JPH07207657A - 地盤改良機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 掘削軸３２に掘削翼３３と攪拌翼３４とが設
けられている。該掘削軸３２は駆動装置に連結されてお
り、左右に回動可能となっている。前記攪拌翼３４より
上方の掘削軸３２に、アーム部材３７とプレート３８と
からなる練り付け装置が設けられている。このプレート
３８は、該掘削翼３３によって掘削される掘削孔４０の
内壁に全面が当接する湾曲板からなっており、該掘削軸
３２と連動して回転する。 【効果】 該掘削軸に対し練り付け装置が取り付けられ
ており、前記掘削翼によって掘削される円柱状の掘削孔
の内壁の表面がこの練り付け装置によって練り付けら
れ、該表面部に密実な層が形成される。従って、てん充
材の孔外への散逸が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基礎工事等において掘
削土壌とてん充材（固化材）とを機械的に混合して固結
させる地盤改良機に係り、詳しくは設計通りの形状及び
強度を有する改良体（硬化体）を地中に形成するための
地盤改良機に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤を改良する地盤改良機は、掘削翼と
攪拌翼とを設けた掘削軸を所定の掘進機構により回転掘
進させ、掘削時または引き抜き時に、掘削軸内に設けた
流体通路より珪酸ソーダ及びセメントミルク等のてん充
材をてん充しながら、該てん充材と掘削土塊とを強制攪
拌して固結させ、土中に前記改良体を形成するものであ
る。

【０００３】かかる従来の地盤改良機が特公昭５８−２
９３７４号公報に示されている。第８図に示す如く、こ
の地盤改良機１は、掘削軸２の掘削翼３と攪拌翼４との
間及び攪拌翼４同志の間に、前記掘削翼３の掘削径Ｄａ
より大きな径Ｄｂを有する共回り防止翼５が、前記掘削
軸２に対しボス６を介して回転自在に挿着された共回り
防止装置７を備えてなるものである。

【０００４】また、特公昭５８−２９３７５号公報に
は、第９図の地盤改良機１１が示されている。この地盤
改良機１１は、掘削軸１２に設けられる掘削翼１３の上
方に、該掘削翼１３の掘削径Ｄａとほぼ同径の円筒体１
４と、該円筒体１４の外周面から突設された抵抗板１５
と、該円筒体１４の内周面から掘削軸１２近傍まで延設
された共回り防止翼１６とからなる共回り防止装置１７
が、該掘削軸１２に対しボス１８とアーム１９とを介し
て回転自在に挿着されている。符号２０は攪拌翼であ
る。

【０００５】上記の如く、地盤改良機１，１１には共回
り防止装置６，１７が設けられており、掘削土塊が切削
軸２，１２と共回りして掘削ロスがないようになってい
る。そして、これらの地盤改良機１，１１では、掘削翼
３，１３を回転させながら土中に掘進させるため、地盤
改良部は円形断面を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】地盤改良を行う際に
は、上記の地盤改良機を用いて土壌を掘削し縦穴状の掘
削孔を形成する。次いで、該地盤改良機を以て、この掘
削孔の内部において土砂とてん充材とを混合攪拌する。
すると、孔内で混合攪拌される土砂とてん充材とによっ
て孔壁が崩壊し、第１０図に示す如く、縦穴の設計案２
１に対して実際に築造される縦穴２２の孔壁がかなり乱
されることがある。

【０００７】上記の如く、土砂とてん充材とは孔内にて
混合されるので、前記縦穴２２の乱された孔壁にてん充
材が浸み込んで孔外に拡散（散逸）し、改良体（硬化
体）の強度が低下することがある。

【０００８】また、この散逸は、この改良体が築造され
る土壌の性質や地層によって、同一孔内においても部位
によってその度合いが異なる。従って、孔内の土砂とて
ん充材との混合物の混合濃度に部分的に差ができること
がある。

【０００９】即ち、該改良体は、設計通りの形状をとれ
ないだけでなく、固化材濃度においても設計通りの値を
とれないこととなる。この結果、該改良体の強度が設計
要求値を満足できない可能性がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の地盤改良機は、
掘削翼と攪拌翼とを設けた掘削軸を、所定の掘進機構に
より、回転しつつ掘進及び引抜きし、土壌とてん充材と
を混合攪拌する地盤改良機において、該掘削軸に対し放
射方向に延在する複数本のアーム部材を取り付けると共
に、該アーム部材の先端に、該掘削翼により土壌に形成
された掘削孔の内周面に接触する鏝状プレートを設けた
ことを特徴とするものである。

【００１１】請求項２の地盤改良機は、掘削翼と攪拌翼
とを設けた掘削軸を、所定の掘進機構により、回転しつ
つ掘進及び引抜きし、土壌とてん充材とを混合攪拌する
地盤改良機において、前記掘削軸に回転筒が外嵌してお
り、該回転筒に対し放射方向に延在する複数本のアーム
部材を取り付けると共に、該アーム部材の先端に、該掘
削翼により土壌に形成された掘削孔の内周面に接触する
鏝状プレートを設けたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の地盤改良機にあっては、該掘削軸に対
しアーム部材と鏝状プレートとが取り付けられており、
前記掘削翼によって掘削される円柱状の掘削孔の内壁の
表面が、該掘削翼と共に回転するアーム部材と鏝状プレ
ートとによって練り付けられ、該表面部に密実な層が形
成される。従って、てん充材が孔壁に浸透して孔外周囲
の土壌に拡散することが防止される。

【００１３】請求項２の地盤改良機にあっては、前記掘
削軸に外嵌し該掘削軸に対し独立して回転可能に設けら
れた回転筒に、アーム部材と鏝状プレートが取り付けら
れており、前記掘削翼によって掘削される円柱状の掘削
孔の内壁の表面が、該回転筒に取り付けられたアーム部
材と鏝状プレートとによって練り付けられ、該表面部に
密実な層が形成される。従って、てん充材が孔壁に浸透
して孔外周囲の土壌に拡散することが防止される。

【００１４】また、該掘削翼と該アーム部材及び鏝状プ
レートとが独立して回転可能に設けられているので、掘
削孔の掘削速度と該掘削孔の内壁の練り付け速度とを別
途に選択することが可能である。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して実施例について説明す
る。第１図は実施例に係る地盤改良機の斜視図、第２図
はこの地盤改良機の作動を示す第１図の地盤改良機の平
面図である。

【００１６】この地盤改良機３１は、駆動装置（図示
略）に連結され正逆両方向に回動可能に設けられた中空
の掘削軸３２の先端部近傍に、掘削翼３３が取り付けら
れている。また、この掘削翼３３の上方の掘削軸３２
に、攪拌翼３４が取り付けられている。

【００１７】この中空の掘削軸３２の内部空間３５は、
上方の前記駆動装置とこの掘削軸３２の先端に設けられ
た開口３６とを連通している。この内部空間３５には、
上方からてん充材が導入され、前記開口３６から該てん
充材が低圧にて放出されるようになっている。

【００１８】攪拌翼３４取付部の更に上方の該掘削軸３
２に、４本のアーム部材３７が取り付けられている。こ
れら４本のアーム部材３７は、掘削軸３２に垂直な同一
平面内に９０度間隔で取り付けられている。該アーム部
材３７の先端側には、鏝状のプレート３８が取り付けら
れている。

【００１９】該プレート３８の外面側（表面）は、平面
視円弧状に外方に向かって凸となって湾曲している湾曲
板であって、その側端部は掘削軸３２側（内面側）に巻
き込まれている。前記アーム部材３７は、このプレート
３８の裏面の中央に取り付けられており、掘削軸３２と
プレート３８とを連結している。

【００２０】掘削軸３２の軸心から該プレート３８の外
面までの距離は、掘削軸３２の軸心から前記掘削翼３３
の先端までの距離と等しくなっている。また、プレート
３８の外面の曲率は、この掘削翼３３が回転して形成さ
れる掘削円の円周の曲率と同じく設けられている。従っ
て、第２図に示されるように、このプレート３８の表面
は、掘削翼３３によって掘削される掘削孔４０の内面に
ぴったりと当接する。

【００２１】このように構成された本実施例の地盤改良
機３１によって、地盤改良を行うには、まずこの地盤改
良機を所定位置に移動させ、次いで掘削軸３２を地面に
垂直に立設させた後、該掘削軸３２を回転させ掘削翼３
３を地中に掘進させる。該掘削翼３３が掘進すると共に
攪拌翼３４も地中に掘進され、掘り起こされた土壌が攪
拌される。更に、掘削軸３２の先端に設けられた開口３
６からてん充材が放出され、前記土壌と混合される。

【００２２】掘削翼３３及び攪拌翼３４に次いで、前記
プレート３８が土中に掘進される。第２図に示す如く、
本実施例の地盤改良機３１においては、掘削軸３２の矢
印Ａ方向の掘進の回転に伴い、掘削翼３３とプレート３
８とが軸３２と同方向、同回転数で回転し、掘削孔４０
が形成される。

【００２３】先に述べた如く、プレート３８の湾曲した
表面は掘削孔４０の内面に当接している。従って、プレ
ート３８の回転移動に伴って、該プレート３８の表面が
掘削孔４０の内面を撫で付け、この掘削孔４０の内面壁
の表面に露出する土砂が、該内面壁に練り付けられる。
従って、この掘削孔４０の内面壁の崩落が防止される。

【００２４】この地盤改良機３１は、所定深さまでの地
盤を改良したならば地上に引き抜かれる。

【００２５】第３図は別の実施例に係る地盤改良機の斜
視図、第４図はこの地盤改良機の作動を示す第３図の地
盤改良機の平面図である。

【００２６】この地盤改良機４１は、先の第１，２図の
実施例に係る地盤改良機３１の掘削軸３２に、円筒４２
を外嵌させたものである。この円筒４２は、掘削軸３２
の上方から攪拌翼３４の上部近傍にかけて、掘削軸３２
に対して可動に外嵌されている。この円筒４２はその上
方において、掘削軸３２用の駆動装置とは別の駆動装置
（図示略）に連結されている。従って、掘削軸３２と該
円筒４２とは、それぞれ独立に回動可能となっている。

【００２７】この円筒４２に、アーム部材３９を介して
プレート３８が取り付けられている。この実施例に係る
地盤改良機４１においても、プレート３８の構成及び該
プレート３８の掘削軸３２に対する取り付け寸法は、先
の実施例に係る地盤改良機３１と同様に設けられてい
る。従って、このプレート３８の表面は、掘削孔４０の
内面壁にぴったりと当接する。

【００２８】なお、その他の構成は、第１，２図の実施
例の地盤改良機と同様であるので、同一部材及び同一の
機能を有する部材には同一符号を付し、その説明を省略
する。

【００２９】本実施例の地盤改良機４１によれば、第４
図に示される如く、掘削軸３２及び掘削翼３３の回転Ａ
と、円筒４２及びプレート３８の回転Ｂとをそれぞれ独
立して設定できる。従って、例えば砂礫等からなる崩れ
易い地層部での掘削においても、掘削孔４０の内面壁が
崩落しないように、プレート３８の回転速度（練り付け
速度）を掘削翼３３の回転速度（掘削速度）に対して十
分に落として掘削することができる。

【００３０】上記実施例の地盤改良機３１，４１におい
ては、プレート３８の枚数を４枚としているが、円周上
に等間隔で配設されるならば他の枚数としても良い。

【００３１】また、以下において、掘削軸とプレートと
を連結するアーム部材の別の構造例を、第５図及び第６
図を参照して説明する。第５図は、掘削軸とプレートと
がアーム部材によって連結されている様子を示す縦断面
図である。

【００３２】このアーム部材４５は、掘削軸３２から垂
直に立設される固定アーム４６と、プレート３８の裏面
から立設される可動アーム４７と、スプリング４８とか
ら構成されている。前記固定アーム４６には開口４９が
設けられており、該開口４９内に可動アーム４７の脚部
５０が挿入されている。この開口４９の奥部にスプリン
グ４８が収納されており、該固定アーム４６に対して該
可動アーム４７が進退可能に設けられている。

【００３３】このアーム部材４５の長さは、掘削軸３２
の掘削軸心からプレート３８の表面までの距離が、掘削
翼３３によって掘削される掘削孔４０の半径よりもやや
長くなるように設定される。符号５１は、前記開口４９
内への土砂の侵入を防止するシール部材である。

【００３４】このように構成されたアーム部材４５を備
えて、掘削孔４０を掘削する地盤改良機においては、プ
レート３８の表面が掘削孔４０の内壁をスプリング４８
の付勢力によって、内側から押圧するように設けられて
いる。従って、該掘削孔４０の内壁は、より確実に練り
付けられることとなる。

【００３５】第６図を参照して、アーム部材のさらに別
の構造例について説明する。第６図は、掘削軸とプレー
トとがアーム部材によって連結されている様子を示す縦
断面図である。

【００３６】このアーム部材５２は、上述の第５図のア
ーム部材４５の構成と同様に、掘削軸３２に設けられた
固定アーム５３の開口５４に、可動アーム４７の脚部５
０が挿入内嵌されて構成されている。この開口５４の奥
部には、前記掘削軸３２の内部空間３５に配設された油
圧パイプ５５が接続されている。この油圧パイプ５５
は、掘削軸３２の上方において油圧ポンプ（図示略）に
接続されている。

【００３７】従って、前記開口５４とこの開口５４に内
嵌する脚部５０とで形成される、開口５５の奥部は、油
圧ポンプの油圧が導入される圧力室５６となる。また、
この圧力室５６内の圧力によって、前記固定アーム５３
に対し可動アーム４７が進退可能に設けられている。

【００３８】なお、この第６図のその他の構成は、上述
の第５図と同様であり同一もしくは同様の機能を有する
部材に、同一符号を付し、その説明を省略する。

【００３９】このように構成されたアーム部材５２を備
えて、掘削孔４０を掘削する地盤改良機においては、圧
力室５６の圧力を低下させアーム部材５２を短く縮めた
状態で、該掘削孔４０が掘削される。次いで、プレート
３８部が該掘削孔４０内に掘進してから、前記圧力室５
６の圧力を上昇し前記アーム部材５２をやや延伸し、外
側に変位する該プレート３８で掘削孔４０の内壁を押圧
し、該内壁の練り付けが行われる。

【００４０】掘削が完了し、掘削孔４０内において土砂
とてん充材とが混合されると、この地盤改良機は地上に
引き上げられる。この時、前記圧力室５６の圧力は再度
低下され、プレート３８は該掘削孔４０の内壁から離反
した状態で、掘削軸３２と共に掘削孔４０から引き上げ
られる。

【００４１】上記のアーム部材５２を備えた地盤改良機
によれば、掘削孔４０の内壁の練り付けをより確実に行
うことができると共に、該掘削孔４０内へのプレート３
８の挿入時と、該掘削孔４０からのプレート３８の引き
上げ時とにおいて、該アーム部材５２を縮小させ、プレ
ート３８を掘削孔４０の内壁から離反させておくことが
できるので、該掘削孔４０の入口部の内壁を崩すことが
ない。

【００４２】第７図に、更に別の実施例に係る地盤改良
機を示す。この地盤改良機６１においては、掘削軸３２
から立設される攪拌翼６２の先端に、大型のプレート６
３が設けられている。即ち、この地盤改良機６１にあっ
ては、該攪拌翼６２が掘削軸３２とプレート６３とを接
続するアーム部材を兼ねている。

【００４３】従って、この地盤改良機６１では構成が簡
略化されているので、該地盤改良機６１を軽量化できる
と共に、制作費を低く抑えることができる。

【００４４】この第７図に示す実施例においても、上述
した第１，２図、第３，４図、第５図、第６図の各実施
例と同一の部材及び同様の機能を有する部材には同一符
号を付し、その説明を省略する。

【００４５】

【発明の効果】本発明の地盤改良機にあっては、円柱状
の掘削孔の内壁の表面が、掘削軸と共に回転するアーム
部材と鏝状プレートとによって練り付けられ、該表面部
に密実な層が形成される。従って、てん充材の孔外への
散逸が防止される。

【００４６】請求項２の地盤改良機にあっては、円柱状
の掘削孔の内壁の表面が、回転筒に取り付けられたアー
ム部材と鏝状プレートとによって練り付けられ、該表面
部に密実な層が形成される。従って、てん充材が孔壁に
浸透して孔外周囲の土壌に拡散することが防止される。

【００４７】また、掘削孔の掘削速度と該掘削孔の内壁
の練り付け速度とを別途に選択することが可能であるの
で、崩れ易い内壁であっても確実に練り付けを行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る地盤改良機の斜視図であ
る。

【図２】図１の地盤改良機の作動を示す平面図である。

【図３】別の実施例に係る地盤改良機の斜視図である。

【図４】図３の地盤改良機の作動を示す平面図である。

【図５】アーム部材の構造例を示す縦断面図である。

【図６】アーム部材の別の構造例を示す縦断面図であ
る。

【図７】更に別の実施例に係る地盤改良機の斜視図であ
る。

【図８】従来の地盤改良機を用いて掘削中の掘削孔を示
す断面図である。

【図９】従来の別の地盤改良機を用いて掘削中の掘削孔
を示す断面図である。

【図１０】従来の地盤改良機を用いた掘削孔の掘削例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１，１１，３１，４１，６１ 地盤改良機 ２，１２，３２ 掘削軸 ３，１３，３３ 掘削翼 ４，２０，３４，６２ 攪拌翼 ５，１６ 共回り防止翼 ６，１８ ボス ７，１７ 共回り防止装置 ３７，３９，４５，５２ アーム部材 ３８，６３ プレート ４６，５３ 固定アーム ４７ 可動アーム ４８ スプリング ５６ 圧力室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削翼と攪拌翼とを設けた掘削軸を、所
   定の掘進機構により、回転しつつ掘進及び引抜きし、土
   壌とてん充材とを混合攪拌する地盤改良機において、 該掘削軸に対し放射方向に延在する複数本のアーム部材
   を取り付けると共に、 該アーム部材の先端に、該掘削翼により土壌に形成され
   た掘削孔の内周面に接触する鏝状プレートを設けたこと
   を特徴とする地盤改良機。
2. 【請求項２】 掘削翼と攪拌翼とを設けた掘削軸を、所
   定の掘進機構により、回転しつつ掘進及び引抜きし、土
   壌とてん充材とを混合攪拌する地盤改良機において、 前記掘削軸に回転筒が外嵌しており、 該回転筒に対し放射方向に延在する複数本のアーム部材
   を取り付けると共に、 該アーム部材の先端に、該掘削翼により土壌に形成され
   た掘削孔の内周面に接触する鏝状プレートを設けたこと
   を特徴とする地盤改良機。