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特開2024-129740地盤改良装置および地盤改良方法における排土方法ならびにこれらに用いられるスパイラルロッド
(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】P2024129740
(43)【公開日】2024-09-27
(54)【発明の名称】地盤改良装置および地盤改良方法における排土方法ならびにこれらに用いられるスパイラルロッド
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20240919BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12 102
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023039136
(22)【出願日】2023-03-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-05-09
(71)【出願人】
【識別番号】000185972
【氏名又は名称】小野田ケミコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000800
【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】前岑 修
(72)【発明者】
【氏名】高島 基之
(72)【発明者】
【氏名】高野 令男
【テーマコード（参考）】
2D040
【Ｆターム（参考）】
2D040AB05
2D040BA06
2D040BA08
2D040CA01
2D040CB03
2D040EA11
(57)【要約】
【課題】施工機の小型化を図りながら、機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮を図りうる地盤改良装置等を提供する。
【解決手段】地盤改良装置は、掘削撹拌翼１０により地盤を指定深度まで掘進している過程および掘削撹拌翼１０が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃを供給する。また、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、スクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂等を地上に排土することによって地盤を改良する。スクリュー翼２２が、スクリューロッド２０の周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されている。
【選択図】図１
【解決手段】地盤改良装置は、掘削撹拌翼１０により地盤を指定深度まで掘進している過程および掘削撹拌翼１０が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃを供給する。また、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、スクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂等を地上に排土することによって地盤を改良する。スクリュー翼２２が、スクリューロッド２０の周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している地盤改良装置。
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している地盤改良装置。
【請求項2】
請求項１に記載の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されている地盤改良装置。
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されている地盤改良装置。
【請求項3】
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
回転駆動機構が有する握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第１工程と、
前記第１工程において前記回転駆動機構を第１指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第２工程と、を含み、前記第２工程の後に再び前記第１工程が実行され、
前記第１工程および前記第２工程に代えてまたは加えて、
前記回転駆動機構が有する前記握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第３工程と、
前記第３工程において前記回転駆動機構を第２指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第４工程と、を含み、前記第４工程の後に再び前記第３工程が実行される
地盤改良方法における排土方法。
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
回転駆動機構が有する握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第１工程と、
前記第１工程において前記回転駆動機構を第１指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第２工程と、を含み、前記第２工程の後に再び前記第１工程が実行され、
前記第１工程および前記第２工程に代えてまたは加えて、
前記回転駆動機構が有する前記握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第３工程と、
前記第３工程において前記回転駆動機構を第２指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第４工程と、を含み、前記第４工程の後に再び前記第３工程が実行される
地盤改良方法における排土方法。
【請求項4】
請求項３に記載の地盤改良方法における排土方法において、
前記地盤改良方法としての小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法において用いられる排土方法。
前記地盤改良方法としての小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法において用いられる排土方法。
【請求項5】
地盤改良装置が、掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する際に、地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土するためのスクリュー翼を有するスクリューロッドであって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している
スクリューロッド。
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している
スクリューロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメント系固化材スラリーを用いた機械撹拌工法または地盤改良方法、特に、小型施工機を用いた機械撹拌工法に関する。
【背景技術】
【0002】
大型施工機を用いる機械撹拌工法によれば、三点支持式杭打機等のリーダーに設けられた撹拌軸が、その上端部のオーガーモーター等の駆動機によって回転駆動される。このようなタイプの施工機で地盤改良による地盤変位低減等を目的とする場合、撹拌軸にスパイラルを設けたスクリューロッドが取り付けられる。このような場合、駆動機とスパイラルは干渉しない。前記の様に地盤変位低減等を目的とする際、スラリーを注入する直前に改良対象部分の排土を行うことが多いが、注入スラリー量や地質、撹拌軸体積等に見合った排土を行って土圧の上昇や過剰排土を抑さえるとともに地盤変位を抑制し、低コストで地盤を改良することのできる地盤改良工法が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平０９－３１９６８号公報
【特許文献2】特開平０９－８８０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、機械撹拌工法が、都市土木等、狭隘で付近に構造物等が存在する場合でも採用されるようになり、組み立て作業にクレーンを使用する必要がない小型施工機による施工が実施されている。
【0005】
しかし、小型施工機を用いる工法によれば、機械能力および安全上、大型施工機の様に高いリーダーを装備して重量の大きいオーガーモーター等の回転駆動機構を撹拌軸の上端部に装備できないので、回転駆動機構の握持機構によりスクリューロッドの中間を握持する握持持ち替え工程が実行される。図８左側に示されているように、連続的な螺旋状のスクリュー翼が設けられたスクリューロッド２０－１は、基本的に回転駆動機構１２より下部にしか取り付けられない。これは、回転駆動機構１２の握持機構ではスクリューロッド２０－１を握持したとしても、図７に示されているように、当該握持機構とスクリューロッド２０－１との当接面積が小さいので、回転駆動機構１２のスクリューロッド２０－１を回転させる能力が十分に伝わらず、削孔・貫入能力が著しく低下するためである。よって、図８左側の状態から図８右側の状態に遷移するために、図８中央に示されているように、長深度の施工（駆動機下部で削孔可能な長さ以上）ではスクリューロッド２０－１および２０－２の継ぎ切りが必要となり、施工時間が長くなる。
【0006】
そこで、本発明は、施工機の小型化を図りながら、機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮を図りうる地盤改良装置等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】
【0007】
本発明の地盤改良装置は、
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している。
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している。
【0008】
前記構成の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されていることが好ましい。
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されていることが好ましい。
【0009】
本発明の地盤改良方法（小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法を含む。）における排土方法は、
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
回転駆動機構が有する握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第１工程と、
前記第１工程において前記回転駆動機構を指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させる第２工程と、を含み、前記第２工程の後に再び前記第１工程が実行され、
前記第１工程および前記第２工程に代えてまたは加えて、
前記回転駆動機構が有する前記握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第３工程と、
前記第３工程において前記回転駆動機構を第２指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第４工程と、を含み、前記第４工程の後に再び前記第３工程が実行される。
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
回転駆動機構が有する握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第１工程と、
前記第１工程において前記回転駆動機構を指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させる第２工程と、を含み、前記第２工程の後に再び前記第１工程が実行され、
前記第１工程および前記第２工程に代えてまたは加えて、
前記回転駆動機構が有する前記握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第３工程と、
前記第３工程において前記回転駆動機構を第２指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第４工程と、を含み、前記第４工程の後に再び前記第３工程が実行される。
【0010】
本発明のスクリューロッドは、
地盤改良装置が、掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する際に、地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土するためのスクリュー翼を有するスクリューロッドであって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している。
地盤改良装置が、掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する際に、地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土するためのスクリュー翼を有するスクリューロッドであって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している。
【0011】
当該構成の地盤改良装置等によれば、スクリューロッドが有するスクリュー翼が、スクリューロッドの周方向について、複数周期にわたり、握持機構により握持される複数の指定箇所（指定方位角範囲）を除いて螺旋状に配置されているまたは延在している。すなわち、スクリュー翼が、複数の指定箇所において、握持機構によるスクリューロッドの外周面への当接を許容するように、不連続になるまたは途切れるように、螺旋状に配置等されている。このため、スクリューロッドが複数の指定箇所において握持機構により握持されている状態から解放されている状態になった際、回転駆動機構が上昇または下降駆動される際、握持機構とスクリュー翼との干渉が回避される。
【0012】
複数の指定箇所におけるスクリューロッドの外周面を基準としたスクリュー翼の突出量は０でもよく、握持機構（または握持用の爪部材）が凹凸構造を有している場合、当該凸部がスクリューロッドの外周面に当接する際に、当該凹部において握持機構に干渉せず、かつ、解放時に当該凸部に干渉しない程度に突出していてもよい。
【0013】
第１工程→第２工程→第１工程→‥のように、下降駆動されている回転駆動機構により握持された状態で回転されているスクリューロッドによって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第１工程と、スクリューロッドが解放された状態で回転駆動機構が上昇駆動される第２工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法（機械撹拌工法）および排土方法が実施される。代替的または付加的に、第３工程→第４工程→第３工程→‥のように、上昇駆動されている回転駆動機構により握持された状態で回転されているスクリューロッドによって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第３工程と、スクリューロッドが解放された状態で回転駆動機構が下降駆動される第４工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法（機械撹拌工法）および排土方法が実施される。よって、地盤改良装置の小型化を図りながら、従来工法のようなスクリューロッドの継ぎ切り（図８参照）は不要である分だけ当該地盤改良装置を用いた機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮が図られうる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】地盤改良装置の構成に関する説明図。
【図2】スクリューロッドの構成に関する説明図。
【図3A】スクリューロッドの握持状態に関する説明図。
【図3B】スクリューロッドの解放状態に関する説明図。
【図4】地盤改良方法および排土方法の手順に関する説明図（掘進時）。
【図5】地盤改良方法および排土方法の手順に関する説明図（引抜時）。
【図6A】他のスクリューロッドの構成に関する説明図。
【図6B】さらに他のスクリューロッドの構成に関する説明図。
【図7】スクリューロッド握持に関する説明図。
【図8】従来の地盤改良方法および排土方法の手順に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
（地盤改良装置の構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての地盤改良装置は、掘削撹拌翼１０と、固化材供給機構１１と、回転駆動機構１２と、昇降駆動機構１４と、スクリュー翼２２を有するスクリューロッド２０と、を備えている。地盤改良装置は、掘削撹拌翼１０により地盤を指定深度まで掘進する際および掘削撹拌翼１０が引き上げられる際の一方または両方において、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃを供給するとともに、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、スクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する。
図１に示されている本発明の一実施形態としての地盤改良装置は、掘削撹拌翼１０と、固化材供給機構１１と、回転駆動機構１２と、昇降駆動機構１４と、スクリュー翼２２を有するスクリューロッド２０と、を備えている。地盤改良装置は、掘削撹拌翼１０により地盤を指定深度まで掘進する際および掘削撹拌翼１０が引き上げられる際の一方または両方において、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃを供給するとともに、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、スクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する。
【0016】
図２に示されているように、スクリューロッド２０の周方向に沿って螺旋状に延在するスクリュー翼２２が、スクリューロッド２０の周方向について、複数周期にわたり、複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されている（または延在している）。スクリュー翼２２が存在しない当該複数周期（スクリューロッド２０の軸線方向について指定区間）は、スクリューロッド２０の軸線方向について地盤改良に必要なストロークに相当し、軸線方向のすべての区間またはほぼすべての区間に相当することが好ましい。本実施形態では、図３Ａおよび図３Ｂのそれぞれに示されているように、スクリューロッド２０の中心軸線まわりの３回回転対称性を有する３つの指定箇所のそれぞれに、スクリュー翼２２の不連続箇所２２０（スクリュー翼２２の不存在箇所）が配置されている。
【0017】
スクリューロッド２０の中心軸線を基準として、スクリュー翼２２が存在する方位角範囲は、［０°、１２０°－δ］、［１２０°、２４０°－δ］および［２４０°、３６０°－δ］であり、不連続箇所２２０が存在する方位角範囲は、［１２０°－δ、１２０°］、［２４０°－δ、２４０°］および［３６０°－δ、３６０°（＝０°）］である。「δ」は、握持機構１２２（または握持機構１２２を構成する爪部材または把持部材）との干渉を回避しうる程度の広がりを持っていればよく、例えば、１０°～２５°の範囲に設計されている。
【0018】
スクリュー翼２２の不連続箇所２２０が、スクリューロッド２０の中心軸線まわりのＮ回回転対称性（Ｎ＝２、４、５、６、‥）を有するＮ個の指定箇所のそれぞれに配置されていてもよい。スクリュー翼２２の不連続箇所２２０が、スクリューロッド２０の中心軸線まわりの回転対称性を有しない形態で配置されていてもよい。
【0019】
スクリューロッド２０の外周面が、周方向についてスクリュー翼２２の複数周期にわたり複数の指定箇所において平坦に、または、握持機構１２２におけるスクリューロッド２０の外周面との当接箇所の形状に適合する形状に形成されていてもよい。
【0020】
掘削撹拌翼１０は、スクリューロッド２０の径方向に張り出すように、スクリューロッド２０の先端部に取り付けられている。掘削撹拌翼１０は、スクリューロッド２０の回転に伴って回転し、スクリューロッド２０の昇降に伴って昇降する。固化材供給機構１１は、スクリューロッド２０の内部から掘削撹拌翼１０の側方および／または下方に固化材を噴射するための固化材噴射口まで連通する、固化材供給経路を備えている。固化材供給機構１１は、地盤掘削を補助するための気体（例えば、圧縮空気）および／または液体（例えば、水）が供給される気体供給経路および／または液体供給経路を備えていてもよい。
【0021】
回転駆動機構１２は、スクリューロッド２０を周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構１２２および握持機構１２２をスクリューロッド２０の径方向に進退駆動するためのアクチュエータを有している。図３Ａに示されているように、３つの握持機構１２２のそれぞれが、不連続箇所２２０が存在する３つの指定箇所のそれぞれにおいてスクリューロッド２０の外周面に当接することにより、当該スクリューロッド２０が握持または保持される。その一方、図３Ｂに示されているように、３つの握持機構１２２のそれぞれが、不連続箇所２２０が配置されている３つの指定箇所のそれぞれにおいてスクリューロッド２０の外周面から離間することにより、当該スクリューロッド２０が解放または解放される。
【0022】
回転駆動機構１２は、回転部材１２０を回転駆動することにより、握持機構１２２により握持された状態のスクリューロッド２０をその中心軸線まわりに回転させるように構成されている。昇降駆動機構１４は、鉛直方向に延在して設置されている支柱部材１４０に沿って、回転駆動機構１２を昇降させるように構成されている。
【0023】
（地盤改良方法および排土方法）
前記構成の地盤改良装置によれば、第１工程の後に第２工程が実行され、この第２工程の後に再び第１工程が実行される、というように第１工程および第２工程が切り替えられることにより、掘削撹拌翼１０による地盤の掘進時に地盤改良方法およびその際の排土方法が実行される。
前記構成の地盤改良装置によれば、第１工程の後に第２工程が実行され、この第２工程の後に再び第１工程が実行される、というように第１工程および第２工程が切り替えられることにより、掘削撹拌翼１０による地盤の掘進時に地盤改良方法およびその際の排土方法が実行される。
【0024】
まず、図４左側に示されているように、１回目の第１工程において、握持状態（図３Ａ参照）におけるスクリューロッド２０が回転駆動されながら下降駆動される。これにより、掘削撹拌翼１０により地盤が指定深度まで掘進される過程において、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃが供給される。また、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、図２に示されているように、断続的なスクリュー翼２２を有するスクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排土される。
【0025】
続いて、図４中央に示されているように、１回目の第２工程において、スクリューロッド２０が解放されたうえで（図３Ｂ参照）、握持機構１２２がスクリュー翼２２の不連続箇所２２０を通過するように、回転駆動機構１２が上昇される。
【0026】
さらに、図４右側に示されているように、２回目の第１工程において、握持状態（図３Ａ参照）におけるスクリューロッド２０が回転駆動されながら下降駆動される。これにより、掘削撹拌翼１０により地盤が１回目の第１工程における指定深度よりもさらに深い指定深度まで掘進され、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃが供給される。また、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、断続的なスクリュー翼２２を有するスクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上にさらに排土される。
【0027】
図４右側に示されている状態で、スクリューロッド２０の上端部に他のスクリューロッド２０の下端部が接続または連結されることにより、さらに第２工程および第１工程が繰り返されてもよい。一方のスクリューロッド２０の端部に径方向または軸線方向に窪んでいる凹部または穴部が形成され、かつ、他方のスクリューロッド２０の端部に径方向または軸線方向に突出して、当該凹部に係合するまたは案内される凸部が形成されることにより、当該一対のスクリューロッド２０の連結に際して、スクリュー翼２２の不連続箇所２２０が軸線方向に揃うように位置決めされてもよい。
【0028】
さらに、前記構成の地盤改良装置によれば、第３工程の後に第４工程が実行され、この第４工程の後に再び第３工程が実行される、というように第３工程および第４工程が切り替えられることにより、掘削撹拌翼１０の引抜時に地盤改良方法およびその際の排土方法が実行される。
【0029】
まず、図５左側に示されているように、１回目の第３工程において、握持状態（図３Ａ参照）におけるスクリューロッド２０が回転駆動されながら上昇駆動される。これにより、掘削撹拌翼１０により地盤が指定深度まで掘進された後で掘削撹拌翼１０が引き上げられる過程において、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃが供給される。また、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、図２に示されているように、断続的なスクリュー翼２２を有するスクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排土される。
【0030】
続いて、図５中央に示されているように、１回目の第４工程において、スクリューロッド２０が解放されたうえで（図３Ｂ参照）、握持機構１２２がスクリュー翼２２の不連続箇所２２０を通過するように、回転駆動機構１２が下降される。
【0031】
さらに、図５右側に示されているように、２回目の第３工程において、握持状態（図３Ａ参照）におけるスクリューロッド２０が回転駆動されながら上昇駆動される。これにより、掘削撹拌翼１０により１回目の第３工程における指定深度よりも浅い指定深度まで掘削撹拌翼１０が引き上げられ、固化材供給機構１１により地盤中に固化材Ｃが供給される。また、掘削撹拌翼１０により固化材Ｃと地盤中の土砂とが撹拌混合される。この際、断続的なスクリュー翼２２を有するスクリューロッド２０により地盤中の余剰の土砂および改良土が地上にさらに排土される。
【0032】
（作用効果）
当該構成のスクリューロッド２０およびこれを備えている地盤改良装置によれば、スクリューロッド２０が有するスクリュー翼２２が、スクリューロッド２０の周方向について、複数周期にわたり、握持機構１２２により握持される複数の指定箇所（指定方位角範囲）において不連続である（または途切れている）。このため、スクリューロッド２０が複数の指定箇所（不連続箇所２２０）において握持機構１２２により握持されている状態から解放されている状態になった際、回転駆動機構１２が上昇駆動される際、握持機構１２２とスクリュー翼２２との干渉が回避される。
当該構成のスクリューロッド２０およびこれを備えている地盤改良装置によれば、スクリューロッド２０が有するスクリュー翼２２が、スクリューロッド２０の周方向について、複数周期にわたり、握持機構１２２により握持される複数の指定箇所（指定方位角範囲）において不連続である（または途切れている）。このため、スクリューロッド２０が複数の指定箇所（不連続箇所２２０）において握持機構１２２により握持されている状態から解放されている状態になった際、回転駆動機構１２が上昇駆動される際、握持機構１２２とスクリュー翼２２との干渉が回避される。
【0033】
このため、第１工程→第２工程→第１工程→‥のように、下降駆動されている回転駆動機構１２により握持された状態で回転されているスクリューロッド２０によって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第１工程と、スクリューロッド２０が解放された状態で回転駆動機構１２が上昇駆動される第２工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法（機械撹拌工法）または排土方法が実施される（図４参照）。代替的または付加的に、第３工程→第４工程→第３工程→‥のように、上昇駆動されている回転駆動機構により握持された状態で回転されているスクリューロッドによって地盤中の余剰の土砂および改良土が地上に排出される第３工程と、スクリューロッドが解放された状態で回転駆動機構が下降駆動される第４工程とが切り替えられることにより、地盤改良方法（機械撹拌工法）および排土方法が実施される（図５参照）。よって、地盤改良装置の小型化を図りながら、従来工法のようなスクリューロッドの継ぎ切り（図８参照）は不要である分だけ当該地盤改良装置を用いた機械撹拌工法による地盤改良施工期間の短縮が図られうる。
【0034】
（本発明の他の実施形態）
図２に示されているように連続型のスクリュー翼２２に軸線方向に揃った不連続箇所２２０が配置されるほか、図６Ａに示されているように断続型のスクリュー翼２２に軸線方向に揃った不連続箇所２２０が形成されてもよく、図６Ｂに示されているようにプロペラ型のスクリュー翼２２に軸線方向に揃った不連続箇所２２０が形成されてもよい。小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法ならびに高圧噴射撹拌工法において、同様の昇降駆動機構および回転駆動機構を持つ場合にも本発明が適用可能である。
図２に示されているように連続型のスクリュー翼２２に軸線方向に揃った不連続箇所２２０が配置されるほか、図６Ａに示されているように断続型のスクリュー翼２２に軸線方向に揃った不連続箇所２２０が形成されてもよく、図６Ｂに示されているようにプロペラ型のスクリュー翼２２に軸線方向に揃った不連続箇所２２０が形成されてもよい。小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法ならびに高圧噴射撹拌工法において、同様の昇降駆動機構および回転駆動機構を持つ場合にも本発明が適用可能である。
【符号の説明】
【0035】
１０‥掘削撹拌翼
１１‥固化材供給機構
１２‥回転駆動機構
１２０‥回転部材
１２２‥握持機構
１４‥昇降駆動機構
１４０‥支柱部材
２０‥スクリューロッド
２２‥スクリュー翼
２２０‥不連続箇所
Ｃ‥固化材（セメント固化材）。
１１‥固化材供給機構
１２‥回転駆動機構
１２０‥回転部材
１２２‥握持機構
１４‥昇降駆動機構
１４０‥支柱部材
２０‥スクリューロッド
２２‥スクリュー翼
２２０‥不連続箇所
Ｃ‥固化材（セメント固化材）。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されておりまたは延在しており、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持することを特徴とする地盤改良装置。
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されておりまたは延在しており、
前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持することを特徴とする地盤改良装置。
【請求項2】
請求項１に記載の地盤改良装置において、
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されている地盤改良装置。
前記スクリューロッドの外周面が、周方向について前記スクリュー翼の前記複数周期にわたり前記複数の指定箇所において平坦に形成されている地盤改良装置。
【請求項3】
掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する地盤改良方法に際して、前記掘削撹拌翼が先端部に設けられ、スクリュー翼を有するスクリューロッドにより前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する方法であって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
回転駆動機構が有する握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第１工程と、
前記第１工程において前記回転駆動機構を第１指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第２工程と、を含み、前記第２工程の後に再び前記第１工程が実行され、
前記第１工程および前記第２工程に代えてまたは加えて、
前記回転駆動機構が有する前記握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第３工程と、
前記第３工程において前記回転駆動機構を第２指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第４工程と、を含み、前記第４工程の後に再び前記第３工程が実行される
地盤改良方法における排土方法。
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
回転駆動機構が有する握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第１工程と、
前記第１工程において前記回転駆動機構を第１指定高さまで下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させる第２工程と、を含み、前記第２工程の後に再び前記第１工程が実行され、
前記第１工程および前記第２工程に代えてまたは加えて、
前記回転駆動機構が有する前記握持機構により前記スクリューロッドを前記複数の指定箇所において握持したうえで、前記回転駆動機構により前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させながら、昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇させることにより、前記地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土する第３工程と、
前記第３工程において前記回転駆動機構を第２指定高さまで上昇させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させたうえで、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように、前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を下降させる第４工程と、を含み、前記第４工程の後に再び前記第３工程が実行される
地盤改良方法における排土方法。
【請求項4】
請求項３に記載の地盤改良方法における排土方法において、
前記地盤改良方法としての小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法において用いられる排土方法。
前記地盤改良方法としての小型機械撹拌併用高圧噴射撹拌工法または高圧噴射撹拌工法において用いられる排土方法。
【請求項5】
地盤改良装置が、掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する際に、地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土するためのスクリュー翼を有するスクリューロッドであって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されており、または延在しており、
前記複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を含む回転動作機構により、解放されている場合は、当該複数の指定箇所を握持機構が通過させるように、前記回転動作機構を上昇または下降させることが可能であることを特徴とするスクリューロッド。
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されており、または延在しており、
前記複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を含む回転動作機構により、解放されている場合は、当該複数の指定箇所を握持機構が通過させるように、前記回転動作機構を上昇または下降させることが可能であることを特徴とするスクリューロッド。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明の地盤改良装置は、
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、 前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持する。
スクリュー翼を有するスクリューロッドと、前記スクリューロッドの先端部に設けられている掘削撹拌翼と、固化材供給機構と、を備え、前記掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、前記固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合しつつ、前記スクリューロッドにより地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土することによって地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記スクリューロッドを周方向に離間している複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を有し、前記握持機構により握持された状態の前記スクリューロッドを軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構を昇降させる昇降駆動機構と、を備え、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり前記複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、 前記握持機構により前記スクリューロッドを握持し、前記回転駆動機構を指定高さまで上昇または下降させた後、前記握持機構に前記スクリューロッドを解放させて、前記握持機構が前記スクリュー翼の不連続箇所を通過するように前記昇降駆動機構により前記回転駆動機構を上昇または下降させ、再び前記握持機構により前記スクリューロッドを握持する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本発明のスクリューロッドは、
地盤改良装置が、掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する際に、地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土するためのスクリュー翼を有するスクリューロッドであって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
前記複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を含む回転動作機構により、解放されている場合は、当該複数の指定箇所を握持機構が通過させるように、前記回転動作機構を上昇または下降させることが可能であることを特徴とする。
地盤改良装置が、掘削撹拌翼により地盤を指定深度まで掘進している過程および前記掘削撹拌翼が引き上げられている過程のうち一方または両方において、固化材供給機構により地盤中に固化材を供給し、前記掘削撹拌翼により前記固化材と前記地盤中の土砂とを撹拌混合する際に、地盤中の余剰の土砂および改良土を地上に排土するためのスクリュー翼を有するスクリューロッドであって、
前記スクリュー翼が、前記スクリューロッドの周方向について複数周期にわたり複数の指定箇所を除いて螺旋状に配置されているまたは延在しており、
前記複数の指定箇所において解放可能に握持する握持機構を含む回転動作機構により、解放されている場合は、当該複数の指定箇所を握持機構が通過させるように、前記回転動作機構を上昇または下降させることが可能であることを特徴とする。