(57)【要約】      （修正有）【課題】軟弱地盤などにおいて地盤の改良を施して建造物を構築する場合、粘度や粘性の大きな土であると掘削された土が攪拌翼などと共に回転してしまという共回り現象が起こり硬化剤との混合作用が不良となり、杭の強度や建築物の支持強度を弱いものにするという問題があり、従来、地盤の掘削穴よりも大きな両端部を有する共回り防止部材を配設しているが、地中への嵌入抵抗が非常に大きく掘削の能率を低下させるばかりでなく、地盤が硬くなると、その端部を地盤の壁面内部に喰い込ませることが出来ず、機能を発揮できないという問題があった。【解決手段】掘削部材７を回転させながら地盤を掘削し、掘削した土壌と固化材とを混合して地盤中に杭を形成し地盤を改良する工法に使用される混合攪拌装置において、掘削部材が取り付けられた掘削軸２に支持部材３を取付け、支持部材３の端部に揺動部５００を有する共回り防止部材５を取付けてなる混合攪拌装置１。【選択図】図１
2005105736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削部材を回転させながら地盤を掘削し、掘削した土壌と固化材とを混合して地盤中に杭を形成し地盤を改良する工法に使用される混合攪拌装置において、前記掘削部材が取り付けられた掘削軸に支持部材を取付け、当該支持部材の端部に揺動部を有する共回り防止部材を取付けてなることを特徴とする混合攪拌装置。
【請求項２】
掘削軸に支持部材を取付け、当該支持部材のアーム部の端部と揺動部を有する共回り防止部材のアーム部とを回転軸を介して連設して当該揺動部を有する共回り防止部材が掘削穴の中で自在に揺動するようにしてなることを特徴とする、請求項１に記載の混合攪拌装置。
【請求項３】
揺動部が、弓形形状の弧状部からなることを特徴とする、請求項１に記載の混合攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合攪拌装置に関し、特に、地盤に杭を形成し地盤を改良する工法に使用される混合攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤や埋め立て地などの地盤の強度が比較的に弱い場所において、地盤の改良を施して、建造物を構築する場合、コンクリート等で製造された杭を打ち込む工法があるが、騒音問題などで敬遠されつつある。
一方、当該工法に代わり、地盤に穴を掘削してその掘削土壌にセメントや凝固剤や硬化剤等と称される注入材を注入し混合攪拌により杭を形成するという工法が行われている。
しかしながら、当該場所打ち杭構築工法では、地盤の土質が粘度や粘性の大きな土であると、掘削された土が攪拌翼などの攪拌部材と共に回転して当該注入材との混合作用を良好に行うことができずに、杭の強度が弱くなり、延ては、建築物の支持強度を弱いものにするという問題があった。
そこで、例えば、図６に示すように、当該杭の形成に際し、当該混合攪拌装置の掘削軸６０１に、地盤の掘削穴６０２よりも大きな両端部を有する共回り防止部材６０３を配設して、上記のような共回り現象を解決することが行われている（特公昭５８−２９３７４号公報）。
即ち、図示のように、当該共回り防止部材６０３の両端部を、それぞれ地盤の壁面６０２からその内部に喰い込ませ、当該共回り防止部材６０３により、掘削土壌が攪拌翼などの攪拌部材（図示省略）と共に掘削穴６０２の中で共に回転してしまって、掘削された土に注入材を注入しようとしてもその注入（混合）作用が良好に行われないことを防止するという手段が取られている。
しかるに、当該共回り防止部材６０３では、その両端部を地盤の掘削穴の壁面６０２からその内部に喰い込ませ、地盤中で回転しないようにして当該共回り現象を解消しようとするものであるので、当該共回り防止部材６０３の地中への嵌入抵抗が非常に大きく、掘削の能率を低下させるばかりでなく、一方、地盤が硬くなると、当該共回り防止部材６０３では、その端部を地盤の壁面内部に喰い込ませることが出来ず、当該共回り防止部材としての機能を発揮できないという問題があった。
その為に、例えば、図７に示すように、共回り防止部材７０１のアーム部材７０２の先端部にローラ部材７０３を取付け、当該ローラ部材７０３により、当該共回り防止部材７０１を地盤の掘削穴の壁面７０４の内部に喰い込ませ易いようにして前記共回り現象を解消しようとする手段がある（特開平７−１０９７２９号公報）。
しかしながら、当該ローラ部材７０３を取り付けたものでも、当該共回り防止部材７０１の地中への嵌入抵抗は大きく、地盤がより硬くなってくると、当該共回り防止部材７０１でも、その端部を地盤の掘削穴の壁面７０４の内部に喰い込ませることが出来ず、当該共回り防止部材としての機能を発揮できないという問題があった。
その他、当該共回り現象を解決する手段が、各種提案されているが、地盤の硬軟両方に対応できる手段はなかなか実現出来ずに、現在まで推移しているのが現状である。
【特許文献１】特開平１−１３１７１６号公報、特公昭５８−２９３７４号公報、特開平３−２１２５１２号公報、特開平４−２８９３１９号公報、特開平６−２６０３２号公報、特開平７−１０９７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来技術の有する欠点を解消することの出来る技術を提供することを目的としたものである。
本発明の他の目的や新規な特徴については本件明細書及び図面の記載からも明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の特許請求の範囲は、次の通りである。
（請求項１）掘削部材を回転させながら地盤を掘削し、掘削した土壌と固化材とを混合して地盤中に杭を形成し地盤を改良する工法に使用される混合攪拌装置において、前記掘削部材が取り付けられた掘削軸に支持部材を取付け、当該支持部材の端部に揺動部を有する共回り防止部材を取付けてなることを特徴とする混合攪拌装置。
（請求項２）掘削軸に支持部材を取付け、当該支持部材のアーム部の端部と揺動部を有する共回り防止部材のアーム部とを回転軸を介して連設して当該揺動部を有する共回り防止部材が掘削穴の中で自在に揺動するようにしてなることを特徴とする、請求項１に記載の混合攪拌装置。
（請求項３）揺動部が、弓形形状の弧状部からなることを特徴とする、請求項１に記載の混合攪拌装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、軟弱地盤や埋め立て地などの地盤の強度が弱い場所において、地盤の改良を施して、建造物を構築する場合に、地盤に穴を掘削してその掘削土壌に固化材を注入し混合攪拌により杭を形成するという工法において、地盤の土質が粘度や粘性の大きな土であると、掘削された土が攪拌翼などの攪拌部材と共に回転して当該注入材との混合作用を良好に行うことができずに、杭の強度が弱くなり、延ては、建築物の支持強度を弱いものにするという問題があるが、当該共回り現象を解決することができるばかりでなく、一方、地盤が硬くなっても、本発明によれば、当該共回り現象を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００７】
実施例１．
本発明の第１の実施例を、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２、図３及び図４に基づいて説明する。
図示のように、混合攪拌装置１における掘削軸２に、支持部材３を取付け、当該支持部材３の端部に、回転軸（軸ピン）４を介して弧状部５００を有する共回り防止部材５を回転自在に取付ける。
掘削軸２は回転するので、当該掘削軸２の周囲に取付けた当該支持部材３は、当該掘削軸２の回転に伴い、回転する。
図示のように、当該支持部材３のアーム部３００と共回り防止部材５のアーム部５０１とを回転軸４にて連結する。すなわち、当該支持部材３のアーム部３００と当該共回り防止部材５のアーム部５０１の後端部との接合部に回転軸４を介装して、当該支持部材３のアーム部３００と当該共回り防止部材５のアーム部５０１の他端部とを結合する。
従って、当該共回り防止部材５のアーム部５０１は、当該回転軸４を中心として自由に動くことが出来る。即ち、弧状部５００を有する共回り防止部材５は、当該回転軸４を中心として自由に動くことが出来る。
当該共回り防止部材５のアーム部５０１の先端側には、弧状部５００が取付けられている。
上記のように、共回り防止部材５のアーム部５０１は、回転軸４を中心として、支持部材３のアーム部３００の動きには影響されずに、自由に動くことが出来るので、当該弧状部５００も自由に動くことができる。
当該弧状部５００の一例は、弓形形状からなる。
当該第１の実施例に示す当該弧状部５００の一例は、円形状の地盤の掘削穴６の上中心部から下中心部にかけて弓なりの形状をなしており、円形状の地盤の掘削穴６の左端部から離隔してその内側に弓状の弧を描いて設置されている。
【０００８】
上記本発明の共回り防止部材についての動作を説明するに、前記のように、掘削軸２の回転に伴い支持部材３も同じ方向に回転するが、共回り防止部材５のアーム部５０１は、支持部材３のアーム部３００の動きには影響されずに回転軸４を中心として自由に動くことが出来るので、共回り防止部材５の先端部の弧状部５００も自由に動くことができる。
回転軸４を中心として弧状部５００を有する共回り防止部材５は、掘削穴６の中で揺動する。
その結果、例えば、比較的に軟らかい地盤の場合、図２に示すように、共回り防止部材５の先端部の弧状部５００が動き、地盤６に、当該弧状部５００の一部を喰い込ませて、掘削部材が掘削軸と共に回転しても、当該共回り防止部材は回転しないようにして、その結果、掘削した土壌が共に回転しないようにすることが出来る。
【０００９】
一方、比較的に硬い地盤のときの本発明の共回り防止部材についての動作を、図３に基づいて説明する。
比較的に硬い地盤のときも、掘削軸２の回転に伴い支持部材３も同じ方向に回転するが、共回り防止部材５のアーム部５０１は、支持部材３のアーム部３００の動きには影響されずに、回転軸４を中心として自由に動くことができ、それに伴い、共回り防止部材５の先端部の弧状部５００も自由に動くことができる点は同じである。
しかし、比較的に硬い地盤のときには、図示のように、当該共回り防止部材５の先端部の弧状部５００は、地盤の壁面６を揺動（摺動）し、共回りしようとする土壌の流動を阻止する形になる。
その結果、掘削部材が掘削軸と共に回転しても、掘削した土壌が掘削部材と共に回転しないようにすることが出来る。
【００１０】
図４は、上記共回り防止部材の地盤の硬軟両者における動きをまとめて図示したものである。
【００１１】
実施例２．
次に、本発明の第２の実施例を、図５（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて説明する。
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す当該実施例は、実施例１と同様に、掘削軸２に支持部材３を取付け、当該当該支持部材３のアーム部３００と共回り防止部材５のアーム部５０１の後端部とを回転軸４にて連結し、当該共回り防止部材５のアーム部５０１の先端部側に弧状部５００を取付け、且つ、共回り防止部材５の弧状部５００を、円形状の地盤の掘削穴６の上中心部から下中心部にかけて弓なりの形状に形成している点は同様であるが、円形状の地盤の掘削穴６の左端部から実施例１のように離隔せずに、当該円形状の地盤の掘削穴６の左端部に沿わせる形態にしてある例を示す。
【００１２】
上記実施例２の共回り防止部材についての動作を説明するに、前記のように、掘削軸２の回転に伴い支持部材３も同じ方向に回転するが、共回り防止部材５のアーム部５０１は、支持部材３のアーム部３００の動きには影響されずに回転軸４を中心として自由に動くことが出来るので、共回り防止部材５の先端部の弧状部５００も自由に動くことができ、その結果、例えば、比較的に、軟らかい地盤の場合、図５（Ｂ）に示すように、共回り防止部材５の先端部の弧状部５００が動き、地盤の掘削穴６に、当該弧状部５００の一部を喰い込ませて、当該共回り防止部材５により、共回り現象を回避することが出来る。
一方、比較的に硬い地盤のときも、実施例１の共回り防止部材と同様に、当該共回り防止部材５の先端部の弧状部５００は、地盤の壁面６を摺動し、共回りしようとする土壌の流動を阻止するので、掘削部材が掘削軸と共に回転しても、掘削した土壌が掘削部材と共に回転しないようにすることが出来る。
実施例２の共回り防止部材５は、実施例１の共回り防止部材に比較して、その弧状部５００が円形状の地盤の掘削穴６に沿っているので、図示のように、当該弧状部５００の両端部にて、地盤の壁面に沿い揺動（地盤の壁面に沿い摺動）する割合が大きい。
【００１３】
本発明の混合撹拌装置は、図１に一例を示すように、掘削軸２の上部に掘削部材７が設けられ、当該掘削部材７の下部に支持部材３を取付け、当該支持部材３の端部に弧状部５００を有する共回り防止部材５を回転自在に取付け、当該共回り防止部材５の下部に、２つの掘削部材７を設けてなる。
本発明の混合撹拌装置は、一軸の掘削軸の上下方向に複数の撹拌部材を当該軸に対して直角方向に突設させ、これら複数の攪拌部材を当該掘削軸の回転に伴い一体に（共に）回転させ、注入材を噴射させつつ、前記のように、掘削土と注入材とを撹拌混練し、その硬化により地盤を改良するという工法に用いることができるが、又、撹拌用の回転軸としてこれを相互に逆方向に回転する外軸と内軸の二重軸に構成し、当該内外軸の下端部にそれぞれ半円弧状の大小撹拌翼体を連設し、当該小さい撹拌翼体を大きい撹拌翼体の内側に位置せしめ、かつ、互いに内外側で反対方向に回転すべく構成してなる地盤改良装置における撹拌翼構造などにも適用できる。
本発明は、本発明者らの提案になる上記のような外軸と内軸の二重軸に構成された地盤に孔を掘削し地盤を改良することのできる地盤改良装置であって、回転方向の異なる内外軸又は取付け体に、少なくとも２個のスパイラル状の撹拌体を取り付けてなる地盤改良装置にも適用できる（特許出願公告平３−４０１６６号公報、特許第３０３４２２７号）。
更に、本発明は、地盤に穿孔機械などによって作った穴が崩れ易いような場合に、内壁にベントナイト壁を形成したり或いはパイプよりなるケーシングを挿入して崩壊を防止するような方法にも適用できる。
【００１４】
本発明における掘削部材７としては、上記した掘削軸の上部に掘設けられたオーガヘッド等が挙げられる。
又、上記した共回り防止部材の下部に設けられた掘削翼等が挙げられる。
【００１５】
本発明に使用される固化材としては、その目的に添うものであれば、セメントや凝固剤や固化材や硬化剤等名称の如何に係わらずに使用することができ、当該固化材の具体例には、セメントミルク、珪酸ソーダなどが挙げられる。当該固化材は、例えば、図１に示す例では、掘削軸の下部の固化材吐出口８から供給することができる。
【００１６】
本発明は、適宜変更が可能であり、例えば、前記実施例では、一つの共回り防止部材を設ける例を示したが、２つ以上共回り防止部材を設置してもよい。
又、前記実施例では、共回り防止部材５の揺動部の例として、弧状部を挙げたが、直線状の部材からなるものでも、また、山形形状からなるもの等でも、適宜変更可能であり、前記と同様の機能を果たすものであれば適用できる。
本発明における前記回転軸は、揺動部を有する共回り防止部材が当該回転軸を中心として揺動する限り、単なる支持部材３のアーム部３００と共回り防止部材５のアーム部とを連結できる部材でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、掘削部材を回転させながら地盤を掘削し、掘削した土壌と固化材とを混合して地盤中に杭を形成し地盤を改良する工法の全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）本発明の実施例を示す混合攪拌装置の側面図、（Ｂ）本発明の実施例を示す混合攪拌装置の平面図である。
【図２】本発明の混合攪拌装置の動作の一例を説明する説明図である。
【図３】本発明の混合攪拌装置の動作の他の一例を説明する説明図である。
【図４】本発明の混合攪拌装置の動作をまとめて説明する説明図である。
【図５】（Ａ）本発明の他の実施例を示す混合攪拌装置の平面図、（Ｂ）同混合攪拌装置の動作の一例を説明する説明図である。
【図６】従来例を示す混合攪拌装置の構成図である。
【図７】他の従来例を示す混合攪拌装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    混合攪拌装置
２    掘削軸
３    支持部材
４    回転軸（軸ピン）
５    共回り防止部材
６    地盤の掘削穴
７    掘削部材
８    固化材吐出口
５００    弧状部（揺動部）
【図１】
2005105736.tif 000003
【図２】
2005105736.tif 000004
【図３】
2005105736.tif 000005
【図４】
2005105736.tif 000006
【図５】
2005105736.tif 000007
【図６】
2005105736.tif 000008
【図７】
2005105736.tif 000009