特許 7315596 地盤改良装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】地盤改良装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20230719BHJP

   E02D 5/46 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

E02D5/46

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021008567

(22)【出願日】2021-01-22

(65)【公開番号】P2022112682

(43)【公開日】2022-08-03

【審査請求日】2022-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】田中 肇一

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－３１０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０５４９０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－１５４２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１４４２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－００４６２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５２－１１１２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２１５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４１５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３４５５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－００４６２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第４８８６４００（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ３／１２

Ｅ０２Ｄ ５／２２－５／８０

Ｅ２１Ｂ １／００－１９／２４

Ｅ２１Ｂ ４４／００－４４／１０

Ｅ２１Ｄ １／００－９／１４

Ｅ０２Ｄ ７／００－１３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤中に中軸を回転させながら貫入し、引き抜く際に前記中軸の先端側に設けられたノズルからスラリー状の固化材を吐出して、前記中軸の周りの土壌を排土しながら地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記中軸の周りに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を前記中軸の回転駆動源とは別の回転駆動源にて回転自在に設けた地盤改良装置において、
前記中軸を回転させる駆動モータと、前記無軸スクリュー羽根を回転させる別の駆動モータと、を備え、
前記無軸スクリュー羽根の固定端側は、前記別の駆動モータに連結され、かつ、前記無軸スクリュー羽根の自由端側は、前記中軸の先端部の周りから離れて配置され、
前記中軸の貫入時には、前記無軸スクリュー羽根が所定の回転方向に正回転されて前記中軸の周りの土壌が排土され、前記中軸が前記所定の回転方向とは逆の回転方向に逆回転され、
前記中軸の引き抜き時には、前記無軸スクリュー羽根が前記所定の回転方向に正回転されて前記中軸の周りの土壌が排土され、前記中軸が前記逆の回転方向に逆回転されると共に前記中軸の先端側に設けた前記ノズルから前記固化材が吐出される、地盤改良装置。

【請求項2】

前記中軸の前記逆の回転方向への逆回転の速度よりも前記無軸スクリュー羽根の前記所定の回転方向への正回転の速度が速くなるように設定されている、請求項１に記載の地盤改良装置。

【請求項3】

前記中軸の先端部には、撹拌ヘッドが連結され、
前記撹拌ヘッドは、
前記撹拌ヘッドの先端に取り付けられた掘削ビットと、
前記撹拌ヘッドの上下方向の中央位置に横方向に延びるように設けられた撹拌翼と、を有し、
前記ノズルが、前記撹拌ヘッドにおける前記掘削ビットと前記撹拌翼との間の位置に設けられている、
請求項１又は２に記載の地盤改良装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤中にスラリー状の固化材を注入し、排土しながら土壌と固化材との硬化体を造成して地盤を改良する地盤改良装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の地盤改良装置として、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に記載の地盤改良装置を図３に示す。この地盤改良装置１は、軸方向にスパイラル状の羽根を有したスクリュー部２ａを一体形成した注入ロッド２と、この注入ロッド２の先端部に連結され、横方向に撹拌翼３ａを張設した撹拌ヘッド３と、注入ロッド２を駆動装置５により上下動させる支柱４と、を備えている。

【0003】

そして、注入ロッド２の地盤７中への貫入時或いは引き抜き時に、固化材圧送ホース６Ａから圧送されて来たスラリー状の固化材８をスイベル６Ｂを介して注入ロッド２の流路に供給して、撹拌翼３ａの先端部に設けられたノズル３ｂから地盤７中に高圧噴射することで、地盤７の土壌７ａの一部をスクリュー部２ａで排土７ｂしながら土壌７ａと固化材８との硬化体９を造成して地盤を改良する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－１４４２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前記従来の地盤改良装置１では、注入ロッド２の地盤７への貫入時に、撹拌翼３ａのノズル３ｂから水を噴射させないと、スクリュー部２ａで排土７ｂを持ち上げるのに時間がかかり、また、注入ロッド２に一体形成されたスクリュー部２ａでは、排土７ｂの量をコントロールすることが難しく、産廃量が増えてしまう問題がある。

【0006】

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、地盤中に貫入された中軸の周りの土壌を水で希釈せずに短時間で排土することができ、かつ、排土の量を簡単にコントロールすることができて産廃量を減らすことができる地盤改良装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、地盤中に中軸を回転させながら貫入し、引き抜く際に前記中軸の先端側に設けられたノズルからスラリー状の固化材を吐出して、前記中軸の周りの土壌を排土しながら地盤を改良する地盤改良装置であって、前記中軸の周りに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を前記中軸の回転駆動とは別の回転駆動にて回転自在に設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、中軸の周りに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を中軸の回転駆動とは別の回転駆動にて回転自在に設けたことで、地盤中に貫入された中軸の周りの土壌を水で希釈せずに短時間で排土することができ、かつ、排土の量を簡単にコントロールすることができて産廃量を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態の地盤改良装置を示す側面図である。

【図2】上記地盤改良装置の要部の部分斜視図である。

【図3】従来の高圧噴射撹拌工法に用いられる地盤改良装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

【0011】

図１は本発明の一実施形態の地盤改良装置を示す側面図、図２は同地盤改良装置の要部の部分斜視図である。

【0012】

図１に示すように、地盤改良装置１０は、地盤７中に中軸２０を回転させながら貫入し、引き抜く際に中軸２０の先端側に設けられたノズル２４からスラリー状の固化材８を吐出して、中軸２０の周りの土壌７ａを排土７ｂしながら、土壌７ａと固化材８との硬化体９を造成して地盤を改良するものである。

【0013】

詳述すると、図１に示すように、地盤改良装置１０は、昇降装置１２により図示しない施工機本体に立設されたリーダ１１に沿って昇降動すると共に、第１の回転駆動装置１３の第１の駆動モータ（駆動モータ）１４により回転自在に設けられた中軸２０と、この中軸２０の周りに、第２の回転駆動装置１５の第２の駆動モータ（別の駆動モータ）１６により回転自在に設けられた中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０と、を備えている。

【0014】

図１、図２に示すように、中軸２０は、円筒のパイプ状に形成されていて、その先端部２０ａには、撹拌ヘッド２１が連結されている。この撹拌ヘッド２１の先端には、掘削ビット２２が取り付けられている。また、撹拌ヘッド２１の中央には、撹拌翼２３が横方向に延びるように張設されている。さらに、撹拌ヘッド２１の掘削ビット２２と撹拌翼２３の中間の位置には、一対のノズル２４，２４が設けられている。この一対のノズル２４，２４からは、中軸２０を地盤７から引き抜く際に、固化材圧送ホースとスイベル（いずれも図示省略）を介して中軸２０の内部の流路に供給されるスラリー状の固化材８が地盤７中の土壌７ａに高圧噴射（吐出）されるようになっている。

【0015】

図１に示すように、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０の固定端３１側は、第２の駆動モータ１６により回転する回転駆動板１７に連結されて回転するようになっている。さらに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０の自由端３２側は、中軸２０の先端部２０ａの周りから離れて配置されている。そして、中軸２０の貫入時及び引き抜き時に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０を正回転させて、地盤７中の中軸２０の周りの土壌７ａを常に排土７ｂさせるようになっている。

【0016】

尚、中軸２０の貫入時及び引き抜き時には、中軸２０は逆回転される。また、中軸２０の逆回転の速度よりも中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０の正回転の速度が速くなるように設定されている。例えば、中軸２０の回転数は２～８ｒｐｍ、無軸スクリュー羽根３０の回転数は０～３０ｒｐｍに設定されている。

【0017】

以上実施形態の地盤改良装置１０によれば、地盤７中に中軸２０を貫入する際と引き抜く際に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０を正回転させて中軸２０の周りの土壌７ａを地上に引き上げて排土７ｂさせる。

【0018】

また、中軸２０の地盤７からの引き抜き時に、撹拌ヘッド２１に設けられた一対のノズル２４，２４から地盤７中の土壌７ａにスラリー状の固化材８高圧噴射することで、土壌７ａの一部を無軸スクリュー羽根３０で排土７ｂしながら、土壌７ａと固化材８との硬化体９を造成して地盤を改良する。この硬化体９は、撹拌ヘッド２１から横方向に延びる撹拌翼２３の長さを直径とする円柱状に形成される。

【0019】

このように、中軸２０の周りに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３０を中軸２０の回転駆動とは別の回転駆動にて回転自在に設けたことで、地盤７中に貫入された中軸２０の周りの土壌７ａを水で希釈せずに短時間で排土することができ、かつ、排土７ｂの量を簡単にコントロールすることができて産廃量を減らすことができる。

【0020】

尚、前記実施形態によれば、中軸の周りに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を単に回転するように設けたが、上下の各羽根間の左右１８０度対向した位置に上下の各羽根間の間隔を保持する保持棒をそれぞれ連結させて中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根が回転時に蛇行しないようにしても良い。

【符号の説明】

【0021】

７ 地盤
７ａ 土壌
７ｂ 排土
８ スラリー状の固化材
１０ 地盤改良装置
１４ 第１の駆動モータ（駆動モータ）
１６ 第２の駆動モータ（別の駆動モータ）
２０ 中軸
２４ ノズル
３０ 中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根
３１ 固定端
３２ 自由端

【図1】

【図2】

【図3】