(57)【要約】【課題】掘削及び攪拌、混合性能を向上させることができ、且つ、掘削突起からの反力による不具合を確実に防止することができる地盤改良装置を提供する。【解決手段】多数の掘削突起が突設された無限端移動体としてのチェーン３９を無限軌道に沿って移動させる無限軌跡循環機構３３，３４を備えた地盤改良装置３０において、チェーン３９を自走方向のほぼ直交方向に一対並設し、この一対のチェーン３９，３９を各油圧モータ３５により同じ方向及び異なる方向に移動自在にした。【選択図】　　　図３
2004076450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の掘削突起が突設された無限端移動体を無限軌道に沿って移動させる無限軌跡循環機構を備えた地盤改良装置において、
前記無限軌跡循環機構の無限端移動体を自走方向のほぼ直交方向に一対並設し、この一対の無限端移動体を各駆動源により同じ方向及び異なる方向に移動自在にしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
請求項１記載の地盤改良装置であって、
前記一対の無限端移動体はチェーンであることを特徴とする地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤を均一な品質の固化地盤等に改良する地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿地帯、干潟、浚渫埋め立て地等の軟弱地盤の地盤改良工法として、軟弱地盤を攪拌しつつ固化材や浄化剤等の地盤改良材を軟弱地盤に混合することにより軟弱地盤を硬い地盤に改良する地盤改良工法がある。この地盤改良工法に使用される従来の地盤改良装置を図６及び図７に示す。
【０００３】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、この地盤改良装置１は、地面２より上方に配置される装置本体３を有し、この装置本体３は図示しない自走機構により図６（ａ）に示す矢印Ａの走行方向に移動自在とされている。また、装置本体３には下方に向かってカッタポスト４が垂設され、このカッタポスト４に無限軌跡循環機構５が設けられている。
【０００４】
無限軌跡循環機構５は、カッタポスト４の上方位置に配置された油圧モータ６と、この油圧モータ６の駆動力により回転し、カッタポスト４の上方位置に支持された駆動スプロケット７と、この駆動スプロケット７の近傍で、カッタポスト４に回転自在に支持された従動スプロケット８と、カッタポスト４の下方位置で回転自在に支持されたアイドラー９と、これら駆動スプロケット７と従動スプロケット８及びアイドラー９間に掛け渡され、外方に図示しない多数の掘削ビット１０ａが突設されたチェーン１０とから構成されている。このチェーン１０の移動方向は、無限軌跡循環機構５の走行方向Ａの前方側からみた場合、図６に示す矢印Ｂの方向になっている。
【０００５】
また、カッタポスト４の上下の適所には、固化材や浄化剤等の地盤改良材を吐出する地盤改良材吐出口１１が設けられている。
【０００６】
上記構成において、油圧モータ６が駆動すると、チェーン１０が上下方向に循環移動し、チェーン１０に突設された多数の掘削ビット１０ａが地盤２Ａを掘削及び攪拌、混合する。具体的には、図６（ａ）に示すように、掘削ビット１０ａは地盤改良装置１の走行方向Ａの前面側では上方から下方に移動し、走行方向Ａの後面側では下方から上方に移動して地盤２Ａを掘削及び攪拌、混合する。
【０００７】
また、地盤改良材吐出口１１からは図示しない地盤改良材が吐出され、この地盤改良材が地盤２Ａと共に攪拌されることにより地盤２Ａに混合される。このような地盤２Ａの攪拌と地盤改良材の地盤２Ａへの混合を行いつつ地盤改良装置１が図示しない自走機構により図６（ａ）の矢印Ａ方向に徐々に移動する。地盤改良装置１が通過した地盤２Ａは地盤改良材により硬い地盤に改良されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記地盤改良装置１の無限軌跡循環機構５のチェーン１０は一方向（Ｂ方向）に循環移動し、多数の掘削ビット１０ａが同じ方向からのみ地盤２Ａを掘削及び攪拌、混合するため、掘削及び攪拌、混合性能が悪いという問題があった。特に、Ｌ字形のコーナ部を地盤改良する場合には、該コーナ部においてチェーン１０（カッタポスト４）を地上に引き抜かなければならず、連続して施工することができなかった。
【０００９】
さらに、チェーン１０に突設された掘削ビット１０ａは、地盤２Ａを攪拌する際に該地盤２Ａからの反力を受けながら循環移動する。この反力は、地盤改良装置１の走行方向Ａの前面側を上下移動する掘削ビット１０ａに対して強く、走行方向Ａの後面側を上下移動する掘削ビット１０ａに対して弱く働くことになる。前面側を移動する掘削ビット１０ａは、未だ掘削及び攪拌されていない地盤２Ａを掘削及び攪拌し、後面側を移動する掘削ビット１０ａはある程度攪拌された地盤２Ａを攪拌するためである。従って、地盤改良装置１には掘削ビット１０ａが地盤２Ａから受ける反力によって上方の外力（図６（ａ）の矢印Ｅ方向）が作用することになり、地盤改良装置１が所定の自走速度で走行できず、均一な動きができない、掘削及び攪拌ムラが発生する等の問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、掘削及び攪拌、混合性能を向上させることができ、且つ、掘削突起からの反力による不具合を確実に防止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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、多数の掘削突起が突設された無限端移動体を無限軌道に沿って移動させる無限軌跡循環機構を備えた地盤改良装置において、前記無限軌跡循環機構の無限端移動体を自走方向のほぼ直交方向に一対並設し、この一対の無限端移動体を各駆動源により同じ方向及び異なる方向に移動自在にしたことを特徴とする。
【００１２】
この地盤改良装置では、一対の無限端移動体を正逆方向に移動させた場合に、正転方向の無限端移動体に設けられた掘削突起と逆転方向の無限端移動体に設けられた掘削突起とが互いに逆方向から地盤を掘削及び攪拌、混合することから地盤が十分に攪拌、混合され、また、正転方向の無限端移動体に設けられた掘削突起と逆転方向の無限端移動体に設けられた掘削突起とが地盤から逆方向の反力を受けることになり、トータルとして地盤改良装置に作用する外力が十分に低減されたものになる。特に、一対の無限端移動体が正逆方向に移動することで、例えばＬ字形のコーナ部等の同位置で施工方向が簡単に変えられ、一対の無限端移動体を引き抜くことなく連続施工が可能となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の地盤改良装置であって、前記一対の無限端移動体はチェーンであることを特徴とする。
【００１４】
この地盤改良装置では、請求項１の発明の作用に加え、伝達された回転によりチェーンがスリップすることなく移動する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態の地盤固化施工機を示す正面図、図２は同地盤固化施工機の側面図、図３（ａ）は同地盤固化施工機に用いられる地盤改良装置の側面図、図３（ｂ）は同地盤改良装置の正面図、図４は同地盤改良装置に用いられる無限軌跡循環機構の上方部分の拡大側面図、図５（ａ）は同無限軌跡循環機構のチェーンの回転方向が反時計方向の場合における地盤改良材吐出口の使用箇所を示す説明図、図５（ｂ）は同チェーンの回転方向が反時計方向の場合における地盤改良材吐出口の使用箇所を示す説明図である。
【００１７】
図１，図２に示すように、地盤固化施工機２０はその施工機本体２１の下方に左右一対のキャタピラ駆動部２２，２２が設けられ、この各キャタピラ駆動部２２の駆動によって図２に示すＡ１方向及びＡ２方向に自走できるようになっている。また、施工機本体２１の一方の側方には上下方向に延びる垂直ガイドレール２３が設けられ、この垂直ガイドレール２３に水平方向に延びる水平ガイドレール２４がスライド自在に設けられている。この水平ガイドレール２４に地盤改良装置３０がスライド自在に装着されている。
【００１８】
地盤改良装置３０は、図示しない垂直移動用油圧モータによって水平ガイドレール２４と共に上下移動され、この上下移動によって地盤改良装置３０の地中深度等が調整できるようになっている。地盤改良装置３０は、図示しない水平移動用油圧モータによって水平ガイドレール２４にガイドされつつ水平方向のＡ１方向及びＡ２方向に水平移動され、この水平移動によって地盤改良装置３０が自走するようになっている。つまり、地盤改良装置３０は、キャタピラ駆動部２２の駆動と水平移動用油圧モータの駆動とによってそれぞれ自走できるようになっている。
【００１９】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、地盤改良装置３０は、地面２より上方に配置される装置本体３１を有し、この装置本体３１には下方に向かってカッタポスト３２が垂設されている。このカッタポスト２８には一対の無限軌道循環機構３３，３４が設けられ、この一対の無限軌跡循環機構３３，３４は自走方向のほぼ直交方向に並行に配置されている。
【００２０】
図３（ａ），（ｂ）及び図４に示すように、各無限軌道機構３３，３４は、カッタポスト３２の上方位置に配置された油圧モータ（駆動源）３５と、この各油圧モータ３５の駆動力により同じ方向及び正逆の異なる方向に回転し、カッタポスト３２の上方位置に支持された駆動スプロケット３６と、この各駆動スプロケット３６の近傍で、カッタポスト３２に回転自在に支持された２つの従動スプロケット３７，３７と、カッタポスト３２の下方位置で回転自在に支持されたアイドラー３８と、これら各駆動スプロケット３６と２つの従動スプロケット３７，３７及びアイドラー３８間に掛け渡され、外方に多数の掘削ビット（掘削突起）３９ａや図示しない攪拌羽根等がそれぞれ突設された無限端移動体としてのチェーン３９とから構成されている。
【００２１】
一対の無限軌跡循環機構３３，３４は、各油圧モータ３５により各チェーン３９の移動方向が共に同じ正転方向Ｂ１になるように駆動が制御されると共に、各チェーン３９の移動方向が異なる回転方向（正転，逆転方向Ｂ１，Ｂ２）になるように駆動が制御されるようになっている。尚、正転方向及びその反対の逆転方向は相対的な概念であり、本実施形態では、地盤改良装置３０の正面側から回転を見た場合に、上方から下方に移動する方向を正転方向、下方から上方に移動する方向を逆転方向とする。
【００２２】
また、図３（ａ）に示すように、カッタポスト３２の上下の各２箇所には固化材や浄化剤等の地盤改良材を吐出する地盤改良材吐出口４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄがそれぞれ設けられており、この各地盤改良材吐出口４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄより地盤改良材を選択的に吐出できるようになっている。４箇所の地盤改良材吐出口４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、地面２に対して浅い下方位置の前面側と後面側の２箇所と、地面２より十分に深い下方位置の前面側と後面側の２箇所であり、使用する２箇所の地盤改良材吐出口４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、各チェーン３９の回転方向に基づいて設定する。即ち、チェーン９の回転方向が反時計方向の場合には、図５（ａ）に示すように、地盤改良材吐出口４０ａと地盤改良材吐出口４０ｄを使用し、チェーン３９の回転方向が時計方向の場合には、図５（ｂ）に示すように、地盤改良材吐出口４０ｂと地盤改良材吐出口４０ｃを使用するようになっている。
【００２３】
上記構成において、地盤改良すべき地面２上に地盤固化施工機２０を配置し、その地盤２Ａ内に地盤連続攪拌装置３０を埋め込む。この状態で一対の無限軌跡循環機構３３，３４の各油圧モータ３５を駆動すると、一対のチェーン３９，３９が同じ方向にそれぞれ循環移動し、一対のチェーン３９，３９より突設された多数の掘削ビット３９ａが地盤２Ａを掘削及び攪拌、混合する。具体的には、図３（ｂ）に示すように、一対のチェーン３９，３９に設けられた各掘削ビット３９ａは、地盤改良装置３０の走行方向Ａ１の前面側では上方から下方の同じ方向に移動し、走行方向Ａ１の後面側では下方から上方の同じ方向に移動して地盤２Ａを掘削及び攪拌、混合する。
【００２４】
また、地盤改良材吐出口４０ａ，４０ｄからは地盤改良材が吐出され、この地盤改良材が地盤２Ａと共に攪拌されることにより地盤２Ａに混合される。このような地盤２Ａの掘削及び攪拌と地盤改良材の地盤２Ａへの混合を行いつつ、地盤改良装置３０が水平移動用油圧モータの駆動により図２及び図３（ａ）の矢印Ａ１方向に徐々に移動する。地盤改良装置３０が水平ガイドレール２４の前端まで移動すると、水平移動用油圧モータの油圧を開放状態として一対のキャタピラ駆動部２２，２２が駆動し、これにより施工機本体２１側が図２及び図３（ａ）の矢印Ａ１方向に移動する。その際、地盤改良装置３０は地盤２Ａからの抵抗により前進できないため、水平ガイドレール２４との相対的移動により水平ガイドレール２４の後端まで変移する。この水平移動用油圧モータによる移動と一対のキャタピラ駆動部２２，２２による移動とを交互に繰り返しながら地盤改良装置３０が前進する。そして、地中攪拌装置３０が通過した地盤２Ａは、地盤改良材により硬い地盤に改良される。
【００２５】
また、一対のチェーン３９，３９うちの一方のチェーン３９を正転方向に移動させると共に、他方のチェーン３９を逆転方向に移動させ、互いに隣り合うチェーン３９同士を異なる回転方向に移動させることにより、正転方向の一方のチェーン３９に設けられた掘削ビット３９ａと逆転方向の他方のチェーン３７ｂに設けられた掘削ビット３９ａとが互いに逆方向から地盤２Ａを攪拌することから掘削された地盤２Ａを十分に攪拌・混合することができる。これにより、掘削及び攪拌、混合性能を向上させることができる。さらに、正転方向の一方のチェーン３９に設けられた掘削ビット３９ａと逆転方向の他方のチェーン３９に設けられた掘削ビット３９ａとが地盤２Ａから互いに逆方向の反力を受けるため、トータルとして地盤改良装置３０に作用する外力を十分に低減させることができる。これにより、掘削ビット３９ａからの反力による不具合を確実に防止することができる。
【００２６】
このように、一対のチェーン３９，３９を各油圧モータ３５により同じ方向及び異なる方向にそれぞれ移動自在にしたことにより、一対のチェーン３９，３９を共に正転方向、或いは、逆転方向にそれぞれ移動させた場合には、地盤改良装置３０の直進性を保ちながら軟弱地盤の地盤改良を簡単かつ確実に行うことができる。また、一対のチェーン３９，３９を正逆方向にそれぞれ移動させた場合には、正転方向の一方のチェーン３９に設けられた掘削ビット３９ａと逆転方向の他方のチェーン３９に設けられた掘削ビット３９ａとが互いに逆方向から地盤２Ａを掘削及び攪拌、混合することができ、地盤２Ａを十分に攪拌、混合することができる。さらに、一対のチェーン３９，３９を正逆方向にそれぞれ移動させることにより、例えばＬ字形のコーナ部等の同位置で施工方向を簡単に変えることができ、一対のチェーン３９，３９を引き抜くことなく連続施工を行うことができる。
【００２７】
さらに、無限端移動体としてチェーン３９を用いたので、各油圧モータ３５より伝達された回転により一対のチェーン３９，３９がスリップすることなく移動するため、スリップで回転ムラを起こすことによる攪拌ムラを防止することができる。尚、無限端移動体はベルト等で構成しても良い。
【００２８】
尚、前記実施形態では、地盤改良装置３０は地盤固化施工機２０に搭載されたものを示したが、アタッチメント式のものであっても良いことは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、一対の無限端移動体を各駆動源により同じ方向及び異なる方向に移動自在にしたので、一対の無限端移動体が正逆方向に移動し、正転方向の無限端移動体に設けられた掘削突起と逆転方向の無限端移動体に設けられた掘削突起とが互いに逆方向から地盤を掘削及び攪拌、混合することができ、地盤を十分に攪拌、混合することができる。
【００３０】
また、一対の無限端移動体を共に正転方向、或いは逆転方向にそれぞれ移動させることにより、地盤改良装置の直進性を保ちながら地盤改良を簡単かつ確実に行うことができる。さらに、一対の無限端移動体を正逆方向にそれぞれ移動させることにより、例えば、Ｌ字形のコーナ部等の同位置で施工方向を簡単に変えることができ、一対の無限端移動体を引き抜くことなく連続施工を行うことができる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、無限端移動体としてチェーンを用いたので、伝達された回転によりチェーンをスリップさせることなく移動させることができ、スリップによる回転ムラの発生を防止して掘削及び攪拌、混合ムラ等を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の地盤固化施工機を示す正面図である。
【図２】上記地盤固化施工機の側面図である。
【図３】（ａ）は上記地盤固化施工機に用いられる地盤改良装置の側面図、（ｂ）は同地盤改良装置の正面図である。
【図４】上記地盤改良装置に用いられる無限軌跡循環機構の上方部分の拡大側面図である。
【図５】（ａ）は上記無限軌跡循環機構のチェーンの回転方向が反時計方向の場合における地盤改良材吐出口の使用箇所を示す説明図、（ｂ）は同チェーンの回転方向が反時計方向の場合における地盤改良材吐出口の使用箇所を示す説明図である。
【図６】（ａ）は従来例の地盤改良装置の側面図、（ｂ）は同地盤改良装置の正面図である。
【図７】上記従来例の地盤改良装置に用いられる無限軌跡循環機構の上方部分の拡大側面図である。
【符号の説明】
３０　地盤改良装置
３３，３４　無限軌跡循環機構
３５　油圧モータ（駆動源）
３９，３９　一対のチェーン（無限端移動体）
【図１】
2004076450.tif 000003
【図２】
2004076450.tif 000004
【図３】
2004076450.tif 000005
【図４】
2004076450.tif 000006
【図５】
2004076450.tif 000007
【図６】
2004076450.tif 000008
【図７】
2004076450.tif 000009