(57)【要約】【課題】  削孔内に注入した固化液が掘削土砂の外周部分等から上方へ排出される現象を抑止して、注入された固化液全量を無駄なく掘削土砂と十分に撹拌混合し、しかも作業能率の良好な地盤改良工法を提供する。【解決手段】  ロッド下端部に掘削翼、固化液吐出口及び進退自在の第２撹拌翼を有する掘削撹拌ロッドを使用し、  上記掘削撹拌ロッドの回転により地盤に所定深度の削孔を行い、  次に、上記掘削撹拌ロッドを回転して引き抜きつつ、固化液を上記掘削撹拌ロッドの引き抜き跡に注入すると共に、上記引き抜き跡において上記第２撹拌翼により上記注入固化液と掘削土砂を撹拌混合していく、地盤改良工法。【選択図】        図５
2005042449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド下端部に掘削翼、固化液吐出口及び進退自在の第２撹拌翼を有する掘削撹拌ロッドを使用し、
上記掘削撹拌ロッドの回転により地盤に所定深度の削孔を行い、
次に、上記掘削撹拌ロッドを回転して引き抜きつつ、固化液を上記掘削撹拌ロッドの引き抜き跡に注入すると共に、上記引き抜き跡において上記第２撹拌翼により上記注入固化液と掘削土砂を撹拌混合していく、
地盤改良工法。
【請求項２】
ヘッドロッド下端部に、掘削翼及び該掘削翼以下に位置する固化液下向き吐出口をそれぞれ有する掘削ヘッドにおいて、
上記掘削ヘッドのヘッドロッド下端部軸心位置に、下端に第２撹拌翼を有する撹拌ロッドを上記ヘッドロッド下端面から軸延長方向へ進退自在に且つ回転不能に挿入支持させ、
上記撹拌ロッドを進退させる駆動手段を備えた、
掘削撹拌ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、固化剤注入による地盤改良工法及びそれに使用される撹拌ロッドの掘削撹拌ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、掘削翼及び固化液吐出口を下端部に有する掘削ヘッドをロッド下端に接続し、該ロッド外周面に多数の撹拌羽根を突設してなる撹拌ロッドを使用しての地盤改良工法には、まず削孔時に固化液を注入するものとして、上記撹拌ロッドを回転し、その掘削翼により地盤に削孔しつつ吐出口から固化液を孔内に注入し、ついで撹拌羽根により掘削土砂と固化液を撹拌混合する工法が実施されており、この工法では、注入された固化液の大部分が掘削土砂の外周部分及びロッド外周部を経て上方へ排出される現象が生じ、それにより固化液のほとんどを掘削土砂に混合できない欠点があった。
【０００３】
又、上記撹拌ロッドを削孔後地上へ引き抜く時に固化液を注入する工法も行われており、そのうち掘削ヘッドの最下端に設けた吐出口から固化液を注入するタイプでは、掘削ヘッドが上昇した跡に固化液を注入することになるので、固化液を上方へ排出する現象は抑制できても、固化液と掘削土砂の撹拌混合がほとんど行われない難点があり、その対策として、従来は、撹拌ロッドを繰り返し上下動させながら引き抜くという手間のかかる作業が必要となっていた。
【０００４】
一方、削孔後引き抜き時に、掘削ヘッドにおける掘削翼より上位に設けた吐出口から固化液を注入するタイプでは、固化液の一部が上述と同様に掘削土砂の外周部分等から上方へ排出される現象が生じ、それにより固化液の一部を無駄にする欠点が依然として残り、その対策として固化液を多めに注入しているが、固化剤の消費が多量となる。また、吐出口から下方の掘削土砂には固化液が十分に行きわたらないので、地盤改良に必要な所定深度よりも深く削孔深度をとる対策も採っているが、それによっても、得られた固化土砂柱の下端部の強度は十分とはいえず、しかも作業時間が長くなるばかりでなく、使用機械を大型化しなければならない経済的不利益も負う結果となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願第１発明は、削孔内に注入した固化液が掘削土砂の外周部分等から上方へ排出される現象を仰止して、注入された固化液全量を無駄なく掘削土砂と十分に撹拌混合でき、しかも作業能率の良好な地盤改良工法を提供することを課題とし、
【０００６】
本願第２発明は、上記第１発明の有効な実施を可能にする撹拌ロッドの掘削撹拌ヘッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題達成の手段として、本願第１発明は、まず削孔後の撹拌ロッド引き抜き時に固化液を注入する方式を採用し、その構成は、
ロッド下端部に掘削翼、固化液吐出口及び進退自在の第２撹拌翼を有する掘削撹拌ロッドを使用し、
上記掘削撹拌ロッドの回転により地盤に所定深度の削孔を行い、
次に、上記掘削撹拌ロッドを回転して引き抜きつつ、固化液を上記掘削撹拌ロッドの引き抜き跡に注入すると共に、上記引き抜き跡において上記第２撹拌翼により上記注入固化液と掘削土砂を撹拌混合していく、
地盤改良工法であり、
【０００８】
本願第２発明の構成は、
ヘッドロッド下端部に、掘削翼及び該掘削翼以下に位置する固化液下向き吐出口をそれぞれ有する掘削ヘッドにおいて、
上記掘削ヘッドのヘッドロッド下端部軸心位置に、下端に第２撹拌翼を有する撹拌ロッドを上記ヘッドロッド下端面から軸延長方向へ進退自在に且つ回転不能に挿入支持させ、
上記撹拌ロッドを進退させる駆動手段を備えた、
掘削撹拌ヘッドである。
【発明の効果】
【０００９】
本願第１発明の地盤改良工法によれば、掘削撹拌ロッドの引き抜き時に固化液を該掘削撹拌ロッドの引き抜き跡に注入するから、固化液が上方へ排出される現象を抑制することができると共に、その引き抜き跡において第２撹拌翼により直ちに撹拌を行うから、上記の注入された固化液全量を掘削土砂と無駄なく撹拌混合することができ、それにより上記掘削撹拌ロッドの引き抜かれた後に、固化液の注入全量がほぼ均等に混合された良質の固化土砂柱を造成していくことができ、しかも従来工法にみられる余分な作業を必要としないから良好な作業能率を維持できるのである。
【００１０】
また、本願第２発明の掘削撹拌ヘッドによれば、これを撹拌ロッドの下端に接続して使用することにより、上記第１発明の地盤改良工法を有効に実施することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記第１及び第２発明における「固化液」には、セメント等の固化剤と水を混合したもの、その他種々の固化液が使用される。
【００１２】
本願第２発明における「固化液下向き吐出口」としては、中空ヘッドロッドの下端面に、下向きに開口する吐出口を開設したもの、ヘッドロッドの外周面に配設した固化液供給管の下端を吐出口としてヘッドロッド下端に下向きに延長したもの、その他種々のものが使用される。
【００１３】
又、本願第２発明における「撹拌ロッドを進退させる駆動手段」には、ヘッドロッド内に設けたシリンダー内に上記撹拌ロッドを摺動自在に挿入し、該シリンダーに油圧、水圧等の流体圧を供給する単動式のもの、上記シリンダーに流体圧を給排する複動式のもの、スプリングにより進出させ、土圧により後退させるもの、自重により進出させ、土圧により後退させるもの、撹拌翼の正逆回転時の推力により進退させるもの、上記いずれか複数のものを組み合わせたもの、その他種々のものが使用される。
【００１４】
さらに、本願第２発明の「掘削撹拌ヘッド」は、使用において、ロッド外周面にプロペラ状、棒状等各種の撹拌羽根を突設した撹拌ロッド、ロッド外周面に、掘削撹拌ヘッドの掘削翼より小径の連続らせん羽根を突設した撹拌ロッド、その他種々の撹拌ロッドの下端に接続して使用される。
以下本願発明の実施例を図面を参照して詳述する。
【実施例】
【００１５】
便宜上、本願第２発明の実施例について説明する。図１は、本願第２発明による掘削撹拌ヘッド（Ａ）を装備した地盤改良機を示し、ベースマシン（１）の前端部に起立状態に支持したマスト（２）のガイドレール（３）、（３）に、モータ、減速機等を有する回転駆動部（４）を摺動自在に支持させると共にワイヤロープ（５）により昇降自在に吊支し、その出力軸に、らせん羽根（６’）を有するスクリューロッド（６）と、その下端に接続された掘削撹拌ヘッド（Ａ）からなる掘削撹拌ロッドを接続してある。
【００１６】
掘削撹拌ヘッド（Ａ）の構造は次のようである。図２、３、４において、ヘッドロッド（７）の下端部外周面に、下辺に掘削刃（９）…をそれぞれ有する２枚のプロペラ状掘削翼（８）、（８）を、正転（図２、３時計方向回転）時に掘進する方向の傾きで、直径方向の相対する位置に放射状に突設し、又ヘッドロッド（７）外周面には、上記スクリューロッド（６）のらせん羽根（６’）と同径のらせん羽根（７’）を突設してある。
【００１７】
本例では、上記掘削翼（８）、（８）の掘削径は、上記スクリューロッド（６）及びヘッドロッド（７）の各らせん羽根（６’）、（７’）の径より大径で、一例として約２倍としてある。
【００１８】
上記のような掘削ヘッドのヘッドロッド（７）下半部の軸心位置に後述の撹拌翼駆動用シリンダー（１０）を穿設すると共に、該シリンダー（１０）の下端から上記シリンダー（１０）より小径の６角孔（１１）をヘッドロッド（７）下端面まで縦通し、このシリンダー（１０）内に挿入したピストン（１２）から延出した６角柱からなるピストンロッド（撹拌ロッド）（１３）を上記６角孔（１１）に回転不能に挿通してヘッドロッド（７）下端面から突出し、突出下端に固定された円形ボス（１４）の外周面に、上記掘削翼（８）、（８）とほぼ同径の２枚のプロペラ状第２撹拌翼（１５）、（１５）を、上記掘削翼（８）、（８）と反対の傾きで図３に示すように互に相対する位置に、それぞれ上記円形ボス（１４）の接線方向に向けて突設してある。
【００１９】
上記ヘッドロッド（７）の下端面には、図４に示すように上記ピストン（１２）の最上昇時に上記円形ボス（１４）が収容される凹陥状収納室（１６）を設けると共に、該収納室（１６）の周壁に撹拌翼（１５）、（１５）が入りこむ切欠（１７）、（１７）を形成してある。この場合上記撹拌翼（１５）、（１５）と掘削翼（８）、（８）とは、上記ピストン（１２）の最上昇時に撹拌翼（１５）、（１５）が図２に仮想線で示すように掘削翼（８）、（８）の掘削回転方向の背面がわにそれぞれ収納される位置関係にある。
【００２０】
上記ヘッドロッド（７）の外側面には、固化液供給管（１８）をロッド長手方向に沿って配管し、該管（１８）の下端に接続した吐出口（１９）を、上記掘削翼（８）、（８）の掘削刃（９）…の刃先よりも若干上位で、掘削翼（８）、（８）の上辺より下位に下向きに位置させている。
【００２１】
上記第２撹拌翼の進退駆動用シリンダー（１０）に水圧を、固化液供給管（１８）に固化液をそれぞれ供給する内部ラインとして、上記ヘッドロッド（７）の上半部軸心部に、固化液供給路（２０）を、その外側に水圧供給路（２１）を同心的に形成し、上記供給路（２０）の下端を接続路（２２）を介して上記固化液供給管（１８）に接続し、又上記供給路（２１）の下端を接続路（２３）を介して上記シリンダー（１０）の上端に接続してある。各供給路（２０）、（２１）の上端は、スクリューロッド（６）内に設けた同様の供給路を介して外部に設置した固化液圧送装置及び水圧送装置とそれぞれ接続される。
【００２２】
上例の地盤改良機を用いた本願第１発明の実施例について説明する。第２撹拌翼（１５）、（１５）を後退させた状態で、回転駆動部（４）を始動させてスクリューロッド（６）を正回転させ、その掘削翼（８）、（８）の正回転により地盤を掘削し、掘削土砂の一部をらせん羽根（７’）、（６’）により上方へ搬送しつつ削孔を行う。
【００２３】
図５（イ）のように所定深度の削孔を行った後、同図（ロ）に示すようにスクリューロッド（６）を逆回転させつつ徐々に引き抜きを開始すると共に、吐出口（１９）から固化液を下向きに吐出してヘッド（Ａ）の引き抜き跡に注入する。それと同時にシリンダー（１０）内に水圧を送ってピストン（１２）を降下させ、それにより回転する撹拌翼（１５）、（１５）を掘削翼（８）、（８）の下方へ進出させて上記注入固化液を掘削土砂と撹拌混合する。固化液は上方へ排出されることなく、ほとんど全量が掘削土砂との混合に供される。上記掘削翼（８）、（８）及びらせん羽根（７’）、（６’）の逆回転により削孔内の掘削土砂が掘削翼（８）、（８）の下に供給されて注入固化液との撹拌混合に充てられる。図中（Ｃ）は注入固化液を示す。
【００２４】
上記のようにして固化液の混合された土砂（Ｓ）は同図（ハ）、（ニ）のように撹拌翼（１５）、（１５）以下の削孔内に堆積されていき、スクリューロッド（６）を削孔から引き抜いた後には、固化液混合土砂が充填され、これが固化することにより良質の固化土砂柱を造成する。
【００２５】
引き抜き後、スクリューロッド（６）を降下させて、進出していた撹拌翼（１５）、（１５）を接地させれば、ピストン（１２）がシリンダー（１０）内を上昇して該シリンダー（１０）内の圧力水を排出し、それにより撹拌翼（１５）、（１５）は元の収納状態に戻る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の掘削撹拌ヘッドを備えた地盤改良機の側面図である。
【図２】第２撹拌翼を進出した掘削撹拌ヘッドの拡大正面図である。
【図３】同上拡大底面図である。
【図４】（イ）図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。  （ロ）撹拌翼を後退させた状態の（イ）図の一部省略図である。
【図５】（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）地盤改良工程を示す各略線断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
６  スクリューロッド
７  ヘッドロッド
８  掘削翼
１０  シリンダー
１２  ピストン
１３  ピストンロッド
１５  第２撹拌翼
１９  吐出口
Ａ  掘削撹拌ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005042449.tif 000006
【図５】
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