JP4185449B2 - Excavation stirrer and ground improvement method - Google Patents
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Description
本発明は、掘削溝を掘削するとともに、その掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置および地盤改良方法に関する。 The present invention relates to an excavation stirring apparatus and a ground improvement method for excavating a excavation groove and stirring the excavation groove.
従来、掘削溝を掘削するとともに、掘削溝内で土砂と固化剤を撹拌して混合する掘削撹拌装置としては、掘削刃と撹拌翼を周囲に備えた複数の回転軸(掘削軸)と、各回転軸を回転駆動させる複数の原動機を有する駆動部とを備えた多軸掘削機本体を、ベースマシンのリーダマストに昇降自在に支持させる掘削撹拌装置がある。この掘削撹拌装置では、回転軸を回転させながら多軸掘削機本体を掘削溝内に下降させることにより、掘削溝内で掘削および撹拌を行うとともに、回転軸に設けた貫通孔から掘削溝内に固化剤を注入する装置である(例えば、特許文献1参照)。
また、撹拌翼を周囲に備えた回転軸を駆動部から上方に向けて設け、この回転軸によって駆動部の上方で掘削溝内を撹拌するように構成された掘削撹拌装置がある(例えば、特許文献2参照)。
Conventionally, as a drilling and stirring device for excavating a drilling groove and stirring and mixing earth and sand and a solidifying agent in the drilling groove, a plurality of rotary shafts (excavation shafts) each provided with a drilling blade and a stirring blade, There is an excavation and agitation device that supports a multi-axis excavator body having a drive unit having a plurality of prime movers for rotating a rotation shaft on a leader mast of a base machine so as to be movable up and down. In this excavator agitation device, the multi-axis excavator body is lowered into the excavation groove while rotating the rotary shaft, thereby excavating and stirring in the excavation groove, and from the through hole provided in the rotary shaft into the excavation groove. An apparatus for injecting a solidifying agent (see, for example, Patent Document 1).
In addition, there is a drilling and stirring device configured to provide a rotating shaft provided with a stirring blade around the drive unit from above the drive unit, and to stir the inside of the excavation groove above the drive unit by this rotary shaft (for example, Patent Reference 2).
なお、本出願人は、先に特願2002−204775号に示すように、内挿された固定軸周りに回転可能な出力部を備えた外周駆動型の油圧モータ(以下、「アウターモータ」という)を用いた掘削撹拌装置を出願している。このアウターモータを用いた掘削撹拌装置では、ベースマシンに支持されている固定軸をアウターモータに貫通させ、さらに、固定軸を内挿するようにして、掘削刃および撹拌翼を備えた中空の回転軸をアウターモータの出力部に接続し、回転軸を固定軸と同心軸周りに回転させることにより、掘削溝内で掘削および撹拌を行うとともに、固定軸に設けた貫通孔から固化剤を掘削溝内に注入するように構成されている。また、掘削溝内の上方を撹拌するために、固定軸の上部にアウターモータおよび回転軸を増設可能となっている。
しかしながら、従来の掘削撹拌装置では、以下の問題がある。
掘削溝の掘削および撹拌が完了した後には、掘削撹拌装置を掘削溝内から引き上げることになる。このとき、掘削溝内の下方に配置された駆動部やアウターモータを上昇させることになり、駆動部やアウターモータの外壁面と掘削土砂との間に生じる抵抗力が大きくなってしまうため、掘削溝内からの離脱作業が煩雑になってしまう。
また、従来の掘削撹拌装置では、掘削溝内の上方で掘削土砂と固化剤が硬化してしまうことを防止するため、駆動部から上方に向けて撹拌翼を設置したり、掘削溝の上方に対応させて固定軸に撹拌翼を設置しているが、掘削溝の深度が大きい場合には、撹拌翼を設置する区間が大きくなってしまう。
However, the conventional excavation and stirring device has the following problems.
After the excavation and agitation of the excavation groove are completed, the excavation and agitation device is lifted from the excavation groove. At this time, the drive unit and the outer motor arranged below in the excavation groove are raised, and the resistance force generated between the outer wall surface of the drive unit and the outer motor and the excavation earth and sand is increased. Detachment work from the inside of the groove becomes complicated.
In addition, in the conventional excavation agitation device, in order to prevent the excavated earth and solidifying agent from hardening in the upper part of the excavation groove, an agitating blade is installed upward from the drive unit, or the upper part of the excavation groove. Correspondingly, a stirring blade is installed on the fixed shaft. However, when the depth of the excavation groove is large, a section in which the stirring blade is installed becomes large.
したがって、従来の掘削撹拌装置では、駆動部またはアウターモータに生じる抵抗力によって、多軸掘削機本体や回転手段を掘削溝内から引き上げる作業が煩雑になってしまうという問題がある。また、掘削溝内の上方に対応させて撹拌翼を設置する構成では、撹拌翼を設置する区間が大きくなってしまう場合があり、掘削撹拌装置の重量が増加してしまうとともに、装置の製作費用が高くなってしまうという問題がある。 Therefore, in the conventional excavation stirring apparatus, there is a problem that the operation of pulling up the multi-axis excavator body and the rotating means from the excavation groove becomes complicated due to the resistance force generated in the drive unit or the outer motor. In addition, in the configuration in which the stirring blades are installed corresponding to the upper part of the excavation groove, the section in which the stirring blades are installed may become large, which increases the weight of the excavation stirring device and the cost of manufacturing the device. There is a problem that becomes high.
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、掘削溝内の全高に対応させて撹拌翼を設置することなく、掘削溝内から簡易に引き上げることができ、施工効率を高めることができる掘削撹拌装置および地盤改良方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and can be easily pulled up from the excavation groove without installing a stirring blade corresponding to the total height in the excavation groove, thereby improving the construction efficiency. An object of the present invention is to provide an excavating and stirring device and a ground improvement method capable of performing the above.
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項1に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段とを備え、各回転手段は、ベースマシンに対して並設されており、各回転手段は掘削刃および撹拌翼を有し、掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、撹拌翼により掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置であって、各回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、撹拌翼を周囲に備えた出力部が固定軸周りに回転可能な油圧モータと、油圧モータの出力部に接続されることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に掘削刃を備えるとともに、撹拌翼を周囲に備えた回転軸とから構成され、少なくとも1基の回転手段は、回転軸の上部に掘削刃を備えていることを特徴としている。 The present invention is configured to solve the above problems, and the invention according to claim 1 includes a base machine and a plurality of rotating means supported by the base machine so as to be movable up and down. The means is arranged in parallel to the base machine, and each rotating means has a drilling blade and a stirring blade, and excavates the excavation groove with the excavation blade and also excavates the stirring groove with the stirring blade. Each rotating means is connected to a fixed shaft, a hydraulic motor in which the fixed shaft is inserted, and an output portion provided with a stirring blade around the fixed shaft and the output portion of the hydraulic motor. The rotary shaft is rotatable about a concentric shaft with the fixed shaft, and has a drilling blade at the lower portion and a rotary shaft with a stirring blade around it. At least one rotating means is drilled at the upper portion of the rotary shaft. It is characterized by having a blade .
ここで、ベースマシンは、回転手段を昇降可能な装置であれば自走式や固定式など、その構成は限定されるものではない。
また、油圧モータは、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど既存の油圧モータである。
さらに、回転軸の掘削刃および撹拌翼の形状や構成は限定されるものではなく、掘削溝を効率良く掘削することができるとともに、掘削溝内を確実に撹拌することができる形状および構成であればよい。
Here, the configuration of the base machine is not limited to a self-propelled type or a fixed type as long as it is a device capable of moving the rotating means up and down.
The hydraulic motor is an existing hydraulic motor such as a radial piston motor or an axial piston motor.
Further, the shapes and configurations of the rotary shaft excavating blade and the agitating blade are not limited, and the shape and configuration can efficiently excavate the excavation groove and reliably agitate the inside of the excavation groove. That's fine.
この発明によれば、油圧モータの出力部の周囲には撹拌翼が設けられており、出力部は固定軸周りに回転可能であるため、回転手段を掘削溝から引き上げる際に、出力部を固定軸周りに回転させながら油圧モータを上昇させることにより、油圧モータと掘削土砂の間の抵抗力を小さくすることができ、回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる。
また、回転軸の上部に掘削刃が設置されており、回転手段を掘削溝から引き上げる際に、掘削溝内の上方で掘削土砂と固化剤の硬化が進行している場合であっても、掘削刃により掘削土砂を粉砕して柔かくすることができるため、掘削溝内の全高に対応させて撹拌翼を設置することなく、回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる。
さらに、回転軸に備えられた撹拌翼とともに、油圧モータの出力部の周囲に備えられた撹拌翼により掘削溝内を撹拌するため、効率良く掘削溝内を撹拌することができる。
また、油圧モータの出力部の周囲に撹拌翼を設けることにより、回転手段の高さ方向において広範囲に撹拌翼が設置されるため、掘削土砂を効率良く上方に排土することができる。
According to this invention, the agitating blade is provided around the output portion of the hydraulic motor, and the output portion can rotate around the fixed shaft. Therefore, when the rotating means is pulled up from the excavation groove, the output portion is fixed. By raising the hydraulic motor while rotating around the shaft, the resistance force between the hydraulic motor and excavated earth and sand can be reduced, and the rotating means can be easily pulled up from the excavation groove.
In addition, a drilling blade is installed at the top of the rotating shaft, and when the rotating means is pulled up from the drilling groove, even if the hardened excavated sediment and solidifying agent are progressing above the drilling groove, the drilling is performed. Since the excavated earth and sand can be crushed and softened by the blade, the rotating means can be easily pulled up from the excavation groove without installing a stirring blade corresponding to the total height in the excavation groove.
Furthermore, since the inside of the excavation groove is agitated by the agitating blade provided around the output portion of the hydraulic motor together with the agitating blade provided on the rotating shaft, the inside of the excavation groove can be efficiently stirred.
Further, by providing the stirring blades around the output portion of the hydraulic motor, the stirring blades are installed over a wide range in the height direction of the rotating means, so that the excavated sediment can be efficiently discharged upward.
また、回転軸は、歯車機構などの駆動機構を設置することなく、油圧モータの出力部に直接接続されるため、回転手段が軽量化され、ベースマシンにカウンターウェイト等を設ける必要がないことから、掘削撹拌装置の構成を簡易化することができ、製作費用を少なくすることができる。
また、固定軸が掘削時に回転しないため、固定軸に固化剤の供給管を接続する場合に、スイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がなくなり、回転手段の構成を簡易化することができる。さらに、固定軸を掘削溝内の下方まで延長させ、回転しない固定軸に各種の計測装置を簡易に設置することにより、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して、施工を正確に管理することができる。
In addition, since the rotation shaft is directly connected to the output part of the hydraulic motor without installing a drive mechanism such as a gear mechanism, the rotating means is reduced in weight and there is no need to provide a counterweight or the like in the base machine. In addition, the configuration of the excavating and agitating device can be simplified, and the production cost can be reduced.
In addition, since the fixed shaft does not rotate during excavation, it is not necessary to install a special mechanism such as a swivel joint when a solidifying agent supply pipe is connected to the fixed shaft, and the configuration of the rotating means can be simplified. . Furthermore, by extending the fixed shaft to the lower part of the excavation groove and easily installing various measuring devices on the fixed shaft that does not rotate, it is possible to grasp the excavation state in the excavation groove in real time and accurately manage the construction. be able to.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の掘削撹拌装置に関連する発明であり、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている3基の回転手段とを備え、各回転手段は、ベースマシンに対して並設されており、各回転手段は掘削刃および撹拌翼を有し、掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、撹拌翼により掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置であって、3基の回転手段において、中央に配置された回転手段は、第1油圧モータと、第1油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、下部に掘削刃を備えるとともに、撹拌翼を周囲に備えた回転軸とから構成され、3基の回転手段において、両端に配置された各々の回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、撹拌翼を周囲に備えた出力部が固定軸周りに回転可能な第2油圧モータと、第2油圧モータの出力部に接続されることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に掘削刃を備えるとともに、撹拌翼を周囲に備えた回転軸とから構成され、少なくとも1基の回転手段は、回転軸の上部に掘削刃を備えていることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is an invention related to the excavation and agitation device according to claim 1, and includes a base machine and three rotating means supported by the base machine so as to be movable up and down. Each rotating means is arranged in parallel to the base machine, and each rotating means has a drilling blade and a stirring blade, and excavates the excavating groove with the excavating blade, and agitates the inside of the excavating groove with the stirring blade. In the three rotation means, the rotation means arranged at the center is rotatable by being inserted into the first hydraulic motor and the output portion of the first hydraulic motor, and has a drilling blade at the lower part. The three rotating means, each of the rotating means arranged at both ends, have a fixed shaft and a fixed shaft interpolated around the stirring blade. The output section prepared for the By connecting to the second hydraulic motor capable and the output part of the second hydraulic motor, it can rotate around the fixed shaft and the concentric shaft, and has a drilling blade at the bottom and rotation with a stirring blade around And at least one rotating means includes an excavating blade on an upper portion of the rotating shaft.
この発明によれば、出力部に内挿された回転軸を回転させる第1油圧モータは、内挿された固定軸周りに出力部が回転する第2油圧モータよりも小型に形成することができるため、両端に配置された回転手段の間を小さくすることができる。また、第1油圧モータは、第2油圧モータよりも製作費用が少ないため、掘削撹拌装置の製作費用を少なくすることができる。 According to the present invention, the first hydraulic motor that rotates the rotating shaft that is inserted into the output portion can be made smaller than the second hydraulic motor that rotates the output portion around the fixed shaft that is inserted. Therefore, the space between the rotating means arranged at both ends can be reduced. Moreover, since the first hydraulic motor is less expensive to manufacture than the second hydraulic motor, the manufacturing cost of the excavating and stirring device can be reduced.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1および請求項2に記載の掘削撹拌装置に関連する発明であり、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている3基の回転手段とを備え、各回転手段は、ベースマシンに対して並設されており、各回転手段は掘削刃および撹拌翼を有し、掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、撹拌翼により掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置であって、3基の回転手段において、中央に配置された回転手段は、第1油圧モータと、第1油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、下部に掘削刃を備えるとともに、撹拌翼を周囲に備えた第1回転軸とから構成され、3基の回転手段において、両端に配置された各々の回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、撹拌翼を周囲に備えた出力部が固定軸周りに回転可能な第2油圧モータと、第2油圧モータの出力部に接続されることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、撹拌翼を周囲に備えた第2回転軸と、固定軸に支持された第3油圧モータと、第3油圧モータの出力部に内挿されることによって回転可能であり、下部に掘削刃を備えるとともに、撹拌翼を周囲に備えた第3回転軸とから構成され、少なくとも1基の回転手段は、回転軸の上部に掘削刃を備えていることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is an invention related to the excavating and agitating device according to claim 1 and claim 2, wherein the base machine and three rotating means supported by the base machine so as to be movable up and down are provided. Each rotating means is arranged in parallel with the base machine, each rotating means has a drilling blade and a stirring blade, and excavates the drilling groove with the drilling blade, and the inside of the drilling groove with the stirring blade. An excavating and stirring apparatus for stirring, in the three rotating means, the rotating means arranged in the center is rotatable by being inserted into the first hydraulic motor and the output portion of the first hydraulic motor, In the three rotating means, each rotating means arranged at both ends includes a fixed shaft, and the fixed shaft is inserted in the three rotating means. Output with a stirring blade around Is connected to the output portion of the second hydraulic motor and the second hydraulic motor that can rotate about the fixed shaft, and can rotate about the fixed shaft and the concentric shaft. A shaft, a third hydraulic motor supported by the fixed shaft, and a third hydraulic motor which is rotatable by being inserted into the output portion of the third hydraulic motor, and which has a drilling blade at the bottom and a stirring blade around The rotating shaft includes at least one rotating means including an excavating blade above the rotating shaft.
ここで、内挿された固定軸周りに出力部が回転する第2油圧モータは、回転する出力部の直径が大きいため、粘性土を掘削した際に、出力部への掘削土砂の粘着が多くなってしまう場合がある。一方、出力部に内挿された回転軸を回転させる第3油圧モータでは、回転軸の直径を小さくすることができるため、掘削土砂の粘着を少なくすることができる。すなわち、第2油圧モータによって粘性土を撹拌する際には、第3油圧モータよりも大きなトルクが必要となる場合がある。 Here, the second hydraulic motor in which the output portion rotates around the inserted fixed shaft has a large diameter of the rotating output portion. Therefore, when excavating the viscous soil, there is much adhesion of excavated soil to the output portion. It may become. On the other hand, in the 3rd hydraulic motor which rotates the rotating shaft inserted in the output part, since the diameter of a rotating shaft can be made small, adhesion of excavated earth and sand can be decreased. That is, when the clay is agitated by the second hydraulic motor, a torque larger than that of the third hydraulic motor may be required.
この発明によれば、両端に配置された回転手段は、粘性土の撹拌に適した第3油圧モータを備えるとともに、第3油圧モータの上方には、出力部に設けられた撹拌翼によって上方への排土効率が高い第2油圧モータが設置されているため、各種の土質の地盤を効率良く施工することができる。 According to this invention, the rotating means arranged at both ends include the third hydraulic motor suitable for stirring the clay, and above the third hydraulic motor, the rotating means is provided upward by the stirring blade provided in the output unit. Since the 2nd hydraulic motor with high soil removal efficiency is installed, various soil grounds can be constructed efficiently.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の掘削撹拌装置であって、少なくとも1基の回転手段は、回転手段の下端部が水平軸回りに傾動可能であることを特徴としている。
The invention according to
この発明によれば、軸方向が鉛直方向に配置されている回転手段の下端部を、掘削溝内で水平軸回りに傾動させ、回転手段の掘削刃および撹拌翼を斜め上方に移動させることにより、所望の深度において掘削溝の側壁を掘削することができるため、掘削溝を簡易に拡幅することができる。 According to this invention, the lower end of the rotating means whose axial direction is arranged in the vertical direction is tilted around the horizontal axis in the excavation groove, and the excavating blade and the stirring blade of the rotating means are moved obliquely upward. Since the side wall of the excavation groove can be excavated at a desired depth, the excavation groove can be easily widened.
なお、回転手段の下端部を水平軸回りに傾動させる構成は限定されるものではなく、例えば、回転手段の固定軸を上部と下部に分割し、水平軸部材を介して固定軸の上部と下部を回動可能な状態で連結するとともに、固定軸の上部および下部に油圧シリンダの上下端部を各々取り付けている構成がある。この構成では、油圧シリンダを伸縮させて固定軸の下部を傾動させ、回転手段を屈折させることにより、回転手段の下端部を傾動させることができる。このとき、固定軸周りに回転可能な油圧モータを備えている回転手段では、回転軸および油圧モータよりも上方で固定軸に屈折箇所を設けることにより、回転する部材が屈折箇所に存在しないため、屈折箇所にユニバーサルジョイント等の複雑な機構を設けることなく、屈折可能な回転手段の構成を簡易化することができる。
さらに、回転手段の支持部に回転中心を設け、回転手段全体を傾動させることにより、回転手段の下端部を水平軸回りに傾動させてもよい。
The configuration for tilting the lower end portion of the rotating means around the horizontal axis is not limited. For example, the fixed shaft of the rotating means is divided into an upper part and a lower part, and the upper part and the lower part of the fixed shaft are separated via a horizontal shaft member. There is a configuration in which the upper and lower ends of the hydraulic cylinder are respectively attached to the upper and lower portions of the fixed shaft. In this configuration, by expanding or contracting the hydraulic cylinder is tilted at the bottom of the fixed shaft, by refracting the rotation means, it is possible to tilt the lower end of the rotating means. At this time, in the rotating means having a hydraulic motor that can rotate around the fixed shaft, the rotating member does not exist at the refracted portion by providing a refracted portion on the fixed shaft above the rotating shaft and the hydraulic motor. It is possible to simplify the configuration of the refracting rotating means without providing a complicated mechanism such as a universal joint at the refracting portion.
Further, the lower end portion of the rotating means may be tilted around the horizontal axis by providing a rotation center at the support portion of the rotating means and tilting the entire rotating means.
また、請求項5に記載の発明は、地盤改良方法であって、(1)掘削する所定位置の側方に請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の掘削撹拌装置のベースマシンを移動させ、各回転手段を下降させることにより、回転軸に設置された掘削刃を地上面に当接させる第1工程と、(2)各回転手段の回転軸を回転させ、掘削刃で地盤を掘削するとともに、ベースマシンにより各回転手段を順次に下降させて所定深さの掘削溝を構築し、各回転手段の油圧モータを掘削溝内に配置する第2工程と、(3)回転手段で地盤を掘削しながら、掘削溝内に固化剤を注入し、撹拌翼で掘削土砂と固化剤を撹拌混合する第3工程と、(4)掘削土砂と固化剤を撹拌混合しながら、各回転手段を上昇させて掘削溝から引き上げて、掘削溝内の掘削土砂を硬化させる第4工程とを含むことを特徴としている。
The invention according to
この発明によれば、各回転手段を上昇させて掘削溝から引き上げる際に、本発明の掘削撹拌装置では、油圧モータと掘削土砂の抵抗力を小さくすることができるとともに、掘削溝の上方の掘削土砂を粉砕することができるため、各回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができる。 According to the present invention, when each rotating means is raised and pulled up from the excavation groove, the excavation stirring device of the present invention can reduce the resistance force of the hydraulic motor and the excavation earth and sand, and excavate above the excavation groove. Since the earth and sand can be pulverized, each rotating means can be easily pulled up from the excavation groove.
本発明の掘削撹拌装置および地盤改良方法によれば、油圧モータの出力部の周囲に撹拌翼が備えられており、出力部は固定軸周りに回転可能であるため、回転手段を掘削溝から引き上げる際に、出力部を回転させながら油圧モータを上昇させることにより、油圧モータと掘削土砂の間の抵抗力を小さくすることができる。さらに、回転軸の上部に掘削刃が設置されており、掘削溝内の上方で掘削土砂と固化剤の硬化が進行している場合であっても、掘削刃により掘削土砂を粉砕して柔かくするため、掘削溝内の全高に対応させて撹拌翼を設置することなく、回転手段を掘削溝内から簡易に引き上げることができ、施工効率を高めることができる。
また、回転軸に備えられた撹拌翼とともに、油圧モータの出力部の周囲に備えられた撹拌翼により掘削溝内を撹拌するため、効率良く掘削溝内を撹拌することができる。
さらに、油圧モータの出力部の周囲に撹拌翼を設けることにより、回転手段の高さ方向において広範囲に撹拌翼が設置されるため、掘削土砂を効率良く上方に排土することができる。
According to the excavation agitation apparatus and the ground improvement method of the present invention, the agitating blade is provided around the output part of the hydraulic motor, and the output part can rotate around the fixed shaft. At this time, the resistance force between the hydraulic motor and the excavated soil can be reduced by raising the hydraulic motor while rotating the output portion. Furthermore, even when the excavating blade is installed on the upper part of the rotating shaft and the hardening of the excavating soil and solidifying agent is progressing above the excavation groove, the excavating blade is crushed and softened. Therefore, the rotating means can be easily pulled up from the excavation groove without installing a stirring blade corresponding to the total height in the excavation groove, and the construction efficiency can be increased.
Further, since the inside of the excavation groove is agitated by the agitating blade provided around the output portion of the hydraulic motor together with the agitating blade provided on the rotating shaft, the inside of the excavation groove can be efficiently stirred.
Furthermore, by providing the stirring blades around the output part of the hydraulic motor, the stirring blades are installed over a wide range in the height direction of the rotating means, so that the excavated sediment can be efficiently discharged upward.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the description of each embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
本実施形態では、本発明の掘削撹拌装置を用いて鉛直方向の掘削溝を掘削するとともに、その掘削溝内に固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤を撹拌混合することにより、地盤を改良して硬化させる場合を例として説明する。 In this embodiment, the excavation and stirring device of the present invention is used to excavate a vertical excavation groove, a solidifying agent is injected into the excavation groove, and the ground is improved by stirring and mixing the excavated sediment and the solidifying agent. An example of the case of curing by heating will be described.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る掘削撹拌装置について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る掘削撹拌装置を示した側面図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る回転手段を示した正面図である。図3は、本発明の第1実施形態に係る回転手段の固定軸を示した図で、(a)は図2のA−A断面図、(b)は図2のB−B断面図、(c)は図2のC−C断面図である。なお、以下の説明において、右側とは図2における右側であり、左側とは図2における左側である。
[First Embodiment]
First, the excavation and stirring apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a side view showing an excavation and agitation device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing the rotating means according to the first embodiment of the present invention. 3A and 3B are diagrams showing a fixed shaft of the rotating means according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. (C) is CC sectional drawing of FIG. In the following description, the right side is the right side in FIG. 2, and the left side is the left side in FIG.
まず、本発明の実施形態に係る掘削撹拌装置の構成について説明する。
掘削撹拌装置1は、図1および図2に示すように、ベースマシン2と、ベースマシン2に昇降可能に支持されている3基の回転手段20C,20R,20Lとを備え、各回転手段20C,20R,20Lは、ベースマシン2に対して並設されており、各回転手段20C,20R,20Lは掘削刃22および撹拌翼23を有し、掘削刃22により掘削溝を掘削するとともに、掘削溝内に固化剤を注入し、撹拌翼23により掘削土砂と固化剤を撹拌混合して地盤を改良するように構成されている。
First, the structure of the excavation stirring apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 1 and 2, the excavating and stirring apparatus 1 includes a base machine 2 and three
続いて、ベースマシン2の構成について説明する。
ベースマシン2は、図1に示すように、鉛直方向の昇降レール3と、昇降レール3に沿って昇降可能な支持部材4と、昇降レール3を水平方向に旋回させるための旋回台座5と、昇降レール3を縦方向に回動させるための可倒手段6と、各回転手段20C,20R,20Lに駆動用油を供給するための給油管7と、各回転手段20C,20R,20Lから駆動用油を排出するための排油管8と、各回転手段20C,20R,20Lに固化剤を供給するための供給管9と、ベースマシン2を移動させるためのキャタピラ10とを主要部として構成されている。
Next, the configuration of the base machine 2 will be described.
As shown in FIG. 1, the base machine 2 includes a vertical lifting rail 3, a
旋回台座5は、上部台座5aと下部台座5bとから構成され、上部台座5aには昇降レール3が接続されており、上部台座5aを水平方向に回動させることにより、昇降レール3を水平方向に旋回させることができる。
昇降レール3の可倒手段6は、伸縮可能な油圧シリンダであり、下端部が上部台座5aに連結されるとともに、上端部が昇降レール3の上端部に連結されており、可倒手段6を伸縮させることにより、昇降レール3の下端部に設けられた回転支持部11を中心として、昇降レール3を縦方向に回動させることができる。
The turning
The retractable means 6 of the elevating rail 3 is an extendable hydraulic cylinder. The lower end is connected to the upper pedestal 5 a and the upper end is connected to the upper end of the elevating rail 3. By extending and contracting, the elevating rail 3 can be rotated in the vertical direction around the
支持部材4は、各回転手段20C,20R,20Lを昇降レール3に沿って鉛直方向に昇降自在な状態で支持する部材である。なお、支持部材4を昇降させるための機構は限定されるものではなく、本実施形態では、旋回台座5上に電動ウィンチ(図示せず)を設置し、この電動ウィンチのワイヤ12を昇降レール3の上端部に設置された滑車13と支持部材4の上部に設置された滑車14とを介して昇降レール3の上端部に固定することにより支持部材4を吊り上げ、ワイヤ12の繰り出しまたは巻き取りによって支持部材4を昇降させている。
The
給油管7および排油管8は、各回転手段20C,20R,20Lの駆動を行うために設けられている部材であり、施工現場に設置されたオイルタンク(図示せず)から各回転手段20C,20R,20Lに接続されている。そして、給油管7を通じてオイルタンクから各回転手段20C,20R,20Lに駆動用油が供給され、各回転手段20C,20R,20Lから排出された駆動用油が、排油管8を通じてオイルタンクに回収されるように構成されている。また、供給管9は、施工現場に設置されている貯蔵タンク(図示せず)から各回転手段20R,20Lに接続されており、貯蔵タンク内の固化剤が供給管9を通じて各回転手段20R,20Lに供給されるように構成されている。 The oil supply pipe 7 and the oil discharge pipe 8 are members provided for driving the respective rotation means 20C, 20R, and 20L, and each rotation means 20C, from an oil tank (not shown) installed at a construction site. It is connected to 20R and 20L. Then, driving oil is supplied from the oil tank to the rotating means 20C, 20R, and 20L through the oil supply pipe 7, and the driving oil discharged from the rotating means 20C, 20R, and 20L is collected in the oil tank through the oil discharging pipe 8. It is configured to be. The supply pipe 9 is connected to each rotating means 20R, 20L from a storage tank (not shown) installed at the construction site, and the solidifying agent in the storage tank passes through the supply pipe 9 to each rotating means 20R, 20R, 20L, 20L. It is configured to be supplied to 20L.
次に、回転手段20C,20R,20Lの構成について説明する。
掘削撹拌装置1には、図1および図2に示すように、3基の回転手段20C,20R,20Lがベースマシン2に対して並設されており、中央に配置された中央回転手段20Cと、右側に配置された右側回転手段20Rと、左側に配置された左側回転手段20Lとから構成されている。各回転手段20C,20R,20Lは、接続部材24および軸受部材25によって並設した状態で一体化されており、ベースマシン2に昇降自在な状態で支持されている。
Next, the configuration of the rotating means 20C, 20R, 20L will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the excavating and stirring apparatus 1 includes three
中央回転手段20Cは、図2に示すように、並設された3基の回転手段20C,20R,20Lにおいて中央に配置されている部材である。この中央回転手段20Cは、上端部が接続部材24に固定された固定軸30Cと、固定軸30Cが貫通しており、撹拌翼23を周囲に備えた出力部が固定軸30C周りに回転可能な油圧モータ(以下、「アウターモータ」という)40Cと、固定軸30Cが内挿されるようにして、アウターモータ40Cの出力部に接続されることにより、固定軸30C周りに回転可能であり、上部および下端部に掘削刃22を備えるとともに、撹拌翼23を周囲に備えた回転軸21Cとから構成されている。
As shown in FIG. 2, the central
中央回転手段20Cのアウターモータ40Cは、貫通した固定軸30C周りに出力部が回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、第1実施形態では、固定軸30Cの高さ方向における略中央部に設けられている。そして、出力部の外周面に沿って螺旋状に形成された撹拌翼23が取り付けられている。
The outer motor 40C of the central
中央回転手段20Cの固定軸30Cは、図3に示すように、中央部に貫通孔31を有する中空管であり、この中央部の貫通孔31の周囲には、掘削溝内に圧縮空気を供給するための空気孔Aと、アウターモータ40C(図2参照)に駆動用油を供給するための給油孔Bと、アウターモータ40Cからの駆動用油を排出するための排油孔Cと、アウターモータ40Cの内部で駆動用油が流出した際のドレン孔Dと、4個の予備孔Eとからなる8個の貫通孔が等間隔で配置されている。
なお、給油孔B、排油孔Cおよびドレン孔Dは、アウターモータ40Cに接続されており、各孔B,C,Dにおいて、アウターモータ40Cとの接続部よりも下方で使用しない区間は予備孔Eとしている。
As shown in FIG. 3, the fixed
The oil supply hole B, the oil discharge hole C, and the drain hole D are connected to the outer motor 40C. In each of the holes B, C, and D, a section that is not used below the connection portion with the outer motor 40C is a spare. Hole E.
中央回転手段20Cの回転軸21Cは、図2に示すように、外周面に沿って螺旋状に形成された撹拌翼23を備えている中空管であり、アウターモータ40Cを介して上下に分割され、上部に掘削刃22を備える上部回転軸21Caと、下端部に掘削刃22を備える下部回転軸21Cbとが固定軸30Cを内挿するようにして形成されている。そして、上部回転軸21Caの下端部と、下部回転軸21Cbの上端部とがアウターモータ40Cの出力部に接続されることにより、固定軸30C周りに回転可能となっている。また、下部回転軸21Cbは、回転可能な状態で軸受部材25を貫通している。
As shown in FIG. 2, the
そして、上部回転軸21Caおよび下部回転軸21Cbをアウターモータ40Cによって回転させることにより、下部回転軸21Cbの掘削刃22を回転させて掘削溝の土砂を掘削することができるとともに、上部回転軸21Caの掘削刃22を回転させて、上部回転軸21Caよりも上方に貯留された掘削土砂を粉砕することができ、さらに、撹拌翼23を回転させて掘削溝内の掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができる。
なお、掘削刃22および撹拌翼23の構成は、効率良く掘削および撹拌を行うことができる形状および材質であればよく、特に限定されるものではない。
Then, by rotating the upper rotary shaft 21Ca and the lower rotary shaft 21Cb by the outer motor 40C, the excavating blade 22 of the lower rotary shaft 21Cb can be rotated to excavate the earth and sand in the excavation groove, and the upper rotary shaft 21Ca The excavating blade 22 can be rotated to crush the excavated earth and sand stored above the upper rotary shaft 21Ca, and the agitating
In addition, the structure of the digging blade 22 and the
右側回転手段20Rは、図1および図2に示すように、並設された3基の回転手段20C,20R,20Lにおいて右側に配置されている部材である。この右側回転手段20Rは、上端部がベースマシン2の支持部材4に固定された固定軸30Rと、固定軸30Rが貫通しており、撹拌翼23を周囲に備えた出力部が固定軸30R周りに回転可能な2基のアウターモータ40Ra,40Rbと、固定軸30Rが内挿されるようにして、各アウターモータ40Ra,40Rbの出力部に接続されることにより、固定軸30R周りに回転可能であり、上部および下端部に掘削刃22を備えるとともに、撹拌翼23を周囲に備えている回転軸21Rとから構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the right rotation means 20R is a member arranged on the right side of the three rotation means 20C, 20R, and 20L arranged side by side. The right rotating means 20R has a fixed
右側回転手段20Rのアウターモータ40Ra,40Rbは、貫通した固定軸30R周りに出力部が回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、固定軸30Rの高さ方向に所定間隔を空けて設置されており、出力部の外周面に沿って螺旋状に形成された撹拌翼23が取り付けられている。そして、上方に配置されたアウターモータ(以下、「上部アウターモータ」という)40Raは、中央回転手段20Cのアウターモータ40Cよりも上方に配置され、下方に配置されたアウターモータ(以下、「下部アウターモータ」という)40Rbは、中央回転手段20Cのアウターモータ40Cよりも下方に配置されている。
なお、本実施形態では、上部アウターモータ40Raと下部アウターモータ40Rbとを異なる方向に回転させている。さらに、右側回転手段20Rの下部アウターモータ40Rbと、中央回転手段20Cのアウターモータ40Cとを異なる方向に回転させている。
The outer motors 40Ra and 40Rb of the right
In the present embodiment, the upper outer motor 40Ra and the lower outer motor 40Rb are rotated in different directions. Further, the lower outer motor 40Rb of the right
右側回転手段20Rの固定軸30Rは、図2に示すように、接続部材24を貫通してベースマシン2の支持部材4に上端部が固定されており、接続部材24を介して中央回転手段20Cと一体化されている。
また、固定軸30Rは、図2および図3に示すように、中央部に貫通孔31を有する中空管であり、この中央部の貫通孔31は、固定軸30Rの下端部から掘削溝内に固化剤を供給するための供給孔である。また、貫通孔31の周囲には、中央回転手段20Cの空気孔Aに空気供給手段(図示せず)からの圧縮空気を供給するための空気孔Aと、中央回転手段20Cの給油孔Bに駆動用油を供給するための給油孔Bと、上部アウターモータ40Raに駆動用油を供給するための給油孔Fと、下部アウターモータ40Rbに駆動用油を供給するための給油孔Gと、上部アウターモータ40Raからの駆動用油を排出するための排油孔Hと、下部アウターモータ40Rbからの駆動用油を排出するための排油孔Iと、アウターモータ40Ra,40Rbの内部で駆動用油が流出した際のドレン孔Dと、予備孔Eとからなる8個の貫通孔が等間隔で配置されている。
As shown in FIG. 2, the fixed shaft 30 </ b> R of the right rotation means 20 </ b> R penetrates the
2 and 3, the fixed
さらに、右側回転手段20Rの空気孔Aおよび給油孔Bは、接続部材24内で中央回転手段20Cの空気孔Aおよび給油孔Bとホース等(図示せず)により接続されて連通している。また、右側回転手段20Rの給油孔F,G、排油孔H,Iおよびドレン孔Dは、アウターモータ40Ra,40Rbに各々接続され、さらに、ドレン孔Dは、接続部材24内で中央回転手段20Cのドレン孔Dとホース等(図示せず)により接続されて連通している。なお、各孔B,F,G,H,I,Dにおいて、各種部材との接続部よりも下方で使用しない区間は予備孔Eとしている。
Further, the air hole A and the oil supply hole B of the right rotation means 20R are connected and communicated with the air hole A and the oil supply hole B of the central rotation means 20C by a hose or the like (not shown) in the
ここで、接続部材24内における右側回転手段20Rの各孔A,B,Dと中央回転手段20Cの各孔A,B,Dとの接続において、固定軸30C,30Rは回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。
また、右側回転手段20Rの貫通孔31には供給管9が接続され、さらに、給油孔F,Gには給油管7が接続されるとともに、排油孔H,Iには排油管8が接続され(図1参照)、ドレン孔Dにはドレン管(図示せず)が接続されている。なお、各孔31,F,G,H,I,Dと各管7,8,9との接続において、固定軸30Rは回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。
Here, in the connection between each hole A, B, D of the right rotation means 20R in the
The supply pipe 9 is connected to the through
右側回転手段20Rの回転軸21Rは、図2に示すように、外周面に沿って螺旋状に形成された撹拌翼23を備えている中空管であり、アウターモータ40Ra,40Rbを介して上下に3分割されている。そして、上部に掘削刃22を備えており、アウターモータ40Raの上方に配置された上部回転軸21Raと、アウターモータ40Raの下方に配置された中部回転軸21Rbと、下端部に掘削刃22を備えており、アウターモータ40Rbの下方に配置された下部回転軸21Rcとが固定軸30Cを内挿するようにして形成されている。そして、上部回転軸21Raの下端部と、中部回転軸21Rbの上端部とがアウターモータ40Raの出力部に接続されるとともに、下部回転軸21Rcの上端部がアウターモータ40Rbの出力部に接続されることにより、回転軸21Rが固定軸30C周りに回転可能となっている。また、下部回転軸21Rcは、回転可能な状態で軸受部材25を貫通しており、軸受部材25を介して中央回転手段20Cと一体化された状態となっている。
As shown in FIG. 2, the
そして、各回転軸21Ra,21Rb,21Rcをアウターモータ40Ra,40Rbによって回転させることにより、下部回転軸21Rcの掘削刃22を回転させて掘削溝の底面を掘削することができるとともに、上部回転軸21Raの掘削刃22を回転させて、上部回転軸21Raよりも上方に貯留された掘削土砂を粉砕することができ、さらに、撹拌翼23を回転させて掘削溝内の掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができる。
And by rotating each rotating shaft 21Ra, 21Rb, 21Rc by the outer motors 40Ra, 40Rb, the excavating blade 22 of the lower rotating shaft 21Rc can be rotated to excavate the bottom surface of the excavation groove, and the upper rotating shaft 21Ra. The excavating blade 22 can be rotated to pulverize the excavated earth and sand stored above the upper rotary shaft 21Ra, and the agitating
左側回転手段20Lは、図1および図2に示すように、並設された3基の回転手段20C,20R,20Lにおいて左側に配置されている部材である。この左側回転手段20Lは、上端部がベースマシン2の支持部材4に固定されている固定軸30Lと、固定軸30Lが貫通しており、撹拌翼23を周囲に備えた出力部が固定軸30L周りに回転可能な2基のアウターモータ40La,40Lbと、固定軸30Lが内挿されるようにして、各アウターモータ40La,40Lbの出力部に接続されることにより、固定軸30L周りに回転可能であり、上部および下端部に掘削刃22を備えるとともに、撹拌翼23を周囲に備えている回転軸21Lとから構成されている。そして、左側回転手段20Lは、右側回転手段20Rと略同一の構成であり、固定軸30Lに設けられた貫通孔の構成が異なっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the left rotation means 20L is a member arranged on the left side of the three rotation means 20C, 20R, and 20L arranged side by side. The left rotation means 20L has a fixed
左側回転手段20Lの固定軸30Lは、図2および図3に示すように、固化剤の供給孔である中央部の貫通孔31の周囲に、中央回転手段20Cのアウターモータ40Cからの駆動用油を排出するための排油孔Cと、各アウターモータ40La,40Lbに駆動用油を供給するための給油孔F,Gと、各アウターモータ40La,40Lbからの駆動用油を排出するための排油孔H,Iと、アウターモータ40La,40Lbのドレン孔Dと、2個の予備孔Eとからなる8個の貫通孔が等間隔で配置されている。なお、左側回転手段20Lの排油孔Cは、接続部材24内で中央回転手段20Cの排油孔Cとホース等(図示せず)により接続されて連通している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixed
次に、本発明の第1実施形態に係る掘削撹拌装置1を用いた地盤改良方法について説明する。
まず、図1および図2に示すように、掘削する所定位置の側方にベースマシン2を移動させ、旋回台座5および可倒手段6を調整して各回転手段20を所定位置に鉛直状態で設置する。そして、各回転手段20C,20R,20Lを下降させ、各回転軸21C,21R,21Lの下端部に設置された掘削刃22を地上面に当接させる。
Next, the ground improvement method using the excavation stirring apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
First, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the base machine 2 is moved to the side of a predetermined position to be excavated, the
続いて、各回転手段20C,20R,20Lの各アウターモータ40C,40R,40Lを駆動して各回転軸21C,21R,21Lを回転させ、下端部の掘削刃22で地盤を掘削しながら、ベースマシン2により各回転手段20C,20R,20Lを順次に下降させて所定深さの掘削溝を構築し、各回転手段20C,20R,20Lの各アウターモータ40C,40R,40Lを掘削溝内に配置する。このとき、右側方回転手段20Rおよび左側回転手段20Lに各々設置されている2基のアウターモータ40R,40Lは、異なる方向に回転しており、互いに回転反力が打ち消されるため、回転軸21R,21Lは安定した状態で回転する。
Subsequently, the
また、各回転軸21C,21R,21Lの起動停止および回転方向を各々設定することにより、3基の回転手段20C,20R,20Lの位置を調整することができる。例えば、中央回転手段20Cの回転軸21Cのみを回転させ、中央回転手段20Cを中心として3基の回転手段20C,20R,20L全体を回動させることにより、各回転手段20C,20R,20Lの位置を微調整することができる。
Further, the positions of the three rotation means 20C, 20R, and 20L can be adjusted by setting the start / stop and rotation directions of the
一方、各回転手段20C,20R,20Lで地盤を掘削しながら、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの貫通孔31に供給管9(図3参照)を通じて固化剤を供給する。この固化剤は、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの中央部の貫通孔31の下端部から掘削溝内に注入される。また、中央回転手段20Cの空気孔Aから掘削溝内に圧縮空気を供給する。
On the other hand, the solidifying agent is supplied to the through
そして、各回転手段20C,20R,20Lの撹拌翼23によって掘削土砂と固化剤が撹拌混合される。このとき、各回転軸21C,21R,21Lの撹拌翼23とともに、各アウターモータ40C,40R,40Lの撹拌翼23によっても掘削溝内が撹拌されるため、掘削土砂と固化剤を効率良く撹拌混合することができる。また、中央回転手段20Cの回転軸21Cと、右側方回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの回転軸21R,21Lとが異なる方向に回転するため、各回転軸21C,21R,21L同士の間が確実に撹拌混合される。さらに、各アウターモータ40C,40R,40Lの撹拌翼23によって、各回転手段20C,20R,20Lの高さ方向において広範囲に撹拌翼23が設置されているため、掘削土砂を効率良く上方に排土することができる。
The excavated sediment and the solidifying agent are stirred and mixed by the stirring
最後に、掘削土砂と固化剤を撹拌混合しながら、各回転手段20C,20R,20Lを上昇させて掘削溝から引き上げる。このとき、撹拌翼23を備えた各アウターモータ40C,40R,40Lの出力部を回転させながら上昇させることにより、アウターモータ40C,40R,40Lと掘削土砂との間の抵抗力が小さくなるため、掘削溝から容易に引き上げることができる。さらに、掘削溝の上方で掘削土砂の硬化が進行してしまっている場合であっても、各回転軸21C,21R,21Lの上部に設置された掘削刃22により掘削土砂を粉砕して柔らかくするため、掘削溝から容易に引き上げることができる。そして、各回転手段20C,20R,20Lの離脱後に掘削溝内の掘削土砂の硬化が完了して地盤が改良される。
Finally, the rotating means 20C, 20R, and 20L are raised and pulled up from the excavation groove while mixing the excavated earth and the solidifying agent with stirring. At this time, since the resistance force between the
したがって、本発明の掘削撹拌装置1では、各回転手段20を掘削溝内から離脱させる際に、簡易に引き上げることができ、さらに、アウターモータ40の周囲に備えた撹拌翼23により効率良く撹拌することができるため、施工効率を高めることができる。
Therefore, in the excavation agitation apparatus 1 of the present invention, when each rotating means 20 is detached from the excavation groove, it can be easily pulled up, and the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る掘削撹拌装置について説明する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る回転手段を示した図で、(a)は回転手段の正面図、(b)は回転手段の他の構成を示した図で、右側回転手段および左側回転手段に1基のアウターモータを設けた構成を示した正面図である。図5は、本発明の第2実施形態に係る回転手段の他の構成を示した図で、中央回転手段のインナーモータを高さ方向の中央部に設けた構成を示した正面図である。図6は、本発明の第2実施形態に係る回転手段の他の構成を示した図で、右側回転手段および左側回転手段に上部の掘削刃が設けられていない構成を示した正面図である。
[Second Embodiment]
Next, an excavation stirring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
4A and 4B are views showing a rotating means according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a front view of the rotating means, and FIG. 4B is a view showing another configuration of the rotating means, and a right-side rotating means. It is the front view which showed the structure which provided one outer motor in the left side rotation means. FIG. 5 is a view showing another configuration of the rotating means according to the second embodiment of the present invention, and is a front view showing a configuration in which the inner motor of the central rotating means is provided in the central portion in the height direction. FIG. 6 is a view showing another configuration of the rotating means according to the second embodiment of the present invention, and is a front view showing a structure in which the upper excavating blade is not provided in the right rotating means and the left rotating means. .
本発明の第2実施形態に係る掘削撹拌装置は、図4(a)に示すように、第1実施形態に係る掘削撹拌装置と略同様の構成であり、中央回転手段20Cの構成が異なっている。
そして、第2実施形態に係る掘削撹拌装置の中央回転手段20Cは、接続手段24に外周壁が固定されることにより、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lと一体化されている油圧モータ(以下、「インナーモータ」という)50と、インナーモータ50の出力部を貫通した状態で出力部に接続されており、上部および下端部に掘削刃22を備えるとともに、撹拌翼23を周囲に備えた回転軸21Cとから構成されている。ここで、インナーモータ50は、アウターモータ40R,40Lよりも小型に形成することができるため、右側回転手段20Rと左側回転手段20Lの間隔を小さくすることができる。また、インナーモータ50は、アウターモータ40R,40Lよりも製作費用が少ないため、掘削撹拌装置の製作費用を少なくすることができる。
As shown in FIG. 4A, the excavation agitation apparatus according to the second embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the excavation agitation apparatus according to the first embodiment, and the configuration of the central
The central
また、図4(b)に示す各回転手段20C,20R,20Lは、インナーモータ50が設けられている中央回転手段20Cを用いた掘削撹拌装置の他の構成であり、アウターモータ40R,40Lの数を変更することにより、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの長さを短くした構成である。この構成では、各固定軸30R,30Lには、各々1基のアウターモータ40R,40Lが設置されており、1基のアウターモータ40R,40Lの出力部に上部回転軸21Ra,21Laの下端部および下部回転軸21Rc,21Lcの上端部が接続されている。
Moreover, each rotating means 20C, 20R, 20L shown in FIG. 4B is another configuration of the excavating and stirring device using the central
なお、アウターモータ40R,40Lおよびインナーモータ50の配置は限定されるものではなく、図5に示すように、中央回転手段20Cのインナーモータ50が固定されている接続部材24を、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lに設けられている上部アウターモータ40Ra,40Laと下部アウターモータ40Rb,40Lbとの間に設けてもよく、撹拌翼23の構成や各部材の強度などに対応させて適宜に設定することが好ましい。この構成では、上部アウターモータ40Ra,40Laの上方および下部アウターモータ40Rb,40Lbの下方に軸受部材25,25を設けて各回転手段20C,20R,20Lを一体化させている。
The arrangement of the
また、図6に示すように、回転手段20C,20R,20Lよりも上方で掘削溝内に貯留している掘削土砂を粉砕するための掘削刃22を、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの回転軸21R,21Lに設けることなく、中央回転手段20Cの回転軸21Cの上部のみに掘削刃22を設けることにより、掘削撹拌装置の構成を簡易化することができる。このように、掘削する地盤の土質に対応させて掘削刃22および撹拌翼23の形状や配置を適宜に設定することが好ましい。
Further, as shown in FIG. 6, the excavating blade 22 for pulverizing the excavated earth and sand stored in the excavation groove above the rotating means 20C, 20R, and 20L is connected to the right
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る掘削撹拌装置について説明する。
図7は、本発明の第3実施形態に係る回転手段を示した図で、右側回転手段および左側回転手段にアウターモータおよびインナーモータを設けた構成を示した正面図である。
本発明の第3実施形態に係る掘削撹拌装置は、第2実施形態に係る掘削撹拌装置と略同様の構成であり、図7に示すように、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの構成が異なっている。
[Third Embodiment]
Next, an excavation and stirring device according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a view showing a rotating means according to a third embodiment of the present invention, and is a front view showing a configuration in which an outer motor and an inner motor are provided on the right rotating means and the left rotating means.
The excavation and agitation device according to the third embodiment of the present invention has substantially the same configuration as that of the excavation and agitation device according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the configuration of the right side rotation means 20R and the left side rotation means 20L is the same. Is different.
第3実施形態に係る右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lは、固定軸30R,30Lと、固定軸30R,30Lが貫通しており、撹拌翼23を周囲に備えた出力部が固定軸30R,30L周りに回転可能なアウターモータ40R,40Lと、固定軸30R,30Lが内挿されるようにして、各アウターモータ40R,40Lの出力部に接続されることにより、固定軸30R,30L周りに回転可能であり、上部に掘削刃22を備えるとともに、撹拌翼23を周囲に備えた上部回転軸21Ra,21Laと、固定軸30R,30Lの下端部に固定されたインナーモータ50R,50Lと、上端部がインナーモータ50R,50Lの出力部に内挿されることにより回転可能であり、下端部に掘削刃22を備えるとともに、撹拌翼23を周囲に備えた下部回転軸21Rb,21Lbとから構成されている。
The right rotation means 20R and the left rotation means 20L according to the third embodiment have fixed
ここで、アウターモータ40R,40Lは、回転する出力部の直径が大きいため、掘削する地盤が粘性土である場合には、出力部への掘削土砂の粘着が多くなってしまう場合がある。そこで、下部回転軸21Rb,21Lbが接続されたインナーモータ50R,50Lをアウターモータ40R,40Lの下方に設置することにより、直径が小さく、掘削土砂の粘着が少ない下部回転軸21Rb,21Lbに設けられている掘削刃22によって、粘性土を効率良く掘削し、上方のアウターモータ40R,40Lによって効率良く排土することができるため、各種の土質の地盤を効率良く施工することができる。
Here, since the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る掘削撹拌装置について説明する。
図8は、本発明の第4実施形態に係る回転手段を示した図で、(a)は中央回転手段が傾動可能な構成を示した正面図、(b)は中央回転手段を傾動させた状態における図8(a)のD−D断面図である。
本発明の第4実施形態に係る掘削撹拌装置は、図6に示す第2実施形態に係る掘削撹拌装置と略同様の構成であり、図8に示すように、中央回転手段20Cの構成が異なっている。
[Fourth Embodiment]
Next, an excavation and stirring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIGS. 8A and 8B are views showing a rotating means according to the fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 8A is a front view showing a configuration in which the central rotating means can be tilted, and FIG. 8B is a tilting of the central rotating means. It is DD sectional drawing of Fig.8 (a) in a state.
The excavation agitation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the excavation agitation apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 6, and the configuration of the central
第4実施形態に係る中央回転手段20Cでは、インナーモータ50の左右側部に取り付けられている水平軸部材24a,24aが、接続部材24に回動可能な状態で支持されている。そのため、インナーモータ50を水平軸部材24a,24aと同心軸周りで回動させることにより、中央回転手段20Cの下端部が図8(b)の右上方に向けて水平軸回りに傾動するようにして、中央回転手段20C全体が水平軸部材24a,24aを支軸として傾動可能となっている。
なお、符号24cは、インナーモータ50を回動させるための油圧シリンダであり、軸方向が鉛直方向に配置されており、接続部材24よりも上方の軸受部材25に本体部が取り付けられるとともに、ロッド部がインナーモータ50の上部に取り付けられている。これにより、2基の油圧シリンダ24b,24bを伸縮させることによって、インナーモータ50が水平軸部材24aを支軸として回動させることができる。
また、第4実施形態に係る中央回転手段20Cでは、1基のインナーモータ50に対して2本の回転軸21C,21Cが並設されており、インナーモータ50の出力部に取り付けられている歯車機構24bによって2本の回転軸21C,21Cが回転可能となっている。
In the central rotating means 20 </ b> C according to the fourth embodiment, horizontal shaft members 24 a and 24 a attached to the left and right sides of the
Reference numeral 24c denotes a hydraulic cylinder for rotating the
Further, in the central rotating means 20 </ b> C according to the fourth embodiment, two rotating shafts 21 </ b> C and 21 </ b> C are arranged in parallel with respect to one
このように、中央回転手段20Cを傾動可能にすることより、中央回転手段20Cを掘削溝内で傾動させ、中央回転手段20Cの掘削刃22および撹拌翼23を斜め上方(図8(b)における右上方)に移動させることができ、所望の深度において掘削溝の側壁を掘削することができるため、掘削溝を簡易に拡幅することができる。
Thus, by enabling the central
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係る掘削撹拌装置について説明する。
図9は、本発明の第5実施形態に係る回転手段を示した図で、右側回転手段および左側回転手段が屈折可能な構成を示した正面図である。図10は、本発明の第5実施形態に係る回転手段を示した図で、屈折可能な右側回転手段および左側回転手段からなる構成を示した正面図である。
本発明の第5実施形態に係る掘削撹拌装置は、図6に示す第2実施形態に係る掘削撹拌装置と略同様の構成となっている。そして、図9に示すように、同一の構成である右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lが屈折可能となっている点が異なっている。
[Fifth Embodiment]
Next, an excavation and agitation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a view showing a rotating means according to the fifth embodiment of the present invention, and is a front view showing a configuration in which the right rotating means and the left rotating means can be refracted. FIG. 10 is a front view showing a configuration including a right rotating means and a left rotating means that can be refracted, showing a rotating means according to a fifth embodiment of the present invention.
The excavation stirring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the excavation stirring apparatus according to the second embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 9, the right rotation means 20R and the left rotation means 20L having the same configuration are different in that they can be refracted.
第5実施形態に係る掘削撹拌装置では、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lの固定軸30R,30Lが上部固定軸30Ra,30Laと下部固定軸30Rb,30Lbに分割されており、上部固定軸30Ra,30Laの下端部は接続部材24の上面に取り付けられた状態となっている。
また、下部固定軸30Rb,30Lbは、水平軸部材24d,24dを介して接続部材24の下面に各々取り付けられており、右回転手段20Rの下端部が図9の左上方に向けて水平軸回りに傾動し、左側回転手段20Lの下端部が図9の右上方に向けて水平軸回りに傾動するように構成されている。すなわち、下部固定軸30Rb,30Lbを接続部材24の下方で傾動させることにより、右側回転手段20Rおよび左側回転手段20Lが屈折した状態となる。
なお、符号24e,24eは、各回転手段20R,20Lの下部固定軸30Rb,30Lbを回動させるための油圧シリンダであり、軸方向が鉛直方向に配置されており、各本体部が上部固定軸30Ra,30Laの下部側面に各々ブラケットによって取り付けられるとともに、各ロッド部が下部固定軸30Rb,30Lbの上部側面に各々ブラケットによって取り付けられている。そして、油圧シリンダ24eを伸縮させることにより、下部固定軸30Rb,30Lbが各水平軸部材24dを支軸として傾動するように構成されている。さらに、各回転手段20R,20Lに油圧シリンダ24eが各々設けられているため、右側回転手段20Rと左側回転手段20Lとを独立して屈折させることができる。
In the excavation and agitation apparatus according to the fifth embodiment, the fixed
Further, the lower fixed shafts 30Rb and 30Lb are respectively attached to the lower surface of the
Reference numerals 24e and 24e are hydraulic cylinders for rotating the lower fixed shafts 30Rb and 30Lb of the
このように、各回転手段20R,20Lを屈折可能にすることにより、各回転手段20R,20Lを掘削溝内で屈折させ、各回転手段20R,20Lの掘削刃22および撹拌翼23を斜め上方(図9の左右上方)に移動させることができ、所望の深度において掘削溝の側壁を掘削することができるため、掘削溝を簡易に拡幅することができる。
In this way, by making each rotating means 20R, 20L refractable, each rotating means 20R, 20L is refracted in the excavation groove, and the excavating blade 22 and the
また、回転しない固定軸30R,30Lに屈折箇所を設けることにより、可撓性を有するホースによって上部固定軸30Ra,30La内の各孔と下部固定軸30Rb,30Lb内の各孔(図3参照)を接続し、駆動油の給油、排油および固化剤の供給を行うことができるため、回転手段20R,20Lの構成を複雑にすることなく、屈折させた状態で回転手段20R,20Lの回転軸21R,21Lを駆動させ、掘削溝の掘削および撹拌を行うことができる。
Further, by providing a refracted portion on the non-rotating fixed
ここで、上部固定軸30Ra,30Laと下部固定軸30Rb,30Lbの本数は同一である必要はなく、例えば、2本の上部固定軸30Ra,30Laによって支持されている接続部材24に2本以上の下部固定軸を屈折自在に設け、各下部固定軸にアウターモータおよび回転軸を設けて回転手段を構成してもよい。このとき、上部固定軸30Ra,30La内の各孔から下部固定軸30Rb,30Lb内の各孔に接続されているホースを分岐することにより、駆動油の給油、排油および固化剤の供給を行うことができる。なお、下部固定軸の配置は限定されるものではなく、例えば、4本の下部固定軸を接続部材24の下面の四方に配置することにより、平面視で四角形の掘削溝を構築することができる。
Here, the upper fixed shaft 30RA, 30LA and the lower fixed shaft 30Rb, the number of 30Lb need not be identical, for example, two to the connecting
さらに、図10に示すように、中央回転手段20Cを設けることなく、屈折可能な右側回転手段20Rと左側回転手段20Lからなる掘削撹拌装置を構成してもよく、地盤の土質など各種施工条件に対応させて設定することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, without providing the central rotating means 20C, an excavating and stirring device composed of the right
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、各回転手段20の固定軸30にアウターモータ40またはインナーモータ50を設置する個数は限定されるものではなく、地盤の土質など各種施工条件に対応させて適宜に設定し、掘削および撹拌を効率良く行うことが好ましい。
また、固定軸30C,30R,30Lの下端部に、掘削溝内における回転軸21C,21R,21Lの位置や深度を計測する計測装置を設置することにより、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して正確に施工を管理し、精度良く掘削溝を構築するように構成してもよい。このとき、固定軸30C,30R,30Lは掘削時に回転しないため、計測装置の電源ケーブルや通信ケーブル等を固定軸30C,30R,30Lの予備孔E(図3参照)に挿入して配線することができ、回転手段20C,20R,20Lに計測装置を簡易に設置することができる。
As mentioned above, although an example about the suitable embodiment of the present invention was explained, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of the present invention.
For example, the number of outer motors 40 or
In addition, by installing a measuring device that measures the position and depth of the
1 掘削撹拌装置
2 ベースマシン
20C 中央回転手段
20R 右側回転手段
20L 左側回転手段
21C 回転軸(中央回転手段)
21R 回転軸(右側回転手段)
21L 回転軸(左側回転手段)
22 掘削刃
23 撹拌翼
30C 固定軸(中央回転手段)
30R 固定軸(右側回転手段)
30L 固定軸(左側回転手段)
40C アウターモータ(中央回転手段)
40R アウターモータ(右側回転手段)
40L アウターモータ(左側回転手段)
50 インナーモータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavation stirring apparatus 2
21R Rotating shaft (Right-side rotating means)
21L Rotating shaft (Left side rotating means)
22
30R fixed shaft (right rotation means)
30L fixed shaft (left rotation means)
40C outer motor (central rotating means)
40R outer motor (right rotation means)
40L outer motor (left rotation means)
50 Inner motor
Claims (5)
前記ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段と、を備え、
前記各回転手段は、前記ベースマシンに対して並設されており、
前記各回転手段は掘削刃および撹拌翼を有し、前記掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、前記撹拌翼により前記掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置であって、
前記各回転手段は、
固定軸と、
前記固定軸が内挿され、前記撹拌翼を周囲に備えた出力部が前記固定軸周りに回転可能な油圧モータと、
前記油圧モータの前記出力部に接続されることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えるとともに、前記撹拌翼を周囲に備えた回転軸と、から構成され、
少なくとも1基の前記回転手段は、前記回転軸の上部に前記掘削刃を備えていることを特徴とする掘削撹拌装置。 A base machine,
A plurality of rotating means supported by the base machine so as to be movable up and down,
Each rotating means is arranged in parallel to the base machine,
Each rotating means has a digging blade and a stirring blade, and excavating a digging groove with the digging blade, and a digging and stirring device for stirring the inside of the digging groove with the stirring blade,
Each rotating means includes
A fixed shaft;
A hydraulic motor in which the fixed shaft is inserted, and an output portion provided around the stirring blade is rotatable around the fixed shaft;
By being connected to the output portion of the hydraulic motor, the rotary shaft is rotatable about a concentric shaft with the fixed shaft, and includes a rotating shaft provided with the excavating blade at a lower portion and the stirring blade around the rotating shaft. And
The at least one rotating means includes the excavating blade at the upper part of the rotating shaft.
前記ベースマシンに昇降可能に支持されている3基の回転手段と、を備え、
前記各回転手段は、前記ベースマシンに対して並設されており、
前記各回転手段は掘削刃および撹拌翼を有し、前記掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、前記撹拌翼により前記掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置であって、
3基の前記回転手段において、中央に配置された前記回転手段は、
第1油圧モータと、
前記第1油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えるとともに、前記撹拌翼を周囲に備えた回転軸と、から構成され、
3基の前記回転手段において、両端に配置された各々の前記回転手段は、
固定軸と、
前記固定軸が内挿され、前記撹拌翼を周囲に備えた出力部が前記固定軸周りに回転可能な第2油圧モータと、
前記第2油圧モータの前記出力部に接続されることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えるとともに、前記撹拌翼を周囲に備えた回転軸と、から構成され、
少なくとも1基の前記回転手段は、前記回転軸の上部に前記掘削刃を備えていることを特徴とする掘削撹拌装置。 A base machine,
Three rotating means supported by the base machine to be movable up and down,
Each rotating means is arranged in parallel to the base machine,
Each rotating means has a digging blade and a stirring blade, and excavating a digging groove with the digging blade, and a digging and stirring device for stirring the inside of the digging groove with the stirring blade,
In the three rotation means, the rotation means arranged in the center is
A first hydraulic motor;
It is rotatable by being inserted into the output part of the first hydraulic motor, and comprises a rotating shaft provided with the excavating blade at the lower part and the stirring blade around it,
In the three rotation means, each of the rotation means arranged at both ends is
A fixed shaft;
A second hydraulic motor in which the fixed shaft is inserted, and an output portion provided around the stirring blade is rotatable around the fixed shaft;
By being connected to the output portion of the second hydraulic motor, the rotary shaft is rotatable about a concentric shaft with the fixed shaft, and includes the excavating blade in the lower portion and the rotating shaft provided with the agitating blade around. Consisting of
The at least one rotating means includes the excavating blade at the upper part of the rotating shaft.
前記ベースマシンに昇降可能に支持されている3基の回転手段と、を備え、
前記各回転手段は、前記ベースマシンに対して並設されており、
前記各回転手段は掘削刃および撹拌翼を有し、前記掘削刃により掘削溝を掘削するとともに、前記撹拌翼により前記掘削溝内を撹拌する掘削撹拌装置であって、
3基の前記回転手段において、中央に配置された前記回転手段は、
第1油圧モータと、
前記第1油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えるとともに、前記撹拌翼を周囲に備えた第1回転軸と、から構成され、
3基の前記回転手段において、両端に配置された各々の前記回転手段は、
固定軸と、
前記固定軸が内挿され、前記撹拌翼を周囲に備えた出力部が前記固定軸周りに回転可能な第2油圧モータと、
前記第2油圧モータの前記出力部に接続されることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、前記撹拌翼を周囲に備えた第2回転軸と、
前記固定軸に支持された第3油圧モータと、
前記第3油圧モータの出力部に内挿されることによって回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えるとともに、前記撹拌翼を周囲に備えた第3回転軸と、から構成され、
少なくとも1基の前記回転手段は、前記回転軸の上部に前記掘削刃を備えていることを特徴とする掘削撹拌装置。 A base machine,
Three rotating means supported by the base machine to be movable up and down,
Each rotating means is arranged in parallel to the base machine,
Each rotating means has a digging blade and a stirring blade, and excavating a digging groove with the digging blade, and a digging and stirring device for stirring the inside of the digging groove with the stirring blade,
In the three rotation means, the rotation means arranged in the center is
A first hydraulic motor;
It is rotatable by being inserted into the output part of the first hydraulic motor, and comprises a first rotating shaft provided with the excavating blade at the lower part and the stirring blade around it,
In the three rotation means, each of the rotation means arranged at both ends is
A fixed shaft;
A second hydraulic motor in which the fixed shaft is inserted, and an output portion provided around the stirring blade is rotatable around the fixed shaft;
By being connected to the output part of the second hydraulic motor, the second rotary shaft is rotatable around the concentric shaft with the fixed shaft, and has the stirring blades around.
A third hydraulic motor supported by the fixed shaft;
It is rotatable by being inserted into the output part of the third hydraulic motor, and comprises a third rotating shaft provided with the excavating blade in the lower part and provided with the agitating blade at the periphery,
The at least one rotating means includes the excavating blade at the upper part of the rotating shaft.
(1)掘削する所定位置の側方に請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の掘削撹拌装置の前記ベースマシンを移動させ、前記各回転手段を下降させることにより、前記回転軸に設置された前記掘削刃を地上面に当接させる第1工程。
(2)前記各回転手段の前記回転軸を回転させ、前記掘削刃で地盤を掘削するとともに、前記ベースマシンにより前記各回転手段を順次に下降させて所定深さの前記掘削溝を構築し、前記各回転手段の前記油圧モータを前記掘削溝内に配置する第2工程。
(3)前記回転手段で地盤を掘削しながら、前記掘削溝内に固化剤を注入し、前記撹拌翼で掘削土砂と前記固化剤を撹拌混合する第3工程。
(4)前記掘削土砂と前記固化剤を撹拌混合しながら、前記各回転手段を上昇させて前記掘削溝から引き上げて、前記掘削溝内の前記掘削土砂を硬化させる第4工程。 The ground improvement method characterized by including each process of the following 1st process-4th process.
(1) The rotating shaft is moved by moving the base machine of the excavating and agitating device according to any one of claims 1 to 4 to a side of a predetermined position for excavation and lowering the rotating means. A first step of bringing the excavating blade installed on the ground into contact with the ground surface;
(2) Rotating the rotating shaft of each rotating means, excavating the ground with the excavating blade, and sequentially lowering the rotating means by the base machine to construct the excavating groove with a predetermined depth, A second step of disposing the hydraulic motor of each rotating means in the excavation groove;
(3) A third step of injecting a solidifying agent into the excavation groove while excavating the ground with the rotating means, and stirring and mixing the excavated soil and the solidifying agent with the stirring blade.
(4) A fourth step in which, while stirring and mixing the excavated sediment and the solidifying agent, the rotating means are raised and pulled up from the excavated groove to harden the excavated sediment in the excavated groove.
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