(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の回転軸と、該回転軸の先端近傍に設けられた削孔ヘッドと、該回転軸に一定の間隔で複数突設された、地盤を堀削又は撹拌の一方又は双方をする翼状体と、該回転軸に所定の間隔をおいて設けられた複数の拡大翼とを備えてなる地盤改良撹拌機であって、
前記拡大翼は、前記回転軸に固定されたブラケットに回動自在に設けられた、該回転軸の回転の正反により回転軸の軸線に直交する方向に開閉する一の拡大アームと、該拡大アームの先端近傍に前記回転軸と並行する方向に突設された掘削攪拌部材と、を有するものであり、いづれか一の拡大翼が有する拡大アームが開いた場合に前記ブラケットから突出する方向が、該一の拡大翼に対して前記回転軸の軸線方向に隣接する上下の拡大翼が有する各拡大アームが開いた場合に前記ブラケットから突出する方向とそれぞれ直交し、且つ、前記上下の拡大翼が有する各拡大アームが開いた場合の前記ブラケットからの突出方向が反対方向となることを特徴とする地盤改良攪拌機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に、地盤の支持力を高めるための節付き改良柱体を造設する地盤改良撹拌機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軟弱な地盤上に住宅等を建築する場合には、地盤中に図１０(a)に示すような円柱状の改良柱体６を複数造設することにより地盤の支持力を向上させる地盤改良工法が施工される。また、前記改良柱体の一本当たりの支持力を向上させるために、図１０(b)に示すように、柱体に複数の節部８を設けた節付き改良柱体７を造設する地盤改良工法もある。
前記節付き改良柱体７は、柱体の円柱部分の外径が拡大した節部８を有するので、通常の改良柱体６と比べて、地盤との摩擦力が増大する。このため、造設すべき改良柱体の本数を少なくしたり、改良柱体の長さを短くすることができ、地盤改良工法を簡略化することができる。
【０００３】
以下、前記節付き改良柱体を造設する地盤改良撹拌機について説明する。
図１１に示すように、地盤改良撹拌機１は、建設機械２により固定された支柱３に昇降自在に設けられており、ミキサー４により、水と固化剤を混錬した固化剤スラリーが作製され、該固化剤スラリーがポンプ５により、前記地盤改良撹拌機１に圧送される。なお、図示しないが、地盤改良撹拌機１は、適当な駆動源により、その回転軸が回転されるものとなっている。
【０００４】
前記地盤改良撹拌機１は、図１２に示すように、その先端に吐出口１０ａが形成された中空状の回転軸１０と、その先端部分に堀削チップ１１０を有し、回転軸１０の先端部分に前記吐出口１０ａを塞がないように設けられた削孔ヘッド１１と、その一辺縁側に堀削チップ１２０を有し、回転軸１０の先端近傍に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の削孔撹拌翼１２と、削孔撹拌翼１２の上方の回転軸１０に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の撹拌翼１３と、削孔撹拌翼１２と撹拌翼１３との間の回転軸１０に設けられた拡大翼１４とからなるものである。前記削孔撹拌翼１２、撹拌翼１３は、各々水平方向に突出して設けられており、削孔撹拌翼１２が突出する方向と、撹拌翼１３が突出する方向とは、回転軸１０を中心として位相が９０度異なるものとなっている。
【０００５】
前記拡大翼１４は、図１２及び図１３に示すように、上下方向に一定間隔をおいて回転軸１０に固定された一対のブラケット４０と、該ブラケット４０を貫通する支持ピン４１を支軸として、軸線回りに回動自在に設けられた一対の拡大アーム４２とを備えたものである。また、ブラケット４０には、拡大アーム４２の回動を規制するための規制ピン４３が、ブラケット４０を貫通するように四本設けられている。
【０００６】
前記拡大アーム４２は板状のもので、その先端側であって反転時の回転方向側の側部に堀削チップ４２０が固定されたものである。また、拡大アーム４２の基端部には、図１３に示すように、拡大アーム４２が支持ピン４１を支軸として規制ピン４３に当接することなく回動自在となるような円弧部４２ａと、所定の位置で規制ピン４３に当接することにより拡大アーム４２の回動を規制するような角部４２ｂとが形成されている。さらに、図１２(b)に示すように、一対の拡大アーム４２各々の先端近傍には、四本の堀削撹拌ピン４４が、各々拡大アーム４２から上下方向に二本づつ突出するように設けられている。
【０００７】
これにより、拡大アーム４２は、図１３(a)に示すように、回転軸１０が反転（反時計回りに回転）する場合には、遠心力及び土砂等の抵抗により、拡大アーム４２が開く方向に回動する。拡大アーム４２は、その先端部が回転軸１０から最も離れる位置で、角部４２ｂが規制ピン４３に当接して回動が規制され、拡大翼１４の回転外径が削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径よりも大きくなる。一方、図１３(b)に示すように、回転軸１０が正転（時計回りに回転）する場合には、土砂等の抵抗により、拡大アーム４２の側部が規制ピン４３に当接するまで回動して、拡大翼１４の回転外径が削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径と同等となる。
【０００８】
つぎに、図１４に基づき、前記地盤改良撹拌機１を用いて、地中に節付き改良柱体を造設する方法について説明する。なお、図１４は、該方法を模式的に示したものであり、便宜上、削孔ヘッド１１等は省略している。
まず、地盤改良撹拌機１の位置決めをした後、回転軸１０を正転して、削孔ヘッド１１及び削孔撹拌翼１２により地盤を空掘りする（図１４(a)）。このとき、拡大翼１４の拡大アーム４２は、図１３(b)に示すように、削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態となっている。そして、地盤改良撹拌機１の先端が設定した深さに到達した後、ポンプ５により固化剤スラリーを地盤改良撹拌機１の回転軸１０内に圧送して、該固化剤スラリーを回転軸１０の吐出口１０ａから吐出させながら、回転軸１０を正転させたままで、地盤改良撹拌機１を引き上げる。これにより、削孔撹拌翼１２及び撹拌翼１３が、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌する（図１４(b)）。
【０００９】
土砂と固化剤スラリーの混合撹拌を終えた後、任意の深さにおいて、回転軸１０を反転する。これにより、拡大翼１４の拡大アーム４２は、図１３(a)に示すように、その先端部分が削孔撹拌翼１２の回転外径を超え、先に空掘りしたときより大きな外径部分の土砂を堀削し、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌する。この状態のまま、地盤改良撹拌機１を形成すべき節部の幅分上下動させ、形成すべき改良柱体に節部を形成する（図１４(c)）。その後、回転軸１０を正転させて拡大アーム４２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、所定の深さまで引き上げた後、再び、回転軸１０を反転させ、上述と同様に、形成すべき改良柱体に新たな節部を形成する（図１４(d)）。再び、回転軸１０を正転させて拡大アーム４２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、所定の深さまで引き上げる（図１４(e)）。これを繰り返して任意の個数の節部を形成し、回転軸１０を正転させて拡大アーム４２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、地盤改良撹拌機１を引き上げる（図１４(f)）。
前記一連の作業を繰り返して、地盤に節付き改良柱体を任意の本数作製し、一定時間が経過すれば固化剤スラリーが硬化して節付き改良柱体が造設される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記地盤改良撹拌機１により、地盤中に節付き改良柱体を造設する場合には、回転軸１０の反転により、拡大翼１４の回転外径を拡大して、すなわち、拡大翼１４の回転外径が削孔撹拌翼１２の回転外径よりも大きくなっている状態を維持したままで、改良柱体に形成すべき節部の大きさ分だけ地盤改良撹拌機１を上下動する工程（図１４(c)）が必要となる。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、地盤改良撹拌機を上下動する工程を必要とせずに、地盤中に節付き改良柱体を造設する手段を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に係る地盤改良撹拌機は、中空状の回転軸と、該回転軸の先端近傍に設けられた削孔ヘッドと、該回転軸に一定の間隔で複数突設された、地盤を堀削又は撹拌の一方又は双方をする翼状体と、該回転軸に所定の間隔をおいて設けられた複数の拡大翼とを備えてなる地盤改良撹拌機であって、前記拡大翼は、前記回転軸に固定されたブラケットに回動自在に設けられた、該回転軸の回転の正反により回転軸の軸線に直交する方向に開閉する一の拡大アームと、該拡大アームの先端近傍に前記回転軸と並行する方向に突設された掘削攪拌部材と、を有するものであり、いづれか一の拡大翼が有する拡大アームが開いた場合に前記ブラケットから突出する方向が、該一の拡大翼に対して前記回転軸の軸線方向に隣接する上下の拡大翼が有する各拡大アームが開いた場合に前記ブラケットから突出する方向とそれぞれ直交し、且つ、前記上下の拡大翼が有する各拡大アームが開いた場合の前記ブラケットからの突出方向が反対方向となることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る地盤改良撹拌機の構成を説明するための図であり、拡大アームが開いた状態の地盤改良撹拌機１００の正面及び側面を示すものである。
図１に示すように、本地盤改良撹拌機１００は、その先端に吐出口１０ａが形成された中空状の回転軸１０と、その先端部分に堀削チップ１１０を有し、回転軸１０の先端部分に前記吐出口１０ａを塞がないように設けられた削孔ヘッド１１と、その一辺縁側に堀削チップ１２０を有し、回転軸１０の先端近傍に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の削孔撹拌翼（翼状体）１２と、削孔撹拌翼１２の上方の回転軸１０に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の撹拌翼（翼状体）１３と、削孔撹拌翼１２と撹拌翼１３との間の回転軸１０に設けられた拡大翼群１５０とからなるものである。
【００１５】
前記削孔撹拌翼１２、撹拌翼１３は、各々水平方向に突出して設けられており、削孔撹拌翼１２が突出する方向と、撹拌翼１３が突出する方向とは、回転軸１０を中心として位相が９０度異なるものとなっている。
なお、削孔撹拌翼１２が突出する方向と撹拌翼１３が突出する方向とが交わる角度は、特に限定されるものではなく、地盤を掘削、撹拌する効率を考慮して、自由に設計することができる。また、図示しないが、本地盤改良撹拌機１００は、上述と同様に、建設機械２により固定された支柱３に昇降自在に設けられ、ミキサー４により、水と固化剤を混錬した固化剤スラリーが作製され、該固化剤スラリーがポンプ５により、前記地盤改良撹拌機１００に圧送されるものとなっており、また、適当な駆動源により、その回転軸１０が回転されるものとなっている。
【００１６】
前記拡大翼群１５０は、図１に示すように、４個の拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが、回転軸１０に所定の間隔で設けられたなるものであり、各拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、回転軸１０に配設される方向が異なるほかは、同様の構成となっている。
以下、拡大翼１５ａを例に、図２を用いて、その構成について説明する。
図２は、拡大翼１５ａの正面図及び平面図であるが、図に示すように、拡大翼１５ａは、上下方向に一定間隔をおいて回転軸１０に固定された一対のブラケット５０に、該ブラケット５０を貫通する支持ピン５１を支軸として、軸線回りに回動自在に拡大アーム５２が設けられたものであり、ブラケット５０には、拡大アーム５２の回動を規制するための規制ピン５３がブラケット５０を貫通するように二本設けられている。
【００１７】
前記拡大アーム５２は板状のもので、その先端側であって反転時の回転方向側の側部に堀削チップ５２０が固定されたものである。また、拡大アーム５２の基端部には、図２(b)に示すように、拡大アーム５２が支持ピン５１を支軸として規制ピン５３に当接することなく回動自在となるような円弧部５２ａと、所定の位置で規制ピン５３に当接することにより拡大アーム５２の回動を規制するような角部５２ｂとが形成されている。
【００１８】
さらに、図２(a)に示すように、拡大アーム５２の先端近傍には、堀削撹拌ピン（堀削撹拌部材）５４が、拡大アーム５２の上下方向に突出するように四本設けられている。すなわち、拡大アーム５２の上方向に二本の掘削撹拌ピン５４が並列して突出し、拡大アーム５２の下方向にも同様に二本の掘削撹拌ピン５４が並列して突出するように設けられている。該掘削撹拌ピン５４を設けるべき位置は、拡大アーム５２の先端側であって、拡大アーム５２が開いて拡大翼１５ａの回転外径が、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径を超える状態となった場合に、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径よりも外側となる位置である。また、該堀削撹拌ピン５４は円柱状のものであって、拡大アーム５２の面上から一定の高さだけ突出するものである。堀削撹拌ピン５４が各拡大アーム５２の面上から突出する高さは、隣り合う他の拡大アーム５２との距離を考慮して、該距離の半分よりも少し長いもの乃至該距離と同等程度のものとすることが望ましい。
【００１９】
このように構成された拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、図１に示すように、それぞれの拡大アーム５２が開いた場合に、回転軸１０に固定された各ブラケット５０から突出する方向が、交互に反対方向となるように、回転軸１０に配設されている。すなわち、拡大翼１５ａ及び拡大翼１５ｃは、その拡大アーム５２が開いた場合に、その各ブラケット５０から突出する方向が同一方向となるように設けられており、拡大翼１５ｂ及び拡大翼１５ｄは、その拡大アーム５２が開いた場合に、その各ブラケット５０から突出する方向が、拡大翼１５ａ及び拡大翼１５ｃの拡大アーム５２が突出する方向と反対方向となるように設けられている。
なお、拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを回転軸１０に配設する間隔は、改良柱体に形成すべき節部の大きさと、前記堀削撹拌ピン５４の大きさを考慮して決定する。
【００２０】
前記拡大アーム５２の開閉は以下のように行われる。
拡大アーム５２は、図３(a)に示すように、回転軸１０が反転（反時計回りに回転）する場合には、遠心力及び土砂等の抵抗により、拡大アーム５２が開く方向に回動する。拡大アーム５２は、その先端部が回転軸１０から最も離れる位置で、角部５２ｂが規制ピン５３に当接して回動が規制され、これにより、拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの回転外径が拡大して、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径よりも大きくなる。一方、図３(b)に示すように、回転軸１０が正転（時計回りに回転）する場合には、土砂等の抵抗により、拡大アーム５２の側部が規制ピン５３に当接するまで回動する。これにより、拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの回転外径が縮小して、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径と同等となる。なお、ブラケット５０に規制ピン５３を設けるべき位置を変更することにより、拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの回転外径をさらに縮小することもできる。
【００２１】
つぎに、前記地盤改良撹拌機１００を用いて、地中に節付き改良柱体を形成する方法について説明する。
まず、地盤改良撹拌機１００の位置決めをした後、回転軸１０を正転して、削孔ヘッド１１及び削孔撹拌翼１２により地盤を空掘りし、その先端が設定した深さに到達した後、固化剤スラリーを地盤改良撹拌機１００の回転軸１０内に圧送して、回転軸１０の吐出口１０ａから固化剤スラリーを吐出させながら引き上げるまでは、図１４を用いて上述した方法と同様である。
【００２２】
土砂と固化剤スラリーの混合撹拌を終えた後、任意の深さにおいて、回転軸１０を反転する。これにより、拡大翼群１５０、すなわち拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの各拡大アーム５２は、その角部５２ｂが規制ピン５３に当接するまで回動して、各拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの回転外径が拡大し、削孔撹拌翼１２の回転外径を超える。
このとき、図４に示すように、各拡大アーム５２の堀削撹拌ピン５４は、拡大アーム５２の面上から突出した分の土砂を堀削し、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌する。これにより、地盤改良撹拌機１００を形成すべき節部の幅分上下動させることなく、拡大翼群１５０の回転外径及び上下幅と同等の大きさの節部を改良柱体に形成することができる。
【００２３】
その後、回転軸１０を正転させて拡大アーム５２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、所定の深さまで引き上げた後、再び、回転軸１０を反転させれば、上述と同様に、形成すべき改良柱体に新たな節部を形成できる。これを繰り返して、改良柱体に任意の個数の節部を形成し、回転軸１０を正転した状態で、地盤改良撹拌機１００を引き上げる。
【００２４】
このように、本第１の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１００によれば、回転軸１０が反転する場合には、拡大アーム５２が開いて各拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの回転外径が拡大して削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径よりも大きくなり、各拡大アーム５２に、回転軸１０と平行な方向に突出するように設けられた堀削撹拌ピン５４が、その拡大アーム５２の面上から突出した分の土砂を堀削し、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌するので、地盤改良撹拌機１００を上下動させることなく、拡大翼群１５０の回転外径及び上下幅と同等の大きさの節部を改良柱体に形成することができる。これにより、地盤改良工法の施工を簡便かつ効率的なものとすることができる。
【００２５】
また、拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを、それぞれの拡大アーム５２が開いた場合に回転軸１０に固定された各ブラケット５０から突出する方向が、交互に反対方向となるように、回転軸１０に配設したので、回転軸１０の回転により、各拡大翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに生ずる遠心力が、回転軸１０にバランスよく作用する。これにより、回転軸１０が軸ぶれを起こすことを防止することができる。
【００２６】
つぎに、前記第１の実施の形態の変形例に係る地盤改良撹拌機について説明する。
図５は、第１の実施の形態の変形例に係る地盤改良撹拌機の構成を説明するための図であり、拡大アームが開いた状態の地盤改良撹拌機１０１の正面及び側面を示すものである。
図５に示すように、本地盤改良撹拌機１０１は、各拡大翼１５ａ´、１５ｂ´、１５ｃ´、１５ｄ´それぞれの拡大アーム５２が開いた場合に、回転軸１０に固定された各ブラケット５０から突出する方向が異なるほかは、前記第１の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１００と同様の構成となっている。すなわち、拡大翼１５ｂ´は、その拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向が、拡大翼１５ａ´の拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向と直交するように回転軸１０に設けられ、拡大翼１５ｃ´は、その拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向が、拡大翼１５ｂ´の拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向と直交し、かつ、拡大翼１５ａ´の拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向と反対方向となるように回転軸１０に設けられ、拡大翼１５ｄ´は、その拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向が、拡大翼１５ｃ´の拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向と直交し、かつ、拡大翼１５ｂ´の拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向と反対方向となるように回転軸１０に設けられている。
【００２７】
したがって、回転軸１０を反転した場合には、前記各拡大翼１５ａ´、１５ｂ´、１５ｃ´、１５ｄ´の各拡大アーム５２が開いて、図６(a)に示すように、回転軸１０を中心として、互いに直交する四方向に拡大アーム５２が各ブラケット５０から突出した状態となって拡大翼群１５１の回転外径が拡大し、回転軸１０を正転した場合には、各拡大アーム５２が閉じて、拡大翼群１５１の回転外径が縮小する。
これにより、第１の実施の形態の変形例に係る地盤改良撹拌機１０１によっても、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
以下、本発明の第２の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る地盤改良撹拌機の構成を説明するための図であり、拡大アームが開いた状態の地盤改良撹拌機１０２の正面及び側面を示すものである。
図７に示すように、本地盤改良撹拌機１０２は、拡大翼群１５２を除いては、前記第１の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１００と同様の構成となっている。
【００２９】
前記拡大翼群１５２は、図７に示すように、４個の拡大翼１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈが、回転軸１０に一定の間隔で設けられてなるものであり、各拡大翼１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈは、回転軸１０に配設される方向が異なるほかは、同様の構成のものである。
以下、拡大翼１５ｅを例に、図８を用いて、その構成について説明する。
図８は、拡大翼１５ｅの正面図及び平面図であるが、図に示すように、拡大翼１５ｅは、上下方向に一定間隔をおいて回転軸１０に固定された一対のブラケット５０に、該ブラケット５０を貫通する支持ピン５１を支軸として、軸線回りに回動自在に一対の拡大アーム５２が設けられたものであり、ブラケット５０には、拡大アーム５２の回動を規制するための規制ピン５３がブラケット５０を貫通するように四本設けられている。
【００３０】
前記一対の拡大アーム５２は板状のもので、その先端側であって反転時の回転方向側の側部に堀削チップ５２０が固定されたものである。また、一対の拡大アーム５２の各基端部には、図８(b)に示すように、拡大アーム５２が支持ピン５１を支軸として規制ピン５３に当接することなく回動自在となるような円弧部５２ａと、所定の位置で規制ピン５３に当接することにより拡大アーム５２の回動を規制するような角部５２ｂとが形成されている。
さらに、図８(a)に示すように、一対の拡大アーム５２の先端近傍には、各四本の堀削撹拌ピン５４が、各拡大アーム５２の上下方向に突出するように設けられている。すなわち、拡大アーム５２の上方向に二本の掘削撹拌ピン５４が並列して突出し、拡大アーム５２の下方向にも同様に二本の掘削撹拌ピン５４が並列して突出するように設けられている。該掘削撹拌ピン５４を設けるべき位置は、拡大アーム５２の先端側であって、拡大アーム５２が開いて拡大翼１５ｅの回転外径が、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径を超える状態となった場合に、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径よりも外側となる位置である。
【００３１】
このように構成された拡大翼１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈは、図７に示すように、それぞれの一対の拡大アーム５２が開いた場合に、そのブラケット５０から突出する方向が交互に直交するように、回転軸１０に配設されている。すなわち、拡大翼１５ｅ及び拡大翼１５ｇは、その一対の拡大アーム５２が開いた場合に、その各ブラケット５０から突出する方向が同一方向となるように回転軸１０に設けられており、拡大翼１５ｆ及び拡大翼１５ｈは、その一対の拡大アーム５２が開いた場合に、その各ブラケット５０から突出する方向が、拡大翼１５ｅ及び拡大翼１５ｇの拡大アーム５２が開いた場合に回転軸１０から突出する方向と直交するものとなるように回転軸１０に設けられている。
【００３２】
したがって、回転軸１０を反転した場合には、前記各拡大翼１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｇの各一対の拡大アーム５２が開いて、図９(a)に示すように、回転軸１０を中心として四方向に拡大アーム５２が各ブラケット５０から突出した状態となって拡大翼群１５２の回転外径が拡大し、回転軸１０を正転した場合には、図９(b)に示すように、各一対の拡大アーム５２が閉じて、拡大翼群１５２の回転外径が縮小する。
【００３３】
このように、本第２の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１０２によれば、回転軸１０が反転する場合には、一対の拡大アーム５２が開いて各拡大翼１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈの回転外径が拡大して削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径よりも大きくなり、各拡大アーム５２に、回転軸１０と平行な方向に突出するように設けられた堀削撹拌ピン５４が、その拡大アーム５２の面上から突出した分の土砂を堀削し、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌するので、地盤改良撹拌機１０２を上下動させることなく、拡大翼群１５２の回転外径及び上下幅と同等の大きさの節部を改良柱体に形成することができる。これにより、地盤改良工法の施工を簡便かつ効率的なものとすることができる。
【００３４】
なお、前記各実施の形態では、拡大翼群１５０、１５１、１５２は四個の拡大翼からなるものとしたが、より大きな節部を改良柱体に形成する場合には、拡大翼の個数をさらに増やすようにしてもよく、また、小さな節部を改良柱体に形成する場合には、拡大翼の個数を減らすようにしてもよい。その際、前記第１の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１００のように、拡大アームが片方向にのみ開閉する拡大翼を用いる場合には、拡大アームが開いた場合に、そのブラケットから突出する方向がそれぞれ反対方向となるように二つの拡大翼を一対として設け、回転軸の回転バランスを保つこと望ましい。
【００３５】
また、本実施の形態では、各拡大アーム５２に各々四本の堀削撹拌ピン５４を設けたものとしたが、その長手方向が該拡大アーム５２より長いものを用いて、拡大翼群が拡大したときの回転外径をさらに大きくなるようにした場合や、削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径をより小さいものとした場合には、各拡大アーム５２の先端側であって、該各拡大アーム５２が開いて拡大翼群が拡大した場合に削孔撹拌翼１２又は撹拌翼１３の回転外径より外側となる位置に、適宜、複数の堀削撹拌ピン５４を、所定の間隔で上下方向に突出するように設けることにより、前記と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、堀削撹拌ピン５４の形状は円柱状のものとしたが、四角柱状のものや、回転方向にＬ字状に折れ曲がった形状のもの等としてもよい。さらに、堀削撹拌ピン５４の堀削力及び耐久性を向上させるため、堀削撹拌ピン５４の先端部等に堀削チップを設けるようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、拡大翼に設けられた拡大アームが回動することにより、拡大翼の回転外径が拡大又は縮小するものとしたが、拡大アームを拡大翼に伸縮自在に設けて拡大翼の回転外径が拡大又は縮小するようにしても、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る地盤改良撹拌機によれば、中空状の回転軸と、該回転軸の先端近傍に設けられた削孔ヘッドと、該回転軸に一定の間隔で複数突設された、地盤を堀削又は撹拌の一方又は双方をする翼状体と、該回転軸に所定の間隔をおいて設けられた複数の拡大翼とを備えてなる地盤改良撹拌機であって、前記拡大翼は、前記回転軸に固定されたブラケットに回動自在に設けられた、該回転軸の回転の正反により回転軸の軸線に直交する方向に開閉する一の拡大アームと、該拡大アームの先端近傍に前記回転軸と並行する方向に突設された掘削攪拌部材と、を有するものであり、いづれか一の拡大翼が有する拡大アームが開いた場合に前記ブラケットから突出する方向が、該一の拡大翼に対して前記回転軸の軸線方向に隣接する上下の拡大翼が有する各拡大アームが開いた場合に前記ブラケットから突出する方向とそれぞれ直交し、且つ、前記上下の拡大翼が有する各拡大アームが開いた場合の前記ブラケットからの突出方向が反対方向となるようにしたので、該拡大翼の回転外径、及び上端の拡大翼と下端の拡大翼との幅と同等の大きさの節部を改良柱体に形成することができる。これにより、地盤改良撹拌機を上下動させることなく改良柱体に節部を形成することができ、地盤改良工法の施工を簡便かつ効率的なものとすることができる。また、前記回転軸を回転させた場合に生ずる遠心力のバランスが保たれ、回転軸の軸ぶれが起こることを防止することができる。
【００３９】
また、本発明の請求項１に係る地盤改良撹拌機によれば、前記拡大アームの先端近傍に、堀削撹拌部材を、回転軸と並行する方向に突設したので、該堀削撹拌部材が、その拡大アームの面上から突出した分の土砂を堀削し、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌するので、改良柱体の節部を効率的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１００の構成を示す正面図及び側面図である。
【図２】拡大翼１５ａの構成を示す正面図及び平面図である。
【図３】拡大翼群１５０の正転時及び反転時の状態を示す平面図である。
【図４】地盤改良撹拌機１００を用いて、改良柱体に節部を形成する方法を説明するための模式図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る地盤改良撹拌機１０１の構成を示す正面図及び側面図である。
【図６】拡大翼群１５１の正転時及び反転時の状態を示す平面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る地盤改良撹拌機１０２の構成を示す正面図及び側面図である。
【図８】拡大翼１５ｅの構成を示す正面図及び平面図である。
【図９】拡大翼群１５２の正転時及び反転時の状態を示す平面図である。
【図１０】地盤の支持力を高めるための改良柱体及び節付き改良柱体を示す模式図である。
【図１１】地盤改良工法に用いられる装置を示す模式図である。
【図１２】従来の地盤改良撹拌機１の構成を示す正面図及び側面図である。
【図１３】拡大翼１４の正転時及び反転時の状態を示す平面図である。
【図１４】従来の地盤改良撹拌機１を用いて、節付き改良柱体を形成する方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０  回転軸
１００、１０１、１０２  地盤改良撹拌機
１１  削孔ヘッド
１２  削孔撹拌翼（翼状体）
１３  撹拌翼（翼状体）
１５ａ、１５ａ´、１５ｂ、１５ｂ´、１５ｃ、１５ｃ´、１５ｄ、１５ｄ´、
１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ  拡大翼
１５０、１５１、１５２  拡大翼群
５０  ブラケット
５２  拡大アーム
５４  堀削撹拌ピン（堀削撹拌部材）
７  節付き改良柱体
【図１】
0003821269.tif 000002
【図２】
0003821269.tif 000003
【図３】
0003821269.tif 000004
【図４】
0003821269.tif 000005
【図５】
0003821269.tif 000006
【図６】
0003821269.tif 000007
【図７】
0003821269.tif 000008
【図８】
0003821269.tif 000009
【図９】
0003821269.tif 000010
【図１０】
0003821269.tif 000011
【図１１】
0003821269.tif 000012
【図１２】
0003821269.tif 000013
【図１３】
0003821269.tif 000014
【図１４】
0003821269.tif 000015