JPH07119139A

JPH07119139A - 掘削孔内の土砂撹拌装置

Info

Publication number: JPH07119139A
Application number: JP26351593A
Authority: JP
Inventors: Chikao Watabe; 愛雄渡部
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1995-05-09
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JP3383887B2

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的軟弱な地盤におけるソイルセメント柱の
築造等に際し、掘削孔内の掘削土砂を効率良く撹拌す
る。【構成】先端部に掘削ヘッド２を有する回転自在の掘削
ロッド３の軸に、下外筒６、上外筒１２を回転自在に嵌
装する。下外筒６と上外筒１２とは環状カバー１４で連
結されている。掘削ロッド３の下端部に低速撹拌杆５を
固定する。下外筒６の下端部に、低速撹拌杆５に対応す
る固定撹拌杆１０を固定する。上外筒１２は杭打ち機の
リーダーまたはオーガマシンに回転を規制するように支
持できる。以上のようにして掘削孔内の土砂撹拌装置２
０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、比較的軟弱な地盤に
おけるソイルセメント柱の築造等に際し、掘削孔内の掘
削土砂を撹拌することを目的とした掘削孔内の土砂撹拌
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の土砂の撹拌装置は、下端に掘削ヘ
ッドを有する単軸の掘削ロッドの中間部に撹拌杆を突設
し、前記掘削ロッドを回転駆動部に連結して、撹拌杆で
撹拌していた。また、他の装置では、掘削ロッドに同芯
の外筒を嵌装し、外筒と掘削ロッドとを相対逆回転して
（通称「ダブルオーガ」）、掘削ロッドに突設した撹拌
杆と外筒に突設した撹拌杆とにより撹拌していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術のうち
前者の場合は、撹拌杆は杭穴掘削ロッドに突設していた
ので掘削ロッドと同一の回転速度（１８〜２２r.p.m.程
度）であった為、効率良く撹拌できない問題点があっ
た。また、効率良く撹拌する為には撹拌杆を多段かつ多
数設ける必要があり掘削ロッドが扱い難くなる問題点が
あった。

【０００４】また、後者の場合は、強制的に土塊を破砕
する能力があるが、ダブルオーガを使用しなければなら
ないので、装置が特殊となり、一般に広く使用されてい
る安価な掘削機械を使用する場合に比べ、取扱いが煩雑
であると共にコストがかかる問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】然るにこの発明は、掘削
ロッドに、回転を規制した外筒を嵌装し、掘削ロッドの
撹拌手段と外筒の撹拌手段とで土砂の撹拌を行ったの
で、前記問題点を解決した。

【０００６】即ちこの発明は、先端部に掘削ヘッドを有
する回転自在の掘削ロッドの軸に、外筒を回転自在に嵌
装し、前記掘削ロッドの下端部に低速撹拌手段を固定
し、前記外筒の下端部に、前記低速撹拌手段に対応する
固定撹拌手段を固定すると共に、前記外筒の回転を規制
したことを特徴とした掘削孔内の土砂撹拌装置である。

【０００７】また、外筒の固定撹拌手段の上方に、高速
撹拌手段を取り付けた掘削孔内の土砂撹拌装置である。
また、外筒の上端部と掘削ロッドとに、掘削ロッドを上
下動できる昇降手段を設置する掘削孔内の土砂撹拌装置
である。更に、高速撹拌手段と低速撹拌手段とを相互に
角度を設けることを特徴とした掘削孔内の土砂撹拌装置
である。

【０００８】前記における撹拌手段とは、撹拌杆、撹拌
羽根、撹拌板など回転により撹拌できる構造のものを指
す。また、前記における低速撹拌手段とは、掘削ロッド
の回転と同じ１８乃至４０r.p.m.の回転による撹拌手段
で、高速撹拌手段とは５０乃至１２０r.p.m.で回転する
撹拌手段を指す。

【０００９】また、前記における昇降手段とは例えば、
外筒にシリンダーを、該ロッドを上向きにして設置し、
該ロッドを掘削ロッドに固定して構成する。

【００１０】

【作用】この発明の装置は、回転する掘削ロッドに固定
した低速撹拌手段と回転を規制した外筒に固定した固定
撹拌手段とが共同して土砂を撹拌するので、掘削孔内の
土砂は効率良く破砕され、撹拌される。また、更に外筒
に高速撹拌手段を設けれて２次破砕を行えば、更に効率
良く撹拌できる。

【００１１】

【実施例】図面に基づきこの発明の実施例を説明する。

【００１２】掘削刃１、１を有する掘削ヘッド２を掘削
ロッド３の先端部に連設する。前記掘削ロッド３上で、
前記掘削ヘッド２の上方でかつ近接して、上向突起４、
４を連設した低速撹拌杆５、５を放射状に固定する。前
記低速撹拌杆５の上方の前記掘削ロッド３に所定長さの
下外筒６を回転自在に嵌装し、該下外筒６の下端部７外
壁に前記低速撹拌杆５の上向突起４に対応した下向突起
９、９を連設した固定撹拌杆１０、１０を放射状に固定
する。前記下外筒６の長さは固定撹拌杆１０の長さと同
程度としてある。

【００１３】前記下外筒６の上方で、下外筒６に近接し
た掘削ロッド３に平ギア（連動ギア）１１を嵌装固定す
る。前記平ギアの上方で平ギア１１に近接した掘削ロッ
ド３に、上外筒１２を回転自在に嵌装する。前記上外筒
１２の上端は掘削ロッド３の上端付近まで至っている。

【００１４】前記下外筒６の上端部８外壁と前記上外筒
１２の下端部１３外壁とを断面略横Ｕ字状の環状カバー
（ギアボックス）１４で連結する。

【００１５】次に、所定長さで中央部に高速撹拌杆１
５、１５を放射状に突設した撹拌軸１７、１７の一端部
を夫々前記環状カバー１４に穿設した貫通孔に軸止する
とと共に前記撹拌軸１７、１７の一端部に傘ギア（連動
ギア）１６を嵌装固定し、前記傘ギア１６を前記平ギア
１１に咬合嵌合させる。また、前記撹拌軸１７、１７の
他端部１８を前記固定撹拌杆１０の先端部上面の支持突
部１９に夫々軸止する。前記高速撹拌杆１５を突設した
撹拌軸は４本を対象な位置に設置する。

【００１６】以上のようにして、土砂撹拌装置２０を構
成する。

【００１７】次に前記実施例に基づくこの土砂撹拌装置
２０の使用について説明する。

【００１８】土砂撹拌装置２０の掘削ロッド３の上端部
を杭打ち機２２のオーガーマシン２３に連結する。ま
た、前記上外筒６の中間部を杭打ち機２２のリーダー２
５に、昇降自在でかつ回転を規制した状態で支持する。
比較的軟弱地盤の杭穴掘削予定で、前記土砂撹拌装置２
０で掘削孔２１を掘削する（図３）。

【００１９】この際、掘削土砂は、低速撹拌杆で撹拌さ
れると共に低速撹拌杆５の上方突起４と固定撹拌杆１０
の下向突起との間で破砕され、更に高速撹拌杆で撹拌さ
れる。ここにおいて、低速撹拌杆５は掘削ロッド３と一
体であるので、掘削ロッド３と同じ、１８乃至４０r.p.
m.で回転し、高速撹拌杆１５は平ギア１１と傘ギア１６
のギア比にもよるが、５０乃至１２０r.p.m.で回転す
る。また、図３において、この時の撹拌の低速撹拌杆５
の軌跡２６、高速撹拌杆１５の軌跡２７により掘削孔内
はほぼ撹拌され、取り分け掘削ロッドの軸周辺の掘削土
砂も高速撹拌杆１５で撹拌される（図３）。また、撹拌
軸１７を斜に設置したので、高速撹拌杆１５を長くする
ことができ、撹拌範囲を拡大できる。

【００２０】所定深さの掘削孔を掘削した後に、掘削ロ
ッド３の下端からセメントミルク等の硬化剤を掘削孔内
に放出しながら、掘削ロッド３を回転して掘削孔内の土
砂を撹拌すると共に、土砂撹拌装置２０を掘削孔内で上
下動を繰り返し（「ターンニング」という）、掘削孔内
を撹拌混合してソイルセメント柱体を築造する。

【００２１】前記において、掘削孔を所定深さに掘削し
た後にセメントミルクを注入したが地盤状態や設計条件
により、掘削開始当初から、あるいは掘削途中からセメ
ントミルクを注入することもできる。

【００２２】前記実施例において、高速撹拌杆を設置し
た撹拌軸は約４５度の角度を設けて斜に設置したが、他
の角度とすることもできる。

【００２３】また、前記実施例において、高速撹拌杆１
７は撹拌軸１７に１段のみ設けたが、図１鎖線図示１７
ａのように更に１段を追加することもできる。

【００２４】また撹拌軸１７は４本設けたが、２本、３
本あるいは５本以上とすることもできる。

【００２５】また、前記実施例において、上外筒６は杭
打ち機のリーダーに支持したが、オーガマシン２３に回
転を規制した状態で支持することもできる。

【００２６】また、前記実施例において、高速撹拌杆１
５の撹拌軸１７は、掘削ロッドの回転を平ギア１１及び
傘ギア１６で取り出して高速回転させたが、図４のよう
に、外筒３１に油圧あるいは電動によるモーター３２を
その軸３３下方に向けて固定し、該軸３３をユニバーサ
ルジョイント３４で撹拌軸１７に連結することもできる
（図４）。

【００２７】また、前記実施例において、上向突起４を
突設した低速撹拌杆５を掘削ヘッド２とは別に設けた
が、図５に示すように、掘削ヘッド２の上面に上方突起
４、４を突設し、掘削ヘッド兼用の低速撹拌杆３５を構
成することもできる（図５）。

【００２８】また、前記実施例において、高速撹拌杆１
５を設けたが、高速撹拌杆は省略することもできる。こ
の場合には、掘削ヘッド２を有する掘削ロッド３に、前
記掘削ヘッド２の上方でかつ近接して、上向突起４、４
を連設した低速撹拌杆５、５を放射状に固定する。前記
低速撹拌杆５の上方に外筒３１を回転自在に嵌装し、該
外筒３１の下端部外壁に前記低速撹拌杆５の上向突起４
に対応した下向突起９、９を連設した固定撹拌杆１０、
１０を放射状に固定する。前記実施例と同様に外筒３１
を杭打ち機のリーダー２５に固定して、その回転を規制
する。以上のようにして土砂撹拌装置３６を構成する
（図６）。

【００２９】また、土砂撹拌装置３６で、リーダー２５
に支持した位置の上方の外筒３１の上縁部３１ａに、シ
リンダー３７をそのロッド３８を上向きにして固定す
る。また、外筒３１の上縁から突出した掘削ロッド３に
回転筒３９を回転自在に嵌装する。前記掘削ロッド３
で、前記回転筒３９の上下位置で、回転筒３９の上下方
向の移動を規制するストッパー４０、４１を夫々固定す
る。前記回転筒３９に放射状に突設した突片４２に前記
シリンダー３７のロッド３８の先端部を回動自在に取り
付ける。以上のようにして土砂撹拌装置４３を構成する
（図７）。この場合、シリンダー３７を可動し、ロッド
３８を上下に移動することにより、掘削ロッド３を外筒
３１内で上下動することができ、低速撹拌杆５の上向突
起４と固定撹拌杆１０の下向突起９とを離接できる。掘
削土砂が比較的細かい場合には、ロッド３８を最上の位
置３８ａに位置させ、上向突起４も最上の位置４ａに位
置させて（図７鎖線図示）撹拌する。比較的粗い土砂が
当たった際、あるいは上向突起と下向突起との間に土砂
が詰まり掘削ロッド３が回転不能となった場合には、シ
リンダー３７を作動してロッド３８を下げ、上向突起４
と下向突起９の間を離すことができ（図７実線図示）、
施工時の微調整が可能となり、更に撹拌効率を向上でき
ると共に土砂詰まりによる危険を容易に回避できる。

【００３０】また、前記土砂撹拌装置４３で、前記土砂
撹拌装置２０のように高速撹拌杆１５を設置することも
できる。

【００３１】

【発明の効果】回転を規制した外筒の固定撹拌手段と回
転する掘削ロッドの低速撹拌杆とを組み合わせたので、
効率良く撹拌できると共に、ダブルオーガに比して大幅
なコスト削減を図ることができる効果がある。また、外
筒は回転しないので、作業上の安全を確保できると共
に、高速撹拌杆回転用のモーターや掘削ロッド昇降用の
シリンダーなどを固定して、これらを容易に制御できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の実施例の一部を破切した拡大
正面図である。

【図２】この発明の撹拌状態を説明する掘削孔の平面図
である。

【図３】この発明の使用状態の正面図である。

【図４】この発明の他の実施例の一部を破切した正面図
である。

【図５】この発明の他の実施例の一部を破切した正面図
である。

【図６】この発明の他の実施例の一部を破切した正面図
である。

【図７】この発明の他の実施例の一部を破切した正面図
である。

【符号の説明】

１掘削刃２掘削ヘッド３掘削ロッド５低速撹拌杆６下外筒１１平ギア（連動ギア）１２上外筒１４環状カバー（ギアボックス）１５高速撹拌杆１６傘ギア（連動ギア）１７撹拌軸２０土砂撹拌装置３１外筒３５低速撹拌杆３６土砂撹拌装置４３土砂撹拌杆

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に掘削ヘッドを有する回転自在の掘
削ロッドの軸に、外筒を回転自在に嵌装し、前記掘削ロ
ッドの下端部に低速撹拌手段を固定し、前記外筒の下端
部に、前記低速撹拌手段に対応する固定撹拌手段を固定
すると共に、前記外筒の回転を規制したことを特徴とし
た掘削孔内の土砂撹拌装置。
【請求項２】外筒の固定撹拌手段の上方に、高速撹拌手
段を取り付けた請求項１記載の掘削孔内の土砂撹拌装
置。
【請求項３】外筒の上端部と掘削ロッドとに、掘削ロッ
ドを上下動できる昇降手段を設置する請求項１記載の掘
削孔内の土砂撹拌装置。
【請求項４】高速撹拌手段と低速撹拌手段とを相互に角
度を設けることを特徴とした請求項２記載の掘削孔内の
土砂撹拌装置。