JP2006336427A - 地盤攪拌機および地中連続壁築造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】括れを生じることなく一連に繋がる孔を掘削し、この孔によって地中連続壁を築造する。
【解決手段】ルーローの三角形状の断面形状を有するルーロー回転軸１１１、前記ルーローの三角形状部分の外幅を一辺とする正方形状の内形にルーローの三角形状部分を回転可能に支持する軸受１１２、およびルーロー回転軸を回転駆動する駆動部を有してルーロー回転軸の軸方向に移動可能に設けた駆動機構と、軸受の先端面に延出したルーロー回転軸の先端側から土砂固化材を吐出する吐出機構と、ルーロー回転軸の先端に設けてあってルーロー回転軸のルーローの三角形状を拡大してルーロー回転軸のルーローの三角形状に対して重心および頂点の向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内に形成した掘削カッタ２と、ルーロー回転軸の軸受と掘削カッタとの間に設けてあって掘削カッタと同様に形成した攪拌翼３とを備える。この結果、ほぼ矩形状の孔Ｈが掘削できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、地盤に孔を掘削して当該孔内に土砂固化材を吐出し攪拌する地盤攪拌機、および当該地盤攪拌機を用いて地中連続壁を築造する地中連続壁築造方法に関するものである。

従来、地中連続壁を築造する場合、断面円形の孔を掘削し、この孔内にて掘削した土砂とセメントミルクなどとを攪拌混合してこれらの混合物が固化することで地中連続壁が築造される。掘削した孔内を攪拌する地盤攪拌機としては、回転域が一部重複するようにオーガを複数基並列し、当該オーガの先端から固化液を吐出するものがある。この地盤攪拌機では、３つの繋がった孔を掘削して孔内の土砂と吐出した固化液とを攪拌混合する。さらに繋がった３つの孔の一端の孔に対して繋がるように同地盤攪拌機によって再び孔の掘削および攪拌を行う。このようにして地中連続壁が築造されることになる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２４１０６３号公報 特開平１１−２６７９５０号公報

しかしながら、従来では、断面円形の一部を重複させているために、重複した部分に括れが生じた状態で繋がることになる。このため、混合物が固化して地中連続壁となった場合に括れた部分が弱く（あるいは繋がっておらず）水漏れが生じることがあり止水性が十分でないという問題があった。また、地中連続壁内に芯材を建て込む場合には、必然として断面円形の孔の中央に建て込むように限られてしまうという問題があった。

なお、正方形状穴明け加工装置として、ルーローの三角形なるルーロー三角形回転体に切削用バイトを設け、当該ルーロー三角形回転体を回転することで、被加工物に正方形状の穴明けを行うものがある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、上述した正方形状穴明け加工装置では、地盤攪拌機として適用することが困難である。すなわち、正方形状穴明け加工装置は、正方形の穴を有した固定板をガイドにしてルーロー三角形回転体を回転可能に支持し、このルーロー三角形回転体に設けた切削用バイトによって穴明けを行っている。これでは、被加工物に穴明けされた正方形状の穴は、固定板に設けた正方形の穴と同等の大きさの穴であるため、地盤攪拌機としては掘削した穴の断面形状よりも大きな装置が必要になるので適用できない。

本発明は、上記実情に鑑みて、括れを生じることなく一連に繋がる孔を掘削して攪拌を行うことができる地盤攪拌機、および括れを生じることなく一連に繋がった地中連続壁を築造することができる地中連続壁築造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る地盤攪拌機は、ルーローの三角形状の断面形状を有するルーロー回転軸、前記ルーロー回転軸のルーローの三角形状部分の外幅を一辺とする正方形状の内形を呈して当該ルーローの三角形状部分を回転可能に支持する軸受、および前記ルーロー回転軸を回転駆動する駆動部を有して前記ルーロー回転軸の軸方向に移動可能に設けた駆動機構と、前記軸受の先端面に延出した前記ルーロー回転軸の先端側から土砂固化材を吐出する吐出機構と、前記ルーロー回転軸の先端に設けてあって当該ルーロー回転軸のルーローの三角形状の断面を拡大して前記ルーロー回転軸のルーローの三角形状に対して重心および頂点の向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内で少なくとも重心から頂点に至る延長線に沿って形成した掘削カッタと、前記ルーロー回転軸の前記軸受と前記掘削カッタとの間に設けてあって当該ルーロー回転軸のルーローの三角形状の断面を拡大して前記ルーロー回転軸のルーローの三角形状に対して重心および頂点の向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内で少なくとも重心から頂点に至る延長線に沿って形成した攪拌翼とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項２に係る地盤攪拌機は、上記請求項１において、前記ルーロー回転軸を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの位置をルーロー回転軸の軸方向でずらして配置したことを特徴とする請求項１に記載の地盤攪拌機。

本発明の請求項３に係る地盤攪拌機は、上記請求項１において、前記ルーロー回転軸を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの位置をルーロー回転軸の軸方向で並べて配置しつつ、隣接する各ルーロー回転軸を逆方向に回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の地盤攪拌機。

本発明の請求項４に係る地盤攪拌機は、上記請求項３において、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転位置の位相を異ならせることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る地中連続壁築造方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の地盤攪拌機を用いた地中連続壁築造方法であって、ルーロー回転軸の回転に伴い掘削カッタによって孔を掘削する工程と、前記ルーロー回転軸の回転に伴い攪拌翼によって孔内の土砂および吐出した土砂固化材を攪拌する工程と、先に掘削した孔に連なる形態で同様に孔を掘削し攪拌する工程と、土砂が固化する以前の孔内に芯材を挿入する工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る地盤攪拌機は、地盤に対してほぼ矩形状の断面の孔を掘削できるので、当該孔を繋げることで、断面円形の孔を繋げた場合と比較して括れが生じることなく各孔を一連に繋げることができる。この孔を地中連続壁とした場合に水漏れが生じることがなく止水性を十分保持する。また、孔に芯材を建て込む場合に、単体の孔だけでなく繋げた各孔間の重複部分にも建て込めるので、芯材の配置が自由に行える。

また、ルーロー回転軸を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの位置をルーロー回転軸の軸方向でずらして配置する。あるいは、ルーロー回転軸を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの位置をルーロー回転軸の軸方向で並べて配置しつつ、隣接する各ルーロー回転軸を逆方向に回転駆動する。この結果、地盤に対してほぼ長方形（ほぼ矩形状）の断面の連続した孔を容易に掘削できる。

本発明に係る地中連続壁築造方法は、地盤に対してほぼ矩形状の断面の孔を掘削してほぼ矩形状に一連に繋げた地中連続壁を容易に得ることができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る地盤攪拌機の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明に係る地盤攪拌機の実施の形態を示す断面側面図、図２は図１に示す地盤攪拌機を軸方向から視た概念図である。

図１に示すように地盤攪拌機は、駆動機構１と掘削カッタ２と攪拌翼３と吐出機構４とを備えている。駆動機構１は、掘削カッタ２および攪拌翼３を支持しつつ駆動するものであって、軸受部１１および駆動部１２からなる。

軸受部１１は、掘削カッタ２および攪拌翼３を支持するものであって、ルーロー回転軸１１１および軸受１１２を有している。

ルーロー回転軸１１１は、自身の軸方向に長手状に形成してあり、軸線に直交する断面形状が図２に示すようにルーローの三角形状に形成してある。ルーローの三角形状は、正三角形の各頂点を中心として他の頂点を結ぶ円弧を描いてなる形状を呈し、その外幅（差し渡し幅）がいずれも定幅なものである。このルーロー回転軸１１１は、先端が軸受部１１の先端側に延出し、基端が軸受部１１の内部に延在して配置してある。

軸受１１２は、軸受部１１に固定してあって、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状部分を回転可能に支持するものであり、図２に示すようにルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の外幅を一辺とする正方形状の内形を呈している。この軸受１１２は、ルーロー回転軸１１１の長手方向に沿って複数（本実施の形態では２つ）設けてあり、ルーロー回転軸１１１を振れなく安定して支持することが可能になる。また、軸受１１２は、複数に限らずルーロー回転軸１１１の長手方向に長い内形を有していても、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状部分を振れなく安定して支持することが可能である。

なお、ルーロー回転軸１１１は、軸受１１２によって支持される部位のみの断面形状がルーローの三角形状としてあればよい。また、図には明示しないがルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状部分と軸受１１２とが互いに接触する部位には摩擦を低減する部材を配置することが好ましい。

駆動部１２は、軸受１１２に支持してあるルーロー回転軸１１１を回転駆動するためのものであり、自在継手１２１、主回転軸１２２、駆動源１２３を有している。自在継手１２１は、２つの軸をある角度をもって連結する場合に用いられるものであって、２つの軸間の相対的な位置や角度が変化しても各軸間の駆動力の伝達に影響を生じないものである。この自在継手１２１は、その一端がルーロー回転軸１１１の基端に接続してある。主回転軸１２２は、円柱状に形成してあり、軸受部１１に固定した軸受１２２ａおよび軸受部１１の外部に設けた軸受１２２ｂを介して回転可能に支持してある。この主回転軸１２２の先端には、自在継手１２１の他端が接続してある。また、主回転軸１２２には、スクリュ１２２ｃが設けてある。駆動源１２３は、図には明示しないがモータなどからなる駆動手段、および減速歯車、ベルト、チェーンなどからなる伝達手段を有し、当該伝達手段を介して駆動手段の駆動力を主回転軸１２２に伝達するものである。すなわち、駆動部１２は、駆動源１２３の駆動力を、主回転軸１２２および自在継手１２１を介してルーロー回転軸１１１に伝達する。

上述した駆動機構１は、ルーロー回転軸１１１および主回転軸１２２に対して平行に設けた図示しない支柱に支持してあり、当該支柱に沿ってルーロー回転軸１１１および主回転軸１２２の軸方向に移動可能に設けてある。

掘削カッタ２は、軸受部１１の先端側に延出したルーロー回転軸１１１の先端に設けてある。図２に示すように掘削カッタ２は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の断面を等比率で拡大して、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状に対して重心Ｇおよび頂点Ｔの向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内であって、少なくとも拡大したルーローの三角形の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って設けてある。具体的に掘削カッタ２は、拡大したルーローの三角形状の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って延在する放射状の３つの掘削翼２１からなる。掘削翼２１の先端の角度θは、拡大したルーローの三角形状の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線を中心とした１２０°程度であり、拡大したルーローの三角形状の範囲内に掘削カッタ２を収めるため好ましい。そして、掘削翼２１の前面には、重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線の箇所に掘削ビット２２が設けてある。なお、掘削翼２１は、上記３つにある必要はなく少なくとも１つあればよい。また、掘削翼２１を複数設けた場合、各掘削翼２１を連結する連結材（図示せず）を設けてもよい。連結材を設けることで掘削翼２１の強度を向上することが可能である。

攪拌翼３は、軸受部１１の先端側に延出したルーロー回転軸１１１の先端側であって軸受部１１と掘削カッタ２との間に設けてある。図２に示すように攪拌翼３は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の断面を等比率で拡大して、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状に対して重心Ｇおよび頂点Ｔの向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内であって、少なくとも拡大したルーローの三角形の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って設けてある。本実施の形態における攪拌翼３は、上述した掘削カッタ２の掘削翼２１に対して先端から視て重なるように、拡大したルーローの三角形状の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って延在する放射状の３つ翼からなる。攪拌翼３の先端の角度θは、拡大したルーローの三角形状の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線を中心とした１２０°程度であり、拡大したルーローの三角形状の範囲内に攪拌翼３を収めるため好ましい。なお、攪拌翼３は、上記３つである必要はなく少なくとも１つあればよい。また、攪拌翼３を複数設けた場合、各攪拌翼３を連結する連結材（図示せず）を設けてもよい。連結材を設けることで攪拌翼３の強度を向上することが可能である。また、図１に示すように攪拌翼３は、ルーロー回転軸１１１の軸方向に複数（図１では２つ）配置してある。これに限らず攪拌翼３を１つのみ配置してもよい。

吐出機構４は、ルーロー回転軸１１１の先端側からセメントなどの土砂固化材を吐出するためのものである。図１に示すように吐出機構４は、主回転軸１２２およびルーロー回転軸１１１に沿って内装した吐出管路４１を有している。この吐出管路４１は、自在継手１２１の部位においては主回転軸１２２とルーロー回転軸１１１との間でフレキシブル管４２を介して連通してある。図には明示しないが、吐出機構４は、吐出管路４１およびフレキシブル管４２を介して主回転軸１２２の基端側からルーロー回転軸１１１の先端側に至り土砂固化材を送出する送出手段を有している。すなわち、送出手段によって、ルーロー回転軸１１１の先端側から土砂固化材が吐出される。

上記構成の地盤攪拌機は、駆動部１２の駆動力をルーロー回転軸１１１に伝達することによって、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状が、軸受１１２の正方形状の内形にしたがって輪転運動を行う。このため、ルーロー回転軸１１１に設けた掘削カッタ２は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の輪転運動に伴ってその頂点Ｔが正方形状を基にしたほぼ矩形状の軌跡をなす。そして、駆動機構１をルーロー回転軸１１１の軸方向（地盤に向けて）に移動させる。この結果、地盤に対してほぼ矩形状の断面の孔Ｈを掘削することが可能になる。

さらに、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状が、軸受１１２の正方形状の内形にしたがって輪転運動を行うことによって、ルーロー回転軸１１１に設けた攪拌翼３は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の輪転運動に伴ってその頂点Ｔが正方形状を基にしたほぼ矩形状の軌跡をなす。この結果、孔Ｈの断面形状にしたがってほぼ矩形状に攪拌を行うことが可能になる。

ここで、掘削カッタ２および攪拌翼３が、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の断面を等比率で拡大して、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状に対して重心Ｇおよび頂点Ｔの向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内であって、少なくとも拡大したルーローの三角形の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って設けてある。このため、掘削した孔Ｈの断面形状は、ルーロー回転軸１１１を支持する軸受１１２の内形よりも大きくなるので、ルーロー回転軸１１１の回転に伴い回転した掘削カッタ２および攪拌翼３が描く孔Ｈの断面形状の範囲内に軸受部１１の先端側から視た輪郭を形成することが可能になる。この結果、掘削カッタ２および攪拌翼３が先行して掘削した孔Ｈに軸受部１１が通過できるので、掘削断面がほぼ正方形状（ほぼ矩形状）の孔Ｈの掘削を行う地盤攪拌機を得ることが可能になる。

この地盤攪拌機を用いて地中連続壁を築造する場合には、孔Ｈを掘削しながらルーロー回転軸１１１の先端側から土砂固化材を吐出することで、攪拌翼３によって孔Ｈの内部の土砂と、土砂固化材とを混合したソイルセメントが攪拌される。なお、孔Ｈを掘削して当該孔Ｈから地盤攪拌機を引き抜きながら土砂固化材を吐出してもよい。

次に、図３に示すように掘削した孔Ｈに対し、当該孔Ｈに一部重複して繋がるように新たな孔Ｈを上述と同様にして掘削する。

その後、攪拌したソイルセメントが固化する以前に、図３に示すように孔Ｈの内部に例えばＨ形鋼や鉄筋などの芯材５を挿入して建て込む。そして、ソイルセメントが固化することによって芯材を内装した地中連続壁が築造されることになる。

なお、芯材５は、通常、単体の孔Ｈに建て込むが、上述したようにほぼ正方形状（ほぼ矩形状）の掘削断面の孔Ｈであることから、図３に示すように繋げた各孔Ｈ間の重複部分にも建て込むことが可能になる。

このように、上述した地盤攪拌機によれば、地盤に対してほぼ矩形状の断面の孔Ｈを掘削できるので、当該孔Ｈを繋げることで、断面円形の孔を繋げた場合と比較して括れが生じることなく各孔Ｈを一連に繋げることが可能である。この結果、地中連続壁とした場合に水漏れが生じることがなく止水性を十分保持する。また、芯材５を建て込む場合に、単体の孔Ｈだけでなく繋げた各孔Ｈ間の重複部分にも建て込めるので、芯材５の配置を自由に行える。この地盤攪拌機は、上記のごとく簡素な機構でほぼ矩形状の断面の孔Ｈを掘削するため、故障が起こり難く信頼性が高く、コストが嵩むことがない。

また、上述した地盤攪拌機を用いた地中連続壁築造方法によれば、ほぼ矩形状の断面の孔Ｈを括れが生じることなく得られ、一連に繋げた地中連続壁を得ることが可能である。

なお、図２に示す掘削カッタ２および攪拌翼３は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の断面を等比率で拡大してあり、その拡大率を２倍としてある。掘削カッタ２および攪拌翼３の拡大率が２倍以上である場合には、孔Ｈの断面形状が正方形状（矩形状）から遠ざかり丸みを帯びてしまう。一方、掘削カッタ２および攪拌翼３の拡大率が２倍以下である場合には、孔Ｈの断面形状がより正方形状（矩形状）に近づくが、孔Ｈの断面形状の内部に占めるルーロー回転軸１１１の太さが太くなる。このため、ほぼ正方形状（ほぼ矩形状）の断面形状の孔Ｈを掘削する場合では、拡大率２倍程度の掘削カッタ２および攪拌翼３を適用することが好ましい。

ところで、上記構成の地盤攪拌機において、ルーロー回転軸１１１を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタ２および攪拌翼３それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタ２および攪拌翼３それぞれの位置をルーロー回転軸１１１の軸方向でずらして配置する。このように構成すれば、ほぼ正方形（ほぼ矩形状）の断面を一連に連続したほぼ長方形（ほぼ矩形状）の断面の孔Ｈを掘削し、当該孔Ｈの内部の攪拌を行うことが可能になる。

また、ルーロー回転軸１１１を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタ２および隣接する相互の攪拌翼３それぞれの回転軌跡を先端から視て重複して配置する場合、以下のように構成できる。図４はルーロー回転軸を複数平行に設け場合の地盤攪拌機を示す概略図、図５は図４に示す地盤攪拌機を軸方向から視た概略図、図６は図４に示す地盤攪拌機を軸方向から視た別の形態の概略図である。なお、図４〜図６において上述した地盤掘削機と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

具体的には、図４に示すようにルーロー回転軸１１１を複数平行に設け、上述したように拡大したルーローの三角形状の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って延在する放射状に形成した３つの掘削翼２１からなる掘削カッタ２および攪拌翼３を用いた場合、隣接する各掘削カッタ２および隣接する各攪拌翼３それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で、隣接する各掘削カッタ２および隣接する各攪拌翼３それぞれをルーロー回転軸１１１の軸方向で並べて同一面上に配置しつつ、隣接する各ルーロー回転軸１１１を逆方向に回転駆動する。この場合、図５に示すように図２で示した掘削カッタ２および攪拌翼３を横方向に複数設けた形態では、相互の掘削翼２１および攪拌翼３が重複するため、図５に示すように隣接する相互の掘削カッタ２および隣接する相互の攪拌翼３それぞれの回転位置の位相を異ならせればよい。また、図６に示すように図２で示した掘削カッタ２および攪拌翼３を縦方向に複数設けた形態では、相互の掘削翼２１および攪拌翼３が重複しないため、図６に示すように隣接する相互の掘削カッタ２および隣接する相互の攪拌翼３それぞれの回転位置の位相を異ならせなくてもよい。隣接する各掘削カッタ２および隣接する各攪拌翼３の間隔Ｌ（相互の重心Ｇの間隔）は、重心Ｇから頂点Ｔまでの掘削翼２１および攪拌翼３の長さの１．３〜１．５倍程度が好適である。

すなわち、図５および図６に示すようにほぼ正方形（ほぼ矩形状）の断面である複数の孔Ｈを一連に連続したほぼ長方形（ほぼ矩形状）の断面の孔Ｈの掘削を行うことが可能になる。また、各掘削カッタ２について相互の先端を同一面上に配置することによって、掘削した孔Ｈの先端部を凹凸なく平らに掘削することが可能になる。

図４〜図６に示す地盤攪拌機は、駆動部１２の駆動力をルーロー回転軸１１１に伝達することによって、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状が、軸受１１２の正方形状の内形にしたがって輪転運動を行う。このため、ルーロー回転軸１１１に設けた掘削カッタ２は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の輪転運動に伴ってその頂点Ｔが正方形状を基にしたほぼ矩形状の軌跡をなす。そして、駆動機構１をルーロー回転軸１１１の軸方向（地盤に向けて）に移動させる。この結果、地盤に対して正方形状を基にした断面である複数の孔Ｈを一連に連続したほぼ長方形状（ほぼ矩形状）の断面の孔Ｈを掘削することが可能になる。

さらに、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状が、軸受１１２の正方形状の内形にしたがって輪転運動を行うことによって、ルーロー回転軸１１１に設けた攪拌翼３は、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の輪転運動に伴ってその頂点Ｔが正方形状を基にしたほぼ矩形状の軌跡をなす。この結果、孔Ｈの断面形状にしたがってほぼ長方形状（ほぼ矩形状）に攪拌を行うことが可能になる。

ここで、掘削カッタ２および攪拌翼３が、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の断面を等比率で拡大して、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状に対して重心Ｇおよび頂点Ｔの向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内であって、少なくとも拡大したルーローの三角形の重心Ｇから頂点Ｔに至る延長線に沿って設けてある。このため、掘削した孔Ｈの断面形状は、ルーロー回転軸１１１を支持する軸受１１２の内形よりも大きくなるので、ルーロー回転軸１１１の回転に伴い回転した掘削カッタ２および攪拌翼３が描く孔Ｈの断面形状の範囲内に軸受部１１の先端側から視た輪郭を形成することが可能になる。この結果、掘削カッタ２および攪拌翼３が先行して掘削した孔Ｈに軸受部１１が通過できるので、掘削断面がほぼ長方形状（ほぼ矩形状）の孔Ｈの掘削を行う地盤攪拌機を得ることが可能になる。

この図４〜図６に示す地盤攪拌機を用いて地中連続壁を築造する場合には、孔Ｈを掘削しながらルーロー回転軸１１１の先端側から土砂固化材を吐出することで、攪拌翼３によって孔Ｈの内部の土砂と、土砂固化材とを混合したソイルセメントが攪拌される。なお、孔Ｈを掘削して当該孔Ｈから地盤攪拌機を引き抜きながら土砂固化材を吐出してもよい。

次に、図３に示すように掘削した孔Ｈに対し、当該孔Ｈに一部重複して繋がるように新たな孔Ｈを上述と同様にして掘削する。この際、例えば、孔Ｈを間に置くようにして、その両側に孔Ｈを先に掘削し、その後先に掘削した各孔Ｈに繋がるようにして間に孔Ｈを掘削する。この場合、図７に示すように先に掘削した各孔Ｈの向き合う端にある単体の孔に対して、後に掘削する孔Ｈ（図７に一点鎖線で示す）の両端にある単体の孔Ｈを重複するようにして連続した孔Ｈを掘削するとよい。

その後、攪拌したソイルセメントが固化する以前に、図７に示すように孔Ｈの内部に例えばＨ形鋼や鉄筋などの芯材５を挿入して建て込む。そして、ソイルセメントが固化することによって芯材５を内装した地中連続壁が築造されることになる。

なお、芯材５は、通常、単体の孔Ｈに建て込むが、上述したようにほぼ正方形状（ほぼ矩形状）の掘削断面の孔Ｈであることから、図７に示すように繋げた各孔Ｈ間の重複部分にも建て込むことが可能になる。

このように、図４〜図６に示す地盤攪拌機によれば、地盤に対してほぼ長方形（ほぼ矩形状）の断面に連続した孔Ｈを容易に掘削できる。連続した孔Ｈは、断面円形の孔を繋げた場合と比較して括れが生じることなく一連に繋がる。この結果、地中連続壁とした場合に水漏れが生じることがなく止水性を十分保持する。また、芯材５を建て込む場合に、単体の孔Ｈだけでなく繋げた各孔Ｈ間の重複部分にも建て込めるので、芯材５の配置を自由に行える。この地盤攪拌機は、上記のごとく簡素な機構でほぼ矩形状の断面の孔Ｈを掘削するため、故障が起こり難く信頼性が高く、コストが嵩むことがない。

また、上述した地盤攪拌機を用いた地中連続壁築造方法によれば、地盤に対してほぼ長方形（ほぼ矩形状）の断面の孔Ｈを括れが生じることなく得て、一連に繋げた地中連続壁を容易に得ることが可能である。

なお、上述した実施の形態では、掘削翼２１および攪拌翼３を３つ設けた例を示したが、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状の断面を等比率で拡大して、ルーロー回転軸１１１のルーローの三角形状に対して重心Ｇおよび頂点Ｔの向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内であれば、上記掘削翼２１および攪拌翼３に加えてさらに掘削翼および攪拌翼を設けてもよい。また、拡大したルーローの三角形状の掘削カッタや攪拌翼としてもよい。このような場合には、各掘削翼における掘削面積、および各攪拌翼における攪拌面積が小さくなるので、駆動源１２３の駆動力を小さくすることができる。また、図５および図６に示す構成とする場合には、隣接する相互の掘削カッタ２の干渉がない範囲で掘削翼を加えるものとする。

本発明に係る地盤掘削機の実施の形態を示す断面側面図である。 図１に示す地盤攪拌機を軸方向から視た概略図である。 図１に示す地盤攪拌機によって築造した連続地中壁の概念図である。 ルーロー回転軸を複数平行に設け場合の地盤攪拌機を示す概略図である。 図４に示す地盤攪拌機を軸方向から視た概略図である。 図４に示す地盤攪拌機を軸方向から視た別の形態の概略図である。 図４に示す地盤攪拌機によって築造した連続地中壁の概念図である。

符号の説明

１ 駆動機構
１１ 軸受部
１１１ ルーロー回転軸
１１２ 軸受
１２ 駆動部
１２１ 自在継手
１２２ 主回転軸
１２２ａ 軸受
１２２ｂ 軸受
１２２ｃ スクリュ
１２３ 駆動源
２ 掘削カッタ
２１ 掘削翼
２２ 掘削ビット
３ 攪拌翼
４ 吐出機構
４１ 吐出管路
４２ フレキシブル管
５ 芯材
Ｇ 重心
Ｈ 孔
Ｌ 間隔
Ｔ 頂点

Claims (5)

1. ルーローの三角形状の断面形状を有するルーロー回転軸、前記ルーロー回転軸のルーローの三角形状部分の外幅を一辺とする正方形状の内形を呈して当該ルーローの三角形状部分を回転可能に支持する軸受、および前記ルーロー回転軸を回転駆動する駆動部を有して前記ルーロー回転軸の軸方向に移動可能に設けた駆動機構と、
   前記軸受の先端面に延出した前記ルーロー回転軸の先端側から土砂固化材を吐出する吐出機構と、
   前記ルーロー回転軸の先端に設けてあって当該ルーロー回転軸のルーローの三角形状の断面を拡大して前記ルーロー回転軸のルーローの三角形状に対して重心および頂点の向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内で少なくとも重心から頂点に至る延長線に沿って形成した掘削カッタと、
   前記ルーロー回転軸の前記軸受と前記掘削カッタとの間に設けてあって当該ルーロー回転軸のルーローの三角形状の断面を拡大して前記ルーロー回転軸のルーローの三角形状に対して重心および頂点の向きを一致させたルーローの三角形状の範囲内で少なくとも重心から頂点に至る延長線に沿って形成した攪拌翼と
   を備えたことを特徴とする地盤攪拌機。
2. 前記ルーロー回転軸を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの位置をルーロー回転軸の軸方向でずらして配置したことを特徴とする請求項１に記載の地盤攪拌機。
3. 前記ルーロー回転軸を複数平行に設け、隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転軌跡が先端から視て重複する態様で隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの位置をルーロー回転軸の軸方向で並べて配置しつつ、隣接する各ルーロー回転軸を逆方向に回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の地盤攪拌機。
4. 隣接する相互の掘削カッタおよび隣接する相互の攪拌翼それぞれの回転位置の位相を異ならせることを特徴とする請求項３に記載の地盤攪拌機。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の地盤攪拌機を用いた地中連続壁築造方法であって、
   ルーロー回転軸の回転に伴い掘削カッタによって孔を掘削する工程と、
   前記ルーロー回転軸の回転に伴い攪拌翼によって孔内の土砂および吐出した土砂固化材を攪拌する工程と、
   先に掘削した孔に連なる形態で同様に孔を掘削し攪拌する工程と、
   土砂が固化する以前の孔内に芯材を挿入する工程と
   を含むことを特徴とする地中連続壁築造方法。

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