JPH0941360A - 地盤改良装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軟弱地盤の内部にセメント系固化材を均一に
攪拌・混合して所要の強度を有する柱状改良体を築造し
て、安定した改良地盤を造成する地盤改良装置を提供す
る。 【構成】 軟弱地盤の地盤改良装置であって、地盤掘削
装置と固化材注入装置と該地盤掘削装置を搭載し移動す
る走行装置とからなり、該地盤掘削装置２０は昇降自在
で両軸芯間距離が一定もしくは左右一対の掘削悍２２を
有し、掘削悍は該両掘削悍の下部側方に突設された複数
段の攪拌羽根２４のそれぞれの掃過円がオーバラップす
る状態に設定するとともに、両攪拌羽根２４の回転角度
を制御する同期機構を備え、該攪拌羽根間の中間高さ位
置で該両掘削悍同志を連結する水平な泥土共回り防止部
材３０を配設するとともに、該固化材注入装置は固化材
サイロと固化材移送用の固化材ポンプまたはコンプレッ
サと前記固化材吐出ノズルに接続される固化材輸送用の
固化材供給配管とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地盤改良装置に係り、特
に、軟弱地盤の内部に固化材を均一に攪拌・混合して所
要の強度を有する柱状改良体を築造して、安定した改良
地盤を造成する地盤改良装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の地盤改良装置においては、掘削悍
は、１本の単軸型のものと２本以上を有する多軸型のも
のとがある。図５は、１本の掘削悍を有する地盤改良装
置の１例を示すものであり、掘削悍１の先端に、その上
方に固着される掘削翼２の掘削径よりも小さい穿孔掘削
翼６を取り付け掘削翼２の上にこれより大径の共回り防
止翼４を遊嵌状態で取り付け、さらにその上に攪拌翼３
ａ，３ｂ、３ｃを固着し、固化材の噴出口８を備えてい
る。一方、掘削悍を２本有する多軸型の地盤改良装置
は、図６に示されるように、適当な間隔を離間して２本
の掘削悍１、１が平行に配列され、それぞれ掘削悍１と
ともに回転する掘削翼２と攪拌翼攪拌翼３ａ，３ｂ、３
ｃが掘削悍１に固着され、掘削悍１に遊嵌状態で両掘削
悍１、１同志を連結する共回り防止翼４、５が配設さ
れ、噴出口１ａ，１ａが備えられている。そして、多軸
型は単軸型は比べて同一時間に作業する地盤掘削面積が
広いため、当然のことながら作業効率がよい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多軸型
の地盤改良装置は、たとえば、図７に示されるとおり、
２本の掘削悍における掘削翼や攪拌翼の直径や高さ方向
配列を全く同一に形成し、同一高さに配列した場合に
は、掘削翼や攪拌翼が互いに接触干渉しないようにする
ためこれらの掃過円がオーバラップしないように両方の
掘削悍距離を大きくする必要があるが、この場合掃過円
のオーバラップしない部分の土砂の攪拌が不十分にな
る。そこで、図８のように、一方の攪拌翼の掃過円が他
方の攪拌翼の掃過円とオーバラップするように２本の掘
削悍を近接して配置する場合には、隣合う２本の掘削悍
の攪拌翼や掘削翼が接触干渉しないようにその高さを上
下方向にずらした状態としているが、共回り防止翼を設
けるために、共回り防止翼を含んだ上下両攪拌翼間高さ
Ｈ2 は、共回り防止翼を含まない上下両攪拌翼間高さＨ
1 に比べて必要以上に大きくなり過ぎ、この部分の土砂
の攪拌作用が不十分になるという難点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明においては、軟弱地盤内に固化材を均
一に混合した柱状改良体を形成する軟弱地盤の地盤改良
装置であって、地盤掘削装置と固化材注入装置と該地盤
掘削装置を搭載し移動する走行装置とからなり、該走行
装置はクローラで形成され、該地盤掘削装置は、該走行
装置に傾動自在に立設された柱脚に布設されたガイドレ
ールに沿って巻上機の作動により昇降自在で両軸芯間距
離が一定もしくは可変自在な左右一対の掘削悍を有し、
該両掘削悍の下部側方には半径水平方向に両掘削悍とも
それぞれ同一高さに突出する複数段の円周等間隔に２枚
ないし４枚で形成された攪拌羽根を備え、該両掘削悍間
の軸芯間距離を各々の掘削悍に突設された攪拌羽根のそ
れぞれの掃過円がオーバラップする状態に設定するとと
もに、該両掘削悍の攪拌羽根が稼働中互いに接触干渉し
ないように両攪拌羽根の回転角度を制御する同期機構を
備え、該攪拌羽根間の中間高さ位置で両端がそれぞれ該
掘削悍に遊嵌され該両掘削悍同志を連結する水平な泥土
共回り防止部材を配設し、最下部に先端が略下方に突出
する鋭利な刃物を有する回転自在な掘削翼を備えるとと
もに、前記固化材注入装置に接続された固化材吐出ノズ
ルを配設し、該固化材注入装置は、固化材サイロと固化
材移送用の固化材ポンプまたはコンプレッサと前記固化
材吐出ノズルに接続される固化材輸送用の固化材供給配
管とを備えてなる構成とした。

【０００５】

【作用】本発明においては、各段の攪拌羽根の高さを同
一にし、しかも隣合う両攪拌羽根の掃過円をオーバラッ
プするように配置するとともに、両攪拌羽根の回転角度
を制御する同期機構を備えており、両攪拌羽根が接触干
渉しないように各々の掘削悍を同期して回転駆動するか
ら、両攪拌羽根の掃過円で囲まれる領域の土砂はいずれ
の高さにおいても万遍なく均一に攪拌混合される。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図３は、本発明の実施例に係
り、図１は地盤改良装置の全体側面図、図２は掘削悍の
要部拡大正面図、図３は図２のＡ−Ａ視の平面図、図４
は地盤掘削装置の掘削悍の駆動装置の正面図である。図
１に示すように、地盤改良装置１００はキャタピラー１
２により走行自在なクローラ１０Ａからなる走行装置１
０と、走行装置１０上に傾動用シリンダ１６Ａにより傾
動自在な柱脚１６とこれに沿設されたガイドレール１６
Ｂに沿って巻上機により昇降自在な掘削悍２２からなる
地盤掘削装置２０と、掘削悍２２の下部先端部に固化材
を供給する固化材注入装置４０とから構成される。

【０００７】地盤掘削装置２０は、、２本の掘削悍２
２、２２が平行に配列され、それぞれの掘削悍２２の下
端部には、図２に示されるように、下方に鋭利な刃面を
有する複数個のバイト２６ａを取り付けた掘削翼２６や
外周部に斜めにバイト２８ａが取り付けられた掘削翼２
６よりも大径の掘削翼２８が水平に突設され、その上部
には複数段の攪拌羽根（攪拌翼ともいう）２４が適当間
隔に離して突設される。攪拌羽根２４は、平板を立てた
状態とするか、または、図３に示すように、平板を斜め
に傾斜させた状態にして１８０度方向に延びた２枚で形
成するか、または十文字状に４枚で形成してもよい。そ
して、各段の攪拌羽根２４はそれぞれ隣の掘削悍２２の
攪拌羽根２４と同一高さに配列するとともに、図３に示
すように、その掃過円がオーバラップするように両掘削
悍距離を選定する。そして、両掘削悍２２、２２の回転
方向は互いに逆向きとし、かつ、相隣合う同一高さの攪
拌羽根２４、２４が接触干渉しないように、同期機構に
より回転角度を制御する。両掘削悍２２、２２間距離は
攪拌羽根２４の各々の掃過円がオーバラップするような
一定の距離に固定して設定してもよいし、あるいは、た
とえば、平行四辺形リンク機構を利用したメカニズム等
により、両掘削悍間距離が可変自在となるように構成し
てもよい。また、掘削悍２２の下端部側壁には１個また
は複数個の固化材吐出ノズル５０が配設され、後述する
固化材供給配管４８と接続されて固化材を吐出できるよ
うになっている。一方、図２に示すように、任意の隣接
する上下攪拌羽根悍２４、２４間の中間に両端が掘削悍
２２の外周に遊嵌する水平な泥土共回り防止部材３０を
掛け渡して掘削悍２２、２２同志を連結する。

【０００８】図４は、地盤掘削装置２０の駆動装置を示
し、掘削悍２２の上部に掘削悍２２をそれぞれ回転駆動
する油圧モータ３６が配設され、さらに同期装置３８を
経由して掘削悍２２に接続される。同期装置３８は、各
々の油圧モータ３６の出力軸の回転角度の相互関係を任
意に設定された通りに制御するもので、たとえば、歯車
機構やチエンホイール機構などを使用してもよいし、ま
た電気的な手段を採用してもよい。

【０００９】固化材注入装置４０は、図１に示すよう
に、たとえばトラック４２等の車両に固化材を貯溜する
固化材サイロ４４とポンプ４６（固化材が液体の場合）
またはコンプレッサ４６Ａ（固化材が粉体の場合）等の
固化材の移送手段を搭載し、フレキシブル管で形成され
た固化材供給配管４８を経由して掘削悍２２の上部に取
り付けられた回転継手４８ａから掘削悍２２の中心軸方
向に穿孔された固化材流路２２ａを通って、掘削悍２２
の下部先端の固化材吐出ノズル５０から固化材を吐出す
るようになっている。

【００１０】次に、以上のように構成された本発明の作
動について説明する。まず、走行装置１０のクローラ１
０Ａを地盤改良を必要とする作業現場に移動して固定し
た後、柱脚１６を鉛直に立ててから巻上機１４でワイヤ
ロープ１４ａを下降し、地盤掘削装置２０をガイドレー
ル１６Ｂに沿って静かに地面上に下ろすとともに、地盤
掘削装置２０の掘削悍２２駆動用の油圧モータ３６を回
転駆動する。この掘削作業の進行とともに、掘削悍２２
は徐々に地中に埋没し下部先端の掘削翼２６や掘削翼２
８のバイト２６ａ、２８ａが掘削悍下部や掘削悍周囲に
土砂を掘削し、攪拌羽根２４が掘削された土砂を攪拌混
合する。この掘削混合に際して固化材注入装置４０を稼
働して先端部の固化材吐出ノズル５０より固化材を土砂
へ供給する。このようにして、地表面から順次所定の深
さまで掘削を続けるとともに、固化材を供給しつつ攪拌
混合することによって、改良され安定した改良柱体を形
成し、軟弱地盤を改良された硬い地盤とする。１か所の
作業を終わると、巻上機１４を操作して、地盤掘削装置
２０を地上へ上昇させ、次の作業箇所へ移動させ、以下
同様の作業を継続する。なお、固化材は、水に溶解させ
て水溶液など液体として供給することも、あるいは、粉
体を空気とともにエア搬送して供給することもできる。

【００１１】以上述べたように、本発明においては、２
軸の地盤改良装置において、２軸の回転角度を同調する
ように回転を制御することによって、両軸の攪拌羽根２
４、２４の掃過円をオーバラップさせても支障なく作業
を実施できるから、掘削した土砂や泥土を均一に攪拌で
きる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、下記の優れた作用効果がある。 （１）両軸の攪拌羽根の掃過円をオーバラップさせても
支障なく作業を実施できるから、掘削した土砂と固化材
の混合均一性が高く、土砂の改良度が向上する。 （２）左右の攪拌羽根を段違いでなく、同一レベルに配
列できるので、隣接する上下の攪拌羽根間の高さを短く
できる。したがって、攪拌効率が高い。特に、段違い方
式における泥土共回り部材近傍の攪拌羽根間のデッドゾ
ーンを排除できる。 （３）地質に相違や異物の存在により、左右の掘削悍に
かかるトルクが異なっても、同調装置により各々の掘削
悍の駆動用油圧モータの負荷を均等化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る地盤改良装置の全体側面
図である。

【図２】本発明の実施例に係る地盤改良装置の掘削悍の
要部拡大正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ視の断面平面図である。

【図４】本発明の実施例に係る地盤掘削装置の掘削悍の
駆動装置の正面図である。

【図５】従来の単軸型の地盤改良装置の掘削悍の正面図
である。

【図６】従来の２軸型の地盤改良装置の掘削悍の正面図
である。

【図７】従来の２軸並列型の地盤改良装置の掘削悍の正
面図である。

【図８】従来の２軸段違い型の地盤改良装置の掘削悍の
正面図である。

【符号の説明】

１ 掘削悍 １ａ 噴出口 ２ 掘削翼 ３ａ，３ｂ，３ｃ 攪拌翼 ４ 共回り防止翼 ５ 共回り防止翼 ６ 穿孔掘削翼 ８ 噴出口 １０ 走行装置 １０Ａ クローラ １２ キャタピラ １４ 巻上機 １４ａ ワイヤロープ １６ 柱脚 １６Ａ 傾動用シリンダ １６Ｂ ガイドレール ２０ 地盤掘削装置 ２２ 掘削悍 ２２ａ 固化材流路 ２４ 攪拌羽根（攪拌翼） ２６ 掘削翼 ２６ａ バイト ２８ 掘削翼 ２８ａ バイト ３０ 共回り防止部材（泥土共回り防止部材） ３６ 油圧モータ ３８ 同期装置 ４０ 固化材注入装置 ４２ トラック ４４ 固化材サイロ ４６ ポンプ（コンプレッサ） ４８ 固化材供給配管 ４８ａ 回転継手 ５０ 固化材吐出ノズル １００ 地盤改良装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟弱地盤内に固化材を均一に混合した柱
   状改良体を形成する軟弱地盤の地盤改良装置であって、 地盤掘削装置と固化材注入装置と該地盤掘削装置を搭載
   し移動する走行装置とからなり、 該走行装置はクローラで形成され、 該地盤掘削装置は、該走行装置に傾動自在に立設された
   柱脚に布設されたガイドレールに沿って巻上機の作動に
   より昇降自在で両軸芯間距離が一定もしくは可変自在な
   左右一対の掘削悍を有し、該両掘削悍の下部側方には半
   径水平方向に両掘削悍ともそれぞれ同一高さに突出する
   複数段の円周等間隔に２枚ないし４枚で形成された攪拌
   羽根を備え、該両掘削悍間の軸芯間距離を各々の掘削悍
   に突設された攪拌羽根のそれぞれの掃過円がオーバラッ
   プする状態に設定するとともに、該両掘削悍の攪拌羽根
   が稼働中互いに接触干渉しないように両攪拌羽根の回転
   角度を制御する同期機構を備え、該攪拌羽根間の中間高
   さ位置で両端がそれぞれ該掘削悍に遊嵌され該両掘削悍
   同志を連結する水平な泥土共回り防止部材を配設し、最
   下部に先端が略下方に突出する鋭利な刃物を有する回転
   自在な掘削翼を備えるとともに、前記固化材注入装置に
   接続された固化材吐出ノズルを配設し、 該固化材注入装置は、固化材サイロと固化材移送用の固
   化材ポンプまたはコンプレッサと前記固化材吐出ノズル
   に接続される固化材輸送用の固化材供給配管とを備えて
   なる地盤改良装置。