JPH1161803A

JPH1161803A - 地盤改良機

Info

Publication number: JPH1161803A
Application number: JP22350197A
Authority: JP
Inventors: Kinji Imai; 金次今井; Yoshimasa Kondo; 義正近藤
Original assignee: MAGUMA KK; Toa Corp; Maguma Co Ltd
Current assignee: MAGUMA KK; Toa Corp; Maguma Co Ltd
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】従来工法のオーガによる混合攪拌の混合効率
を大幅に改善し、矩形状で強度の大きい地中造成壁を構
築する。【解決手段】上下昇降自在としたケーシングロッド下
端に掘削攪拌翼を配置した地盤改良機において、掘削攪
拌翼は地盤に対して垂直方向に回転されるように軸支さ
れており、掘削と、注入された固化剤と掘削土との攪拌
によって土中に改良土による矩形の連続した造成壁を構
築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、地盤改良
機に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発
明は、地盤中の土とセメント系固化材や石灰系固化材な
どを混合攪拌し、さらに、振動を加えることにより確実
な地盤改良が可能な地盤改良機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来より、軟弱地盤の改良、
止水、地耐力強化、地盤沈下やすべり防止、低中層建築
物の基礎構造物や護岸基礎等の構築を目的として、地盤
改良工法が実施されてきており、このような地盤改良工
法の一つとして注入攪拌式地盤改良工法が知られてい
る。

【０００３】この注入攪拌式地盤改良工法は、回転する
中空ロッドの先端よりミルク状あるいは粉体状の固化材
を注入し、ウィングとリッパーの組合せによる特殊攪拌
翼によって、切削細分された土粒子と攪拌混合し、地中
に改良径６００〜１，０００ｍ／ｍ、深度５〜４０ｍぐ
らいの矩形状の改良コラムを築造する方法である。この
工法は、特に在来土を利用した造成壁（地中壁）を築造
する施工に威力を発揮するものであるが、その方式とし
ては、オーガケーシング、アースオーガ方式、噴射攪拌
方式とがある。

【０００４】オーガケーシング方式は、主に既製柱を利
用したものであり、既製柱の中にオーガをセットして、
そのオーガの回転により既製柱を埋設したり、または、
固化材あるいは安定液を用いた掘削跡に対して、オーガ
を用いて既製柱を埋設するものであり、この方法を連続
的に行うことで、地中に造成壁を設けることができる。

【０００５】また、アースオーガ方式は、単軸あるいは
複数のアースオーガを利用して、在来土と固化材とを攪
拌混合するものであり、この方法を連続して施工するこ
とにより、地中に造成壁を設けることができる。さらに
また、噴射攪拌方式は、ケーシング、オーガ、または、
攪拌翼の下端部分に特殊噴射ノズルを設け、５０〜７０
０ｋｇｆ／ｃｍ²程度の高圧で、固化材スラリーを噴射
しながら回転を与え、その特殊噴射ノズルを上方または
下方に移動することにより、土中に造成体を設けるもの
であり、この方式を連続的に行うことで、土中に造成壁
を設けることができる。

【０００６】以上のような注入式地盤改良方式を用いた
施工方法では、例えば、図５に例示したように、固化材
運搬車（５０）が固化材を固化材サイロ（５１）に投入
し、スラリープラント（５２）にて、固化材のスラリー
を製造し、その固化材スラリーをスラリーポンプ（５
３）によって加圧し、施工記録計（５４）を経由して、
地盤改良機（５５）に送られる。この地盤改良機（５
５）には、駆動装置（５６）が取り付けられており、攪
拌軸（５７）の下部に取りつけられている掘削攪拌翼
（５８）によって、地盤を掘削していく。そして、掘削
され不要な土砂は、地盤まで持ち上げられ、バックホー
（５９）などにより排除される。

【０００７】このときの施工サイクルは、例えば図６に
例示したように、＜１＞地盤改良機が所定の位置まで移
動し、＜２＞空打部を貫入し、＜３＞改良部を貫入吐出
し、＜４＞先端処理を行い、＜５＞改良部を引き抜き、
＜６＞空打部を引き抜き、そして、＜７＞終了となる。
例えば、オーガケーシングおよびアースオーガ方式の注
入式地盤改良方式においては、以上のような施工プロセ
スにおいて、より効率よく地盤を掘削攪拌するために、
掘削攪拌翼の形状に関して、多くの工夫がなされてい
る。

【０００８】図７に例示した掘削攪拌翼（５８）は一般
的なものであるが、その掘削攪拌翼の先端には、バイト
（６０）が、地盤に対して垂直に付いており、掘削攪拌
翼（５８）が、例えばＡの方向に回転することによっ
て、地盤を掘削する。また、図８に例示した掘削攪拌翼
（５８）では、先端のバイト（６０）が地盤に対して斜
めに付いており、さらに、テストフレーム（６１）内の
翼（６２）が大きく上下に移動することができ、掘削時
はテストフレーム（６１）の下部に掘削攪拌翼（５８）
が位置し掘削を行い、引き上げ時はテストフレーム（６
１）の上部に掘削攪拌翼（５８）が位置し掘削土の細分
化を行い、さらに、土の共廻りを防止することができる
ようにしている。

【０００９】しかしながら、このような従来の地盤改良
機を用いて、地盤を掘削し地盤改良を行った場合、掘削
攪拌翼が地盤に対して同一面で回転して掘削しているた
めに、例えば、図９に例示したように、その造成壁（６
３）の形状は波形となってしまい、直線的な矩形の造成
壁を作製することは不可能であった。またさらに、従来
のオーガケーシングおよびアースオーガ方式では、駆動
伝達軸（ケーシング）の周辺に螺旋状の板等で拡幅され
た形状のものに、掘削刃を設けたものであるため、掘削
には適しているが、粘着力のある地盤では掘削された土
塊が螺旋状のオーガに沿って移動しやすく、固化材との
混合攪拌には適していないという問題があった。

【００１０】一方、高圧噴射工法の場合には、固化材な
どの吐出圧力、移動時間、回転数を同一とした場合、土
中に造成される形状に地盤の固さにより大きなばらつき
が発生し、造成壁の製造には適していなかった。この出
願の発明は、以上の通りの従来技術の問題点を解消する
ためになされたものであって、固化材と在来土との混合
攪拌を仕上がり面の滑らかな矩形状で、しかも、強度の
大きい高品質の造成壁の作製を可能とする、新しい地盤
改良手段を提供することを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
課題を解決するものとして、上下昇降自在としたケーシ
ングロッド下端に掘削攪拌翼を配置し、これを駆動装置
により回転させるとともに、ケーシングロッドを介して
固化剤を注入して掘削と地中造成壁の構築とを行う地盤
改良機において、掘削攪拌翼は、地盤に対して垂直方向
に回転されるよう軸支されており、掘削攪拌翼の回転に
よる掘削と、注入された固化剤と掘削土との攪拌によっ
て土中に改良土による矩形状の連続した造成壁を作るこ
とを特徴とする地盤改良機を提供する。

【００１２】さらに、この発明においては、複数の掘削
攪拌翼は、正回転するものと逆回転するものと組合わさ
れている地盤改良機や、振動装置が装着され、振動によ
って、掘削攪拌翼の掘削時に液状化による混合を促進
し、引上げ時には改良土を締め固める地盤改良機等も提
供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】この出願の発明は、以上のとおり
の地盤改良機を提供するものであるが、その本質的な特
徴は、まず第一には、地盤に対して掘削攪拌翼が上下垂
直方向に回転するようにした点にある。これによって、
従来工法による波形の造成壁を回避し、矩形状に攪拌混
合した土中に連続した矩形の造成壁を作ることを可能と
している。

【００１４】そして、この掘削攪拌翼により、土と固化
材を混合攪拌することで、従来工法のオーガによる混合
攪拌に比べてその混合効率を大幅に改善する。また第２
の特徴として、この発明においては、複数の掘削攪拌翼
の回転を各々が正反対に回転させることができるため、
これによって混合攪拌の効率を向上させ、掘削や引き上
げ時間の短縮化を図ることができる。

【００１５】さらにこの発明の第３の特徴は、掘削攪拌
翼の掘削時および引き上げ時に改良土に振動を加えるこ
とができるようにしていることである。締め固め改良土
の強度を大にすることができる。以下、実施例を示し、
さらに詳しくこの発明の実施の形態について説明する。

【００１６】

【実施例】この発明の地盤改良機は、例えば、図１に例
示したものをひとつの態様として示すことができる。地
盤改良機は、重機本体（１）として、リーダ（２）、中
空のケーシングロッド（３）とこれを上下方向に昇降さ
せるためのチャック（４）、ロッドの振れ防止装置
（５）、掘削攪拌翼駆動装置（６）、および、スイベル
（７）を備えている。

【００１７】掘削攪拌翼駆動装置（６）は、ケーシング
（３）下端部に、スイベル（７）は、ケーシング上端部
に配置されている。スイベル（７）には、ホース（８）
が接続され、このホース（８）を通じて、固化材プラン
トより固化材が圧送され、中空のケーシングロッド
（３）を通じて掘削攪拌翼付近に固化材が吐出される。
掘削攪拌翼駆動装置（６）の構造は、例えば、図２およ
び図３に例示したものをひとつの態様として示すことが
できる。図２は側面図であり、図３は正面図である。

【００１８】この図２および図３に例示したように、掘
削攪拌翼駆動装置（６）のガイド（１４）内には、例え
ば２枚のカッター羽根を一対とした掘削攪拌翼（１１
Ａ）（１１Ｂ）と、これらとは逆回転するようにした中
央部の掘削攪拌翼（１１Ｃ）とを回転軸（１８）に対し
て配置し、この回転軸（１８）は、チェーンやベルト等
の駆動伝達手段（１７）を介して油圧モータ等の駆動部
（１６）の動きで回転される。

【００１９】また、ガイド（１４）の外側には、回転軸
（１８）に対してサイドカッター翼（１１Ｄ）が取付け
られてもいる。図１に記された中空ケーシングロッド
（３）を介して圧送された固化材は、図２および図３に
例示した分流ボックス（９）内で分流され、注入管（１
０ａ）（１０ｂ）内を通って、掘削攪拌翼（１１Ｃ）上
部に吐出される。

【００２０】掘削攪拌翼（１１Ａ）（１１Ｂ）（１１
Ｃ）を回転させながら、ケーシングロッドを掴むチャッ
ク（４）を下降させることで、地中を掘削し同時に掘削
土（在来土）と固化材を混合攪拌させながら掘り進む。
このとき、３つの掘削攪拌翼（１１Ａ）（１１Ｂ）（１
１Ｃ）の回転方向は、例えば、前記のように両側を正回
転とし、中央を逆回転とする。

【００２１】もちろん、この回転の方向については掘削
攪拌翼の数や配置に応じて適宜としてよい。また、全て
正回転もしくは逆回転とし、随時正逆回転を組合わせて
もよい。サイドカッター翼（１１Ｄ）は必要に応じて配
置でき、このものは、安定した掘削に有効でもある。

【００２２】掘削攪拌翼で在来土と十分に混合された改
良土は、攪拌翼の下降時には、液状化されて間隙（１
２）より上昇し、引き抜き時は下降する。さらに、この
発明においては、例えば、図４に例示したように、例え
ば、３枚の掘削攪拌翼を用い、その各掘削攪拌翼が３枚
のブレード（１９）を持っているとき、各々の掘削攪拌
翼の位置が互いに重ならないように、たとえば４０°づ
つずらして固定してもよい。すなわち、この場合一番手
前の掘削攪拌翼のブレード（１９ａ）と、真ん中の掘削
攪拌翼のブレード（１９ｂ）と、一番奥の掘削攪拌翼の
ブレード（１９ｃ）とが、各々４０°づつずれている。

【００２３】また、この発明においては、前記のように
矩形のガイド（１４）を設けることによって、掘削攪拌
翼駆動装置の下降および上昇時において、改良地盤の矩
形の形状を精度よくすることができ、しかも壁面を滑ら
かに仕上げることも可能である。またさらに、この発明
においては、図２および図３に例示したように、振動装
置（１５）を、カバー（１４）や掘削攪拌翼軸（１８）
の一部に、または、個々の掘削攪拌翼に接続してもよ
く、この振動装置（１５）の振動によって、掘削攪拌翼
による掘削時には、液状化による混合を促進し、その引
き上げ時に、この振動装置（１５）を作動させることに
より、改良土を締め固めることが可能であり、改良土の
強度をかなり強めることができる。振動装置（１５）と
しては、たとえば、生コンクリートを締め固める時に使
用する棒状バイブレータ様のもの等として構成すること
ができる。

【００２４】もちろん、この出願の発明においては、以
上の例に限定されることはない。細部の態様については
様々に可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明により、地盤に対して掘削攪拌翼が垂直に回転するの
で、矩形状に攪拌混合し土中に連続した矩形の造成壁を
作ることが可能であり、掘削攪拌翼により、在来土と固
化材を混合攪拌できるので、従来工法のオーガによる混
合攪拌の混合効率を大幅に改善することができる。

【００２６】またさらに、各掘削攪拌翼の回転は正反対
に回転することができるため、混合攪拌の効率がよく、
したがって、掘削や引き上げ時間を短縮することがで
き、また、掘削攪拌翼を引き上げるときに改良土に振動
を加えることができ、締め固め改良土の強度を大にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の地盤改良機を例示した側面図であ
る。

【図２】この発明の掘削攪拌翼を例示した側面図であ
る。

【図３】この発明の掘削攪拌翼を例示した正面図であ
る。

【図４】この発明の掘削攪拌翼を例示した側面図であ
る。

【図５】従来の注入攪拌式地盤改良工法を示した概念図
である。

【図６】従来の注入攪拌式地盤改良工法を示した概念図
である。

【図７】従来の掘削攪拌翼を示した正面図である。

【図８】従来の掘削攪拌翼を示した正面図である。

【図９】従来の地盤改良機で作製した造成壁を示した断
面図である。

【符号の説明】

１重機本体２リーダ３ケーシングロッド４チャック５ロッドの振れ防止装置６掘削攪拌翼駆動装置７スイベル８ホース９分流ボックス１０注入管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ掘削攪拌翼１１Ｄサイドカッター翼１２隙間１４ガイド１５振動装置１６駆動部１７駆動伝達手段１８掘削攪拌翼軸１９ブレード５０固化材運搬車５１固化材サイロ５２スラリープラント５３スラリーポンプ５４施工記録計５５地盤改良機５６駆動装置５７攪拌軸５８掘削攪拌翼５９バックホー６０バイト６１テストフレーム６２翼６３造成壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下昇降自在としたケーシングロッド下
端に掘削攪拌翼を配置し、これを駆動装置により回転さ
せるとともに、ケーシングロッドを介して固化剤を注入
して掘削と地中造成壁の構築とを行う地盤改良機におい
て、掘削攪拌翼は、地盤に対して垂直方向に回転される
よう軸支されており、掘削攪拌翼の回転による掘削と、
注入された固化剤と掘削土との攪拌によって土中に改良
土による矩形状の連続した造成壁を構築することを特徴
とする地盤改良機。
【請求項２】複数の掘削攪拌翼は、正回転するものと
逆回転するものと組合わされている請求項１の地盤改良
機。
【請求項３】振動装置が装着され、掘削攪拌翼の掘削
時および引上げ時に改良土に振動を加える請求項１また
は２の地盤改良機。