(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を地盤に貫入し、粉状体の地盤改良材を圧縮空気により地上から搬送して地盤中に噴射し、上記回転軸の回転によりこの地盤改良材と地盤中の土壌とを撹拌混合して改良柱体を造成し、用済み圧縮空気を空気回収管を通して地上に回収する地盤改良方法において、上記空気回収管の先端部で回転体を回転させることにより、用済み圧縮空気とともに侵入しようとする地盤中の土壌を押し下げて空気回収管の外部に排出し、圧縮空気を選別して回収することを特徴とする地盤改良方法。
【請求項２】
回転軸を地盤に貫入し、粉状体の地盤改良材を圧縮空気により地上から搬送して地盤中に噴射し、上記回転軸の回転によりこの地盤改良材と地盤中の土壌とを撹拌混合して改良柱体を造成し、用済み圧縮空気を空気回収管を通して地上に回収するように構成された地盤改良装置において、上記空気回収管の先端部に、同回収管内に侵入しようとする地盤中の土壌を回転により押し下げて空気回収管の外部に排出する回転体が設けられ、この回転体により圧縮空気を選別して回収するように構成されたことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項３】
回転体が、回転軸と直交またはほぼ直交する軸を中心として、回転軸と平行となる施工位置と、回転軸に対して傾斜する格納位置との間で首振り回動可能に構成されたことを特徴とする請求項２記載の地盤改良装置。
【請求項４】
回転体の外周に、回転体との間に隙間を置いてカバーが設けられたことを特徴とする請求項２または３記載の地盤改良装置。
【請求項５】
カバーが、先端側で大径となる段筒状に形成され、回転体がこのカバーに対応して先端側で大径に形成されたことを特徴とする請求項４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】
本発明はセメント、石灰等の地盤改良材を圧縮空気とともに地盤中に噴射し、地盤土壌と撹拌混合して改良柱体を造成する地盤改良方法および同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の地盤改良方法においては、地盤改良材の搬送・噴射に使用された圧縮空気が改良地盤の品質に影響を与えないように地上に回収する必要がある。
【０００３】
そこで従来、実開昭６２−３８４３号、特開平７−１８６６２号両公報に示されているように、回転軸と並んで空気回収管を設け、用済みの圧縮空気をこの空気回収管にその先端から導入して地上まで搬送し、大気に放出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術によると、空気回収管の先端は単に開口しているのみで何らの流入制限がないため、同管内に用済み空気とともに土壌が侵入し、この侵入土壌により空気回収管が詰まって空気回収機能が早期に失われてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、用済み圧縮空気を選別して空気回収管に回収し、土壌による空気回収管の詰まりを防止することができる地盤改良方法および同装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（地盤改良方法）は、回転軸を地盤に貫入し、粉状体の地盤改良材を圧縮空気により地上から搬送して地盤中に噴射し、上記回転軸の回転によりこの地盤改良材と地盤中の土壌とを撹拌混合して改良柱体を造成し、用済み圧縮空気を空気回収管を通して地上に回収する地盤改良方法において、上記空気回収管の先端部で回転体を回転させることにより、用済み圧縮空気とともに侵入しようとする地盤中の土壌を押し下げて空気回収管の外部に排出し、圧縮空気を選別して回収するものである。
【０００７】
請求項２の発明（地盤改良装置）は、回転軸を地盤に貫入し、粉状体の地盤改良材を圧縮空気により地上から搬送して地盤中に噴射し、上記回転軸の回転によりこの地盤改良材と地盤中の土壌とを撹拌混合して改良柱体を造成し、用済み圧縮空気を空気回収管を通して地上に回収するように構成された地盤改良装置において、上記空気回収管の先端部に、同回収管内に侵入しようとする地盤中の土壌を回転により押し下げて空気回収管の外部に排出する回転体が設けられ、この回転体により圧縮空気を選別して回収するように構成されたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、回転体が、回転軸と直交またはほぼ直交する軸を中心として、回転軸と平行となる施工位置と、回転軸に対して傾斜する格納位置との間で首振り回動可能に構成されたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２または３の構成において、回転体の外周に、回転体との間に隙間を置いてカバーが設けられたものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、カバーが、先端側で大径となる段筒状に形成され、回転体がこのカバーに対応して先端側で大径に形成されたものである。
【００１１】
上記方法および装置によると、空気回収管に侵入しようとする土壌を回転体によって同管外に排出し、圧縮空気のみを回収することができる。このため、侵入土壌による空気回収管の詰まりを防止することができる。
【００１２】
この場合、侵入しようとする土壌を回転体により押し下げて管外に排出するため、たとえば侵入土壌を垂直羽根によって側方に払い出す方式と比較して、侵入土壌を逃がさず、効率良く排出することができる。
【００１３】
また、回転体の外周に回転体との間に隙間を置いてカバーを設けた請求項４，５の構成によると、回転体を露出して設けた場合と比較して、土壌が回転体を迂回して管内に侵入する可能性が低くなり、土壌排出効果がより高いものとなる。
【００１４】
さらに、カバーを段筒状に形成し、回転体をこのカバーに対応して先端側で大径に形成した請求項５の構成によると、侵入してくる土壌がカバーの段部に当たって捕捉され、土壌の侵入に対して高いシール性が発揮されるため、より一層高い土壌排出効果を得ることができる。
【００１５】
一方、請求項３の構成によると、回転軸を回転駆動する回転駆動装置がリーダ下部に設置された地盤改良装置において、回転体を、首振り回動により、地上に引き上げた状態では上記回転駆動装置と干渉しないように傾斜格納し、施工時には回転軸と平行となって貫入抵抗の小さい状態とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００１７】
図１に地盤改良装置の全体概略構成を示している。
【００１８】
同図において、１はベースマシン、２はこのベースマシン１の前方に直立状態で取付けられたリーダで、このリーダ２に左右一対（図では一方のみを示す）の中空回転軸（角軸）３が昇降自在に吊持され、リーダ２の下部に設置された図示しないモータを駆動源とする回転駆動装置４によってこの回転軸３が回転駆動される。
【００１９】
回転軸３は下端部に撹拌翼５を有し、この回転軸３を改良対象となる地盤Ａ中に貫入させながら、セメント、石灰等の地盤改良材を圧縮空気により回転軸３内を通して地盤中に噴射し、撹拌翼５により地盤土壌と撹拌混合することにより改良柱体を造成する。
【００２０】
また、用済みの圧縮空気を回収するための空気回収管６が、回転軸３の前方に、かつ、装置正面から見て両側回転軸間に位置する状態で回転軸３と平行な直立状態で昇降自在に設けられている。
【００２１】
この空気回収管６は回転軸３とともに下降して地盤中に貫入され、改良材の搬送・噴射に使用された圧縮空気を地盤中から回収して地上に搬送し、上端から大気に放出する。
【００２２】
この空気回収管６は、上端から下端近くまでの全長の大部分を占める可撓変形可能なホースからなる本管７と、この本管７の下端部に接続された金属管からなるＬ字形の空気導入管８とによって構成されている。
【００２３】
また、空気導入管８は、図２〜図４に示すように先端に短管状の縦管部８ａを有し、この縦管部８ａに、モータ９によって縦軸まわりに回転駆動される回転体としての螺旋状のスクリュー１０が、縦管部８ａから下方に突出して設けられている。
【００２４】
図３中、９ａはモータ軸、１１はこのモータ軸９ａを回転自在に支持する軸受である。
【００２５】
さらに、縦管部８ａの下端に、スクリュー１０を下端部のみを残して外周から覆うカバー１２が、スクリュー１０との間に少しの隙間を置いて固定され、空気導入管８と、スクリュー１０とモータ９、それにこのカバー１２によって空気選別ユニットＵが構成されている。
【００２６】
カバー１２は、図３等に示すように上部１２ａが縦管部８ａよりも大径で、下部１２ｂがこの上部１２ａよりもさらに大径となった段筒状に形成され、これに対応して、スクリュー１０も下部が上部よりも大径に形成されている。
【００２７】
ところで、空気選別ユニットＵは、撹拌翼５との干渉を避けるために、図２に示すように撹拌翼５よりも上方に、かつ、地中貫入時の抵抗を少なくするために回転軸３と平行な直立状態で設けるのが望ましい。
【００２８】
但し、回転軸３が地上に引き上げられた状態では、この撹拌翼上方に回転駆動装置４が位置するため、空気選別ユニットＵを直立状態で設けると、上下方向スペースが不足し、同ユニットＵが回転駆動装置４と干渉することとなる。
【００２９】
この点の対策として、図２〜図４に示すようにカバー１２の前後両側外面に、回転軸３と直交またはほぼ直交して前後方向に延びる支軸１３が設けられ、図４に示すようにこの両側支軸１３，１３が、両側回転軸間の間隔を一定に保つ回転軸ホルダー１４に支持されている。
【００３０】
これにより、空気選別ユニットＵが、支軸１３，１３を中心として首振り回動可能に構成され、
（１）  地上に引き上げた状態では空気回収管本管７による引っ張り力によって図２実線、図３仮想線で示すように回転軸３に対して傾斜した格納位置となり、
（２）  地中貫入時には、地盤の抵抗によって自動的に図２仮想線、図３実線で示すように回転軸３と平行な施工位置にセットされる
ように構成されている。
【００３１】
次にこの装置の作用を説明する。
【００３２】
図１の状態から回転軸３を回転させながら地盤Ａ中に貫入させ、所定深度に達した後、引き抜きながら（あるいは貫入と引き抜きの双方で）、セメント等の地盤改良材を圧縮空気によって１乃至複数の撹拌翼５の噴射ノズル（図示しない）から地盤中に噴射し、地盤土壌と撹拌・混合・固化させて改良柱体を造成する。
【００３３】
この間、噴射された用済み圧縮空気は、空気回収管６に流入し、同管６内を上昇して同管上端開口から大気に放出される。
【００３４】
この施工中、空気選別ユニットＵのモータ９を駆動してスクリュー１０を所定方向（土壌を押し下げる方向）に回転させる。
【００３５】
こうすると、圧縮空気とともに空気回収管６（縦管部８ａ）に侵入しようとする地盤土壌がスクリュー１０により押し下げられて空気回収管６内への侵入を阻止される。
【００３６】
しかも、
（イ）スクリュー１０の外周にカバー１２が設けられているため、スクリュー１０を露出して設けた場合と比較して、土壌がスクリュー１０を迂回して空気回収管６内に侵入する可能性が低くなる。
【００３７】
（ロ）カバー１２を上部１２ａが下部１２ｂよりも小径の段筒状に形成し、かつ、カバー上部１２ａを縦管部８ａよりも大径に形成しているため、カバー中間部およびカバー１２と縦管部８ａの連結部にそれぞれ段部１５，１６が形成され、カバー１２内に侵入してくる土壌がこの二段階に亘る段部１５，１６に当たって捕捉され、土壌の侵入に対して高いシール性が発揮される。
【００３８】
これらの相乗効果により、空気回収管６内への土壌の侵入を防止し、空気のみを選別して回収することができる。
【００３９】
他の実施形態
（１）第１実施形態の二段式のカバー１２に代えて、段部を二以上備えた多段式のカバーを用いてもよい。
【００４０】
あるいは、必ずしもこのような段付きカバーを用いずとも段無しカバーを用いてもよい。この場合、土壌侵入防止効果を高めるためにカバー長さを長くするのが望ましい。
【００４１】
（２）上記実施形態では空気回収管６を回転軸３の前方に設けたが、同管６を回転軸３の側方に設けてもよい。
【００４２】
あるいは、空気回収管６を適当な配置で複数本設けてもよい。
【００４３】
（３）上記実施形態では、回転軸３が左右両側に設けられた二軸式の地盤改良装置を適用対象として例示したが、本発明は回転軸３が中央に１本だけ設けられた一軸式のものにも勿論適用可能である。
【００４４】
（４）上記実施形態では用済み空気をその自然上昇力によって回収する構成をとったが、ポンプ等によって積極的に吸い上げる構成をとってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、空気回収管に侵入しようとする土壌を回転体によって同管の先端部で管外に排出し、圧縮空気のみを回収することができるため、侵入土壌による空気回収管の詰まりを防止し、空気回収機能を長期に亘って確保することができる。
【００４６】
この場合、侵入しようとする土壌を回転体により押し下げて管外に排出するため、たとえば侵入土壌を垂直羽根によって側方に払い出す方式と比較して、侵入土壌を逃がさず、効率良く排出することができる。
【００４７】
また、回転体の外周に回転体との間に隙間を置いてカバーを設けた請求項４，５の発明によると、回転体を露出して設けた場合と比較して、土壌が回転体を迂回して管内に侵入する可能性が低くなり、土壌排出効果がより高いものとなる。
【００４８】
さらに、カバーを段筒状に形成し、回転体をこのカバーに対応して先端側で大径に形成した請求項５の発明によると、侵入してくる土壌がカバーの段部に当たって捕捉され、土壌の侵入に対して高いシール性が発揮されるため、より一層高い土壌排出効果を得ることができる。
【００４９】
一方、請求項３の発明によると、回転軸を回転駆動する回転駆動装置がリーダ下部に設置された地盤改良装置において、回転体を、首振り回動により、地上に引き上げた状態では上記回転駆動装置と干渉しないように傾斜格納し、施工時には回転軸と平行となって貫入抵抗の小さい状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかる地盤改良装置の全体概略構成を示す側面図である。
【図２】  同装置の下部を拡大して示す図である。
【図３】  図２の一部をさらに拡大し、一部断面して示す図である。
【図４】  図２の一部をさらに拡大し、一部断面して正面から見た図である。
【符号の説明】
３  回転軸
５  撹拌翼
６  空気回収管
７  空気回収管の本管
８  同空気導入管
８ａ  空気導入管の縦管部
１０  回転体としてのスクリュー
１２  カバー
１２ａ  カバー上部（小径部）
１２ｂ  カバー下部（大径部）
１３  首振り回動の中心となる支軸
【図１】
0003823410.tif 000002
【図２】
0003823410.tif 000003
【図３】
0003823410.tif 000004
【図４】
0003823410.tif 000005