JP2017020179A - Drilling and agitation device with corotation prevention blade - Google Patents
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Abstract
Description
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、掘削土が掘削翼や撹拌翼と共に回転する事態を防止する共回り防止翼付き掘削撹拌装置に関するものである。 The present invention relates to an excavation and agitation apparatus with a co-rotation prevention blade that is used in a ground improvement method such as a deep mixing treatment method, and prevents the excavation soil from rotating together with the excavation blade and the agitation blade.
土壌の粘性が高い(例えば、粘土やシルト等)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てしまうため、共回り防止翼が必要となる。 If the soil is highly viscous (for example, clay, silt, etc.), the excavated earth and sand and the solidified milk will try to rotate together with the rotation of the drilling blade. As a result, a non-homogeneous column will be created and a co-rotation prevention wing will be required.
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、回転軸の下端部に掘削翼を設けたオーガ式の掘削装置では、掘削翼の回転外径である掘削径よりも、大径の共回り防止翼を、回転軸に遊嵌させるのが望ましい。 Specifically, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 1197295), in an auger-type drilling device in which a drilling blade is provided at the lower end of a rotating shaft, a drilling diameter that is a rotating outer diameter of the drilling blade. It is more desirable to loosely fit the large-diameter co-rotation preventing wing to the rotating shaft.
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周囲の地山に触れているので、共回り防止翼は地中でほとんど回転しない。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ることになり、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ことになる。 In this way, while the rotating shaft is actively rotated by the driving means in the ground, since the tip of the co-rotation preventing wing touches the surrounding ground, the co-rotation preventing wing hardly rotates in the ground. . In other words, a large angular velocity difference is generated between the rotating shaft and the co-rotation preventing blade, and this angular velocity difference causes the soil on the upper side and lower side (excavation blade side) to be bordered with the co-rotation preventing blade as a boundary. It will be.
本明細書において、掘削翼の掘削作用が及ぶ領域を「操作体積」と呼ぶと、共回り防止翼は、操作体積の境界部分に位置することになり、共回りしようとする土壌から見ると、共回りを妨げる邪魔板のような働きをする。このような働きにより、操作体積は一定範囲に限定されることとなり、結果として、掘削翼による混練が良好となる。 In this specification, when the region where the excavating action of the excavating blade reaches is referred to as “operation volume”, the co-rotation preventing wing is located at the boundary portion of the operation volume, and when viewed from the soil to be co-rotated, It works like a baffle that prevents co-rotation. By such a function, the operation volume is limited to a certain range, and as a result, the kneading by the excavating blade is good.
昨今、建物の建て替え時に地盤改良を行う例が増えており、埋め土や盛土等の地盤が改良の対象となることが多い。このような地盤には、土のみでなく、しばしば異物(例えば、コンクリートガラ、アスファルトガラ、岩砕、岩塊、玉石、大礫、木屑等、通常、直径約10センチメートル〜50センチメートル程度のもの)が含まれている。 Recently, there are increasing examples of ground improvement at the time of rebuilding a building, and ground such as buried soil and embankment is often targeted for improvement. In such ground, not only soil, but often foreign matters (for example, concrete galley, asphalt galley, crushed rocks, boulders, cobblestones, gravels, wood chips, etc., usually about 10 centimeters to 50 centimeters in diameter) Stuff).
地盤に異物が含まれていると、異物が掘削翼と共回り防止翼との間に挟まり、これらの翼が変形あるいは損傷するおそれがある。さらには、異物が掘削翼と共回り防止翼との間に挟まったままとなると、本来上記角速度差を発生させるべきこれらの翼が、異物で接続されることにより、一体的に回転し、共回り防止翼の縁切り作用が果たされなくなってしまう。こうなると、地盤改良体の品質が著しく低下する。もともとは、異物はソイルセメントを上回る強度を有することが多いから、異物が地盤改良体内に残存しても、地盤改良体の品質は損なわれないのであるが、共回り防止翼の縁切り作用が無効にされてはならない。
そこで本発明は、異物が存在してもその悪影響を抑制できる共回り防止翼付き掘削撹拌装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the excavation stirring apparatus with a co-rotation prevention wing | blade which can suppress the bad influence even if a foreign material exists.
第1の発明に係る共回り防止翼付き掘削撹拌装置は、地中で回転する回転軸と、回転軸の下端部に突設され土砂を掘削する掘削翼と、掘削翼よりも上方において、回転軸を周回し回転軸に対して遊嵌されるボス部と、ボス部に基端部が固着され先端部が掘削翼よりも外側に位置し地山に接触する共回り防止翼と、前記共回り防止翼と一体化され、共回り防止翼と掘削翼の間に介装され、かつ共回り防止翼に対し平面視で交差し、異物を回転軸側から地山側へ案内する案内側面を有する排出案内翼とを備える。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an excavating and agitating device with a co-rotation preventing blade, a rotating shaft that rotates in the ground, a drilling blade that protrudes from a lower end portion of the rotating shaft, excavates earth and sand, and rotates above the drilling blade. A boss part that circulates around the shaft and is loosely fitted to the rotating shaft, and a co-rotation prevention blade that has a proximal end fixed to the boss part and whose tip is located outside the excavation blade and is in contact with the natural ground. Integrated with the anti-rotation blade, interposed between the co-rotation prevention blade and the excavation blade, and intersects the co-rotation prevention blade in plan view, and has a guide side surface for guiding foreign matter from the rotating shaft side to the natural ground side. And a discharge guide vane.
好ましくは、排出案内翼の案内側面は、平面視でボス部に近接する基端部に比べ、排出案内翼の先端部が掘削翼から遠ざかる形状をなすように形成される。また、好ましくは、排出案内翼の案内側面は、平面視で滑らかな曲線で形成されているか、あるいは、排出案内翼の案内側面は、平面視で階段状に折れ曲がる複数の直線群により形成される。 Preferably, the guide side surface of the discharge guide vane is formed so that the distal end portion of the discharge guide vane is away from the excavating vane as compared to the base end portion close to the boss portion in plan view. Preferably, the guide side surface of the discharge guide vane is formed with a smooth curve in a plan view, or the guide side surface of the discharge guide vane is formed with a plurality of straight lines bent in a step shape in the plan view. .
この構成において、第1に、共回り防止翼と掘削翼との間に排出案内翼が介装されているため、共回り防止翼と掘削翼とは少なくとも排出案内翼の厚さだけ離れており、それだけでも共回り防止翼と掘削翼との間に異物が挟まりにくくなっている。第2に、排出案内翼が異物を回転軸側から地山側へ案内する案内側面を有するため、共回り防止翼と掘削翼との近傍に異物が存在していたとしても、異物は排出案内翼の案内側面により地山側に案内されているから、異物は、一層、掘削翼と共回り防止翼との間に異物が挟まりにくくなる。よって、共回り防止翼と掘削翼とが一体的に回転する事態が回避され、共回り防止翼による縁切り効果が維持される。 In this configuration, first, since the discharge guide vane is interposed between the co-rotation prevention blade and the excavation blade, the co-rotation prevention blade and the excavation blade are separated by at least the thickness of the discharge guide vane. This alone prevents foreign matter from getting caught between the co-rotation prevention blade and the excavation blade. Secondly, since the discharge guide vane has a guide side surface for guiding foreign matter from the rotating shaft side to the natural ground side, even if foreign matter is present near the co-rotation prevention blade and the excavation blade, the foreign matter is discharged to the discharge guide blade. Since the foreign material is guided to the natural ground side by the guide side surface, the foreign matter is more unlikely to be caught between the excavation blade and the co-rotation prevention blade. Therefore, the situation where the co-rotation preventing blade and the excavation blade rotate together is avoided, and the edge cutting effect by the co-rotation preventing blade is maintained.
しかも、排出案内翼は、共回り防止翼と一体化されているため、共回り防止翼だけでなく排出案内翼によっても縁切り効果が奏される。このため、共回り防止翼と掘削翼とを離しても、掘削翼の操作体積をできるだけ小さくすることができ、良質な地盤改良体を形成できる。 In addition, since the discharge guide vanes are integrated with the co-rotation preventing vanes, not only the co-rotation preventing blades but also the discharge guide vanes provide an edge cutting effect. For this reason, even if the co-rotation prevention blade and the excavation blade are separated, the operation volume of the excavation blade can be reduced as much as possible, and a high-quality ground improvement body can be formed.
本発明によれば、異物が排出案内翼の案内側面によりカラムの外周側へ案内され、異物が掘削翼と共回り防止翼とに挟まらないようにすることができるし、しかも、排出案内翼によっても縁切り効果が奏されるため、掘削翼の操作体積を小さくして、良質な地盤改良体を形成できる。 According to the present invention, foreign matter can be guided to the outer peripheral side of the column by the guide side surface of the discharge guide blade, and the foreign matter can be prevented from being caught between the excavation blade and the co-rotation prevention blade, and the discharge guide blade. Since the edge cutting effect is also exerted, the operation volume of the excavating blade can be reduced and a good ground improvement body can be formed.
(比較例)
本発明の実施の形態を説明するに先立ち、比較例における異物による悪影響について、図9〜図10を参照しながら説明する。ここで、図9は、比較例における掘削撹拌装置の側面図、図10は、図9のA−A線断面図である。
(Comparative example)
Prior to the description of the embodiment of the present invention, adverse effects due to foreign substances in the comparative example will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 9 is a side view of the excavating and stirring apparatus in the comparative example, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
図9において、回転軸2は、中心線1を有し、中心線1を中心に矢印N方向又はその逆方向に図示しない駆動手段による回転力を印加され、正転又は逆転する。なお、正転/逆転は、駆動手段により下降又は上昇する動作を考慮して切り替えられる。地中において、土壌の抵抗や振動などにより、中心線1の位置が若干変動することはあるが、以下、中心線1の位置は固定されていることを前提として説明を行う。
In FIG. 9, the
中心線1が固定されているので、回転軸2の下端部に設けられる掘削翼3の先端縁は、中心線1を中心とする円軌道(これは、コラム外周9となる。)を描く。より具体的には、掘削翼3の下側には複数の爪3aが設けられており、これらの爪3aが土壌に食い込みながら回転することにより、掘削が進行する。
Since the
共回り防止翼7は、回転軸2において掘削翼3よりも所定距離だけ上方に設けられる。具体的には、共回り防止翼7の中心部(基端部)は、回転軸2を周回し回転軸に対して遊嵌されるボス部7aとなっており、ボス部7aの上下には、回転軸2から外径方向にフランジ上に設けられる上ストッパ5と下ストッパ6とが位置する。
The
上ストッパ5よりもさらに上方には、掘削翼3に直交する(但し、直交することは必須でなく任意事項である。)撹拌翼4の基端部が固着される。
A base end portion of the
上述したように、回転軸2が回転すると、それと一体的に撹拌翼4と掘削翼3が回転するが、共回り防止翼7はほとんど静止し、大きな角速度差が生じる。この角速度差により、上述した縁切り作用が奏される。
As described above, when the rotating
上述した操作体積は、カラム外周9内の面積に、共回り防止翼7と掘削翼3との間隔t1と掘削翼3の高さとの和を乗じたものである。この面積は、掘削翼3の直径により固定されるものであるから、一定と考えて良い。したがって、操作体積を小さくして混練の効果を高めるためには、間隔t1を小さく設定するしかない。
The operation volume described above is obtained by multiplying the area within the column outer periphery 9 by the sum of the distance t1 between the
比較例の共回り防止翼7は、平面視において掘削翼3とほぼ同様に直線状に形成されている。ほぼ静止している共回り防止翼7に対して、掘削翼3が回転すると、共回り防止翼7と掘削翼3とは、小さな角をなし、あたかもハサミのように間隔t1にある土壌を切り裂くような動きをする。
The
ここで、間隔t1を上回る高さを有する異物8が共回り防止翼7と掘削翼3との間に近づくと、図10に示すように、これらの翼7、3の間に、異物8が挟まり込んでしまう。
Here, when the
運良く、異物8が切断されれば良いが、通常では、異物8が掘削翼3と共回り防止翼7とを接続する接続具のような役割を果たしてしまい、その結果、共回り防止翼7が掘削翼3により強制的に回転させられてしまう。こうなると、縁切り作用はほとんど果たされなくなり、地盤改良体の品質が著しく低下することになる。
Fortunately, the
(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は本発明の一実施の形態における掘削撹拌装置の側面図、図2は図1のB−B線断面図である。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of an excavating and agitating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
図1、図2において、比較例を示す図9、図10と同様の要素については、同一符号を付すことにより、重複する説明を省略する。なお、図1、図2では、共回り防止翼10と掘削翼3あるいは共回り防止翼10と撹拌翼4の各ペアを一段のみ図示しているが、勿論、これらを複数段上下に設ける場合にも、本発明は同様に適用できるものであって、このような場合も本発明の保護範囲に包含される。
1 and 2, elements similar to those in FIGS. 9 and 10 showing the comparative example are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In FIGS. 1 and 2, each pair of the
本形態では、ボス部10aの高さを大きくとり、ボス部10aの上側に共回り防止翼10の基端部を固着し、ボス部10aの下側に排出案内翼11の基端部を固着している。言い換えれば、共回り防止翼10と掘削翼3との間隔t3を比較例の間隔t1よりも大きくすると共に、共回り防止翼10と掘削翼3との間に排出案内翼11を介装している。しかも、排出案内翼11は、ボス部10aに近接する基端部に比べ、先端部が掘削翼3から遠ざかる形状をなす案内側面11aを有する。また、共回り防止翼10と排出案内翼11とは一体化されているため、排出案内翼11による縁切り効果も奏される。その結果、掘削翼3の操作体積はカラムの水平断面の面積に、図1の間隔t2と掘削翼3の高さの和を乗じたものとなり、操作体積をできるだけ小さくすることができる。
In this embodiment, the height of the
このような関係があることにより、異物8は、共回り防止翼10と掘削翼3との間に挟まらず案内側面11aに案内されてカラムの外周側へ押し出されることになる。このため、本発明によれば、比較例の間隔t1よりもさらに小さな間隔t2を採用することができ、その結果、操作体積をより小さく設定して高品質な地盤改良体を構築できると共に、異物8が掘削翼3と共回り防止翼10との間に挟まらないようにすることができる。このように、間隔を縮めると地盤改良体の品質を向上できる一方、異物の挟み込みの危険が増加するという、トレードオフの関係にある問題を一気に解決できるものである。
Due to such a relationship, the
排出案内翼11は、図2では2枚を一対としているが、一枚あるいは三枚以上とすることもできる。なお、共回り防止翼10と排出案内翼11とは一体化されていれば良く、ボス部10aには共回り防止翼10と排出案内翼11の一方のみが固着され、他方が固着されないようにしてもよい。なお、上下方向において共回り防止翼10と排出案内翼11との間に隙間をあけても良い。
Although two
さらに、図3〜図8に例示するように、排出案内翼11の案内側面11aを平面視した形状は、種々変更できる。例えば、図3に示すように、基端部がボス部10aと接するようにスタートし、ある曲率で滑らかに湾曲する曲線状としてもよい。
Furthermore, as illustrated in FIGS. 3 to 8, the shape of the guide side surface 11 a of the
あるいは、図4に示すように、図3よりも曲率を大きくして、先端部が内側を向くようにしても良い。 Alternatively, as shown in FIG. 4, the curvature may be larger than that in FIG. 3 so that the tip portion faces inward.
あるいは、図5に示すように、階段状に折れ曲がる複数の直線群で構成しても良い。 Or as shown in FIG. 5, you may comprise by the some straight line group bent in step shape.
あるいは、図6に示すように、基端部を回転軸2に直交させ先端部を掘削翼3から遠ざかるように曲げても良い。
Alternatively, as shown in FIG. 6, the base end portion may be bent perpendicularly to the
あるいは、図7に示すように、基端部側をやや図7の上側にふくらませても良い。 Alternatively, as shown in FIG. 7, the base end side may be slightly inflated to the upper side of FIG.
さらには、図8に示すように、基端部をボス部10aに直交させ、それから図8右向きに折り曲げ、さらに曲線部を連続させて先端部へ至るように形成しても良い。
Furthermore, as shown in FIG. 8, the base end portion may be orthogonal to the
図3〜図8の各種形状には、それぞれ一長一短があるが、いずれの形状を採用しても、一定の効果があるから、これらの形状は、当然全て本発明に包含されるし、本発明の趣旨を変更しない限り、図示されていない形状をも本発明の保護範囲に属する。 Each of the various shapes in FIGS. 3 to 8 has advantages and disadvantages. However, any shape can be used to achieve certain effects. Therefore, these shapes are naturally included in the present invention. Unless the meaning of the above is changed, shapes not shown in the drawings also belong to the protection scope of the present invention.
本発明に係る共回り防止翼付き掘削撹拌装置は、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。 The excavation and stirring device with a co-rotation preventing blade according to the present invention can be suitably used in, for example, the field of ground improvement.
1 中心線
2 回転軸
3 掘削翼
3a 爪
4 撹拌翼
5 上ストッパ
6 下ストッパ
7、10 共回り防止翼
7a、10a ボス部
8 異物
9 コラム外周
11 排出案内翼
11a 案内側面
t1、t2 間隔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転軸の下端部に突設され土砂を掘削する掘削翼と、
前記掘削翼よりも上方において、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と、
前記ボス部に基端部が固着され先端部が前記掘削翼よりも外側に位置し地山に接触する共回り防止翼と、
前記共回り防止翼と一体化され、前記共回り防止翼と前記掘削翼の間に介装され、かつ前記共回り防止翼に対し平面視で交差し、異物を前記回転軸側から地山側へ案内する案内側面を有する排出案内翼とを備える共回り防止翼付き掘削撹拌装置。 A rotating shaft that rotates in the ground,
A drilling wing projecting at the lower end of the rotating shaft and drilling earth and sand;
Above the excavating blade, a boss part that circulates around the rotating shaft and is loosely fitted to the rotating shaft;
A joint rotation prevention wing whose base end is fixed to the boss portion and whose tip is located outside the excavation wing and is in contact with the natural ground,
Integrated with the co-rotation prevention wing, interposed between the co-rotation prevention wing and the excavation wing, and intersects the co-rotation prevention wing in a plan view, and foreign matter from the rotating shaft side to the natural ground side A drilling and stirring device with a co-rotation preventing wing comprising a discharge guide wing having a guide side surface for guiding.
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