(57)【要約】【課題】  直線状攪拌翼の回転外径外周方向での変位の抑制、および上下方向での攪拌の促進を、構成の複雑化等を伴うことなく実現可能とする。【解決手段】  左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）を中空の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏからなる二重管構造とし、この左右２軸の攪拌軸の外管間、およびその左右同一軸毎の内管、外管間をそれぞれ正逆反回転方向に同期回転可能とするとともに、この左右２軸の攪拌軸に、上下複数段の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）を、左右同一の高さレベルで、その回転外径を部分的にラップさせつつ、平面上でのその位相をずらして配する。そして、その上端部に土壌落下部１８ａを有する、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼１８を、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏ周りでその同一高さレベルにそれぞれ配設している。【選択図】          図１
2006193938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その直径方向での仮想延長線上に位置する一段一対の傾斜型直線状攪拌翼を上下複数段に有してなる左右２軸の攪拌軸を備え、この２軸の攪拌軸を、所定の噴出口からの地盤改良硬化材の噴出を伴いながら正逆反回転方向にそれぞれ回転させることにより、掘削により生じた軟弱土壌をその地盤改良硬化材と攪拌混合して地盤改良を行う２軸式深層混合処理装置において、
左右同一の高さレベルに配した上下複数各段の上記直線状攪拌翼を、その回転外径を部分的にラップさせつつ、平面上でのその位相をずらして配することにより、上記左右２軸の攪拌軸の正逆反回転方向での同期回転を確保可能とするとともに、
その上端部に土壌落下部を有する、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼を、左右２軸の上記攪拌軸周りでその同一高さレベルにそれぞれ配設したことを特徴とする２軸式深層混合処理装置。
【請求項２】
その直径方向での仮想延長線上に位置する一段一対の直線状攪拌翼を上下複数段に有してなる左右２軸の攪拌軸を備え、この２軸の攪拌軸を、所定の噴出口からの地盤改良硬化材の噴出を伴いながら正逆反回転方向にそれぞれ回転させることにより、掘削により生じた軟弱土壌をその地盤改良硬化材と攪拌混合して地盤改良を行う２軸式深層混合処理装置において、
左右２軸の上記攪拌軸を中空の内管、外管からなる二重管構造とし、この左右２軸の攪拌軸の外管間、およびその左右同一軸毎の内管、外管間をそれぞれ正逆反回転方向に同期回転可能とするとともに、その外管先端からの内管露出部に、上下複数段の上記直線状攪拌翼のうちの少なくとも最下段の直線状攪拌翼を設け、かつ残る上段の直線状攪拌翼を、その外管に配設し、
左右同一の高さレベルに配した上下複数各段の上記直線状攪拌翼を、その回転外径を部分的にラップさせつつ、平面上でのその位相をずらして配するとともに、その上端部に土壌落下部を有する、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼を、左右２軸の攪拌軸の上記外管周りでその同一高さレベルにそれぞれ配設したことを特徴とする２軸式深層混合処理装置。
【請求項３】
前記スパイラル状攪拌翼が、上下複数箇所に離反して設けられた請求項１または２記載の２軸式深層混合処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤の改良工法の一つである深層混合処理工法に用いられる装置、特に、攪拌翼を有した左右２軸の攪拌軸の回転によって地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合する２軸式深層混合処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤の改良工法の一つとして、たとえば、傾斜板としてなる直線状攪拌翼を有した攪拌軸を、その噴出口からの地盤改良硬化材の噴出を伴いながら回転させることにより、この地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合して地盤改良を行う深層混合処理工法が知られている。そして、たとえば特開２００２−１２１７３２号公報に開示のような、正逆反回転する左右２軸の攪拌軸によって地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合する、いわゆる２軸式深層混合処理装置が、この深層混合処理工法に用いられる装置の一つとして提供されている。
【０００３】
この種の２軸式深層混合処理装置における攪拌軸の構成例を図４に示す。図示のように、この左右の攪拌軸は、その先端（下端）に掘削用ビット１３０を持つ中空軸としてなり、その直径方向での仮想延長線上に位置する一段一対の傾斜型直線状攪拌翼１１２Ｌ−１〜４，１１２Ｒ−１〜４が、この攪拌軸の上下複数段にそれぞれ設けられている。そして、その攪拌軸１１４（Ｌ，Ｒ）の先端部に設けられた噴出口１２８から、攪拌軸の中空部内を通った地盤改良硬化材を噴出し、この噴出を伴いながら左右の攪拌軸を正逆反回転方向にそれぞれ回転させることにより地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合するものとして、この２軸式深層混合処理装置１１０は構成されている。
【０００４】
このような、正逆反回転する左右２軸の攪拌軸によって地盤改良硬化材を軟弱土壌と攪拌混合する構成によれば、単軸では起こりやすい、掘削された軟弱土壌が攪拌軸と一体的に回転する、いわゆる共回りを抑制することが可能となるため、その攪拌の確実性を平面上での広範囲において得ることが可能となる。
【０００５】
ところで、図４において示す一般的な直線形状の攪拌翼１１２Ｌ−１〜４，１１２Ｒ−１〜４の回転時においては、主にその回転外径外周方向に、それによる攪拌流が発生される。そして、この回転外径外周方向への攪拌流により、掘削された軟弱土壌が回転外径外周方向に押し出されるように流動されるため、この公知の構成においては、その周囲の地盤未改良部１２４に対するこの攪拌流の作用により、その周囲の変位量を増大させる虞がある。
【０００６】
また、公知の構成においては、攪拌翼の回転外径外周方向に攪拌力が分散される傾向にあるため、その上下方向での攪拌量が低下しやすい。そこで、通常は攪拌軸を上下動させること等によって、その上下方向での攪拌を行っているが、掘削、攪拌の推進に加えてこの攪拌軸の上下動を行うことは、その作業工程の複雑化を伴う虞があるため、その作業性の低下が伴われやすい。
【特許文献１】特開２００２−１２１７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、直線状攪拌翼のみでの攪拌であると、その回転外径外周方向への軟弱土壌の押し出しにより、その周囲の変位量を増大させる虞があるという点、およびその上下方向での攪拌が十分に行えないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る本発明の２軸式深層混合処理装置は、左右同一の高さレベルに配した上下複数各段の直線状攪拌翼を、その回転外径を部分的にラップさせつつ、平面上でのその位相をずらして配することにより、左右２軸の攪拌軸の正逆反回転方向での同期回転を確保可能とするとともに、その上端部に土壌落下部を有する、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼を、左右２軸の攪拌軸周りでその同一高さレベルにそれぞれ配設したことを、その最も主要な特長としている。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明の２軸式深層混合処理装置は、左右２軸の攪拌軸を中空の内管、外管からなる二重管構造とし、この左右２軸の攪拌軸の外管間、およびその左右同一軸毎の内管、外管間をそれぞれ正逆反回転方向に同期回転可能とするとともに、その外管先端からの内管露出部に、上下複数段の直線状攪拌翼のうちの少なくとも最下段の直線状攪拌翼を設け、かつ残る上段の直線状攪拌翼を、その外管に配設し、左右同一の高さレベルに配した上下複数各段の直線状攪拌翼を、その回転外径を部分的にラップさせつつ、平面上でのその位相をずらして配するとともに、その上端部に土壌落下部を有する、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼を、左右２軸の攪拌軸の外管周りでその同一高さレベルにそれぞれ配設したことを、その最も主要な特長としている。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３は、上記請求項１または請求項２の構成において、スパイラル状攪拌翼を、上下複数箇所に離反して設けたことを、その最も主要な特長としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および請求項２に係る本発明の２軸式深層混合処理装置によれば、同一高さレベルでの均一な掘削進行が容易に確保可能となるとともに、左右の攪拌翼の段差による未改良部の発生が防止でき、さらには同一断面上での均一な攪拌が容易に可能になることから、未改良部形成の防止や掘削速度の遅延防止等が確実にはかられるとともに、同一断面上での均一な攪拌が確保できることから、その攪拌効率も確実に向上されるという利点が得られる。
【００１２】
そして、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼の、正逆反回転方向への同期回転により、相反する方向への流動による軟弱土壌の対流がその回転によって生じることから、その上下方向での攪拌が、左右２軸の攪拌軸の上下動を行うことなく容易に確保可能となる。つまり、その上下方向での軟弱土壌の攪拌が、左右２軸の攪拌軸の回転による掘削の推進動作のみによって同時に行われることから、この請求項１および請求項２によれば、その作業工程の複雑化が確実に防止されてその作業性が向上されるという利点がある。
【００１３】
さらに、スパイラル状攪拌翼の回転のもとで、このような上下方向での対流を生じさせることにより、直線状攪拌翼によるその回転外径外周方向への攪拌流の流動が抑制されることから、このスパイラル状攪拌翼を直線状攪拌翼に組み合わせることによって、その回転外径外周の地盤未改良部の変位を抑制することが十分に可能となる。従って、この請求項１および請求項２によれば、上下方向での攪拌の促進に加えた回転外径外周方向での変位の抑制が、その構成の複雑化等を伴うことなく容易に確保可能になるという利点が得られる。
【００１４】
そして、請求項２に係る本発明の２軸式深層混合処理装置によれば、左右の攪拌軸をそれぞれ二重管構造とし、その内管、外管をそれぞれ正逆反回転方向に同期回転させる構成としているため、掘削された軟弱土壌が攪拌軸と一体的に回転する、いわゆる共回りが一層確実に抑制でき、よってその効果をより高めることが十分に可能となる利点が得られる。
【００１５】
さらに、請求項３によれば、スパイラル状攪拌翼を、上下複数箇所に離反して設けており、積載された軟弱土壌の搬送、落下が短い範囲で繰り返し得られるため、その上下方向での攪拌効率が確実に向上されるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
その回転外径外周方向での変位の抑制、および上下方向での攪拌の促進を、構成の複雑化等を伴うことなく実現可能とした。
【実施例】
【００１７】
図１は、この発明に係る２軸式深層混合処理装置１０の一部破断の概略部分正面図であり、図示のように、この２軸式深層混合処理装置においては、その直径方向での仮想延長線上に位置する一対の攪拌翼１２ａ，１２ｂからなる直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）を上下複数段に有するものとして、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）が形成されている。
【００１８】
この左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）は、たとえば、中空の内管（ｉ）、外管（ｏ）からなる二重管構造として具体化されている。そして、この実施例においては、その内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉの先端に、掘削用ビット１５がそれぞれ設けられるとともに、その外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏからの内管露出部に、上下複数段の一段一対の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）のうちの、たとえば最下段の直線状攪拌翼１２Ｌ−１，１２Ｒ−１がそれぞれ設けられている。
【００１９】
また、上下複数段の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）のうちの残る直線状攪拌翼、たとえば直線状攪拌翼を全３段とした場合の２段目の攪拌翼１２Ｌ−２，１２Ｒ−２、および３段目の攪拌翼１２Ｌ−３，１２Ｒ−３は、図１に示すように、左右の攪拌軸の外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏの所定間隔離反した位置にそれぞれ設けられている。
【００２０】
なお、この実施例においては、攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の直径方向に延びた傾斜板を、左右の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）として具体化し、その隣接する上下の直線状攪拌翼の、その平面上での位相は、図示のようにほぼ９０°ずれたものとして設定されている。
【００２１】
図１に矢印で示すように、この実施例における左右の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏは、攪拌軸毎に正逆反回転方向に回転されるものとなっている。そして、この発明に用いられる２軸式深層混合処理装置１０は、左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）を正逆反回転方向に同期回転させるものであるから、この実施例においては、左の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉと右の攪拌軸の外管１４Ｒ−ｏとが同一方向に同期回転し、また、左の攪拌軸の外管１４Ｒ−ｏと右の攪拌軸の内管１４Ｒ−ｉとが、これらとは正逆反回転の同一方向に同期回転するものとして具体化されている。
【００２２】
なお、この左右の攪拌軸の内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏは、全て同期回転するものとして構成されるが、その機構部自体はこの発明の趣旨でないため、この同期回転に対する詳細な説明は、ここでは省略するものとする。
【００２３】
このように、この発明においては、左右の攪拌軸の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）を、平面方向での位相をずらすことでその段毎に同一高さレベルで配し、その左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）を同期回転させることによって地盤改良を行うものとしている。この構成によれば、同一高さレベルでの均一な掘削進行が容易に確保可能となるとともに、左右の攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）の段差による未改良部（図３のａ部参照）の発生が防止でき、さらには同一断面上での均一な攪拌が容易に可能になることから、この発明の構成であれば、未改良部形成の防止や掘削速度の遅延防止等が確実にはかられるとともに、同一断面上での均一な攪拌が確保できることから、その攪拌効率も確実に向上される。
【００２４】
また、この実施例のような、左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）をそれぞれ二重管構造とし、その内管１４Ｌ−ｉ，１４Ｒ−ｉ、外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏをそれぞれ正逆反回転方向に同期回転させる構成であれば、掘削された軟弱土壌が攪拌軸と一体的に回転する、いわゆる共回りが一層確実に抑制できるため、その効果をより高めることが十分に可能となる。
【００２５】
ここで、図１を見るとわかるように、この発明においては、その上端部に土壌落下部１８ａを有する、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼１８が、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の、たとえばその外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏ周りにそれぞれ配設されている。
【００２６】
このスパイラル状攪拌翼１８は、たとえば複数段に上下方向で分離して設けられ、図示のように、この実施例においては、上下２段（１８−１，１８−２）に分離形成されている。
【００２７】
左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の回転のもとでこのスパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）を回転させれば、軟弱土壌の上下動が生じる。そして、同一方向に捩れたスパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）を、正逆反回転方向に同期回転する左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の外管１４Ｌ−ｏ，１４Ｒ−ｏ周りに配しているため、一方では上昇流が、また他方では下降流が、このスパイラル状攪拌翼によって発生される。つまり、この相反する方向への流動によって軟弱土壌の対流が生じることから、その上下方向での攪拌が、左右の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の上下動を行うことなく容易に確保可能となる。
【００２８】
従って、この発明によれば、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の回転による掘削の推進動作のみによってその上下方向での軟弱土壌の攪拌が同時に行われることから、その作業工程の複雑化が確実に防止され、よってその作業性が向上される。
【００２９】
また、スパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）の回転のもとで、このような上下方向での対流を生じさせることにより、直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）によるその回転外径外周方向への攪拌流の流動が抑制されることから、このスパイラル状攪拌翼を直線状攪拌翼に組み合わせることによって、その回転外径外周の地盤未改良部２４の変位を抑制することが十分に可能となる。
【００３０】
従って、この発明によれば、上下方向での攪拌の促進に加えた回転外径外周方向での変位の抑制が、その構成の複雑化等を伴うことなく容易に確保可能となる。
【００３１】
ここで、図１に示すように、この発明においては、スパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）に土壌落下部１８ａを設けている。この土壌落下部１８ａとしては図示のような丸孔が例示でき、この土壌落下部は、スパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）の上部に形成されている。
【００３２】
このような土壌落下部１８ａをスパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）の上部に設けることにより、このスパイラル状攪拌翼に積載された軟弱土壌をその上部から下部に落下させることが可能となる。つまり、これによれば、攪拌流を上下方向に生じさせるだけでなく、スパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）によって上方に搬送された軟弱土壌をその下方に確実に落下させるため、この点においても、軟弱土壌の上下攪拌が容易に確保可能となる。
【００３３】
なお、この実施例においては、土壌落下部１８ａをスパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）の上部に設けた丸孔として具体化しているが、スパイラル状攪拌翼に積載された軟弱土壌をその下方に落下させれば足りるため、その形状はこの限りでなく、また、このような孔形状のものを省略し、スパイラル状攪拌翼の上部の端末自体を、その土壌落下部として規定してもよい。
【００３４】
また、この実施例おいては、スパイラル状攪拌翼１８を全２段として例示しているが、その段数はこの限りではなく、たとえば上下方向での単数として、このスパイラル状攪拌翼の数を設定してもよい。しかしながら、比較的短いスパイラル状攪拌翼１８を複数段に設ければ、積載された軟弱土壌の搬送、落下が短い範囲で繰り返し得られるため、その上下方向での攪拌効率が確実に向上される。
【００３５】
そして、このスパイラル状攪拌翼１８を上下複数段とする場合においては、このスパイラル状攪拌翼が上下方向で分離形成されていれば足りるため、その段数は実施例のような２段に限定されない。
【００３６】
ところで、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）を離間保持する間隔保持部材を、参照符号２０として図１に示す。そして、この図１を見るとわかるように、この実施例においては、この間隔保持部材２０の上方、かつ上下複数段の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）の全てに対する上部位置に、スパイラル状攪拌翼１８（１８−１，１８−２）の全てを配するものとして具体化しているが、これに限定されず、たとえば、図２に示すように、下方から２段目の直線状攪拌翼１２Ｌ−２，１２Ｒ−２と間隔保持部材２０との間に１段目のスパイラル状攪拌翼１８−１を配し、直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）の全てに対する上部位置に２段目、３段目のスパイラル状攪拌翼１８−２、１８−３を離間形成する構成としてもよい。
【００３７】
このような構成であれば、上下複数段の直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）の間においてもスパイラル状攪拌翼１８（１８−１）による軟弱地盤の上下攪拌が得られるため、その対流による変位の抑制が一層効果的にはかられる。
【００３８】
また、この図２においては、下方から２段目の直線状攪拌翼１２Ｌ−２，１２Ｒ−２と間隔保持部材２０との間に配された１段目のスパイラル状攪拌翼１８−１を、他の上段のスパイラル状攪拌翼１８−２、１８−３と平面外径のほぼ同一なものとして具体化している。しかし、これに限定されず、たとえば、図３に示すように、１段目のスパイラル状攪拌翼１８−１の平面外径を、他の上段のスパイラル状攪拌翼１８−２、１８−３の平面外径より大きく、たとえば直線状攪拌翼１２（Ｌ，Ｒ）の回転外径とほぼ同一の平面外径を持つものとして形成してもよい。
【００３９】
このような構成によれば、左右のスパイラル状攪拌翼１８（１８−１）による対流が比較的大きく得られるため、その対流による変位の抑制が一層効果的にはかられる。そして、この大径のスパイラル状攪拌翼１８（１８−１）による軟弱地盤の搬送、落下が大容量において得られるため、その上下方向での攪拌の確実性も一層向上される。
【００４０】
なお、上述のこの実施例においては、左右２軸の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）として、中空の内管（ｉ）、外管（ｏ）からなる二重管構造を例示しているが、これに限定されず、たとえば単管構造のものを、この攪拌軸として利用してもよい。この場合、最下段の直線状攪拌翼１２Ｌ−１，１２Ｒ−１および先端の掘削用ビット１５がこの単管の攪拌軸１４（Ｌ，Ｒ）の先端部にそれぞれ設けられることはいうまでもない。
【００４１】
上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の２軸式深層混合処理装置における、左右の攪拌軸の一部破断の概略部分正面図である。
【図２】この発明の変形例を示す、２軸式深層混合処理装置における、左右の攪拌軸の一部破断の概略部分正面図である。
【図３】この発明の別の変形例を示す、２軸式深層混合処理装置における、左右の攪拌軸の一部破断の概略部分正面図である。
【図４】従来例を示す、攪拌軸の概略部分正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ２軸式深層混合処理装置
１２（Ｌ，Ｒ）  攪拌翼
１４（Ｌ，Ｒ）  直線状攪拌軸
１８  スパイラル状攪拌翼
【図１】
2006193938.tif 000003
【図２】
2006193938.tif 000004
【図３】
2006193938.tif 000005
【図４】
2006193938.tif 000006