JPH11229370A - 掘削手段を備えた土質改良機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理ユニットで処理されて得た改良土を連続
処理槽内の移送方向から方向転換させて排出するに当っ
て、この改良土の排出を効率的に行い、改良土のジャミ
ング等の発生を防止できるようにする。 【解決手段】 下部走行体１に設置された連続処理槽２
０には複数本のスクリューコンベア２１が設けられる
が、このスクリューコンベア２１は回転軸２２に攪拌・
移送部材２３が取り付けられている。攪拌・移送部材２
３は、投入ホッパ３１から土質改良材が供給される部位
を通過した所定の位置までは羽根状攪拌板２３ａとした
攪拌促進部Ｓで、出口側では螺旋状攪拌板２３ｂが設け
られて、攪拌も行うが、むしろ移送効率が高い攪拌促進
部Ｓとなり、土砂と土質改良材とがほぼ均一に混合され
た改良土を連続処理槽２０から連結部３４を経て排出手
段３３側に圧送するようになし、連結部３４内でのジャ
ミングを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木現場や建設現
場において、土砂を掘削して、この掘削土を土質改良し
た上で埋め戻すために使用される掘削手段を備えた土質
改良機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軟弱な地盤を改良して地盤強化を行うた
めの工法としては、この地盤を構成する土に例えばセメ
ント等の土質改良材を混合して固化処理するようにした
ものは従来から知られている。この工法は、地盤を構成
する土砂を所定の深さまで掘り起こして、この土砂にセ
メントその他、土を固化処理を行う土質改良材を均一に
混合した上で、埋め戻し及び整地を行い、最後に締め固
めを行うようにするのが一般的である。この土質改良工
法では、土砂を掘削する手段と、土質改良材を供給する
手段と、掘削した土砂と土質改良材とを均一に混合する
手段と、整地及び締め固めを行う手段とが必要になる。

【０００３】ここで、土質改良工法においては、最低
限、土砂の掘削を行う手段を必要とし、この掘削手段と
しては、一般に、油圧ショベルが用いられる。ここで、
油圧ショベルにおける走行手段としては、履帯を用いた
クローラ式のものと、車輪を有するホイール式のものと
があるが、一般的に作業現場の地面は軟弱であり、かつ
凹凸のある不整地でもあることから、走行条件が劣悪で
あることや、掘削抵抗等による車体の安定性を確保する
必要性その他の点から、走行手段としては履帯を用いた
クローラ式のものを用いる必要がある。

【０００４】そして、土質改良材を供給して土砂と均一
に混合することによって改良土を生成するが、この改良
土を生成する方式は、大別すると、ミキシング装置を用
いて攪拌・混合する方式と、土質改良材を地面に散布し
た上で、土砂を掘り返すようにして攪拌することによっ
て、土砂と土質改良材とを混合する方式とが従来から用
いられている。

【０００５】ミキシング装置としては、最低限、攪拌手
段を装着したミキシングタンクと土質改良材の供給手段
とを備えたものである。そして、ミキシングタンクに土
砂を投入するが、土砂の掘削は油圧ショベルで行うこと
から、この油圧ショベルからミキシング装置に直接土砂
を投入することができる。ただし、油圧ショベルの掘削
位置とミキシング装置の配設位置との位置関係が常に変
化することから、油圧ショベルにより掘削した土砂を所
定の部位に堆積させておき、この堆積土砂を取り込むよ
うにするのが一般的である。ここで、この種のミキシン
グ装置としては、例えば特公平１−４９５３８号公報に
示されたものが知られている。

【０００６】このミキシング装置は、堆積土砂を供給す
るためのバケットを備えた土砂供給機構と、ミキシング
タンク及び土質改良材の供給部とを備え、ホイール式の
走行手段を備えた自走式ミキシング装置として構成さ
れ、また土砂供給機構は車体にある制限された角度だけ
水平方向に回動可能としている。さらに、このミキシン
グタンクでは定量の土砂と定量の土質改良材とを投入し
た後に、攪拌手段で攪拌・混合することにより改良土を
生成して、所定の位置に排出するようになっており、従
って処理はバッチ式で行われる。

【０００７】これに対して、土質改良材を地面に散布し
て土砂と混合する方式にあっては、土質改良材を散布
し、次いで土砂の掘り起こしを行うことにより攪拌・混
合する。この場合における土砂と土質改良材との攪拌・
混合は、油圧ショベルにおけるバケットを備えた掘削機
構を用いて行うこともできるが、広い面積にわたって土
砂と土質改良材とを均一に攪拌・混合するのは困難であ
り、また高度な熟練を要する。この種の掘削混合攪拌手
段を用いて散布された土質改良材を土砂に攪拌・混合す
る方式は、例えば実開昭５６−７３３号公報に開示され
ている。この公知の掘削混合攪拌手段は、回転軸に多数
のカッタを放射状に連結したロータを備え、油圧ショベ
ルのフロント作業機構におけるフロントアタッチメント
として、ブームに連結して設けたアームの先端に装着で
きるようになっている。そして、油圧ショベルを走行さ
せながら、ブーム及びアームを作動させることによりロ
ータにおけるカッタを地面に押し付けた状態で、回転軸
を回転させてカッタを回転駆動することによって、土砂
を掘り返すことにより、土質改良材を土砂に混合させる
ことができることになる。

【０００８】しかしながら、高品質の改良土を得るに
は、土砂と土質改良材とをできるだけ均一に混合する必
要がある。従って、土砂と土質改良材とを十分攪拌させ
るが、カッタを備えたロータからなる掘削混合攪拌手段
を用いて土砂と土質改良材とを混合する方式では均一に
攪拌混合するのは困難であり、またカッタの長さには制
限があることから、あまり深い部位までの地盤を改良で
きないという問題点がある。これに対して、自走式ミキ
シング装置を用いる場合には、ミキシングタンク内の土
砂と土質改良材とを攪拌手段により長い時間攪拌すれ
ば、土砂と土質改良材とが完全に均一な状態にまで混合
できることになる。ただし、大容量を有するミキシング
タンクを固定的に設置した大型プラントの場合であれば
ともかく、自走式車両に搭載されるミキシングタンクは
その大きさが制約されるから、その処理能力が極めて低
いことから、施工現場で土質改良を行うに当っての処理
効率の点で難点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の点を考慮して、
本出願人は、土砂の掘削手段を備えた作業車両に攪拌・
混合手段を有する連続処理槽を備えた処理ユニットを装
着して、この連続処理槽内で土砂と土質改良材とをミキ
シングするようにした土質改良機械を開発し、特願平９
−１５６１２５号として特許出願を行った。この土質改
良機械は作業車両に掘削手段を備えたものであるから、
実質的に油圧ショベルと同様となし、処理ユニットは下
部走行体側に装着したものである。そして、作業車両を
走行させて、掘削手段により土砂を掘削して、連続処理
槽内に投入すると共に、土質改良材を添加して、攪拌・
混合手段を作動させることにより、槽内で土砂と土質改
良材とを均一に混合させた改良土を生成して、この改良
土を掘削箇所に埋め戻すことができる。このために、攪
拌・混合手段は連続処理槽内を単に攪拌するだけでな
く、連続処理槽における土砂が投入される部位から、土
質改良材が添加される部位を経て、改良土を排出する部
位にまで移送する移送手段としての機能をも発揮する。

【００１０】連続処理槽内で生成した改良土を掘削箇所
に埋め戻すために、この連続処理槽には改良土の排出手
段が設けられる。この排出手段によって改良土を掘削箇
所に直接埋め戻すことも可能であるが、排出手段の構成
の簡略化、埋め戻し後の整地を行う際の便宜等のため
に、埋め戻しは掘削手段を用いて行うようになし、連続
処理槽から排出される改良土は一度所定の箇所に仮置き
することもできる。連続処理を行う関係から、作業車両
は移動しながら掘削及び改良土の生成を行うために、仮
置きするにしても、作業車両の走行領域、即ち下部走行
体を構成する履帯の接地面を避けた位置に仮置きしなけ
ればならない。

【００１１】改良土を掘削箇所に直接埋め戻すにしろ、
また所定の位置に仮置きするにしろ、排出手段から排出
される改良土は下部走行体が走行する領域を避けた位置
に排出するようになっていなければならない。一方、連
続処理槽は作業車両に設けられるから、小型でコンパク
トな構成とする必要があり、小型の連続処理槽内で土砂
と土質改良材とを均一に攪拌・混合するには、連続処理
槽を作業車両の走行方向に向けて長手となし、この長手
方向に移送しながら攪拌・混合を行うようにする。この
ために、排出手段による改良土の排出方向は、連続処理
槽内での移送方向と直交する方向となる。従って、連続
処理槽と排出手段との間では改良土の移送方向が９０°
方向転換することになり、この間の移行部分では改良土
を強制的に移送する手段を設けることはできない。

【００１２】以上のことから、前述した先願の土質改良
機械では、小型で簡易かつ迅速に土質改良を行えるとい
う極めて優れた特徴があるにも拘らず、例えば、粘土質
のように、土砂等により移送条件が悪いもの等では、連
続処理槽の内部から排出手段への改良土の移行が円滑に
行われず、この部位にジャミングが発生するおそれがあ
るといった未解決の問題点がなお存在している。

【００１３】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、処理ユニットで処理
されて得た改良土を連続処理槽内の移送方向から方向転
換させて排出するに当って、この改良土の排出を効率的
に行い、改良土のジャミング等の発生を防止できるよう
にすることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、左右一対の履帯を有する下部走行体
に上部旋回体を旋回可能に設置し、この上部旋回体に掘
削手段を装着した作業車両に、この掘削手段で掘削した
土砂に土質改良材を混合させて、改良土を生成する処理
ユニットを搭載し、この処理ユニットは、一端が土砂の
投入部で、他端には出口部が形成され、その間の部位に
土質改良材供給部を設けた連続処理槽と、この連続処理
槽内に設けた攪拌・混合手段と、前記連続処理槽の出口
部に接続され、この出口部から出た改良土をこの連続処
理槽と直交する方向に向けて強制排出する排出手段とか
ら構成し、前記攪拌・混合手段は連続処理槽の投入部か
ら出口部に至る部位までの間に土砂と土質改良材とを攪
拌・混合しながら移送する攪拌・移送部材を設け、この
攪拌・移送部材のうち、投入部から所定の部位までは効
率的に攪拌する攪拌促進部となし、また前記出口部側は
改良土の排出を促進するための移送促進部とする構成と
したことをその特徴とするものである。

【００１５】ここで、攪拌・移送部材は回転軸に攪拌板
を取り付けたスクリュー部材から構成することができ
る。攪拌板は所定の幅を有する羽根状攪拌板や、連続し
た螺旋形状の螺旋状攪拌板を用いることができる。取り
付け構造にもよるが、羽根状攪拌板を用いると攪拌性に
優れ、また連続した螺旋状攪拌板とすると、移送をより
効率的に行うことができる。従って、攪拌促進部では攪
拌板は複数の羽根状攪拌板で構成し、移送促進部は螺旋
状攪拌板で構成することができる。スクリュー部材を回
転軸の全長にわたって連続した螺旋状攪拌板とする場合
には、この攪拌板のピッチ間隔は攪拌促進部では小さ
く、移送促進部では大きくなるように構成し、また全長
にわたって羽根状攪拌板を設ける場合には、攪拌促進部
では羽根状攪拌板は回転軸の軸線と並行に近い角度とな
し、移送促進部では羽根状攪拌板を回転軸の軸線に対し
て４５℃乃至その近傍の角度となるように装着する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。ここで、本発明の土質改良
機械が備える掘削機構としては、油圧ショベルにおける
掘削機構と同じ構成であり、従ってこの土質改良機械の
基本構成は、従来から周知の油圧ショベルであり、しか
もこの油圧ショベルとしての機能を損なうことなく、ま
た油圧ショベルとしての構成に格別の改変を加えること
なく、土質改良機構を装着する構成としている。

【００１７】而して、図１乃至図３に本発明の土質改良
機械の全体構成を示す。これらの図から明らかなよう
に、下部走行体１と上部旋回体２とから作業車両が構成
され、この作業車両には掘削機構として、フロント作業
機構３が上部旋回体２に設けられている。また、下部走
行体１側には処理ユニット４が設けられ、上部旋回体２
側には土質改良材供給手段５が設置されている。さら
に、上部旋回体２には運転室６及び機械室７が設置さ
れ、機械室７にはエンジン，油圧ポンプ等、機械を駆動
するための機器等が収容されており、運転室６はオペレ
ータが搭乗して機械全体の操作が行われることになる。
上部旋回体２は下部走行体１に対して旋回装置８により
旋回可能となっている。

【００１８】下部走行体１は左右に設けたクローラ式の
走行体１０を有し、これら両走行体１０はトラックフレ
ーム１１の両端に設けたスプロケット１２及びアイドラ
１３と、これらスプロケット１２とアイドラ１３との間
に巻回して設けた履帯１４とから構成され、スプロケッ
ト１２は油圧モータで駆動される。また、左右のトラッ
クフレーム１１はセンタフレーム１５により連結されて
おり、旋回装置８はこのセンタフレーム１５に取り付け
られている。ここで、センタフレーム１５は旋回装置８
が設置されている水平部の両端を下方に曲成して、その
両端部にトラックフレーム１１が連結され、もってセン
タフレーム１５の下部に広いスペースを確保するように
している。

【００１９】フロント作業機構３は掘削手段を構成する
ものであり、上部旋回体２のフレーム２ａに俯仰動作可
能に設けたブーム１６と、このブーム１６の先端に上下
方向に回動可能に連結したアーム１７と、このアーム１
７の先端に回動可能に設けたバケット１８とから構成さ
れ、これらブーム１６，アーム１７及びバケット１８は
それぞれ油圧シリンダ１６ａ，１７ａ，１８ａにより駆
動されて、土砂の掘削等の作業が行われる。

【００２０】処理ユニット４は、図４乃至図１４に示し
た構成となっている。処理ユニット４は、図４及び図５
から明らかなように、連続処理槽２０を有し、この連続
処理槽２０は、図６に示したように、幅方向の寸法より
長さ方向の方が長手となった浅底の容器からなり、上面
部と後端部とが開口している。そして、この連続処理槽
２０内には、その前方側から後方に向けて移送しながら
攪拌・混合する攪拌・混合手段としてのスクリューコン
ベア２１が４本平行に設けられている。スクリューコン
ベア２１は回転軸２２を有し、この回転軸２２には攪拌
・移送部材２３が設けられており、回転軸２２を回転さ
せることによって、攪拌・移送部材２３が回転駆動され
て、連続処理槽２０内が攪拌されるようになっている。

【００２１】連続処理槽２０は下部走行体１に設置され
ることから、その長手方向の寸法には制約があり、攪拌
・移送部材２３はこの制約された容器内で効率的に攪拌
及び混合を行うためのものであり、所定の幅を有する羽
根状攪拌板２３ａと連続した螺旋形状の螺旋状攪拌板２
３ｂとから構成される。羽根状攪拌板２３ａは回転軸２
２の前方の部位に、また螺旋状攪拌板２３ｂは後方の部
位に設けられる。羽根状攪拌板２３ａは回転軸２２の軸
線に対して所定角度傾けた状態にして立設されるが、４
本の回転軸２２のうち、相隣接する回転軸２２に立設し
た羽根状攪拌板２３ａの傾き方向は相互に反対方向とな
っている。また、螺旋所攪拌板２３ｂも、相隣接する回
転軸２２では相互に反対方向の螺旋を形成している。

【００２２】各スクリューコンベア２１の両端は軸受２
４，２４により回転自在に支持されており、それらの回
転軸２２の先端、即ち羽根状攪拌板２３ａの取り付け側
の先端部は、図８に示したように、連続処理槽２０の前
端部に設けた駆動部２５のハウジング内に延在されてい
る。各回転軸２２の先端には伝達ギア２６が連結されて
おり、相隣接する位置の伝達ギア２６，２６は相互に噛
合しており、従って１本の回転軸を回転させると、他の
３本の回転軸も回転駆動される。ただし、相隣接する回
転軸２２，２２は反対方向に回転する。１本の回転軸、
即ち図８に符号２２ａ′で示した回転軸にはプーリ２７
が装着され、また駆動部２５のハウジング内には攪拌用
油圧モータ２８が設けられており、この攪拌用油圧モー
タ２８の出力軸にはプーリ２９が連結して設けられ、こ
れら両プーリ２７，２９間にはチェーン，ベルト等の伝
達部材３０が巻回して設けられている。この結果、単一
の攪拌用油圧モータ２８により所定の幅と長さを有する
連続処理槽２０の内部全体を隈なく攪拌できるようにな
っている。

【００２３】連続処理槽２０は、その長手方向の前方側
が土砂の投入部であり、この投入部には投入ホッパ３１
が装着されている。この投入ホッパ３１における投入口
の部位には簀の子３１ａが設けられており、この簀の子
３１ａにより岩石やコンクリート等の塊状物や金属等が
入り込むのを防止している。しかも、この投入口２０ａ
は前方に向けて斜め下方に傾斜しており、従って簀の子
３１ａ上に残った塊状物等はこの傾斜に沿って落下し易
くなっている。また、投入ホッパ３１の内部には、図９
に示したように、土砂を強制的に送り込むための強制送
り込み手段３２が設けられている。この強制送り込み手
段３２は回転軸３２ａに多数の掻き取り爪３２ｂを取り
付けたもので、この回転軸３２ａを油圧モータで回転駆
動すると、投入ホッパ３１に投入された土砂は強制的に
連続処理槽２０に向けて送り込まれる。従って、処理す
べき土砂に水分が含まれて粘土状となっていても、簀の
子３１ａ上でブリッジ現象を起こすことなく円滑に取り
込まれる。

【００２４】さらに、３３は排出手段を示し、この排出
手段３３は連続処理槽２０の後端部に連結されている。
ただし、この排出手段３３は連続処理槽２０に直接連結
されてはおらず、この連続処理槽２０の後端部に形成さ
れ、この連続処理槽２０内で生成した改良土の出口部及
びその近傍の部位を覆う枠状の連結部３４を介して連結
されている。排出手段３３は、前後の壁面と、底壁とか
らなる排出通路３５を有し、この排出通路３５には強制
排出手段としての排出コンベア３６が設けられている。
排出コンベア３６は、図１０に示したように、排出通路
３５の両端部にそれぞれ設けた回転軸３７ａ，３７ｂに
プーリ３８ａ，３８ｂを取り付け、両プーリ３８ａ，３
８ｂ間には排土板３９を所定のピッチ間隔で多数突設し
たベルト４０が巻回して設けられている。

【００２５】従って、回転軸３７ａまたは３７ｂに油圧
モータ４１を接続して、この油圧モータ４１で回転軸を
駆動すると、ベルト４０が送られて、連続処理槽２０の
出口部から連結部３４内を経て、排出手段３３の壁面に
形成した連通部４２から排出通路３５に送り込まれた改
良土が排土板３９で強制的に排出口３５ａから排出され
る。ここで、排出通路３５は作業車両の走行方向と直交
する方向に形成され、かつ排出口３５ａ側は立ち上がる
方向に傾斜しており、この排出口３５ａは、連続処理槽
２０の位置より高い位置となり、しかも下部走行体１０
における履帯１４の接地面より外側に位置している。そ
して、ベルト４０をこの排出通路３５に沿うようにガイ
ドするために、排出手段３３の壁面にはガイド部材４３
が設けられる。

【００２６】図１１及び図１２に処理ユニット４の下部
走行体１への取付構造を示す。投入ホッパ３１は連続処
理槽２０に固定的に連結され、連続処理槽２０は連結部
３４に対して摺動変位できるように連結されている。そ
して、連続処理槽２０は下部走行体１のセンタフレーム
１５に支持されるが、この連続処理槽２０はセンタフレ
ーム１５に対して所定角度傾斜している。また、枠状の
連結部３４も連続処理槽２０と同じ角度傾斜するように
センタフレーム１５に固定して設けられている。これら
連続処理槽２０及び連結部３４の傾斜方向は、投入ホッ
パ３１側が下方に向き、排出手段３３側の方が斜め上方
を向く状態となっている。なお、この連続処理槽２０を
傾けてたのは、後述するように攪拌をより効率的に行う
ためであり、スクリューコンベア２１で確実に攪拌・混
合できる場合には、連続処理槽２０及び連結部３４等は
水平方向に装着する構成としても良い。

【００２７】センタフレーム１５の下面には傾斜面を備
えた取付部材４４が、また連結部３４はこの取付部材４
４に連結部３４がそれぞれ溶接等の手段で固着して設け
られている。一方、連続処理槽２０は、図１１に示した
ように、センタフレーム１５に前後動可能に装着されて
おり、このために連続処理槽２０の左右の側壁にはブラ
ケット４５が設けられる。図１２に示したように、ブラ
ケット４５には複数のローラ４６が所定の間隔毎に設け
られている。また、センタフレーム１５の下面には左右
一対のガイドレール４７が固着して設けられており、ロ
ーラ４６はこのガイドレール４７上を転動するようにな
っている。ここで、ガイドレール４７におけるローラ４
６が転動するガイド面４７ａは連続処理槽２０に傾きを
与えるために、前方に向けて立ち下がるように傾斜して
いる。さらに、排出通路３５を有する排出手段３３は、
水平状態となっている。

【００２８】連続処理槽２０に固定して設けた投入ホッ
パ３１のケーシングとセンタフレーム１５との間には、
この連続処理槽２０を移動させるための油圧シリンダ４
８が設けられている。油圧シリンダ４８を縮小状態に保
持すると、連続処理槽２０の後端側の部分が連結部３４
内に引き込まれた状態に保持される。この結果、投入ホ
ッパ３１が後方に向けて移動した状態になって、バケッ
ト１８による通常の土砂掘削時等にバケット１８の操作
に投入ホッパ３１が邪魔になることがなく、また運転室
６からの前方視野を広くできるようになっている。一
方、油圧シリンダ４８を伸長させると、連続処理槽２０
が斜め下方に向けて突出して、投入ホッパ３１を前方に
押し出されることになる。この結果、バケット１８で掘
削した土砂をこの投入ホッパ３１に円滑に投入できるよ
うになる。

【００２９】連続処理槽２０に投入ホッパ３１から土砂
が投入されると、スクリューコンベア２１の作動により
この土砂を攪拌しながら後方に向けて搬送され、この間
に塊の状態がほぐされて砂粒の状態になる。そして、搬
送途中で、例えばセメント等の土質改良材を供給して、
この土質改良材が土砂に均一に混合される。このため
に、上部旋回体２側に土質改良材供給手段５が設けられ
る。この土質改良材供給手段５は、図１３に示したよう
に、土質改良材供給用のタンク５０を有し、このタンク
５０は支持部材５１により上部旋回体２のフレーム２ａ
に固定されている。タンク５０は円筒形のものであり、
その下端部は円錐形状となっている。そして、タンク５
０の下端部にはフィーダ５１が接続されている。

【００３０】フィーダ５１は、図１４に示したように、
円筒状の部材であり、タンク５０の下端部から水平方向
に曲成されている。この水平方向への延在部にはスクリ
ュー５２が設けられており、このスクリュー５２は油圧
モータ５３により回転駆動されて、タンク５０内の土質
改良材を一定量連続的に供給できるようになる。フィー
ダ５１は再び曲成されて、下方に向けられる。そして、
フィーダ５１は下部走行体１のセンタフレーム１５の上
面より高い位置にあり、その下方に向けた端部には土質
改良材の供給部として可撓筒体５４が接続されている。
この可撓筒体５４は腰のあるゴム筒からなり、その上端
の一部を除いて軸線方向に下端部に至る複数箇所の切り
込みが形成されて、吹き流しの形状となっている。上部
旋回体２が車両の走行方向の前方に向いた状態では、可
撓筒体５４は連続処理槽２０における中央の２本のスク
リューコンベア２１，２３の中間位置に開口するように
なっている。また、上部旋回体２を大きく旋回させた時
には、可撓筒体５４はセンタフレーム１５に当接する
が、この可撓筒体５４は吹き流し状のゴム筒から形成さ
れているから、容易に変形して、センタフレーム１５の
上に円滑に乗り上げることになり、外力の作用で曲がり
癖等が付くのを防止している。

【００３１】ここで、フィーダ５１から可撓筒体５４を
介して連続処理槽２０内に土質改良材が供給されるが、
この土質改良材の供給部は、連続処理槽２０内に装着さ
れ、スクリューコンベア２１の攪拌・移送部材２３のう
ちの羽根状攪拌板２３ａを装着した部位に位置してい
る。そして、この羽根状攪拌板２３ａは、回転軸２２に
おいて、可撓筒体５４からの土質改良材の供給位置を通
過して所定の位置まで設けられており、出口部側では所
定長さにわたって螺旋状攪拌板２３ｂが取り付けられて
いる。而して、羽根状攪拌板２３ａの幅及び回転軸２２
への取り付け角度を適宜設定することによって、土砂及
びこれに添加される土質改良材を十分に攪拌・混合でき
るようにする。また、羽根状攪拌板２３ａを設けた部位
は攪拌・混合を十分効率的に行うために移送速度はある
程度遅くなる。従って、図４に示したように、スクリュ
ーコンベア２１のうち、羽根状攪拌板２３ａを取り付け
た部位は、攪拌・混合をより効率的に行う攪拌促進部Ｓ
となる。また、回転軸２２に螺旋状攪拌板２３ｂを装着
した部位では、土砂と土質改良材との攪拌も行われる
が、むしろ移送効率が高いことから、攪拌促進部Ｓで土
砂と土質改良材とがほぼ均一に混合された改良土を連続
処理槽２０から連結部３４を経て排出手段３３側により
効率的に送り込むように移送速度を速く、しかも移送圧
力も高くなるように設定されている。従って、回転軸２
２におけるこの螺旋状攪拌板２３ｂを取り付けた部位
は、改良土の移送促進部Ｔとなる。

【００３２】以上のように構成される土質改良機械を用
いて、所定の地盤における土質改良を行うに当っては、
まず地盤のうちの表層部分が良質土である場合には、こ
の表層部分の土を掘削する。この表層土は、ダンプトラ
ック等で現場から搬出し、所定の位置に堆積させておく
が、この土質改良機械には掘削手段としてバケット１８
を有するフロント作業機構３が設けられており、かつ走
行手段として接地面積の広い履帯１４を備えたものであ
るから、この表層土の掘削は土質改良機械自体で行うこ
とができる。また、湿地等のような軟弱地では表層部分
を含めて土質改良を行わなければならない。ここで、表
層土を掘削した後の地面は凹凸が生じて走行条件は悪
く、また軟弱地も同様に走行条件は悪いが、本発明によ
る土質改良機械は履帯１４を用いた走行体１０としてい
るから、このような走行条件の悪い場所でも作業車両を
円滑に走行させることができる。

【００３３】そこで、この土質改良機械を用いて地盤改
良工事を行うには、例えば、図１５に示したように、所
定の幅Ｂを有するライン状の掘削領域の土砂を掘削す
る。また、このようにして掘削した土砂を処理ユニット
４を用いて土質改良材を均一に混合して、改良土をこの
掘削領域と平行で、しかも土質改良機械の走行領域を隔
てた反対側の仮置き領域Ｃに改良土を堆積させる。そし
て、改良土をこの仮置き領域Ｃに堆積した改良土は、掘
削手段を構成するバケット１８を有するフロント作業機
構３を用いて掘削箇所に埋め戻し、次いで履帯１４，１
０で踏み固めるようにして整地及び締め固めを行う。

【００３４】まず表層土を掘削する際には、油圧シリン
ダ４８を縮小させることにより連続処理槽２０を引き込
むようになし、投入ホッパ３１を作業車両側に引き込む
ようにする。この状態で、フロント作業機構３を作動さ
せることによって、表層土の掘削を行うことができる。
このようにして掘削した表層土はダンプトラック等で搬
出する。作業現場における全ての表層土が取り除かれた
後には、地盤そのものが軟弱であり、かつ凹凸が生じて
いる。

【００３５】下部走行体１における左右の走行体１０，
１０を駆動して、作業車両全体を所定の作業位置に配置
する。そこで、油圧シリンダ４８を伸長させて、連続処
理槽２０を突出させることによって、土砂の投入部を構
成する投入ホッパ３１を前方に突出させる。この状態
で、フロント作業機構３を作動させることによって、土
砂を掘削し、掘削した土砂を投入ホッパ３１に投入す
る。投入ホッパ３１には強制送り込み手段３２が設けら
れているから、投入ホッパ３１に投入された土砂は円滑
に連続処理槽２０内に送り込まれる。また、投入ホッパ
３１には簀の子３１ａが装着されているから、岩石や金
属等が分離されて、土砂のみが取り込まれる。連続処理
槽２０内には４本のスクリューコンベア２１が設けられ
ているから、このスクリューコンベア２１の回転により
投入された土砂は細かく砕かれると共に攪拌されて、砂
粒の状態になって後部側に向けて搬送される。

【００３６】連続処理槽２０内に供給された土砂は、そ
の搬送途中に土質改良材供給手段５を構成するタンク５
０からフィーダ５１を経て土質改良材が連続処理槽２０
内に定量ずつ連続的に供給されて土砂に添加される。従
って、スクリューコンベア２１の回転により土砂と土質
改良材とが攪拌されて、均一に混合される。ここで、土
質改良材は、タンク５０からフィーダ５１及び可撓筒体
５４を介して直接連続処理槽２０に供給できることか
ら、土質改良材が周囲に飛散するおそれはない。土砂と
土質改良材とが均一に混合することにより改良土が生成
され、この改良土は連続処理槽２０の後端部における開
口部分からなる出口部から連結部３４を経て排出手段３
３に向けて押し出されるようになる。

【００３７】連続処理槽２０には４本のスクリューコン
ベア２１が設けられており、相隣接するスクリューコン
ベア同士は反対方向に回転するから、例えば各スクリュ
ーコンベア２１を図７の矢印方向に回転させることによ
って、土砂の塊を完全に崩して、それと土質改良材とを
均一に混合できる。即ち、中央の２本のスクリューコン
ベア間では、土砂及び土質改良材は上方から下方に向け
た流れを形成するようになし、それぞれ両端のスクリュ
ーコンベアとの間では逆に下方から上方に向けた流れを
形成することによって、連続処理槽２０内で全体にわた
って極めて円滑に攪拌及び混合がなされる。ここで、土
質改良材の供給は、この中央の２本のスクリューコンベ
アの間の位置に行うのが全体にわたって均一に攪拌・混
合するのに都合が良い。ただし、４本のスクリューコン
ベア２１により連続処理槽２０内の全体が均一に攪拌さ
れることから、掘削を行う際に上部旋回体２が旋回し
て、フィーダ５１による土質改良材の供給位置は多少左
右にずれても格別混合むら等が生じることはない。

【００３８】しかも、連続処理槽２０は傾斜しており、
この連続処理槽２０のスクリューコンベア２１による土
砂及び土質改良材の搬送方向は斜め上方となっている。
従って、土砂及びこれに添加される土質改良材は重力に
逆らう方向に向けて搬送されることになる。この結果、
スクリューコンベア２１による送りに対してその傾斜に
よる抵抗で、連続処理槽２０を水平方向に配置した場合
より土砂及び土質改良材の滞留時間が実質的に長くな
り、単位長さ当りの土砂と土質改良材との攪拌効率が向
上する。しかも、スクリューコンベア２１により砕かれ
ずに塊状となっている土砂は、攪拌中に表面に露出する
ことになり、このような塊状物は自重で搬送方向の基端
側の方向に戻されるようになる。そして、スクリューコ
ンベア２１の回転により再び搬送方向に送られ、この間
に塊状物が円滑かつ確実に砕かれて、土質改良材と均一
に混合されることになる。

【００３９】従って、下部走行体１に装着される関係か
ら、小型で搬送経路が短い連続処理槽２０で土砂と土質
改良材とを均一に、しかも効率的に混合させることがで
きる。また、この攪拌・混合は排出手段３３における連
結部３４内に移行しても行われて、この間に土砂と土質
改良材とが均一に混合されて、改良土が形成され、この
改良土は排出手段３３の壁面に形成した連通部４２から
排出通路３５に送り込まれる。

【００４０】ところで、処理ユニット４により生成され
た改良土は仮置き領域Ｃに堆積させるが、このように堆
積させた改良土の上を作業車両の履帯１４で踏みつけな
いようにしなければならない。排出手段３３を用いて作
業車両の側方に改良土を排出するのはこのためである。
これに対して、連続処理槽２０内における土砂及びこの
土砂と土質改良材とを混合した改良土の移送方向は作業
車両の進行方向である。従って、連続処理槽２０から排
出手段３３に移行する際には、移送方向が９０°方向転
換することになる。しかも、土質改良処理を行わない掘
削単独作業時には、フロント作業機構３の作動を円滑に
行わせるために、連続処理槽２０は油圧シリンダ４８に
より連結部３４内に引き込み、処理を行う際には連続処
理槽２０を引き出すようにしているから、そのストロー
ク分だけ連続処理槽２０の出口部から排出手段３３まで
の距離が長くなる。しかも、連続処理槽２０内と排出手
段３３側とは改良土に対して送り力を作用させることが
できるが、少なくとも連結部３４内では強制的に移送す
ることはできない。

【００４１】連続処理槽２０内では土砂と土質改良材と
を攪拌・混合しながら投入部側から出口部側に移送する
が、攪拌・混合機能を十分に発揮させるには、土砂等の
移送速度をできるだけ遅くする必要がある。しかも、連
結部３４内では強制的に移送を行えないことから、連続
処理槽２０の出口部から改良土を押し出すことによっ
て、この改良土を連結部３４から排出コンベア３６から
なる強制排出手段を備えた排出手段３３に送り込まなけ
ればならない。しかしながら、攪拌・混合機能を十分発
揮させるには、改良土の連結部３４からの押し出し力が
不足することになる。特に、土質改良処理を行う土砂が
粘土質のものであると、連結部３４内で円滑に移動でき
なくなり、この連結部３４内で滞留したまま残る、所謂
ジャミングが発生する可能性がある。

【００４２】以上のことから、連続処理槽２０の内部を
２つの区画に分けている。即ち、スクリューコンベア２
１を構成する回転軸２２には、投入部から所定の部位ま
でを、攪拌効率を重視して、羽根状攪拌板２３ａを取り
付けて攪拌促進部Ｓとしている。これによって、土塊の
崩壊及び砂粒化と、この攪拌促進部Ｓの途中位置で添加
される土質改良材との混合をできるだけ効率的に行うよ
うにしている。これによって、攪拌促進部Ｓで土砂と土
質改良材とがほぼ均一に混合される。そして、連続処理
槽２０における出口部近傍では、回転軸２２に螺旋状攪
拌板２３ｂが取り付けられているから、攪拌は継続する
ものの、むしろ土砂と土質改良材とが混合された改良土
を高速で、しかも高い圧送力で出口部から連結部３４に
押し出すことができる移送促進部Ｔとしている。この結
果、連結部３４に送り込まれた改良土は、たとえ粘性が
高いものであっても、移送促進部Ｔからの高い圧送力で
排出コンベア３６を設けた排出手段３３側に確実かつ円
滑に送り込まれ、この搬出コンベア３６側に押し出され
るようになり、搬出コンベア３６から円滑に排出され
る。従って、連結部３４内等でのジャミングの発生は確
実に防止される。

【００４３】このようにして圧送された改良土は排出手
段３３に移行する。排出手段３３では排土板３９を設け
たベルト４０が装着されており、このベルト４０を回転
させることによって、排出手段３３内に送り出された改
良土は作業車両の走行と直交する方向に搬送されて、排
出用の開口４３から排出されて堆積される。ここで、開
口４３は、履帯１４の外側に位置し、かつ連続処理槽２
０が斜め上方に傾けた最上部に位置し、かつこの連続処
理槽２０よりさらに高所に開口しているから、履帯１４
が堆積した改良土を踏んだりすることがなく、また所定
の高さにまで改良土を堆積させることができる。しか
も、処理ユニット４は下部走行体１側に設けられている
から、上部旋回体２を旋回させても、改良土の排出位置
は変わらない。また、連続処理槽２０から排出手段３３
の連結部３４までは傾斜しているが、排出手段３３は水
平な状態になっているから、排出される改良土は開口４
３全体から均一に排出される。

【００４４】このようにして作業車両を走行させなが
ら、フロント作業機構３により所定の深さまで掘削し
て、連続的に土質改良を行って掘削領域と平行に改良土
を堆積させることができる。そして、１つのライン状の
掘削及び改良土の堆積からなる作業が終了すると、作業
車両を戻しながら、堆積した改良土を掘削箇所に埋め戻
す。また、所定の幅を有する１つのライン状の掘削領域
の掘削及び埋め戻しによる地盤改良が終了すると、この
掘削領域に隣接する掘削領域を同様にラインに掘削して
改良土の埋め戻しが行われる。而して、作業車両を自走
させながら、バケット１８で連続的に掘削して、連続処
理槽２０による土砂の攪拌及び土質改良材の混合も連続
的に行えることから、改良土を効率的に生成でき、また
埋め戻しを行うための改良土の堆積箇所は作業車両の側
部に位置することから、埋め戻し作業も円滑かつ迅速に
行える。

【００４５】ここで、前述した実施の形態においては、
攪拌・移送手段を構成するスクリューコンベアの回転軸
に羽根状攪拌板と螺旋状攪拌板とを設ける構成とした
が、図１６に示したように、スクリューコンベア６０を
構成する回転軸６１の全長に及ぶ螺旋状攪拌板を設ける
が、この螺旋状攪拌板のうち、攪拌促進部Ｓの部位では
ピッチ間隔が短い第１の螺旋状攪拌板６２ａとなし、移
送促進部Ｔの部位ではピッチ間隔の長い第２の螺旋状攪
拌板６２ｂとすることもできる。このように構成して
も、ピッチ間隔の短い第１の螺旋状攪拌板６２ａの部位
では移送速度が遅くなり、かつ攪拌効率は高く、また第
２の螺旋状攪拌板６２ｂの部位にまで移送されると、螺
旋のピッチ間隔を長くした分だけ移送速度が速くなり、
改良土を連結部３４内に向けて圧送できるようになる。

【００４６】さらに、図１７に示したスクリューコンベ
ア７０を用いることもできる。このスクリューコンベア
７０では、回転軸７１の全長に羽根状攪拌板を立設する
ように構成している。ここで、羽根状攪拌板は、回転軸
７１の軸線に対してほぼ４５°の角度となるようにして
立設した時には、移送速度が最大となり、また回転軸７
１の軸線と並行な方向に設けると、攪拌・混合を最も効
率的に行うことができる。従って、攪拌促進部Ｓの部位
では、羽根状攪拌板をほぼ回転軸７１の軸線と平行な状
態にして立設した第１の羽根状攪拌板７２ａとする。た
だし、この第１の羽根状攪拌板７２ａを回転軸７１の軸
線と完全に平行に配置すると、土砂等の移送を行えなく
なるから、ある程度の角度を持たせる。また、移送促進
部Ｔの部位では、回転軸７１の軸線に対して４５°乃至
その近傍の角度傾けた状態にして取り付けた第２の羽根
状攪拌板７２ｂとする。このように構成しても、前述と
同様、攪拌促進部Ｓの部位では攪拌を極めて効率的に行
うことができ、また移送促進部Ｔでは、移送速度を速め
て改良土を連結部３４に向けて圧送できる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は連続処理
槽内に土砂及び土砂と土質改良材とをより効率的に攪拌
する攪拌促進部と、この攪拌促進部で土砂と土質改良材
とが実質的に均一に攪拌されて得た改良土を排出手段側
に圧送するための移送促進部とを形成しているので、処
理ユニットで処理されて得た改良土を連続処理槽内の移
送方向から方向転換させて排出するに当って、この改良
土の排出を効率的に行い、改良土のジャミング等の発生
を防止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す掘削手段付き土質
改良機械の側面図である。

【図２】フロント作業機構を省略して示す図１の正面図
である。

【図３】フロント作業機構を省略して示す図１の平面図
である。

【図４】処理ユニットの平面図である。

【図５】連続処理槽の縦断面図である。

【図６】処理ユニットの分解斜視図である。

【図７】連続処理槽の横断面図である。

【図８】スクリューコンベアの駆動機構の構成説明図で
ある。

【図９】投入部の断面図である。

【図１０】排出手段の断面図である。

【図１１】連続処理槽の前後動駆動機構を示す構成説明
図である。

【図１２】図１１のＸ−Ｘ断面図である。

【図１３】土質改良材供給手段の構成を示す外観図であ
る。

【図１４】フィーダの断面図である。

【図１５】土質改良機械による地盤改良の手順を示す説
明図である。

【図１６】攪拌・移送手段を構成するスクリューコンベ
アの他の構成例を示す構成説明図である。

【図１７】攪拌・移送手段を構成するスクリューコンベ
アのさらに別の構成例を示す構成説明図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 上部旋回
体 ３ フロント作業機構 ４ 処理ユニ
ット ５ 土質改良材供給手段 １０ 走行体 １６ ブーム １７ アーム １８ バケット ２０ 連続処
理槽 ２１，６０，７０ スクリューコンベア ２２，６１，
７１ 回転軸 ２３ 攪拌・移送部材 ２３ａ 羽根
状攪拌板 ２３ｂ 螺旋状攪拌板 ２５ 駆動部 ２８ 攪拌用油圧モータ ３１ 投入ホ
ッパ ３３ 排出手段 ３４ 連結部 ３５ 排出通路 ３６ 排出コ
ンベア ３９ 排土板 ５０ タンク ５１ フィーダ ５４ 可撓筒
体 ６２ａ 第１の螺旋状攪拌板 ６２ｂ 第２
の螺旋状攪拌板 ７２ａ 第１の羽根状攪拌板 ７２ｂ 第２
の羽根状攪拌板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｅ０２Ｆ 7/00 Ｅ０２Ｆ 7/00 Ｄ (72)発明者 関野 聡 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対の履帯を有する下部走行体に上
   部旋回体を旋回可能に設置し、この上部旋回体に掘削手
   段を装着した作業車両に、この掘削手段で掘削した土砂
   に土質改良材を混合させて、改良土を生成する処理ユニ
   ットを搭載し、この処理ユニットは、一端が土砂の投入
   部で、他端には出口部が形成され、その間の部位に土質
   改良材供給部を設けた連続処理槽と、この連続処理槽内
   に設けた攪拌・混合手段と、前記連続処理槽の出口部に
   接続され、この出口部から出た改良土をこの連続処理槽
   と直交する方向に向けて強制排出する排出手段とから構
   成し、前記攪拌・混合手段は連続処理槽の投入部から出
   口部に至る部位までの間に土砂と土質改良材とを攪拌・
   混合しながら移送する攪拌・移送部材を設け、この攪拌
   ・移送部材のうち、投入部から所定の部位までは効率的
   に攪拌する攪拌促進部となし、また前記出口部側は改良
   土の排出を促進するための移送促進部とする構成とした
   ことを特徴とする掘削手段を備えた土質改良機械。
2. 【請求項２】 前記攪拌・移送部材は回転軸の外周に攪
   拌板を取り付けたスクリュー部材で構成し、前記攪拌促
   進部では所定の幅を有する複数の羽根状攪拌板となし、
   前記移送促進部は螺旋状攪拌板で構成したことを特徴と
   する請求項１記載の掘削手段を備えた土質改良機械。
3. 【請求項３】 前記攪拌・移送部材は回転軸の外周に攪
   拌板を取り付けたスクリュー部材で構成し、このスクリ
   ュー部材は回転軸の全長にわたって螺旋状攪拌板で形成
   し、この螺旋状攪拌板のピッチ間隔は前記攪拌促進部で
   は小さく、前記移送促進部では大きくなるように構成し
   たことを特徴とする請求項１記載の掘削手段を備えた土
   質改良機械。
4. 【請求項４】 前記攪拌・移送部材は回転軸の外周に攪
   拌板を取り付けたスクリュー部材で構成し、このスクリ
   ュー部材は回転軸に所定幅を有する複数の羽根状攪拌板
   から構成し、前記攪拌促進部ではこれら羽根状攪拌板は
   回転軸の軸線と並行に近い角度となし、前記移送促進部
   では回転軸の軸線に対して４５℃乃至その近傍の角度と
   なるように装着する構成としたことを特徴とする請求項
   １記載の掘削手段を備えた土質改良機械。