比例して、掘削された土壌の一部が掘削孔中から地上に搬出されればよいが、かかる土壌の搬出が円滑になされない場合には、掘削孔中の内容物(土壌と固化材)が増大する結果となり、それに伴って掘削孔周面が外側方へ変位(側方変位)されて、土壌改良地盤の周辺の既設の地中構造物に悪影響を及ぼしたり、地表面が盛り上がる等の不具合が発生する。 However, in the ground improvement device described above, when the soil excavated by the excavating blade body is kneaded with the solidified material discharged from the solidified material discharge unit while being stirred by the stirring blade body, it is supplied into the excavation hole ( In proportion to the amount of solidified material discharged, a part of the excavated soil may be carried out from the excavation hole to the ground, but if such soil is not smoothly carried out, As a result, the surrounding surface of the excavation hole is displaced outward (lateral displacement), which adversely affects the existing underground structures around the soil improvement ground. It causes problems such as impact and the ground surface rising.
また、砂質地盤の締め固め工事にサンドコンパクションパイル工法を採用すると、振動と騒音とが大きいために、周辺に悪影響を及ぼすという不具合がある。 In addition, when the sand compaction pile method is used for compacting sandy ground, there is a problem in that the surroundings are adversely affected due to large vibration and noise.
そこで、本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体の下端部に掘削刃体を設け、同掘削刃体の上方に位置する掘削軸体の外周面に撹拌翼体を設けて、上記掘削刃体により地盤を掘削し、掘削された土壌を上記撹拌翼体により撹拌しながら所定個所に設けた吐出部より固化材や地盤改良剤を吐出して、同固化材や地盤改良剤と掘削された土壌とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、掘削軸体の外周面に土壌搬出入翼体を設けると共に、同土壌搬出入翼体は、昇降手段により昇降される駆動・支持体に上端部を連動連結して、掘削軸体とは独立して、同掘削軸体の軸線廻りに正・逆回転駆動又は回転停止状態保持可能となし、かつ、同掘削軸体に沿って昇降移動可能となして、土壌搬出入翼体を、地盤中に掘進する掘削軸体とは独立させて地盤の表面よりも上方に配置することも、また、地盤中に掘進させることも可能となし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。 Therefore, in the present invention, the excavation blade body is provided at the lower end portion of the excavation shaft body extending in the vertical direction, the agitating blade body is provided on the outer peripheral surface of the excavation shaft body located above the excavation blade body, and the excavation blade The ground was excavated by the body, and the solidified material and ground improver were discharged from the discharge part provided at a predetermined place while stirring the excavated soil with the stirring blade body, and the solidified material and ground improver were excavated. In the ground improvement device adapted to improve the ground by kneading with soil, a soil carry-in / out wing body is provided on the outer peripheral surface of the excavation shaft body, and the soil carry-in / out wing body is driven up and down by a lifting means・ The upper end of the support is linked to the support, independent of the excavation shaft, and can be driven in the forward / reverse rotation or rotation stopped around the axis of the excavation shaft. along without movable up and down movement, the soil loading and unloading the wing-body, boring into the ground It also also provides a soil improvement apparatus characterized in that without the also possible to excavation in the ground by independently of the drilling shaft arranged above the surface of the ground that.
また、本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体の下端部に掘削刃体を設け、同掘削刃体の上方に位置する掘削軸体の外周面に撹拌翼体を設けて、上記掘削刃体により地盤を掘削し、掘削された土壌を上記撹拌翼体により撹拌しながら所定個所に設けた吐出部より固化材や地盤改良剤を吐出して、同固化材や地盤改良剤と掘削された土壌とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、掘削軸体の外周面に土壌搬出入翼体を設けると共に、同土壌搬出入翼体は、掘削軸体とは独立して、同掘削軸体の軸線廻りに正・逆回転可能となし、かつ、同掘削軸体に沿って昇降移動可能となし、撹拌翼体は、上下方向に伸延させて形成して上・下端部をそれぞれ掘削軸体に取り付けると共に、中途部を外方へ膨出させて形成し、同中途部に掘削軸体を中心とする半径方向への水平分力生起部を設けて、同水平分力生起部により撹拌翼体の撹拌力から掘削土に対して半径方向への水平分力が生起されるようにし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。
また、本発明は、請求項1記載の地盤改良装置により地盤改良作業を行うための地盤改良工法であって、前記土壌搬出入翼体は、前記昇降手段により前記掘削軸体の上部に配設することで、地盤の表面よりも上方に配置し、前記掘削刃体により掘削された土壌を、前記相対撹拌翼体により撹拌しながら前記吐出部より吐出された固化材と混練する工程と、掘削孔中の土壌と固化材が増大したことに伴って、掘削孔の周面が外側方へ変位し、掘削孔の近傍に配設した地中変位量検出手段が所定の許容変位量以上の変位量を検出した場合には、掘削軸体を所要幅だけ上方へ引き上げ、同状態にて、掘削軸体の上部に配設されている土壌搬出入翼体を、昇降手段により地盤の表面近傍まで下降させる工程と、掘削軸体を正回転させながら掘進させると共に、土壌搬出入翼体を前記駆動・支持体により正回転させながら掘進させることで、掘削された土壌の一部が、土壌搬出入翼体により強制的に地上へ搬出されて、同掘削孔中の土壌と固化材が増大したことに伴う掘削孔周面の外側方への変位を、許容範囲内に抑制する工程と、所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体を反転させながら引き上げて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、混練した土壌と固化材とを固化させる工程と、を有することを特徴とする地盤改良工法を提供するものである。
また、本発明は、請求項1記載の地盤改良装置により地盤改良作業を行うための地盤改良工法であって、地盤改良作業を開始する前に、前記土壌搬出入翼体の長さを、固化材の固化効果を著しく低減させる不要な土壌が存在する深度にまで達する長さに設定しておく工程と、上下方向に伸延する前記掘削軸体の下端部に設けた前記掘削刃体により地盤を掘削して、その掘削された土壌を掘削軸体の外周面に設けた相対撹拌翼体により撹拌し、土壌搬出入翼体は、前記駆動・支持体により正回転駆動されて、掘削刃体により掘削された土壌の一部を地上に搬出する工程と、土壌搬出入翼体の下端部が前記不要な土壌に達するまで掘削・撹拌作業と排土作業とを継続させ、掘削孔中の前記不要な土壌の地上への搬出と、前記不要な土壌よりも深層部の土壌の地上への搬出とを確認したところで、土壌搬出入翼体の正回転駆動を停止させる工程と、土壌搬出入翼体は回転停止状態となしたまま、前記吐出部から固化材を吐出させて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体を反転させながら引き上げて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、混練した土壌と固化材とを固化させる工程と、を有することを特徴とする地盤改良工法を提供するものである。
Further, in the present invention, a drilling blade body is provided at a lower end portion of a drilling shaft body that extends in the vertical direction, and a stirring blade body is provided on an outer peripheral surface of the drilling shaft body located above the drilling blade body. The ground was excavated by the body, and the solidified material and ground improver were discharged from the discharge part provided at a predetermined place while stirring the excavated soil with the stirring blade body, and the solidified material and ground improver were excavated. In the ground improvement device adapted to improve the ground by kneading with soil, a soil carry-in / out wing body is provided on the outer peripheral surface of the excavation shaft body, and the soil carry-in / out wing body is independent of the excavation shaft body. It is possible to rotate forward and backward around the axis of the excavation shaft body, and it can be moved up and down along the excavation shaft body. Each part is attached to the excavation shaft body, and the middle part is formed to bulge outward. A horizontal component force generator in the radial direction centered on the excavation shaft is provided in the middle, and the horizontal component force in the radial direction from the stirring force of the stirring blade body to the excavated soil is generated by the horizontal component generating unit. It is intended to provide a ground improvement device characterized by the fact that the above is generated.
Further, the present invention is a ground improvement method for performing ground improvement work by the ground improvement device according to claim 1, wherein the soil carry-in / out wing body is disposed above the excavation shaft body by the lifting means. A step of kneading the soil excavated by the excavation blade body with the solidified material discharged from the discharge unit while stirring by the relative agitating blade body; Along with the increase of soil and solidified material in the hole, the peripheral surface of the excavation hole is displaced outward, and the underground displacement detection means disposed in the vicinity of the excavation hole is displaced beyond the predetermined allowable displacement amount. When the amount is detected, the excavation shaft body is lifted upward by the required width, and in this state, the soil carry-in / out wing body disposed at the upper part of the excavation shaft body is moved to the vicinity of the ground surface by the lifting means. The process of lowering and digging while rotating the excavation shaft forward In both cases, a part of the excavated soil is forcibly carried out to the ground by the soil carry-in / out wing body by excavating the soil carry-in / out wing body while being rotated forward by the drive / support. The process of suppressing the outward displacement of the peripheral surface of the drilling hole due to the increase in soil and solidified material within the allowable range and excavating and stirring work to a predetermined depth, A ground improvement method characterized by having a step of kneading excavated soil and a solidified material with a relative stirring blade body and a step of solidifying the kneaded soil and the solidified material by pulling up while being inverted is provided. Is.
Further, the present invention is a ground improvement method for performing ground improvement work by the ground improvement device according to claim 1, wherein the length of the soil carry-in / out wing body is solidified before the ground improvement work is started. The step of setting the length to reach the depth where unnecessary soil exists, which significantly reduces the solidification effect of the material, and the excavation blade body provided at the lower end of the excavation shaft body extending in the vertical direction The excavated soil is agitated by a relative agitating blade provided on the outer peripheral surface of the excavating shaft, and the soil carry-in / out wing is driven to rotate forward by the drive / support, The step of carrying out a part of the excavated soil to the ground and the excavation / stirring operation and the soil removal operation are continued until the lower end of the soil carrying-in / out wing body reaches the unnecessary soil, and the unnecessary in the excavation hole Unnecessarily soil to the ground and deeper than the unwanted soil After confirming that the soil has been transported to the ground, the step of stopping the forward rotation drive of the soil carry-in / out wing body and the discharge of the solidified material from the discharge section while the soil carry-in / out wing body is in a rotation stopped state The excavated soil and the solidified material are kneaded with a relative agitating blade body, and excavated and agitated to a predetermined depth, and then the excavated shaft body is pulled up while being inverted to solidify with the excavated soil. The present invention provides a ground improvement method comprising a step of kneading a material with a relative stirring blade body and a step of solidifying the kneaded soil and the solidified material .
(1)請求項1記載の本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体の下端部に掘削刃体を設け、同掘削刃体の上方に位置する掘削軸体の外周面に撹拌翼体を設けて、上記掘削刃体により地盤を掘削し、掘削された土壌を上記撹拌翼体により撹拌しながら所定個所に設けた吐出部より固化材や地盤改良剤を吐出して、同固化材や地盤改良剤と掘削された土壌とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、掘削軸体の外周面に土壌搬出入翼体を設けると共に、同土壌搬出入翼体は、昇降手段により昇降される駆動・支持体に上端部を連動連結して、掘削軸体とは独立して、同掘削軸体の軸線廻りに正・逆回転駆動又は回転停止状態保持可能となし、かつ、同掘削軸体に沿って昇降移動可能となして、土壌搬出入翼体を、地盤中に掘進する掘削軸体とは独立させて地盤の表面よりも上方に配置することも、また、地盤中に掘進させることも可能となしている。 (1) In the present invention described in claim 1, the excavation blade body is provided at the lower end portion of the excavation shaft body extending in the vertical direction, and the stirring blade body is provided on the outer peripheral surface of the excavation shaft body located above the excavation blade body. The excavating blade body excavates the ground, and the solidified material or ground improving agent is discharged from the discharge portion provided at a predetermined location while stirring the excavated soil with the stirring blade body. in soil improvement apparatus that performs ground improvement by kneading the drilled as modifiers soil, provided with a soil loading and unloading the blade body on the outer peripheral surface of the drilling shaft, the soil loading and unloading the blade body is lifting The upper end portion is interlocked and connected to the driving / supporting body that is lifted / lowered by means, independently of the excavation shaft body, and can be driven forward / reverse rotation around the axis of the excavation shaft body or held in a rotation stopped state , and The soil can be moved up and down along the excavation shaft body, It is possible to arrange it above the surface of the ground independently of the excavation shaft that digs into the ground, or to dig into the ground .
このようにして、掘削刃体により掘削された土壌を、撹拌翼体により撹拌しながら吐出部より吐出された固化材や地盤改良剤と混練している際に、吐出された固化材や地盤改良剤の量に比例して掘削された土壌の一部が掘削孔中から地上に搬出されればよいが、かかる土壌の搬出が円滑になされない場合には、土壌搬出入翼体を正回転させることにより、掘削された土壌の一部を強制的に地上へ搬出させることができる。 In this way, when the soil excavated by the excavating blade body is kneaded with the solidified material and ground improvement agent discharged from the discharge unit while being stirred by the stirring blade body, the discharged solidified material and ground improvement are discharged. A part of the soil excavated in proportion to the amount of the agent may be carried out from the excavation hole to the ground, but if the soil is not smoothly carried out, the soil carrying-in / out wing is rotated forward. Thus, a part of the excavated soil can be forcibly carried out to the ground.
従って、固化材や地盤改良剤が掘削孔中に供給(吐出)されて、同掘削孔中の内容物(土壌と固化材)が増大したことに伴う掘削孔周面の外側方への変位(側方変位)を、許容範囲内に抑制することができる。 Therefore, when the solidification material or ground improvement agent is supplied (discharged) into the excavation hole and the contents (soil and solidification material) in the excavation hole increase, the displacement of the outer surface of the excavation hole to the outside ( Lateral displacement) can be suppressed within an allowable range.
その結果、土壌改良地盤の周辺に設けられた既設の地中構造物に悪影響を及ぼしたり、地表面が盛り上がる等の不具合の発生を確実に防止することができる。 As a result, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as adversely affecting existing underground structures provided around the soil-improved ground and the ground surface rising.
しかも、土壌搬出入翼体の回転数を適宜調節することにより、土壌の搬出量を調整することができるため、土壌の搬出が原因で地中に空隙や空洞が生じるのを防止しながら土壌の搬出作業を行うことができる。 Moreover, since the amount of soil carried out can be adjusted by appropriately adjusting the rotation speed of the soil carrying-in / out wing body, it is possible to prevent the formation of voids and cavities in the ground due to soil carrying-out. Unloading work can be performed.
従って、空隙や空洞が生じることを想定して、固化材や地盤改良剤を設定量よりも多めに供給する必要性がなくなり、固化材や地盤改良剤のコスト削減も図ることができる。 Therefore, assuming that voids and cavities are generated, it is not necessary to supply the solidifying material and the ground improvement agent in excess of the set amount, and the cost of the solidifying material and the ground improvement agent can be reduced.
また、地盤を締め固める必要性がある場合には、掘削刃体により掘削された土壌を、撹拌翼体により撹拌しながら、土壌搬出入翼体を逆回転させることにより、砂、砕石、又は、リサイクル材(再生砕石や転炉スラグ等)を地上から掘削孔中に搬入させて、地中に締め固めた円柱状の地盤改良杭体を造成することができ、その結果、地盤を強制圧密させて、全体的に地耐力を増大させることができる。 In addition, when there is a need to compact the ground, sand, crushed stones, or Recycled materials (recycled crushed stone, converter slag, etc.) can be carried into the excavation hole from the ground, and a cylindrical ground improvement pile body compacted in the ground can be created. As a result, the ground is forcibly consolidated. As a result, the earth bearing capacity can be increased as a whole.
この際、サンドコンパクションパイル工法のように地中にケーシングパイプを貫入するための強制昇降装置や回転圧入装置を使用しないため、振動も騒音も大幅に低減させることができて、周辺への悪影響をなくすことができる。 At this time, unlike the sand compaction pile method, a forced elevating device and a rotary press-fitting device for penetrating the casing pipe into the ground are not used, so vibration and noise can be greatly reduced, and adverse effects on the surroundings can be avoided. Can be eliminated.
また、有害物質に汚染された土壌を固化、浄化、ないしは、中和させて無公害化させる土壌改良を行う場合には、掘削孔から地上に搬出された土壌を、掘削孔中に強制的に圧密させながら搬入させることができる。 In addition, when soil improvement that solidifies, purifies, or neutralizes soil contaminated with harmful substances is made pollution-free, the soil transported from the excavation hole is forced into the excavation hole. It can be carried in while being consolidated.
このようにすることにより、搬出された土壌を浄化処理ないしは中和処理したり、法的に許可された指定場所に運搬して投棄するという従来行われている処置の必要性がなくなる。 This eliminates the need for conventional treatments such as purifying or neutralizing the transported soil or transporting it to a legally permitted designated place and discarding it.
その結果、搬出された土壌を処理するための多額の費用や、搬出された土壌を指定場所に運搬する費用、さらには、その指定場所に投棄する費用を削減することができる。 As a result, it is possible to reduce a large amount of cost for treating the unloaded soil, a cost for transporting the unloaded soil to a designated location, and a cost for dumping to the designated location.
(2)請求項2記載の本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体の下端部に掘削刃体を設け、同掘削刃体の上方に位置する掘削軸体の外周面に撹拌翼体を設けて、上記掘削刃体により地盤を掘削し、掘削された土壌を上記撹拌翼体により撹拌しながら所定個所に設けた吐出部より固化材や地盤改良剤を吐出して、同固化材や地盤改良剤と掘削された土壌とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、掘削軸体の外周面に土壌搬出入翼体を設けると共に、同土壌搬出入翼体は、掘削軸体とは独立して、同掘削軸体の軸線廻りに正・逆回転可能となし、かつ、同掘削軸体に沿って昇降移動可能となし、撹拌翼体は、上下方向に伸延させて形成して上・下端部をそれぞれ掘削軸体に取り付けると共に、中途部を外方へ膨出させて形成し、同中途部に掘削軸体を中心とする半径方向への水平分力生起部を設けて、同水平分力生起部により撹拌翼体の撹拌力から掘削土に対して半径方向への水平分力が生起されるようにしている。
(2) In the present invention described in
このようにして、撹拌翼体に設けた水平分力生起部により、撹拌翼体の撹拌力から掘削土に対して外側方への水平分力が生起されるようにしているため、掘削孔の周面に対して掘削土を強制的に押圧させて圧密することができる。 In this way, the horizontal component force generating portion provided on the stirring blade body generates a horizontal component force outward from the stirring force of the stirring blade body with respect to the excavated soil. The excavated soil can be forcibly pressed against the peripheral surface for consolidation.
この際、土壌搬出入翼体を逆回転させることにより、砂、砕石、又は、リサイクル材(再生砕石や転炉スラグ等)を地上から掘削孔中に搬入させて、地中に締め固めた円柱状の地盤改良杭体を造成した場合には、かかる地盤改良杭体により地盤を十分に強制圧密させることができて、全体的に地耐力を大幅に増大させることができる。
(3)請求項3記載の本発明では、請求項1記載の地盤改良装置により地盤改良作業を行うための地盤改良工法であって、前記土壌搬出入翼体は、前記昇降手段により前記掘削軸体の上部に配設することで、地盤の表面よりも上方に配置し、前記掘削刃体により掘削された土壌を、前記相対撹拌翼体により撹拌しながら前記吐出部より吐出された固化材と混練する工程と、掘削孔中の土壌と固化材が増大したことに伴って、掘削孔の周面が外側方へ変位し、掘削孔の近傍に配設した地中変位量検出手段が所定の許容変位量以上の変位量を検出した場合には、掘削軸体を所要幅だけ上方へ引き上げ、同状態にて、掘削軸体の上部に配設されている土壌搬出入翼体を、昇降手段により地盤の表面近傍まで下降させる工程と、掘削軸体を正回転させながら掘進させると共に、土壌搬出入翼体を前記駆動・支持体により正回転させながら掘進させることで、掘削された土壌の一部が、土壌搬出入翼体により強制的に地上へ搬出されて、同掘削孔中の土壌と固化材が増大したことに伴う掘削孔周面の外側方への変位を、許容範囲内に抑制する工程と、所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体を反転させながら引き上げて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、混練した土壌と固化材とを固化させる工程と、を有している。
このように、土壌搬出入翼体は、駆動・支持体により回転停止状態に保持することで、掘削された土壌は搬出されることがなく、過剰な土壌搬出により掘削孔の周面が周囲の土圧により崩壊するという不具合の発生を確実に防止することができる。
(4)請求項4記載の本発明では、請求項1記載の地盤改良装置により地盤改良作業を行うための地盤改良工法であって、地盤改良作業を開始する前に、前記土壌搬出入翼体の長さを、固化材の固化効果を著しく低減させる不要な土壌が存在する深度にまで達する長さに設定しておく工程と、上下方向に伸延する前記掘削軸体の下端部に設けた前記掘削刃体により地盤を掘削して、その掘削された土壌を掘削軸体の外周面に設けた相対撹拌翼体により撹拌し、土壌搬出入翼体は、前記駆動・支持体により正回転駆動されて、掘削刃体により掘削された土壌の一部を地上に搬出する工程と、土壌搬出入翼体の下端部が前記不要な土壌に達するまで掘削・撹拌作業と排土作業とを継続させ、掘削孔中の前記不要な土壌の地上への搬出と、前記不要な土壌よりも深層部の土壌の地上への搬出とを確認したところで、土壌搬出入翼体の正回転駆動を停止させる工程と、土壌搬出入翼体は回転停止状態となしたまま、前記吐出部から固化材を吐出させて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体を反転させながら引き上げて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、混練した土壌と固化材とを固化させる工程と、を有している。
このようにして、掘削・撹拌する工程において、例えば、腐植土層のように固化材の固化効果を著しく低減させる不要な土壌が存在する場合には、不要な土壌をあらかじめ不要土壌を搬出する工程において地上に搬出しておくことにより、後続の工程において、固化材と掘削された土壌とを混練して化学的に固化させる効果を良好に確保することができる。
そして、固化材と掘削された土壌とを混練して固化させる作業は、土壌を搬出しない工程においてなされるため、土壌と混練された固化材が地上に搬出されるという無駄が生じないようにすることができ、その結果、効果的にかつ効率良く地盤改良作業を行うことができる。
At this time, by rotating the soil loading / unloading wing body in the reverse direction, sand, crushed stone, or recycled material (recycled crushed stone, converter slag, etc.) is carried into the excavation hole from the ground and compacted into the ground. When a columnar ground improvement pile body is created, the ground can be sufficiently forcibly consolidated by the ground improvement pile body, and the ground strength can be greatly increased as a whole.
(3) The present invention described in claim 3 is a ground improvement method for performing ground improvement work by the ground improvement device according to claim 1, wherein the soil carry-in / out wing is moved by the lifting means by the excavating shaft. By disposing on the upper part of the body, the solidified material disposed above the surface of the ground and discharged from the discharge unit while stirring the soil excavated by the excavating blade body by the relative stirring blade body; Along with the increase in the amount of soil and solidified material in the drilling hole and the kneading step, the peripheral surface of the drilling hole is displaced outwardly, and the underground displacement detection means disposed in the vicinity of the drilling hole has a predetermined amount. When a displacement amount greater than the allowable displacement amount is detected, the excavation shaft body is lifted upward by the required width, and in this state, the soil carrying-in / out wing body disposed on the upper portion of the excavation shaft body is lifted / lowered The process of descending to the vicinity of the surface of the ground by While excavating, by excavating while the soil carry-in / out wing body is rotated forward by the drive / support, a part of the excavated soil is forcibly carried out to the ground by the soil carry-in / out wing body, The process of suppressing the displacement to the outside of the perimeter of the excavation hole due to the increase of soil and solidified material in the excavation hole within the allowable range, and excavation and agitation work to a predetermined depth, then excavation The shaft body is pulled up while being inverted, and the excavated soil and the solidified material are kneaded by the relative stirring blade body, and the kneaded soil and the solidified material are solidified.
In this way, the soil carry-in / out wing body is held in the rotation stopped state by the drive / support, so that the excavated soil is not carried out, and the peripheral surface of the excavation hole is surrounded by the excess soil carry-out. It is possible to reliably prevent the occurrence of a problem of collapse due to earth pressure.
(4) The present invention described in
In this way, in the step of excavating and stirring, for example, when there is unnecessary soil that significantly reduces the solidification effect of the solidifying material, such as a humus soil layer, the step of removing the unnecessary soil in advance In the subsequent step, it is possible to satisfactorily ensure the effect of kneading the solidified material and the excavated soil and chemically solidifying them in the subsequent steps.
The work of kneading and solidifying the solidified material and the excavated soil is performed in a process that does not carry out the soil, so that the waste that the solidified material kneaded with the soil is carried out to the ground does not occur. As a result, the ground improvement work can be performed effectively and efficiently.
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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と固化材供給部2とを装備している。
A shown in FIG. 1 is a ground improvement device according to the present invention, and the ground improvement device A includes a base machine 1 and a solidifying
ベースマシン1は、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の下部周面に相対撹拌翼体9を取り付けると共に、同掘削軸体7の下端部に掘削刃体10を取り付けている。12は、掘削軸体7を掘削方向に案内する案内体、14は、掘削刃体10に設けた掘削ビットである。
The base machine 1 includes a self-propelled base machine body 3 provided with a
そして、掘削軸体7の外周面に土壌搬出入翼体40を設けると共に、同土壌搬出入翼体40は、掘削軸体7とは独立して、同掘削軸体7の軸線廻りに正・逆回転可能となし、かつ、同掘削軸体7に沿って昇降移動可能となしている。
A soil carry-in / out
すなわち、図1に示すように、リーダ4に昇降手段(図示せず)を介して昇降用ワイヤ60を取り付ける一方、リーダ4に駆動・支持体61を上下摺動自在に取り付け、同駆動・支持体61に上記昇降用ワイヤ60の先端部を連結して、上記昇降手段により昇降用ワイヤ60を介して駆動・支持体61をリーダ4に沿わせて昇降可能となしている。
That is, as shown in FIG. 1, a lifting / lowering
そして、駆動・支持体61に土壌搬出入翼体40の上端部を連動連結して、同土壌搬出入翼体40を掘削軸体7の軸線廻りに所要の回転数にて正・逆回転駆動することも、又、回転停止状態に保持することもできるようにしている。
Then, the upper end portion of the soil carry-in / out
ここで、土壌搬出入翼体40は、上下方向に伸延して掘削軸体7の外周面を被覆する円筒状の筒状支持片41と、同筒状支持片41の外周面に軸線方向に沿わせてスパイラル状に形成した土壌搬出入翼片42とを具備している。
Here, the soil carrying-in / out
固化材供給部2は、固化材収容タンクと固化材供給ポンプ(図示しない)とを具備し、同固化材供給ポンプに固化材供給ホース11の基端部を接続し、同固化材供給ホース11の先端部を前記掘削軸体7にスイベルジョイント(図示せず)を介して接続している。
The solidification
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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the excavation shaft body 7 is vertically extended so as to surround a cylindrical
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中に内側固化材供給路23を形成する一方、同筒状体22の外周面と内側軸20の内周面との間に外側固化材供給路24を形成している。
A
しかも、内側軸20の上端部には連通路(図示せず)を形成して、同連通路を介して内側固化材供給路23と外側固化材供給路24とを連通させ、固化材供給ホース11を通して供給される固化材を、内側固化材供給路23と外側固化材供給路24とに分流させて供給することができるようにしている。
Moreover, a communication path (not shown) is formed at the upper end portion of the
ここで、内側軸20の下端部には刃体取付体13を介して掘削刃体10を取り付けており、同刃体取付体13に第1固化材吐出部29を設けている。
Here, the
そして、第1固化材吐出部29は、筒状に形成した刃体取付体13の周壁に円形状の第1固化材吐出孔29aを形成し、同第1固化材吐出孔29aを内側固化材供給路23に接続して、同内側固化材供給路23を通して供給される固化材は、第1固化材吐出孔29aより直下方へ向けて吐出されるようにしている。
And the 1st solidification
相対撹拌翼体9は、図2及び図3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。
2 and 3, the relative stirring blade body 9 includes an
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。
The
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。
The
そして、縦翼片27cの中央部と内側軸20との間には、左右方向に直状に伸延する中間横翼片27dを横架状に形成し、同中間横翼片27d中に固化材導入路33を形成して、同固化材導入路33を通して後述する第2固化材吐出部32と外側固化材供給路24とを接続している。
An intermediate
このようにして、左右方向に直状の中間横翼片27dを増設して掘削土壌の撹拌効率を向上させると共に、かかる直状の中間横翼片27d中に固化材導入路33を形成することにより、かかる固化材導入路33を可及的に短くかつ簡単に形成することができて、加工コストを安価にすることができる。
In this way, it is possible to increase the stirring efficiency of excavated soil by adding a straight intermediate
また、上記した内側撹拌翼27は、内側軸20の下部の線対称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。
Further, a pair of the above-described inner
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。
The
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。
Three
また、内側撹拌翼27には、固化材を吐出する第2固化材吐出部32を設けており、以下にかかる第2固化材吐出部32について説明する。
Further, the
すなわち、図2及び図3に示すように、内側撹拌翼27の縦翼片27cと中間横翼片27dとの交差部には第2固化材吐出部32を設けており、同第2固化材吐出部32は、縦翼片27cの背面(回転方向側の面とは反対側の面)に上下方向に伸延する第2固化材吐出縦長孔32aを形成すると共に、中間横翼片27dの背面(回転方向側の面とは反対側の面)に水平方向に伸延する第2固化材吐出横長孔32bを形成して、両孔32a,32bをT字状に連通させている。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, a second solidifying
そして、第2固化材吐出縦・横長孔32a,32bは、中間横翼片27d中に形成した固化材導入路33を通して外側固化材供給路24に接続している。
The second solidified material discharge vertical / horizontal
このようにして、軟弱な地盤Gを改良する際には、地盤改良現場にベースマシン1を移動させることにより、リーダ4を建て込み、同リーダ4に沿わせて掘削軸体7を回転させながら下降させることにより、地盤Gを掘削刃体10により掘削すると共に、相対撹拌翼体9により掘削土壌を撹拌する。
In this way, when the soft ground G is improved, the
この際、固化材供給部2より固化材を固化材供給ホース11→スイベルジョイント→掘削軸体7→第1・第2固化材吐出部29,32に供給して、各固化材吐出部29,32より固化材を吐出させるようにしており、かかる固化材を掘削土壌中に均一に撹拌して、掘削土壌を固化させることにより、軟弱な地盤G中に柱状若しくは壁状の地盤改良体を築造して、同地盤Gを改良することができる。
At this time, the solidification material is supplied from the solidification
特に、外側固化材供給路24に供給された固化材は、固化材導入路33を通して第2固化材吐出部32の第2固化材吐出縦・横長孔32a,32bより吐出させることができるようにしており、第2固化材吐出縦長孔32aは、内側撹拌翼27の回転方向とは反対側の背面に形成しているため、固化材を円滑に吐出させることができると共に、上下縦長孔に形成しているため、固化材を上下縦長の帯状に吐出させることができる。
In particular, the solidified material supplied to the outer solidified
しかも、内側撹拌翼27が回転しながら掘削軸体7の掘進方向に移動することから、固化材の膜が円周方向及び上下方向に連続した筒状膜を形成することになり、その結果、掘削土壌中において固化材を掘進方向に満遍なく配置することができる。
Moreover, since the
さらには、第2固化材吐出横長孔32bは、内側撹拌翼27の回転方向とは反対側の背面に形成しているため、固化材を円滑に吐出させることができると共に、水平方向に横長孔に形成しているため、固化材をリング状に吐出させることができる。
Further, since the second solidified material discharge
しかも、内側撹拌翼27が回転しながら掘削軸体7の掘進方向に移動することから、固化材の膜が円周方向及び上下方向に連続したスパイラルな帯状膜を形成することになり、その結果、掘削土壌中において固化材を掘進方向に満遍なく配置することができる。
Moreover, since the
従って、かかる状態にて、互いに内外側に重複状態の内・外側撹拌翼27,28を相互に反対方向に回転させることにより、両撹拌翼27,28間の掘削土壌が反対方向の流動を強制されて、必然的に掘削土壌が両撹拌翼27,28間で交錯してもみ合い、掘削土壌を均一に混練させることができ、かかる均一混練位置に上記した固化材の筒状膜とスパイラルな帯状膜を形成することができることから、掘削土壌と固化材とを効率良く均一に混練させることができる。
Therefore, in this state, the excavated soil between the
ここで、固化材には、合成樹脂製の小断片を適当な数量だけ分散させて混入させることにより、地盤改良体中に合成樹脂製の小断片を混在させることができ、かかる小断片が地盤改良体に作用する水平方向の負荷によって、同地盤改良体に生じる曲げ・引っ張り力に対する耐力の強化に有効に機能し、その結果、地盤改良体の水平方向の負荷耐力を増大させることができる。 Here, in the solidified material, small pieces made of synthetic resin are dispersed and mixed in an appropriate amount, so that the small pieces made of synthetic resin can be mixed in the ground improvement body. The horizontal load acting on the improved body effectively functions to strengthen the yield strength against the bending and pulling force generated in the ground improved body, and as a result, the horizontal load resistance of the ground improved body can be increased.
また、本実施の形態では、上記した内・外側撹拌翼27,28の横断面幅を中央部27e,28eから回転方向側の端面27f,27g,28f,28gに向けて漸次細幅に形成して、内側面をテーパー面27h,27i,28h,28iとなしている。
In the present embodiment, the cross-sectional width of the inner and
このようにして、外側撹拌翼28の回転方向a側の端面28fにより土壌を掘削すると共に、掘削した土壌をテーパー面28hに沿わせて内側撹拌翼27側へスムーズに案内する内側撹拌翼側案内流路cを形成することができるようにしている。
In this way, the soil is excavated by the
この際、外側撹拌翼28の回転方向a側の端面28fは細幅に形成しているため、土壌の掘削が円滑かつ確実に行えると共に、同端面28fには掘削土壌が付着されることなく内側面のテーパー面28hに沿って内側撹拌翼27側に案内される。
At this time, since the
その結果、外側撹拌翼28により掘削されると共に、内側撹拌翼側案内流路cを通して案内される土壌と、内側撹拌翼27により掘削された土壌とを相対的に逆回転させながら効率良く撹拌させることができ、掘削土壌が強粘土質の場合も、同掘削土壌が土塊状となるのを防止しながら、同掘削土壌と固化材とを効率良く均一に混練させることができる。
As a result, while being excavated by the outer agitating
また、内側撹拌翼27の回転方向b側の端面27fにより土壌を掘削すると共に、掘削した土壌をテーパー面27hに沿わせて掘削軸体7側へスムーズに案内する掘削軸体側案内流路dを形成することができるようにしている。
In addition, excavation soil is excavated by the end face 27f on the rotation direction b side of the
この際、内側撹拌翼27の回転方向b側の端面27fは細幅に形成しているため、土壌の掘削が円滑かつ確実に行えると共に、同端面27fには掘削土壌が付着されることなく内側面のテーパー面27hに沿って掘削軸体側案内流路dが形成されて、掘削土壌が掘削軸体側に円滑かつ確実に案内される。
At this time, since the end face 27f on the rotation direction b side of the inner agitating
その結果、掘削土壌が強粘土質の場合も、同掘削土壌が土塊状となるのを防止しながら、同掘削土壌と固化材とを効率良く均一に混練させることができる。 As a result, even when the excavated soil is strong clay, the excavated soil and the solidified material can be efficiently and uniformly kneaded while preventing the excavated soil from becoming a lump.
次に、上記した地盤改良装置Aにより地盤改良作業を行うための地盤改良工法を、図4及び図5を参照しながら説明する。 Next, a ground improvement method for performing ground improvement work by the ground improvement device A described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
(1)図4(a)に示すように、掘削刃体10により掘削された土壌を、相対撹拌翼体9により撹拌しながら第1・第2固化材吐出部29,32より吐出された固化材と混練する(地盤改良工程)。
(1) As shown in FIG. 4 (a), the soil excavated by the excavating
この際、土壌搬出入翼体40は、昇降手段により掘削軸体7の上部に配設して、地盤Gの表面よりも上方に配置している。
At this time, the soil carrying-in / out
ここで、吐出された固化材の量に比例して掘削された土壌の一部が掘削孔H中から地上に搬出されればよいが、かかる土壌の搬出が円滑になされないことがある。 Here, a part of the soil excavated in proportion to the amount of the solidified material discharged may be carried out from the excavation hole H to the ground, but the soil may not be carried out smoothly.
(2)そして、図4(b)に示すように、掘削孔H中の内容物(土壌と固化材)が増大したことに伴って、掘削孔Hの周面が外側方へ変位(側方変位)した場合には、掘削孔Hの近傍に配設した地中変位量検出手段47によりその変位量を検出するようにしているが、同地中変位量検出手段47が所定の許容変位量以上の変位量を検出した場合には、図4(c)に示すように、掘削軸体7を所要幅(例えば、土壌搬出入翼体40の上下幅の略半分に相当する幅)だけ上方へ引き上げ、同状態にて、掘削軸体7の上部に配設されている土壌搬出入翼体40を、昇降手段により地盤Gの表面近傍まで下降させる。
(2) Then, as shown in FIG. 4 (b), as the contents (soil and solidified material) in the excavation hole H increase, the peripheral surface of the excavation hole H is displaced outward (sideward). When the displacement is detected, the displacement amount is detected by the underground displacement amount detection means 47 disposed in the vicinity of the excavation hole H. The underground displacement amount detection means 47 detects the predetermined allowable displacement amount. When the above displacement is detected, as shown in FIG. 4 (c), the excavation shaft body 7 is moved upward by a required width (for example, a width corresponding to approximately half of the vertical width of the soil loading / unloading wing body 40). In the same state, the soil carrying-in / out
(3)図4(c)(d)に示すように、掘削軸体7を正回転させながら掘進させると共に、土壌搬出入翼体40を駆動・支持体61により正回転させながら掘進させる。
(3) As shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), the excavation shaft body 7 is dug while being rotated forward, and the soil carry-in / out
そうすると、掘削された土壌の一部が、土壌搬出入翼体40の排土翼片42により強制的に地上へ搬出される(土壌搬出工程)。
Then, a part of the excavated soil is forcibly carried out to the ground by the earth discharging
従って、固化材が掘削孔H中に供給(吐出)されて、同掘削孔H中の内容物(土壌と固化材)が増大したことに伴う掘削孔H周面の外側方への変位(側方変位)を、許容範囲内に抑制することができる。 Accordingly, when the solidified material is supplied (discharged) into the excavation hole H and the contents (soil and solidification material) in the excavation hole H increase, the displacement (side) of the peripheral surface of the excavation hole H increases. Direction displacement) can be suppressed within an allowable range.
その結果、土壌改良地盤の周辺に設けられた既設の地中構造物に悪影響を及ぼしたり、地表面が盛り上がる等の不具合の発生を確実に防止することができる。 As a result, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as adversely affecting existing underground structures provided around the soil-improved ground and the ground surface rising.
(4)図4(e)に示すように、所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体7を反転させながら引き上げる。 (4) As shown in FIG. 4 (e), excavation and agitation work is performed to a predetermined depth, and then the excavation shaft body 7 is pulled up while being inverted.
この際、第1・第2固化材吐出部29,32から固化材を吐出させて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体9により混練する。
At this time, the solidified material is discharged from the first and second solidified
(5)混練した土壌と固化材とを固化させる。 (5) The kneaded soil and the solidified material are solidified.
また、地中変位量検出手段47により検出される地中の変位量が所定の許容変位量未満となったところで、土壌搬出入翼体40を駆動・支持体61により回転停止状態に保持する(土壌非搬出工程)。
Further, when the underground displacement detected by the underground displacement detection means 47 becomes less than a predetermined allowable displacement, the soil carry-in / out
そして、かかる状態にて掘削軸体7を掘進せながら地盤改良作業(地盤改良工程)を再開することもできる。 And ground improvement work (ground improvement process) can also be restarted while excavating the excavation shaft 7 in such a state.
この際、土壌搬出入翼体40は、駆動・支持体61により回転停止状態にあるため、掘削された土壌は搬出されることがなく、過剰な土壌搬出により掘削孔Hの周面が周囲の土圧により崩壊するという不具合の発生を確実に防止することができる。
At this time, since the soil carry-in / out
(他の地盤改良工法)
次に、上記した地盤改良装置Aによる他の地盤改良工法について、図5を参照しながら説明する。
(Other ground improvement methods)
Next, another ground improvement method using the above ground improvement device A will be described with reference to FIG.
(1)地盤改良作業を開始する前に、例えば、図5に示す腐植土層Bのように固化材の固化効果を著しく低減させる不要な土壌が存在するか否かを探査する。 (1) Before starting the ground improvement work, for example, it is investigated whether there is unnecessary soil that significantly reduces the solidification effect of the solidified material, such as the humus soil layer B shown in FIG.
(2)土壌搬出入翼体40の長さを、腐植土層Bの深度にまで達する長さに設定しておく。
(2) The length of the soil carry-in / out
(3)図5(a)に示すように、上下方向に伸延する掘削軸体7の下端部に設けた掘削刃体10により地盤Gを掘削し、その掘削された土壌Dを掘削軸体7の外周面に設けた相対撹拌翼体9により撹拌する(掘削・撹拌工程)。
(3) As shown in FIG. 5 (a), the ground G is excavated by the
この際、土壌搬出入翼体40は、駆動・支持体61により正回転駆動されて、掘削刃体10により掘削された土壌Dの一部を地上に搬出する(不要土壌搬出工程)。
At this time, the soil carrying-in / out
そして、必要に応じて、第1固化材吐出部29と第2固化材吐出部32から水を吐出させて、掘削・撹拌効率を良好に確保することができる。
Then, if necessary, water can be discharged from the first solidification
(4)図5(b)(c)に示すように、下段の土壌搬出入翼体40の下端部が腐植土層Bに達するまで掘削・撹拌作業と排土作業とを継続させ(不要土壌搬出工程)、掘削孔H中の腐植土の地上への搬出と、腐植土層Bよりも深層部の土壌Dの地上への搬出とを確認したところで、土壌搬出入翼体40の正回転駆動を停止する。
(4) As shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), the excavation / mixing operation and the soil removal operation are continued until the lower end of the lower soil loading / unloading
この際、掘削・撹拌作業は継続し、第1・第2固化材吐出部29,32から固化材を吐出させて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体9により混練する。
At this time, the excavation / stirring operation is continued, the solidified material is discharged from the first and second solidified
そして、かかる掘削・撹拌工程においては、土壌搬出入翼体40は回転停止状態となしているため、掘削された土壌Dの一部が地上に搬出されることがない(土壌非搬出工程)。
In the excavation / stirring step, the soil carry-in / out
(5)図5(d)(e)に示すように、所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体7を反転させながら引き上げる。 (5) As shown in FIGS. 5 (d) and 5 (e), excavation and agitation work is performed to a predetermined depth, and then the excavation shaft body 7 is pulled up while being inverted.
この際、第1・第2固化材吐出部29,32から固化材を吐出させて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体9により混練する。
At this time, the solidified material is discharged from the first and second solidified
(6)混練した土壌と固化材とを固化させる。 (6) The kneaded soil and the solidified material are solidified.
このようにして、掘削・撹拌工程において、例えば、腐植土層Bのように固化材の固化効果を著しく低減させる不要な土壌が存在する場合には、不要な土壌をあらかじめ不要土壌搬出工程にて地上に搬出しておくことにより、後続の工程において、固化材と掘削された土壌とを混練して化学的に固化させる効果を良好に確保することができる。 Thus, in the excavation / stirring process, for example, when there is unnecessary soil that significantly reduces the solidification effect of the solidified material, such as the humus soil layer B, the unnecessary soil is previously removed in the unnecessary soil carrying-out process. By carrying out to the ground, the effect of kneading and solidifying the solidified material and the excavated soil in a subsequent step can be ensured satisfactorily.
そして、固化材と掘削された土壌とを混練して固化させる作業は、土壌非搬出工程においてなされるため、土壌と混練された固化材が地上に搬出されるという無駄が生じないようにすることができ、その結果、効果的にかつ効率良く地盤改良作業を行うことができる。 And, since the work of kneading and solidifying the solidified material and the excavated soil is performed in the soil non-carrying process, it should be avoided that the solidified material kneaded with the soil is carried out to the ground. As a result, the ground improvement work can be performed effectively and efficiently.
なお、上記した二形態の地盤改良工法において、土壌の搬出により、掘削孔H中の土壌Dに空隙や空洞が生じた場合、ないしは、生じる虞がある場合には、適宜、土壌搬出入翼体40を下降移動させることにより、同土壌搬出入翼体40の少なくとも一部を掘削孔H中に配置し、同状態にて、同土壌搬出入翼体40を所要の回転数にて逆回転させることにより、地上に搬出された土壌Dを掘削孔H中に搬入して、掘削孔H中の土壌Dに空隙や空洞が生じないようにすることもできる。
In addition, in the above-mentioned two forms of ground improvement method, when a void or a cavity is generated in the soil D in the excavation hole H due to the removal of the soil, or when there is a possibility that it will occur, the soil carry-in / out wing body is appropriately used. By moving 40 downward, at least a part of the soil carry-in / out
図6は、第2実施形態としての相対撹拌翼体9を示しており、同相対撹拌翼体9は、前記した第1実施形態としての相対撹拌翼体9と基本的構造を同じくしているが、内・外側撹拌翼27,28の中途部に水平分力生起部36,37を設けて、同水平分力生起部36,37により各内・外側撹拌翼体27,28の撹拌力から掘削土に対して外側方への水平分力が生起されるようにしている点において異なる。
FIG. 6 shows a relative stirring blade body 9 as a second embodiment, and the relative stirring blade body 9 has the same basic structure as the relative stirring blade body 9 as the first embodiment described above. However, the horizontal component
すなわち、内側撹拌翼27と外側撹拌翼28は、図7にも示すように、上下方向に伸延する弧状の相似形に形成すると共に、中途部を上下方向に伸延する縦翼片27c,28cとなしており、両縦翼片27c,28cは、外側面27d,28dが回転軌跡K1,K2の接線S1,S2との間に一定の角度θ1,θ2(例えば、θ1,θ2=5°〜45°、好ましくは20°)が形成されるように傾斜した水平分力生起部36,37となしている。
That is, as shown in FIG. 7, the
そして、本実施の形態では、掘削刃体10を正回転(図4の平面説明図において時計廻りに回転)であるa方向に回転させながら掘進させた場合に、図7に示すように、各縦翼片27c,28cから掘削土への作用力F1,F2の外側方に押す水平分力F1h,F2hとして生起させることができる。
In the present embodiment, when the
従って、内側撹拌翼27と外側撹拌翼28との内外側相対撹拌により、同外側撹拌翼28の内方に位置する掘削土の平面的(二次元的)な撹拌・混練を行うことができると共に、両内・外側撹拌翼27,28の縦翼片27c,28cにより、外側方向にも撹拌・混練力を作用させることができるため、掘削孔の周面に対して掘削土を強制的に押圧させて圧密することができる。
Therefore, by the inner and outer relative stirring of the
図8は、変容例としての外側撹拌翼28の断面平面説明図であり、縦翼片28cの横断面幅を回転方向側の端面28fよりも反回転方向側の端面28gを肉厚に形成して、外側面28dをテーパー面となしており、縦翼片28cは、外側面28dが回転軌跡K2の接線S2との間に一定の角度θ2(例えば、θ2=5°〜45°、好ましくは20°)が形成されるように傾斜した水平分力生起部37となしている。
FIG. 8 is a cross-sectional plan view of the outer agitating
そして、本実施の形態では、掘削刃体10を正回転(図4の平面説明図において時計廻りに回転)であるa方向に回転させながら掘進させた場合に、図8に示すように、各縦翼片28cから掘削土への作用力F2の外側方に押す水平分力F2hとして生起させることができる。
In the present embodiment, when the
従って、外側撹拌翼28の縦翼片28cにより、外側方向にも撹拌・混練力を作用させることができるため、掘削孔の周面に対して掘削土を強制的に押圧させて圧密することができる。
Therefore, since the
図9は、第3実施形態としての相対撹拌翼体9を示しており、同相対撹拌翼体9は、基本的構造を前記した第2実施形態としての相対撹拌翼体9と同じくしているが、掘削刃体10を設けることなく、外側撹拌翼28の下部横翼片28bの下端縁部と、外側軸21の下端部とにそれぞれ掘削ビット14を設けて、同掘削ビット14により地盤Gを掘削することができるようにしている。
FIG. 9 shows a relative stirring blade body 9 as the third embodiment, and the relative stirring blade body 9 has the same basic structure as the relative stirring blade body 9 as the second embodiment described above. However, without providing the
このようにして、地盤改良装置Aの構造の簡易化を図ることができる。 In this way, the structure of the ground improvement device A can be simplified.
なお、本実施の形態では、固化材供給部2から掘削軸体7に固化材を供給して第1・第2固化材吐出部29,32から固化材を吐出させるようにしているが、かかる固化材に代えて地盤改良剤を吐出させるようにすることもできる。ここで、地盤改良剤とは、有害物質に汚染された土壌を浄化、ないしは、中和させて無公害化させるものをいう。
In the present embodiment, the solidification material is supplied from the solidification
A 地盤改良装置
G 地盤
1 ベースマシン
2 固化材供給部
3 ベースマシン本体
4 リーダ
A Ground improvement device G Ground 1
Claims (4)
掘削軸体の外周面に土壌搬出入翼体を設けると共に、同土壌搬出入翼体は、昇降手段により昇降される駆動・支持体に上端部を連動連結して、掘削軸体とは独立して、同掘削軸体の軸線廻りに正・逆回転駆動又は回転停止状態保持可能となし、かつ、同掘削軸体に沿って昇降移動可能となして、
土壌搬出入翼体を、地盤中に掘進する掘削軸体とは独立させて地盤の表面よりも上方に配置することも、また、地盤中に掘進させることも可能となしたことを特徴とする地盤改良装置。 A drilling blade is provided at the lower end of the drilling shaft extending in the vertical direction, a stirring blade is provided on the outer peripheral surface of the drilling shaft located above the drilling blade, and the ground is excavated by the drilling blade. , While agitating the excavated soil with the agitating blade body, discharging the solidification material or ground improvement agent from the discharge portion provided at a predetermined location, and kneading the solidification material or ground improvement agent and the excavated soil In the ground improvement device designed to improve the ground by
The soil carry-in / out wing body is provided on the outer peripheral surface of the excavation shaft body. The forward and reverse rotation drive or rotation stop state can be maintained around the axis of the excavation shaft body, and it can be moved up and down along the excavation shaft body .
The soil carrying-in / out wing body can be arranged above the surface of the ground independently of the excavating shaft body that digs into the ground, and can also be dug into the ground. Ground improvement device.
掘削軸体の外周面に土壌搬出入翼体を設けると共に、同土壌搬出入翼体は、掘削軸体とは独立して、同掘削軸体の軸線廻りに正・逆回転可能となし、かつ、同掘削軸体に沿って昇降移動可能となし、
撹拌翼体は、上下方向に伸延させて形成して上・下端部をそれぞれ掘削軸体に取り付けると共に、中途部を外方へ膨出させて形成し、同中途部に掘削軸体を中心とする半径方向への水平分力生起部を設けて、同水平分力生起部により撹拌翼体の撹拌力から掘削土に対して半径方向への水平分力が生起されるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。 A drilling blade is provided at the lower end of the drilling shaft extending in the vertical direction, a stirring blade is provided on the outer peripheral surface of the drilling shaft located above the drilling blade, and the ground is excavated by the drilling blade. , While agitating the excavated soil with the agitating blade body, discharging the solidification material or ground improvement agent from the discharge portion provided at a predetermined location, and kneading the solidification material or ground improvement agent and the excavated soil In the ground improvement device designed to improve the ground by
A soil carry-in / out wing body is provided on the outer peripheral surface of the excavation shaft body, and the soil carry-in / out wing body can be rotated forward / reversely around the axis of the excavation shaft body independently of the excavation shaft body, and Can move up and down along the drilling shaft
The stirring blade body is formed by extending in the vertical direction, and the upper and lower ends are attached to the excavation shaft body, and the middle portion is formed to bulge outward, and the excavation shaft body is centered in the middle portion. A horizontal component force generating part in the radial direction is provided, and the horizontal component force generating part generates a horizontal component force in the radial direction from the stirring force of the stirring blade body to the excavated soil. and the ground board improved apparatus you.
前記土壌搬出入翼体は、前記昇降手段により前記掘削軸体の上部に配設することで、地盤の表面よりも上方に配置し、前記掘削刃体により掘削された土壌を、前記相対撹拌翼体により撹拌しながら前記吐出部より吐出された固化材と混練する工程と、The soil carry-in / out wing body is disposed above the excavation shaft body by the lifting means, thereby disposing the soil excavated by the excavation blade body with the relative stirring blade. Kneading with the solidified material discharged from the discharge unit while stirring by the body;
掘削孔中の土壌と固化材が増大したことに伴って、掘削孔の周面が外側方へ変位し、掘削孔の近傍に配設した地中変位量検出手段が所定の許容変位量以上の変位量を検出した場合には、掘削軸体を所要幅だけ上方へ引き上げ、同状態にて、掘削軸体の上部に配設されている土壌搬出入翼体を、昇降手段により地盤の表面近傍まで下降させる工程と、As the soil and solidification material in the excavation hole increase, the peripheral surface of the excavation hole is displaced outward, and the underground displacement detection means disposed in the vicinity of the excavation hole exceeds the predetermined allowable displacement. When the displacement amount is detected, the excavation shaft body is lifted upward by the required width, and in this state, the soil carry-in / out wing body arranged at the upper part of the excavation shaft body is moved by the lifting means in the vicinity of the ground surface. Step of lowering to
掘削軸体を正回転させながら掘進させると共に、土壌搬出入翼体を前記駆動・支持体により正回転させながら掘進させることで、掘削された土壌の一部が、土壌搬出入翼体により強制的に地上へ搬出されて、同掘削孔中の土壌と固化材が増大したことに伴う掘削孔周面の外側方への変位を、許容範囲内に抑制する工程と、While excavating the excavating shaft body while rotating forward, and excavating the soil carrying-in / out wing body while rotating forward by the drive / support, a part of the excavated soil is forced by the soil carrying-in / out wing body. A step of suppressing the displacement of the peripheral surface of the excavation hole to the outside within an allowable range due to the increase in soil and solidified material in the excavation hole,
所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体を反転させながら引き上げて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、Performing excavation and agitation work to a predetermined depth, and then pulling up the excavation shaft body while reversing and kneading the excavated soil and solidified material with a relative agitation blade body;
混練した土壌と固化材とを固化させる工程と、A step of solidifying the kneaded soil and the solidifying material;
を有することを特徴とする地盤改良工法。The ground improvement construction method characterized by having.
地盤改良作業を開始する前に、前記土壌搬出入翼体の長さを、固化材の固化効果を著しく低減させる不要な土壌が存在する深度にまで達する長さに設定しておく工程と、Before starting the ground improvement work, the step of setting the length of the soil carry-in / out wing body to a length that reaches the depth at which unnecessary soil that significantly reduces the solidification effect of the solidification material exists,
上下方向に伸延する前記掘削軸体の下端部に設けた前記掘削刃体により地盤を掘削して、その掘削された土壌を掘削軸体の外周面に設けた相対撹拌翼体により撹拌し、土壌搬出入翼体は、前記駆動・支持体により正回転駆動されて、掘削刃体により掘削された土壌の一部を地上に搬出する工程と、The ground is excavated by the excavating blade provided at the lower end of the excavating shaft extending in the vertical direction, and the excavated soil is agitated by a relative agitating blade provided on the outer peripheral surface of the excavating shaft. The carry-in / out wing body is driven to rotate forward by the drive / support body, and a part of the soil excavated by the excavating blade body is carried out to the ground;
土壌搬出入翼体の下端部が前記不要な土壌に達するまで掘削・撹拌作業と排土作業とを継続させ、掘削孔中の前記不要な土壌の地上への搬出と、前記不要な土壌よりも深層部の土壌の地上への搬出とを確認したところで、土壌搬出入翼体の正回転駆動を停止させる工程と、Continue excavation / stirring work and soil removal work until the lower end of the soil carry-in / out wing body reaches the unnecessary soil, carry the unnecessary soil in the excavation hole to the ground, and more than the unnecessary soil The process of stopping the forward rotation drive of the soil carry-in / out wing body, after confirming that the soil in the deep layer is carried out to the ground,
土壌搬出入翼体は回転停止状態となしたまま、前記吐出部から固化材を吐出させて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、While the soil carry-in / out wing body is in a rotation stopped state, the solidification material is discharged from the discharge part, and the excavated soil and the solidification material are kneaded by the relative stirring wing body,
所定の深度まで掘削・撹拌作業を行い、その後、掘削軸体を反転させながら引き上げて、掘削された土壌と固化材を相対撹拌翼体により混練する工程と、Performing excavation and agitation work to a predetermined depth, and then pulling up the excavation shaft body while reversing and kneading the excavated soil and solidified material with a relative agitation blade body;
混練した土壌と固化材とを固化させる工程と、A step of solidifying the kneaded soil and the solidifying material;
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