JP2009102872A - 地盤改良装置の掘削・撹拌具 - Google Patents

Abstract

【課題】 掘削・撹拌具を具備する地盤改良装置を小型化することができて、狭隘地での地盤改良作業も容易に行うことができると共に、同地盤改良装置の製造コストや地盤改良施工費を安価にすること。
【解決手段】 上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤改良装置の掘削・撹拌具に関する。

従来、地盤改良装置の一形態として、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、かかる地盤改良装置は、上下方向に伸延する内・外側二重構造の掘削・撹拌軸の下端部に、弧状に形成した内・外側撹拌翼を取り付けており、内軸に内側撹拌翼を取り付けると共に、外軸に外側撹拌翼を取り付けて、内・外軸を相互に逆回転させることにより、内・外側撹拌翼を相互に逆回転させた相対撹拌により掘削土と改良材とを混練することができるようにしている。
特開平３−６３３１２号公報

しかしながら、上記した地盤改良装置は、内・外側撹拌翼を相互に逆回転させるために掘削・撹拌軸を内・外側二重軸構造としており、駆動モータに二重反転歯車機構を介して内・外側二重軸の上端部を連動連結して大型化している。そのために、かかる地盤改良装置の製造コストが高価な上に、地盤改良施工費が増大している。

また、狭隘地においては、大型化した地盤改良装置を搬入することができないこともあり、小型で安価な地盤改良装置の開発が望まれていた。

本発明では、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成したことを特徴とする地盤改良装置の掘削・撹拌具を提供するものである。

ここで、撹拌翼体の形状である「弧状」には、角部を有しない略円弧状（本実施例に係る形状）に限らず、角部を一つ有する略三角形弧状、角部を二つ有する略四角形弧状、さらには、角部を三つ以上有する略多角形弧状等も含まれるものである。

また、以下の構成にも特徴を有する。

(1)撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成したこと。

(2)中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体の内方に、内側撹拌翼を配置すると共に、同内側撹拌翼は掘削・撹拌軸の外周面に基端を固設したこと。

(3)撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端に、未掘削地盤に沿って転動する案内回転体を取り付けたこと。

(4)案内回転体は、練り込み作用体の伸延方向に進退自在となすと共に、進出方向に弾性付勢したこと。

(5)撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面は、上下方向に対して傾斜する傾斜面となして、同練り込み作用体が案内回転体の未掘削地盤に沿った転動・移動に連動して掘削・撹拌軸を中心に回転するようにしたこと。

(6)上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の下端部に、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した撹拌翼を取り付けると共に、同撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に複数の掘削刃を、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着したこと。

（１）請求項１記載の本発明に係る掘削・撹拌具は、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成している。

このようにして、複数の練り込み作用体の内、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体は、先端を掘削されていない未掘削地盤に位置させて、同先端と未掘削地盤との間に摩擦抵抗が発生して掘削方向に移動するだけで、回転しないようにする。この際、かかる練り込み作用翼は、掘進方向への摩擦抵抗を可及的に小さくすると共に、回り止め機能を確保するため、単一にするのが好ましい。

そして、上記した練り込み作用体とボス部を介して一体となしたそれ以外の練り込み作用体は、弧状に形成した撹拌翼の内方に配置すると共に、先端を撹拌翼体の膨出端近傍位置まで伸延させて形成することにより、回転駆動する撹拌翼体内にあって回転しない。

その結果、掘削・撹拌軸を中心に一方向に回転駆動される撹拌翼により、同撹拌翼の内方に掘削土と改良土が撹拌されると共に、同撹拌翼の内方に撹拌された掘削土と改良土が、練り込み作用体により練り込み撹拌されて、従来の相対撹拌に近似した良好な混練性が確保される。

このように、請求項１記載の本発明に係る掘削・撹拌具は、単軸の掘削・撹拌軸に取り付けた撹拌翼を回転駆動させるだけで、掘削土と改良土の混練性を良好に確保することができるため、同掘削・撹拌具を具備する地盤改良装置を小型化することができて、狭隘地での地盤改良作業も容易に行うことができると共に、同地盤改良装置の製造コストや地盤改良施工費を安価にすることができる。

（２）請求項２記載の本発明では、撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成している。

このようにして、弧状に形成した撹拌翼の内方に、それに沿って弧状に形成した練り込み作用体を配置することができる。その結果、外側に位置する弧状の撹拌翼と内側に位置する弧状の練り込み作用体が協働して、相対撹拌に近似した混練作動をして、掘削土と改良材を堅実に混練することができる。

（３）請求項３記載の本発明では、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体の内方に、内側撹拌翼を配置すると共に、同内側撹拌翼は掘削・撹拌軸の外周面に基端を固設している。

このようにして、弧状に形成した外側の撹拌翼体と内側撹拌翼との間に、弧状に形成した練り込み作用体を配置することができる。その結果、内外側に位置して回転駆動される撹拌翼により撹拌効率を向上させることができると共に、両者の間に弧状に形成して配置した練り込み作用体による練り込み撹拌を堅実に図ることができる。

この際、内側撹拌翼の形状は、掘削・撹拌軸の半径方向に伸延させて形成することもできるが、外側の撹拌翼体ないしは練り込み作用体に沿わせて弧状に形成することもできる。

（４）請求項４記載の本発明では、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端に、未掘削地盤に沿って転動する案内回転体を取り付けている。

このようにして、案内回転体が未掘削地盤に沿って転動するようにしているため、未掘削地盤から受ける摩擦抵抗を大幅に軽減することができて、礫、転石、ガラ等が混在している地盤やＮ値の高い地盤においても掘進効率を向上させることができる。

（５）請求項５記載の本発明では、案内回転体は、練り込み作用体の伸延方向に進退自在となすと共に、進出方向に弾性付勢している。

このようにして、特に、礫、転石、ガラ等が混在している地盤においても、案内回転体を適宜進退させて礫、転石、ガラ等を乗り越えながら転動させることができるため、掘進効率をより一層向上させることができる。

（６）請求項６記載の本発明では、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面は、上下方向に対して傾斜する傾斜面となして、同練り込み作用体が案内回転体の未掘削地盤に沿った転動・移動に連動して掘削・撹拌軸を中心に回転作動するようにしている。

このようにして、回転駆動する撹拌翼と回転作動する練り込み作用翼とにより、掘削土と改良材とを混練して効率よく地盤を改良することができる。

この際、回転駆動する撹拌翼と回転作動する練り込み作用翼との回転速度が異なるように設定することにより、混練性を良好に確保する。例えば、掘削・撹拌軸の掘進速度と掘削地盤の土質等により回転速度が決定される練り込み作用翼に比して、回転駆動される撹拌翼の回転速度を適宜大きくないしは小さく設定することにより、混練性を良好に確保することができる。

特に、撹拌翼と練り込み作用翼とが相互に反対方向に回転するように、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面を、上下方向に対して傾斜する傾斜面となした場合には、外側の撹拌翼と練り込み作用翼とが協働して、相対撹拌に近似した混練作動をするため、掘削土と改良材を堅実に混練することができる。

（７）請求項７記載の本発明では、上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の下端部に、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した撹拌翼を取り付けると共に、同撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に複数の掘削刃を、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着している。

このようにして、撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部を、地盤を掘削するための掘削翼体となすことができる。この際、複数の掘削刃は、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着しているため、破損等した掘削刃毎に装着体を介して付け替えることができて、付け替え作業の手間と費用の軽減を図ることができる。

以下に、本発明に係る地盤改良装置の掘削・撹拌具の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１（ａ）は、第１実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

ここで、地盤改良装置（図示せず）は、掘削・撹拌具Ａと、同掘削・撹拌具Ａを昇降可能かつ正・逆回転駆動可能に支持するベースマシン等の昇降回転駆動支持部（図示せず）と、同掘削・撹拌具Ａに改良材を供給する改良材供給部（図示せず）とを具備して、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにしている。なお、改良材としては、セメントミルク等の固化材に限らず、有害物質に汚染された地盤や地下水を、中和・消滅・浄化させて無公害化する化学剤ないしは薬剤、例えば、塩化第一鉄や塩化第二鉄を使用することができる。

掘削・撹拌具Ａは、図１に示すように、掘削・撹拌軸１の下端部に、撹拌翼２と練り込み作用翼３とを設けている。掘削・撹拌軸１は、上下方向に伸延する中空管状に形成して、その外周面下部に撹拌翼２と練り込み作用翼３とを取り付ける一方、管状内部の空間を改良材供給路となすと共に、下端に改良材吐出部（図示せず）を設けて、改良材を前記した改良材供給部→改良材供給路→改良材吐出部に供給して吐出するようにしている。

撹拌翼２は、中途部２ｃを外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸１の外周面下端部にその基端２ａを固設する一方、同掘削・撹拌軸１の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部４の外周面に先端２ｂを遊嵌している。かかる撹拌翼２を複数（本実施形態では２個）、掘削・撹拌軸１にその軸線対称位置に配置して設けている。なお、撹拌翼２の基端２ａの直上方に位置する掘削・撹拌軸１の部分に、改良材やエアーを撹拌翼２の中途部２ｃに向けて吐出する吐出部（図示せず）を設けができる。このようにして、かかる吐出部から改良材やエアーを吐出することにより、これらの吐出圧で、土壌が分散・拡散されるようにすることができる。その結果、改良材と土壌との撹拌・混練性を向上させることができる。

そして、撹拌翼２の下部を形成する半径方向伸延部２ｄには、複数の掘削刃５を、それぞれ複数の装着体６を介して着脱自在に装着して掘削翼７となしている。掘削翼７は、図２及び図３にも示すように、単一の装着体６に２個の掘削刃５を半径向伸延部２ｄの伸延方向に間隔を開けて一体的に形成し、半径方向伸延部２ｄの前面側（掘削回転方向の下流側）に、各装着体６に形成した嵌合凹部６ａを嵌合すると共に、同半径方向伸延部２ｄの中途部に、連結ボルト８を介して、各装着体６に形成した連結部６ｂを連結している。９は、複数（本実施形態では３個）の装着体６を一体的に連結する一体的連結片である。

このようにして、掘削刃５が摩耗・損傷等した場合には、摩耗・損傷等した掘削刃５と一体的に形成している装着体６毎に付け替えることができるようにしている。

また、図４は、装着体６の変容例であり、隣接する端面６ｃを半径方向伸延部２ｄの伸延方向に対して傾斜する傾斜面となして、地盤掘削持に掘削刃５を介して装着体６が受けるせん断力を分散させて、同装着体６に作用する負荷を軽減することができるようにしている。

練り込み作用翼３は、図１に示すように、前記したボス部４と、同ボス部４の半径方向に伸延させて形成した複数組（本実施形態では２組）の練り込み作用体１０,１１を具備している。

そして、ボス部４は、筒状に形成して、掘削・撹拌軸１の外周面廻りに回転自在に嵌合し、外周面の中途部に撹拌翼２の先端２ｂを遊嵌している。１２,１３は、ボス部４が掘削・撹拌軸１の軸線方向に摺動するのを規制するストッパー体である。

また、練り込み作用体１０は、撹拌翼２の外方である先端２ｂの直上方に位置するボス部４の周面上部に基端を取り付けて、同ボス部４の半径方向に直状に伸延させ、同練り込み作用体１０の先端部に、回転支軸１４を介して、円板状に形成した案内回転体１５を未掘削地盤Ｇ（図６及び図７参照）に沿って転動自在、かつ、練り込み作用体１０の伸延方向に進退自在に取り付けている。回転支軸１４と練り込み作用体１０との間には、弾性付勢体としての押圧スプリング１６を介設して、案内回転体１５を進出方向（未掘削地盤Ｇを押圧する方向）に弾性付勢している。

しかも、練り込み作用体１０の先端である案内回転体１５の外側周端部は、撹拌翼２の膨出端よりも外方位置に配置して、同案内回転体１５が、常時、未掘削地盤Ｇ（図６及び図７参照）に沿って転動するようにしている。さらには、図５の端面図に示すように、練り込み作用体１０の両側面１０ａ,１０ａは、上下方向に対して前低後高（掘削回転方向の下流側を前として）に傾斜する傾斜面となしている。かかる練り込み作用体１０を複数（本実施形態では２個）、掘削・撹拌軸１にその軸線対称位置に配置して設けている。

練り込み作用体１１は、撹拌翼２の内方であるボス部４の周面下部に基端を取り付けて、先端を撹拌翼２の膨出端近傍位置までボス部４の半径方向に直状に伸延させて形成している。かかる練り込み作用体１１を複数（本実施形態では２個）、掘削・撹拌軸１にその軸線対称位置に配置して設けている。

このようにして、図６に示すように、掘削・撹拌軸１を平面視時計廻りａに回転させながら掘削・撹拌具Ａを下方へ掘進させると、案内回転体１５が未掘削地盤Ｇに沿って転動・移動し、それに連動して練り込み作用体１０が掘削・撹拌軸１を中心に平面視反時計廻りｂに回転するようにしている。Ｐ１は掘進方向、Ｋ１は案内回転体１５の転動・移動軌跡である。

従って、掘削・撹拌軸１に連動連設して回転駆動される撹拌翼２と、上記のように回転作動される練り込み作用翼３とは相対的に反対方向に回転して、掘削土と改良材を相対撹拌する。この際、撹拌翼２が内方に撹拌した掘削土と改良材の混練土を練り込み作用翼３の練り込み作用体１０,１１が緻密に練り込んで、混練性を良好となすことができる。

また、図７に示すように、掘削・撹拌軸１を平面視反時計廻りｂに回転させながら掘削・撹拌具Ａを上方へ引き抜くと、案内回転体１５が未掘削地盤Ｇに沿って転動・移動し、それに連動して練り込み作用体１０が掘削・撹拌軸１を中心に平面視時計廻りａに回転するようにしている。Ｐ２は引き抜き方向、Ｋ２は案内回転体１５の転動・移動軌跡である。

従って、掘削・撹拌軸１に連動連設して回転駆動される撹拌翼２と、上記のように回転作動される練り込み作用翼３とは相互に反対方向に回転して、掘削土と改良材を相対撹拌する。この際、撹拌翼２が内方に撹拌した掘削土と改良材の混練土を練り込み作用翼３の練り込み作用体１０,１１が練り込んで、掘削・撹拌具Ａの上方への引き抜き時の混練性も良好となすことができる。

なお、練り込み作用体１１の直下方に位置する掘削・撹拌軸１の部分に、前記した改良材吐出部（図示せず）を設けて、同改良材吐出部から改良材を吐出させることにより、同改良材と掘削土とが相対撹拌する撹拌翼２と練り込み作用体１１とにより緻密に混練されるようにすることができる。

また、本実施形態では、練り込み作用体１０の両側面１０ａ,１０ａの設定（傾斜面の形成）を、練り込み作用翼３が撹拌翼２とは回転方向が反対となるようにして、相対撹拌がなされるようにしているが、練り込み作用翼３が回転しないようにすることも、また、撹拌翼２と同一方向に異なる回転速度で回転するようにすることもできる。

［第２実施形態］
図８（ａ）は、第２実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図８（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第２実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を上記した第１実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、撹拌翼２の中途部２ｃから掘削・撹拌軸１に向けて略水平に平行させて伸延する撹拌翼片２ｅ,２ｆを、練り込み作用体１１の直上方と直下方とに配置している点で異なる。

このようにして、相互に反対方向に回転して相対撹拌する撹拌翼片２ｅ,２ｆと練り込み作用体１１とによる混練土の水平せん断を増加させて、混練性を向上させている。

［第３実施形態］
図９（ａ）は、第３実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図９（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第３実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第１実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、練り込み作用体１０の直上方位置に、撹拌翼２と練り込み作用体１１とを増設している点で異なる。

このようにして、増設した撹拌翼２と練り込み作用体１１とにより混練性を向上させている。

［第４実施形態］
図１０（ａ）は、第４実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１０（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第４実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第１実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、撹拌翼２の内方において、練り込み作用体１１の下方に位置させて、掘削・撹拌軸１の外周面からその半径方向に伸延する内側撹拌翼１７を設けている点で異なる。

このようにして、回転駆動する内側撹拌翼１７を増設させて混練性を向上させている。

［第５実施形態］
図１１（ａ）は、第５実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１１（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第５実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第１実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、撹拌翼２の内方に配置した練り込み作用体１１は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、先端を掘削・撹拌軸１の外周面に遊嵌し、同練り込み作用体１１の内方に、内側撹拌翼１７を配置すると共に、同内側撹拌翼１７は掘削・撹拌軸１の外周面に基端を固設している点で異なる。

このようにして、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体１１の内・外側位置に撹拌翼２と内側撹拌翼１７を配設して、相対撹拌させるようにしているため、混練性をより一層向上させることができる。

ここで、本第５実施形態では、内側撹拌翼１７を掘削・撹拌軸１の半径方向に伸延させて直状に形成しているが、同内側撹拌翼１７も撹拌翼２や練り込み作用体１１と同様に、中途部が外方へ膨出する弧状に形成することにより、混練性をより一層向上させることができる。

［第６実施形態］
図１２（ａ）は、第６実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１２（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第６実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第５実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、練り込み作用体１０の直上方位置に、撹拌翼２と練り込み作用体１１と内側撹拌翼１７とを増設している点で異なる。

このようにして、増設した撹拌翼２と練り込み作用体１１と内側撹拌翼１７とにより混練性を向上させている。

［第７実施形態］
図１３（ａ）は、第７実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１３（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第７実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、掘削・撹拌軸１の下端部に掘削翼７を設けており、同掘削翼７は、掘削・撹拌軸１の半径方向に伸延する一対の撹拌翼体１８,１８を、掘削・撹拌軸１の軸線対称位置に配置して一体成形し、両撹拌翼体１８,１８に複数の掘削刃１９を固接して形成している。そして、掘削翼７の直上方位置に練り込み作用翼３を配設し、同練り込み作用翼３の直上方位置に撹拌翼２を配設している。なお、図示しない改良材吐出部は、掘削翼７の下端中央部や撹拌翼２の内方に位置する掘削・撹拌軸１の部分に設けることができる。

このようにして、同一方向に回転する掘削翼７と撹拌翼２との間に、これらとは反対方向ないしは回転速度を異ならせて同一方向に回転する練り込み作用体１０を配置することにより、掘削土の練り込みが堅実になされるようにすることができる。

［第８実施形態］
図１４（ａ）は、第８実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１４（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第８実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第７実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、掘削翼７の直上方位置に撹拌翼２を配設し、同撹拌翼２の直上方位置に練り込み作用翼３を配設して、撹拌翼２に上下方向ないしは左右方向に伸延する撹拌翼片２ｇ,２ｈを設ける一方、練り込み作用体１１に上下方向に伸延する練り込み作用片１１ａを設けて、同練り込み作用片１１ａを上下方向に伸延する撹拌翼片２ｇ,２ｇの間に配置している点で異なる。

このようにして、撹拌翼片２ｇ,２ｈと練り込み作用片１１ａとが掘削土と改良材を相対撹拌するようにして、これらの混練性を向上させている。

［第９実施形態］
図１５（ａ）は、第９実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１５（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第９実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第７実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、撹拌翼２と練り込み作用翼３を上下線対称に増設配置しているてんでことなる。

このようにして、混練性を向上させている。

［第１０実施形態］
図１６（ａ）は、第１０実施形態としての掘削・撹拌具Ａの側面図、図１６（ｂ）は、同掘削・撹拌具Ａの断面平面説明図である。

第１０実施形態としての掘削・撹拌具Ａは、基本的構造を前記した第７実施形態としての掘削・撹拌具Ａと同じく構成しているが、練り込み作用体１０を撹拌翼２の直上方位置に配置して、同撹拌翼２の下部を形成する半径方向伸延部２ｄを掘削翼７の直上方位置に配置している点で異なる。さらには、半径方向伸延部２ｄに拡散翼体２０を設けている点で異なる。

すなわち、図１６及び図１７に示すように、掘削・撹拌軸１の外周面に３個の撹拌翼２を円周方向に等間隔を開けて配設し、各撹拌翼２の半径方向伸延部２ｄの下面に拡散翼体２０を垂設して、各拡散翼体２０を掘削翼７の直上方位置に配置している。

そして、底面説明図である図１７に示すように、拡散翼体２０は、半径方向伸延部２ｄの下面に回転方向に伸延する板状の拡散翼片２１,２１を一対として、相互の間隔が回転方向の下流側から上流側に漸次幅広となるように、底面視「ハ」の字状に配置して形成している。なお、本実施の形態では、拡散翼片２１,２１を平板状に形成しているが、同拡散翼片２１,２１の側面形状は、掘削土をスムーズに拡散・案内することができる形状であればこれに限られるものではなく、湾曲させた弧状に形成することもできる。

しかも、半径方向伸延部２ｄの最外側に配置した拡散翼体２０を基準にして、その回転方向下流側に隣接する半径方向伸延部２ｄには、拡散翼体２０を掘削・撹拌軸１側に偏倚させて配設し、その回転方向下流側に隣接する半径方向伸延部２ｄには、拡散翼体２０をさらに掘削・撹拌軸１側に偏倚させて配設して、基準にした拡散翼体２０の内外側の拡散翼片２１,２１によって略同一水平面上に形成される回転軌跡内に、その回転方向下流側に隣接する拡散翼体２０の外側の拡散翼片２１が位置し、同拡散翼体２０の内外側の拡散翼片２１,２１によって略同一水平面上に形成される回転軌跡内に、その回転方向下流側に隣接する拡散翼体２０の外側の拡散翼片２１が位置するようにしている。

このようにして、掘削翼７の直上方位置で３組の拡散翼体２０,２０,２０を、略同一水平面上にて掘削・撹拌軸１を中心に円軌道を描くように移動させることにより、相互の間隔が回転方向の下流側から上流側に漸次幅広となるように、図１８に示すように、底面視「ハ」の字状に配置した一対の拡散翼片２１,２１間に掘削土が通過する際、土壌ｇ間の結合が分散され、その間隙に改良材、例えば、セメントスラリーが混合して、改良土壌として流動化が促進され、混練性を一層向上させることができる。ｄ１は拡散翼片２１,２１間の内部拡散方向である。また、底面視「ハ」の字状に配置した拡散翼片２１,２１の外側面は、船舶の舷側部のように機能して、拡散翼体２０の回転軌跡に沿って、土壌が船舶の航跡のように外部拡散方向ｄ２に拡散され、セメントスラリーとの混合が促進される。

ここで、分散・流動化された掘削土の近傍に改良材吐出部（図示せず）から改良材を吐出させることにより、同改良材と掘削土とを相対撹拌する撹拌翼２と練り込み作用体１１とにより緻密に混練させ易くなる。

しかも、掘削・撹拌軸１の円周方向に等間隔に配置した３個の撹拌翼２にそれぞれ１個づつ拡散翼体２０を半径方向に位置ずれさせて配設しているため、拡散翼体２０を介して各撹拌翼２には略均等な負荷を作用させることができる。その結果、一部の撹拌翼２に過負荷が作用するのを回避することができて、一部の撹拌翼２が過負荷により通常よりも短時間に損傷されるという不具合を防止することができる。従って、混練性を向上させることができると共に、各撹拌翼２の寿命を均一化せることができて、結果的に各撹拌翼２を延命させることができる。

図１９は、上記した第１０実施形態の第１変容例を示しており、拡散翼片２１,２１間に上下方向分流形成翼片２２を介設して、前記したように拡散翼片２１,２１による左右方向への土壌の分流・拡散に加えて、上下方向分流形成翼片２２により上下方向の土壌の分流・拡散がなされるようにしている。ｄ３は上部拡散方向、ｄ４は下部拡散方向である。

図２０は、上記した第１０実施形態の第２変容例を示しており、各拡散翼片２１,２１にそれぞれ上下方向分流形成翼片２２,２２を左右側方に張り出し状に設けて、拡散翼片２１,２１による左右方向への土壌の分流・拡散に加えて、上下方向分流形成翼片２２,２２により上下方向の土壌の分流・拡散がなされるようにしている。

なお、上記した第１０実施形態及びその第１・第２変容例においては、半径方向伸延部２ｄに拡散翼体２０を設けている場合について説明しているが、掘削翼７に拡散翼体２０を設けて、同拡散翼体２０を半径方向伸延部２ｄと掘削翼７との間に配置することもでき、この場合も同様の効果を得ることができる。

（ａ）は第１実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 掘削翼の底面図。 同掘削翼の側面図。 装着体の変容例を示す掘削翼の底面図。 練り込み作用体の端面図。 掘進説明図。 引き抜き説明図。 （ａ）は第２実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第３実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第４実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第５実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第６実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第７実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第８実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第９実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 （ａ）は第１０実施形態としての掘削・撹拌具の側面図、（ｂ）は同掘削・撹拌具の断面平面説明図。 拡散翼体の底面説明図。 拡散翼体による土壌分散説明図。 （ａ）は第１０実施形態の第１変容例としての拡散翼体の正面拡大説明図、（ｂ）は（ａ）のI-I線断面図、（ｃ）は上下方向分流形成翼片による土壌分散説明図。 （ａ）は第１０実施形態の第２変容例としての拡散翼体の正面拡大説明図、（ｂ）は（ａ）のII-II線断面図。

符号の説明

Ａ 掘削・撹拌具
Ｇ 未掘削地盤
１ 掘削・撹拌軸
２ 撹拌翼
３ 練り込み作用翼
１０ 練り込み作用体
１１ 練り込み作用体
２０ 拡散翼体
２１ 拡散翼片

Claims (7)

1. 地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、
   上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、
   撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、
   練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成したことを特徴とする地盤改良装置の掘削・撹拌具。
2. 撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成したことを特徴とする請求項１記載の地盤改良装置の掘削・撹拌具。
3. 中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体の内方に、内側撹拌翼を配置すると共に、同内側撹拌翼は掘削・撹拌軸の外周面に基端を固設したことを特徴とする請求項２記載の地盤改良装置の掘削・撹拌具。
4. 撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端に、未掘削地盤に沿って転動する案内回転体を取り付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の地盤改良装置の掘削・撹拌具。
5. 案内回転体は、練り込み作用体の伸延方向に進退自在となすと共に、進出方向に弾性付勢したことを特徴とする請求項４記載の地盤改良装置の掘削・撹拌具。
6. 撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面は、上下方向に対して傾斜する傾斜面となして、同練り込み作用体が案内回転体の未掘削地盤に沿った転動・移動に連動して掘削・撹拌軸を中心に回転するようにしたことを特徴とする請求項４又は５記載の地盤改良装置の掘削・撹拌具。
7. 上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の下端部に、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した撹拌翼を取り付けると共に、同撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に複数の掘削刃を、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の地盤改良装置の掘削・撹拌具。

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