JPH0626032A

JPH0626032A - 混合攪拌装置

Info

Publication number: JPH0626032A
Application number: JP20052792A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Koto; 敦志厚東; Kazuyuki Suzuki; 一幸鈴木
Original assignee: Kotoo KK
Current assignee: Kotoo KK
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-02-01
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JP2849648B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】地盤中に杭を形成させるための混合攪拌装置
であって、攪拌土壌の共廻りを防止する。【構成】先端部に掘削翼９を固定し、且つ内部に液状
固化材を送出させる流体通路が設けられた掘削軸１を、
地盤中に回転させながら掘削若しくは引抜くことによっ
て土壌と固化材を混合して固結させ地盤中に杭を形成さ
せる地盤改良工法に用いる装置であって、該掘削軸の回
転中心と異なった中心を持つように、偏心内筒を該掘削
軸に設け、該内筒周囲にそれとフリーに回転する外筒３
を設け、該外筒外周に共廻り防止部材４を少なくとも２
本設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、掘削翼を設けた掘削軸
を地盤中に回転させながら掘進させることにより軟質土
壌と固化材を機械的に混合し、地盤中に杭を形成させる
土壌改良用の混合撹拌装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地盤を改良する方法として、
軟質土壌内に円柱状のアンカー体を設ける方法が一般的
である。この地中にアンカー体を設ける方法にも種々の
ものがある。

【０００３】その一つはコンクリート製円柱を地盤内へ
打ち込む方法であったが、長大なものを衝撃によって打
ち込むためコストや騒音等問題が多く、市街地には全く
適していないため次第に敬遠されつつある工法である。

【０００４】また、地盤内に穿孔機等によってくい穴を
作り、この中にコンクリートを打設して固化させる方法
がある（現場打ちコンクリートぐい工法）。この方法で
は、掘進しながら土壌を引き上げ、且つコンクリートを
打設させるというものであるため、打ち込み設備は却っ
て大型化することになるし、作った穴の壁がくずれやす
い地質では内壁にベントナイト壁を形成させたりケーシ
ングを挿入したりして崩壊を防止する必要がある。

【０００５】このような点に鑑み、近時掘削翼を設けた
掘削軸を地上に設けた掘進機構により回転させ、土壌を
引き上げることなく該掘削軸内に設けた流体通路より固
化材を送り込み、掘進時又は引抜き時にこの先端付近の
吐出口より固化材を吐出させて混合攪拌し杭を形成する
という一種の注入工法が多く採用されるようになってき
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この工
法においては、掘削した土壌に固化材を混練させること
により、土壌を杭状に凝結固化させることを特徴とする
関係上、土壌と固化材との混練を確実に行わなければ実
効が伴わなくなる欠点があった。

【０００７】このことは、地盤の土質に大きく影響され
る。特に粘土質の場合、掘削した土壌が掘削翼等と共に
共廻りしてしまい、撹拌効果が弱まって混合材との適正
な混和が図れず、所定の強度が得られなくなる。従っ
て、このような場合には、従来では撹拌時間を長くする
とか、掘削軸の上下動を繰り返して混練させる方法を採
らざるを得ず、作業能率の低下が著しくなっていた。

【０００８】このため、掘削した土壌と固化材との混和
効率の低下を来す大きな要因は、掘削した土壌が掘削翼
等と共廻りしてしまうことにあることから、この共廻り
を防止する手段として種々の改良が行われている。例え
ば、掘削翼と撹拌翼との間に掘削翼による地盤の掘削径
より大径の共廻り防止翼を設けたものがある。すなわ
ち、この共廻り防止翼は、掘削軸に可回転に取り付けら
れたものであり、掘削軸を掘進させる場合、該防止翼の
先端部分が地盤に嵌り込んで回転することなく停止した
状態となる。従って、掘削翼等と共廻りする土塊は、防
止翼によりその回転が阻止されるため、その上方に設け
られた撹拌翼による撹拌効率が高められることとなる。

【０００９】しかしながら、この防止翼は前述した欠点
を解消する上で極めて有益ではあるものの、防止翼が地
盤に嵌め込んでいく方法であるため、掘削軸の特に掘進
時に極めて大きな力が加わる欠点がある。掘削翼は回転
しながら堀進むが、防止翼は回転せず垂直に下がってい
くため、掘削翼以上の力がかかる。このため、防止翼の
損傷が著しく頻繁に取り替える必要が生じ、作業能率が
極めて低くなるものであった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような現状に鑑み、
本発明者は鋭意研究の結果、本発明装置を完成させたも
のであり、その特徴とするところは、先端部に掘削翼を
固定し、且つ内部に液状固化材を送出させる流体通路が
設けられた掘削軸を、地盤中に回転させながら掘削若し
くは引抜くことによって土壌と固化材を混合して固結さ
せ地盤中に杭を形成させる地盤改良工法に用いる装置で
あって、該掘削軸の回転中心と異なった中心を持つよう
に、偏心内筒を該掘削軸に設け、該内筒周囲にそれとフ
リーに回転する外筒を設け、該外筒外周に共廻り防止部
材を少なくとも２本設けた点にある。

【００１１】掘削軸とは、先端部に掘削翼を固定し、内
部に固化材を送出させるための流路を設けたものをい
う。この掘削軸は掘削装置に連結され、回転されながら
上下方向に駆動される。掘削翼等の構造は特に限定する
ものではなく、従来のものと同等のものでよい。

【００１２】固化材とは、本発明装置により掘削した土
壌と撹拌混練することにより、該土壌を凝結固化させる
ものをいう。この固化材は別途設けられた圧送装置によ
り、掘削軸の内部に設けられた流路を通って掘削軸の先
端部に設けられた吐出口から吐出される。固化材の材質
については、従来のものでよく、一般的にはセメントミ
ルクが好適である。その他、瀝青材に水を加えた乳濁
液、珪酸ソーダにアルミン酸ソーダ・重炭酸ソーダ・塩
化カルシウム等を加えた珪酸系統の薬液、アクリル酸カ
ルシウムに重合に必要な触媒を加えた薬液などでもよ
い。

【００１３】偏心内筒とは、掘削軸に偏心して固定され
るものでる。偏心とは、掘削軸の回転中心と、該内筒の
中心とがずれていることをいう。よって、掘削軸が回転
すると、この内筒は掘削軸の回転中心を中心として、偏
心回転することとなる。

【００１４】外筒とは、この内筒に可回転に嵌挿される
もので、内筒の外径よりわずかに大きな内径を有してい
る。

【００１５】共廻り防止部材とは、その先端が掘削され
ていない土壌部分、即ち掘削翼が掘削していない部分に
侵入するものである。これは、少なくとも２本必要であ
り、２本の場合には中心に対して対称に設ける。３本が
好適であり、この場合には同じ平面（回転軸を垂直に横
切る平面）に互いに１２０°の角度で取りつけるのが望
ましい。勿論、同一平面でなくともよいし、より多数設
けてもよい。

【００１６】共廻り防止部材は、外筒がどの位置にあっ
ても、少なくとも１本の先端部が、掘削翼の回転による
円よりも外側に位置する長さを持っていなければならな
い。このことは、常に、最低１本は、掘削されていない
土壌中に突き刺ささっていることを示す。

【００１７】共廻り防止部材は、単なる棒状、円錐状、
板状等どのようなものでもよい。また、この共廻り防止
部材に板状等の攪拌具を固定することもできる。攪拌具
は、共廻り防止部材の他、外筒に設けることもできる。

【００１８】内筒は掘削軸に固定であるため問題はない
が、外筒はフリーであるため、下方に落下しないよう
に、回転可能に支持しなければならない。可回転に支持
する手段としては、掘削軸に支持円盤状のものを固定
し、その上に置くだけでもよいがベアリングで支持させ
るようにしたものでもよい。

【００１９】本発明の共廻り防止原理を説明する。本発
明の共廻り防止部材は、実際の回転軸（掘削軸）と偏心
して設けられていることと、回転軸とフリーであること
から次の通り共廻り防止効果を発揮する。

【００２０】内筒が偏心して回転すると、外筒はそれに
伴って回転しようとするが、共廻り防止部材が土中に侵
入して抵抗となるためと、外筒自身はフリーに設けられ
ているため、回転しない。また、更に回転すると、内筒
の偏心により侵入していた共廻り防止部材が抜け始め、
次の共廻り防止部材が侵入を始める。これを繰り返して
行く。理論的には、共廻り防止部材は、掘削軸の回転方
向と反対にゆっくりと回転することとなる。しかし、実
際実験を行なうとなかなか理論通りに動かず、複雑な動
きをする。これは、土壌での共廻り防止部材の侵入方向
への抵抗、回転方向への抵抗等が一様でないためと思わ
れる。しかし、掘削翼と同じ回転はせず共廻り防止とい
う効果は充分発揮する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の理論を図面に示す例に基づい
て説明する。図１から図６は、共廻り防止部材を上方か
ら見た図であり、中心から掘削軸１、内筒２、外筒３が
あり、外筒３に共廻り防止部材４が３本取付けられてい
る。周囲の大円５は、掘削面積である。これらの図は単
なる模式図であり、原理を説明するためだけのものであ
る。ここで、掘削軸の回転角を基準として各部材の動き
を考える。今図１の状態で、回転角０度（図の上側、時
計の１２時の方向を０度）とする。

【００２２】今この状態で、掘削軸が時計回り（矢印の
方向）に回転すると、内筒２は自身の中心ではなく、掘
削軸の中心６を回転中心として回転する。また、外筒３
も同様に矢印方向に回転しようとするが、フリーである
ため回転力はない。そして、０度方向の共廻り防止部材
４Ａが土壌中に侵入しているため、その部分で回転が止
められ、内筒と外筒がすべることとなる。

【００２３】図２は、中心角が約３０度回転した状態で
ある。回転軸は３０度回転しているが、外筒は共廻り防
止部材が上方の部分で固定されているため、ほとんど回
転していない。しかし、内筒が右側にずれているため、
全体として右側にずれ、右下の共廻り防止部材４Ｂが壁
面土壌に侵入しつつある。

【００２４】図３は、中心角が約９０度強回転した状態
である。右下の共廻り防止部材４Ｂがほぼ完全に嵌入し
ている。図４は、中心角が１５０度程度回転した状態で
ある。同様にして、右下の共廻り防止部材４Ｂが抜け始
め、左下の共廻り防止部材４Ｃが嵌入してきている。

【００２５】図５は、２３０度程度回転した状態であ
る。左下の共廻り防止部材４Ｃがほぼ完全に嵌入してい
る。図６は、約３００度回転している。上方の共廻り防
止部材４Ａが嵌入し、図１と同じ状態になっていること
が分かる。しかし、上方の共廻り防止部材４Ａは、約３
０度反時計回りに回転している。即ち、共廻り防止部材
が嵌入することによる抵抗により、外筒（共廻り防止部
材）は掘削軸の回転とは反対に回ることとなる。

【００２６】これにより、共廻り防止部材は、掘削軸と
共廻りしていないことは明らかである。よって、少なく
ともこの共廻り防止部材より上方の土壌は共廻りしない
こととなる。また、外筒も同様であるため、この外筒に
別途攪拌翼等を固定しておくと、その部分で共廻りを防
止できる。

【００２７】今ここでは、共廻り防止部材が３本の場合
について説明したが、これは２本以上ならば、基本的に
は同じである。

【００２８】図７は、本発明混合攪拌装置の１例の使用
状態を示す断面図である。掘削軸１に内筒（図示せず）
が固定され、その周囲に外筒３が可回転に設けられてい
る。この外筒３は、掘削軸１に固定された支持板７上に
回転可能に支持されている。外筒３の周囲に共廻り防止
部材４が３本取りつけられている。更に、外筒３の上方
位置に攪拌翼８が設けられている。攪拌翼８は、外筒３
ではなく掘削軸に固定されており、掘削翼９と共に回転
する。この図では、共廻り防止部材４が更に上方にも設
けられている。しかし、共廻り防止部材や攪拌翼８の設
ける数は、適当に定めればよく限定するものではない。

【００２９】掘削軸１が回転すると、当然掘削翼９が回
転する。それに伴って全体が下降していく。掘削翼９の
すぐ上方の土壌は、掘削翼９と共に回転する（共廻り）
が、そのすぐ上方にある共廻り防止部材４のために、前
記説明した通り、その位置で縁が切れてそれより上方で
は共廻りが生じない。更に、その上方では攪拌翼８が共
廻り防止部材とはまた別の回転（掘削翼と同じ）をし、
またその上では共廻り防止部材があるため、この図では
部分的な共廻りも防止するばかりか、攪拌効率も非常に
高い。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明に係る混合撹拌装置
は、掘削軸の回転中心と異なった中心を持つように、偏
心内筒を該掘削軸に設け、該内筒周囲にそれとフリーに
回転する外筒を設け、該外筒外周に共廻り防止部材を少
なくとも２本設けているため、次のような効果がある。土壌の共廻りをほぼ完全に防止できる。特に、種々
の攪拌翼等を設けると、より完全である。前記した従来例と比較して、本発明の共廻り防止部
材は、嵌入と抜出が交互に起こるので、下方へ進行する
場合の抵抗が非常に小さい。よって、共廻り防止部材材
の損傷や破損がほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る混合撹拌装置の共廻り防止部材を
上方から見た平面図である。

【図２】本発明に係る混合撹拌装置の共廻り防止部材を
上方から見た平面図である。

【図３】本発明に係る混合撹拌装置の共廻り防止部材を
上方から見た平面図である。

【図４】本発明に係る混合撹拌装置の共廻り防止部材を
上方から見た平面図である。

【図５】本発明に係る混合撹拌装置の共廻り防止部材を
上方から見た平面図である。

【図６】本発明に係る混合撹拌装置の共廻り防止部材を
上方から見た平面図である。

【図７】本発明に係る混合撹拌装置の使用状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１掘削軸２内筒３外筒４共廻り防止部材５大円６回転中心７支持部材８攪拌翼９掘削翼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に掘削翼を固定し、且つ内部に液
状固化材を送出させる流体通路が設けられた掘削軸を、
地盤中に回転させながら掘削若しくは引抜くことによっ
て土壌と固化材を混合して固結させ地盤中に杭を形成さ
せる地盤改良工法に用いる装置であって、該掘削軸の回
転中心と異なった中心を持つように、偏心内筒を該掘削
軸に設け、該内筒周囲にそれとフリーに回転する外筒を
設け、該外筒外周に共廻り防止部材を少なくとも２本設
けたことを特徴とする混合攪拌装置。
【請求項２】該共廻り防止部材は、外筒がどの位置に
あっても、少なくとも１本の先端部が、掘削翼の回転に
よる円よりも外側に位置する長さを持っているものであ
る請求項１記載の混合攪拌装置。
【請求項３】該共廻り防止部材は、互いに１２０°の
中心角をもって３本設けられているものである請求項２
記載の混合攪拌装置。