JPS6117632A - 地盤改良工法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、地盤改良等のために地中に固結柱を造成す
る際に使用される地盤改良工法及びその装置の改良に係
り、特に、装置の大型化を伴なうことなく掘削土と土質
安定剤の攪拌混合を良好にし得る地盤改良工法及びその
装置に関する。

［従来の技術］ 不安定な地盤を改良するために、回転する軸の先端にヘ
ッドを有するスクリュを設け、このスクリュにより所定
の地盤を掘削しつつ土質安定剤（例えばセメントミルク
、水ガラス、高分子材、エアモルタル等）を上記攪拌軸
の先端部等から注出し、地中において攪拌混合し、地盤
中に地盤改良のための固結柱を造成する工法及びその装
置が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、地盤を掘削する際には前記回転する軸を所定
の掘削トルクで駆動する必要がある。そこで駆動装置に
より前記軸を駆動しているが、この駆動装置から取出す
駆動力の回転速度とトルクとの間には反比例の関係が成
立し、低速回転のときトルクは大となり、高速回転のと
きトルクは小となる。このとき、出力の大きい大型の駆
動装置を使用すれば、高速回転と大きなトルクの双方を
得ることができるが、駆動装置の重量化、コスト高を招
く。さらに、大型の駆動装置の使用は、この駆動装置を
支持するクレーン等の大型化、重量化を伴ない、相乗的
に装置全体の大型化、重量化、延いてはコストの高騰を
招く悪循環がある。従って、掘削を考慮した場合、小型
の駆動装置の駆動力を低速回転で取出した方が大型の駆
動装置を必要とすることなく大きなトルクを得ることが
できて有利である。

しかし、低速回転による攪拌混合処理は粘着の強い土に
対しては不充分である。これは掘削土が攪拌翼に付着し
てしまうからである。この為、攪拌時間を長くして処理
しているが、攪拌不良を生ずる場合が多い。また、低速
回転では土質安定剤が外部へ漏れ、さらに施工後の強度
低下の不都合があった。この場合、高速回転にすれば充
分な攪拌混合を図り前記不都合を解消することができる
が、高速回転にすると、上述の如く、駆動装置を出力の
大きい大型にしなければ、大きな掘削トルクを得ること
ができないという不都合がある。

［発明の目的］ そこでこの発明は、上記実情に鑑みその不都合を一掃す
べく創案されたものであって、装置の大型化を伴なうこ
となく掘削土と土質安定剤の攪拌混合を良好にし、地盤
中に地盤改良のための固結柱を造成することのできる地
盤改良工法及びその装置を実現するにある。

［８題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、低速回転する掘
削具により地盤を掘削し、次いで掘削土中に土質安定剤
を注入しつつ高速回転する攪拌具により前記掘削土と前
記土質安定剤とを攪拌混合することを特徴とし、また、
昇降自在に支持され低速回転する掘削具の先端部に掘削
具を設けるとともに前記掘削具の昇降に追従し且つ高速
回転する攪拌軸の先端部に土質安定剤の吐出口と攪拌具
とを設け、この吐出口と攪拌具とを前記掘削具の上方に
配設したことを特徴としている。

［作用］ この発明によれば、まず低速回転する掘削具で地盤を掘
削する。次いで、この掘削具の上方に配設した高速回転
する攪拌軸の先端部に設けた吐出口から掘削土中に土質
安定剤を注入しつつ高速回転する攪拌具により掘削土と
土質安定剤とを攪拌混合し、地盤中に固結柱を造成して
いる。

［実施例］ 次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

図において、２は支柱４を支持し且つ移動せしめるキャ
タピラ付自走車である。６は油圧又は電動式からなる第
１駆動装置で、該第１駆動装置６は上記支柱４の上端か
ら昇降自在に吊持され、又保持ガイド８を介して支柱４
の側面に昇降自在に保持されている。１０は上下方向に
延設された駆動軸で、該駆動軸１０の上端部は第１駆動
装置６に連動連結しており、駆動軸ｌＯは第１駆動装置
６の駆動により後述する理由のために低速回動（６０回
転以下、望ましくは１０〜３０回転／分）される。。一
方、掘削軸１０の下方は支持柱４の下部に設けた振れ止
め１２により保持されており、さらに下方先端部には掘
削刃１４を有する掘削具１６を設けている。この掘削具
１６は、掘削軸１０の両側に上方に向って傾斜させて突
設されている。前記第１駆動装置６により掘削具１６を
駆動し地盤を掘削する際に、所要の掘削トルクを得るた
めに前記第１駆動装置６の回転数を落して大きなトルク
が得られるようにしている。

前記駆動軸１０の一例には、この駆動軸１０の上下方向
に連結体１８を複数個設けている。この連結体１８は、
掘削軸１０から略水平に突設してあり、水平先端部には
掘削軸１０と並行に上下方向に延設された攪拌軸２０を
回動自在に保持させている。この攪拌軸２０の上端部は
、掘削軸１０上方に設けた第２駆動装置２２に連動連結
している。一方、攪拌軸２０の下方は前記振れ止め１２
内を挿通し、さらに下方先端部は前記掘削具１６の上方
に位置させ、複数の攪拌具２４を設けている。この攪拌
具２４は、攪拌軸２０の両側に略水平に突設し複数段に
設けている。この場合、前記掘削具１６の最遠端１６ｅ
の描く回転軌跡１６β内に攪拌具２４の最遠端２４ｅの
描く回転軌跡２４Ｉｌが位置するように、攪拌具１６の
回動中心となる攪拌軸２０は前記連結体１８に保持され
ている。ところで、連結体１８は前記掘削軸１０に一体
的に取付けられているため、掘削軸１０の回動に連動し
て連結体１８も回動する。この為、連結体１８に保持さ
れた攪拌軸２０及び攪拌具２４は掘削軸１０の周囲を回
動することになる。

また、攪拌具２４の最遠端２４ｅには、それぞれ土質安
定剤の吐出口２６を設けである。この吐出口２６から土
質安定剤を掘削土中に注出するために、前記攪拌軸２０
と攪拌具２４とは中空筒状に形成して連通させ、土質安
定剤供給用の通路を構成する。

前記攪拌具２４により掘削土と土質安定剤とを攪拌混合
する際には、土質安定剤の外部への漏れを防止しあるい
は施工後の強度を大となすなど攪拌混合を良好にすべく
前記攪拌軸２０を高速回転（６０〜１５０回転／分）さ
せる。このとき、掘削時のように大きなトルクを要求さ
れないので、前記第２駆動装置２２のトルクを落して高
速回転が得られるようにしている。この第２駆動装置２
４は掘削軸１０の一側に一体的に取付けられ、掘削軸１
０の回動に連動して掘削軸の周囲を回動する。又掘削軸
１０の昇降に連動して昇降すると共に、攪拌軸２０を掘
削軸１０に追従させて昇降させる。

なお、上記実施例においては、掘削具１６と攪拌具２４
とが平行の場合について言及したが、これに限定される
ものではなく、攪拌具２４を掘削具１６にたいして直角
あるいは傾斜させて配設してもよいことは勿論である。

この発明は上述の如（構成されているので以下の如く作
用する。

キャタピラ付自走車２を走行させて、装置全体を所定の
地盤改良の起めの固結柱を造成する位置に設置し、次に
支柱４を地盤に対し略鉛直に支持し、支柱４で昇降自在
に支持される掘削軸１０゜掘削具１６、攪拌軸２０、攪
拌具２４等を地盤に対して鉛直に立てる。然る後、第１
駆動装置６を駆動させて掘削軸１０等を回転させ、回転
する掘削具１６を地盤表面に降下する゛（第３図（Ａ）
）。

掘削具１６には掘削刃１４が備えられているため、掘削
具１６の回転に伴い地盤を掘削する。このとき掘削具１
６を地盤を掘削しながら地盤中に没入させるために、掘
削軸ＩＯの上端に連結する第１駆動装置６を支柱に沿っ
て降下させる。掘削具１６は、所定の掘削トルクが得ら
れるように低速回転させる。低速回転させることにより
、第１駆動装置６は小出力でも使用することが可能とな
り、また、小出力の第１駆動装置６の使用は装置自体の
小型化、軽量化を招く利点がある。　　−次いで、掘削
具１６を没入させると、掘削具１６の降下に追従して掘
削具１６の上方に位置する複数段の攪拌具２４も降下し
、掘削土中に没入する。複数の攪拌具２４は降下しなが
ら吐出口２６から土質安定剤を掘削土中に注出し、掘削
土と土質安定剤とを良好に攪拌混合する（第３図（Ｂ）
）。

このとき、掘削具１６は低速回転しているが、掘削具１
Ｇ上方の高速回転する攪拌具２４により、掘削具１Ｇに
掘削土が付着していても掘削土を攪拌し得るので、掘削
土と土質安定剤との攪拌混合を良好にすることが可能に
なる。しかも、攪拌時には掘削時程の高トルクを要求さ
れないので、小出力の駆動装置でも高速回転させること
ができ、駆動装置の小型化、軽量化が可能となる。

以上のような作動を連続的に行わせながら所定の深さま
で、掘削させると共に掘削土と土質安定剤との攪拌混合
を図り、所定の深さに到達すると掘削具１６等の降下を
終了させる（第３図（Ｃ））。

そして、今度は、逆に掘削具１６等を上昇させる。

このとき、掘削具Ｉ６を回転させるが、降下時と逆方向
に回転させながら上昇させてもよい（第３　　　　−図
（Ｄ））、上昇させるときには、掘削具１６には掘削ト
ルクが要求されないから、掘削具１６を高速回転させる
ことも可能である。このような工程を経て、地盤中から
掘削具１６等を引き抜く。

この場合攪拌具２４は掘削具１６の昇降に追従して上昇
し地盤中から抜き出る。地盤中から掘削具１６等を引き
抜くことにより作業は終了する（第３図（Ｅ））。そし
て、掘削具１６等を引き抜いた後には固結柱が造成され
ることになるのである。

なお、掘削具は螺旋状に形成することにより、地盤中へ
の没入を容易にすることができる。

また、掘削軸１〇−側に設けた前記第２駆動装置２２と
対称の前記掘削軸１０他側の位置に、第Ｆ図に２点鎖線
で示すごとくバランサを設けても良い。これにより、掘
削軸１０の回転を安定させ、掘削および攪拌混合を良好
にすることができる。

また、掘削軸１０他側の前記第２駆動装置２２や攪拌軸
２０、攪拌具２４と対称する位置に、第２図に２点鎖線
で示す如くバランサとして第３の駆動装置や攪拌軸・攪
拌具を設け、前記第２駆動装置２２等と逆回転させても
良い。これにより、回転を安定させるとともに攪拌混合
の効率を向上し、掘削・攪拌混合をさらに良好にするこ
とができる。

〔発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなように、この発明の構成に
よれば、掘削土と土質安定剤との攪拌混合は、低速回転
する掘削具の上方に配設した高速回転する攪拌具によっ
てなされるので、土質安定剤の外部への漏れや施工後の
強度低下の不都合を解消し得る。また、例え掘削土が低
速回転する掘削具に付着しても、掘削具の上方に配設し
た土質安定剤の吐出口と高速回転する攪拌具１２により
掘削具に付着した掘削土を確実に離脱・攪拌し得て、粘
着の強い土に対してもその攪拌混合を良好にすることが
できる。これと相俟って、上記効果を達成するに当り、
掘削具は低速回転するから大きなトルクを有することと
なり、駆動装置を大型化することなく掘削に必要な所定
のトルクを容易に得ることができる。しかも、攪拌混合
に際しては掘削時のような高トルクが要求されないから
、攪拌具を高速回転させる場合も、駆動装置を大型化す
る必要がない。

このように駆動装置の大型化を阻止し得て、駆動装置の
大型化に伴う重量化、コスト高を回避できるのは勿論の
こと、駆動装置の大型化等に伴う駆動装置を支持する装
置全体の大型化、重量化、延いてはコスト高をも併せて
未然に回避しながら地盤中に地盤改良のための固結柱を
造成することのできる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は装置の全体側面
図、第２図は要部拡大図、第３図（Ａ）〜（Ｅ）は工程
の順序を示す概略説明図である。 図において、４は支柱、６は第１駆動装置、１０は掘削
軸、１６は掘削具、１８は連結体、２０は攪拌軸、２２
は第２駆動装置、２４は攪拌具、２６ば吐出口である。 代理人　　弁理士　西　郷　義　美 代理人　　弁理士　原　１）幸　男 １ｃ、ｎ− 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 第２″ｉ 第３図 （Ａ）（Ｂ）　　　　　　　（Ｃ） （（））（Ｅ） 手続補正書動式） ％式％ １、事件の表示 昭和５９年特許願第１３７９２６号 ２、発明の名称 地盤改良工法及びその装置 ３、？ｉｉ正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　千葉県千葉市磯辺３丁目１番６号氏名　　手
沢英雄 ４、代　理　人　〒１０５　　ＴＥｔ　　０３−４３８
−２２４１　　（代表）住　所　　東京都港区虎ノ門３
丁目４番１７号鹿友第３ビル４階 ５、補正命令の日付　　自発 ６、補正の対象 図面（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低速回転する掘削具により地盤を掘削し、次いで掘
   削土中に土質安定剤を注入しつつ高速回転する攪拌具に
   より前記掘削土と前記土質安定剤とを攪拌混合すること
   を特徴とする地盤改良工法。 ２、昇降自在に支持され低速回転する掘削具の先端部に
   掘削具を設けるとともに前記掘削具の昇降に追従し且つ
   高速回転する攪拌軸の先端部に土質安定剤の吐出口と攪
   拌具とを設け、この吐出口と攪拌具とを前記掘削具の上
   方に配設したことを特徴とする地盤改良装置。