JPH0674583B2 - 地盤改良装置における粉粒体注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 この発明は、地盤改良装置における粉粒体注入装置に関
する。

（ロ） 従来の技術 従来、回転軸の下端に掘削刃体と撹拌翼を連設し、同刃
体に掘削した孔中の土壌と、別途に注入した硬化剤とを
撹拌翼にて混練し、混練した土壌の硬化により軟弱地盤
の改良を行う地盤改良装置があった。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、水分を多量に含んだ潟地等の軟弱地盤で
は、水分を含まない粉粒状の硬化剤の使用が望ましく、
かかる粉粒状の硬化剤を、撹拌翼近傍の土壌まで搬送す
るのに空気搬送、すなわち、コンプレッサー等で加圧し
た空気を管中に流通せしめ、同空気中に粉粒体を分散浮
遊せしめて同粉粒体を搬送する方法にて硬化剤を上記土
壌中に注入しており、この際、搬送媒体たる空気が粉粒
状硬化剤と共に土壌中に注入され、土壌の圧密効果が損
われ、硬化した土壌中に気泡が生じて硬化土壌の耐圧力
が減じ、地盤改良の効果が充分に発揮されず、また、気
泡が集中して硬化土壌中に空洞を生じたり、粉粒状硬化
剤と共に注入された空気が地表の予期しない場所に噴出
して、二次公害の惹起及び作業の支障になるという欠点
があった。また、土壌に注入する硬化剤の量が一定せ
ず、そのため、耐圧力にむらが生ずるという問題があ
る。

（ニ） 問題点を解決するための手段 この発明では、回転軸の下端に、掘削刃体と撹拌翼とを
連設して、撹拌翼にて掘削孔中の土壌と硬化剤とを混練
すべく構成した地盤改良装置において、回転軸を互いに
反対方向に回転する内外軸よりなる二重軸に構成し、内
軸の途中外周面に粉粒体搬送用のスクリュー羽根を取付
け、同スクリュー羽根の下半部に形成した小径羽根部の
外周を囲繞する搬送内筒を外軸の内周面に固着し、か
つ、上記スクリュー羽根の下方位置において、外軸の内
部に計量機構を配設し、同計量機構を、内軸に外周面に
固着し計量孔を有する計量円板と、同計量円板を挟んだ
状態で外軸の内周面に固着し孔を有する上下円板とで構
成し、更に、外軸の下端に注入孔を設けると共に、スク
リュー羽根と撹拌翼との間で内軸の外周面にスクリュー
を取付けたことを特徴とする地盤改良装置における粉粒
体注入装置を提供せんとするものである。

（ホ） 作 用 この発明では、粉粒状の硬化剤は、回転軸下端部のスク
リュー羽根にて圧送されて同軸下端の注入孔から土壌中
に注入されるので、空気が土壌中に注入されることがな
く、従って、土壌の圧密効果が充分に行われて、硬化土
壌中の気泡が発生しないので硬化土壌の耐圧力が大きく
なり、また、空洞及び空気の噴出等の弊害を発生しな
い。

また、内軸下部に連設したスクリュー羽根下半部の小径
羽根部と、同小径羽根部を囲繞した搬送内筒による自己
調圧作用によって、計量機構上に落下堆積する粉粒体の
密度が一定になる。

そして、計量機構上に落下堆積した粉粒体は、計量機構
の上円板の孔と計量円板の計量孔とが符合したとき計量
孔中に落下し、内軸の回転により計量孔が下円板の孔に
符合したとき同計量孔中の硬化剤を下方に落下させる。
このように、内軸と外軸の一回の相対回転ごとに一定量
の硬化剤を計量機構の下方に落下させ、この計量された
粉粒体をスクリューで注入孔から土壌中に注入する。

（ヘ） 効 果 この発明によれば、粉粒状硬化剤を回転軸下端部に設け
たスクリュー羽根で圧送して注入孔から混練中の土壌中
に注入するように構成したことにより、硬化土壌の耐圧
力を高めて地盤改良の効果を充分に発揮せしめると共
に、改良地盤中の空洞の発生を防止し、また、作業の支
障となる予期せぬ場所での空気噴出を防止するという効
果がある。

また、土壌に注入する粉粒体を計量機構で計量して、硬
化剤の混入割合を一定にすることにより、体圧力を均等
にして土壌改良作業の信頼性を向上させる効果がある。

（ト） 実施例 本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、Ａは地盤
改良装置を示し、同装置Ａは移動自在のベースマシン
１、硬化剤供給装置２により構成されており、ベースマ
シン１はリーダー３により回転軸４を垂直に支持し、リ
ーダー３と回転軸４との間に介設したモーター５により
回転軸４と、同軸４下端に連設した掘削刃体６及び撹拌
翼７を回転させつつリーダー３に沿って同軸４を落下せ
しめて、地盤Ｇに垂直な掘削孔Ｈを穿設するように構成
している。

回転軸４な、二重軸、すなわち中空管状の外軸９と同外
軸９の内部を挿通した内軸10により構成されており、回
転軸４の上端とモーター５との間に介設した二重反転歯
車機構11によって内外軸10,9とが相互に反対方向に回転
するように構成されており、内軸10は外軸９よりも更に
下方に延出して、同内軸10下端には掘削刃体６が連設さ
れている。

掘削刃体６の上方は、撹拌翼７が配設されており、撹拌
翼７は内外撹拌翼体7a,7bにて構成されており、内外軸1
0,9にそれぞれ内外撹拌翼体7a,7bが連設されており、各
翼体7a,7bは側面から見て略台形枠状に形成され、回転
軸４を中心として、それぞれ放射状に所定個数配設され
ている。

内撹拌翼体7aは、同翼体7a上下端が内軸10の下端部10a
に固着連設され、外撹拌翼体7bは内撹拌翼体7aよりも大
なる略台形枠状に形成され、内撹拌翼体7aは外側を囲繞
した状態で配設されており、外撹拌翼体7bの上端7cは外
軸９の下端9aに連設され、同下端は内撹拌翼体7a下端の
固着位置の下方にて内軸10に軸支８されている。

従って、内撹拌翼体7aの回転圏の外側を内撹拌翼体7aが
内撹拌翼体7aとは反対方向に回転することになる。

また内撹拌翼体7aの上端7dの上方位置には、中空管状の
外軸９の下端が開口しており、同開口端を後述の粉粒状
硬化剤の注入孔12としている。

外軸９の上端には、中空管状の外軸９の内部と連通した
スイベルジョイント13を回動自在に連設しており、同ジ
ョイント13は、硬化剤供給装置２とホース14を介して連
通しており、同装置２の内部に配設したコンプレッサー
にて空気を加圧し、同加圧空気をホース14を介して外軸
９の上端内部に送通し、この空気流中に粉粒状の硬化剤
を分散浮遊せしめて同装置２からスイベルジョイント13
へ硬化剤を搬送するものである。

外軸９の上端内部には、粉粒状硬化剤と、搬送媒体の空
気とを分離するためのサイクロン15が内蔵されており、
同サイクロン15は、スイベルジョイント13からの流入孔
15aの内側に偏向板15bを配設して、同サイクロン15に流
入した硬化剤及び空気に旋回運動を生ぜしめ、遠心力に
より硬化剤を外側に、空気を内側にそれぞれ偏在せしめ
て、硬化剤はサイクロン15の略円錐状底板15cと外軸９
内周面との間に設けた外側スリット15dから下方に、空
気はサイクロン15の天井板15eと内軸10外周面との間に
設けた内側スリット15fから上方にそれぞれ分離排出さ
せるものである。

サイクロン15下方の内軸10の外周面には、スクリュー羽
根16を連設しており、同羽根16の上半部を大径羽根部16
aとし、下半部を小径羽根部16bとして、同小径羽根部16
bの外周を、外軸９よりも小径の搬送内筒17にて囲繞
し、同内筒17の上端縁を略漏斗状の整形板17aを介して
外軸９の内周面と連結し、同下端17bは下方に開口せし
めて、同開口端縁を略波形状に形成している。

従って、後記の計量機構18上に落下堆積する粉粒体が自
己調圧作用により、内筒17下端の略波形状の開口端縁よ
りも上方へは盛上らない。

更に、搬送内筒17の下方には、計量機構18を配設してお
り、同機構18は、外軸９の内周面に連設した上下円板18
a,18bの間に、内軸10に連設した計量円板18cを配設し、
上円板18aに穿設した孔18dと計量内板18cに穿設した計
量孔18eとが符号した際、計量孔18eに落下した粉粒状硬
化剤を、内軸10の回転により円周上を移動させ同計量孔
18eが下円板18bに穿設した孔18fと符号した際、同計量
孔18e内部の硬化剤を下方に落下せしめることにより、
内軸10と外軸９の一回の相対回転ごとに一定量の硬化剤
を下方に落下させるものである。

なお、粉粒体は前記の自己調圧作用により、一定の密度
となっているので、正確な計量が行われる。

計量機構18下方の内軸10には、同機構18からの硬化剤を
下方に搬送するためのスクリュー19を連設しており、同
スクリュー19にて圧送された硬化剤は、外軸９下端の注
入孔12から外部に圧出され、内外撹拌翼7a,7bにて掘削
孔Ｈ中の土壌と混練される。

この発明の実施例は上記のように構成されており、地盤
改良作業に際し、まずモーター５の作動により回転軸４
を介して掘削刃体６を回転させつつ降下させて、地中に
略円柱形状の掘削孔Ｈを穿設するものであるが、この際
掘削土の排出は行わず、掘削刃体６及び大小撹拌翼体1
0,11は掘削土中に埋没した状態とする。

掘削刃体６が所定深度に達すると、回転軸４及び同刃体
６の降下を停止し、硬化剤供給装置２を作動させて、注
入孔12から硬化剤を圧出させると、回転軸４は回転を続
行しているので、掘削土と硬化剤とは、内外撹拌翼体7
a,7bの相互反転により複雑な撹拌混練作用を受け、各翼
体7a,7b間に介在する掘削土及び硬化剤は、反転作用に
より間断なく剪断作用を受けるので、掘削土の団子化及
び共回り現象が生起せず、掘削土と硬化剤の混練撹拌が
確実かつ均一に行われるものである。

かくして、掘削孔Ｈの下部から上部に向って回転軸４を
上昇させることにより、地盤中に掘削孔Ｈと同形同大円
柱状の地盤改良部分を形成するものである。

なお、上記地盤改良部分は、硬化剤と掘削土との混練物
の養生期間を経過して効果を発するものであり、養生期
間中に連続して相互にラップした状態に多数の地盤改良
作業を行うことにより、地盤に広範囲に連続した地盤改
良工事を行うことができ、また一列に連続して施工する
ことにより地盤中に土止め及び止水のための地中連続壁
体を築造することもできる。

特に、本発明では、掘削孔Ｈ中の土壌に注入する粉粒状
硬化剤には空気が含まれておらず、従って、内外撹拌翼
体7a,7bによる圧密効果が充分に発揮され、また、硬化
地盤中に気泡の発生がなく同地盤の耐圧力が高く、同地
盤中の空洞の発生及び地表への空気噴出もなく、地盤改
良の効果を充分に発揮するものである。

また、土壌に注入する粉粒体を計量機構で計量して、硬
化剤の混入割合を一定にすることにより、耐圧力を均等
にして土壌改良作業の信頼性を向上させる効果がある。

更に、特に含水量が極めて多い軟弱地盤に対し、掘削孔
Ｈの掘削後、硬化剤注入に先立って、本発明の粉粒体搬
送装置にて砂を注入して混練することにより、同砂が硬
化地盤の骨材となり圧力を負担するので強力な地盤改良
を行うことができる。

上記のように、本実施例によれば、改良地盤の強度を高
めると共に、同地盤改良の適用範囲を従来不可能視され
ていた含水量が極めて多い柔軟地盤にまで拡大するとい
う効果がある。

また、第３図に示すものは、粉粒体を外軸９の上端内部
に搬入するための供給装置の他実施例を示しており、外
軸９の上端部外周にホッパー21を連設して、同ホッパー
21の内部と、外軸９の内部とを連通孔21aにて連通し、
同ホッパー21の内部に転倒式昇降バケット22等にて投入
された粉粒体を、連通孔21aを介して外軸９の内部に流
入せしめるように構成している。

なお、23は粉粒体の飛散防止のためのカバーである。

なお、図中20は、液状硬化剤を注入するためのホースを
示し、同ホース20は、硬化剤供給装置２中に内蔵した硬
化剤ポンプと連通しており、同ホース20先端のスイベル
20aを介し内軸10中を通って同軸10下端のノズル20bから
液状硬化剤を土壌中に噴出させるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に係る粉粒体注入装置の要部の縦断面
図。 第２図は、本発明による粉粒体注入装置を有する地盤改
良装置の全体側面図。 第３図は、他実施例に係る粉粒体注入装置の要部の縦断
面図。 A:地盤改良装置 H:掘削孔 4:回転軸 6:掘削刃体 7:撹拌翼 9:外軸 10:内軸 12:注入孔 16:スクリュー羽根 16b:小径羽根部 17:搬送内筒 18e:計量孔 18c:計量円板 18d:孔 18f:孔 18a:上円板 18b:下円板 18:計量機構 19:スクリュー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸（４）の下端に、掘削刃体（６）と
   撹拌翼（７）とを連設して、撹拌翼（７）にて掘削孔
   （Ｈ）中の土壌と硬化剤とを混練すべく構成した地盤改
   良装置（Ａ）において、 回転軸（４）を互いに反対方向に回転する内外軸（10）
   （９）よりなる二重軸に構成し、内軸（10）の中途外周
   面に粉粒体搬送用のスクリュー羽根（16）を取付け、同
   スクリュー羽根（16）の下半部に形成した小径羽根部
   （16b）の外周を囲繞する搬送内筒（17）を外軸（９）
   の内周面に固着し、 かつ、上記スクリュー羽根（16）の下方位置において、
   外軸（９）の内部に計量機構（18）を配設し、同計量機
   構（18）を、内軸（10）に外周面に固着し計量孔（18
   e）を有する計量円板（18c）と、同計量円板（18c）を
   挟んだ状態で外軸（９）の内周面に固着し孔（18d）（1
   8f）を有する上下円板（18a）（18b）とで構成し、 更に、外軸（９）の下端に注入孔（12）を設けると共
   に、スクリュー羽根（16）と撹拌翼（７）との間で内軸
   （10）の外周面にスクリュー（19）を取付けたことを特
   徴とする地盤改良装置における粉粒体注入装置。