JPH0593421A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 削孔ヘッドによって掘削された孔内におい
て、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤を充分に混合
撹拌させ、これらを均一に混練させることができ、地盤
の改良や基礎杭及び地下連続壁等の構築が安定した行な
え掘削装置を提供する。 【構成】 掘削軸１０の先端に設けられた削孔ヘッド１
１によって地盤１を掘削すると共に、掘削された孔２内
にセメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を注入し、掘
削された土砂と上記硬化剤や土壌改良剤とを混合撹拌す
る掘削装置において、撹拌部材２１が設けられた撹拌軸
２０を上記掘削軸１０の両側に並設すると共に、各撹拌
軸２０を掘削軸１０の回転速度より高速でかつ掘削軸１
０と逆方向に回転させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、掘削軸の先端に設け
られた削孔ヘッドによって地盤を掘削すると共に、掘削
された孔内にセメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を
注入し、掘削された土砂と上記硬化剤や土壌改良剤とを
混合撹拌するようになった掘削装置に関するものであ
り、掘削された孔内において掘削された土砂と硬化剤や
土壌改良剤を充分に混合撹拌させて、これらを均一に混
練させ、安定した地盤の改良や基礎等の構築が行なえる
ようにする点に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、掘削軸の先端に設けられた削
孔ヘッドによって地盤を掘削すると共に、掘削された孔
内にセメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を注入し、
掘削された土砂と上記硬化剤や土壌改良剤とを混合撹拌
するようになった掘削装置を使用して、地盤の改良を行
なったり、基礎杭や地下連続壁等を構築することが行な
われていた。

【０００３】ここで、このような掘削装置としては、一
般に駆動装置から下方に向けて掘削軸を垂設し、この掘
削軸の先端にセメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を
噴出する削孔ヘッドを取り付けると共に、この掘削軸の
適当な位置に撹拌羽根等の撹拌部材を設けたものが使用
されていた。

【０００４】そして、この掘削装置においては、上記駆
動装置によって掘削軸を回転させ、その先端に取り付け
られた削孔ヘッドによって地盤を掘削すると共に、この
削孔ヘッドからセメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤
を噴出させ、掘削された孔内において、掘削された土砂
と上記硬化剤や土壌改良剤を、上記削孔ヘッド及び掘削
軸に設けられた上記撹拌部材により混合撹拌してこれら
を混練させ、その後この混練物を硬化させて、地盤の改
良を行なったり、基礎杭や地下連続壁等を構築するよう
にしていた。

【０００５】ここで、上記のように掘削軸の先端に取り
付けられた削孔ヘッドによって地盤を掘削する場合に
は、削孔ベッドに大きな回転トルクを与えるようにしな
ければならず、このため掘削軸の回転速度を遅くする必
要があった。

【０００６】しかし、このように掘削軸の回転速度を遅
くすると、削孔ヘッドや撹拌部材によって掘削された土
砂と硬化剤や土壌改良剤とを充分に混合撹拌させること
ができず、特に、大きな孔を削孔する場合には、掘削軸
の回転速度がさらに遅くなって、これらの混合撹拌がさ
らに低下し、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤との
混練状態が悪くなり、これを硬化させた場合にはむらが
生じ、安定した地盤の改良を行なったり、安定した基礎
杭や地下連続壁等を構築することができないという問題
があった。

【０００７】また、上記のような掘削装置においては、
削孔ヘッドと撹拌部材とが同じ掘削軸に設けられてお
り、これらが同方向に回転するだけであるため、掘削さ
れた土砂と硬化剤や土壌改良剤との混合撹拌が充分に行
なわれず、これらの混練状態がさらに悪くなるという問
題もあった。

【０００８】このため、従来においても、上記掘削軸の
外周を覆うようにして、この掘削軸と逆方向に回転する
外管を設け、この外管に撹拌部材を設けて掘削された土
砂と硬化剤や土壌改良剤と混合撹拌させるようにした掘
削装置も存在した。

【０００９】しかし、このような掘削装置においても、
特に大きな孔を掘削する場合には、掘削された土砂と硬
化剤や土壌改良剤との混合撹拌が充分に行なわれず、安
定した地盤の改良を行なったり、安定した基礎杭や地下
連続壁等を構築することができないという問題があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、掘削軸の
先端に設けられた削孔ヘッドによって地盤を掘削すると
共に、掘削された孔内にセメントミルク等の硬化剤や土
壌改良剤を注入し、掘削された土砂と上記硬化剤や土壌
改良剤とを混合撹拌するようになった掘削装置における
上記のような問題を解決することを課題とするものであ
る。

【００１１】すなわち、この発明は、上記のように掘削
された孔内において、掘削された土砂と硬化剤や土壌改
良剤を混合撹拌させるにあたり、これらの混合撹拌が充
分に行なわれ、これらが均一に混練されるようになり、
この混練物を硬化させた場合に、硬化されたものにむら
が生じるということがなく、安定した地盤の改良や基礎
杭等の構築が行なえるようにすることを課題とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決するため、掘削軸１０の先端に設
けられた削孔ヘッド１１によって地盤１を掘削すると共
に、掘削された孔２内にセメントミルク等の硬化剤や土
壌改良剤を注入し、掘削された土砂と上記硬化剤や土壌
改良剤とを混合撹拌するようになった掘削装置におい
て、上記削孔ヘッド１１によって掘削された孔２内にお
いて掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とを混合撹拌
させる撹拌部材２１が設けられた撹拌軸２０を上記掘削
軸１０の両側に並設すると共に、各撹拌軸２０を掘削軸
１０の回転速度より高速でかつ掘削軸１０と逆方向に回
転させるようにしたのである。

【００１３】また、必要に応じて、上記掘削軸１０を中
心にしてその両側に並設された撹拌軸２０を回転させる
回転装置３０を設けるようにすることが好ましい。

【００１４】さらに、上記撹拌軸２０に撹拌部材２１を
設けるにあたっては、撹拌軸２０の軸方向に沿ってその
半径方向外方に円弧状に突出した撹拌羽根２２を設ける
ようにすることが好ましい。

【００１５】

【作用】この発明に係る掘削装置においては、上記掘削
軸１０を回転させると共に、その両側に並設された各撹
拌軸２０を掘削軸１０の回転速度より高速で掘削軸１０
と逆方向に回転させながら、この掘削装置を下降させ、
上記掘削軸１０の先端に設けられた削孔ヘッド１１によ
って地盤１を掘削すると共に、掘削された孔２内にセメ
ントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を注入させるように
する。

【００１６】そして、この削孔ヘッド１１によって掘削
された土砂と上記の硬化剤や土壌改良剤とを混合撹拌さ
せながらさらに掘削を行ない、掘削軸１０の両側に設け
られた各撹拌軸２０を掘削された孔２内に導き、掘削さ
れた土砂と上記の硬化剤や土壌改良剤とを各撹拌軸２０
に設けられた撹拌部材２１によって上記削孔ヘッド１１
とは逆方向に高速で混合撹拌させるようにする。

【００１７】このように掘削された土砂と上記の硬化剤
や土壌改良剤とを、掘削された孔２内において削孔ヘッ
ド１１とこの削孔ヘッド１１とは逆方向に高速で回転す
る撹拌部材２１とによってミキシングすることにより、
これらが充分に混合撹拌されて均一に混練されるように
なる。

【００１８】そして、このように掘削された土砂と硬化
剤や土壌改良剤とを混合撹拌させながら、掘削軸１０の
先端に設けられた上記削孔ヘッド１１によって地盤１に
所要深さの孔２を掘削した後は、この掘削装置を上昇さ
せて、上記掘削軸１０及びその両側に設けられた各撹拌
軸２０を掘削された孔２内から引き上げ、掘削された土
砂と硬化剤や土壌改良剤とが混練された混練物を硬化さ
せるようにする。

【００１９】なお、上記のように掘削装置を上昇させ
て、掘削された孔２内から掘削軸１０及びその両側に設
けられた各撹拌軸２０を引き上げる場合においても、掘
削軸１０及びその両側における撹拌軸２０を回転させる
ようにすると、掘削された孔２内において、掘削された
土砂と硬化剤や土壌改良剤とがさらに混合撹拌されてよ
り均一に混練されるようになる。

【００２０】また、前記のように掘削軸１０の両側に並
設された撹拌軸２０を掘削軸１０を中心にして回転させ
る回転装置３０を設け、この回転装置３０によって掘削
軸１０の両側に並設された撹拌軸２０を掘削軸１０を中
心にして回転させるようにすると、掘削された土砂と硬
化剤や土壌改良剤とが上記のようにして削孔ヘッド１１
によって掘削された孔２内全体にわたって充分に混合撹
拌されるようになり、掘削された孔２内全体において、
掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とが均一に混練さ
れるようになる。

【００２１】さらに、上記撹拌軸２０に撹拌部材２１と
して、撹拌軸２０の軸方向に沿ってその半径方向外方に
円弧状に突出した撹拌羽根２２を設けるようにすると、
掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とがこの撹拌羽根
２２の回転によって様々な方向に分散されながら混合撹
拌されるようになり、掘削された土砂と硬化剤や土壌改
良剤とがより均一に混練されるようになる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の一実施例に係る掘削装置を
添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００２３】この実施例の掘削装置においては、図１及
び図２に示すように、駆動装置３の下方に減速機４を設
け、この減速機４の中央から下方に向けて掘削軸１０を
垂設すると共に、この掘削軸１０の両側において、上記
減速機４から下方に向けて掘削軸１０より長さの短い撹
拌軸２０をそれぞれ一本ずつ垂設するようにした。そし
て、上記駆動装置３により掘削軸１０とその両側に設け
られた撹拌軸２０とを回転させるにあたっては、上記減
速機４によって両側の撹拌軸２０が掘削軸１０の回転速
度より高速でかつ掘削軸１０とは逆方向に回転するよう
にした。

【００２４】また、この実施例のものにおいては、上記
駆動装置３の下に回転装置３０を設け、掘削軸１０の両
側に並設された撹拌軸２０が掘削軸１０を中心にして左
右に９０°回転できるようにした。

【００２５】そして、上記のように回転する掘削軸１０
の先端に地盤１を掘削すると共にセメントミルク等の硬
化剤や土壌改良剤を噴出する削孔ヘッド１１を取り付け
るようにした。

【００２６】一方、掘削軸１０の両側に設けられた各撹
拌軸２０においては、上記削孔ヘッド１１によって掘削
された孔２内において掘削された土砂と硬化剤や土壌改
良剤とを混合撹拌させる撹拌部材２１として、各撹拌軸
２０にそれぞれ撹拌ヘッド２３を設けると共に、この撹
拌ヘッド２３の上方において、各撹拌軸２０の軸方向に
沿ってその半径方向外方に円弧状に湾曲して突出した撹
拌羽根２２を交互に対向するようにして複数個連続して
設けるようにした。なお、各撹拌軸２０に上記の撹拌ヘ
ッド２３及び撹拌羽根２２を設けるにあたっては、これ
らが上記削孔ヘッド１１によって掘削される孔２内で回
転するようにした。

【００２７】また、この実施例の掘削装置においては、
掘削軸１０とその両側に設けられた撹拌軸２０との間隔
が常に一定に保たれるようにするため、撹拌軸２０の上
端部及び下端部においてそれぞれ連結バンド５により掘
削軸１０とその両側の撹拌軸２０とを回転可能な状態で
連結させるようにした。

【００２８】そして、この実施例の掘削装置を使用して
地盤の改良を行なったり、基礎杭や地下連続壁等を構築
するにあたっては、上記駆動装置３を駆動させ、この駆
動装置３の下方に設けられた上記減速機４を介して掘削
軸１０を回転させると共に、この掘削軸１０の両側に設
けられた各撹拌軸２０を上記掘削軸１０より高速でかつ
掘削軸１０と逆方向に回転させるようにし、さらに上記
回転装置３０によって掘削軸１０の両側に並設された各
撹拌軸２０を、掘削軸１０を中心にして左右に９０°回
転させるようにした。

【００２９】そして、この状態で上記掘削装置を下降さ
せ、図２に示すように、掘削軸１０の先端に設けられた
削孔ヘッド１１によって地盤１を掘削すると共に、この
削孔ヘッド１１からセメントミルク等の硬化剤や土壌改
良剤を掘削した孔２内に噴出し、この削孔ヘッド１１に
よって掘削された土砂と噴出した硬化剤や土壌改良剤と
を混合撹拌しながらさらに掘削を行ない、掘削軸１０の
両側に設けられた各撹拌軸２０を掘削された孔２内に導
き、この掘削された孔２内において、各撹拌軸２０に設
けられた記撹拌ヘッド２３及び撹拌羽根２２により掘削
された土砂と硬化剤や土壌改良剤とをさらに混合撹拌さ
せるようにした。

【００３０】このように掘削された孔２内において、掘
削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とを、各撹拌軸２０
に設けられた撹拌ヘッド２３及び撹拌羽根２２により混
合撹拌させるようにすると、各撹拌軸２０に設けられた
撹拌ヘッド２３及び撹拌羽根２２が掘削軸１０に設けら
れた上記削孔ヘッド１１とは逆方向に高速で回転するた
め、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とが上記削孔
ヘッド１１との間でミキシングされて、掘削された孔２
内において充分に混合撹拌されて、これらが均一に混練
されるようになった。

【００３１】また、この実施例のものにおいては、上記
のように各撹拌軸２０が回転装置３０によって掘削軸１
０を中心にして左右に９０°回転しているため、掘削さ
れた孔２内全体において上記のような混合撹拌が行なわ
れるようになり、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤
とが掘削された孔２内全体において充分に混合撹拌さ
れ、均一に混練されるようになった。さらに、この実施
例のものにおいては、各撹拌軸２０に撹拌部材２１とし
て、その軸方向に沿ってその半径方向外方に円弧状に湾
曲して突出した撹拌羽根２２を設けているため、この撹
拌羽根２２によって掘削された土砂と硬化剤や土壌改良
剤との混練物がさらに様々な方向に分散されながら混合
撹拌されるようになり、掘削された土砂と硬化剤や土壌
改良剤との混練物が掘削された孔２内全体により均一に
分散されるようになった。

【００３２】上記のようにして掘削された土砂と硬化剤
や土壌改良剤とを混合撹拌させながら、掘削軸１０の先
端に設けられた上記削孔ヘッド１１により地盤１に所要
深さの孔２を掘削した後は、この掘削装置を上昇させ
て、上記掘削軸１０及びその両側に設けられた各撹拌軸
２０を掘削された孔２内から引き上げるようにした。な
お、このように掘削軸１０及び各撹拌軸２０を掘削され
た孔２内から引き上げるにあたり、掘削時と同様にして
これらを回転させるようにすると、掘削された孔２内に
おいて掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とがさらに
混合撹拌され、掘削された孔２内全体においてより均一
に混練されるようになる。

【００３３】そして、上記のように掘削軸１０及び各撹
拌軸２０を掘削された孔２内から引き上げた後は、掘削
された土砂と硬化剤や土壌改良剤とが混練された混練物
を掘削された孔２内において硬化させるようにした。な
お、このようにして掘削された土砂と硬化剤や土壌改良
剤とが混練された混練物を硬化させた場合、掘削された
土砂と硬化剤や土壌改良剤とが掘削された孔２内全体に
おいて均一に混練されているため、硬化されたものにむ
らが生じるということがなく、安定した地盤の改良や基
礎杭等の構築が行なえるようになった。

【００３４】なお、この実施例の掘削装置においては、
セメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を掘削軸１０の
先端に設けられた削孔ヘッド１１だけから噴出させるよ
うにしたが、この削孔ヘッド１１以外に両側の撹拌軸２
０の先端に設けられた撹拌ヘッド２３から噴出させるよ
うにすることも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係る掘
削装置においては、掘削軸の先端に設けられた削孔ヘッ
ドによって地盤を掘削すると共に、掘削された孔内にセ
メントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を注入し、掘削さ
れた土砂と上記硬化剤や土壌改良剤とを混合撹拌させる
にあたり、上記掘削軸の両側に撹拌部材が設けられた撹
拌軸を並設すると共に、各撹拌軸を掘削軸の回転速度よ
り高速でかつ掘削軸と逆方向に回転させるようにしたた
め、掘削された孔内において掘削された土砂と硬化剤や
土壌改良剤とが充分に混合撹拌されて、これらが均一に
混練されるようになり、この混練物を硬化させた場合
に、硬化されたものにむらが生じるということがなくな
った。

【００３６】この結果、この発明に係る掘削装置を使用
して、地盤の改良を行なったり、基礎杭や地下連続壁等
を構築するようにした場合、掘削された土砂と硬化剤や
土壌改良剤とが充分に混合撹拌されて、これらが均一に
混練されるようになり、これを硬化させた場合にむらが
生じるということがなく、地盤の改良や基礎杭及び地下
連続壁等の構築が安定して行なえるようになった。

【００３７】また、掘削軸の両側に並設された撹拌軸を
回転装置により掘削軸を中心にして回転させるようにす
ると、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とが掘削さ
れた孔内全体においてより均一に混練されるようにな
り、地盤の改良や基礎杭及び地下連続壁等の構築がさら
に行なえるようになった。

【００３８】加えて、撹拌軸の軸方向に沿ってその半径
方向外方に円弧状に突出した撹拌羽根を設けるようにす
ると、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とがこの撹
拌羽根の回転によって様々な方向に分散されながら混合
撹拌されて、掘削された土砂と硬化剤や土壌改良剤とが
より均一に混練されるようになり、地盤の改良や基礎杭
及び地下連続壁等の構築がさらに安定するようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る掘削装置の正面図で
ある。

【図２】同実施例の掘削装置の使用状態を示した図であ
る。

【図２】同実施例の掘削装置において使用した撹拌軸を
上方から見た状態を示した図である。

【図４】同実施例の掘削装置によって掘削された孔内に
おいて、両側の撹拌軸を掘削軸を中心にして左右に９０
°回転させる状態を示した概略平面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 孔 １０ 掘削軸 １１ 削孔ヘッド ２０ 撹拌軸 ２１ 撹拌部材 ２２ 撹拌羽根 ３０ 回転装置

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る掘削装置の正面図で
ある。

【図２】同実施例の掘削装置の使用状態を示した図であ
る。

【図３】同実施例の掘削装置において使用した撹拌軸を
上方から見た状態を示した図である。

【図４】同実施例の掘削装置によって掘削された孔内に
おいて、両側の撹拌軸を掘削軸を中心にして左右に９０
°回転させる状態を示した概略平面図である。

【符号の説明】 １ 地盤 ２ 孔 １０ 掘削軸 １１ 削孔ヘッド ２０ 撹拌軸 ２１ 撹拌部材 ２２ 撹拌羽根 ３０ 回転装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削軸１０の先端に設けられた削孔ヘッ
   ド１１によって地盤１を掘削すると共に、掘削された孔
   ２内にセメントミルク等の硬化剤や土壌改良剤を注入
   し、掘削された土砂と上記硬化剤や土壌改良剤とを混合
   撹拌するようになった掘削装置において、上記削孔ヘッ
   ド１１によって掘削された孔２内において掘削された土
   砂と硬化剤や土壌改良剤とを混合撹拌させる撹拌部材２
   １が設けられた撹拌軸２０を上記掘削軸１０の両側に並
   設すると共に、各撹拌軸２０を掘削軸１０の回転速度よ
   り高速でかつ掘削軸１０と逆方向に回転させるようにし
   たことを特徴とする掘削装置。
2. 【請求項２】 上記掘削軸１０の両側に並設された撹拌
   軸２０を掘削軸１０を中心にして回転させる回転装置３
   ０を設けたことを特徴とする請求項１に記載の掘削装
   置。
3. 【請求項３】 上記撹拌軸２０に撹拌部材２１を設ける
   にあたり、撹拌軸２０の軸方向に沿ってその半径方向外
   方に円弧状に突出した撹拌羽根２２を設けたことを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の掘削装置。