地盤改良機における撹拌混合機

【課題】掘削撹拌翼だけでは、特に掘削端での撹拌混合が不充分になって改良度合いに粗密が生じる。
【解決手段】軸柱２の上端の駆動スプロケット３と軸柱２の下端の従動スプロケット４との間に無端状のドライブチェーン５を巻き掛け、該ドライブチェーン５に複数の掘削撹拌翼６、6a…を所定間隔毎に配置装着して、該掘削撹拌翼６、6a…をドライブチェーン５と共に周回移動させる様にし、上記軸柱２の下端側寄りに、軸柱２の少なくとも一側面側に回転可能に配された回転撹拌翼７を有するロータリー撹拌手段８を配設する。掘削端での撹拌混合を回転撹拌翼７でも行うことによって、撹拌混合機１を引き上げずに水平移動させることが出来なくても、略均等な撹拌混合が可能になる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良機における、無端状のドライブチェーンに装着した掘削撹拌翼をそのドライブチェーンと共に周回移動させる様にした、所謂トレンチャー式の撹拌混合機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば基礎施工前に地盤を固める際に使用する地盤改良機にあっては、軸柱の一端の駆動スプロケットと軸柱の他端の従動スプロケットとの間に無端状のドライブチェーンを巻き掛け、該ドライブチェーンに所定のピッチで複数の掘削撹拌翼を装着し、上記掘削撹拌翼をチェーンと共に周回移動させる様にしたトレンチャー式撹拌混合機を、バックホウ等の建設機械のベースマシンのアーム先端に装着して構成されており、各掘削撹拌翼がドライブチェーンと共に周回移動させた状態で、ベースマシンの推力により撹拌混合機を押し下げることにより、該撹拌混合機の先端側で地盤を掘削するのと同時に、地盤に埋入状態の撹拌混合機における掘削撹拌翼により掘削土と軸柱先端より吐出された固化材とを掘削穴内で撹拌混合する様にしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６５３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術にあっては、掘削端では掘削時に通過した掘削撹拌翼でしか撹拌混合出来ないのに対し、掘削端より上方の掘削済部分では掘削端側へ向かう掘削撹拌翼と掘削端を通過した掘削撹拌翼によっても撹拌混合可能なことから、所定掘削深度に到達した時点では最深部で充分な撹拌混合が行えないため、そのままでは均等に撹拌混合出来ず、而も撹拌混合機が所定掘削深度に到達した状態でそのまま水平方向に移動しなければ隙なく撹拌混合出来ないが、掘削深度が深くなるのに伴い撹拌混合機に作用する地中抵抗が大きくなってそのまま水平方向することが非常に困難になることから、撹拌混合機を半分程度持ち上げることで地中抵抗を下げた後でなければ水平移動出来ず、よって水平移動のない下層での撹拌混合が極端に少なくなり、その結果改良済み地盤での改良度合いの粗密が大きくなってしまうなど、解決せねばならない課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に基づく、掘削撹拌翼だけでは掘削端側での撹拌混合が不充分になって改良度合いに粗密が生じる課題に鑑み、軸柱の上端の駆動スプロケットと軸柱の下端の従動スプロケットとの間に無端状のドライブチェーンを巻き掛け、該ドライブチェーンに複数の掘削撹拌翼を所定間隔毎に配置装着して、該掘削撹拌翼をドライブチェーンと共に周回移動させる様にし、上記軸柱の下端側寄りに、軸柱の少なくとも一側面側に回転可能に配された回転撹拌翼を有するロータリー撹拌手段を配設し、掘削端での撹拌混合を回転撹拌翼でも行うことによって、撹拌混合機を持ち上ずに水平移動させることが出来なくても略均等な撹拌混合が行える様にして、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００６】
要するに本発明は、軸柱の上端の駆動スプロケットと軸柱の下端の従動スプロケットとの間に無端状のドライブチェーンを巻き掛け、該ドライブチェーンに複数の掘削撹拌翼を所定間隔毎に配置装着して、該掘削撹拌翼をドライブチェーンと共に周回移動させる様にし、上記軸柱の下端側寄りに、軸柱の少なくとも一側面側に回転可能に配された回転撹拌翼を有するロータリー撹拌手段を配設したので、回転駆動状態の回転撹拌翼が通過する過程でドライブチェーン内の部分での掘削土の撹拌混合を行うことが出来るため、より効率的且つ均等に撹拌混合を行うことが出来、更に所定掘削深度に到達した時点で撹拌混合機を水平移動させなくても充分に撹拌混合出来るため、直ぐに持ち上げ可能になるか、少なくとも停止時間の短縮化を図ることが出来、よって改良作業の所要時間の短縮化を図ることが出来る。
更に、上記ロータリー撹拌翼を、上記ドライブチェーンの周回方向に対し逆方向に回転駆動させる様にしたので、掘削端でのドライブチェーンの往動部位即ち下動部位で生じる掘削土の押し込みや復動部位即ち上動部位で生じる掘削土の持ち上がりを、回転駆動状態の回転撹拌翼で阻止する様に働くため、掘削土の動きが複雑化してより均一な撹拌混合を行うことが出来る等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る地盤改良機における撹拌混合機の実施例１の側面図である。
【図２】図１の撹拌混合機の正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面の要部拡大図である。
【図４】本発明に係る地盤改良機における撹拌混合機の実施例２の側面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面の要部拡大図である。
【図６（ａ）】撹拌混合機の地盤への完全貫入状態を示す断面図である。
【図６（ｂ）】撹拌混合機を略半分を貫入状態のまま横方向へ移動させた状態を示す断面図である。
【図６（ｃ）】横移動後に撹拌混合機を完全貫入させた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
地盤の掘削及び土と固化材との撹拌混合を目的とした地盤改良装置にあっては、主に建設機械であるバックホウの様なベースマシン（図示せず）と、該ベースマシンアームの先端に着脱可能に装着された、本発明に係るトレンチャー式の撹拌混合機１とで構成されている。
【０００９】
上記撹拌混合機１にあっては、基本的に、略角柱筒状の軸柱２と、該軸柱２の上部に設けた駆動スプロケット３と、軸柱２の下部に設けた従動スプロケット４と、駆動スプロケット３と従動スプロケット４との間に巻き掛けた無端状のドライブチェーン５と、該ドライブチェーン５の外周に着脱可能に装着した複数の掘削撹拌翼６、6a…と、上記軸柱２の少なくとも下端側に、少なくとも軸柱２の一側面側に配された回転撹拌翼７を有したロータリー撹拌手段８とを有している。
上記ドライブチェーン５は、軸柱２の正背面に設けた複数のキャリアローラー９、9a…によって、軸柱２との間隔が確保され且つ安定周回する様にガイドされ、上記掘削撹拌翼６、6a…にあっては、ドライブチェーン５に対し直角に配置された基板と、該基板の外側面に、その長さ方向に並列一体化された複数枚のカッター刃とを有している。
又、軸柱２の下端に固化材吐出装置10を設け、該固化材吐出装置10は、例えばグラウトポンプ等（図示せず）により吐出パイプ（図示せず）を介して圧送されてきた粉体状若しくはスラリー状の固化材が吐出されるようになっている。
【実施例１】
【００１０】
図１〜３は、撹拌混合機１の実施例１の側面図、正面図及び図１のＡ−Ａ断面の要部拡大図であり、この実施例１にあっては、１機のロータリー撹拌手段８が軸柱２の下端側寄りだけに配設されており、該ロータリー撹拌手段８は回転撹拌翼７、7aと、軸柱２を横貫してその両突端部に回転撹拌翼７、7aを装着した軸体11と、該軸体11の駆動手段とを有している。
上記駆動手段にあっては、軸柱２の上端側に配設した、ドライブチェーン５の周回方向とは逆方向に回転駆動させる駆動モータ12と、該駆動モータ12における軸柱２の内部に突出した駆動軸12a に装着されたスプロケット13と、上記軸体11に装着されたスプロケット14と、上記スプロケット13、14の間に巻き掛けた無端状のチェーン15とを有し、駆動モータ12により回転撹拌翼７、7aを回転駆動させる様にしている。
上記回転撹拌翼７、7aにあっては、各々が、軸体11に固定された回転板16と、該回転板16の外周側より外方突設した複数枚の撹拌板17、17a …とを有している。
【実施例２】
【００１１】
図４、５は、本発明に係る地盤改良機における撹拌混合機の実施例２の側面図及び図４のＢ−Ｂ断面の要部拡大図であり、この実施例２にあっては、２機のロータリー撹拌手段８、8aが軸柱２の下端側寄と、その上方中間地位置に配設されており、該ロータリー撹拌手段８、8aの夫々は、実施例１と同様の回転撹拌翼７、7aと、軸柱２を横貫してその両突端部に回転撹拌翼７、7aを装着した軸体11と、該軸体11の駆動手段とを有している。
上記駆動手段にあっては、軸柱２の上端側に配設した、ドライブチェーン５の周回方向とは逆方向に回転駆動させる駆動モータ12と、該駆動モータ12における軸柱２の内部に突出した駆動軸12a に装着されたスプロケット13、13a と、下方のロータリー撹拌手段８における軸体11と上方のロータリー撹拌手段8aにおける軸体11に装着されたスプロケット14、14a と、上記スプロケット13、14及びスプロケット13a 、14a の間に巻き掛けた無端状のチェーン15、15a とを有し、駆動モータ12によりロータリー撹拌手段８、8aの回転撹拌翼７、7aを回転駆動させる様にしている。
【００１２】
尚、図示しないが、駆動モータ11に１個のスプロケットを、上方のロータリー撹拌手段8aにおける軸体10に２個のスプロケットを、下方のロータリー撹拌手段８における軸体10に１個のスプロケットを夫々装着すると共に、駆動モータ11に１個のスプロケットと上方のロータリー撹拌手段8aの一方のスプロケットの間、上方のロータリー撹拌手段8aの他方のスプロケットと下方のロータリー撹拌手段８のスプロケットの間にチェーンを巻き掛けたり、ロータリー撹拌手段８、8aの夫々に駆動モータを装備して独立駆動させても良い。
【００１３】
又、実施例１におけるロータリー撹拌手段８及び実施例２におけるロータリー撹拌手段８、8aには、軸柱２の両側面側に２枚の回転撹拌翼７、7aが配されているが、どちらか一側面のみに１枚配するだけでも良く、又実施例２には２機のロータリー撹拌手段８、8aが配設されているが、３機以上であっても良く、この場合であっても最下のロータリー撹拌手段は軸柱２の下端側寄りに配設されねばならない。
【００１４】
次に、本発明に係る地盤改良機における撹拌混合機の作用について説明する。
軸柱２の上部に設けられた駆動スプロケット３の駆動モータ20を起動することにより、各掘削撹拌翼６、6a…がドライブチェーン５と共に周回移動すると共に、駆動モータ11を起動することにより回転撹拌翼７、7aが回転駆動した状態の撹拌混合機１を、ベースマシン（図示せず）により地盤Ｗ中に貫入させる過程で、地盤Ｗを掘削し、その掘削された土と固化材吐出装置10から吐出された固化材とを、形成された掘削穴Ｘ内で、各掘削撹拌翼６、6a…及び回転撹拌翼７、7aにより撹拌混合し、特に回転撹拌翼７、7aでは通過時にドライブチェーン５と内の部分での掘削土の撹拌混合を行い、図６（ａ）に示す様に、所定深さＨに到達した時点で、図６（ｂ）に示す様に、撹拌混合機１を駆動状態のまま先ず約Ｈ／２だけ持ち上げた後、所定寸法だけ横移動させ、図６（ｃ）に示す様に、再度所定深さＨまで貫入させることを繰り返して横方向全体に掘削・撹拌混合し、ここまでの工程を未処理箇所に順次繰り返し行って指定領域全体を掘削・撹拌混合し、その後養生固化すれば、指定領域内の地盤強度が向上する。
【００１５】
尚、図６（ａ）に示す工程において、所定深さＨに到達した時点での掘削端での撹拌混合は、掘削撹拌翼６、6a…だけでなくロータリー撹拌手段８における回転撹拌翼７、7aでも行われることから、掘削と同時に充分な撹拌混合が行われるため、撹拌混合機１は所定深さＨ到達後に時間を置かずに持上げ可能になる。
【００１６】
又、回転撹拌翼７、7aの回転方向を、ドライブチェーン５の周回方向とは逆にすることで、掘削端でのドライブチェーン５の下動部位で生じる掘削土の押し込みや上動部位で生じる掘削土の持ち上がりを阻止する様に働いて、掘削土の動きが複雑化してより均一な撹拌混合が行われる。
【００１７】
但し、図６（ｂ）に示す工程において、持上げ距離を掘削深さの約半分にしているが、かかる割合に限定せず、地盤Ｗの質や掘削穴Ｘの深さにより決定する様にし、掘削穴Ｘが浅ければ持ち上げなくても良い場合もある。
又、図６（ａ）〜図６（ｃ）において、掘削穴Ｘ内にハッチングが無く空白であるが、分かりやすくするためのものであって、実際には固化材が混合された掘削土が充填されている。
【００１８】
又、混合撹拌された土壌の導電率を計測し、この測定値が設定値になった時点で混合撹拌が完了したものとする確認手段を撹拌混合機１に搭載して、かかる完了確認手段における検出センサ（図示せず）を、軸柱２の下端側、具体的にはロータリー撹拌手段８と従動スプロケット４との間に設置して、作業中随時導電率を計測する様にしても良い。
【符号の説明】
【００１９】
１撹拌混合機
２軸柱
３駆動スプロケット
４従動スプロケット
５ドライブチェーン
６、6a… 掘削撹拌翼
７、7a 回転撹拌翼
８ロータリー撹拌手段

【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良機におけるベースマシンのアーム先端に装着するトレンチャー式の撹拌混合機であって、
軸柱の上端の駆動スプロケットと軸柱の下端の従動スプロケットとの間に無端状のドライブチェーンを巻き掛け、該ドライブチェーンに複数の掘削撹拌翼を所定間隔毎に配置装着して、該掘削撹拌翼をドライブチェーンと共に周回移動させる様にし、上記軸柱の下端側寄りに、軸柱の少なくとも一側面側に回転可能に配された回転撹拌翼を有するロータリー撹拌手段を配設したことを特徴とする撹拌混合機。
【請求項２】
上記ロータリー撹拌手段を、上記回転撹拌翼が、上記ドライブチェーンの周回方向に対し逆方向に回転駆動させる様にしたことを特徴とする請求項１記載の撹拌混合機。

【図１】