(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下縁部を厚肉として下縁に掘削縁を有する鋼管内に、該中心軸に沿って、下端にセメントミルクの吐出口を有する中空ロッドを配置し、前記鋼管の内壁に、支持材を介して前記中空ロッドを固定し、前記中空ロッドの上端部に回転駆動装置との連結部を設け、下端部に掘削刃を突設し、中間部に撹拌バーを突設してなり、前記中空ロッドの掘削刃は、前記鋼管の下端付近に位置させ、かつ前記鋼管の下端より下方に突出しない位置としたことを特徴とする地盤改良用の掘削撹拌装置。
【請求項２】
中空ロッドの下端部で掘削刃の上方に、回転自在でかつ上下方向の移動が規制された撹拌翼を設置した請求項１記載の地盤改良用の掘削撹拌装置。
【請求項３】
中空ロッドに設けた掘削刃及び撹拌バーは、上下に隣接するものを互いに位相をずらして設置した請求項１記載の地盤改良用の掘削撹拌装置。
【請求項４】
下記の手順で地盤改良柱を構築することを特徴とした地盤改良柱の構築方法。
(1) 上端部に連結部、下端部に掘削刃、中間部に撹拌バーを有する中空ロッドを形成する。下縁部を厚肉にして下縁に掘削縁を有する鋼管内壁に、該中心軸に沿って、前記中空ロッドを固定して掘削撹拌装置を構成する。
(2) オーガマシンに、前記掘削撹拌装置の中空ロッドの連結部を連結し、前記オーガマシンを作動させ、前記中空ロッドの回転により前記鋼管を回転させながら下降する。
(3) 前記中空ロッドからセメントミルクを突出しながら、前記鋼管の掘削縁で掘削し、同時に、前記鋼管の下縁付近であって、かつ、下縁より突出しない位置で前記掘削刃により前記鋼管内を掘削する。前記撹拌バーにより、前記鋼管内の掘削土を撹拌する。
(4) 所定の深さまで、掘削撹拌が完了したならば、前記オーガマシンを操作して前記掘削撹拌装置を逆回転して、掘削土を撹拌しながら、引き上げ、地盤改良柱を構築する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、軟弱地盤における地盤改良用の掘削撹拌装置及び地盤改良柱の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来地盤改良は、撹拌バー付きの掘削ロッドで掘進しながらセメントミルクなどの地盤改良剤を混合しながら改良柱を築造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の掘削ロッドでは地盤改良剤を充填した部分とその周辺地盤との境目では薄められ、改良柱の品質悪化を招く問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明は、鋼管内に掘削刃及び撹拌バーを突設した中空ロッドを固定したので、前記問題点を解決した。
【０００５】
即ちこの発明は、下縁部を厚肉として下縁に掘削縁を有する鋼管内に、該中心軸に沿って、下端にセメントミルクの吐出口を有する中空ロッドを配置し、前記鋼管の内壁に、支持材を介して前記中空ロッドを固定し、前記中空ロッドの上端部に回転駆動装置との連結部を設け、下端部に掘削刃を突設し、中間部に撹拌バーを突設してなり、前記中空ロッドの掘削刃は、前記鋼管の下端付近に位置させ、かつ前記鋼管の下端より下方に突出しない位置としたことを特徴とする地盤改良用の掘削撹拌装置である。
【０００６】
また、中空ロッドの下端部で掘削刃の上方に、回転自在でかつ上下方向の移動が規制された撹拌翼を設置した地盤改良用の掘削撹拌装置である。また、中空ロッドに設けた掘削刃及び撹拌バーは、上下に隣接するものを互いに位相をずらして設置した地盤改良用の掘削撹拌装置である。
【０００７】
更に、この発明は、下記の手順で地盤改良柱を構築することを特徴とした地盤改良柱の構築方法である。
(1) 上端部に連結部、下端部に掘削刃、中間部に撹拌バーを有する中空ロッドを形成する。下縁部を厚肉にして下縁に掘削縁を有する鋼管内壁に、該中心軸に沿って、前記中空ロッドを固定して掘削撹拌装置を構成する。
(2) オーガマシンに、前記掘削撹拌装置の中空ロッドの連結部を連結し、前記オーガマシンを作動させ、前記中空ロッドの回転により前記鋼管を回転させながら下降する。
(3) 前記中空ロッドからセメントミルクを突出しながら、前記鋼管の掘削縁で掘削し、同時に、前記鋼管の下縁付近であって、かつ、下縁より突出しない位置で前記掘削刃により前記鋼管内を掘削する。前記撹拌バーにより、前記鋼管内の掘削土を撹拌する。
(4) 所定の深さまで、掘削撹拌が完了したならば、前記オーガマシンを操作して前記掘削撹拌装置を逆回転して、掘削土を撹拌しながら、引き上げ、地盤改良柱を構築する。
【０００８】
【作用】
下縁に掘削縁を有する鋼管内に、掘削刃を突設した中空ロッドを固定したので、中空ロッドを回転させることにより掘進できる。中空ロッドに撹拌バーを突設したので、鋼管内の掘削土が撹拌され、更に、吐出口から吐出されるセメントミルクは掘削土と均一に混合される。また、掘削土は鋼管内で撹拌混合されるので、周辺地盤のから掘削土内に水分の混入を大幅に削減できる。
【０００９】
また、掘削刃は、鋼管の下端付近に位置させ、かつ鋼管の下端より突出しない位置とした場合には、掘削時に掘削刃への負荷が少ない。
【００１０】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１１】
構築予定の地盤改良柱に応じた長さ及び口径を有する鋼管１の下縁部を厚肉とすると共に、下縁を波型に形成した掘削縁２とする。前記鋼管１内に該中心軸に沿って、先端にセメントミルクを吐出するノズル（吐出口）３を有する中空ロッド４を配置し、前記鋼管の内壁１ａ上端部に該中空ロッド４の上端部５を支持材１５、１５を介して固定する。前記中空ロッド４の下端部に放射状に掘削腕６、６を突設し、該掘削腕６の下面に掘削刃７、７を、回転方向前方に傾斜して突設する。また、前記掘削刃７の先端８は、鋼管１の下端付近（掘削縁２）に位置し、かつ前記鋼管１の下縁（掘削縁２）より上方に位置している。また、前記中空ロッド４の上端部で前記支持材１５を固定した位置の上方には、オーガマシン（回転駆動装置）との連結部（図示していない）が設けられている。
【００１２】
また、前記中空ロッド４で、掘削腕６、６の直ぐ上方に回転自在に支持筒１１を嵌装し、該支持筒１１に回転撹拌翼１０、１０を固定する。前記回転撹拌翼１０、１０の支持筒１１は、中空ロッド４に固定したストッパー９、９により、上下方向の移動を制限されている。前記回転撹拌翼１０、１０は長方形の板状で、直径対称に突設されており、中空ロッド４の正回転時（図１（ｂ）で矢示１６方向）に、前方に位置する側１０ａが下側に、後方に位置する側１０ｂが上側となるように傾斜して設置されている。また、前記中空ロッド４で、上端から前記回転撹拌翼１０を設置した位置までの間に、撹拌バー１２、１２を直径対称に突設する。前記撹拌バー１２、１２は上下方向に所定間隔を空けて並列設置する。前記撹拌バー１２は、細長い長方形の板状で、中空ロッド４の正回転時（図１（ｂ）で矢示１６方向）に、前方に位置する側１３が下側に、後方に位置する側１３ａが上側となるように傾斜して設置されてる。また、前記撹拌バー１２、１２は、上下に隣接する撹拌バー１２とを中空ロッド４に対して位相を違えて固定されている。
【００１３】
以上のようにして、地盤改良用の掘削撹拌装置１４を構成する（図１（ａ）（ｂ））。
【００１４】
次に、前記掘削撹拌装置１４の使用について説明する。
【００１５】
掘削撹拌装置１４の中空ロッドの連結部をオーガマシン（回転駆動装置。図示していない）に連結し、改良予定の地盤の地面１７に掘削撹拌装置１４の鋼管１の下縁位置を合わせる。オーガマシンを作動させ掘削撹拌装置１４を矢示１６方向に回転させる。鋼管１の下縁に掘削縁２が形成されているので、中空ロッド４の回転により鋼管１が回転しながら降下し、同時に中空ロッド４の掘削刃７で鋼管１内が掘削される（図２）。前記において、掘削刃７、７は、鋼管１の下端付近に位置させ、かつ鋼管１の下端より突出しない位置としたので、掘削時に掘削刃７への負荷が少なく、鋼管１の掘削縁２と協働して効率良く掘削できる。
【００１６】
また、掘削刃７が所定深さ（１ｍ程度）に達したならば、中空ロッド４のノズル３から水分量を調節した（例えば５０〜７０％）セメントミルクを吐出しながら同様にゆっくりと掘進する。掘削土は、鋼管４内で、掘削腕６、６、回転撹拌翼１０、１０、撹拌バー１２、１２によりセメントミルクと撹拌される。前記において、回転撹拌翼１０は正回転時に、前方に位置する側１０ａが下側に、後方に位置する側１０ｂが上側となるように傾斜して設置されているので、掘削土の上方への流れにより回転して掘削土を撹拌する。また、前記において撹拌バー１２は上下に隣接する撹拌バー１２とは位相を違えて設置されているので、上下に重ならないので、撹拌効率が良い。
【００１７】
所定の深さまで掘削撹拌が完了したならば（図３）、オーガマシンを操作し、掘削撹拌装置１４を逆回転しながら掘削撹拌装置１４を引き上げる。引き上げながらも掘削土は撹拌される。引き上げ後に、鋼管１内にあった掘削土は固化し、地盤改良柱１８が構築される。この際、鋼管１内は周辺地盤から水分等の影響を受け難いので形状が確定できる。従って、地盤改良柱１８の周縁部でもほぼ均質の改良柱を構築できる。
【００１８】
前記において、掘削撹拌装置１４の回転軸は１つであるので、どの様なオーガマシンにも取り付けることができるので、汎用性が高い。また、前記において、ノズル３からのセメントミルクの吐出は所定深さに達してからとしたが、掘削開始と同時にセメントミルクを吐出することもでき、吐出開始時期は地盤の特性等による。
【００１９】
前記実施例において、回転撹拌翼１０、撹拌バー１２は直径対称的に２枚を同一高さに突設したが、等間隔に３枚あるいは４枚以上とすることもできる。また、異なる枚数の回転撹拌翼１０、撹拌バー１２を混在させることもできる。
【００２０】
また、前記実施例において、回転撹拌翼１０は回転可能としたが、撹拌バー１２のように中空ロッド４に固定することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
下縁に掘削縁を有する鋼管内に、掘削刃を突設した中空ロッドを固定したので、中空ロッドを回転させることにより効率良く掘進できる。また、中空ロッドに撹拌バーを突設したので、鋼管内で掘削土はセメントミルクと撹拌混合され、均一な地盤改良柱を構築できる効果がある。また、周辺地盤からの水分の混入を大幅に削減できるので、地盤改良柱の水分量を管理し易く良質の地盤改良柱を構築できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の掘削撹拌装置の実施例で、（ａ）は鋼管を破切した正面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】この発明の使用状態で、掘削撹拌途中を表す、鋼管を破切した正面図である。
【図３】同じく使用状態で、所定深さまで掘削撹拌が完了した状態を表す、鋼管を破切した正面図である。
【図４】同じく使用状態で、掘削撹拌装置を引き抜き地盤改良柱の構築が完了した状態を表す、鋼管を破切した正面図である。
【符号の説明】
１ 鋼管
２ 掘削縁
１ａ （鋼管の）内面
３ ノズル（吐出口）
４ 中空ロッド
６ 掘削腕
７ 掘削刃
８ （掘削刃の）先端
１０ 回転撹拌翼
１２ 撹拌バー
１４ 掘削撹拌装置
１７ 地面
１８ 地盤改良柱
【図１】
0003564738.tif 000002
【図２】
0003564738.tif 000003
【図３】
0003564738.tif 000004
【図４】
0003564738.tif 000005