JP2021059856A - Excavation agitator - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、地盤に縦孔を掘削しながら掘削土中に結合材を注入して攪拌混合することにより円柱状改良体を築造する地盤改良工法を効率的に実施し得る掘削攪拌装置に関する。 The present application relates to an excavation agitator capable of efficiently carrying out a ground improvement method for constructing a columnar improved body by injecting a binder into the excavated soil while excavating a vertical hole in the ground and stirring and mixing the mixture.
軟弱な地盤に建物を建築するに際して、縦孔を掘削しながら掘削土中にセメントミルク等の結合材(固化材)を注入し、掘削土と結合材とを攪拌混合して柱状に固化させることにより、地盤中に「杭」と称される円柱状改良体を築造して地盤の支持力を高める地盤改良工法が公知である。かかる地盤改良工法に関しては、例えば地盤の土壌が有機質土であるため攪拌土の固化強度が必要なレベルに達しないとか、敷地が狭小で小型のベースマシンしか導入できないため、小径の円柱状改良体しか築造できない、あるいはベースマシンの攪拌能力が低くて攪拌土が均質に固化されない、といった事情で、円柱状改良体の支持力が十分に得られない場合がある。かかる問題を解決するため、特許文献1には、掘削土と結合材との固化混合物からなる円柱状改良体の中心部分に結合材のみからなる芯体を追加的に形成することで円柱状改良体の支持強度を高める工法が開示されている。さらに、本出願人も、特許文献1記載の工法を改良した工法を特許文献2において提案し、その実用化を図っている。
When building a building on soft ground, inject a binder (solidifying material) such as cement milk into the excavated soil while excavating a vertical hole, and stir and mix the excavated soil and the binder to solidify them into columns. Therefore, a ground improvement method is known in which a columnar improved body called a "pile" is constructed in the ground to increase the bearing capacity of the ground. Regarding such a ground improvement method, for example, because the soil of the ground is organic soil, the solidification strength of the agitated soil does not reach the required level, or because the site is small and only a small base machine can be introduced, a columnar improved body with a small diameter. In some cases, the support capacity of the columnar improved body cannot be sufficiently obtained due to circumstances such as the fact that it can only be constructed, or the stirring capacity of the base machine is low and the stirring soil is not uniformly solidified. In order to solve such a problem, in
特許文献2に開示された地盤改良工法と、該工法に用いる掘削攪拌装置の概要を図7〜図8に示す。この地盤改良工法では、ベースマシンに搭載されたオーガー装置(図示せず)によって回転駆動されるロッド21の先端部に「ヘッド」あるいは「ビット」等とも称される掘削攪拌装置1を取り付けて、縦孔を掘削しながら掘削土と結合材との攪拌混合を行う。掘削攪拌装置1は、図7に示すように、ロッド21に連結されてロッド21と一体的に回転する本体筒部(特許文献2では「本体軸部」)22と、本体筒部22の下端近傍から本体筒部22の径外方向に張り出すように設けられた掘削翼24と、本体筒部22における掘削翼24よりも上方に設けられた攪拌翼26と、掘削翼24と攪拌翼26との間で本体筒部22に対して相対回転可能に設けられた共回り防止翼25とを備え、掘削翼24の下面に突設された複数箇所の掘削刃241によって地盤を掘削するように構成されている。本体筒部22の下端近傍には結合材噴射口(ノズル)221が横向きに設けられ、ロッド21の内部に形成された流路220を通って供給される結合材が結合材噴射口221から掘削土中に吐出されて、掘削翼24および攪拌翼26の回転により掘削土と混合される。
The ground improvement method disclosed in
図8は、この掘削攪拌装置1を用いて地盤改良工法を実施する際の工程を順に示す図である。例示の工程は以下のようにして実施される。
FIG. 8 is a diagram showing steps in order when the ground improvement method is carried out using the
[S1] 掘削攪拌装置1を取り付けたロッド21を垂直にして所定位置に据え付け、正方向に回転させながら徐々に下降させて、地盤4の掘削を開始する。
[S1] The
[S2] 掘削孔40の掘り下げに伴って、その内部に掘削土が残っていくので、これと並行して、セメントミルク等の結合材を掘削孔40内に注入する。結合材は、掘削攪拌装置1の下端に設けられた結合材噴射口221から掘削孔40内へ吐出され、掘削翼24および攪拌翼26の回転によって掘削土と攪拌混合される。このとき、掘削翼24よりも若干長い共回り防止翼25は、その先端部を掘削孔40の孔壁に食い込ませることで、自身は回転せずに掘削孔40の深部へ移動しながら、ロッド21の回転の振れ止めとして機能するとともに、掘削土および結合材と、掘削翼24および攪拌翼26とが共回り回転しようとするのに抵抗して、それらの混合を助ける。こうして、掘削孔40内に未固化の混合物5が略均一に生成される。掘削孔40が所定の深さまで達したら、掘削攪拌装置1を回転させながら複数回、小さく上下動させて底部処理を行った後、回転および上下動を停止する。
[S2] As the
[S3] 次いで、ロッド21を逆回転させながら、掘削攪拌装置1を徐々に上昇させる。この上昇時にも、結合材の注入および攪拌を行うことができる。そして、掘削攪拌装置1を一旦、掘削孔40から完全に引き上げ、本体筒部22から掘削翼24を外して、延長ノズル27に付け替える。図7に示すように、延長ノズル27は、内部に結合材の流路270を有する略円筒状の部材で、その上端が本体筒部22の下端に接続される。この付け替えを可能にするために、掘削翼24は本体筒部22から分離できるように構成されている。延長ノズル27の下端は下向きに開口しており、この開口が新たな結合材噴射口271になることで、実質的に、結合材の噴射位置が下方に移動する。
[S3] Next, the
そして、延長ノズル27の下端に、結合材噴射口271を塞ぐようにして芯底蓋材3を装着する。芯底蓋材3は、金属、硬質の合成樹脂、コンクリート等によって形成された平面視略円形の部材である。芯底蓋材3は、例えばその周縁を切り欠いて形成された係合凹部39を、延長ノズル27の下端に突設された係合凸部272に係合させるなどして、延長ノズル27の下端に仮止めされる。
Then, the core
[S4] 延長ノズルを取り付けた掘削攪拌装置1を再び掘削孔40内に入れ、ロッド21を正回転させながら下降させる。延長ノズル27の下端に装着された芯底蓋材3は、延長ノズル27と一体に回転しながら未固化の混合物5の内部へと押し込まれていく。そして、延長ノズル27の下端が掘削孔40の最底部41近傍に達したところで、掘削攪拌装置1の下降を停止する。
[S4] The excavation stirring
[S5] 前記停止位置にて結合材の送出を再開し、延長ノズル27の下端の結合材噴射口271から未固化の混合物5の中心へ結合材を注入する。結合材を注入しながらロッド21を逆回転させて、掘削攪拌装置1を徐々に上昇させる。追加的に注入された結合材によって、未固化の混合物5の中心に、結合材のみからなる未固化の芯部6が下から上へと徐々に形成されていく。延長ノズル27の下端に装着されていた芯底蓋材3は、結合材の吐出を開始したときに延長ノズル27から外れて、掘削孔40の最底部41近傍に残置され、芯部6に注入される結合材を受け止めて、結合材が未固化の混合物5や土壌中に拡散、流出するのを防ぐ作用をなす。延長ノズル27を取り付けたことで、攪拌翼26の回転位置と結合材噴射口271との間に高さの差が生じるので、掘削攪拌装置1を上昇させる際に攪拌翼26を回転させていても、延長ノズル27から吐出された結合材が攪拌の影響を受けにくくなって、芯部6の形状が好適に保持される。
[S5] The delivery of the binder is restarted at the stop position, and the binder is injected from the
[S6] 掘削攪拌装置1を引き上げた後、未固化の混合物5および未固化の芯部6を、所定の養生期間を経て固化させる。かくして、掘削孔40の最底部41まで柱状に形成された固化混合物50と、その中心部に形成された結合材のみからなる芯体60と、を具備する二重構造の円柱状改良体が築造される。
[S6] After the
前記特許文献2に開示された地盤改良工法においては、掘削孔40内に掘削土と結合材とが攪拌混合された未固化の混合物5を生成する前半工程([S1]〜[S3])と、前記混合物5の中心部分に結合材のみからなる芯体60を追加的に形成する後半工程([S4]〜[S5])との間で、掘削攪拌装置1を一旦、掘削孔40から引き上げ、掘削翼24を取り外して延長ノズル27に付け替え、さらにその下端に芯底蓋材3を装着する、という作業が必要になる。掘削攪拌装置1を掘削孔40の最底部41から地上に引き上げて部材を付け替え、再度、最底部41まで降ろすのは工程上のロスが大きく、また、付け替える部材の重量は数十kg以上になるので、その作業には危険も伴う。
In the ground improvement method disclosed in
本願が開示する発明は、掘削孔からの引き上げや部材の付け替えを行わなくても、掘削土と結合材との混合物からなる柱体と、結合材のみからなる芯体と、を一体的に築造することができる掘削攪拌装置を実現すべくなされたものであって、詳細には、芯体を築造するための筒体にあらかじめ芯底蓋材を装着した状態で掘削孔の最底部まで掘り進み、最底部近傍でその芯底蓋材を筒体から的確に離脱させて掘削孔内に残置させることを解決課題とする。 The invention disclosed in the present application integrally constructs a pillar body made of a mixture of excavated soil and a binder and a core body made of only a binder without pulling up from the excavation hole or replacing members. It was made to realize an excavation agitator that can be used, and in detail, it digs to the bottom of the excavation hole with the core bottom lid material attached to the cylinder for constructing the core body in advance. The solution is to accurately separate the core bottom lid material from the cylinder near the bottom and leave it in the excavation hole.
前述の目的を達成するために本願が開示する発明の掘削攪拌装置は、掘削翼、攪拌翼および共回り防止翼を保持する本体筒部の内側に結合材の流路となる円筒状の中空部が設けられて、前記中空部が前記本体筒部の底部にて下向きに開口し、前記中空部の内側に中空円筒状をなす芯体築造用内筒が挿入されて前記本体筒部の下方に出没し得るように保持され、前記芯体築造用内筒の下端は下向きに開口して、その開口を塞ぐ形状を備えた芯底蓋材が、前記本体筒部に設けられた保持手段を介して前記本体筒部の底部近傍に保持され、前記本体筒部内に収容された前記芯体築造用内筒を下方に突出させると前記芯体築造用内筒の下端が前記保持手段に作用し、前記芯底蓋材が前記保持手段から離脱して前記芯体築造用内筒の下端に装着される、ものとして特徴づけられる。 The excavation agitator of the invention disclosed in the present application for achieving the above-mentioned object is a cylindrical hollow portion that serves as a flow path for a binder inside a main body cylinder portion that holds an excavation blade, a stirring blade, and a co-rotation prevention blade. Is provided, the hollow portion opens downward at the bottom of the main body cylinder portion, and an inner cylinder for building a core body having a hollow cylindrical shape is inserted inside the hollow portion to be below the main body cylinder portion. A core bottom lid material, which is held so as to be able to appear and disappear, has a shape in which the lower end of the inner cylinder for building the core body opens downward and closes the opening, is provided via a holding means provided in the main body cylinder portion. When the inner cylinder for building the core body, which is held near the bottom of the main body cylinder and is housed in the cylinder of the main body, is projected downward, the lower end of the inner cylinder for building the core acts on the holding means. The core bottom lid material is characterized as being detached from the holding means and attached to the lower end of the core body construction inner cylinder.
すなわち、この掘削攪拌装置は、本体筒部内に収容された芯体築造用内筒を本体筒部の下方に突出させると、本体筒部の底部近傍に保持された芯底蓋材が本体筒部から離脱するように構成されているので、掘削孔を掘り進めたところで芯体築造用内筒を突出させながら結合材を注入すれば、芯底蓋材を掘削孔の任意の位置に残置することができる。 That is, in this excavation agitator, when the inner cylinder for building the core body housed in the main body cylinder is projected below the main body cylinder, the core bottom lid material held near the bottom of the main body cylinder is the main body cylinder. Since it is configured to separate from the excavation hole, if the binder is injected while the inner cylinder for core body construction is projected when the excavation hole is dug, the core bottom lid material can be left at an arbitrary position in the excavation hole. Can be done.
この掘削攪拌装置において、前記芯底蓋材は、逆円錐形状をなす底部と、前記底部の周縁に設けられた鍔状部とを具備して、前記底部には結合材噴射口が設けられ、前記鍔状部の一部分が前記保持手段によって保持される、ものとするのが実用的である。 In this excavation agitator, the core bottom lid material includes a bottom portion having an inverted conical shape and a collar-shaped portion provided on the peripheral edge of the bottom portion, and the bottom portion is provided with a binder injection port. It is practical that a part of the brim-shaped portion is held by the holding means.
また、前記芯底蓋材の上面と前記芯体築造用内筒の下端とに、互いに凹凸係合して軸回りの回転力を伝達する係合手段が設けられ、前記本体筒部の保持手段から離脱した前記芯底蓋材が前記係合手段を介して前記芯体築造用内筒の下端に装着されるようにすると、より好ましい。 Further, an engaging means is provided on the upper surface of the core bottom lid material and the lower end of the inner cylinder for building the core body by engaging with each other in an uneven manner to transmit the rotational force around the axis, and the holding means of the main body cylinder portion. It is more preferable that the core bottom lid material separated from the core body is attached to the lower end of the core body construction inner cylinder via the engaging means.
前記係合手段の具体的態様としては、前記芯底蓋材の周縁から上向きに突設された係合凸部と前記芯体築造用内筒の下端に形成された係合凹部とが前記芯体築造用内筒の軸心方向に係合し得るように構成され、前記芯体築造用内筒が前記本体筒部内に収容された状態で、前記係合凸部と前記係合凹部とが周方向の位置を合致させて浅く係合するように、前記芯底蓋材が前記保持手段によって保持される、ものとすることもできる。 As a specific embodiment of the engaging means, the core includes an engaging convex portion protruding upward from the peripheral edge of the core bottom lid material and an engaging concave portion formed at the lower end of the core body construction inner cylinder. The engaging convex portion and the engaging concave portion are configured so as to be able to engage in the axial direction of the body building inner cylinder, and the core body building inner cylinder is housed in the main body cylinder portion. It is also possible that the core bottom lid material is held by the holding means so as to match the positions in the circumferential direction and engage shallowly.
また、前記保持手段については、前記本体筒部の内周面から前記本体筒部の径内方向に突出する向きに付勢されて出没する保持部材を具備し、前記保持部材の突出方向先端側には前記芯底蓋材の周縁に係脱し得る把持部が形成され、前記保持部材の上面には突出方向先端側に向かって下り傾斜となる摺接斜面が形成され、前記本体筒部内に収容された前記芯体築造用内筒を下方に突出させると、前記芯体築造用内筒の下端が前記摺接斜面に当接して前記保持部材を前記本体筒部の径外方向に後退させることにより、前記芯底蓋材が前記把持部から離脱するようにすると、より好ましい。 Further, the holding means includes a holding member that is urged to project from the inner peripheral surface of the main body cylinder portion in the inward direction of the main body cylinder portion, and is provided on the tip side of the holding member in the protruding direction. A grip portion that can be engaged and disengaged is formed on the peripheral edge of the core bottom lid material, and a sliding contact slope that is inclined downward toward the tip end side in the protruding direction is formed on the upper surface of the holding member and is housed in the main body cylinder portion. When the core body construction inner cylinder is projected downward, the lower end of the core body construction inner cylinder abuts on the sliding contact slope and the holding member is retracted in the outer diameter direction of the main body cylinder portion. Therefore, it is more preferable that the core bottom lid material is separated from the grip portion.
さらに、前記保持部材の下面には突出方向先端側に向かって上り傾斜となる迎え斜面が形成されていてもよい。 Further, the lower surface of the holding member may be formed with a welcoming slope that inclines upward toward the tip end side in the protruding direction.
さらに、前記保持部材は、前記中空部を囲む前記本体筒部の周壁を開口して組み付けられた箱体内に収容され、前記箱体の外側壁部が前記本体筒部の外周面と面一に揃えられて、前記箱体の外側壁部と前記保持部材との間に形成された水密室内に付勢部材が介装されているのも好ましい。 Further, the holding member is housed in a box body assembled by opening the peripheral wall of the main body cylinder portion surrounding the hollow portion, and the outer wall portion of the box body is flush with the outer peripheral surface of the main body cylinder portion. It is also preferable that the urging member is interposed in the watertight chamber formed between the outer wall portion of the box body and the holding member.
本願が開示する発明に係る掘削攪拌装置は、本体筒部内に収容された芯体築造用内筒を本体筒部の下方に突出させると、本体筒部の底部近傍に保持された芯底蓋材が本体筒部から離脱するように構成されているので、掘削孔を所定の深さまで掘り進めたところで芯体築造用内筒を突出させながら結合材を注入すれば、芯底蓋材を掘削孔の最底部近傍に的確に残置することができる。したがって、この掘削攪拌装置を用いれば、掘削孔を掘り下げながら結合材を注入して掘削土と結合材とを攪拌混合する工程(背景技術欄において説明した、特許文献2記載の地盤改良工法(図8)における[S2]の工程)に続いて、掘削孔の最底部近傍に芯底蓋材を残置し、その上方に結合材を注入しながら掘削攪拌装置を上昇させて、結合材のみからなる芯部を形成する工程(同、[S5]の工程)を連続的に実施することができる。掘削孔から掘削攪拌装置を引き上げて部材を付け替え、その下端に芯底蓋材を装着する、という工程を省けるので、中心部分に結合材のみからなる芯体を有する円柱状改良体を築造する地盤改良工法の施工効率が格段に向上する。
In the excavation agitation device according to the invention disclosed in the present application, when the inner cylinder for building a core body housed in the main body cylinder portion is projected below the main body cylinder portion, the core bottom lid material held in the vicinity of the bottom portion of the main body cylinder portion is held. Is configured to separate from the main body cylinder, so if the coupling material is injected while the inner cylinder for core body construction is projected when the excavation hole is dug to a predetermined depth, the core bottom lid material can be excavated. It can be accurately left near the bottom of the. Therefore, if this excavation agitator is used, a step of injecting a binder while digging a drill hole to agitate and mix the excavated soil and the binder (the ground improvement method described in
以下、本願が開示する発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、部位・部材の位置関係や動作の向きを特定する際には、地盤を掘削している使用態様を基準にして上下方向および水平方向を特定する。また、図7〜図8に示した従来の掘削攪拌装置および該装置を用いる地盤改良工法と機能または作用が共通する構成要素には共通の符号を付して、それらの説明を簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the invention disclosed in the present application will be described with reference to the drawings. In the following description, when specifying the positional relationship of parts / members and the direction of movement, the vertical direction and the horizontal direction are specified with reference to the usage mode in which the ground is excavated. Further, the components having the same function or action as the conventional excavation agitation device shown in FIGS. 7 to 8 and the ground improvement method using the device are designated by a common reference numeral to simplify their description.
図1は、本願が開示する発明の一実施形態に係る掘削攪拌装置の外観を示す。掘削攪拌装置10は、略円筒状をなす本体筒部22の周囲に掘削翼24、共回り防止翼25、攪拌翼26等を取り付けて構成される。本体筒部22の上端はロッド21(図7参照)に連結されて、オーガー装置等により回転駆動される。本体筒部22の軸心部分には結合材の流路となる円筒状の中空部220が設けられている。中空部220の下端は本体筒部22の底部にて下向きに開口している。
FIG. 1 shows the appearance of an excavation agitator according to an embodiment of the invention disclosed in the present application. The
掘削翼24は、本体筒部22の下端近傍から本体筒部22の径外方向に張り出すように設けられて、本体筒部22と一体的に回転する。掘削翼24の下面には、地盤を掘削する複数個の掘削刃241が突設されている。攪拌翼26は、本体筒部22の中間付近および上端近傍から本体筒部22の径外方向に張り出すように設けられて、本体筒部22と一体的に回転する。攪拌翼26の回転直径は、掘削翼24の回転直径と略同寸である。
The
共回り防止翼25は、掘削翼24と下段の攪拌翼26との間、および下段の攪拌翼26と上段の攪拌翼26との間にそれぞれ配置されて、本体筒部22の径外方向に張り出している。共回り防止翼25は、その回転直径が掘削翼24および攪拌翼26の回転直径よりもやや大きくなるように形成され、本体筒部22に対し相対回転(空転)可能に取り付けられている。なお、例示の形態では、共回り防止翼25および攪拌翼26が二段ずつ設けられているが、本発明においては、それらの配置や段数は特に限定しない。また、掘削翼24および掘削刃241の詳細な形状も、特に限定しない。
The
図2〜図3は、掘削攪拌装置10における本体筒部22の内部構造を示す。本体筒部22に形成された中空部220の内側には、中空部220の内径よりもわずかに小さい外径を有する中空円筒状の芯体築造用内筒23が下方から挿入される。芯体築造用内筒23は、適宜の駆動手段を用いて、本体筒部22の軸心方向に進退し得るように保持される。芯体築造用内筒23を進退させる駆動手段については、本明細書では特に限定しないが、例えば油圧、ガス圧、水圧等を利用するシリンダピストン機構や、電動モータにギア、カム、ベルト、チェーン等を組み合わせた動力伝達機構や摺動機構といった、公知技術を含む適宜の駆動手段を採用することができる。
2 and 3 show the internal structure of the main
図2(a)および図3(a)に示すように、芯体築造用内筒23が最も上昇した位置では、芯体築造用内筒23の下端が本体筒部22の底部よりも上方まで没入する。図2(b)および図3(b)に示すように、芯体築造用内筒23が最も下降した位置では、芯体築造用内筒23の大部分が本体筒部22の下方に突出する。その進退ストロークは、掘削翼24の回転直径と同程度に設定されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 3 (a), at the position where the core body building
芯体築造用内筒23の上端は上向きに開口して、中空部220内の流路に連通している。芯体築造用内筒23の下端は下向きに開口して、その開口を塞ぐ形状を備えた芯底蓋材30が本体筒部22の底部近傍に保持される。
The upper end of the core body construction
図4は、芯底蓋材30の形態を示す。芯底蓋材30は、例えば金属や硬質の合成樹脂材等からなる部材で、逆円錐形状をなす底部31と、その周縁に設けられた鍔状部32とを具備している。底部31には結合材噴射口33が形成されて、斜めに開口している。鍔状部32における、錐体の軸心を挟む対向二箇所には、後述する保持部材28によって保持される被保持部34が、外周縁をわずかに欠き落とすようにして形成されている。また、錐体の軸心方向から見て被保持部34と直交する対向二箇所には、略直方体状の係合凸部35が上向きに突設されている。一方、芯体築造用内筒23の下端には、この係合凸部35と係合し得る係合凹部231が形成されている。
FIG. 4 shows the form of the core
芯底蓋材30は、芯体築造用内筒23が本体筒部22内に収容された状態で、本体筒部22に設けられた保持手段を介して本体筒部22の底部近傍に保持される。図5は、保持手段の具体的構成を示す。この保持手段は、本体筒部22の内周面から径内方向に出没する保持部材28を具備する。保持部材28は、例えば金属や硬質の合成樹脂材等からなるブロック状の部材で、簡易的な水密構造を有する箱体29内に収容されている。この箱体29が、本体筒部22の底部近傍における、軸心を挟む対向二箇所の周壁を開口して組み付けられ、箱体29の外側面から張り出した外側壁部291を前記本体筒部22の外周面にビス止めして本体筒部22に固定されている。本体筒部22の外周面には箱体29の外側壁部291の厚みに対応する深さの座ぐり加工が施されて、外側壁部291の外側面と本体筒部22の外周面とが面一に揃えられている。箱体29の内部には圧縮コイルばね等からなる付勢部材292が介装されて、保持部材28を本体筒部22の径内方向に突出させる向きに付勢している。
The core
保持部材28の突出方向先端側には、芯底蓋材30の被保持部34に係脱し得る側面視コ字形の把持部281が形成されている。保持部材28の上面には、突出方向先端側に向かって下り傾斜となる摺接斜面282が形成されている。さらに、保持部材28の下面には、突出方向先端側に向かって上り傾斜となる迎え斜面283が形成されている。
On the tip side of the holding
芯底蓋材30は、この保持部材28に対して下方から取り付けられる。芯底蓋材30の鍔状部32に形成された被保持部34を保持部材28の位置に合わせて保持部材28の迎え斜面283に押し当てると、保持部材28が付勢部材292に抗して径外方向に後退し、芯底蓋材30の被保持部34が把持部281に納まったところで保持部材28が再度、径内方向に突出する。こうして、芯底蓋材30の軸心方向の移動が拘束される。このとき同時に、芯底蓋材30の鍔状部32に突設された係合凸部35と、芯体築造用内筒23の下端に形成された係合凹部231とが軸心方向に浅く係合して、芯底蓋材30の軸心周りの回動も拘束される。
The core
このようにして本体筒部22に芯底蓋材30が保持されている状態から、芯体築造用内筒23を下方に突出させると、芯体築造用内筒23の下端が保持部材28の摺接斜面282に当接し、保持部材28を付勢部材292に抗して径外方向に後退させる。この動作を円滑にするため、芯体築造用内筒23の下端の外縁には面取り加工またはラウンドエッジ加工が施されている。保持部材28による保持力を失った芯底蓋材30は、芯体築造用内筒23によって下方に押し出され、芯体築造用内筒23の下端に引き取られるようにして装着される。このとき、芯底蓋材30の係合凸部35と芯体築造用内筒23の係合凹部231との係合状態も深くなる。
When the core body construction
図6は、この掘削攪拌装置10を用いて実施される地盤改良工法の工程を示す。この工程は以下のようにして実施される。
FIG. 6 shows the process of the ground improvement method carried out by using the
[S10] あらかじめ芯体築造用内筒23を本体筒部22内に収容した状態で、本体筒部22の保持部に芯底蓋材30を取り付けておく。その掘削攪拌装置10を取り付けたロッド21を所定位置に据え付け、正回転させながら徐々に下降させて、地盤の掘削を開始する。
[S10] With the
[S20] 掘削攪拌装置10を正回転させて掘削孔40を掘り下げつつ、本体筒部22内に結合材を供給し、芯底蓋材30に形成した結合材噴射口33から掘削孔40内に結合材を注入して、掘削土と結合材とを攪拌混合し、掘削孔40内に未固化の混合物5を生成する。掘削孔40が所定の深さまで達したら、掘削攪拌装置10を正回転させながら複数回、小さく上下動させて底部処理を行った後、回転および上下動を停止する。芯底蓋材30は、この段階まで保持部材28によってしっかりと保持されているので、掘削攪拌装置10を上下動させても本体筒部22から脱落することはない。ここまでの前半工程は、掘削攪拌装置10に芯底蓋材30が取り付けられていることを除けば、背景技術欄で説明した特許文献2記載の地盤改良工法(図8)における[S1]〜[S2]の工程と実質的に同じである。
[S20] While rotating the
[S30] 掘削孔40の最底部近傍で駆動装置を操作して、芯体築造用内筒23を下方に突出させ、本体筒部22から芯底蓋材30を離脱させる。芯体築造用内筒23が所定の深さまで届いたら、掘削攪拌装置10を逆回転させて徐々に上昇させながら結合材の注入を再開する。すると、芯体築造用内筒23に下端に係合している芯底蓋材30は、結合材の注入圧力によって芯体築造用内筒23から離脱し、掘削孔40の最底部近傍に残置される。掘削攪拌装置10を引き上げながら結合材の注入を続けると、芯底蓋材30の上方に結合材のみからなる未固化の芯部6が徐々に形成されていく。芯部6を形成する際に芯体築造用内筒23が下方に延び出すことで、攪拌翼26の回転位置と結合材噴射口33との間に高さの差が生じるので、追加的に注入された結合材が攪拌の影響を受けにくくなって芯部6が密実になり、形状も好適に保持される。
[S30] By operating the drive device near the bottom of the
[S40] 掘削攪拌装置10を引き上げた後、未固化の混合物5および未固化の芯部6を、所定の養生期間を経て固化させる。かくして、掘削孔40の最底部41まで柱状に形成された固化混合物50と、その中心部に形成された結合材のみからなる芯体60と、を具備する二重構造の円柱状改良体が築造される。この後半工程は、背景技術欄において説明した、特許文献2記載の地盤改良工法(図8)における[S5]〜[S6]の工程と実質的に同じである。
[S40] After the
このように、本願が開示する発明に係る掘削攪拌装置10は、本体筒部22内に収容した芯体築造用内筒23を下方に突出させることで、本体筒部22の底部近傍に取り付けた芯底蓋材30を任意の位置で離脱させることができる。したがって、掘削攪拌装置10にあらかじめ芯底蓋材30を取り付けた状態で掘削を開始すれば、掘削孔を所定の深さまで掘り下げながら結合材を注入して掘削土と結合材とを攪拌混合する前半工程に続き、掘削孔の最底部近傍で芯体築造用内筒23を突出させて芯底蓋材30を離脱させ、その上方に結合材を注入しながら掘削攪拌装置10を上昇させて結合材のみからなる芯部6を形成する後半工程を、途切れることなく連続的に実施することができる。掘削孔から掘削攪拌装置10を引き上げて部材の付け替えを行う手間(特許文献2記載の地盤改良工法(図8)における[S3]〜[S4]の工程)を省けるので、中心部分に結合材のみからなる芯体を有する円柱状改良体を築造する地盤改良工法の施工効率が格段に向上する。特に、複数本の円柱状改良体をまとめて連続的に築造する場合は、工数の削減効果が顕著になる。
As described above, the
なお、本発明の技術的範囲は、例示した実施の形態によって限定的に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて概念的に解釈されるべきものである。本発明の実施に際しては、例示形態と実質的に同様の作用効果が得られる範囲において、芯底蓋材およびその保持手段を構成する部材等の詳細な形状、構造、配置等は適宜、改変しても差し支えない。また、施工機械や掘削攪拌装置等の細部形状、結合材の種類や組成、掘削攪拌装置を昇降させる操作手順や結合材を注入するタイミング等についても、施工環境等に応じて適宜、改変可能である。 The technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by the illustrated embodiments, but should be conceptually interpreted based on the description of the claims. In carrying out the present invention, the detailed shape, structure, arrangement, etc. of the core bottom lid material and the members constituting the holding means thereof are appropriately modified within a range in which substantially the same effects as those of the illustrated embodiment can be obtained. It doesn't matter. In addition, the detailed shape of the construction machine and excavation agitator, the type and composition of the binder, the operation procedure for raising and lowering the excavation agitator, the timing of injecting the binder, etc. can be appropriately modified according to the construction environment, etc. is there.
10 掘削攪拌装置
21 ロッド
22 本体筒部
220 中空部
23 芯体築造用内筒
231 係合凹部
24 掘削翼
241 掘削刃
25 共回り防止翼
26 攪拌翼
28 保持部材
281把持部
282 摺接斜面
283 迎え斜面
29 箱体
291 外側壁部
292 付勢部材
30 芯底蓋材
31 底部
32 鍔状部
33 結合材噴射口
34 被保持部
35 係合凸部
4 地盤
40 掘削孔
41 最底部
5 未固化の混合物
50 固化混合物
6 未固化の芯部
60 芯体
10
Claims (7)
前記中空部が前記本体筒部の底部にて下向きに開口し、
前記中空部の内側に中空円筒状をなす芯体築造用内筒が挿入されて前記本体筒部の下方に出没し得るように保持され、
前記芯体築造用内筒の下端は下向きに開口して、その開口を塞ぐ形状を備えた芯底蓋材が、前記本体筒部に設けられた保持手段を介して前記本体筒部の底部近傍に保持され、
前記本体筒部内に収容された前記芯体築造用内筒を下方に突出させると前記芯体築造用内筒の下端が前記保持手段に作用し、前記芯底蓋材が前記保持手段から離脱して前記芯体築造用内筒の下端に装着される
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 A cylindrical hollow portion that serves as a flow path for the binder is provided inside the main body cylinder that holds the excavation blade, stirring blade, and co-rotation prevention blade.
The hollow portion opens downward at the bottom of the main body cylinder portion, and the hollow portion opens downward.
An inner cylinder for building a core body having a hollow cylindrical shape is inserted inside the hollow portion and held so as to appear and disappear below the main body cylinder portion.
The lower end of the inner cylinder for building the core body is opened downward, and a core bottom lid material having a shape for closing the opening is provided in the vicinity of the bottom portion of the main body cylinder portion via a holding means provided in the main body cylinder portion. Held in
When the core body building inner cylinder housed in the main body cylinder portion is projected downward, the lower end of the core body building inner cylinder acts on the holding means, and the core bottom lid material is separated from the holding means. An excavation agitation device characterized in that it is attached to the lower end of the inner cylinder for building a core body.
前記芯底蓋材は、逆円錐形状をなす底部と、前記底部の周縁に設けられた鍔状部とを具備して、前記底部には結合材噴射口が設けられ、
前記鍔状部の一部分が前記保持手段によって保持される
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 In the excavation agitator according to claim 1,
The core bottom lid material includes a bottom portion having an inverted conical shape and a collar-shaped portion provided on the peripheral edge of the bottom portion, and the bottom portion is provided with a binder injection port.
An excavation agitation device characterized in that a part of the brim-shaped portion is held by the holding means.
前記芯底蓋材の上面と前記芯体築造用内筒の下端とに、互いに凹凸係合して軸回りの回転力を伝達する係合手段が設けられ、
前記本体筒部の保持手段から離脱した前記芯底蓋材が前記係合手段を介して前記芯体築造用内筒の下端に装着される
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 In the excavation agitator according to claim 1 or 2.
Engagement means is provided on the upper surface of the core bottom lid material and the lower end of the inner cylinder for building the core body by engaging with each other in an uneven manner to transmit a rotational force around the axis.
An excavation agitation device characterized in that the core bottom lid material separated from the holding means of the main body cylinder portion is attached to the lower end of the core body construction inner cylinder via the engaging means.
前記係合手段は、前記芯底蓋材の周縁から上向きに突設された係合凸部と前記芯体築造用内筒の下端に形成された係合凹部とが前記芯体築造用内筒の軸心方向に係合し得るように構成され、
前記芯体築造用内筒が前記本体筒部内に収容された状態で、前記係合凸部と前記係合凹部とが周方向の位置を合致させて浅く係合するように、前記芯底蓋材が前記保持手段によって保持される
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 In the excavation agitator according to claim 3,
In the engaging means, the engaging convex portion protruding upward from the peripheral edge of the core bottom lid material and the engaging concave portion formed at the lower end of the core body building inner cylinder form the core body building inner cylinder. It is configured to be able to engage in the axial direction of
In a state where the inner cylinder for building the core body is housed in the main body cylinder portion, the core bottom lid is shallowly engaged so that the engaging convex portion and the engaging concave portion are aligned in the circumferential direction and engaged shallowly. An excavation agitator, characterized in that the material is held by the holding means.
前記保持手段は、前記本体筒部の内周面から前記本体筒部の径内方向に突出する向きに付勢されて出没する保持部材を具備し、
前記保持部材の突出方向先端側には前記芯底蓋材の周縁に係脱し得る把持部が形成され、
前記保持部材の上面には突出方向先端側に向かって下り傾斜となる摺接斜面が形成され、
前記本体筒部内に収容された前記芯体築造用内筒を下方に突出させると、前記芯体築造用内筒の下端が前記摺接斜面に当接して前記保持部材を前記本体筒部の径外方向に後退させることにより、前記芯底蓋材が前記把持部から離脱する
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 In the excavation stirring device according to any one of claims 1 to 4.
The holding means includes a holding member that is urged to project from the inner peripheral surface of the main body cylinder portion in the inward direction of the main body cylinder portion and appears and disappears.
A grip portion that can be engaged and disengaged is formed on the peripheral edge of the core bottom lid material on the tip side in the protruding direction of the holding member.
A sliding contact slope is formed on the upper surface of the holding member so as to be inclined downward toward the tip side in the protruding direction.
When the core body construction inner cylinder housed in the main body cylinder portion is projected downward, the lower end of the core body construction inner cylinder abuts on the sliding contact slope to hold the holding member with the diameter of the main body cylinder portion. An excavation agitation device characterized in that the core bottom lid material is separated from the grip portion by retracting outward.
前記保持部材の下面には突出方向先端側に向かって上り傾斜となる迎え斜面が形成されている
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 In the excavation agitator according to claim 5,
An excavation agitation device characterized in that a welcoming slope that inclines upward toward the tip end side in the protruding direction is formed on the lower surface of the holding member.
前記保持部材は、前記中空部を囲む前記本体筒部の周壁を開口して組み付けられた箱体内に収容され、
前記箱体の外側壁部が前記本体筒部の外周面と面一に揃えられて、
前記箱体の外側壁部と前記保持部材との間に形成された水密室内に付勢部材が介装されている
ことを特徴とする掘削攪拌装置。 In the excavation agitator according to claim 5 or 6,
The holding member is housed in a box assembled by opening the peripheral wall of the main body cylinder portion surrounding the hollow portion.
The outer wall portion of the box body is aligned with the outer peripheral surface of the main body cylinder portion,
An excavation agitation device characterized in that an urging member is interposed in a watertight chamber formed between the outer wall portion of the box body and the holding member.
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