(57)【要約】【課題】  使用する掘削撹拌装置において、一体化された３基の回転手段全体の捻れを防止することにより、効率良くかつ精度良く掘削溝を構築することができ、さらに、各回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる地盤掘削方法を提供することを課題としている。【解決手段】  ３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌが並設した状態で一体化されており、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、出力部が固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌ周りに回転可能なアウターモータ（油圧モータ）４０により回転可能な回転軸２１を備えた掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法であって、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの各アウターモータ４０，４０を、互いに異なる方向に回転させていることを特徴としている。【選択図】      図２
2004239051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンと、
前記ベースマシンに昇降可能に支持されている３基の回転手段と、を備え、
前記３基の回転手段は、前記ベースマシンに対して並設した状態で一体化されており、
前記各回転手段は、
固定軸と、
前記固定軸が内挿され、混練翼を周囲に備えた出力部が前記固定軸周りに回転可能な油圧モータと、
前記油圧モータの前記出力部に接続されることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、上部及び下部に掘削刃を備えるとともに、前記混練翼を周囲に備えた回転軸と、から構成される掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法であって、
前記３基の回転手段において、両端に配置された２基の前記回転手段の前記各油圧モータを、互いに異なる方向に回転させ、前記掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、前記混練翼により前記掘削溝内を撹拌することを特徴とする地盤掘削方法。
【請求項２】
ベースマシンと、
前記ベースマシンに昇降可能に支持されている３基の回転手段と、を備え、
前記３基の回転手段は、前記ベースマシンに対して並設した状態で一体化されており、
前記３基の回転手段において、中央に配置された前記回転手段は、
第１油圧モータと、
前記第１油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、上部及び下部に掘削刃を備えるとともに、混練翼を周囲に備えた回転軸と、から構成され、
前記３基の回転手段において、両端に配置された各々の前記回転手段は、
固定軸と、
前記固定軸が内挿され、前記混練翼を周囲に備えた出力部が前記固定軸周りに回転可能な第２油圧モータと、
前記第２油圧モータの前記出力部に接続されることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、上部及び下部に前記掘削刃を備えるとともに、前記混練翼を周囲に備えた回転軸と、から構成される掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法であって、
前記３基の回転手段において、両端に配置された２基の前記回転手段の前記各第２油圧モータを、互いに異なる方向に回転させ、前記掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、前記混練翼により前記掘削溝内を撹拌することを特徴とする地盤掘削方法。
【請求項３】
前記ベースマシンにより前記３基の回転手段を順次に下降させて所定深さの前記掘削溝を構築し、前記３基の回転手段の前記油圧モータを前記掘削溝内に配置するとともに、前記３基の回転手段で地盤を掘削しながら、前記掘削溝内に固化剤を注入し、前記混練翼で掘削土砂と前記固化剤を撹拌混合することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤掘削方法。
【請求項４】
少なくとも１基の前記回転手段は、前記油圧モータの給油経路と排油経路とを所定時間ごとに切り替えて、前記回転軸を一方の方向と逆方向とに交互に回転させることにより、前記掘削刃が地盤に対して前記一方の方向の衝撃を与えながら掘削溝を掘削するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の地盤掘削方法。
【請求項５】
少なくとも１基の前記回転手段は、前記回転軸における一方の方向への回転トルクの増減を繰り返しながら、前記回転軸を一方の方向に回転させることにより、前記掘削刃が地盤に対して前記一方の方向の衝撃を与えながら掘削溝を掘削するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の地盤掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を掘削して掘削溝を構築するとともに、掘削溝内を撹拌する地盤掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掘削溝を掘削する地盤掘削方法としては、上端部が減速機に接続されることにより回転可能な３本の回転軸（掘削軸）を並設させた状態で一体化し、両端に配置された２本の回転軸を同一方向に回転させ、この回転方向と異なる方向に、中央に配置された回転軸を回転させる掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法がある。この地盤掘削方法では、掘削撹拌装置の各回転軸を回転させながら掘削溝内に下降させ、掘削溝内で掘削及び撹拌を行うとともに、回転軸に設けた貫通孔から掘削溝内に固化剤を注入している（例えば、特許文献１参照）。
また、掘削刃と混練翼を周囲に備えた複数の回転軸（掘削軸）と、各回転軸を回転駆動させる複数の原動機を有する駆動部とを備えた多軸掘削機本体を、ベースマシンのリーダマストに昇降自在に支持させる掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
なお、本出願人は、先に特願２００２−２０４７７５号に示すように、内挿された固定軸周りに回転可能な出力部を備えた外周駆動型の油圧モータ（以下、「アウターモータ」という）を用いた掘削撹拌装置を出願している。このアウターモータを用いた掘削撹拌装置は、ベースマシンに支持された固定軸をアウターモータに貫通させ、さらに、固定軸が内挿されるようにして、掘削刃と混練翼とを周囲に備えた中空の回転軸の頂部をアウターモータの出力部に接続させた構成である。この掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法では、回転軸を固定軸と同心軸周りに回転させることにより、掘削溝内で掘削及び撹拌を行うとともに、固定軸に設けた貫通孔から固化剤を掘削溝内に注入している。
【特許文献１】特開平７−２２９１４６号公報（第２−４頁、第１図）
【特許文献２】特開２０００−３５２０７０号公報（第１−４頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の掘削撹拌装置では、以下の問題がある。
図７は、従来の地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転軸の回転方向を示した概略図である。掘削撹拌装置のベースマシンに並設させた３本の回転軸によって連続地中壁となる掘削溝を構築する場合には、図７に示すように、各回転軸６０による掘削範囲を連続させる必要があり、隣り合う回転軸６０同士の掘削範囲の一部が重なるように構成している。この構成では、各回転手段６０の下端部に設置した各掘削刃同士の干渉を防止するため、３本の回転軸６０において、中央に配置された回転軸６０の掘削刃を、両端に配置された２本の回転軸６０の掘削刃よりも上方に配置している。これにより、中央に配置された回転軸６０の掘削刃は直接地盤に当接しないことから、両端に配置された２本の回転軸６０と比較して、中央に配置された回転軸６０に係る反力が小さくなるため、中央に配置された回転軸６０の回転力に影響されることなく、両端に配置された２本の回転軸６０の回転力（矢印Ａ方向）によって、一体化された３本の回転軸６０全体が矢印Ａ方向に捻れてしまう場合がある。
なお、各回転軸６０の掘削位置を計測して施工を管理する場合には、３本の回転軸６０内に設定した２点の位置を計測し、この２点の位置関係から一体化された３本の回転軸６０全体の捻れを算出することにより、各回転軸６０の掘削位置を把握しているため、掘削位置の計測が煩雑になってしまう。
【０００５】
また、掘削溝の掘削及び撹拌が完了した後には、掘削撹拌装置を掘削溝内から引き上げることになる。このとき、掘削溝内の下方に配置された駆動部やアウターモータを上昇させることになり、駆動部やアウターモータの外壁面と掘削土砂との間に発生する抵抗力が大きくなってしまうため、掘削溝内からの離脱作業が煩雑になってしまう。
【０００６】
したがって、従来の地盤掘削方法では、使用する掘削撹拌装置において、一体化された３基の回転軸全体が捻れてしまう場合があるため、掘削溝の施工精度が低くなってしまうという問題がある。また、駆動部又はアウターモータによる抵抗力によって、多軸掘削機本体や回転手段を掘削溝内から引き上げる作業が煩雑になってしまうため、施工効率が低くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、使用する掘削撹拌装置において、一体化された３基の回転手段全体の捻れを防止することにより、効率良くかつ精度良く掘削溝を構築することができ、さらに、各回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる地盤掘削方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項１に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている３基の回転手段とを備え、３基の回転手段は、ベースマシンに対して並設した状態で一体化されており、各回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、混練翼を周囲に備えた出力部が固定軸周りに回転可能な油圧モータと、油圧モータの出力部に接続されることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、上部及び下部に掘削刃を備えるとともに、混練翼を周囲に備えた回転軸とから構成される掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法であって、３基の回転手段において、両端に配置された２基の回転手段の各油圧モータを、互いに異なる方向に回転させ、掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、混練翼により掘削溝内を撹拌することを特徴としている。
【０００９】
ここで、ベースマシンは、回転手段を昇降可能な装置であれば自走式や固定式など、その構成は限定されるものではない。
また、油圧モータは、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど既存の油圧モータである。
さらに、回転軸の掘削刃及び混練翼の形状や構成は限定されるものではなく、掘削溝を効率良く掘削し、掘削溝内を確実に撹拌することができる形状及び構成であればよい。
【００１０】
この発明によれば、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の３基の回転手段において、両端に配置された２基の回転手段の油圧モータを互いに異なる方向に回転させることにより、各々の回転力が打ち消し合わされるため、一体化された３基の回転手段全体の捻れを防止することができ、３基の回転手段がベースマシンに与えるモーメントを小さくすることができる。これにより、３基の回転手段を下方に大きく延長させた場合であっても、安定した状態で掘削することができるため、深度の大きな掘削溝を精度良く構築することができる。
また、順次に３基の回転手段を移動させて地盤を掘削し、連続地中壁となる掘削溝を構築する場合に、両端に配置された２基の回転手段において一方の回転手段を掘削溝内に配置し、他方の回転手段によって地盤を掘削することにより、地盤を掘削している回転手段に作用する反力が、掘削溝内に配置された回転手段に作用する反力よりも大きくなるため、地盤を掘削している回転手段の反力によって３基の回転手段全体を回転させることができる。これは、掘削位置を修正する場合に有効である。
【００１１】
さらに、各回転手段の掘削位置を計測する場合に、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置において、一体化された３基の回転手段全体の捻れが防止されているため、３基の回転手段内に設置した１点を計測することにより、各回転手段の掘削位置を正確に把握することができ、掘削位置を簡易に計測することができる。
また、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の固定軸が掘削時に回転しないため、固定軸を掘削溝内の下方まで延長させ、回転しない固定軸に各種の計測装置を簡易に設置することにより、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して、正確に施工を管理することができる。
また、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の油圧モータの出力部の周囲に混練翼が備えられており、出力部は固定軸周りに回転可能であるため、回転手段を掘削溝から引き上げる際に、出力部を固定軸周りに回転させながら油圧モータを上昇させることにより、油圧モータと掘削土砂の間の抵抗力を小さくすることができるとともに、掘削溝内の上方で掘削土砂と固化剤の硬化が進行している場合であっても、掘削刃により掘削土砂を粉砕して柔かくすることができるため、回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に関連する発明であり、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている３基の回転手段とを備え、３基の回転手段は、ベースマシンに対して並設した状態で一体化されており、３基の回転手段において、中央に配置された回転手段は、第１油圧モータと、第１油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、上部及び下部に掘削刃を備えるとともに、混練翼を周囲に備えた回転軸とから構成され、３基の回転手段において、両端に配置された各々の回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、混練翼を周囲に備えた出力部が固定軸周りに回転可能な第２油圧モータと、第２油圧モータの出力部に接続されることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、上部及び下部に掘削刃を備えるとともに、混練翼を周囲に備えた回転軸とから構成される掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法であって、３基の回転手段において、両端に配置された２基の回転手段の各第２油圧モータを、互いに異なる方向に回転させ、掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、混練翼により掘削溝内を撹拌することを特徴としている。
【００１３】
ここで、内挿された固定軸周りに出力部が回転する第２油圧モータは、回転する出力部の直径が大きいため、粘性土を掘削した際に、出力部への掘削土砂の粘着が多くなってしまう場合がある。一方、出力部に内挿された回転軸を回転させる第１油圧モータでは、回転軸の直径を小さくすることができるため、掘削土砂の粘着を少なくすることができる。すなわち、第２油圧モータによって粘性土を撹拌する際には、第１油圧モータよりも大きなトルクが必要となる場合がある。
【００１４】
この発明によれば、掘削撹拌装置は、粘性土の撹拌に適した第１油圧モータを備えるとともに、出力部に設けられた混練翼によって上方への排土効率が高い第２油圧モータを備えているため、各種土質の地盤を効率良く施工することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の地盤掘削方法であって、ベースマシンにより３基の回転手段を順次に下降させて所定深さの掘削溝を構築し、３基の回転手段の油圧モータを掘削溝内に配置するとともに、３基の回転手段で地盤を掘削しながら、掘削溝内に固化剤を注入し、混練翼で掘削土砂と固化剤を撹拌混合することを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置において、一体化された３基の回転手段全体の捻れが防止されていることから、回転手段を下方に大きく延長させた場合であっても、安定して掘削及び撹拌を行うことができるため、深度の大きな掘削溝を掘削し、その内部で掘削土砂と固化剤を撹拌混合することにより、深度の大きな連続地中壁を構築することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の地盤掘削方法であって、少なくとも１基の回転手段は、油圧モータの給油経路と排油経路とを所定時間ごとに切り替えて、回転軸を一方の方向と逆方向とに交互に回転させることにより、掘削刃が地盤に対して一方の方向の衝撃を与えながら掘削溝を掘削するように構成されていることを特徴としている。
【００１８】
ここで、礫地盤など硬質の地盤を掘削する場合には、回転手段の掘削刃が地盤を掘り起こすことができなくなり、回転軸を回転させることができなくなってしまう場合がある。従来、このような場合には、地盤に対して上下方向から衝撃を与えることにより、地盤を掘り起こしたり、粉砕する方法が用いられているが、それでも硬質の地盤を掘削することが困難であった。また、地盤に対して小刻みに衝撃を与えることが好ましいが、回転手段の昇降を繰り返して掘削刃を地盤に打撃させた場合には、回転手段の昇降による掘削撹拌装置の重心の変化によって、ベースマシンが非常に不安定になるため、回転軸を高速で昇降させることが困難になるということが想定される。
【００１９】
この発明によれば、一方の方向に回転している回転軸を逆方向に回転させた場合には、掘削刃が当接していた掘削面と掘削刃との間に隙間が生じることになる。そして、再度、回転軸を一方の方向に回転させた場合には、前記隙間を一方の方向に移動している掘削刃に作用する抵抗が少ないため、回転軸が加勢されて回転することによって、掘削刃が掘削面に打撃される。これにより、掘削撹拌装置の重心を変化させることなく、回転軸の回転動作によって地盤に対して衝撃を与えることができることから、回転軸を高速で一方の方向と逆方向とに交互に回転させることにより、地盤に対して高速で小刻みに衝撃を与えることができるため、硬質の地盤における掘削能力を高めることができる。
【００２０】
なお、回転軸を一方の方向および逆方向に回転させる回転量は限定されるものではなく、回転軸を逆方向に１回転させる必要はない。例えば、一方の方向への１回転中に逆方向への回転を数回行い、１回の一方の方向への回転量に対して１／４の回転量を逆方向に回転させることにより、地盤の掘り起こしや粉砕を効果的に行うことができる。そして、破砕する地盤の硬度に対応させて、回転軸を逆方向に回転させる回転量を設定し、掘削面と掘削刃との間に生じる間隔を調整することによって、地盤に対して与える衝撃力を調整することができるため、各種土質の地盤を効率良く掘り起こしたり粉砕することができる。
さらに、油圧モータの給油経路と排油経路とを所定時間ごとに切り替えることにより、回転軸を一方の方向と逆方向とに交互に回転させることができ、回転軸を逆方向に回転させるための歯車機構を油圧モータに設ける必要がないため、回転手段を簡易な構成にすることができる。
なお、油圧モータに設けた電磁切替弁を自動制御して給油経路と排油経路とを切り替えるように構成してもよく、この構成では作業員の操作を簡易化することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の地盤掘削方法であって、少なくとも１基の回転手段は、回転軸における一方の方向への回転トルクの増減を繰り返しながら、回転軸を一方の方向に回転させることにより、掘削刃が地盤に対して一方の方向の衝撃を与えながら掘削溝を掘削するように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、回転軸における一方の方向への回転トルクを変化させ、掘削面に当接している掘削刃から地盤に作用している圧力の増減を繰り返すことにより、掘削刃が掘削面に対して振動を与えることになる。これにより、掘削撹拌装置の重心を変化させることなく、回転トルクの変化によって地盤に対して衝撃を与えることができる。したがって、回転軸を逆方向に回転させる機構を設けることなく、簡易な構成の装置によって地盤に対して高速で小刻みに衝撃を与えることができ、硬質の地盤における掘削能力を高めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
したがって、本発明の地盤掘削方法では、使用する掘削撹拌装置において、一体化された３基の回転手段全体の捻れが防止されており、回転手段を下方に大きく延長させた場合であっても、安定した状態で掘削及び撹拌を行うことができるため、深度の大きな掘削溝を精度良く構築することができる。また、回転手段を掘削溝内から引き上げる際に、油圧モータと掘削土砂の抵抗力を小さくすることができるとともに、掘削溝の上方の掘削土砂を粉砕することができるため、回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる。
また、回転軸の回転方向を所定時間ごとに切り替えたり、回転軸の回転トルクを変化させることにより、掘削刃によって地盤に衝撃を与えるように構成した場合には、地盤に対して高速で小刻みに衝撃を与えることができ、地盤の掘り起こしや粉砕を効果的に行うことができるため、硬質の地盤を効率良く掘削することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【００２５】
本実施形態では、本発明の地盤掘削方法を用いて鉛直方向の掘削溝を掘削するとともに、その掘削溝内に固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤を撹拌混合することにより、地盤を改良して硬化させる場合を例として説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置を示した側面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転手段を示した正面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転軸の回転方向を示した図で、（ａ）は右側回転手段が左回転し、左側回転手段が右回転している様子を示した概略図、（ｂ）は右側回転手段が右回転し、左側回転手段が左回転している様子を示した概略図、（ｃ）は掘削位置を修正している様子を示した概略図である。なお、以下の説明において、右側とは図２における右側であり、左側とは図２における左側である。さらに、左回転とは図３（ａ）における時計周りであり、右周りとは図３（ａ）における反時計周りである。
【００２７】
まず、本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の構成について説明する。
掘削撹拌装置１は、図１及び図２に示すように、ベースマシン２と、ベースマシン２に昇降可能に支持されている３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌとを備え、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、ベースマシン２に対して並設した状態で一体化されており、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは掘削刃２２及び混練翼２３を有し、掘削刃２２によって掘削溝を掘削するとともに、掘削溝内に固化剤を注入し、混練翼２３によって掘削土砂と固化剤とを撹拌混合して地盤を改良するように構成されている。
【００２８】
続いて、ベースマシン２の構成について説明する。
ベースマシン２は、図１に示すように、鉛直方向の昇降レール３と、昇降レール３に沿って昇降可能な支持部材４と、昇降レール３を水平方向に旋回させるための旋回台座５と、昇降レール３を縦方向に回動させるための可倒手段６と、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに駆動用油を供給するための給油管７と、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌから駆動用油を排出するための排油管８と、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに固化剤を供給するための供給管９と、ベースマシン２を移動させるためのキャタピラ１０とを主要部として構成されている。
【００２９】
旋回台座５は、上部台座５ａと下部台座５ｂとから構成され、上部台座５ａには昇降レール３が接続されており、上部台座５ａを水平方向に回動させることにより、昇降レール３を水平方向に旋回させることができる。
昇降レール３の可倒手段６は、伸縮可能な油圧シリンダであり、下端部が上部台座５ａに連結され、上端部が昇降レール３の上端部に連結されており、可倒手段６を伸縮させることにより、昇降レール３の下端部に設けられた回転支持部１１を中心として、昇降レール３を縦方向に回動させる。
【００３０】
支持部材４は、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを昇降レール３に沿って鉛直方向に昇降自在な状態で支持する部材である。なお、支持部材４を昇降させるための機構は限定されるものではなく、本実施形態では、旋回台座５上に電動ウィンチ（図示せず）を設置し、この電動ウィンチのワイヤ１２を昇降レール３の上端部に設置された滑車１３と支持部材４の上部に設置された滑車１４とを介して昇降レール３の上端部に固定することにより支持部材４を吊り上げ、ワイヤ１２の繰り出し又は巻き取りによって支持部材４を昇降させている。
【００３１】
給油管７及び排油管８は、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの駆動を行うために設けられており、施工現場に設置されたオイルタンク（図示せず）から各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに接続され、給油管７及び排油管８を通じてオイルタンクから各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに駆動用油が供給されるとともに、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌから排出された駆動用油がオイルタンクに回収されるように構成されている。また、供給管９は、施工現場に設置された貯蔵タンク（図示せず）から各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに接続されており、貯蔵タンクから供給管９を通じて各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに固化剤が供給されるように構成されている。
【００３２】
次に、回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの構成について説明する。
掘削撹拌装置１には、図１及び図２に示すように、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌがベースマシン２に対して並設されており、中央に配置された中央回転手段２０Ｃと、右側に配置された右側回転手段２０Ｒと、左側に配置された左側回転手段２０Ｌとから構成されている。各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、接続部材２４及び軸受部材２５によって並設した状態で一体化され、ベースマシン２に昇降自在に支持されている。
【００３３】
中央回転手段２０Ｃは、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて中央に配置され、上端部が接続部材２４に固定された固定軸３０Ｃと、固定軸３０Ｃが貫通しており、混練翼２３を周囲に備えた出力部が固定軸３０Ｃ周りに回転可能な油圧モータ（以下、「アウターモータ」という）４０Ｃと、固定軸３０Ｃが内挿されるようにして、アウターモータ４０Ｃの出力部に接続されることにより、固定軸３０Ｃ周りに回転可能であり、上部及び下端部に掘削刃２２を備えるとともに、混練翼２３を周囲に備えた回転軸２１Ｃとから構成されている。
【００３４】
中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃは、貫通した固定軸３０Ｃ周りに出力部が回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、第１実施形態では、固定軸３０Ｃの高さ方向における略中央部に設置され、出力部は固定軸３０Ｃ周りに平面視で左回転するように構成されている。
【００３５】
中央回転手段２０Ｃの固定軸３０Ｃは、中央部に貫通孔を有する中空管であり、中央部の貫通孔の周囲には、軸方向の貫通孔が複数形成されており、各貫通孔は、掘削溝内に圧縮空気を供給するための空気孔と、アウターモータ４０Ｃに駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｃからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｃの内部で駆動用油が流出した際のドレン孔とから構成されている。
【００３６】
中央回転手段２０Ｃの回転軸２１Ｃは、混練翼２３を周囲に備えた中空管であり、アウターモータ４０Ｃを介して上下に分割され、上部に掘削刃２２を備える上部回転軸２１Ｃａと、下端部に掘削刃２２を備える下部回転軸２１Ｃｂとが固定軸３０Ｃを内挿するようにして形成されている。そして、上部回転軸２１Ｃａの下端部と、下部回転軸２１Ｃｂの上端部とがアウターモータ４０Ｃの出力部に接続されることにより、固定軸３０Ｃ周りに平面視で左回転する（図３（ａ）参照）。さらに、下部回転軸２１Ｃｂは、回転可能な状態で軸受部材２５を貫通している。
【００３７】
そして、上部回転軸２１Ｃａ及び下部回転軸２１Ｃｂをアウターモータ４０Ｃにより回転させ、下部回転軸２１Ｃｂの下端部に設置された掘削刃２２を回転させることにより、掘削溝内の土砂を掘削することができるとともに、上部回転軸２１Ｃａの上部に設置された掘削刃２２を回転させることにより、中央回転手段２０Ｃよりも上方に貯留された掘削土砂を粉砕することができる。また、混練翼２３は、回転軸２１の周囲に設置された螺旋状の部材であり、回転させることによって掘削溝内の掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができる。
なお、掘削刃２２及び混練翼２３の構成は限定されるものではなく、効率良く掘削及び撹拌を行うことができる形状及び材質であればよい。
【００３８】
右側回転手段２０Ｒは、図１及び図２に示すように、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて右側に配置され、上端部がベースマシン２の支持部材４に固定された固定軸３０Ｒと、固定軸３０Ｒが貫通しており、混練翼２３を周囲に備えた出力部が固定軸３０Ｒ周りに回転可能なアウターモータ４０Ｒと、固定軸３０Ｒが内挿されるようにして、アウターモータ４０Ｒの出力部に接続されることにより、固定軸３０Ｒ周りに回転可能であり、上部及び下端部に掘削刃２２を備えるとともに、混練翼２３を周囲に備えた回転軸２１Ｒとから構成されている。
【００３９】
右側回転手段２０Ｒのアウターモータ４０Ｒは、貫通した固定軸３０Ｒ周りに出力部が回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、出力部が固定軸３０Ｒ周りに平面視で左回転するように構成され、中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃよりも下方に配置されている。
【００４０】
右側回転手段２０Ｒの固定軸３０Ｒは、図２に示すように、上部が接続部材２４を貫通した状態で、接続部材２４に固定されることにより、中央回転手段２０Ｃと一体化されている。
また、固定軸３０Ｒは、中央部に貫通孔を有する中空管であり、この中央部の貫通孔は、固定軸３０Ｒの下端部から掘削溝内に固化剤を供給するための供給孔である。また、中央部の貫通孔の周囲には、軸方向の貫通孔が複数形成されており、各貫通孔は、中央回転手段２０Ｃの空気孔に空気供給手段（図示せず）からの圧縮空気を供給するための空気孔と、中央回転手段２０Ｃの給油孔に駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｒに駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｒからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｒの内部で駆動用油が流出した際のドレン孔とから構成されている。
【００４１】
さらに、右側回転手段２０Ｒの空気孔及び給油孔は、接続部材２４内で中央回転手段２０Ｃの空気孔及び給油孔とホース等により接続されて連通している。また、右側回転手段２０Ｒの給油孔、排油孔及びドレン孔は、アウターモータ４０Ｒに各々接続され、さらに、ドレン孔は、接続部材２４内で中央回転手段２０Ｃのドレン孔とホース等により接続されて連通している。
【００４２】
ここで、接続部材２４内における右側回転手段２０Ｒの各孔と中央回転手段２０Ｃの各孔との接続において、固定軸３０Ｃ，３０Ｒは回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。
また、固定軸３０Ｒの中央部の貫通孔には供給管９が接続され、さらに、給油孔には給油管７が接続されるとともに、排油孔には排油管８が接続され、ドレン孔にはドレン管（図示せず）が接続されている。なお、各孔と各管との接続において、固定軸３０Ｒは回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。
【００４３】
右側回転手段２０Ｒの回転軸２１Ｒは、混練翼２３を周囲に備えた中空管である。この回転軸２１Ｒは、アウターモータ４０Ｒを介して上下に分割され、上部に掘削刃２２を備え、アウターモータ４０Ｒの上方に配置された上部回転軸２１Ｒａと、下端部に掘削刃２２を備え、アウターモータ４０Ｒの下方に配置された下部回転軸２１Ｒｂとが固定軸３０Ｃを内挿するようにして形成されている。そして、上部回転軸２１Ｒａの下端部と、下部回転軸２１Ｒｂの上端部とがアウターモータ４０Ｒの出力部に接続されることにより、回転軸２１Ｒは固定軸３０Ｃ周りに平面視で左回転する（図３（ａ）参照）。さらに、下部回転軸２１Ｒｂが、回転可能な状態で軸受部材２５を貫通することにより、中央回転手段２０Ｃと一体化されている。
【００４４】
そして、各回転軸２１Ｒａ，２１Ｒｂをアウターモータ４０Ｒによって回転させ、下部回転軸２１Ｒｃの下端部に設置された掘削刃２２を回転させることにより、掘削溝の底面を掘削することができるとともに、上部回転軸２１Ｒａの上部に設置された掘削刃２２を回転させることにより、上部回転軸２１Ｒａよりも上方に貯留された掘削土砂を粉砕することができる。また、回転軸２１Ｒを回転させることにより、その周囲に備えられた混練翼２３の回転によって掘削溝内の掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができる。
【００４５】
左側回転手段２０Ｌは、図１及び図２に示すように、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて左側に配置され、上端部がベースマシン２の支持部材４に固定された固定軸３０Ｌと、固定軸３０Ｌが貫通しており、混練翼２３を周囲に備えた出力部が固定軸３０Ｌ周りに回転可能なアウターモータ４０Ｌと、固定軸３０Ｌが内挿されるようにして、アウターモータ４０Ｌの出力部に接続されることにより、固定軸３０Ｌ周りに回転可能であり、上部及び下端部に掘削刃２２を備えるとともに、混練翼２３を周囲に備えた回転軸２１Ｌとから構成されている。この左側回転手段２０Ｌは、右側回転手段２０Ｒと略同一の構成であり、アウターモータ４０Ｌの出力部の回転方向が平面視で右回転であることが異なっており、アウターモータ４０Ｌの出力部に接続された回転軸２１Ｌは、固定軸３０Ｌ周りに右回転する（図３（ａ）参照）。すなわち、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの各油圧モータ４０Ｒ，４０Ｌ及び回転軸２１Ｒ，２１Ｌは、互いに異なる方向に回転するように構成されている。なお、各回転手段２０Ｒ，２０Ｌの回転軸２１Ｒ，２１Ｌの回転方向は、前記回転方向に限定されるものではなく、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌが互いに異なる方向に回転していればよい。また、右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌに設けられた螺旋状の混練翼２３の回転方向は、互いに反対方向に回転した状態で形成されている。
【００４６】
また、左側回転手段２０Ｌの固定軸３０Ｌには、右側回転手段２０Ｒの固定軸３０Ｒと同様にして、中央の貫通孔の周囲に軸方向の貫通孔が複数形成されている。各貫通孔は、中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｌに駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｌからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｌのドレン孔とから構成されている。なお、左側回転手段２０Ｌの排油孔は、接続部材２４内で中央回転手段２０Ｃの排油孔とホース等より接続されて連通している。
【００４７】
ここで、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌによって連続地中壁となる掘削溝を構築するには、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの掘削範囲を連続させる必要があり、本実施形態では、隣り合う回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ同士の掘削範囲の一部が重なり合うように構成している。そのため、右側回転手段２０Ｒの掘削刃２２を、中央回転手段２０Ｃとの掘削刃２２よりも下方に配置し、隣り合う各回転手段２０Ｃ，２０Ｒの掘削刃２２同士の干渉を防止している。
【００４８】
次に、本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法について説明する。
まず、図１及び図２に示すように、掘削する所定位置の側方にベースマシン２を移動させ、旋回台座５及び可倒手段６を調整して各回転手段２０を所定位置に鉛直状態で設置する。そして、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを下降させ、右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌの下端部に設置された掘削刃２２を地上面に当接させる。
【００４９】
続いて、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌを駆動して各回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌを回転させ、下端部の掘削刃２２で地盤を掘削し、ベースマシン２によって各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを順次に下降させて所定深さの掘削溝を構築し、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌを掘削溝内に配置する。
【００５０】
ここで、本発明の地盤掘削方法では、使用する掘削撹拌装置１の３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの各油圧モータ４０Ｒ，４０Ｌ及び各回転軸２１Ｒ，２１Ｌを互いに異なる方向に回転させている。これにより、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの回転力が打ち消し合わされるため、一体化された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捻れを防止することができ、掘削時及び撹拌時に３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを安定させることができる。なお、中央回転手段２０Ｃの掘削刃２２は直接地盤に当接していないことから、中央回転手段２０Ｃの回転軸２１Ｃに係る回転反力が小さいため、中央回転手段２０Ｃの回転軸２１Ｃの回転力が、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの回転力に影響を与えることがない。
【００５１】
また、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの掘削位置を計測する場合に、一体化された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捻れを考慮する必要がないため、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ内に設置した１点を計測することによって正確に掘削位置を把握することができ、掘削位置を簡易に計測することができる。
さらに、固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌの下端部に、掘削溝内における回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌの位置や深度を計測する計測装置を設置することにより、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して正確に施工を管理し、精度良く掘削溝を構築する場合には、固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌは掘削時に回転しないため、計測装置の電源ケーブルや通信ケーブル等を固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌ内に配線することができ、回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに計測装置を簡易に設置して計測することができる。
【００５２】
一方、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌで地盤を掘削しながら、右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌの中央部の貫通孔に供給管９を通じて固化剤を供給する。この固化剤は右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌの固定軸３０Ｒ，３０Ｌの中央部の貫通孔を通過して、固定軸３０Ｒ，３０Ｌの下端部から掘削溝内に注入される。さらに、中央回転手段２０Ｃの空気孔から掘削溝内に圧縮空気を供給する。
【００５３】
そして、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの混練翼２３によって掘削土砂と固化剤とが撹拌混合される。このとき、各回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌの混練翼２３とともに、各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの混練翼２３によっても掘削溝内が撹拌されるため、効率良く撹拌することができる。また、各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの混練翼２３によって、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの高さ方向において広範囲に混練翼２３が設置されているため、掘削土砂を効率良く上方に排土することができる。
【００５４】
また、図３（ｃ）に示すように、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを移動させて地盤を掘削し、連続地中壁となる掘削溝Ｋを構築する際に、例えば、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの掘削位置が、直線上から図３（ｃ）における上方にずれてしまった場合には、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌにおいて右側回転手段２１Ｒを掘削溝Ｋ内に配置してＢ方向に回転させ、右側回転手段２１ＬをＡ方向に回転させて地盤を掘削する。これにより、地盤を掘削している左側回転手段２１Ｌに作用する反力が、掘削溝Ｋ内に配置された右側回転手段２０Ｒに作用する反力よりも大きくなるため、左側回転手段２０Ｌの反力によって３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体をＢ方向に回転させることができ、掘削位置を簡易に修正することができる。
【００５５】
最後に、掘削土砂と固化剤を撹拌混合しながら、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを上昇させて掘削溝から引き上げる。このとき、混練翼２３を備えた各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの出力部を回転させながら上昇させることにより、アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌと掘削土砂との間の抵抗力が小さくなるため、掘削溝から容易に引き上げることができる。さらに、掘削溝の上方で掘削土砂の硬化が進行してしまっている場合であっても、各回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌの上部に設置された掘削刃２２により掘削土砂を粉砕して柔らかくするため、掘削溝から容易に引き上げることができる。そして、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの離脱後に掘削溝内の掘削土砂の硬化が完了して地盤が改良される。
【００５６】
したがって、本発明の地盤掘削方法では、使用する掘削撹拌装置１において、一体化された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捻れが防止されており、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを下方に大きく延長させた場合であっても、安定した状態で掘削及び撹拌を行うことができるため、深度の大きな掘削溝を精度良く構築することができる。また、各回転手段２０を掘削溝内から離脱させる際に、簡易に引き上げることができ、さらに、アウターモータ４０の周囲に備えた混練翼２３により効率良く撹拌することができるため、施工効率を高めることができる。
【００５７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る地盤掘削方法について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転手段を示した正面図である。
【００５８】
本発明の第２実施形態に係る地盤掘削方法は、第１実施形態に係る地盤掘削方法と略同様の構成であり、図４に示すように、使用する掘削撹拌装置における中央回転手段２０Ｃ’の構成が異なっている。
第２実施形態に係る掘削撹拌装置の中央回転手段２０Ｃ’は、接続手段２４に外周部が固定されることにより右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌに一体化された油圧モータ（以下、「インナーモータ」という）５０と、インナーモータ５０の出力部を貫通することにより回転可能であり、上部及び下端部に掘削刃２２を備えるとともに、混練翼２３を周囲に備えた回転軸２１Ｃとから構成されている。
【００５９】
ここで、アウターモータ４０Ｒ，４０Ｌは、回転する出力部の直径が大きいため、掘削する地盤が粘性土である場合には、出力部への掘削土砂の粘着が多くなってしまう場合がある。そこで、中央回転手段２０Ｃ’に、直径が小さいため掘削土砂の粘着が少ない下部回転軸２１Ｃが接続されたインナーモータ５０を設置することにより、粘性土を掘削及び撹拌する場合であっても、中央回転手段２０Ｃ’によって効率良く掘削土砂を掘削し、右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌによって効率良く排土することができるため、各種の土質の地盤を効率良く施工することができる。
また、インナーモータ５０は、アウターモータ４０Ｒ，４０Ｌよりも小型に形成することができるため、右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌの間隔を小さくすることができる。また、インナーモータ５０は、アウターモータ４０Ｒ，４０Ｌよりも製作費用が少ないため、掘削撹拌装置の製作費用を少なくすることができ、施工費用を少なくすることができる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る地盤掘削方法について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転軸の回転方向を示した図で、（ａ）は右側回転手段と左側回転手段とによって地盤に対して衝撃を与える様子を示した図、（ｂ）は左側回転手段と中央回転手段とによって地盤に対して衝撃を与える様子を示した図である。
【００６１】
本発明の第３実施形態に係る地盤掘削方法に用いられる掘削撹拌装置は、第１実施形態または第２実施形態に係る地盤掘削方法と略同様の構成であり、各回転手段の回転方法が異なっている。
この第３実施形態に係る地盤掘削方法では、図６（ａ）に示すように、右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌの各油圧モータに、給油経路と排油経路とを切り替えるための電磁切替弁が設けられており、この電磁切替弁を自動制御するように構成されている。そして、礫地盤など硬質の地盤を掘削する際に、油圧モータの給油経路と排油経路とを電磁切替弁によって所定時間ごとに切り替えて、回転軸２１Ｒ、２１Ｌを一方の方向Ｃ，Ｃ’と逆方向Ｄ，Ｄ’とに交互に回転させ、掘削刃によって地盤に対して一方の方向Ｃ，Ｃ’の衝撃を与えることにより、地盤を掘り起こしたり破砕しながら掘削溝を掘削するように構成されている。
なお、回転軸２１Ｒ、２１Ｌを一方の方向Ｃ，Ｃ’および逆方向Ｄ，Ｄ’に回転させる回転量は限定されるものではなく、例えば、一方の方向Ｃ，Ｃ’への１回転中に逆方向Ｄ，Ｄ’への回転を数回行い、１回の一方の方向Ｃ，Ｃ’への回転量に対して１／４の回転量を逆方向Ｄ，Ｄ’に回転させることにより、地盤の掘り起こしや粉砕を効果的に行うことができる。
【００６２】
具体的に説明すると、回転軸２１Ｒ，２１Ｌが毎分１５回転する場合において、まず、回転軸２１Ｒ，２１Ｌを一方の方向Ｃ，Ｃ’に１．６秒間回転させる。なお、右側回転手段２０Ｒの回転軸２１Ｒの一方の方向Ｃは左回転、左側回転手段２０Ｌの回転軸２１Ｌの一方の方向Ｃ’は右回転となっている。
次に、一方の方向Ｃ，Ｃ’に回転している回転軸２１Ｒ，２１Ｌを逆方向Ｄ，Ｄ’に０．４秒間回転させる。すなわち、１回の回転において一方の方向Ｃ，Ｃ’への回転と逆方向Ｄ，Ｄ’への回転の割合は、８：２となっている。この逆方向Ｄ，Ｄ’への回転によって、掘削面と掘削刃との間に隙間が生じることになる。
そして、再度、回転軸２１Ｒ，２１Ｌを一方の方向Ｃ，Ｃ’に回転させた場合には、隙間を一方の方向Ｃ，Ｃ’に移動している掘削刃に作用する抵抗が少ないため、回転軸２１Ｒ，２１Ｌが加勢されて回転することにより、掘削刃が掘削面に打撃される。
【００６３】
その後、前記回転方法と同様にして回転軸２１Ｒ，２１Ｌを一方の方向Ｃ，Ｃ’と逆方向Ｄ，Ｄ’とに所定時間ごとに回転させることにより、掘削撹拌装置の重心を変化させることなく、回転軸２１Ｒ，２１Ｌの回転動作によって地盤に対して繰り返して衝撃を与えることができる。
これにより、地盤の打撃時にベースマシンが安定するため、回転軸２１Ｒ，２１Ｌを高速で一方の方向Ｃ，Ｃ’と逆方向Ｄ，Ｄ’とに交互に回転させ、地盤に対して高速で小刻みに衝撃を与えることにより、硬質の地盤を掘り起こしたり粉砕することができ、回転軸２１Ｒ，２１Ｌを一の方向Ｃ，Ｃ’に連続させて回転させた場合の６０％から８０％のトルクで地盤を掘削することができる。
また、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌの間に礫が詰まった場合でも、各回転軸２１Ｒ、２１Ｌが定期的に逆方向Ｄ，Ｄ’に回転する際に排除されるため、掘削溝を連続して効率良く掘削することができる。
【００６４】
なお、一方の方向および逆方向への回転量は限定されるものではなく、破砕する地盤の土質に対応させて、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌを逆方向Ｄ，Ｄ’に回転させる回転量を設定し、掘削面と掘削刃との間に生じる間隔を調整することにより、地盤に対して与える衝撃力を調整して、各種土質の地盤を効率良く掘削することができる。例えば、前記回転方法のように、１回の回転において一方の方向Ｃ，Ｃ’と逆方向Ｄ，Ｄ’の割合を８：２にする場合や、１回の回転において一方の方向Ｃ，Ｃ’と逆方向Ｄ，Ｄ’の割合を７：３にして衝撃力を大きくする場合など、地盤の土質に対応させて適宜に調整する。
また、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌを逆方向Ｄ，Ｄ’に回転させるための歯車機構を油圧モータに設けることなく、油圧モータに設けた電磁切替弁を自動制御することにより、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌの回転方向を変化させているため、装置の構成を簡易化することができるとともに、作業員の操作を簡易化することができる。
【００６５】
また、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌを間欠的に一方の方向Ｃ，Ｃ’に回転させることにより、掘削刃が地盤に対して一方の方向Ｃ，Ｃ’の衝撃を与えながら掘削溝を掘削するように構成してもよい。この構成では、地盤内で一方の方向Ｃ，Ｃ’に回転している各回転軸２１Ｒ，２１Ｌは、地盤を掘削している掘削刃の抵抗力によって、油圧モータ付近が先行して回転しようとする状態になっており、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌに一方の方向Ｃ，Ｃ’の捻れが生じているため、各回転軸２１Ｒ、２１Ｌの回転を停止させた場合には、回転軸２１Ｒ，２１Ｌ全体が一方の方向Ｃ，Ｃ’の捻れを解消しようとして逆方向Ｄ，Ｄ’に僅かに回転する。すなわち、掘削刃が当接していた掘削面と掘削刃との間に隙間が生じることになり、再度、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌを一方の方向Ｃ，Ｃ’に回転させることによって掘削刃が掘削面に打撃されるため、各回転軸２１Ｒ，２１Ｌを逆方向Ｄ，Ｄ’に回転させる機構を設ける必要がない。
【００６６】
また、第３実施形態における回転軸の回転方法は、右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌとを回転させる構成に限定されるものではなく、図６（ｂ）に示すように、左側回転手段２０Ｌと中央回転手段２０Ｃとを回転させるように構成してもよく、この構成では、各回転手段２０Ｌ，２０Ｃの間隔が狭くなり、地盤に対して集中的に衝撃を与えることができるため、地盤の掘り起こしや粉砕をより効果的に行うことができる。なお、右側回転手段２０Ｒと中央回転手段２０Ｃとを回転させるように構成した場合にも、当然に同様の効果が得られる。さらに、右側回転手段２０Ｒおよび左側回転手段２０Ｌは一方の方向に連続して回転させながら、中央回転手段２０Ｃの回転方向を交互に変化させてもよい。この構成では、右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌの掘削によって中央回転手段２０Ｃの下方に移動した礫に衝撃を与えることができるため、地盤の掘削効率を高めることができる。
【００６７】
また、各回転手段２０Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌの回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌにおける一方の方向Ｃ，Ｃ’への回転トルクの増減を繰り返しながら、回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌを一方の方向に回転させることにより、掘削刃が地盤に対して一方の方向の衝撃を与えながら掘削溝を掘削するように構成してもよい。この構成では、掘削面に当接している掘削刃から地盤に作用している圧力が増減を繰り返すことにより、回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌの回転方向を変えることなく、掘削刃が掘削面に対して振動を与えることができ、回転トルクの変化によって地盤に対して衝撃を与えることができる。したがって、回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌを逆方向に回転させる機構を設けることなく、簡易な構成の装置によって地盤に対して高速で小刻みに衝撃を与えることができ、硬質の地盤における掘削能力を高めることができる。
【００６８】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置１の３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの回転方向は、互いの回転方向が異なっていればよく、右側回転手段２０Ｒの回転軸２１Ｒを右回転させ、左側回転手段２０Ｌの回転軸２１Ｌを左回転させてもよい（図３（ｂ）参照）。なお、中央回転手段２１Ｃの回転力は、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの回転力に影響を与えないため、回転方向は任意に設定することができる。
【００６９】
また、地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置１において、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにアウターモータ４０又はインナーモータ５０を設置する個数は限定されるものではなく、土壌の土質など各種施工条件に対応させて適宜に設定し、効率良く掘削及び撹拌を行うことが好ましい。具体的には、上下方向に所定間隔で２基のアウターモータ４０，４０を設け、上方のアウターモータ４０で上部回転軸２１Ｃａ，２１Ｒａ，２１Ｌａを回転させ、下方のアウターモータ４０で下部回転軸２１Ｃｂ，２１Ｒｂ，２１Ｌｂを回転させることにより、効率良く掘削及び撹拌を行ってもよい。
さらに、図５の正面図に示すように、右側回転手段２０Ｒ及び左側回転手段２０Ｌの他の構成としては、固定軸３０Ｒ，３０Ｌ周りに出力部が回転可能なアウターモータ４０Ｒ，４０Ｌと、固定軸３０Ｒ，３０Ｌの下端部に固定されたインナーモータ５０Ｒ，５０Ｌとを備えるように構成してもよい。この掘削撹拌装置を用いた地盤掘削方法では、インナーモータ５０Ｒ，５０Ｌに接続した下部回転軸２１Ｒｂ，２１Ｌｂを回転させて効率良く掘削土砂を掘削し、その上方でアウターモータ４０Ｒ，４０Ｌによって効率良く排土することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置を示した側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転手段を示した正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転軸の回転方向を示した図で、（ａ）は右側回転手段が左回転し、左側回転手段が右回転している様子を示した概略図、（ｂ）は右側回転手段が右回転し、左側回転手段が左回転している様子を示した概略図、（ｃ）は掘削位置を修正している様子を示した概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転手段を示した正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転手段の他の構成を示した正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転軸の回転方向を示した図で、（ａ）は右側回転手段と左側回転手段とによって地盤に対して衝撃を与える様子を示した図、（ｂ）は左側回転手段と中央回転手段とによって地盤に対して衝撃を与える様子を示した図である。
【図７】従来の地盤掘削方法に用いる掘削撹拌装置の回転軸の回転方向を示した概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１      掘削撹拌装置
２      ベースマシン
２０Ｃ  中央回転手段
２０Ｒ  右側回転手段
２０Ｌ  左側回転手段
２１Ｃ  回転軸（中央回転手段）
２１Ｒ  回転軸（右側回転手段）
２１Ｌ  回転軸（左側回転手段）
２２    掘削刃
２３    混練翼
３０Ｃ  固定軸（中央回転手段）
３０Ｒ  固定軸（右側回転手段）
３０Ｌ  固定軸（左側回転手段）
４０Ｃ  アウターモータ（中央回転手段）
４０Ｒ  アウターモータ（右側回転手段）
４０Ｌ  アウターモータ（左側回転手段）
５０    インナーモータ
【図１】
2004239051.tif 000003
【図２】
2004239051.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004239051.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004239051.tif 000008
【図７】
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