JPH0931967A - 機械攪拌・高圧噴射併用の攪拌混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械攪拌・高圧噴射併用の地盤の攪拌混合に
際し、高圧ジェット噴流の吐出量・噴射圧を地盤の抵抗
に応じて任意に制御し、確実に改良土柱の外径を大きく
でき、所定径の改良土柱を正確に築造できるようにす
る。 【解決手段】 機械攪拌と高圧ジェット噴流の併用によ
り地中に固結体を築造する攪拌混合装置において、掘削
翼３と攪拌翼５の先端部分にジェット噴流吐出口２０，
２１を設け、これらジェット噴流吐出口にそれぞれに独
立した噴射液の供給通路２２，２３を接続し、掘進時あ
るいは引上げ時に先頭となる側のジェット噴流吐出口の
吐出量・噴射圧を大とし、地盤の抵抗の大きい側に十分
な吐出量・噴射圧の高圧ジェット噴流が噴射されるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建設工事におけ
る地盤改良において、掘削翼・攪拌翼による機械的な攪
拌混合と、高圧ジェット噴流による攪拌混合を併用して
地中に固結体を築造する攪拌混合装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の地盤改良工法においては、掘削軸
の先端部に掘削翼・攪拌翼・固化材吐出口などを設け、
掘削軸の回転掘進中および／または引き上げ時に、スラ
リー状の固化材を吐出しつつ土壌と固化材を攪拌・混合
する機械攪拌に加えて、掘削翼あるいは攪拌翼の先端に
設けた高圧吐出口から固化材の高圧ジェット噴流を噴射
して土壌と固化材を攪拌・混合する高圧ジェット噴流を
併用することが行われている。

【０００３】例えば、特公平６−３７７６７号公報にお
いては、回転掘進時に掘削軸下端に設けた低圧吐出口か
らポンプ吐出側圧力が１〜１５kg/cm²の固化材を吐出し
つつ所定深度まで掘削・攪拌を行い、次いで引き上げ時
に掘削翼先端の高圧吐出口からポンプ吐出側圧力が５０
〜３００kg/cm²の固化材を噴射しつつ引上げ・攪拌を行
っている。このような工法であれば、築造される改良土
柱は機械攪拌による中心部改良土柱と高圧ジェット噴流
による外側改良土柱からなり、機械的接触のない外側改
良土柱をラップさせることができ、また鋼矢板や構造物
等に接近させることができ、未改良部分を無くすことが
できる。また、大径の改良土柱を築造することができ
る。

【０００４】さらに、特公平７−３０５５１号公報にお
いては、機械攪拌と高圧ジェット噴流を併用する工法に
おいて、掘削軸先端部の攪拌翼に少なくとも２個のノズ
ルを設け、これらノズルを噴射角度が調整可能なノズル
とし、ノズルの噴射角度を調整して交差噴流を成立さ
せ、交差する噴流のエネルギーの減少により噴流の到達
距離を制御し、これにより仕上がり改良土柱の最外径の
制御を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の複数の高圧ジェット噴流ノズルで改良土柱の径
を制御する方法では、固化材を外部の固化材供給ポンプ
から１つの固化材供給通路を介して少なくとも２個の高
圧ジェット噴流ノズルに供給しているため、次のような
問題点がある。

【０００６】即ち、ポンプから近い側のノズルの噴射圧
が大きくなり、遠い側のノズルの噴射圧が小さくなる傾
向にあり、これらの噴射圧を制御することは困難であ
る。そのため、２個の高圧ジェット噴流ノズルを上下に
設けた場合には、掘削軸の掘削方向先頭側（下部）の地
盤による抵抗が大きいにもかかわらず、この下部のノズ
ル噴射圧が低下し、所定のジェット噴流が得られず確実
に改良土柱の外径を大きくすることができず、また交差
する噴流の到達距離の制御が困難となり、所定径の改良
土柱を正確に築造することができなくなる。

【０００７】さらに、２個の高圧ジェット噴流ノズルを
水平方向に配設した場合にも、掘削軸の回転方向先頭側
の地盤による抵抗が大きいにもかかわらず、この先頭側
のノズル噴射圧が低下し、あるいはこのノズル噴射圧を
大きくすることができず、前述と同様の問題が生じる。

【０００８】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、高圧ジェット噴流の
吐出量および噴射圧を地盤の抵抗に応じて任意に制御で
き、確実に改良土柱の外径を大きくすることができ、所
定径の改良土柱を正確に築造することができる機械攪拌
・高圧噴射併用の攪拌混合装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、機械攪拌と高
圧ジェット噴流の併用により地中に固結体を築造する攪
拌混合装置において、掘削翼および／または攪拌翼の先
端部分にジェット噴流吐出口を少なくとも２つ設け、こ
れらジェット噴流吐出口にそれぞれに独立した噴射液
（セメントミルクや水など）の供給通路を接続したこと
を特徴とする。

【００１０】ジェット噴流吐出口は、掘削翼の先端と攪
拌翼の先端とにそれぞれ配設し、あるいは多段の攪拌翼
の先端にそれぞれ配設し、また掘削軸の上下に位置する
ように、あるいは掘削軸の回転方向にずらして配設す
る。各噴射液供給通路には、ジェット噴流用ポンプをそ
れぞれ個別に接続し、各ジェット噴流吐出口からの吐出
量・噴射圧を個別に調整できるようにするが、各噴射液
供給通路に共通のジェット噴流用ポンプを接続し、各ジ
ェット噴流吐出口からの吐出量・噴射圧が同一となるよ
うにしてもよい。

【００１１】以上のような構成において、掘進時にジェ
ット噴射を行う場合、引上げ時にジェット噴射を行う場
合のどちらの場合にも、掘削軸の進行方向あるいは回転
方向の先頭側となるジェット噴流口の吐出量および噴射
圧が大となるように調整する。地盤の抵抗の大となる側
に吐出量および噴射圧の大きい高圧ジェット噴流が噴射
され、十分な到達距離が得られることにより、確実に改
良土柱の外径を大きくすることができる。また、高圧ジ
ェット噴流を交差させる場合にも、正確に噴流を交差さ
せることができ、所定径の改良土柱を正確に築造するこ
とができる。

【００１２】また、各噴射液供給通路に共通のジェット
噴流用ポンプを接続し、各ジェット噴流吐出口からの吐
出量・噴射圧が同一となるようにした場合でも、従来の
固化材供給通路が一つの場合におけるポンプに遠い側の
噴射圧が小さくなるのを解消することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
例に基づいて説明する。図１に示すように、この発明に
係る攪拌混合装置の掘削軸１の先端部には、下から順
に、掘削軸先端の掘削ビット２と、複数の掘削刃を備え
た掘削翼３と、掘削軸１に対して回転自在に支持され固
定状態で土の共回りを阻止する共回り防止翼４と、複数
段の攪拌翼５とが取付けられている。また、掘削軸１の
上部には回転駆動装置６を有し、この回転駆動装置６を
ベースマシンのリーダ７に上下移動可能に支持し、吊り
ワイヤロープで昇降させることにより、掘削軸１が回転
しつつ掘進下降し、また引抜き上昇する。

【００１４】さらに、掘削軸１の先端部分には、機械攪
拌用の低圧吐出口８が設けられ、地上に設置したミキシ
ングプラントにおける機械攪拌用のポンプ９からホース
１０・スイベル１１および機械攪拌用の固化材スラリー
供給通路１２を介して固化材スラリーが低圧吐出口８に
供給される。

【００１５】なお、この低圧吐出口８は、掘削翼３の付
け根部分に設けた下部吐出口８ａあるいは最上段の攪拌
翼５の上部に設けた上部吐出口８ｂからなり、掘削軸１
の貫入時（掘進・攪拌時）にのみ下部吐出口８ａから吐
出する方法、引抜時（上昇・攪拌時）にのみ上部吐出口
８ｂから吐出する方法、あるいは貫入時と引抜時の両方
とも吐出する（貫入時に下部吐出口８ａから、引抜時に
上部吐出口８ｂから吐出する）方法が採用される。

【００１６】このような攪拌混合装置において、本発明
においては、図１に示すように、掘削翼３の先端および
最下段の攪拌翼５の先端に、ジェット噴流吐出口２０，
２１を設ける。このジェット噴流吐出口２０，２１は、
片側にのみ設けてもよいし、両側に設けてもよい。ま
た、必要に応じてジェット噴流吐出口２０，２１の噴射
角度を調整可能とする。

【００１７】このようなジェット噴流吐出口２０，２１
に、それぞれ独立したジェット噴流用の噴射液供給通路
２２，２３を接続する。この噴射液供給通路２２，２３
は、掘削軸１内に設けた供給管あるいは供給孔などと
し、スイベル１１，ホース２６・２７を介して、外部に
設置したミキシングプラントのジェット噴流用のポンプ
２４，２５に接続し、各ジェット噴流吐出口２０，２１
に独立してセメントミルクや水などの噴射液を供給可能
とする。さらに、ポンプ２４，２５には、流量調整弁を
設け、各ジェット噴流吐出口２０，２１からの吐出量・
噴射圧力を調整できるようにする。

【００１８】以上のような構成において、機械攪拌によ
る引抜時吐出方法，貫入時吐出方法，貫入時・引抜時吐
出方法を行い、これと同時に、掘進時にジェット噴射を
行い、あるいは引上げ時にジェット噴射を行う。あるい
は、掘進時には水をジェット噴射し、引上げ時にはセメ
ントミルク等の固化材スラリーを噴射してもよい。掘進
時の場合には、掘進側先頭に位置する下部のジェット噴
流吐出口２０からの吐出量・噴射圧力を大とし、引上げ
時の場合には、引上げ側先頭となる上部のジェット噴流
吐出口２１からの吐出量・噴射圧力を大とする。

【００１９】掘進時の場合では、地盤の抵抗の大となる
下部のジェット噴流吐出口２０から吐出量および噴射圧
の高圧ジェット噴流が噴射され、上下の高圧ジェット噴
流でほぼ均一で十分な到達距離が得られ、確実に改良土
柱の外径を大きくすることができる。また、上下の高圧
ジェット噴流を交差させる場合にも、確実かつ正確に噴
流を交差させることができ、所定径の改良土柱を正確に
築造することができる。

【００２０】次に、図２に示すのは、２個のジェット噴
流吐出口２０，２１を回転方向に角度をずらして配設し
た例であり、掘削翼３の先端とこの上で直交する攪拌翼
５の先端にジェット噴流吐出口２０，２１を設けてい
る。この場合も、回転方向先頭側に位置するジェット噴
流口２０からの吐出量・噴射圧力を大とする。

【００２１】この場合も、地盤の抵抗の大となる回転方
向先頭側のジェット噴流吐出口２０から吐出量および噴
射圧の大きい高圧ジェット噴流が噴射され、回転方向左
右の高圧ジェット噴流でほぼ均一で十分な到達距離が得
られ、確実に改良土柱の外径を大きくすることができ
る。また、左右の高圧ジェット噴流を交差させる場合に
も、確実かつ正確に噴流を交差させることができ、所定
径の改良土柱を正確に築造することができる。

【００２２】なお、以上は掘削翼３と攪拌翼５にジェッ
ト噴流吐出口を設ける例について示したが、これに限ら
ず上下の攪拌翼５の先端にそれぞれジェット噴流吐出口
を設けるなど種々の態様を採ることができる。

【００２３】また、以上は各噴射液供給通路２２，２３
にジェット噴流用ポンプ２４，２５をそれぞれ個別に接
続する場合について説明したが、各噴射液供給通路２
２，２３に一台のジェット噴流用ポンプを接続するよう
にしてもよい。この場合には、各ジェット噴流吐出口２
０，２１からの吐出量・噴射圧を個別に調整することは
できないが、ポンプから遠い側の掘削翼３のジェット噴
流吐出口２０における圧力低下を解消することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】前述の通り、この発明は、掘削翼，攪拌
翼の先端部分にジェット噴流吐出口を少なくとも２つ設
け、これらジェット噴流吐出口に独立した噴射液の供給
通路を接続し、地盤の抵抗の大となる側のジェット噴流
吐出口の吐出量および噴射圧が大となるように制御する
ことができ、上下あるいは左右でほぼ均一で十分な到達
距離が得られ、確実に改良土柱の外径を大きくすること
ができる。また、上下あるいは左右の高圧ジェット噴流
を交差させる場合にも、確実かつ正確に噴流を交差させ
ることができ、所定径の改良土柱を正確に築造すること
ができる。

【００２５】また、各ジェット噴流吐出口からの吐出量
・噴射圧を個別に調整しない場合にも、従来のポンプか
ら遠い側のジェット噴流吐出口の吐出量および噴射圧の
低下を解消することができ、従来よりも確実に改良土柱
の外径を大きくできると共に、所定径の改良土柱を正確
に築造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る攪拌混合装置の一例を示す正面
図である。

【図２】図１の攪拌混合装置のジェット噴流吐出口の別
の配置例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１…掘削軸、２…掘削ビット、３…掘削翼、４…共回り
防止翼、５…攪拌翼、６…回転駆動装置、７…リーダ、
８…機械攪拌用低圧吐出口、８ａ…下部吐出口 ８ｂ…上部吐出口、９…機械攪拌用ポンプ、１０…機械
攪拌用ホース、１１…スイベル、１２…機械攪拌用固化
材スラリー供給通路、２０，２１…ジェット噴流吐出口 ２２，２３…ジェット噴流用噴射液供給通路 ２４，２５…ジェット噴流用ポンプ ２６，２７…ジェット噴流用ホース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械攪拌と高圧ジェット噴流の併用によ
   り地中に固結体を築造する攪拌混合装置において、 掘削翼および／または攪拌翼の先端部分にジェット噴流
   吐出口を少なくとも２つ設け、これらジェット噴流吐出
   口にそれぞれに独立した噴射液の供給通路を接続したこ
   とを特徴とする機械攪拌・高圧噴射併用の攪拌混合装
   置。