地盤改良機の攪拌装置
【課題】粉体噴射撹拌工法による地盤改良において、特に改良杭の天端部分の強度均一性の確保を図ること。
【解決手段】深層混合処理機の撹拌ロッド（２）に装着された最上段の撹拌翼（４）の上方に、棒状又は板状の突起物を突設して土切削部材（１）に形成し、また、２軸式で複数段の撹拌翼を有する深層混合処理機の左右のロッド（１）（１）を連結するように各段撹拌翼（４）（６）の間に取り付けられ、かつ、撹拌ロッド（１）（１）の外側に撹拌径と略同等の長さ分延設してなる長連結部材（５）を装着した攪拌装置部（８）を形成し、改良杭天端の強度の均一性を確保する地盤改良機の撹拌装置。
【解決手段】深層混合処理機の撹拌ロッド（２）に装着された最上段の撹拌翼（４）の上方に、棒状又は板状の突起物を突設して土切削部材（１）に形成し、また、２軸式で複数段の撹拌翼を有する深層混合処理機の左右のロッド（１）（１）を連結するように各段撹拌翼（４）（６）の間に取り付けられ、かつ、撹拌ロッド（１）（１）の外側に撹拌径と略同等の長さ分延設してなる長連結部材（５）を装着した攪拌装置部（８）を形成し、改良杭天端の強度の均一性を確保する地盤改良機の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深層混合処理工法で使用する改良体が粉体系改良材である粉体噴射攪拌工法に用いる地盤改良機の攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から地表面から3〜4ｍ程度以深の軟弱層に対し、セメント系又は石灰系等の固化材と軟弱土とを、撹拌翼を用いて機械的に混合し固化処理する深層混合処理工法が行われている。
この深層混合処理処理工法には、固化材の使用形態の違いにより固化材を混練水に混ぜてスラリーとして使用するスラリー攪拌工法と、固化材を粉体のまま空気圧送して使用する粉体噴射攪拌工法に分けられる。
【０００３】
一般に、粉体噴射攪拌工法に用いる地盤改良材の地盤中への混入は、攪拌ロッドの下方に設けた地盤改良機の攪拌装置部において行われ、該攪拌装置部は上段、下段と2段の撹拌翼が装着され、撹拌翼の貫入時に固化材を噴射する方法と、引抜き時に固化材を噴射し改良対象土と混合攪拌する方法、又は貫入時と引抜時の両方で固化材を噴射する方法がある。
そして上記の攪拌ロッドの攪拌翼付け根部分のノズルからの固化材の噴射の仕方は、セメント系又は石灰系等の粉体状態の固化材を、撹拌翼の貫入時には下段の撹拌翼から固化材を噴射し、撹拌翼の引抜き時には上段の撹拌翼から固化材を噴射して、それぞれ土中に固化材を供給し、攪拌翼で土と混合して改良体を造成している。（特許文献１、２参照。）
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８-２１３９１０号公報
【特許文献２】特開昭57-146819号公報
【０００５】
ところで粉体噴射撹拌工法の場合、固化材として水を混合使用しないこともあって、特に粘着力の大きい土や比重が小さく繊維質が多い腐植土等が対象土の場合、対象土が撹拌翼に付着したり撹拌翼上に付着して載せられたようになる等の現象が起こりやすく、このために、杭頭の不揃いや強度がやや均一性にかける等が生じることがあった。
すなわち、改良天端から固化材噴射を止めて撹拌翼を回転引き上げる際に、杭頭付近の改良土が撹拌翼に付着したまま引き上げられ、杭頭中心部の改良土が周辺の土と置き換わり、杭頭付近の強度に比べ撹拌翼周辺部の強度が大きくなり、強度の均一性が損なわれることがあった。
【０００６】
改良対象土がこのような土の場合には、改良天端において定位置撹拌等の杭頭処理や、改良長の天端部分に余長を見込む等の対策が取られるが、特に粘着力の大きい対象土等では、これらの対策を行っても、なお、杭頭付近の強度の不均一や不揃いが生じることがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、特に粘着力の大きい土や比重が小さく繊維質が多い腐植土等が対象土の場合でも、改良天端における定位置撹拌等の杭頭処理や、改良長の天端部分に余長を見込む等の作業手間が増大するような対策を不要とし、上記のような杭頭付近の不揃いや、強度の不均一性を防げるような撹拌装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討の結果、前記課題に対し以下の構成により課題を解決したものである。
深層混合処理機の撹拌ロッドに装着された最上段の撹拌翼の上方の軸身に、撹拌半径より短い棒状又は板状の突起物を水平又は略水平に突設して土切削部材に形成し、該土切削部材にて、攪拌ロッドおよび攪拌翼の近傍の混合土を、下方に落とし込む作用をさせる装置としたことである。
また、２軸式で複数段の撹拌翼を有する深層混合処理機は、左右の攪拌ロッドを連結するように、攪拌翼の各段の間に取り付けられ、撹拌ロッドの外側に撹拌翼半径と略同等の長さ分延設して装着された長連結部材を装着し、供廻り防止と混合精度を更に向上させる装置の両方を備えた攪拌装置とした。
【０００９】
この撹拌装置によると、杭頭付近の改良土が撹拌翼に付着したまま引き上げられ、杭頭付近中心部の改良土が周辺の土と置き換わり、杭頭付近が強度不均一となりやすい現象に対しては、最上段の攪拌翼の上方に棒状又は板状の土切削部材および短連結部材が設けられ、該土切削部材により撹拌ロッド及び上段撹拌翼近傍の混合土を下方に落とし込むので、杭頭付近の改良土が撹拌装置と供に供上がりすることがなく、杭頭付近の強度均一性が確保される。
又長連結部材は上段及び下段撹拌翼が回転するときに改良対象土をせん断して供廻りを防止し、混合精度の均一性を確保する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撹拌装置は、上記のような構成としたので、これら二つの装備が相乗効果を及ぼし、改良杭天端の出来形の確保と杭頭付近の強度の均一性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。
図１は本発明の２軸式攪拌装置の１実施形態を示す正面図であり、三点支持式杭打ち機をベースマシン（図示せず）として、リーダー上部に２連のオーガーモーター（図示せず）を装備し、該オーガーモーターを介して、攪拌ロッド２が下方に延設されている。攪拌ロッド２の先端には攪拌ヘッド７が取り付けられ、攪拌装置部８を貫入する際に地盤を掘削する働きをする。
【００１２】
攪拌ロッド２の攪拌装置部８は、上から突設された土切削部材１（本実施例では掻き落とし面が水平線と30〜45度の傾斜角度をなして攪拌ロッドに取り付けられている）、左右の攪拌ロッド２を連結する短連結部材３、上段撹拌翼４、左右攪拌ロッドを連結する長連結部材５、下段撹拌翼６、その下部に攪拌ヘッド７が取り付けられた構成から成っている。
【００１３】
なお、土切削部材１と短連結部材３の取付間隔（Ｄ１）上段撹拌翼４と長連結部材５の取付間隔（Ｄ２）、及び長連結部材５と下段撹拌翼６の取付間隔（Ｄ３）は、対象地盤の土粒子（礫分を含む）の最大粒径に5cm程度を加えた間隔が理想的であるが、一般的には、5〜30ｃｍ、好ましくは10〜15ｃｍ程度に設定する。土切削部材１は上段撹拌翼４及び下段撹拌翼６と同寸か又はやや短く、上段撹拌翼４の1/3以上の長さが好適に用いられる。
【００１４】
上記攪拌装置を用いての改良工程において、固化材の吐出は引抜き時吐出とし、撹拌翼径1.0ｍ、軸間1.0ｍとして説明する。
１． 改良予定地盤にベースマシンを移動して所定の杭心位置に攪拌ヘッド先端をセットし、攪拌ロッドを所定の深度まで回転貫入させる。
２． 貫入が終了したら、固化材の噴射をしながら所定の先端処理を行い、所定の改良天端まで回転攪拌しながら引き上げを行う。
３． 攪拌翼が改良天端まで達したら、固化材噴射を止め、空打ち部分の回転引抜きを行う。
【００１５】
上記の改良工程において、固化材を噴射撹拌しながら引き上げる工程で、上段撹拌翼４と長連結部材５の間、及び、長連結部材５と下段撹拌翼６の間で撹拌翼の回転により改良対象土がせん断され、撹拌翼に付着する土塊がすり潰されて混合精度の更なる向上を図ることができる。
また、この作用が杭頭付近で起こることにより、杭頭付近の改良土が空打ち部引抜時に共上がりするような現象も防止することができる。
その上、本発明の土切削部材１が杭頭付近の上段撹拌翼上の改良土を下方に落とし込む効果を奏するので、杭頭付近の均一性は確保される。
【００１６】
本発明の土切削部材は、棒状、板状、又は管状等の何れでも、施工時の衝撃に対し十分剛性を備え、杭頭付近の上段撹拌翼近傍の改良土を掻き落とし、杭頭付近に落とし込む効果があればどのような形態でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、主に粉体噴射攪拌工法において、杭頭付近の均一性を確保することが出来るため、該工法の信頼性に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る攪拌装置部の正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 土切削部材
２ 攪拌ロッド
３ 短連結部材
４ 上段撹拌翼
５ 長連結部材
６ 下段撹拌翼
７ 攪拌ヘッド
８ 攪拌装置部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深層混合処理工法で使用する改良体が粉体系改良材である粉体噴射攪拌工法に用いる地盤改良機の攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から地表面から3〜4ｍ程度以深の軟弱層に対し、セメント系又は石灰系等の固化材と軟弱土とを、撹拌翼を用いて機械的に混合し固化処理する深層混合処理工法が行われている。
この深層混合処理処理工法には、固化材の使用形態の違いにより固化材を混練水に混ぜてスラリーとして使用するスラリー攪拌工法と、固化材を粉体のまま空気圧送して使用する粉体噴射攪拌工法に分けられる。
【０００３】
一般に、粉体噴射攪拌工法に用いる地盤改良材の地盤中への混入は、攪拌ロッドの下方に設けた地盤改良機の攪拌装置部において行われ、該攪拌装置部は上段、下段と2段の撹拌翼が装着され、撹拌翼の貫入時に固化材を噴射する方法と、引抜き時に固化材を噴射し改良対象土と混合攪拌する方法、又は貫入時と引抜時の両方で固化材を噴射する方法がある。
そして上記の攪拌ロッドの攪拌翼付け根部分のノズルからの固化材の噴射の仕方は、セメント系又は石灰系等の粉体状態の固化材を、撹拌翼の貫入時には下段の撹拌翼から固化材を噴射し、撹拌翼の引抜き時には上段の撹拌翼から固化材を噴射して、それぞれ土中に固化材を供給し、攪拌翼で土と混合して改良体を造成している。（特許文献１、２参照。）
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８-２１３９１０号公報
【特許文献２】特開昭57-146819号公報
【０００５】
ところで粉体噴射撹拌工法の場合、固化材として水を混合使用しないこともあって、特に粘着力の大きい土や比重が小さく繊維質が多い腐植土等が対象土の場合、対象土が撹拌翼に付着したり撹拌翼上に付着して載せられたようになる等の現象が起こりやすく、このために、杭頭の不揃いや強度がやや均一性にかける等が生じることがあった。
すなわち、改良天端から固化材噴射を止めて撹拌翼を回転引き上げる際に、杭頭付近の改良土が撹拌翼に付着したまま引き上げられ、杭頭中心部の改良土が周辺の土と置き換わり、杭頭付近の強度に比べ撹拌翼周辺部の強度が大きくなり、強度の均一性が損なわれることがあった。
【０００６】
改良対象土がこのような土の場合には、改良天端において定位置撹拌等の杭頭処理や、改良長の天端部分に余長を見込む等の対策が取られるが、特に粘着力の大きい対象土等では、これらの対策を行っても、なお、杭頭付近の強度の不均一や不揃いが生じることがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、特に粘着力の大きい土や比重が小さく繊維質が多い腐植土等が対象土の場合でも、改良天端における定位置撹拌等の杭頭処理や、改良長の天端部分に余長を見込む等の作業手間が増大するような対策を不要とし、上記のような杭頭付近の不揃いや、強度の不均一性を防げるような撹拌装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討の結果、前記課題に対し以下の構成により課題を解決したものである。
深層混合処理機の撹拌ロッドに装着された最上段の撹拌翼の上方の軸身に、撹拌半径より短い棒状又は板状の突起物を水平又は略水平に突設して土切削部材に形成し、該土切削部材にて、攪拌ロッドおよび攪拌翼の近傍の混合土を、下方に落とし込む作用をさせる装置としたことである。
また、２軸式で複数段の撹拌翼を有する深層混合処理機は、左右の攪拌ロッドを連結するように、攪拌翼の各段の間に取り付けられ、撹拌ロッドの外側に撹拌翼半径と略同等の長さ分延設して装着された長連結部材を装着し、供廻り防止と混合精度を更に向上させる装置の両方を備えた攪拌装置とした。
【０００９】
この撹拌装置によると、杭頭付近の改良土が撹拌翼に付着したまま引き上げられ、杭頭付近中心部の改良土が周辺の土と置き換わり、杭頭付近が強度不均一となりやすい現象に対しては、最上段の攪拌翼の上方に棒状又は板状の土切削部材および短連結部材が設けられ、該土切削部材により撹拌ロッド及び上段撹拌翼近傍の混合土を下方に落とし込むので、杭頭付近の改良土が撹拌装置と供に供上がりすることがなく、杭頭付近の強度均一性が確保される。
又長連結部材は上段及び下段撹拌翼が回転するときに改良対象土をせん断して供廻りを防止し、混合精度の均一性を確保する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撹拌装置は、上記のような構成としたので、これら二つの装備が相乗効果を及ぼし、改良杭天端の出来形の確保と杭頭付近の強度の均一性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。
図１は本発明の２軸式攪拌装置の１実施形態を示す正面図であり、三点支持式杭打ち機をベースマシン（図示せず）として、リーダー上部に２連のオーガーモーター（図示せず）を装備し、該オーガーモーターを介して、攪拌ロッド２が下方に延設されている。攪拌ロッド２の先端には攪拌ヘッド７が取り付けられ、攪拌装置部８を貫入する際に地盤を掘削する働きをする。
【００１２】
攪拌ロッド２の攪拌装置部８は、上から突設された土切削部材１（本実施例では掻き落とし面が水平線と30〜45度の傾斜角度をなして攪拌ロッドに取り付けられている）、左右の攪拌ロッド２を連結する短連結部材３、上段撹拌翼４、左右攪拌ロッドを連結する長連結部材５、下段撹拌翼６、その下部に攪拌ヘッド７が取り付けられた構成から成っている。
【００１３】
なお、土切削部材１と短連結部材３の取付間隔（Ｄ１）上段撹拌翼４と長連結部材５の取付間隔（Ｄ２）、及び長連結部材５と下段撹拌翼６の取付間隔（Ｄ３）は、対象地盤の土粒子（礫分を含む）の最大粒径に5cm程度を加えた間隔が理想的であるが、一般的には、5〜30ｃｍ、好ましくは10〜15ｃｍ程度に設定する。土切削部材１は上段撹拌翼４及び下段撹拌翼６と同寸か又はやや短く、上段撹拌翼４の1/3以上の長さが好適に用いられる。
【００１４】
上記攪拌装置を用いての改良工程において、固化材の吐出は引抜き時吐出とし、撹拌翼径1.0ｍ、軸間1.0ｍとして説明する。
１． 改良予定地盤にベースマシンを移動して所定の杭心位置に攪拌ヘッド先端をセットし、攪拌ロッドを所定の深度まで回転貫入させる。
２． 貫入が終了したら、固化材の噴射をしながら所定の先端処理を行い、所定の改良天端まで回転攪拌しながら引き上げを行う。
３． 攪拌翼が改良天端まで達したら、固化材噴射を止め、空打ち部分の回転引抜きを行う。
【００１５】
上記の改良工程において、固化材を噴射撹拌しながら引き上げる工程で、上段撹拌翼４と長連結部材５の間、及び、長連結部材５と下段撹拌翼６の間で撹拌翼の回転により改良対象土がせん断され、撹拌翼に付着する土塊がすり潰されて混合精度の更なる向上を図ることができる。
また、この作用が杭頭付近で起こることにより、杭頭付近の改良土が空打ち部引抜時に共上がりするような現象も防止することができる。
その上、本発明の土切削部材１が杭頭付近の上段撹拌翼上の改良土を下方に落とし込む効果を奏するので、杭頭付近の均一性は確保される。
【００１６】
本発明の土切削部材は、棒状、板状、又は管状等の何れでも、施工時の衝撃に対し十分剛性を備え、杭頭付近の上段撹拌翼近傍の改良土を掻き落とし、杭頭付近に落とし込む効果があればどのような形態でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、主に粉体噴射攪拌工法において、杭頭付近の均一性を確保することが出来るため、該工法の信頼性に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る攪拌装置部の正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 土切削部材
２ 攪拌ロッド
３ 短連結部材
４ 上段撹拌翼
５ 長連結部材
６ 下段撹拌翼
７ 攪拌ヘッド
８ 攪拌装置部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深層混合処理機の撹拌ロッドに複数段装着された攪拌翼の最上段に位置する撹拌翼の上方に、該撹拌翼の攪拌半径より短い棒状又は板状の土切削部材を突設し、攪拌ロッド及び上段攪拌翼の近傍の混合土を下方に落としこむことを特徴とする地盤改良機の攪拌装置。
【請求項２】
２軸式で複数段の攪拌翼を有する深層混合処理機の左右攪拌ロッドを連結する連結部材を、各攪拌翼間に配設するとともに、該連結部材の外端部が攪拌ロッドの外側に攪拌翼の半径と略同等分の長さ延設して長連結部材とし、また最上段に位置する撹拌翼の上方に位置する左右攪拌ロッドの軸身間に短連結部材を配設するとともに短連結部材の上方に、前記撹拌翼の攪拌半径より短い棒状又は板状の土切削部材を突設したことを特徴とする地盤改良機の攪拌装置。
【請求項１】
深層混合処理機の撹拌ロッドに複数段装着された攪拌翼の最上段に位置する撹拌翼の上方に、該撹拌翼の攪拌半径より短い棒状又は板状の土切削部材を突設し、攪拌ロッド及び上段攪拌翼の近傍の混合土を下方に落としこむことを特徴とする地盤改良機の攪拌装置。
【請求項２】
２軸式で複数段の攪拌翼を有する深層混合処理機の左右攪拌ロッドを連結する連結部材を、各攪拌翼間に配設するとともに、該連結部材の外端部が攪拌ロッドの外側に攪拌翼の半径と略同等分の長さ延設して長連結部材とし、また最上段に位置する撹拌翼の上方に位置する左右攪拌ロッドの軸身間に短連結部材を配設するとともに短連結部材の上方に、前記撹拌翼の攪拌半径より短い棒状又は板状の土切削部材を突設したことを特徴とする地盤改良機の攪拌装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２３３６００（Ｐ２００６−２３３６００Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０３９９（Ｐ２００５−５０３９９）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００１８５９７２）小野田ケミコ株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００１８５９７２）小野田ケミコ株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]