(57)【要約】【課題】  地盤改良施工時での変位の抑制をはかること、および大口径での地盤改良に適応させることの双方を実現可能とした。【解決手段】  左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）に設けられた上下複数段の攪拌翼１２Ｌ−１〜３，１２Ｒ−１〜３を、平面上での位相をずらすことで左右同一の高さレベルにそれぞれ配して、これを同期回転可能とする。また、スラリー系地盤改良硬化材の圧送路１６となる攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）内の中空部に連通する圧送管路１８を、上下複数段の攪拌翼のうちの最下段の一対の攪拌翼１２ａ，１２ｂのそれぞれに沿って、その一体的な固定を伴いつつ、その先端方向に延設させるとともに、攪拌翼に対して一体的に固定されたその噴出口２０を、この攪拌翼とのほぼ同高さレベルの水平方向で、攪拌軸に向けて開口させている。【選択図】          図１
2006183333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その直径方向での仮想延長線上に位置する一段一対の攪拌翼を上下複数段に有してなる左右２軸の攪拌軸を備え、この２軸の攪拌軸を、所定の噴出口からのスラリー系地盤改良硬化材の噴出を伴いながら正逆反回転方向にそれぞれ回転させることにより、掘削により生じた軟弱土壌をその地盤改良硬化材と攪拌混合して地盤改良を行う２軸式深層混合処理装置において、
上記スラリー系地盤改良硬化材の圧送路となる上記攪拌軸内の中空部に連通する圧送管路を、上記上下複数段の攪拌翼のうちの最下段の一対の攪拌翼のそれぞれに沿って、その一体的な固定を伴いつつ、その先端方向に延設させるとともに、攪拌翼に対して一体的に固定されたその噴出口を、この攪拌翼とのほぼ同高さレベルの水平方向で、攪拌軸に向けて開口させたことを特徴とする２軸式深層混合処理装置。
【請求項２】
その直径方向での仮想延長線上に位置する一段一対の攪拌翼を上下複数段に有してなる左右２軸の攪拌軸を備え、この２軸の攪拌軸を、所定の噴出口からのスラリー系地盤改良硬化材の噴出を伴いながら正逆反回転方向にそれぞれ回転させることにより、掘削により生じた軟弱土壌をその地盤改良硬化材と攪拌混合して地盤改良を行う２軸式深層混合処理装置において、
上記左右の攪拌軸に設けられた上下複数段の攪拌翼を、平面上での位相をずらすことで左右同一の高さレベルにそれぞれ配して、これを同期回転可能とし、
上記スラリー系地盤改良硬化材の圧送路となる上記攪拌軸内の中空部に連通する圧送管路を、上記上下複数段の攪拌翼のうちの最下段の一対の攪拌翼のそれぞれに沿って、その一体的な固定を伴いつつ、その先端方向に延設させるとともに、攪拌翼に対して一体的に固定されたその噴出口を、この攪拌翼とのほぼ同高さレベルの水平方向で、攪拌軸に向けて開口させたことを特徴とする２軸式深層混合処理装置。
【請求項３】
前記左右の攪拌軸を中空の内管、外管の二重管構造とし、その左右同一軸の内管、外管を、正逆反回転方向に同期回転可能とするとともに、
この外管先端からの内管露出部に、前記複数段の攪拌翼のうちの少なくとも最下段の攪拌翼を設け、残る上段の攪拌翼を、その外管に配設した請求項２記載の２軸式深層混合処理装置。
【請求項４】
前記圧送管路が、攪拌翼の先端部まで延出されるとともに、その噴出口が、少なくともその先端部を含む複数箇所に設けられた請求項１ないし３のいずれか記載の２軸式深層混合処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤の改良工法の一つである深層混合処理工法に用いられる装置、特に、攪拌翼を有した左右２軸の攪拌軸の、地盤改良硬化材の噴出を伴いながらの回転によって地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合する２軸式深層混合処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤の改良工法の一つとして、たとえば、攪拌翼を有した攪拌軸を、その噴出口からのスラリー系地盤改良硬化材の噴出を伴いながら回転させることにより、この地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合して地盤改良を行う深層混合処理工法が知られている。そして、たとえば特開２００２−１２１７３２号公報に開示のような、正逆反回転する左右２軸の攪拌軸によって地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合する、いわゆる２軸式深層混合処理装置が、この深層混合処理工法に用いられる装置の一つとして提供されている。
【０００３】
この種の２軸式深層混合処理装置における攪拌軸の構成例を図３に示す。図示のように、この左右の攪拌軸は、その先端（下端）に掘削用ビット１３０を持つ中空軸としてなり、この攪拌軸の上下複数段に、所定形状の攪拌翼１１２Ｌ−１〜４，１１２Ｒ−１〜４がそれぞれ設けられている。そして、その攪拌軸１１４（Ｌ，Ｒ）の周面に穿孔として設けられた噴出口１２０から、攪拌軸の中空部内を通ったスラリー系地盤改良硬化材を噴出し、この噴出を伴いながら左右の攪拌軸を正逆反回転方向にそれぞれ回転させることにより地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合するものとして、この２軸式深層混合処理装置１１０は構成されている。
【０００４】
このような、正逆反回転する左右２軸の攪拌軸によって地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合する構成によれば、掘削された軟弱土壌が攪拌軸と一体的に回転する、いわゆる共回りが抑制できるため、その攪拌の確実性を平面上での広範囲において得ることが可能となる。
【０００５】
ところで、スラリー系地盤改良硬化材は、攪拌軸内の中空部を圧送路として圧送され、たとえば、攪拌軸周面の穿孔として設けられた、各攪拌軸の１ヵ所の噴出口１２０からその外方に噴出されるものとなっている。つまり、公知の構成においては、スラリー系地盤改良硬化材が、各攪拌軸の１ヶ所の噴出口１２０から所定の圧力のもとで、攪拌翼１１２Ｌ−１，１１２Ｒ−１の回転外径方向に向かって噴出されることになる。
【０００６】
しかしながら、このような深層混合処理装置におけるスラリー系地盤改良硬化材の噴出圧力は、通常、数ｋｇｆ／ｃｍ2と大きく、それを伴う地盤改良施工時においては、この数ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力が攪拌翼１１２Ｌ−１，１１２Ｒ−１の回転外径方向、つまりはその周囲の地盤未改良部１２４に直接的に作用することになるため、一般的な公知の深層混合処理装置においては、このスラリー系地盤改良硬化材の噴出圧力自体が、地盤の変位量の増大化を招く原因となることも起こり得る。
【０００７】
なお、攪拌翼１１２Ｌ−１，１１２Ｒ−１の回転外径外周での地盤未改良部１２４に悪影響を与えない程度にスラリー系地盤改良硬化材の噴出圧力を下げることも考えられる。しかしながら、その圧力調整は難しく、また、圧力を下げることでその噴出量も減少されるため、スラリー系地盤改良硬化材の噴出圧力を下げることで、施工時間および施工コストの増大化を伴うことは避けられない。
【０００８】
また、大口径において地盤改良をはかる場合、攪拌翼の全長は自ずと長くなるため、攪拌軸に設けられた噴出口からの噴出のもとでは、口径全体にスラリー系地盤改良硬化材を行き亘らせることが困難となりやすいため、攪拌混合の均質化が得られなくなる虞がある。
【特許文献１】特開２００２−１２１７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、攪拌翼の回転外径方向にスラリー系地盤改良硬化材を噴出させる構成においては、その噴出圧力が施工時の変位に影響を与えやすく、また、地盤改良が大口径であると、攪拌混合の均質化が得難くなるいという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る本発明の２軸式深層混合処理装置は、スラリー系地盤改良硬化材の圧送路となる攪拌軸内の中空部に連通する圧送管路を、上下複数段の攪拌翼のうちの最下段の一対の攪拌翼のそれぞれに沿って、その一体的な固定を伴いつつ、その先端方向に延設させるとともに、攪拌翼に対して一体的に固定されたその噴出口を、この攪拌翼とのほぼ同高さレベルの水平方向で、攪拌軸に向けて開口させたことを、その最も主要な特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に係る本発明の２軸式深層混合処理装置は、左右の攪拌軸に設けられた上下複数段の攪拌翼を、平面上での位相をずらすことで左右同一の高さレベルにそれぞれ配して、これを同期回転可能とし、スラリー系地盤改良硬化材の圧送路となる攪拌軸内の中空部に連通する圧送管路を、上下複数段の攪拌翼のうちの最下段の一対の攪拌翼のそれぞれに沿って、その一体的な固定を伴いつつ、その先端方向に延設させるとともに、攪拌翼に対して一体的に固定されたその噴出口を、この攪拌翼とのほぼ同高さレベルの水平方向で、攪拌軸に向けて開口させたことを、その最も主要な特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項３は、左右の攪拌軸を中空の内管、外管の二重管構造とし、その左右同一軸の内管、外管を、正逆反回転方向に同期回転可能とするとともに、この外管先端からの内管露出部に、複数段の攪拌翼のうちの少なくとも最下段の攪拌翼を設け、残る上段の攪拌翼を、その外管に配設したことを、その最も主要な特徴としている。
【００１３】
また、請求項４は、圧送管路を、攪拌翼の先端部まで延出させるとともに、その噴出口を、少なくともその先端部を含む複数箇所に設けたことを、その最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明の２軸式深層混合処理装置によれば、攪拌軸の内管の圧送路を介して圧送されたスラリー系地盤改良硬化材の噴出される噴出口が、その周囲の地盤未改良部から十分に離反されることになるため、この周囲の地盤未改良部に作用される圧力の低減により、その圧力による変位量の拡大が確実に抑制されるという利点がある。
【００１５】
そして、一対の攪拌翼の双方に圧送管路を設けているため、スラリー系地盤改良硬化材の圧力は確実に分散化される。つまり、周囲の地盤未改良部に作用される圧力が確実に低減でき、また、スラリー系地盤改良硬化材の噴出量を低減させることなく、その噴出圧力のみを低減させることが可能となるため、作業効率の低下やコストの上昇を伴うことのない変位の抑制が十分に可能になるという利点が、この請求項１においては得られる。
【００１６】
また、請求項２に係る本発明の２軸式深層混合処理装置によれば、同一高さレベルに攪拌翼を持つ、左右２軸の同期回転の可能な２軸式深層混合処理装置に、この圧送管路の噴出口の構成を組み合わせているため、変位の抑制された、より効果的、かつ効率的な地盤改良が適切に遂行できるという利点がある。
【００１７】
さらに、請求項３によれば、左右の攪拌軸をそれぞれ二重管構造とし、その内管、外管をそれぞれ正逆反回転方向に回転させているため、掘削された軟弱土壌が攪拌軸と一体的に回転する、いわゆる共回りを一層確実に抑制することができる。従って、攪拌効果および攪拌効率をより高めることが十分に可能になるという利点が、この請求項３によれば得られる。
【００１８】
また、請求項４によれば、攪拌翼の先端部に噴出口を設けるとともに、その噴出口を複数箇所とすることによって、スラリー系地盤改良硬化材を地盤改良部の平面上でのほぼ全域に行き亘らせることが十分に可能となるため、大口径での施工に特に適した２軸式深層混合処理装置がその構成の複雑化等を伴うことなく容易に確保できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
スラリー系地盤改良硬化材の噴出方向に着目することにより、地盤改良施工時での変位の抑制をはかること、および大口径での地盤改良に適応させることの双方を実現可能とした。
【実施例】
【００２０】
図１は、この発明に係る２軸式深層混合処理装置１０の一部破断の概略部分正面図であり、図示のように、この２軸式深層混合処理装置においては、その直径方向での仮想延長線上に位置する一対の攪拌翼１２ａ，１２ｂからなる攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）を上下複数段に有するものとして、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）が形成されている。
【００２１】
この左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）は、たとえば、中空の内管（ｉ）、外管（ｏ）からなる二重管構造として具体化されている。そして、この実施例においては、その内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉの先端に、掘削用ビット１５がそれぞれ設けられるとともに、その外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏからの内管露出部に、上下複数段の一段一対の攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）のうちの、たとえば最下段の攪拌翼１２Ｌ−１，１２Ｒ−１がそれぞれ設けられている。
【００２２】
また、上下複数段の攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）のうちの残る攪拌翼、たとえば攪拌翼を全３段とした場合の２段目の攪拌翼１２Ｌ−２，１２Ｒ−２、および３段目の攪拌翼１２Ｌ−３，１２Ｒ−３は、図１に示すように、左右の攪拌軸の外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏの所定間隔離反した位置にそれぞれ設けられている。
【００２３】
なお、この実施例においては、攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の直径方向に延びた傾斜板を、左右の攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）として具体化し、その隣接する上下の攪拌翼の、その平面上での位相は、図示のようにほぼ９０°ずれたものとして設定されている。
【００２４】
図１に矢印で示すように、この実施例における左右の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏは、攪拌軸毎に正逆反回転方向に回転されるものとなっている。そして、この発明に用いられる２軸式深層混合処理装置１０は、左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）を正逆反回転方向に同期回転させるものであるから、この実施例においては、左の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉと右の攪拌軸の外管１４Ｒ−ｏとが同一方向に同期回転し、また、左の攪拌軸の外管１４Ｒ−ｏと右の攪拌軸の内管１４Ｒ−ｉとが、これらとは正逆反回転の同一方向に同期回転するものとして具体化されている。
【００２５】
なお、この左右の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏは、全て同期回転するものとして構成されるが、その機構部自体はこの発明の趣旨でないため、この同期回転に対する詳細な説明は、ここでは省略するものとする。
【００２６】
ここで、この２軸式深層混合処理装置１０においては、左右の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉの中空部として、セメントスラリー等のスラリー系地盤改良硬化材の圧送路１６が攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）毎にそれぞれ規定されている。そして、図１に加えて図２を見るとわかるように、この発明においては、この圧送路１６に連通する圧送管路１８が、上下複数段の攪拌翼のうちの最下段の攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）をそれぞれなす一対の攪拌翼１２ａ，１２ｂのそれぞれに沿って、その一体的な固定を伴いつつ、その先端方向に延設させるとともに、攪拌翼に対して一体的に固定されたその噴出口２０が、この攪拌翼とのほぼ同高さレベルの水平方向で、攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）に向けて開口されている。
【００２７】
この実施例において、圧送管路１８は、攪拌翼１２ａ，１２ｂの下側外面に沿って配置、固定され、この圧送管路からエルボ状に連通して突設された噴出口２０が、同じく攪拌翼の下側外面に沿った位置でこの攪拌翼に対して一体的に固定されている。
【００２８】
なお、この実施例においては、圧送管路の噴射口２０が、攪拌翼１２ａ，１２ｂ毎に２ヶ所ずつ設けられている。
【００２９】
このような構成によれば、攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉの圧送路１６を介して圧送されたスラリー系地盤改良硬化材の噴出される噴出口２０が、その周囲の地盤未改良部２４から十分に離反されることになるため、この周囲の地盤未改良部に作用される圧力の低減により、その圧力による変位量の拡大は確実に抑制される。
【００３０】
そして、攪拌翼１２ａ，１２ｂの双方に圧送管路１８を設けているため、スラリー系地盤改良硬化材の圧力は確実に分散化される。つまり、この発明においては、周囲の地盤未改良部２４に作用される圧力が確実に低減でき、また、スラリー系地盤改良硬化材の噴出量を低減させることなく、その噴出圧力のみを低減させることが可能となるため、作業効率の低下やコストの上昇を伴うことのない変位の抑制が十分に可能となる。
【００３１】
また、攪拌翼１２ａ，１２ｂの先端部に噴出口２０を設けるとともに、その噴出口を複数箇所とすることによって、スラリー系地盤改良硬化材を地盤改良部の平面上でのほぼ全域に行き亘らせることが十分に可能となるため、大口径での施工に特に適した２軸式深層混合処理装置１０が、その構成の複雑化等を伴うことなく容易に確保できる。
【００３２】
ここで、上述のように、この実施例においては、左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）に設けられた上下複数段の攪拌翼１２Ｌ−１〜３，１２Ｒ−１〜３を、平面上での位相をずらすことで左右同一の高さレベルにそれぞれ配して、これを左右同期回転するものとしている（図１参照）。この構成によれば、左右の攪拌翼１２Ｌ，１２Ｒの段差による未改良部（図３のａ部参照）の発生が防止できるとともに、同一断面上での均一な攪拌が容易に可能になることから、この同一高さレベルに攪拌翼をもつ２軸式深層混合処理装置にこの圧送管路の噴出口２０の構成を組み合わせることで、変位の抑制された、より効果的、かつ効率的な地盤改良の可能な２軸式深層混合処理装置１０が得られる。
【００３３】
さらに、この実施例のように、左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）をそれぞれ二重管構造とし、その内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏをそれぞれ正逆反回転方向に同期回転させれば、掘削された軟弱土壌が攪拌軸と一体的に回転する、いわゆる共回りを一層確実に抑制することができるため、その効果をより高めることが十分に可能となる。
【００３４】
また、この実施例においては、圧送管路の噴出口２０を２ヶ所として具体化しているが、その数はこの限りではなく、たとえば単数、あるいは３ヶ所以上としてもよい。
【００３５】
なお、この圧送管路の噴出口２０の位置は、攪拌翼１２ａ，１２ｂの先端部を含むものとすることが好ましい。このような構成とすることで、地盤改良部の平面上でのほぼ全域にスラリー系地盤改良硬化材を行き亘らせることが十分に可能となる。
【００３６】
上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の２軸式深層混合処理装置における、左右の攪拌軸の一部破断の概略部分正面図である。
【図２】２軸式深層混合処理装置の部分斜視図である。
【図３】従来例を示す、攪拌軸の概略部分正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ２軸式深層混合処理装置
１２（Ｌ，Ｒ）  攪拌翼
１４（Ｌ，Ｒ）  攪拌軸
１８  圧送管路
２０  噴出口
【図１】
2006183333.tif 000003
【図２】
2006183333.tif 000004
【図３】
2006183333.tif 000005