(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削軸を複数備えた地盤改良装置であって、各掘削翼の上方において各掘削軸に回転自在の環体を装着すると共に該環体相互を、軸状部材からなる連結部材によって、平面視、該連結部材の軸線Ｇ２が各掘削軸の軸線Ｇ１を通るようにして連結することで各掘削軸相互の間隔を、平面視、各掘削翼の先端の描く円の一部が重なるように一定に保持してなるものにおいて、
前記連結部材の軸線Ｇ２回りに回転自在の筒状体を設けると共に、該筒状体には掘削土の混合攪拌部を設ける一方、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
掘削軸を複数備えた地盤改良装置であって、各掘削翼の上方において各掘削軸に回転自在の環体を装着すると共に該環体相互を、軸状部材からなる連結部材によって、平面視、該連結部材の軸線Ｇ２が各掘削軸の軸線Ｇ１を通るようにして連結することで各掘削軸相互の間隔を、平面視、各掘削翼の先端の描く円の一部が重なるように一定に保持してなるものにおいて、
前記環体には該連結部材の略軸線Ｇ２方向の延長上にのびるように横軸を設けると共に該横軸は前記掘削軸の軸線Ｇ１から該横軸の先端までの長さを前記掘削翼の半径以下とし、前記連結部材の軸線Ｇ２回り及び該横軸の軸線Ｇ２回りにそれぞれ回転自在の筒状体を設けると共に、該筒状体には掘削土の混合攪拌部を設ける一方、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の地盤改良装置において、
前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、
前記掘削軸に対して駆動用凸部を設け、該掘削軸が回転した際に該駆動用凸部が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の地盤改良装置において、
前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、
前記掘削軸が回転した際に該掘削翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項５】
前記混合攪拌部を、前記筒状体の回りに間隔をおいて３以上設けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の地盤改良装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の地盤改良装置において、
前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、
前記筒状体の前記掘削軸寄り部位に被駆動用凸部を設ける一方、前記掘削軸に対して攪拌翼を設け、該掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記被駆動用凸部に当って前記混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載の地盤改良装置において、
前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、
前記筒状体の前記掘削軸寄り部位に被駆動用凸部を設ける一方、前記掘削軸に対して駆動用凸部を設け、該掘削軸が回転した際に該駆動用凸部が前記被駆動用凸部に当って前記混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の地盤改良装置において、
前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、
前記筒状体の前記掘削軸寄り部位に被駆動用凸部を設ける一方、前記掘削軸が回転した際に該掘削翼が前記被駆動用凸部に当って前記混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項９】
前記被駆動用凸部を、前記筒状体の回りに間隔をおいて３以上設けたことを特徴とする請求項６、７又は８記載の地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良装置に関し、詳しくは、土木、建設の基礎工事などにおいて、地盤を複数の掘削軸にて柱状、壁状、或いは筒状に掘削しながら石灰系やセメント系のスラリー状の固化剤（以下、単に固化剤ともいう）を吐出して、この固化剤と掘削土とを混合、攪拌して固結させることにより、地盤を柱状、壁状、或いは筒状に固結、成形して改良するための地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の地盤改良装置として、図１０，１１に示したものが知られている。この地盤改良装置は、掘削翼２の上方に攪拌翼３を備えた掘削軸１を複数備えたもので、各掘削翼２の上方において各掘削軸１の回転を自由にして各掘削軸相互を連結部材４によって間隔を保持して連結している。同図においては２つの掘削軸１からなるものが例示されている。このものは、掘削軸１相互の間隔Ｐは、掘削翼２の外径（１掘削軸の掘削径）Ｄより小さめとされており、平面視、２つの円を一部が重なる形（略８の字形状）で柱状に地盤改良するように構成されている。
【０００３】
同図のものは、２つの掘削軸１を同時に例えば逆方向に同じ回転数で回転させて掘削するものであるが、掘削軸１に設けられた掘削翼２と攪拌翼３とが隣接する掘削軸に設けられたそれらと回転時に干渉しないように、平面視におけるそれらの位置および回転速度が設定されている。しかして、このものにおいては、一定間隔Ｐで隣接する２の掘削軸１のそれぞれにて軟弱地盤を掘削、混合・攪拌することで平面視「８の字形」の柱状（ないし壁状）に改良するものであり、各掘削翼２の回転によって地盤（土壌）を掘り進むと、地盤は、その各掘削翼２の外径Ｄと略同径の円柱状に掘削され、掘削土は同時に回転する攪拌翼３により混合、攪拌されるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような掘削では、たとえ隣接する各掘削軸１を互いに逆回転させても、各掘削軸１で掘削される掘削土は、各掘削軸回りに、掘削翼２や攪拌翼３の回転と共に回転するといった、いわゆる共回りを起し、掘削土がうまくほぐれず、具合良く混合されないといった問題があった。こうした問題は、土質が硬い粘性土やピート層の地盤などの場合には、土塊となって共回りが生じ易いことなどより顕著であり、地盤の改良の度合いも不十分のものとなりがちであった。
【０００５】
また、たとえ共回りを起さないとしても、掘削土は各掘削軸１の回りに攪拌されるだけであり、その攪拌は平面的なものであり、上下を加えた三次元的な混合攪拌が行われない。このように上記従来の技術においては、共回りが起こり易く、しかも三次元的な混合、攪拌が行われないために均等な地盤改良がおこなわれないといった問題があった。したがって、上記従来の技術においては、掘削軸１の進退（上下動）を多く繰り返す必要があり、施工に多くの時間を要するといった問題があった。そして、高度の固結性を確保するためには、固化剤を必要量以上に多量に加えなければならないなどにより、コストの上昇を招いていた。
【０００６】
本発明は、掘削軸を複数有する従来の地盤改良装置のもつ、こうした問題点に鑑みて案出したものであって、各掘削軸回りの掘削土の共回りを防止すると共に、掘削土の混合、攪拌を三次元的に積極的に行わせることのできる地盤改良装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明の構成は、掘削軸を複数備えた地盤改良装置であって、各掘削翼の上方において各掘削軸に回転自在の環体を装着すると共に該環体相互を、軸状部材からなる連結部材によって、平面視、該連結部材の軸線Ｇ２が各掘削軸の軸線Ｇ１を通るようにして連結することで各掘削軸相互の間隔を、平面視、各掘削翼の先端の描く円の一部が重なるように一定に保持してなるものにおいて、
前記連結部材の軸線Ｇ２回りに回転自在の筒状体を設けると共に、該筒状体には掘削土の混合攪拌部を設ける一方、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明の構成は、掘削軸を複数備えた地盤改良装置であって、各掘削翼の上方において各掘削軸に回転自在の環体を装着すると共に該環体相互を、軸状部材からなる連結部材によって、平面視、該連結部材の軸線Ｇ２が各掘削軸の軸線Ｇ１を通るようにして連結することで各掘削軸相互の間隔を、平面視、各掘削翼の先端の描く円の一部が重なるように一定に保持してなるものにおいて、
前記環体には該連結部材の略軸線Ｇ２方向の延長上にのびるように横軸を設けると共に該横軸は前記掘削軸の軸線Ｇ１から該横軸の先端までの長さを前記掘削翼の半径以下とし、前記連結部材の軸線Ｇ２回り及び該横軸の軸線Ｇ２回りにそれぞれ回転自在の筒状体を設けると共に、該筒状体には掘削土の混合攪拌部を設ける一方、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
前記本発明においては、掘削翼による掘削中、連結部材は掘削軸回りに回転しない。このため、掘削軸の回転方向に共回りしようとする掘削土（土塊）は、その連結部材でその回転が静止され、或いは抑制される。したがって、掘削土の混合攪拌を具合良く行わせることができる。また、請求項２記載の発明においては、横軸がある分、さらに共回り防止効果が高い。
【００１０】
そして、本発明によれば、回転自在の筒状体が設けられ、該筒状体には掘削土の混合攪拌部が設けられ、前記掘削軸の回転を用いて該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにされているため、その掘削過程で掘削土は三次元的に混合、攪拌される。
【００１１】
なお、請求項１および２記載の発明において、混合攪拌部は、筒状体の軸線Ｇ２回りの回転によって掘削土の混合攪拌を行うことができるよう構成されていればよく、その形状ないし構造は土質等に応じて適宜に設定すればよい。また、掘削軸の回転を用いて該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させる手段は、かさ歯車機構を掘削軸と筒状体との間に設けることなく、次のようにしている。
【００１２】
すなわち、請求項１又は２記載の地盤改良装置においては、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしている。この種の装置では、通常、掘削軸に攪拌翼が設けられるので、回転（伝動）機構の簡素化が図られる。
【００１３】
もっとも、請求項１又は２記載の地盤改良装置において、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、請求項３に記載のように、請求項１又は２記載の地盤改良装置において、前記掘削軸に対して駆動用凸部を設け、該掘削軸が回転した際に該駆動用凸部が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００１４】
また、請求項１又は２記載の地盤改良装置において、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、請求項４に記載のように、請求項１又は２記載の地盤改良装置において、前記掘削軸が回転した際に該掘削翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００１５】
なお、請求項１ないし４における混合攪拌部の形状、配置、数は、攪拌翼、駆動用凸部或いは掘削翼との関係において適宜に設定すればよい。また、前記いずれの手段においても、前記混合攪拌部は、前記筒状体の回りに間隔をおいて３以上設けるとよい。とくにこれを筒状体の回りに略等角度間隔で設けるとよい。このように設ければ、混合攪拌部の軸線回りの回転の円滑化を図りやすいためである。
【００１６】
また、請求項１ないし４に記載の発明では、攪拌翼等が被駆動用凸部を成す混合攪拌部に当たって混合攪拌部を筒状体と共に軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたが、混合攪拌部とは別に被駆動用凸部を設けてもよい。すなわち、請求項６記載の発明のように、請求項１又は２載の地盤改良装置において、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、前記筒状体の前記掘削軸寄り部位に被駆動用凸部を設ける一方、前記掘削軸に対して攪拌翼を設け、該掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記被駆動用凸部に当って前記混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００１７】
そして、請求項７記載の発明のように、請求項１又は２記載の地盤改良装置において、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、前記筒状体の前記掘削軸寄り部位に被駆動用凸部を設ける一方、前記掘削軸に対して駆動用凸部を設け、該掘削軸が回転した際に該駆動用凸部が前記被駆動用凸部に当って前記混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、攪拌翼などによることなく、掘削翼で、混合攪拌部とは別の被駆動用凸部を回転させるようにしてもよい。すなわち、請求項８記載の発明のように、請求項１又は２記載の地盤改良装置において、前記掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、前記掘削軸が回転した際に該攪拌翼が前記混合攪拌部に当って該混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしたことに代えて、前記筒状体の前記掘削軸寄り部位に被駆動用凸部を設ける一方、前記掘削軸が回転した際に該掘削翼が前記被駆動用凸部に当って前記混合攪拌部を前記筒状体と共に前記軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００１９】
そして、このように混合攪拌部とは別に被駆動用凸部を設ける場合でも、その被駆動用凸部は、前記筒状体の回りに間隔をおいて３以上設けるとよい。そして、前記したのと同様に、これを筒状体の回りに略等角度間隔で設けるのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の本発明に係る地盤改良装置の実施形態例について、掘削軸が２軸のものにおいて、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。図中、１は、略円筒状（中空円柱状）をなす掘削軸（回転駆動軸）であって、左右ともに図示しない回転駆動手段により回転するように構成されており、その先端部近傍には地盤を掘削する所定の径（長さ）Ｄをもち、掘削爪２ａを備えた掘削翼２が溶接によりその掘削軸１に対してほぼ直角方向で突出状に設けられている。
【００２１】
そして、本例では各掘削軸１とも、上方に、掘削翼２の径Ｄよりやや小さい径（長さ）を持ち、掘削軸１と一体となって回転することにより掘削土を攪拌するように形成された攪拌翼３が溶接により一体的に固着されている。ただし、攪拌翼３は帯板状をなし、その幅方向が掘削軸１の軸線Ｇ１方向にほぼ平行とされている。なお、掘削軸１の先端部近傍には、スラリー状の固化剤の吐き出し口１ａが設けられており、図示しない固化剤がその圧送源から掘削軸１の内側を通って掘削土中に吐出されるように構成されている。
【００２２】
また、掘削軸１における掘削翼２と攪拌翼３との間には、以下に、詳述するようにして、掘削軸１と略直角方向に連結部材４が配置されている。すなわち、図１ないし図４に示したように、本例では、掘削翼２と攪拌翼３との間で、掘削軸１の外周に、掘削軸１の軸線Ｇ１回りに回転自在となるように若干の隙間をもって円筒（円管）状をなす環体５が装着されている。ただし、環体５の上端面および下端面が当接する部位の掘削軸１には、掘削軸１より大径のリング６ａ，６ｂがその掘削軸１に溶接などによって一体的に周設されており、環体５の上下動を規制している。そして、この環体５相互間を連結するように断面円形の軸状部材からなる連結部材４が設けられており、左右の掘削軸１相互の間隔Ｐを一定に保持している。
【００２３】
そして、この連結部材４には、円筒（円管）状をなす筒状体１２が連結部材４の軸線Ｇ２回りに回転自在に外嵌（遊嵌）され、その軸線Ｇ２方向への動きは、環体５，５により規制されている。さらに、筒状体１２は、その外側に掘削土の混合攪拌部として放射状（十字状）に延び、長さの異なる突出体（丸棒）１３ａ，１３ｂを備えている。ただし、この突出体１３ａ，１３ｂは、連結部材４の長手方向に間隔をおいて設けられ、連結部材（筒状体１２）４の軸線Ｇ２方向から見て（図４参照）それぞれ略等角度（本例では９０度）間隔で設けられている。なお、突出体１３ａ，１３ｂの長さは、平面視、掘削翼２の先端が描く領域（図３中２点鎖線Ｅで示す領域）より外側に出ないようにそれぞれ設定されている。
【００２４】
なお、図１右側の掘削軸１寄り部位の突出体１３ａは他より長く形成され、掘削軸１が回転した際に、それに設けられた攪拌翼３がその突出体１３ａに当たるように構成されている。しかして、掘削中は、掘削軸１に設けられた攪拌翼３が突出体（混合攪拌部）１３ａに当って突出体１３ａ，１３ｂを筒状体１２の軸線Ｇ２回りに所定角度づつ断続的に回転或いは揺動させ、本例では、右側の掘削軸１が２回転すると、突出体１３ａ、１３ｂが筒状体１２と共に軸線Ｇ２回りに１回転するようになっている。
【００２５】
このような本例装置においては、地盤は図３に示したように平面視、略８の字形にて掘削され、その内側の掘削土ｋは、掘削翼２および攪拌翼３により、それぞれ掘削軸１の回りに混合、攪拌される。この際、土塊となって掘削軸１の回りに共回りしようとする掘削土ｋは、平面視、回転しない連結部材４及び筒状体１２により、その回転が止められる。つまり筒状体１２が掘削土ｋの共回り防止作用を果たすようになる。
【００２６】
しかも、図１右側の掘削軸１と共に回転する攪拌翼３が、筒状体１２に設けられた突出体１３ａに当たって、突出体１３ａ，１３ｂおよび筒状体１２を図４中矢印で示したように、軸線Ｇ２回りに回転させる。これにより回転する突出体１３ａ，１３ｂでもって掘削土ｋをその軸線Ｇ２回りに混合、攪拌する。このように、本例装置によれば掘削土は、掘削軸１の回りに共回りすることなく混合攪拌されると同時に、連結部材４の軸線Ｇ２回りにも混合攪拌され、三次元的に混合攪拌されるのである。
【００２７】
かくして、従来の技術のように、掘削軸の進退を多く繰り返す必要もなく、短時間で比較的均質な掘削土の混合攪拌が得られる。すなわち、この下で吐出される固化剤は掘削土からなる柱体の横断面における周方向のみならず突出体１３ａ，１３ｂの回転により上下方向にも混合、攪拌されるので、固化剤が三次元的に効率よく均等に攪拌される結果、適量の固化剤で均質な強度をもつ改良柱体を得ることができる。このように本例装置においては、掘削土の混合攪拌の質の向上と共に、施工時間の短縮及び作業コストの低減も図られる。
【００２８】
本例では、混合攪拌部として、筒状体１２に棒状の突出体１３ａ，１３ｂを設けたが、その形状などは、必要な強度を保持した上で、舌片状など、土質などに応じた適宜の形状、構造のものに設計すればよい。粘土質のように粘性が高い土質の場合には、本例のような丸棒が適する一方、砂質土など粘性が比較的小さい土質の場合には、混合、攪拌時の抵抗がむしろ大きい方が混合、攪拌効率がよい。したがってその様な場合には、混合攪拌部としての突出体は幅広の帯板とするとよい。
【００２９】
さて、次に請求項２記載の装置を具体化した実施形態例について図５〜７を参照しながら説明する。ただし、このものは、前記形態における左右の掘削軸１の環体５における連結部材４とは反対側に、別途、横軸１４を、掘削軸１に対して略直角方向で、しかも連結部材４の略軸線Ｇ２方向の延長上にのびるように設けると共に、横軸１４の軸線Ｇ２回りにも回転自在の筒状体１５を設け、そして、その筒状体１５にも外側に掘削土の混合攪拌部を設け、掘削軸１の回転を用いて混合攪拌部を筒状体１５と共に軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにした点のみが相違するだけであり、前記形態と本質的相違はなく、前記形態の改良とでもいうべきものであるため、相違点のみ説明し、同一部位には同一の符号を付すに止める。以下の形態においても同様とする。
【００３０】
すなわち、本例の装置においては、左右の掘削軸１の環体５における連結部材４とは反対側に、断面円形の横軸１４を掘削軸１に対して略直角方向で連結部材４の略軸線Ｇ２方向の延長上にのびるように設けている。ただし、掘削軸１の軸線Ｇ１から、横軸１４の先端までの長さは掘削翼２の半径よりやや小さめとされている。そして、この横軸１４の軸線Ｇ２回りにも回転自在の筒状体１５を設け、そして、この筒状体１５にもその外側に掘削土の混合攪拌部として前記形態と同様に突出体１３ａ、１３ｂが設けられており、筒状体１５と共に軸線Ｇ２回りに回転するようになっている。なお、横軸１４の先端には拡径部１６が設けられ、筒状体１５の抜け止めを成している。
【００３１】
そして、左右の横軸１４に設けられた筒状体１５の掘削軸１寄り部位の突出体１３ａが長く形成され、掘削軸１が回転した際に攪拌翼３がその突出体１３ａに当たるように構成されている。しかして、掘削中は、掘削軸１に設けられた攪拌翼３が連結部材４における突出体（混合攪拌部）１３ａに加えて、横軸１４における突出体１３ａにも当たり，その突出体１３ａ、１３ｂを筒状体１５の軸線Ｇ２回りに前記形態におけるのと同様に回転するようになっている。ただし本例では、その構造上、右側の掘削軸１の左右の突出体１３ａ，１３ｂはその軸線Ｇ２方向から見たとき、互いに反対側に回転する。そして、掘削軸１が同方向に回転する場合には、左側の掘削軸１の左側の突出体１３ａ，１３ｂは連結部材４における突出体１３ａ，１３ｂと同方向に回転する。なお、突出体１３ａ，１３ｂの長さは、平面視、掘削翼２の先端が描く領域（図６中２点鎖線Ｅで示す領域）より外側に出ないように設定されている。
【００３２】
しかして、本例では、前記形態に加えて環体５には連結部材４の略軸線Ｇ２方向の延長上にのびるように横軸１４を設け、この横軸１４の軸線回りにも回転自在の筒状体１５を設け、その外側に掘削土の混合攪拌部として突出体１３ａ，１３ｂを設けたため、これらの分、掘削軸１回りの掘削土の共回り防止効果が高く、さらに、三次元的な混合攪拌効果も高い。つまり、共回り防止効果は、正面視、地盤改良部分の幅方向の全域にわたり、さらに上下の攪拌効果も平面視、その幅方向の全域におよぶようになっている。
【００３３】
この結果、本形態では前形態に比べ、より短時間でより均質な掘削土の混合攪拌が得られる。したがって、吐出される固化剤がより効率よく均等に攪拌されるため、少ない固化剤で均質な強度をもつ柱体を得ることができ、混合攪拌の質のさらなる向上と共に、施工時間の短縮及び作業コストの低減も図られる。
【００３４】
上記においては、掘削軸に掘削土の攪拌翼を設け、掘削軸が回転した際にこの攪拌翼が混合攪拌部をなす突出体に当ってこれを筒状体と共に軸線回りに揺動若しくは回転させるようにしたものを例示したが、図８に示したように、攪拌翼３とは別に、掘削軸１に対して攪拌翼３を縮小したような形のもので、混合攪拌作用のほとんどないような駆動用凸部２１を設け、掘削軸１が回転した際にその駆動用凸部２１が混合攪拌部をなす突出体１３ａなどに当って突出体１３ａ，１３ｂを筒状体１２と共に軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００３５】
また、図８中２点鎖線で示したように掘削翼２の上縁部２ｂを形成しておき、前記の駆動用凸部２１に代えて掘削軸１が回転した際に掘削翼２の上縁部２ｂが混合攪拌部をなす突出体１３ａに当ってこれらを筒状体１２と共に軸線Ｇ２回りに揺動若しくは回転させるようにしてもよい。
【００３６】
前記形態においては被駆動用凸部を棒状の突出体とし混合攪拌作用があるものにおいて説明したが、本発明では、この突出体は掘削土の混合攪拌作用がないものであってもよい。つまり、前記形態における突出体のような混合攪拌作用のある混合攪拌部とは別に、混合攪拌部といえないような形状ないし大きさの被駆動用凸部を筒状体に設けておき、これに前記における攪拌翼３や駆動用凸部２１或いは掘削翼２の部分（上部）などを当てて混合攪拌部を筒状体と共にその軸線回りに回転させるようにしてもよい。すなわち、前記形態における突出体１３ａを混合攪拌作用が期待できない程度まで小さく（短く）し、或いは細くして被駆動作用のみをなす被駆動用凸部としてもよい。このような、被駆動用凸部に前記における攪拌翼３や駆動用凸部２１或いは掘削翼２の部分（上部）などを当てるようにしても混合攪拌部を筒状体と共にその軸線回りに回転させることができる。
【００３７】
なお、図９に示したように、図５〜７に示した装置において、連結部材４に設ける筒状体１２を左右２つの筒状体１２ａ，１２ａに分割し、各筒状体１２ａにそれぞれ被駆動用凸部を成す長い突出体１３ａ、１３ｂを設け、各掘削軸１の攪拌翼３にてそれぞれを別個に回転させるようにしてもよい。図１〜４の装置においても同様であるが、このようにすればその回転の容易化が図られる。もっとも、この場合にも図８に示したような駆動用凸部２１や掘削翼１の上縁部２ｂにて回転させることもできる。なお、連結部材４の中央の大径部４ａは、筒状体１２ａ相互の止め部である。
【００３８】
また、上記において横軸１４は、掘削軸１の軸線Ｇ１方向から見て、先端部が掘削翼２が回転してその掘削翼２の先端が描く円周Ｅの内方に位置する長さを有するものとしたが、同円周Ｅ上に位置してもよい。さらに、筒状体１２，１２ａ、１５は、筒状であればよく円筒状に限られず角筒状であってもよい。むしろ三角や四角の角筒状とする場合には、それ自体がその軸線回りに回転する際にその角で混合攪拌作用をなすので好ましいといえる。
【００３９】
なお、前記においては、掘削翼の上に混合攪拌部を備えた筒状体を設け、その上に攪拌翼を１つ設けたものにおいて具体化したが、この筒状体や攪拌翼の数、配置は、掘削深さに応じて適宜の数とすればよい。すなわち、例えば掘削翼の上に筒状体を設け、その上に攪拌翼を設け、さらにその上に混合攪拌部を備えた筒状体を設け、さらにその上に攪拌翼を設けるなど、筒状体や攪拌翼の数、配置は適宜に設定すればよい。
【００４０】
さらに、適宜の位置において、掘削軸相互を連結するためだけの連結部材を設けてもよいが、このような連結部材は正面から見てなるべく幅広とするとよい。それ自体で掘削軸回りの掘削土の共回り防止効果が大きくなるためである。そして、このような連結部材の端部をなす環体には、平面視、その連結部材の略軸線方向の延長上にのびるように、或いは、平面視掘削軸の放射状方向にのびるように、適宜の幅、長さの翼体を設けるとよい。このようにすれば、その分、掘削土の掘削軸回りの共回り防止効果を高めることができるためである。なお、前記形態では、掘削軸の数を２本としたが、必要に応じて３以上とすれば良い。また、掘削軸を３以上とする際、その平面形態は連結部材を一列状とした直線状とすることもできるし、連結部材を辺として掘削軸を頂角とするような環状（例えば４本のときは正方形などの四角形）とすることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、掘削中、連結部材は掘削軸回りに回転しないため、掘削軸の回転方向に共回りしようとする掘削土（土塊）は、連結部材でその回転が防止される上に、軸線回りに回転自在に設けられた筒状体の外側に掘削土の混合攪拌部が設けられ、掘削軸の回転を用いてその混合攪拌部が筒状体と共にその軸線回りに揺動若しくは回転するようにされているため、構造の複雑化を招くことなく、掘削土は、三次元的に混合、攪拌される。この結果、掘削土の混合攪拌の質の向上と共に、施工時間の短縮及び作業コストの低減も図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の地盤改良装置の実施形態例の概略構成を示す正面図。
【図２】  図１の要部を示す一部破断拡大図。
【図３】  図１の地盤改良装置の平面図。
【図４】  図１のＡ−Ａ線断面図。
【図５】  本発明の地盤改良装置の別の実施形態例の概略構成を示す正面図。
【図６】  図５の地盤改良装置の平面図。
【図７】  図５の右側面図。
【図８】  本発明の地盤改良装置のさらに別の実施形態例の概略構成を示す正面図。
【図９】  図５の実施形態例で、連結部材に設けられた筒状体を分割したものの概略構成を示す正面図。
【図１０】  従来の地盤改良装置の概略構成を示す一部破断正面図。
【図１１】  図１０の平面図。
【符号の説明】
１  掘削軸
２  掘削翼
３  攪拌翼
４  連結部材
５  環体
１４  横軸
１２，１２ａ，１５  筒状体
１３ａ，１３ｂ  突出体（混合攪拌部）
２１  駆動用凸部
Ｐ  掘削軸相互の間隔
Ｇ１  掘削軸の軸線
Ｇ２  連結部材及び横軸の軸線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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