JP3753913B2

JP3753913B2 - Ground improvement agitator with sampler

Info

Publication number: JP3753913B2
Application number: JP2000041537A
Authority: JP
Inventors: 義則住友; 智彦奥野
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001226956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤の支持力を高めるための節付き改良柱体を構成する改良土のサンプラーを有する地盤改良撹拌機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軟弱な地盤上に住宅等を建築する場合には、地盤中に図７(a)に示すような改良柱体６を複数造設して地盤の支持力を向上させる地盤改良工法が施工される。また、前記改良柱体６の一本当たりの支持力を向上させるために、図７(b)に示すように、改良柱体に複数の節部８を設けた節付き改良柱体７を造設する地盤改良工法もある。
前記節付き改良柱体７は、改良柱体の外径が拡大した節部８を有するので、通常の改良柱体６と比べて、地盤との摩擦力が増大する。このため、造設すべき改良柱体の本数を少なくしたり、改良柱体の長さを短くすることができ、地盤改良工法を簡略化することができる。
【０００３】
以下、前記節付き改良柱体７を造設する地盤改良撹拌機について説明する。
図８に示すように、地盤改良撹拌機１は、建設機械２により固定される支柱３に昇降自在に設けられており、ミキサー４により、水と固化剤を混錬した固化剤スラリーが作製され、該固化剤スラリーがポンプ５により、前記地盤改良撹拌機１に圧送される。
【０００４】
前記地盤改良撹拌機１は、図９に示すように、その先端に吐出口１０ａが形成された中空状の回転軸１０と、その先端部分に堀削チップ１１０を有し、回転軸１０の先端部分に前記吐出口１０ａを塞がないように設けられた削孔ヘッド１１と、その一辺縁側に堀削チップ１２０を有し、回転軸１０の先端近傍に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の削孔撹拌翼１２と、削孔撹拌翼１２の上方の回転軸１０に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の抑制撹拌翼１３と、削孔撹拌翼１２と抑制撹拌翼１３との間の回転軸１０に設けられた拡大翼１４とからなるものである。
前記削孔撹拌翼１２、抑制撹拌翼１３は、各々回転軸１０に対して垂直となる方向に突出して設けられており、削孔撹拌翼１２が突出する方向と、抑制撹拌翼１３が突出する方向とは、回転軸１０を中心として位相が９０度異なるものとなっている。
【０００５】
前記拡大翼１４は、図９及び図１０に示すように、上下方向に一定間隔をおいて回転軸１０に固定された一対のブラケット４０と、該ブラケット４０を貫通する支持ピン４１を支軸として、軸線回りに回動自在に設けられた一対の拡大アーム４２とを備えたものである。また、ブラケット４０には、拡大アーム４２の回動を規制するための規制ピン４３が、ブラケット４０を貫通するように四本設けられている。
【０００６】
前記拡大アーム４２は板状のもので、その先端側であって反転時の回転方向側の側部に堀削チップ４２０が固定されたものである。また、拡大アーム４２の基端部には、図１０に示すように、拡大アーム４２が支持ピン４１を支軸として規制ピン４３に当接することなく回動自在となるような円弧部４２ａと、所定の位置で規制ピン４３に当接することにより拡大アーム４２の回動を規制するような角部４２ｂとが形成されている。
【０００７】
さらに、図９(b)に示すように、一対の拡大アーム４２各々には、堀削撹拌ピン４４が三本設けられている。一対の拡大アーム４２の一方（図右手側）に設けられた三本の堀削撹拌ピン４４のうち、一本めは、該拡大アーム４２の先端部に、回転軸１０と平行な方向であって上側に突出するように設けられ、二本めは、一本めの堀削撹拌ピン４４と回転軸１０との半径距離より短い半径距離であって、削孔撹拌翼１２の先端と回転軸１０との半径距離より長い半径距離となる位置に、回転軸１０と平行な方向であって下側に突出するように設けられ、三本めは、二本めの堀削撹拌ピン４４と回転軸１０との半径距離より短い半径距離であって、削孔撹拌翼１２の先端と回転軸１０との半径距離より長い半径距離となる位置に、回転軸１０と平行な方向であって上側に突出するように設けられている。
【０００８】
また、他方（図左手側）の拡大アーム４２に設けられた三本の堀削撹拌ピン４４のうち、一本めは、該拡大アーム４２の先端部に、回転軸１０と平行な方向であって下側に突出するように設けられ、二本めは、一本めの堀削撹拌ピン４４と回転軸１０との半径距離より短い半径距離であって、削孔撹拌翼１２の先端と回転軸１０との半径距離より長い半径距離となる位置に、回転軸１０と平行な方向であって上側に突出するように設けられ、三本めは、二本めの堀削撹拌ピン４４と回転軸１０との半径距離より短い半径距離であって、削孔撹拌翼１２の先端と回転軸１０との半径距離より長い半径距離となる位置に、回転軸１０と平行な方向であって下側に突出するように設けられている。
したがって、前記一対の拡大アーム４２に設けられた各堀削撹拌ピン４４は、拡大翼１４の回転中心に対して点対象となっている。
【０００９】
これにより、拡大アーム４２は、図１０(a)に示すように、回転軸１０が反転（反時計回りに回転）する場合には、遠心力及び土砂等の抵抗により、拡大アーム４２が開く方向に回動する。拡大アーム４２は、その先端部が回転軸１０から最も離れる位置で、角部４２ｂが規制ピン４３に当接して回動が規制され、拡大翼１４の回転外径が削孔撹拌翼１２又は抑制撹拌翼１３の回転外径よりも大きくなる。一方、図１０(b)に示すように、回転軸１０が正転（時計回りに回転）する場合には、土砂等の抵抗により、拡大アーム４２の側部が規制ピン４３に当接するまで回動して、拡大翼１４の回転外径が削孔撹拌翼１２又は抑制撹拌翼１３の回転外径と同等となる。
【００１０】
つぎに、図１１に基づき、前記地盤改良撹拌機１を用いて、地中に節付き改良柱体７を造設する方法について説明する。
まず、地盤改良撹拌機１の位置決めをした後、回転軸１０を正転して、削孔ヘッド１１及び削孔撹拌翼１２により地盤を空掘りする（図１１(a)）。このとき、拡大翼１４の拡大アーム４２は、図１０(b)に示すように、削孔撹拌翼１２の外径内に納まるような状態となっている。そして、地盤改良撹拌機１の先端が設定した深さに到達した後、ポンプ５により固化剤スラリーを地盤改良撹拌機１の回転軸１０内に圧送して、該固化剤スラリーを回転軸１０の吐出口１０ａから吐出させながら、回転軸１０を正転させたままで、地盤改良撹拌機１を引き上げる。これにより、削孔撹拌翼１２及び抑制撹拌翼１３が、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌する（図１１(b)）。
【００１１】
土砂と固化剤スラリーの混合撹拌を終えた後、任意の深さにおいて、回転軸１０を反転する。これにより、拡大翼１４の拡大アーム４２は、図１０(a)に示すように、その先端部分が削孔撹拌翼１２の回転外径を超え、先に空掘りしたときより大きな外径部分の土砂を堀削し、土砂と固化剤スラリーとを混合撹拌する。この状態のまま、地盤改良撹拌機１を形成すべき節部の幅分上下動させ、造設すべき改良柱体に節部を形成する（図１１(c)）。その後、回転軸１０を正転させて拡大アーム４２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、所定の深さまで引き上げた後、再び、回転軸１０を反転させ、上述と同様に、造設すべき改良柱体に新たな節部を形成する（図１１(d)）。再び、回転軸１０を正転させて拡大アーム４２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、所定の深さまで引き上げる（図１１(e)）。
【００１２】
これを繰り返して任意の個数の節部を形成し、回転軸１０を正転させて拡大アーム４２を削孔撹拌翼１２の回転外径内に納まるような状態にまで回動させ、地盤改良撹拌機１を引き上げる（図１１(f)）。このような一連の作業を繰り返して、地盤に節付き改良柱体７を任意の本数作製し、一定時間が経過すれば固化剤スラリーが硬化して節付き改良柱体７が造設される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記節付き改良柱体７は、地盤中に造設されるものであるから、設計通りに施工が行われているか否かを、作業者が目視により確認することができない。また、地盤の状態等の作業環境によっては、固化剤スラリーと土砂との混合撹拌が不十分なものとなり、不均一な改良土が作製されるおそれがあるが、そのような場合であっても、作業者はその確認をすることができないため、不均一な状態のまま改良土が硬化し、その結果、節付き改良柱体７が、設定された強度に達しないものとなり、本来の支持力を発揮できないという問題が生じる。これを防止するため、節付き改良柱体７を造設した直後に、すなわち、改良土が硬化する前に、改良土のサンプリングを行い、目視による確認、その他の試験を行うことが必要である。
しかし、節付き改良柱体７の節部８は地表面から数メートル下にあり、また、節部８の周縁は、地盤中でその外径が拡大した構造となっているため、例えば、管状のサンプラーに棒を連結したようなものを用いて、節部８の周縁付近の改良土をサンプリングすることは困難である。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、地盤の支持力を高めるための節付き改良柱体を造設し、その節部において目的とする改良土が作製されているか否かを確認するための手段を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に係るサンプラー付き地盤改良撹拌機は、中空状の回転軸と、該回転軸の先端近傍に設けられた削孔ヘッドと、該回転軸に一定の間隔で複数突設され、地盤を堀削又は撹拌の一方又は双方をする翼状体と、該回転軸に設けられ、該回転軸の回転の正反により回転軸の軸線に直交する方向に開閉する拡大アームを有する拡大翼と、該拡大アームに設けられた管状のサンプラーとを備えてなるサンプラー付き地盤改良撹拌機であって、前記サンプラーは、前記拡大アームの先端近傍に、その一の開口が外開きにのみ開閉自在の蓋を有し、他の開口が該拡大アームが開いた状態となった場合に、その回転方向を向くように、着脱自在に設けられたものである。
【００１５】
また、請求項２に係るサンプラー付き地盤改良撹拌機は、請求項１に記載のサンプラー付き地盤改良撹拌機において、前記サンプラーは、前記拡大アームの先端近傍に並列して突設された柱状の堀削撹拌部材間に嵌装されたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るサンプラー付き地盤改良撹拌機の構成を説明するための図であり、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００の正面及び側面を示すものである。
図１に示すように、本サンプラー付き地盤改良撹拌機１００は、拡大翼１４の拡大アーム４２の先端近傍にサンプラー１５が着脱自在に固定されているほかは、上述した地盤改良撹拌機１と同様の構成である。すなわち、本サンプラー付き地盤改良撹拌機１００は、その先端に吐出口１０ａが形成された中空状の回転軸１０と、その先端部分に堀削チップ１１０を有し、回転軸１０の先端部分に前記吐出口１０ａを塞がないように設けられた削孔ヘッド１１と、その一辺縁側に堀削チップ１２０を有し、回転軸１０の先端近傍に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の削孔撹拌翼（翼状体）１２と、削孔撹拌翼１２の上方の回転軸１０に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の抑制撹拌翼（翼状体）１３と、削孔撹拌翼１２と抑制撹拌翼１３との間の回転軸１０に設けられた拡大翼１４と、拡大翼１４の拡大アーム４２の先端近傍に、拡大アーム４２が開いた状態となった場合に、その回転方向に開口が位置するように着脱自在に設けられた管状のサンプラー１５とからなるものである。
【００１７】
なお、図示しないが、本サンプラー付き地盤改良撹拌機１００も、上述と同様に、建設機械２により固定される支柱３に昇降自在に設けられ、ミキサー４により、水と固化剤を混錬した固化剤スラリーが作製され、該固化剤スラリーがポンプ５により、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００に圧送されるものとなっている。
【００１８】
サンプラー１５は、図２に示すように、炭素鋼からなる管状のものであり、その両側部には、拡大アーム４２に突設された堀削撹拌ピン（掘削撹拌部材）４４と嵌合すべき溝５３が各々形成されている。図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す断面図であるが、図に示すように、サンプラー１５の一の開口５１ｂには、蓋５２がピン５４を介して回動自在に設けられており、蓋５２の周縁が開口５１ｂの周縁に当接することにより、蓋５２の開閉が規制され、蓋５２は外開きにのみ開閉するものとなっている。また、蓋５２は、水平よりも上側には開かないようにピン５４に設けられており、これにより、蓋５２は、サンプラー１５の内側方向から改良土等による押圧が加えられた場合には外開きに開き、サンプラー１５の外側方向から押圧が加えられた場合には閉じるものとなる。
【００１９】
前記サンプラー１５は、図４に示すように、拡大アーム４２に並列して突設された堀削撹拌ピン４４間に、堀削撹拌ピン４４とサンプラー１５の溝５３とを嵌合するようにして装着される。このとき、サンプラー１５の他の開口５１ｆが、拡大アーム４２が拡大して回転する方向、すなわち、反転方向（図の矢印方向）に向くように、サンプラー１５を嵌装する。サンプラー１５の固定方法は、サンプラー１５が着脱可能であれば特に限定されるものではなく、図中に示すように、番線５５を堀削撹拌ピン４４間に張ることにより行うことのほか、適当な金具等を用いて固定することとしてもよい。
【００２０】
以下、本サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を用いた改良土のサンプリング方法を、図５及び図６を用いて説明する。なお、図５では、便宜上、削孔撹拌翼１２、抑制撹拌翼１３等は省略している。
まず、サンプラー１５を取り外した状態のサンプラー付き地盤改良撹拌機１００を用いて、上述と同様の方法で節付き改良柱体７を造設し、その直後に、すなわち、改良土が硬化する前に、拡大アーム４２にサンプラー１５を取り付ける（図５(a)）。
【００２１】
つぎに、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を、無回転又は正転の状態で、節付き改良柱体７の内部に押し込む（図５(b)）。無回転の状態では、サンプラー１５の開口５１ｆ、５１ｂが水平、かつ、静止状態にあるため、改良土がサンプラー１５の内部に侵入することは殆どない。また、正転の状態では、サンプラー１５の一の開口５１ｂが回転方向を向くこととなり、該開口５１ｂに設けられた蓋５２は外開きにのみ開閉するものであるから、この場合も、改良土がサンプラー１５の内部に侵入することはない。
【００２２】
そして、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００の拡大翼１４が、サンプリング対象の節部に到達するまで、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を節付き改良柱体７の内部に押し込み、拡大翼１４がサンプリング対象の節部に到達すれば、回転軸１０を反転方向に数回転させる（図５(c)）。これにより、拡大翼１４の拡大アーム４２が開いた状態となり、図６に斜線で示した領域の改良土が、サンプラー１５の他の開口５１ｆからサンプラー１５の内部に充填される。このとき、サンプラー１５の一の開口５１ｂに設けられた蓋５２は、改良土の圧力により外開きに開いた状態となる。したがって、サンプラー１５が反転方向に回転している間は、図６に斜線で示した領域の改良土が、サンプラー１５の内部を順次通過することとなる。
【００２３】
なお、サンプラー１５の内部に改良土を確実に充填させるため、回転軸１０の回転はゆっくりと行うことが望ましい。また、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を節付き改良柱体７の内部に押し込む際に（図５(b)）、サンプラー１５の内部にサンプリング対象の層以外の改良土が侵入していたとしても、この操作、すなわち、回転軸１０を反転方向に数回転することにより、該改良土はサンプラー１５から排出されることとなる。
【００２４】
つぎに、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を同じ位置に固定した状態で、回転軸１０を正転方向に数回転する（図５(d)）。これにより、拡大翼１４の拡大アーム４２が閉じた状態となる。この際、回転軸１０を正転しはじめたときに生ずる改良土からの圧力により、サンプラー１５の一の開口５１ｂに設けられた蓋５２は閉じた状態となるので、回転軸１０を正転する際に、サンプラー１５の内部に改良土が侵入することはない。
【００２５】
その後、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を、無回転又は正転の状態で、ゆっくりと引き上げる（図５(e)）。これにより、サンプラー１５は、その内部にサンプリング対象の節部にある改良土が充填されたままの状態で引き上げられることとなる。そして、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を完全に引き上げたなら、サンプラー１５を回転軸１０から取り外す。そして、サンプラー１５の内部に充填された改良土をサンプラー１５から取り出して、改良土の状態を確認する等、必要な試験を行う。このとき、サンプラー１５の開口５１ｆ、５１ｂ周辺には、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を引上げる際に、サンプリング対象でない層の改良土が付着するため、該開口５１ｆ、５１ｂ周辺の改良土を除いてから、前記試験を行うことが望ましい。これにより、節付き改良柱体７の改良土が良質のものであるか否か、すなわち、固化剤スラリーと土砂との混合、撹拌が十分に行われたか否かを確認することができる。その結果、不均一な改良土が作製されているような場合には、再度、地盤改良工法を施工する。
なお、サンプリング終了後、サンプリングで乱された節付き改良柱体７の改良土を、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を用いて再度撹拌して補修する。
【００２６】
このように、本実施の形態に係るサンプラー付き地盤改良撹拌機１００によれば、管状のサンプラー１５を、拡大翼１４の拡大アーム４２の先端近傍に、拡大アーム４２が開いた状態となった場合に、その回転方向に開口が位置するように着脱自在に設けたので、地盤中に節付き改良柱体７を造設した後に、所望の節部の改良土をサンプリングすることができる。これにより、当該改良土が良質のものであるか否か、すなわち、固化剤スラリーと土砂との混合、撹拌が十分に行われたか否かを確認することができる。
また、サンプラー１５は、拡大アーム４２に並列して突設された堀削撹拌ピン４４間に嵌装されるものとしたので、サンプラー１５の着脱を簡便に行うことができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、サンプラー１５は、真直ぐな管状体としたが、サンプラー１５の内部に改良土が充填されやすくするために、回転軌跡にあわせて円弧状に曲げられたものを用いてもよい。
また、本実施の形態では、サンプラー１５は、拡大アーム４２の先端近傍に取り付けられるものとしたが、節部におけるサンプリングの対象位置にあわせて、サンプラー１５の取付け位置を、適宜変更してもよい。
【００２８】
また、サンプラー１５の他の開口５１ｆにも、内開きにのみ開閉自在の蓋を設け、通常は閉じた状態にあるが、反転時に（図５(c)）、改良土から水平方向の圧力を受けて開いた状態となるように、該蓋の開閉を調節すれば、サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を節付き改良柱体７の内部に押し込む際に（図５(b)）、サンプラー１５の内部にサンプリング対象でない改良土が侵入することを防ぐことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るサンプラー付き地盤改良撹拌機によれば、中空状の回転軸と、該回転軸の先端近傍に設けられた削孔ヘッドと、該回転軸に一定の間隔で複数突設され、地盤を堀削又は撹拌の一方又は双方をする翼状体と、該回転軸に設けられ、該回転軸の回転の正反により回転軸の軸線に直交する方向に開閉する拡大アームを有する拡大翼と、該拡大アームに設けられた管状のサンプラーとを備えてなるサンプラー付き地盤改良撹拌機であって、前記サンプラーは、前記拡大アームの先端近傍に、その一の開口が外開きにのみ開閉自在の蓋を有し、他の開口が該拡大アームが開いた状態となった場合に、その回転方向を向くように、着脱自在に設けられたものとしたので、地盤中に節付き改良柱体を造設した後に、所望の節部の改良土をサンプリングして、当該改良土が良質のものであるか否か、すなわち、固化剤スラリーと土砂との混合、撹拌が十分に行われたか否かを確認することができる。その結果、不均一な改良土が作製されたような場合には、再度、改良土の撹拌等をして補修を行うことにより、節付き改良柱体が設定された強度に達っせず、本来の支持力を発揮できないものとなることを防止することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記サンプラーは、前記拡大アームの先端近傍に並列して突設された柱状の堀削撹拌部材間に嵌装されたものとしたので、サンプラーの着脱を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るサンプラー付き地盤改良撹拌機１００の構成を示す正面図及び側面図である。
【図２】サンプラー１５の構成を示す概略斜視図である。
【図３】サンプラー１５のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】サンプラー１５の取付け状態を示す概略斜視図である。
【図５】サンプラー付き地盤改良撹拌機１００を用いたサンプリング方法を説明するための模式図である。
【図６】サンプラー１５がサンプリングする改良土の領域を示す平面図である。
【図７】地盤の支持力を高めるための改良柱体６及び節付き改良柱体７を示す模式図である。
【図８】地盤改良工法に用いられる装置を示す模式図である。
【図９】従来の地盤改良撹拌機１の構成を示す正面図及び側面図である。
【図１０】拡大翼１４の正転時及び反転時の状態を示す平面図である。
【図１１】従来の地盤改良撹拌機１を用いて、節付き改良柱体７を造設する方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０回転軸
１００地盤改良撹拌機
１１削孔ヘッド
１２削孔撹拌翼（翼状体）
１３抑制撹拌翼（翼状体）
１４拡大翼
１５サンプラー
４２拡大アーム
４４堀削撹拌ピン（掘削撹拌部材）
５１ｆ、５１ｂ開口
５２蓋
６改良柱体
７節付き改良柱体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground improvement agitator having an improved soil sampler that constitutes a knotted improved column for increasing the supporting force of the ground.
[0002]
[Prior art]
In general, when building a house on soft ground, a ground improvement method is implemented in which a plurality of improved pillars 6 as shown in FIG. Is done. Further, in order to improve the supporting force per one of the improved column bodies 6, as shown in FIG. 7 (b), the improved column body 7 with a node provided with a plurality of node portions 8 is formed. There is also a ground improvement method.
Since the improved columnar body 7 with the node has the node portion 8 in which the outer diameter of the improved columnar body is enlarged, the frictional force with the ground is increased as compared with the normal improved columnar body 6. For this reason, the number of the improvement pillars which should be constructed can be reduced, the length of the improvement pillars can be shortened, and the ground improvement construction method can be simplified.
[0003]
Hereinafter, the ground improvement stirrer for constructing the improved columnar body 7 with the nodes will be described.
As shown in FIG. 8, the ground improvement stirrer 1 is provided so as to freely move up and down on a column 3 fixed by a construction machine 2, and a mixer 4 produces a solidifying agent slurry in which water and a solidifying agent are kneaded. The solidifying agent slurry is pumped to the ground improvement stirrer 1 by the pump 5.
[0004]
As shown in FIG. 9, the ground improvement stirrer 1 has a hollow rotary shaft 10 having a discharge port 10 a formed at the tip thereof, and a cutting tip 110 at the tip portion thereof, and the tip of the rotary shaft 10. It has a drilling head 11 provided so as not to block the discharge port 10a, a drilling tip 120 on one edge side thereof, and an inclination of a certain angle with respect to a horizontal plane near the tip of the rotary shaft 10. A pair of drilling stirring blades 12 provided opposite to each other and the rotary shaft 10 above the drilling stirring blades 12 are provided so as to face each other so as to have a certain angle of inclination with respect to the horizontal plane. The pair of suppression stirring blades 13 and the expansion blade 14 provided on the rotary shaft 10 between the drilling stirring blade 12 and the suppression stirring blade 13.
The drilling stirring blade 12 and the suppression stirring blade 13 are provided so as to protrude in a direction perpendicular to the rotating shaft 10, respectively, and the direction in which the drilling stirring blade 12 protrudes and the suppression stirring blade 13 protrudes. The direction is 90 degrees out of phase around the rotation axis 10.
[0005]
As shown in FIGS. 9 and 10, the enlarged wing 14 has a pair of brackets 40 fixed to the rotary shaft 10 at regular intervals in the vertical direction and a support pin 41 penetrating the bracket 40 as a support shaft. And a pair of enlarged arms 42 provided so as to be rotatable about an axis. The bracket 40 is provided with four restriction pins 43 for restricting the rotation of the enlargement arm 42 so as to penetrate the bracket 40.
[0006]
The expansion arm 42 is plate-shaped, and the excavation tip 420 is fixed to the tip side of the enlargement arm 42 at the side of the rotation direction at the time of reversal. Further, as shown in FIG. 10, the base end portion of the expansion arm 42 includes an arc portion 42 a that allows the expansion arm 42 to rotate without contacting the regulation pin 43 with the support pin 41 as a support shaft, A corner portion 42b that restricts the rotation of the expansion arm 42 by contacting the restriction pin 43 at a predetermined position is formed.
[0007]
Further, as shown in FIG. 9B, each of the pair of expansion arms 42 is provided with three excavation stirring pins 44. Of the three excavating agitation pins 44 provided on one of the pair of expansion arms 42 (the right hand side in the figure), the first is in the direction parallel to the rotary shaft 10 at the tip of the expansion arm 42. The second is a radial distance shorter than the radial distance between the first excavation stirring pin 44 and the rotary shaft 10, and the tip of the drilling stirring blade 12 and the rotary shaft 10 is provided at a position where the radial distance is longer than the radial distance from 10 so as to protrude downward in a direction parallel to the rotation shaft 10, and the third rotates with the second excavation stirring pin 44. A radial distance shorter than the radial distance from the shaft 10 and a radial distance longer than the radial distance between the tip of the drilling stirring blade 12 and the rotary shaft 10, in a direction parallel to the rotary shaft 10 and above. It is provided to protrude.
[0008]
Of the three excavation stirring pins 44 provided on the other (left hand side) enlargement arm 42, the first one has a direction parallel to the rotary shaft 10 at the tip of the enlargement arm 42. The second is a radial distance shorter than the radial distance between the first excavation stirring pin 44 and the rotary shaft 10, and rotates with the tip of the drilling stirring blade 12. It is provided at a position where the radial distance is longer than the radial distance from the shaft 10 so as to protrude upward in the direction parallel to the rotary shaft 10, and the third rotates with the second excavation stirring pin 44. At a position that is shorter than the radial distance from the shaft 10 and longer than the radial distance between the tip of the drilling stirring blade 12 and the rotating shaft 10, the lower side in the direction parallel to the rotating shaft 10 It is provided so as to protrude.
Accordingly, each excavation stirring pin 44 provided on the pair of expansion arms 42 is a point object with respect to the rotation center of the expansion blade 14.
[0009]
Thereby, as shown in FIG. 10 (a), when the rotary shaft 10 reverses (rotates counterclockwise), the expansion arm 42 opens in the direction in which the expansion arm 42 opens due to the resistance of centrifugal force and earth and sand. To turn. The enlargement arm 42 has its tip portion farthest from the rotary shaft 10 and the corner portion 42b abuts against the restriction pin 43 so that the rotation is restricted. It becomes larger than the rotating outer diameter of the stirring blade 13. On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the rotating shaft 10 rotates forward (rotates clockwise), it rotates until the side portion of the expansion arm 42 abuts against the regulation pin 43 due to the resistance of earth and sand. As a result, the rotating outer diameter of the expanding blade 14 becomes equal to the rotating outer diameter of the drilling stirring blade 12 or the suppression stirring blade 13.
[0010]
Next, based on FIG. 11, a method for constructing the knotted improved column 7 in the ground using the ground improvement stirrer 1 will be described.
First, after positioning the ground improvement stirrer 1, the rotating shaft 10 is rotated forward, and the ground is dug by the drilling head 11 and the drilling stirring blade 12 (FIG. 11 (a)). At this time, the expansion arm 42 of the expansion blade 14 is in a state of being accommodated within the outer diameter of the drilling stirring blade 12 as shown in FIG. And after the front-end | tip of the ground improvement stirrer 1 reaches the set depth, the solidifying agent slurry is pumped into the rotating shaft 10 of the ground improving stirrer 1 by the pump 5, and the solidifying agent slurry is transferred to the rotating shaft 10. While discharging from the discharge port 10a, the ground improvement stirrer 1 is pulled up while the rotating shaft 10 is rotated forward. Thereby, the drilling stirring blade 12 and the suppression stirring blade 13 mix and stir the earth and sand and the solidifying agent slurry (FIG. 11 (b)).
[0011]
After finishing the mixing and stirring of the earth and sand and the solidifying agent slurry, the rotating shaft 10 is reversed at an arbitrary depth. Accordingly, as shown in FIG. 10 (a), the enlarged arm 42 of the enlarged blade 14 has a tip portion that exceeds the rotational outer diameter of the drilling stirring blade 12 and has a larger outer diameter portion than when the cavity is dug first. The earth and sand are excavated, and the earth and sand and the solidifying agent slurry are mixed and stirred. In this state, the ground improvement stirrer 1 is moved up and down by the width of the node to be formed to form a node on the improved column to be constructed (FIG. 11 (c)). Thereafter, the rotating shaft 10 is rotated forward so that the expanding arm 42 is rotated to a state where it can be accommodated within the rotating outer diameter of the hole agitating blade 12 and pulled up to a predetermined depth, and then the rotating shaft 10 is reversed again. In the same manner as described above, a new node is formed in the improved pillar to be constructed (FIG. 11 (d)). Again, the rotating shaft 10 is rotated forward to rotate the expanding arm 42 so that it is within the rotating outer diameter of the drilling stirring blade 12 and pulled up to a predetermined depth (FIG. 11 (e)).
[0012]
By repeating this, an arbitrary number of nodes are formed, the rotating shaft 10 is rotated forward, and the expansion arm 42 is rotated to a state that fits within the rotating outer diameter of the drilling stirring blade 12 to improve the ground improvement stirring. The machine 1 is pulled up (FIG. 11 (f)). By repeating such a series of operations, an arbitrary number of knotted improvement pillars 7 are produced on the ground, and after a certain period of time, the solidifying agent slurry is cured and the knotted improvement pillars 7 are built.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Since the improved columnar body 7 with a knot is constructed in the ground, an operator cannot visually confirm whether or not the construction is being performed as designed. In addition, depending on the working environment such as the ground condition, mixing and stirring of the solidifying agent slurry and earth and sand may be insufficient, and a non-uniform improved soil may be produced. Since the worker cannot confirm the condition, the improved soil is hardened in a non-uniform state, and as a result, the improved pillar 7 with knots does not reach the set strength, and the original supporting force The problem that cannot be demonstrated. In order to prevent this, it is necessary to sample the improved soil immediately after constructing the knotted improved pillar 7, that is, before the improved soil hardens, to perform visual confirmation and other tests. .
However, the node 8 of the improved columnar body 7 is several meters below the ground surface, and the periphery of the node 8 has a structure in which the outer diameter is enlarged in the ground. It is difficult to sample the improved soil in the vicinity of the periphery of the node 8 using a sampler having a rod connected to the sampler.
The present invention has been made in view of the above points, and whether or not a target improved soil is produced by constructing an improved pillar body with a node for increasing the supporting force of the ground. It is an object to provide a means for confirming.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A ground improvement stirrer with a sampler according to claim 1 of the present invention made to achieve the above object is a hollow rotating shaft, a drilling head provided near the tip of the rotating shaft, and the rotating shaft. And a plurality of wings which are provided with a fixed interval and which excavate or agitate the ground or both, and a direction perpendicular to the axis of the axis of rotation by the rotation of the axis of rotation. A ground improvement stirrer with a sampler comprising an expansion wing having an expansion arm that opens and closes to the expansion arm, and a tubular sampler provided on the expansion arm, wherein the sampler is located near the tip of the expansion arm. The opening has a lid that can be opened and closed only on the outside opening, and the other opening is detachably provided so as to face the direction of rotation when the enlargement arm is opened.
[0015]
Moreover, the ground improvement agitator with a sampler according to claim 2 is the ground improvement agitator with a sampler according to claim 1, wherein the sampler is a column-shaped moat protruding in parallel near the tip of the expansion arm. It is fitted between the shaving and stirring members.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view for explaining a configuration of a ground improvement stirrer with a sampler according to an embodiment of the present invention, and shows a front surface and a side surface of a ground improvement stirrer 100 with a sampler.
As shown in FIG. 1, the ground improvement agitator 100 with the sampler is the same as the ground improvement agitator 1 described above except that the sampler 15 is detachably fixed in the vicinity of the tip of the expansion arm 42 of the expansion blade 14. It is the composition. That is, the ground improvement stirrer 100 with the sampler has a hollow rotary shaft 10 having a discharge port 10a formed at the tip thereof, and a cutting tip 110 at the tip portion thereof. A drilling head 11 provided so as not to block the discharge port 10a, a drilling tip 120 on one edge side thereof, and an inclination at a certain angle with respect to a horizontal plane in the vicinity of the tip of the rotary shaft 10 A pair of drilling agitating blades (wing-like bodies) 12 provided opposite to each other, and a rotary shaft 10 above the drilling stirring agitating blade 12 so as to be opposed to each other so as to have a fixed angle with respect to the horizontal plane A pair of restrained stirring blades (wings) 13, an enlarged blade 14 provided on the rotary shaft 10 between the drilling stirring blade 12 and the restrained stirring blade 13, and the vicinity of the tip of the enlarged arm 42 of the enlarged blade 14 When the expansion arm 42 is open The one in which the opening in the direction of rotation consists detachably provided tubular sampler 15. As to the position.
[0017]
Although not shown, the ground improvement stirrer 100 with the sampler is also provided so as to be movable up and down on the column 3 fixed by the construction machine 2 and is solidified by kneading water and a solidifying agent by the mixer 4. The agent slurry is prepared, and the solidifying agent slurry is pumped by the pump 5 to the ground improvement agitator 100 with a sampler.
[0018]
As shown in FIG. 2, the sampler 15 has a tubular shape made of carbon steel, and should be fitted with excavation agitation pins (excavation agitation members) 44 projecting from the expansion arm 42 on both sides thereof. Each groove 53 is formed. 3 is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. 2. As shown in the figure, a lid 52 is rotatably provided in one opening 51b of the sampler 15 via a pin 54. As shown in FIG. In addition, when the periphery of the lid 52 abuts on the periphery of the opening 51b, the opening and closing of the lid 52 is restricted, and the lid 52 opens and closes only outward. Further, the lid 52 is provided on the pin 54 so as not to open above the horizontal, so that the lid 52 can be removed when a pressure is applied from the inside of the sampler 15 by the improved soil or the like. When the pressure is applied from the outside of the sampler 15, it opens.
[0019]
As shown in FIG. 4, the sampler 15 is configured so that the excavation stirring pin 44 and the groove 53 of the sampler 15 are fitted between the excavation stirring pin 44 protruding in parallel with the expansion arm 42. Installed. At this time, the sampler 15 is fitted so that the other opening 51f of the sampler 15 faces the direction in which the enlargement arm 42 is enlarged and rotated, that is, the reverse direction (the arrow direction in the figure). The method of fixing the sampler 15 is not particularly limited as long as the sampler 15 is detachable. As shown in the drawing, the sampler 15 is fixed by stretching the wire 55 between the excavation agitation pins 44 as well as suitable. It is good also as fixing using metal fittings.
[0020]
Hereinafter, the sampling method of the improved soil using the ground improved stirrer 100 with the sampler will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In FIG. 5, for the sake of convenience, the drilling stirring blade 12, the suppression stirring blade 13, and the like are omitted.
First, using the ground improvement agitator 100 with the sampler with the sampler 15 removed, the improved columnar body 7 with a node is constructed in the same manner as described above, and immediately after that, that is, before the improved soil is hardened. Then, the sampler 15 is attached to the expansion arm 42 (FIG. 5A).
[0021]
Next, the ground improvement stirrer 100 with a sampler is pushed into the improved pillar body 7 with a node in a non-rotating or normal rotation state (FIG. 5 (b)). In the non-rotating state, the openings 51f and 51b of the sampler 15 are horizontal and stationary, so that the improved soil hardly enters the sampler 15. Further, in the forward rotation state, one opening 51b of the sampler 15 faces the rotation direction, and the lid 52 provided on the opening 51b opens and closes only outwardly. Does not enter the inside of the sampler 15.
[0022]
Then, until the expansion blade 14 of the ground improvement agitator 100 with the sampler reaches the node to be sampled, the ground improvement agitator 100 with the sampler is pushed into the improvement column body 7 with the node, and the expansion blade 14 is the sampling target. Is reached, the rotating shaft 10 is rotated several times in the reverse direction (FIG. 5C). As a result, the expansion arm 42 of the expansion blade 14 is opened, and the improved soil in the region indicated by the oblique lines in FIG. 6 is filled into the sampler 15 from the other opening 51f of the sampler 15. At this time, the lid 52 provided in one opening 51b of the sampler 15 is in a state of being opened outward by the pressure of the improved soil. Therefore, while the sampler 15 is rotating in the reverse direction, the improved soil in the region indicated by the oblique lines in FIG. 6 sequentially passes through the inside of the sampler 15.
[0023]
Note that it is desirable to slowly rotate the rotary shaft 10 in order to reliably fill the improved soil in the sampler 15. Further, when the ground improvement stirrer 100 with the sampler is pushed into the improved columnar body 7 with the knots (FIG. 5 (b)), even if improved soil other than the layer to be sampled has entered the sampler 15. The improved soil is discharged from the sampler 15 by this operation, that is, by rotating the rotating shaft 10 several times in the reverse direction.
[0024]
Next, the rotating shaft 10 is rotated several times in the forward rotation direction in a state where the ground improvement stirrer 100 with the sampler is fixed at the same position (FIG. 5 (d)). As a result, the expansion arm 42 of the expansion blade 14 is closed. At this time, the lid 52 provided in one opening 51b of the sampler 15 is closed by the pressure from the improved soil generated when the rotary shaft 10 starts to rotate forward, so the rotary shaft 10 rotates forward. At this time, the improved soil does not enter the sampler 15.
[0025]
Thereafter, the ground improvement stirrer with sampler 100 is slowly pulled up in a non-rotating or normal rotation state (FIG. 5 (e)). As a result, the sampler 15 is pulled up with the improved soil in the node to be sampled filled therein. And if the ground improvement stirrer 100 with a sampler is pulled up completely, the sampler 15 will be removed from the rotating shaft 10. Then, the necessary soil test is performed such as taking out the improved soil filled in the sampler 15 from the sampler 15 and confirming the state of the improved soil. At this time, when the ground improvement stirrer 100 with the sampler is pulled up around the openings 51f and 51b of the sampler 15, since the improved soil of the layer not to be sampled adheres, the improved soil around the openings 51f and 51b is excluded. It is desirable to conduct the test after that. Thereby, it can be confirmed whether or not the improved soil of the knotted improved column 7 is of a good quality, that is, whether or not the mixing and stirring of the solidifying agent slurry and the earth and sand have been sufficiently performed. As a result, if a non-uniform improved soil is produced, the ground improvement method is applied again.
In addition, after completion | finish of sampling, the improvement soil of the improvement pillar body 7 with a node disturbed by sampling will be repaired by stirring again using the ground improvement stirrer 100 with a sampler.
[0026]
Thus, according to the ground improvement stirrer with a sampler 100 according to the present embodiment, the tubular sampler 15 is placed near the tip of the expansion arm 42 of the expansion blade 14 and the expansion arm 42 is in an open state. In addition, since the opening is detachably provided so that the opening is positioned in the rotation direction, the improved soil of the desired node can be sampled after the improved pillar body 7 with the node is built in the ground. Thereby, it can be confirmed whether or not the improved soil is of high quality, that is, whether or not mixing and stirring of the solidifying agent slurry and earth and sand have been sufficiently performed.
Further, since the sampler 15 is fitted between the excavation stirring pins 44 protruding in parallel with the expansion arm 42, the sampler 15 can be easily attached and detached.
[0027]
In the present embodiment, the sampler 15 is a straight tubular body. However, in order to make it easier to fill the inside of the sampler 15 with the improved soil, a sampler 15 bent in an arc shape according to the rotation trajectory is used. Also good.
In the present embodiment, the sampler 15 is attached in the vicinity of the tip of the expansion arm 42. However, the attachment position of the sampler 15 may be changed as appropriate in accordance with the sampling target position at the node. .
[0028]
In addition, the other opening 51f of the sampler 15 is provided with a lid that can be opened and closed only in its inner opening, and is normally in a closed state, but when reversed (FIG. 5 (c)), horizontal pressure is applied from the improved soil. If the opening and closing of the lid is adjusted so that it is open when received, when the ground improvement stirrer 100 with the sampler is pushed into the improved pillar body 7 with the node (FIG. 5 (b)), the sampler 15 It is possible to prevent the improved soil that is not a sampling target from entering inside.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the ground improvement agitator with a sampler according to the present invention, the hollow rotating shaft, the drilling head provided near the tip of the rotating shaft, and the rotating shaft at regular intervals. A plurality of projecting wings that excavate and / or agitate the ground, and an expansion arm that is provided on the rotating shaft and opens and closes in a direction perpendicular to the axis of the rotating shaft according to the rotation of the rotating shaft A ground improvement stirrer with a sampler comprising an expansion wing having an expansion arm and a tubular sampler provided on the expansion arm, wherein one opening of the sampler is open near the tip of the expansion arm. It has a lid that can be opened and closed only, and when the expansion arm is in the open state, the other opening is detachably provided so as to face the direction of rotation. After constructing the improved pillar body with The Department improved soil sampling, whether the modified soil is of good quality, i.e., mixing of the solidifying slurry and sand, it is possible to confirm whether agitation is performed sufficiently. As a result, in the case where non-uniform improved soil is produced, by repairing again by stirring the improved soil, the improved columnar body with knots does not reach the set strength, It can be prevented that the original supporting force cannot be exhibited.
[0030]
Further, according to the present invention, the sampler is fitted between the columnar excavation stirring members protruding in parallel in the vicinity of the tip of the expansion arm, so that the sampler can be easily attached and detached. be able to.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a front view and a side view showing a configuration of a ground improvement stirrer with a sampler according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a configuration of a sampler 15. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the AA cross section of the sampler 15;
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state in which the sampler 15 is attached.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a sampling method using a ground improvement stirrer with a sampler.
FIG. 6 is a plan view showing a region of improved soil sampled by the sampler 15;
FIG. 7 is a schematic view showing an improved pillar 6 and a knotted improved pillar 7 for increasing the supporting force of the ground.
FIG. 8 is a schematic view showing an apparatus used for the ground improvement method.
FIG. 9 is a front view and a side view showing the configuration of a conventional ground improvement stirrer 1.
FIG. 10 is a plan view showing a state at the time of forward rotation and reversal of the enlarged blade 14;
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a method of constructing a knotted improved column 7 using a conventional ground improved stirrer 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating shaft 100 Ground improvement stirrer 11 Drilling head 12 Drilling stirring blade (wing-shaped body)
13 Suppressing stirring blade (winged body)
14 Expanding blade 15 Sampler 42 Expanding arm 44 Drilling stirring pin (excavation stirring member)
51f, 51b Opening 52 Lid 6 Improved column 7 Improved column with knot

Claims

A hollow rotary shaft, a drilling head provided near the tip of the rotary shaft, and a plurality of wings that project from the rotary shaft at regular intervals and excavate or agitate the ground. An enlarged wing having an enlarged arm provided on the rotating shaft and opening and closing in a direction perpendicular to the axis of the rotating shaft by the rotation of the rotating shaft; and a tubular sampler provided on the enlarged arm. A ground improvement agitator with a sampler
The sampler has a lid that can be opened and closed only in the vicinity of the tip of the magnifying arm, and the other arm is opened when the magnifying arm is open. A ground improvement agitator with a sampler, which is detachably provided so as to face.

The ground improvement agitator with a sampler according to claim 1, wherein the sampler is fitted between columnar excavation agitating members protruding in parallel in the vicinity of the tip of the expansion arm. .