JP4019520B2

JP4019520B2 - Ground improvement device

Info

Publication number: JP4019520B2
Application number: JP27014898A
Authority: JP
Inventors: 剛辻井
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: JP2000096552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセメント、石灰等の地盤改良材を搬送気体とともに地盤中に噴射し、地盤土壌と撹拌混合して改良柱体を造成するＤＪＭ（Dry Jet Mixing）工法と称される地盤改良装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の地盤改良方法においては、地盤改良材の搬送・噴射に使用された搬送気体（通常は圧縮空気、以下この例で説明する）が改良地盤の品質に影響を与えないように地上に回収する必要がある。
【０００３】
従来、この用済み空気の回収策として、特開昭６２−７７２３０号公報に示されているように、地盤中に貫入されて地盤改良材と地盤中の土壌とを撹拌混合する撹拌軸の外周にフィンを突設し、このフィンの回転によって撹拌軸外周に形成される空隙を通して空気を地上に排出する方法が公知となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記方法によると、空隙を確保するのに必要なフィン速度は、地盤土壌の含水率、粘度、土粒径等の土質によって異なるが、普通、撹拌・混合作用を行うのに適当な撹拌軸速度よりも高いにもかかわらず、フィンが撹拌軸そのものに設けられ、撹拌軸と同速で回転するため、回転速度が低過ぎて空隙が確保できなくなる場合があった。
【０００５】
なお、回転速度を必要なフィン速度に合せて高速に設定することが考えられるが、本来の地盤改良作用が低下するおそれがあるとともに、回転動力が大きくなり、設備費用が高くなる等の弊害が生じる。
【０００６】
また、別の方法として、特開平９−２６８５４７号公報に示されているように、撹拌軸にフィン付きのチェーンを上下方向に懸け渡し、このチェーンの周回運動によって用済み空気を地上に強制的に排出する方法が提案されているが、チェーン騒音が激しいとともに、チェーンですくい上げられた泥が地上に飛散する等の弊害が生じる。
【０００７】
そこで本発明は、上記のような弊害を招くことなく、空隙を確保して用済み空気を確実に回収することができる地盤改良装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、撹拌軸を地盤に貫入し、地盤改良材を搬送気体により地上から搬送して地盤中に噴射し、上記撹拌軸の回転によりこの地盤改良材と地盤中の土壌とを撹拌混合して改良柱体を造成するように構成された地盤改良装置において、上記撹拌軸とは別に、外周にフィンを備えたフィン軸が回転可能に設けられるとともに、このフィン軸を独自に設定される速度で回転駆動する駆動手段を具備し、上記フィン軸は単位軸体同士が軸方向に連結されて構成され、上記単位軸体は、円筒の半割状に形成された一対の分割片を備え、この両分割片の周方向の両端部にフランジが軸方向の全長に亘って突設され、このフランジ同士が結合されることにより分割片同士が連結されて単位軸体が構成されるとともに、この結合されたフランジによって上記フィンが形成されたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、フィン軸が中空軸として形成され、このフィン軸内に撹拌軸が配置されたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、撹拌軸がフィン軸内の中心部に配置されたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、撹拌軸の外周とフィン軸の内周との間に回転軸受が設けられたものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、フィン軸を回転駆動するフィン軸駆動手段と、撹拌軸を回転駆動する撹拌軸駆動手段が別々の駆動源を具備するものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、フィン軸を回転駆動するフィン軸駆動手段と、撹拌軸を回転駆動する撹拌軸駆動手段が共通の駆動源を具備するものである。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５または６の構成において、フィン軸駆動手段が速度可変に構成されたものである。
【００１５】
上記発明によると、撹拌軸とは別に設けたフィン軸を独自に設定した速度で回転させることによってフィン軸外周に空隙を形成するため、このフィン軸の回転速度を土質等に応じて空隙を確保するのに適した速度に設定することによって空隙を確保することができる。
【００１６】
すなわち、撹拌軸にフィンを設けた場合のように本来の撹拌・混合作用が低下し、あるいはフィン付きチェーンを設けた場合のように泥が地上に飛散する等の弊害を招くことなく、用済みの搬送気体を確実に回収することができる。
【００１７】
この場合、フィン軸を軸方向に分割し、かつ、半割状としたから、フィン軸の組立および撹拌軸外周への取付作業、それに撹拌軸の長さ（改良深度）の変更に応じたフィン軸の長さ変更作業を容易に行うことができる。
【００１８】
しかも、半割りされた分割片同士を結合するためのフランジがフィンを兼ねるため、フィン軸の構成が簡単ですむ。
【００１９】
また、請求項２，３の構成によると、中空のフィン軸内に撹拌軸を配置しているため、用済み搬送気体を撹拌領域の中心部（請求項３では完全中心）から回収することができる。このため、中心から大きく外れた位置から気体を回収する場合と比較して回収洩れが少なく、気体回収効率が高いものとなる。
【００２０】
また、撹拌軸をフィン軸の中心部に配置してこれら両軸間に回転軸受を設けた請求項４の構成によると、とくに大深度の地盤改良を行う場合に、フィン軸の撓みを防いで回転中心を一定に保ち、安定した空隙確保機能を得ることができる。
【００２１】
また、請求項７の構成によると、フィン軸用駆動手段が速度可変に構成されているため、フィン軸の回転速度を土質等に応じて任意に変化させることができる。
【００２２】
この場合、フィン軸駆動手段と撹拌軸駆動手段に別々の駆動源を具備した請求項５の構成によると、駆動源に可変速のもの（通常は可変速モータ）を用いることにより、フィン軸の回転速度を容易に変化させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００２４】
第１実施形態（図１〜図４参照）
図１はこの実施形態にかかる地盤改良装置の全体構成、図２は同装置における駆動部の概略構成をそれぞれ示している。
【００２５】
この図１，２において、１はベースマシン、２はこのベースマシン１の前方に直立状態で支持されたリーダで、このリーダ２に中空丸軸（角軸でもよい）である撹拌軸３が昇降自在に吊持され、撹拌軸上端部に配置された撹拌軸駆動装置４によってこの撹拌軸３が回転駆動される。
【００２６】
撹拌軸駆動装置４は、駆動源としての撹拌軸モータ（電動機または油圧モータ）５と、このモータ５の回転力を減速して撹拌軸３に伝える歯車伝動（減速）機構６とから成っている。
【００２７】
撹拌軸３は下部に撹拌翼７を有し、撹拌軸３を改良対象となる地盤Ａ中に貫入させながらセメント、石灰等の地盤改良材を搬送気体（通常は圧縮空気、以下この例で説明する）により撹拌軸３内を通して地盤中に噴射し、撹拌翼７によって地盤土壌と撹拌混合することにより改良柱体を造成する。
【００２８】
また、用済みの圧縮空気を回収するためのフィン軸８が、撹拌軸３の外周に、撹拌軸３と同心配置で、かつ、撹拌軸３の上部から下部まで設けられ、撹拌軸３に対し軸方向複数個所で回転軸受９…によって回転自在に支持されている。
【００２９】
このフィン軸８は、フィン軸モータ（電動機または油圧モータ）１０と、このフィン軸モータ１０の回転力を減速してフィン軸８に伝える歯車伝動（減速）機構１１とから成るフィン軸駆動装置１２によって回転駆動される。
【００３０】
フィン軸８には、図１および図３，４に示すように外周に周方向対称配置でフィン１３，１３が突設され、このフィン軸８（フィン１３，１３）の回転により、フィン軸外周に空隙ｃ（図４参照）が形成され、この空隙ｃを通して用済み圧縮空気が地上に回収される。
【００３１】
撹拌軸３およびフィン軸８の構成を図３，４によって詳述する。
【００３２】
撹拌軸３は、軸方向複数の単位軸体１４に分割され、この単位軸体同士を、互いの軸方向端部に設けられた連結ブロック１５，１６が雄雌嵌合する状態で連結することによって所要長さの撹拌軸３が組立てられる。
【００３３】
一方、フィン軸８も、撹拌軸３の単位軸体１４と同じ（または小さい）単位で軸方向複数の単位軸体１７に分割され、さらに図４に示すようにこの各単位軸体１７が半割状の分割片１７ａ，１７ａに二分割されている。
【００３４】
この両分割片１７ａ，１７ａの周方向両端部にはフランジ１８，１８が軸方向全長に亘って突設され、両分割片１７ａ，１７ａが撹拌軸３（単位軸体１４）の外周に巻き付けられるように対向配置された状態でこのフランジ１８，１８同士がボルト連結される。図３中、１９…はフランジ連結用のボルトである。
【００３５】
これにより、分割片１７ａ，１７ａが結合されて単位軸体１７が構成されると同時に、この単位軸体１７が撹拌軸３の外周に固定される。
【００３６】
そして、この操作が単位軸体１７ごとに軸方向に連続して行われることにより、単位軸体１７同士が撹拌軸３を介して軸方向に連結される。
【００３７】
これにより、撹拌軸３の外周にフィン軸８が組立てられるとともに、結合されたフランジ１８，１８によってフィン１３，１３が構成される。
【００３８】
なお、このフィン１３，１３を構成する各単位軸体１７のフランジ結合部分は、通常、軸方向に一致させるが、単位軸体ごとに周方向に位置ずれさせてもよい。また、単位軸体１７同士は、上記のように撹拌軸３を介して軸方向に連結するのに加えて、あるいはこれに代えて、別の連結手段によって直接、軸方向に連結してもよい。
【００３９】
この構成によると、撹拌軸３とフィン軸８が別々の駆動装置４，１２によって駆動され、この駆動装置４，１２ごとに速度設定が可能であるため、撹拌軸３とフィン軸８をそれぞれに適した独自の速度、すなわち、撹拌軸３は本来の撹拌・混合作用を行うのに適した速度、フィン軸８は空隙ｃを確保するのに適した速度でそれぞれ回転させることができる。
【００４０】
従って、撹拌軸３にフィンを設けた場合のように本来の撹拌・混合作用が低下したり、フィン付きチェーンを設けた場合のように泥が地上に飛散したりする弊害を招くことなく、用済みの圧縮空気を空隙ｃを通して地上に確実に回収することができる。
【００４１】
また、中空のフィン軸８内に撹拌軸３を同心配置しているため、用済み空気を撹拌領域の中心部から回収することができる。このため、中心部から大きく外れた位置から気体を回収する場合と比較して回収洩れが少なく、空気回収効率が高いものとなる。
【００４２】
さらに、撹拌軸３とフィン軸８の間に回転軸受９…を設けているため、とくに大深度の地盤改良を行う場合に、フィン軸８の撓みを防いで回転中心を一定に保ち、安定した空隙確保機能を得ることができる。
【００４３】
一方、フィン軸８を軸方向に分割し、かつ、半割状としているため、フィン軸８の組立および撹拌軸３外周への取付作業、それに撹拌軸３の長さ（改良深度）の変更に応じたフィン軸８の長さ変更作業を容易に行うことができる。
【００４４】
しかも、半割りされた分割片１７ａ，１７ｂ同士を結合するためのフランジ１８によってフィン１３が形成されるため、フィン軸８の構成が簡単ですむ。
【００４５】
なお、両軸３，８の速度を設定する手段として、運転に先立ち、改良地盤の土質等に応じて両駆動装置４，１２の歯車伝動機構６，１１のギヤ比（減速比）を適当に選定することによってそれぞれ最適速度（固定速度）に設定してもよいが、施工場所ごとに土質が変化する場合のように適正なフィン軸速度が度々変化する場合を考慮して、それぞれのモータ５，１０に速度可変モータを用い、このモータの速度調整によって最適速度を任意に変化させ得るようにするのが望ましい。
【００４６】
第２実施形態（図５参照）
以下の第２および第３両実施形態においては、第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００４７】
第２実施形態においては、撹拌軸駆動装置４とフィン軸駆動装置１２の駆動源として共通のモータ（電動機または油圧モータ）２０が用いられている。
【００４８】
すなわち、共用モータ２０の回転軸が第１歯車伝動機構２１を介して撹拌軸３の上端部に連動連結されて撹拌軸駆動装置４が構成されている。
【００４９】
また、撹拌軸３の上端部が第２歯車伝動機構２２を介してフィン軸８の上端部に連動連結されてフィン軸駆動装置１２が構成され、両軸３，８が、両歯車伝動機構２１，２２のギヤ比によって決まる（独自に設定される）速度で回転するように構成されている。
【００５０】
このように共通のモータ２０を用いた場合でも、撹拌軸３とフィン軸８を独自に設定される速度で回転させること、これによって空隙ｃを確保することが可能である。
【００５１】
第３実施形態（図６，７参照）
第１および第２両実施形態においては、撹拌軸駆動装置４およびフィン軸駆動装置１２、それに駆動源としてのモータ５，１０，２０がそれぞれ軸上部に設けられたのに対し、第３実施形態においては、歯車伝動機構２１を備えた撹拌軸駆動装置４が撹拌軸３の上部に、歯車伝動機構２２を備えたフィン軸駆動装置１２と、両駆動装置４，１２に共用されるモータ２０がフィン軸８の下部にそれぞれ配置されている。
【００５２】
この構成とすれば、地盤改良装置のフロント部分の重心位置が低くなるため、装置全体の安定性が良いものとなる。
【００５３】
なお、共用モータ２０を軸下部でなく軸上部に設けてもよい。また、第１実施形態のように両駆動装置４，１２に別モータ５，１０を用いる構成において、フィン軸駆動装置１２とそのモータ１０を軸下部に設ける構成をとってもよい。
【００５４】
他の実施形態
（１）フィン軸８の単位軸体同士を軸方向に連結する手段として、図８に示すように、相連結される両軸体１７，１７の一方に雌側嵌合部２３、他方に雄側嵌合部２４をそれぞれ設けるとともに、雌側嵌合部２３の内周にＬ字形の係合爪２５、雄側嵌合部２４の外周にＬ字形の係合凹部２６をそれぞれ設け、両嵌合部２３，２４を嵌合させた状態で相対回転させることにより、係合爪２５を係合凹部２６に係合させて、両軸体１７，１７を一方向に回転力伝達可能な状態で軸方向に連結する手段をとってもよい。
【００５５】
なお、フィン軸８の回転方向を変化させる場合は、逆転時に上記係合部分が外れるため、これを防止するために係合状態での係合凹部２６の空き部分に外れ止め金具２７を挿入すればよい。
【００５６】
また、図８では、単位軸体１７，１７を、筒状でかつ周方向対称二個所にフィン１３，１３を突設したものとして示しているが、前記した半割構造をとる点は第１実施形態と同じである。
【００５７】
（２）撹拌軸駆動装置およびフィン軸駆動装置の駆動源として速度一定のものを用いる場合に、両駆動装置の双方または一方に、外部から変速操作可能な変速機を設け、この変速機の操作によって両軸３，８の双方または一方の回転速度を無段階または段階的に調整できるようにしてもよい。
【００５８】
（３）フィン軸８の回転を安定したものとする上で上記実施形態のようにフィン軸８と撹拌軸３との間に回転軸受９を設けるのが望ましいが、たとえば改良深度が浅い（軸長さが短い）場合にはこの回転軸受９は必ずしも設けなくてもよい。
【００５９】
（４）空気回収効率を上げるためには上記実施形態のように撹拌軸３とフィン軸８の中心を一致させるのが望ましいが、これら両軸３，８の中心をずらしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、撹拌軸とは別に設けたフィン軸を独自に設定した速度で回転させることによって空隙を形成するため、このフィン軸の回転速度を土質等に応じて空隙を確保するのに適した速度に設定することによって空隙を確保することができる。
【００６１】
すなわち、撹拌軸にフィンを設けた場合のように本来の撹拌・混合作用が低下し、あるいはフィン付きチェーンを設けた場合のように泥が地上に飛散する等の弊害を招くことなく、用済みの搬送気体を確実に回収することができる。
【００６２】
この場合、フィン軸を軸方向に分割し、かつ、半割状としたから、フィン軸の組立および撹拌軸外周への取付作業、それに撹拌軸の長さ（改良深度）の変更に応じたフィン軸の長さ変更作業を容易に行うことができる。
【００６３】
しかも、半割りされた分割片同士を結合するためのフランジがフィンを兼ねるため、フィン軸の構成が簡単ですむ。
【００６４】
また、請求項２，３の発明によると、中空のフィン軸内に撹拌軸を配置しているため、用済み搬送気体を撹拌領域の中心部（請求項３では完全中心）から気体を回収することができる。このため、中心から大きく外れた位置から気体を回収する場合と比較して回収洩れが少なく、気体回収効率が高いものとなる。
【００６５】
また、撹拌軸をフィン軸の中心部に配置してこれら両軸間に回転軸受を設けた請求項４の発明によると、とくに大深度の地盤改良を行う場合に、フィン軸の撓みを防いで回転中心を一定に保ち、安定した空隙確保機能を得ることができる。
【００６６】
また、請求項７の発明によると、フィン軸駆動手段が速度可変に構成されているため、フィン軸の回転速度を土質等に応じて任意に変化させることができる。
【００６７】
この場合、フィン軸駆動手段と撹拌軸駆動手段に別々の駆動源を具備した請求項５の発明によると、駆動源に可変速のもの（通常は可変速モータ）を用いることにより、フィン軸の回転速度を容易に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる地盤改良装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】同装置における撹拌軸、フィン軸とその駆動部分の構成を示す図である。
【図３】同装置における撹拌軸、フィン軸の構成を示す断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる地盤改良装置の図２相当図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる地盤改良装置の全体構成を示す側面図である。
【図７】同装置の図２相当図である。
【図８】フィン軸の他の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３撹拌軸
７撹拌翼
４撹拌軸駆動装置
５撹拌軸駆動装置の駆動源としてのモータ
８フィン軸
１３フィン
１７フィン軸を構成する単位軸体
１７ａ，１７ａ単位軸体を構成する半割状の分割片
１８，１８分割片のフィン兼用フランジ
９回転軸受
１２フィン軸駆動装置
１０フィン軸駆動装置の駆動源としてのモータ
２０撹拌軸駆動装置とフィン軸駆動装置の共通の駆動源としてのモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a cement, a soil improvement agent lime or the like is injected into the ground along with the carrier gas, DJM to construct a modified pillar mixed with stirring with ground soil (Dry Jet Mixing) method called ground Kai YoSo location It is about.
[0002]
[Prior art]
In this type of ground improvement method, the carrier gas (usually compressed air, which will be explained in this example below) used to transport and inject the ground improvement material is collected on the ground so that it does not affect the quality of the improved ground. There is a need to.
[0003]
Conventionally, as a measure for recovering the spent air, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 62-77230, the outer periphery of the stirring shaft that penetrates into the ground and stirs and mixes the ground improvement material and the soil in the ground. A method is known in which fins are provided in a projecting manner and air is discharged to the ground through a gap formed on the outer periphery of the stirring shaft by the rotation of the fins.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above method, the fin speed necessary to secure the gap varies depending on the soil properties such as the moisture content, viscosity, soil particle size, etc. of the ground soil, but usually it is suitable for stirring and mixing. Although the speed is higher than the shaft speed, the fin is provided on the stirring shaft itself and rotates at the same speed as the stirring shaft.
[0005]
Although it is conceivable that the rotational speed is set to a high speed in accordance with the required fin speed, there is a risk that the original ground improvement action may be reduced, and the rotational power increases and the equipment cost increases. Arise.
[0006]
As another method, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-268547, a chain with fins is suspended in the vertical direction on the stirring shaft, and the used air is forced to the ground by the circular motion of this chain. However, there is a problem that the chain noise is intense and the mud scooped up by the chain is scattered on the ground.
[0007]
The present invention is to provide a soil reforming YoSo location that can not be reliably recovered obsolete air to ensure a void can lead to adverse effects as described above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Inventions of claim 1, the stirring shaft penetrate the ground, to convey the soil improvement material from the ground by the carrier gas injected into the soil, and soil of the soil improvement material and in the ground by rotation of the stirring shaft In addition to the above-mentioned stirring shaft, a fin shaft having fins on the outer periphery is rotatably provided, and the fin shaft is uniquely provided. The fin shaft is configured such that unit shaft bodies are connected to each other in the axial direction, and the unit shaft body is a pair of divided parts formed in a half of a cylinder. The unit shaft body is configured by connecting the divided pieces by connecting flanges at both ends in the circumferential direction of both divided pieces and extending in the axial direction. And this combined flange I in which the fin is formed.
[0009]
Of inventions claim 2 is the structure of claim 1, formed as a hollow shaft fin axis, in which stirring shaft is disposed in the fin within the shaft.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the agitation shaft is disposed at the center of the fin shaft .
[0011]
The invention of claim 4 are those in the configuration of claim 3, the rotation bearing is al provided between the inner periphery of the outer peripheral and the fins axis of the stirring shaft.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of any one of the first to fourth aspects, the fin shaft driving means for rotationally driving the fin shaft and the stirring shaft driving means for rotationally driving the stirring shaft have separate drive sources. It is.
[0013]
A sixth aspect of the present invention is the structure according to any one of the first to fourth aspects, wherein the fin shaft driving means for rotationally driving the fin shaft and the stirring shaft driving means for rotationally driving the stirring shaft have a common drive source. It is.
[0014]
According to a seventh aspect of the invention, in the configuration of claim 5 or 6, in which the fin-axis drive means is it consists in a variable speed.
[0015]
According to the above invention, a gap is formed on the outer periphery of the fin shaft by rotating the fin shaft provided separately from the stirring shaft at a uniquely set speed. Therefore, the rotation speed of the fin shaft is secured according to the soil quality and the like. The air gap can be secured by setting the speed suitable for the operation.
[0016]
In other words, the original stirring / mixing action is reduced as in the case where fins are provided on the stirring shaft, or mud is scattered on the ground as in the case where finned chains are provided. It is possible to reliably recover the carrier gas.
[0017]
In this case, since the fin shaft is divided in the axial direction and halved, the fin shaft can be assembled and attached to the outer periphery of the stirring shaft, and the length of the stirring shaft can be changed (modified depth). It is possible to easily change the shaft length.
[0018]
In addition, since the flange for joining the half-divided pieces also serves as fins, the configuration of the fin shaft is simple.
[0019]
Moreover, according to the structure of Claim 2 , 3 , since the stirring axis | shaft is arrange | positioned in a hollow fin axis | shaft, used carrier gas can be collect | recovered from the center part (Claim 3 is a perfect center). it can. For this reason, there are few collection | recovery leaks compared with the case where gas is collect | recovered from the position which remove | deviated from the center largely, and gas collection efficiency becomes high.
[0020]
Further, according to the configuration of claim 4 in which the agitation shaft is arranged in the center of the fin shaft and the rotary bearing is provided between the two shafts, the bending of the fin shaft is prevented particularly when deep ground improvement is performed. The center of rotation can be kept constant, and a stable air gap securing function can be obtained .
[0021]
Also, according to the configuration of claim 7, since the fin-axis driving means is configured to variable speed, the rotational speed of the fin axis can be arbitrarily changed in accordance with the soil or the like.
[0022]
In this case, according to the structure of claim 5 in which the fin shaft driving means and the stirring shaft driving means are provided with separate drive sources, by using a variable speed one (usually a variable speed motor) as the drive source, The rotation speed can be easily changed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
1st Embodiment (refer FIGS. 1-4)
FIG. 1 shows the overall configuration of a ground improvement device according to this embodiment, and FIG. 2 shows the schematic configuration of a drive unit in the device.
[0025]
In FIGS. 1 and 2, 1 is a base machine, 2 is a reader supported in an upright state in front of the base machine 1, and a stirring shaft 3, which is a hollow round shaft (which may be a square shaft), moves up and down on the leader 2. The stirring shaft 3 is rotationally driven by a stirring shaft driving device 4 that is freely suspended and arranged at the upper end of the stirring shaft.
[0026]
The stirring shaft driving device 4 includes a stirring shaft motor (an electric motor or a hydraulic motor) 5 as a drive source, and a gear transmission (deceleration) mechanism 6 that decelerates the rotational force of the motor 5 and transmits it to the stirring shaft 3. .
[0027]
The stirring shaft 3 has a stirring blade 7 in the lower part, and the ground improvement material such as cement and lime is conveyed with the stirring shaft 3 penetrating into the ground A to be improved (usually compressed air, hereinafter described in this example). To the ground through the agitation shaft 3, and the agitating blade 7 agitates and mixes with the ground soil to form an improved column.
[0028]
Further, a fin shaft 8 for collecting used compressed air is provided on the outer periphery of the stirring shaft 3 concentrically with the stirring shaft 3 and from the upper part to the lower part of the stirring shaft 3. It is rotatably supported by rotary bearings 9 at a plurality of axial positions.
[0029]
The fin shaft 8 includes a fin shaft motor (electric motor or hydraulic motor) 10 and a gear shaft driving device 12 that includes a gear transmission (deceleration) mechanism 11 that reduces the rotational force of the fin shaft motor 10 and transmits it to the fin shaft 8. It is rotationally driven by.
[0030]
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, fins 13 and 13 are provided on the outer periphery of the fin shaft 8 so as to be symmetrically arranged in the circumferential direction. The rotation of the fin shaft 8 (fins 13 and 13) An air gap c (see FIG. 4) is formed in the air, and used compressed air is recovered to the ground through the air gap c.
[0031]
The configuration of the stirring shaft 3 and the fin shaft 8 will be described in detail with reference to FIGS.
[0032]
The stirring shaft 3 is divided into a plurality of unit shaft bodies 14 in the axial direction, and the unit shaft bodies are connected to each other in a state in which the connection blocks 15 and 16 provided at the end portions in the axial direction are fitted to each other. Thus, the stirring shaft 3 having a required length is assembled.
[0033]
On the other hand, the fin shaft 8 is also divided into a plurality of unit shaft bodies 17 in the axial direction in the same (or smaller) unit as the unit shaft body 14 of the stirring shaft 3, and each unit shaft body 17 is a half as shown in FIG. Divided into two split pieces 17a and 17a.
[0034]
Flange 18, 18 protrudes over the entire length in the axial direction at both circumferential ends of both divided pieces 17a, 17a, and both divided pieces 17a, 17a are wound around the outer periphery of stirring shaft 3 (unit shaft body 14). The flanges 18 and 18 are connected to each other by bolts in a state of being opposed to each other. In FIG. 3, 19 are bolts for flange connection.
[0035]
As a result, the divided pieces 17 a and 17 a are joined to form the unit shaft body 17, and at the same time, the unit shaft body 17 is fixed to the outer periphery of the stirring shaft 3.
[0036]
Then, by performing this operation continuously for each unit shaft body 17 in the axial direction, the unit shaft bodies 17 are connected to each other in the axial direction via the stirring shaft 3.
[0037]
Thereby, the fin shaft 8 is assembled on the outer periphery of the stirring shaft 3, and the fins 13 and 13 are constituted by the joined flanges 18 and 18.
[0038]
In addition, although the flange coupling | bond part of each unit shaft body 17 which comprises these fins 13 and 13 is normally made to correspond to an axial direction, you may position-shift to the circumferential direction for every unit shaft body. Further, the unit shaft bodies 17 may be directly connected in the axial direction by another connecting means in addition to or instead of being connected in the axial direction via the stirring shaft 3 as described above. .
[0039]
According to this configuration, the stirring shaft 3 and the fin shaft 8 are driven by the separate driving devices 4 and 12, and the speed can be set for each of the driving devices 4 and 12, so that the stirring shaft 3 and the fin shaft 8 are respectively set. The proper unique speed, that is, the stirring shaft 3 can be rotated at a speed suitable for performing the original stirring / mixing action, and the fin shaft 8 can be rotated at a speed suitable for securing the gap c.
[0040]
Accordingly, the original stirring / mixing action is reduced as in the case where fins are provided on the stirring shaft 3, and mud is scattered on the ground as in the case where finned chains are provided. The used compressed air can be reliably recovered to the ground through the gap c.
[0041]
Moreover, since the stirring shaft 3 is concentrically disposed in the hollow fin shaft 8, the used air can be collected from the central portion of the stirring region. For this reason, there are few collection | recovery leaks compared with the case where gas is collect | recovered from the position which remove | deviated largely from the center part, and it becomes a thing with high air collection | recovery efficiency.
[0042]
Further, since the rotary bearings 9 are provided between the agitation shaft 3 and the fin shaft 8, especially when deep ground improvement is performed, the fin shaft 8 is prevented from being bent and the rotation center is kept constant and stable. A void ensuring function can be obtained.
[0043]
On the other hand, since the fin shaft 8 is divided in the axial direction and has a half shape, the fin shaft 8 is assembled and attached to the outer periphery of the stirring shaft 3, and the length (improved depth) of the stirring shaft 3 is changed. The length changing operation of the corresponding fin shaft 8 can be easily performed.
[0044]
In addition, since the fins 13 are formed by the flanges 18 for connecting the divided pieces 17a and 17b divided in half, the configuration of the fin shaft 8 can be simplified.
[0045]
As a means for setting the speeds of the shafts 3 and 8, prior to operation, the gear ratio (reduction ratio) of the gear transmission mechanisms 6 and 11 of the drive units 4 and 12 is appropriately set according to the soil quality of the improved ground. Each of the motors 5 may be set to an optimum speed (fixed speed) by selection, considering the case where the proper fin shaft speed changes frequently, such as when the soil quality changes for each construction site. , 10 is preferably a variable speed motor, and the optimum speed can be arbitrarily changed by adjusting the speed of the motor.
[0046]
Second embodiment (see FIG. 5)
In both the following second and third embodiments, only differences from the first embodiment will be described.
[0047]
In the second embodiment, a common motor (electric motor or hydraulic motor) 20 is used as a drive source for the stirring shaft driving device 4 and the fin shaft driving device 12.
[0048]
That is, the rotating shaft of the common motor 20 is interlocked with the upper end of the stirring shaft 3 via the first gear transmission mechanism 21 to constitute the stirring shaft driving device 4.
[0049]
Further, the upper end portion of the stirring shaft 3 is interlocked and connected to the upper end portion of the fin shaft 8 via the second gear transmission mechanism 22 to constitute the fin shaft driving device 12, and both shafts 3 and 8 are configured to have both gear transmission mechanisms 21. , 22 is configured to rotate at a speed determined by the gear ratio (which is set uniquely).
[0050]
Thus, even when the common motor 20 is used, it is possible to secure the gap c by rotating the stirring shaft 3 and the fin shaft 8 at a uniquely set speed.
[0051]
Third embodiment (see FIGS. 6 and 7)
In both the first and second embodiments, the agitation shaft drive device 4 and the fin shaft drive device 12, and the motors 5, 10, and 20 as drive sources are provided on the upper part of the shaft, respectively, whereas the third embodiment , A stirring shaft driving device 4 having a gear transmission mechanism 21 is provided above the stirring shaft 3 with a fin shaft driving device 12 having a gear transmission mechanism 22 and a motor 20 shared by both the driving devices 4 and 12. The fin shafts 8 are respectively disposed below the fin shafts 8.
[0052]
With this configuration, the position of the center of gravity of the front portion of the ground improvement device is lowered, so that the stability of the entire device is improved.
[0053]
The common motor 20 may be provided not on the lower part of the shaft but on the upper part of the shaft. Moreover, in the structure which uses the separate motors 5 and 10 for both the drive apparatuses 4 and 12 like 1st Embodiment, you may take the structure which provides the fin shaft drive apparatus 12 and its motor 10 in a shaft lower part.
[0054]
Other Embodiments (1) As means for connecting the unit shafts of the fin shaft 8 in the axial direction, as shown in FIG. The male side fitting portion 24 is provided on the other side, an L-shaped engagement claw 25 is provided on the inner periphery of the female side fitting portion 23, and an L-shaped engagement recess 26 is provided on the outer periphery of the male side fitting portion 24. The engaging claw 25 is engaged with the engaging recess 26 by providing relative rotation in a state in which both the fitting portions 23 and 24 are fitted, thereby transmitting the rotational force to the shafts 17 and 17 in one direction. A means for connecting in the axial direction in a possible state may be taken.
[0055]
When the rotation direction of the fin shaft 8 is changed, the engagement portion is disengaged at the time of reverse rotation. Therefore, in order to prevent this, the disengagement metal fitting 27 is inserted into the empty portion of the engagement recess 26 in the engagement state. That's fine.
[0056]
Further, in FIG. 8, the unit shaft member 17, are shown as projecting from the fins 13 and 13 and a tubular circumferentially symmetrical two positions, a point to take the the half structure first This is the same as the embodiment .
[0057]
(2) If 撹拌軸drive and to use a rate constant as a drive source of the fin-axis drive unit, to one or both of the two drive devices, the transmission can be operated transmission provided from the outside, the transmission The rotational speed of both or one of the shafts 3 and 8 may be adjusted steplessly or stepwise by operation.
[0058]
( 3 ) In order to stabilize the rotation of the fin shaft 8, it is desirable to provide the rotary bearing 9 between the fin shaft 8 and the stirring shaft 3 as in the above embodiment. When the length is short), the rotary bearing 9 is not necessarily provided.
[0059]
( 4 ) In order to increase the air recovery efficiency, it is desirable to match the centers of the stirring shaft 3 and the fin shaft 8 as in the above embodiment, but the centers of these shafts 3 and 8 may be shifted.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a gap is formed by rotating the fin shaft provided separately from the stirring shaft at a uniquely set speed. Therefore, the rotation speed of the fin shaft is set according to the soil quality or the like. A gap can be secured by setting a speed suitable for securing.
[0061]
In other words, the original stirring / mixing action is reduced as in the case where fins are provided on the agitation shaft, or mud is scattered on the ground as in the case where finned chains are provided. It is possible to reliably recover the carrier gas.
[0062]
In this case, since the fin shaft is divided in the axial direction and halved, the fin shaft can be assembled and attached to the outer periphery of the stirring shaft, and the length of the stirring shaft can be changed (modified depth). It is possible to easily change the shaft length.
[0063]
In addition, since the flange for joining the half-divided pieces also serves as fins, the configuration of the fin shaft is simple.
[0064]
Further , according to the inventions of claims 2 and 3 , since the stirring shaft is arranged in the hollow fin shaft, the spent carrier gas is recovered from the center of the stirring region (complete center in claim 3 ). be able to. For this reason, there are few collection | recovery leaks compared with the case where gas is collect | recovered from the position which remove | deviated from the center largely, and gas collection efficiency becomes high.
[0065]
Further, according to the invention of claim 4 in which the agitation shaft is arranged at the center of the fin shaft and a rotary bearing is provided between the two shafts, especially when deep ground improvement is performed, the deflection of the fin shaft is prevented. The center of rotation can be kept constant, and a stable air gap securing function can be obtained .
[0066]
Also, according to the invention of claim 7, since the fin-axis driving means is configured to variable speed, the rotational speed of the fin axis can be arbitrarily changed in accordance with the soil or the like.
[0067]
In this case, according to the invention of claim 5 , wherein the fin shaft driving means and the stirring shaft driving means are provided with separate drive sources, by using a variable speed one (usually a variable speed motor) as the drive source, The rotation speed can be easily changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an overall configuration of a ground improvement device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a stirring shaft, a fin shaft, and a driving portion thereof in the apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a stirring shaft and a fin shaft in the apparatus.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 of a ground improvement device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view showing an overall configuration of a ground improvement device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 of the same device.
FIG. 8 is a perspective view showing another configuration example of the fin shaft .
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Stirring shaft 7 Stirring blade 4 Stirring shaft drive device 5 Motor as drive source of stirring shaft drive device 8 Fin shaft 13 Fin 17 Unit shaft body 17a, 17a constituting fin shaft Half-split division constituting unit shaft body Pieces 18, 18 Divided piece fin combined flange 9 Rotating bearing 12 Fin shaft drive device 10 Motor as drive source of fin shaft drive device 20 Motor as drive source common to stirring shaft drive device and fin shaft drive device

Claims

The stirring shaft penetrates into the ground, the ground improvement material is transported from the ground by the carrier gas and sprayed into the ground, and the ground improvement material and the soil in the ground are stirred and mixed by the rotation of the stirring shaft to improve the pillar In addition to the agitation shaft, a fin shaft having fins on the outer periphery is rotatably provided, and the fin shaft is rotationally driven at a uniquely set speed. The fin shaft includes a plurality of unit shaft bodies connected in the axial direction, and the unit shaft body includes a pair of split pieces formed in a half of a cylinder. The flanges project from the both ends in the circumferential direction over the entire length in the axial direction, and the flanges are joined together to connect the divided pieces to form a unit shaft, and the joined flanges By the above fin Soil improvement apparatus characterized by made a.

2. The ground improvement device according to claim 1 , wherein the fin shaft is formed as a hollow shaft, and the stirring shaft is disposed in the fin shaft .

The ground improvement device according to claim 2, wherein the stirring shaft is disposed at a central portion in the fin shaft .

Stirring shaft soil improvement apparatus according to claim 3, wherein the rotary bearing is provided et the between the inner periphery of the outer peripheral and the fins axis.

The ground improvement according to any one of claims 1 to 4, wherein the fin shaft driving means for rotationally driving the fin shaft and the stirring shaft driving means for rotationally driving the stirring shaft have separate drive sources. apparatus.

A fin axis driving means for rotating the fin shaft, ground improvement according to any one of claims 1 to 4 stirring shaft drive means for rotationally driving the stirring shaft, characterized in that it comprises a common drive source apparatus.

Soil improvement apparatus according to claim 5 or 6 wherein the fin axis drive means characterized in that it consists in a variable speed.