(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部に地盤又は改良土柱を掘削する掘削翼が設けられ、その上方部分に攪拌翼が複数設けられ、先端部等に安定材を吐出する注入孔が設けられた攪拌掘削軸を回転させ下向きに推進して地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合することにより改良処理する地盤改良装置において、
前記掘削翼は、外周部に攪拌掘削軸を中心とする同心円状の円筒形状をなす掘削翼筒体が配置され、半径方向に配設した複数本の掘削翼アームにより攪拌掘削軸へ取り付けられた構成であり、
前記掘削翼筒体の下端縁は、前記掘削翼アームの下縁よりも下方に位置し、その下端縁に下向きの掘削刃が設けられ、前記掘削翼アームの下縁にも下向きの掘削刃が設けられていること、をそれぞれ特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
攪拌掘削軸の先端部には、掘削翼筒体の下端縁および掘削刃よりも下方に突き出る先導カッターが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載した地盤改良装置。
【請求項３】
掘削翼筒体の高さ寸法は鉛直精度の維持が容易な大きさとされ、その上端縁に上向きに掘削刃が設けられ、掘削翼アームの上縁部にも上向きに掘削刃が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した地盤改良装置。
【請求項４】
請求項１に記載した地盤改良装置が、２本の攪拌掘削軸を平行に配置して回転させ下向きに推進して地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合する場合に、
隣接する各攪拌掘削軸の掘削翼は、掘削翼筒体が上下に段違いの高さに配置され、且つ平面視において二つの掘削翼筒体は一部分ラップする関係に構成されていることを特徴とする、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】
この発明は、地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に安定材を注入し該土壌と攪拌混合することにより改良処理する地盤改良装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に安定材を注入し該土壌と攪拌混合することにより改良処理する地盤改良装置は種々研究開発が進められ、その成果の発明、考案が数多く公知に属し、既にいくつかの実施例もある。
例えば、図３に示した従来の地盤改良装置は、上端部を回転駆動部１に接続され鉛直下向きの配置で回転可能に支持された２本の攪拌掘削軸２を上下２段の干渉防止金具３で支持した２軸のラップ型である。前記攪拌掘削軸２の下端部には地盤又は改良土柱を掘削する掘削刃を備えた倒立円錐形状の掘削翼ａが設けられ、その上方には上下３段に攪拌翼４が設けられている。更に、該攪拌掘削軸２の先端部には先導カッター５、及び安定材を貫入吐出する先端注入孔６が設けられ、前記攪拌翼４の上方には安定材を引き抜き吐出する上部注入孔７が設けられている。また、前記各干渉防止金具３の両端には、掘削土塊等が掘削翼ａや攪拌翼４と共に回転するのを防ぐ共回り防止板８が突設されている。
【０００３】
この地盤改良装置は、攪拌掘削軸２を回転させて下向きに推進させ、先導カッター５と倒立円錐形状の掘削翼ａとで地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に先端注入孔６から安定材を注入しつつ該土壌を攪拌翼４により攪拌混合して所定深度まで掘削を行う。その後、上部注入孔７から安定材を注入しながら前記攪拌掘削軸２を回転させて地上まで引き上げる過程で前記攪拌翼４により攪拌混合を行い改良土柱を形成し、このような改良土柱を平面的にラップ状態に多数連続させて改良地盤を形成する。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
上述した従来の地盤改良装置における掘削翼ａの形状は、立面が倒立円錐形であるため、既に改良処理して時間が経ち強度を発現した先行改良土柱をラップ掘削するとき、どうしても前記掘削翼ａの立面形状の勾配にしたがって同掘削翼ａに逃げ（曲がり）が生じ易く、鉛直精度に狂いが発生する。その結果、所定のラップ量を確保し難く、地盤改良の不十分又は未処理部を発生して改良地盤の連続性が損なわれ強度や剛性の低下、止水性の欠損などが発生するという問題があった。地盤中に松杭等の土中障害物や砂礫層等の硬質地盤を掘削するときも同様の問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、既に改良処理して時間が経ち強度を発現した先行改良土柱をラップ掘削するとき、又は地盤中に土中障害物等が在るときでも、高度な鉛直精度を維持した掘削と地盤改良を容易に進められる地盤改良装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る地盤改良装置は、
下端部に地盤又は改良土柱を掘削する掘削翼９が設けられ、その上方部分に攪拌翼４が複数設けられ、先端部等に安定材を吐出する注入孔６，７が設けられた攪拌掘削軸２を回転させ下向きに推進して地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合することにより改良処理する地盤改良装置において、
前記掘削翼９は、外周部に攪拌掘削軸２を中心とする同心円状の円筒形状をなす掘削翼筒体９ａが配置され、半径方向に配設した複数本の掘削翼アーム９ｂにより攪拌掘削軸２へ取り付けられた構成であり、
前記掘削翼筒体９ａの下端縁は、前記掘削翼アーム９ｂの下縁よりも下方に位置し、その下端縁に下向きの掘削刃９ａ’が設けられ、前記掘削翼アーム９ｂの下縁にも下向きの掘削刃９ｂ’が設けられていること、をそれぞれ特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した地盤改良装置において、
攪拌掘削軸２の先端部には、掘削翼筒体９ａの下端縁および掘削刃９ａ’よりも下方に突き出る先導カッター５が設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した地盤改良装置において、
掘削翼筒体９ａの高さ寸法Ｈは鉛直精度の維持が容易な大きさとされ、その上端縁に上向きに掘削刃１０が設けられ、掘削翼アーム９ｂの上縁部にも上向きに掘削刃１１が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載した発明に係る地盤改良装置は、
請求項１に記載した地盤改良装置が、２本の攪拌掘削軸２，２を平行に配置して回転させ下向きに推進し地盤又は改良土柱を掘削しその掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合する場合に、
隣接する各攪拌掘削軸２，２の掘削翼９は、掘削翼筒体９ａ，９ａが上下に段違いの高さに配置され、且つ平面視において二つの掘削翼筒体９ａ，９ａは一部分ラップする関係に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態、及び実施例】
図１は、２本の撹拌掘削軸２，２による地盤改良装置の全体構成を示している。この地盤改良装置の構成及び機能は、掘削翼９以外についてはそれぞれ上記［従来の技術］で説明した図３の地盤改良装置と同様であるので、重複説明は省略する。
前記掘削翼９は、図２Ａ，Ｂに示したように、攪拌掘削軸２を中心とする同心円状の円筒形状をなす掘削翼筒体９ａが主体をなし、円周方向に等間隔に配設した４本の掘削翼アーム９ｂにより攪拌掘削軸２へ取り付けられた構成である。なお、前記掘削翼アーム９ｂの本数は４本に限らず、２本あるいは３本でも５本以上であっても良い。
【００１０】
前記掘削翼筒体９ａの下端縁には、下向きに鋭利な切歯状の掘削刃９ａ’が略等間隔に複数設けられ、地盤又は改良土柱を鋭利に円形リング状に掘削（切削）する構成とされている。前記掘削翼筒体９ａの高さ寸法Ｈは、下端縁が前記掘削翼アーム９ｂの下縁よりも下方にあることを条件に、ラップ掘削時に硬い先行改良土柱を切削しても鉛直精度の維持が容易であるように、例えば４０ｃｍ位とされる。この高さ寸法Ｈは高いほど鉛直精度の維持に好条件となるが、一方、隣接する掘削翼間の段差はできるだけ小さい方が好ましいので、ラップ掘削における地盤改良装置の構造及び機能上許容される範囲を考慮して高さ寸法Ｈを設定する。
【００１１】
前記掘削翼アーム９ｂの側面形状は、外方向に先細状の勾配を有している。また前記掘削翼アーム９ｂの下縁にも、下向きに鋭利な切歯状の掘削刃９ｂ’が設けられ、同掘削翼アーム９ｂの回転半径内の地盤又は改良土柱を鋭利に掘削する構成とされている。そのため各掘削刃９ｂ’は、回転半径内の地盤又は改良土柱をまんべんなく掘削できるように互い違いの配置で設けられ、総合すると半径線上の全位置に配設されている（図２Ｂ参照）。
【００１２】
更に、前記攪拌掘削軸２の先端部には、前記掘削翼筒体９ａの掘削刃９ａ’よりも下方に突き出る先導カッター５が設けられている。前記掘削翼筒体９ａの上端縁部にも上向きの掘削刃１０が設けられ、前記掘削翼アーム９ｂの上縁部にも上向きの掘削刃１１が設けられている。
この地盤改良装置は、地盤又は改良土柱に対して攪拌掘削軸２，２を鉛直下向きに推進力を付与して貫入させると、まず前記先導カッター５が地盤又は改良土柱中に貫入して掘削し、次に前記掘削翼筒体９ａの掘削刃９ａ’が同地盤を円形リング状に掘削して先行する。続いて前記各掘削翼アーム９ｂの下端縁の掘削刃９ｂ’が前記掘削翼筒体９ａで円形リング状に掘削された内側部分の地盤又は改良土柱を掘削する。このとき注入孔６から安定材を注入して掘削の潤滑を行う（貫入吐出）のが好都合である。前記掘削翼筒体９ａは、断面が鉛直な板形状なので、鉛直精度を保ちながら地盤又は改良土柱を円形に切り取るように貫入して掘削する。続いて掘削翼アーム９ｂの下端縁の掘削刃９ｂ’が前記円形リング状に切り取られた内側部分の土壌を切削するので、掘削性能に優れて掘削抵抗は小さい。
従って、既に改良処理して時間が経ち強度を発現した先行改良土柱とラップ掘削するときでも、攪拌掘削軸２に逃げ（曲がり）が生じることもなく、所定のラップ量を十分に確保しつつ高度な鉛直精度を維持して貫入され掘削を容易に進めることができる。もちろん、地盤中に松杭等の土中障害物や砂礫が在るときも同様に高度な鉛直精度を維持して貫入され掘削を進めることができる。
【００１３】
所定の掘削深度に達した後は、上部注入孔７から安定材を注入（引き抜き吐出）しながら前記攪拌掘削軸２，２を回転させて地上まで引き上げ、その過程で攪拌翼４及び掘削翼９により攪拌混合を行い改良土柱を形成する。このような改良土柱を平面的にラップ状態に多数連続させて改良地盤を形成する。このとき、前記掘削翼筒体９ａの上端縁部に設けられた掘削刃１０と前記掘削翼アーム９ｂの上縁部に設けられた掘削刃１１も改良土を回転切削するので、前記攪拌掘削軸２，２の引き上げ抵抗を小さくし同攪拌掘削軸２，２の引き上げ作業をスムーズに行うことができる。
【００１４】
【本発明が奏する効果】
本発明に係る地盤改良装置は、円筒形状の掘削翼筒体９ａを主体とする掘削翼９が地盤又は改良土柱に対し鉛直に貫入し掘削するので、強度を発現した先行改良土柱とラップ掘削するとき、あるいは松杭等の土中障害物等が在っても鋭く円形状に地盤の掘削を進めることができる。従って、所定のラップ量を確保して高度な鉛直精度を維持した地盤改良処理ができる。その結果、改良地盤（改良土柱）の連続性を保って高品質、高精度の地盤改良が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る地盤改良装置の全体構成を示した正面図である。
【図２】  Ａは、攪拌翼を拡大して示した正面図であり、Ｂはその底面図である。
【図３】  従来の地盤改良装置を示した正面図である。
【符号の説明】
９      掘削翼
４      攪拌翼
６      注入孔
７      注入孔
２      攪拌掘削軸
９ａ    掘削翼筒体
９ｂ    掘削翼アーム
９ａ’  掘削刃
９ｂ’  掘削刃
１０      掘削刃
１１      掘削刃
【図１】
0003831036.tif 000002
【図２】
0003831036.tif 000003
【図３】
0003831036.tif 000004