JPH0448895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ソイルセメント地柱やソイルセメ
ント連続壁を施工する為の掘削機に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

この種の掘削機としては、例えば、第７図に示
すようなものがある。

このものでは、同図に示すように、削孔用の回
転軸１の外周部に、螺旋羽根１３と一群の撹拌棒
１４とを、交互に具備させてあり、その下端部
に、地盤を堀り起こす為のビツト部Ｂを配設して
ある。又、この回転軸１の内部には、ビツト部Ｂ
近傍に設けた噴射口に通じる導入管が収容されて
おり、この導入管を介してセメントミルクが噴出
口から噴射されるようにしてある（噴射口及び導
入管は図示せず）。

上記回転軸１を回転状態にすると共に、セメン
トミルクを噴射させた状態で、掘削作業を行う
と、地盤はビツト部Ｂによつてすき起こされると
共にセメントミルクによつて砕かれ、セメントミ
ルクと土砂は、ビツト部Ｂ近傍において、仮混合
（以下、１次混合という）状態となる。そして、
この１次混合状態のセメントミルクと土砂は、螺
旋羽根１３により上方に移送され、この移送途中
において、多群の撹拌棒１４により撹拌混合され
る。

したがつて、上記した仮混合状態の土砂とセメ
ントミルクとは、上方に移行されるにつれて混合
度合が高い、ソイルセメントとなる。

しかしながら、この掘削機で削孔作業を行つた
場合、撹拌棒１４の配設域を通過した上部に位置
するソイルセメントは混合度合の高いものとなつ
ているが、撹拌棒１４の配設域を通過していない
下部に位置するソイルセメントの混合度合は低い
ものとなつており、全体として見た場合、セメン
トミルクと土砂とが、十分に、混合されたソイル
セメントとなつていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明は、土砂とセメントミルクと
の混合度合が十分なソイルセメントが確保できる
掘削機を提供することを課題とする。

〔課題を解決する為の手段〕

そこで、この出願の請求項１の発明では、掘削
機に関して、削孔用の回転軸１の下端部に、地盤
を堀り起こす為のビツト部Ｂを設け、他方、前記
回転軸１内を通る、空気供給用の空気路３を設け
ると共にセメントミルク圧送用の水溶液路２を設
け、前記水溶液路２の下流端を、噴出孔２３を具
備したノズル２２とし、前記空気路３の下流端
を、微小な吸出口３３とすると共に、この吸出口
３３を上記噴出孔２３の外周域に臨ませ、上記ノ
ズル２２をビツト部Ｂ近傍に位置させている。

又、この出願の請求項２記載の発明では、削孔
用の回転軸１の下端部に、地盤を掘り起こす為の
ビツト部Ｂを設け、他方、前記回転軸１内を通
る、空気供給用の空気路３を設けると共にセメン
トミルク圧送用の水溶液路２を設け、前記水溶液
路２の下流端を、噴出路２５を具備したノズル２
２とし、前記空気路３の下流端を、微小な吸出口
３３とすると共に、この吸出口３３を上記噴出路
２５に連通させ、上記ノズル２２をビツト部Ｂ近
傍に位置させている。

〔作用〕

この出願の発明は次のような作用を有する。

請求項１記載の発明の作用 この掘削機を使用する場合、回転軸１を回転
状態にすると共に、セメントミルクを水溶液路
２に圧送する。

この発明のものでは、上記水溶液路２の下流
端を、噴出孔２３を具備したノズル２２とし、
前記空気路３の下流端を、微小な吸出口３３と
すると共に、この吸出口３３を上記噴出孔２３
の外周域に臨ませているから、セメントミルク
の噴出孔２３からの噴出に伴い、空気路３にあ
る空気は吸出口３３から吸出される。この吸出
し状態において、噴出孔２３の外周域は、大気
圧よりも低い圧力となつており、これにより、
噴出孔２３から噴射されたセメントミルク内に
は多数の微小な空洞（キヤビテーシヨン気泡）
が形成されている。尚、ノズル２２はビツト部
Ｂ近傍に位置させてあるから、上記した空洞を
有したセメントミルクは、ビツト部Ｂ近傍に噴
射されることとなる。

したがつて、削孔作業を開始すると、地盤
は、ビツト部Ｂにより、堀り起こされると共
に、空洞を有したセメントミルクによつて砕か
れ、前記セメントミルクと、堀り起こされた土
砂は、ビツト部Ｂ近傍において、１次混合状態
となる。即ち、空洞を有したセメントミルク
は、堀り起こし等によつて大小の塊状となつた
土砂の間〓部分に侵入している。

そして、時間の経過（瞬時）の経過に伴つ
て、セメントミルク内の空洞は、周囲のセメン
トミルクの押圧力によつてバースト（BURST
破裂）し、このときに発生する超音波の振動力
（超音波効果）により、空洞の回りのセメント
ミルクと土砂は、ビツト部Ｂ近傍において、１
次混合状態から再混合（以下、２次混合と言
う）されることとなる。

即ち、ビツト部Ｂによつて、次々と、堀り起
こされた土砂は、セメントミルク内の空洞のバ
ーストにより、セメントミルクと連続的に２次
混合されることとなる。

請求項２記載の発明の作用 この掘削機は、請求項１のものとほぼ同様の
作用を有しており、相違する点は次の通りであ
る。

即ち、このものでは、微小な吸出口３３を、
ノズル２２の噴出路２５に連通させているか
ら、セメントミルクを前記噴出路２５の出口部
から噴射させた状態では、ノズル２２近傍の、
セメントミルクと土砂との混合物と、吸出口３
３とは、噴出路２５を流れるセメントミルクに
より完全に遮断された状態となる。

尚、このものでは、セメントミルクの噴出状
態において、吸出口３３と噴出路２５との連通
部分が大気圧よりも低圧となつて空気路３の空
気が噴出路２５に吸出され、これにより、噴出
路２５の出口部から噴射されたセメントミルク
は多数の微小な空洞が形成されたものとなる。

〔実施例〕

以下、この発明の構成を一実施例として示した
図面に従つて説明する。

この実施例のものは、多軸式の削孔機であり、
第１図ａ，ｂに示すように、パイルドライバーＰ
の前方部に立設したリーダＲの上部に軸回転駆動
装置４を取付け、この軸回転駆動装置４に三本の
削孔軸となる回転軸１を取付けて構成されてい
る。

前記回転軸１は、同図に示すように、ロツド部
１０、撹拌移送部６、削孔部７から構成してあ
り、上記リーダＲの中央部に固定配設した中間振
止め装置Ｒ１によりロツド部１０を、リーダＲの
下部に固定配設した下部振止め装置Ｒ２により撹
拌移送部６と削孔部７との中間部分を、それぞれ
回動自在に支持することにより、前記リーダＲと
平行に設けてある。

他方、この回転軸１内には、第２図ａ，ｂに示
すように、これと同軸線上に、水溶液路２となる
水溶液用配管２０が配設されていると共に、前記
水溶液用配管２０を外挿する態様で、空気路３と
なる空気用配管３０が配設してある。尚、上記水
溶液用配管２０の上端は、同図に示すように、軸
回転駆動装置４内に装備させたスイベル等の回転
自在継手４０を介して、ポンプ４２の吐出側に接
続された固定配管４１の端部と接続されており、
他方、空気用配管３０は、大気開放されている。

上記削孔部７は、第１図及び第３図に示すよう
に、下端部に螺旋羽根７０，７０を設けると共に
これの下縁に複数のビツト７１，７１を設けてあ
る。即ち、この部分が手段の欄のビツト部Ｂとな
る。そして、回転軸１における上記螺旋羽根７
０，７０部分に、セメントミルク噴射用の噴射管
Ｆを、回転軸１の半径方向に90°間隔で突設して
いる。

前記噴射管Ｆは、同図に示すように、上記水溶
液用配管２０と連通接続された水溶液用噴射管２
１と、前記水溶液用噴射管２１に外挿され、且
つ、上記空気用配管３０と連通接続された空気用
供給管３１とから構成されている。そして、この
噴射管Ｆには、第３図及び第４図ａ，ｂに示すよ
うに、上記水溶液用噴射管２１に突設され、且
つ、噴出孔２３を有するノズル２２と、上記空気
供給管３１に形成され、且つ、前記ノズル２２の
先端径よりも僅かに大きい径の開孔３２と、から
構成された噴射口ｆを設けてあり、この噴射口ｆ
は、各噴射管Ｆの軸方向に一定間隔で、且つ、こ
れの半径方向に90°間隔で、配設してある。又、
回転軸１の下端部にも、上記噴射口ｆと同様のも
のが設けてある。尚、この実施例では、上記した
ノズル２２の先端部分と開孔３２との間〓部分が
手段の欄の吸出口３３となつている。

上記構成としたことから、作用の欄に記載した
ように、噴射口ｆから噴射されるセメントミルク
内には、微小な空洞ができることとなり、この空
洞のバーストにより、１次混合状態にあるセメン
トミルクと土砂とが２次混合されることとなる
（以下、２次混合されたセメントミルクと土砂を、
単に、２次混合物という）。

尚、上記した噴射管Ｆの長さは、第３図に示す
ように、その端部の回転軌跡が、螺旋羽根７０の
外周端の回転軌跡と略一致するように設定してあ
り、この為、２次混合による混合域は、ビツト部
Ｂによつて掘削される直径の全範囲に及ぶものと
なる。

他方、上記噴射管Ｆにかえて、第６図ａ，ｂに
示すようなものを採用できる。このものは、同図
に示すように、噴射棒Fa内に水溶液噴射路２１
ａを形成すると共にこれの下流端部をノズル２２
とし、そのノズル２２の噴出路２５に、空気供給
路３１ａの吸出口３３を連通させたものである。
即ち、このものと、上記実施例のものとでは、噴
射棒Faと噴出管Ｆ、水溶液噴射路２１ａと水溶
液用配管２１、空気供給路３１ａと空気用供給管
３１とが、それぞれ対応し、掘削機全体として見
た場合、このものを採用したものは、請求項２記
載の発明と対応している。

したがつて、このものを採用した場合、セメン
トミルクと土砂の混合物は、作用の欄に記載した
ように、吸出口３３から侵入しないものとなる。

撹拌移送部６は、第１図及び第５図に示すよう
に、複数の撹拌移送羽根６０を一定間隔で設けて
おり、この撹拌移送羽根６０が、回転軸１の外周
面に固着された螺旋状部６０ａと、この螺旋状部
６０ａと回転軸１の軸方向に一定間隔をおいて上
方に配設され、且つ、回転軸１の外周面に固着さ
れた螺旋状部６０ｂと、前記螺旋状部６０ａの上
端と螺旋状部６０ｂの下端とを、前記回転軸１の
外周面との間に空〓６０ｃを形成する態様で、断
面Ｕ字状に繋ぐ屈曲部６０ｄとからなるものとし
ている。そして、前記屈曲部６０ｄに於ける外方
突出端の回転軌跡を、上記螺旋状部６０ａ，６１
ｂに於ける外周縁の回転軌跡と略一致させてあ
る。

上記した撹拌移送羽根６０は、第１図ａに示す
ように、三本の回転軸１にこれの軸方向に互い違
いに設けてあり、又、前記軸方向と直交する平面
上において、各回転軸１における撹拌移送羽根６
０の外周縁の回転軌跡が、他の回転軸１における
撹拌移送羽根６０の外縁周の回転軌跡内に侵入す
るように設けてある。

したがつて、削孔部７の螺旋羽根７０によつ
て、撹拌移送部６に移送されてきた土砂とセメン
トミルクの２次混合物は、回転軸１の第５図ａ〜
ｄに示す回転に伴い、同図ａの実線及び破線に示
すように、屈曲部６０ｄを構成する上壁によりコ
ネ返されながら循環することとなる（以下、この
撹拌移送羽根６０部分での前記循環による混合
を、単に、３次混合という）。

そして、２次混合物の充填率の増加に伴い、２
次混合物は、同図の実線及び破線、並びに、二点
鎖線に示すように、二つの経路を移動することと
なる。即ち、この撹拌移送部６において、２次混
合物は、上方への移送と３次混合とが同時に行わ
れることとなる。

この実施例のものでは、回転軸１の軸方向と直
交する平面上において、各回転軸１における撹拌
移送羽根６０の外周縁の回転軌跡が他の回転軸１
の撹拌移送羽根６０の外周縁内に侵入するように
設けてあるから、屈曲部６０ｄの最外周部によ
り、各回転軸１の撹拌移送羽根６０の外周縁近傍
に位置する２次混合物は垂直剪断されることとな
り、撹拌機能は優れたものとなる。

このように、この実施例のものでは、セメント
ミルクと土砂は、上記のように１次〜３次混合さ
れることとなり、混合度合が非常に優れたセメン
トソイルが確保できることとなる。

尚、上記実施例のものでは、空洞を有したセメ
ントミルクを広い範囲にわたつて噴射する為に、
回転軸１からこれの半径方向に突出した噴射管Ｆ
を設け、この噴射管Ｆに噴射口ｆを設けるように
したが、これに限定されることなく回転軸１の周
壁に噴射口ｆを設けるようにしてもよい。

又、上記実施例では、噴射管Ｆを回転軸１の軸
方向に１段設けただけであるが、これに限定され
ることなく、噴射管Ｆを複数段設けるようにして
もよい。この場合、回転軸１の軸方向における混
合域は、大きいものとなり、その結果、セメント
ミルクと土砂の混合度合は更に優れたものとな
る。

更に、この実施例では、第３図に示すように、
噴射管Ｆは、螺旋羽根７０に形成した切欠７２内
に間〓を設けて収容させてあるが、螺旋羽根７０
に噴射管Ｆを固着するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この出願の発明は、上述のような構成を有する
ものであるから、次の効果を有する。

請求項１記載の発明の効果 回転軸１を回転状態にすると共に、セメント
ミルクを水溶液路２に圧送した状態で削孔作業
を行うと、１次混合状態にあるセメントミルク
と土砂とは、ビツト部Ｂ近傍において、セメン
トミルク内の空洞のバーストにより、２次混合
されることとなるから、記述従来のものと比較
して、セメントミルクと土砂との混合度合が優
れたソイルセメントが確保できることとなる。

請求項２記載の発明の効果 セメントミルクを噴出路１の出口部から噴射
させた状態では、ノズル２２近傍の、セメント
ミルクと土砂との混合物と、吸出口３３とは、
噴出路１を流れるセメントミルクにより完全に
遮断された状態となるから、上記請求項１記載
の発明の効果に加えて、ノズル２２近傍の、セ
メントミルクと土砂との混合物が、吸出口３３
から侵入することを確実に阻止できるものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図のａはこの発明の掘削機の正面図であ
り、ｂは前記掘削機の側面図。第２図ａはセメン
トミルクや空気の通路となる配管系統の説明図で
あり、ｂは前記配管部の要部詳細図。第３図は回
転軸の削孔部の説明図。第４図ａ，ｂは噴射管の
要部説明図。第５図ａ〜ｄは回転軸の撹拌移送部
の説明図であり、且つ、２次混合物の移動経路及
び回転軸の回転に伴う撹拌移送羽根の状態を示す
図。第６図ａは他の実施例である、噴射管と対応
する噴射棒の長手方向の断面図であり、ｂは前記
噴射棒のＡ−Ａ断面図。第７図は従来例の説明
図。 １……回転軸、２……水溶液路、３……空気
路、２２……ノズル、２３……噴出孔、２５……
噴出路、３３……吸出口、Ｂ……ビツト部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 削孔用の回転軸１の下端部に、地盤を掘り起
   こす為のビツト部Ｂを設け、他方、前記回転軸１
   内を通る、空気供給用の空気路３を設けると共に
   セメントミルク圧送用の水溶液路２を設け、前記
   水溶液路２の下流端を、噴出孔２３を具備したノ
   ズル２２とし、前記空気路３の下流端を、微小な
   吸出口３３とすると共に、この吸出口３３を上記
   噴出孔２３の外周域に臨ませ、上記ノズル２２を
   ビツト部Ｂ近傍に位置させことを特徴とした掘削
   機。 ２ 削孔用の回転軸１の下端部に、地盤を掘り起
   こす為のビツト部Ｂを設け、他方、前記回転軸１
   内を通る、空気供給用の空気路３を設けると共に
   セメントミルク圧送用の水溶液路２を設け、前記
   水溶液路２の下流端を、噴出路２５を具備したノ
   ズル２２とし、前記空気路３の下流端を、微小な
   吸出口３３とすると共に、この吸出口３３を上記
   噴出路２５に連通させ、上記ノズル２２をビツト
   部Ｂ近傍に位置させことを特徴とした掘削機。