(57)【要約】【課題】堀削翼とスラリー状の土壌改良剤のジェット噴射により土の共廻りを防止すると共に、スラリーを均一に混合して、強固なコラムを造成しうる混合撹拌装置およびその使用方法に関する。【解決手段】この発明の混合撹拌装置は、地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第１掘削翼と、前記掘削軸で、上記第１掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第１掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第１吐出口と、前記掘削軸で、前記第１掘削翼より上方位置で、前記第１掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第２掘削翼と、前記掘削軸で、上記第２掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第２掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第２吐出口とを設けてなることを特徴とする。【選択図】　図１
2004076440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、
該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第１掘削翼と、
前記掘削軸で、上記第１掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第１掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第１吐出口と、
前記掘削軸で、前記第１掘削翼より上方位置で、前記第１掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第２掘削翼と、
前記掘削軸で、上記第２掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第２掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第２吐出口とを設けてなることを特徴とする混合攪拌装置。
【請求項２】
第１掘削翼および第２掘削翼が、掘削軸から径方向に延びる一対の翼部からなっており、
該翼部の外端に設けた掘削刃が、同一の翼部に設けられた他の掘削刃より長く且つ低くなるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の混合撹拌装置。
【請求項３】
地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第１掘削翼と、前記掘削軸で、上記第１掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第１掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第１吐出口と、前記掘削軸で、前記第１掘削翼より上方位置で、前記第１掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第２掘削翼と、前記掘削軸で、上記第２掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第２掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第２吐出口とを設けた混合攪拌装置の使用方法であって、
第１吐出口から加圧されたスラリーを第１掘削翼の掘削径内に噴射して、掘削トルクの軽減を図り、
第２吐出口から加圧されたスラリーを第２掘削翼の掘削径内に噴射して、土切りを確実に行うと共に、第１掘削翼で処理できなかった未処理土の掘削を行なうことを特徴とした混合攪拌装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、攪拌翼を用いずに、掘削翼と地盤改良剤のジェット噴射とによって、汚染土壌や軟弱地盤等を地盤改良剤と混合攪拌して封じ込めまたは硬化させて地盤改良する深層処理工法で用いられる混合撹拌装置及びその使用方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤中に、スラリー状の地盤改良剤を注入し、これらを攪拌翼で混合攪拌して、硬化、固結反応によって軟弱地盤を杭状や盤状に改良し、これを基礎地盤とする深層混合処理工法が知られている。
この工法では、軟弱地盤の原土壌と、セメント系固化剤のスラリーを攪拌して、土中の間隙水との水和反応による硬化、固結を均一化したコラムを造成する必要がある。
そのために、掘削翼と攪拌翼とを有して土壌とスラリーとを攪拌する深層混合撹拌装置として、▲１▼攪拌装置に土壌の共廻りを防止する静止翼を一段又は二段に取り付けた装置、▲２▼回転軸を正転および逆転方向に回転させる装置、▲３▼攪拌翼を多段に取り付け、高速回転により反復回数を多くして土切り回数を多くした装置、▲４▼ジェット攪拌による装置などが種々提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
関東ローム層のような粘着力の強い地盤や、または礫質土を従来の深層混合攪拌装置で地盤改良するときには、前記▲１▼の静止翼のような共廻り防止装置を取付けて施工しても、機械本体の重量が軽いと機械が浮き上がり、所定の深度までの地盤改良ができない。
また、共廻り防止装置としての静止翼の上部から堀削翼の下までの間が未改良になる欠点がある。
前記▲２▼の正逆回転しうる撹拌装置で施工する場合には、正転時にはモーターの回転力で堀削翼は回転するが、逆転時にはモーターの回転力が弱く、粘着力の強い地盤や砂礫土では、攪拌翼が十分に回転せず未改良のコラムができやすい欠点がある。
前記▲３▼の攪拌翼を多段に取付けた装置では、回転数を高速回転として施工しても、攪拌翼と攪拌翼の間に土の塊ができて土の共廻り現象が生じ、その結果、未改良コラムができやすいという欠点がある。
前記▲４▼のジェット攪拌による装置で地盤改良を行う場合には、ジェットの噴射角度の問題があり、または堀削径と同じ径にする場合、垂直部片又は飛散防止翼に直接スラリーを噴射すると、垂直部片や飛散防止翼の面積が大きいために、土壌が礫質土で強粘着力の土質の場合には、礫質土の崩壊トルクが増大する虞れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の有する種々の問題点を解決するために提案されたもので、その目的とするところは、堀削翼とスラリー状の土壌改良剤のジェット噴射により土の共廻りを防止すると共に、スラリーを均一に混合して、強固なコラムを造成しうる混合撹拌装置およびその使用方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するために、請求項１の発明の混合撹拌装置では、
地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第１掘削翼と、前記掘削軸で、上記第１掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第１掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第１吐出口と、前記掘削軸で、前記第１掘削翼より上方位置で、前記第１掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第２掘削翼と、前記掘削軸で、上記第２掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第２掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第２吐出口とを設けてなる、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記第１掘削翼および第２掘削翼が、掘削軸から径方向に延びる一対の翼部からなっており、該翼部の外端に設けた掘削刃が、同一の翼部に設けられた他の掘削刃より長く且つ低くなるように配置されている、という技術的手段を講じている。
【０００６】
請求項３の混合攪拌装置の使用方法の発明では、
地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第１掘削翼と、前記掘削軸で、上記第１掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第１掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第１吐出口と、前記掘削軸で、前記第１掘削翼より上方位置で、前記第１掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第２掘削翼と、前記掘削軸で、上記第２掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第２掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第２吐出口とを設けた混合攪拌装置の使用方法であって、
第１吐出口から加圧されたスラリーを第１掘削翼の掘削径内に噴射して、掘削トルクの軽減を図り、第２吐出口から加圧されたスラリーを第２掘削翼の掘削径内に噴射して、土切りを確実に行うと共に、第１掘削翼で処理できなかった未処理土の掘削を行って、均質なコラムの造成を行うことができる、という技術的手段を講じている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の混合攪拌装置の好適実施例について、図面を参照しながら説明する。
本実施例に示す混合攪拌翼１は、公知の駆動手段としての、例えばオーガにより回転駆動される掘削ロッド（図示せず）の先端に取り付けられる攪拌用ヘッドであるが、掘削ロッドと一体に形成されるものでもよい。
そして、前記掘削ロッドには地盤改良剤のスラリーを中空部内に供給する供給管（図示せず）を接続して駆動すれば良く、公知工法と同様に使用される。
【０００８】
混合攪拌翼１は、図１から図３に示すように、前記オーガより駆動回転される堀削ロッドの先端に取り付けられる堀削軸２と、該堀削軸に取り付けられる第１堀削翼３および第２掘削翼５と、各掘削翼３、５の下方の設けられた第１吐出口４および第２吐出口６とからなっている。
【０００９】
掘削軸２は、掘削ロッドの中空部と連通する中空部を有しており、上端のジョイント部２ａを介して掘削ロッドと一体に連結される。
この掘削軸２の下端にはエッジ７を突設しており、その上方に第１掘削翼３が設けられており、更にその上方には第１掘削翼３と直交するように第２掘削翼５が形成されている。
【００１０】
第１掘削翼３と第２掘削翼５とは、掘削軸２に対する延出方向が９０度変位して直交しているが、その基本的な構成は本実施例の場合には同一となっている。即ち、第１掘削翼３と第２掘削翼５は、掘削軸２を中心にして径方向に対向して延びる一対の翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂからなっており、一方の翼部３Ａ、５Ａと他方の翼部３Ｂ、５Ｂとがそれぞれ掘削軸２の軸線に対して鋭角に交差すると共に、掘削軸２を中心に左右が反対となるようにように形成されている。
【００１１】
この翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂには、それぞれ複数（図示例では４つ）の掘削刃１３、１５が、各翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂの短手辺の延長方向下方へ向かって突出している。
この掘削刃１３、１５は、各翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂに形成されたツース状の突起部１３ａ、１５ａと、その先端部に固着された、耐摩耗性並びに硬度に優れた、例えば超硬金属製のビット１３ｂ、１５ｂからなっている。
このビット１３ｂ、１５ｂは、混合攪拌翼１を土壌中に突入する際に、土壌を掘削、粉砕する。
【００１２】
上記掘削刃１３、１５のうち、翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂのそれぞれの外端側には、地盤改良剤の飛散防止用の掘削刃１３’、１５’が設けられている。
この掘削刃１３’、１５’は、他の掘削刃１３、１５より長く且つ低くなるように配置されており、図示例では、他の掘削刃１３、１５に対して取付位置が下方にずれている。
【００１３】
一方、掘削軸２で、前記第１掘削翼３の下方には、掘削ロッドから堀削軸２の中空を通った地盤改良剤を高圧、または中圧で噴射させる第１吐出口４が、左右の各翼部３Ａ、３Ｂに沿って噴射可能に一対に設けられている。
同様に、第２掘削翼５の下方には、掘削ロッドから堀削軸２の中空を通った地盤改良剤を高圧、または中圧で噴射させる第２吐出口６が、左右の各翼部５Ａ、５Ｂに沿って噴射可能に一対に設けられている。
【００１４】
そして、この第１吐出口４および第２吐出口６から吐出されたスラリーは、前記飛散防止用の掘削刃１３’、１５’に向かって噴射され、上記掘削刃１３’、１５’の内側で遮蔽されるので、掘削刃による掘削径を超えて吐出されることはない。
【００１５】
この第１吐出口４からスラリーを噴射し、堀削刃１３より下段の土を掘り起こす事により、堀削トルクを低域させることができる。
また、第２吐出口６から噴射した高圧・中圧のスラリーは原土壌との混合が適切に行われるので、例えば土壌の土質が砂礫や強粘性土である場合に、第１掘削翼３と第１吐出口４による掘削が不十分であっても、第２吐出口６によるスラリーの噴射と第２堀削翼によって攪拌処理されるので、均質なコラムの造成が可能となる。
【００１６】
上記実施例では、攪拌翼を上下２段に設けた構成を示したが、攪拌翼を３段以上設けてもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
この発明による深層混合攪拌装置は、堀削翼を上下二段に設ければよく、攪拌翼を不要化することができる。
また、第１堀削翼の下方に第１吐出口を設けて高圧・中圧の地盤改良剤を噴射するので掘削トルクの低減を図ることができ、また、第２攪拌翼の下方に第２吐出口を設けて同様に高圧・中圧の地盤改良剤を噴射するので、原土壌が粘着力の強い地盤や砂礫土であってもスラリーとの攪拌を十分に行うことができ、土の共廻りもジェット噴射によって土切りを確実に行える。
第２堀削翼も第１堀削翼で対処できなかった未処理土の堀削に性能を発揮できる。
また、第１、第２吐出口は、第１、第２堀削翼の外端に設けた掘削刃の内側にスラリーを噴射して、スラリーの飛散を遮蔽するので、堀削径を超えて飛散することがない。これによって地層や地質にバラツキがあっても、深層混合処理装置を用いることによって均質なコラムの造成が確実なものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す混合攪拌翼の正面図である。
【図２】同、平面図の一部である。
【図３】混合攪拌翼の側面図である。
【符号の説明】
１　　　混合攪拌翼
２　　　掘削軸
３　　　第１掘削翼
３Ａ、３Ｂ　第１掘削翼を構成する一対の翼部
４　　　第１吐出口
５　　　第２掘削翼
５Ａ、５Ｂ　第２掘削翼を構成する一対の翼部
６　　　第２吐出口
７　　　エッジ
１３　　　第１掘削翼の掘削刃
１３’　　飛散防止用の掘削刃
１５　　　第２掘削翼の掘削刃
１５’　　飛散防止用の掘削刃
【図１】
2004076440.tif 000003
【図２】
2004076440.tif 000004
【図３】
2004076440.tif 000005