(57)【要約】  【課題】  地盤改良工法によって大径の改良体を速やかに形成することができ、しかも、装置のメンテナンスが容易な地盤改良材注入装置を提供する。  【解決手段】  地盤中へ挿入される注入ロッド２と、該注入ロッド２の周面よりロッドの径方向外方へと延設された攪拌翼３と、該注入ロッド２の周面よりロッドの径方向外方へと延設され地盤改良材を空気とともに地盤中へ噴射しうるように構成された噴射管４とを備えてなり、前記噴射管４が前記攪拌翼３の背面に配置されており、しかも、該噴射管４は、前記注入ロッド２に対して取外し自在に構成されていることを特徴とする地盤改良材注入装置１による。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中へ挿入される注入ロッドと、該注入ロッドの周面よりロッドの径方向外方へと延設された攪拌翼と、該注入ロッドの周面よりロッドの径方向外方へと延設され地盤改良材を空気とともに地盤中へ噴射しうるように構成された噴射管とを備えてなり、
前記噴射管が前記攪拌翼の背面に配置され、しかも、該噴射管は、前記注入ロッドに対して取外し自在に構成されていることを特徴とする地盤改良材注入装置。
【請求項２】
前記攪拌翼の背面には溝が形成されており、該溝により、前記噴射管の側面が長手方向に沿って一部覆われていることを特徴とする請求項１記載の地盤改良材注入装置。
【請求項３】
前記噴射管の長さが、１５ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良材注入装置。
【請求項４】
前記攪拌翼に形成された溝が、前記噴射管の側面の３０〜５０％を覆うものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の地盤改良材注入装置。
【請求項５】
前記噴射管が、前記注入ロッドの中心部に形成された地盤改良材の流路と連通するように注入ロッドに取外し自在に設けられる内筒と、該内筒と同軸で且つ該内筒との間に隙間を隔てて設けられる外筒とを備えて構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の地盤改良材注入装置。
【請求項６】
前記外筒が、前記注入ロッドに固定された外筒基端部と、該外筒基端部に螺合接続される外筒先端部とを備えてなり、また、外筒先端部には、前記内筒を注入ロッドに向けて押圧固定するための突出部が設けられ、外筒先端部をその中心軸を中心として回転させることにより該外筒先端部と外筒基端部とが螺合接続され、該突出部が前記内筒を注入ロッドに向けて押し当てて固定するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の地盤改良材注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤中へ地盤改良材を注入し、改良体を作成するための地盤改良材注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤改良工法の一例として、高圧噴射攪拌方法が知られている。
その中でも、攪拌翼併用型の高圧噴射攪拌方法は、軟弱地盤中の所定の深さにまで挿入した注入ロッド先端からロッドの径方向（横方向）にスラリー状の地盤改良材を高圧噴射しつつ、該注入ロッドに設けられた攪拌翼により土壌と地盤改良材とを機械的に攪拌しながら注入ロッドを上昇させることにより、軟弱地盤中に円柱状の改良体を形成するものである。
【０００３】
かかる方法によれば、地盤改良材の高圧噴射による噴射攪拌と、攪拌翼による機械攪拌とが行われるため、攪拌翼の径よりも大きな径の改良体を比較的高速で形成できるという利点がある。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０１０００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の地盤改良工法においては、支持強度の高い改良体を形成するべく、改良体をできるだけ大径化することが望まれており、また、施工費を削減するため、該改良体をできるだけ速やかに形成することが望まれている。
そのため、前記高圧噴射攪拌方式においては、従来、地盤改良材の噴射口の周囲から同時に高圧の空気を噴射する等の改良が行われている。斯かる改良によれば、噴射された地盤改良材と土壌又は地下水との間に空気層が形成されることによって地盤改良材の噴射圧力が維持されやすくなるため、比較的大径の改良体が、速やかに形成されるという所定の効果が得られている。
【０００６】
しかし、上記のような地盤改良材と空気とを同時に高圧噴射する方法を採用する場合には、これらを別々に噴射させるために注入ロッド先端部の構造が複雑化するため、装置内部で固化した地盤改良材や、噴射ノズル内に逆流した地盤中の土砂等により、注入装置内部が閉塞しやすくなるという問題がある。
【０００７】
また、従来の装置では、改良体の大径化が不十分となる場合もあり、より一層の大径化が望まれているとともに、同時に、該改良体をより一層速やかに形成することが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、地盤改良工法によって従来よりも大径の改良体を速やかに形成することができ、しかも、装置のメンテナンスが容易な地盤改良材注入装置を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するべく、本発明は、地盤中へ挿入される注入ロッドと、該注入ロッドの周面よりロッドの径方向外方へと延設された攪拌翼と、該注入ロッドの周面よりロッドの径方向外方へと延設され地盤改良材を空気とともに地盤中へ噴射しうるように構成された噴射管とを備えてなり、前記噴射管が前記攪拌翼の背面に配置され、しかも、該噴射管は、前記注入ロッドに対して取外し自在に構成されていることを特徴とする地盤改良材注入装置を提供する。
【００１０】
注入ロッドの軸方向に送られてきた地盤改良材は、該注入ロッドの先端付近において噴射ノズル方向（即ち、注入ロッドの径方向）へと、その流れが略直角に転向されることとなるため、従来の地盤改良材注入装置においては、噴射された地盤改良材の直進性を高めることが困難であったが、本発明の地盤改良材注入装置によれば、前記噴射管が前記攪拌翼の背面に配置されているため、該噴射管を攪拌翼に沿って充分に長くすることが可能となり、ノズル先端より噴出された地盤改良材の噴流の直進安定性を高め、地盤改良材をより一層遠方へと到達させることが可能となる。
しかも、該噴射管が、前記注入ロッドに対して取外し自在に構成されたことにより、噴射管を注入ロッドから取外して分解清掃を容易に行えるという利点もある。
従って、本発明に係る地盤改良材注入装置によれば、従来よりもより大径化された改良体を短時間で形成することができ、しかもメンテナンス性にも優れたものとなる。
【００１１】
また、本発明に係る地盤改良材注入装置は、好ましくは、前記攪拌翼の背面には溝が形成されており、該溝により、前記噴射管の側面が長手方向に沿って一部覆われているものとする。斯かる構成により、該地盤改良材注入装置を地中で回転させた際に噴射管にかかる応力が大幅に軽減されるため、噴射管を更に長尺化することや、或いは、さほど強度が高くない簡易な構成とすることが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る地盤改良材注入装置は、好ましくは、前記噴射管の長さが、１５ｃｍ以上であるものとする。噴射管の長さを１５ｃｍ以上とすることにより、ノズル先端より噴出される地盤改良材の直進性をより一層高めることが可能となり、改良体の大径化と形成時間の短縮に寄与しうるものとなる。
尚、本発明において、噴射管の長さとは、注入ロッドの中心軸から噴射ノズルの先端までの長さをいう。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る地盤改良材注入装置によれば、地盤改良工法において従来よりも大径の改良体を速やかに形成することができ、しかも、注入装置のメンテナンスが容易になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る地盤改良材注入装置の一実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る地盤改良材注入装置の一実施形態を示した斜視図である。
図１に示す如く、本実施形態に係る地盤改良材注入装置１は、高圧ポンプ（図示せず）より供給されるスラリー状の地盤改良材を基端部から先端部へと流通させ且つ駆動装置により回転及び上下動される注入ロッド２と、該注入ロッド２の先端付近に設けられた左右一対の攪拌翼３と、一方の攪拌翼３の背面に沿うように前記注入ロッド２に対して略直角に設けられ且つその先端に噴射ノズル４０を備えた噴射管４と、前記攪拌翼３の上方に設けられた螺旋翼５と、前記注入ロッド２の先端に設けられた先端刃６とを備えて構成されている。
【００１５】
前記噴射ノズル４０は、前記注入ロッド２より前記噴射管４を介して送られるスラリー状の地盤改良材を、注入ロッド２の径方向外方へと高圧で噴出し、また同時に、注入ロッド２より前記噴射管４を介して送られる空気を、該地盤改良材の周囲から同方向に高圧で噴出するものである。また、該噴射ノズル４０および噴射管４の大部分は、前記注入ロッド２に対して取外し自在に構成されている。
【００１６】
本実施形態の地盤改良材注入装置について、図２を参照しつつより具体的に説明する。図２に示す如く、前記噴射管４は、注入ロッド２の中心部に形成された地盤改良材の流路と連通するように注入ロッド２に取外し自在に設けられる内筒４１と、該内筒４１と同軸で且つ該内筒４１との間に隙間を隔てて設けられる外筒４２とを備えて構成されている。
そして、内筒４１の先端部分には、地盤改良材を噴出するための地盤改良材噴出口４３が設けられており、地盤改良材は、内筒４１の内部を通り注入ロッド４１から地盤改良材噴出口４３へと流通しうるように構成されている。また、該内筒４１と該外筒４２との隙間は、注入ロッド２の空気流路と連通し、該隙間を介して空気が注入ロッド２から噴射ノズル先端の空気噴出口４４へと流通しうるように構成されている。
【００１７】
前記外筒４２は、注入ロッド２に固定された外筒基端部４２ａと、該外筒基端部４２ａに螺合接続される外筒先端部４２ｂとを備え、両者が分割可能に構成されている。また、外筒先端部４２ｂには、前記内筒４１を注入ロッド２に向けて押圧するための突出部が設けられている。そして、外筒先端部４２ｂをその中心軸を中心として回転させることにより、該外筒先端部４２ｂと外筒基端部４２ａとが螺合接続され、該突出部が前記内筒４１を注入ロッド２に向けて押し当てて固定するように構成されている。
【００１８】
逆に言うと、外筒先端部４２ｂを回転させることにより外筒先端部４２ｂと外筒基端部４２ａとの螺合部を緩め、外筒先端部４２ｂを外筒基端部４２ａから取外すという手順により、外塔４２の内部に収容された内筒４１の固定を解除しうる構成となっている。
【００１９】
また、斯かる構成の噴射管４の長さは、改良対象となる土壌の質に応じて適宜変更することができ、改良体中央部の強度低下を招くことなく該改良体の大径化を図る長さとすることが好ましい。具体的には、噴射管４の長さは、好ましくは１５ｃｍ以上とされ、より好ましくは２０ｃｍ以上とされ、攪拌翼３と同じ長さを上限とされる。該攪拌翼３の長さは、特に限定されるものではないが、通常、２０〜４０ｃｍの範囲とされる。
【００２０】
また、該噴射ノズル４より噴出される地盤改良材の吐出圧や吐出量については、特に限定されるものではないが、通常、２０〜５０ＭＰａ程度の吐出圧と、毎分５０〜２００Ｌ程度の吐出量に設定される。
【００２１】
さらに、該噴射ノズル４より同時に噴出される空気の吐出圧や吐出量についても、特に限定されるものではないが、通常０．７〜１．０ＭＰａ程度の吐出圧と、１〜３Ｎｍ3程度の吐出量とされる。
【００２２】
一方、攪拌翼３は、図１に示す如く、前記注入ロッド２が回転することによって土壌を掻き揚げるべく注入ロッド２に対して傾斜した状態で備えられた板状の翼本体部３ａと、土壌を掘削又は攪拌するために該翼本体部３ａの上端縁および下端縁に装着された複数のビット３ｂとを備えて構成されている。
また、該攪拌翼３の翼本体背面側には、該攪拌翼３の全長に亘り、断面円弧状の溝３ｃが形成されている。
【００２３】
そして、前記噴射管４は、該攪拌翼３の背面側、即ち、該攪拌翼３が回転した場合に後方となる側に、該攪拌翼３と隣接するように装着されている。
具体的には、該噴射管４を構成する外筒４２の外面が、前記断面円弧状の溝３ｃによって一部覆われた構成となっている。
【００２４】
攪拌翼３に形成された溝３ｃは、好ましくは前記噴射管側面の３０〜５０％を覆うものとされ、より好ましくは４０〜５０％を覆うものとされる。本実施形態のように、前記噴射管が円筒状である場合には、側面の３０〜５０％とは、噴射管４の中心軸を基準として中心角１０８〜１８０°に相当し、側面の４０〜５０％とは、同じく中心角１４４〜１８０°に相当する。
【００２５】
斯かる構成の地盤改良材注入装置１によれば、外筒先端部４２ｂと外筒基端部４２ａとの螺合部を緩め、外筒先端部４２ｂを外筒基端部４２ａから取外し、次いで内筒４１を取外すという簡易な手順により、噴射管４を容易に分解することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態の地盤改良材注入装置１では、溝３ｃが攪拌翼３の全長に亘って形成されているため、攪拌翼３が回転することによって、該溝３ｃの内側に、土壌が侵入しにくい空隙領域が形成される。従って、噴射ノズル４０より噴出される地盤改良材の噴出流が、土壌によって阻害されにくくなり、地盤改良材が攪拌翼３よりも外側の土壌中へと、より確実に注入されることとなる。
【００２７】
また、本実施形態の地盤改良材注入装置１では、噴射管４の側面が、長手方向に沿って溝３ｃに覆われた構成であるため、地盤改良材注入装置を回転させた際に噴射管４にかかる応力が、顕著に低減されることとなる。そのため、噴射管４として、上述のように取外し自在の内筒４１と、該内筒４１を螺合機構によって注入ロッド２に固定する外筒４２とを備えたような、比較的容易に分解可能な構造を採用することができ、ひいては該地盤改良材注入装置１を容易にメンテナンスすることが可能となる。
【００２８】
また、斯かる構成の地盤改良材注入装置１によれば、従来よりも長い噴射管４を採用することが可能となるため、注入ロッド２から直角に転向された地盤改良材の流れが整えられるという整流効果が発揮され、噴出された地盤改良材の直進性が向上し、また、ノズル先端から噴出された後も、上述のような溝３ｃの作用により、直進性が保たれることとなる。よって、本実施形態の地盤改良材注入装置１によれば、これらの相乗効果により、改良体をより一層大径化し、しかも短時間で形成することが可能となる。
【００２９】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、該実施形態を種々変更した構成とすることができる。例えば、上述したような各部材について、これらの一部を一体的な部材で構成してもよく、或いは、単一の部材を複数の部材により構成してもよい。例えば、本実施形態では、外筒を２分割式の構造としたが、該外筒を一体構造、又は３以上に分解される構造とすることも可能である。
【００３０】
また、攪拌翼の背面に形成した溝を他の形状とすることや、噴射管を構成する各部材の接続方法を他の方式とすることも可能である。
【００３１】
さらに、上記実施形態では、攪拌翼３の上方に螺旋翼５を備えた地盤改良材注入装置について説明したが、該螺旋翼５を備えない地盤改良材注入装置とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る地盤改良材注入装置の一実施形態を示した斜視図。
【図２】図１に示した地盤改良材注入装置の断面図。
【図３】図１に示した地盤改良材注入装置の攪拌翼の断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１      地盤改良材注入装置
２      注入ロッド
３      攪拌翼
３ａ    溝
４      噴射管
４０    噴射ノズル
４１    内筒
４２    外筒
【図１】
2007262664.tif 000003
【図２】
2007262664.tif 000004
【図３】
2007262664.tif 000005