(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に地盤改良ヘッド（７０）を接続し、互いに反対方向に回転駆動する外軸（１１）と内軸（１２）とを有する複数の掘削軸（１０）を備えた地盤改良装置（１）であって、
ベースマシン（２）によって直立されたリーダ（３）と、
上記リーダ（３）の下部にこのリーダ（３）に沿って配置され、原動機（２１）及びこの原動機（２１）の動力を上記複数の掘削軸（１０）の外軸（１１）に伝達する伝動機構（２２）を備えた掘削軸駆動装置（２０）と、
上記複数の外軸（１０）の間に配置され、上記複数の外軸（１０）の回転を同期させる回転同期装置（４０）と、
上記掘削軸駆動装置（２０）の上方にリーダ（３）に沿って昇降できるように配置され、上記複数の掘削軸（１０）の外軸（１１）の上端及び内軸（１２）の上端が取り付けられ、上記複数本の掘削軸（１０）を昇降動させるとともに、上記外軸（１１）の動力を内軸（１２）に伝達する反転伝動機構（５１）を備えた掘削軸昇降装置（５０）とを備え、
前記地盤改良ヘッドは、前記掘削軸（１０）と同軸に形成されたヘッド軸部（７１）を備え、このヘッド軸部（７１）に下部攪拌部（８０）及び上部攪拌部（９０）を備え、前記下部攪拌部（８０）は互いに反対方向に回転する下部内翼（８１）及び下部外翼（８２）を備え、前記上部攪拌部（９０）は互いに反対方向に回転する上部内翼（９１）及び上部外翼（９２）を備え、
前記下部攪拌部（８０）と前記上部攪拌部（９０）とは、前記各内翼同士及び前記各外翼同士がそれぞれ反対方向に回転するように形成した
ことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
前記下部攪拌翼（８０）は、前記ヘッド軸部（７１）の外側ヘッド軸部（７２）から放射方向に延設した翼体を複数本軸方向に配設し周上等間隔に複数列配設した下部内翼（８１）と、前記外側ヘッド軸部（７２）の前記下部内翼（８１）の配設位置よりも掘削軸接続側に寄った位置に回転自在に外嵌された筒状の取付基部（８６）と、前記ヘッド軸部（７１）の内側ヘッド軸部（７３）の先端部から外方へ延設してから軸方向に向きを変えて前記下部内翼（８１）の回転軌跡の外方を経由して前記下部内翼（８１）と前記上部攪拌翼（９０）との中間位置まで延設してから軸部側に向きを変えて前記外側ヘッド軸部（７２）に回転自在に外嵌された筒状の取付基部（８６）まで一体的に形成した翼体を複数本周上等間隔に配設した下部外翼（８２）と、この下部外翼（８２）の軸方向に向けられた部分から前記下部内翼（８１）の各翼体の間に向けて突出した少なくとも１つの突出翼（８７）とを設け、
前記上部攪拌翼（９０）は、前記取付基部（８６）の外周から放射方向に延設した翼体を複数本軸方向に配設し周上等間隔に複数列配設した上部内翼（９１）と、前記取付基部（８６）の前記上部内翼（９１）と前記下部外翼（８２）との中間位置に回転自在に外嵌された筒状の取付部（９６）と、この取付部（９６）から外方へ延設してから軸方向に向きを変えて前記上部内翼（９１）の回転軌跡の外方を経由して前記上部内翼（９１）を越える位置まで延設してから軸部側に向きを変えて前記外側ヘッド軸部（７２）まで一体的に形成した翼体を複数本周上等間隔に配設した上部外翼（９２）と、この上部外翼（９２）の軸方向に向けられた部分から前記上部内翼（９１）の各翼体の間に向けて突出した少なくとも１つの突出翼（９７）と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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、地盤改良装置に係り、詳しくは地面を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成し、この掘削孔内で掘削土と硬化剤とを掘削軸の先端に取り付けた地盤改良ヘッドで攪拌混練して地盤改良体を作成する地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した地盤改良装置の従来例として、例えば特開昭５２−１２４７０３号公報に記載されたものがある。
【０００３】
この地盤改良装置１１０は、図１０に示すように、ベースマシンであるクローラクレーン１１１により垂直に配置されたレール１１２の上端からワイヤ１１３により回転駆動装置１１４が吊り下げられており、この回転駆動装置１１４はレール１１２に沿って上下動する。
【０００４】
そして、回転駆動装置１１４は減速装置としての歯車装置１１５を備え、掘削軸１１６の上端をこの歯車装置１１５に接続するものとしている。またレール１１２には掘削軸の振止装置１１７を設けている。
掘削軸１１６は、その先端に掘削ヘッド１１８を取り付けているほか、その軸部にそって螺旋に形成された掘削土排出翼１１９と攪拌翼１２０が軸方向に交互に配置され、また、掘削軸１１６は中空軸として、硬化剤等の処理剤を下端に供給できるものとしている。なお、図中符号１２１は掘削軸１１６接続用のジョイントを示している。
【０００５】
この地盤改良装置１１０では、掘削軸１１６の回転に従って掘削土は掘削土搬出翼に沿って上方に搬出される。また、掘削が所定の深度に達したとき、掘削軸１１６からセメントミルク、セメントミルクとアスファルト乳液の混合液等の硬化剤を供給して、攪拌翼１２０で掘削土と硬化剤とを攪拌混合し、掘削個所をソイルセメント化、ソイルセメントアスファルト化して柱状の地盤改良体を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の地盤改良装置にあっては、掘削軸の長さを、掘削軸の上に回転駆動装置及び歯車装置を設けている分、短くしなければならず、長尺の掘削軸を使用することができない。このため、掘削軸を継ぎ足す回数が多くなり、継ぎ足し作業に時間がかかり、地盤改良施工に要する時間が増加するという問題がある。
【０００７】
さらに、レールの上部に設けた回転駆動装置の質量が大きく、地盤改良装置の重心位置が高くなり安定性に欠けるので、地盤改良装置の転倒防止を図る必要があり、その移動等に注意を払う必要があるという問題がある。
【０００８】
そして、施工の効率を高くするため、複数本の掘削軸を並列に配置して、一度になるべく広い範囲の地盤改良を行なうとすると、複数台の回転駆動装置をレール上端部に配置しなければならず、さらにレールの上端に配置される部材の重量が増し、地盤改良装置は安定性に欠けるものとなる。
【０００９】
そこで本発明は、掘削軸としてなるべく長尺のものを使用することができ、さらに、複数本の掘削軸を用いて同時に大面積の地盤改良を行なうときに、地盤改良装置の重心を低いものとして安定したものとする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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の手段は、図１および図６に示すように、先端に地盤改良ヘッド（７０）を接続し、互いに反対方向に回転駆動する外軸（１１）と内軸（１２）とを有する複数の掘削軸（１０）を備えた地盤改良装置（１）であって、ベースマシン（２）によって直立されたリーダ（３）と、上記リーダ（３）の下部にこのリーダ（３）に沿って配置され、原動機（２１）及びこの原動機（２１）の動力を上記複数の掘削軸（１０）の外軸（１１）に伝達する伝動機構（２２）を備えた掘削軸駆動装置（２０）と、上記複数の外軸（１０）の間に配置され、上記複数の外軸（１０）の回転を同期させる回転同期装置（４０）と、上記掘削軸駆動装置（２０）の上方にリーダ（３）に沿って昇降できるように配置され、上記複数の掘削軸（１０）の外軸（１１）の上端及び内軸（１２）の上端が取り付けられ、上記複数本の掘削軸（１０）を昇降動させるとともに、上記外軸（１１）の動力を内軸（１２）に伝達する反転伝動機構（５１）を備えた掘削軸昇降装置（５０）とを備え、前記地盤改良ヘッドは、前記掘削軸（１０）と同軸に形成されたヘッド軸部（７１）を備え、このヘッド軸部（７１）に下部攪拌部（８０）及び上部攪拌部（９０）を備え、前記下部攪拌部（８０）は互いに反対方向に回転する下部内翼（８１）及び下部外翼（８２）を備え、前記上部攪拌部（９０）は互いに反対方向に回転する上部内翼（９１）及び上部外翼（９２）を備え、前記下部攪拌部（８０）と前記上部攪拌部（９０）とは、前記各内翼同士及び前記各外翼同士がそれぞれ反対方向に回転するように形成したものである。
【００１１】
また、本発明の地盤改良装置は、前記下部攪拌翼（８０）は、前記ヘッド軸部（７１）の外側ヘッド軸部（７２）から放射方向に延設した翼体を複数本軸方向に配設し周上等間隔に複数列配設した下部内翼（８１）と、前記外側ヘッド軸部（７２）の前記下部内翼（８１）の配設位置よりも掘削軸接続側に寄った位置に回転自在に外嵌された筒状の取付基部（８６）と、前記ヘッド軸部（７１）の内側ヘッド軸部（７３）の先端部から外方へ延設してから軸方向に向きを変えて前記下部内翼（８１）の回転軌跡の外方を経由して前記下部内翼（８１）と前記上部攪拌翼（９０）との中間位置まで延設してから軸部側に向きを変えて前記外側ヘッド軸部（７２）に回転自在に外嵌された筒状の取付基部（８６）まで一体的に形成した翼体を複数本周上等間隔に配設した下部外翼（８２）と、この下部外翼（８２）の軸方向に向けられた部分から前記下部内翼（８１）の各翼体の間に向けて突出した少なくとも１つの突出翼（８７）とを設け、前記上部攪拌翼（９０）は、前記取付基部（８６）の外周から放射方向に延設した翼体を複数本軸方向に配設し周上等間隔に複数列配設した上部内翼（９１）と、前記取付基部（８６）の前記上部内翼（９１）と前記下部外翼（８２）との中間位置に回転自在に外嵌された筒状の取付部（９６）と、この取付部（９６）から外方へ延設してから軸方向に向きを変えて前記上部内翼（９１）の回転軌跡の外方を経由して前記上部内翼（９１）を越える位置まで延設してから軸部側に向きを変えて前記外側ヘッド軸部（７２）まで一体的に形成した翼体を複数本周上等間隔に配設した上部外翼（９２）と、この上部外翼（９２）の軸方向に向けられた部分から前記上部内翼（９１）の各翼体の間に向けて突出した少なくとも１つの突出翼（９７）とを設けることが好ましい。
【００１２】
〔作用〕
本発明に係る地盤改良装置１によれば、重量が嵩む掘削軸駆動装置２０をリーダの下部に配置しているため、地盤改良装置１全体の重心が地盤改良装置１の下部に位置することとなり安定性が良好なものとなる。
【００１３】
また、本発明によれば、リーダ３の先端に設けた掘削軸昇降装置５０の反転伝動機構５１は外軸１１の動力を内軸１２に伝達するだけで足り、その機構は簡単なものですみ、厚みを薄いものとできるから、掘削軸１０の長さを最大限長くすることができ、掘削軸の継ぎ足し回数を少なくでき施工時間を短縮することができる。
【００１４】
さらに、本発明にかかる地盤改良装置１によれば、複数本の掘削軸１０の回転を同期させる回転同期装置４０を設けたから、複数本の掘削軸１０の先端に取り付けた地盤改良ヘッド７０の地盤改良範囲を重複させるようしたとき、各地盤改良ヘッド７０の攪拌翼が干渉しないように同期させて回転駆動させることができる。
【００１５】
そして、複数の掘削軸を並列に設け、この掘削軸の先端に設けられた少なくとも２台の地盤改良ヘッド７０，７０をそれぞれその攪拌範囲が重なり、上記回転同期装置４０は各地盤改良ヘッド７０，７０の翼が干渉しないように同期をとるようにした時には、複数の連続した地盤改良体を同時に形成でき、施行速度を高くすることができる。
さらに、前記地盤改良ヘッド７０は、ヘッド軸部７１に設けられた下部攪拌部８０及び上部攪拌部９０が、それぞれ互いに反対方向に回転する内翼８１，９１及び外翼８２，９２を備えたことにより、掘削土が共回りすることなく良好に攪拌混練される。また、掘削軸１０を回転させながら引き抜くと、更に掘削土と硬化材とが攪拌混練され、高い効率で攪拌混練を行うことができる。
【００１６】
【実施の形態】
以下、この発明に係る地盤改良装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１乃至図９は、本発明に係る地盤改良器の攪拌ヘッドの実施形態例を示す構成図であり、図１乃至図５は地盤改良装置の具体的構造を、図６乃至図９はこの地盤改良装置に使用する地盤改良ヘッドである攪拌ヘッドの構造を示すものである。
【００１８】
〔地盤改良装置の構造の説明〕
この例の地盤改良装置では、図６に示すように、掘削軸１０として、最外部の掘削用中空軸である外軸１１と、その内側の掘削用中空軸である内軸１２と、中心部に位置する硬化剤等供給用中空軸である中心軸１３とからなる三重の多重軸が使用される。そして、この掘削軸１０の下端に攪拌ヘッド７０が、取付部１４を介して取り付けられる。
【００１９】
この地盤改良装置１は、図１及び図２に示すように、２台の攪拌ヘッド７０，７０をその円形の掘削範囲の端部が重なるように並べて、両攪拌ヘッド７０，７０の攪拌翼が干渉しないよう位相をずらして回転駆動させて掘削及び硬化剤の混入攪拌を行い、地盤改良部分を形成するものである。このため、地盤改良装置は、２本の掘削軸１０を同期して反対方向に回転駆動させつつ下降させ、必要に応じて新たな掘削軸１０を上側から連結してさらに掘削、硬化剤の攪拌混練を行なうものである。
【００２０】
地盤改良装置１は、図２及び図３に示すように、ベースマシン２によって直立させたリーダ３と、このリーダ３に沿って配置されたガイドレール４と、このガイドレール４に上下動自在に取り付けて、リーダ３の下部に配置した掘削軸駆動装置２０と、掘削軸駆動装置２０の上方に配置しガイドレール４に上下動自在に取り付けた掘削軸昇降装置５０と、ワイヤロープ、ガイドプーリ５を備えてこの掘削軸昇降装置５０を上下動させる昇降駆動装置を備えている。
【００２１】
掘削軸駆動装置２０は、ガイドレール４にのみ支持され、掘削軸１０を２本並列して嵌合させたときに、この掘削軸１０の上部を支持する掘削軸昇降装置５０と一体的に連結された状態となって、掘削軸昇降装置５０の上下動に従って上下動する。
【００２２】
この掘削軸駆動装置２０は、２本の掘削軸１０を反対方向に回転駆動するものであり、図１、図２及び図５に示すように、反対方向に回転する原動機である２台のモータ２１，２１と、それぞれモータ２１の回転を減速して掘削軸１０の外軸１１に伝達する伝動機構２２とからなる。
【００２３】
伝動機構２２は、モータ２１の動力を各掘削軸１０の外軸１１の周囲に取り付けられる最終段歯車２３，２３に伝達する減速装置２４，２４を有する。また、２本の掘削軸１０の２つの最終段歯車２３，２３の間には両掘削軸を同期回転させる回転同期装置４０を備える。
さらに、上記最終段歯車２３，２３の軸位置には、図５に示すように、周上等間隔に係合凹部２６を形成した掘削軸挿入孔２５が開設される。
【００２４】
本例において、減速装置２４，２４は、それぞれ上下２段の遊星歯車列２７，２８と、平歯車列２９とから構成され、また、上記同期装置４０は上記両最終段歯車２３，２３に噛合するとともに互いに噛合する２つの平歯車４１，４１から構成される。減速装置２４，２４の減速比は、改良されるべき地盤の質、使用される地盤改良装置のモータの回転数、使用される地盤改良ヘッドの大きさ能力等によって適宜選択される。
【００２５】
掘削軸昇降装置５０は、ガイドレール４に支持されるとともにリーダ３に設けられたチェーン駆動装置（図示していない）に連結されて、チェーン駆動装置の動作に従って上下動する。なお、この上下動はウインチによるワイヤーロープによる駆動であってもよい。
【００２６】
そして、この掘削軸昇降装置５０は、図１及び図４に示すように、下部に２本の掘削軸１０，１０を取付ける２つの掘削軸接続部５４を備え、この掘削軸接続部５４は外軸接続部５２及び内軸取付部５３及び中心軸接続部５８を備える（図１中には中心軸１３は図示していない）。
この掘削軸接続装置５０において、掘削軸１０，１０は、掘削、掘削土と硬化剤との攪拌混合の進行に伴い次々に継ぎ足されていく。
【００２７】
上記掘削軸昇降装置５０は、２本の掘削軸１０，１０について、それぞれ掘削軸駆動装置２０，２０で駆動された外軸１１，１１からの回転駆動力を反対方向にして内軸１２に伝達する反転伝動機構５１，５１が備えられる。この反転伝達機構５１は、外軸接続部５２，５２に取り付けられた駆動平歯５５，５５に噛合する平歯車列５７，５７を介して内軸接続部５３，５３に取り付けられた被動平歯車５３，５３に動力を伝達する。この反転伝動機構５１では外軸接続部５２の回転数を減速、または増速して内軸接続５３に伝達することができ、この変速比は適宜選択できる。
【００２８】
この例では２本の掘削軸１０の外軸１１は、掘削軸昇降装置５０の外軸接続部５２に接続されるとともに、掘削軸駆動装置２０の最終段歯車２３の掘削軸挿入孔２５に貫通されて地盤改良装置１に回転駆動、上下動可能に取り付けられる。
【００２９】
なお、攪拌ヘッド７０を取付ける最も下側の掘削軸１０ａは、攪拌ヘッド取付専用の軸とし、中継用の掘削軸とは異なる形状にするものとし、外軸における下端部にフランジ１４ａ（図６参照）を設け、攪拌ヘッド７０を取付けることができるようにするとともに、外軸の外周面よりフランジ状の下部ストッパ部材を突設させて掘削軸駆動装置と掘削軸昇降装置とをこの攪拌ヘッド取付専用の掘削軸１０ａを介して一体に上下動させることができるようにしている。
【００３０】
外軸１１の外周面には上記掘削軸駆動装置２０から動力伝達可能、かつ、掘削軸駆動装置２０に対して上下に摺動可能とするため、掘削軸駆動装置２０の最終段歯車２３の軸位置に開設した掘削軸挿入孔２５の周囲に設けた係合凹部２６に挿入される断面略矩形状の凸条１５が軸方向に連続して設けられる。また、各掘削軸１０の上下端部には他の掘削軸１０との接続部１６が形成され、互いに接続して長さを任意に延長できるものとなっている。
【００３１】
本例では内軸１２の内部に設けられた中心軸１３の中孔を介して掘削刃１７周辺に硬化液を圧送するものとし、また、内軸１２と、この中心軸１３との間を介して上記攪拌ヘッド７０の噴射ノズルに硬化剤を圧送するものとしている。
【００３２】
上記硬化剤の圧送は、掘削軸昇降装置５０の上部に設けた液注装置６０から行なう。
この液注装置６０は、図４に示すように、内部部材６１と、カバー部材６２とからなる。内部部材６１は、上記切削軸接続部５４の内軸接続部５３及び中心軸接続部５８に接続されて、両接続部５３，５８と一体に回転するとともに、内部に中心軸１３の内孔に連通する貫通孔６３と、内軸１２及び中心軸１３の間の間隙に連通する通路６４とを設けてなる。
【００３３】
カバー部材６２は、この内部部材の上面と周囲を覆い上面には上記内部部材の貫通孔６３に連通する上部硬化剤注入孔６５を形成し、側面には上記通路６４にに連通する側部硬化剤注入孔６６を形成してなる。
また、内部部材６１とカバー部材６２との間には、カバー部材６２内を内部部材６１が回転自在とし、かつ、両部材６１，６２の間をシールする複数のシール剤６７を備える。
【００３４】
そして、この液注装置６０のカバー部材６２の上部硬化剤注入孔６５には配管６８を接続して中心軸１３の内孔内に硬化剤を送出し、また、側部硬化剤注入孔口６６には他の配管６９を接続して掘削軸１０の内軸１２と中心軸１３との間に硬化剤を送出する。
【００３５】
〔攪拌ヘッドの構成〕
攪拌ヘッド７０は、図６に示すように、掘削軸１０と同軸に形成されたヘッド軸部７１を備え、このヘッド軸部７１に下部攪拌部８０及び上部攪拌部９０を備えている。
そして、上記下部攪拌部８０は互いに反対方向に回転する下部内翼８１及び下部外翼８２を備え、また、上記上部攪拌部９０は互いに反対方向に回転する上部内翼９１及び上部外翼９２を備え、さらに上部攪拌部８０と下部攪拌部９０では、各内翼８１，９１どうし及び各外翼８２，９２どうしがそれぞれ反対方向に回転するように構成される。
【００３６】
上記ヘッド軸部７１は、その上端において外軸１１に接続される外側ヘッド軸部７２と、その上端において内軸１２及び中心軸１３に接続される内側ヘッド軸部７３とから構成される。外側ヘッド軸部７２は内側ヘッド軸部７３を覆い、内側ヘッド軸部７３の下部まで延長され、この外側ヘッド軸部７３の下端には滑り軸受７８が内嵌され、外側ヘッド軸部７２と内側ヘッド軸部７３とは同軸で反対に回転自在とされる。
【００３７】
上記内側ヘッド軸部７３は、その下端から上端にかけて外側筒部７４及び内側筒部７５からなるものであり、外側筒部７４は掘削軸１０の内軸１２に、内側筒部７５は掘削軸１０の中心軸１３に接続され、両筒部７４，７５の間には、硬化剤が送通される内軸１２と中心軸１３との間の隙間に連通する硬化剤送通路７６が形成される。
【００３８】
また、内側ヘッド軸部７３は、その下端部において上記両筒部７４，７５が一体に形成され、内側ヘッド軸部７３の中央部に硬化剤の送通路７７が形成され、上記中心軸１３の内孔と連通される。
【００３９】
本例では、内側ヘッド軸部７３の下端部には掘削刃１７が一体に形成されており、掘削刃１７の最下端面に掘削用潤滑剤または硬化剤等の液剤の吐出口１８が開設され、この吐出口１８は上記送通路７７を介して上記中心軸１３の内孔に連通される。また、掘削刃１７の内軸直下部には吐出口１８からの硬化剤が流出できるように、切欠部１９が設けられる。
【００４０】
下部攪拌部８０は、下部内翼８１と、下部外翼８２とから構成される。下部外翼８１は外側ヘッド軸部７２の下端部付近の側面から上下に位置する２本の翼体を一対として、複数対（例えば４対）を軸の周面に等角度（例えば９０°）を隔てて放射状に設けられ、これらは外軸１１と共に回転する。
また下部外翼８２は、内側ヘッド軸部７３先端から複数を等角度（例えば６０°）に隔てて設けられる。
【００４１】
それぞれの外翼８２は、内側ヘッド軸部７３の先端から放射方向でやや上方に延びる下側横翼８３と、この横翼８３の先端から上方に延びる縦翼８４と、この縦翼８４の上端から内側に延びる上側横翼８５とから構成され、上側横翼８５は上記外側ヘッド軸部７２の外周に嵌装された筒状の取付基部８６の下端に取り付けられている。この取付基部８６は上方まで延長され、上部攪拌部９０の内翼９１が取り付けられるものとしている。
【００４２】
この取付基部８６には滑り軸受７９が内嵌され、外側ヘッド軸部７２と取付基部７６とは同軸で反対に回転自在とされる。
【００４３】
そして、この下部外翼８２の縦翼８４の略中央位置から内側にむけ、上記２本の下部内翼８１の間の位置に直線棒状の突出翼８７を設けて、この下部外翼の全体形状は略Ｅ字状となされる。
【００４４】
また、本例では、図６及び図９に示すように、硬化剤送出管８８を上記硬化剤圧送路７６に連通させ、また上記下側横翼８３に沿ってその根元から端部を経て配設し、さらに上記縦翼８４に沿ってその中央部付近まで設け、その先端に噴射ノズル８９を設けるものとしている。この硬化剤送出管８８により上記硬化剤圧送路７６からの硬化剤を送出して、縦翼８４回転軌跡の接線方向に硬化剤を噴出する。
【００４５】
上部攪拌部９０は、上部内翼９１と、上部外翼９２とから構成される。上部外翼９２は上記取付基部８６の外周から上下に配置される２本の翼体を一対として、複数対（例えば４対）を等角度（例えば９０°）を隔てて放射状設けられている。したがって、この上部内翼９１は上記取付基部８６が上記下部外翼８２と共に回転するのに伴って内軸１２に駆動されて回転する。
また上部外翼９２は、外側ヘッド軸部７２の上端から複数を等角度（例えば６０°）に隔てて設けられる。
【００４６】
それぞれの外翼９２は、外側ヘッド軸部７３の上端から放射方向やや下側に延びる上側横翼９３と、この横翼９３の先端から下方に延びる縦翼９４と、この縦翼９４の下端から内側に延びる下側横翼９５とから構成され、上側横翼９４は上記取付基部８６の外側に遊嵌された筒状の取付部９６に取り付けられている。
【００４７】
この取付部９６には滑り軸受９８が内嵌され、取付基部８６と同軸で反対方向に回転自在とされる。
【００４８】
そして、この上部外翼９２の縦翼９４から内側にむけ、上記２本の上部内翼９１の間の位置に直線棒状の突出翼９７を設けて、この下部外翼の全体形状は略Ｅ字状となされる。
【００４９】
そして、２つの地盤改良ヘッド７０，７０はそれぞれが干渉しないように回転位相がずらされて（例えば９０°）上記掘削軸１０の取付部１４に取り付けられる。
【００５０】
〔実施の形態の作用、効果〕
このような本例にかかる地盤改良装置１を使用して地盤改良を行なうには、地盤改良装置１に２本の掘削軸１０，１０を取り付け、各掘削軸の先端に地盤改良ヘッド７０を取り付ける。そして、地盤改良装置１のモータ７１を起動して掘削軸駆動装置２０を作動させて、硬化剤と圧送しつつ掘削軸１０を回転駆動させながら昇降装置５０で掘削軸１０を下降、上昇させて、地盤の掘削、掘削土への硬化剤の注入、攪拌混練を行なう。
【００５１】
このとき、本実施の形態に係る地盤改良装置１によれば、重量が嵩む掘削軸駆動装置２０をリーダの下部に配置しているため、地盤改良装置１全体の重心が地盤改良装置１の下部に位置することとなり安定性が良好なものとなる。
また、実施の形態に係る地盤改良装置１によれば、リーダ３の先端に設けた掘削軸昇降装置５０の反転伝動機構５１は外軸１１の動力を内軸１２に伝達するだけで足り、その機構は簡単なものですみ、厚みを薄いものとできるから、掘削軸１０の長さを最大限長くすることができ、掘削軸の継ぎ足し回数を少なくでき施工時間を短縮することができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態にかかる地盤改良装置１の回転同期装置４０は複数本の掘削軸１０の回転を同期させるので、複数本の掘削軸１０の先端に取り付けた地盤改良ヘッド７０の地盤改良範囲を重複させるようしたとき、各地盤改良ヘッド７０の攪拌翼が干渉しないように同期させて回転駆動させることができる。
このため、複数の地盤改良ヘッド７０をそれぞれその攪拌範囲が重ねて、複数の連続した地盤改良体を同時に形成でき、施工速度を高いものとできる。
【００５３】
そして、掘削軸１０が下降させられると、攪拌ヘッド７０の各翼８１，８２，が掘削刃１７と共に所定方向に回転駆動されるとともに、掘削刃１７先端の吐出口から中心管１３の内孔からの硬化剤が噴出され、また下部外翼８２に取り付けられた噴射ノズル８９から掘削軸１０の内軸１２と中心軸１３との間に圧送された硬化剤が噴出される。
【００５４】
このとき、噴射ノズル８９からは、下降しながら内軸１２と共に回転して硬化剤が掘削土中に噴射され、掘削土中で螺旋を描くように噴射される。このため、硬化剤は掘削土に混練される。
【００５５】
そして、この硬化剤の噴射による混練とともに、硬化剤が混練された掘削土は、下部攪拌部８０で攪拌される。
下部攪拌部８０においては、下部内翼８１の回転軌跡の周囲を下部外翼８２が囲むように互いに逆方向に回転するともに、突出翼８７は、２本の下部内翼８１の間を通って攪拌するから、２本の下部内翼８１は下部外翼８２の下側横翼８３、縦翼８４、上側横翼８５及び突出翼８７とがすれ違うように回転し、この硬化剤が混練された掘削土には剪断力が付与され、掘削土と硬化剤とは共回りを起こすことなく良好に攪拌される。
【００５６】
さらに、攪拌ヘッド７０の下降に伴って、下部攪拌部８０で攪拌された領域は、さらに上部攪拌部９０で攪拌される。
上部攪拌部９０においては、下部攪拌部、上部内翼９１の回転軌跡の周囲を上部外翼９２が囲むように互いに逆方向に回転するともに、突出翼９７は、２本の上部内翼９１の間を通って混練するから、２本の上部内翼９１は上部外翼９２の下側横翼９５、縦翼９４、上側横翼９３及び突出翼９７とがすれ違うように回転し、下部攪拌部８０で混練された掘削土には剪断力が付与され、掘削土と硬化剤とは共回りを起こすことなくさらに良好に攪拌される。
【００５７】
また、下部攪拌部８０と上部攪拌部９０との間において、下部外翼８２と上部翼９２とは反対の方向に回転するから、下部攪拌部８０と下部攪拌部９０との間で掘削土には水平方向に剪断力が付与され、さらに確実に攪拌混練される。
【００５８】
そして、所定深さに達するまで掘削軸１０を上方から継ぎ足して、掘削攪拌混練を行い、所定の深さに達した後、攪拌ヘッド７０を引き抜く。この時掘削軸１０を回転駆動させながら引き抜くと、更に掘削土と硬化剤とが攪拌され混練される。
攪拌ヘッド７０の引出し時には掘削軸１０を引き出すにつれて、中継用の掘削軸を上方から順次取り去り、攪拌ヘッドが地表に現れるまでこの作業を続ける。
【００５９】
従って、実施の形態の地盤改良装置にあっては、掘削軸として長尺のものを使用することができ、さらに、複数本の掘削軸を用いて同時に大面積の地盤改良を行なえ、さらに地盤改良装置の重心を低いものとして安定したものとすることができるほか、高い効率で掘削土と硬化剤との攪拌混練を行なうことができる。
【００６０】
〔他の形態〕
なお、上記実施の形態においては、２台の攪拌軸を並列とした地盤改良装置を説明したが、本発明では３本以上の掘削軸を備え、３台以上の攪拌ヘッドを設けることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る地盤改良装置によれば、重量が嵩む掘削軸駆動装置をリーダの下部に配置しているため、複数の掘削軸を駆動する地盤改良装置全体の重心を地盤改良装置の下部に位置させることができ安定性を良好なものとすることができる。
【００６２】
また、本発明によれば、リーダの先端に設けた掘削軸昇降装置の反転伝動機構は外軸の動力を内軸に伝達するだけで足り、その機構は簡単で厚みを薄いものとできるから、掘削軸の長さを最大限長くすることができ、掘削軸の継ぎ足し回数を少なくでき施工時間を短縮することができる。
【００６３】
さらに、本発明にかかる地盤改良装置には、複数本の掘削軸の回転を同期させる回転同期装置を設けたから、複数本の掘削軸の先端に取り付けた地盤改良ヘッドの地盤改良範囲を重複させるようしたとき、各地盤改良ヘッドの攪拌翼が干渉しないように同期させて回転駆動させることができる。
【００６４】
そして、複数の掘削軸を並列に設け、この掘削軸の先端に設けられた少なくとも２台の地盤改良ヘッド（７０，７０）をそれぞれその攪拌範囲が重なり、上記回転同期装置（４０）は各地盤改良ヘッド（７０，７０）の翼が干渉しないように同期をとるようにした時には、複数の連続した地盤改良体を同時に形成でき、施行速度を高くすることができる。
さらに、前記地盤改良ヘッド（７０）は、ヘッド軸部（７１）に設けられた下部攪拌部（８０）及び上部攪拌部（９０）が、それぞれ互いに反対方向に回転する内翼（８１，９１）及び外翼（８２，９２）を備えたことにより、掘削土が共回りすることなく良好に攪拌混練される。
また、掘削軸（１０）を回転させながら引き抜くと、更に掘削土と硬化材とが攪拌混練され、高い効率で攪拌混練を行うことができ、効率良く大面積の地盤改良を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地盤改良装置の実施の形態の駆動機構を示す模式図である。
【図２】図１に示した地盤改良装置の正面図である。
【図３】図１に示した地盤改良装置の側面図である。
【図４】図１に示した地盤改良装置の掘削軸昇降装置の構成を示す模式図である。
【図５】図１に示した地盤改良装置の掘削軸駆動装置と回転同期機構構成を示す図５中Ｖ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図１に示した地盤改良装置の攪拌ヘッドを示す正面図である。
【図７】図６に示した地盤改良装置の攪拌ヘッドの図６中VII −VII 線断面図である。
【図８】図６に示した地盤改良装置の攪拌ヘッドの図６中VIII−VIII線断面図である。
【図９】図６に示した地盤改良装置の攪拌ヘッドの図６中IX−IX線断面図である。
【図１０】従来の地盤改良装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１  地盤改良装置
２  ベースマシン
３  リーダ
１０  掘削軸
１１  外軸
１２  内軸
２０  掘削軸駆動装置
２１  原動機（モータ）
２２  伝動機構
４０  回転同期装置
５０  掘削軸昇降装置
５１  逆転伝動機構
７０  地盤改良ヘッド
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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