JP3621971B2 - Drilling and mixing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、土木工事の地盤改良工事で、土壌とてん充材を機械的に混合して固結し、地盤中に改良柱を多数施工するに際し、切削土の混合撹拌を効率良く行うための掘削撹拌混合装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の掘削撹拌混合装置は、図2、図3で示す特公昭58−29374号のように、掘削軸1に所定の掘削翼2及びこの掘削翼2の上方に位置してこの掘削翼2とほぼ同径の撹拌翼3が、上下に複数段固着され、前記掘削軸1の掘削翼2と撹拌翼3との間及び複数の撹拌翼3を隔てた撹拌翼3の間には掘削軸1に回転自在な状態で、かつ、掘削径Daより大きな径Dbを有する共回り防止装置4が挿嵌されたものであった。
前記共回り防止装置4は、図に示すように、掘削軸1の遊嵌されたスリーブ状のボス5に共回り防止翼6を2枚固着して形成され、この共回り防止翼6の外径は掘削軸1が回転しても掘削径Daより大きな径Dbを有するので回転せず、土壌中に推進されていくようになっていた。
また、ボス5の上下に位置して掘削軸1にリング7a,7bが形成され、共回り防止翼6が上下動しないようになっていた。
前記掘削撹拌混合装置4は、それまで使用されていた共回り防止翼がない装置よりも、てん充材と土壌との撹拌混合が良いので、強度のある改良柱が形成されていた。
【0003】
従って、前記発明に刺激されて、その後図4に示すような櫛歯型撹拌翼、図5の(a)〜(c)に示すような正逆撹拌翼、図6に示すような地中ミキサ型撹拌翼等が製作され、実施されて現在に至っている。
何れも掘削翼と撹拌翼が配設された内管10aと外管10bで構成され、外管10bを地上で固定して内管10aのみを回転させて給進するか、外管10bと内管10aとを互に逆方向に回転させて給進し、下端の吐出口11(図4)からセメントミルク等のてん充材を噴出させて土壌とてん充材とを混合攪拌させて円筒形の改良柱を形成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、図2、図3に示す従来の掘削撹拌混合装置は、共回り防止翼6が掘削軸1に対して回転自在に挿着されているため、大径の礫や転石が共回り防止翼6と掘削翼2、または撹拌翼3との間に狭まっても、共回り防止翼6が回転して掘削翼2や撹拌翼3の破損や駆動モータの停止や損傷を防ぐことができる。しかしながら、先端から2枚目の共回り防止翼6が複数の撹拌翼3、3を隔てて設置されているため、2枚目の共回り防止翼6付近の撹拌混合度が悪いという欠点があった。
【0005】
また、図4〜図6に示す従来の掘削撹拌混合装置は、地盤改良の対象となる地盤に撹拌混合の障害となる大径の礫や転石が存在すると、強制的に互に逆回転している掘削翼12と撹拌翼13との間に、このような大径の礫や転石が狭まると、撹拌翼13や掘削翼12の破損や駆動モータの停止や損傷が起こる等のトラブルが発生していた。
さらに、内管10aと外管10bとの間に細かい土砂が侵入し、抵抗が増大すると回転不能となるので、深い深度までの施工は慎重に行う必要があった。
【0006】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、従来の欠点を解消し、掘削と撹拌混合が良好な掘削撹拌混合装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の掘削攪拌混合装置は、先端に掘削翼と、その上方に複数段の撹拌翼が配設された掘削軸を、所定の掘進機構により、回転させつつ掘進及び引き抜きし、土壌とてん充材を混合撹拌する地盤改良機において、前記掘削翼の直径より大きな直径を有し、かつ、掘削軸に対しボスを介して回動自在に挿着された共回り防止翼が前記掘削翼と1段目の攪拌翼の間及びこの撹拌翼と2段目の撹拌翼の間の2箇所に配設されていると共に、前記共回り防止翼と、掘削翼及び撹拌翼との隙間が20cm程度であることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の掘削撹拌混合装置の前記共回り防止翼と、掘削翼及び撹拌翼との隙間は30cm以下であることを特徴とする。
【0009】
【作用】
一つの撹拌翼を隔てて上下に共回り防止翼が配設されているので効率良く撹拌混合ができる。
【0010】
また、共回り防止翼と、掘削翼及び撹拌翼との隙間を20cm程度に設定しているので、大径の礫や転石等が隙間にかみ込まないので駆動モータが過負荷になる等のトラブルが発生しない。たとえかみ込んだとしても、共回り防止翼がボスを介して回動自在に掘削軸に枢着されているために、共回り防止翼が回動して大径の礫をやり過ごす効果がありトラブル発生を防ぐことができる。
【0011】
【実施例】
以下添付図に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例を示す正面図である。
図において21は掘削軸で、先端に掘削翼22が取り付けられ、先端近くにはてん充材の吐出口21aが開設されている。23は撹拌翼で前記掘削翼22と略同一の外径に形成され、掘削翼22の上方に複数段配設されている。
共回り防止翼26は掘削翼22とその上方の一段目の撹拌翼23との間及び、この撹拌翼23と2段目の撹拌翼23との間にそれぞれボス25を介して回動自在に取り付けられており、上下のリング27a,27bにより上下方向に移動しないよう構成されている。
そして前記共回り防止翼26は掘削翼22及び撹拌翼23より大径に形成されている。
【0012】
そして、共回り防止翼26と掘削翼22及び撹拌翼23との隙間は20cm程度である。
【0013】
前述した共回り防止翼26を装着した掘削撹拌混合装置を用いて地盤改良を行う場合について説明する。
先ず、掘削撹拌混合装置を図示しないロッドの先端に取り付け、図示しない地上の改良機のモータにより回転させ先端の吐出口21aからセメントミルク等のてん充材を噴出しつつ地盤中に給進すると掘削翼22外径に相当する掘削径の削孔が形成されると共に、この掘削径より大径の共回り防止翼26はその周囲の地盤に食い込むので相対的に回転せず、掘削軸21の掘進に伴って土壌中に推進される。
従って、掘削軸21の先端部における掘削翼22で掘削された土塊は掘削翼22と共に一体に共回りするが、共回り防止翼26によってこの土塊の回転が停止され、回転する掘削翼22により破砕され、次にその上の撹拌翼23でてん充材と撹拌混合され、次に2段目の共回り防止翼26との間でさらに細かく破砕され、これに続く撹拌翼23で引き続きてん充材と撹拌混合される。
【0014】
図7の(a)は従来の掘削撹拌混合装置で共回り防止翼が複数の撹拌翼を隔てた構成を示し、図7の(b)は本発明の掘削撹拌混合装置で共回り防止翼が一枚の撹拌翼を隔てて配設されたものである。
そして、図8の(a),(b)は、前記図7の(a)で示す従来の装置と、図7の(b)で示す本発明の装置で地盤に改良柱を施工した場合の深度毎に測定した一軸圧縮強度(軸方向のみの圧縮強度)qu (kgf/cm2 )を示すグラフで、白丸は従来の装置による値を、黒丸は本発明の装置による値を示す。
図に示すように、本発明の装置による方が、明らかに従来の装置によるよりも強度が高い。特に深度が深い位置での改良効果が顕著である。
【0015】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、下記のような効果を奏するものである。
(1)従来の装置では、2枚の共回り防止翼が複数段の撹拌翼を隔てて配設されていたため、その間の撹拌混合度が小さく、品質的に弱点となっていた。本発明では掘削翼の直径より大きな直径を有する2枚の共回り防止翼の設置間隔を小さくし、その間に1段のみ撹拌翼が存在するように構成されているので、改良地盤の撹拌混合度が地盤改良範囲全長に亘って略均一に向上し、従って強度も大となる。
【0016】
(2)共回り防止翼と、掘削翼または撹拌翼との隙間が大きいと撹拌混合度が低下するので20cm程度にすると、てん充材と土壌との撹拌混合が良く行われる。
また、共回り防止翼と、掘削翼及び攪拌翼との隙間を20cm程度に設定しているので、大径の礫や転石等が隙間みかみ込まないので駆動モータが過負荷になる等のトラブルが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す正面図である。
【図2】従来の掘削撹拌混合装置による施工時の縦断面図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】従来の二重管による櫛歯型撹拌翼を用いた掘削撹拌混合装置の正面図である。
【図5】従来の二重管による正逆撹拌翼を用いた掘削撹拌混合装置の正面図である。
【図6】従来の二重管による地中ミキサ型撹拌翼を用いた掘削撹拌混合装置の正面図である。
【図7】従来と本発明の掘削撹拌混合装置を比較した正面図で、(a)は従来を、(b)は本発明をそれぞれ示す。
【図8】図7の(a)で示す従来の装置と、(b)で示す本発明の装置で地盤に改良柱を施工した場のグラフで、(a)は施工地盤の柱状地質を、(b)は施工された改良柱の深度毎の一軸圧縮強度を示すグラフである。
【符号の説明】
21 掘削軸
21a 吐出口
22 掘削翼
23 撹拌翼
25 ボス
26 共回り防止翼[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is a ground improvement work for civil engineering work, in which soil and filler are mechanically mixed and consolidated, and when a large number of improvement pillars are constructed in the ground, the mixing and mixing of cutting soil is performed efficiently. The present invention relates to a drilling and stirring mixing device.
[0002]
[Prior art]
A conventional excavating and agitating apparatus includes a predetermined
As shown in the figure, the co-rotation prevention device 4 is formed by fixing two
In addition, the rings 7a and 7b are formed on the
The excavation and agitation mixing device 4 has a stronger improved column because the agitation and mixing of the filler and the soil is better than the device without the co-rotation prevention blades used so far.
[0003]
Therefore, after being stimulated by the invention, a comb-shaped stirring blade as shown in FIG. 4, a forward and reverse stirring blade as shown in FIGS. 5A to 5C, and an underground mixer as shown in FIG. Mold stirring blades have been manufactured and implemented.
Both are composed of an
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional excavation stirring and mixing apparatus shown in FIGS. 2 and 3, since the common
[0005]
Moreover, the conventional excavation stirring and mixing apparatus shown in FIGS. 4 to 6 is forced to reversely rotate when there is a large-diameter gravel or a boulder that disturbs stirring and mixing in the ground to be ground improved. If such a large-diameter gravel or boulder narrows between the
Furthermore, since fine earth and sand enter between the
[0006]
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, eliminates the conventional fault, and provides the excavation stirring mixing apparatus with favorable excavation and stirring mixing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The excavation and agitation mixing apparatus of the present invention excavates and pulls out an excavation shaft having a excavation blade at the tip and a plurality of stirrer blades disposed above by a predetermined excavation mechanism, and fills with soil and soil. In the ground improvement machine for mixing and stirring materials, a co-rotation prevention blade having a diameter larger than the diameter of the excavation blade and rotatably inserted to the excavation shaft via a boss is connected to the
[0008]
Moreover, the clearance gap between the said rotation prevention blade | wing of an excavation stirring mixing apparatus of this invention, a drilling blade, and a stirring blade is 30 cm or less, It is characterized by the above-mentioned.
[0009]
[Action]
Since the anti-rotation blades are arranged above and below one stirring blade, stirring and mixing can be performed efficiently.
[0010]
In addition, since the clearance between the co-rotation prevention blade and the excavation blade and the stirring blade is set to about 20 cm , large gravel, boulders, etc. do not bite into the gap, so troubles such as overloading the drive motor. Does not occur. Even if it is caught, the co-rotation prevention wing is pivotally attached to the drilling shaft via the boss, so the co-rotation prevention wing rotates and has the effect of passing over large diameter gravel. Occurrence can be prevented.
[0011]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
In the figure,
The
The
[0012]
And the clearance gap between the co-rotation prevention blade |
[0013]
The case where ground improvement is performed using the excavation stirring and mixing apparatus equipped with the above-described
First, excavating and agitating and mixing apparatus is attached to the tip of a rod (not shown), rotated by a motor of a ground improvement machine (not shown), and discharged into the ground while discharging filler such as cement milk from the
Therefore, although the earth lump excavated by the
[0014]
FIG. 7 (a) shows a conventional excavation / stirring / mixing device in which a common rotation prevention blade separates a plurality of stirring blades, and FIG. 7 (b) shows the excavation / stirring mixing device of the present invention. It is arranged with a single stirring blade.
And (a), (b) of FIG. 8 is a case where the improvement pillar is constructed on the ground with the conventional apparatus shown in (a) of FIG. 7 and the apparatus of the present invention shown in (b) of FIG. a graph showing the uniaxial compressive strength measured for each depth (compressive strength in the axial direction only) q u (kgf / cm 2 ), open circles and the values of the conventional apparatus, a black circle indicates the value by the apparatus of the present invention.
As shown, the strength of the device of the present invention is clearly higher than that of the conventional device. In particular, the improvement effect at a deep position is remarkable.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) In the conventional apparatus, since the two co-rotation preventing blades are arranged with a plurality of stirrer blades spaced apart, the degree of stirring and mixing between them is small, which is a weak point in quality. In the present invention, the installation interval of two co-rotation prevention blades having a diameter larger than the diameter of the excavation blade is reduced, and only one stage of the stirring blade exists between them. However, it improves substantially uniformly over the entire length of the ground improvement range, and therefore the strength also increases.
[0016]
(2) When the clearance between the co-rotation prevention blade and the excavation blade or the stirring blade is large, the degree of stirring and mixing decreases, and when the thickness is about 20 cm , the mixing and mixing of the filler and the soil are performed well.
In addition, since the clearance between the co-rotation prevention blade and the excavation blade and the stirring blade is set to about 20 cm, troubles such as overloading the drive motor because large-diameter gravel or boulders do not bite into the gap. Does not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view at the time of construction by a conventional excavation stirring and mixing apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a front view of a conventional excavating and agitating and mixing apparatus using a comb-type agitating blade with a double pipe.
FIG. 5 is a front view of a conventional excavating stirring and mixing apparatus using forward and reverse stirring blades using a double pipe.
FIG. 6 is a front view of a conventional excavating and agitating mixing apparatus using an underground mixer type agitating blade with a double pipe.
FIGS. 7A and 7B are front views comparing a conventional excavating and agitating and mixing apparatus according to the present invention, in which FIG.
FIG. 8 is a graph of a place where an improved column is constructed on the ground with the conventional apparatus shown in FIG. 7 (a) and the apparatus of the present invention shown in FIG. 7 (b), (a) shows the columnar geology of the construction ground, (B) is a graph which shows the uniaxial compressive strength for every depth of the constructed improvement pillar.
[Explanation of symbols]
21
Claims (1)
前記掘削翼の直径より大きな直径を有し、かつ、掘削軸に対しボスを介して回動自在に挿着された共回り防止翼が前記掘削翼と1段目の攪拌翼の間及びこの撹拌翼と2段目の撹拌翼の間の2箇所に配設されていると共に、前記共回り防止翼と、掘削翼及び撹拌翼との隙間が20cm程度であることを特徴とする掘削撹拌混合装置。In a ground improvement machine that excavates and pulls out a drilling shaft with a drilling blade at the tip and a plurality of stirrer blades above it by a predetermined excavation mechanism, and mixes and agitates soil and filler. ,
A co-rotation prevention blade having a diameter larger than the diameter of the excavation blade and rotatably inserted to the excavation shaft via a boss is provided between the excavation blade and the first stage stirring blade and the stirring blade. wings and together are disposed at two places between the second-stage stirring blades, and the co-rotation preventing blade, drilling stirring and mixing device the gap between the drilling blade and a stirring blade, characterized in that it is approximately 20cm .
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