JPH069060Y2 - 地盤改良装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、軟弱地盤改良を目的として、地中にセメント
や生石灰等の地盤固結材（改良剤）を噴射し、攪拌する
ための施工装置（ＤＪＭ装置）に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、上記のように地中に改良剤を噴射して攪拌する装
置としては、攪拌翼が設けられた中空状の回転軸内部に
加圧空気を利用して個体状の改良剤を空気輸送し、この
回転軸内部から改良剤を吐出供給するとともに上記攪拌
翼により攪拌を行うようにしたものが一般に知られてい
る。さらに、このような装置において単位時間当りの攪
拌回数の向上を図るため、上記攪拌翼が回転軸に対して
上下複数段に配設されたものも知られている。

このように攪拌翼を上下複数段に配設した装置として
は、例えば特公昭５９−４９３７７号公報に示されるも
のが挙げられる。この装置は、上記攪拌翼が設けられた
回転軸外筒と、この回転軸内筒に独立して回転可能に内
挿され、かつ改良剤供給通路を有する回転軸内筒とを備
えるとともに、上記回転軸外筒において上下攪拌翼の取
付付根部に改良剤供給ノズルが形成され、上記回転軸内
筒に切換供給通孔が形成されたものであり、地中への貫
入時には上記回転軸外筒に対する回転軸内筒の相対回転
により下位攪拌翼側に形成された改良剤供給ノズルと上
記切換供給通孔とが連通し、地中からの引抜き時には上
位攪拌翼側に形成された改良剤供給ノズルと切換供給通
孔とが連通するようになっている。このような装置によ
れば、地中への貫入時には下位攪拌翼側から吐出された
改良剤が上位攪拌翼により攪拌され、地中からの引抜き
時には上位攪拌翼から吐出された改良剤が下位攪拌翼に
より攪拌されることとなり、貫入時および引抜き時の双
方において、効率の高い確実な攪拌作業を行うことがで
きる。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記装置において、回転軸外筒と回転軸内筒とは一定角
度の範囲内で相対的に回転するが、上記改良剤ノズルと
切換供給通孔とが連通状態および非連通状態に繰返し切
換えられることにより、これらのノズルおよび通孔の接
合部分付近に付着した改良剤が回転軸外筒と回転軸内筒
との間に侵入し易く、このような改良剤が固着し、蓄積
されることにより、時間の経過とともに両回転軸筒の回
転抵抗が大きくなる。この状態を放置しておくと、上記
改良剤ノズルと切換供給通孔の通路切換に支障をきた
し、そのまま施工を続行すれば改良柱体の品質に悪影響
を及ぼすといった不都合が生じる。

このような事態を防止するには、定期的に上記改良剤供
給ノズルおよび切換供給通孔の清掃を行い、固着した改
良剤の除去を行うようにすればよいが、上記装置におい
てこのような清掃を行うには攪拌翼全体の分解が必要と
なり、作業時間の大幅なロスを招く。

本考案は上記事情に鑑み、回転軸外筒と回転軸内筒との
相対回転により改良剤の吐出状態を切換えるようにした
地盤改良装置において、簡単な作業で、改良剤の付着に
よる上記回転の抵抗の増加を防ぐことができるものを提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、外周面上に攪拌翼が放射方向に設けられた昇
降兼回動可能な回転軸外筒と、この回転軸外筒内に独立
して回転可能に内挿され、中央部に改良剤供給通路が形
成された回転軸内筒とを備えるとともに、上記回転軸外
筒にその内外部を連通する改良剤供給ノズルを設け、上
記回転軸内筒にその改良剤供給通路と外部とを連通する
切換供給通孔を設け、上記回転軸外筒に対する回転軸内
筒の相対的な回転により上記改良剤供給ノズルおよび切
換供給通孔を連通状態と非連通状態とに切換えるように
構成された地盤改良装置において、上記改良剤供給ノズ
ルおよび切換供給通孔が設けられた部分における回転軸
外筒と回転軸内筒との間に高粘度液体が封入される封入
部を設けるとともに、この封入部に外部から高粘度液体
を注入するための注入通路を上記回転軸外筒または回転
軸内筒に形成したものである。

〔作用〕

上記構成において、改良剤供給ノズルおよび切換供給通
孔に付着した改良剤は、連通の切換が繰返されることに
よって封入部に侵入するが、この侵入した改良剤が固着
する前に封入部に対して注入通路から高粘度液体を注入
することにより、封入部に溜った改良剤および古い高粘
度液体が押出され、これによって改良剤の付着による回
転抵抗の増加が防がれる。

〔実施例〕

第５図は、本考案の一実施例における地盤改良装置の全
体構造を示したものである。同図において、１は基台で
あり、この基台１に立設された塔２に昇降自在にスライ
ド台３が設けられ、このスライド台３に鉛直方向に延び
る回転軸外筒４が回動可能に設けられている。このスラ
イド台３には、従動輪５と駆動輪６との間に掛け渡され
た無端帯７の一部が固定されており、上記駆動輪６は、
ベルト８を介して、上記基台１上に設けられた原動機９
に連結されている。従って、この原動機９の駆動によっ
て上記従動輪５、駆動輪６および無端帯７が一連に作動
し、これにより上記スライド台３および回転軸４が一体
に昇降するようになっている。

このスライド台３には回転用原動機１０が搭載され、こ
の回転用原動機１０が伝動機構（図示省略）を介して上
記回転軸外筒４に連結されており、この回転軸外筒４
は、地中への貫入時には上方から見て時計回りの方向に
回転駆動され、地中からの引抜き時には反時計回りの方
向に回転駆動されるようになっている。

次に、上記回転軸４の下部の構造を第１図〜第４図に基
づいて説明する。この回転軸４は、上下全域に亘って延
びる攪拌軸（回転軸外筒）４１と、この攪拌軸４１の下
部において、攪拌軸４１に対して独立に回転可能に内挿
された切換軸（回転軸内筒）４２とからなり、上記攪拌
軸４１の周面上には、水平方向に延びる攪拌翼１１ａ，
１１ｂが上下２段に亘って配設されている。なお、攪拌
翼１１ａ，１１ｂは互いに直交する方向に設けられてい
るが、便宜上、第１図において上側の攪拌翼１１ａの方
向を９０°ずらして示してある。

第２図に示されるように、攪拌軸４１の下端部にはスト
ッパ部４１ｃ，４１ｄが形成され、切換軸４２の下端部
には突出部４２ｃ，４２ｄが形成されており、これらは
上記ストッパ部４１ｃ，４１ｄの外周面に固定されたカ
バー１２により覆われた状態となっている。各突出部４
２ｃ，４２ｄはストッパ部４１ｃ，４１ｄの間に配置さ
れ、両突出部４２ｃ，４２ｄの両側面がそれぞれストッ
パ部４１ｃ，４１ｄに対して同時に当接するように構成
されており、これによって攪拌軸４１に対する切換軸４
２の回動が６０°の範囲内に規制されている。また、切
換軸４２の下端部には切換用反力板１３が固定されてお
り、地中での回転時にこの切換用反力板１３が受ける土
の反力によって切換軸４２が回動するようになってい
る。なお、この切換軸４２は、支持ピン１７によって、
上下方向に関しては攪拌軸４１に対して固定された状態
にある。

両回転軸筒４１，４２の中心部には、攪拌軸４１上方の
給送管１８（第５図参照）により空気輸送された改良剤
を下方に供給するための改良剤供給通路１４が連続して
設けられている。さらに、第３図および第４図（ａ）
（ｂ）に示されるように、上記攪拌軸４１には、その内
部（切換軸４２側）と、各攪拌翼１１ａ，１１ｂの下方
の空間とを連通する改良剤供給ノズル４１ａ，４１ｂが
２か所に亘って設けられており、攪拌軸４２には、その
改良剤供給通路１４と攪拌軸４２外部（攪拌軸４１側）
とを連通する切換供給通孔４２ａ，４２ｂが上記改良剤
供給ノズル４１ａ，４１ｂに対応して設けられている。

切換供給通孔４２ａは、第２図に示される状態、すなわ
ち上記突出部４２ｃがストッパ部４１ｃに、突出部４２
ｄがストッパ部４１ｄにそれぞれ当接する状態で上記改
良剤供給ノズル４１ａと連通し（第４図（ａ）の破線の
位置）、逆に、上記突出部４２ｃがストッパ部４１ｄ
に、突出部４２ｄがストッパ部４１ｃに当接する状態で
上記改良剤供給ノズル４１ａと非連通となる（同図
（ａ）の二点鎖線の位置）ような方向に形成されてい
る。これとは逆に、切換供給通孔４２ｂは、上記突出部
４２ｃがストッパ部４１ｃに、突出部４２ｄがストッパ
部４１ｄにそれぞれ当接する状態で上記改良剤供給ノズ
ル４１ａと非連通となり（第４図（ｂ）の破線の位
置）、上記突出部４２ｃがストッパ部４１ｄに、突出部
４２ｄがストッパ部４１ｃにそれぞれ当接する状態で上
記改良剤供給ノズル４１ａと連通する（同図（ｂ）の二
点鎖線の位置）ような方向に形成されている。

さらに本考案の特徴として、第３図に示されるように、
上記改良剤供給ノズル４１ａ，４１ｂおよび切換供給通
孔４２ａ，４２ｂが設けられた部分において、攪拌軸４
１の外周面にその全周に亘る周溝（封入部）１５が形成
され、これによって、両軸４１，４２の間に隙間が形成
されており、この部分に高粘度液体のグリースが封入さ
れるようになっている。また、この周溝１５において上
記切換供給通孔４２ａ，４２ｂの開口と反対側の部分と
外部とを連通する注入通路１６が攪拌軸４１に形成され
ており、この注入通路１６の注入口１６ａから上記周溝
１５内に向けて新しいグリースが注入されるようになっ
ている。

次に、この装置の作用を説明する。まず、回転軸４を地
中へ貫入する際には、回転用原動機１０の駆動によって
攪拌軸４１を上方から見て時計回りの方向に回転させな
がら、原動機９の駆動によって降下させる。このとき、
切換軸４２も同方向に回転するが、その下端部に固定さ
れた切換用反力板１３が回転方向と逆方向の土の反力を
受けることにより、切換軸４２は、その突出部４２ｃが
ストッパ部４１ｃに、突出部４２ｄがストッパ部４１ｄ
にそれそれ当接する状態で攪拌軸４１と一体に回転す
る。従って、各切換供給通孔４２ａ，４２ｂは改良剤供
給ノズル４１ａ，４１ｂに対してそれぞれ第４図（ａ）
（ｂ）に破線で示される位置にあり、改良剤供給通路１
４に給送されている改良剤は下側の改良剤供給ノズル４
１ｂからのみ地中に噴射され、上側の攪拌翼１１ａによ
って攪拌される。

逆に、地中から回転軸４を引抜く際には、回転用原動機
１０の駆動によって攪拌軸４１を上方から見て反時計回
りの方向に回転させながら、原動機９の駆動によって上
昇させる。このとき、切換用反力板１３は上記と逆方向
の反力を受けるため、切換軸４２は、その突出部４２ｃ
がストッパ部４１ｄに、突出部４２ｄがストッパ部４１
ｃにそれぞれ当接する状態で攪拌軸４１と一体に回転す
る。従って、各切換供給通孔４２ａ，４２ｂはそれぞれ
第４図（ａ）（ｂ）に二点鎖線で示される位置にあり、
改良剤供給通路１４に給送されている改良剤は上側の改
良剤供給ノズル４１ａからのみ地中に噴射され、下側の
攪拌翼１１ｂによって攪拌される。このような昇降動作
が行われることによって、良好な改良柱体が形成される
こととなる。

このとき、改良剤供給ノズル４１ａ，４１ｂと切換供給
通孔４２ａ，４２ｂの連通の切換が繰返し行われること
により、これらの接合部分に付着した改良剤が周溝１５
内に侵入し、滞留するが、この改良剤が固着する前に注
入通路１６から定期的にグリースを注入することによ
り、上記改良剤および古いグリースが周溝１５から押出
される。これによって改良剤の付着による切換軸４２の
回転抵抗の増大を防止することができ、ひいては、上記
回転抵抗の増大に伴う切換の作動不良を防止することが
できる効果がある。

なお、本考案では上記攪拌翼１１ａ，１１ｂの段数や回
転軸４の本数は問わず、例えば回転軸４を一方向に複数
本並設したものにおいても適用が可能である。

また、封入部に注入する物質としては、上記グリースの
他、高粘度の液体（半固形状物）で、かつ改良剤と固結
反応を起こさないものであれば上記と同様の効果が得ら
れる。封入部を設ける手段に関しても、上記実施例のよ
うに切換軸４２に周溝１５を設ける他、攪拌軸４１側に
周溝を形成するようにしてもよい。

周溝１５と注入通路１６との連通箇所も適宜設定すれば
よいが、上記実施例のように改良剤供給ノズル４１ａ，
４１ｂの反対側に設けるようにすれば、高粘度液体を周
溝１５内に対して均等に効率良く注入することができる
利点がある。

なお、上記実施例では攪拌軸４１側に注入通路１６を形
成するようにしているが、第６図に示されるように切換
軸４２側に注入通路１９を形成してもよい。このような
構造において、各注入通路１９に対応する注入口１９ａ
は切換軸４２の下面等に設ければよいが、この場合には
特に土が注入通路１６内に侵入し易いので、プラグ等で
上記注入口１９を塞いでおくことが望ましい。

〔考案の効果〕

以上のように本考案は、回転軸外筒と回転軸内筒の相対
回転により、改良剤供給ノズルと切換供給通孔との連通
の切換が行われる地盤改良装置において、上記改良剤供
給ノズルおよび切換供給通孔が設けられた部分に、高粘
度液体が封入される封入部を設けるとともに、この封入
部に外部から高粘度液体を注入するための注入通路を回
転軸外筒または回転軸内筒に設けたものであるので、従
来のように大掛りな作業を行わなくても、注入通路から
封入部へ高粘度液体を注入するだけの簡単な作業によっ
て、改良剤の付着による回転軸内筒の回転抵抗の増加を
防止することができ、ひいては連通切換の作動不良によ
る改良柱体の品質劣化を防止することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における地盤改良装置の要部
を示す縦断面側面図、第２図は第１図のII-II線断面
図、第３図は同装置における封入部および注入通路を含
む横断面平面図、第４図（ａ）は第１図のＡ−Ａ線断面
図、同図（ｂ）は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第５図は同
装置の全体構造を示す側面図、第６図は他の実施例にお
ける地盤改良装置の要部を示す断面側面図である。 ４１……攪拌軸（回転軸外筒）、４２……切換軸（回転
軸内筒）、４１ａ，４１ｂ……改良剤供給ノズル、４２
ａ，４２ｂ……切換供給通孔、１１ａ，１１ｂ……攪拌
翼、１５……周溝（封入部）、１６，１９……注入通
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面上に攪拌翼が放射方向に設けられた
   昇降兼回動可能な回転軸外筒と、この回転軸外筒内に独
   立して回転可能に内挿され、中央部に改良剤供給通路が
   形成された回転軸内筒とを備えるとともに、上記回転軸
   外筒にその内外部を連通する改良剤供給ノズルを設け、
   上記回転軸内筒にその改良剤供給通路と外部とを連通す
   る切換供給通孔を設け、上記回転軸外筒に対する回転軸
   内筒の相対的な回転により上記改良剤供給ノズルおよび
   切換供給通孔を連通状態と非連通状態とに切換えるよう
   に構成された地盤改良装置において、上記改良剤供給ノ
   ズルおよび切換供給通孔が設けられた部分における回転
   軸外筒と回転軸内筒との間に高粘度液体が封入される封
   入部を設けるとともに、この封入部に外部から高粘度液
   体を注入するための注入通路を上記回転軸外筒または回
   転軸内筒に形成したことを特徴とする地盤改良装置。