(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良材流通路を有する中空ロッドのロッド本体に複数段の攪拌翼が取り付けられ、かつ、ロッド本体の上下部に改良材吐出口がそれぞれ設けられた攪拌ヘッドを、掘削ロッドの先端に取り付けた地盤改良装置の攪拌ヘッドの吐出口から吐出した改良材と土壌とを攪拌混合して地盤を改良する地盤改良工法において、前記地盤改良装置の攪拌ヘッドを単管構造とし、該攪拌ヘッドのロッド本体の上部に上部吐出口、下部に下部吐出口をそれぞれ設けるとともに、ロッドの貫入時と引き上げ時に作用する土圧の相違を利用した上下吐出口切換機構をロッド本体の上段攪拌翼の上部に、また、ある流体圧以上で開口する逆止弁を上部吐出口に設け、上下吐出口切換機構によりロッド貫入時には下部吐出口から、ロッド引き上げ時には上部吐出口からのそれぞれの改良材の吐出を、改良材が上部吐出口から吐出されている場合は、圧力ゲージの読みは上部吐出口の逆止弁が開口する圧力値以上の値を示し、下部吐出口から吐出されている場合はそれ以下の値を示すことによる注入ポンプの圧力ゲージの読みで上下吐出口の切換を確認し、改良材と土壌とを攪拌混合し、地盤を改良することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
改良材流通路を有する中空ロッドのロッド本体に複数段の攪拌翼を設け、前記改良材流通路と連通する吐出口をロッド本体の上下部にそれぞれ設けた攪拌ヘッドを、掘削ロッドの先端部に取り付けた地盤改良装置において、前記、攪拌ヘッドを単管構造とし、また、ロッド本体にロッドの貫入および引き上げ時に作用する土圧により一定の距離だけ上下動可能に切換翼を取り付け、該切換翼の連結杆に設けたストップバルブにより、貫入時には改良材流通路を下部吐出口と連通させ、ロッド引き上げ時には下部吐出口の改良材流通路を閉止する上下吐出口切換機構を上段攪拌翼の上部に設け、また、上部吐出口に、ある流体圧以上で開口する逆止弁を設けたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項３】
改良材流通路を有する中空ロッドのロッド本体に複数段の攪拌翼を設け、前記改良材流通路と連通する改良材吐出口をロッド本体の上下部にそれぞれ設けた攪拌ヘッドを、掘削ロッドの先端部に取り付けた地盤改良装置において、前記攪拌ヘッドを単管構造とし、また、翼本体の幅方向の中心位置からはずれた位置に連結杆を有する切換翼を、ロッド本体の上段攪拌翼の上部に取り付け、ロッドの貫入、引き上げに伴う切換翼及び連結杆の回動で改良材流通路中に介装された径の異なる二つの通路を有する通路切換弁の通路を、ロッドの貫入時には下部吐出口に、ロッドの引き上げ時には、上部吐出口にそれぞれ連通させる上下吐出口切換機構を設けたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項４】
上下吐出口の切換えの確認を注入ポンプの圧力ゲージの目盛りの読みで行うことを特徴とする請求項２〜３記載の地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は掘削ロッドの先端にロッド本体の上下部に改良材の吐出口を有する攪拌ヘッドを取り付け、その吐出口を切換えて改良材と土壌とを攪拌混合して地盤を改良する地盤改良工法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より攪拌ヘッドに設けられた上下の吐出口を切替えて改良材を吐出して地盤を改良する技術として、例えば、特公平５ー６２１６７号や特公平６ー３９７７９号が開示されている。
しかしながら、これらの技術は何れも攪拌ヘッドが二重管構造であるため、構造が複雑となり、装置が大型化するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
また、単管構造の攪拌ヘッドの吐出切換装置として特開平６ー１４６２６７号が提案されている。この装置は上部攪拌翼と下部攪拌翼にそれぞれ上部ハウジングと下部ハウジングが被せられ、各ハウジングが相対的にあるストロークだけ上下動する構成となっているいるが、装置が大型化し、重量も重く、貫入抵抗が増し、土質によっては貫入不能になるなどの問題は解消されない。
【０００４】
さらに、攪拌ヘッドの正転・逆転により吐出口を切換える方法があるが、この方法は攪拌ヘッドの回転方向が限定されるので、施工時に攪拌ヘッドの正転・逆転を併用して施工することが出来ないという問題がある。
また、従来技術の何れもが、上下吐出口の切換えが適切に行われているか否かを確認する手段を持っていないという問題がある。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたもので、簡便な構造の上下吐出口切換機構により改良材の吐出口を切換えて、且つ、吐出口の切換えが適切に行われているか否かを確認しながら地盤を改良する地盤改良工法およびそれに用いる装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明はこれらの課題を解決するために、改良材流通路を有する中空ロッドのロッド本体に複数段の攪拌翼が取り付けられ、かつ、ロッド本体の上下部に改良材吐出口がそれぞれ設けられた攪拌ヘッドを、掘削ロッドの先端に取り付けた地盤改良装置の攪拌ヘッドの吐出口から吐出した改良材と土壌とを攪拌混合して地盤を改良する地盤改良工法において、前記地盤改良装置の攪拌ヘッドを単管構造とし、該攪拌ヘッドのロッド本体の上部に上部吐出口、下部に下部吐出口をそれぞれ設けるとともに、ロッドの貫入時と引き上げ時に作用する土圧の相違を利用した上下吐出口切換機構をロッド本体に設け、該吐出口切換機構によりロッド貫入時には下部吐出口から、ロッド引き上げ時には上部吐出口から、それぞれ改良材を吐出して改良材と土壌とを攪拌混合し、地盤を改良する地盤改良工法である。
【０００７】
また、改良材流通路を有する中空ロッドのロッド本体に複数段の攪拌翼を設け、前記改良材流通路と連通する吐出口をロッド本体の上下部にそれぞれ設けた攪拌ヘッドを、掘削ロッドの先端部に取り付けた地盤改良装置において、前記、攪拌ヘッドを単管構造とし、また、ロッド本体にロッドの貫入および引き上げ時に作用する土圧により一定の距離だけ上下動可能に切換翼を取り付け、該切換翼の連結杆に設けたストップバルブにより、貫入時には改良材流通路を下部吐出口と連通させ、ロッド引き上げ時には下部吐出口の改良材流通路を閉止する上下吐出口切換機構を上段攪拌翼の上部に設け、また、上部吐出口に、ある流体圧以上で開口する逆止弁を設けた地盤改良装置に構成したことである。
【０００８】
また、改良材流通路を有する中空ロッドのロッド本体に、複数段の攪拌翼を設け、前記改良材流通路と連通する改良材吐出口をロッド本体の上下部にそれぞれ設けた攪拌ヘッドを、掘削ロッドの先端部に取り付けた地盤改良装置において、前記攪拌ヘッドを単管構造とし、また、翼本体の幅方向の中心位置からはずれた位置に連結杆を有する切換翼を、ロッド本体の上段攪拌翼の上部に取り付け、ロッドの貫入、引き上げに伴う切換翼及び連結杆の回動で改良材流通路中に介装された、径の異なる二つの通路を有する通路切換弁の通路を、ロッドの貫入時には下部吐出口に、ロッド引き上げ時には、上部吐出口にそれぞれ連通させる上下吐出口切換機構を設けた地盤改良装置としたことである。
【０００９】
上下吐出口の切換えの確認を注入ポンプの圧力ゲージの目盛の読みで行う地盤改良装置としたことである。
【００１０】
本発明は以上の構成としたので。次の作用効果を生じる。
▲１▼  攪拌ヘッド本体を単管構造としたので、構造が簡単であり取り扱いも容易である。
▲２▼  攪拌ヘッドの上下動で上下吐出口を切換える構成としたので、攪拌ヘッドの回転方向に関係なく吐出口を切換えることができる。
▲３▼  上下吐出口を切換えるために、駆動（動力）源を必要としないので、経済的である。
▲４▼  上部吐出口にある流体圧以上で開口する逆止弁を設けたことにより、注入ポンプの圧力ゲージの読みで、上下吐出口の切換えが適切に行われているか否かを確認することができる。
▲５▼  上下吐出口への切換えに、径の異なる二つの通路を有する通路切換弁を使用したことにより。注入ポンプの圧力ゲージの読みで上下吐出口の切換えが適切に行われているか否かを確認することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下実施例に基づき説明する。
図１は本発明の請求項１記載の地盤改良工法に用いる地盤改良装置の攪拌ヘッドの全体正面図である。該改良装置の攪拌ヘッド１は、ロッド本体２を単管構造とし、該ロッド本体２に複数段の攪拌翼６，７が突設され、また、ロッド本体の上部に上部吐出口３を、下部に下部吐出口４がそれぞれ設けられ、上段攪拌翼６の上部に図２〜図５に示す上下吐出口切換機構２０，２０ａを設けた構成から成る。
【００１２】
改良材の上下吐出口切換機構２０は以下の構成より成る。
図２に示すように改良材流通路１１を有するロッド本体２の上部吐出口３の下部に設けられた上段攪拌翼６（図２では省略）の上部に切換翼５を設ける。
この切換翼５はロッド本体２の改良材流通路１１の一部径拡大部１１ａに配設されたストップバルブ９と連結杆８とで連結されていて、ロッドの貫入あるいは引き上げ時に切換翼５に作用する土圧により、ロッド本体２の上下方向に一定距離だけ上下動可能に取り付けられている。
また、上部吐出口３にはある一定の流体圧以上で開口する逆止弁１０が設置されている
【００１３】
以上のように構成された攪拌ヘッド１を掘削ロッド（図示せず）に取り付け掘削ロッドを回転させながら地盤に貫入していく。この場合、攪拌ヘッド１には上向きの土圧が作用するため、ロッド本体２に一定距離だけ上下動自在に取り付けられた切換翼５は上端位置（図２に実線で示す位置）まで押上られて停止する。
【００１４】
この時、切換翼５に連結された連結杆８に取り付けられたストップバルブ９は切換翼５の上昇にともなって、改良材流通路１１の一部径拡大部１１ａ内を上昇し、切換翼が上端位置で停止した時、ストップバルブ９も改良材流通路１１が下部吐出口４と連通された状態で停止する。この場合、上部吐出口３も連通しているが、改良材の吐出は上部吐出口に設けた逆止弁１０が開口する流体圧以下の圧力での下部吐出口４からの吐出のため、逆止弁１０の作用により上部吐出口３からは吐出しない。
このように下部吐出口４から改良材を吐出しながら所定深度まで掘削・攪拌を行った後、掘削ロッドを回転させながら引き上げる。
【００１５】
この掘削ロッドの回転引き上げの場合、攪拌ヘッド１には貫入時とは逆の下向きの土圧が作用するため、切換翼５は下端まで押し下げられて停止する。（図２に点線で示した位置）。
この時、ストップバルブ９も下降し、改良材流通路１１に嵌合された状態で停止し、下部吐出口への改良材流通路１１ｂを閉塞し、改良材流通路１１を上部吐出口３に連通させる。
この状態で改良材を上部吐出口３に設けた逆止弁１０が開口する流体圧の圧力で上部吐出口３から吐出して掘削ロッドを回転させながら引き上げて地盤の改良を行う。
【００１６】
なお、下部吐出口４に土砂などの流入を防止するため、上部吐出口３の逆止弁１０が開口する流体圧以下の圧力で開口する逆止弁を設けてもよい。
上下吐出口３，４の切換えが適切に行われているか否かは、図示はしていないが注入ポンプの圧力ゲージの読みで確認する。すなわち、改良材が上部吐出口３から吐出されている場合は、圧力ゲージの読みは上部吐出口３の逆止弁１０が開口する圧力値以上の値を示し、下部吐出口４から吐出されている場合はそれ以下の値を示す。
なお、実施例ではストップバルブ９の形状を球状としたが、これに限定されるものではなく、錐状のものなど種々の形状が考えられる。
【００１７】
次に、請求項３に記載の地盤改良装置およびそれを用いた工法の実施例について説明する。
図３に示す様に切換翼５ａを翼本体の幅方向の中心位置から外れた位置で連結杆８ａによりロッド本体２に取り付ける。ロッド本体内部の改良材流通路１１の途中に、図５に示すように径の異なった通路１３ａ，１３ｂを有する通路切換弁１２が介装されていて、該通路切換弁１２の径の異なった二つの通路（１３ａ，１３ｂ）の切換えにより改良材流通路１１がそれぞれ上部吐出口３，下部吐出口４に連通する構造からなる上下吐出口切換機構２０ａが設けられている。
通路切換弁１２の通路切換えは、切換翼５ａ及び連結杆８ａの回動（図４参照）によって行われるように構成されている。
【００１８】
以上のように構成された攪拌ヘッドを掘削ロッド（図示せず）に取り付け、掘削ロッドを回転させながら地盤に貫入して行く。この場合、攪拌ヘッドには上向きの土圧が作用するため、切換翼５ａ及び連結杆８ａは連結杆を中心として図４中に実線で示した位置まで回動し、通路切換弁１２の通路は図５（Ａ）に示すようになって、改良材流通路１１は通路切換弁１２の大径通路１３ａより下部吐出口４に連通される。
【００１９】
この状態で改良材を下部吐出口４から吐出して所定深度まで掘削・攪拌を行った後、掘削ロッドを回転させながら引き上げる。この場合、攪拌ヘッドには下向きの土圧が作用するため、切換翼５ａと連結杆８ａは連結杆を中心として図４中の点線で示した位置まで回動し、通路切換弁１２の通路は図５（Ｂ）に示すようになって、改良材通路１１は通路切換弁１２の小径通路１３ｂにより上部吐出口３に連通される。
この状態で改良材を上部吐出口３から吐出して掘削ロッドを回転させて引き上げて地盤改良を行う。
【００２０】
上下吐出口の切換えが適切に行われているか否かは、注入ポンプの圧力ゲージの読みで確認する。すなわち、改良材が上部吐出口から吐出されている場合は、通路切換弁１２の小径通路１３ｂで連通されているため通路切換弁１２の大径通路１３ａで連通される下部吐出部４からの吐出時に比べ圧力ゲージの読みは高い値を出す。
上部吐出口３を大径通路１３ａ、下部吐出口４を小径通路１３ｂで連通させた場合は、改良材が上部吐出口３から吐出されている時は、下部吐出口４からの吐出時に比べ圧力ゲージの読みは低い値を示す。
【００２１】
以上の実施例にみるように、本発明の工法及び装置は掘削ロッド貫入時、引き上げ時ともに複数段の全ての攪拌翼によって効率的な改良材と土壌との攪拌・混合を行うことができる。
また、本実施例では、上段攪拌翼の上部に別途切換翼を設ける構成としたが、この切換翼は攪拌翼の機能を有することは勿論であり、また、また上段攪拌翼を切換翼とする構成に出来ることも当然である。
【００２２】
なお、本発明の工法は、機械攪拌工法に限定されるものではなく、高圧噴射、水平改良、薬液注入などの各分野における薬液流路切換えにも十分適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による地盤改良工法で地盤改良を実施した結果、本明細書の作用の項に記載したとおりの作用効果が確認でき、均一な品質の改良体を得ることができ、所望の改良効果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤改良工法に用いる攪拌ヘッド全体の正面図である。
【図２】請求項２記載の攪拌ヘッドの上下部吐出口切換機構の要部概略断面図である。
【図３】請求項３記載の攪拌ヘッドの上下部吐出口切換機構の要部概略断面図である。
【図４】請求項３記載の切換翼及び連結杆の回動状態を示す概略図である。
【図５】請求項３記載の上下部吐出口切換機構の通路切換弁の作動状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  攪拌ヘッド
２  ヘッド本体
３  上部吐出口
４  下部吐出口
５  切換翼
５ａ  切換翼
６  上段攪拌翼
７  攪拌翼
８  連結杆
８ａ  連結杆
９  ストップバルブ
１０  逆止弁
１１  改良材流通路
１１ａ  一部径拡大部
１２  通路切換弁
１３  通路切換弁通路
２０  上下吐出口切換機構
２０ａ  上下吐出口切換機構
【図１】
0003956171.tif 000002
【図２】
0003956171.tif 000003
【図３】
0003956171.tif 000004
【図４】
0003956171.tif 000005
【図５】
0003956171.tif 000006