JPH0641949A - 多軸地盤改良機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦横に多数の円形改良柱で形成される、構造
物基礎のための改良地盤の未改良部をなくし、強度の向
上を計る。 【構成】 円形の単軸または複軸の主改良軸の四隅に、
それぞれ小径の副改良軸を配設し、主改良軸先端には固
化材の吐出口が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土木、建築工事における
構造物基礎の地盤改良のための多軸地盤改良機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の構造物基礎の地盤改良には図７に
示す円形改良柱による場合と長方形改良柱による場合と
があった。円形改良柱による場合には、軸体下端に掘削
翼と固化材の噴出口が設けられ、その上方に複数段の撹
拌翼が設けられた単軸の改良軸を有する地盤改良機で図
７に示す如く改良柱１を施工し、隣接した改良柱１の一
部を互いに重複３させて施工するか、または前記単軸を
２軸以上並設した多軸の地盤改良機で、構造物基礎の地
盤改良を行っていた。

【０００３】また、長方形改良柱による場合には、図
９、図１０に示すように、掘削時には軸体１０、２０先
端の掘削翼１１、２１により掘削しつつ、先端の噴出口
１２、２２より固化材を吐出して土砂と固化材を撹拌
し、ボックス型ケーシング３０により、土砂を長方形に
崩し、引抜き時には上部の噴出口１３、２３より固化材
を吐出しつつ、土砂と固化材を撹拌し、ボックス型ケー
シング３０により土砂を長方形に整形して長方形改良柱
を施工し、図８に示すように長方形改良柱２を互いに隣
接せしめて構造物基礎の地盤改良を行っていた。

【０００４】また、他の長方形改良柱を施工する地盤改
良機による場合には、図１１に示すように、一対の改良
軸４０、５０に垂直撹拌翼４２ｂ、５２ｂとギヤボック
ス４２ａ、５２ａとから成る垂直撹拌装置４２、５２を
装着した地盤改良機を用いていた。

【０００５】なお、垂直撹拌装置４２、５２は軸体４
１、５１の水平回転をギヤボックス４２ａ、５２ａで垂
直回転に変換することで駆動される。以上の構造によ
り、図１２に示すように軸体４２、５２の水平回転によ
る一部重複した眼鏡形断面４と前記垂直撹拌装置４２、
５２による一対の細長い長方形断面５ａ、５ｂ（ハッチ
ングで示す）とによる長方形改良柱２が形成された。

【０００６】上述した地盤改良機を用いて図８に示すよ
うに長方形改良柱２を隣接せしめて構造物基礎の地盤改
良を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記単軸ま
たは複軸による地盤改良機による円形改良柱１の場合
は、面積的に１００％の改良を行うことが困難であっ
た。円形の改良柱１を一部重複させるため、円形の改良
柱１間に図７にハッチングで示すような未改良部６が残
る。この未改良部６をなくすためには、重複距離（ラッ
プ距離）を大きくとる必要があり、既改良柱を大きく削
り取る必要があった。従って、不経済であるばかりでな
く、既改良柱の強度発現が既に完了している場合は、ラ
ップ施工そのものが困難であり、さらに芯ずれ等の施工
不良が発生していた。

【０００８】また、図９及び図１０に示す長方形の地盤
改良機による場合は、ラップ施工することが困難である
ため、隣接した長方形の改良柱２を一体化することがで
きない。従って、地震時の水平力を支持することができ
ず、構造物基礎の地盤改良の役目が果たせなかった。さ
らに、図１１に示す地盤改良機は掘削機構が複雑であ
り、故障し易かった。図９、図１０に示す地盤改良機は
構造はシンプルであるが、混合撹拌性が悪く、かつラッ
プ施工は不可能であった。

【０００９】本発明は上述した欠点を改善するためにな
されたもので、隣接する主改良軸の掘削翼がえがく面積
に囲まれた空間を副改良軸の掘削翼がえがく面積でなく
すことにより、改良柱間に未改良部が残らない多軸地盤
改良機を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、主改良軸と、
その軸心を中心にして互いに直交する直線上の相対する
位置に軸心を有する二対の副改良軸とを具備し、前記
主、副改良軸にはそれぞれ軸体の先端部に掘削翼が固着
されると共に、少なくとも主改良軸の先端部には固化材
の噴出口が設けられ、前記掘削翼の上方には複数段の撹
拌翼が固着され、かつ、各軸体に亘って少なくとも１個
の連結アームが遊嵌状態で取り付けられ、前記二対の副
改良軸の掘削翼は主改良軸の掘削翼の外径より小径で、
かつそれぞれの掘削翼がえがく円の面積は前記主改良軸
の掘削翼がえがく円の面積と一部が重複することを特徴
とする。

【００１１】また一直線上に並設された複数の主改良軸
と、その両側の主改良軸の軸心から外方にそれぞれ４５
度の角度で前記一直線と対称に延びる半直線上にそれぞ
れ軸心を有する第一副改良軸と、隣接した主改良軸の一
対の軸心を結ぶ線分の中央で該線分と直交する直線上の
相対する位置に設けられた第二副改良軸とを具備し、前
記正、副改良軸にはそれぞれの軸体の先端部に掘削翼が
固着されると共に、少なくとも主改良軸の先端部には固
化材の噴出口が設けられ、前記掘削翼の上方には複数段
の撹拌翼が固着され、かつ、各軸体に亘って少なくとも
１個の連結アームが遊嵌状態で取り付けられ、前記第二
副改良軸の掘削翼は前記主改良軸の掘削翼の外径より、
前記第一副改良軸の掘削翼は前記第二副改良軸の掘削翼
より、それぞれ小径で、かつ、第一副改良軸及び第二副
改良軸の掘削翼がえがく円の面積は前記主改良軸の掘削
翼がえがく円の面積と一部が重複することを特徴とす
る。

【００１２】さらに、また、前記掘削翼と最下位の撹拌
翼との間には各軸体の間に共廻り防止翼が遊嵌状態で取
り付けられ、該共廻り防止翼の両端は取り付けられた主
改良軸または副改良軸の掘削翼の回転半径の長さだけそ
れぞれの改良軸の軸心から延出されていることを特徴と
する。

【００１３】

【作用】副改良軸は、隣接した主改良軸で施工した主改
良柱で囲まれた空間に副改良柱を主改良柱と一部重複
（ラップ）して施工するので、未改良部がなくなり、改
良地盤が一体化する。また、施工中回転しない共廻り防
止翼は、掘削翼で掘削して生じた土塊を回転する掘削翼
との間で剪断し細かくする。

【００１４】

【実施例】以下添付図に基づいて本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す正面図、図２は同平
面図、図３は本発明の主改良軸が単軸である多軸地盤改
良機により施工された構造物基礎の地盤改良のための改
良柱の配置を示す平面図、図４は本発明の主改良軸が単
軸である地盤改良機の一回の施工による改良柱の平面
図、図５は本発明の２軸の主改良軸を有する地盤改良機
の一回の施工による改良柱の平面図、図６は本発明の２
軸の主改良軸を有する多軸地盤改良機により施工された
構造物基礎の地盤改良のための改良柱の配置を示す平面
図である。

【００１５】図１、図２は主改良軸が単軸の地盤改良機
を示し、１００は主改良軸、２００、３００は副改良軸
で、該副改良軸２００、３００は主改良軸１００の軸心
０を中心にして互いに直交する線ａ、ｂ上に軸心があ
る。そして、前記副改良軸２００、３００の掘削翼２１
０、３１０、がえがく円の面積は、図２に示すように主
改良軸１００の掘削翼１１０がえがく円の面積と一部重
複（ラップ）するようになっている。

【００１６】そして、主改良軸１００と副改良軸２０
０、３００にはそれぞれ先端部に掘削翼１１０、２１
０、３１０が固着されると共に、主改良軸１００の先端
部には固化材の噴出口１３０が穿設されている。図示し
ていないが、副改良軸２００、３００の先端部にも固化
材の噴出口を設けても良い。前記掘削翼１１０、２１
０、３１０の上方には複数段の撹拌翼１２０、２２０、
３２０が固着され、かつ、各軸体１４０、２４０、３４
０に亘って少なくとも１個の連結アーム１０１が遊嵌状
態で取り付けられている。

【００１７】前記掘削翼１１０、２１０、３１０と最下
位の撹拌翼１２０、２２０、３２０との間には各軸体１
４０、２４０、３４０に亘って共回り防止翼１０２が遊
嵌状態で取り付けられ、この共廻り防止翼１０２の両端
は前記副改良軸２００、３００の掘削翼２１０、３１０
の回転半径の長さだけ、それぞれ副改良軸２００、３０
０の軸心から延出されている。なお、前記共廻り防止翼
１０２はなくても良いが、ない場合は土砂と固化材との
混合が悪いので改良柱の強度が弱くなる。

【００１８】以上説明した、図１、図２に示す多軸地盤
改良機で地盤改良すると、一回の施工による改良柱の配
置は図に示すようになり、正方形の地盤が主改良柱４０
１、１本とその四隅の副改良柱５０１とから構成され、
副改良柱５０１は主改良柱４０１とラップしており、４
本の副改良軸２００、３００による掘削孔の土砂は、主
改良柱４０１が掘削されて、掘削された土砂が固化材と
混合、撹拌される際に、一緒に固化材と混合、撹拌され
て副改良柱５０１を形成する。

【００１９】そして、前記多軸地盤改良機を用いて構造
物基礎の地盤を改良するには、例えば図３に示すように
Ａ→Ｂ→Ｃの順序で施工し、主改良柱４０１どうし、及
び副改良柱５０１どうしは互いに一部ラップするように
施工し、固化材は主改良軸１００先端の噴出口からのみ
吐出させる。ただし、Ａ→Ｃ→Ｂの順序で施工しても良
いし、また副改良軸２００、３００先端部に図示しない
噴出口を設け、これから固化材を吐出するようにしても
良い。

【００２０】図１〜図４は主改良軸１００が単軸の場合
で説明したが、図５、図６に示すように２軸の場合、ま
たは図示しないがそれ以上の場合もある。主改良軸が３
軸以上の場合も図５、図６と同様であるので、以下に２
軸の場合について説明する。前記主改良軸は一直線ｆ上
にあり、両側の主改良軸の軸心０、０から外方にそれぞ
れ４５度の角度で前記一直線と対称に延びる半直線ｃ，
ｄ上にはそれぞれ第一副改良軸が配設されている。

【００２１】そして、隣接した主改良軸の一対の軸心を
結ぶ線分０、０の中央で該線分０、０と直交する直線ｅ
の相対する位置には第２副改良軸が設けられている。前
記主改良軸、第一副改良軸の掘削翼、撹拌翼、連結アー
ム及び共廻り防止翼の構造は前述した主改良軸が単軸の
場合と同様であり、固化材の噴出口は主改良軸の先端部
のみに設けられているが、副改良軸の先端部に設けても
良い。

【００２２】しかし、第２副改良軸の掘削翼の外径は主
改良軸の掘削翼よりも小径で、かつ第１副改良軸の掘削
翼の外径は前記第２副改良軸の掘削翼の外径より小径
で、隣接した主改良軸の掘削翼がえがく面積は互いに一
部がラップし、第１副改良軸と第２副改良軸の掘削翼が
えがく円の面積はそれぞれ主改良軸がえがく円の面積と
互いに一部がラップしている。

【００２３】本発明の主改良軸が２軸の多軸地盤改良機
軸時で地盤改良すると、一回の施工による改良柱の配置
は図５に示すようになり、長方形の地盤が主改良柱４０
１、２本とその周囲の第１副改良柱５０２、４本と、そ
れより大径の第２副改良柱５０３、２本とから構成さ
れ、それぞれの副改良柱５０２、５０３は主改良柱とラ
ップしており、６本の副改良軸による掘削孔の土砂は、
主改良柱が掘削されて、掘削された土砂が固化材と混
合、撹拌される際に、一緒に固化材と混合、撹拌されて
副改良柱５０２、５０３を形成する。尚、副改良軸の掘
削翼の径は、主改良軸の掘削翼の外径より小径の範囲で
適宜変更し得る。

【００２４】そして、前記多軸地盤改良機を用いて構造
物基礎の地盤を改良するには、例えば図６に示すよう
に、Ｄ→Ｅ→Ｆの順序で施工し、主改良柱４０１どう
し、及び副改良柱５０２、５０３どうしは互いに一部ラ
ップするように施工し、固化材は主改良軸先端の副改良
柱からのみ吐出させる。ただし、Ｄ→Ｆ→Ｅの順序で施
工しても良いし、また副改良軸先端部に図示しない噴出
口を設け、これから固化材を吐出するようにしても良
い。

【００２５】以上詳細に説明した本発明によれば、下記
のような効果を奏する。 地盤の１００％全面改良ができるだけでなく、改良
柱どうしのラップ施工が容易にできるので、改良地盤の
強度が大きく、かつ地震時の水平力に対抵抗が大きい。

【００２６】 図１１に示す垂直撹拌装置を有するタ
イプに比べ掘削機構が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図３】本発明の主改良軸が単軸である多軸地盤改良機
により施工された構造物基礎の地盤改良のための改良柱
の配置を示す平面図である。

【図４】本発明の主改良軸が単軸である地盤改良機の一
回の施工による改良柱の平面図である。

【図５】本発明の２軸の主改良軸を有する地盤改良機の
一回の施工による改良柱の平面図である。

【図６】本発明の２軸の主改良軸を有する多軸地盤改良
機により施工された構造物基礎の地盤改良のための改良
柱の配置を示す平面図である。

【図７】従来の円形改良柱による基礎地盤の改良柱配置
図である。

【図８】従来の長方形改良柱による基礎地盤の改良柱配
置図である。

【図９】従来のボックス形ケーシングを有する地盤改良
機の正面図である。

【図１０】従来のボックス形ケーシングを有する地盤改
良機の平面図である。

【図１１】従来の垂直撹拌装置を装着した地盤改良機の
正面図である。

【図１２】従来の垂直撹拌装置を装着した地盤改良機で
施工した改良柱の平面図である。

【符号の説明】

１００ 主改良軸 １０１ 連結アーム １０２ 共廻り防止翼 ２００、３００ 副改良軸 １１０、２１０、３１０ 掘削翼 ２１０、２２０、３２０ 撹拌翼 １３０ 噴出口 １４０、２４０、３４０ 軸体 ４０１ 主改良柱 ５０１ 副改良柱 ５０２ 第１副改良柱 ５０３ 第２副改良柱 ｃ、ｄ 半直線 ｆ、ａ、ｂ、ｅ 直線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主改良軸と、その軸心を中心にして互い
   に直交する直線上の相対する位置に軸心を有する二対の
   副改良軸とを具備し、前記主、副改良軸にはそれぞれ軸
   体の先端部に掘削翼が固着されると共に、少なくとも主
   改良軸の先端部には固化材の噴出口が設けられ、前記掘
   削翼の上方には複数段の撹拌翼が固着され、かつ、各軸
   体に亘って少なくとも１個の連結アームが遊嵌状態で取
   り付けられ、前記二対の副改良軸の掘削翼は主改良軸の
   掘削翼の外径より小径で、かつそれぞれの掘削翼がえが
   く円の面積は前記主改良軸の掘削翼がえがく円の面積と
   一部が重複することを特徴とする多軸地盤改良機。
2. 【請求項２】 一直線上に並設された複数の主改良軸
   と、その両側の主改良軸の軸心から外方にそれぞれ４５
   度の角度で前記一直線と対称に延びる半直線上にそれぞ
   れ軸心を有する第一副改良軸と、隣接した主改良軸の一
   対の軸心を結ぶ線分の中央で該線分と直交する直線上の
   相対する位置に設けられた第二副改良軸とを具備し、前
   記正、副改良軸にはそれぞれの軸体の先端部に掘削翼が
   固着されると共に、少なくとも主改良軸の先端部には固
   化材の噴出口が設けられ、前記掘削翼の上方には複数段
   の撹拌翼が固着され、かつ、各軸体に亘って少なくとも
   １個の連結アームが遊嵌状態で取り付けられ、前記第二
   副改良軸の掘削翼は前記主改良軸の掘削翼の外径より、
   前記第一副改良軸の掘削翼は前記第二副改良軸の掘削翼
   より、それぞれ小径で、かつ、第一副改良軸及び第二副
   改良軸の掘削翼がえがく円の面積は前記主改良軸の掘削
   翼がえがく円の面積と一部が重複することを特徴とする
   多軸地盤改良機。
3. 【請求項３】 前記掘削翼と最下位の撹拌翼との間には
   各軸体の間に共廻り防止翼が遊嵌状態で取り付けられ、
   該共廻り防止翼の両端は取り付けられた主改良軸または
   副改良軸の掘削翼の回転半径の長さだけそれぞれの改良
   軸の軸心から延出されていることを特徴とする多軸地盤
   改良機。