(57)【要約】【課題】掘削土の土塊の共回り現象を解消すると共に、排泥の発生を低減させる地盤改良装置及びそれを用いた地盤改良工法を提供する。【解決手段】攪拌翼３Ａ，３Ｂが先端付近に形成された外管８と、該外管８に内設されると共に、前記外管８の先端よりも突出した部分に掘削刃２が形成された内管７と、を有する二重管構造の攪拌ロッド１を備え、前記外管８と前記内管７とを互いに逆回転させる構成とした地盤改良装置であって、前記攪拌翼３Ａ，３Ｂがよりも基端側の位置の前記外管８に、前記攪拌翼３Ａ，３Ｂの回転径と略同径又は若干小さい回転径を有する、１ピッチ分の螺旋状羽根１２を形成する。【選択図】図２
2006037708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌翼が先端付近に形成された外管と、該外管に内設されると共に、前記外管の先端よりも突出した部分に掘削刃が形成された内管と、を有する二重管構造の攪拌ロッドを備え、
前記外管と前記内管とを互いに逆回転させる構成とした地盤改良装置であって、
前記攪拌翼よりも基端側の位置の前記外管に、前記攪拌翼の回転径と略同径又は若干小さい回転径を有する、１ピッチ分の螺旋状羽根を形成した、
ことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
前記掘削刃は、前記内管の最先端部に設けられた先端掘削刃と、この先端掘削刃よりやや基端側に離間して設けられるとともに前記先端掘削刃の回転径以上の回転径とされる攪拌兼用掘削刃とから構成され、
前記先端掘削刃と攪拌兼用掘削刃とがこれらを繋ぐ螺旋状の連続刃によって連続一体化されており、
前記攪拌翼は、前記外管の先端付近の外周に対称的に一対形成された第１の攪拌翼と、該第１の攪拌翼よりも基端側の外周に対称的に一対形成された第２の攪拌翼と、を備え、
前記第１の攪拌翼と前記第２の攪拌翼とは、平面的に略９０°のずれをもって配設され、
前記第１の攪拌翼には、その下方に延びると共に、前記攪拌兼用掘削刃と接触しない範囲で長い縦剪断用補助翼が設けられた、請求項１記載の地盤改良装置。
【請求項３】
前記螺旋状羽根のピッチ間隔は５００〜９００ｍｍであり、
前記攪拌ロッドの軸中心に対する、前記螺旋状羽根の傾斜角度が４．５〜１２°である、請求項１又は２記載の地盤改良装置。
【請求項４】
攪拌翼が先端付近に形成された外管と、該外管に内設されると共に、前記外管の先端よりも突出した部分に掘削刃が形成された内管と、を有する二重管構造の攪拌ロッドを備え、
前記外管と前記内管とを互いに逆回転させる構成とした地盤改良装置であって、
前記掘削刃は、前記内管の最先端部に設けられた先端掘削刃と、この先端掘削刃から延在し、前記攪拌翼の回転径と略同径又は若干大きい回転径を有する螺旋状羽根と、を備えた構成とされた、
ことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項５】
前記掘削刃の先端掘削刃は、内管を中心にして対称的に形成された一対の左側掘削刃と右側掘削刃とから構成され、これら左側掘削刃と右側掘削刃とからそれぞれ延在して二重螺旋状に螺旋状羽根が形成された、請求項４記載の地盤改良装置。
【請求項６】
二重螺旋状に形成される前記螺旋状羽根のうち、一方の螺旋部は半ピッチ分の羽根であり、他方の螺旋部は１ピッチ分の羽根である構成とされた、請求項４又は５記載の地盤改良装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の地盤改良装置を用いた地盤改良工法であって、
掘削の際には、前記螺旋状羽根を掘進方向に推進力を与えるように回転させ、
前記攪拌ロッドの引き上げの際には、前記螺旋状羽根を引き上げ方向に推進力を与えるように回転させる、
ことを特徴とする地盤改良工法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固化材等と土砂とを現位置で攪拌・混合することにより地盤中に固化改良体を造成する地盤改良工法に用いられる地盤改良装置に係り、詳しくはその攪拌ロッド構造に関し、さらにこの地盤改良装置を用いた地盤改良工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、軟弱地盤の改良、基礎、山留め、遮水壁の造成等の際に、アスコラム工法が用いられている。このアスコラム工法に用いられる一般的な攪拌ロッドの構造は、内管・外管の二重構造として、内管の先端には掘孔を行う掘削刃を設け、外管の外周には攪拌をメインとした攪拌羽根を設けている（例えば、特許文献１参照）。
そして、当該工法は、スラリー状のセメント系固化材を原位置に添加しながら、土と固化材を機械的に混合・撹拌し、所定の深度まで貫入したのち、ロッドを引き抜きつつ再度、撹拌を繰り返すと共に、これら内管と外管を互いに正逆回転させることにより掘削土の塊を強制的にせん断し、いわゆる土塊の「共回り現象」を解消して、固化材との均質な混合、撹拌を行い、高強度と高い均質性を有する改良体を形成するものである。
【特許文献１】特開平８−１９９５５６号公報（３，４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような攪拌ロッドでは攪拌効率が向上するものの、排泥発生量が多く、産業廃物の処理費用が嵩み、施工コストを押し上げていた。
【０００４】
例えば、従来型の攪拌ロッドを用いて地盤改良を行うと、一般的に、排泥発生量（％）は２０〜５０％程度である。なお、排泥発生量（％）は排出した排泥量を掘削対象土量で割ったものに１００を掛けることで求めることができる。
【０００５】
そこで、本発明の主たる課題は、掘削土の土塊の共回り現象を解消すると共に、排泥の発生を低減させる地盤改良装置及びそれを用いた地盤改良工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、攪拌翼が先端付近に形成された外管と、該外管に内設されると共に、前記外管の先端よりも突出した部分に掘削刃が形成された内管と、を有する二重管構造の攪拌ロッドを備え、前記外管と前記内管とを互いに逆回転させる構成とした地盤改良装置であって、前記攪拌翼よりも基端側の位置の前記外管に、前記攪拌翼の回転径と略同径又は若干小さい回転径を有する、１ピッチ分の螺旋状羽根を形成した、ことを特徴とする地盤改良装置である。
【０００７】
（作用効果）
掘削土は、内管と外管を互いに正逆回転させることにより強制的にせん断され、主に掘削刃が形成された内管先端と、攪拌翼が形成された外管の先端付近との区間において、固化材等と攪拌・混合され、高強度と高い均質性を有する改良体が形成される。
【０００８】
また、攪拌翼の回転径と略同径又は若干小さい回転径を有する１ピッチ分の螺旋状羽根を外管に形成する構成としたことにより、攪拌ロッドの引き上げの際に、この螺旋状羽根を引き上げ方向に推進力が働くように回転させれば、引上げ作業が容易化される。さらに、その推進力が攪拌ロッドの引き上げに伴う排泥の上昇を抑える反力として機能し、地上への排泥の発生を低減させることができる。その結果、産業廃棄物処理量を減らすことができ、施工コストを抑えることができる。
【０００９】
＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、前記掘削刃は、前記内管の最先端部に設けられた先端掘削刃と、この先端掘削刃よりやや基端側に離間して設けられるとともに前記先端掘削刃の回転径以上の回転径とされる攪拌兼用掘削刃とから構成され、前記先端掘削刃と攪拌兼用掘削刃とがこれらを繋ぐ螺旋状の連続刃によって連続一体化されており、前記攪拌翼は、前記外管の先端付近の外周に対称的に一対形成された第１の攪拌翼と、該第１の攪拌翼よりも基端側の外周に対称的に一対形成された第２の攪拌翼と、を備え、前記第１の攪拌翼と前記第２の攪拌翼とは、平面的に略９０°のずれをもって配設され、前記第１の攪拌翼には、その下方に延びると共に、前記攪拌兼用掘削刃と接触しない範囲で長い縦剪断用補助翼が設けられた、請求項１記載の地盤改良装置である。
【００１０】
（作用効果）
先端掘削刃と攪拌兼用掘削刃とを連続刃によって螺旋状に連続一体化させることによって、先端掘削刃により掘削された掘削土が効率良くかつ連続して上方に移送されるようになるため、後側の攪拌兼用掘削刃に過度の負荷力をかけることがなくなり、地盤を効率的に掘削できるようになる。また、攪拌兼用掘削刃の回転径を大きくした場合や硬い地盤を空掘りする場合でも高い掘削性能を確保することができる。また、第１及び第２の攪拌翼による水平方向の剪断に加え、第１の攪拌翼に設けられた縦せん断用攪拌翼により縦方向に掘削土を剪断するため、掘削土と固化材とを効果的に攪拌・混合することができるようになり、得られる改良体も強度的にばらつきのない良好な改良体とすることができる。
【００１１】
＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、前記螺旋状羽根のピッチ間隔は５００〜９００ｍｍであり、前記攪拌ロッドの軸中心に対する、前記螺旋状羽根の傾斜角度が４．５〜１２°である、請求項１又は２記載の地盤改良装置である。
【００１２】
（作用効果）
螺旋状羽根のピッチ間隔を５００〜９００ｍｍとし、攪拌ロッドの軸中心に対する、前記螺旋状羽根の傾斜角度を４．５〜１２°とすることにより、より効果的に排泥の発生を低減させることができる。
【００１３】
＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、攪拌翼が先端付近に形成された外管と、該外管に内設されると共に、前記外管の先端よりも突出した部分に掘削刃が形成された内管と、を有する二重管構造の攪拌ロッドを備え、前記外管と前記内管とを互いに逆回転させる構成とした地盤改良装置であって、前記掘削刃は、前記内管の最先端部に設けられた先端掘削刃と、この先端掘削刃から延在し、前記攪拌翼の回転径と略同径又は若干大きい回転径を有する螺旋状羽根と、を備えた構成とされた、ことを特徴とする地盤改良装置である。
【００１４】
（作用効果）
前記掘削刃は、前記内管の最先端部に設けられた先端掘削刃と、この先端掘削刃から延在し、前記攪拌翼の回転径と略同径又は若干大きい回転径を有する螺旋状羽根と、を備えた構成とすることにより、先端掘削刃により掘削された掘削土が螺旋状羽根によって効率良くかつ連続して上方に移送されるようになるため、地盤を効率的に掘削できるようになる。また、螺旋状羽根が攪拌翼の回転径と略同径又は若干大きい回転径を有していることにより、排泥の上昇を抑える蓋として機能し、さらに、攪拌ロッドの先端部分に取付けられているので、この螺旋状羽根による排泥の上昇の押さえ込みを妨げる力が作用しないため、より排泥の上昇を抑えることができる。
【００１５】
＜請求項５記載の発明＞
請求項５記載の発明は、前記掘削刃の先端掘削刃は、内管を中心にして対称的に形成された一対の左側掘削刃と右側掘削刃とから構成され、これら左側掘削刃と右側掘削刃とからそれぞれ延在して二重螺旋状に螺旋状羽根が形成された、請求項４記載の地盤改良装置である。
【００１６】
＜請求項６記載の発明＞
請求項６記載の発明は、二重螺旋状に形成される前記螺旋状羽根のうち、一方の螺旋部は半ピッチ分の羽根であり、他方の螺旋部は１ピッチ分の羽根である構成とされた、請求項４又は５記載の地盤改良装置である。
【００１７】
（作用効果）
掘削刃の先端掘削刃は、内管を中心にして対称的に形成された一対の左側掘削刃と右側掘削刃とから構成され、これら左側掘削刃と右側掘削刃とからそれぞれ延在して二重螺旋状に螺旋状羽根が形成されることにより、地盤を効率的に掘削できると共に、より排泥の上昇を抑えることができる。
また、重螺旋状に形成される前記螺旋状羽根のうち、一方の螺旋部は半ピッチ分の羽根であり、他方の螺旋部は１ピッチ分の羽根である構成とすることにより、全体としてピッチ数を少なくし、掘削土が団子状に凝集してしまうことを防止し、改良体の品質の悪化を防いでいる。
【００１８】
＜請求項７記載の発明＞
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の地盤改良装置を用いた地盤改良工法であって、掘削の際には、前記螺旋状羽根を掘進方向に推進力を与えるように回転させ、前記攪拌ロッドの引き上げの際には、前記螺旋状羽根を引き上げ方向に推進力を与えるように回転させる、ことを特徴とする地盤改良工法である。
【００１９】
（作用効果）
掘削の際には、螺旋状羽根を掘進方向に推進力を与えるように回転させると、掘削土を上方に掻き上げるので、掘進作業が容易化される。また、攪拌ロッドの引き上げの際に、この螺旋状羽根を引き上げ方向に推進力が働くように回転させれば、引上げ作業が容易化される。さらに、その推進力が攪拌ロッドの引き上げに伴う排泥の上昇を抑える反力として機能し、地上への排泥の発生を低減させることができる。その結果、産業廃棄物処理量を減らすことができ、施工コストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、掘削土の土塊の共回り現象を解消すると共に、排泥の発生を低減させることができる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
＜地盤改良装置＞
混合処理工法に使用される地盤改良装置は、図１に示されるように、ベースマシン２３に対して立設状態で固定されたリーダー２１上に、リーダー２１に沿って移動可能とされるパワースイベル２０が搭載され、このパワースイベル２０に対し減速機を介して攪拌ロッド１が連結されている。
【００２２】
前記攪拌ロッド１は、詳細には図２に示されるように、内管７と外管８とからなる二重管構造のロッド体であり、これら内管７と外管８とは前記減速機の変速機構により、例えば、一方が右回りに他方が左回りというように正逆方向にそれぞれ回転するようになっている。なお、後述するが、掘削時と引き上げ時とでは、図２及び図３に示すように、それぞれの回転方向を逆転させている。
【００２３】
前記攪拌ロッド１の先端部においては、前記内管７は外管８の先端よりも若干先方に突出して構成され、内管７の先端部に掘削刃２が設けられている。前記掘削刃２は、最先端部に固定された先端掘削刃４とこの先端掘削刃４の上方側に固定された攪拌兼用掘削刃５とから構成され、前記先端掘削刃４は内管７を中心にして対称的に設けられた一対の左側掘削刃４ａと右側掘削刃４ｂとからなり、これら両掘削刃４ａ、４ｂの下側には掘削ビット１０が複数設けられている。前記左・右側掘削刃４ａ、４ｂはそれぞれ所定角度だけ傾斜させて形成されており、掘削ビット１０、１０…の刃先が地盤に対し所定の角度で進入するように取り付けてある。この場合に、前記掘削刃４ａ、４ｂの傾斜角度としては、８０〜９５°にするのが望ましい。また、内管７の最先端部には、吐出口９が形成され、セメント系、石灰系の粉体または液体の固化材、ベントナイト泥水などの掘削液、根固め液又は杭周固定液等が吐出されるようになっている。
【００２４】
また、前記攪拌兼用掘削刃５も同様に、内管７を中心にして対称的に設けられた一対の左側攪拌兼用掘削刃５ａと右側攪拌兼用掘削刃５ｂとからなり、これらの攪拌兼用掘削刃５ａ、５ｂはそれぞれ前記左・右側掘削刃４ａ、４ｂの取付け位置に対し平面的に平行した位置に固定されている。また、攪拌兼用掘削刃５の下側には、掘削ビット１０が複数設けられており、これら左・右側攪拌兼用掘削刃５ａ、５ｂによる掘削径は、ほぼ後述の攪拌翼３Ａと同等とされている。また、攪拌兼用掘削刃５も前記先端掘削刃４の場合と同様に、それぞれ所定角度だけ傾斜させて形成されており、先端掘削ビット１０、１０…の刃先が地盤に対し所定の角度で進入するように取り付けてある。この場合に、前記攪拌兼用掘削刃５ａ、５ｂの傾斜角度としては、４０〜５０°にするのが望ましい。
【００２５】
また、前記先端掘削刃４と攪拌兼用掘削刃５とは、これらを繋ぐ連続刃６により螺旋状に連続化されている。前記連続刃６は、図２に示されるように、前記左側掘削刃４ａの上端辺と右側攪拌兼用掘削刃５ｂの下端辺とを螺旋状に連続させる連続刃６ａと、前記右側掘削刃４ｂの上端辺と左側攪拌兼用掘削刃５ａの下端辺とを螺旋状に連続させる連続刃６ｂとからなり、掘削刃４によって掘り起こされた土砂が前記連続刃６によって現位置に滞留することなく連続的に上方に移動され、さらに攪拌兼用掘削刃５により攪拌されるとともに、掘削刃４より外方に位置する部分については、前記攪拌兼用掘削刃５により最初に掘削が行われるようになっている。この場合、前記連続刃６の傾斜角度としては２０〜３０°とするのが望ましい。
【００２６】
他方、外管８の先端付近の外周には、図示の例では上下方向に２段配置により、それぞれ外管８の外周に、回転径が略同径の第１の攪拌翼３Ａ及び第２の攪拌翼３Ｂが形成されており、第１の攪拌翼３Ａよりも基端側の外周に第２の攪拌翼３Ｂが配設されている。そして、これら各攪拌翼３Ａ及び３Ｂは、外管８を中心にして対称的に設けられた一対の攪拌羽根３ａと攪拌羽根３ｂとからなっており、第１の攪拌翼３Ａと第２の攪拌翼３Ｂは、平面的に視て９０°づつずらして配置されている。また、これら攪拌羽根３ａ、３ｂはそれぞれ所定角度だけ傾斜させて形成されており、この傾斜角度としては２５〜４０°にするのが望ましい。これら攪拌翼は、本例では２段配置の例を示したが、１段配置であってもよいし、また３段以上配置されることでもよい。また、１段当りに形成される攪拌羽根の数もたとえば３翼、４翼とすることもできる。なお、第２の攪拌翼３Ｂの攪拌羽根３ａ、３ｂの攪拌ロッド半径方向の先端には、掘削ビット１０が上向きに設けられ、攪拌ロッド１の引き下げ時に掘進用として利用されるが、この掘削ビット１０を省略することもできる。
【００２７】
また、掘削土を縦方向にも剪断するべく、第１の攪拌翼３Ａに対し、その下方に複数の縦剪断用補助翼１１が垂設されている。この縦剪断用補助翼１１は、剪断面を大きく確保するように下側の攪拌兼用掘削刃５と接触しない範囲でなるだけ長くして形成するのが望ましい。通常、前記縦剪断用補助翼１１の長さとしては、少なくとも１０ｃｍ以上、好ましくは２０ｃｍ以上であることが望ましい。また、前記縦剪断用補助翼１１の回転方向側の端面１１ａを刃状に形成し剪断抵抗を小さくすることが望ましく、前記縦剪断用補助翼１１は、平面的に配向方向を接線方向として配置するのが望ましい。なお、本実施例においては、最下段の攪拌翼３Ａに対してのみ前記縦剪断用補助翼１１を設けたが、他の攪拌翼３Ｂに対しても設けることもできる。
【００２８】
本発明に係る地盤改良装置では、第２の攪拌翼３Ｂよりも基端側の外周に１ピッチ分の螺旋状羽根１２が配設されている。この螺旋状羽根１２は、第１の攪拌翼３Ａ及び第２の攪拌翼３Ｂの回転径と略同径又は若干小さい回転径であり、比較的大きな外径を有している。この大きさにより、泥水を押し付ける力を強力に発揮することができるので、攪拌ロッド１を推進させる補助力として機能すると共に、掘削土を掻き上げたり、排泥の上昇を押させることができる。すなわち、掘削の際には、図２に示すように、螺旋状羽根１２を掘進方向に推進力を与えるように回転させると、掘削土を上方に掻き上げるので、掘進作業が容易化される。また、攪拌ロッド１の引き上げの際に、図３に示すように、この螺旋状羽根１２を引き上げ方向に推進力が働くように回転させれば、引上げ作業が容易化されると共に、その推進力が攪拌ロッド１の引き上げに伴う排泥の上昇を抑える反力として機能する。また、螺旋状羽根１２は、第１の攪拌翼３Ａ及び第２の攪拌翼３Ｂの回転径と略同径又は若干小さい回転径であることにより、排泥の上昇を抑える蓋としても機能する。これら機能のため、結果として地上への排泥の発生を低減させることができる。
【００２９】
後述するように、螺旋状羽根１２のピッチ間隔を５００〜９００ｍｍとし、攪拌ロッド１の軸中心に対する、螺旋状羽根１２の傾斜角度を４．５〜１２°とすることにより、より効果的に排泥の発生を低減させることができる。
【００３０】
なお、螺旋状羽根１２を２ピッチ分以上形成してもよいが、製作コスト等の費用と効果のバランスの観点から、本実施の形態のように、螺旋状羽根１２を１ピッチ分のみ形成することが好ましい。
【００３１】
＜地盤改良工法＞
前述した地盤改良装置による改良手順について図５に基づいて説明すると、図５（Ａ）に示すように、攪拌ロッド１先端の掘削刃２を所定位置にセットした後、パワースイベル２０の駆動により攪拌ロッド１を貫入させ、図５（Ｂ）に示すように、改良部の開始位置まで空掘りする。なお、ここまでの貫入は先端の吐出口９からは固化材等は吐出させずに貫入を行う。
【００３２】
次に、図５（Ｃ）に示すように、改良開始位置からセメント系または石灰系の液体または粉体の固化材等を内管７の吐出口９から吐出させながら、先端の掘削刃２で地盤掘削を行うとともに、攪拌兼用掘削刃５、攪拌翼３Ａ及び３Ｂにより掘削土と固化材との攪拌・混合を行う。ここで、回転方向としては、図２に示すように、先端掘削刃４及び攪拌兼用掘削刃５を右回りとし、攪拌翼３Ａ及び第２の攪拌翼３Ｂと螺旋状羽根１２を左回りとする。この場合、攪拌ロッド１の下降速度としては、毎分０．３〜１．０ｍ程度とし、ゆっくりと貫入させるのがよい。この際に、螺旋状羽根１２の回転は掘進方向に推進させる補助力になると共に、掘削土を上方に掻き上げ、掘進作業を容易化している。
【００３３】
図５（Ｄ）に示すように、攪拌ロッド１が支持地盤に達したならば、内管７および外管８の回転方向として、先端掘削刃４及び攪拌兼用掘削刃５を左回りとし、かつ攪拌翼３Ａ及び第２の攪拌翼３Ｂと螺旋状羽根１２を右回りとする反転切換えした後、図５（Ｅ）に示すように、攪拌ロッド１を上方に引き上げる。引き上げる際にも、攪拌兼用掘削刃５と攪拌翼３により掘削土と固化材とを攪拌・混合しながらゆっくりと引き上げる。攪拌翼３および掘削刃２の回転数は、改良する土の土質条件によって違ってくるが、１ｍ当りの羽根切り回数が３００〜６００回になるように設定することが望ましい。ここで、前記羽根切り回数とは、攪拌翼３および掘削刃２の改良部１ｍ当りの回転数であり、攪拌翼３と掘削刃２の下降時および上昇時の回転数をすべて合計した数値をいう。
【００３４】
ここで、引き上げの際には、この螺旋状羽根１２の回転は引き上げ方向に推進させる補助力になると共に、その推進力が攪拌ロッド１の引き上げに伴う排泥の上昇を抑える反力として機能し、地上への排泥の発生を低減させている。
【００３５】
なお、上記地盤改良工法において、セメント系、石灰系の粉体または液体の固化材に代えて粉体または懸濁液状のベントナイトなどを吐出してもよい。
【００３６】
＜他の実施の形態＞
他の実施の形態として、攪拌ロッド１の一対の左側掘削刃４ａと右側掘削刃４ｂとからなる先端掘削刃４を大型化させ、さらにその基端側に螺旋状羽根を備えた、図６及び図７に示す、攪拌ロッド１００も考えることができる。この攪拌ロッド１００における内管７の先端部に設けられた掘削刃２００は、最先端部に固定された先端掘削刃４０と、この先端掘削刃４０から延在し、後述する攪拌翼３０Ａ〜３０Ｃの回転径と略同径又は若干大きい回転径を有する螺旋状羽根５０と、を備え、先端掘削刃４０は内管７を中心にして対称的に形成された一対の左側掘削刃４０ａと右側掘削刃４０ｂとからなり、これら両掘削刃４０ａ、４０ｂの下側には掘削ビット１０が複数設けられている。前記左・右側掘削刃４０ａ、４０ｂはそれぞれ所定角度だけ傾斜させて形成されており、掘削ビット１０、１０…の刃先が地盤に対し所定の角度で進入するように取り付けてある。この場合、前述した攪拌ロッド１と同様に、前記掘削刃４０ａ、４０ｂの傾斜角度としては、８０〜９５°にするのが望ましい。
【００３７】
螺旋状羽根５０は、左側掘削刃４０ａと右側掘削刃４０ｂとからそれぞれ延在して二重螺旋状に形成されると共に、第１の攪拌翼３０Ａ及び第２の攪拌翼３０Ｂの回転径と略同径又は若干大きい回転径であり、比較的大きな外径を有している。この大きさにより、泥水を押し付ける力を強力に発揮することができるので、攪拌ロッド１００を推進させる補助力として機能すると共に、掘削土を掻き上げたり、排泥の上昇を押さえることができる。すなわち、掘削の際には、図６に示すように、螺旋状羽根５０を掘進方向に推進力を与えるように回転させると、掘削土を上方に掻き上げ、掻き上げられた掘削土は後述する攪拌翼３０Ａ〜３０Ｃによってせん断され攪拌される。また、攪拌ロッド１００の引き上げの際に、図７に示すように、この螺旋状羽根５０を引き上げ方向に推進力が働くように回転させれば、引上げ作業が容易化されると共に、その推進力が攪拌ロッド１００の引き上げに伴う排泥の上昇を抑える反力として機能し、排泥の上昇を抑える蓋としても機能する。これら機能のため、結果として地上への排泥の発生を低減させることができる。  
【００３８】
この螺旋状羽根５０は、図２に示す攪拌ロッド１の螺旋状羽根１２よりも先端側に取付けられているため、より排泥の上昇を抑えることができる構成となっている。すなわち、攪拌翼（例えば、攪拌ロッド１の攪拌翼３Ａ，３Ｂ）は排泥を上方に押し上げる泥水流を形成するが、このような攪拌翼が螺旋状羽根５０よりも先端側に取付けられていないので、この螺旋状羽根５０による排泥の上昇の押さえ込みを妨げる力が作用しないため、より排泥の上昇を抑えることができるものである。
【００３９】
螺旋状羽根５０は二重螺旋状に形成されているが、左側掘削刃４０ａから延在する螺旋部５０ａは半ピッチ分の螺旋ピッチであり、右側掘削刃４０ｂから延在する螺旋部５０ｂは１ピッチ分の螺旋ピッチで形成されている。ここで、螺旋部５０ａが半ピッチ分の螺旋羽根状になっているのは、ピッチが多くなる（例えば、１ピッチ、２ピッチ等）と掘削土が団子状になってしまい、改良体の品質が悪くなるからである。なお、これに代えて、図示はしないが、左側掘削刃４０ａから延在する螺旋部５０ａを１ピッチ分の羽根とし、右側掘削刃４０ｂから延在する螺旋部５０ｂを半ピッチ分の羽根で形成してもよい。
【００４０】
また、攪拌ロッド１００における外管８の外周には、第２の攪拌翼３０Ｂより基端側に、第３の攪拌翼３０Ｃが形成されている。第３の攪拌翼３０Ｃを他の攪拌翼３０Ａ、３０Ｂよりも短くしているが、そうすることにより、軸心側の攪拌性能を向上させることができるとともに、攪拌ロッド１００の引上げ時の抵抗を低減することもできる。また、各攪拌翼３０Ａ〜３０Ｃは、平面的に視て９０°づつずらして配置されている。第３の攪拌翼３０Ｃの攪拌羽根３０ａ、３０ｂの攪拌ロッド半径方向の先端には、掘削ビット１０が上向きに設けられ、攪拌ロッド１００の引き下げ時に掘進用として利用されるが、この掘削ビット１０を省略することもできる。また、第３の攪拌翼３０Ｃについては、本発明においては必ずしも必要としない。
なお、この攪拌ロッド１００についての他の構成や工法については、攪拌ロッド１の場合と同じなので説明を省略する。
【００４１】
さらに他の実施の形態として、図示はしないが、攪拌ロッド１の螺旋状羽根１２を、外管８の外周の先端側で、かつ攪拌ロッド１の第１の攪拌翼３Ａよりも先端側に取付けてもよい。また、螺旋状羽根１２を攪拌ロッド１の第１の攪拌翼３Ａと第２の攪拌翼３Ｂとの間に取付けてもよい。
【実施例】
【００４２】
以下に、図２乃至図４に示す攪拌ロッド１の実施例として、本発明に係る地盤改良装置を用いた地盤改良において、螺旋状羽根１２の螺旋ピッチ間隔（ｍｍ）、螺旋状羽根の回転径（外径）（ｍｍ）、螺旋状羽根の傾斜角度（°）を変化させた場合の排泥発生量（％）の関係を表１に示す。なお、図４に螺旋状羽根の回転径（外径）（ｍｍ）と螺旋ピッチ間隔（ｍｍ）の関係を示しており、また排泥発生量（％）は、（排出した排泥量／掘削対象土量）×１００で算出される。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１では、排泥発生量が、螺旋ピッチ間隔（ｍｍ）、螺旋状羽根の回転径（外径）（ｍｍ）及び螺旋状羽根の傾斜角度（°）の関係によって変化することが示されている。ここから、螺旋状羽根の回転径（外径）（ｍｍ）を固定値とした場合には、螺旋ピッチ間隔（ｍｍ）を短くすると共に、螺旋状羽根の傾斜角度（°）を小さくしていけば、攪拌ロッドの引き抜きの際に、排泥の上昇を抑えることができ、結果として、排泥発生量（％）が減少することが判明した。この実施例から、螺旋状羽根１２のピッチ間隔を５００〜９００ｍｍとし、攪拌ロッド１の軸中心に対する、螺旋状羽根１２の傾斜角度を４．５〜１２°とすることにより、排泥発生量（％）を０〜１８％に抑えることができ、排泥発生量（％）が２０〜５０％程度である従来型の攪拌ロッドに比べて、顕著に排泥の発生を低減させることが分かった。
【００４５】
本発明に係る地盤改良装置及びその地盤改良工法は、大口径深層混合処理工法の杭造成工事に用いるのに好適であり、機械攪拌羽根をコストを掛けずに改良することによって、大幅に排泥発生量（％）を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】地盤改良装置の全体側面図である。
【図２】掘削の際の攪拌ロッドの先端部拡大図である。
【図３】引き上げの際の攪拌ロッドの先端部拡大図である。
【図４】螺旋状羽根の回転径（外径）（ｍｍ）と螺旋ピッチ間隔（ｍｍ）の関係を示す説明図である。
【図５】地盤改良工法の工程を説明するための概略図である。
【図６】掘削の際の他の攪拌ロッドの先端部拡大図である。
【図７】引き上げの際の他の攪拌ロッドの先端部拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…攪拌ロッド、２…掘削刃、３Ａ…第１の攪拌翼、３Ｂ…第２の攪拌翼、４…先端掘削刃、５…攪拌兼用掘削刃、６…連続刃、７…内管、８…外管、９…吐出口、１０…掘削ビット、１１…縦剪断用補助翼、１２…螺旋状羽根、２０…パワースイベル、２１…リーダー、２３…ベースマシン、３０Ａ…第１の攪拌翼、３０Ｂ…第２の攪拌翼、３０Ｃ…第３の攪拌翼、４０…先端掘削刃、４０ａ…左側掘削刃、４０ｂ…右側掘削刃、５０…螺旋状羽根、５０ａ，５０ｂ…螺旋部、１００…攪拌ロッド、２００…掘削刃。
【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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