JPH1030224A - 地盤改良装置の攪拌ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地盤改良装置の攪拌ヘッドを、高い混練速度で
掘削土と硬化剤とを良好に攪拌混練できるものとするこ
と。 【解決手段】互いに反対方向に回転する内軸１２と外軸
１１とを備えた掘削軸１０に装着されて掘削孔内で掘削
土と硬化剤とを攪拌混練する攪拌ヘッド２０において、
攪拌ヘッドは２０上部攪拌部３０と下部攪拌部４０とを
備え、上部攪拌部３０は内軸１２と共に回転する上部内
翼３１と、外軸１１とともに回転してその軌跡が前記上
部内翼３１の回転軌跡を囲むように配置された上部外翼
３２とからなり、下部攪拌部４０，１１０は内軸１２と
共に回転して内軸１３内へ圧送された硬化剤を放射方向
に向けて噴射する噴射ノズル４１と、内軸１３と共に回
転しその回転軌跡が上記噴射ノズル４１を囲むとともに
硬化剤の領域外への噴射を制限する噴射領域制限制板４
３を備えた下部翼４２とからなるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地盤改良装置の攪拌
ヘッドに係り、詳しくは地面を鉛直方向に掘削して形成
する掘削孔内で掘削土と硬化剤とを攪拌混練する地盤改
良装置の攪拌ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した地盤改良装置の攪拌ヘッドとし
て、従来例えば、特開平３−６３３１２号公報記載のも
のがある。

【０００３】この攪拌ヘッドは、外軸と内軸とからなる
二重反転回転軸の先端に設けた掘削刃の上方位置に取り
付けられるものであり、半円弧状の小攪拌翼体がその上
端と下端とで内軸に固着され、半円弧状の大攪拌翼体が
その上端で小攪拌翼体配設位置の上方の外軸に固着さ
れ、その下端を小攪拌翼体配設位置の下方で内軸に軸支
されて、大攪拌翼体の内側に小攪拌翼が配置されるもの
として回転軸に対して垂直で放射状にそれぞれ複数配置
されるものである。また攪拌ヘッドには硬化剤噴射用の
噴射口が形成される。

【０００４】この攪拌ヘッドを取り付けた地盤改良装置
で地盤改良を行なうには、回転軸を回転駆動して掘削刃
を回転させつつ降下させて地盤に円柱状の掘削孔を穿設
する。掘削刃が所定深度に達したら、回転軸の降下を停
止し、地上に設けた硬化剤ポンプから硬化剤を回転軸内
に供給して、掘削軸下端部に設けた硬化剤ノズルから掘
削孔内へ噴射し、攪拌ヘッドの各攪拌翼を反対方向に回
転して掘削土と硬化剤とを攪拌混練しつつ回転軸を上昇
せしめて掘削孔中に地盤改良部分を形成する。

【０００５】この他に、地盤改良装置の攪拌ヘッドとし
ては、大小両攪拌翼体を角形にして掘削軸回りに回転す
ると円柱形となる翼体にしたもの（同公報第４図参
照）、翼体を略平板状に形成して掘削軸より放射状に突
出させたもの（特開平１−３６８１７号公報参照）、角
形の大小攪拌翼体と略平板状の翼体とを組合せたもの
（特開平５−３３１８３４号公報参照）等があり、掘削
孔内における掘削土と硬化剤との攪拌混練をより良くで
きるように種々の翼形および形態が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の地盤
改良装置の攪拌ヘッドでは、主として掘削孔内における
掘削土と硬化剤とが攪拌翼と共回りすることを防止させ
るため、反転する二種類の攪拌翼を内外に設けたもので
あるが、未だ十分な速度で攪拌混練ができず、さらに高
速度で良好な攪拌混練を行いたいという要望がある。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、高い混練速度で掘削土と硬化剤とを良好に攪拌
混練できる地盤改良装置の攪拌ヘッドを提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の手段は、図１に示すように、互いに反対方向
に回転する内軸と外軸とを備えた掘削軸に装着されて掘
削孔内で掘削土と硬化剤とを攪拌混練する攪拌ヘッド２
０，１００において、攪拌ヘッドは２０上部攪拌部３０
と下部攪拌部４０，１１０とを備え、上部攪拌部３０
は、内軸１２と共に回転する上部内翼３１と、外軸１１
とともに回転してその軌跡が前記上部内翼３１の回転軌
跡を囲むように配置された上部外翼３２とからなり、下
部攪拌部４０，１１０は、内軸１２と共に回転して内軸
１３内へ圧送された硬化剤を放射方向に向けて噴射する
噴射ノズル４１，１１１と、その回転軌跡が上記噴射ノ
ズル４１，１１１を囲むように回転する下部翼４２，１
１２とからなるものとした。

【０００９】本発明の攪拌ヘッド２０は、下部攪拌部４
０の下部翼４２を内軸１２とともに回転するものとする
ことができる。

【００１０】また、本発明の攪拌ヘッド２０は、下部攪
拌部４０の下部翼４２を、噴射ノズル４１の噴射延長線
上に設けられ噴射ノズル４２からの硬化剤の噴射液の到
達距離を制限する噴射領域制限板４３を備えるものとす
ることができる。

【００１１】また、本発明の攪拌ヘッド１００は、下部
攪拌部１１０の下部翼１１２を外軸１１とともに回転す
るものとすることができる。

【００１２】〔作用〕本発明の地盤改良装置の攪拌ヘッ
ド４０，１１０は、掘削機を備えた地盤改良装置に装着
された掘削軸１０の先端に接続して使用する。掘削機は
回転軸１０の外軸１１と内軸１２とを反対方向に回転駆
動させつつ降下させて、攪拌ヘッド２０先端に設けた切
削刃１４で地盤に円柱状の掘削孔を穿設する。攪拌ヘッ
ド２０の各翼３１，３２，４２，１１２は、掘削刃１４
と共に所定方向に回転駆動されるとともに、噴射ノズル
４１，１１１は、掘削軸１０の内軸１２内に圧送された
硬化剤を高圧で噴出する。

【００１３】このとき、噴射ノズル４１，１１１は、下
降しながら内軸１２と共に回転して硬化剤を高圧で側方
に噴射するから、噴射された硬化剤は、その掘削土中へ
の浸入方向を回転させながら下降して、掘削孔内の掘削
土中で螺旋を描くように噴射される。このため、硬化剤
の噴出流は、その流勢で掘削土を攪拌することとなり、
硬化剤と掘削土とは良好に混練される。また、この下部
攪拌部４０の下部翼４２が回転して、さらに掘削土と硬
化剤とが攪拌混練される。

【００１４】そして、攪拌ヘッド２０，１００の下降に
伴って、下部攪拌部４０，１１０で攪拌された領域は、
さらに上部攪拌部３０で攪拌される。上部攪拌部３０に
おいては、上部内翼３１の回転軌跡の周囲を上部外翼３
２が囲むように互いに逆方向に回転するから、内翼３１
と外翼３２とがすれ違うときに、硬化剤が混練された掘
削土には剪断力が付与され、掘削土と硬化剤とは共回り
を起こすことなく良好に攪拌される。

【００１５】さらに、下部攪拌部４０の下翼４２を内軸
１２とともに回転させるものにあっては、上部攪拌部３
０と下部攪拌部４０との間において、上部外翼３２と下
部翼４２とは反対の方向に回転するから、上部攪拌部３
１と下部攪拌部４０とがすれ違うときに掘削土には水平
方向に剪断力が付与され、さらに確実に攪拌混練され
る。

【００１６】また、下部攪拌部４２の下部翼４２を内軸
１２とともに回転するものとし、噴射ノズル４１からの
硬化剤の到達距離を制限する噴射領域制限制板４３を設
けるようにしたものにあっては、噴射ノズル４１から噴
射された硬化剤は、この噴射領域制限板４３の外側には
到達せず、硬化剤が無駄に遠方まで噴射されるのを防止
でき、噴射領域制限板内部４３が描く軌跡内の一定の範
囲において掘削土と硬化剤とが良好に攪拌混練される。

【００１７】そして、下部攪拌部１１０の下部翼１１２
を外軸１１を外軸とともに回転するように構成した攪拌
ヘッド１００にあっては、下部攪拌部１１０の噴射ノズ
ル１１１の回転方向と、下部翼１１２の回転方向が逆と
なり、下部攪拌部１１０における攪拌効率が良好なもの
となる。

【００１８】

【実施の形態】以下、この発明に係る地盤改良装置の攪
拌ヘッドの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１９】〔第１の実施形態の構成〕図１乃至図７
は、本発明にかかる地盤改良器の攪拌ヘッドの第１実施
形態を示す構成図であり、図１乃至図４は攪拌ヘッド２
０の具体的構造を、図５乃至図７はこの攪拌ヘッドの使
用状態を示すものである。本例は、特許請求の範囲の請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４及び請求項６に
相当する。

【００２０】この例の攪拌ヘッド２０が使用される地盤
改良装置では掘削軸１０として、最外部の掘削用中空軸
を外軸１１とし、その内側の掘削用中空軸を内軸１２と
し、中心部に位置する硬化剤等供給用中空軸を中心軸１
３とした三重の多重軸が使用される。そして、この掘削
軸１０の下端に攪拌ヘッド２０が、取付部１５を介して
取り付けられる。

【００２１】攪拌ヘッド２０は、掘削軸１０と同軸に形
成されたヘッド軸部２１を備え、このヘッド軸部２１に
上部攪拌部３０、下部攪拌部４０及び掘削刃１４が備え
られる。そして、このヘッド軸部２１は、その上端にお
いて外軸１１に接続される外側ヘッド軸部２２と、その
上端において内軸１２及び中心軸１３に接続される内側
ヘッド軸部２３とから構成される。外側ヘッド軸部２２
の下端には滑り軸受１６が内嵌され、外側ヘッド軸部２
２と内側ヘッド軸部２３とは同軸で反対に回転自在とさ
れる。

【００２２】上記内側ヘッド軸部２３は、その中央部付
近から上端にかけて外側筒部２４及び内側筒部２５を備
えるものであり、外側筒部２４は掘削軸１０の内軸１２
に、内側筒部２５は掘削軸１０の中心軸１３に接続さ
れ、両筒部２４，２５の間には、硬化剤が圧送される内
軸１２と中心軸１３との間の隙間に連通する硬化剤圧送
路２６が形成される。

【００２３】また、内側ヘッド軸部２３は、その下端部
において上記両筒部２４，２５間の硬化剤圧送路２６が
延長形成されることなく一体に形成され、内側ヘッド軸
部２３の中央部に薬液の送通路２７が形成され、上記中
心軸１３の内孔と連通される。

【００２４】本例では、内側ヘッド軸部２３の下端部に
は掘削刃１４が取り付けられており、掘削刃１４の最下
端面に掘削用潤滑剤または硬化剤等の液剤の吐出口１２
が開設され、この吐出口１２は上記送通路２７を介して
上記中心軸１３の内孔に連通される。また、掘削刃１４
の内軸直下部には吐出口１２からの液剤が流出できるよ
うに、切欠部１４ａが設けられる。

【００２５】そして、本例では、攪拌ヘッド２０は、上
記掘削刃１４の上部に設けられ、上部攪拌部３０と下部
攪拌部４０とから構成される。

【００２６】上部攪拌部３０は、上記内側ヘッド軸部２
３に接続され内軸１２とともに回転する直線棒状の上部
内翼３１と、上記ヘッド軸部２１の外側ヘッド軸部２２
に接続され外軸とともに回転する枠状の上部外翼３２と
から構成される。

【００２７】上部内翼３１は、内側ヘッド軸部２３の側
面に内側ヘッド軸部２３の直径を挟んで２本設けられ
る。また、上部外翼３２は、その回転軌跡が前記内翼３
１の回転軌跡を囲むように形成され、上記外側ヘッド軸
部２２の下端部から斜め下向きに形成される上横翼３２
ａと、この上横翼３２ａの先端から下方に向け形成され
る垂直翼３２ｂと、この垂直翼３２ｂの下端から上記内
軸に向け斜め下方に向け形成されその先端が内側ヘッド
軸部２３に外挿される環状取付部３３に取り付けられる
下横翼３２ｃとから全体を略コ字状に形成されている。

【００２８】この環状取付部３３は滑り軸受３４が内嵌
され、内側ヘッド軸部２３の外周に回転自在に取り付け
られる。この滑り軸受は、例えば青銅製円筒状３６０°
ジャーナル軸受等の一般に知られたジャーナル軸受であ
る。

【００２９】下部攪拌部４０は内側ヘッド軸部２３の下
端部付近の側面に設けられ、内軸１２と共に回転して上
記内軸１２と中心軸１３との間の隙間から上記硬化剤圧
送路２６を介して圧送された硬化剤を放射方向に向けて
噴射する噴射ノズル４１と、内側ヘッド軸部２３に取り
付けられ上記内軸１２と共に回転し、上記噴射ノズルを
囲むように配置された下部翼４２とから構成される。

【００３０】本例では、噴射ノズル４１は内側ヘッド軸
部２３の直径を挟む２点に各１つずつ設けられる。ま
た、下部翼４２は内側ヘッド軸部２３の側面であって、
噴射ノズル４１が形成された個所の上下の両位置から外
側に向け形成した上横翼４２ａ及び下横翼４２ｂと、上
記噴射ノズル４１の噴射延長線上に設けられ、噴射ノズ
ル４１からの硬化液の噴射液の到達距離を制限する噴射
領域制限制板４３とから構成される。

【００３１】この噴射領域制限板４３は、図１及び図４
に示すように、上記各横翼４２ａ、４２ｂを結び、その
横断面が図４に示すように各横翼４２ａ，４２ｂの先端
が描く円弧となるように湾曲された板材である。

【００３２】〔地盤改良装置の説明〕次に本例に係る攪
拌ヘッドを使用する地盤改良装置について説明する。図
５乃至図７は、本例に係る攪拌ヘッド２０を装着した地
盤改良装置の一例を示すものである。

【００３３】この地盤改良装置は、２個の攪拌ヘッド２
０，２０をその円形の掘削範囲の端部が重なるように並
べて、両攪拌ヘッド２０，２０の翼が干渉しないよう位
相をずらして回転駆動させて掘削及び硬化剤の混入攪拌
を行い、地盤改良部分を形成するものである。このた
め、地盤改良装置は、２本の掘削軸１０を同期して反対
方向に回転駆動させつつ下降させ、必要に応じて掘削軸
１０を継いでさらに掘削、硬化剤の攪拌混練を行なうも
のである。

【００３４】地盤改良装置は、ベースマシン５０によっ
て直立させたリーダ５１と、このリーダ５１に沿って配
置されたガイドレール５１ａと、このガイドレール５１
ａに上下動自在に取り付けて、リーダ５１の下部に配置
した掘削軸駆動装置５２と、掘削軸駆動装置５２の上方
に配置しガイドレール５１ａに上下動自在に取り付けた
掘削軸昇降装置５３と、ワイヤロープ、ガイドプーリを
備えてこの掘削軸昇降装置を上下動させる昇降駆動装置
（図示していない）を備えている。

【００３５】掘削軸駆動装置５２は、ガイドレール５１
ａにのみ支持され、掘削軸１０を２本並列して嵌合させ
たときに、この掘削軸１０の上部を支持する掘削軸昇降
装置５３と一体的に連結された状態となって、掘削軸昇
降装置５３の上下動に従って上下動する。

【００３６】この掘削軸駆動装置５２は、図６及び図７
に示すように、２本の掘削軸１０を同期して反対方向に
回転駆動するものであり、反対方向に回転する２台のモ
ータ５５，５５と、それぞれモータ５５の回転を減速し
て掘削軸の外軸の周囲に取り付けられる最終段歯車５
６，５６に伝達する２台の減速装置５７，５７と、２本
の掘削軸１０を同期回転させる同期装置５８とからな
る。上記最終段歯車５６，５６の軸位置には、周上等間
隔に係合凹部を形成した掘削軸挿入孔（図示していな
い）が開設されている。

【００３７】本例において、各減速装置５７，５７は、
遊星歯車列５７ａと、平歯車列５７ｂとから構成され、
上記同期装置５８は上記両最終段歯車５６，５６に噛合
する２段の平歯車列５８ａで構成される。

【００３８】掘削軸昇降装置５３は、ガイドレール５１
ａに支持されると共にリーダ５１に設けられたチェーン
駆動装置（図示していない）に連結されて、チェーン駆
動装置の動作に従って上下動する。そして、この掘削軸
昇降装置５３は下部に２本の掘削軸１０，１０を並列
に、外軸接続部及び内軸取付部（図示していない）を介
して取り付けられ、この掘削軸１０，１０は、掘削、掘
削土と硬化剤との攪拌混合の進行と共に次々に継ぎ足さ
れていく。

【００３９】この掘削軸昇降装置５３には、２本の掘削
軸１０，１０についてそれぞれ掘削軸駆動装置５２，５
２で駆動された外軸１１，１１からの回転駆動力を反対
方向にして内軸１２に伝達する反転伝動機構５３ａ，５
３ａが備えられている。この反転伝達機構５３ａ，５３
ａは外軸接続部の上端に取り付けられた平歯車５９，５
９に噛合する平歯車列を介して内軸取付部に取り付けら
れた平歯車６０に動力を伝達する。

【００４０】この例では２本の掘削軸１０の外軸１１
は、掘削軸昇降装置５３の外軸接続部に接続されると共
に掘削軸駆動装置５２に貫通され、回転駆動され、また
上下動可能に取り付けられる。さらに、内軸１２は外軸
１１に同軸に掘削軸昇降装置５３の内軸接続部に接続さ
れ、掘削軸昇降装置５３の歯車列により外軸１１と反対
方向に駆動される（図７中には中心軸１３は図示してい
ないが、中心軸１３は内軸とともに回転するよう構成さ
れる）。

【００４１】なお、攪拌ヘッドを取付ける最も下側の掘
削軸は、攪拌ヘッド取付専用の軸とし、中継用の掘削軸
とは異なる形状にするものとし、外軸における下端部に
フランジ１５ａ（図１参照）を設け、攪拌ヘッド２０を
取付けることができるようにするとともに、外軸の外周
面よりフランジ状の下部ストッパ部材を突設させて掘削
軸駆動装置と掘削軸昇降装置とをこの攪拌ヘッド取付専
用の掘削軸１０ａを介して一体に上下動させることがで
きるようにしている。

【００４２】外軸１１の外周面には上記掘削軸駆動装置
５２から動力伝達可能、かつ、掘削軸駆動装置５２に対
して上下に摺動可能とするため、掘削軸駆動装置５２の
最終段歯車５６の軸位置に開設した掘削軸挿入孔の周囲
に設けた係合凹部に挿入される断面略矩形状の凸条１１
ａを軸方向に連続して設けられる。また、各掘削軸１０
の上下端部には他の掘削軸１０との接続部が形成され、
互いに接続して長さを任意に延長できるものとなってい
る。

【００４３】また、内軸１２の内部には、中心軸１３を
設け、この中心軸１３の中孔を介して掘削刃周辺に冷却
液等を圧送（例えば送出圧力１０ｋｇ／ｃｍ² ）するも
のとし、また内軸１２とこの中心軸１３との間には、上
記攪拌ヘッドの噴射ノズルから噴射する硬化剤を圧送
（例えば送出圧力１００〜２００ｋｇ／ｃｍ² ）するも
のとしている。

【００４４】上記冷却液や硬化剤の圧送は、掘削軸昇降
装置の上部に設けた液注装置（図示していない）からな
される。この液注装置は掘削軸１０の内軸１２と中心軸
１３との間に硬化剤を圧送し、また中心軸１３の内孔内
に掘削用の掘削用潤滑剤、硬化剤等の液剤を送出するた
めの２重スイベルジョイントで構成される。

【００４５】〔第１の実施の形態の作用、効果〕このよ
うな本例にかかる攪拌ヘッド２０を取り付けた地盤改良
装置で使用して地盤改良を行なうには、地盤改良装置の
モータ５５を起動して掘削軸駆動装置５２を作動させ
て、硬化剤を圧送しつつ掘削軸１０を回転駆動させなが
ら下降させて、地盤の掘削、掘削土への硬化剤の注入、
攪拌混練を行なう。

【００４６】掘削軸１０が下降させられると、攪拌ヘッ
ド２０の各翼３１，３２，４２が掘削刃１４と共に所定
方向に回転駆動されるとともに、噴射ノズル４１から掘
削軸１０の内軸１２と中心軸１３との間に圧送された改
良剤が高圧で噴出される。

【００４７】このとき、噴射ノズル４１からは、下降し
ながら内軸１２と共に回転して硬化剤が高圧で側方の掘
削土中に噴射されるから、噴射された硬化剤は掘削土中
への浸入方向を回転させながら下降して、掘削土中で螺
旋を描くように噴射される。このため、硬化剤の噴出流
は、その流勢で掘削土を攪拌することとなり、硬化剤と
掘削土とは良好に混練される。

【００４８】また、下部攪拌部４０の下部翼４２を内軸
１２とともに回転するものとしているので、下部翼４２
によりさらに掘削土と硬化剤とが攪拌混練される。

【００４９】そして、噴射ノズル４１からの硬化剤の噴
射液の到達距離を制限する噴射領域制限制板４３を設け
るようにしているので、噴射ノズル４１から噴射された
硬化剤は、この噴射領域制限板４１の外側には到達せ
ず、硬化剤が無駄に遠方まで噴射されるのを防止でき、
噴射領域制限板内部４３が描く軌跡内の一定の範囲にお
いて掘削土と硬化剤とが攪拌混練される。

【００５０】さらに、攪拌ヘッド２０の下降に伴って、
下部攪拌部４０で攪拌された領域は、さらに上部攪拌部
３０で攪拌される。上部攪拌部３０においては、上部内
翼３１の回転軌跡の周囲を上部外翼３２が囲むように互
いに逆方向に回転するから、内翼３１と外翼３２とがす
れ違うときに、硬化剤が混練された掘削土には剪断力が
付与され、掘削土と硬化剤とは共回りを起こすことなく
良好に攪拌できる。

【００５１】また、上部攪拌部３０と下部攪拌部４０と
の間において、上部外翼３２と下部翼４２とは反対の方
向に回転するから、上部攪拌部３０と下部攪拌部４０と
の間で掘削土には水平方向に剪断力が付与され、さらに
確実に攪拌混練される。本例によれば、２個の攪拌ヘッ
ド並列にしているから、１度の掘削、引き抜きで大きな
面積の地盤を改良することができる。

【００５２】そして、所定深さに達するまで掘削軸１０
を上方から継ぎ足して、掘削攪拌混練を行い、所定の深
さに達した後、攪拌ヘッド２０を引き抜く。この時掘削
軸を回転駆動させながら引き抜くと、更に掘削土と硬化
剤とが攪拌され混練される。攪拌ヘッド２０の引出し時
には掘削軸１０を引き出すにつれて、中継用の掘削軸を
上方から順次取り去り、攪拌ヘッドが地表に現れるまで
この作業を続ける。

【００５３】従って、実施の形態の第１例の攪拌ヘッド
にあっては、内軸と共に回転する噴射ノズルからの高圧
の硬化液の流勢で掘削土を攪拌することができ、さら
に、下部翼が掘削土と硬化剤とを攪拌混練する。そし
て、硬化液は噴射領域制限板内部４３が描く軌跡内の一
定の範囲において掘削土とが攪拌混練され無駄な範囲ま
で硬化液が噴出されることはない。また、上部攪拌部３
０では内翼３１と外翼３２とで剪断力が付与され、さら
に、攪拌混練上部攪拌部３０と下部攪拌部４０との間に
おいて、水平方向に剪断力が付与されるから、掘削土の
共回りを防止でき、高い効率で掘削土と硬化剤との攪拌
混練を行なうことができる。

【００５４】〔第２の実施形態の攪拌ヘッドの構成〕図
８及び図９は、本発明にかかる地盤改良器の攪拌ヘッド
１００の第２実施形態の具体的構造を示すものである。
本例は特許請求の範囲の請求項１、請求項５及び請求項
６に相当する。

【００５５】この例の攪拌ヘッド１００を使用する地盤
改良装置では、第１の形態例と同様に掘削軸１０とし
て、外軸１１、内軸１２、中心軸１３を備えた三重の多
重軸が使用される。そして、この掘削軸１０の下端に攪
拌ヘッド１００が取付部１５を介して取り付けられる。

【００５６】攪拌ヘッド１００は、上述した第１の形態
例の攪拌ヘッドと同一の構造のヘッド軸部２１と、掘削
刃１４とを備えるものとしている。これらの構造は上記
例と同一であるので同一の部材には同一の符号を付して
その詳細な説明は省略する。

【００５７】そして、本例では、攪拌ヘッド１００は上
部掘削部３０と下部掘削部１１０とから構成される。

【００５８】上部攪拌部３０は、上記第１の例の攪拌ヘ
ッド２０の上部攪拌部と同一の構成であるので、各部に
第１の例の符号と同一の符号を付してその詳細な説明は
省略する。なお、図８中のＡ−Ａ線断面図は図２のもの
と、Ｂ−Ｂ線断面図は図３のものと同一に現れる。

【００５９】下部攪拌部１１０は、内側ヘッド軸部２３
の下端部付近の側面に設けられ、内軸と共に回転して上
記内軸１２と中心軸１３との間の隙間から上記硬化剤圧
送路２６を介して圧送された硬化剤を放射方向に向けて
噴射する噴射ノズル１１１と下翼１１２とから構成され
る。

【００６０】噴射ノズル１１１は、内側ヘッド軸部２３
の直径を挟む２点に各１つずつ設けられる。また、下部
翼１１２は、その回転軌跡が噴射ノズル１１１を囲むよ
うに枠状に形成され、上記上部攪拌部３０の環状取付部
３３下端部から斜め下向きに形成される上横翼１１２ａ
と、この上横翼１１２ａの先端から下方に向け形成され
る垂直翼１１２ｂと、この垂直翼１１２ｂの下端から上
記内軸に向け斜め下方に向け形成され、その先端が内側
ヘッド軸２３に外挿される環状取付部１１３に取り付け
られた下横翼１１２ｃとから全体を略コ字状に形成され
ている。

【００６１】この環状取付部１１３は滑り軸受１１４が
内嵌され、内軸１２の外周に回転自在に取り付けられ
る。このすべり軸受は、例えば青銅製円筒状３６０°ジ
ャーナル軸受等の一般に知られたジャーナル軸受であ
る。したがって、この例では、噴射ノズル１１１と下翼
１１２とは反対方向に回転する。

【００６２】〔第２実施例の作用、効果〕本例に係る攪
拌ヘッド１００は、上記第１の例の攪拌ヘッドと同様に
地盤改良装置に取り付けて使用され、その地盤改良施工
における使用の状態第１の例の攪拌ヘッドと同一であ
る。即ち、空堀りを行った後、潤滑剤と硬化剤と圧送し
つつ掘削軸１００を回転駆動させながら下降させて、地
盤の掘削、掘削土への硬化剤の注入、攪拌混練を行な
う。

【００６３】すると、攪拌ヘッド１００の各翼３１，３
２，１１２は、掘削刃１４と共に所定方向に回転駆動さ
れるとともに、噴射ノズル１１１は、掘削軸１０の内軸
１２と中心軸１３との間に圧送された改良剤を高圧で噴
出する。

【００６４】このとき、噴射ノズル１１１は、下降しな
がら内軸１２と共に回転して硬化剤を高圧で側方掘削土
中に噴射するから、噴射された硬化剤は掘削土中への浸
入方向を回転させながら下降して、掘削土中で螺旋を描
くように噴射される。このため、硬化剤の噴出流は、そ
の流勢で掘削土を攪拌することとなり、硬化剤と掘削土
とは良好に混練される。また、下部攪拌部１１０の下部
翼１１２を外軸１１とともに回転するものとしているの
で、下部翼１１２が噴射ノズル１１１と逆方向にさらに
掘削土と硬化剤とを攪拌混練する。

【００６５】そして、攪拌ヘッド１００の下降に伴っ
て、下部攪拌部１１０で攪拌された領域は、さらに上部
攪拌部３０で攪拌される。上部攪拌部３０においては、
上部内翼３１の回転軌跡の周囲を上部外翼３２が囲むよ
うに互いに逆方向に回転するから、掘削土と硬化剤とは
共回りを起こすことなく良好に攪拌できる。

【００６６】この上部攪拌部３０においては、内翼３１
と外翼３２とがすれ違うときに、硬化剤が混練された掘
削土には剪断力が付与され、より確実に攪拌混練がなさ
れる。

【００６７】そして、所定深さに達するまで掘削軸１０
を上方から継ぎ足して、掘削攪拌混練を行い、所定の深
さに達した後、攪拌ヘッド１００を引き抜く。この時掘
削軸を回転駆動させながら引き抜くと、更に掘削土と硬
化剤とが攪拌され混練される。攪拌ヘッド１００の引出
し時には掘削軸１０を引き出すにつれて、中継用の掘削
軸を上方から順次取り去り、攪拌ヘッド１００が地表に
現れるまでこの作業を続ける。

【００６８】従って、実施の形態の第２例の攪拌ヘッド
１００にあっては、内軸１２と共に回転する噴射ノズル
１１１からの高圧の硬化液の流勢で掘削土を攪拌するこ
とができ、さらに、下部翼１１２が掘削土と硬化剤とを
噴射ノズル１１１と逆方向に攪拌混練する。また、上部
攪拌部３０では内翼３１と外翼３２とで剪断力が付与さ
れるから、掘削土の共回りを防止でき、高い効率で掘削
土と硬化剤との攪拌混練を行なうことができる。

【００６９】〔他の形態〕上記実施の形態においては、
２台の攪拌ヘッドを並列とした地盤改良装置を使用した
場合を説明したが、単独の攪拌ヘッドを使用したり、３
台以上の攪拌ヘッドを使用する地盤改良装置を使用する
ことができる。本発明にかかる攪拌ヘッドはこれらの場
合でも高い効率で掘削土と硬化剤との攪拌混練を行なう
ことができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の地盤改良
装置の攪拌ヘッドによれば、噴射ノズルは、下降しなが
ら内軸と共に回転して硬化剤を高圧で側方に噴射するか
ら、硬化剤の噴出流は、掘削孔内の掘削土中で螺旋を描
くように噴射され、その流勢で掘削土を攪拌し、また下
部翼がさらに掘削土と硬化剤とを攪拌混練され、さら
に、下部攪拌部で攪拌された領域は、上部内翼と上部外
翼とで剪断力を与えられつつ攪拌混練されるので確実に
攪拌混練がなされるので、高い混練速度で掘削土と硬化
剤とを良好に攪拌混練することができるという効果を奏
する。

【００７１】また、下部攪拌部の下部翼を内軸とともに
回転するものとし、噴射ノズルからの硬化剤の噴射液の
到達距離を制限する噴射領域制限制板を設けるようにし
たものにあっては、噴射ノズルから噴射された硬化剤
は、この噴射領域制限板の外側には到達せず、硬化剤が
無駄に遠方まで噴射されるのを防止でき、噴射領域制限
板内部が描く軌跡内の一定の範囲において掘削土と硬化
剤とが攪拌混練されるので、効果剤を無駄に地盤改良領
域に噴射することなく高い混練速度で掘削土と硬化剤と
を良好に攪拌混練することができるという効果を奏す
る。

【００７２】そして、下部攪拌部の下部翼を外軸１１を
外軸とともに回転するように構成した攪拌ヘッドにあっ
ては、下部攪拌部の噴射ノズル回転方向と、下部翼の回
転方向が逆となり、下部攪拌部における下部翼の攪拌効
率が良好なものとなり、高い混練速度で掘削土と硬化剤
とを良好に攪拌混練することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る攪拌ヘッドの実施の形態の第１例
を示す側面図である。

【図２】図１に示した攪拌ヘッドの図１中のII−II線断
面図である。

【図３】図１に示した攪拌ヘッドの図１中のIII −III
線断面図である。

【図４】図１に示した攪拌ヘッドの図１中のIV−IV線断
面図である。

【図５】本発明係る攪拌ヘッドを使用する地盤改良装置
を示す側面図である。

【図６】図５に示した地盤改良装置を示す右側面図

【図７】図５に示した地盤改良装置の掘削軸駆動機構を
示す模式図である。

【図８】本発明に係る攪拌ヘッドの実施の形態の第２例
削を示す側面図である

【図９】図８に示した攪拌ヘッドの図１中のIX−IX線断
面図である。

【符号の説明】

１０ 掘削軸 １１ 外軸 １２ 内軸 １２ 吐出口 １３ 中心軸 ２０，１００ 攪拌ヘッド ３０ 上部攪拌部 ３１ 上部内翼 ３２ 上部外翼 ４０，１１０ 下部攪拌部 ４１，１１１ 噴射ノズル ４２ １１２ 下部翼 ４３ 噴射領域制限制板

フロントページの続き (72)発明者 江頭 博之 千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機 材株式会社千葉工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに反対方向に回転する内軸（１２）
   と外軸（１１）とを備えた掘削軸に装着されて掘削孔内
   で掘削土と硬化剤とを攪拌混練する攪拌ヘッドにおい
   て、 攪拌ヘッド（２０，１００）は上部攪拌部（３０）と下
   部攪拌部（４０）とを備え、 上部攪拌部（３０）は、内軸（１２）と共に回転する上
   部内翼（３１）と、外軸（１１）とともに回転してその
   軌跡が前記上部内翼（３１）の回転軌跡を囲むように配
   置された上部外翼（３２）とからなり、 下部攪拌部（４０，１１０）は、内軸（１２）と共に回
   転して内軸（１２）内へ圧送された硬化剤を放射方向に
   向けて噴射する噴射ノズル（４１，１１１）と、その回
   転軌跡が上記噴射ノズル（４１，１１１）を囲むように
   回転する下部翼（４２，１１２））とからなる地盤改良
   装置の攪拌ヘッド。
2. 【請求項２】 上記下部攪拌部（４０）の下部翼（４
   ２）は内軸（１２）とともに回転する請求項１記載の地
   盤改良装置の攪拌ヘッド。
3. 【請求項３】 上記下部攪拌部（４０）の下部翼（４
   ２）は、上記噴射ノズル（４１）の噴射延長線上に設け
   られ、噴射ノズル（４１）からの硬化剤の噴射液の到達
   距離を制限する噴射領域制限板（４３）を備えた請求項
   １または請求項２記載の地盤改良装置の攪拌ヘッド。
4. 【請求項４】 上記下部攪拌部（１１０）の下部翼（１
   １２）は、外軸（１１）にとともに回転する請求項１記
   載の地盤改良装置の攪拌ヘッド。