JP2002081055A - 地盤改良用攪拌機及び地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 攪拌作業性に優れ、掘削した溝の角部（隅
部）や杭の周り等にある土砂の改良も効率よく行うこと
ができる地盤改良用攪拌機を提供する。 【解決手段】地盤改良用攪拌機Ａは、油圧式ショベル系
掘削機のアーム先端部に取着可能な台部材１を有してい
る。台部材１の下部両側には支持フレーム２，２が垂設
されている。支持フレーム２，２の先端寄りには、所要
数の羽根板３３，３４を有する回転軸３０が軸支されて
いる。回転軸３０の一端側には回転軸３０を駆動する駆
動機構部４が設けてある。各支持フレーム２，２の右端
側には、土砂掻き寄せ部材７が上下方向に回動可能に軸
支されている。土砂掻き寄せ部材７は、羽根板３３，３
４よりも上方に位置するように、持ち上げた状態で固定
することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良を行う場
合に地盤改良機のアーム先端部に取り付けて使用する地
盤改良用攪拌機及び地盤改良方法に関する。

【０００２】

【従来技術】軟弱な地盤に構築物を施工する場合には、
まず施工地の地盤改良を行う必要がある。この地盤改良
のために、バックホー等のアーム先端部に取り付け可能
な地盤改良用攪拌機が使用されている。これにより地盤
を攪拌しながらセメント等の固化剤を混入し、地盤改良
を行っている。

【０００３】ところで、地盤改良を行わなければならな
い部分が比較的深い場合には、通常、地盤を必要な深さ
まで掘削する作業と、掘削した地盤を固化剤等と混入す
る攪拌作業を行わなければならない。

【０００４】従来はこの一連の作業をバケットを取り付
けた作業機と、攪拌機を取り付けた作業機で別々に行っ
ていた。しかしながら、例えば宅地等の施工面が狭い所
では、２台の作業機をおくスペースがない所も多く、そ
の場合にはその都度バケットと攪拌装置を取り替えなけ
ればならなかった。また２台の作業機を置くスペースが
あっても、作業機同士が近接するため、操縦に余分な神
経を使うなど作業効率の面及び安全面からも好ましくな
かった。

【０００５】このような状況を改善するものとして、本
発明者は先に、図５に示すような、攪拌装置付きバケッ
トを開発し、特許出願した（特開平８−１９３３２３号
公報）。この攪拌装置付きバケットは、バケット本体８
１の内部に攪拌装置８２を備えた構造を有しており、掘
削作業をバケット本体８１で、攪拌作業を攪拌装置８２
で行い、一台の作業機で一連の改良作業を行うことがで
きるようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような攪拌装置付きバケットには、次のような課題が
あった。攪拌装置８２がバケット本体８１の内部に収容
されているので、土砂を攪拌するためには、土砂を一旦
掬い上げてバケット本体８１の内部に取り込む必要があ
った。このように、従来の攪拌装置付きバケットは、掘
削した土砂を運ぶには非常に効率的で便利なものであっ
たが、攪拌作業に関しては、やや操作性に劣り、使いに
くいものであった。

【０００７】また、掘削した溝の角部（隅部）にある土
砂を改良するためには、バケット本体８１の内部に取り
込める位置まで土砂を移動させる（掻き寄せる）必要が
あった。しかしながら、従来の攪拌装置付きバケットで
は、バケットのアームに対する取着構造上、バケット本
体８１を施工面に対して垂直に立てることは困難で、角
部（隅部）にある土砂を手前にうまく掻き寄せることが
できなかった。したがって、角部（隅部）に土砂が残
り、当該部分の土質改良を十分に行うことができなかっ
た。

【０００８】更に、基礎用の杭が予め地盤中に打ちつけ
てあるような施工箇所では、杭を破損させないように探
りながら、杭の周りの土砂を掘削し、土質改良する必要
がある。しかしながら、従来の攪拌装置付きバケットで
は、上記した角部（隅部）の場合と同様に、杭の周りに
ある土砂をうまく掻き寄せることができず、当該部分の
土質改良を手際よく行うことができなかった。

【０００９】また更に、従来の攪拌装置付きバケットで
は、攪拌装置８２部分からバケット本体８１だけを取り
外すことはできなかったので、例えば川床や沼床等の軟
弱地盤を攪拌して土質改良を行いたい場合では、バケッ
ト本体８１が邪魔になって効率的な土質改良を行うこと
ができなかった。

【００１０】本発明者は、上記したような問題点を解決
すべく検討を行った結果、攪拌装置からバケットを取り
除いた方が、地盤改良を効率的に行うことができるので
はないかという点に着目した。そこで、攪拌装置付きバ
ケットよりも、攪拌作業性に優れ、掘削した溝の角部
（隅部）や杭の周り等にある土砂の改良も効率よく行う
ことができる地盤改良用攪拌機を得るべく、更に鋭意研
究を進めた結果、本発明を完成するに至った。

【００１１】（発明の目的）本発明の目的は、攪拌作業
性に優れ、掘削した溝の角部（隅部）や杭の周り等にあ
る土砂の改良も効率よく行うことができる地盤改良用攪
拌機及び地盤改良方法を提供することにある。

【００１２】また本発明の他の目的は、攪拌作業のみを
単独で行うことができる地盤改良用攪拌機を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明にあっては、
地盤改良機のアーム先端部に取り付けて使用する攪拌機
であって、施工地を直接攪拌することができる攪拌部材
と、上記攪拌部材の前方または後方に所要の距離をおい
て設けてあり、地面を掘削する機能を備えた土砂掻き寄
せ部材と、を有していることを特徴とする、地盤改良用
攪拌機である。

【００１４】第２の発明にあっては、地盤改良機のアー
ム先端部に取り付けて使用する攪拌機であって、施工地
を直接攪拌することができる攪拌部材と、地面を掘削す
る機能を備えており、上記攪拌部材による攪拌前または
攪拌後、あるいは攪拌時に土砂を掻き寄せることができ
る土砂掻き寄せ部材と、を有していることを特徴とす
る、地盤改良用攪拌機である。

【００１５】第３の発明にあっては、地盤改良機のアー
ム先端部に取り付けて使用する攪拌機であって、支持フ
レーム間に配置してある攪拌部材と、上記攪拌部材を駆
動する駆動機構部と、上記支持フレームに設けられた腕
部材の先端部に架設された掻き寄せ部を備え、地面を掘
削する機能を備えた土砂掻き寄せ部材と、を有している
ことを特徴とする、地盤改良用攪拌機である。

【００１６】第４の発明にあっては、地盤改良機のアー
ム先端部に取り付けて使用する攪拌機であって、アーム
先端部に取着可能な台部材と、当該台部材に設けてある
支持フレームと、上記支持フレーム間に軸支されてお
り、所要数の攪拌羽根を有する回転軸を備えた攪拌部材
と、上記攪拌部材を駆動する駆動機構部と、上記支持フ
レームに設けられた腕部材の先端部に架設された掻き寄
せ部を備え、地面を掘削する機能を備えた土砂掻き寄せ
部材と、を有していることを特徴とする、地盤改良用攪
拌機である。

【００１７】第５の発明にあっては、土砂掻き寄せ部材
を使用しないときに、当該土砂掻き寄せ部材を移動させ
ることができる手段を有していることを特徴とする、第
１，２，３または第４の発明に係る地盤改良用攪拌機で
ある。

【００１８】第６の発明にあっては、土砂掻き寄せ部材
は、攪拌部材よりも外側に張り出して設けてあることを
特徴とする、第１，２，３，４または第５の発明に係る
地盤改良用攪拌機である。

【００１９】第７の発明にあっては、施工地の土砂を土
砂掻き寄せ部材で掻き寄せながら、攪拌部材で土砂を直
接攪拌して改良作業を行うことを特徴とする、地盤改良
方法である。

【００２０】（作 用）本発明に係る地盤改良用攪拌機
は次のように作用する。地盤改良機のアーム先端部に地
盤改良用攪拌機を取り付ける。そして、この地盤改良用
攪拌機を用いて地盤改良を行うには、まず、土砂掻き寄
せ部材で掘削領域の土砂を掘削していく。掘削時には、
通常、攪拌部材の攪拌を停止させた状態で行う。

【００２１】土砂内に岩石、コンクリート片、材木等の
固形異物が多数含まれているような施工箇所では、土砂
掻き寄せ部材で固形異物を探りながら掘削していく。固
形異物を見つけたら、土砂掻き寄せ部材を利用して固形
異物を取り除く。

【００２２】土砂を細かく砕いたり、砕いた土砂を適量
の固化剤と混合するときには、攪拌部材を使用して施工
面を直接攪拌する。土砂掻き寄せ部材で土砂をすくい上
げながら（掻き寄せながら）、攪拌することもできる。
土壌攪拌後の均し作業も土砂掻き寄せ部材で行うことが
できる。

【００２３】溝の角部（隅部）にある土砂を改良する場
合は、土砂を土砂掻き寄せ部材でやや手前に移動させた
後、攪拌部材で攪拌する。

【００２４】また、基礎用の杭が予め地盤中に打ちつけ
てあるような場合では、杭を破損させないように、土砂
掻き寄せ部材で杭を探りながら掘削していく。そして、
杭の周りの土砂を土砂掻き寄せ部材でやや手前に移動さ
せた後、攪拌部材で攪拌する。

【００２５】土砂掻き寄せ部材を使用しないときに、当
該土砂掻き寄せ部材を移動させることができる手段を有
しているものにあっては、例えば、川床や沼床等の軟弱
地盤を改良する場合は、攪拌部材だけを使用することに
より、改良作業を効率よく行うことができる。

【００２６】土砂掻き寄せ部材が攪拌部材よりも外側に
張り出して設けてあるものでは、基礎用の杭が予め地盤
中に打ちつけてあるような場合に、杭を破損させないよ
うに、土砂掻き寄せ板の張り出し部分で杭の位置を確認
しながら、土砂の攪拌を行う。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明を図面に示した実施の形態
に基づき更に詳細に説明する。図１は本発明に係る地盤
改良用攪拌機の一実施例を示しており、地盤改良用攪拌
機を油圧式ショベル系掘削機のアームに取り付けた状態
を示す斜視図、図２は地盤改良用攪拌機の正面視説明
図、図３は図２に示す地盤改良用攪拌機の左側面視正面
図である。

【００２８】地盤改良用攪拌機Ａは、バックホー等の油
圧式ショベル系掘削機のアームＢの先端部に取り付ける
ことで、同一の作業機で地盤改良に伴う一連の作業（掘
削作業、攪拌作業、均し作業等）を行うことができるよ
うにしたものである。なお、地盤改良用攪拌機Ａは油圧
式ショベル系掘削機と組み合わせることで、地盤改良機
を構成する。

【００２９】地盤改良用攪拌機Ａは台部材１を有してい
る。台部材１には二箇所に相対向して取着台片１１，１
１が設けてある。台部材１は、取着台片１１，１１に取
着ピンＰ１、Ｐ２を介して軸着することにより、掘削機
のアームＢ先端部に回動調整可能に取り付けられる。

【００３０】台部材１の下部両側には支持フレーム２，
２が垂設されている。支持フレーム２，２は板状に形成
されており、先端側はほぼ半円形になっている。支持フ
レーム２，２の先端寄りには、後述する羽根板３３，３
４と共に攪拌部材３を構成する回転軸３０が軸支されて
いる。回転軸３０の一端側（図１では右側、図２では左
側）には回転軸３０を駆動する駆動機構部４が設けてあ
る。駆動機構部４は回転軸３０の一端部に取り付けてあ
るスプロケット４１（図２参照）を備えている。

【００３１】また、台部材１の両側には作業機のオイル
ライン（図示省略）によって作動する油圧モータＭが設
けてある。油圧モータＭの駆動軸４２にはスプロケット
４３が取り付けてある。このスプロケット４３と上記ス
プロケット４１にはチエーン４４が巻き掛けてある。ス
プロケット４１、４３及びチェーン４４は、泥土等の噛
み込みがないようにチェンカバー４５によりほぼ密閉さ
れている。

【００３２】回転軸３０の外周部には、それぞれ所要間
隔で配置してある二枚の板材からなる所要数の取着具３
１，３２が交互に、且つ互いに直角方向を向くように、
ほぼ全長に渡り固定してある。各取着具３１，３２の両
側の先端部には、長方形で板状の羽根板３３,３４がボ
ルト３５，・・・によって固定してあり、例えば攪拌刃
を有する羽根板等、異なった形状の羽根板と取り替え可
能になっている。なお、羽根板３３，３４の先端部の回
転軌跡は、支持フレーム２，２から外へややはみ出すよ
うに設定してある。

【００３３】図１で各支持フレーム２，２の右端側に
は、板状の軸受部材５１，５１が設けてある。更に、こ
の軸受部材５１，５１の裏側には、先端側がほぼ半円形
状に形成された軸受片５２，５２が支持フレーム２の内
面側からやや突出して設けてある。

【００３４】そして、軸受部材５１，５１と軸受片５
２，５２間に挿設された軸部６，６によって、後述する
土砂掻き寄せ部材７の腕部材７１，７１が上下方向に回
動可能に軸支されている。土砂掻き寄せ部材７は、上記
した一対の腕部材７１，７１と、当該腕部材７１，７１
の先端部に架設してある掻き寄せ部である平板状の掻き
寄せ板７２を有している。掻き寄せ板７２は、図３で攪
拌部材３よりも下方に突出して設けてある。この土砂掻
き寄せ部材７により、地盤改良に伴う掘削作業、土砂の
掻き寄せ作業、及び均し作業を行う。

【００３５】腕部材７１，７１の内側は、基部の一部を
除いて三角柱状の補強部材７１１，７１１で補強してあ
る。掻き寄せ板７２は、腕部材７１，７１から外側にや
や張り出して設けてあり、回転する羽根板３３，３４よ
りもやや外側に突出するように設けてある。

【００３６】土砂掻き寄せ部材７は、通常、羽根板３
３，３４よりも下方に位置するように、降ろした状態で
固定されている。詳しくは、図１で軸受部材５１，５１
の下端側に設けてある取着孔（図面では隠れて見えず）
に取着される固定ピンＰ３，Ｐ３により固定されてい
る。また、固定ピンＰ３，Ｐ３を軸受部材５１，５１の
上端側に設けてある取着孔５１１，５１１に嵌着するこ
とによって、羽根板３３，３４よりも上方に位置するよ
う、土砂掻き寄せ部材７を持ち上げた状態で固定するこ
ともできる（図３に想像線で示している）。

【００３７】なお、本実施の形態では、土砂掻き寄せ部
材７を攪拌部材３の前方（掘削機本体と反対側）に設け
ているが、攪拌部材３の後方（掘削機本体側）に設ける
こともできる。

【００３８】（作 用）図４は地盤改良用攪拌機Ａを使
用して、予め基礎用の杭が打ち込んである地盤を改良し
ている状態を示す説明図である。図１ないし図４を参照
して、地盤改良用攪拌機Ａの作用を説明する。

【００３９】作業機のアームＢの先端部に地盤改良用攪
拌機Ａを取り付ける。土砂掻き寄せ部材７は、降ろした
状態で固定しておく。そして、この地盤改良用攪拌機Ａ
を用いて地盤改良を行うには、まず、土砂掻き寄せ部材
７で掘削領域の土砂を掘削していく。地盤改良用攪拌機
Ａは羽根板３３，３４を回転させることができるが、掘
削時には、通常、回転を停止させた状態で行う。

【００４０】土砂内に岩石、コンクリート片、材木等の
固形異物が多数含まれているような所では、土砂掻き寄
せ部材７で固形異物を探りながら掘削していく。固形異
物を見つけたら、土砂掻き寄せ部材７の掻き寄せ板７２
を利用して固形異物を取り除く。

【００４１】回転軸３０と羽根板３３，３４は、土砂掻
き寄せ部材７の腕部材７１と掻き寄せ板７２で構成され
る開口部を塞ぐ作用をするので、回転軸３０と羽根板３
３，３４に引っ掛かるような大き目の固形異物をすくい
上げながら取り除くことができる。

【００４２】土砂を細かく砕いたり、砕いた土砂を適量
の固化剤と混合するときには、攪拌部材３を使用して土
砂を直接攪拌する。土砂掻き寄せ部材７で土砂をすくい
上げながら（掻き寄せながら）、攪拌することもでき
る。また、土壌攪拌後の均し作業も土砂掻き寄せ部材７
で行うことができる。

【００４３】地盤改良用攪拌機Ａは、従来の攪拌装置付
きバケットと相違して、攪拌部材３で施工地を直接攪拌
することができるので、攪拌作業性が良く、地盤改良を
効率的に行うことができる。

【００４４】掘削した溝の角部（隅部）にある土砂を改
良する場合は、土砂を土砂掻き寄せ部材７でやや手前に
移動させた後に、攪拌部材３で攪拌する。このような操
作により、掘削した溝の角部（隅部）にある土砂の改良
も効率よく、きれいに行うことができる。

【００４５】例えば図４に示すように、基礎用の杭Ｃが
予め地盤中に打ちつけてあるような場合では、杭Ｃを破
損させないように、土砂掻き寄せ部材７で杭Ｃを探りな
がら掘削していく。そして、杭Ｃの周りの土砂を土砂掻
き寄せ部材７でやや手前に移動させた後、攪拌部材３で
攪拌する。土砂の攪拌作業は、杭Ｃを破損させないよう
に、掻き寄せ板７２の張り出し部分で杭Ｃの位置を確認
しながら行う。

【００４６】また、例えば川床や沼床等の軟弱地盤を改
良する場合は、土砂掻き寄せ部材７を持ち上げて固定す
ることにより、攪拌部材３だけを使用して効率よく改良
作業を行うことができる。

【００４７】なお、本明細書で使用している用語と表現
はあくまで説明上のものであって、限定的なものではな
く、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するもの
ではない。また、本発明は図示の実施の形態に限定され
るものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形
が可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は上記構成を備え、次の効果を有
する。 （ａ）本発明に係る地盤改良用攪拌機では、従来の攪拌
装置付きバケットと相違して、攪拌部材で施工地を直接
攪拌することができるので、攪拌作業性に優れ、地盤改
良を効率的に行うことができる。しかも、土砂掻き寄せ
部材を有しているので、掘削した溝の角部（隅部）や杭
の周り等にある土砂の土質改良を行う場合に、当該部分
の土砂を上記土砂掻き寄せ部材で手前に移動させた後、
攪拌部材で攪拌することができる。このような操作によ
り、掘削した溝の角部（隅部）や杭の周り等にある土砂
の改良も効率よく、きれいに行うことができる。

【００４９】（ｂ）土砂掻き寄せ部材を使用しないとき
に、当該土砂掻き寄せ部材を移動させることができる手
段を有しているものにあっては、例えば、川床や沼床等
の軟弱地盤を改良する場合は、攪拌部材だけを使用する
ことにより、改良作業を効率よく行うことができる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤改良用攪拌機の一実施例を示
しており、地盤改良用攪拌機を油圧式ショベル系掘削機
のアームに取り付けた状態を示す斜視図。

【図２】地盤改良用攪拌機の正面視説明図。

【図３】図２に示す地盤改良用攪拌機の左側面視正面
図。

【図４】地盤改良用攪拌機を使用して、予め基礎用の杭
が打ち込んである地盤を改良している状態を示す説明
図。

【図５】従来の攪拌装置付きバケットを示す斜視図。

【符号の説明】

Ａ 地盤改良用攪拌機 Ｂ アーム １ 台部材 １１ 取着台片 ２ 支持フレーム ３ 回転軸 ３１，３２ 取着具 ３３，３４ 羽根板 ３５ ボルト ４ 駆動機構部 ４１ スプロケット ４２ 駆動軸 ４３ スプロケット ４４ チェーン ４５ チェンカバー ５１ 軸受部材 ５１１ 取着孔 ５２ 軸受片 ６ 軸部 ７ 土砂掻き寄せ部材 ７１ 腕部材 ７１１ 補強部材 ７２ 掻き寄せ板 Ｍ 油圧モータ Ｐ１，Ｐ２ 取着ピン Ｐ３ 固定ピン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤改良機のアーム先端部に取り付けて
   使用する攪拌機であって、 施工地を直接攪拌することができる攪拌部材(3)と、 上記攪拌部材(3)の前方または後方に所要の距離をおい
   て設けてあり、地面を掘削する機能を備えた土砂掻き寄
   せ部材(7)と、を有していることを特徴とする、 地盤改良用攪拌機。
2. 【請求項２】 地盤改良機のアーム先端部に取り付けて
   使用する攪拌機であって、 施工地を直接攪拌することができる攪拌部材(3)と、 地面を掘削する機能を備えており、上記攪拌部材(3)に
   よる攪拌前または攪拌後、あるいは攪拌時に土砂を掻き
   寄せることができる土砂掻き寄せ部材(7)と、を有して
   いることを特徴とする、 地盤改良用攪拌機。
3. 【請求項３】 地盤改良機のアーム先端部に取り付けて
   使用する攪拌機であって、 支持フレーム(2,2)間に配置してある攪拌部材(3)と、 上記攪拌部材(3)を駆動する駆動機構部(4)と、 上記支持フレーム(2,2)に設けられた腕部材(71,71)の先
   端部に架設された掻き寄せ部(72)を備え、地面を掘削す
   る機能を備えた土砂掻き寄せ部材(7)と、を有している
   ことを特徴とする、 地盤改良用攪拌機。
4. 【請求項４】 地盤改良機のアーム先端部に取り付けて
   使用する攪拌機であって、 アーム先端部に取着可能な台部材(1)と、 当該台部材(1)に設けてある支持フレーム(2,2)と、 上記支持フレーム(2,2)間に軸支されており、所要数の
   攪拌羽根を有する回転軸(30)を備えた攪拌部材(3)と、 上記攪拌部材(3)を駆動する駆動機構部(4)と、 上記支持フレーム(2,2)に設けられた腕部材(71,71)の先
   端部に架設された掻き寄せ部(72)を備え、地面を掘削す
   る機能を備えた土砂掻き寄せ部材(7)と、を有している
   ことを特徴とする、 地盤改良用攪拌機。
5. 【請求項５】 土砂掻き寄せ部材(7)を使用しないとき
   に、当該土砂掻き寄せ部材(7)を移動させることができ
   る手段を有していることを特徴とする、 請求項１，２，３または４記載の地盤改良用攪拌機。
6. 【請求項６】 土砂掻き寄せ部材(7)は、攪拌部材(3)よ
   りも外側に張り出して設けてあることを特徴とする、 請求項１，２，３，４または５記載の地盤改良用攪拌
   機。
7. 【請求項７】 施工地の土砂を土砂掻き寄せ部材で掻き
   寄せながら、攪拌部材で土砂を直接攪拌して改良作業を
   行うことを特徴とする、 地盤改良方法。