JPH11193523A

JPH11193523A - 地盤改良装置

Info

Publication number: JPH11193523A
Application number: JP36942997A
Authority: JP
Inventors: Morihide Hashimoto; 守秀橋本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】掘削軸を複数有する従来の地盤改良装置で、
各掘削軸回りの掘削土の共回りを防止して、掘削土の混
合、攪拌を積極的に行わせる。【解決手段】２つの掘削軸１の回転を自由にして各掘
削軸相互を間隔保持連結部材４によって間隔を保持して
連結してなる装置で、間隔保持連結部材４に、各掘削軸
回りの掘削土の共回りを防止するための共回り防止翼５
を各掘削軸１を中心としてその半径外方にのびるように
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良装置に関
し、詳しくは、土木、建設の基礎工事などにおいて、地
盤を複数の掘削軸にて一度に１又は複数の柱状、壁状、
或いは筒状に掘削しながら石灰系やセメント系のスラリ
ー状の固化剤（以下、単に固化剤ともいう）を吐出し
て、この固化剤と掘削土とを混合、攪拌して固結させる
ことにより、地盤を複数の柱状、壁状、或いは筒状に固
結、成形して改良するための地盤改良装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の地盤改良装置として、図
４，５に示したものが知られている。この地盤改良装置
は、掘削翼２の上方に攪拌翼３を備えた掘削軸１を複数
備えたもので、各掘削翼２の上方において各掘削軸１の
回転を自由にして各掘削軸相互を間隔保持連結部材４に
よって間隔を保持して連結している。同図においては２
つの掘削軸１からなるものが例示されている。そして、
このものは、掘削軸１相互の間隔Ｐは、掘削翼２の外径
（１掘削軸の掘削径）Ｄより小さめとされており、平面
視、２つの円を一部が重なる形（８の字形）で柱状に地
盤改良するように構成されている。

【０００３】同図のものは、２つの掘削軸１を同時に例
えば逆方向に同じ回転数で回転させて掘削するものであ
るが、掘削軸１に設けられた掘削翼２と攪拌翼３とが隣
接する掘削軸に設けられたそれらと回転時に干渉しない
ように、平面視におけるそれらの位置および回転速度が
設定されている。しかして、このものにおいては、一定
間隔Ｐで隣接する２の掘削軸１のそれぞれにて掘削、改
良することで平面視「８の字形」の柱状（ないし壁状）
に掘削改良するものであり、各掘削翼２の回転によって
地盤（土壌）を掘り進むと、地盤は、その各掘削翼２の
外径Ｄと略同径の円柱状に掘削され、掘削土は同時に回
転する攪拌翼３により混合、攪拌されるように構成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
掘削では、たとえ隣接する各掘削軸１を互いに逆回転さ
せても、各掘削軸１で掘削される掘削土は、各掘削軸回
りに、掘削翼２や攪拌翼３の回転と共に回転するといっ
た、いわゆる共回りを起し、掘削土がほぐれず、具合良
く混合されないといった問題があった。

【０００５】こうした問題は、土質が硬い粘性土やピー
ト層の地盤などの場合には、土塊となって共回りが生じ
易いことなどにより顕著であり、地盤の改良の度合いも
不十分のものとなりがちであった。したがって、上記従
来の技術においては、均等な混合、攪拌をする場合に
は、掘削軸１の進退を多く繰り返す必要があり、施工に
多くの時間を要するといった問題があった。そして、高
度の固結性を確保するためには、固化剤を必要量以上に
多量に加えなければならないなどにより、コストの上昇
を招いていたといった問題もあった。

【０００６】本発明は、掘削軸を複数有する従来の地盤
改良装置のもつ、こうした問題点に鑑みて案出したもの
であって、各掘削軸回りの掘削土の共回りを防止して、
掘削土の混合、攪拌を積極的に行わせることのできる地
盤改良装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明の構成は、掘削翼の上方に攪拌
翼を備えた掘削軸を複数備えた地盤改良装置であって、
各掘削翼の上方において各掘削軸の回転を自由にして各
掘削軸相互を間隔保持連結部材によって間隔を保持して
連結してなるものにおいて、前記間隔保持連結部材に、
各掘削軸回りの掘削土の共回りを防止するための共回り
防止翼を設けたことを特徴とする。

【０００８】本発明において、間隔保持連結部材に、こ
れとは別のものとして設けられた共回り防止翼は、掘削
過程でも、間隔保持連結部材と同様に平面的には基本的
に静止している。したがって、掘削翼によって掘削さ
れ、その回転方向に共回りしようとする掘削土（土塊）
は共回り防止翼にて掘削軸の軸線回りの共回りが阻止さ
れるので、掘削軸の回りに、ほどよく混合、攪拌され
る。つまり、掘削翼や攪拌翼の回転によって共回りしよ
うとする掘削土は、本発明における共回り防止翼でその
回転が静止され、或いは抑制される作用をうける。した
がって、掘削土の混合攪拌を具合良く行わせることがで
きる。すなわち、本発明では、平面的に静止している間
隔保持連結部材を利用し、これに共回り防止翼を設けた
ものであることから、簡単な構造で効率的に掘削土の共
回りを防止できる。

【０００９】なお、前記共回り防止翼は前記間隔保持連
結部材の適宜の位置に設けることができるが、その形状
は共回り防止の作用上なるべく幅の広いものとするのが
よい。また本発明では、前記共回り防止翼が、各掘削軸
を中心としてその半径外方にのびるように前記間隔保持
連結部材に設けられているものが好ましい。より具体的
には、掘削翼や攪拌翼の回転と干渉しないように、或い
は各掘削軸を中心として放射状にのびるように設けると
良い。

【００１０】また、掘削軸の中心から前記共回り防止翼
の先端までの大きさ（長さ）は、任意に設定すれば良
く、掘削軸の中心から掘削翼の先端までの大きさより若
干大きくても小さめでも良いが、基本的には略同じがよ
い。なお、大きい場合には、掘削軸が回転され、掘削翼
によって掘削がすすみ、共回り防止翼の先端部が地表に
おける掘削径（掘削翼が回転してその先端が描く円周）
の周縁の外周に当たると、その状態の下で共回り防止翼
は掘削土中に入り込んでいく。すなわち、共回り防止翼
は、その先端部が掘削されていない硬めの土によって拘
束されるようになり、したがって、掘削軸の芯ずれを防
止する作用ないし効果がある。

【００１１】そして、前記各手段においては、前記間隔
保持連結部材が、各掘削軸において掘削翼と攪拌翼との
間又は／及び攪拌翼と攪拌翼との間に設けられており、
前記共回り防止翼が該間隔保持連結部材に設けられてい
るとよい。また、前記間隔保持連結部材が、各掘削軸に
おいて少くとも１つの攪拌翼の上下に設けられており、
前記共回り防止翼が該間隔保持連結部材に設けられてい
てもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る地盤改良装置（以
下、単に装置ともいう）の実施形態例について、図１，
２を参照して詳細に説明する。ただし、本例では２の掘
削軸を備えた装置である。図中、１は、略円柱（筒）状
（若しくは中空円柱状）をなす掘削軸（回転駆動軸）で
あって、左右それぞれの掘削軸ともに図示しない回転駆
動手段により回転するように構成されており、その各々
の先端部近傍には地盤を掘削する所定の径（長さ）Ｄを
もつ掘削爪付の掘削翼２が、溶接によりその掘削軸１に
対してほぼ直角で突出状に設けられている。

【００１３】そして、本例では各掘削軸１とも、掘削翼
２の径Ｄよりやや小さい径（長さ）を持ち、掘削軸１と
一体となって回転することにより掘削土を攪拌するため
の攪拌翼３が上下に溶接などにより一体的に固着されて
いる。なお、掘削軸１の先端部近傍には、スラリー状の
固化剤の吐き出し口１ａが設けられており、図示しない
固化剤がその圧送源から掘削軸１の内側を通って掘削土
中に吐出されるように構成されている。

【００１４】また、各掘削軸１相互間に一定の間隔Ｐを
保持して連結する間隔保持連結部材４は、本例では、各
掘削軸１とも掘削翼２と攪拌翼３との間、および攪拌翼
３と攪拌翼３との間に、次記するように、掘削軸１と略
直角方向に設けられている。すなわち、図１，２に示し
たように、本例では、掘削翼２と攪拌翼３との間、及び
攪拌翼３と攪拌翼３との間の掘削軸１の外周に、掘削軸
１の軸線回りに回転自在となるように若干の隙間をもっ
て円筒（円管）状をなす環体（大径筒体）４ａが装着さ
れ、この間を幅広の厚肉の帯板４ｂで連結し、この環体
４ａと帯板４ｂで間隔保持連結部材４をなしている。た
だし、環体４ａの上端面および下端面が当接する部位の
掘削軸１には、掘削軸１より大径のリング６ａ，６ｂが
その掘削軸１に一体的に周設されており、間隔保持連結
部材４の上下動を規制している。

【００１５】そして、各間隔保持連結部材４をなす環体
４ａの外側であって、間隔保持連結部材４の延長上に、
矩形板状をなす共回り防止翼５が突出状に設けられてい
る。ただし、本例では、共回り防止翼５は、掘削軸１に
対して略直角方向で略直線状に延びるように形成され、
その掘削軸１の中心からの長さ（半径）が、掘削翼２の
半径と略同じにされている。

【００１６】なお、掘削軸相互の間隔Ｐは、掘削翼２の
直径Ｄよりやや小さめに設定されており、２つの掘削軸
で掘削すると、平面視、８の字形に掘削されるように設
定されると共に、掘削時（掘削軸の回転時）には各掘削
軸１に設けられた掘削翼２および攪拌翼３が干渉（衝
突）しないように、両掘削軸１における掘削翼２と攪拌
翼３の平面視における位置及び両掘削軸１の回転数が設
定されている。

【００１７】次に、このように構成された本例装置の作
用ないし効果について説明する。２つの掘削軸１が所定
の間隔Ｐの下、図中矢印方向に回転しながら土中に入り
込むと各掘削翼２により掘削が始まり、地盤は掘削翼２
の径Ｄとほぼ同径でもってそれぞれ円柱状で平面視８の
字形に掘削されていく。そして、まず下の共回り防止翼
５が、間隔保持連結部材４と共に、その平面的位置を変
えることなく地盤に達し、掘削にしたがって地中に入り
込む。この際、掘削翼２の回転と共に掘削軸１回りに回
転しようとする掘削土は、その共回り防止翼５にてその
回転が防止される。さらに、掘削が進み、下の攪拌翼３
が地中に入り込むと、掘削翼２とこの攪拌翼３にて掘削
土が共回り使用とするが、その間に静止する共回り防止
翼５にてその共回りが防止される。なお、本例では、間
隔保持連結部材４も幅広であることから、実質的に共回
り防止作用をする。

【００１８】こうして、上の共回り防止翼５、さらには
上の攪拌翼３が地中に入り込むまで掘削が進むと、掘削
翼２と、上下の攪拌翼３，３にて掘削土が回転させられ
るが、掘削翼２と攪拌翼３との間と、攪拌翼３相互の間
にある共回り防止翼５にて、その共回りが防止されるこ
とから、土塊となって掘削軸１の回りに回ろうとする掘
削土はほぐれるようになり、具合良く混合、攪拌され
る。

【００１９】したがって、この下で、スラリー状の固化
剤が注入されると、これが掘削土と混合されるが、その
態様は、掘削土の混合攪拌と同様に、具合良く混合、攪
拌される。こうして、固化剤が効率よく均等に攪拌され
る結果、適量の固化剤で均質な強度をもつ柱体（若しく
は壁体）を得ることができる。なお、本例では、間隔保
持連結部材４を幅広の帯板としたことで、これも同時に
共回り防止翼５の作用を成すことから、極めて効率よく
その混合攪拌作用を成すことができる。

【００２０】本例では、共回り防止翼５は、間隔保持連
結部材４の延長状に直線的に設けたが、その位置、設置
数は、もちろんこれに限定されない。例えば図３に示し
たように、平面視、３つの共回り防止翼５を設け、一間
隔保持連結部材４において、その間隔保持連結部材４を
含め、放射状（十字状）をなすようにしてもよい。共回
り防止作用を考慮し、かつ土質などに応じて適宜の位
置、数に設計すればよい。なお、粘土質のように粘性が
高い土質の場合には、幅を狭くするのが適する一方、砂
質土など粘性が比較的小さい土質の場合には、混合、攪
拌時の抵抗がむしろ大きい方が混合、攪拌効率がよい。
共回り防止翼５の長さや幅はこれらを考慮して設定すれ
ば良い。

【００２１】なお、共回り防止翼５は、間隔保持連結部
材４をなす環体４ａからのびるように設けたが、帯板４
ｂからのびるように設けても良い。また、上記において
は、各掘削軸１に間隔保持連結部材４を上下に設けた
が、１つだけとしてもよいし、３以上設け、そのそれぞ
れに共回り防止翼５を設けても良いし、間隔保持連結部
材４を上下に設けた場合、共回り防止効果の低下はある
が、そのいずれかだけに設けるともできる。なお、各構
成部材は、高強度、高耐摩耗性の鉄鋼金属材料で構成す
るとよい。

【００２２】なお、前記では２つの掘削軸１の場合で説
明したが、３つ以上の掘削軸が直線状に或いは円弧状や
ジグザグ状に並んで設けられ、地盤を壁状に改良する装
置の場合でも同様に適用できる。もちろん、３つ以上の
掘削軸があれば、壁状に限られず、間隔保持連結部材４
を平面視、環状に配置することで、筒状に地盤改良する
こともできるが、このような装置でも同様に具体化でき
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、平面的に静止している
間隔保持連結部材を利用し、これに共回り防止翼を設け
たものであることから、簡単な構造で効率的に掘削土の
共回りを防止できるので、掘削軸の軸線回りに具合良く
混合、攪拌される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地盤改良装置の一実施形態例の概略構
成を示す一部破断正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】共回り防止翼を放射状に設けた平面断面図。

【図４】従来の地盤改良装置の概略構成を示す一部破断
正面図。

【図５】図４の平面図。

【符号の説明】

１掘削軸２掘削翼３攪拌翼４間隔保持連結部材５共回り防止翼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削翼の上方に攪拌翼を備えた掘削軸を
複数備えた地盤改良装置であって、各掘削翼の上方にお
いて各掘削軸の回転を自由にして各掘削軸相互を間隔保
持連結部材によって間隔を保持して連結してなるものに
おいて、前記間隔保持連結部材に、各掘削軸回りの掘削土の共回
りを防止するための共回り防止翼を設けたことを特徴と
する地盤改良装置。
【請求項２】前記共回り防止翼が、各掘削軸を中心と
してその半径外方にのびるように前記間隔保持連結部材
に設けられていることを特徴とする請求項１記載の地盤
改良装置。
【請求項３】前記掘削軸の中心から前記共回り防止翼
の先端までの大きさが、前記掘削軸の中心から前記掘削
翼の先端までの大きさと略同じである請求項１又は２記
載の地盤改良装置。
【請求項４】前記間隔保持連結部材が、各掘削軸にお
いて掘削翼と攪拌翼との間又は／及び攪拌翼と攪拌翼と
の間に設けられており、前記共回り防止翼が該間隔保持
連結部材に設けられていることを特徴とする請求項１、
２又は３記載の地盤改良装置。
【請求項５】前記間隔保持連結部材が、各掘削軸にお
いて少くとも１つの攪拌翼の上下に設けられており、前
記共回り防止翼が該間隔保持連結部材に設けられている
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の地盤改
良装置。