(57)【要約】【課題】改良開始時に攪拌翼部を設計改良位置にセットしても、撹拌機が回転し始めると同時に撹拌機のセット位置が攪拌翼の回転する方向と逆方向にぶれ、施工位置が不正確になること。また、改良対象土が粘性の強い場合や繊維質を多く含む場合等では改良対象土が攪拌翼部分に付着し、土の共廻り現象を起こし固化材との混合精度が上がらず改良むらを生じやすい。【解決手段】バックホウ又は三点支持式杭打機をベースマシンとし、そのベースマシンに備えられたアーム乃至はロッド支持部の先端部分に装着された混合撹拌装置の先端部分に左右に鉛直方向に回転する攪拌翼を有し、その左右の攪拌翼を互いに独立した二つの駆動装置で駆動させ、左右の攪拌翼の回転方向を逆回転および回転数を可変とした混合撹拌装置を備えた地盤改良施工機とそれを用いた地盤改良工法である。【選択図】  図３
2007277955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンに備えられたアームの先端又はロッド支持部に装着される混合攪拌装置の先端部の左右に、鉛直方向に回転する攪拌翼を設け、該攪拌翼をそれぞれ個別に駆動する駆動装置を互いに独立して設けて、左右の攪拌翼の回転方向を各々逆方向に回転可能に形成するとともに、両攪拌翼の回転数を可変としたことを特徴とする地盤改良施工機。
【請求項２】
前記ベースマシンがバックホウであることを特徴とする請求項１記載の地盤改良施工機。
【請求項３】
前記ベースマシンが三点支持式杭打機であることを特徴とする請求項１記載の地盤改良施工機。
【請求項４】
前記駆動装置が油圧モーターであることを特徴とする請求項１記載の地盤改良施工機。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の地盤改良施工機を用いて地盤の改良を行うことを特徴とする軟弱地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント系固化材スラリー等の地盤固結用固化材を用いて地盤改良を行う工法とそれに用いられる地盤改良施工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤改良工法の中で、主にセメント系固化材等を用いて地盤改良を行う工法及びその工法に用いる地盤改良施工機として、バックホウ等の建設機械をベースマシンとし、該ベースマシンのアームの先端ブラケットに取り付けた鉛直方向に回動する混合撹拌装置の先端部より固化材スラリーを吐出しながら、該混合撹拌装置を地表面から軟弱地盤中に貫入し、引き抜きを行いつつ軟弱土と固化材を混合攪拌し、軟弱地盤を固化処理する地盤改良工法が公知である。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特許第３２１５６３４号公報
【０００４】
上記の特許文献1に記載のロータリー式混合撹拌装置を用いた地盤改良工法は、直接ベースマシンに取り付けられた混合撹拌装置の先端部分の左右両側に、鉛直方向に回転する複数の撹拌翼を有する混合撹拌装置が取り付けられ、該撹拌装置を地中に貫入・引抜きしつつ混合攪拌装置の先端部の撹拌翼を回転させ、その近傍から固化材スラリーを吐出することによって改良対象土と固化材を混合攪拌し、軟弱地盤を改良する工法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ロータリー式混合撹拌装置による地盤改良方法は、ベースマシンのアームの先端のブラケットに垂下するように取り付けた混合撹拌装置の先端部に装着した左右の撹拌翼により地盤改良を行うのであるが、これら攪拌翼は右回転・左回転の何れにも回転ができるものの、左右の撹拌翼は、常に同じ方向にしか回転できない構成となっている。
したがって、改良予定地盤の設計改良位置にセットした混合撹拌装置が貫入し始めるとき、攪拌翼が地表面で回転するので、必然的にアーム先端のブラケットが支点となり、混合撹拌装置には攪拌翼が回転する方向と逆方向に移動する力が働くこととなる。
そのため、改良開始時に攪拌翼部を設計改良位置にセットしても、撹拌翼が回転し始めると同時に施工機のセット位置が攪拌翼の回転する方向と逆方向にぶれるという問題があった。
【０００６】
またベースマシンがバックホウの場合、混合攪拌装置はバックホウが通常装備するバケットに比較して相当重量が大きく、また混合攪拌装置の駆体は、アームを上限近く上げたときの高さと略等しい長尺のケーシング状態に構成されている。
そして、ベースマシンによる混合攪拌装置は、貫入開始時では地盤抵抗がないことから、前記混合攪拌装置を改良予定地盤に貫入を開始するときに、混合攪拌装置がぶれるので地盤への貫入時の鉛直性が損なわれやすいという欠点があった。
また、改良対象地盤の地表面に玉石、砂礫、障害物等が存在する場合には、地表面に垂直に立てた混合攪拌装置がそれらの障害物に当たり、混合攪拌装置の攪拌翼の回転方向と反対方向のぶれが大きく、一層鉛直精度は損なわれやすい状態になるという問題もあった。
また、改良体のラップ施工が必要な場合にラップが確実に出来ない場合もあった。
【０００７】
更に、前記ロータリー式混合撹拌装置による地盤改良方法は、前記のように混合撹拌装置の左右に設けた攪拌翼は、同方向にしか回転できないので、改良対象土が粘性の強い場合や繊維質を多く含む腐植土層の場合等では、改良対象土が攪拌翼部分に付着し、土の共廻り現象を起こし固化材との混合精度が上がらず改良むらを生じやすいという問題があった。
【０００８】
また、改良深度の範囲を更に大きくするために、ベースマシンとして三点支持式杭打機を使用する場合には、攪拌翼が回転する方向に回転トルクによる負荷がかかり、混合攪拌装置からリーダーに過剰な応力が伝わる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するために、ベースマシンに備えられたアームの先端又はロッド支持部に装着される混合攪拌装置の先端部の左右に、鉛直方向に回転する攪拌翼と該攪拌翼を個々に駆動する駆動装置を互いに独立して設け、該駆動装置の駆動により、前記左右の攪拌翼の回転方向を各々逆方向に回転可能に形成するとともに、両攪拌翼の回転数を可変とした地盤改良施工機とこれを用いて地盤改良を行う工法としたことである。
【００１０】
また、前記混合撹拌装置を装着するベースマシンが、バックホウ、又は三点支持式杭打機としたことである。
ベースマシンを三点支持式杭打機とした場合は、本発明の混合攪拌装置左右の攪拌翼の回転方向を各々逆方向に回転可能に形成することにより回転トルクによる応力が抑えられ、混合攪拌装置からリーダーに過剰の応力が伝わることがなく、更に大きい深度までの改良に対応できるようになった。
この場合は、混合攪拌装置の引き込み用ドラムによって貫入力が大きく、さらに改良深度は、ベースマシンとしてバックホウを使用した場合最大改良深度約10ｍ程度までであるが、三点支持式杭打機を使用した場合は15ｍ程度の深層域までの深度も改良可能である。
【００１１】
混合撹拌装置に装着されている左右の攪拌翼の駆動は、各々独立した油圧ユニットを有する油圧モーターから成る駆動装置により、各々回転方向を逆回転に、かつ回転数を変化させることができるように構成されている。
そこで左右の攪拌翼を互いに逆回転させながら、攪拌翼を改良対象地盤改良に貫入させ、地盤の状態により適宜間隔をおいて左右の攪拌翼の回転方向を変更し、更に各々の回転数を独立に調整しながら、混合撹拌装置をバランスさせて、設計深度まで固化材を吐出しつつ貫入することによって、混合攪拌装置は鉛直性を保つことができる。
【００１２】
また、貫入・引抜き時に左右の回転方向や回転速度を調整することによって、攪拌翼に付着する改良対象土をせん断して共廻りの発生が防止でき、固化材と改良対象土の混合撹拌精度の向上が達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記のように構成したので、走行車両をベースマシンとするロータリー式攪拌翼を有する混合撹拌装置を用いる地盤改良工の施工性向上に寄与するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は、本発明の地盤改良工法に使用する地盤改良施工機の一例を示す側面図、図２の（ａ）は混合攪拌装置の正面図、（ｂ）は同側面図、図３は同改良施工機の平面図、図４の（ａ）は本発明の混合攪拌装置を三点支持式杭打機に取り付けた状態の側面図、（ｂ）は同正面図である。
図１〜３において、１はバックホウなどの建設機械からなるベースマシンで、該ベースマシン１のアーム２の先端には、ブラケット３が取り付けられ、該ブラケット３を介して混合撹拌装置４が装着されている。
上記混合撹拌装置４の先端部分には、鉛直方向に回転する攪拌翼６・６が左右両側に取り付けられており、この左右の攪拌翼を互いに独立した二つの油圧モーター等の駆動装置10・10により回転させる。
また、駆動装置10・10により回転する両攪拌翼６・６の回転方向Ａを、各々逆回転可能とし、かつ各々の回転翼６・６の回転数を可変とする。
さらに、攪拌翼６・６はそれぞれその近傍に、スラリー上部吐出口７及びスラリー下部吐出口８が配設されている。
【００１５】
上記の本発明の地盤改良施工機を用いての施工法について説明すると、ベースマシン１を改良対象区域付近の地盤に移動させ、該改良対象地盤９の改良区画ヤードを設定した杭芯位置に、混合攪拌装置４の攪拌翼６・６部分を杭芯セットする。
固化材スラリーは、図示しないセメント系固化材スラリーを製造するスラリープラントより圧送し、スラリー下部吐出口８から吐出し始めたのを確認したら、攪拌翼６・６を回転させながら混合撹拌装置４を地盤９に貫入させる。
そのとき貫入を容易にするために図示しない空気圧縮機から配管され混合撹拌装置先端部近傍から圧縮空気を噴射する。
【００１６】
この混合攪拌装置４の貫入作業は、左右の攪拌翼６・６を互いに同時に又は別々に逆回転させながら、攪拌翼を改良対象地盤９に貫入させる。
また、地盤の状態により適宜間隔をおいて左右の攪拌翼の回転方向Ａを変更し、さらに各々の回転数を独立に調整しながら、混合撹拌装置４をバランスさせて、設計深度まで固化材を吐出しつつ貫入する。
【００１７】
改良施工は、スラリー下部吐出口８から固化材スラリーを吐出し、また圧縮空気を併用しながら、設計改良深度までほぼ定速で貫入して、設計深度にて先端処理を行いながら固化材スラリーの吐出を、スラリー下部吐出口８からスラリー上部吐出口７に変更し、ほぼ定速で混合撹拌装置４を引き上げる。この引き上げが地表面まで到達したら、1サイクルの施工が終了することになる。
後は、ベースマシン１を移動させ隣の施工区画に移り、前記サイクルを繰り返すことにより、改良施工を続ける。
【００１８】
改良対象土の粘着力が大きい場合や、繊維質が多く含まれている腐植土等を含む土壌など、混合精度の確保が懸念される場合は、混合攪拌装置４の貫入時、及び引抜き時に、左右の攪拌翼６・６の回転方向や回転数を変更し、混合精度の確保に留意しながら地盤改良を進める。  
【００１９】
図４の（ａ）及び（ｂ）でベースマシンとして三点支持式杭打機11に、本発明の混合撹拌装置４を取り付けた地盤改良機の一例を示す。本実施例ではロッド支持部12の先端に混合撹拌装置を取り付けており、三点支持式杭打機をベースマシンとした場合は、バックホウがベースマシンの場合より、深度の大きい10ｍ以上の地盤改良が可能である。なお、図中13はバックステー、14は下部振れ止めである。
【００２０】
なお、ベースマシンとして三点支持式杭打機11を用いた場合でも施工の実施の形態は、ベースマシン１をバックホウとした場合と同様で、スラリープラントから圧送された固化材スラリーを、混合攪拌装置の貫入時には下部吐出口８から圧縮空気を併用しつつ吐出し、先端処理を行いながら固化材吐出口を切替え、引抜き時には上部吐出口７から吐出し、それぞれ攪拌翼６．６を回転させながら対象土と混合撹拌することによって、1工程の地盤改良を行なう。
そしてこの工程を繰り返すことによって全体の地盤改良を行うことができる。
【００２１】
なお、上記の攪拌翼の回転操作は、バックホウをベースマシンとする改良施工機の場合と同様で、混合攪拌装置４の貫入作業は、左右の攪拌翼６・６を互いに同時に又は別々に逆回転させながら、攪拌翼を改良対象地盤９に貫入させる。
また、地盤の状態により適宜間隔をおいて左右の攪拌翼６・６の回転方向を変更し、さらに各々の回転数を独立に調整しながら、混合撹拌装置４をバランスさせて、設計深度まで固化材を吐出しつつ貫入する。
【００２２】
改良対象土の粘着力が大きい場合や、繊維質が多く含まれている腐植土等を含む土壌など、混合精度の確保が懸念される場合は、混合攪拌装置４の貫入時、及び引抜き時に、左右の攪拌翼６・６の回転方向や回転数を変更し、混合精度の確保に留意しながら地盤改良を進める。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、セメント系固化材スラリーを用いるロータリー式混合撹拌装置を用いる地盤改良工の施工性を向上させることに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の地盤改良工法に用いる地盤改良施工機の一例を示す側面図である。
【図２】（ａ）は混合攪拌装置の正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図３】地盤改良施工機の平面図である。
【図４】（ａ）は本発明の混合攪拌装置を三点支持式杭打機に取り付けた状態の側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ベースマシン（バックホウ）
２  アーム
３  ブラケット
４  混合攪拌装置
５  躯体
６  攪拌翼
７  上部スラリー吐出口
８  下部スラリー吐出口  
９  地盤
10  駆動装置(油圧モーター)
11  ベースマシン（三点支持式杭打機）
12  ロッド支持部
13  バックステー
14  下部振れ止め
【図１】
2007277955.tif 000003
【図２】
2007277955.tif 000004
【図３】
2007277955.tif 000005
【図４】
2007277955.tif 000006