JP3916067B2

JP3916067B2 - 自走式土質改良機と自走式土質改良システムと土質改良方法

Info

Publication number: JP3916067B2
Application number: JP2002296823A
Authority: JP
Inventors: 康晴山本; 弘光及田; 孝志阿住; 教夫松原
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004052530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱な地盤を改良して地盤強化を行うため等に用いられる自走式土質改良機と自走式土質改良システムと土質改良方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路工事や基礎工事あるいはガス管や上下水道管の埋設工事においては、土質が軟弱であるため、セメントや石灰等の改良材を加えて土質を適度な粒度、含水率、硬さにして埋め戻す必要がある場合がある。
【０００３】
このような土質改良を行う土質改良機には、据え付け式（定置式）の土質改良機と自走式のものとがある。据え付け式の土質改良機は、現場で掘削された改良すべき土砂を土質改良機が設置された場所まで輸送し、その土質改良機のある場所まで輸送されてきた土砂に改良材を混合し、その改良土砂を再度現場まで輸送して埋め戻す必要がある。
【０００４】
一方、自走式土質改良機は、現場に搬入可能であることから、このような輸送に要する手間、時間、経費を省略することができる。従来の自走式土質改良機は、車体の前方に改良すべき土砂を投入するホッパを設置し、中央部に改良材を蓄えておく容器を搭載し、その下方に土砂と容器からの改良材とを混合する混合装置を設置し、混合装置より落下した改良土砂をコンベアにより車体の後方に搬出して集積させる構成を有している（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−４５２６３号公報（図１）
【０００６】
また、現場において軟弱地盤を改良する他の手段として、土壌に石灰等の改良材を散布した後、スタビライザーやバケットにより土壌を攪拌して土壌を改良する方法もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の自走式土質改良機は、コンベアにより自走式土質改良機の後方に改良土砂を搬出、集積させて土質改良を行うものであるため、後方に集積した改良土砂を埋め戻し箇所に搬送してブルドーザ等により均して埋め戻す必要があり、作業機の台数が多くなる上、作業に時間がかかるという問題点がある。また、改良土砂を集積させておく場所が必要であり、狭い現場では作業しにくいという問題点もある。
【０００８】
一方、現場において改良材を散布して攪拌する方法によると、改良材が均一に混ぜることが困難であって、土壌品質が悪くなると共に、散布される改良材が飛散することにより近隣に迷惑を及ぼすという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、土壌を改良する現場において、多くの作業機や広い場所を要することなく、かつ近隣に迷惑をかけることなく、土質改良を能率良く行うことができかつ高い土壌品質が得られる自走式土質改良機と自走式土質改良システムと土質改良方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、さらに、土壌を改良する現場において、掘削した領域に改良土砂をまんべんなく戻すことができる自走式土質改良機と自走式土質改良システムと土質改良方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の自走式土質改良機は、走行体上に設置した車体上の前部に改良すべき土砂を投入するホッパを搭載し、
前記車体上の前記ホッパより後方に改良材を蓄えておく容器を搭載し、
前記車体上に、前記容器から供給される前記改良材と、前記ホッパから供給される土砂とを混合する混合装置を設置し、
該混合装置から排出される改良材混合後の改良土砂を前記車体の前方に搬送して落下させるコンベアを設け、
前記車体または走行体の前部に、地面を均すブレードを設け、
前記コンベアの前端を前記ブレードより前方に位置させた
ことを特徴とする。
【００１２】
このように、改良土砂を自走式土質改良機の前方に搬出する構成とすれば、排出された改良土砂を掘削された箇所に埋め戻しつつ、自走式土質改良機の走行体により踏みしめながら土質改良を行うことができる。従って、従来のように自走式土質改良機の後方に搬出、集積させた改良土砂を搬送し埋め戻す作業が不要となり、このため、広い場所を確保する必要がなくなり、狭隘な場所でも容易に作業が行える。また、能率よくかつ１台の自走式土質改良機で土質改良と埋め戻し作業を行うことができ、作業機の台数を少なくすることができる。また、土質の改良は混合装置により行われるので、改良材の混合が均一に行われ、高品質の改良土砂が得られる上、改良材が飛散して近隣に迷惑をかけるという問題も生じない。
【００１３】
また、コンベアの前端、すなわち改良土砂の搬出点をブレードより前方に位置させることにより、改良土砂を自走式土質改良機の前方より地面に落下させて埋め戻し、自走式土質改良機を走行させつつ、ブレードにより地面を均すことができる。
【００１４】
（２）本発明の自走式土質改良機において、好ましくは、前記車体の前部に、前記コンベアから排出される改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散させて地面に落下させる旋回式コンベアを設ける。
【００１５】
このように、自走式土質改良機に旋回式コンベアを設けることにより、この旋回式コンベアによって改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に広く拡散して落下させることができる。このため、例えば道路掘削に伴って土質改良を同時に行い、かつ埋め戻しを行う場合、自走式土質改良機で改良された改良土砂を掘削したところにまんべんなく埋め戻すことができる。また、自走式土質改良機は改良土砂による埋め戻し土のならしのために使用する必要がないため、自走式土質改良機の土砂改良作業の稼働率が上がり、能率が向上する。
【００１６】
（３）また、本発明の土質改良方法は、自走式土質改良機の前部に設けたホッパに改良すべき土砂を投入し、
該ホッパから供給される土砂と、自走式土質改良機に搭載した容器から供給される改良材とを、自走式土質改良機に設置した混合装置により混合し、
改良材が混合された改良土砂をコンベアにより自走式土質改良機の前方に搬送し、
前記自走式土質改良機の前部に取付けた旋回式コンベアにより前記自走式土質改良機の前方に搬送された改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散して地面に落下させる
ことを特徴とする。
【００１７】
このように、自走式土質改良機に設けた旋回式コンベアを用いて改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に広く拡散して落下させることにより、前述のように、改良土砂を掘削したところにまんべんなく埋め戻すことが可能となり、かつ土砂改良作業の稼働率が上がり、能率が向上する。
【００１８】
（４）本発明の自走式土質改良システムは、自走式土質改良機と、該自走式土質改良機に改良すべき土砂を掘削して積み込む油圧ショベルとからなり、
前記自走式土質改良機は、走行体上に設置した車体上の前部に改良すべき土砂を投入するホッパを搭載し、
前記車体上の前記ホッパより後方に改良材を蓄えておく容器を搭載し、
前記車体上に、前記容器から供給される前記改良材と、前記ホッパから供給される土砂とを混合する混合装置を設置し、
該混合装置から排出される改良材混合後の改良土砂を前記車体の前方に搬送して落下させるコンベアを設け、
前記車体の前部に、前記コンベアから排出される改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散させて地面に落下させる旋回式コンベアを設けた
ことを特徴とする。
【００１９】
これにより、前述のように、改良土砂を掘削したところにまんべんなく埋め戻すことが可能となり、かつ土砂改良作業の稼働率が上がり、能率が向上する。
【００２０】
（５）本発明による土質改良方法は、油圧ショベルにより土壌を掘削し、掘削した土砂を、自走式土質改良機の前部に設けたホッパに投入し、
該ホッパから供給される土砂と、自走式土質改良機に搭載した容器から供給される改良材とを、自走式土質改良機に設置した混合装置により混合し、
改良材が混合された改良土砂をコンベアにより自走式土質改良機の前方に搬送し、
前記自走式土質改良機の前部に設けた旋回式コンベアにより前記自走式土質改良機の前方に搬送された改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散して地面に落下させる
ことを特徴とする。
【００２１】
これにより、前述のように、改良土砂を掘削したところにまんべんなく埋め戻すことが可能となり、かつ土砂改良作業の稼働率が上がり、能率が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の土質改良方法を実施する自走式土質改良システムの参考例を示す側面図である。このシステムは、自走式土質改良機１と、掘削積み込み機としての油圧ショベル２とからなる。油圧ショベル２は、クローラ式走行体３上に旋回装置４を介して旋回体５を設置し、旋回体５に多関節フロント６を取付け、その先端にバケット７を取付けたものである。
【００２３】
一方自走式土質改良機１は、図２の側面図、図３の平面図、図４（Ａ）の正面図に示すように、クローラ８ａを有するクローラ式走行体８上に車体９を設置し、車体９の前部に土砂を投入するホッパ１０を搭載する。また、ホッパ１０より後方（本例では車体９の中央部）には、セメントや石灰等の改良材を蓄えておく容器１１を搭載する。車体９の後部には油圧パワーユニット１２を搭載する。
【００２４】
車体９における容器１１の下方には定量供給装置１３が設けられる。また、容器１１の下方には、定量供給装置１３により供給される改良材と、ホッパ１０の下方に設置されたコンベア１４により供給される土砂とを混合する混合装置１５を設置する。前記定量供給装置１３は、回転軸に例えば４枚の羽根を取付け、上面に位置する羽根の間に定量の改良材を収容してこれを回転させることにより、羽根が下面に向いた時にその羽根間の改良材を下方に落下させるもので、改良すべき土砂の軟弱度合等応じてその回転数を制御することにより、好適な硬さ、含水率、粒度の改良土砂が得られるようにしている。
【００２５】
前記混合装置１５は、図４（Ｂ）に示すように、偶数本の回転軸１５ａを併設し、各回転軸１５ａにパドル１５ｂを取付けたものであり、対をなす回転軸１５ａ、１５ａを土砂が両者間に挟まる方向に回転させることにより、土砂と改良材とを混合し、排出口１５ｃ（図２参照）から排出するものである。
【００２６】
１６は混合装置１５から排出される改良土砂を自走式土質改良機１の前方に搬出するためのコンベアである。該コンベア１６は、走行体１の左右のクローラ８ａ、８ａ間に設置され、その後端は前記混合装置１５の改良土砂の排出口１５ｃの下に位置し、前端は自走式土質改良機１の前方に位置する。
【００２７】
１７は車体９上における容器１１の周囲に設けられた通路であり、油圧ショベル２のオペレータが目視できないホッパ１０の土砂充填状態や容器１１内の改良材の充填状態を監視するために作業員が上るものである。
【００２８】
この自走式土質改良システムを用いて土質改良を行う場合、図１に示すように、自走式土質改良機１に先行して油圧ショベル２を位置させ、油圧ショベル２の走行、旋回装置４の作動による旋回体５の旋回、多関節フロント６の関節部の作動によって、改良すべき土壌のバケット７による掘削、ホッパ１０への積み込みを行いつつ、自走式土質改良機１による土質改良を行う。
【００２９】
自走式土質改良機１においては、ホッパ１０に投入された土砂を、コンベア１４の作動により所定時間当たり定量ずつ混合装置１５に供給し、一方、容器１１に蓄えられた改良材を定量供給装置１３により混合装置１５に供給して混合する。図1に示すように、混合装置１５において改良材が混合された改良土砂１８は、コンベア１６により自走式土質改良機１の前方より地面に搬出され埋め戻される。地面に落下した改良土砂１９は、自走式土質改良機１をクローラ８ａがその埋め戻された土砂上を走行するようにジグザグに走行させる等により、均すことができる。このような均しのための走行は、混合装置１５による混合をしながらでも、一旦中止した状態で行ってもよい。また、自走式土質改良機１の前方に位置する油圧ショベル２で、土壌の掘削の合間にバケット７による均しを行うこともできる。
【００３０】
このようなシステムを用い、地面に排出された改良土砂は、走行により均しながら連続的に能率良く行える。すなわち改良土砂を後方に搬出する場合のように改良土砂を後方に集積させることがないため、集積のための場所は不要になる。また、その集積した土砂を再度埋め戻す必要がなく、効率よく作業が行える。また埋め戻すための作業機も不要となり、少数の作業機で作業を行うことができる。また、混合装置１５により土砂に改良材を混合するので、地面に改良材を散布する必要がなく、近隣に改良材を飛散させる迷惑も発生させることなく、かつ改良材が均一に混合され、高品質の改良土砂を供給することができる。
【００３１】
図５は本発明の土質改良方法を実施する自走式土質改良システムの一実施の形態であり、図６、図７はこのシステムに用いる自走式土質改良機１Ａの側面図、正面図である。この自走式土質改良機１Ａは、走行体１のフレームまたは図示のように車体９の前部に、地面を均すためのブレード２０を、油圧シリンダ２１等のような上下位置調整装置により位置調整自在に取付けたものである。また、該ブレード２０は、前記改良土砂搬出用コンベア１６の前端、すなわち排出端より後方となるように（コンベア１６の前端，すなわち排出端がブレード２０の前方に位置するように）構成している。
【００３２】
このようなブレード２０を設ければ、自走式土質改良機１Ａを走行させてブレード２０によって均すことにより、改良土壌を容易かつ平坦に均すことができる。また、コンベア１６の前端の位置を、ブレード２０の位置より前方とすることにより、改良土砂を自走式土質改良機１Ａの前方より地面に落下させ、自走式土質改良機１Ａを前進させつつ、ブレード２０により地面を均すことができる。
【００３３】
このため、油圧ショベル２により土壌を溝状に掘削して行き、その後を自走式土質改良機１で追い、改良土砂をコンベア１６から地面に埋め戻し、さらにブレード２０で均すことにより、前記実施の形態よりもさらに能率よく、平坦化された改良土壌を連続作業で得ることができる。
【００３４】
図８は本発明の土質改良方法を実施する自走式土質改良システムの他の実施の形態であり、図９、図１０はそれぞれこのシステムに用いる自走式土質改良機１Ｂの部分側面図、部分平面図である。
【００３５】
本実施の形態においては、自走式土質改良機１Ｂにおいて、車体９の前部に、前記コンベア１６から排出される改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散させて地面に落下させる旋回式コンベア２３を設ける。
【００３６】
すなわち、旋回式コンベア２３は、車体９の前方の下部に設けた枢着軸２４を中心に旋回自在に、かつコンベア２３の後端が前記コンベア１６の前端の下方に位置してコンベア１６の前端から落下する改良土砂を旋回式コンベア２３で受けてさらに前方に拡散して落下させるように取付けられる。本実施の形態においては、該コンベア２３の傾斜角度の調整を可能にするため、前記枢着軸２４に水平旋回アーム２５を取付け、該水平旋回アーム２５と旋回式コンベア２３のフレームに設けたブラケット２６とをピン２７により上下方向に揺動可能に連結している。
【００３７】
２９は前記車体９における枢着軸２４の上方に、該枢着軸２４の軸心と旋回中心が同心になるように設置された旋回装置である。該旋回装置２９は、旋回モータ３０によって旋回輪３１を旋回させるもので、旋回輪３１にアーム３２を固定して設けている。そして該アーム３２と、前記旋回式コンベア２３のフレームの前記ブラケット２６より前方に設けたブラケット３３とを、ワイヤまたはリンク３４とコンベアの傾斜角度調整用の例えばターンバックル等の長さ調整具３５により接続している。
【００３８】
この旋回式コンベア２３は、前記旋回モータ３０を作動させることにより、図１０に示すように、コンベア２３を前向きにした姿勢から左右それぞれ例えば４５度ずつ揺動させた姿勢をとることができ、これにより、前記コンベア１６から排出される改良土砂を自走式土質改良機１Ｂの幅方向に自走式土質改良機１Ｂの幅より広い範囲にわたって排土することができる。
【００３９】
図１１は図８で示したシステムを用いて例えば道路の掘削と同時に土質改良並びに埋め戻しを行っている作業状態を示す平面図である。このシステムにおいて、前記油圧ショベル２により道路３６における所定の掘削幅（例えば１車線分の幅）Ｗについて掘削を行うと同時に、自走式土質改良機１Ｂにより土質改良を行い、改良土砂を自走式土質改良機１Ｂの前方より落下させて埋め戻す場合、前記旋回式コンベア２３を左右に振って改良土砂を落下させることにより、掘削幅Ｗ全体にわたって改良土砂をまんべん無くほぼ均一な厚みに埋め戻すことができる。
【００４０】
また、このため、自走式土質改良機１Ｂによる走行あるいは人手による均し、もしくはブレード２０による均し作業を必ずしも要することなく、もしくはその均し作業の作業量を著しく減少させることができる。このため、自走式土質改良機１Ｂは土質改良に専用することができ、自走式土質改良機１Ｂの土質改良作業のための稼働率が上がり、土質改良作業ないし全体の作業の能率が向上する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、土壌を改良する現場において、多くの作業機や広い改良土砂集積場所を要することなく、かつ近隣に迷惑をかけることなく、土質改良を能率良く行うことができると共に、高品質の改良土砂が埋め戻されることから、高い土壌品質が得られる。
【００４２】
また、コンベアから排出される改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散させて地面に落下させる旋回式コンベアを設けたので、改良土砂の均一な埋め戻しが可能となると共に、自走式土質改良機の土質改良への専用による能率向上が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による土質改良方法を実施する自走式土質改良システムの参考例を示す側面図である。
【図２】図１の自走式土質改良機の拡大側面図である。
【図３】図１の自走式土質改良機の拡大平面図である。
【図４】（Ａ）は図２の正面図、（Ｂ）はその自走式土質改良機に用いる混合装置の断面図である。
【図５】本発明による土質改良方法を実施する自走式土質改良システムの一実施の形態を示す側面図である。
【図６】図５の自走式土質改良機の拡大側面図である。
【図７】図６の正面図である。
【図８】本発明による土質改良方法を実施する自走式土質改良システムの他の実施の形態を示す側面図である。
【図９】図８の自走式土質改良機の部分拡大側面図である。
【図１０】図９の部分拡大平面図である。
【図１１】図８のシステムによる作業形態を説明する平面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ：自走式土質改良機、２：油圧ショベル、３：走行体、４：旋回装置、５：旋回体、６：多関節フロント、７：バケット、８：クローラ式走行体、８ａ：クローラ、９：車体、１０：ホッパ、１１：容器、１２：油圧パワーユニット、１３：定量供給装置、１４：コンベア、１５：混合装置、１６：コンベア、１７：通路、１８、１９：改良土砂、２０：ブレード、２１：油圧シリンダ、２３：旋回式コンベア、２４：枢着軸、２５：水平旋回アーム、２６：ブラケット、２７：ピン、２９：旋回装置、３０：旋回モータ、３１：旋回輪、３２：アーム、３３：ブラケット、３４：ワイヤまたはリンク、３５：長さ調整具、３６：道路

Claims

走行体上に設置した車体上の前部に改良すべき土砂を投入するホッパを搭載し、
前記車体上の前記ホッパより後方に改良材を蓄えておく容器を搭載し、
前記車体上に、前記容器から供給される前記改良材と、前記ホッパから供給される土砂とを混合する混合装置を設置し、
該混合装置から排出される改良材混合後の改良土砂を前記車体の前方に搬送して落下させるコンベアを設け、
前記車体または走行体の前部に、地面を均すブレードを設け、
前記コンベアの前端を前記ブレードより前方に位置させた
ことを特徴とする自走式土質改良機。
請求項１に記載の自走式土質改良機において、
前記車体の前部に、前記コンベアから排出される改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散させて地面に落下させる旋回式コンベアを設けた
ことを特徴とする自走式土質改良機。
自走式土質改良機の前部に設けたホッパに改良すべき土砂を投入し、
該ホッパから供給される土砂と、自走式土質改良機に搭載した容器から供給される改良材とを、自走式土質改良機に設置した混合装置により混合し、
改良材が混合された改良土砂をコンベアにより自走式土質改良機の前方に搬送し、
前記自走式土質改良機の前部に設けた旋回式コンベアにより前記自走式土質改良機の前方に搬送された改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散して地面に落下させる
ことを特徴とする土質改良方法。
自走式土質改良機と、該自走式土質改良機に改良すべき土砂を掘削して積み込む油圧ショベルとからなり、
前記自走式土質改良機は、走行体上に設置した車体上の前部に改良すべき土砂を投入するホッパを搭載し、
前記車体上の前記ホッパより後方に改良材を蓄えておく容器を搭載し、
前記車体上に、前記容器から供給される前記改良材と、前記ホッパから供給される土砂とを混合する混合装置を設置し、
該混合装置から排出される改良材混合後の改良土砂を前記車体の前方に搬送して落下させるコンベアを設け、
前記車体の前部に、前記コンベアから排出される改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散させて地面に落下させる旋回式コンベアを設けた
ことを特徴とする自走式土質改良システム。
油圧ショベルにより土壌を掘削し、掘削した土砂を、自走式土質改良機の前部に設けたホッパに投入し、
該ホッパから供給される土砂と、自走式土質改良機に搭載した容器から供給される改良材とを、自走式土質改良機に設置した混合装置により混合し、
改良材が混合された改良土砂をコンベアにより自走式土質改良機の前方に搬送し、
前記自走式土質改良機の前部に設けた旋回式コンベアにより前記自走式土質改良機の前方に搬送された改良土砂を自走式土質改良機の幅方向に拡散して地面に落下させる
ことを特徴とする土質改良方法。