(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドの上下に設けられた攪拌羽根を回転し、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌工法において、両端部にロッドの回転方向を向けた注入材噴射用のノズルを有する棒状部材を前記上下の攪拌羽根の間のロッドに回転自在に取付け、前記ロッドを回転して上下の攪拌羽根を回転すると共にノズルから注入材を噴射させて棒状部材をロッドと反対方向に回転することを特徴とする攪拌工法。
【請求項２】
ロッドの上下に設けられた攪拌羽根を回転し、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌工法において、上方の攪拌羽根に下方の攪拌翼の外周付近で交差するように一対の注入材噴射用のノズルをセットし、前記ロッドを回転すると共にノズルから注入材を噴射することを特徴とする攪拌工法。
【請求項３】
回転するロッドに上下に攪拌羽根を設け、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌装置において、上下の攪拌羽根の間には棒状部材がロッドに設けられた位置決めの間で回転自在に設けられ、棒状部材の両端部に注入材を噴射するノズルがロッドの回転方向を向いて設けられ、以って注入材の噴射により棒状部材がロッドと反対方向に回転することを特徴とする攪拌装置。
【請求項４】
回転するロッドに上下に攪拌羽根を設け、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌装置において、前記ロッドに上下の攪拌羽根が固着され、その上方の攪拌羽根には下方の攪拌羽根の外周付近で噴流が交差するようにセットされた一対の注入材の噴射ノズルが設けられていることを特徴とする攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ロッドに設けられた撹拌羽根により地盤と注入材とを混合撹拌する撹拌工法及びそれに用いられる撹拌装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撹拌工法について、図１で概要が示されている。図１において、撹拌工法を実施する地盤Ｇにはボーリング孔Ｂが掘削されており、該ボーリング孔Ｂ内にはロッド１が挿入され、該ロッド１には撹拌羽根２、３が設けられている。
【０００３】
実施に際して、ロッド１、撹拌羽根２、３の適当な箇所から注入材を噴射し、該注入材とボーリング孔Ｂ内に存在する土とは、撹拌羽根２、３により撹拌されて、均一に混合する。以て、各種地中固結体が好適に造成されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１で示す従来技術においては、撹拌羽根２、３で挟まれた領域Ａに存在する土が撹拌羽根２、３と一緒に回転してしまう、所謂「共回り」という現象が発生する場合がある。この共回り現象が発生すると、撹拌羽根は領域Ａに存在する土と注入材とを撹拌して混合することは不可能である。その結果、造成された地中固結体中に注入材と混合されない土だけの領域が存在するので、当該固結体の品質が大幅に低下してしまう、という問題がある。
【０００５】
これに対して、例えば図２で示す様に、ロッド１及び撹拌羽根２、３が回転しても回転しない様な板状部材（共回り防止板）４を撹拌羽根２、３間に設ける技術が提供されている。しかし、共回り防止板４が回転しない様にするために、その両端部Ｄ（図２において、ハッチングを付して示す部分）がボーリング孔Ｂの内壁面を貫通して地盤Ｇに切り込まれる必要がある。そのため、共回り防止板４の両端部Ｄが切り込むことが出来る程度の柔らかい粘性土の地盤でなければ、図２の技術は実施不可能である。
【０００６】
また、仮に両端部Ｄを地盤Ｇ中に切り込むことが出来たとしても、その状態で共回り防止板４を下方に移動するためには大きな軸方向推力（スラスト）が要求される。同様に、撹拌後、共回り防止板４を上方に引き上げる或いは引き抜く際にも、多大な引張力が必要となる。そして、大きなスラスト或いは引張力が必要であることは、施工コストがその分だけ高騰することを意味している。これに加えて、大きなスラストにより下方へ移動する結果、深度方向の制御精度が悪化してしまう、という問題も存在する。
【０００７】
本発明は上述した様な従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、施工コストや制御精度に悪影響を及ぼすこと無く、共回り現象を防止出来る様な撹拌工法及び装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ロッドの上下に設けられた攪拌羽根を回転し、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌工法において、両端部にロッドの回転方向を向けた注入材噴射用のノズルを有する棒状部材を前記上下の攪拌羽根の間のロッドに回転自在に取付け、前記ロッドを回転して上下の攪拌羽根を回転すると共にノズルから注入材を噴射させて棒状部材をロッドと反対方向に回転するようになっている。
【０００９】
また本発明によれば、ロッドの上下に設けられた攪拌羽根を回転し、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌工法において、上方の攪拌羽根に下方の攪拌翼の外周付近で交差するように一対の注入材噴射用のノズルをセットし、前記ロッドを回転すると共にノズルから注入材を噴射するようになっている。
【００１０】
そして本発明によれば、回転するロッドに上下に攪拌羽根を設け、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌装置において、上下の攪拌羽根の間には棒状部材がロッドに設けられた位置決めの間で回転自在に設けられ、棒状部材の両端部に注入材を噴射するノズルがロッドの回転方向を向いて設けられ、以って注入材の噴射により棒状部材がロッドと反対方向に回転するようになっている。
【００１１】
さらに本発明によれば、回転するロッドに上下に攪拌羽根を設け、注入材を注入して地盤と注入材とを混合攪拌する攪拌装置において、前記ロッドに上下の攪拌羽根が固着され、その上方の攪拌羽根には下方の攪拌羽根の外周付近で噴流が交差するようにセットされた一対の注入材の噴射ノズルが設けられている。
【００１９】
【作用】
上述した様な構成を具備する本発明によれば、複数の撹拌羽根と該撹拌羽根間の領域に存在する土との間で相対運動を生じさせて撹拌羽根と土との共回りを防止する共回り防止を行っているので、上述した様な従来技術の問題点は全て解消されている。
【００２０】
具体的には、例えば、複数の撹拌羽根間に不規則的に張設された複数の線材により共回り防止手段を構成した場合には（注：図３参照）、該複数の線材が回転して撹拌羽根間の領域に存在する土を細かく切削し、あたかも所謂「泡立て器」の様に作用して、撹拌羽根間の領域に存在する土と注入材とを撹拌して均一に混合する。
【００２１】
また、共回り防止手段を撹拌羽根間の領域に存在する土に対して空気ジェットを噴射するノズルから構成した場合には（注：図４参照）、該空気ジェットにより撹拌羽根間の領域に存在する土が撹拌され、注入材と均一に混合される。
【００２２】
さらに、共回り防止手段を、撹拌羽根とは反対方向に回転する棒状部材により構成すれば（注：図５参照）、該棒状部材により撹拌羽根間の領域に存在する土が撹拌されて、注入材と好適に混合する。ここで、棒状部材の回転駆動源として注入材の噴射圧力を利用すれば、省エネルギの要請にも対処することが出来て好適である。
【００２３】
同様に、共回り防止手段を、複数の撹拌羽根を相互に反対方向に回転させるための機構から構成すれば（注：図６参照）、撹拌羽根間の領域に存在する土は一方の撹拌羽根と共回りを生じても、他方の撹拌羽根とは必ず逆方向に回転する。従って、撹拌羽根間の領域に存在する土は、いずれか一方の撹拌羽根に対して常に相対運動をしており、該相対運動により当該土は撹拌されるのである。
【００２４】
これに加えて、撹拌羽根間の領域に存在する土に対して１対の注入材噴流を噴射するノズルから成り、該ノズルから噴射される１対の注入材噴流は撹拌羽根間の領域で相互に衝突して交差噴流を構成する様に、前記共回り防止手段を構成すれば、該交差噴流により撹拌羽根間の領域に存在する土は切削され、その結果、共回りを起こす事無く注入材と均一に混合・撹拌されるのである。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００２６】
図において、同じ機能を有する部材には同じ符号を付して、その都度の説明は省略する。
【００２７】
図３は本発明にかかる共回り防止工程を有する攪拌工法を実施する装置の例の模式図を示し、地盤Ｇにはボーリング孔Ｂが掘削されており、そのボーリング孔Ｂには攪拌羽根２および３が固着されたロッド１が挿入されている。そして、その攪拌羽根２および３の間には、攪拌羽根２、３とその領域での土との共回りを防ぐ共回り防止手段である複数の細いピアノ線４、４…が不規則的に張設され、そのロッド１は、図示しない駆動装置に接続されている。
【００２８】
そして、攪拌羽根２、３の間に注入材が図示しない供給装置で供給されるよう構成されている。
【００２９】
したがって、ロッド１が駆動装置で駆動され、攪拌羽根２と３との間の領域の土に注入材が供給されれば、攪拌羽根２と３との間の土はピアノ線で細かく切断されて攪拌羽根と相対運動が生じ「共回り」しないので、注入材と均一に混合され各種地中固結体が好適に造成される。
【００３０】
図４は本発明を実施する装置の第２実施例を示し、攪拌羽根６と７とには共回り防止手段である複数のエアジェット８を噴出する図示しない公知技術であるラバールノズルが設けられている。
【００３１】
また、上記のラバールノズルは一方の攪拌羽根６または７だけもよく、攪拌羽根６、７間のロッドにも設けてよく、ピアノ線に替えてノズルを設けたこと以外は第１実施例と同様である。
【００３２】
そして、攪拌羽根６、７やロッド１から噴出される複数のエアジェット８により攪拌羽根６、７の間の領域の土が細分化されるので共回りが防止される。消耗部品がないのでメインテナンスが容易である。
【００３３】
また、エアと共にセメント粉を一緒に噴射するドライジェットとしてもよい。
図５は本発明を実施する装置の第３実施例を示し、攪拌羽根２と３との間には共回り防止手段である棒状部材１２が、ロッドに設けられた位置決め１３、１４の間に回転自在に設けられ、棒状部材１２の両端には注入材を噴射するノズル１２ａ、１２ａがロッド１１の回転方向Ｌと反対方向に棒状部材１２を回転させる向き（図示の例は右回転）に取付けられている。
【００３４】
そこで、注入材をノズル１２ａから噴射すると棒状部材１２はロッド１１と反対方向に回転して、攪拌羽根２，３の間の土を粉砕し注入材と均一に混合して地中固結体が好適に造成される。注入材を供給する装置を別に設けることがないので、構造が簡単になる利点がある。
【００３５】
図６は本発明を実施する装置の第４実施例を示し、ロッド１５には攪拌羽根１７が固着され、攪拌羽根１７の上部のロッド１５の外周には共回り防止手段である、攪拌羽根１７と反対方向（図示の例は左回転）に回転する攪拌羽根１６が中空シャフト１８を介して取付けられ、攪拌羽根１６の先端には注入材を噴射する複数のノズル１９、１９が取付けられ、注入材はロッド１５と中空シャフト１８との間から供給され、そのジェット１９ａの反力で攪拌羽根１６が回転するよう構成されている。
【００３６】
したがって、攪拌羽根１７をロッド１５により回転させ、注入材をロッド１５と中空シャフト１８の間から供給すれば、攪拌羽根１６の先端のノズル１９から注入材が噴射され、そのジェットの反力で攪拌羽根１６は１７と逆回転（図の例は左回転）するので、攪拌羽根１６と１７との間の土は反対方向に回転する攪拌羽根１６、１７のいずれかの間でっ相対運動が生じ注入材と共に攪拌され混合される。
【００３７】
２つの攪拌羽根だけで構成されておりジェットの反力で回転するので、構造簡単である。
【００３８】
図７は本発明を実施する装置の第５実施例を示し、ロッド２１には攪拌羽根２２と３とが固着され、攪拌羽根２２には共回り防止手段である注入材の噴射ノズル２３と２４とが設けられ、それらの噴流２３ａ、２４ａは攪拌羽根３の外周付近で交差するようセットされている。
【００３９】
そこで、ロッド２１を回転させ、注入材をノズル２３、２４から噴射すれば、噴流２３ａ、２４ａは攪拌羽根の間の土を破砕しながら回転して土と注入材とを混合するので、共回りが生じない。また、噴流２３ａ、２４ａは攪拌羽根の外周付近で交差しているので、噴流の交差箇所で互いに衝突してエネルギを失い、破砕力は減殺され、ボーリング孔Ｂが破砕されることはない。
【００４０】
最も構造簡単であり、実用性に優れている。
【００４１】
図８は本発明を実施する装置の第６実施例を示し、ロッド１５には攪拌羽根１７が固着され、攪拌羽根１７の上部のロッド１５の外周には共回り防止手段である、攪拌羽根１７と反対方向（図示の例は左回転）に回転する攪拌羽根２５が中空シャフト３０を介して取付けられ、その中空シャフト３０にはロータ２６が固着されている。また、そのロータの外側にはロータハウジング２９が詳細を図示しない装置で駆動装置に固定され、そのロータハウジングの上部には注入材の入口２７が設けられ、攪拌羽根２５には注入材の出口２８が設けられている。したがって、ロッド１５を駆動して攪拌羽根１７を回転させ、注入材を２７から注入すればロータ２６が回転して攪拌羽根２５を１７と反対方向に回転させるので、攪拌羽根１７と２５の間の領域の土は注入材と混合攪拌され、攪拌羽根と共回りすることはない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているので、以下の優れた効果を奏する。
【００４３】
（１）  共回り防止手段により攪拌羽根の間の領域の土の共回りが防止される。
（２）  攪拌羽根の間に注入材が効果的に注入され、均一に攪拌混合される。
（３）  いずれも構造簡単であり、コストぺナルティなしに実施できる。
（４）  したがって、従来の問題点を解消し、低コストで効果的な攪拌工法および装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術の攪拌装置をの例を示す模式図。
【図２】従来の技術の攪拌装置の他の例を示す模式図。
【図３】本発明の一実施例を示す攪拌装置の模式図。
【図４】攪拌装置の第２実施例を示す模式図。
【図５】攪拌装置の第３実施例を示す模式図。
【図６】攪拌装置の第４実施例を示す模式図。
【図７】攪拌装置の第５実施例を示す模式図。
【図８】攪拌装置の第６実施例を示す模式図。
【符号の説明】
１、５、１１、１５、２１…ロッド
２、３、６、７、１６、１７、２２…攪拌羽根
４…ピアノ線
１２…棒状体
１２ａ、１９、２３、２４…ノズル
Ｇ…地盤
Ｂ…ボーリング孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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