(57)【要約】【課題】  従来の地盤改良装置では、昇降可能なロッドの下部に設けた回転駆動部により掘削撹拌ヘッドを駆動するので、回転駆動部が地中に挿入されることになり、掘削撹拌抵抗が大きくなるという課題がある。【解決手段】  ベースマシン１のアーム２に取付ける回転駆動部５と該回転駆動部５により駆動する掘削撹拌作動部６により掘削撹拌混合装置４を構成し、前記掘削撹拌作動部６は、回転駆動部５により回転する取付体１０に直棒形状に形成した内軸１１と外軸１２の上部を固定して構成すると共に、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する所定の縦長さを有して構成した地盤改良装置。【選択図】図２
2016142036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシン１のアーム２に取付ける回転駆動部５と該回転駆動部５により駆動する掘削撹拌作動部６により掘削撹拌混合装置４を構成し、前記掘削撹拌作動部６は、回転駆動部５により回転する取付体１０に直棒形状に形成した内軸１１と外軸１２の上部を固定して構成すると共に、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する所定の縦長さを有して構成した地盤改良装置。
【請求項２】
請求項１において、前記内軸１１と外軸１２は、その縦方向の所定位置に両者を連結固定する連結体１３を、上下方向の一カ所または複数箇所に設けた地盤改良装置。
【請求項３】
請求項２において、前記内軸１１と外軸１２のうちの内軸１１は、取付体１０の軸心Ｙから外れた位置に固定状態に設け、前記内軸１１と外軸１２のうちの外軸１２は、前記軸心Ｙに対して内軸１１よりも更に離して配置して構成した地盤改良装置。
【請求項４】
請求項３において、前記回転駆動部５により回転する回転円筒８内には、セメントミルク等の液状の土壌改良材を前記内軸１１と外軸１２のうちの何れかに供給するスイベル装置１５を回転円筒８と同心上に配置した地盤改良装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、前記掘削撹拌作動部６と回転駆動部５との間には、回転駆動部５に対して掘削撹拌作動部６の軸心の角度を変更する角度変更機構２０を設けた地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、昇降可能なロッドの下部に回転駆動部を設け、回転駆動部の下方に横軸回転の掘削撹拌ヘッドを左右一対設けた撹拌装置を有する地盤改良装置の構成は、公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記公知例は、昇降可能なロッドの下部に設けた回転駆動部により掘削撹拌ヘッドを駆動するので、回転駆動部が地中に挿入されることになり、掘削撹拌抵抗が大きくなるという課題がある。
また、回転駆動部のメンテナンスが面倒であり、耐久性に問題が生じるという課題がある。
また、横軸回転の掘削撹拌ヘッドにより土壌と地盤改良材とを撹拌混合させる構成のため、公知例の掘削撹拌ヘッドでは、地盤改良予定深さに対してある深さの所定部分のみしか撹拌混合できず、地盤改良予定深さの地盤全体（地盤の全断面）を、一度に撹拌混合できないという課題がある。
このことは、掘削撹拌ヘッドの上下に掘削引き抜きを繰り返すことになり、上下方向における均一な地盤改良が困難であるという課題も生じる。
本願は、ベースマシンのアームに取付ける撹拌混合装置の構成を工夫し、土壌改良の作業効率を向上させるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、ベースマシン１のアーム２に取付ける回転駆動部５と該回転駆動部５により駆動する掘削撹拌作動部６により掘削撹拌混合装置４を構成し、前記掘削撹拌作動部６は、回転駆動部５により回転する取付体１０に直棒形状に形成した内軸１１と外軸１２の上部を固定して構成すると共に、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する所定の縦長さを有して構成した地盤改良装置としたものである。
請求項２の発明は、前記内軸１１と外軸１２は、その縦方向の所定位置に両者を連結固定する連結体１３を、上下方向の一カ所または複数箇所に設けた地盤改良装置としたものである。
請求項３の発明は、前記内軸１１と外軸１２のうちの内軸１１は、取付体１０の軸心Ｙから外れた位置に固定状態に設け、前記内軸１１と外軸１２のうちの外軸１２は、前記軸心Ｙに対して内軸１１よりも更に離して配置して構成した地盤改良装置としたものである。
請求項４の発明は、前記回転駆動部５により回転する回転円筒８内には、セメントミルク等の液状の土壌改良材を前記内軸１１と外軸１２のうちの何れかに供給するスイベル装置１５を回転円筒８と同心上に配置した地盤改良装置としたものである。
請求項５の発明は、前記掘削撹拌作動部６と回転駆動部５との間には、回転駆動部５に対して掘削撹拌作動部６の軸心の角度を変更する角度変更機構２０を設けた地盤改良装置としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明では、掘削撹拌作動部６を、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する縦長さを有しているので、地盤改良予定地Ｋの深さの全断面を同時に掘削撹拌混合することができ、そのため、掘削撹拌混合の作業効率を向上させることができ、また、同時に撹拌混合できる範囲が広いので、上下方向における均一な地盤改良を容易に行うことができる。
また、掘削撹拌作動部６の上方に回転駆動部５を設けることができ、回転駆動部５が地中に挿入されることはなく、掘削撹拌抵抗を小さくできて、この点でも、撹拌混合の作業効率を向上させることができる。
また、掘削撹拌作動部６を、ベースマシン１のアーム２に取付けて作業を行えるので、横方向の掘削撹拌作業をすることができ、地盤改良作業を簡易に行うことができる。
請求項２の発明では、内軸１１と外軸１２とを連結体１３により連結固定しているので、内軸１１と外軸１２との作業時の回転抵抗によって捻れるのを抑制でき、撹拌混合の作業効率を向上させることができ、また、連結体１３は内軸１１と外軸１２の軸心方向に対して傾斜させて設けているので、この点でも、撹拌混合の作業効率を向上させることができる。
請求項３の発明では、内軸１１と外軸１２のうちの内軸１１は、取付体１０の軸心Ｙから外れた位置に固定状態に設け、外軸１２は内軸１１よりも更に離して配置しているので、内軸１１と外軸１２は何れもが回転して、掘削撹拌混合作業を行うことができ、そのため、掘削撹拌混合域を広げて作業効率を向上させることができる。
請求項４の発明では、土壌改良材の吐出構成を簡素に構成できる。
請求項５の発明では、角度変更機構２０により回転駆動部５に対して掘削撹拌作動部６の軸心の角度を変更できるので、掘削撹拌混合域を広げて作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】地盤改良装置の側面図。
【図２】掘削撹拌混合装置の正面図。
【図３】同側面図。
【図４】同一部拡大正面図。
【図５】同一部拡大側面図。
【図６】同一部平面図および作用状態図。
【図７】角度変更状態の一部正面図。
【図８】角度変更状態の正面図。
【図９】角度変更機構の他の実施形態の正面図。
【図１０】地盤改良作業状態の一例を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態図により説明する。図１に示したように、１はベースマシンであり、ベースマシン１のアーム２にブラケット３を介して掘削撹拌混合装置４の回転駆動部５を着脱自在に取付ける。
なお、本願の要件ではないので、詳細は省略するが、アーム２はリンクにより構成して掘削撹拌混合装置４を地盤Ｇに垂直状態で挿入可能に構成し、また、掘削撹拌混合装置４を垂直状態のままで前後左右に横移動可能にしている。
掘削撹拌混合装置４は、上部に回転駆動部５を設け、回転駆動部５の下方に多軸式の掘削撹拌作動部６を設けて構成する。
【０００９】
回転駆動部５には回転駆動部５により縦軸駆動回転する外側回転フランジ７を設け、外側回転フランジ７には回転円筒８の上部を固定状態に取付ける。回転円筒８の下部には取付体１０を設け、取付体１０に掘削撹拌作動部６を構成する内軸１１と外軸１２とを設ける。
内軸１１と外軸１２は、所謂箸のように直棒形状に形成し、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する所定の縦長さを有して形成する。内軸１１と外軸１２の縦方向の所定位置には連結体１３を設け、両者を連結固定している。
また、連結体１３は、内軸１１と外軸１２の軸心方向に対して傾斜させて設けているので、この点でも、撹拌混合の作業効率を向上させることができる。
即ち、図６のように、軸心Ｙより内軸１１側の連結部１３Ａは、掘削撹拌作動部６をその高さ位置にて反時計回転させた場合、土砂を下降させて撹拌し、このとき、軸心Ｙより外軸１２側の連結部１３Ｂは土砂を上昇させて撹拌する作用も期待する。
連結体１３は上下方向の複数箇所に設けてもよい。
【００１０】
内軸１１と外軸１２のうちの内軸１１は、外側回転フランジ７の軸心Ｙから外れた位置の取付体１０に固定状態に取付け、外側回転フランジ７と回転円筒８と取付体１０を介して軸心Ｙ中心に回転（公転）する。外軸１２は、外側回転フランジ７の軸心Ｙに対して内軸１１よりも更に離して（偏心させて）配置し、内軸１１の回転（公転）軌跡の外側を回転（公転）するように構成する。
前記回転円筒８内には、セメントミルク等の液状の土壌改良材を供給するスイベル装置１５を回転円筒８と同心上に配置する。スイベル装置１５と内軸１１または外軸１２内の注入管（図示省略）とは接続管１６により接続する。
【００１１】
本例では、スイベル装置１５を外側回転フランジ７側に取付け、接続管１６を回転円筒８に取り付けることにより外側回転フランジ７および回転円筒８と一体回転する構成とし、スイベル装置１５の接続管１６は外軸１２に接続して、外軸１２の下端および／または中間部には土壌改良材の吐出口１７を設けているが、内軸１１に接続して吐出口１７を設けてもよい。
掘削撹拌作動部６は回転駆動部５に対して取付体１０の軸心の角度を変更（切替）可能となるように、掘削撹拌作動部６と回転駆動部５との間には、掘削撹拌作動部６の角度変更機構２０を設ける。
【００１２】
図４、図７のように、角度変更機構２０は、取付体１０に取付板２１を設け、取付板２１の前後中間部を取付軸２４により掘削撹拌作動部６を回転円筒８に対して横軸回動自在に取付け、取付板２１には複数の取付孔２２を設け、複数の取付孔２２の何れかと回転円筒８の透孔（符号省略）とを選択的に合致させて固定ピン２３を挿入し、掘削撹拌作動部６を回転円筒８に対して保持させる構成としている。
本例では、取付軸２４の後側の取付孔２２に固定ピン２３を挿入すると、掘削撹拌作動部６は略垂直状態となり、取付軸２４の前側の取付孔２２に固定ピン２３を挿入すると、掘削撹拌作動部６は下上がりの傾斜状体となって、掘削撹拌範囲を広げられる。
図９の角度変更機構２０は、取付体１０を回転円筒８に取付軸（支点軸）２４により回動自在に取付け、取付体１０と回転円筒８の間に油圧リンダ等のアクチュエータ２５を設けて構成し、角度調整を可能としている。
【００１３】
（実施形態の作用）
本発明は、上記構成であり、ベースマシン１のアーム２に回転駆動部５の上部を取付け、アーム２に掘削撹拌混合装置４の回転駆動部５を装着し、回転駆動部５を駆動させ、掘削撹拌作動部６を回転させながら地盤に挿入し、掘削撹拌作動部６の外軸１２の吐出口から所定量の土壌改良材を適宜吐出させ、土壌と土壌改良材とを撹拌混合させる。
掘削撹拌混合装置４は、上部に回転駆動部５を設け、回転駆動部５の下方に掘削撹拌作動部６を設けて構成しているので、掘削撹拌作業を行う際に、回転駆動部５を地盤Ｇ上に残したままで、掘削撹拌作動部６を地盤Ｇに挿入して作業を行え、挿入および掘削撹拌抵抗を小さくできて、撹拌混合の作業効率を向上させることができる。
【００１４】
掘削撹拌混合装置４による土壌と土壌改良材との撹拌混合方法（作業順序）は、任意であり、例えば、掘削撹拌混合装置４を地盤改良予定地Ｋの深さ（底部）に達するまで、掘削撹拌混合させながら一気に下降させる場合と、地盤Ｇの性状によっては、一旦、途中部分まで下降させた掘削撹拌混合装置４を駆動させたまま上昇させる引き抜き作業することも可能であり、作業状況に応じて掘削撹拌混合装置４の下降と上昇の縦移動を適宜選択して、掘削撹拌混合作業を行う。
【００１５】
また、掘削撹拌混合装置４は、下降と上昇を含めた掘削撹拌作動部６を地盤Ｇに縦に挿入して行う所謂「縦方向の掘削撹拌」の他に、掘削撹拌混合装置４を地盤Ｇに挿入した状態で、アーム２によりベースマシン１に対して掘削撹拌混合装置４を前後左右に移動させて、「横方向の掘削撹拌」を行うことも可能であり、地盤改良予定地Ｋの地盤改良作業の作業効率を向上させられる。
【００１６】
上記の場合、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する所定の縦長さを有して構成した掘削撹拌混合装置４を、ベースマシン１のアーム２に取付けて地盤Ｇに挿入し、土壌と地盤改良材とを撹拌し、撹拌した土壌成分（サンプル）を、適時、任意の手段により採取して地盤改良状態を把握しながら、掘削撹拌混合装置４の下降と上昇、あるいは、前後左右の移動を行うと、最適な状態で掘削撹拌作業を行え、地盤改良予定地Ｋの地盤改良作業の作業効率を向上させられる。
このように、地盤Ｇの性状によって、種々の作業形態を選択でき、作業適用範囲を広げることができる。
【００１７】
掘削撹拌作動部６は、回転駆動部５により縦軸駆動回転する外側回転フランジ７側に、一対の内軸１１と外軸１２を取付けた取付体１０を設けて構成しているので、内軸１１と外軸１２を回転させながら、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋに上方から挿入し、掘削撹拌作動部６の外軸１２の吐出口から所定量の土壌改良材を適宜吐出させ、土壌と土壌改良材とを撹拌混合させる。
【００１８】
掘削撹拌作動部６の内軸１１と外軸１２は、所謂箸のように直棒形状に形成し、地盤Ｇの地盤改良予定地Ｋの深さに相当する所定の縦長さを有して形成しているので、地盤Ｇ上面から改良予定深さの底部までの地盤（地盤改良予定地）全体を同時に掘削撹拌混合でき、上面より改良予定深さまで均一な地盤改良を行える。
内軸１１と外軸１２のうちの内軸１１は、外側回転フランジ７の軸心Ｙから外れた位置の取付体１０に固定状態に取付け、外側回転フランジ７と回転円筒８と取付体１０を介して軸心Ｙ中心に回転（公転）し、外軸１２は、外側回転フランジ７の軸心Ｙに対して内軸１１よりも更に離して（偏心させて）配置し、内軸１１の回転（公転）軌跡の外側を回転（公転）するので、内軸１１と外軸１２の掘削撹拌域を平面視において広くできて、地盤改良予定地Ｋの地盤改良作業の作業効率を向上させられる。
掘削撹拌作動部６の内軸１１と外軸１２の縦方向の所定位置には、両者を連結する連結体１３を設けているので、内軸１１と外軸１２は互いに捻れずに横方向に所定間隔を保持したまま回転し、土壌と土壌改良材とを撹拌混合させる。
また、連結体１３は、内軸１１と外軸１２の軸心方向に対して傾斜させて設けているので、この点でも、撹拌混合の作業効率を向上させることができる。
即ち、図６のように、軸心Ｙより内軸１１側の連結部１３Ａは、掘削撹拌作動部６をその高さ位置にて反時計回転させた場合、土砂を下降させて撹拌し、このとき、軸心Ｙより外軸１２側の連結部１３Ｂは土砂を上昇させて撹拌する作用も期待する。
【００１９】
回転駆動部５の外側回転フランジ７の下方の回転円筒８内には、セメントミルク等の液状の土壌改良材を供給するスイベル装置１５を回転円筒８と同心上に配置し、スイベル装置１５と内軸１１または外軸１２内の注入管（図示省略）とは接続管１６により接続しているので、内軸１１または外軸１２にスイベル装置１５により土壌改良材を供給し、本例では、外軸１２の下端および、中間部に設けた吐出口１７から土壌改良材を吐出させて、撹拌混合する。なお、中間部に設けた吐出口１７は省略してもよい。
本例のスイベル装置１５は、外側回転フランジ７側に取付け、接続管１６を回転円筒８に取り付けているので、スイベル装置１５は外側回転フランジ７および回転円筒８と一体回転し、回転中の外軸１２への土壌改良材の供給を可能にしている。
【００２０】
掘削撹拌作動部６は回転駆動部５に対して取付体１０の軸心の角度を変更（切替）可能となるように、掘削撹拌作動部６と回転駆動部５との間には、掘削撹拌作動部６の角度変更機構２０を設けているので、掘削撹拌作動部６の角度を変更することにより、掘削撹拌範囲を広くできて、地盤改良予定地Ｋの地盤改良作業の作業効率を向上させられる。
図４、図７の角度変更機構２０では、取付体１０に設けた取付板２１の前後中間部を取付軸２４により掘削撹拌作動部６を回転円筒８に対して横軸回動自在に取付け、取付板２１には複数の取付孔２２を設けているので、複数の取付孔２２の何れかと回転円筒８の透孔とを選択的に合致させて固定ピン２３を挿入すると、掘削撹拌作動部６を回転円筒８に対して所定角度にて保持され、この状態で回転して、掘削撹拌作業を行う。
本例では、取付孔２２は取付軸２４の前後側の取付板２１に設けているので、取付軸２４の後側の取付孔２２に固定ピン２３を挿入係合させると、掘削撹拌作動部６は略垂直状態となる。
また、取付軸２４の前側の取付孔２２に固定ピン２３を挿入係合すると、掘削撹拌作動部６は傾斜状体となって、掘削撹拌範囲を広げられる。
図９の角度変更機構２０では、取付体１０を回転円筒８に取付軸（支点軸）２４により回動自在に取付け、取付体１０と回転円筒８の間に油圧リンダ等のアクチュエータ２５を設けて構成しているので、本例では、アクチュエータ（油圧リンダ）２５を縮小させた状態では、掘削撹拌作動部６は略垂直状態となり、アクチュエータ（油圧リンダ）２５を伸長させると、掘削撹拌作動部６は傾斜状体となる。
【符号の説明】
【００２１】
１…ベースマシン、２…アーム、３…ブラケット、４…掘削撹拌混合装置、５…回転駆動部、６…掘削撹拌作動部、７…外側回転フランジ、８…回転円筒、１０…取付体、１１…内軸、１２…外軸、１３…連結体、１５…スイベル装置、１６…接続管、２０…角度変更機構、２１…取付板、２２…取付孔、２３…固定ピン、２４…取付軸（支点軸）、２５…アクチュエータ。
【図１】
2016142036.tif 000003
【図２】
2016142036.tif 000004
【図３】
2016142036.tif 000005
【図４】
2016142036.tif 000006
【図５】
2016142036.tif 000007
【図６】
2016142036.tif 000008
【図７】
2016142036.tif 000009
【図８】
2016142036.tif 000010
【図９】
2016142036.tif 000011
【図１０】
2016142036.tif 000012