特開 2022-15199 掘削撹拌装置及びそれを用いる地盤改良体の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022015199

(43)【公開日】2022-01-21

(54)【発明の名称】掘削撹拌装置及びそれを用いる地盤改良体の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20220114BHJP

   E02D 5/46 20060101ALI20220114BHJP

   E02D 5/48 20060101ALI20220114BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

E02D5/46

E02D5/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020117887

(22)【出願日】2020-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】593010132

【氏名又は名称】株式会社テノックス九州

(74)【代理人】

【識別番号】100097179

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 一幸

(72)【発明者】

【氏名】碓井 博文

【テーマコード（参考）】

2D040

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D040AA01

2D040AB05

2D040BA08

2D040BD05

2D040CA01

2D040CB03

2D040EA11

2D040EA19

2D040EB01

2D041AA01

2D041BA22

2D041CA03

2D041DA12

(57)【要約】

【課題】 掘削翼を用いて地盤改良体の本体を構築し、共回り防止翼を活用して地盤改良体の拡径部を構築できる掘削撹拌装置を提供する。
【解決手段】 本装置は、回転軸１に軸着され土砂を掘削し第１直径Ｄ１を有する掘削翼２と、回転軸に対して遊嵌されるボス部３を有し第２直径Ｄ２を有する共回り防止翼を備える。ボス部３の上側のみに条件付き係合部３０を設け、条件付き係合部３０は、回転軸１が第１回転方向に回転する際には、ボス部３を回転軸１に係合するが、回転軸が第２回転方向に回転する際には、ボス部３を回転軸１に係合しない。共回り防止翼５への抗力が、上側へ作用し、回転軸が第１回転方向に回転するという条件が満たされる場合、共回り防止翼５が掘削翼２と同期回転し、第２直径Ｄ２を有する拡径部１１を構築する。
【選択図】 図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中において鉛直軸を中心として回転する回転軸と、
前記回転軸に軸着され土砂を掘削すると共に第１直径を有する掘削翼と、
前記回転軸を周回し前記回転軸に対して遊嵌されるボス部を有すると共に、前記第１直径よりも大きい第２直径を有する共回り防止翼とを備え、
前記ボス部の上側又は下側の一方のみに条件付き係合部を設け、
前記条件付き係合部は、前記回転軸が第１回転方向に回転する際には、前記ボス部を前記回転軸に係合するが、前記回転軸が、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転する際には、前記ボス部を前記回転軸に係合しないものであり、
前記共回り防止翼への抗力が、前記条件付き係合部を設けた前記一方側へ作用し、且つ、前記回転軸の回転方向が前記第１回転方向であるという条件が満たされる場合、前記共回り防止翼が前記掘削翼と同期回転することにより、前記共回り防止翼の先端部において構築され、且つ前記第２直径を有する拡径部と、
前記条件が満たされない場合、前記共回り防止翼が前記掘削翼と同期回転しないことにより、前記掘削翼の先端部により構築され、且つ前記第１直径を有する本体とを有する、地盤改良体を構築することを特徴とする掘削撹拌装置。

【請求項2】

前記一方は、前記ボス部の上側である請求項１記載の掘削撹拌装置。

【請求項3】

前記条件付き係合部は、前記回転軸に固定されるピンと、前記回転軸が前記第１回転方向に回転する際には、前記ピンを係止し、前記回転軸が前記第２回転方向に回転する際には、前記ピンを通過させる傾斜溝を有する請求項１又は２記載の掘削撹拌装置。

【請求項4】

前記条件付き係合部は、前記回転軸に固定される第１傾斜溝と、前記回転軸が前記第１回転方向に回転する際には、前記第１傾斜溝を係止し、前記回転軸が前記第２回転方向に回転する際には、前記第１傾斜溝を通過させる第２傾斜溝を有する請求項１から３のいずれかに記載の掘削撹拌装置。

【請求項5】

前記ボス部、前記共回り防止翼及び前記条件付き係合部は、上下一対に設けられ、前記上下一対の前記共回り防止翼同士は、連結板により上下に結合される請求項１から４のいずれかに記載の掘削撹拌装置。

【請求項6】

前記拡径部の断面形状は、前記上下一対の前記共回り防止翼及び前記連結板の先端部により、矩形となる請求項５記載の掘削撹拌装置。

【請求項7】

前記拡径部の断面形状は、前記上下一対の前記共回り防止翼及び前記連結板の先端部により、三角形となる請求項５記載の掘削撹拌装置。

【請求項8】

前記拡径部の断面形状は、前記上下一対の前記共回り防止翼及び前記連結板の先端部により、円形又は楕円形となる請求項５記載の掘削撹拌装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載の掘削撹拌装置を用いて、地中において前記第１直径を有する本体と、前記第２直径を有する拡径部とを有する地盤改良体を構築するにあたり、
前記拡径部は、前記共回り防止翼への抗力が、前記条件付き係合部を設けた前記一方側へ作用し、且つ、前記回転軸の回転方向が前記第１回転方向であるという条件を満たす場合、前記共回り防止翼が前記掘削翼と同期回転することにより、前記共回り防止翼の先端部において構築され、
前記本体は、前記条件が満たされない場合、前記共回り防止翼が前記掘削翼と同期回転しないことにより、前記掘削翼の先端部により構築されることを特徴とする地盤改良体の構築方法。

【請求項10】

前記拡径部の断面形状は、矩形となる請求項９記載の地盤改良体の構築方法。

【請求項11】

前記拡径部の断面形状は、三角形となる請求項９記載の地盤改良体の構築方法。

【請求項12】

前記拡径部の断面形状は、円形又は楕円形となる請求項９記載の地盤改良体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、深層混合処理工法などの地盤改良工法に使用され、共回り防止翼を備える掘削撹拌装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

土壌の粘性が高い場合、掘削された土砂及び固化材ミルクが掘削翼の回転につれて共回りしようとするが、共回り現象が発生すると、固化材ミルクと土砂の撹拌が不足して不均質なコラムが造成される事態を回避する必要がある。このような場合、掘削撹拌装置には、掘削翼に加えて共回り防止翼が設けられることが多い。

【0003】

具体的には、特許文献１（特許第１１９７２９５号公報）に開示されるように、掘削翼は、回転軸の下端部に設けられるが、共回り防止翼の直径は、掘削翼の直径よりも大きく設定される。

【0004】

このようにすると、地中において、駆動手段により回転軸が盛んに回転する一方、共回り防止翼の先端部は、掘削翼の先端部よりも外側に位置することとなり、周囲の地山に接触する。その結果、共回り防止翼は、地山に邪魔されてほとんど回転しないか、又は、完全に静止している。言い換えると、回転軸と共回り防止翼とにおいて、大きな角速度差が生じ、この角速度差により、共回り防止翼を境界として、その上側と下側（掘削翼側）の土壌が縁切りされる。

【0005】

このように、共回り防止翼を追加することは、有用であり通常行われることなのであるが、従来の技術では、共回り防止翼は、専ら静止して上述した角速度差を作ることにのみ使用されてきた。

【0006】

ここで例えば、特許文献２（特開平０６－７３７３０号公報）、特許文献３（特開平０９－２７９５７４号公報）、特許文献４（特開２０００－４５２７４号公報）に開示されているように、地盤改良体の一部又は複数箇所に、地盤改良体の本体よりも、大きな直径を有する拡径部を形成し、周面支持力を増加しようとする技術が知られている。

【0007】

このような技術では、典型的には特許文献２（特開平０６－７３７３０号公報）に示されているように、拡径部を形成するために、回転軸の半径方向について突没する要素が、撹拌翼に追加されている。しかしながら、撹拌翼が動作する環境は、高い土圧が作用し、土砂、岩、セメントミルク等が混在する極めて厳しいものであり、複雑な機構を追加したのでは、果たして正常に動作しているかどうか疑わしいし、結果の確認自体が通常不可能である。よって、従来の技術により、このような拡径部を形成することは、実施困難であると言わざるを得ない。

【特許文献1】特許第１１９７２９５号公報

【特許文献2】特開平０６－７３７３０号公報

【特許文献3】特開平０９－２７９５７４号公報

【特許文献4】特開２０００－４５２７４号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明者は、もともと掘削撹拌装置に備えられている、共回り防止翼を活用して、極力追加的要素を削減しながら、拡径部を構築できないか、鋭意研究した結果、本願発明を完成させたものである。即ち、本発明は、掘削翼を用いて地盤改良体の本体を構築すると共に、共回り防止翼を活用して地盤改良体の拡径部を構築できる掘削撹拌装置及びその関連技術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】

【0009】

第１発明に係る掘削撹拌装置は、地中において鉛直軸を中心として回転する回転軸と、回転軸に軸着され土砂を掘削すると共に第１直径を有する掘削翼と、回転軸を周回し回転軸に対して遊嵌されるボス部を有すると共に、第１直径よりも大きい第２直径を有する共回り防止翼とを備え、ボス部の上側又は下側の一方のみに条件付き係合部を設け、条件付き係合部は、回転軸が第１回転方向に回転する際には、ボス部を回転軸に係合するが、回転軸が、第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転する際には、ボス部を回転軸に係合しないものであり、共回り防止翼への抗力が、条件付き係合部を設けた一方側へ作用し、且つ、回転軸の回転方向が第１回転方向であるという条件が満たされる場合、共回り防止翼が掘削翼と同期回転することにより、共回り防止翼の先端部において構築され、且つ第２直径を有する拡径部と、条件が満たされない場合、共回り防止翼が掘削翼と同期回転しないことにより、掘削翼の先端部により構築され、且つ第１直径を有する本体とを有する、地盤改良体を構築する。

【0010】

ここで、条件付き係合部が設けられる一方は、ボス部の上側であることが好ましいが、下側とすることもできる。以下の説明により明らかなように、上側か下側かという問題は、掘削撹拌装置の進行方向を逆にすれば解決できる。

【0011】

この構成において、条件付き係合部は、回転軸が第１回転方向に回転する際には、ボス部を回転軸に係合するが、回転軸が、第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転する際には、ボス部を回転軸に係合しない。即ち、条件付き係合部は、回転軸の回転方向により動作を異にし、方向性を有する。

【0012】

共回り防止翼への抗力が、条件付き係合部を設けた一方側へ作用する場合、条件付き係合部は、作動状態となる。条件付き係合部は、回転軸が第１回転方向に回転する際、ボス部を回転軸に係合するため、共回り防止翼は、共回り防止翼が掘削翼と同期回転し、共回り防止翼の先端部が、第２直径を有する拡径部を構築する。

【0013】

共回り防止翼への抗力が、条件付き係合部を設けた一方側へ作用する場合、条件付き係合部は、作動状態となるが、回転軸が、第２回転方向に回転する際には、条件付き係合部は、ボス部を回転軸に係合しない。その結果、共回り防止翼は、通常の動作状態となり、地山に接触して回転方向についてほぼ静止した状態となる。したがって、通常通り、共回り防止翼が掘削翼と同期回転せず、掘削翼の先端部が、第１直径を有する本体を構築する。

【0014】

共回り防止翼への抗力が、条件付き係合部を設けた一方とは逆の方向に作用する場合、条件付き係合部そのものが作動状態とならない。このため、回転軸の回転方向が、第１回転方向及び第２回転方向のいずれであっても、条件付き係合部は、ボス部を回転軸に係合しない。その結果、共回り防止翼は、通常の動作状態となり、地山に接触して回転方向についてほぼ静止した状態となる。したがって、通常通り、共回り防止翼が掘削翼と同期回転せず、掘削翼の先端部が、第１直径を有する本体を構築する。

【0015】

共回り防止翼への抗力の方向は、掘削撹拌装置が下降する際、上向きとなり、掘削撹拌装置が上昇する際、下向きとなる。即ち、掘削撹拌装置の進行方向によって定まる。この進行方向の設定は、掘削撹拌装置の制御において通常に実施されるものであって、容易に実現できる。

【0016】

また、回転軸の回転方向が、第１回転方向であるのか、第２回転方向であるのかという、設定も、掘削撹拌装置の制御において通常に実施されるものであって、容易に実現できる。

【0017】

以上述べたように、掘削撹拌装置の進行方向と、回転軸の回転方向とを、適切に制御－この制御自体は、上述したように普通に実施されている事項である。－することにより、第１直径を有する本体と、第２直径を有する拡径部とを有する地盤改良体を構築することができる。しかもこの際、通常備えられている共回り防止翼を利用すれば足り、従来の技術で必須であった、信頼性が低い追加的要素を掘削翼に追加すること等は、不要である。

【0018】

好ましくは、条件付き係合部は、回転軸に固定されるピンと、回転軸が第１回転方向に回転する際には、ピンを係止し、回転軸が第２回転方向に回転する際には、ピンを通過させる傾斜溝を有する。

【0019】

或いは、好ましくは、条件付き係合部は、回転軸に固定される第１傾斜溝と、回転軸が第１回転方向に回転する際には、第１傾斜溝を係止し、回転軸が第２回転方向に回転する際には、第１傾斜溝を通過させる第２傾斜溝を有する。

【0020】

これらの構成により、回転軸の回転をほとんど妨げない条件付き係合部を構成できる。また、この条件付き係合部は、掘削翼の動作に影響を及ぼさず、確実な動作を確保できる。

【0021】

好ましくは、ボス部、共回り防止翼及び条件付き係合部は、上下一対に設けられ、上下一対の共回り防止翼同士は、連結板により上下に結合される。

【0022】

この構成により、上下一対の共回り防止翼群と、これらを連結する連結板とにより、上下方向に厚みを有する拡径部を構築でき、地盤改良体の周面支持力を一層向上できる。

【0023】

上下一対の共回り防止翼群及び連結板の先端部の形状を工夫することにより、矩形、三角形、円形又は楕円形というように、拡径部の断面形状を種々変更することができる。

【0024】

このように、拡径部の断面形状を変更することは、従来の技術では、全く不可能であったが、本願発明によれば、容易に実現できる。即ち、施主の希望や、現場の事情等にあわせて、バリュエーションに富んだ地盤改良体を構築できる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、掘削撹拌装置の進行方向と、回転軸の回転方向とを、適切に制御するだけで、第１直径を有する本体と、第２直径を有する拡径部とを有する地盤改良体を構築することができ、周面支持力を向上させることができる。ここで、従来の技術で必須であった、信頼性が低い追加的要素を掘削翼に追加する必要はなく、実用上高い効果が得られる。

【発明を実施するための最良の形態】

【0026】

以下、本発明に係る掘削撹拌装置の全体構成について述べるに先立ち、本発明の骨子である、条件付き係合部の各実施の形態を説明する。

【0027】

（実施の形態１）
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図、図１（ｂ）は、同掘削撹拌装置の拡大側面図である。

【0028】

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、回転軸１は、地中において鉛直軸を中心として回転する。回転軸１には、第１ボス部３が遊嵌される。

【0029】

第１ボス部３は、掘削翼２（図５参照）の第１直径Ｄ１よりも大きい第２直径Ｄ２を有する共回り防止翼とを備える。

【0030】

本形態では、第１ボス部３の上側のみに第１条件付き係合部３０が設けられるが、第１条件付き係合部３０は、第１ボス部３の下側にのみ設けても良い。

【0031】

図１（ａ）に示すように、第１ボス部３の上側にのみ第１条件付き係合部３０が設けられると、回転軸１が下降する場合、第１共回り防止翼５に、下降に逆らう方向、即ち、上向きの抗力Ｎが作用する。

【0032】

その結果、第１条件付き係合部３０は、上向きに押し付けられることとなり、作動状態となる。

【0033】

実施の形態１では、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、第１条件付き係合部３０は、回転軸１に固定されるピン３１と、回転軸１が第１回転方向Ｎ１に回転する際には、ピン３１を係止し、回転軸１が第２回転方向Ｎ２（図４参照。）に回転する際には、ピン３１を通過させる第１傾斜溝３２を有する。

【0034】

図１（ａ）の例では、回転軸１が第１回転方向Ｎ１に回転する際、ピン３１は、右下がりの傾斜面３３ａを滑下し、起立部３３ｂに当接する。ピン３１が起立部３３ｂに当接すると、ピン３１は、それ以上移動できなくなり、ピン３１と起立部３３ｂとは、互いに圧接する状態を維持する。このように、ピン３１と起立部３３ｂとが係合し、第１共回り防止翼５は、回転軸１と同期回転することになる。

【0035】

逆に、回転軸１が第２回転方向Ｎ２（図４参照。）に回転する際、ピン３１に対して起立部３２ｂは邪魔をせず、ピン３１は傾斜面３３ａを滑上がることができる。つまり、起立部３３ｂは、ピン３１に対して空振りすることになる。その結果、回転軸１が回転しても、第１共回り防止翼５は、回転方向に関し静止したままとなる。

【0036】

（実施の形態２）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態２における掘削撹拌装置の拡大正面図、図２（ｂ）は、同掘削撹拌装置の拡大側面図である。

【0037】

実施の形態２では、実施の形態１に対し、第１傾斜溝３２ａが深く形成されている点が異なる。

【0038】

動作は、実施の形態１とほぼ同様である。つまり、回転軸１が第１回転方向Ｎ１に回転する際、ピン３４ａと傾斜溝３４ｂとが係合し、第１共回り防止翼５は、回転軸１と同期回転する。

【0039】

逆に、回転軸１が第２回転方向Ｎ２（図４参照。）に回転する際、傾斜溝３４ｂは、ピン３４ａに対して空振りし、回転軸１が回転しても、第１共回り防止翼５は、回転方向に関し静止したままとなる。

【0040】

（実施の形態３）
図３（ａ）は、本発明の実施の形態３における掘削撹拌装置の拡大正面図、図３（ｂ）は、同掘削撹拌装置の拡大側面図である。

【0041】

実施の形態３では、実施の形態１に対し、第１条件付き係合部３０が、回転軸１に固定される第１傾斜溝３５ａと、回転軸１が第１回転方向Ｎ１に回転する際には、第１傾斜溝３５ａを係止し、回転軸１が第２回転方向Ｎ２（図４参照。）に回転する際には、第１傾斜溝３５ａを通過させる第２傾斜溝３５ｂを有する点が異なる。

【0042】

動作は、実施の形態１とほぼ同様である。つまり、回転軸１が第１回転方向Ｎ１に回転する際、第１傾斜溝３５ａと第２傾斜溝３５ｂとが係合し、第１共回り防止翼５は、回転軸１と同期回転する。

【0043】

逆に、回転軸１が第２回転方向Ｎ２（図４参照。）に回転する際、第１傾斜溝３５ａは、第２傾斜溝３５ｂに対して空振りし、回転軸１が回転しても、第１共回り防止翼５は、回転方向に関し静止したままとなる。

【0044】

（４つの場合）
以上、実施の形態１～３では、第１条件付き係合部３０の構成が異なるが、いずれも、第１回転方向Ｎ１は、右であり、第２回転方向Ｎ２は、左である。しかしながら、傾斜溝３３ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂの傾斜を左右逆にすれば、第１回転方向Ｎ１を左とし、第２回転方向Ｎ２を右とすることができ、このような場合も本願発明に包含される。

【0045】

本発明では、第１条件付き係合部３０は、回転軸１の回転方向Ｎ１、Ｎ２により動作を異にし、方向性を有すれば十分であり、左右はそれぞれ変更しても差し支えない。

【0046】

図１～図３は、いずれも抗力Ｎが第１条件付き係合部３０が設けられた側を向いており、回転軸１の回転方向がＮ１である場合を示す。これら２つの条件が満たされれば、第１共回り防止翼５が掘削翼２（図４参照。）と同期回転するが、これら２つの条件の少なくとも一方が満たされないとき、第１共回り防止翼５は静止し、掘削翼２（図４参照。）と同期回転することはない。

【0047】

これら２つの条件を定める要素は、第１共回り防止翼５への抗力Ｎの方向と、回転軸１の回転方向Ｎ１／Ｎ２である。抗力Ｎの方向は、掘削撹拌装置が下降する際、上向きとなり、掘削撹拌装置が上昇する際、下向きとなる。また、回転軸１の回転方向は、第１回転方向Ｎ１と第２回転方向Ｎ２があり得る。これらを掛け合わせると、４つの場合が成立する。

【0048】

以下４つの場合のそれぞれについて、図４～図９を参照しながら、説明する。ここで、以下述べる具体例は例示に過ぎず、条件付き係合部を設ける箇所（上側／下側）及び回転方向Ｎ１、Ｎ２を左右の関係は、適宜変更できるものであり、適宜変更されても、本願発明に包含されることが理解されねばならない。

【0049】

（下降時左回転）
図４（ａ）～図４（ｄ）は、下降時左回転における第１共回り防止翼５付近を示し、図５（ａ）～図５（ｃ）は、下降時左回転における掘削撹拌装置の全体像を示す。

【0050】

図５（ａ）に示すように、他の３つの場合を含め、本例における掘削撹拌装置では、第１ボス部３、第２ボス部４、第１共回り防止翼５、第２共回り防止翼６、第１条件付き係合部３、第２条件付き係合部４は、それぞれ上下一対に設けられ、第１共回り防止翼５と第２共回り防止翼６の各先端部は、それぞれ連結板７、７により上下に結合される。

【0051】

本例では、第１共回り防止翼５と第２共回り防止翼６の各先端部及び連結板７、７の先端部は、ストレートとなっており、その直径Ｄ２は、掘削翼２の直径Ｄ１よりも大きくなっている。上下一対の共回り防止翼群及び連結板の先端部の形状のバリュエーションは、後述するが、本例では、拡径部１１の断面形状は矩形となる。

【0052】

なお、「第１」、「第２」と標記される各要素は、同様の構成となっているため、説明の重複を避けるべく、以下、「第１」と標記される要素についてのみ説明する。

【0053】

さて、図４（ａ）～図４（ｄ）に示す場合では、抗力Ｎが上向きとなり、第１条件付き係合部３０は、作動状態となる。しかしながら、回転方向が第２回転方向Ｎ２（本例では左回転）となるため、第１条件付き係合部３０の第１傾斜溝３２は、ピン３１を通過させ、第１共回り防止翼５は、掘削翼２と同期回転せず、地山に接触し、回転方向について、静止する。

【0054】

その結果、掘削翼２のみが第１半径Ｄ１内において回転し、第１半径Ｄ１からなる本体１０が構築される（図１０参照。）こととなる。

【0055】

（下降時右回転）
図６（ａ）～図６（ｄ）は、下降時右回転における第１共回り防止翼５付近を示し、図７（ａ）～図７（ｃ）は、下降時左回転における掘削撹拌装置の全体像を示す。

【0056】

図６（ａ）～図６（ｄ）に示す場合では、抗力Ｎが上向きとなり、第１条件付き係合部３０は、作動状態となる。また、回転方向が第１回転方向Ｎ１（本例では右回転）となるため、第１条件付き係合部３０の第１傾斜溝３２は、ピン３１を係止し、第１共回り防止翼５は、掘削翼２と同期回転する。

【0057】

その結果、掘削翼２のみならず、第１共回り防止翼５が第２半径Ｄ２内において回転し、第２半径Ｄ２からなる拡径部１１（図１０参照。）が構築されることとなる。

【0058】

（上昇時左回転及び上昇時右回転）
図８（ａ）～図８（ｄ）は、上昇時右回転における第１共回り防止翼５付近を示し、図９（ａ）～図９（ｃ）は、上昇時右回転における掘削撹拌装置の全体像を示す。

【0059】

図８、図９では、上昇時右回転の場合を示したが、これと上昇時左回転の場合とは、回転方向が違うだけという結果になる。即ち、図８（ａ）～図８（ｄ）に示すように、上昇時には、回転方向（左右）の如何を問わず、抗力Ｎが下向きとなり、第１条件付き係合部３０は、作動状態とはならず、第１条件付き係合部３０は、第１共回り防止翼５に干渉しない。その結果、第１共回り防止翼５は、掘削翼２と同期回転せず、地山に接触し、回転方向について、静止する。

【0060】

（拡径部の形状）
次に、図１０～図１２を参照しながら、拡径部の断面形状に関する例を説明する。以下の各例では、拡径部１１の断面形状が変更されるが、いずれの形状を用いても、拡径部１１があることにより、本体１０のみの場合に比べ、周面支持力を増加することができる。

【0061】

（第１例）
図１０（ａ）は、本発明の実施の形態１の第１例における掘削撹拌装置の正面図、図１０（ｂ）は、同地盤改良体の一部拡大斜視図、図１０（ｃ）は、同地盤改良体の斜視図である。

【0062】

第１例では、図５等を用いて既に説明したように、共回り防止翼５と第２共回り防止翼６の各先端部及び連結板７、７の先端部は、ストレートとなっており、その直径Ｄ２は、掘削翼２の直径Ｄ１よりも大きくなっている。

【0063】

このように構成すると、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、矩形の断面形状を有する拡径部１１を構築できる。

【0064】

（第２例）
図１１（ａ）は、本発明の実施の形態１の第２例における掘削撹拌装置の正面図、図１１（ｂ）は、同地盤改良体の一部拡大斜視図、図１１（ｃ）は、同地盤改良体の斜視図である。

【0065】

第２例では、図１１（ａ）に示すように、共回り防止翼５と第２共回り防止翼６の各先端部及び連結板７、７の先端部は、外側に張り出す三角形状となっており、その直径Ｄ２は、掘削翼２の直径Ｄ１よりも大きくなっている。

【0066】

このように構成すると、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、三角形乃至そろばんの珠状の断面形状を有する拡径部１１を構築できる。

【0067】

（第３例）
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態１の第３例における掘削撹拌装置の正面図、図１２（ｂ）は、同地盤改良体の一部拡大斜視図、図１２（ｃ）は、同地盤改良体の斜視図である。

【0068】

第３例では、図１２（ａ）に示すように、共回り防止翼５と第２共回り防止翼６の各先端部及び連結板７、７の先端部は、外側に張り出す円状乃至楕円状となっており、その直径Ｄ２は、掘削翼２の直径Ｄ１よりも大きくなっている。

【0069】

次に、図１３～図１４を参照しながら、地盤改良体の構築方法の各工程を説明する。

【0070】

まず、要旨のみを述べると、次の通りとなる。上述した各実施の形態のいずれかに記載の掘削撹拌装置を用いて、地中において第１直径Ｄ１を有する本体１０と、第２直径Ｄ２を有する拡径部１１とを有する地盤改良体を構築する。

【0071】

拡径部１１は、共回り防止翼５、６への抗力Ｎが、条件付き係合部３、４を設けた一方側へ作用し、且つ、回転軸１の回転方向が第１回転方向Ｎ１であるという条件を満たす場合、共回り防止翼５、６が掘削翼２と同期回転することにより、共回り防止翼５、６の先端部において構築される。

【0072】

また、本体１０は、上記条件が満たされない場合、共回り防止翼５、６が掘削翼２と同期回転しないことにより、掘削翼２の先端部により構築される。

【0073】

図１３～図１４において、下降時に抗力Ｎが条件付き係合部３０、４０を設けた一方側へ作用し、第１回転方向Ｎ１は、右であることを前提とする。なお、拡径部１１の断面形状は、第２例として述べた三角形状とするが、他の形状であっても同様に構築できる。

【0074】

まず、図１３（ａ）に示すように、掘削撹拌装置の移動方向を下降とし、回転方向を左として構築を開始する。こうすると、第１直径Ｄ１からなる本体１０が構築され、掘削撹拌装置は下降する。

【0075】

次に第１レベルＬ１に至ると、図１３（ｂ）に示すように、掘削撹拌装置の移動方向を下降とし、回転方向を右として構築を行う。こうすると、第２直径Ｄ２からなる拡径部１１が構築され、掘削撹拌装置は下降する。

【0076】

さらに、第１レベルＬ１における拡径部１１の構築が済んだら、図１３（ｃ）に示すように、掘削撹拌装置の移動方向を下降とし、回転方向を左として構築を継続する。こうすると、第１レベルＬ１より下方において第１直径Ｄ１からなる本体１０が構築され、掘削撹拌装置は下降する。

【0077】

次に第２レベルＬ２に至ると、図１４（ａ）に示すように、掘削撹拌装置の移動方向を下降とし、回転方向を右として構築を行う。こうすると、第２レベルＬ２において第２直径Ｄ２からなる拡径部１１が構築され、掘削撹拌装置は下降する。

【0078】

さらに、第２レベルＬ２における拡径部１１の構築が済んだら、掘削撹拌装置の移動方向を下降とし、回転方向を左として構築を継続する。こうすると、第２レベルＬ２より下方において第１直径Ｄ１からなる本体１０が構築され、掘削撹拌装置は下降する。なお、地盤改良体の最深部に拡径部１１を設け、アンカーとしての機能を持たせても良い。

【0079】

最深部まで地盤改良体の構築を行ったら、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示すように、掘削撹拌装置の移動方向を上昇とする。このとき、回転方向は右であっても左であっても、良い（但し、本例では、右とする。）。これは、移動方向が上昇であれば、回転方向の如何によらず、共回り防止翼５、６による拡径部１１の構築は行われないからである。

【0080】

（第４例）
図１５（ａ）は、本発明の実施の形態１の第４例における掘削撹拌装置の正面図、図１５（ｂ）は、同地盤改良体の一部拡大斜視図、図１５（ｃ）は、同地盤改良体の斜視図である。

【0081】

第４例では、第１例に対し、連結板７を省略した点が異なる。

【0082】

このように構成すると、図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）に示すように、矩形の断面形状を有し、薄い一対の拡径部１１ｃ、１１ｃを構築できる。勿論、当業者に自明なように一枚の共回り防止翼のみを設け、一段の拡径部１１ｃを構築するようにしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明に係る掘削撹拌装置は、例えば、地盤改良等を行う分野において好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【0084】

【図1】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図

【図2】（ａ）本発明の実施の形態２における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｂ）本発明の実施の形態２における掘削撹拌装置の拡大側面図

【図3】（ａ）本発明の実施の形態３における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｂ）本発明の実施の形態３における掘削撹拌装置の拡大側面図

【図4】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図 （ｃ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｄ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図

【図5】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の側面図 （ｃ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の底面図

【図6】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図 （ｃ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｄ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図

【図7】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の側面図 （ｃ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の底面図

【図8】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図 （ｃ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大正面図 （ｄ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の拡大側面図

【図9】（ａ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の側面図 （ｃ）本発明の実施の形態１における掘削撹拌装置の底面図

【図10】（ａ）本発明の実施の形態１の第１例における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１の第１例における地盤改良体の一部拡大斜視図 （ｃ）本発明の実施の形態１の第１例における地盤改良体の斜視図

【図11】（ａ）本発明の実施の形態１の第２例における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の一部拡大斜視図 （ｃ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の斜視図

【図12】（ａ）本発明の実施の形態１の第３例における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１の第３例における地盤改良体の一部拡大斜視図 （ｃ）本発明の実施の形態１の第３例における地盤改良体の斜視図

【図13】（ａ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の構築工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の構築工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の構築工程説明図

【図14】（ａ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の構築工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の構築工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態１の第２例における地盤改良体の構築工程説明図

【図15】（ａ）本発明の実施の形態１の第４例における掘削撹拌装置の正面図 （ｂ）本発明の実施の形態１の第４例における地盤改良体の一部拡大斜視図 （ｃ）本発明の実施の形態１の第４例における地盤改良体の斜視図

【符号の説明】

【0085】

１ 回転軸
２ 掘削翼
３ 第１ボス部
４ 第２ボス部
５、５ａ、５ｂ 第１共回り防止翼
６、６ａ、６ｂ 第２共回り防止翼
７、７ａ、７ｂ 連結板
１０ 本体
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 拡径部
３０ 第１条件付き係合部
３１、３４ａ ピン
３３ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ 傾斜溝
３３ｂ 起立部

【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15】