(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌翼（２９）を備えた中空状の主回転軸（５）の左右両側に、当該主回転軸（５）より短い副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）を設けると共に離隔保持部材（２７）によって前記主回転軸（５）及び副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）の下部付近を回転自在に支持し、前記主回転軸（５）の下端部に備えた小径の主掘削刃（１１）及び前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）の下端部に備えた小径の副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）によって地盤を掘削し、前記回転軸から土質硬化材を吐出すると共に前記撹拌翼（２９）及び前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）に備えた各撹拌翼（２９Ｌ，２９Ｒ）によって掘削土と前記土質硬化材とを撹拌する地盤改良方法において、前記主回転軸（５）と各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）とを逆方向に回転し、前記主回転軸（５）に備えた前記主掘削刃（１１）が先行して掘削した小径の掘削穴を、当該主回転軸（１５）に備えた大径の拡大掘削刃（１７）によって拡大掘削するのとほぼ同時に前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）に備えられ前記拡大掘削刃（１７）とほぼ等しい高さ位置に設けられた前記副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）によって掘削を開始し、その後に前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）のほぼ同一高さ位置に備えた大径の拡大掘削刃（１７Ｌ，１７Ｒ）によって前記副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）により掘削した小径の掘削穴を拡大掘削することを特徴とする地盤改良方法。
【請求項２】
撹拌翼（２９）を備えた中空状の主回転軸（５）の左右両側に、当該主回転軸（５）より短い副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）を設けると共に離隔保持部材（２７）によって前記主回転軸（５）及び副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）の下部付近を回転自在に支持して設け、地盤を掘削する小径の主掘削刃（１１）を前記主回転軸（５）の下端部に備えると共に小径の副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）を前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）の下端部に備え、前記回転軸に備えたスラリー吐出口から吐出した土質硬化材と掘削土とを、前記主回転軸（５）と各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）とを逆方向に回転し前記主回転軸（５）に備えた前記撹拌翼（２９）及び前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）に備えた撹拌翼（２９Ｌ，２９Ｒ）によって撹拌する構成の地盤改良用掘削装置において、前記主回転軸（５）に備えた前記主掘削刃（１１）の上方位置に、当該主掘削刃（１１）によって掘削された小径の掘削穴を拡大掘削する大径の拡大掘削刃（１７）を設けると共に当該拡大掘削刃（１７）を前記副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）とほぼ等しい高さ位置に設け、前記各副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）の上側に、当該副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）が掘削した小径の掘削穴を拡大掘削する大径の各拡大掘削刃（１７Ｌ，１７Ｒ）をほぼ同一高さに設け、前記主回転軸（５）に備えた前記拡大掘削刃（１７）によって拡大掘削するのとほぼ同時に前記各副回転軸（７Ｌ，７Ｒ）に備えた前記副掘削刃（１１Ｌ，１１Ｒ）によって掘削を開始する構成であることを特徴とする地盤改良用掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤の改良工法の１つとしてのＣＳＬ工法に使用する土地改良用掘削装置に係り、さらに詳細には従来よりもより大径の掘削を行うことのできる掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る先行例として例えば実公昭５８−３３１３９号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行例においては下端部に掘削刃を備えかつ中間高さ位置に複数の撹拌翼を備えた２本の回転軸を並列して備えた構成である。すなわち、上記構成においては１本の回転軸によって掘削を行う場合よりも大径の掘削を行うことができる。したがって、同一構成の回転軸を多数並列して同時に掘削を行うことにより、より大径の掘削を行い得ることになるが、同一構成の回転軸を単に並列した構成においては、垂直に掘削する場合の直進性に問題を生じることがあると共に、掘削刃と撹拌翼との径がほぼ等しいことにより掘削刃の負荷が大きく長寿命化を図る上においてさらに改善すべき問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、撹拌翼を備えた中空状の主回転軸の左右両側に、当該主回転軸より短い副回転軸を設けると共に離隔保持部材によって前記主回転軸及び副回転軸の下部付近を回転自在に支持し、前記主回転軸の下端部に備えた小径の主掘削刃及び前記各副回転軸の下端部に備えた小径の副掘削刃によって地盤を掘削し、前記回転軸から土質硬化材を吐出すると共に前記撹拌翼及び前記各副回転軸に備えた各撹拌翼によって掘削土と前記土質硬化材とを撹拌する地盤改良方法において、前記主回転軸と各副回転軸とを逆方向に回転し、前記主回転軸に備えた前記主掘削刃が先行して掘削した小径の掘削穴を、当該主回転軸に備えた大径の拡大掘削刃によって拡大掘削するのとほぼ同時に、前記各副回転軸に備えられ前記拡大掘削刃とほぼ等しい高さ位置に設けられた前記副掘削刃によって掘削を開始し、その後に前記各副回転軸のほぼ同一高さ位置に備えた大径の拡大掘削刃によって前記副掘削刃により掘削した小径の掘削穴を拡大掘削することを特徴とするものである。
また、撹拌翼を備えた中空状の主回転軸の左右両側に、当該主回転軸より短い副回転軸を設けると共に離隔保持部材によって前記主回転軸及び副回転軸の下部付近を回転自在に支持して設け、地盤を掘削する小径の主掘削刃を前記主回転軸の下端部に備えると共に小径の副掘削刃を前記各副回転軸の下端部に備え、前記回転軸に備えたスラリー吐出口から吐出した土質硬化材と掘削土とを、前記主回転軸と各副回転軸とを逆方向に回転し前記主回転軸に備えた前記撹拌翼及び前記各副回転軸に備えた撹拌翼によって撹拌する構成の地盤改良用掘削装置において、前記主回転軸に備えた前記主掘削刃の上方位置に、当該主掘削刃によって掘削された小径の掘削穴を拡大掘削する大径の拡大掘削刃を設けると共に当該拡大掘削刃を前記副掘削刃とほぼ等しい高さ位置に設け、前記各副掘削刃の上側に、当該副掘削刃が掘削した小径の掘削穴を拡大掘削する大径の各拡大掘削刃をほぼ同一高さに設け、前記主回転軸に備えた前記拡大掘削刃によって拡大掘削するのとほぼ同時に前記各副回転軸に備えた前記副掘削刃によって掘削を開始する構成であることを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、本発明の実施の形態に係る地盤改良用掘削装置１は、クレーン（図示省略）におけるブームの先端部に垂下される回転駆動装置３に垂直に吊り下げた状態の主回転軸５を備えると共に上記主回転軸５の両側に左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒを垂直に備えている。
【０００６】
前記回転駆動装置は前記主回転軸５及び副回転軸７Ｌ，７Ｒを回転するためのもので、適数の駆動モータ及び適宜の減速機構を備えた構成であって、前記主回転軸５と副回転軸７Ｌ，７Ｒとを互に逆方向に回転するように構成してある。
【０００７】
前記主回転軸５は中空状の回転軸であって前記左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒよりも長く設けてある。この主回転軸５の下端部には、主回転軸５に対して螺旋状に傾斜した小径の傾斜板９が取付けてあり、この傾斜板９の下端縁には主掘削刃１１として複数の掘削歯１３を備えている。そして、前記主回転軸５の下端面には、下端面に開口したスラリー吐出口への土等の侵入を防止するための邪魔板１５が設けられている。
【０００８】
前記主掘削刃１１より僅か上方位置には、主掘削刃１１によって掘削された小径の掘削穴を拡大する大径の拡大掘削刃１７が設けられている。より詳細には、前記主掘削刃１１より僅か上方位置には、前記傾斜板９と同方向に傾斜したブレード板１９が水平に長く設けてあり、このブレード板１９の先端付近には複数の掘削歯２１が取付けてある。
【０００９】
前記左右の副回転軸７Ｌ、７Ｒの下端部の高さ位置には前記拡大掘削刃１７の高さ位置とほぼ等しい高さであって、この副回転軸７Ｌ，７Ｒの下端部には、前記傾斜板９とは傾斜方向が逆方向であるが同一構成の傾斜板９Ｌ，９Ｒが取付けてある。そして、上記傾斜板９Ｌ，９Ｒの下端縁には小径の副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒとして複数の掘削刃１３Ｌ，１３Ｒが取付けてある。さらに、副回転軸７Ｌ、７Ｒの下端面には前記邪魔板１５と同様の邪魔板１５Ｌ，１５Ｒが取付けてある。
【００１０】
そして、前記副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒより僅かに上方位置には、上記副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒによって掘削された小径の掘削穴を拡大するための拡大掘削刃１７Ｌ，１７Ｒとして前記傾斜板９Ｌ，９Ｒと同方向に傾斜したブレード板１９Ｌ，１９Ｒが、図に示されているように、ほぼ同一高さ位置において水平に長く設けてある。このブレード板１９Ｌ，１９Ｒは前記ブレード板１９同様に、前記副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒによって掘削された小径の掘削穴を拡大するように掘削するもので、前記ブレード板１９の円形状の移動軌跡と１部分が重なり合う関係であるが、互に干渉しないように上下方向に位置をずらして設けてある。
【００１１】
前記主回転軸５と左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒとの間隔を常に一定に保持するために、前記主回転軸５及び左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒの複数箇所の等しい高さ位置には上下にフランジ２３を離隔して備えた軸受部２５が形成してあり、主回転軸５及び左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒに形成した各軸受部２５は水平な離隔保持部材２７によってそれぞれ回転自在に支持されている。したがって、主回転軸５と左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒは常に一定の間隔に保持されているものである。
【００１２】
前記主掘削刃１１及び拡大掘削刃１７によって掘削された掘削土を撹拌するために、主回転軸５には、前記ブレード板１９と同方向に傾斜しかつ前記ブレード板１９とほぼ等しい長さの複数の撹拌翼２９が上下方向に適宜間隔にかつ水平に設けてある。同様に、左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒには、前記ブレード板１９Ｌ，１９Ｒと同方向に傾斜しかつほぼ等しい長さの複数の撹拌翼２９Ｌ，２９Ｒが上下方向に適宜間隔にかつ水平に設けてある。
【００１３】
なお、平面視的に見た場合、主回転軸５に設けた撹拌翼２９の回転軌跡と左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒに設けた撹拌翼２９Ｌ，２９Ｒの回転軌跡の一部分が重なり合うものの、互に干渉を生じないように上下方向に位置をずらして配置してある。
【００１４】
以上のごとき構成において、改良すべき軟弱地盤に対して掘削装置１を位置決めして主回転軸５を正回転し、左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒを送回転して次第に下降せしめると、まず主回転軸５の下端部に設けた小径の主掘削刃１１が先行して小径の穴が掘削される。
【００１５】
その後、主掘削刃１１によって掘削された小径の掘削穴が大径の拡大掘削刃１７によって拡大掘削されるのとほぼ同時に左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒの下端部に設けた小径の副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒによって小径の掘削穴の掘削が開始される。そして、その後に副回転軸７Ｌ，７Ｒに設けた大径の拡大掘削刃１７Ｌ，１７Ｒによって小径の掘削穴が拡大掘削されることになる。
【００１６】
その後、さらに掘削が進行すると、掘削土は主回転軸５に設けた複数の撹拌翼２９及び副回転軸７Ｌ，７Ｒに設けた複数の撹拌翼２９Ｌ，２９Ｒによって撹拌される。したがって、掘削土の撹拌時に、主回転軸５及び副回転軸７Ｌ，７Ｒの下端部に設けたスラリー吐出口から、従来と同様に例えば適宜セメント等の土質硬化材を吐出することにより掘削土と共に撹拌される。よって、撹拌終了後、掘削装置１を上昇せしめて放置することにより土盤の改良が行われることになる。
【００１７】
既に理解されるように、掘削時には主回転軸５の下端部に設けた小径の主掘削刃１１が先行して掘削を行い、遅れて左右の副回転軸７Ｌ，７Ｒの下端部に設けた小径の副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒが掘削するものであるから、前記主掘削刃１１と左右の副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒとの関係が三角形の位置的関係にあり、左右の副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒの負荷が等しくなるように作用し、垂直下方向への直進性が向上するものである。
【００１８】
そして、掘削作用時には、小径の主掘削刃１１及び左右の小径の副掘削刃１１Ｌ，１１Ｒによって先ず小径の穴を掘削した後に、後続の大径の拡大掘削刃１７，１７Ｌ，１７Ｒによって小径の掘削穴を拡大するように拡大掘削するものであるから、大径の掘削穴を掘削するにも拘らず小径の掘削刃１１，１１Ｌ，１１Ｒと大径の拡大掘削刃１７，１７Ｌ，１７Ｒとに掘削時の負荷を二分する態様となり、各掘削刃の負荷の軽減を図ることができ、掘削刃の長寿命化を図ることができるものである。
【００１９】
したがって、拡大掘削刃１７，１７Ｌ，１７Ｒの径をより大径とすることができ、従来よりもより大径の掘削穴を掘削することができるようになるものである。
【００２０】
また、大径の拡大掘削刃に対して小径の掘削刃が先行して小径の掘削穴を掘削するものであるから、最初から大径の掘削穴を掘削する場合に比較して直進性が向上するものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば垂直下方向へ掘削するときの直進性の向上を図ることができると共に、大径の掘削穴を掘削する場合であっても小径の掘削刃と大径の拡大掘削刃とに負荷を二分する態様となって負荷軽減を図ることができ、掘削刃の長寿命化を図ることができるものである。よって前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る地盤改良用掘削装置の全体的構成を示す作用説明図である。
【符号の説明】
１…地盤改良用掘削装置
５…主回転軸
７Ｌ、７Ｒ…副回転軸
１１，１１Ｌ，１１Ｒ…小径の切削刃
１７，１７Ｌ，１７Ｒ…拡大切削刃
２７…離隔保持部材
２９，２９Ｌ，２９Ｒ…撹拌翼
【図１】
0003665001.tif 000002