地盤改良用攪拌装置
【課題】 掘削効率を向上させることができる地盤改良用攪拌装置を提供する。
【解決手段】 掘削された掘削土と、固化材とを攪拌するとともに、混合して矩形断面形状に造成する地盤改良用攪拌装置１を、掘削ロッド接続されるロッド本体１０と、ロッド本体１０の周面に設けられた上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２と、ロッド本体１０の周面に穿設され固化材を吐出する上部吐出孔１０ａ及び下部吐出孔１０ｂと、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２との中間部の高さにロッド本体１０の回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成する。ケーシング１３は、２枚の第１側板１３ａ、およびこの第１側板１３ａと直交配置される２枚の第２側板１３ｂを組込んで形成され、第１側板１３ａの高さ寸法を第２側板１３ｂの高さ寸法より大きくしてある。
【解決手段】 掘削された掘削土と、固化材とを攪拌するとともに、混合して矩形断面形状に造成する地盤改良用攪拌装置１を、掘削ロッド接続されるロッド本体１０と、ロッド本体１０の周面に設けられた上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２と、ロッド本体１０の周面に穿設され固化材を吐出する上部吐出孔１０ａ及び下部吐出孔１０ｂと、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２との中間部の高さにロッド本体１０の回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成する。ケーシング１３は、２枚の第１側板１３ａ、およびこの第１側板１３ａと直交配置される２枚の第２側板１３ｂを組込んで形成され、第１側板１３ａの高さ寸法を第２側板１３ｂの高さ寸法より大きくしてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削土砂と固化材を混合することにより地中に矩形断面形状の固結体を造成する地盤改良工法に使用される地盤改良用攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤を掘削ロッドにより目標の深度まで掘進し、掘削終了後、または掘削と同時に掘削土砂と掘削ロッドの先端から土中に吐出される固化材とを攪拌し、両者を混合してそのまま硬化させることにより地中に造成杭等の固結体を造成する方法は、従来、掘削ロッドと共に鉛直軸回りに回転する攪拌翼のみで混合を行うことから、完成する固結体は円柱状となっている。
【０００３】
上部構造物はこの円柱状の固結体上に構築されることになるが、固結体が円形断面であるのに対し、上部構造物の底面は通常矩形であるため、固結体の断面積が構造物の底面積を下回り（８０％）、固結体は上部構造物の底面全面を支持する状態にはならないのが実情である。従って底面を完全に支持するには、構造物の底面より広範囲に必要以上の固結体を造成しなければならず、非効率的で、不経済な支持状態となっている。
【０００４】
そこで、以上の課題を解決するため、構造物の底面全面を支持することができるように、矩形状の固結体を造成する地盤改良用攪拌装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００５】
上記地盤改良用攪拌装置は、掘削ロッドの先端に接続されるロッド本体と、このロッド本体の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼及び下部攪拌翼と、ロッド本体の周面の、上部攪拌翼と下部攪拌翼との各突設位置に穿設され、掘削ロッドの内部を通じて固化材を吐出する上部吐出孔及び下部吐出孔と、上部攪拌翼と下部攪拌翼との中間部の高さに、ロッド本体の外周面から距離を隔て、当該ロッド本体の回転から絶縁された状態で固定されるケーシングとを備えて構成され、ケーシングは、４面を同一部材および同一形状の側板部材で囲った箱形に形成されている。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−１１９４６２号公報（段落００１６〜００１９、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記公報の地盤改良用攪拌装置では、掘削効率が悪いという課題がある。すなわち、ケーシングが、４面を同一部材および同一形状の側板部材で形成されているので、掘削ロッドの掘進時は主として下部吐出孔から固化材の吐出が行われ、固化材はまず下部吐出孔の位置の下部攪拌翼で掘削土と攪拌されて混合される。この混合物はその上方に位置して降下するケーシングによって箱形に均される。
【０００８】
混合された掘削土と固化材とをケーシングによって箱形に均す際、均された混合物は、ケーシングの内面に押付けられることによって、ケーシングの形状、つまり矩形状に造成される。この場合、ケーシングの掘削側先端には均等に圧力が掛かり、内面にも均された混合物が全面に押付けられるため、圧力が強くなり、掘削抵抗が大きくなっている。そのため、ケーシングを破損させないようにするためには、掘削速度を遅くせざるを得ず、その結果、掘削効率が悪くなる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、掘削効率を向上させることができる地盤改良用攪拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、本発明の請求項１に記載の地盤改良用攪拌装置は、掘削ロッドによる地盤の掘削時と上記掘削ロッドの引抜き時とに、掘削土と固化材とを攪拌し、これらを矩形断面形状に混合する装置であって、上記掘削ロッドの先端に接続されるロッド本体１０と、このロッド本体１０の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２と、上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の各突設位置に穿設され、上記掘削ロッドの内部を通じて上記固化材を吐出する上部吐出孔１０ａ及び下部吐出孔１０ｂと、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２との中間部の高さに、上記ロッド本体１０の外周面から距離を隔て、当該ロッド本体１０の回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成され、このケーシング１３は、互いに所定間隔をあけて対向配置される２枚の第１側板１３ａ、およびこの第１側板１３ａと直交配置されるとともに、互いに所定間隔をあけて対向する２枚の第２側板１３ｂを組込んで形成され、上記第１側板１３ａおよび第２側板１３ｂは、高さ寸法が異なっていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、掘削ロッドの掘進時は主として下部吐出孔から固化材の吐出が行われ、固化材はまず下部吐出孔の位置の下部攪拌翼で掘削土と攪拌されて混合される。この混合物は、その上方に位置しかつ降下する高さ寸法が異る井桁形状のケーシングによって矩形状の箱形に均される。この際、最初に、高さ寸法が高い方の側板の先端が混合物を仕切り、これに遅れて高さ寸法が低い方の側板の先端が混合物を仕切る。高い方の側板によって混合物を仕切っているとき、その側板で仕切られた混合物の一部は、両側板における高さの差分の隙間から外側に押出される。高さの高い側板が上記隙間を通過した後は、その側板とともに高さの低い側板が混合物を仕切り、矩形状に造成する。一旦均された混合物は、ケーシングの上方に位置する上部攪拌翼によって再度混合される。
ロッド本体の引抜き時は、掘進時とは逆に、主として上部吐出孔から吐出が行われ、固化材はその位置の上部攪拌翼によって掘進時の混合物と混合され、その下方に位置するケーシングによって箱形に繰り返し均され、更にその下方の下部攪拌翼によって混合される。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとの高さ方向上端が同一面に揃えられていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、ケーシングによって箱形に均される際、最初に、高さの高い側板の先端が混合物を仕切り、これに遅れて高さの低い側板の先端が混合物を仕切る。高さの高い側板によって混合物を仕切っているとき、その側板で仕切られた混合物の一部は、高さの高い側板側板を経由して高さの低い側板の下端から外側に押出される。さらに掘削すると、両側板により混合物が仕切られ、矩形状に造成される。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の中間部位置に、上記ケーシング１３の内壁に向けて上記固化材を吐出する中間部吐出孔１０ｄが穿設されていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、中間部吐出孔からケーシングの内壁に向けて固化材が吐出され、攪拌装置の降下時や上昇時に、ケーシングの内壁に付着した掘削土や固化材との混合物が切り離される。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記中間部吐出孔１０ｄの位置に、その中間部吐出孔１０ｄの穿設方向に、上記固化材の吐出を案内するとともに、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の攪拌を補う中間部攪拌翼２１が突設されていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、中間部攪拌翼によって中間部吐出孔からケーシング内壁までの固化材の吐出が案内されて付着した掘削土等が切り離され、また、上部攪拌翼や下部攪拌翼による攪拌が補われる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記中間部吐出孔１０ｄが上部吐出孔１０ａを兼ねていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、中間部吐出孔の位置に中間部攪拌翼が突設され、中間部吐出孔からの吐出がロッド本体の上昇時に行われる場合は、中間部吐出孔が下部攪拌翼１２より上方に位置することから、上部吐出孔１０ａを兼ねる機能を持つ。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとが、上記ロッド本体１０の軸線と直交する方向に分割可能とされ、上記固結体を水平方向に隣設させて造成する際に、分割可能な半分を取外して使用することを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、ケーシングの分割可能な部位を切り離して、ケーシングの片側を開放した状態で、造成済みの固結体にラップさせて施工することにより、造成済みの固結体の一部を取り込みながら新規固結体の造成を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、掘削土と固化材との混合物が高さ寸法が異る井桁形状のケーシングによって箱形に均される際、掘削進行時において高さの低い側板先端が高さの高い側板先端よりも混合物を仕切る動作が遅れて混合物を仕切るので、高さの高い側板で仕切られた混合物の一部が両側板の高さの差分の隙間から外側に押出される。そのため、掘削抵抗が少なくなり掘削効率が向上する。また、ケーシングによって掘削土と固化材との混合物を矩形状に仕切ることができるため、通常矩形が多い上部構造物の底面に対応した矩形状の固結体を容易に形成することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、ケーシング１３を構成する第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとの高さ方向上端を同一基準面として揃えて製作すればよいので、ケーシング１３の製作が容易である。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、ケーシングの内壁に付着した掘削土や固化材との混合物が切り離されるので、混合物の損失量が軽減され、混合効率が高められる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、中間部攪拌翼によって中間部吐出孔からケーシング内壁までの固化材の吐出が案内され、掘削土等の切り離しが行なわれるので、混合物の損失量が軽減されて混合の効率が高められ、同時に、上部攪拌翼や下部攪拌翼の掘削の負担を軽減することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、中間部吐出孔は下部攪拌翼１２より上方に位置することから、上部吐出孔を兼ねる機能を持つので上部吐出孔を設けずにすむ。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、隣接する固結体間の連続性が確保され、ケーシングで混合物の領域を区切ることに伴う固結体間で発生する分離を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１〜図５には、実施例１の地盤改良用攪拌装置（以下、単に攪拌装置１という）が示されている。図１は本発明の実施例１に係る攪拌装置の全体正面図、図２は上記攪拌装置の平面図、図３は上記実施例１のケーシングのみを示す斜視図、図４は図３における４−４線に沿った断面図、図５は図３における５−５線に沿った断面図である。
【００２５】
図１に示すように、攪拌装置１は、掘削ロッド（図示せず）の先端部に接続されるロッド本体１０と、ロッド本体１０の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼１１、及び下部攪拌翼１２と、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の中間部の高さに、図２にも示すように、ロッド本体１０の外周面から距離を隔てて、その回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成されている。
【００２６】
ロッド本体１０の周面の、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の各突設位置には、掘削ロッドの内部を通じて固化材を吐出する上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂが穿設され、固化材を吐出することで、掘削ロッドによる地盤の掘削時と、その引抜き時とに掘削土と固化材の攪拌が行われ、その混合物の断面形状がケーシング１３によって矩形に整えられるようになっている。
【００２７】
ロッド本体１０は管状となっており、その内周が固化材を送るための注入管１０ｃを構成し、この注入管１０ｃに連続してロッド本体１０の上下位置のそれぞれに、上記上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂとが穿設されている。
【００２８】
ロッド本体１０の外周には、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２が突設する上部ハウジング１４と下部ハウジング１５がそれぞれ被せられ、この上部ハウジング１４と下部ハウジング１５の、上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂに対応する位置には、これらに連続して上部吐出孔１４ａ及び下部吐出孔１５ｂが穿設されている。
上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂ、及び上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂをロッド本体１０の軸線に対して直角に穿設し、固化材が孔壁に沿って吐出するようになっている。
【００２９】
上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２は、上部ハウジング１４と下部ハウジング１５の上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂの位置にそれぞれ突設されるが、図示するように、これらの上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂの穿設方向に、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２が向くことによって、上部攪拌翼１１や下部攪拌翼１２は、それぞれの側から吐出された固化材を吐出孔内に分散させる働きも兼ねるようになっている。
【００３０】
上記上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂからの吐出を完全に分割することで、降下時は下部吐出孔１０ｂからのみ、上昇時は上部吐出孔１０ａからのみの吐出を行うために、上部ハウジング１４と下部ハウジング１５をロッド本体１０に対して、所定ストロークにおいて相対的に上下動自在に外接させるようになっている。
【００３１】
また、上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂ間の距離より、上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂ間の距離を大きくし、掘削ロッドの降下時は、図１に実線で示すように上部吐出孔１０ａを上部ハウジング１４で閉鎖し、上昇時は、図１に鎖線で示すように下部吐出孔１０ｂを下部ハウジング１５で閉鎖する構造となっている。
【００３２】
上部ハウジング１４と下部ハウジング１５とは、互いに連結されてロッド本体１０に外接し、ロッド本体１０に対しては図１に破線で示すようにその外周面に突設されるストッパ１６と、上部ハウジング１４または下部ハウジング１５の内周面に形成され、ストッパ１６より長い摺動溝１７とによって軸方向に相対移動自在となっている。そして、摺動溝１７とストッパ１６との長さの差が、上部ハウジング１４および下部ハウジング１５のロッド本体１０に対するストロークとなる。
【００３３】
図１は、掘削ロッド降下時の、上部ハウジング１４と下部ハウジング１５の位置を示すが、掘削ロッドの降下時は、上部ハウジング１４および下部ハウジング１５が土の抵抗によってロッド本体１０に対して相対的に上昇し、摺動溝１７の下端がストッパ１６の下端に係止してロッド本体１０に対して固定された状態となる。
【００３４】
このとき、下部ハウジング１５の下部吐出孔１５ｂはロッド本体１０の下部吐出孔１０ｂに合致するが、上部吐出孔１４ａは下部吐出孔１０ｂより上方に位置するので、上部吐出孔１０ａは上部ハウジング１４によって閉塞され、固化材は下部吐出孔１５ｂからのみ吐出可能となる。この図１に示す状態での上部吐出孔１４ａと上部吐出孔１０ａの軸間の距離は、後述する掘削ロッドの上昇時の下部吐出孔１５ｂと下部吐出孔１０ｂの軸間の距離と等しく、上記ストローク長となっている。
【００３５】
掘削ロッドの上昇時は、図１に鎖線で示すように、上部ハウジング１４および下部ハウジング１５が、ロッド本体１０に対して相対的に降下して上部吐出孔１４ａが上部吐出孔１０ａに合致し、その結果、下部ハウジング１５が下部吐出孔１０ｂを閉塞し、固化材を上部吐出孔１４ａからのみ吐出させることになる。なお、固化材としては、例えば、ソイルセメント，モルタル、またはセメントミルク等のスラリー等が使用されている。
【００３６】
上記井桁形状のケーシング１３は、図１、図２に示すように、ロッド本体１０の外周に接続する軸受１８によってロッド本体１０の回転から絶縁された状態に配置され、この軸受１８の外周から張り出す架設部材１９に溶接、もしくはボルトにより接合されて支持され、周辺の土の抵抗によってロッド本体１０の回転に関係なくその位置を保持するようになっている。
【００３７】
ケーシング１３は、ロッド本体１０の移動によって掘削土と固化材との混合物の成型が十分に行える程度の高さに形成されている。このケーシング１３はロッド本体１０の降下時に、下部攪拌翼１２によって攪拌された掘削土と固化材との混合物をその外周から仕切ると同時に、ケーシング１３の内側へ取り込み、下部攪拌翼１２によって、図２に符号Ａで示すように、円形断面形状に攪拌された混合物を箱形断面形状に均すものである。
【００３８】
ケーシング１３は、図３〜図５に示すように、内面がほぼ正方形に近い矩形状に形成されており、高さ寸法がＨとなった２枚の第１側板１３ａと、この第１側板１３ａと直交配置されるとともに、高さ寸法がｈとなった２枚の第２側板１３ｂとを、それぞれの上端が同一高さとなるように井桁状に組合わせて構成されている。
【００３９】
ここで、２枚の第１側板１３ａの両側上端と第２側板１３ｂの両側下端には図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、相互の板厚が挿嵌可能な一対の長溝Ｍ１及び短溝Ｍ２が形成され、これら両溝Ｍ１，Ｍ２の深さは、互いに挿嵌して井桁状のケーシング１３に組み込んだ際、当該ケーシング１３の上面が面一になるように相互の溝深さを決定すれば良い。尚、第１側板１３ａ及び第２側板１３ｂ相互に形成される溝は、高さ寸法が高い側板にのみ形成することも可能であり、これにより加工工数を削減することができる。
【００４０】
第１側板１３ａと第２側板１３ｂを嵌め込んでケーシング１３を組立たのちは、相互の接合部を溶接Wして固着することで構築されるが、互いに両側板の異なる溝深さを適宜選択するか、相互の溝底に突き当てずに溝深さの範囲内で所定の挿嵌深さを決定すれば上端面を必ずしも面一にせずに上下端面に対して適正な隙間を形成することもできる。
【００４１】
なお、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとの内面の長さ比は、第２側板１３ｂの長さに対して、第１側板１３ａの長さを１．５倍程度に設定することができ、土質によっては、２倍程度に設定してもよい。
【００４２】
また、第１側板１３ａの高さ寸法Ｈと、第２側板１３ｂの高さ寸法ｈとの比率は、特に限定されないが、例えば、Ｈ：ｈ＝１．５：１程度に設定されている。要は、図５に符号Ｂで示すように、掘削土と固化材との混合物を、まず第１側板１３ａで仕切ってその混合物をケーシング１３内に取り込むとき、混合物の一部を、第２側板１３ｂの下端から逃がせるような隙間が形成されれば良い。
【００４３】
以上のような攪拌装置１によれば、掘削ロッドの降下時は主に下部吐出孔１０ｂから、上昇時は主に上部吐出孔１０ａから固化材の吐出を行い、下部吐出孔１０ｂから吐出された固化材はその位置の下部攪拌翼１２と、吐出後にその位置を通過する上部攪拌翼１１とにより攪拌され、また上部吐出孔１０ａから吐出された固化材は同じくその位置の上部攪拌翼１１と、吐出後に通過する下部攪拌翼１２とにより攪拌される。
【００４４】
掘削土砂と固化材との混合は、攪拌装置１が付属された掘削ロッドを回転させ、攪拌装置１の少なくとも下部吐出孔１０ｂから固化材を吐出して行なわれ、上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２で掘削土と固化材とを攪拌、混合する。
【００４５】
それと同時に、ケーシング１３により下部攪拌翼１２で攪拌された混合物を矩形に均しながら掘進し、掘削ロッド、すなわち攪拌装置１が所定深度に到達した後、改めて少なくとも上部吐出孔１０ａから固化材を吐出し、再度上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２による混合物の攪拌を行うと同時に、上部攪拌翼１１で攪拌された混合物のケーシング１３による均しを行いながら掘削ロッドを引き抜く。
【００４６】
地盤の掘削は、攪拌装置１の先端に取り付けられた掘削ビット２０により行われ、同時に上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２とによる掘削土との攪拌が行われる。
【００４７】
ケーシング１３による混合物の均しは次のように行なわれる。
【００４８】
最初に、高さの高い２枚の第１側板１３ａの先端が混合物を仕切り、これに遅れて高さの低い第２側板１３ｂの先端が混合物を仕切る。第１側板１３ａによって混合物を仕切っているとき、その第１側板１３ａで仕切られた混合物の一部は、図５に符号Ｂで示すように、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとにおける高さの差分の隙間から外側に押出される。第１側板１３ａが上記隙間を通過した後は、第１側板１３ａとともに第２側板１３ｂが混合物を仕切り、矩形状に造成する。
【００４９】
ロッド本体１０の引抜き時は、主として上部吐出孔１０ａから吐出が行われ、固化材はその位置の上部攪拌翼１１によって掘進時の混合物と混合され、その下方に位置するケーシング１３によって箱形に繰り返し均され、更にその下方の下部攪拌翼１２によって混合される。
【００５０】
この１往復の掘進と引抜きの結果、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２によって円形断面形状に攪拌された混合物は図１１に示すような角柱状の固結体Ｓに造成され、完成する。
【００５１】
以上のように、ケーシング１３は、掘進時は先行する下部攪拌翼１２によって、引抜き時は同じく先行する上部攪拌翼１１によって、それぞれ攪拌、混合された掘削土と固化材との混合物を未硬化の状態でその外周を仕切りながらケーシング１３の内側へ取り込み、そのままロッド本体１０と共に移動することにより、鉄筋コンクリート造構造物用のスライディングフォーム式に混合物の外周を矩形状に均し、混合物を角柱状に成型する。
【００５２】
以上のような実施例１によれば、次のような効果が得られる。
【００５３】
（１）掘削土と固化材との混合物がケーシング１３によって箱形に均される際、最初に、第１側板１３ａの先端が混合物を仕切り、これに遅れて第２側板１３ｂの先端が混合物を仕切る。第１側板１３ａによって混合物を仕切っているとき、その第１側板１３ａで仕切られた混合物の一部は、両側板１３ａ、１３ｂにおける高さの差分の隙間から外側に押出される。そのため、掘削抵抗が少なくなって、掘削効率が向上する。
【００５４】
（２）ケーシング１３は、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとを井桁状に組込んで、平面形状がほぼ正方形に近い矩形状に形成されているので、このケーシング１３によって掘削土と固化材との混合物を矩形状に仕切ることができ、通常矩形が多い上部構造物の底面に対応した矩形状の固結体を容易に形成することができる。
【００５５】
（３）ケーシング１３の製作は、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとの高さ方向上端を同一基準として製作すればよいので、製作が容易である。
【実施例２】
【００５６】
次に、図６、図７に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００５７】
図６は実施例２に係る攪拌装置１Ａの全体正面図、図７は同攪拌装置１Ａの平面図である。この攪拌装置１Ａは、ロッド本体１０、１０が並列する２軸型のものであるが、ケーシング１３の平面形状が長方形となる他は、単軸型である実施例１の攪拌装置１と構造的にはほぼ同じである。したがって、同一部材には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、ケーシング１３は上述のように長さが異なるが、符号は実施例１と同一符号とする。また、以下の各実施例についても、同一部材は実施例１と同じ符号とする。
【００５８】
以上のような実施例２によれば、上記実施例１と同様の作用、および上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
【００５９】
（４）攪拌装置１Ａが、ロッド本体１０、１０が並列する２軸型であり、ケーシング１３が平面長方形となっているので、断面長方形の柱状固結体を造成することができる。
【実施例３】
【００６０】
次に、図８、図９に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００６１】
図８は第３実施例の攪拌装置１Ｂの全体正面図、図９は同攪拌装置１Ｂの平面図である。この攪拌装置１Ｂは、ロッド本体１０、１０が並列する２軸型のものであり、ロッド本体１０の周面の、上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂの中間部位置に中間部吐出孔１０ｄを穿設するとともに、中間部攪拌翼２１を突設したものである。
【００６２】
そして、中間部吐出孔１０ｄからケーシング１３の内壁へ向けて固化材を吐出することにより、ケーシング１３の内壁への掘削土や混合物の付着をなくし、あるいは少なくして、混合物の混合効率を高めるものである。
【００６３】
中間部吐出孔１０ｄは、上部吐出孔１０ａや下部吐出孔１０ｂと同じくケーシング１３の内周側を向いて明けられ、中間部吐出孔１０ｄからの固化材の吐出は、ロッド本体１０の降下時と上昇時との少なくともいずれかのときに行われる。
【００６４】
この実施例３では、ロッド本体１０に、その降下と上昇に応じて相対的に昇降する上部ハウジング１４と下部ハウジング１５とを外接させることにより、前述のように、降下時は下部吐出孔１０ｂ、１５ｂから、上昇時は上部吐出孔１０ａ、１４ａから、それぞれ固化材の吐出を行うことにしていることに伴い、中間部吐出孔１０ｄからの吐出は、降下時、または上昇時のいずれか一方のときに行われることになる。
【００６５】
中間部吐出孔１０ｄからの吐出による、ケーシング１３の内壁からの掘削土や混合物の切り離し（剥離）は、掘削ロッドの引抜き時、すなわち上昇時に行うことが効果的である。そのため、図８、図９に示すように、ロッド本体１０の上昇時の中間部吐出孔１０ｄに対応した位置の上部ハウジング１４に中間部吐出孔１４ｄを穿設し、中間部吐出孔１０ｄと中間部吐出孔１４ｄとを合致させることにより、上部吐出孔１４ａからの吐出と同時に固化材の吐出を行う位置に配置している。
【００６６】
なお、ロッド本体１０の中間部吐出孔１０ｄや中間部吐出孔１４ｄの形状をロッド本体１０の軸方向に長い長孔にすれば、ロッド本体１０の降下時と上昇時とのいずれのときも中間部吐出孔１０ｄからの吐出を行うことは可能である。
【００６７】
中間部吐出孔１０ｄの位置、すなわち上部ハウジング１４における上部攪拌翼１１直下の中間部吐出孔１４ｄの位置には、上記中間部攪拌翼２１が突設され、この中間部攪拌翼２１により、中間部吐出孔１４ｄから吐出された固化材がケーシング１３の内壁まで案内されるようになっている。この中間部攪拌翼２１は、降下時には下部攪拌翼１２の、上昇時には上部攪拌翼１１の攪拌を補う役割も果たしている。
【００６８】
上記のように、中間部吐出孔１０ｄの位置に中間部攪拌翼２１を突設し、中間部吐出孔１０ｄ、１４ｄからの固化材の吐出をロッド本体１０の上昇時に行う場合、中間部吐出孔１０ｄ、１４ｄが下部吐出孔１５ｂの上方に位置することに加え、中間部攪拌翼２１が吐出と同時に攪拌を行う。これにより、中間部吐出孔１０ｄ、１４ｄは上部吐出孔１４ａの機能を兼ねている。
【００６９】
以上のような実施例３によれば、上記実施例１と同様の作用、および上記（１）〜（４）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
【００７０】
（５）中間部吐出孔１０ｄからケーシング１３の内壁に向けて固化材が吐出され、ロッド本体１０の降下時や上昇時に、ケーシング１３の内壁に付着する掘削土や固化材との混合物が切り離されるので、混合物の損失量が軽減され、混合の効率が高められる。
【００７１】
（６）中間部攪拌翼２１を設けたことにより、上部攪拌翼１１や下部攪拌翼１２による攪拌が補われる結果、上部攪拌翼１１や下部攪拌翼１２の掘削の負担を軽減することができる。
【００７２】
（７）中間部吐出孔１０ｄの位置に中間部攪拌翼２１が突設され、中間部吐出孔１０ｄからの吐出がロッド本体１０の上昇時に行われる場合、中間部吐出孔１０ｄは下部攪拌翼１２より上方に位置することから、上部吐出孔１０ａを兼ねる機能を持つため、その場合は上部吐出孔１０ａを特に設けなくてもよく、その分の手間を省略することができる。
【実施例４】
【００７３】
次に、図１０、図１１に基づいて本発明の実施例４を説明する。
【００７４】
図１０は実施例４の攪拌装置１Ｃの全体平面図、図１１は同攪拌装置１Ｃを用いて連続する固結体を造成する模式図である。
【００７５】
実施例４は、１軸型のロッド本体１０を備えた攪拌装置１Ｃにおいて、井桁状ケーシング１３の一部を分割可能にしたものである。そして、造成済みの固結体Ｓに、次の固結体Ｓをラップ（接合）させて施工する時に、両固結体Ｓ、Ｓの連続性の確保を容易にしたものである。
【００７６】
このケーシング１３は、前述のように、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとを井桁状に組んで形成されているが、第１側板１３ａの中央部位から左右半分に分割可能に構成され、半分割された第１側板１３ａ′と第２側板１３ｂ′及び新規に造成される固結体Ｓ側に対応する半分割部Ｄとなる半分割された第１側板１３ａ''と第２側板１３ｂ''から構成される。
【００７７】
この半分割部Ｄは、相手側の半分割された一対の第１側板１３ａ′と第２側板１３ｂ′に対し両第１側板１３ａ′と第１側板１３ａ''の分割部位は連結部材２４によって、取外し可能に連結されている。
【００７８】
また、図１０に示すように、一対の第１側板１３ａ′，１３ａ''および第２側板１３ｂ′，１３ｂ''にそれぞれ一体的に設けた架設部材１９は、軸受１８に一体化した張出部材２２にボルト２３を用いて接合することにより、ケーシング１３の半分割部Ｄをロッド本体１０に着脱自在に接続されるようになっている。
【００７９】
このように攪拌装置１Ｃでは、上記半分割部Ｄが取外された部位が開放した状態で使用され、ラップさせて施工することにより、造成済みで、硬化前の固結体Ｓの一部を、新規に造成される固結体Ｓ側に取り込みながら混合を行うことが可能となり、容易に両固結体Ｓ、Ｓ間の連続性が保たれる。
【００８０】
以上のような実施例４によれば、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
【００８１】
（８）ケーシング１３が分離されない構造の場合に、ラップさせて施工することが可能になることにより、混合物の領域がケーシング１３で区切られることによって発生する可能性のある固結体Ｓ、Ｓ間の分離を回避することができる。
【００８２】
なお、本発明は前述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、上記各実施例では、ケーシング１３を構成する第１側板１３ａ、第２側板１３ｂが、高さの異なる長方形状の板部材で形成されているが、例えば、図１２の変形例に示すように、第１側板１３ａ、第２側板１３ｂの下端に、ロッド本体１０が降下する際に土の抵抗を低減させる刃先１３ｃを形成してもよい。この刃先１３ｃは、例えば掘進側先端中央部が凹んだ逆山形形状に形成され、かつ、刃先１３ｃの先端が、第１側板１３ａ等の厚さ方向両側から先細り形状に形成されている。そのため、掘削土と固化材との混合物をケーシング１３で仕切る際、刃先１３ｃで容易に切込むことができ、掘削効率を向上させることができる。
【００８３】
また、上記各実施例では、ケーシング１３を構成する第１側板１３ａおよび第２側板１３ｂが、それぞれ高さ寸法が異なるとともに、上端が揃えられえた状態で井桁状に組まれているが、これに限らない。図１３（Ａ）と、同（Ａ）においてＢ−Ｂ線に沿った図１３（Ｂ）の変形例に示すように、第１側板１３ａの高さ方向中央部に第２側板１３ｂを配置してもよく、あるいは、別の変形例として図１４（Ａ）と、同（Ａ）においてＢ−Ｂ線に沿った図１４（Ｂ）に示すように、第１側板１３ａを第２側板１３ｂの下方に突出させて配置してもよい。そして、図１３（Ａ）、（Ｂ）および図１４（Ａ）、（Ｂ）の場合も、第１側板１３ａおよび第２側板１３ｂの下端に、前述のように刃先を形成してもよい。
【００８４】
さらに、上記実施例４では、１軸型の攪拌装置１Ｃのケーシング１３が、各第１側板１３ａ′，１３ａ''が半分に分割可能とされて半分割部Ｄを構成しているが、これに限らず、上記実施例２および実施例３の攪拌装置１Ａ、１Ｂにおけるケーシング１３を分離可能とし、長方形の固結体を長辺方向に連続させる際に用いるようにしてもよい。
【００８５】
また、上記実施例４では、１軸型の攪拌装置１Ｃのケーシング１３が、その第１側板１３ａ′，１３ａ''の半分部分が分離可能とされているが、これに限らない。例えば、それぞれ２枚の第１側板１３ａ、第２側板１３ｂのうち、互いに直交する各１枚の第１側板１３ａ、第２側板１３ｂを取外し可能な構造とし、造成済みの固結体に対して、直交する２方向に連続させて新規の固結体を造成することができるようにしてもよい。
【００８６】
なお、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すケーシング１３の第１側板１３ａと第２側板１３ｂを、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような組み込み可能な構成にすることも可能であり、この場合は、特に図示しないが２枚の第２側板１３ｂの長手方向両端に位置決め部位となる高さ方向の低い段付き部を形成し、２枚の第１側板１３ａの高さ方向中央に上記段付き部が嵌合可能な縦長貫通溝をそれぞれ形成し、これら縦長貫通溝に段付き部が当接するまで差込んでケーシング１３を組み込み、接合部を例えば溶接により接合することで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る地盤改良用攪拌装置の実施例１を示す地盤改良用攪拌装置の全体正面図である。
【図２】上記実施例１の地盤改良用攪拌装置を示す平面図である。
【図３】（Ａ）は上記地盤改良用攪拌装置のケーシングを示す全体斜視図、（Ｂ）は上記ケーシングの分解組立斜視図である。
【図４】図３における４−４線に沿った断面図である。
【図５】図３における５−５線に沿った断面図である。
【図６】本発明に係る実施例２を示す地盤改良用攪拌装置の全体正面図である。
【図７】上記実施例２の地盤改良用攪拌装置を示す平面図である。
【図８】本発明に係る実施例３を示す地盤改良用攪拌装置の全体正面図である。
【図９】上記実施例３の地盤改良用攪拌装置を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る実施例４を示す地盤改良用攪拌装置の全体平面図である。
【図１１】上記実施例４の地盤改良用攪拌装置を用いて造成した固結体を示す模式図である。
【図１２】本発明のケーシングの変形例を示す全体斜視図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明のケーシングの別の変形例を示す断面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、更に別の変形例の側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 地盤改良用攪拌装置
１０ ロッド本体
１０ａ 上部吐出孔
１０ｂ 下部吐出孔
１０ｃ 注入管
１０ｄ 中間部吐出孔
１１ 上部攪拌翼
１２ 下部攪拌翼
１３ ケーシング
１３ａ 第１側板
１３ｂ 第２側板
１３ｃ 刃先
１４ 上部ハウジング
１４ａ 上部吐出孔
１４ｄ 中間部吐出孔
１５ 下部ハウジング
１５ｂ 下部吐出孔
１６ ストッパ
１７ 摺動溝
１８ 軸受
１９ 架設部材
２０ 掘削ビット
２１ 中間部攪拌翼
２２ 張出部材
２３ ボルト
２４ 連結部材
Ｍ１ 長溝
Ｍ２ 短溝
Ｓ 固結体
Ｗ 溶接
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削土砂と固化材を混合することにより地中に矩形断面形状の固結体を造成する地盤改良工法に使用される地盤改良用攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤を掘削ロッドにより目標の深度まで掘進し、掘削終了後、または掘削と同時に掘削土砂と掘削ロッドの先端から土中に吐出される固化材とを攪拌し、両者を混合してそのまま硬化させることにより地中に造成杭等の固結体を造成する方法は、従来、掘削ロッドと共に鉛直軸回りに回転する攪拌翼のみで混合を行うことから、完成する固結体は円柱状となっている。
【０００３】
上部構造物はこの円柱状の固結体上に構築されることになるが、固結体が円形断面であるのに対し、上部構造物の底面は通常矩形であるため、固結体の断面積が構造物の底面積を下回り（８０％）、固結体は上部構造物の底面全面を支持する状態にはならないのが実情である。従って底面を完全に支持するには、構造物の底面より広範囲に必要以上の固結体を造成しなければならず、非効率的で、不経済な支持状態となっている。
【０００４】
そこで、以上の課題を解決するため、構造物の底面全面を支持することができるように、矩形状の固結体を造成する地盤改良用攪拌装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００５】
上記地盤改良用攪拌装置は、掘削ロッドの先端に接続されるロッド本体と、このロッド本体の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼及び下部攪拌翼と、ロッド本体の周面の、上部攪拌翼と下部攪拌翼との各突設位置に穿設され、掘削ロッドの内部を通じて固化材を吐出する上部吐出孔及び下部吐出孔と、上部攪拌翼と下部攪拌翼との中間部の高さに、ロッド本体の外周面から距離を隔て、当該ロッド本体の回転から絶縁された状態で固定されるケーシングとを備えて構成され、ケーシングは、４面を同一部材および同一形状の側板部材で囲った箱形に形成されている。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−１１９４６２号公報（段落００１６〜００１９、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記公報の地盤改良用攪拌装置では、掘削効率が悪いという課題がある。すなわち、ケーシングが、４面を同一部材および同一形状の側板部材で形成されているので、掘削ロッドの掘進時は主として下部吐出孔から固化材の吐出が行われ、固化材はまず下部吐出孔の位置の下部攪拌翼で掘削土と攪拌されて混合される。この混合物はその上方に位置して降下するケーシングによって箱形に均される。
【０００８】
混合された掘削土と固化材とをケーシングによって箱形に均す際、均された混合物は、ケーシングの内面に押付けられることによって、ケーシングの形状、つまり矩形状に造成される。この場合、ケーシングの掘削側先端には均等に圧力が掛かり、内面にも均された混合物が全面に押付けられるため、圧力が強くなり、掘削抵抗が大きくなっている。そのため、ケーシングを破損させないようにするためには、掘削速度を遅くせざるを得ず、その結果、掘削効率が悪くなる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、掘削効率を向上させることができる地盤改良用攪拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、本発明の請求項１に記載の地盤改良用攪拌装置は、掘削ロッドによる地盤の掘削時と上記掘削ロッドの引抜き時とに、掘削土と固化材とを攪拌し、これらを矩形断面形状に混合する装置であって、上記掘削ロッドの先端に接続されるロッド本体１０と、このロッド本体１０の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２と、上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の各突設位置に穿設され、上記掘削ロッドの内部を通じて上記固化材を吐出する上部吐出孔１０ａ及び下部吐出孔１０ｂと、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２との中間部の高さに、上記ロッド本体１０の外周面から距離を隔て、当該ロッド本体１０の回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成され、このケーシング１３は、互いに所定間隔をあけて対向配置される２枚の第１側板１３ａ、およびこの第１側板１３ａと直交配置されるとともに、互いに所定間隔をあけて対向する２枚の第２側板１３ｂを組込んで形成され、上記第１側板１３ａおよび第２側板１３ｂは、高さ寸法が異なっていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、掘削ロッドの掘進時は主として下部吐出孔から固化材の吐出が行われ、固化材はまず下部吐出孔の位置の下部攪拌翼で掘削土と攪拌されて混合される。この混合物は、その上方に位置しかつ降下する高さ寸法が異る井桁形状のケーシングによって矩形状の箱形に均される。この際、最初に、高さ寸法が高い方の側板の先端が混合物を仕切り、これに遅れて高さ寸法が低い方の側板の先端が混合物を仕切る。高い方の側板によって混合物を仕切っているとき、その側板で仕切られた混合物の一部は、両側板における高さの差分の隙間から外側に押出される。高さの高い側板が上記隙間を通過した後は、その側板とともに高さの低い側板が混合物を仕切り、矩形状に造成する。一旦均された混合物は、ケーシングの上方に位置する上部攪拌翼によって再度混合される。
ロッド本体の引抜き時は、掘進時とは逆に、主として上部吐出孔から吐出が行われ、固化材はその位置の上部攪拌翼によって掘進時の混合物と混合され、その下方に位置するケーシングによって箱形に繰り返し均され、更にその下方の下部攪拌翼によって混合される。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとの高さ方向上端が同一面に揃えられていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、ケーシングによって箱形に均される際、最初に、高さの高い側板の先端が混合物を仕切り、これに遅れて高さの低い側板の先端が混合物を仕切る。高さの高い側板によって混合物を仕切っているとき、その側板で仕切られた混合物の一部は、高さの高い側板側板を経由して高さの低い側板の下端から外側に押出される。さらに掘削すると、両側板により混合物が仕切られ、矩形状に造成される。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の中間部位置に、上記ケーシング１３の内壁に向けて上記固化材を吐出する中間部吐出孔１０ｄが穿設されていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、中間部吐出孔からケーシングの内壁に向けて固化材が吐出され、攪拌装置の降下時や上昇時に、ケーシングの内壁に付着した掘削土や固化材との混合物が切り離される。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記中間部吐出孔１０ｄの位置に、その中間部吐出孔１０ｄの穿設方向に、上記固化材の吐出を案内するとともに、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の攪拌を補う中間部攪拌翼２１が突設されていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、中間部攪拌翼によって中間部吐出孔からケーシング内壁までの固化材の吐出が案内されて付着した掘削土等が切り離され、また、上部攪拌翼や下部攪拌翼による攪拌が補われる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記中間部吐出孔１０ｄが上部吐出孔１０ａを兼ねていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、中間部吐出孔の位置に中間部攪拌翼が突設され、中間部吐出孔からの吐出がロッド本体の上昇時に行われる場合は、中間部吐出孔が下部攪拌翼１２より上方に位置することから、上部吐出孔１０ａを兼ねる機能を持つ。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の地盤改良用攪拌装置は、上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとが、上記ロッド本体１０の軸線と直交する方向に分割可能とされ、上記固結体を水平方向に隣設させて造成する際に、分割可能な半分を取外して使用することを特徴とする地盤改良用攪拌装置である。
上記の地盤改良用攪拌装置によれば、ケーシングの分割可能な部位を切り離して、ケーシングの片側を開放した状態で、造成済みの固結体にラップさせて施工することにより、造成済みの固結体の一部を取り込みながら新規固結体の造成を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、掘削土と固化材との混合物が高さ寸法が異る井桁形状のケーシングによって箱形に均される際、掘削進行時において高さの低い側板先端が高さの高い側板先端よりも混合物を仕切る動作が遅れて混合物を仕切るので、高さの高い側板で仕切られた混合物の一部が両側板の高さの差分の隙間から外側に押出される。そのため、掘削抵抗が少なくなり掘削効率が向上する。また、ケーシングによって掘削土と固化材との混合物を矩形状に仕切ることができるため、通常矩形が多い上部構造物の底面に対応した矩形状の固結体を容易に形成することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、ケーシング１３を構成する第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとの高さ方向上端を同一基準面として揃えて製作すればよいので、ケーシング１３の製作が容易である。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、ケーシングの内壁に付着した掘削土や固化材との混合物が切り離されるので、混合物の損失量が軽減され、混合効率が高められる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、中間部攪拌翼によって中間部吐出孔からケーシング内壁までの固化材の吐出が案内され、掘削土等の切り離しが行なわれるので、混合物の損失量が軽減されて混合の効率が高められ、同時に、上部攪拌翼や下部攪拌翼の掘削の負担を軽減することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、中間部吐出孔は下部攪拌翼１２より上方に位置することから、上部吐出孔を兼ねる機能を持つので上部吐出孔を設けずにすむ。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、隣接する固結体間の連続性が確保され、ケーシングで混合物の領域を区切ることに伴う固結体間で発生する分離を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１〜図５には、実施例１の地盤改良用攪拌装置（以下、単に攪拌装置１という）が示されている。図１は本発明の実施例１に係る攪拌装置の全体正面図、図２は上記攪拌装置の平面図、図３は上記実施例１のケーシングのみを示す斜視図、図４は図３における４−４線に沿った断面図、図５は図３における５−５線に沿った断面図である。
【００２５】
図１に示すように、攪拌装置１は、掘削ロッド（図示せず）の先端部に接続されるロッド本体１０と、ロッド本体１０の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼１１、及び下部攪拌翼１２と、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の中間部の高さに、図２にも示すように、ロッド本体１０の外周面から距離を隔てて、その回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成されている。
【００２６】
ロッド本体１０の周面の、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の各突設位置には、掘削ロッドの内部を通じて固化材を吐出する上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂが穿設され、固化材を吐出することで、掘削ロッドによる地盤の掘削時と、その引抜き時とに掘削土と固化材の攪拌が行われ、その混合物の断面形状がケーシング１３によって矩形に整えられるようになっている。
【００２７】
ロッド本体１０は管状となっており、その内周が固化材を送るための注入管１０ｃを構成し、この注入管１０ｃに連続してロッド本体１０の上下位置のそれぞれに、上記上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂとが穿設されている。
【００２８】
ロッド本体１０の外周には、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２が突設する上部ハウジング１４と下部ハウジング１５がそれぞれ被せられ、この上部ハウジング１４と下部ハウジング１５の、上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂに対応する位置には、これらに連続して上部吐出孔１４ａ及び下部吐出孔１５ｂが穿設されている。
上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂ、及び上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂをロッド本体１０の軸線に対して直角に穿設し、固化材が孔壁に沿って吐出するようになっている。
【００２９】
上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２は、上部ハウジング１４と下部ハウジング１５の上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂの位置にそれぞれ突設されるが、図示するように、これらの上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂの穿設方向に、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２が向くことによって、上部攪拌翼１１や下部攪拌翼１２は、それぞれの側から吐出された固化材を吐出孔内に分散させる働きも兼ねるようになっている。
【００３０】
上記上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂからの吐出を完全に分割することで、降下時は下部吐出孔１０ｂからのみ、上昇時は上部吐出孔１０ａからのみの吐出を行うために、上部ハウジング１４と下部ハウジング１５をロッド本体１０に対して、所定ストロークにおいて相対的に上下動自在に外接させるようになっている。
【００３１】
また、上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂ間の距離より、上部吐出孔１４ａと下部吐出孔１５ｂ間の距離を大きくし、掘削ロッドの降下時は、図１に実線で示すように上部吐出孔１０ａを上部ハウジング１４で閉鎖し、上昇時は、図１に鎖線で示すように下部吐出孔１０ｂを下部ハウジング１５で閉鎖する構造となっている。
【００３２】
上部ハウジング１４と下部ハウジング１５とは、互いに連結されてロッド本体１０に外接し、ロッド本体１０に対しては図１に破線で示すようにその外周面に突設されるストッパ１６と、上部ハウジング１４または下部ハウジング１５の内周面に形成され、ストッパ１６より長い摺動溝１７とによって軸方向に相対移動自在となっている。そして、摺動溝１７とストッパ１６との長さの差が、上部ハウジング１４および下部ハウジング１５のロッド本体１０に対するストロークとなる。
【００３３】
図１は、掘削ロッド降下時の、上部ハウジング１４と下部ハウジング１５の位置を示すが、掘削ロッドの降下時は、上部ハウジング１４および下部ハウジング１５が土の抵抗によってロッド本体１０に対して相対的に上昇し、摺動溝１７の下端がストッパ１６の下端に係止してロッド本体１０に対して固定された状態となる。
【００３４】
このとき、下部ハウジング１５の下部吐出孔１５ｂはロッド本体１０の下部吐出孔１０ｂに合致するが、上部吐出孔１４ａは下部吐出孔１０ｂより上方に位置するので、上部吐出孔１０ａは上部ハウジング１４によって閉塞され、固化材は下部吐出孔１５ｂからのみ吐出可能となる。この図１に示す状態での上部吐出孔１４ａと上部吐出孔１０ａの軸間の距離は、後述する掘削ロッドの上昇時の下部吐出孔１５ｂと下部吐出孔１０ｂの軸間の距離と等しく、上記ストローク長となっている。
【００３５】
掘削ロッドの上昇時は、図１に鎖線で示すように、上部ハウジング１４および下部ハウジング１５が、ロッド本体１０に対して相対的に降下して上部吐出孔１４ａが上部吐出孔１０ａに合致し、その結果、下部ハウジング１５が下部吐出孔１０ｂを閉塞し、固化材を上部吐出孔１４ａからのみ吐出させることになる。なお、固化材としては、例えば、ソイルセメント，モルタル、またはセメントミルク等のスラリー等が使用されている。
【００３６】
上記井桁形状のケーシング１３は、図１、図２に示すように、ロッド本体１０の外周に接続する軸受１８によってロッド本体１０の回転から絶縁された状態に配置され、この軸受１８の外周から張り出す架設部材１９に溶接、もしくはボルトにより接合されて支持され、周辺の土の抵抗によってロッド本体１０の回転に関係なくその位置を保持するようになっている。
【００３７】
ケーシング１３は、ロッド本体１０の移動によって掘削土と固化材との混合物の成型が十分に行える程度の高さに形成されている。このケーシング１３はロッド本体１０の降下時に、下部攪拌翼１２によって攪拌された掘削土と固化材との混合物をその外周から仕切ると同時に、ケーシング１３の内側へ取り込み、下部攪拌翼１２によって、図２に符号Ａで示すように、円形断面形状に攪拌された混合物を箱形断面形状に均すものである。
【００３８】
ケーシング１３は、図３〜図５に示すように、内面がほぼ正方形に近い矩形状に形成されており、高さ寸法がＨとなった２枚の第１側板１３ａと、この第１側板１３ａと直交配置されるとともに、高さ寸法がｈとなった２枚の第２側板１３ｂとを、それぞれの上端が同一高さとなるように井桁状に組合わせて構成されている。
【００３９】
ここで、２枚の第１側板１３ａの両側上端と第２側板１３ｂの両側下端には図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、相互の板厚が挿嵌可能な一対の長溝Ｍ１及び短溝Ｍ２が形成され、これら両溝Ｍ１，Ｍ２の深さは、互いに挿嵌して井桁状のケーシング１３に組み込んだ際、当該ケーシング１３の上面が面一になるように相互の溝深さを決定すれば良い。尚、第１側板１３ａ及び第２側板１３ｂ相互に形成される溝は、高さ寸法が高い側板にのみ形成することも可能であり、これにより加工工数を削減することができる。
【００４０】
第１側板１３ａと第２側板１３ｂを嵌め込んでケーシング１３を組立たのちは、相互の接合部を溶接Wして固着することで構築されるが、互いに両側板の異なる溝深さを適宜選択するか、相互の溝底に突き当てずに溝深さの範囲内で所定の挿嵌深さを決定すれば上端面を必ずしも面一にせずに上下端面に対して適正な隙間を形成することもできる。
【００４１】
なお、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとの内面の長さ比は、第２側板１３ｂの長さに対して、第１側板１３ａの長さを１．５倍程度に設定することができ、土質によっては、２倍程度に設定してもよい。
【００４２】
また、第１側板１３ａの高さ寸法Ｈと、第２側板１３ｂの高さ寸法ｈとの比率は、特に限定されないが、例えば、Ｈ：ｈ＝１．５：１程度に設定されている。要は、図５に符号Ｂで示すように、掘削土と固化材との混合物を、まず第１側板１３ａで仕切ってその混合物をケーシング１３内に取り込むとき、混合物の一部を、第２側板１３ｂの下端から逃がせるような隙間が形成されれば良い。
【００４３】
以上のような攪拌装置１によれば、掘削ロッドの降下時は主に下部吐出孔１０ｂから、上昇時は主に上部吐出孔１０ａから固化材の吐出を行い、下部吐出孔１０ｂから吐出された固化材はその位置の下部攪拌翼１２と、吐出後にその位置を通過する上部攪拌翼１１とにより攪拌され、また上部吐出孔１０ａから吐出された固化材は同じくその位置の上部攪拌翼１１と、吐出後に通過する下部攪拌翼１２とにより攪拌される。
【００４４】
掘削土砂と固化材との混合は、攪拌装置１が付属された掘削ロッドを回転させ、攪拌装置１の少なくとも下部吐出孔１０ｂから固化材を吐出して行なわれ、上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２で掘削土と固化材とを攪拌、混合する。
【００４５】
それと同時に、ケーシング１３により下部攪拌翼１２で攪拌された混合物を矩形に均しながら掘進し、掘削ロッド、すなわち攪拌装置１が所定深度に到達した後、改めて少なくとも上部吐出孔１０ａから固化材を吐出し、再度上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２による混合物の攪拌を行うと同時に、上部攪拌翼１１で攪拌された混合物のケーシング１３による均しを行いながら掘削ロッドを引き抜く。
【００４６】
地盤の掘削は、攪拌装置１の先端に取り付けられた掘削ビット２０により行われ、同時に上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２とによる掘削土との攪拌が行われる。
【００４７】
ケーシング１３による混合物の均しは次のように行なわれる。
【００４８】
最初に、高さの高い２枚の第１側板１３ａの先端が混合物を仕切り、これに遅れて高さの低い第２側板１３ｂの先端が混合物を仕切る。第１側板１３ａによって混合物を仕切っているとき、その第１側板１３ａで仕切られた混合物の一部は、図５に符号Ｂで示すように、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとにおける高さの差分の隙間から外側に押出される。第１側板１３ａが上記隙間を通過した後は、第１側板１３ａとともに第２側板１３ｂが混合物を仕切り、矩形状に造成する。
【００４９】
ロッド本体１０の引抜き時は、主として上部吐出孔１０ａから吐出が行われ、固化材はその位置の上部攪拌翼１１によって掘進時の混合物と混合され、その下方に位置するケーシング１３によって箱形に繰り返し均され、更にその下方の下部攪拌翼１２によって混合される。
【００５０】
この１往復の掘進と引抜きの結果、上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２によって円形断面形状に攪拌された混合物は図１１に示すような角柱状の固結体Ｓに造成され、完成する。
【００５１】
以上のように、ケーシング１３は、掘進時は先行する下部攪拌翼１２によって、引抜き時は同じく先行する上部攪拌翼１１によって、それぞれ攪拌、混合された掘削土と固化材との混合物を未硬化の状態でその外周を仕切りながらケーシング１３の内側へ取り込み、そのままロッド本体１０と共に移動することにより、鉄筋コンクリート造構造物用のスライディングフォーム式に混合物の外周を矩形状に均し、混合物を角柱状に成型する。
【００５２】
以上のような実施例１によれば、次のような効果が得られる。
【００５３】
（１）掘削土と固化材との混合物がケーシング１３によって箱形に均される際、最初に、第１側板１３ａの先端が混合物を仕切り、これに遅れて第２側板１３ｂの先端が混合物を仕切る。第１側板１３ａによって混合物を仕切っているとき、その第１側板１３ａで仕切られた混合物の一部は、両側板１３ａ、１３ｂにおける高さの差分の隙間から外側に押出される。そのため、掘削抵抗が少なくなって、掘削効率が向上する。
【００５４】
（２）ケーシング１３は、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとを井桁状に組込んで、平面形状がほぼ正方形に近い矩形状に形成されているので、このケーシング１３によって掘削土と固化材との混合物を矩形状に仕切ることができ、通常矩形が多い上部構造物の底面に対応した矩形状の固結体を容易に形成することができる。
【００５５】
（３）ケーシング１３の製作は、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとの高さ方向上端を同一基準として製作すればよいので、製作が容易である。
【実施例２】
【００５６】
次に、図６、図７に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００５７】
図６は実施例２に係る攪拌装置１Ａの全体正面図、図７は同攪拌装置１Ａの平面図である。この攪拌装置１Ａは、ロッド本体１０、１０が並列する２軸型のものであるが、ケーシング１３の平面形状が長方形となる他は、単軸型である実施例１の攪拌装置１と構造的にはほぼ同じである。したがって、同一部材には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、ケーシング１３は上述のように長さが異なるが、符号は実施例１と同一符号とする。また、以下の各実施例についても、同一部材は実施例１と同じ符号とする。
【００５８】
以上のような実施例２によれば、上記実施例１と同様の作用、および上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
【００５９】
（４）攪拌装置１Ａが、ロッド本体１０、１０が並列する２軸型であり、ケーシング１３が平面長方形となっているので、断面長方形の柱状固結体を造成することができる。
【実施例３】
【００６０】
次に、図８、図９に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００６１】
図８は第３実施例の攪拌装置１Ｂの全体正面図、図９は同攪拌装置１Ｂの平面図である。この攪拌装置１Ｂは、ロッド本体１０、１０が並列する２軸型のものであり、ロッド本体１０の周面の、上部吐出孔１０ａと下部吐出孔１０ｂの中間部位置に中間部吐出孔１０ｄを穿設するとともに、中間部攪拌翼２１を突設したものである。
【００６２】
そして、中間部吐出孔１０ｄからケーシング１３の内壁へ向けて固化材を吐出することにより、ケーシング１３の内壁への掘削土や混合物の付着をなくし、あるいは少なくして、混合物の混合効率を高めるものである。
【００６３】
中間部吐出孔１０ｄは、上部吐出孔１０ａや下部吐出孔１０ｂと同じくケーシング１３の内周側を向いて明けられ、中間部吐出孔１０ｄからの固化材の吐出は、ロッド本体１０の降下時と上昇時との少なくともいずれかのときに行われる。
【００６４】
この実施例３では、ロッド本体１０に、その降下と上昇に応じて相対的に昇降する上部ハウジング１４と下部ハウジング１５とを外接させることにより、前述のように、降下時は下部吐出孔１０ｂ、１５ｂから、上昇時は上部吐出孔１０ａ、１４ａから、それぞれ固化材の吐出を行うことにしていることに伴い、中間部吐出孔１０ｄからの吐出は、降下時、または上昇時のいずれか一方のときに行われることになる。
【００６５】
中間部吐出孔１０ｄからの吐出による、ケーシング１３の内壁からの掘削土や混合物の切り離し（剥離）は、掘削ロッドの引抜き時、すなわち上昇時に行うことが効果的である。そのため、図８、図９に示すように、ロッド本体１０の上昇時の中間部吐出孔１０ｄに対応した位置の上部ハウジング１４に中間部吐出孔１４ｄを穿設し、中間部吐出孔１０ｄと中間部吐出孔１４ｄとを合致させることにより、上部吐出孔１４ａからの吐出と同時に固化材の吐出を行う位置に配置している。
【００６６】
なお、ロッド本体１０の中間部吐出孔１０ｄや中間部吐出孔１４ｄの形状をロッド本体１０の軸方向に長い長孔にすれば、ロッド本体１０の降下時と上昇時とのいずれのときも中間部吐出孔１０ｄからの吐出を行うことは可能である。
【００６７】
中間部吐出孔１０ｄの位置、すなわち上部ハウジング１４における上部攪拌翼１１直下の中間部吐出孔１４ｄの位置には、上記中間部攪拌翼２１が突設され、この中間部攪拌翼２１により、中間部吐出孔１４ｄから吐出された固化材がケーシング１３の内壁まで案内されるようになっている。この中間部攪拌翼２１は、降下時には下部攪拌翼１２の、上昇時には上部攪拌翼１１の攪拌を補う役割も果たしている。
【００６８】
上記のように、中間部吐出孔１０ｄの位置に中間部攪拌翼２１を突設し、中間部吐出孔１０ｄ、１４ｄからの固化材の吐出をロッド本体１０の上昇時に行う場合、中間部吐出孔１０ｄ、１４ｄが下部吐出孔１５ｂの上方に位置することに加え、中間部攪拌翼２１が吐出と同時に攪拌を行う。これにより、中間部吐出孔１０ｄ、１４ｄは上部吐出孔１４ａの機能を兼ねている。
【００６９】
以上のような実施例３によれば、上記実施例１と同様の作用、および上記（１）〜（４）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
【００７０】
（５）中間部吐出孔１０ｄからケーシング１３の内壁に向けて固化材が吐出され、ロッド本体１０の降下時や上昇時に、ケーシング１３の内壁に付着する掘削土や固化材との混合物が切り離されるので、混合物の損失量が軽減され、混合の効率が高められる。
【００７１】
（６）中間部攪拌翼２１を設けたことにより、上部攪拌翼１１や下部攪拌翼１２による攪拌が補われる結果、上部攪拌翼１１や下部攪拌翼１２の掘削の負担を軽減することができる。
【００７２】
（７）中間部吐出孔１０ｄの位置に中間部攪拌翼２１が突設され、中間部吐出孔１０ｄからの吐出がロッド本体１０の上昇時に行われる場合、中間部吐出孔１０ｄは下部攪拌翼１２より上方に位置することから、上部吐出孔１０ａを兼ねる機能を持つため、その場合は上部吐出孔１０ａを特に設けなくてもよく、その分の手間を省略することができる。
【実施例４】
【００７３】
次に、図１０、図１１に基づいて本発明の実施例４を説明する。
【００７４】
図１０は実施例４の攪拌装置１Ｃの全体平面図、図１１は同攪拌装置１Ｃを用いて連続する固結体を造成する模式図である。
【００７５】
実施例４は、１軸型のロッド本体１０を備えた攪拌装置１Ｃにおいて、井桁状ケーシング１３の一部を分割可能にしたものである。そして、造成済みの固結体Ｓに、次の固結体Ｓをラップ（接合）させて施工する時に、両固結体Ｓ、Ｓの連続性の確保を容易にしたものである。
【００７６】
このケーシング１３は、前述のように、第１側板１３ａと第２側板１３ｂとを井桁状に組んで形成されているが、第１側板１３ａの中央部位から左右半分に分割可能に構成され、半分割された第１側板１３ａ′と第２側板１３ｂ′及び新規に造成される固結体Ｓ側に対応する半分割部Ｄとなる半分割された第１側板１３ａ''と第２側板１３ｂ''から構成される。
【００７７】
この半分割部Ｄは、相手側の半分割された一対の第１側板１３ａ′と第２側板１３ｂ′に対し両第１側板１３ａ′と第１側板１３ａ''の分割部位は連結部材２４によって、取外し可能に連結されている。
【００７８】
また、図１０に示すように、一対の第１側板１３ａ′，１３ａ''および第２側板１３ｂ′，１３ｂ''にそれぞれ一体的に設けた架設部材１９は、軸受１８に一体化した張出部材２２にボルト２３を用いて接合することにより、ケーシング１３の半分割部Ｄをロッド本体１０に着脱自在に接続されるようになっている。
【００７９】
このように攪拌装置１Ｃでは、上記半分割部Ｄが取外された部位が開放した状態で使用され、ラップさせて施工することにより、造成済みで、硬化前の固結体Ｓの一部を、新規に造成される固結体Ｓ側に取り込みながら混合を行うことが可能となり、容易に両固結体Ｓ、Ｓ間の連続性が保たれる。
【００８０】
以上のような実施例４によれば、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
【００８１】
（８）ケーシング１３が分離されない構造の場合に、ラップさせて施工することが可能になることにより、混合物の領域がケーシング１３で区切られることによって発生する可能性のある固結体Ｓ、Ｓ間の分離を回避することができる。
【００８２】
なお、本発明は前述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、上記各実施例では、ケーシング１３を構成する第１側板１３ａ、第２側板１３ｂが、高さの異なる長方形状の板部材で形成されているが、例えば、図１２の変形例に示すように、第１側板１３ａ、第２側板１３ｂの下端に、ロッド本体１０が降下する際に土の抵抗を低減させる刃先１３ｃを形成してもよい。この刃先１３ｃは、例えば掘進側先端中央部が凹んだ逆山形形状に形成され、かつ、刃先１３ｃの先端が、第１側板１３ａ等の厚さ方向両側から先細り形状に形成されている。そのため、掘削土と固化材との混合物をケーシング１３で仕切る際、刃先１３ｃで容易に切込むことができ、掘削効率を向上させることができる。
【００８３】
また、上記各実施例では、ケーシング１３を構成する第１側板１３ａおよび第２側板１３ｂが、それぞれ高さ寸法が異なるとともに、上端が揃えられえた状態で井桁状に組まれているが、これに限らない。図１３（Ａ）と、同（Ａ）においてＢ−Ｂ線に沿った図１３（Ｂ）の変形例に示すように、第１側板１３ａの高さ方向中央部に第２側板１３ｂを配置してもよく、あるいは、別の変形例として図１４（Ａ）と、同（Ａ）においてＢ−Ｂ線に沿った図１４（Ｂ）に示すように、第１側板１３ａを第２側板１３ｂの下方に突出させて配置してもよい。そして、図１３（Ａ）、（Ｂ）および図１４（Ａ）、（Ｂ）の場合も、第１側板１３ａおよび第２側板１３ｂの下端に、前述のように刃先を形成してもよい。
【００８４】
さらに、上記実施例４では、１軸型の攪拌装置１Ｃのケーシング１３が、各第１側板１３ａ′，１３ａ''が半分に分割可能とされて半分割部Ｄを構成しているが、これに限らず、上記実施例２および実施例３の攪拌装置１Ａ、１Ｂにおけるケーシング１３を分離可能とし、長方形の固結体を長辺方向に連続させる際に用いるようにしてもよい。
【００８５】
また、上記実施例４では、１軸型の攪拌装置１Ｃのケーシング１３が、その第１側板１３ａ′，１３ａ''の半分部分が分離可能とされているが、これに限らない。例えば、それぞれ２枚の第１側板１３ａ、第２側板１３ｂのうち、互いに直交する各１枚の第１側板１３ａ、第２側板１３ｂを取外し可能な構造とし、造成済みの固結体に対して、直交する２方向に連続させて新規の固結体を造成することができるようにしてもよい。
【００８６】
なお、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すケーシング１３の第１側板１３ａと第２側板１３ｂを、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような組み込み可能な構成にすることも可能であり、この場合は、特に図示しないが２枚の第２側板１３ｂの長手方向両端に位置決め部位となる高さ方向の低い段付き部を形成し、２枚の第１側板１３ａの高さ方向中央に上記段付き部が嵌合可能な縦長貫通溝をそれぞれ形成し、これら縦長貫通溝に段付き部が当接するまで差込んでケーシング１３を組み込み、接合部を例えば溶接により接合することで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る地盤改良用攪拌装置の実施例１を示す地盤改良用攪拌装置の全体正面図である。
【図２】上記実施例１の地盤改良用攪拌装置を示す平面図である。
【図３】（Ａ）は上記地盤改良用攪拌装置のケーシングを示す全体斜視図、（Ｂ）は上記ケーシングの分解組立斜視図である。
【図４】図３における４−４線に沿った断面図である。
【図５】図３における５−５線に沿った断面図である。
【図６】本発明に係る実施例２を示す地盤改良用攪拌装置の全体正面図である。
【図７】上記実施例２の地盤改良用攪拌装置を示す平面図である。
【図８】本発明に係る実施例３を示す地盤改良用攪拌装置の全体正面図である。
【図９】上記実施例３の地盤改良用攪拌装置を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る実施例４を示す地盤改良用攪拌装置の全体平面図である。
【図１１】上記実施例４の地盤改良用攪拌装置を用いて造成した固結体を示す模式図である。
【図１２】本発明のケーシングの変形例を示す全体斜視図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明のケーシングの別の変形例を示す断面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、更に別の変形例の側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 地盤改良用攪拌装置
１０ ロッド本体
１０ａ 上部吐出孔
１０ｂ 下部吐出孔
１０ｃ 注入管
１０ｄ 中間部吐出孔
１１ 上部攪拌翼
１２ 下部攪拌翼
１３ ケーシング
１３ａ 第１側板
１３ｂ 第２側板
１３ｃ 刃先
１４ 上部ハウジング
１４ａ 上部吐出孔
１４ｄ 中間部吐出孔
１５ 下部ハウジング
１５ｂ 下部吐出孔
１６ ストッパ
１７ 摺動溝
１８ 軸受
１９ 架設部材
２０ 掘削ビット
２１ 中間部攪拌翼
２２ 張出部材
２３ ボルト
２４ 連結部材
Ｍ１ 長溝
Ｍ２ 短溝
Ｓ 固結体
Ｗ 溶接
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ロッドによる地盤の掘削時と上記掘削ロッドの引抜き時とに、掘削土と固化材とを攪拌するとともに混合して矩形断面形状の固結体を造成する装置であって、
上記掘削ロッドの先端に接続されるロッド本体１０と、このロッド本体１０の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２と、上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の各突設位置に穿設され、上記掘削ロッドの内部を通じて上記固化材を吐出する上部吐出孔１０ａ及び下部吐出孔１０ｂと、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２との中間部の高さに、上記ロッド本体１０の外周面から距離を隔て、当該ロッド本体１０の回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成され、このケーシング１３は、互いに所定間隔をあけて対向配置される２枚の第１側板１３ａ、およびこの第１側板１３ａと直交配置されるとともに、互いに所定間隔をあけて対向する２枚の第２側板１３ｂを組込んで形成され、上記第１側板１３ａと第２側板１３ｂの高さ寸法が異なっていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置。
【請求項２】
上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとの高さ方向上端が同一高さ面に揃えられていることを特徴とする請求項１記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項３】
上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の中間部位置に、上記ケーシング１３の内壁に向けて上記固化材を吐出する中間部吐出孔１０ｄが穿設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項４】
上記中間部吐出孔１０ｄの位置には、その中間部吐出孔１０ｄの穿設方向に、上記固化材の吐出を案内するとともに、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の攪拌を補う中間部攪拌翼２１が突設されていることを特徴とする請求項３記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項５】
上記中間部吐出孔１０ｄが、上記上部吐出孔１０ａを兼ねていることを特徴とする請求項３または４記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項６】
上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとが、上記ロッド本体１０の軸線と直交する方向に分割可能とされ、上記固結体を水平方向に隣設させて造成する際に、分割可能な半分を取外して使用することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項１】
掘削ロッドによる地盤の掘削時と上記掘削ロッドの引抜き時とに、掘削土と固化材とを攪拌するとともに混合して矩形断面形状の固結体を造成する装置であって、
上記掘削ロッドの先端に接続されるロッド本体１０と、このロッド本体１０の周面に、その軸方向に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼１１及び下部攪拌翼１２と、上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の各突設位置に穿設され、上記掘削ロッドの内部を通じて上記固化材を吐出する上部吐出孔１０ａ及び下部吐出孔１０ｂと、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２との中間部の高さに、上記ロッド本体１０の外周面から距離を隔て、当該ロッド本体１０の回転から絶縁された状態で固定される井桁形状のケーシング１３とを備えて構成され、このケーシング１３は、互いに所定間隔をあけて対向配置される２枚の第１側板１３ａ、およびこの第１側板１３ａと直交配置されるとともに、互いに所定間隔をあけて対向する２枚の第２側板１３ｂを組込んで形成され、上記第１側板１３ａと第２側板１３ｂの高さ寸法が異なっていることを特徴とする地盤改良用攪拌装置。
【請求項２】
上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとの高さ方向上端が同一高さ面に揃えられていることを特徴とする請求項１記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項３】
上記ロッド本体１０の周面の、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の中間部位置に、上記ケーシング１３の内壁に向けて上記固化材を吐出する中間部吐出孔１０ｄが穿設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項４】
上記中間部吐出孔１０ｄの位置には、その中間部吐出孔１０ｄの穿設方向に、上記固化材の吐出を案内するとともに、上記上部攪拌翼１１と下部攪拌翼１２の攪拌を補う中間部攪拌翼２１が突設されていることを特徴とする請求項３記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項５】
上記中間部吐出孔１０ｄが、上記上部吐出孔１０ａを兼ねていることを特徴とする請求項３または４記載の地盤改良用攪拌装置。
【請求項６】
上記ケーシング１３の第１側板１３ａと上記第２側板１３ｂとが、上記ロッド本体１０の軸線と直交する方向に分割可能とされ、上記固結体を水平方向に隣設させて造成する際に、分割可能な半分を取外して使用することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の地盤改良用攪拌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２４９８７４（Ｐ２００６−２４９８７４Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７１１８２（Ｐ２００５−７１１８２）
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（５０５０９３９３２）アラタ工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（５０５０９３９３２）アラタ工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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