JPH046812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は地盤改良等のために地中に固結柱を
造成する際に使用される地盤改良工法及びその装
置の改良に係り、特に構造を簡素化して重量を軽
減し良好なる混合撹拌をなし得て、また、地盤中
に注入された土質安定剤の周囲の地盤への徒な拡
散を防止し得て、地盤中に強固な固結柱を造成し
得る地盤改良工法及びその装置に関する。

［従来の技術］ 不安定な地盤を改良するために、回転する軸の
先端に設けたヘツドを有するスクリユにより地盤
を掘削しつつ土質安定剤（例えばセメントミル
ク、水ガラス等）を前記軸の先端部等から注出
し、掘削土と土質安定剤とを地中において撹拌混
合して地盤中に固結柱を造成する工法及びその装
置が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の工法及びその装置にあつて
は、掘削しつつ撹拌混合をするために、例えば前
記回転する軸の先端部分に掘削具や撹拌具および
土質安定剤の吐出口を設けたものがある。ところ
が、従来は、前記掘削具等を集中配設したため構
造が複雑化し重量も大となつている。しかも、地
盤掘削時にこれら重量の大な掘削具等を回転すべ
く駆動装置の回転数を落として所要の掘削トルク
を得んとすると、回転数の低下により撹拌混合処
理に長時間を要するとともに土質安定剤が外部へ
漏れる不都合があり、撹拌不良を生じる場合もあ
る。そこで、大きなトルクとともに高速回転を得
んとすると、駆動力の大なる大型の駆動装置を設
けなければならず、装置全体の大型化、重量増加
を招く不都合を生じた。

あるいはまた、土質安定剤の吐出口を設けた掘
削具上方に高速回転する撹拌具を配設し、この撹
拌具を前記掘削具の回転とともに掘削軸周囲を回
転させるものもあるが、やはり構造が複雑なため
重量も大である。このため、前記の如き不都合を
有していた。

さらに、地盤改良装置としては、特開昭49−
120412号公報や特開昭51−105110号公報に開示の
ものがある。これら公報に開示の地盤改良装置
は、地盤改良剤や凝結剤等の土質安定剤を地盤中
に注入し、この土質安定剤と地盤とを撹拌混合し
て地盤を固結させるものである。ところが、これ
ら公報に開示の地盤改良装置は、いずれも、地盤
中に注入された土質安定剤とこの土質安定剤周囲
の土質安定剤の注入されていない地盤とを撹拌混
合し、地盤の全域にわたり固結させるものであ
る。このため、これら公報に開示の地盤改良装置
は、地盤中に固結柱を造成する工法と相違するも
のである。たとえ、これら公報に開示の地盤改良
装置によつて、地盤中に固結柱を造成しようとし
ても、地盤中に注入された土質安定剤とこの土質
安定剤の周囲の地盤とを撹拌混合するため、土質
安定剤が徒に周囲の地盤に拡散されてしまうこと
により、施工後の強度低下を招き、強固な固結柱
を造成し得ない不都合がある。

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、このような問題を
解消し、構造を簡素化して重量を軽減し良好なる
撹拌混合をなし得て、また、地盤中に注入された
土質安定剤の周囲の地盤への徒な拡散を防止し得
て、地盤中に強固な固結柱を造成し得る地盤改良
工法及びその装置を実現することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、低速回
転する掘削具を地盤中に没入させて所定の深さま
で降下させて停止した後に回転させつつ上昇させ
ることにより前記地盤を円柱状に２度にわたり掘
削し、この掘削具を前記地盤から抜去した後に前
記掘削具により掘削した範囲内の円柱状の掘削土
中に高速回転する撹拌具の下方の吐出口から土質
安定剤を注入し、然る後に前記高速回転する撹拌
具を前記円柱状の掘削土中に没入させて所定の深
さまで降下させて停止した後に回転させつつ上昇
させることにより前記掘削土とこの掘削土中に注
入された前記土質安定剤とを前記円柱状の掘削土
中において２度にわたり撹拌混合することにより
地盤中に固結柱を造成することを特徴とし、ま
た、昇降自在に支柱に支持された掘削用駆動装置
により低速回転する掘削軸の下方先端部に地盤を
円柱状に掘削する掘削具を設け、前記支柱に昇降
自在に支持されるとともに前記掘削軸と別体に並
行で撹拌用駆動装置により高速回転する撹拌軸の
下方先端部に前記掘削具により掘削した範囲内の
円柱状の掘削土中に没入されて前記掘削土と土質
安定剤とを前記円柱状の掘削土中において撹拌混
合する撹拌具を設け、この撹拌具の下方には前記
掘削具により掘削した範囲内の円柱状の掘削土中
に注入される前記土質安定剤の吐出口を設けたこ
とを特徴とする。

［作用］ この発明の構成によれば、掘削用駆動装置によ
り低速回転する掘削軸の下方先端部に設けた掘削
具を地盤中に没入させて先ず地盤を円柱状に掘削
し、掘削が所定の深さまで達したら停止した後に
回転させつつ上昇させて掘削具を抜去する。これ
により、地盤は、２度にわたり掘削される。次い
で、前記掘削軸と別体に並行で撹拌用駆動装置に
より高速回転する撹拌軸の下方先端部に設けた撹
拌具の下方の吐出口から掘削具により掘削した範
囲内の円柱状の掘削土中に土質安定剤を注入し、
高速回転する撹拌具を掘削具により掘削した範囲
内の円柱状の掘削土中に没入させて掘削土とこの
掘削土中に注入された土質安定剤とを円柱状の掘
削土中において撹拌混合し、所定の深さまで達し
たら停止した後に回転させつつ上昇させて撹拌具
を抜去する。これにより、土質安定剤は掘削され
た範囲内の掘削土中の全域に充分に注入され、ま
た、掘削土と土質安定剤とは２度にわたり撹拌混
合され、地盤中に固結柱を造成する。

［実施例］ 次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説
明する。第１，２図において、２は保持柱４を支
持し且つ移動せしめるキヤタピラ付自走車、６は
保持柱４の上端から支持索８で昇降自在に吊持さ
れた支持具である。この支持具６には、支柱１０
が垂設されている。また、支持具６には、油圧又
は電動式からなる掘削用駆動装置１２と撹拌用駆
動装置１４とが夫々昇降自在に吊持されている。
この掘削用駆動装置１２と撹拌用駆動装置１４と
は、前記支柱１０の両側にそれぞれ保持ガイド１
６，１８により昇降可能に保持されている。

前記支柱１０の一側に昇降自在に設けた掘削用
駆動装置１２には、上下方向に延設された掘削軸
２０の上端部を連動連結している。掘削軸２０
は、後述する理由のために掘削用駆動装置１２に
より低速回転（60回転／分以下、望ましくは10〜
30回転／分）される。この掘削軸２０は、第３図
に示す如く、下方を支柱１０の下部に設けた振れ
止め２２により保持されており、さらに下方先端
部に掘削刃２４を有する掘削具２６を設けるとと
もに下端部に切刃２８を設けている。この掘削具
２６は、掘削軸２０の両側に上方に向つて傾斜さ
せて突設している。この掘削具２６の回転により
地盤を円柱状に掘削する際に、所要の掘削トルク
を得るために前記掘削用駆動装置１２の回転数を
落して大きなトルクが得られるようにしている。

前記支柱１０の他側に昇降自在に設けた撹拌用
駆動装置１４には、上下方向に延設された撹拌軸
３０の上端部を連動連結している。この撹拌軸３
０は、その軸心方向を前記掘削軸２０の軸心方向
と並行に設けている。撹拌軸３０は、第３図に示
す如く、下方を支柱１０の下部に設けた振れ止め
３２により保持され、さらに下方先端部に撹拌軸
３０の両側に略水平に複数段の撹拌具３４を突設
している。各撹拌具３４は、第４図Ｅ〜Ｈに示す
如く、掘削具２６により掘削した範囲内の円柱状
の掘削土中に没入される大きさを有している。こ
れら各撹拌具３４の下方には、掘削具２６により
掘削した範囲内の円柱状の掘削土中に注入される
土質安定剤の吐出口３６を設けている。この吐出
口３６から土質安定剤を掘削具２６により円柱状
に掘削した円柱状の掘削土中に注入するために、
前記撹拌軸３０とともに撹拌具３４を中空筒状に
形成して連通させており、土質安定剤供給用の通
路を形成している。なお、この実施例では、撹拌
具３４に吐出口３６を設けて撹拌・吐出機能を有
せしめたが、別途吐出口を設けて土質安定剤供給
用の通路に連通させることにより、撹拌具３４か
ら吐出口を分離させることもできる。

前記撹拌具３４により掘削土と土質安定剤とを
掘削土中において撹拌混合する際には、円柱状の
掘削土中に注入された土質安定剤が前記円柱状の
掘削土中から外部に漏れることを防止しあるいは
施工後の強度を大となす等撹拌混合を良好にすべ
く、前記撹拌軸３０を高速回転（60〜150回転／
分）させる。このとき、撹拌混合は、掘削時のよ
うに大きなトルクを要求されないので、高速回転
が得られるようにしている。

このように、支柱１０には、掘削軸２０と撹拌
軸３０とを夫々平行で昇降自在に支持することに
より、別々に構成している。このため、各軸２
０，３０を同軸に構成した場合のように、互いの
機能に及ぼす影響を考慮する必要がなく、掘削軸
２０と撹拌軸３０との各々に要求される機能のみ
を考慮して、形状・構造等を決定できる。この結
果、強度を向上しつつ軽量化を果すことができ
る。

次にこの発明の作用を説明する。

キヤタピラ付自走車２を走行させ、装置全体を
地盤改良のための固結柱を造成すべき所定位置に
設置する。次いで、保持柱４により支柱１０を地
盤に対し略鉛直に支持し、支柱１０により昇降自
在に支持される掘削軸２０、掘削具２６、撹拌軸
３０、撹拌具３４等を地盤に対して鉛直に立て
る。このときに、固結柱を造成すべき所定位置
に、先ず掘削具２６を設置する。次いで、掘削用
駆動装置１２を駆動させて掘削軸２２を回転さ
せ、回転する掘削具２６を地盤表面に降下させる
（第４図Ａ）。掘削具２６を回転させて地盤中に没
入させることにより、地盤は円柱状に掘削される
（第４図Ｂ）。

このとき、掘削軸２０により地盤を円柱状に掘
削しながら地盤中に没入させるために、掘削軸２
０の上端部に連結する掘削用駆動装置１２を保持
ガイド１６により支柱１０に沿つて降下させる。
掘削用駆動装置１２は、所要の掘削トルクか得ら
れるように、回転数を落しトルクを増加させて駆
動力を出力する。そこで、掘削具２６は所要の掘
削トルクの低速で回転され、地盤を確実に掘削し
得る。このため、掘削用駆動装置１２は、駆動力
の小さな小型のものを使用でき、装置の小型・軽
量化に寄与し得る。

掘削具２６による掘削が進行し、所定の深さま
で到達すると、掘削具２６の降下を停止する（第
４図Ｃ）。その後は、逆に掘削具２６等を上昇さ
せる。このとき、掘削具２６は回転させつつ上昇
させるが、降下時と逆方向に回転させつつ上昇さ
せても良い。上昇させるときは、掘削降下時ほど
トルクを要求されないので、掘削具２６を高速回
転させることも可能である。掘削具２６を地盤中
から抜き出すことにより、掘削は終了する（第４
図Ｄ）。

これにより、地盤は、円柱状に２度にわたり掘
削され、細かく破砕される。

次にキヤタピラ付自走車２の保持柱４により支
柱１０の位置を換え、固結柱を造成すべき所定位
置に撹拌具３４を設置する。撹拌用駆動装置１４
により複数段の撹拌具３４を回転させ、地盤の掘
削土表面に降下させる。（第４図Ｅ）。撹拌用駆動
装置１４の降下と回転により、掘削具２６によつ
て掘削した範囲内の円柱状の掘削土中に撹拌具３
４を没入させる。没入後、撹拌具３４の下方に設
けた吐出口３６から土質安定剤（例えばセメント
ミルク、水ガラス、高分子材、エアモルタル等）
を掘削具２６により掘削した範囲内の円柱状の掘
削土中に注入して拡散を防止し、回転する撹拌具
３４により掘削土中において掘削土とこの掘削土
中に注入された土質安定剤との撹拌混合を図る
（第４図Ｆ）。

このとき、掘削時程の高トルクを要求されない
ので、駆動力の小さな小型の駆動装置でも高速回
転させ得るとともに、複数段の撹拌具３４を設け
たことにより十分に撹拌混合させることができ、
装置の小型・軽量化が可能になる。また、撹拌具
３４の高速回転により土質安定剤の外部への漏れ
を防止し得て、加工後の強度を大とし得る。さら
に、掘削土中に没入される撹拌具３４の下方に設
けた吐出口３６から土質安定剤を掘削土中に注入
することにより、掘削具２６により掘削された範
囲内の掘削土中の全域に充分に土質安定剤を注入
し得て、また、円柱状の掘削土中においてこの掘
削土と土質安定剤とを撹拌混合することにより、
土質安定剤の徒な拡散を防止し得て、地盤中に強
固な固結柱を造成することができる。

このように、土質安定剤を掘削土に注入して撹
拌具３４により撹拌混合を図り、所定の深さに達
すると、撹拌具３４の降下を停止する。（第４図
Ｇ）。次いで、撹拌具３４を上昇させ、地盤中か
ら抜き出す。このとき、撹拌具３４を降下時と同
方向に回転させつつ上昇させても良く、また逆方
向に回転させつつ上昇させても良い。撹拌具３４
を上昇させ、地盤中から抜き出すことにより撹拌
混合は終了する（第４図Ｈ）。

これにより、掘削土と土質安定剤とは、２度に
わたり撹拌混合され、良好に混練される。

これにより、撹拌具３４を抜き出した後の地盤
中には、固結柱が造成される。

なお、この実施例では土質安定剤を撹拌軸２０
の先端部から注入しているが、掘削軸３０の先端
部から注入することも可能である。また、掘削具
２６は、螺旋状に形成することにより、地盤中へ
の没入を容易にすることができる。

［発明の効果］ このようにこの発明によれば、掘削用駆動装置
により低速回転する掘削軸の下方先端部に設けた
掘削具の地盤中への没入により先ず地盤を円柱状
に掘削し、所定深さまで達したら停止した後に回
転させつつ上昇させて掘削具を抜去し、地盤を２
度にわたり掘削して細かく破砕する。次いで、掘
削具を抜去した後に掘削具により掘削した範囲内
の円柱状の掘削土中に土質安定剤を注入し、撹拌
用駆動装置により高速回転する撹拌具の掘削土中
への没入により掘削具の掘削した範囲内の円柱状
の掘削土とこの掘削土中に注入された土質安定剤
とを円柱状の掘削土中において撹拌混合し、所定
の深さまで達したら停止した後に回転させつつ上
昇させて撹拌具を抜去し、掘削土と土質安定剤と
を２度にわたり撹拌混合して良好に混練し、地盤
中に固結柱を造成するので、地盤を確実に掘削し
得るとともに充分に撹拌混合することができる。
これにより、掘削土中の全域に充分に土質安定剤
を注入し得て、土質安定剤の外部への漏れを防止
し、良好な撹拌混合をなし得て、施工後の強度を
大とし得るとともに、土質安定剤の徒な拡散を防
止し得て、強固な固結柱を造成し得る。

また、上記効果を達成するにあたり、掘削具と
撹拌具とは別々に構成し、夫々別の駆動装置によ
り回転駆動している。即ち、掘削具は所要の掘削
トルクが得られるように掘削用駆動装置の回転数
を落して低速回転させるとともに、撹拌具は掘削
時のように高トルクを要求されないので撹拌用駆
動装置のトルクを落して高速回転させている。こ
れにより、掘削具等及び撹拌具等の構造が簡素化
されるとともに、駆動力の小さな小型の駆動装置
でそれぞれ回転駆動できることにより掘削用駆動
装置及び撹拌用駆動装置の大型化を回避すること
ができる。また、掘削軸と撹拌軸とを別体に構成
していることにより、各軸を同軸に構成した場合
のように互いの機能に及ぼす影響を考慮すること
なく、掘削軸と撹拌軸との各々に要求される機能
のみを考慮して形状・構造等を決定し得て、強度
を向上しつつ軽量化を果すことができる。このた
め、装置全体として構造を簡素化して重量を軽減
し、良好な撹拌混合をなし得る装置を実現するこ
とができる。さらに、掘削軸あるいは撹拌軸をス
プライン軸に形成し、チエンやベルト等の無端回
転伝達具により単一の駆動装置と連動連結するこ
とにより、駆動装置を共用させることができる。
この結果、さらなる重量の軽減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１，２図はそ
れぞれ装置の全体側面図および全体正面図、第３
図は要部拡大正面図、第４図Ａ〜Ｈは工程の順序
を示す概略説明図である。 図において、２はキヤタピラ付自走車、４は保
持柱、６は支持具、１０は支柱、１２は掘削用駆
動装置、１４は撹拌用駆動装置、２０は掘削軸、
２６は掘削具、３０は撹拌軸、３４は撹拌具、３
６は吐出口である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低速回転する掘削具を地盤中に没入させて所
   定の深さまで降下させて停止した後に回転させつ
   つ上昇させることにより前記地盤を円柱状に２度
   にわたり掘削し、この掘削具を前記地盤から抜去
   した後に前記掘削具により掘削した範囲内の円柱
   状の掘削土中に高速回転する撹拌具の下方の吐出
   口から土質安定剤を注入し、然る後に前記高速回
   転する撹拌具を前記円柱状の掘削土中に没入させ
   て所定の深さまで降下させて停止した後に回転さ
   せつつ上昇させることにより前記掘削土とこの掘
   削土中に注入された前記土質安定剤とを前記円柱
   状の掘削土中において２度にわたり撹拌混合する
   ことにより地盤中に固結柱を造成することを特徴
   とする地盤改良工法。 ２ 昇降自在に支柱に支持された掘削用駆動装置
   により低速回転する掘削軸の下方先端部に地盤を
   円柱状に掘削する掘削具を設け、前記支柱に昇降
   自在に支持されるとともに前記掘削軸と別体に並
   行で撹拌用駆動装置により高速回転する撹拌軸の
   下方先端部に前記掘削具により掘削した範囲内の
   円柱状の掘削土中に没入されて前記掘削土と土質
   安定剤とを前記円柱状の掘削土中において撹拌混
   合する撹拌具を設け、この撹拌具の下方には前記
   掘削具により掘削した範囲内の円柱状の掘削土中
   に注入される前記土質安定剤の吐出口を設けたこ
   とを特徴とする地盤改良装置。