(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部に設けた掘削刃体とを具備する地盤改良装置において、
掘削刃体は、掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した支持片と、同支持片の先端部に取り付けた筒状の掘削刃本片と、同掘削刃本片の下端縁部より下方へ突設した複数の掘削ビットを具備し、
上記掘削刃本片に、内方である掘削軸体の方向へ向けて改良材を吐出する改良材内方吐出部を設けたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
掘削軸体の近傍位置から外方へ向けて改良材を吐出する改良材外方吐出部を設けたことを特徴とする請求項１記載の地盤改良装置。
【請求項３】
掘削軸体に、同掘削軸体の半径方向に伸延する攪拌翼体を設け、同撹拌翼体により各吐出部より吐出された改良材を撹拌するようにしたことを特徴とする請求項１又は２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、地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤を改良する地盤改良装置の一形態として、掘削軸体の下部周面に撹拌翼体を取り付けると共に、同掘削軸体の下端部に掘削刃体を取り付け、掘削軸体の下端部である掘削刃体の中央部ないしは掘削軸体の下部外周面に改良材吐出部を設けたものがある。
【０００３】
そして、かかる地盤改良装置では、掘削軸体を介して掘削刃体を回転させることにより、同掘削刃体により地盤を掘削しながら地盤中に掘進させると共に、上記掘削刃体と一体的に回転する撹拌翼体により掘削土を攪拌し、かつ、改良材吐出部より改良材を吐出して、掘削土と改良材とを混練するようにしている。
【０００４】
ここで、改良材としては、汚染土壌を処理する処理材やセメントペースト等の固化材を使用して、地盤を改良するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した地盤改良装置では、改良材吐出部を掘削軸体の下端部である掘削刃体の中央部ないしは掘削軸体の下部外周面に設けているために、かかる改良材吐出部から吐出された改良材が、撹拌翼体により撹拌されているにもかかわらず、掘削刃体により掘削された掘削面の外周縁部まで改良材が行き届き難いという不具合がある。
【０００６】
そのため、理想的には掘削土と改良材とが均質に混練されて柱状の地盤改良土が形成されるはずであるが、現実的には地盤改良土の周縁部に改良材が十分に混練されていないという不具合がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部に設けた掘削刃体とを具備する地盤改良装置において、掘削刃体は、掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した支持片と、同支持片の先端部に取り付けた筒状の掘削刃本片と、同掘削刃本片の下端縁部より下方へ突設した複数の掘削ビットを具備し、上記掘削刃本片に、内方である掘削軸体の方向へ向けて改良材を吐出する改良材内方吐出部を設けたことを特徴とする地盤改良装置を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、以下の構成にも特徴を有する。
【０００９】
（１）掘削軸体の近傍位置から外方へ向けて改良材を吐出する改良材外方吐出部を設けたこと。
【００１０】
（２）掘削軸体に、同掘削軸体の半径方向に伸延する攪拌翼体を設け、同撹拌翼体により各吐出部より吐出された改良材を撹拌するようにしたこと。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
すなわち、本発明に係る地盤改良装置は、基本的構造として、上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部に設けた掘削刃体とを具備している。
【００１３】
そして、特徴的構造として、掘削刃体の最外側部の近傍位置から内方である掘削軸体の方向へ向けて改良材を吐出する改良材内方吐出部を設けている。
【００１４】
しかも、掘削軸体の近傍位置から外方へ向けて改良材を吐出する改良材外方吐出部を設けている。
【００１５】
また、掘削軸体に、同掘削軸体の半径方向に伸延する攪拌翼体を設け、同撹拌翼体により各吐出部より吐出された改良材を撹拌するようにしている。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
〔第１実施例〕
図1に示すＡは、第１実施例としての改良材吐出構造を具備する本発明に係る地盤改良装置であり、同地盤改良装置Ａは、ベースマシン１と改良材供給部２とを装備している。
【００１８】
ベースマシン１は、図１に示すように、自走可能なベースマシン本体３に上下方向に伸延するリーダ４を設け、同リーダ４にモータ支持体５を昇降自在に取り付け、同モータ支持体５に駆動用モータ６を搭載し、同駆動用モータ６に上下方向に伸延する掘削軸体７の上端部を二重反転歯車機構８を介して着脱自在に取り付け、同掘削軸体７の下端部に掘削刃体10を取り付けている。
【００１９】
改良材供給部２は、図１及び図２に示すように、改良材収容タンクと改良材供給ポンプ（図示しない）とを具備し、同改良材供給ポンプに第１・第２改良材供給ホースh1,h2の基端部を接続し、各改良材供給ホースh1,h2の先端部をスイベルジョイント等の第１・第２ホース接続体j1,j2を介して前記掘削軸体７に接続している。ここで、改良材としては、汚染土壌を処理するための処理材やセメントペースト等の固化材を使用することができる。
【００２０】
掘削軸体７は、図２及び図３にも示すように、上下方向に伸延させて形成した筒状の軸体11を二重反転歯車機構８を介して駆動用モータ６に連動連結して、同駆動用モータ６により軸体11をその軸芯廻りに回転させることができるようにしている。
【００２１】
そして、軸体11中には上下方向に伸延させて形成した筒状体12を挿通して、同筒状体12中に第１改良材供給路r1を形成し、同筒状体12の外周面と軸体11の内周面との間に第２改良材供給路r2を形成している。
【００２２】
しかも、筒状体12の上端部と、軸体11の上端部とに、それぞれ第１・第２ホース接続体j1,j2を設けて、各ホース接続体j1,j2と前記した改良材供給部２との間に、前記した第１・第２改良材供給ホースh1,h2を介設して、同改良材供給部２より各改良材供給ホースh1,h2→各ホース接続体j1,j2→各改良材供給路r1,r2に改良材を供給することができるようにしている。
【００２３】
上記のような構成において、第１実施例としての改良材吐出構造は、軸体11の下端部に改良材外方吐出部13と掘削刃体10とを設けており、同改良材外方吐出部13は、軸体11の下端部の周壁に改良材外方吐出孔13a,13aを形成すると共に、筒状体12の下端部の周壁に前記改良材外方吐出孔13a,13aと連通する連通孔13b,13bを形成して、各改良材外方吐出孔13a,13aを連通孔13b,13bを介して第１改良材供給路r1に連通させている。
【００２４】
このようにして、第１改良材供給路r1を通して供給される改良材を、改良材外方吐出孔13a,13aより軸体11の半径方向（外方向ａ）へ向けて吐出させるようにしている。
【００２５】
掘削刃体10は、図２及び図３に示すように、軸体11の下端部より半径方向に伸延させて形成した左右一対の支持片10a,10aと、両支持片10a,10aの先端部間に取り付けた筒状の掘削刃本片10bと、同掘削刃本片10bの下端縁部より下方へ突設した複数の掘削ビット10cを具備しており、軸体11と同軸的にかつ一体的に回転するようにしている。
【００２６】
そして、左右一対の支持片10a,10a中には、その伸延方向に沿わせて改良材供給連通路14,14を形成し、各改良材供給連通路14,14の基端部を第２改良材供給路r2に連通させている。
【００２７】
また、筒状の掘削刃本片10b中には、その軸線方向（上下方向）に沿わせて改良材吐出流路15,15を形成し、各改良材吐出流路15,15の基端部を前記改良材供給連通路14,14の先端部に連通させる一方、各改良材吐出流路15,15の先端部を掘削刃本片10bの内周壁に形成した改良材内方吐出部16,16の改良材内方吐出孔16a,16aに連通させている。
【００２８】
このようにして、第２改良材供給路r2を通して供給される改良材を、改良材供給連通路14,14→改良材吐出流路15,15→改良材内方吐出孔16a,16aより軸体11側である内方向ｂへ吐出させるようにしている。
【００２９】
上記のように構成した地盤改良装置Ａにより地盤改良作業を行う際には、軸体11をその軸線廻りに回転させることにより、同軸体11の下端部に一体的に取り付けた掘削刃体10を同軸的に回転させて、地盤Ｇ中に掘進させる。
【００３０】
この際、掘削刃体10の下端縁部に設けた掘削ビット10cにより地盤Ｇを掘削すると共に、改良材内方吐出孔16a,16aより改良材を内方向ｂへ向けて吐出させ、かつ、改良材外方吐出孔13a,13aより改良材を外方向ａへ向けて吐出させて、掘削土壌中に改良材を均質に分散させて改良土壌ｇとなす。
【００３１】
そして、筒状に形成した掘削刃本片10b内に掘削された掘削土壌には、改良材が内方と外方の両方向から吐出されると共に、掘削刃本片10bを支持する支持片10a,10aが掘削土壌と改良材とを撹拌する攪拌翼として機能するため、同掘削土壌中に改良材を均質に分散させることができて、地盤改良効果を良好に確保することができる。
【００３２】
また、本実施例では、掘削軸体７の下端部に掘削刃体10を取り付けているだけであるため、地盤に水を供給して、同地盤を弛緩させることにより貫入抵抗を少なくするという作業を行う必要性がなく、特に、汚染土壌を改良材により改良する際に、掘削土壌の排出量を可及的に少なくすることができて、排出土壌の処理を行う必要性を少なくすることができ、その結果、排出土壌の処理コストを大幅に削減することができる。
【００３３】
〔第２実施例〕
図４及び図５は、第２実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第１実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、筒状に形成した掘削刃本片10b内において、軸体11の下部に、同軸体11の半径方向に伸延する直状の撹拌翼体17,17を設けた点において異なる。
【００３４】
そして、三本の支持片10a,10a,10aは、撹拌翼体17, 17の直上方位置において、外側下方へ下り傾斜状に配置して、これら撹拌翼体17,17との間に撹拌空間Ｓを形成している。
【００３５】
また、撹拌翼体17,17は、改良材外方吐出孔13a,13a及び改良材内方吐出孔16a,16a,16aよりも上方位置に配置している。
【００３６】
このようにして、掘削刃体10により掘削された掘削刃本片10b内の掘削土壌中に、改良材外方吐出孔13a,13a及び改良材内方吐出孔16a,16a,16aより改良材を吐出させ、その後に、撹拌翼体17,17により撹拌して、改良材を掘削土壌中に確実に均質分散させることができるようにしている。
【００３７】
この際、撹拌翼体17,17と支持片10a,10a,10aとの間には撹拌空間Ｓを形成しているため、掘削土壌と改良材とを効率良く撹拌することができる。
【００３８】
〔第３実施例〕
図６及び図７は、第３実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第２実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、掘削軸体７を内外側二重軸構造に構成して、内側軸20に改良材外方吐出部13と撹拌翼体17,17を設ける一方、外側軸21に掘削刃体10を設けると共に、同掘削刃体1 0に改良材内方吐出部16を設けた点において異なる。
【００３９】
すなわち、掘削軸体７は、図６及び図７にも示すように、上下方向に伸延させて形成した筒状の内側軸20と、同内側軸20の外周を囲繞する状態に上下方向に伸延させて形成した筒状の外側軸21とから内外側二重軸構造に構成しており、内側軸20と外側軸21は、駆動用モータ６により二重反転歯車機構８を介して同一軸芯廻りに相互に反対方向に回転するようにしている。
【００４０】
そして、内側軸20中に第１改良材供給路r1を形成し、同内側軸20の外周面と外側軸21の内周面との間に第２改良材供給路r2を形成している。
【００４１】
しかも、内側軸20の上端部と、外側軸21の上端部とに、それぞれ第１・第２ホース接続体j1,j2を設けて、各ホース接続体j1,j2と前記した改良材供給部２との間に、前記した第１・第２改良材供給ホースh1,h2を介設して、同改良材供給部２より各改良材供給ホースh1,h2→各ホース接続体j1,j2→各改良材供給路r1,r2に改良材を供給することができるようにしている。
【００４２】
このようにして、筒状に形成した掘削刃本片10b内に掘削された掘削土壌には、改良材が内方と外方の両方向から吐出されると共に、掘削刃本片10bを支持する支持片10a,10aが掘削土壌と改良材とを撹拌する攪拌翼として機能し、かつ、この撹拌翼体として機能する支持片10a,10aが攪拌翼体17,17と相互に反対方向に回転して、掘削土壌中に改良材をより一層均質に分散させることができて、地盤改良効果を向上させることができる。
【００４３】
〔第４実施例〕
図８及び図９は、第４実施例としての改良材吐出構造を示しており、同改良材吐出構造は、前記した第３実施例としての改良材吐出構造と基本的構造を同じくしているが、内側軸20に改良材外方吐出部13と掘削刃体10を設けると共に、同掘削刃体10に改良材内方吐出部16を設ける一方、外側軸21に撹拌翼体17,17を設けた点において異なる。
【００４４】
すなわち、掘削軸体７は、図８及び図９にも示すように、上下方向に伸延させて形成した筒状の内側軸20と、同内側軸20の外周を囲繞する状態に上下方向に伸延させて形成した筒状の外側軸21とから内外側二重軸構造に構成しており、内側軸20と外側軸21は、駆動用モータ６により二重反転歯車機構８を介して同一軸芯廻りに相互に反対方向に回転するようにしている。
【００４５】
そして、内側軸20中には上下方向に伸延させて形成した筒状体12を挿通して、同筒状体12中に第１改良材供給路r1を形成し、同筒状体12の外周面と内側軸20の内周面との間に第２改良材供給路r2を形成している。
【００４６】
しかも、筒状体12の上端部と、内側軸20の上端部とに、それぞれ第１・第２ホース接続体j1,j2を設けて、各ホース接続体j1,j2と前記した改良材供給部２との間に、前記した第１・第２改良材供給ホースh1,h2を介設して、同改良材供給部２より各改良材供給ホースh1,h2→各ホース接続体j1,j2→各改良材供給路r1,r2に改良材を供給することができるようにしている。
【００４７】
また、撹拌翼体17,17は、筒状に形成した掘削刃本片10b内において、支持片10a,10aの直上方位置に配置している。
【００４８】
このようにして、この場合も、筒状に形成した掘削刃本片10b内に掘削された掘削土壌には、改良材が内方と外方の両方向から吐出されると共に、掘削刃本片10bを支持する支持片10a,10aが掘削土壌と改良材とを撹拌する攪拌翼として機能し、かつ、この撹拌翼体として機能する支持片10a,10aが攪拌翼体17,17と相互に反対方向に回転して、掘削土壌中に改良材をより一層均質に分散させることができて、地盤改良効果を向上させることができる。
【００４９】
【発明の効果】
（１）請求項１記載の本発明では、上下方向に伸延する掘削軸体と、同掘削軸体の下端部に設けた掘削刃体とを具備する地盤改良装置において、掘削刃体は、掘削軸体の下端部より半径方向に伸延させて形成した支持片と、同支持片の先端部に取り付けた筒状の掘削刃本片と、同掘削刃本片の下端縁部より下方へ突設した複数の掘削ビットを具備し、上記掘削刃本片に、内方である掘削軸体の方向へ向けて改良材を吐出する改良材内方吐出部を設けている。
【００５０】
従って、本発明に係る地盤改良装置により地盤改良作業を行う際には、掘削軸体をその軸線廻りに回転させることにより、同掘削軸体の下端部に設けた掘削刃体を同軸的に回転させて、地盤中に掘進させることができる。
この際、筒状の掘削刃本片の下端縁部より下方へ突設した掘削ビットにより地盤を掘削すると共に、同掘削刃本片に設けた改良材内方吐出部より改良材を内方である掘削軸体の方向へ向けて吐出させることにより、掘削刃本片により掘削された掘削土壌と改良材とを少なくとも掘削面の外周縁部において混練することができるため、少なくとも柱状に形成される地盤改良土の外周縁部においては、掘削土壌中への改良材の混練性を精度良く確保することができる。
しかも、掘削刃本片を支持する支持片が掘削土壌と改良材とを撹拌する攪拌翼として機能するため、同掘削土壌中に改良材を均質に分散させることができて、地盤改良効果を良好に確保することができる。
さらには、掘削軸体の下端部に掘削刃体を取り付けているだけであるため、地盤に水を供給して、同地盤を弛緩させることにより貫入抵抗を少なくするという作業を行う必要性がなく、特に、汚染土壌を改良材により改良する際に、掘削土壌の排出量を可及的に少なくすることができて、排出土壌の処理を行う必要性を少なくすることができ、その結果、排出土壌の処理コストを大幅に削減することができる。
【００５１】
従って、特に、汚染土壌においては、少なくとも柱状に形成される地盤改良土の外周部においては、汚染処理を確実に行うことができて、この汚染処理された外周縁部により柱状の地盤改良土中に汚染土壌を封じ込めることができる。
【００５２】
（２）請求項２記載の本発明では、掘削軸体の近傍位置から外方へ向けて改良材を吐出する改良材外方吐出部を設けている。
【００５３】
このようにして、改良材内方吐出部により、掘削刃体により掘削される掘削面の外周縁部より内方である掘削軸体の方向へ向けて改良材を吐出させると共に、改良材外方吐出部により、掘削軸体の近傍位置からも外方へ向けて改良材を吐出させることができるため、掘削面の全面にわたって均質に改良材を分散させることができて、掘削土壌中に改良材を均質に混練することができる。
【００５４】
従って、特に、汚染土壌においては、柱状に形成される地盤改良土の全体にわたって汚染処理を確実に行うことができて、地盤改良効果を良好に確保することができる。
【００５５】
（３）請求項３記載の本発明では、掘削軸体に、同掘削軸体の半径方向に伸延する攪拌翼体を設け、同撹拌翼体により各吐出部より吐出された改良材を撹拌するようにしている。
【００５６】
このようにして、撹拌翼体により掘削土壌と改良材とを撹拌するようにしているため、同掘削土壌中に改良材を均質に分散させることができて、地盤改良効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地盤改良装置の説明図。
【図２】第１実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図３】同改良材吐出構造の一部切欠底面説明図。
【図４】第２実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図５】同改良材吐出構造の一部切欠底面説明図。
【図６】第３実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図７】同改良材吐出構造の一部切欠底面説明図。
【図８】第４実施例としての改良材吐出構造を示す一部切欠側面図。
【図９】同改良材吐出構造の一部切欠底面説明図。
【符号の説明】
Ａ  地盤改良装置
１  ベースマシン
２  改良材供給部
３  ベースマシン本体
４  リーダ
５  モータ支持体
６  駆動用モータ
７  掘削軸体
８  二重反転歯車機構
10  掘削刃体
【図１】
0003657926.tif 000002
【図２】
0003657926.tif 000003
【図３】
0003657926.tif 000004
【図４】
0003657926.tif 000005
【図５】
0003657926.tif 000006
【図６】
0003657926.tif 000007
【図７】
0003657926.tif 000008
【図８】
0003657926.tif 000009
【図９】
0003657926.tif 000010