JPH1054025A

JPH1054025A - 地盤改良装置の攪拌ヘッド

Info

Publication number: JPH1054025A
Application number: JP21279596A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kusuda; 和男楠田; Kojiro Seto; 興二郎瀬戸; Mamoru Hamano; 衛浜野; Hiroyuki Egashira; 博之江頭
Original assignee: TONE CHIKA GIJUTSU KK; Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: TONE CHIKA GIJUTSU KK; Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】地盤改良装置の攪拌ヘッドを掘削土と硬化剤と
を高速度で良好に攪拌混練できるものとすること。【解決手段】反対方向に回転する内軸１２と外軸１１と
を備えた掘削軸１０に装着されて掘削孔内で掘削土と硬
化剤とを攪拌混練する攪拌ヘッド２０を、上部攪拌部３
０と下部攪拌部４０とを具備し、上部攪拌部３０は、内
軸１２と共に回転する内側攪拌翼３１と、外軸１１とと
もに回転してその軌跡が前記内側攪拌翼３１の回転軌跡
を囲むように配置された外側攪拌翼３２と、外側攪拌翼
３２の下縁から垂下された垂下攪拌翼３３とを備え、下
部攪拌部４０は、内軸１２と共に回転する下端部攪拌翼
４１と、この下端部攪拌翼４１の上縁から立設される立
設攪拌翼４２とを備え、垂下攪拌翼３３と、立設攪拌翼
４２とは、その延設領域が上下方向において重なるとと
もに、その回転軌跡がすれ違うものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地盤改良装置の攪拌
ヘッドに係り、詳しくは地面を鉛直方向に掘削して形成
する掘削孔内で掘削土と硬化剤とを攪拌混練する地盤改
良装置の攪拌ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した地盤改良装置の攪拌ヘッドとし
て、従来例えば、特開平３−６３３１２号公報記載のも
のがある。

【０００３】この攪拌ヘッドは、外軸と内軸とからなる
二重反転回転軸の先端に設けた掘削刃の上方位置に取り
付けられるものであり、半円弧状の小攪拌翼体がその上
端と下端とで内軸に固着され、半円弧状の大攪拌翼体が
その上端で小攪拌翼体配設位置の上方の外軸に固着さ
れ、その下端を小攪拌翼体配設位置の下方で内軸に軸支
されて、大攪拌翼体の内側に小攪拌翼体が配置されるも
のとして回転軸に対して垂直で放射状にそれぞれ複数配
置されるものである。また攪拌ヘッドには硬化剤噴射用
の噴射口が形成される。

【０００４】この攪拌ヘッドを取り付けた地盤改良装置
で地盤改良を行なうには、回転軸を回転駆動して掘削刃
を回転させつつ降下させて地盤に円柱状の掘削孔を穿設
する。掘削刃が所定深度に達したら、回転軸の降下を停
止し、地上に設けた硬化剤ポンプから硬化剤を回転軸内
に供給して、掘削軸下端部に設けた硬化剤ノズルから掘
削孔内へ噴射し、攪拌ヘッドの各攪拌翼を反対方向に回
転して掘削土と硬化剤とを攪拌混練しつつ回転軸を上昇
せしめて掘削孔中に地盤改良部分を形成する。

【０００５】この他に、地盤改良装置の攪拌ヘッドとし
ては、大小両攪拌翼体を角形にして掘削軸回りに回転す
ると円柱形となる翼体にしたもの（同公報第４図参
照）、翼体を略平板状に形成して掘削軸より放射状に突
出させたもの（特開平１−３６８１７号公報参照）、角
形の大小攪拌翼体と略平板状の翼体とを組合せたもの
（特開平５−３３１８３４号公報参照）等があり、掘削
孔内における掘削土と硬化剤との攪拌混練をより良くで
きるように種々の翼形および形態が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の地盤
改良装置の攪拌ヘッドでは、主として掘削孔内における
掘削土と硬化剤とが攪拌翼と共回りすることを防止させ
るため、反転する二種類の攪拌翼を内外に設けたもので
あるが、未だ十分な速度で攪拌混練ができず、さらに高
速度で良好な攪拌混練を行いたいという要望がある。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、高い混練速度で掘削土と硬化剤とを良好に攪拌
混練できる地盤改良装置の攪拌ヘッドを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の手段は、図１に示すように、互いに反対方向
に回転する内軸１２と外軸１１とを備えた掘削軸１０に
装着されて掘削孔内で掘削土と硬化剤とを攪拌混練する
攪拌ヘッドにおいて、攪拌ヘッド２０は、上部攪拌部３
０と下部攪拌部４０とを具備し、上部攪拌部３０は、内
軸１２と共に回転する内側攪拌翼３１と、外軸１１とと
もに回転してその軌跡が前記内側攪拌翼３１の回転軌跡
を囲むように配置された外側攪拌翼３２と、外側攪拌翼
３２の下縁から垂下された垂下攪拌翼３３とを備え、下
部攪拌部４０は、内軸１２と共に回転する下端部攪拌翼
４１と、この下端部攪拌翼４１の上縁から立設される立
設攪拌翼４２とを備え、上記垂下攪拌翼３３と、立設攪
拌翼４２とは、その延設範囲が上下方向において重な
り、その回転軌跡がすれ違うものとして構成したもので
ある。

【０００９】また、本発明に係る攪拌ヘッドは、外側攪
拌翼３２は複数が放射方向に突設され、各外側攪拌翼３
２には１又は２以上の垂下攪拌翼３３が設けられ、各外
側攪拌翼３２に設けられた垂下攪拌翼３３は、各外側攪
拌翼３２に設けられた各垂下攪拌翼３３毎に異なる回転
軌跡を描くように、その回転中心から設置位置までの距
離を他の外側攪拌翼３２に設けられた垂下攪拌翼３２の
回転中心からの設定距離と異なるものとすることが望ま
しい。

【００１０】そして、本発明に係る攪拌ヘッドは、下端
部攪拌翼４１は複数が放射方向に突設され、各下端部攪
拌翼４１には１又は２以上の立設攪拌翼４２が設けら
れ、各下端部攪拌翼４１に設けられた立設攪拌翼４２
は、各下端部攪拌翼４１に設けられた各立設攪拌翼４２
毎に異なる回転軌跡を描くように、その回転中心から設
定位置までの距離を他の下端部攪拌翼４１に設けられた
立設攪拌翼４２の回転中心からの設定距離と異なるもの
とすることが望ましい。

【００１１】〔作用〕本発明に係る地盤改良装置の攪拌
ヘッド２０は、掘削機を備えた地盤改良装置に装着され
た掘削軸１０の先端に接続して使用される。掘削機は、
回転軸１０の外軸１１と内軸１２とを反対方向に回転駆
動させつつ降下させて、攪拌ヘッド２０先端の掘削刃で
地盤に円柱状の掘削孔を穿設しつつ掘削土に硬化剤を混
練攪拌する。攪拌ヘッド２０の下部攪拌部４０の下端部
攪拌翼４１と立設攪拌翼４２とは、掘削土と硬化剤とを
攪拌混合する。上部攪拌部３０でも、上部攪拌部３０の
内側攪拌翼３１と外側攪拌翼３２及び垂下攪拌翼３３と
は互いに反対方向に回転駆動されて硬化剤が混練された
掘削土を攪拌混合する。

【００１２】このとき下部攪拌部４０の立設攪拌翼４２
と上部攪拌部３０の垂下攪拌翼３３とは延設範囲が上下
方向において重なっており、すれ違うように回転するた
め、硬化剤が混練された掘削土には、すれ違う立設攪拌
翼４２と垂下攪拌翼３３とによって、掘削軸１０に平行
な方向（掘削軸を軸とする円筒面の接線方向）に複雑な
剪断力が付与され、硬化剤が混練された掘削土は共回り
せず良好に攪拌混合される。

【００１３】そして、攪拌ヘッド２０の下降につれて、
この立設攪拌翼４２と垂下攪拌翼３３とで硬化剤が混練
された掘削土は、上部攪拌部３０の内側攪拌翼３１と外
側攪拌翼３２とでさらに攪拌混合される。

【００１４】上部攪拌部３０において、外側攪拌翼３２
はその軌跡が前記内側攪拌翼３１の回転軌跡を囲むよう
に配置され、また内側攪拌翼３１と外側攪拌翼３２とは
反対方向に回転しているため、内側攪拌翼３１と外側攪
拌翼３２とは、すれ違うように逆回転することとなり、
硬化剤が混和した掘削土には内側攪拌翼３１と外側攪拌
翼３２とによって複雑な剪断力が付与され、掘削土と硬
化剤とは共回りを起こすことなくさらに良好に攪拌混合
される。

【００１５】また、垂下攪拌翼３３の回転中心から設置
位置までの距離を他の外側攪拌翼３２に設けられた垂下
攪拌翼３２の回転中心からの設定距離と異なるものとし
た攪拌ヘッドにあっては、当該設定位置を異るものとし
た垂下攪拌翼３３は、硬化剤が混練された掘削土中で他
の垂下攪拌翼と異なる半径の軌跡を描くため、掘削土に
さらに複雑な剪断力を与え、良好にむらなく掘削土を攪
拌混合することができる。

【００１６】さらに、立設攪拌翼４２の回転中心から設
定位置までの距離を他の下端部攪拌翼４１に設けられた
立設攪拌翼４３の攪拌ヘッド２０の回転中心からの設定
距離と変えて設置した攪拌ヘッドにあっては、当該立設
攪拌翼３３は、硬化剤が混練された掘削土中で他の立設
攪拌翼と異なる軌跡を描くため、掘削土にさらに複雑な
剪断力を与え、良好にむらなく掘削土を攪拌混合するこ
とができる。

【００１７】

【実施の形態】以下、この発明に係る地盤改良装置の攪
拌ヘッドの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１８】〔発明の実施の形態の構成〕図１乃至図４
は、本発明に係る地盤改良器の攪拌ヘッド２０の実施形
態を示す構成図である。本例は、特許請求の範囲の請求
項１、請求項２及び請求項３に相当する。

【００１９】この例の攪拌ヘッド２０が使用される地盤
改良装置では掘削軸１０として、最外部の掘削用中空軸
を外軸１１とし、その内側の掘削用中空軸を内軸１２と
し、中心部に位置する硬化剤等供給用中空軸を中心軸１
３とした三重の多重軸が使用される。そして、この掘削
軸１０の下端に攪拌ヘッド２０が取付部１５を介して取
り付けられる。

【００２０】攪拌ヘッド２０は、掘削軸１０と同軸に形
成されたヘッド軸部５０を備え、このヘッド軸部５０に
上部攪拌部３０及び下部攪拌部４０が設けられる。そし
て、本例においては、上部攪拌部３０は、内側攪拌翼３
１と外側攪拌翼３２と垂下攪拌翼３３（３３_-1〜３
３_-5）とを備え、下部攪拌部４０は、下端部攪拌翼４１
と立設攪拌翼４２（４２_-1〜４２_-4）とを備えている。

【００２１】このヘッド軸部５０は、その上端において
外軸１１に接続される外側ヘッド軸部５１と、その上端
において内軸１２及び中心軸１３に接続される内側ヘッ
ド軸部５２とから構成される。外側ヘッド軸部５１の下
端には滑り軸受５３が内嵌され、外側ヘッド軸部５１と
内側ヘッド軸部５２とは同軸で反対に回転自在とされ
る。

【００２２】上記内側ヘッド軸部５２は、その下端部付
近から上端にかけて外側筒部５４及び内側筒部５５を備
えるものであり、外側筒部５４は掘削軸１０の内軸１２
に、内側筒部５５は掘削軸１０の中心軸１３に接続さ
れ、両筒部５４，５５の間には硬化剤圧送通路５６が設
けられ、硬化剤が圧送される内軸１２と中心軸１３との
間の隙間に連通している。

【００２３】本例では、内側ヘッド軸部５２の先端部で
あって、上部攪拌部３０の設置個所と下部攪拌部４０の
設置個所との間には、上記硬化剤圧送通路５６に連通
し、掘削土中に硬化剤を噴射する２つの噴射ノズル２４
が内側ヘッド軸部５２の直径を挟んで設けられる。この
噴射ノズル２４は、噴射した硬化液が立設攪拌翼４２に
直接当たらないように、後述する２つの下端部攪拌翼４
１と内側ヘッド軸部５２の外周上で９０°ずらして設け
られる。

【００２４】また、内側ヘッド軸部５２は、その下端部
において上記両筒部５４，５５間の硬化剤圧送路５６が
延長形成されることなく一体に形成され、さらに、内側
ヘッド部５２は全長にわたり中央部に硬化剤送通路５７
が形成され、上記中心軸１３の内孔と連通される。

【００２５】本例では、下端部攪拌翼４１の下端縁部に
は複数の掘削刃２１が取り付けられている。そして、上
記内側ヘッド軸部５２の先端部には硬化剤液の吐出口２
２が開設され、この吐出口２２は上記硬化剤送通路５７
を介して上記中心軸１３の内孔に連通される。また、下
端部攪拌翼４１の吐出口２２の直下部には吐出口２２か
らの硬化剤が流出できるように、切欠部２３が設けられ
る。

【００２６】上部攪拌部３０は、上記内側ヘッド軸部５
２に接続され内軸１２とともに回転する直線棒状の内側
攪拌翼３１と、上記ヘッド軸部５０の外側ヘッド軸部５
１に接続され外軸１１とともに回転する枠状の外側攪拌
翼３２と、この外側攪拌翼３２の下端に垂下される垂下
攪拌翼３３（３３_-1〜３３_-5）とから構成される。

【００２７】内側攪拌翼３１は、内側ヘッド軸部５２の
側面に内側ヘッド軸部５２の直径を挟んで２本設けられ
る。

【００２８】また、外側攪拌翼３３は、その回転軌跡が
前記内側攪拌翼３１の回転軌跡を囲むように形成され、
上記外側ヘッド軸部５１の下端部から斜め下向きに形成
される上横翼３２ａと、この上横翼３２ａの先端から下
方に向け形成される垂直翼３２ｂと、この垂直翼３２ｂ
の下端から上記内軸に向け斜め下方に向け形成されその
先端が内側ヘッド軸部２３に外挿される環状取付部３４
に取り付けられる下横翼３２ｃとから全体を略コ字状に
形成され、外側ヘッド軸部５１の直径を挟んで２本設け
られる。

【００２９】この環状取付部３４は滑り軸受３５が内嵌
され、内側ヘッド軸部５２の外周に回転自在に取り付け
られる。

【００３０】そして、垂下攪拌翼３３は直線棒状で、外
側攪拌翼３２の下縁である下横翼３２ｃから鉛直下方向
に設けられる。この例では、２つ設けられる下横翼３２
ｃの一方の下横翼３２ｃ（図１中左側）には２本の垂下
攪拌翼３３_-1、垂下攪拌翼３３_-2をそれぞれ回転中心
（Ｏ）から距離ａ，距離ｃ（図１に示した）離して設
け、もう一方の下横翼３２ｃ（図１中右側）には３本の
垂下攪拌翼３３_-3、垂下攪拌翼３３_-4、３３_-5をそれぞ
れ回転中心（Ｏ）から距離ｇ、距離ｄ、距離ｂ（図１に
示した）だけ離して設けている。

【００３１】なお、両下横翼３３ｃの各外端に垂下した
垂下攪拌翼３３_-1及び垂下攪拌翼３３_-5の回転中心
（Ｏ）からの距離ａと距離ｂとは等しいものとしてい
る。

【００３２】そして、他の垂下攪拌翼３３_-2（距離
ｃ）、垂下攪拌翼３３_-3（距離ｇ）及び垂下攪拌翼３３
_-4（距離ｄ）については、各距離の大きさを、距離ｄ＞
距離ｃ＞距離ｇとして、各垂下攪拌翼３３の上記回転中
心（Ｏ）からの設定位置を他の垂下攪拌翼３３の回転中
心（Ｏ）からの設定距離と異なるものとしている。

【００３３】また、上記両下横翼３２ｃの各外端に垂下
した垂下攪拌翼３３_-1及び垂下攪拌翼３３_-5の長さは、
下縁が下部攪拌部４０の立設攪拌翼４２と接触させない
ように設定され、また、他の３本の垂下攪拌翼３３_-3、
垂下攪拌翼３３_-4及び垂下攪拌翼３３_-5は下部攪拌部４
０の立設攪拌翼４２とその延設領域が上下方向において
互いに重なりあって、両攪拌翼がすれ違うものとして設
定してる。

【００３４】一方、下部攪拌部４０は内側ヘッド軸部５
２の下端部付近の側面に設けられ、内軸１２と共に回転
する下端部攪拌翼４１と立設攪拌翼４２（４２_-1〜４２
_-4）とから構成される。

【００３５】下端部攪拌翼４１は、内側ヘッド軸部５２
の下端に内側ヘッド軸部５２の直径を挟んで２本設けら
れる。それぞれの下端部攪拌翼４１は、内側ヘッド軸部
５２の側面から外側上方に向けて取り付けられたやや先
窄まりの板材で、下縁には上述した複数の掘削刃２１が
設けられる。

【００３６】そして、立設攪拌翼４２は直線棒状で下縁
攪拌翼４１の上縁から鉛直方向上方に向け立設される。
この例では、２つ設けられる下端部攪拌翼４１の内の一
方の下端部攪拌翼４１（図１中左側）には２本の立設攪
拌翼４２_-1、立設攪拌翼４２_-2をそれぞれ回転中心
（Ｏ）から距離ａ（垂下攪拌翼３３_-1と同じ）、距離ｅ
離して設け、もう一方の下端部攪拌翼４１（図１中右
側）には２本の立設攪拌翼４２_-3、立設攪拌翼４２_-4を
それぞれ回転中心（Ｏ）から距離ｆ、距離ｂ（垂下攪拌
翼３３_-5と同じ）だけ離して設けている。

【００３７】なお、両下端部攪拌翼４１の各外端に垂下
した立設攪拌翼４２_-1及び立設攪拌翼４２_-4の回転中心
（Ｏ）からの距離ａ、距離ｂは上述の両垂下攪拌翼の設
定距離と同様に等くなる。

【００３８】そして、他の立設攪拌翼４２_-2（距離ｅ）
及び立設攪拌翼４２_-3（距離ｆ）については、それぞれ
の距離の大きさを、距離ｆ＞距離ｅとして、各立設攪拌
翼４２が上記回転中心（Ｏ）からの設定位置を他の立設
攪拌翼４２の回転中心（Ｏ）からの設定距離と異なるも
のとしている。

【００３９】また、上記両下横翼４１の各外端に垂下し
た立設攪拌翼４２_-1及び立設攪拌翼４２_-4の長さは、最
上縁が上部攪拌部４０の垂下攪拌翼３３_-1，３３_-5と接
触しないように設定され、また、他の２本の立設攪拌翼
４２_-3、立設攪拌翼４２_-4は、上述したように、その延
設領域が上部攪拌部３０の垂下攪拌翼３３_-2〜３３_-4と
上下方向において互いに重ね合って、両攪拌翼がすれ違
うものとして設定している。

【００４０】この例において、上部攪拌部３０の各垂下
攪拌翼３３_-1〜３３_-5と、下部攪拌部４０の各立設攪拌
翼４２_-1〜４１_-4との取付位置は、回転中心（Ｏ）から
の距離が小さいものから、垂下攪拌翼３３_-3（距離
ｇ）、立設攪拌翼４２_-2（距離ｅ）、立設攪拌翼４２_-3
（距離ｆ）、垂下攪拌翼３３_-2（距離ｃ）、垂下攪拌翼
３３_-4（距離ｄ）となり、垂下攪拌翼３３_-1及び立設攪
拌翼４２_-1（距離ａ）並びに垂下攪拌翼３３_-5及び立設
攪拌翼４２_-4（距離ｂ）は最も外側で上記回転中心
（Ｏ）からの距離は等しいものとなっている。

【００４１】従って、３本の垂下攪拌翼３３_-2，３
３_-3、３３_-4及び２本の立設攪拌翼４２ _-2，４２_-3の合
計５本の攪拌翼は、上記回転中心（Ｏ）から異なった半
径で回転軌跡を描くものとなる。

【００４２】なお、これらの各垂下攪拌翼３３及び各立
設攪拌翼４２の回転中心（Ｏ）からの設置距離は、必要
に応じて任意に設定でき、必ずしも総ての攪拌翼を異な
る設定距離に設置する必要はなく、様々な態様に設定し
うる。

【００４３】本例に係る攪拌ヘッドは地盤改良装置に装
着して使用される。図５は本例に係る攪拌ヘッド２０を
装着した地盤改良装置７０の一例を示すものである。

【００４４】この地盤改良装置は、２個の攪拌ヘッド２
０，２０をその円形の掘削範囲の端部が重なるように並
べて、両攪拌ヘッド２０，２０の翼が干渉しないよう位
相をずらして回転駆動させて掘削及び硬化剤の混入攪拌
を行い、地盤改良部分を形成するものである。このた
め、地盤改良装置は、２本の掘削軸１０を同期して反対
方向に回転駆動させつつ下降させ、必要に応じて掘削軸
１０を継いでさらに掘削、硬化剤の攪拌混練を行なうも
のである。

【００４５】地盤改良装置７０は、ベースマシン７１に
よって直立させたリーダ７２と、このリーダ７２に沿っ
て配置されたガイドレール７３と、このガイドレール７
３に上下動自在に取り付けて、リーダ７２の下部に配置
したモータ及び減速装置からなり、掘削軸１０の外軸を
回転させる掘削軸駆動装置７４と、掘削軸駆動装置７４
の上方に配置され、外軸の回転を内軸に伝達する逆転伝
動装置を備え、ガイドレール７３に上下動自在に取り付
けた掘削軸昇降装置７５と、ワイヤロープ、ガイドプー
リを備えてこの掘削軸昇降装置を上下動させる昇降駆動
装置（図示していない）とを備えている。

【００４６】掘削軸駆動装置７４は、ガイドレール７３
にのみ支持され、掘削軸１０を２本並列して嵌合させた
ときに、この掘削軸１０の上部を支持する掘削軸昇降装
置７５と一体的に連結された状態となって、掘削軸昇降
装置７５の上下動に従って上下動する。

【００４７】掘削軸昇降装置７５は、ガイドレール７３
に支持されると共にリーダ７２に設けられたチェーン駆
動装置（図示していない）に連結されて、チェーン駆動
装置の動作に従って上下動する。そして、この掘削軸昇
降装置７５は下部に２本の掘削軸１０，１０を並列に、
外軸接続部及び内軸取付部（図示していない）を介して
取り付けられ、この掘削軸１０，１０は、掘削、掘削土
と硬化剤との攪拌混合の進行と共に次々に継ぎ足されて
いく。

【００４８】この例では、硬化剤の圧送は、掘削軸昇降
装置の上部に設けた液注装置（図示していない）からな
される。この液注装置は掘削軸１０の内軸１２と中心軸
１３との間に硬化剤を圧送し、また中心軸１３の内孔内
に硬化剤を送出するための２重スイベルジョイントで構
成される。

【００４９】〔実施の形態の作用、効果〕上述した本例
に係る攪拌ヘッド２０を取り付けた地盤改良装置で地盤
改良を行なうには、地盤改良装置７０のモータを起動し
て掘削軸駆動装置７４を作動させて、硬化剤を圧送しつ
つ掘削軸１０を回転駆動させながら下降させて、地盤の
掘削、掘削土への硬化剤の注入、攪拌混練を行なう。

【００５０】掘削軸１０を回転して下降させると、攪拌
ヘッド２０の内側攪拌翼３１、外側攪拌翼３２及び垂下
攪拌翼３３、並びに下端部攪拌翼４１及び立設翼４２が
掘削刃２１と共に所定方向に回転駆動されつつ、吐出口
２２から硬化剤送通路５７を介して送られた硬化剤が噴
射され、また噴射ノズル２４から硬化剤圧送通路５６を
介して圧送された改良剤が高圧で噴出される。

【００５１】このとき、地盤は掘削刃２１で掘削され、
掘削土は先ず下端部攪拌部４１で攪拌され、次に立設攪
拌翼４２で攪拌される。噴射ノズル２４は、この攪拌さ
れつつある掘削土中に、放射方向に向け硬化剤を噴射す
る。そして、噴射された硬化剤は、浸入方向を回転させ
ながら掘削孔内の掘削土中に噴射される。硬化剤の噴出
流は、その流勢で掘削土を攪拌することとなり、硬化剤
と掘削土とが混合される。

【００５２】同時に、この硬化剤が噴射された掘削土
は、下部攪拌部４０の立設攪拌翼４２ _-1〜４２_-4と、上
部攪拌部３０の垂下攪拌翼３３_-1〜３３_-5がそれぞれ逆
方向に回転されることにより攪拌、混練される。このと
き、特に立設攪拌翼４２_-2〜４２_-3と、垂下攪拌翼３３
_-2〜３３_-4はその延設範囲が上下方向に重なっており、
すれ違うように回転するため、硬化剤が混練された掘削
土は、掘削軸１０に平行な方向（掘削軸を軸とする円筒
面の接線方向）に複雑な剪断力が付与され、共回せず良
好に攪拌混合される。

【００５３】さらに、垂下攪拌翼３３_-2〜３３_-4と、立
設攪拌翼４２_-2〜４２_-3とは、それぞれ異なる半径で回
転するため、掘削土を多数の異なる半径を有する円筒面
状のの断面で攪拌することができ、攪拌むらの発生を防
止できる。

【００５４】そして、攪拌ヘッド２０の下降につれて、
この立設攪拌翼４２と垂下攪拌翼３３とで攪拌された掘
削土は上部攪拌部３０の内側攪拌翼３１と外側攪拌翼３
２とで攪拌混練される。

【００５５】上部攪拌部３０において、外側攪拌翼３２
はその軌跡が前記内側攪拌翼３１の回転軌跡を囲むよう
に配置され、また内側攪拌翼３１と外側攪拌翼３２とは
反対方向に回転しているため、内側攪拌翼３１と外側攪
拌翼３２とは、すれ違うように逆回転する。このため、
硬化剤が混和した掘削土には内側攪拌翼３１と外側攪拌
翼３２とによって、複雑な剪断力が付与され、掘削土と
硬化剤とは共回りを起こすことなくさらに良好に攪拌さ
れる。

【００５６】そして、所定深さに達するまで掘削軸１０
を上方から継ぎ足して、掘削攪拌混練を行い、所定の深
さに達した後、攪拌ヘッド２０を引き抜く。この時掘削
軸１０を回転駆動させながら引き抜くと、更に掘削土と
硬化剤とが攪拌され混練される。

【００５７】攪拌ヘッド２０の引出し時には掘削軸１０
を引き出すにつれて、中継用の掘削軸を上方から順次取
り去り、攪拌ヘッドが地表に現れるまでこの作業を続け
る。

【００５８】このように、実施の形態の攪拌ヘッド２０
にあっては、掘削刃２１で掘削され、さらに下端部攪拌
翼２７、及び立設攪拌翼４２で攪拌された掘削土中に硬
化剤が噴射され、この硬化剤が噴射された掘削土はこの
噴射領域において、立設攪拌翼４２と垂下攪拌翼３３と
によって複数半径の円周接線方向に剪断力が付与される
ことにより、高い効率で掘削土と硬化剤との攪拌混練を
行なうことができるうえ、さらに、上部攪拌部３０にお
いて、逆回転する内側攪拌翼３１、外側攪拌翼３２によ
り、主として水平方向に沿う剪断力が与えられて攪拌混
練され、更に高い効率で掘削土戸硬化剤とを攪拌混練を
行なうことができる。したがって、攪拌ヘッド全体で極
めて高い混練速度で掘削土と硬化剤とを良好に攪拌混練
できる。

【００５９】また、本例によれば、２個の攪拌ヘッド２
０を並列に配置しているから、１度の掘削、引き抜きで
大きな面積の地盤を改良することができる。

【００６０】〔本発明の他の形態〕なお、本発明では、
垂下攪拌翼３３、立設攪拌翼４２の形状、本数、長さ
は、上記の形態例に限定されるものではなく適宜増減で
きる。また、各垂下攪拌翼３３の外側攪拌翼３２下縁へ
の取付個所の回転中心からの寸法、及び各立設翼４２の
下端部攪拌翼４１上縁への取付個所の回転中心からの寸
法は限定されず適宜変更できる。また、本発明では、内
側攪拌翼、外側攪拌翼、下部攪拌翼の数、形状も上記実
施の形態に限定されず適宜変更できる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の地盤改良
装置の攪拌ヘッドによれば、上部攪拌部を外側攪拌翼が
その軌跡が前記内側攪拌翼の回転軌跡を囲み、内側攪拌
翼と外側攪拌翼とを反対方向に回転するようにし、ま
た、下部攪拌部の立設攪拌翼と上部攪拌部の垂下攪拌翼
とを延設範囲が上下方向において重なり、すれ違うよう
に回転するようにしたので、硬化剤が注入された掘削土
には、立設攪拌翼と垂下攪拌翼とによって、複雑な剪断
力が付与されつつ攪拌混練され、さらに、上部攪拌部に
おいて、内側攪拌翼と外側攪拌翼とによって複雑な剪断
力が付与されて攪拌混練されるので、攪拌ヘッド全体で
極めて高い混練速度で掘削土と硬化剤とを良好に攪拌混
練することができるという効果を奏する。

【００６２】また、垂下攪拌翼の回転中心から設置位置
までの距離を他の外側攪拌翼に設けられた垂下攪拌翼の
回転中心からの設定距離と異なるものとした攪拌ヘッド
及び、立設攪拌翼の回転中心から設定位置までの距離を
他の下端部攪拌翼に設けられた立設攪拌翼の攪拌ヘッド
の回転中心からの設定距離と変えて設置した攪拌ヘッド
にあっては、垂下攪拌翼及び立設攪拌翼は、硬化剤が混
練された掘削土中で他の垂下攪拌翼及び立設攪拌翼と異
なる軌跡を描くため、掘削土にさらに複雑な剪断力を与
え、さらに良好に掘削土を攪拌、混合することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る攪拌ヘッドの実施の形態の第１例
を示す側面図である。

【図２】図１に示した攪拌ヘッドの図１中のII−II線断
面図である。

【図３】図１に示した攪拌ヘッドの図１中のIII −III
線断面図である。

【図４】図１に示した攪拌ヘッドの図１中のIV−IV線断
面図である。

【図５】本発明に係る攪拌ヘッドを使用する地盤改良装
置を示す側面図である。

【符号の説明】

１０掘削軸１１外軸１２内軸２０攪拌ヘッド３０上部攪拌部３１内側攪拌翼３２外側攪拌翼３３垂下攪拌翼４０下部攪拌翼４１下端部攪拌翼４２立設攪拌翼

フロントページの続き (72)発明者浜野衛千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機材株式会社千葉工場内 (72)発明者江頭博之千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機材株式会社千葉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに反対方向に回転する内軸（１２）
と外軸（１１）とを備えた掘削軸（１０）に装着されて
掘削孔内で掘削土と硬化剤とを攪拌混練する攪拌ヘッド
において、攪拌ヘッド（２０）は、上部攪拌部（３０）と下部攪拌
部（４０）とを具備し、上部攪拌部（３０）は、内軸（１２）と共に回転する内
側攪拌翼（３１）と、外軸（１１）と共に回転してその
軌跡が前記内側攪拌翼（３１）の回転軌跡を囲むように
配置された外側攪拌翼（３２）と、外側攪拌翼（３２）
の下縁から垂下された垂下攪拌翼（３３）とを備え、下部攪拌部（４０）は、内軸（１２）と共に回転する下
端部攪拌翼（４１）と、この下端部攪拌翼（４１）の上
縁から立設される立設攪拌翼（４２）とを備え、上記垂下攪拌翼（３３）と、立設攪拌翼（４２）とは、
その延設範囲が上下方向において重なり、その回転軌跡
がすれ違うものとして構成した地盤改良装置の攪拌ヘッ
ド。
【請求項２】上記外側攪拌翼（３２）は複数が放射方
向に突設され、各外側攪拌翼（３２）には１又は２以上の垂下攪拌翼
（３３）が設けられ、各外側攪拌翼（３２）に設けられた垂下攪拌翼（３３）
は、各外側攪拌翼（３２）に設けられた各垂下攪拌翼
（３３）毎に異なる回転軌跡を描くように、その回転中
心から設置位置までの距離を他の外側攪拌翼（３２）に
設けられた垂下攪拌翼（３３）の回転中心からの設定距
離と異なるものとした請求項１記載の地盤改良装置の攪
拌ヘッド。
【請求項３】上記下端部攪拌翼（４１）は複数が放射
方向に突設され、各下端部攪拌翼（４１）には１又は２以上の立設攪拌翼
（４２）が設けられ、各下端部攪拌翼（４１）に設けられた立設攪拌翼（４
２）は、各下端部攪拌翼（４１）に設けられた各立設攪
拌翼（４２）毎に異なる回転軌跡を描くように、その回
転中心から設定位置までの距離を他の下端部攪拌翼（４
１）に設けられた立設攪拌翼（４２）の回転中心からの
設定距離と異なるものとした請求項１または請求項２記
載の地盤改良装置の攪拌ヘッド。