JPS58518A - 軟弱地盤改良工法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地盤改良剤を軟弱地盤中に攪拌混合させて該
地盤粘性±の固結硬化による地盤強度の増大を企図する
改良工法並びに装置に関し、更に有効適切な効果を発揮
し得る新提案に係るものである。

生石灰その他の粉粒系地盤改良剤、あるいはセメントミ
ルクその他のスフリー系地盤改良剤を。

軟弱Ｓ盤中に攪拌混合させて、地盤の硬化を図る改良工
法は周知技術であシ、このための改良装置としても既に
各種の型式のものが実用に供されていること社いうまで
もない。技術的にこれを大別すれば、地盤改良剤の貯蔵
容器であると共にスタリュフイーダ等の供給手段を具−
し、地中貫入、引抜自在な打設管と、該打設管周側に取
付けられて下端部に攪拌翼を具−した攪拌用回転軸によ
るタイプと、前記打設管を用いることなく、地中貫入、
引抜自在な中空同転輪を用い、中空内部を加圧エアを伴
う地盤改良剤の圧送経路とし、軸下端部に列設した上下
多段の攪拌翼近傍において軸周側に設けた改良剤吐出口
から改良剤を加圧エアと共に地盤中に噴出させるタイプ
のものとに別れるが、何れの方式において亀、貫入地点
の先端部分にシける未歇良層の発生という点で問題点か
あ択打設管、攪拌用回転軸併用タイプのものは、構造の
複雑化、装置の大型化、従ってまた消費動力の増大等を
生じるし、中空回転軸のみのタイプのものでは、構造の
簡単、装置Ｏ小型化、経済性の点で有利であるが、回転
軸径が比較的小径のため、工法、即ち所定深度までの貫
入、到 達地点よシ引抜きと共に改良作業を行うのみでは生産性
、作業効率の点で遜色かあ暮等の点におい本発明は、中
空回転軸を用いるタイプの地盤改良作業において、従来
と４ｊ遺した効果的かつ効率的な工法が可能であると共
に、装置の小型化、簡□　　　　　なく、地盤改良作業
の質と量とののであ砂、その特徴メする処 は、中空回転−の下端部に２以上の攪拌翼が間隔回転可
能に設け られた上下の攪拌翼のボスと前記軸とに、前記相対回転
を介して開閉するノズル孔が設けられ、前記軸の吊空内
部を地盤改良剤並びに加圧エアの圧廟い、前記回転軸の
下降時に は該軸を一方向に回転しつつ下位のノズル孔より加圧エ
ア単独または加圧エアを伴う地盤改良剤を放出し、上昇
時には該軸を反対方向に回転しつつ上位のノズル孔よシ
加圧エアを伴う地盤改良剤を族出し、前記攪拌翼の回転
と共に地盤改良を行う点にあり、更にその特徴とする処
は、前記中空回転軸の下降時には該軸を一方向に回転し
つつ下位のノズル孔より加圧エア単独ま九は加圧エアを
伴う地盤改良剤の所要全量の半量分を放出し、上昇時に
は該軸を反対方向に回転しつつ上位のノズル孔より加圧
エアを伴う地盤改良剤の所要全量の残る半量分を放出し
、前記攪拌翼の回転と共に地盤改良を行う点にあ〕、を
九その特徴とする処社、その中空内部を地盤改良剤並び
に加圧エアの圧送経路とすると共に回転手段並びに昇降
手段を具部した中空回転軸と、該回転軸の上端部外周に
間隔をあけて上下方向に列設されかつ上下の攪拌翼が軸
と定角度の相対回転可能に取付けられると共に前記上下
翼のボスと釉とに亘って前記相対回転を介して開閉する
ノズル孔が設けられた２以上の攪拌翼とから成る点にあ
り、更にその特徴とする処は、前記上下ノズル孔間の回
転軸内部に位置しかつ昇降ｉ対回転を介して開閉自在な
パルプとから成る点にある。

以下図示の実施例に基いて本発明を詳述すると、第１図
において（１）は中空回転輪であって、その中空部は加
圧エア並びに地盤改良剤の圧送路０りとされ、図示省略
しであるが軸（１）の上端から配管を介しコンプレッサ
よ〉の加圧エア及びタンクから′の地盤改良剤が供給可
能とされている。この中空回転軸（すの下端部に、２以
上の、図例では３個の攪拌翼（２）　（３）（４）が定
間隔下に上下方向に亘って列設される。各員（２）　（
３）　（４）は何れもボス（ｚａ）（ｓａ）（４ｍ）を
介して軸（１）の外周に取付けられるが、本考案では上
段の攪拌翼（２）及び下段の攪拌翼（４）は、何れも回
転軸（１）と定角度の相対回転可能に設けるのである。

即ち第２．３図示のようＫ、上下の攪拌翼（２）（４）
の各ｔｇ　ｘ　（ｇａ）（＜ａ）を、回転軸（１）ＩＩ
Ｉに一体に固設した固定フランジ乃至は固定ボス等の支
持部（５）上に可回動に支承させると共に、各ボス（ｚ
ａ）（４ａ）の外周側に設けたピン（６）を支持部（５
）＠に枢軸（７）を介して揺動自在に付設したアーム（
ｊｌ）の長孔（９）に係合させ、アーム（８）の揺動角
規制ストッパ叫［相］を同じく支持部（５）に設けるこ
とによシ、各ボス（２ａＸ４Ｂ）の回動角を一定にｆａ
ｌｌｊｊするのである。更にこの上下の攪拌翼（２）（
４）の各ボス（ｇａ）（４りの周側と、これと対応する
位置の回転軸（１）の周側には、回転軸（１）とボスＣ
２Ａ）Ｃ４＆’）の相対回転によって開閉自在なノズル
孔（ｈａ）（ｏｂ）、ノズル孔（ｔｍ）（ｔａｂ）をそ
れぞれ設けるのである。また上位の攪拌翼（２）におけ
るノズル孔（■す（ｏｂ）の下位において、＠転軸（１
）内に位置して圧送路（１ａ）を開閉遮断するパルプ０
を可回動に配設するのである。このパルプ０の開閉のた
めの回動には前記アーム（８）を用い、アーム（８）の
回動用枢軸（７）を前記パルプ（至）の中心位置に連結
するととによシ、攪拌翼（２）のボス（！ａ）と回転軸
（１）との相対回転にょシ、アーム（８）の回動と共に
パルプ０が開閉されるようにするのであり、上下の攪拌
ｊ［（２）（４）の中間に位置する攪拌翼（３）はその
ボス（３ａ）を回転軸（１）　Ｋ固定し、軸（１）の回
転と共に同行するように設けるのである。

本発明はこのような構成を持つ中空回転軸（１）を地盤
改良装置の主体として用いるのであり、このためには中
空回転軸（１）を軟弱地盤中に貫入、引抜自在とするこ
とが必要であり、例えば第６図に示すよう＆装置とする
。即ち老行自在な架台側に立設するガイドリーダ（至）
に巻取繰出自在な吊持索条０８シープ（１７）等を介し
て、中空回転軸（１）の上端を可回動に支持し、図示省
略しであるが軸（１）に正逆回転を与える駆動手段や、
加圧エア及び地盤改良剤の供給手段を具卸した駆動装置
（至）を昇降自在に吊持させるのであり、軸（１）はガ
イドリーダ（至）に突設した中１■軸受Ｏ１に可回動兼
摺動自在に挿支させるのであり、軟弱地盤・（イ）に対
して中空回転軸（１）を貫入、引抜自在とし、目的の改
良作業を行うようにする。勿論装置の構造は図例のみに
限られるものでなく、従来の中空管軸による攪拌軸を直
接地盤中に貫入、引抜自在”とし、攪拌軸内部を地盤改
良剤の圧送路とし、軸下端の攪拌翼近傍〃為ら吐出して
改良作業を行う地盤改良装置の各種タイプのものを利用
できることはいうまでもない。

また本発明においては、前記中空回転軸（１）の下端部
における上下の攪拌翼（２）（４）のボス（２ａＸ４Ｂ
）を介しての鼠角回励自在な取付位置において、□それ
ぞれノズノ？孔（Ｉｌｍ）（ｌｌｂ）、ノズル孔（１１
ｍ）（１！ｂ）を設けるに当り、第４図示のように上下
のノズル孔で互いに開閉動作が反対となるように設ける
のである。

即８ち第２図（イ）（ロ）杜上位の攪拌翼（２）におけ
るノズル孔０ｔａ）（ｔｔｂ）の開閉動作を示している
が、回りのように回転軸（１）に対し第６図で述べた駆
動装置（至）を介して矢印のように時針方向の回転を与
える時、攪拌翼（２）は軟弱地盤中において翼（２）に
働く地盤軟弱上によってＦ１方向の反力によって、第３
図に示した定角回動規制構造であるビン（６）、アーム
（８）及びスζツバ００α時を介して、軸（１）Ｉｔの
ノズル、孔（ｌｔａ）Ｋ対しボス（２ａ）のノズル孔（
ｌｌｂ）がＦ１方向く定角度移動して、ノズル孔（１１
８Ｘ１１ｂ）の喰追いによってノズル孔の連通が遮断さ
れる閉姿勢となり、反対に図ｆ−）Ｋ示すように、回転
軸（１）に対し反時計方向の回転を与える時、翼（２）
には逆にＦ８方向の反力が働いてボス（鴎）は反対方向
に定角度回動して、ノズル孔０１ａ）に対しボス（２ｓ
）のノズル孔（ｏｈ）が合致して連通する開姿勢となる
のであり、これは下位の攪拌翼（４）側のノズル孔（ｓ
ａ）（ｔ！ｂ）　ＩｉＣおいても、動作自体は同様であ
るが、第４図（イ）（ロ）Ｋ示すように、上下Ｏ／ノズ
ル孔ｈａ）（ｏｂ）、ノズル孔（＋ｇａ）（ｔａｂ）に
おいては互いにその開閉が反対となるようにするのであ
る。同図（イ）は軸（１）が時計方向に回動し、上位の
攪拌翼（幻では地盤軟弱土の反力Ｆ、によってボス（襲
）と共に逆方向に定角度移動して、ノズル孔（ｈａ）（
ｏｂ）が閉姿勢となる時、下位の攪拌翼（４）において
は同様に地盤軟弱土の反力Ｆ１によってボス（４ｍ）と
共に逆方向に同角度移動した時、そのノズル孔（ｔｍａ
Ｘｌ雪ｂ）が合致して開姿勢となるのであり、このさい
パルプａ３杖図示のようにアーム（６）の枢軸（７）の
回動を介して開姿勢となるようにし、同図帖）に示すよ
うに軸（１）が反時計方向に回動じ、上位の攪拌翼（動
においてノズル孔（ｌ１ｍ）（ｌｌｂ）が開姿勢になっ
た時、下位の攪拌翼（４）において社ノズ〃孔０ｈ）（
ｘｔｂ）が閉姿勢となり、パルプ（至）は開姿勢よりｍ
姿勢となるように１上下のノズル孔（ｌ１ｍ）（ｌｌｂ
）　、ノズル孔（ｘｔａ）（ｔａ）では互いに反対の開
閉動作を行なうように設定するのであシ、これによって
上下ノズル孔の自動切換開閉が得られるととになる。ｔ
たこの「）に示し九ＩＳＩｍ運動はＩｉ！１転輪（１）
が軟弱地盤−に貫入する時に行なわせるようにし、幹）
に示した開閉運動社−転軸（１）を軟弱地盤輔よシ引抜
＜Ｗ＃に行うようにするのである。

本発明による前記構造を持つ中空回転１１１１（１）に
よれば、次に述べるような地盤改良工法−ＩＩＡＩＩら
れることに＆る。即ち第６図に例示しえような地盤改良
装置にお−て、吊持索条＠Ｏ繰出しを介して中空回転軸
（１）を中間軸受（至）ガイドリーダ＠に沿って軟弱地
ｇ−に貫入下降させる時には、第４図（イ）に示したよ
うに回転軸０）を時計方向に回転させつつ下降させるＯ
であ）、とれによって上位のノズル孔（１１ｍ）（ｕｂ
）は閉姿勢と１ｋ）、下位のノズル孔（１鵡）（１！ｂ
）は開姿勢と１−夛、パルプ儲も開姿勢となるため、地
盤貫入と共に圧送路（Ｓａ）を介して加圧エアのみを輸
送し、これを下位Ｏノズル孔（１誌）（ｌｌｂ）よシ噴
出させつつ、亀盤曽内の所要深度地点まて０貫人が高速
度で得られるととに′＆る。こＯさいこのノズル孔（！
鵡ＸＩ！ＩＩ）からＯ軟弱土の侵入は前記加圧エアの噴
出によって防止できる。かくしてＪＩｓ図点線で示し九
ように、Ｎ転軸（ｌ）が軟弱地盤（２）の底、即ち地鍍
輔に続く堅ａｔ支持ｍｇ（２）上に軸下端がｊｌＪＥし
た時の、上位の攪拌翼（２）１０到達予定地ＪＩＫ下位
の攪拌翼０）が実線で示し丸ように貫入した時、地盤改
良剤を加圧エアと共に圧送路（ｔａ）を介して下位Ｏノ
ズル孔（ｌ１ｍ）（１！ｂ）よ〕亀中（噴出させつつ、
実ａｌＫ示すように回転軸（１）を着底させ、着底と共
に＠転輪（１）を逆方向に＠転させて第４図−に示した
ように、上位にノズル孔（ｈａ）（ｏｂ）　Ｏ８ｇ姿勢
、下位のノズル孔（１ｍ）（ｔａｂ）の閉姿勢、パルプ
ＯＳＯ閉姿勢に切換えて、上位のノズル孔（ｔｔａ）（
ｔｔｂ）より加圧エアと共Ｋｊｌｌｌ鍍改良剤全改良剤
せつつ、回転軸（１）を引抜行程に移すととによって、
先に着底前に下位ノズＡ／（ｘｇａＸｔｚｂ）より吐出
された地盤改良剤を各攪拌翼（４）　（３）（２）の回
転と共に攪拌混合し、引続き上位のノズル孔（ｚｔａ）
（ｔｌｂ）よ砂吐出される地盤改良剤を各攪拌翼（ｚ）
　（３）　（４）によって反復攪拌しつつ地表までの地
盤改良作Ｍが進行する。地表近くに′ｓｉ−いては改良
剤の輸送を停止し加圧エア給送のみとし、これによって
貫入行程の終端近くにおける回転軸（１）下端Ｋ＞ｆｆ
ｂ未改良層を表＜シつつ、引抜行程によって所要深度長
の地盤改良作業が得られるＯである。このさい回転軸（
１）　０地盤貫入行程の当初から、加圧エアを伴う地盤
改良剤の噴出、攪拌翼（４）（荀（意）による反復攪拌
混合による改良作業、所要深度地点Ｋｊｌ達後の引抜性
＠における加圧エアを伴う地盤改良剤の噴出、攪拌翼（
り　Ｃ３）Ｉ）　Ｋよる反複摘拌灘金による改良体ｌｌ
０１往復行程におけ石突施も勿論可能である。何れの壜
台でも上位のノズル（Ｕゐ）（ｏｂ）よ）の改良剤噴出
、時には、パルプａａｏａ５姿勢によって下位Ｏ軸内や
ノズル孔（１鵡）（ｕｂ）Ｋおける改良剤の目詰ヤ等は
全く生じない。

また本発明によれば、前記工法に当シ、中空回転軸（１
）　０貫人、引抜の両行程時における地盤改良剤の供給
とこれが攪拌混合にさいし、この１号イタ声に要する地
盤改良剤０６要全量がＸである時、貫入行程時にそＯｇ
／２量、引抜行程時に残るｇ／ｆｉ量のように、等量づ
つ半分に分けての供給も可能となり、このようにすれば
地盤改良剤の供給装置の能力は１２分のものでＪｊ〉る
こととなって、供給装置の小型化、駆動エネ、μギの軽
減ともなるのである。更に仁の貫入、引抜前行ｌｉＫか
ける地盤改良ＳＯ供給可能を利用して、地盤の軟弱度が
予想以上に悪い時に、往復行程時の地盤改良剤Ｏ供＃に
よる改良剤の増加供給、あるいは貫入時と引抜時にそれ
ぞれ異なる性質の地盤改良剤を供給し、これを地盤中で
混合させて与えることも可能であるように、従来の貫入
、引抜行程において、引抜行程時のみＫｊｌｋ＠改良剤
を供給して改良作業を行うという片道方式のフンパター
ンと相遺し、各種の工法を容易に実施できるのである。

本発明は以上のように１中空回転軸の下端に２以上の◆
段攪拌属を列設すると共に、その上下の各攪拌翼（２）
　（４）を軸（１）と相対回転自在（一定角度）として
、との真位置に軟弱地１１１における反力を利用して可
逆回転による自動切換ノズル孔（１ｔａ）（ｔｔｂ）、
（ｘｂ）（ｔＴｈ）を設ける仁とＫよシ、釘等動力源中
駆動源を必要とすることなく、地盤への貫入（下降）、
引抜（上！ＩＦ）両行程Ｋ＞いて、上下□ノズル孔を相
反−閉させ、前述のようにバフエテイに富みかつ有効適
切で強力かつ効率的な地盤改良作業が容易Ｋｌｌられる
点で著しく有利化される。即ち軟弱′地鍍内への施政エ
ア単独噴射を伴う高適度の貫入によるスピードアップ、
地盤内への貫入着底前Ｏ地盤改良剤の先行噴出とこれが
攪拌混合によるＦｊＡ＠軸下端における未改良層ｏ５Ｈ
会な解消（第５図）、引抜行程時Ｏみの改良剤供給によ
る改良作業の麹に、貫入、引抜両灯１ｊｉ＃に亘る改良
剤供給による往復改良作業、こＯさいＯ往復行程時にお
ける改良剤供給のゾ２づつの分１１＃与等、目的と状況
に応じて適切な改良作業を効率的かつ効果的に施工可能
である。しかも上下ノズル孔の切換紘回転軸（１）の８
＠方内を変えるのみで、軟１１１ｊＩｋ盤に生じる反力
を利用する丸め、その切換は全く駆動源を必要としｔｈ
ｅである。ζＯさＶ％駆駆動九九に油圧。

エア圧、そ−タ等が必要であれば、かかる動力源を回転
軸（υの下端まで持ってくることが必要で番）、構造の
複雑化、土圧、水圧に対する予防筆等、その実施は蕾し
く困難である。ま九回転軸（１）紘−転しているので、
必要な配管、配線を軸外周を利用して設けること杜、第
６図Ｏように中間軸受−がある場合は不可能であるし、
軸内部の圧送路（ｌａ）を利用することは、細口径の小
さいことと相まって改良剤の付着等を考えれば実施は事
実上困難であ）、本発明はかかる技術的困難は全く生じ
ないし、必要機構ＯＩＩ単化、これに伴う故障やトップ
〃も金〈なく、装置金体のコンバタＦ化を阻害しない、
しかも往復性１１における地盤改良剤の半量宛供給手段
によれば、改良剤供給装置の能力の小層化、設−の簡°
単化も得られるし、全般に経済的かつ軽量で機動力の大
きな装置が′容易に得られるＯであ〉、異種の改良剤の
軟弱地盤申における混合、両者の結合、性状変化による
地盤団結、硬化能力の向上も期せられるのであり、この
種地盤改良工法における新規で有用な工法の改善、装置
としての改善という点で優れた価値を発揮できるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による中空回転軸要部の側断面図、第２
図は同ノズル孔自動切換を示す横断平面図、第５図は同
軸と攪拌諷ｏｙｉｉ角図動構造実施例の＠面図、第４図
は岡上下ノズμの作動状態説明図、第５図は同軸着底ｗ
＃Ｏ動作説明図、第６図は本発明改良装置実施例の側面
図である。 （１）−・・中空回転軸、（ｌａ）・・・圧送路、（り
　（３）　（４）・・・攪拌翼、（！ａＸｓａＸ４ｍ）
−・・ポヌ、（・）・・・ピン、（７）　・・・枢軸、
（８）・・・アーム、輪・・・ストッパ、（ｌａ）（ｏ
ｂ）・・・上位ノズル孔、（１１１＆）（ｌｌｂ）・・
・下位ノズル孔、（２）・・・パルプ、ｏ４・・・架台
、（２）・・・ガイドリー〆、舖・・・吊持索条、■・
・・Ｖ−プ、（至）・・・駆動装置、α優−・中間軸受
、翰・・・軟１１地盤。 特許出願人　猷会社神戸製鋼所 同　　　上　　不動建設株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　中空回転軸の下端部に２以上の攪拌翼が間隔をあけ
   かつ前記−と定角度の相対回転可能に設けられた上下の
   攪拌翼のボスと前記軸とに、、　Ｉｆ記相対回転を介し
   て開閉するノズル孔が設けられ、Ｎ記軸の中空内Ｓｔ地
   盤改良剤並びに加圧エアの圧送経路とした装置を用い、
   腕妃中空圓転軸の下降時には該軸を一方向に回転しつつ
   下位のノズル孔より加圧エア単独ま７ｔは加圧エアを伴
   う地盤改良剤を放出し、上昇時には該軸を反対方向に回
   転しつつ上位のノズル孔より加圧エアを伴う地盤改良剤
   を放出し、前記攪拌翼の回転と共に地ＩＩｊ１改良を行
   うことを特徴とする軟弱地盤改良工法。 ２　中空回転軸の下端部に２以上の攪拌翼が間隔をあけ
   かつ前記軸と定角度の相対回転可能に設けられた上下の
   攪拌翼のボスと前記軸とに、１１記相対回転を介して開
   閉するノズル孔が設けられ、ＩＩ記軸の中空内部を地盤
   改良剤並びに加圧エアＯ圧送経路とした装置を用い％前
   記中空−転軸の下降時には該軸を一方向Ｅ１１転しつつ
   下位のノズル孔より加圧エア単独または加圧エアな伴う
   ｍｇ改良剤ＯＦｒ要全量の半量分を款出し。 上昇時には該軸を反対方向に回転しクク上位のノズル孔
   より加圧エアを伴う地盤改良剤の所要全量り伐る半量分
   を欽出し、前記攪拌翼Ｏ回転と共に地盤改良を行うこと
   を特徴とする軟弱地盤改良工法。 ３　そＯ中空内部を地盤改良剤並びに加圧エアＯ圧送経
   路とすると共に回転手段並びに昇降手段を具■した中空
   回転軸と、該回転軸の下層部外周に間隔ｔあけて上下方
   ＭＫ列設されかつ上下の攪拌翼が軸と定角度Ｏ１１１回
   転可能に取付けられると共Ｋｌｌ記上下翼のボスと軸と
   に亘って前記相対回転を介して開閉するノズル孔が設け
   られた２以上の攪拌翼とから成ることを特徴とする軟弱
   地盤改良装置。 ４　その中空内部を地盤改良剤並びに加圧エア０圧送経
   絡とすると共に回転手段並びに昇降手段ｔＡｉｌした中
   空回転軸と、該回転軸の上端部外周に間隔をあけて上下
   方向に列設されかつ上下の攪拌翼が軸と定角度の相対回
   転可能に取付けられると共Ｋ１１ｌ記上下属のボスと軸
   とに亘って前記相対回転を介して開閉するノズル孔が設
   けられた２以上の攪拌翼と、＠起上下のノズル孔間の回
   転軸内部に位置しかつ前記相対回転を介して開閉自在な
   パルプとから成ることを特徴とする軟弱地盤改良′！ｊ
   ！置。