(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に配置される非回転のセンターシャフト、該センターシャフトに回転自在に支持される螺旋状のネジフレーム及び該ネジフレームに装備されて独立に回転する複数の攪拌翼から構成され、各攪拌翼の自転によってネジフレームが公転する地盤改良装置。
【請求項２】
攪拌翼が、選択的に独立駆動されることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良装置。
【請求項３】
センターシャフトに傾斜計を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良装置。
【請求項４】
ネジフレームの上部を尖らすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良装置。
【請求項５】
ネジフレームの上部に複数の回転翼を装備することを特徴とする請求項４に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、地盤改良装置に関し、特にロッドや深さ相当のリーダを不要にして低空頭にした地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原地盤にセメントミルク等のグラウト材を混入・攪拌することで、強固な地盤を築造する地盤改良機は、垂直に配置するロッドを中心に構成されている。
【０００３】
これらの地盤改良機を使用する地盤改良の施工法は、ロッドに装備した攪拌翼を上下させながら下方向に施工して行くのが一般的であが、地盤改良機のロッドは、グラウト材を供給するための配管機能と攪拌翼を回転させて掘削・推進させる駆動軸としての機能を担っている。
【０００４】
このために、ロッドの接続と切り離しをスムーズに推進することが重要になることから、ロッドを支持するために地盤改良深さに相当する高さのリーダを地上に立てることが行われている。
【０００５】
従って、２０ｍ以上の深さに至る地盤改良や、市街地において別途に構築されている構造物の直下での地盤改良工事では、背の高い施工機械を配置することになって、転倒の危険性や他の構造物との接触事故が危惧されることから危険な状況にあり、これらを回避するための対策が要望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの状況に鑑みて施工機械の危険な状態を回避するために提案するものであり、根本要因であるロッドの必要性を無くして低空頭の状態を形成する地盤改良装置を提供している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である地盤改良装置は、中央に配置される非回転のセンターシャフトと、センターシャフトに回転自在に支持される螺旋状のネジフレーム及びネジフレームに装備されて独立に回転する複数の攪拌翼から構成して、各攪拌翼の自転によってネジフレームを公転させており、ロッドを排除して吊りワイヤーでの対応を可能にしている。
【０００８】
請求項２に記載の発明である地盤改良装置は、請求項１に記載の地盤改良装置において、攪拌翼を選択的に独立駆動することを特徴としており、上記機能に加えて、掘削穴曲がりを防止している。
【０００９】
請求項３に記載の発明である地盤改良装置は、請求項１又は２に記載の地盤改良装置において、センターシャフトに傾斜計を設けることを特徴としており、上記機能に加えて、掘削穴曲がりの計測を可能にしている。
【００１０】
請求項４に記載の発明である地盤改良装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良装置において、ネジフレームの上部を尖らすことを特徴としており、上記機能に加えて、地盤内における装置の上下動を容易にしている。
【００１１】
請求項５に記載の発明である地盤改良装置は、請求項４に記載の地盤改良装置において、ネジフレームの上部に複数の回転翼を装備することを特徴としており、上記機能に加えて、上下翼の選択駆動で装置の上昇動を容易にしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による地盤改良装置は、基本的に、中央に配置される非回転のセンターシャフトと、センターシャフトに回転自在に支持される螺旋状のネジフレーム及びネジフレームに装備されて独立に回転する複数の攪拌翼から構成して、各攪拌翼の自転によってネジフレームを公転させており、吊りワイヤーでの地盤改良工事を可能にしている。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明による地盤改良装置の実施の形態を示す側面図である。
図示のように、地盤改良装置１は、従来の地盤改良機と異なってロッドを廃止しており、クレーン等からワイヤー吊りされる単独装置として構成されている。地盤改良装置１は、主たる構成部材として回転することなくその中央部に配置されるセンターシャフト２、このセンターシャフト２に留金具５で回転自在に支持されているネジフレーム３及びネジフレーム３と一体状態に装備される攪拌翼４を要しており、攪拌翼４は、本実施の形態の場合に３個の攪拌翼４−１、４−２、４−３の均等配列から構成されている。
【００１４】
センターシャフト２は、従来のロッドが果たしていたグラウトの供給を分担するものであり、回転させずに地上から供給される可撓性のグラウトホース６に接続することによって、攪拌翼４にグラウトを供給する機能を確立している。
【００１５】
センターシャフト２は、この他にも攪拌翼４を作動させる駆動源である油圧モータ７に油圧を油圧ホース８で供給するものであり、地上から供給されるグラウトと油圧をセンターシャフト２に配置したスイベル９を介して攪拌翼４に伝達している。
【００１６】
又、従来のロッドが果たしていた回転軸トルクと推進力の機能は、ネジフレーム３とこれに一体状態に装備される攪拌翼４とによって達成しており、これによってロッドの廃止を達成している。
【００１７】
本実施の形態におけるネジフレーム３は、上方先端１０に向かって尖らした円錐形状に形成された螺旋状鋼材１１から構成されており、センターシャフト２に留金具５で回転自在に支持されている。
【００１８】
これらの形状は、後述するように地盤改良作業に際して、地盤改良装置１を上下方向に移動させる場合の上方移動を楔作用で容易にするためのものであり、同時に底面１１を広くして攪拌翼４の装備をし易くしているものである。
【００１９】
ネジフレーム３の底面１１には、複数個の攪拌翼４−１、４−２、４−３が均等に配列装備されてあり、各攪拌翼は、それぞれが油圧モータ７によって独立的に駆動されている。
【００２０】
尚、攪拌翼の配置を複数個にして構成することから、中心部における掘削・攪拌が不足になることが危惧される場合には、攪拌翼の複数個の一個を、その攪拌翼径を地盤改良径の半径以上にすることによって、中心部の掘削・攪拌不足を補足することができる。
【００２１】
攪拌翼４は、それぞれが同一方向に自転することによって、従来のロッドが果たしていた回転軸トルクと推進力の機能を、地盤改良と掘削を分担することで達成している。
【００２２】
図２は、本発明による地盤改良装置における実施形態の底面図を示しているが、攪拌翼４の同一方向の自転は、図示のように相互間の反力を相殺して、結果的に攪拌翼４の自転方向と反対の方向に攪拌翼４の全体とネジフレーム３とを公転させる作動状態を発生させている。
【００２３】
従って、ネジフレーム３は、この回転による螺旋状鋼材１１の錐もみ動作によって、地盤改良装置に対する下降推力の形成とさらなる地盤改良を遂行するものであり、攪拌翼４と協働することで従来のロッドが果たしていた回転軸トルクと推進力の機能を充分に代行している。
【００２４】
次に、本発明による地盤改良装置の作動について説明する。
ネジフレーム３と一体の攪拌翼４は、複数の攪拌翼がそれぞれに独立して駆動出来るものであり、各攪拌翼を選択的に駆動することによって地盤改良の掘削穴曲がりを防止することができる。
【００２５】
即ち、地盤改良の掘削穴曲がり現象は、一般的に地盤の硬軟によって発生するものであるが、地盤改良装置１の傾斜を阻止しながら、硬い地盤区域での掘削を該当攪拌翼の頻繁な駆動によって実施することで、容易に制御できるものである。
【００２６】
又、地盤改良のための攪拌・混合では、地盤改良装置１の上下動が必要になる。本実施の形態においては、地盤改良装置１の上下動のために複数の方式を採用している。
【００２７】
その第１は、攪拌翼の回転方向を逆転させることである。これによって、ネジフレーム３の回転方向も逆になることから、上述したように、この逆回転による螺旋状鋼材１１の錐もみ動作は、地盤改良装置の推力を下降から上昇に変換するものであり、地盤改良装置１は、尖らした上方先端１０と相俟って円錐形状のねじ込み作動によって上昇移行を容易に遂行できる。
【００２８】
第２の方式は、特に図示しないがネジフレーム３の尖らした上方先端１０の近傍に、攪拌翼４と同様の回転翼を反対方向に向けて別途に装備するものであり、この回転翼と攪拌翼４とを適宜に作動させたり、それぞれの回転方向を制御することによって、地盤改良装置１に上下方向の推力を任意に発生させるものである。
【００２９】
さらに、上述した掘削穴曲がりを防止するために、地盤改良装置の傾斜を阻止しながら、硬い地盤を掘削する特定攪拌翼を頻繁に駆動することが一つの方法であると説明したが、本発明による地盤改良装置は、この点に関しても有効な機構を採用している。
【００３０】
即ち、本発明による地盤改良装置は、上述のようにセンターシャフト２を非回転にすると共に、ネジフレーム３と攪拌翼４とを一体的に結合していることから、センターシャフト２への傾斜計１２の装着と攪拌翼を特定するマーク１３の表示とを容易にして地上からの確認を迅速に行えるように構成することを可能にしており、地盤改良装置の傾斜状態の確認と反復掘削を指令する所望の攪拌翼を特定する位置の検知を確実にしている。
【００３１】
以上のように、本発明による地盤改良装置は、中央に配置される非回転のセンターシャフトと、センターシャフトに回転自在に支持される螺旋状のネジフレーム及びネジフレームに装備されて独立に回転する複数の攪拌翼から構成して、各攪拌翼の自転によってネジフレームを公転させることを基本にして、攪拌翼を選択的に独立駆動させること、センターシャフトに傾斜計を設けること、ネジフレーム上部を尖らし攪拌翼の位置印を設けること及びネジフレームの上部に複数の回転翼を装備することを特徴として、従来のロッドを排除して吊りワイヤーでの対応を可能にしており、軽量にしてコストダウンされた地盤改良装置を構成している。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による地盤改良装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明による地盤改良装置は、基本的に、中央に配置される非回転のセンターシャフトと、センターシャフトに回転自在に支持される螺旋状のネジフレーム及びネジフレームに装備されて独立に回転する複数の攪拌翼から構成して、各攪拌翼の自転によってネジフレームを公転させているので、ロッドを排除して吊りワイヤーでの対応を可能にして、以下の効果を奏している。
▲１▼  ホース類の可撓性を生かしてベースマシンを低空頭にし、吊りワイヤでの地盤改良工事を可能にして、転倒・衝突等の危険性を回避している。
▲２▼  地盤改良装置の推進力をネジフレームで確保することで、軽量な攪拌・混合を可能にしてコストの低減を図っている。
▲３▼  ネジフレームで穴曲がりを防止し、攪拌翼の選択駆動で改良土の鉛直性を確保している。
【００３４】
請求項２に記載の地盤改良装置は、上記地盤改良装置において、攪拌翼を選択的に独立駆動することを特徴としているので、上記効果に加えて、掘削穴曲がりを防止する効果を奏している。
【００３５】
請求項３に記載の地盤改良装置は、上記地盤改良装置において、センターシャフトに傾斜計を設けることを特徴としているので、上記効果に加えて、掘削穴曲がりの計測を可能にする効果を奏している。
【００３６】
請求項４に記載の地盤改良装置は、上記地盤改良装置において、ネジフレームの上部を尖らすことを特徴としているので、上記効果に加えて、地盤内における装置の上下動を容易にする効果を奏している。
【００３７】
請求項５に記載の地盤改良装置は、請求項４に記載の地盤改良装置において、ネジフレームの上部に複数の回転翼を装備することを特徴としているので、上記効果に加えて、上下翼の選択駆動で装置の上昇動を容易にする効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による地盤改良装置における実施形態の側面図
【  図２】本発明による地盤改良装置における実施形態の底面図
【符号の説明】
１  地盤改良装置、  ２  センターシャフト、  ３  ネジフレーム、
４  攪拌翼、  ５  留金具、  ６  グラウトホース、  ７  油圧モータ、
８  油圧ホース、  ９  スイベル、  １０  ネジフレームの上方先端、
１１  螺旋状鋼材、  １２  傾斜計、  １３  攪拌翼を特定するマーク、
【図１】
0003707008.tif 000002
【図２】
0003707008.tif 000003