JP2004076440A - Mixing agitating device and its use - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、攪拌翼を用いずに、掘削翼と地盤改良剤のジェット噴射とによって、汚染土壌や軟弱地盤等を地盤改良剤と混合攪拌して封じ込めまたは硬化させて地盤改良する深層処理工法で用いられる混合撹拌装置及びその使用方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
軟弱地盤中に、スラリー状の地盤改良剤を注入し、これらを攪拌翼で混合攪拌して、硬化、固結反応によって軟弱地盤を杭状や盤状に改良し、これを基礎地盤とする深層混合処理工法が知られている。
この工法では、軟弱地盤の原土壌と、セメント系固化剤のスラリーを攪拌して、土中の間隙水との水和反応による硬化、固結を均一化したコラムを造成する必要がある。
そのために、掘削翼と攪拌翼とを有して土壌とスラリーとを攪拌する深層混合撹拌装置として、▲1▼攪拌装置に土壌の共廻りを防止する静止翼を一段又は二段に取り付けた装置、▲2▼回転軸を正転および逆転方向に回転させる装置、▲3▼攪拌翼を多段に取り付け、高速回転により反復回数を多くして土切り回数を多くした装置、▲4▼ジェット攪拌による装置などが種々提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
関東ローム層のような粘着力の強い地盤や、または礫質土を従来の深層混合攪拌装置で地盤改良するときには、前記▲1▼の静止翼のような共廻り防止装置を取付けて施工しても、機械本体の重量が軽いと機械が浮き上がり、所定の深度までの地盤改良ができない。
また、共廻り防止装置としての静止翼の上部から堀削翼の下までの間が未改良になる欠点がある。
前記▲2▼の正逆回転しうる撹拌装置で施工する場合には、正転時にはモーターの回転力で堀削翼は回転するが、逆転時にはモーターの回転力が弱く、粘着力の強い地盤や砂礫土では、攪拌翼が十分に回転せず未改良のコラムができやすい欠点がある。
前記▲3▼の攪拌翼を多段に取付けた装置では、回転数を高速回転として施工しても、攪拌翼と攪拌翼の間に土の塊ができて土の共廻り現象が生じ、その結果、未改良コラムができやすいという欠点がある。
前記▲4▼のジェット攪拌による装置で地盤改良を行う場合には、ジェットの噴射角度の問題があり、または堀削径と同じ径にする場合、垂直部片又は飛散防止翼に直接スラリーを噴射すると、垂直部片や飛散防止翼の面積が大きいために、土壌が礫質土で強粘着力の土質の場合には、礫質土の崩壊トルクが増大する虞れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の有する種々の問題点を解決するために提案されたもので、その目的とするところは、堀削翼とスラリー状の土壌改良剤のジェット噴射により土の共廻りを防止すると共に、スラリーを均一に混合して、強固なコラムを造成しうる混合撹拌装置およびその使用方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するために、請求項1の発明の混合撹拌装置では、
地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第1掘削翼と、前記掘削軸で、上記第1掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第1掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第1吐出口と、前記掘削軸で、前記第1掘削翼より上方位置で、前記第1掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第2掘削翼と、前記掘削軸で、上記第2掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第2掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第2吐出口とを設けてなる、という技術的手段を講じている。
また、請求項2の発明では、
前記第1掘削翼および第2掘削翼が、掘削軸から径方向に延びる一対の翼部からなっており、該翼部の外端に設けた掘削刃が、同一の翼部に設けられた他の掘削刃より長く且つ低くなるように配置されている、という技術的手段を講じている。
【0006】
請求項3の混合攪拌装置の使用方法の発明では、
地盤改良剤のスラリーを移送可能な中空状のロッドの先端に形成される掘削軸と、該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第1掘削翼と、前記掘削軸で、上記第1掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第1掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第1吐出口と、前記掘削軸で、前記第1掘削翼より上方位置で、前記第1掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第2掘削翼と、前記掘削軸で、上記第2掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第2掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第2吐出口とを設けた混合攪拌装置の使用方法であって、
第1吐出口から加圧されたスラリーを第1掘削翼の掘削径内に噴射して、掘削トルクの軽減を図り、第2吐出口から加圧されたスラリーを第2掘削翼の掘削径内に噴射して、土切りを確実に行うと共に、第1掘削翼で処理できなかった未処理土の掘削を行って、均質なコラムの造成を行うことができる、という技術的手段を講じている。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の混合攪拌装置の好適実施例について、図面を参照しながら説明する。
本実施例に示す混合攪拌翼1は、公知の駆動手段としての、例えばオーガにより回転駆動される掘削ロッド(図示せず)の先端に取り付けられる攪拌用ヘッドであるが、掘削ロッドと一体に形成されるものでもよい。
そして、前記掘削ロッドには地盤改良剤のスラリーを中空部内に供給する供給管(図示せず)を接続して駆動すれば良く、公知工法と同様に使用される。
【0008】
混合攪拌翼1は、図1から図3に示すように、前記オーガより駆動回転される堀削ロッドの先端に取り付けられる堀削軸2と、該堀削軸に取り付けられる第1堀削翼3および第2掘削翼5と、各掘削翼3、5の下方の設けられた第1吐出口4および第2吐出口6とからなっている。
【0009】
掘削軸2は、掘削ロッドの中空部と連通する中空部を有しており、上端のジョイント部2aを介して掘削ロッドと一体に連結される。
この掘削軸2の下端にはエッジ7を突設しており、その上方に第1掘削翼3が設けられており、更にその上方には第1掘削翼3と直交するように第2掘削翼5が形成されている。
【0010】
第1掘削翼3と第2掘削翼5とは、掘削軸2に対する延出方向が90度変位して直交しているが、その基本的な構成は本実施例の場合には同一となっている。即ち、第1掘削翼3と第2掘削翼5は、掘削軸2を中心にして径方向に対向して延びる一対の翼部3Aと3B、5Aと5Bからなっており、一方の翼部3A、5Aと他方の翼部3B、5Bとがそれぞれ掘削軸2の軸線に対して鋭角に交差すると共に、掘削軸2を中心に左右が反対となるようにように形成されている。
【0011】
この翼部3Aと3B、5Aと5Bには、それぞれ複数(図示例では4つ)の掘削刃13、15が、各翼部3Aと3B、5Aと5Bの短手辺の延長方向下方へ向かって突出している。
この掘削刃13、15は、各翼部3Aと3B、5Aと5Bに形成されたツース状の突起部13a、15aと、その先端部に固着された、耐摩耗性並びに硬度に優れた、例えば超硬金属製のビット13b、15bからなっている。
このビット13b、15bは、混合攪拌翼1を土壌中に突入する際に、土壌を掘削、粉砕する。
【0012】
上記掘削刃13、15のうち、翼部3Aと3B、5Aと5Bのそれぞれの外端側には、地盤改良剤の飛散防止用の掘削刃13’、15’が設けられている。
この掘削刃13’、15’は、他の掘削刃13、15より長く且つ低くなるように配置されており、図示例では、他の掘削刃13、15に対して取付位置が下方にずれている。
【0013】
一方、掘削軸2で、前記第1掘削翼3の下方には、掘削ロッドから堀削軸2の中空を通った地盤改良剤を高圧、または中圧で噴射させる第1吐出口4が、左右の各翼部3A、3Bに沿って噴射可能に一対に設けられている。
同様に、第2掘削翼5の下方には、掘削ロッドから堀削軸2の中空を通った地盤改良剤を高圧、または中圧で噴射させる第2吐出口6が、左右の各翼部5A、5Bに沿って噴射可能に一対に設けられている。
【0014】
そして、この第1吐出口4および第2吐出口6から吐出されたスラリーは、前記飛散防止用の掘削刃13’、15’に向かって噴射され、上記掘削刃13’、15’の内側で遮蔽されるので、掘削刃による掘削径を超えて吐出されることはない。
【0015】
この第1吐出口4からスラリーを噴射し、堀削刃13より下段の土を掘り起こす事により、堀削トルクを低域させることができる。
また、第2吐出口6から噴射した高圧・中圧のスラリーは原土壌との混合が適切に行われるので、例えば土壌の土質が砂礫や強粘性土である場合に、第1掘削翼3と第1吐出口4による掘削が不十分であっても、第2吐出口6によるスラリーの噴射と第2堀削翼によって攪拌処理されるので、均質なコラムの造成が可能となる。
【0016】
上記実施例では、攪拌翼を上下2段に設けた構成を示したが、攪拌翼を3段以上設けてもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【0017】
【発明の効果】
この発明による深層混合攪拌装置は、堀削翼を上下二段に設ければよく、攪拌翼を不要化することができる。
また、第1堀削翼の下方に第1吐出口を設けて高圧・中圧の地盤改良剤を噴射するので掘削トルクの低減を図ることができ、また、第2攪拌翼の下方に第2吐出口を設けて同様に高圧・中圧の地盤改良剤を噴射するので、原土壌が粘着力の強い地盤や砂礫土であってもスラリーとの攪拌を十分に行うことができ、土の共廻りもジェット噴射によって土切りを確実に行える。
第2堀削翼も第1堀削翼で対処できなかった未処理土の堀削に性能を発揮できる。
また、第1、第2吐出口は、第1、第2堀削翼の外端に設けた掘削刃の内側にスラリーを噴射して、スラリーの飛散を遮蔽するので、堀削径を超えて飛散することがない。これによって地層や地質にバラツキがあっても、深層混合処理装置を用いることによって均質なコラムの造成が確実なものになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す混合攪拌翼の正面図である。
【図2】同、平面図の一部である。
【図3】混合攪拌翼の側面図である。
【符号の説明】
1 混合攪拌翼
2 掘削軸
3 第1掘削翼
3A、3B 第1掘削翼を構成する一対の翼部
4 第1吐出口
5 第2掘削翼
5A、5B 第2掘削翼を構成する一対の翼部
6 第2吐出口
7 エッジ
13 第1掘削翼の掘削刃
13’ 飛散防止用の掘削刃
15 第2掘削翼の掘削刃
15’ 飛散防止用の掘削刃[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a deep-layer treatment method in which contaminated soil, soft ground, and the like are mixed and stirred with a soil conditioner and sealed or hardened by using a drilling wing and jet injection of a soil conditioner, without using a stirring blade, and a soil improvement method is performed. The present invention relates to a mixing and stirring device to be used and a method of using the same.
[0002]
[Prior art]
Inject a slurry-like soil improver into the soft ground, mix and stir them with stirring blades, improve the soft ground into a pile or board shape by hardening and consolidation reaction, and use this as the base ground A mixing method is known.
In this method, it is necessary to stir a slurry of the soft soil raw soil and a cement-based solidifying agent to create a column in which hardening and consolidation by hydration reaction with pore water in the soil are uniformed.
Therefore, as a deep mixing stirrer that has an excavating blade and a stirring blade and stirs the soil and slurry, (1) a device in which stationary blades that prevent co-rotation of soil are attached to the stirring device in one or two stages (2) a device for rotating the rotating shaft in the forward and reverse directions, (3) a device in which stirring blades are mounted in multiple stages and the number of repetitions is increased by increasing the number of repetitions by high-speed rotation, and (4) jet stirring. Various devices have been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When improving the ground with strong adhesion such as the Kanto loam layer or the conglomerate soil with the conventional deep mixing and agitation device, install a counter-rotating device such as the stationary blade of (1) above and construct it. However, if the weight of the machine body is light, the machine is lifted, and the ground cannot be improved to a predetermined depth.
In addition, there is a disadvantage that the space between the upper part of the stationary blade as a co-rotation prevention device and the lower part of the excavation blade is not improved.
In the case of using the stirrer that can rotate forward and reverse in the above (2), the excavating wing rotates by the rotational force of the motor during normal rotation, but the rotational force of the motor is weak during reverse rotation, In the case of gravel soil, there is a disadvantage that the stirring wing does not rotate sufficiently and an unmodified column is easily formed.
In the device in which the stirring blades of (3) are mounted in multiple stages, even if the rotation speed is set to high-speed rotation, a lump of soil is formed between the stirring blades and the co-rotation phenomenon of the soil occurs. As a result, However, there is a disadvantage that an unmodified column is easily formed.
There is a problem with the jet injection angle when the ground is improved with the device using jet agitation in (4) above, or when the diameter is the same as the excavation diameter, the slurry is directly injected into the vertical piece or the scattering prevention wing. Then, since the area of the vertical piece and the scattering prevention wing is large, when the soil is a conglomerate soil and has strong cohesive strength, the collapse torque of the conglomerate soil may increase.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned various problems of the prior art. The purpose of the present invention is to reduce the co-rotation of soil by excavating wings and jetting a slurry-like soil conditioner. It is an object of the present invention to provide a mixing and stirring device capable of forming a strong column while preventing and mixing the slurry uniformly, and a method of using the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the mixing and stirring device of the invention according to
A digging shaft formed at the tip of a hollow rod capable of transferring a slurry of the soil conditioner, a first digging wing having a digging blade extending diametrically on the tip side of the digging shaft, and a digging shaft; A first discharge port that is provided below the first digging wing and injects the pressurized slurry into the inside of a digging blade provided on an outer end side of the first digging wing; A second digging wing extending diametrically substantially perpendicular to the first digging wing at a position above the first digging wing and provided with a digging blade; and a second digging wing provided on the digging shaft below the second digging wing. And a second discharge port for injecting the pressurized slurry into the inside of a digging blade provided on the outer end side of the second digging wing.
In the invention of
The first digging wing and the second digging wing are composed of a pair of wings extending radially from a digging axis, and a digging blade provided at an outer end of the wing is provided on the same wing. Technical means that it is arranged to be longer and lower than the excavating blade.
[0006]
In the invention of the method for using the mixing and stirring device according to
A digging shaft formed at the tip of a hollow rod capable of transferring a slurry of the soil conditioner, a first digging wing having a digging blade extending diametrically on the tip side of the digging shaft, and a digging shaft; A first discharge port that is provided below the first digging wing and injects the pressurized slurry into the inside of a digging blade provided on an outer end side of the first digging wing; A second digging wing extending in a diametrical direction substantially perpendicular to the first digging wing at a position above the first digging wing and provided with a digging blade, and provided below the second digging wing on the digging axis. And a second discharge port for injecting the pressurized slurry into the inside of a cutting blade provided on the outer end side of a second cutting blade.
The slurry pressurized from the first discharge port is injected into the digging diameter of the first digging wing to reduce the digging torque, and the slurry pressurized from the second discharging port is digged into the digging diameter of the second digging wing. To ensure that the soil is cut off, and that the unprocessed soil that could not be processed by the first excavator wing is excavated to form a uniform column. .
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the mixing and stirring device of the present invention will be described with reference to the drawings.
The mixing and stirring
Then, a supply pipe (not shown) for supplying a slurry of the ground improvement agent into the hollow portion may be connected to the excavation rod and driven, and is used in the same manner as a known method.
[0008]
As shown in FIGS. 1 to 3, the mixing and stirring
[0009]
The
An
[0010]
The
[0011]
A plurality of (four in the illustrated example) excavating
The
These
[0012]
Of the
These
[0013]
On the other hand, on the
Similarly, below the
[0014]
Then, the slurry discharged from the first discharge port 4 and the
[0015]
By injecting the slurry from the first discharge port 4 and excavating the soil below the
In addition, since the high-pressure / medium-pressure slurry injected from the
[0016]
In the above-described embodiment, the configuration in which the stirring blades are provided in the upper and lower stages is shown, but the stirring blades may be provided in three or more stages.
In other words, it goes without saying that various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0017]
【The invention's effect】
In the deep mixing and stirring apparatus according to the present invention, the excavating blades may be provided in two stages, upper and lower, and the stirring blades can be eliminated.
In addition, since a first discharge port is provided below the first excavating blade to inject a high-pressure / medium-pressure ground improver, excavation torque can be reduced, and a second discharging blade is provided below the second stirring blade. A discharge port is provided to inject high- and medium-pressure soil conditioners in the same way, so that even when the original soil is strong ground or gravel soil, it can be sufficiently stirred with the slurry, and The surrounding area can be surely cut by jet injection.
The second excavation wing can also exhibit performance in excavating untreated soil that could not be dealt with by the first excavation wing.
In addition, the first and second discharge ports spray the slurry inside the excavating blade provided at the outer end of the first and second excavation blades to block the scattering of the slurry. There is no scattering. As a result, even if there are variations in the geological formations and geology, the formation of a uniform column can be ensured by using the deep mixing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a mixing and stirring blade showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a part of a plan view of the same.
FIG. 3 is a side view of a mixing and stirring blade.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該掘削軸の先端側で直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第1掘削翼と、
前記掘削軸で、上記第1掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第1掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第1吐出口と、
前記掘削軸で、前記第1掘削翼より上方位置で、前記第1掘削翼と略直交して直径方向に延びると共に掘削刃を備えた第2掘削翼と、
前記掘削軸で、上記第2掘削翼の下方に設けられて加圧された前記スラリーを第2掘削翼の外端側に設けられた掘削刃の内側に噴射させる第2吐出口とを設けてなることを特徴とする混合攪拌装置。An excavation shaft formed at the tip of a hollow rod capable of transferring a slurry of the soil conditioner,
A first digging wing extending diametrically on the tip side of the digging axis and having a digging blade;
A first discharge port for injecting the pressurized slurry provided below the first excavation wing into the excavation blade provided on an outer end side of the first excavation wing on the excavation axis;
A second digging wing extending diametrically substantially perpendicular to the first digging wing at a position above the first digging wing on the digging axis, and having a digging blade;
A second discharge port for discharging the pressurized slurry provided below the second digging wing on the digging shaft into a digging blade provided on an outer end side of the second digging wing; A mixing and stirring device.
該翼部の外端に設けた掘削刃が、同一の翼部に設けられた他の掘削刃より長く且つ低くなるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の混合撹拌装置。The first excavator and the second excavator comprise a pair of wings extending radially from the excavation axis,
2. The mixing and stirring apparatus according to claim 1, wherein a digging blade provided at an outer end of the wing is arranged to be longer and lower than other digging blades provided on the same wing. .
第1吐出口から加圧されたスラリーを第1掘削翼の掘削径内に噴射して、掘削トルクの軽減を図り、
第2吐出口から加圧されたスラリーを第2掘削翼の掘削径内に噴射して、土切りを確実に行うと共に、第1掘削翼で処理できなかった未処理土の掘削を行なうことを特徴とした混合攪拌装置の使用方法。A digging shaft formed at the tip of a hollow rod capable of transferring a slurry of the soil conditioner, a first digging wing having a digging blade extending diametrically on the tip side of the digging shaft, and A first discharge port that is provided below the first digging wing and injects the pressurized slurry into the inside of a digging blade provided on an outer end side of the first digging wing; A second digging wing extending in a diametrical direction substantially perpendicular to the first digging wing at a position above the first digging wing and provided with a digging blade, and provided below the second digging wing on the digging axis. And a second discharge port for injecting the pressurized slurry into the inside of a cutting blade provided on the outer end side of a second cutting blade.
The slurry pressurized from the first discharge port is injected into the digging diameter of the first digging wing to reduce the digging torque,
Injecting the slurry pressurized from the second discharge port into the digging diameter of the second digging wing to surely perform the diving, and to dig the untreated soil that could not be processed by the first digging wing. How to use the characteristic mixing and stirring device.
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