(57)【要約】【課題】  円形や矩形など任意の断面形状に切削して攪拌でき、しかも転倒の危険が無く安定性に優れ、低空頭での施工も可能にする。【解決手段】  短尺のロッド１１を複数本連結するとともに攪拌翼１２を偏心位置に備えた攪拌ロッド１０を等間隔おいて３体配置し、各攪拌ロッド１０を攪拌翼１２同士が干渉しないように自転公転させる駆動装置２０を地表に設置する。したがって、円形や矩形など任意の断面形状の改良杭を造成でき、横方向に長い改良杭を造成する場合は、わずかにオーバーラップさせるだけで連続する改良杭を容易に造成でき、大きく余掘りする必要がない。また、駆動装置２０は地表に有するから、低重心で転倒の危険が無く安定性に優れ、攪拌位置の位置決めも精度良く行える。さらに、短尺のロッド１１を継ぎ足しながら攪拌するから、高さを有する施工機を省略でき、高さ制限のある場所でも施工を可能とする。【選択図】図１
2010001694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に固化材を注入して掘削土と攪拌混合し、固化材を固化させて地盤を改良する地盤改良装置であって、攪拌翼の偏心位置にロッドを取り付けた複数の攪拌ロッドを等間隔おいて配置し、各攪拌ロッドを攪拌翼同士が干渉しないように自転公転させる駆動装置を設け、地盤に固化材を注入する固化材注入手段を設け、各攪拌ロッドの上部を支承して昇降させる昇降手段を設けたことを特徴とする、地盤改良装置。
【請求項２】
地表に架台を設置し、同架台上に駆動装置を水平方向へ移動可能に配置した、請求項１記載の地盤改良装置。
【請求項３】
攪拌ロッドが、複数本の短尺のロッドを脱着可能に連結した構造で、昇降手段が、駆動装置を昇降させる昇降ジャッキを架台に設け、攪拌ロッドの途中位置を緊緩するチャッキング装置を駆動装置に設け、架台にマストを立設し、攪拌ロッドの上端部を支承したスイベルをマストに沿って昇降自在に設けた構造である、請求項２記載の地盤改良装置。
【請求項４】
攪拌ロッドが、複数本の短尺のロッドを脱着可能に連結した構造で、昇降手段が、駆動装置上に昇降ジャッキを介して昇降台を設け、攪拌ロッドの途中位置を緊緩する上部チャッキング装置を昇降台に設け、攪拌ロッドの途中位置を緊緩する下部チャッキング装置を駆動装置に設け、架台にマストを立設し、攪拌ロッドの上端部を支承したスイベルをマストに沿って昇降自在に設けた構造である、請求項２記載の地盤改良装置。
【請求項５】
ロッド同士を所定間隔に保持するサポートを設けた、請求項１〜４いずれか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、地盤に固化材を注入して掘削土と攪拌混合し、固化材を固化させて地盤を改良する地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟弱地盤にセメントミルク等の固化材を注入し、固化材と掘削土とを攪拌混合して固化させ、地中に改良杭を造成して地盤を強化するソイルセメントコラム工法が広く知られている。この工法に用いる地盤改良装置としては、固化材を吐出できるロッドに攪拌翼を取り付け、施工機のアームに支持された駆動装置で攪拌ロッドを回転させながら地中へ押し付け、地上のプラントから供給された固化材を吐出しながら攪拌翼で地盤を攪拌できるようにした構造のものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、横方向に連続する長い改良杭を造成する場合は複数箇所を攪拌するが、特許文献１の技術では改良杭の断面が円形に限定されるから、それぞれの改良箇所が連続するように大きくオーバーラップさせる必要があり、余掘り部分が増えて効率が悪いものであった。また、従来の地盤改良装置は駆動部分が上方に有する構造であるから、重心が高くて安定性に劣り、作業中は転倒の危険を有していた。さらに、施工機は攪拌深さに相当する高さを有するから、橋架の下・ガード下・鉄塔架線下など高さ制限のある場所では施工が不可能であった。
【特許文献１】特開２００８−２５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする第１の課題は、円形や矩形など任意の断面形状に切削して攪拌できる地盤改良装置を提供することにある。また、第２の課題は、転倒の危険が無く安定性に優れ、低空頭での施工も可能にする地盤改良装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  地盤に固化材を注入して掘削土と攪拌混合し、固化材を固化させて地盤を改良する地盤改良装置であって、攪拌翼の偏心位置にロッドを取り付けた複数の攪拌ロッドを等間隔おいて配置し、各攪拌ロッドを攪拌翼同士が干渉しないように自転公転させる駆動装置を設け、地盤に固化材を注入する固化材注入手段を設け、各攪拌ロッドの上部を支承して昇降させる昇降手段を設けたことを特徴とする、地盤改良装置
２）  地表に架台を設置し、同架台上に駆動装置を水平方向へ移動可能に配置した、前記１）記載の地盤改良装置
３）  攪拌ロッドが、複数本の短尺のロッドを脱着可能に連結した構造で、昇降手段が、駆動装置を昇降させる昇降ジャッキを架台に設け、攪拌ロッドの途中位置を緊緩するチャッキング装置を駆動装置に設け、架台にマストを立設し、攪拌ロッドの上端部を支承したスイベルをマストに沿って昇降自在に設けた構造である、前記２）記載の地盤改良装置
４）  攪拌ロッドが、複数本の短尺のロッドを脱着可能に連結した構造で、昇降手段が、駆動装置上に昇降ジャッキを介して昇降台を設け、攪拌ロッドの途中位置を緊緩する上部チャッキング装置を昇降台に設け、攪拌ロッドの途中位置を緊緩する下部チャッキング装置を駆動装置に設け、架台にマストを立設し、攪拌ロッドの上端部を支承したスイベルをマストに沿って昇降自在に設けた構造である、前記２）記載の地盤改良装置
５）  ロッド同士を所定間隔に保持するサポートを設けた、前記１）〜４）いずれか記載の地盤改良装置
にある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の構成によれば、ロッドを攪拌翼の偏心位置に取り付けた複数の攪拌ロッドを自転公転させるから、円形や矩形など任意の断面形状に切削して攪拌でき、横方向に長い改良杭を造成する場合は、わずかにオーバーラップさせるだけで連続する改良杭を容易に造成でき、従来技術のように大きく余掘りする必要がなくて効率が良い。
【０００７】
また、本発明の請求項２記載の構成によれば、駆動装置を地表に設置するから、低重心で転倒の危険が無く安定性に優れ、攪拌位置の位置決めも精度良く容易に行える。さらに、本発明の請求項３，４記載の構成によれば、短尺のロッドを継ぎ足しながら昇降ジャッキで降下させて攪拌させるから、従来の高さを有する施工機を省略でき、橋架の下・ガード下・鉄塔架線下など高さ制限のある場所（５〜６ｍ）でも施工が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の架台は、造成する改良杭の形状に応じて直線状や格子状に形成され、格子状のものは駆動装置をＸ−Ｙプロッタのような動きで前後左右に容易に移動させることができる。また、攪拌ロッドは多軸であるから、種類の異なる固化材（又は吸着剤）を別々に吐出することで地中で混合され、事前に混合する工程を省略できる。また、ロッド同士を所定間隔に保持するサポートを設けると、攪拌時に地盤の抵抗に対する攪拌ロッドのねじれを防止できる。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１〜６に示す実施例１は、駆動装置を油圧ジャッキで昇降させることで攪拌ロッドを上下動できるようにした例である。図１は実施例１の地盤改良装置の説明図、図２は実施例１の駆動装置の縦断面図、図３は実施例１の駆動装置の横断面図、図４は実施例１の駆動装置の平面図、図５は実施例１のサポートの説明図、図６は実施例１の攪拌翼の回転軌跡を示す説明図である。
【００１０】
図中、１０は攪拌ロッド、１１はロッド、１１ａは吐出口、１１ｂは支軸部、１１ｃはジョイント、１２は攪拌翼、１３はサポート、１３ａはスラストリング、１３ｂは連結部材、２０は駆動装置、２１は内歯歯車、２１ａはギヤ、２２は太陽歯車，２３は遊星歯車、２３ａは貫通孔、２４はモータ、２４ａはピニオンギヤ、２５は外殻、２５ａは回転体、２６はチャッキング装置、３０は架台、３１はマスト、３２は油圧ジャッキ（昇降ジャッキ）、４０はプラント、４１は供給チューブ、５０はスイベル、Ｇは地盤、Ｓはソイルセメントである。
【００１１】
実施例１の地盤改良装置を図１〜５に示す。攪拌ロッド１０は、断面四角形状の角材で構成した短尺のロッド１１をジョイント１１ｃで脱着可能に複数本連結し、最下のロッド１１の先端に攪拌翼１２を偏心位置で取り付け、これを等間隔に３体配置している。ロッド１１の内部には固化材を供給する流路（図示せず）を形成し、最下のロッド１１の先端には固化材を吐出する吐出口１１ａを開口している。サポート１３はロッド１１の途中位置を支承するスラストリング１３ａと、各スラストリング１３ａ同士を三角形状に連結する連結部材１３ｂとで構成している。ロッド１１の途中位置は断面円形の支軸部１１ｂを２ｍ間隔で形成し、スラストリング１３ａで回転自在に軸支できるようにしている。
【００１２】
駆動装置２０は、外周にギヤ２１ａを形成した内歯歯車２１の内歯に太陽歯車２２とロッド１１が貫通する３体の遊星歯車２３を歯合し、内歯歯車２１の外側に２体のモータ２４を対向して配置し、そのモータ２４のピニオンギヤ２４ａと内歯歯車２１のギヤ２１ａとを歯合している。遊星歯車２３にはロッド１１が貫通して係合するための断面四角形状の貫通孔２３ａを形成している。これらを上下面が開口した外殻２５内に収容し、ロッド１１を自転可能に貫通して回転できる回転体２５ａを外殻２５の上下に配置している。駆動装置２０の上面には、ロッド１１の途中位置を緊緩するチャッキング装置２６を取り付けている。
【００１３】
架台３０は直線状で、駆動装置２０の左右下部を移動可能に支持するために左右一対設けている。架台３０にはストッパ（図示せず）を備えた高さ４〜５ｍほどのマスト３１を架台３０の長手方向に沿って移設可能に立設し、左右のマスト３１でスイベル５０を昇降自在に且つストッパで定位置に保持可能に支持している。架台３０は左右それぞれに油圧ジャッキ３２を備え、駆動装置２０を昇降できるようにしている。油圧ジャッキ３２は、１本のロッド１１の長さと略等しい伸縮量を有している。各攪拌ロッド１０の上端部はスイベル５０で支承し、プラント４０の供給チューブ４１と接続して固化材を供給できるようにしている。
【００１４】
図１に示すように、改良すべき地盤Ｇの地表に一対の架台３０を設置し、架台３０上に駆動装置２０を配置して移動させ、油圧ジャッキ３２を伸張させる。プラント４０は攪拌位置の架台３０に隣設する。３体の攪拌ロッド１０を駆動装置２０の遊星歯車２３の貫通孔２３ａに下方から貫通して係合するとともにチャッキング装置２６を締めて保持し、その貫通した攪拌ロッド１０の上端部をスイベル５０で支承する。
【００１５】
プラント４０とモータ２４を作動させると、ロッド１１の吐出口１１ａから固化材が地盤Ｇに吐出されるとともに３体の攪拌ロッド１０は攪拌翼１２同士が干渉しないように自転公転し（図６参照）、油圧ジャッキ３２を縮退させると攪拌ロッド１０が駆動装置２０とともに降下しながら地盤Ｇを断面略矩形状に切削する。掘削土と固化材は攪拌翼１２で攪拌混合されてソイルセメントＳとなる。サポート１３は攪拌の進捗に応じて駆動装置２０の下方位置で追加的に取り付け、地盤Ｇの抵抗に対する各ロッド１１のねじれを防止する。
【００１６】
油圧ジャッキ３２が完全に縮退（駆動装置２０が最下位置に降下）するとプラント４０とモータ２４を停止してチャッキング装置２６を緩め、油圧ジャッキ３２を伸張させて駆動装置２０を最上位置に上昇させ、スイベル５０を攪拌ロッド１０の上端部から外して上昇させ、攪拌ロッド１０の上端部にロッド１１を追加してスイベル５０で支承する。そして、チャッキング装置２６を締めてプラント４０とモータ２４を作動させ、油圧ジャッキ３２を縮退させて地盤Ｇを切削する。この工程を設計深度に達するまで繰り返す。
【００１７】
設計深度まで攪拌するとプラント４０とモータ２４を停止し、油圧ジャッキ３２を伸張させて攪拌ロッド１０を引き上げ、チャッキング装置２６を緩めて攪拌ロッド１０を分離し、駆動装置２０を次の攪拌位置へ移動させて固定し、プラント４０も移動させる。そして、前記と同様に固化材を吐出しながら地盤Ｇを所定深さに攪拌し、これらの工程を繰り返して横方向に長い改良杭を造成する。
【実施例２】
【００１８】
図７に示す実施例２は、駆動装置上に備えた昇降台を油圧ジャッキで昇降させることで攪拌ロッドを上下動できるようにした例である。図７は実施例２の駆動装置の縦断面図である。図中、２７は昇降台、２８は上部チャッキング装置、２９は下部チャッキング装置である。実施例２は、図７に示すように駆動装置２０上に油圧ジャッキ３２を介して昇降台２７を取り付け、昇降台２７に上部チャッキング装置２８を取り付け、駆動装置２０に下部チャッキング装置２９を取り付けている。駆動装置２０は架台３０に固定している。
【００１９】
実施例２では、油圧ジャッキ３２を伸張させた状態で上部チャッキング装置２８と下部チャッキング装置２９を緩めて攪拌ロッド１０を取り付け、上部チャッキング装置２８を締めてプラント４０とモータ２４を作動させる。油圧ジャッキ３２を縮退させると、攪拌ロッド１０が昇降台２７とともに降下して地盤Ｇを切削する。
【００２０】
昇降台２７が最下位置に降下するとプラント４０とモータ２４を停止し、下部チャッキング装置２９を締めるとともに上部チャッキング装置２８を緩め、油圧ジャッキ３２を伸張させて昇降台２７を最上位置に上昇させ、スイベル５０を攪拌ロッド１０から外してロッド１１を追加する。そして、上部チャッキング装置２８を締めるとともに下部チャッキング装置２９を緩め、プラント４０とモータ２４を作動させ、以上の工程を繰り返す。その他、符号、構成、作用効果は実施例１と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の地盤改良装置は、軟弱地盤の強化の他、汚染土壌の処理（例えば吸着固化による封じ込め等）用として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１の地盤改良装置の説明図である。
【図２】実施例１の駆動装置の縦断面図である。
【図３】実施例１の駆動装置の横断面図である。
【図４】実施例１の駆動装置の平面図である。
【図５】実施例１のサポートの説明図である。
【図６】実施例１の攪拌翼の回転軌跡を示す説明図である。
【図７】実施例２の駆動装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  攪拌ロッド
１１  ロッド
１１ａ  吐出口
１１ｂ  支軸部
１１ｃ  ジョイント
１２  攪拌翼
１３  サポート
１３ａ  スラストリング
１３ｂ  連結部材
２０  駆動装置
２１  内歯歯車
２１ａ  ギヤ
２２  太陽歯車
２３  遊星歯車
２３ａ  貫通孔
２４  モータ
２４ａ  ピニオンギヤ
２５  外殻
２５ａ  回転体
２６  チャッキング装置
２７  昇降台
２８  上部チャッキング装置
２９  下部チャッキング装置
３０  架台
３１  マスト
３２  油圧ジャッキ（昇降ジャッキ）
４０  プラント
４１  供給チューブ
５０  スイベル
Ｇ  地盤
Ｓ  ソイルセメント
【図１】
2010001694.tif 000003
【図２】
2010001694.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010001694.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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