JP4991480B2 - Excavation and stirring tool for ground improvement equipment - Google Patents
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Description
本発明は、地盤改良装置の掘削・撹拌具に関する。 The present invention relates to a drilling / stirring tool for a ground improvement device.
従来、地盤改良装置の一形態として、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as one form of the ground improvement device, there is one in which ground improvement is performed by discharging the improvement material while excavating and stirring the ground and kneading the improvement material and the excavated soil (for example, patents) Reference 1).
すなわち、かかる地盤改良装置は、上下方向に伸延する内・外側二重構造の掘削・撹拌軸の下端部に、弧状に形成した内・外側撹拌翼を取り付けており、内軸に内側撹拌翼を取り付けると共に、外軸に外側撹拌翼を取り付けて、内・外軸を相互に逆回転させることにより、内・外側撹拌翼を相互に逆回転させた相対撹拌により掘削土と改良材とを混練することができるようにしている。
しかしながら、上記した地盤改良装置は、内・外側撹拌翼を相互に逆回転させるために掘削・撹拌軸を内・外側二重軸構造としており、駆動モータに二重反転歯車機構を介して内・外側二重軸の上端部を連動連結して大型化している。そのために、かかる地盤改良装置の製造コストが高価な上に、地盤改良施工費が増大している。 However, in the ground improvement device described above, the excavation / stirring shaft has an inner / outer double shaft structure in order to reversely rotate the inner / outer stirring blades mutually, and the inner / outer shaft is connected to the drive motor via a counter rotating gear mechanism. The upper end of the outer double shaft is interlocked to make it larger. Therefore, the manufacturing cost of such a ground improvement device is expensive and the ground improvement construction cost is increasing.
また、狭隘地においては、大型化した地盤改良装置を搬入することができないこともあり、小型で安価な地盤改良装置の開発が望まれていた。 Moreover, in a confined area, a large-sized ground improvement device cannot be carried in, and therefore development of a small and inexpensive ground improvement device has been desired.
本発明では、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成し、撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に拡散翼体を取り付けると共に、拡散翼体は、撹拌翼の回転方向に伸延する一対の拡散翼片を対向状態に配置し、両拡散翼片間を通過する掘削土が拡散されるように両拡散翼片相互の対面間隔を回転方向の下流側から上流側に漸次広幅に形成したことを特徴とする地盤改良装置の掘削・撹拌具を提供するものである。 In the present invention, excavation and agitation that extends in the vertical direction is performed in the ground improvement device that discharges the improved material while excavating and agitating the ground and kneads the improved material and the excavated soil. A stirrer blade and a kneading blade are provided on the outer peripheral surface of the shaft, and the stirrer blade is formed in an arc shape with its middle part bulging outward, and its base end is fixed to the outer peripheral surface of the excavation / stir shaft. On the other hand, the tip is loosely fitted on the outer peripheral surface of the boss portion that is rotatably fitted around the peripheral surface of the excavation / stirring shaft, and the kneading action blade is arranged in the radial direction of the boss portion and the boss portion. A plurality of kneading action bodies formed by stretching are provided, and the tip of the kneading action body arranged outside the stirring blade is formed to extend to an outer position than the bulging end of the stirring blade. On the other hand, the tip of the kneading action body arranged inward of the stirring blade is swollen by the stirring blade. Formed by distracted to the end near the position, the attachment of the diffuser vanes body radially extending portion forming the bottom of the stirring blade, diffuser vanes body facing state a pair of diffuser vanes piece which extends in the direction of rotation of the stirring blade The ground is characterized in that the facing distance between the two diffusion blades is gradually widened from the downstream side to the upstream side in the rotation direction so that the excavated soil passing between the two diffusion blade pieces is diffused. An improved apparatus for drilling and stirring is provided.
ここで、撹拌翼体の形状である「弧状」には、角部を有しない略円弧状(本実施例に係る形状)に限らず、角部を一つ有する略三角形弧状、角部を二つ有する略四角形弧状、さらには、角部を三つ以上有する略多角形弧状等も含まれるものである。 Here, the “arc shape” which is the shape of the stirring blade body is not limited to a substantially arc shape having no corner portion (a shape according to the present embodiment), but is a substantially triangular arc shape having one corner portion and two corner portions. In addition, a substantially quadrangular arc shape having two corners, a substantially polygonal arc shape having three or more corners, and the like are also included.
また、以下の構成にも特徴を有する。 Further, the following configuration is also characterized.
(1)撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成したこと。 (1) The kneading action body arranged inward of the stirring blade is formed in an arc shape with the middle part bulging outward.
(2)中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体の内方に、内側撹拌翼を配置すると共に、同内側撹拌翼は掘削・撹拌軸の外周面に基端を固設したこと。 (2) An inner stirring blade is disposed inside the kneading action body formed in an arc shape by expanding the middle part outward, and the inner stirring blade has a proximal end on the outer peripheral surface of the excavation / stirring shaft. It was fixed.
(3)撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端に、未掘削地盤に沿って転動する案内回転体を取り付けたこと。 (3) A guide rotating body that rolls along the unexcavated ground is attached to the tip of the kneading action body arranged outside the stirring blade.
(4)案内回転体は、練り込み作用体の伸延方向に進退自在となすと共に、進出方向に弾性付勢したこと。 (4) The guide rotator should be able to advance and retract in the extending direction of the kneading operation body and be elastically biased in the advancing direction.
(5)撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面は、上下方向に対して傾斜する傾斜面となして、同練り込み作用体が案内回転体の未掘削地盤に沿った転動・移動に連動して掘削・撹拌軸を中心に回転するようにしたこと。 (5) The side surface of the kneading action body arranged outside the stirring blade is an inclined surface inclined with respect to the vertical direction, and the kneading action body rolls along the unexcavated ground of the guide rotating body. -Rotating around the excavation / stirring shaft in conjunction with the movement.
(6)上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の下端部に、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した撹拌翼を取り付けると共に、同撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に複数の掘削刃を、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着したこと。 (6) At the lower end of the excavating / stirring shaft extending in the vertical direction, a stirring blade formed in an arc shape with the middle portion bulging outward is attached, and at the radially extending portion forming the lower portion of the stirring blade A plurality of excavating blades were detachably mounted via a plurality of mounting bodies, respectively.
(1)請求項1記載の本発明に係る掘削・撹拌具は、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにした地盤改良装置において、上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成し、撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に拡散翼体を取り付けると共に、拡散翼体は、撹拌翼の回転方向に伸延する一対の拡散翼片を対向状態に配置し、両拡散翼片間を通過する掘削土が拡散されるように両拡散翼片相互の対面間隔を回転方向の下流側から上流側に漸次広幅に形成している。 (1) The excavation / stirring tool according to the first aspect of the present invention is to improve the ground by discharging the improvement material while excavating / stirring the ground and kneading the improvement material and the excavation soil. In the improved ground improvement device, a stirring blade and a kneading action blade are provided on the outer peripheral surface of the excavating and stirring shaft extending in the vertical direction, and the stirring blade is formed in an arc shape by bulging the middle part outward. The base end is fixed to the outer peripheral surface of the excavation / stirring shaft, while the tip is loosely fitted on the outer peripheral surface of the boss portion rotatably fitted around the peripheral surface of the excavation / stirring shaft, and the kneading action blade Comprises the boss part and a plurality of kneading action bodies formed by extending the boss part in the radial direction, and the tip of the kneading action body arranged outside the stirring blades While extending to the outer position than the bulging end of The tip of the interrupt working body is formed by distracted to bulge end vicinity of the stirring blade is attached to diffuser vanes body radially extending portion forming the bottom of the stirring blade, diffuser vanes body, stirring blade A pair of diffusion blades extending in the direction of rotation of the diffusion blades are arranged in an opposing state, and the facing distance between the two diffusion blades is upstream from the downstream side in the rotation direction so that the excavated soil passing between the two diffusion blade pieces is diffused. It is gradually formed wider on the side .
このようにして、複数の練り込み作用体の内、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体は、先端を掘削されていない未掘削地盤に位置させて、同先端と未掘削地盤との間に摩擦抵抗が発生して掘削方向に移動するだけで、回転しないようにする。この際、かかる練り込み作用翼は、掘進方向への摩擦抵抗を可及的に小さくすると共に、回り止め機能を確保するため、単一にするのが好ましい。 Thus, the kneading action body arranged outside the stirring blade among the plurality of kneading action bodies is positioned on the unexcavated ground where the tip is not excavated, and the tip and the unexcavated ground are Friction resistance is generated between them, and it moves only in the excavation direction, so that it does not rotate. At this time, it is preferable to use a single kneading working blade in order to make the frictional resistance in the digging direction as small as possible and to secure a detent function.
そして、上記した練り込み作用体とボス部を介して一体となしたそれ以外の練り込み作用体は、弧状に形成した撹拌翼の内方に配置すると共に、先端を撹拌翼体の膨出端近傍位置まで伸延させて形成することにより、回転駆動する撹拌翼体内にあって回転しない。 The above-mentioned kneading action body and the other kneading action bodies integrated with each other through the boss portion are disposed inside the stirring blade formed in an arc shape, and the tip is the bulging end of the stirring blade body. By forming it by extending it to a nearby position, it is in the agitating blade body that is rotationally driven and does not rotate.
その結果、掘削・撹拌軸を中心に一方向に回転駆動される撹拌翼により、同撹拌翼の内方に掘削土と改良土が撹拌されると共に、同撹拌翼の内方に撹拌された掘削土と改良土が、練り込み作用体により練り込み撹拌されて、従来の相対撹拌に近似した良好な混練性が確保される。 As a result, excavated soil and improved soil are agitated inside the agitating blade and agitated inside the agitating blade by the agitating blade that is driven to rotate in one direction around the excavating and agitating shaft. The soil and the improved soil are kneaded and stirred by the kneading agent, and good kneading properties similar to conventional relative stirring are ensured.
このように、請求項1記載の本発明に係る掘削・撹拌具は、単軸の掘削・撹拌軸に取り付けた撹拌翼を回転駆動させるだけで、掘削土と改良土の混練性を良好に確保することができるため、同掘削・撹拌具を具備する地盤改良装置を小型化することができて、狭隘地での地盤改良作業も容易に行うことができると共に、同地盤改良装置の製造コストや地盤改良施工費を安価にすることができる。
しかも、拡散翼体を、略同一水平面上にて掘削・撹拌軸を中心に円軌道を描くように移動させることにより、相互の間隔が回転方向の下流側から上流側に漸次幅広となるように配置した一対の拡散翼片間に掘削土が通過する際、土壌間の結合が分散され、その間隙に改良材、例えば、セメントスラリーが混合して、改良土壌として流動化が促進され、混練性を一層向上させることができる。
Thus, the excavation / stirring tool according to the first aspect of the present invention ensures good kneadability between the excavated soil and the improved soil simply by rotating the stirring blade attached to the single-shaft excavation / stirring shaft. Therefore, it is possible to reduce the size of the ground improvement device equipped with the excavation / stirring tool, to easily perform the ground improvement work in a narrow area, and to reduce the manufacturing cost of the ground improvement device. The ground improvement construction cost can be reduced.
In addition, by moving the diffusion blades so as to form a circular orbit around the excavation / stirring shaft on substantially the same horizontal plane, the mutual distance gradually increases from the downstream side to the upstream side in the rotation direction. When excavated soil passes between a pair of diffusing blade pieces, the bond between the soils is dispersed, and an improvement material such as cement slurry is mixed in the gap to promote fluidization as improved soil and kneadability. Can be further improved.
(2)請求項2記載の本発明では、撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成している。
(2) In the present invention as set forth in
このようにして、弧状に形成した撹拌翼の内方に、それに沿って弧状に形成した練り込み作用体を配置することができる。その結果、外側に位置する弧状の撹拌翼と内側に位置する弧状の練り込み作用体が協働して、相対撹拌に近似した混練作動をして、掘削土と改良材を堅実に混練することができる。 Thus, the kneading action body formed in an arc shape along the inner side of the stirring blade formed in an arc shape can be arranged. As a result, the arc-shaped stirring blades located on the outer side and the arc-shaped kneading action members located on the inner side cooperate to perform a kneading operation that approximates relative stirring, so that the excavated soil and the improved material are kneaded firmly. Can do.
(3)請求項3記載の本発明では、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体の内方に、内側撹拌翼を配置すると共に、同内側撹拌翼は掘削・撹拌軸の外周面に基端を固設している。
(3) In the present invention according to
このようにして、弧状に形成した外側の撹拌翼体と内側撹拌翼との間に、弧状に形成した練り込み作用体を配置することができる。その結果、内外側に位置して回転駆動される撹拌翼により撹拌効率を向上させることができると共に、両者の間に弧状に形成して配置した練り込み作用体による練り込み撹拌を堅実に図ることができる。 Thus, the kneading action body formed in the arc shape can be disposed between the outer stirring blade body formed in the arc shape and the inner stirring blade body. As a result, the agitation efficiency can be improved by the agitating blades that are rotationally driven located on the inner and outer sides, and kneading and agitation by the kneading action body formed in an arc shape between the two can be steadily achieved. Can do.
この際、内側撹拌翼の形状は、掘削・撹拌軸の半径方向に伸延させて形成することもできるが、外側の撹拌翼体ないしは練り込み作用体に沿わせて弧状に形成することもできる。 At this time, the shape of the inner stirring blade can be formed by extending in the radial direction of the excavation / stirring shaft, but can also be formed in an arc shape along the outer stirring blade body or the kneading action body.
(4)請求項4記載の本発明では、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端に、未掘削地盤に沿って転動する案内回転体を取り付けている。
(4) In this invention of
このようにして、案内回転体が未掘削地盤に沿って転動するようにしているため、未掘削地盤から受ける摩擦抵抗を大幅に軽減することができて、礫、転石、ガラ等が混在している地盤やN値の高い地盤においても掘進効率を向上させることができる。 In this way, since the guide rotator rolls along the unexcavated ground, the frictional resistance received from the unexcavated ground can be greatly reduced, and there is a mixture of gravel, boulders, glass, etc. The excavation efficiency can be improved even on ground that has a high N value.
(5)請求項5記載の本発明では、案内回転体は、練り込み作用体の伸延方向に進退自在となすと共に、進出方向に弾性付勢している。
(5) In the present invention described in
このようにして、特に、礫、転石、ガラ等が混在している地盤においても、案内回転体を適宜進退させて礫、転石、ガラ等を乗り越えながら転動させることができるため、掘進効率をより一層向上させることができる。 In this way, in particular, even in the ground where gravels, boulders, galley, etc. are mixed, it is possible to roll the rotator while moving over the gravels, boulders, galley, etc. by appropriately moving the guide rotating body forward and backward. This can be further improved.
(6)請求項6記載の本発明では、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面は、上下方向に対して傾斜する傾斜面となして、同練り込み作用体が案内回転体の未掘削地盤に沿った転動・移動に連動して掘削・撹拌軸を中心に回転作動するようにしている。
(6) In the present invention described in
このようにして、回転駆動する撹拌翼と回転作動する練り込み作用翼とにより、掘削土と改良材とを混練して効率よく地盤を改良することができる。 In this way, the ground can be improved efficiently by kneading the excavated soil and the improving material by the agitating blade that rotates and the kneading blade that rotates.
この際、回転駆動する撹拌翼と回転作動する練り込み作用翼との回転速度が異なるように設定することにより、混練性を良好に確保する。例えば、掘削・撹拌軸の掘進速度と掘削地盤の土質等により回転速度が決定される練り込み作用翼に比して、回転駆動される撹拌翼の回転速度を適宜大きくないしは小さく設定することにより、混練性を良好に確保することができる。 At this time, good kneadability is ensured by setting the stirring blades to be rotationally driven and the kneading action blades to be rotationally operated to be different. For example, by setting the rotational speed of the agitating blade to be rotationally driven appropriately larger or smaller than the kneading working blade whose rotational speed is determined by the excavation speed of the excavating / stirring shaft and the soil quality of the excavated ground, Good kneadability can be secured.
特に、撹拌翼と練り込み作用翼とが相互に反対方向に回転するように、撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の側面を、上下方向に対して傾斜する傾斜面となした場合には、外側の撹拌翼と練り込み作用翼とが協働して、相対撹拌に近似した混練作動をするため、掘削土と改良材を堅実に混練することができる。 In particular, when the side surface of the kneading action body arranged outside the stirring blade is an inclined surface inclined with respect to the vertical direction so that the stirring blade and the kneading action blade rotate in opposite directions to each other In this case, since the outer stirring blade and the kneading action blade cooperate to perform a kneading operation similar to relative stirring, the excavated soil and the improved material can be firmly mixed.
(7)請求項7記載の本発明では、上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の下端部に、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した撹拌翼を取り付けると共に、同撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に複数の掘削刃を、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着している。
(7) In the present invention according to
このようにして、撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部を、地盤を掘削するための掘削翼体となすことができる。この際、複数の掘削刃は、それぞれ複数の装着体を介して着脱自在に装着しているため、破損等した掘削刃毎に装着体を介して付け替えることができて、付け替え作業の手間と費用の軽減を図ることができる。 In this way, the radially extending portion that forms the lower part of the stirring blade can be used as a drilling blade body for excavating the ground. At this time, since the plurality of excavating blades are detachably mounted through the plurality of mounting bodies, it is possible to replace each damaged excavating blade via the mounting body, and the labor and cost of the replacement work are reduced. Can be reduced.
以下に、本発明に係る地盤改良装置の掘削・撹拌具の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an excavation / stirring tool of a ground improvement device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1(a)は、第1実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図1(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[First Embodiment]
1A is a side view of the digging / stirring tool A as the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional plan view of the digging / stirring tool A. FIG.
ここで、地盤改良装置(図示せず)は、掘削・撹拌具Aと、同掘削・撹拌具Aを昇降可能かつ正・逆回転駆動可能に支持するベースマシン等の昇降回転駆動支持部(図示せず)と、同掘削・撹拌具Aに改良材を供給する改良材供給部(図示せず)とを具備して、地盤を掘削・撹拌しながら改良材を吐出して、同改良材と掘削土とを混練することにより地盤改良を行うようにしている。なお、改良材としては、セメントミルク等の固化材に限らず、有害物質に汚染された地盤や地下水を、中和・消滅・浄化させて無公害化する化学剤ないしは薬剤、例えば、塩化第一鉄や塩化第二鉄を使用することができる。 Here, the ground improvement device (not shown) includes an excavation / stirring tool A and a lifting / lowering drive support unit (such as a base machine) that supports the excavation / stirring tool A so that it can be moved up and down and forward / reversely driven. And an improvement material supply section (not shown) for supplying the improvement material to the excavation / stirring tool A, and discharging the improvement material while excavating / stirring the ground. The ground is improved by kneading the excavated soil. The improvement material is not limited to solidified material such as cement milk, but is a chemical agent or agent that neutralizes, extinguishes, or purifies the ground or groundwater contaminated with harmful substances to make it pollution-free, for example, first chloride Iron or ferric chloride can be used.
掘削・撹拌具Aは、図1に示すように、掘削・撹拌軸1の下端部に、撹拌翼2と練り込み作用翼3とを設けている。掘削・撹拌軸1は、上下方向に伸延する中空管状に形成して、その外周面下部に撹拌翼2と練り込み作用翼3とを取り付ける一方、管状内部の空間を改良材供給路となすと共に、下端に改良材吐出部(図示せず)を設けて、改良材を前記した改良材供給部→改良材供給路→改良材吐出部に供給して吐出するようにしている。
As shown in FIG. 1, the excavation / stirring tool A is provided with a
撹拌翼2は、中途部2cを外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸1の外周面下端部にその基端2aを固設する一方、同掘削・撹拌軸1の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部4の外周面に先端2bを遊嵌している。かかる撹拌翼2を複数(本実施形態では2個)、掘削・撹拌軸1にその軸線対称位置に配置して設けている。なお、撹拌翼2の基端2aの直上方に位置する掘削・撹拌軸1の部分に、改良材やエアーを撹拌翼2の中途部2cに向けて吐出する吐出部(図示せず)を設けができる。このようにして、かかる吐出部から改良材やエアーを吐出することにより、これらの吐出圧で、土壌が分散・拡散されるようにすることができる。その結果、改良材と土壌との撹拌・混練性を向上させることができる。
The agitating
そして、撹拌翼2の下部を形成する半径方向伸延部2dには、複数の掘削刃5を、それぞれ複数の装着体6を介して着脱自在に装着して掘削翼7となしている。掘削翼7は、図2及び図3にも示すように、単一の装着体6に2個の掘削刃5を半径向伸延部2dの伸延方向に間隔を開けて一体的に形成し、半径方向伸延部2dの前面側(掘削回転方向の下流側)に、各装着体6に形成した嵌合凹部6aを嵌合すると共に、同半径方向伸延部2dの中途部に、連結ボルト8を介して、各装着体6に形成した連結部6bを連結している。9は、複数(本実施形態では3個)の装着体6を一体的に連結する一体的連結片である。
A plurality of excavating
このようにして、掘削刃5が摩耗・損傷等した場合には、摩耗・損傷等した掘削刃5と一体的に形成している装着体6毎に付け替えることができるようにしている。
In this way, when the
また、図4は、装着体6の変容例であり、隣接する端面6cを半径方向伸延部2dの伸延方向に対して傾斜する傾斜面となして、地盤掘削持に掘削刃5を介して装着体6が受けるせん断力を分散させて、同装着体6に作用する負荷を軽減することができるようにしている。
FIG. 4 shows a modified example of the mounting
練り込み作用翼3は、図1に示すように、前記したボス部4と、同ボス部4の半径方向に伸延させて形成した複数組(本実施形態では2組)の練り込み作用体10,11を具備している。
As shown in FIG. 1, the kneading
そして、ボス部4は、筒状に形成して、掘削・撹拌軸1の外周面廻りに回転自在に嵌合し、外周面の中途部に撹拌翼2の先端2bを遊嵌している。12,13は、ボス部4が掘削・撹拌軸1の軸線方向に摺動するのを規制するストッパー体である。
And the boss |
また、練り込み作用体10は、撹拌翼2の外方である先端2bの直上方に位置するボス部4の周面上部に基端を取り付けて、同ボス部4の半径方向に直状に伸延させ、同練り込み作用体10の先端部に、回転支軸14を介して、円板状に形成した案内回転体15を未掘削地盤G(図6及び図7参照)に沿って転動自在、かつ、練り込み作用体10の伸延方向に進退自在に取り付けている。回転支軸14と練り込み作用体10との間には、弾性付勢体としての押圧スプリング16を介設して、案内回転体15を進出方向(未掘削地盤Gを押圧する方向)に弾性付勢している。
Further, the kneading
しかも、練り込み作用体10の先端である案内回転体15の外側周端部は、撹拌翼2の膨出端よりも外方位置に配置して、同案内回転体15が、常時、未掘削地盤G(図6及び図7参照)に沿って転動するようにしている。さらには、図5の端面図に示すように、練り込み作用体10の両側面10a,10aは、上下方向に対して前低後高(掘削回転方向の下流側を前として)に傾斜する傾斜面となしている。かかる練り込み作用体10を複数(本実施形態では2個)、掘削・撹拌軸1にその軸線対称位置に配置して設けている。
In addition, the outer peripheral end of the
練り込み作用体11は、撹拌翼2の内方であるボス部4の周面下部に基端を取り付けて、先端を撹拌翼2の膨出端近傍位置までボス部4の半径方向に直状に伸延させて形成している。かかる練り込み作用体11を複数(本実施形態では2個)、掘削・撹拌軸1にその軸線対称位置に配置して設けている。
The kneading
このようにして、図6に示すように、掘削・撹拌軸1を平面視時計廻りaに回転させながら掘削・撹拌具Aを下方へ掘進させると、案内回転体15が未掘削地盤Gに沿って転動・移動し、それに連動して練り込み作用体10が掘削・撹拌軸1を中心に平面視反時計廻りbに回転するようにしている。P1は掘進方向、K1は案内回転体15の転動・移動軌跡である。
As shown in FIG. 6, when the excavation / stirring tool A is moved downward while rotating the excavation / stirring
従って、掘削・撹拌軸1に連動連設して回転駆動される撹拌翼2と、上記のように回転作動される練り込み作用翼3とは相対的に反対方向に回転して、掘削土と改良材を相対撹拌する。この際、撹拌翼2が内方に撹拌した掘削土と改良材の混練土を練り込み作用翼3の練り込み作用体10,11が緻密に練り込んで、混練性を良好となすことができる。
Therefore, the agitating
また、図7に示すように、掘削・撹拌軸1を平面視反時計廻りbに回転させながら掘削・撹拌具Aを上方へ引き抜くと、案内回転体15が未掘削地盤Gに沿って転動・移動し、それに連動して練り込み作用体10が掘削・撹拌軸1を中心に平面視時計廻りaに回転するようにしている。P2は引き抜き方向、K2は案内回転体15の転動・移動軌跡である。
Further, as shown in FIG. 7, when the excavation / stirring tool A is pulled upward while rotating the excavation / stirring
従って、掘削・撹拌軸1に連動連設して回転駆動される撹拌翼2と、上記のように回転作動される練り込み作用翼3とは相互に反対方向に回転して、掘削土と改良材を相対撹拌する。この際、撹拌翼2が内方に撹拌した掘削土と改良材の混練土を練り込み作用翼3の練り込み作用体10,11が練り込んで、掘削・撹拌具Aの上方への引き抜き時の混練性も良好となすことができる。
Therefore, the
なお、練り込み作用体11の直下方に位置する掘削・撹拌軸1の部分に、前記した改良材吐出部(図示せず)を設けて、同改良材吐出部から改良材を吐出させることにより、同改良材と掘削土とが相対撹拌する撹拌翼2と練り込み作用体11とにより緻密に混練されるようにすることができる。
In addition, by providing the above-mentioned improvement material discharge part (not shown) in the part of the excavation / stirring
また、本実施形態では、練り込み作用体10の両側面10a,10aの設定(傾斜面の形成)を、練り込み作用翼3が撹拌翼2とは回転方向が反対となるようにして、相対撹拌がなされるようにしているが、練り込み作用翼3が回転しないようにすることも、また、撹拌翼2と同一方向に異なる回転速度で回転するようにすることもできる。
Further, in the present embodiment, the setting of the both
[第2実施形態]
図8(a)は、第2実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図8(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Second Embodiment]
FIG. 8A is a side view of the excavation / stirring tool A as the second embodiment, and FIG. 8B is a sectional plan view of the excavation / stirring tool A.
第2実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を上記した第1実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、撹拌翼2の中途部2cから掘削・撹拌軸1に向けて略水平に平行させて伸延する撹拌翼片2e,2fを、練り込み作用体11の直上方と直下方とに配置している点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the second embodiment has the same basic structure as that of the excavation / stirring tool A as the first embodiment described above, but the excavation / stirring shaft starts from the
このようにして、相互に反対方向に回転して相対撹拌する撹拌翼片2e,2fと練り込み作用体11とによる混練土の水平せん断を増加させて、混練性を向上させている。
In this way, the horizontal shearing of the kneaded soil by the
[第3実施形態]
図9(a)は、第3実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図9(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Third Embodiment]
9A is a side view of the excavation / stirring tool A as the third embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional plan view of the excavation / stirring tool A. FIG.
第3実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第1実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、練り込み作用体10の直上方位置に、撹拌翼2と練り込み作用体11とを増設している点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the third embodiment has the same basic structure as that of the excavation / stirring tool A as the first embodiment described above. The difference is that the
このようにして、増設した撹拌翼2と練り込み作用体11とにより混練性を向上させている。
Thus, the kneadability is improved by the
[第4実施形態]
図10(a)は、第4実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図10(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10A is a side view of the excavation / stirring tool A as the fourth embodiment, and FIG. 10B is a sectional plan view of the excavation / stirring tool A.
第4実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第1実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、撹拌翼2の内方において、練り込み作用体11の下方に位置させて、掘削・撹拌軸1の外周面からその半径方向に伸延する内側撹拌翼17を設けている点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the fourth embodiment has the same basic structure as that of the excavation / stirring tool A as the first embodiment described above. 11 in that an
このようにして、回転駆動する内側撹拌翼17を増設させて混練性を向上させている。
Thus, the kneadability is improved by increasing the number of
[第5実施形態]
図11(a)は、第5実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図11(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11A is a side view of the digging / stirring tool A as the fifth embodiment, and FIG. 11B is a cross-sectional plan view of the digging / stirring tool A.
第5実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第1実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、撹拌翼2の内方に配置した練り込み作用体11は、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、先端を掘削・撹拌軸1の外周面に遊嵌し、同練り込み作用体11の内方に、内側撹拌翼17を配置すると共に、同内側撹拌翼17は掘削・撹拌軸1の外周面に基端を固設している点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the fifth embodiment has the same basic structure as the excavation / stirring tool A as the first embodiment described above, but the kneading action disposed inside the
このようにして、中途部を外方へ膨出させて弧状に形成した練り込み作用体11の内・外側位置に撹拌翼2と内側撹拌翼17を配設して、相対撹拌させるようにしているため、混練性をより一層向上させることができる。
In this way, the
ここで、本第5実施形態では、内側撹拌翼17を掘削・撹拌軸1の半径方向に伸延させて直状に形成しているが、同内側撹拌翼17も撹拌翼2や練り込み作用体11と同様に、中途部が外方へ膨出する弧状に形成することにより、混練性をより一層向上させることができる。
Here, in the fifth embodiment, the
[第6実施形態]
図12(a)は、第6実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図12(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Sixth Embodiment]
12A is a side view of the excavation / stirring tool A as the sixth embodiment, and FIG. 12B is a cross-sectional plan view of the excavation / stirring tool A. FIG.
第6実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第5実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、練り込み作用体10の直上方位置に、撹拌翼2と練り込み作用体11と内側撹拌翼17とを増設している点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the sixth embodiment has the same basic structure as the excavation / stirring tool A as the fifth embodiment described above, but the agitating / stirring tool A is agitated immediately above the kneading
このようにして、増設した撹拌翼2と練り込み作用体11と内側撹拌翼17とにより混練性を向上させている。
Thus, the kneadability is improved by the
[第7実施形態]
図13(a)は、第7実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図13(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 13A is a side view of the excavation / stirring tool A as the seventh embodiment, and FIG. 13B is a sectional plan view of the excavation / stirring tool A.
第7実施形態としての掘削・撹拌具Aは、掘削・撹拌軸1の下端部に掘削翼7を設けており、同掘削翼7は、掘削・撹拌軸1の半径方向に伸延する一対の撹拌翼体18,18を、掘削・撹拌軸1の軸線対称位置に配置して一体成形し、両撹拌翼体18,18に複数の掘削刃19を固接して形成している。そして、掘削翼7の直上方位置に練り込み作用翼3を配設し、同練り込み作用翼3の直上方位置に撹拌翼2を配設している。なお、図示しない改良材吐出部は、掘削翼7の下端中央部や撹拌翼2の内方に位置する掘削・撹拌軸1の部分に設けることができる。
The excavation / stirring tool A as the seventh embodiment is provided with a
このようにして、同一方向に回転する掘削翼7と撹拌翼2との間に、これらとは反対方向ないしは回転速度を異ならせて同一方向に回転する練り込み作用体10を配置することにより、掘削土の練り込みが堅実になされるようにすることができる。
In this way, by arranging the kneading
[第8実施形態]
図14(a)は、第8実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図14(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Eighth Embodiment]
14A is a side view of the excavation / stirring tool A as the eighth embodiment, and FIG. 14B is a cross-sectional plan view of the excavation / stirring tool A.
第8実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第7実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、掘削翼7の直上方位置に撹拌翼2を配設し、同撹拌翼2の直上方位置に練り込み作用翼3を配設して、撹拌翼2に上下方向ないしは左右方向に伸延する撹拌翼片2g,2hを設ける一方、練り込み作用体11に上下方向に伸延する練り込み作用片11aを設けて、同練り込み作用片11aを上下方向に伸延する撹拌翼片2g,2gの間に配置している点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the eighth embodiment has the same basic structure as the excavation / stirring tool A as the seventh embodiment described above, but the agitating
このようにして、撹拌翼片2g,2hと練り込み作用片11aとが掘削土と改良材を相対撹拌するようにして、これらの混練性を向上させている。
In this way, the
[第9実施形態]
図15(a)は、第9実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図15(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Ninth Embodiment]
FIG. 15A is a side view of the excavation / stirring tool A as the ninth embodiment, and FIG. 15B is a cross-sectional plan view of the excavation / stirring tool A.
第9実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第7実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、撹拌翼2と練り込み作用翼3を上下線対称に増設配置しているてんでことなる。
The excavation / stirring tool A as the ninth embodiment has the same basic structure as the excavation / stirring tool A as the seventh embodiment described above, but the
このようにして、混練性を向上させている。 In this way, kneadability is improved.
[第10実施形態]
図16(a)は、第10実施形態としての掘削・撹拌具Aの側面図、図16(b)は、同掘削・撹拌具Aの断面平面説明図である。
[Tenth embodiment]
16A is a side view of the excavation / stirring tool A as the tenth embodiment, and FIG. 16B is a cross-sectional plan view of the excavation / stirring tool A.
第10実施形態としての掘削・撹拌具Aは、基本的構造を前記した第7実施形態としての掘削・撹拌具Aと同じく構成しているが、練り込み作用体10を撹拌翼2の直上方位置に配置して、同撹拌翼2の下部を形成する半径方向伸延部2dを掘削翼7の直上方位置に配置している点で異なる。さらには、半径方向伸延部2dに拡散翼体20を設けている点で異なる。
The excavation / stirring tool A as the tenth embodiment has the same basic structure as the excavation / stirring tool A as the seventh embodiment described above, but the kneading
すなわち、図16及び図17に示すように、掘削・撹拌軸1の外周面に3個の撹拌翼2を円周方向に等間隔を開けて配設し、各撹拌翼2の半径方向伸延部2dの下面に拡散翼体20を垂設して、各拡散翼体20を掘削翼7の直上方位置に配置している。
That is, as shown in FIGS. 16 and 17, three stirring
そして、底面説明図である図17に示すように、拡散翼体20は、半径方向伸延部2dの下面に回転方向に伸延する板状の拡散翼片21,21を一対として、相互の間隔が回転方向の下流側から上流側に漸次幅広となるように、底面視「ハ」の字状に配置して形成している。なお、本実施の形態では、拡散翼片21,21を平板状に形成しているが、同拡散翼片21,21の側面形状は、掘削土をスムーズに拡散・案内することができる形状であればこれに限られるものではなく、湾曲させた弧状に形成することもできる。
Then, as shown in FIG. 17 which is a bottom explanatory view, the
しかも、半径方向伸延部2dの最外側に配置した拡散翼体20を基準にして、その回転方向下流側に隣接する半径方向伸延部2dには、拡散翼体20を掘削・撹拌軸1側に偏倚させて配設し、その回転方向下流側に隣接する半径方向伸延部2dには、拡散翼体20をさらに掘削・撹拌軸1側に偏倚させて配設して、基準にした拡散翼体20の内外側の拡散翼片21,21によって略同一水平面上に形成される回転軌跡内に、その回転方向下流側に隣接する拡散翼体20の外側の拡散翼片21が位置し、同拡散翼体20の内外側の拡散翼片21,21によって略同一水平面上に形成される回転軌跡内に、その回転方向下流側に隣接する拡散翼体20の外側の拡散翼片21が位置するようにしている。
In addition, with the
このようにして、掘削翼7の直上方位置で3組の拡散翼体20,20,20を、略同一水平面上にて掘削・撹拌軸1を中心に円軌道を描くように移動させることにより、相互の間隔が回転方向の下流側から上流側に漸次幅広となるように、図18に示すように、底面視「ハ」の字状に配置した一対の拡散翼片21,21間に掘削土が通過する際、土壌g間の結合が分散され、その間隙に改良材、例えば、セメントスラリーが混合して、改良土壌として流動化が促進され、混練性を一層向上させることができる。d1は拡散翼片21,21間の内部拡散方向である。また、底面視「ハ」の字状に配置した拡散翼片21,21の外側面は、船舶の舷側部のように機能して、拡散翼体20の回転軌跡に沿って、土壌が船舶の航跡のように外部拡散方向d2に拡散され、セメントスラリーとの混合が促進される。
In this way, by moving the three sets of
ここで、分散・流動化された掘削土の近傍に改良材吐出部(図示せず)から改良材を吐出させることにより、同改良材と掘削土とを相対撹拌する撹拌翼2と練り込み作用体11とにより緻密に混練させ易くなる。
Here, the improvement material is discharged from the improvement material discharge section (not shown) in the vicinity of the dispersed and fluidized excavation soil, so that the improvement blade and the excavation soil are relatively agitated and kneaded. It becomes easy to knead densely with the
しかも、掘削・撹拌軸1の円周方向に等間隔に配置した3個の撹拌翼2にそれぞれ1個づつ拡散翼体20を半径方向に位置ずれさせて配設しているため、拡散翼体20を介して各撹拌翼2には略均等な負荷を作用させることができる。その結果、一部の撹拌翼2に過負荷が作用するのを回避することができて、一部の撹拌翼2が過負荷により通常よりも短時間に損傷されるという不具合を防止することができる。従って、混練性を向上させることができると共に、各撹拌翼2の寿命を均一化せることができて、結果的に各撹拌翼2を延命させることができる。
In addition, the
図19は、上記した第10実施形態の第1変容例を示しており、拡散翼片21,21間に上下方向分流形成翼片22を介設して、前記したように拡散翼片21,21による左右方向への土壌の分流・拡散に加えて、上下方向分流形成翼片22により上下方向の土壌の分流・拡散がなされるようにしている。d3は上部拡散方向、d4は下部拡散方向である。
FIG. 19 shows a first modification of the above-described tenth embodiment, in which a vertical
図20は、上記した第10実施形態の第2変容例を示しており、各拡散翼片21,21にそれぞれ上下方向分流形成翼片22,22を左右側方に張り出し状に設けて、拡散翼片21,21による左右方向への土壌の分流・拡散に加えて、上下方向分流形成翼片22,22により上下方向の土壌の分流・拡散がなされるようにしている。
FIG. 20 shows a second modification of the above-described tenth embodiment. Each of the
なお、上記した第10実施形態及びその第1・第2変容例においては、半径方向伸延部2dに拡散翼体20を設けている場合について説明しているが、掘削翼7に拡散翼体20を設けて、同拡散翼体20を半径方向伸延部2dと掘削翼7との間に配置することもでき、この場合も同様の効果を得ることができる。
In the tenth embodiment and the first and second modification examples described above, the case where the
A 掘削・撹拌具
G 未掘削地盤
1 掘削・撹拌軸
2 撹拌翼
3 練り込み作用翼
10 練り込み作用体
11 練り込み作用体
20 拡散翼体
21 拡散翼片
A Excavation / stirring tool
Claims (7)
上下方向に伸延する掘削・撹拌軸の外周面に、撹拌翼と練り込み作用翼とを設けると共に、
撹拌翼は中途部を外方へ膨出させて弧状に形成して、掘削・撹拌軸の外周面にその基端を固設する一方、同掘削・撹拌軸の周面廻りに回転自在に嵌合したボス部の外周面に先端を遊嵌し、
練り込み作用翼は、上記ボス部と、同ボス部の半径方向に伸延させて形成した複数の練り込み作用体を具備すると共に、上記撹拌翼の外方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端よりも外方位置まで伸延させて形成する一方、上記撹拌翼の内方に配置した練り込み作用体の先端は、同撹拌翼の膨出端近傍位置まで伸延させて形成し、
撹拌翼の下部を形成する半径方向伸延部に拡散翼体を取り付けると共に、
拡散翼体は、撹拌翼の回転方向に伸延する一対の拡散翼片を対向状態に配置し、両拡散翼片間を通過する掘削土が拡散されるように両拡散翼片相互の対面間隔を回転方向の下流側から上流側に漸次広幅に形成したことを特徴とする地盤改良装置の掘削・撹拌具。 In the ground improvement device that improves the ground by discharging the improved material while excavating and stirring the ground, and kneading the improved material and the excavated soil,
In addition to providing a stirring blade and a kneading action blade on the outer peripheral surface of the excavation and stirring shaft extending in the vertical direction,
The stirrer blade is formed in an arc shape with its middle part bulging outward, and its base end is fixed to the outer peripheral surface of the excavation / stirring shaft, while being rotatably fitted around the peripheral surface of the excavation / stirring shaft The tip is loosely fitted to the outer peripheral surface of the combined boss part,
The kneading action blade includes the boss portion and a plurality of kneading action bodies formed by extending in the radial direction of the boss portion, and the tip of the kneading action body arranged outside the stirring blade is The tip of the kneading agent disposed inside the stirring blade is extended to a position near the bulging end of the stirring blade. Formed ,
Attach the diffusion blade to the radially extending part that forms the lower part of the stirring blade,
In the diffusion blade body, a pair of diffusion blade pieces extending in the rotation direction of the stirring blade are arranged in an opposing state, and the facing distance between the two diffusion blade pieces is set so that the excavated soil passing between the two diffusion blade pieces is diffused. An excavation / stirring tool for a ground improvement device, characterized in that the width is gradually increased from the downstream side to the upstream side in the rotation direction .
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