(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要数の攪拌羽根(33)(34)を有する回転軸(30)を備えた攪拌部材(3)と、当該攪拌部材(3)を駆動する駆動機構部(4)とを備え、掘削機本体のアーム先端部に取り付けて使用する地盤改良用攪拌機であって、
上記攪拌部材(3)の掘削機本体と反対側に位置する土砂掻き寄せ部材(7)を備え、
当該土砂掻き寄せ部材(7)は、
一対の腕部材(71,71)と、
当該腕部材(71,71)の先端部に架設され、攪拌部材(3)よりも下方に突出し、両辺が攪拌部材(3)よりも外側に張り出しており、更に地面を掘削する機能を有すると共に、掘削した溝の角部や隅部にある土砂を掻き寄せることができる平板状の掻き寄せ板(72)と、
を有し、
上記攪拌部材(3)の掘削機本体と反対側には、上記一対の腕部材(71,71)と掻き寄せ板(72)で構成される開口部が位置していることを特徴とする、
地盤改良用攪拌機。
【請求項２】
土砂掻き寄せ部材(7)を使用しないときに、当該土砂掻き寄せ部材(7)を移動させることができる手段を有していることを特徴とする、
請求項１記載の地盤改良用攪拌機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良を行う場合に地盤改良機のアーム先端部に取り付けて使用する地盤改良用攪拌機及び地盤改良方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
軟弱な地盤に構築物を施工する場合には、まず施工地の地盤改良を行う必要がある。この地盤改良のために、バックホー等のアーム先端部に取り付け可能な地盤改良用攪拌機が使用されている。これにより地盤を攪拌しながらセメント等の固化剤を混入し、地盤改良を行っている。
【０００３】
ところで、地盤改良を行わなければならない部分が比較的深い場合には、通常、地盤を必要な深さまで掘削する作業と、掘削した地盤を固化剤等と混入する攪拌作業を行わなければならない。
【０００４】
従来はこの一連の作業をバケットを取り付けた作業機と、攪拌機を取り付けた作業機で別々に行っていた。
しかしながら、例えば宅地等の施工面が狭い所では、２台の作業機をおくスペースがない所も多く、その場合にはその都度バケットと攪拌装置を取り替えなければならなかった。また２台の作業機を置くスペースがあっても、作業機同士が近接するため、操縦に余分な神経を使うなど作業効率の面及び安全面からも好ましくなかった。
【０００５】
このような状況を改善するものとして、本発明者は先に、図５に示すような、攪拌装置付きバケットを開発し、特許出願した（特開平８−１９３３２３号公報）。この攪拌装置付きバケットは、バケット本体８１の内部に攪拌装置８２を備えた構造を有しており、掘削作業をバケット本体８１で、攪拌作業を攪拌装置８２で行い、一台の作業機で一連の改良作業を行うことができるようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような攪拌装置付きバケットには、次のような課題があった。
攪拌装置８２がバケット本体８１の内部に収容されているので、土砂を攪拌するためには、土砂を一旦掬い上げてバケット本体８１の内部に取り込む必要があった。このように、従来の攪拌装置付きバケットは、掘削した土砂を運ぶには非常に効率的で便利なものであったが、攪拌作業に関しては、やや操作性に劣り、使いにくいものであった。
【０００７】
また、掘削した溝の角部（隅部）にある土砂を改良するためには、バケット本体８１の内部に取り込める位置まで土砂を移動させる（掻き寄せる）必要があった。しかしながら、従来の攪拌装置付きバケットでは、バケットのアームに対する取着構造上、バケット本体８１を施工面に対して垂直に立てることは困難で、角部（隅部）にある土砂を手前にうまく掻き寄せることができなかった。したがって、角部（隅部）に土砂が残り、当該部分の土質改良を十分に行うことができなかった。
【０００８】
更に、基礎用の杭が予め地盤中に打ちつけてあるような施工箇所では、杭を破損させないように探りながら、杭の周りの土砂を掘削し、土質改良する必要がある。しかしながら、従来の攪拌装置付きバケットでは、上記した角部（隅部）の場合と同様に、杭の周りにある土砂をうまく掻き寄せることができず、当該部分の土質改良を手際よく行うことができなかった。
【０００９】
また更に、従来の攪拌装置付きバケットでは、攪拌装置８２部分からバケット本体８１だけを取り外すことはできなかったので、例えば川床や沼床等の軟弱地盤を攪拌して土質改良を行いたい場合では、バケット本体８１が邪魔になって効率的な土質改良を行うことができなかった。
【００１０】
本発明者は、上記したような問題点を解決すべく検討を行った結果、攪拌装置からバケットを取り除いた方が、地盤改良を効率的に行うことができるのではないかという点に着目した。
そこで、攪拌装置付きバケットよりも、攪拌作業性に優れ、掘削した溝の角部（隅部）や杭の周り等にある土砂の改良も効率よく行うことができる地盤改良用攪拌機を得るべく、更に鋭意研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。
【００１１】
（発明の目的）
本発明の目的は、攪拌作業性に優れ、掘削した溝の角部（隅部）や杭の周り等にある土砂の改良も効率よく行うことができる地盤改良用攪拌機及び地盤改良方法を提供することにある。
【００１２】
また本発明の他の目的は、攪拌作業のみを単独で行うことができる地盤改良用攪拌機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明にあっては、
所要数の攪拌羽根を有する回転軸を備えた攪拌部材と、当該攪拌部材を駆動する駆動機構部とを備え、掘削機本体のアーム先端部に取り付けて使用する地盤改良用攪拌機であって、
上記攪拌部材の掘削機本体と反対側に位置する土砂掻き寄せ部材を備え、
当該土砂掻き寄せ部材は、
一対の腕部材と、
当該腕部材の先端部に架設され、攪拌部材よりも下方に突出し、両辺が攪拌部材よりも外側に張り出しており、更に地面を掘削する機能を有すると共に、掘削した溝の角部や隅部にある土砂を掻き寄せることができる平板状の掻き寄せ板と、
を有し、
上記攪拌部材の掘削機本体と反対側には、上記一対の腕部材と掻き寄せ板で構成される開口部が位置していることを特徴とする、
地盤改良用攪拌機。
【００１４】
第２の発明にあっては、
土砂掻き寄せ部材を使用しないときに、当該土砂掻き寄せ部材を移動させることができる手段を有していることを特徴とする、
第１の発明に係る地盤改良用攪拌機である。
【００２０】
（作  用）
本発明に係る地盤改良用攪拌機は次のように作用する。
地盤改良機のアーム先端部に地盤改良用攪拌機を取り付ける。
そして、この地盤改良用攪拌機を用いて地盤改良を行うには、まず、土砂掻き寄せ部材で掘削領域の土砂を掘削していく。掘削時には、通常、攪拌部材の攪拌を停止させた状態で行う。
【００２１】
土砂内に岩石、コンクリート片、材木等の固形異物が多数含まれているような施工箇所では、土砂掻き寄せ部材で固形異物を探りながら掘削していく。固形異物を見つけたら、土砂掻き寄せ部材を利用して固形異物を取り除く。
【００２２】
土砂を細かく砕いたり、砕いた土砂を適量の固化剤と混合するときには、攪拌部材を使用して施工面を直接攪拌する。土砂掻き寄せ部材で土砂をすくい上げながら（掻き寄せながら）、攪拌することもできる。土壌攪拌後の均し作業も土砂掻き寄せ部材で行うことができる。
【００２３】
溝の角部（隅部）にある土砂を改良する場合は、土砂を土砂掻き寄せ部材でやや手前に移動させた後、攪拌部材で攪拌する。
【００２４】
また、基礎用の杭が予め地盤中に打ちつけてあるような場合では、杭を破損させないように、土砂掻き寄せ部材で杭を探りながら掘削していく。そして、杭の周りの土砂を土砂掻き寄せ部材でやや手前に移動させた後、攪拌部材で攪拌する。
【００２５】
土砂掻き寄せ部材を使用しないときに、当該土砂掻き寄せ部材を移動させることができる手段を有しているものにあっては、例えば、川床や沼床等の軟弱地盤を改良する場合は、攪拌部材だけを使用することにより、改良作業を効率よく行うことができる。
【００２６】
土砂掻き寄せ部材が攪拌部材よりも外側に張り出して設けてあるものでは、基礎用の杭が予め地盤中に打ちつけてあるような場合に、杭を破損させないように、土砂掻き寄せ板の張り出し部分で杭の位置を確認しながら、土砂の攪拌を行う。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき更に詳細に説明する。
図１は本発明に係る地盤改良用攪拌機の一実施例を示しており、地盤改良用攪拌機を油圧式ショベル系掘削機のアームに取り付けた状態を示す斜視図、
図２は地盤改良用攪拌機の正面視説明図、
図３は図２に示す地盤改良用攪拌機の左側面視正面図である。
【００２８】
地盤改良用攪拌機Ａは、バックホー等の油圧式ショベル系掘削機のアームＢの先端部に取り付けることで、同一の作業機で地盤改良に伴う一連の作業（掘削作業、攪拌作業、均し作業等）を行うことができるようにしたものである。
なお、地盤改良用攪拌機Ａは油圧式ショベル系掘削機と組み合わせることで、地盤改良機を構成する。
【００２９】
地盤改良用攪拌機Ａは台部材１を有している。台部材１には二箇所に相対向して取着台片１１，１１が設けてある。台部材１は、取着台片１１，１１に取着ピンＰ１、Ｐ２を介して軸着することにより、掘削機のアームＢ先端部に回動調整可能に取り付けられる。
【００３０】
台部材１の下部両側には支持フレーム２，２が垂設されている。支持フレーム２，２は板状に形成されており、先端側はほぼ半円形になっている。支持フレーム２，２の先端寄りには、後述する羽根板３３，３４と共に攪拌部材３を構成する回転軸３０が軸支されている。回転軸３０の一端側（図１では右側、図２では左側）には回転軸３０を駆動する駆動機構部４が設けてある。駆動機構部４は回転軸３０の一端部に取り付けてあるスプロケット４１（図２参照）を備えている。
【００３１】
また、台部材１の両側には作業機のオイルライン（図示省略）によって作動する油圧モータＭが設けてある。油圧モータＭの駆動軸４２にはスプロケット４３が取り付けてある。このスプロケット４３と上記スプロケット４１にはチエーン４４が巻き掛けてある。スプロケット４１、４３及びチェーン４４は、泥土等の噛み込みがないようにチェンカバー４５によりほぼ密閉されている。
【００３２】
回転軸３０の外周部には、それぞれ所要間隔で配置してある二枚の板材からなる所要数の取着具３１，３２が交互に、且つ互いに直角方向を向くように、ほぼ全長に渡り固定してある。各取着具３１，３２の両側の先端部には、長方形で板状の羽根板３３,３４がボルト３５，・・・によって固定してあり、例えば攪拌刃を有する羽根板等、異なった形状の羽根板と取り替え可能になっている。
なお、羽根板３３，３４の先端部の回転軌跡は、支持フレーム２，２から外へややはみ出すように設定してある。
【００３３】
図１で各支持フレーム２，２の右端側には、板状の軸受部材５１，５１が設けてある。更に、この軸受部材５１，５１の裏側には、先端側がほぼ半円形状に形成された軸受片５２，５２が支持フレーム２の内面側からやや突出して設けてある。
【００３４】
そして、軸受部材５１，５１と軸受片５２，５２間に挿設された軸部６，６によって、後述する土砂掻き寄せ部材７の腕部材７１，７１が上下方向に回動可能に軸支されている。土砂掻き寄せ部材７は、上記した一対の腕部材７１，７１と、当該腕部材７１，７１の先端部に架設してある掻き寄せ部である平板状の掻き寄せ板７２を有している。掻き寄せ板７２は、図３で攪拌部材３よりも下方に突出して設けてある。この土砂掻き寄せ部材７により、地盤改良に伴う掘削作業、土砂の掻き寄せ作業、及び均し作業を行う。
【００３５】
腕部材７１，７１の内側は、基部の一部を除いて三角柱状の補強部材７１１，７１１で補強してある。掻き寄せ板７２は、腕部材７１，７１から外側にやや張り出して設けてあり、回転する羽根板３３，３４よりもやや外側に突出するように設けてある。
【００３６】
土砂掻き寄せ部材７は、通常、羽根板３３，３４よりも下方に位置するように、降ろした状態で固定されている。詳しくは、図１で軸受部材５１，５１の下端側に設けてある取着孔（図面では隠れて見えず）に取着される固定ピンＰ３，Ｐ３により固定されている。また、固定ピンＰ３，Ｐ３を軸受部材５１，５１の上端側に設けてある取着孔５１１，５１１に嵌着することによって、羽根板３３，３４よりも上方に位置するよう、土砂掻き寄せ部材７を持ち上げた状態で固定することもできる（図３に想像線で示している）。
【００３７】
なお、本実施の形態では、土砂掻き寄せ部材７を攪拌部材３の前方（掘削機本体と反対側）に設けているが、攪拌部材３の後方（掘削機本体側）に設けることもできる。
【００３８】
（作  用）
図４は地盤改良用攪拌機Ａを使用して、予め基礎用の杭が打ち込んである地盤を改良している状態を示す説明図である。
図１ないし図４を参照して、地盤改良用攪拌機Ａの作用を説明する。
【００３９】
作業機のアームＢの先端部に地盤改良用攪拌機Ａを取り付ける。土砂掻き寄せ部材７は、降ろした状態で固定しておく。
そして、この地盤改良用攪拌機Ａを用いて地盤改良を行うには、まず、土砂掻き寄せ部材７で掘削領域の土砂を掘削していく。地盤改良用攪拌機Ａは羽根板３３，３４を回転させることができるが、掘削時には、通常、回転を停止させた状態で行う。
【００４０】
土砂内に岩石、コンクリート片、材木等の固形異物が多数含まれているような所では、土砂掻き寄せ部材７で固形異物を探りながら掘削していく。固形異物を見つけたら、土砂掻き寄せ部材７の掻き寄せ板７２を利用して固形異物を取り除く。
【００４１】
回転軸３０と羽根板３３，３４は、土砂掻き寄せ部材７の腕部材７１と掻き寄せ板７２で構成される開口部を塞ぐ作用をするので、回転軸３０と羽根板３３，３４に引っ掛かるような大き目の固形異物をすくい上げながら取り除くことができる。
【００４２】
土砂を細かく砕いたり、砕いた土砂を適量の固化剤と混合するときには、攪拌部材３を使用して土砂を直接攪拌する。土砂掻き寄せ部材７で土砂をすくい上げながら（掻き寄せながら）、攪拌することもできる。また、土壌攪拌後の均し作業も土砂掻き寄せ部材７で行うことができる。
【００４３】
地盤改良用攪拌機Ａは、従来の攪拌装置付きバケットと相違して、攪拌部材３で施工地を直接攪拌することができるので、攪拌作業性が良く、地盤改良を効率的に行うことができる。
【００４４】
掘削した溝の角部（隅部）にある土砂を改良する場合は、土砂を土砂掻き寄せ部材７でやや手前に移動させた後に、攪拌部材３で攪拌する。このような操作により、掘削した溝の角部（隅部）にある土砂の改良も効率よく、きれいに行うことができる。
【００４５】
例えば図４に示すように、基礎用の杭Ｃが予め地盤中に打ちつけてあるような場合では、杭Ｃを破損させないように、土砂掻き寄せ部材７で杭Ｃを探りながら掘削していく。そして、杭Ｃの周りの土砂を土砂掻き寄せ部材７でやや手前に移動させた後、攪拌部材３で攪拌する。土砂の攪拌作業は、杭Ｃを破損させないように、掻き寄せ板７２の張り出し部分で杭Ｃの位置を確認しながら行う。
【００４６】
また、例えば川床や沼床等の軟弱地盤を改良する場合は、土砂掻き寄せ部材７を持ち上げて固定することにより、攪拌部材３だけを使用して効率よく改良作業を行うことができる。
【００４７】
なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示の実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は上記構成を備え、次の効果を有する。
（ａ）本発明に係る地盤改良用攪拌機では、従来の攪拌装置付きバケットと相違して、攪拌部材で施工地を直接攪拌することができるので、攪拌作業性に優れ、地盤改良を効率的に行うことができる。しかも、土砂掻き寄せ部材を有しているので、掘削した溝の角部（隅部）や杭の周り等にある土砂の土質改良を行う場合に、当該部分の土砂を上記土砂掻き寄せ部材で手前に移動させた後、攪拌部材で攪拌することができる。このような操作により、掘削した溝の角部（隅部）や杭の周り等にある土砂の改良も効率よく、きれいに行うことができる。
【００４９】
（ｂ）土砂掻き寄せ部材を使用しないときに、当該土砂掻き寄せ部材を移動させることができる手段を有しているものにあっては、例えば、川床や沼床等の軟弱地盤を改良する場合は、攪拌部材だけを使用することにより、改良作業を効率よく行うことができる。
【００５０】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る地盤改良用攪拌機の一実施例を示しており、地盤改良用攪拌機を油圧式ショベル系掘削機のアームに取り付けた状態を示す斜視図。
【図２】地盤改良用攪拌機の正面視説明図。
【図３】  図２に示す地盤改良用攪拌機の左側面視正面図。
【図４】  地盤改良用攪拌機を使用して、予め基礎用の杭が打ち込んである地盤を改良している状態を示す説明図。
【図５】従来の攪拌装置付きバケットを示す斜視図。
【符号の説明】
Ａ  地盤改良用攪拌機
Ｂ  アーム
１  台部材
１１  取着台片
２  支持フレーム
３  回転軸
３１，３２  取着具
３３，３４  羽根板
３５  ボルト
４  駆動機構部
４１  スプロケット
４２  駆動軸
４３  スプロケット
４４  チェーン
４５  チェンカバー
５１  軸受部材
５１１  取着孔
５２  軸受片
６  軸部
７  土砂掻き寄せ部材
７１  腕部材
７１１  補強部材
７２  掻き寄せ板
Ｍ  油圧モータ
Ｐ１，Ｐ２  取着ピン
Ｐ３  固定ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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