JP6045907B2 - Anti-rotation blade for agitator and mixer - Google Patents
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Description
本発明は、セメントミルク等の固化材を掘削中の地盤に注入しつつ、掘削土と固化材とを攪拌混合することにより、地盤中に円柱状のソイルセメントコラムを築造するための撹拌混合装置に取り付けられる共回り防止翼に関し、共回り防止翼端部を薄く、かつ高強度化することにより地盤の掘進抵抗を低減し、ソイルセメントコラムの築造を効率的に行うことができる。 The present invention relates to an agitating and mixing apparatus for constructing a cylindrical soil cement column in the ground by injecting solidified material such as cement milk into the ground being excavated and stirring and mixing the excavated soil and the solidified material. As for the co-rotation preventing wing attached to the base, it is possible to reduce the ground excavation resistance by thinning and increasing the strength of the co-rotation preventing wing end and to efficiently construct the soil cement column.
一般的な深層混合処理工法として、セメントミルク等の固化材を掘削中の地盤に注入しつつ、掘削土と固化材とを攪拌混合することによって、地盤中に円柱状のソイルセメントコラムを築造する地盤改良工法が知られている。 As a general deep mixing method, a cylindrical soil cement column is built in the ground by injecting solidified material such as cement milk into the ground being excavated and stirring and mixing the excavated soil and the solidified material. Ground improvement methods are known.
本工法には、例えば、図8に図示するような、掘削ロッド1と共に回転する掘削翼2と、掘削翼2によって掘削された掘削土と掘削土内に注入されたセメントミルク等の固化材とを攪拌混合する攪拌翼3とを備えた撹拌混合装置が用いられる。
In this construction method, for example, as shown in FIG. 8, a
本工法によるソイルセメントコラムの築造に際し、特に粘着力の大きい粘性土地盤においては、掘削土が掘削翼2や攪拌翼3に付着してこれらの翼と同期回転する、いわゆる共回り現象が発生して掘削土と固化材とが均一に攪拌混合されないことがある。
During the construction of the soil cement column by this construction method, especially in the viscous ground with high adhesive strength, the so-called co-rotation phenomenon occurs in which the excavated soil adheres to the
この種の問題に対し、出願人は、図8に図示するように、掘削ロッド1に掘削径より長い共回り防止翼15を回転自在に取り付け、当該共回り防止翼15の両端張出し部15a,15aを掘削翼2によって掘削される掘削孔の孔壁面より外側の地盤内に差し込んで固定することで、共回り防止翼15が掘削翼2や攪拌翼3と同期回転することなく掘削孔内に静止することにより、掘削土の共回り現象を防止するようにした共回り防止翼を開発している(特許文献1参照)。
For this type of problem, the applicant attaches a
なお、この場合の共回り防止翼15の両端張出し部15a,15aの厚さbと高さhは、共回り防止翼が同期回転しないでその機能を発揮できるように、かつ地中障害等に衝突しても損傷しないように経験的に、それぞれ18〜50mm、100〜200mm程度に形成されている。
In this case, the thickness b and height h of the overhanging
また、共回り防止翼15の代わりに図9に図示するような、側面に見て箱状に構成された共回り防止翼16が取り付けられることもある。当該共回り防止翼16は、掘削翼2のすぐ上側に取り付けられた攪拌翼3の上下両側に攪拌翼3を挟んでそれぞれ取り付けられた上下一対の翼本体16a,16aと、翼本体16a,16aの左右両端の先端部間に攪拌翼3を跨いで取り付けられた左右一対の張出し部16b,16bとから側面に見て箱状に構成され、左右張出し部16b,16bは攪拌翼3に当たらないように側面に見てコ字状に形成されている。
Further, instead of the
また、特許文献2には、掘削ロッドに共回り防止翼を側面視コ状に取り付け、その垂直片の外側に掘削孔の孔壁地盤内に食い込むような抵抗フランジを取り付け、かつこの抵抗フランジを垂直片に沿って昇降させることにより、硬質地盤における抵抗フランジの掘進抵抗を低減するようにした共回り防止翼が開示されている。
In
また、特許文献3には、掘削ロッドに共回り防止翼を水平軸回りに回転自在に取り付け、かつコイルスプリングによって前記共回り防止翼が原位置に復帰する構成とすることにより、硬質地盤への掘進抵抗を低減するようにした共回り防止翼が開示されている。
Further, in
そして、特許文献4には、共回り防止翼の先端に掘削孔の孔壁面に当接するY字状先端部を取り付けることにより、孔壁面に対する共回り防止翼の把持力を高めて築造されるソイルセメント柱体の垂直精度を高めるようにした共回り防止翼が開示されている。
しかし、特許文献1に開示された共回り防止翼では、掘削孔の孔壁より外側の地盤内に差し込まれる共回り防止翼15の両端張出し部15a,15aが、掘進と共に孔壁より外側の地盤を切削していくため、特に硬質地盤においては、両端張出し部15a,15aに生じる掘進抵抗が大きくなり、このためソイルセメントコラムの築造に長い時間を要するか、あるいはソイルセメントコラムの築造がきわめて困難になるか、さらには実質的に掘進不能となり、設計で想定したソイルセメントコラムを築造できないという課題があった。
However, in the co-rotation preventing wing disclosed in
また、特許文献2および3に開示された共回り防止翼では、孔壁より外側の地盤に対する掘進抵抗は低減できても、共回り防止翼を地盤中で可動可能に取り付ける必要があり、このため構造が複雑化して製作コストが嵩む等の課題が発生するだけでなく、地盤中で共回り防止翼が設計通りに作動するかどうかを確認することができないという課題もあった。
Further, in the co-rotation preventing wing disclosed in
そして、特許文献4に記載された共回り防止翼では、掘削孔の孔壁面に当接するY字状先端部の孔壁面に対する把持力によって、共回り防止翼の掘削ロッドとの同期回転を阻止しているため、共回り防止翼の同期回転を完全に阻止できないことがあった。
In the co-rotation preventing wing described in
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、円柱状のソイルセメントコラムを築造するための攪拌混合装置に取り付けられる共回り防止翼の端部張出し部における地盤の掘進抵抗を低減することにより、特に硬質地盤におけるソイルセメントコラムの築造を効率的に行えるようにした攪拌混合装置の共回り防止翼を提共することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and reduces the ground excavation resistance at the end overhanging portion of the anti-rotation blade attached to the stirring and mixing device for constructing the cylindrical soil cement column. It is an object of the present invention to provide an anti-rotation blade for a stirring and mixing device that can efficiently construct a soil cement column particularly in hard ground.
本発明に係る撹拌混合装置の共回り防止翼は、回転可能な掘削ロッドに掘削翼および攪拌翼と共に取り付けられる共回り防止翼において、前記掘削ロッドに掘削ロッドと同期回転しないように取り付けられる共回り防止翼本体と、当該共回り防止翼本体の端部に取り付けられ、一部または全部が前記掘削翼によって掘削される掘削孔より外側の地盤内に差し込まれる張出し部とから構成され、前記張出し部は前記共回り防止翼本体より薄く形成され、かつ前記共回り防止翼本体の材料より高強度の材料より形成されていることを特徴とするものである。 The co-rotation preventing wing of the stirring and mixing apparatus according to the present invention is a co-rotation preventing wing that is attached to a rotatable drilling rod together with the drilling wing and the stirring wing. The overhanging portion is composed of a prevention wing body, and an overhanging portion that is attached to an end of the co-rotation prevention wing main body, and a part or all of which is inserted into the ground outside the excavation hole excavated by the excavation blade. Is formed thinner than the co-rotation preventing wing body and made of a material having a higher strength than the material of the co-rotation prevention wing body.
本発明は、掘削土と固化材とを攪拌混合することにより地盤中に円柱状のソイルセメントコラムを築造するための撹拌混合装置の共回り防止翼として、共回り防止翼の両端部張出し部における地盤の掘進抵抗を低減することにより、ソイルセメントコラムの築造を効率的に行えるようにしたものである。 The present invention provides an anti-rotation blade for an agitating and mixing device for constructing a cylindrical soil cement column in the ground by stirring and mixing excavated soil and a solidified material. By reducing the excavation resistance of the ground, the soil cement column can be constructed efficiently.
すなわち、共回り防止翼の両端張出し部の横断面方向の厚さを共回り防止翼本体より薄く形成することにより張出し部に生じる地盤の掘進抵抗を低減することにより、特に硬質地盤において掘進速度が低下する現象を防止でき、設計で想定したソイルセメントコラムをきわめて効率的に築造することができる。 That is, by reducing the thickness of the cross-sectional direction of the overhanging portion of both ends of the co-rotation preventing wing thinner than that of the co-rotation preventing wing body, the digging speed is reduced particularly in hard ground by reducing the digging resistance of the ground generated in the bulging portion It is possible to prevent the phenomenon of lowering and to build the soil cement column assumed in the design very efficiently.
なお、ここで硬質土地盤とは粘性土地盤においてはN値が10程度以上、砂質地盤においてはN値が30程度以上の地盤を想定している。 Here, the hard ground is assumed to be a ground having an N value of about 10 or more for viscous ground and an N value of about 30 or more for sandy ground.
また、熟練した技術を持たない施工機オペレータでも、ソイルセメントコラムの築造に要する時間を短縮することができ、ソイルセメントコラムの築造が不可能となる事態を防ぐことができる。その結果、設計支持力を確保できないという施工技術者の心理的不安を軽減できる。 In addition, even a construction machine operator who does not have a skilled technique can shorten the time required for the construction of the soil cement column, and can prevent the situation where the construction of the soil cement column becomes impossible. As a result, it is possible to reduce the psychological anxiety of the construction engineer that the design support power cannot be secured.
また、安定的に施工時間を短縮することができるため、施工機オペレータをはじめとした、作業員の疲労やストレス等を軽減できるため、副次的ではあるが事故や作業員のけが等を未然に防止することができる。 In addition, because the construction time can be stably shortened, it is possible to reduce the fatigue and stress of workers such as construction machine operators. Can be prevented.
さらに、施工機本体やオーガーモータ、掘削ロッドや掘削翼、攪拌翼などに生じる負荷、衝撃等を軽減できて故障等による修理類を大幅に低減できると共に長寿命化を図ることができる。 Furthermore, it is possible to reduce the load, impact, etc. generated on the construction machine main body, auger motor, excavation rod, excavation blade, agitation blade, etc., greatly reduce repairs due to failure, etc., and extend the service life.
また、張出し部の上下端部にV字断面の刃形(包丁型の刃形)を形成することにより、掘進および引き上げの際に張出し部に生じる地盤の抵抗をさらに低減することができる。 In addition, by forming V-shaped cross-sectional blade shapes (knife-shaped blade shapes) at the upper and lower end portions of the overhang portion, the ground resistance generated in the overhang portion during excavation and lifting can be further reduced.
また、掘進および引き上げの際に張出し部に生じる地盤の抵抗を低減することにより、小型施工機の使用が可能になり、また大径ソイルセメントコラムの施工も可能となる。 Further, by reducing the resistance of the ground generated in the overhanging portion during excavation and lifting, it becomes possible to use a small construction machine and to construct a large-diameter soil cement column.
また特に、施工試験により張出し部はせん断変形と曲げ変形を起し易いことが確認できたことから、張出し部を薄くして掘進抵抗を低減するには、少々の力でせん断変形や曲げ変形を起さないように、張出し部を硬質の鋼材で形成する必要がある。 In particular, it has been confirmed that the overhanging part is prone to shear deformation and bending deformation by the construction test. Therefore, in order to reduce the digging resistance by thinning the overhanging part, shear deformation and bending deformation can be performed with a little force. It is necessary to form the overhanging portion with a hard steel material so as not to occur.
張出し部の材質には特にばね鋼鋼材(SUP材)、ハードックス(耐摩耗鋼板)、ウェルドックス(高引張鋼板)などの超高力鋼を選定することができる。 For the material of the overhanging portion, it is possible to select ultra high strength steel such as spring steel (SUP material), hardx (abrasion resistant steel plate), weldox (high tensile steel plate) and the like.
これらの鋼材の降伏点は、一般構造用圧延鋼材が245N/mm2であるのに対し、ばね鋼鋼材(SUP材)は1080N/mm2、ハードックス(耐摩耗鋼板)は1000〜1300N/mm2、ウェルドックス(高引張鋼板)は700N/mm2である。なお、ハードックスとウェルドックスはスウェーデン鋼と総称され、いずれもスウェーデンスティール社の製品である。 Yield point of these steels, compared rolled steel for general structure that is 245 N / mm 2, a spring steels (SUP material) 1080N / mm 2, Hadokkusu (abrasion steel) is 1000~1300N / mm 2 Weldox (high tensile steel plate) is 700 N / mm 2 . Hardx and Weldox are collectively called Swedish steel, both of which are products of Swedish Steel.
一般構造用圧延鋼材の強度を基準とした場合、切削、研削、研磨などの加工性、納期などの入手のしやすさ、さらに材料費や加工費などのコスト等を考慮すると、一般構造用圧延鋼材の2.5〜4.0倍程度の降伏点を有するものが望ましい。 When considering the strength of rolled steel for general structure, considering the workability such as cutting, grinding and polishing, availability such as delivery date, and cost such as material cost and processing cost, etc. What has the yield point of about 2.5 to 4.0 times of steel materials is desirable.
また、張出し部の厚さbは、地盤の掘進抵抗の低減という観点からは、できるだけ薄くすることが望ましく、ばね鋼鋼材やスウェーデン鋼鋼材であれば4.5mm以上あればよいが、溶接による取付け等を考慮すると10mm程度が望ましい。 In addition, the thickness b of the overhang is preferably as thin as possible from the viewpoint of reducing ground excavation resistance, and may be 4.5 mm or more for spring steel materials or Swedish steel materials. In consideration of the above, about 10 mm is desirable.
また、掘削孔の孔壁より外側の地盤内に差し込まれる張出し部の長さは、張出し部の受働抵抗から求められる抵抗モーメントが、掘削ロッドの回転から決まる共回り防止翼の回転モーメントを上回るように決定するか、経験的に10cm程度あればよいが、一般的に掘削径に比例して掘削ロッドの回転力による共回り防止翼の回転モーメントが大きくなることから、これに対抗すべく掘削孔の口径に比例して張出し部の横方向の長さや高さhを変化させる必要がある。 Also, the length of the overhanging part inserted into the ground outside the hole wall of the excavation hole is such that the resistance moment obtained from the passive resistance of the overhanging part exceeds the rotation moment of the co-rotation prevention wing determined from the rotation of the excavation rod. Or about 10 cm empirically, but generally the rotation moment of the co-rotation prevention wing due to the rotational force of the drilling rod increases in proportion to the drilling diameter. It is necessary to change the lateral length and height h of the overhang portion in proportion to the diameter of the projection.
このため、張出し部の全体の長さは、通常、掘削孔の孔壁より外側の地盤内に差し込まれる部分の長さ10cm、共回り防止翼本体の端部に重ねてボルト止めされる部分の長さ10cmの計20cm程度あればよい。 For this reason, the overall length of the overhanging part is usually 10 cm in length of the part inserted into the ground outside the hole wall of the excavation hole, and the part of the part bolted by overlapping the end of the co-rotation prevention wing body. A total of about 20 cm, 10 cm in length, is sufficient.
また、これより長く形成することにより孔壁より外側の地盤中に差し込まれる部分の長さを自由に設定することができ、さらに、ボルト止め等によって取り替え可能とすることにより、対象地盤に応じて最適な寸法に付けかえることができる。 Moreover, the length of the portion inserted into the ground outside the hole wall can be freely set by forming it longer than this, and further, it can be replaced by bolting or the like, depending on the target ground It can be changed to the optimum dimensions.
例えば、掘削ロッドの回転力による共回り防止翼の回転モーメントが想定以上に大きくなる場合、孔壁面より外側の地盤中に差し込まれる部分の長さを自由に設定して付けかえることができる。 For example, when the rotational moment of the co-rotation preventing blade due to the rotational force of the excavating rod becomes larger than expected, the length of the portion inserted into the ground outside the hole wall surface can be freely set and replaced.
また、共回り防止翼は、攪拌翼を挟んでその上下両側にそれぞれ一個ずつ取り付けることにより共回り防止効果を一層高めることができる。 Moreover, the co-rotation prevention blade can further enhance the co-rotation prevention effect by attaching one on each of the upper and lower sides of the stirring blade.
さらに、張出し部を共回り防止翼本体の先端部間に取り付け、上下共回り防止翼を連結して側面から見て箱状に形成することで、単に共回り防止効果を高めるだけでなく、掘進中の掘削ロッドのぶれ等を防止することによりソイルセメントコラムを鉛直に築造することができ、施工精度を高めることができる。 Furthermore, by attaching the overhanging part between the tip parts of the co-rotation prevention wing body and connecting the upper and lower co-rotation prevention wings to form a box shape when viewed from the side, it not only improves the co-rotation prevention effect but also advances By preventing the excavation rods from shaking, the soil cement column can be built vertically and the construction accuracy can be improved.
本発明によれば、掘削土と固化材とを攪拌混合することにより地盤中に円柱状のソイルセメントコラムを築造するための撹拌混合装置の共回り防止翼として、共回り防止翼の端部張出し部の横断面方向の厚さを共回り防止翼本体より薄く形成することにより、張出し部に作用する地盤の掘進抵抗を低減することができ、これにより円柱状ソイルセメントコラムの築造をきわめて効率的に行うことができる。 According to the present invention, as an anti-rotation blade of an agitating and mixing device for constructing a cylindrical soil cement column in the ground by agitating and mixing excavated soil and solidified material, the end overhang of the anti-rotation blade is provided. By making the thickness of the cross section in the cross-sectional direction thinner than the co-rotation prevention wing body, it is possible to reduce the ground excavation resistance acting on the overhanging part, thereby making the construction of the cylindrical soil cement column extremely efficient Can be done.
また、掘進時における作業員の疲労やストレス等を軽減でき、これにより事故や作業員のけが等を未然に防止することができる。また、施工機本体やオーガーモータ、掘削ロッドや掘削翼、攪拌翼などに生じる負荷、衝撃等を軽減できて故障等による修理類を大幅に低減できると共に長寿命化を図ることができる。さらに、硬質地盤におけるソイルセメントコラムの築造においても、安定した施工が可能である。 In addition, it is possible to reduce the fatigue and stress of workers during excavation, thereby preventing accidents and injury of workers. Further, it is possible to reduce the load and impact generated on the construction machine main body, the auger motor, the excavating rod, the excavating blade, the agitating blade, etc., greatly reduce repairs due to failure, etc., and extend the service life. Furthermore, stable construction is possible even in the construction of soil cement columns on hard ground.
図1(a)〜図1(e)は、本発明に係る共回り防止翼の一実施形態を示し、図において、掘削ロッド1の先端に掘削翼2が取り付けられ、その上方に複数の攪拌翼3が掘削ロッド1の軸方向に一定間隔おきに取り付けられている。また、掘削翼2とそのすぐ上側に取り付けられた攪拌翼3との間に本発明の共回り防止翼4が取り付けられている。
1 (a) to 1 (e) show an embodiment of a co-rotation preventing wing according to the present invention. In the figure, a digging
掘削ロッド1は先端に掘削ビット5と固化材吐出口6をそれぞれ有し、図示しないオーガーモータによって回転し、かつ図示しない昇降装置によって上下移動することにより地盤を掘削する。
The
掘削翼2と攪拌翼3はほぼ同一長さに形成され、共に掘削ロッド1と同期回転することにより、掘削翼2は掘削ビット5と共同して地盤を掘削し、攪拌翼3は掘削翼2と掘削ビット5によって掘削された掘削土と固化材吐出口6から吐出されたセメントミルクとを攪拌混合する。なお、掘削翼2と撹拌翼3は、平面上複数方向に放射状に突設されている。
The
セメントミルクは地上のプラント設備(図省略)で製造され、グラウトポンプ等(図省略)から圧送され、かつ掘削ロッド1内に設けられた注入材注入路(図省略)を介して注入され、そして固化材吐出口6から掘削中の地盤に吐出される。
Cement milk is manufactured at an above-ground plant facility (not shown), pumped from a grout pump or the like (not shown), and injected through an injection material injection path (not shown) provided in the excavating
共回り防止翼4は、掘削翼2および撹拌翼3とほぼ同一長さに形成された共回り防止翼本体(以下「翼本体」)7とこの翼本体7の先端部に突設された張出し部8とから構成されている。
The
翼本体7は、掘削ロッド1に回転自在に外接された円筒状の外接部7aと外接部7aの外側に突設された複数の翼部7bとから一体に形成されている。
The
張出し部8は横断面方向の厚さbが翼本体7の横断面方向の厚さより薄く形成され、上下両端部に断面ほぼV字状の刃形(包丁の刃形)8aが形成されている。また、張出し部8を形成する鋼材には、特にばね鋼鋼材(SUP材)、ハードックス(耐摩耗鋼板)、ウェルドックス(高引張鋼板)などの超高力鋼が用いられ、これらの鋼材の降伏点は翼本体7を形成する一般構造用圧延鋼材の降伏点の2.5倍〜4.0倍程度の強度を有している。
The overhanging
このように形成された張出し部8は、基端側8bの側面を翼本体7の先端の側面に所定長重ね、ボルト止めすることにより脱着自在に取り付けられている。なお、必要であれば取付けプレート10を併用してもよい。
The
図2(a)〜(e)に図示する実施形態は、張出し部8が翼本体7の両端部に溶接によって取り付けられている例を示したものであり、張出し部8が溶接によって取り付けられている以外は、図1(a)〜(e)で説明した実施形態とほぼ同じである。
The embodiment illustrated in FIGS. 2A to 2E shows an example in which the
このような構成において、翼本体7の外接部7aが掘削ロッド1に回転自在に外接し、かつ張出し部8の全部または先端の一部が掘削翼2および掘削ビット5によって掘削された掘削孔の孔壁面より外側の地盤内に差し込まれることにより、共回り防止翼4は掘削孔内に固定される。
In such a configuration, the circumscribed
そして、共回り防止翼4は、掘削ロッド1と同期回転することなく掘削孔内に静止し続け、掘削翼2と攪拌翼3のみが掘削ロッド1と同期回転する。これにより、掘削土が掘削翼2や攪拌翼3に付着して掘削翼2および攪拌翼3と共に回転する「掘削土の共回り現象」が防止されるため、掘削土とセメントミルクとを均質に攪拌混合することができる。
Then, the
また、張出し部8の横断面方向の厚さbが翼本体7の横断面方向の厚さより薄く形成され、かつ張出し部8の上下両端部に断面ほぼV字状の刃形8aが形成されていることにより、張出し部8における地盤の掘進抵抗が大幅に低減されるため、掘進速度が安定してソイルセメントコラムをきわめて効率的に築造することができる。
Further, the thickness b in the cross-sectional direction of the overhanging
図3(a)〜(e)は、本発明の他の実施形態を示し、図において、掘削ロッド1の先端部に掘削翼2が取り付けられ、その上方に複数の攪拌翼3が掘削ロッド1の軸方向に一定間隔おきに取り付けられている。また、掘削翼2のすぐ上側に共回り防止翼11が取り付けられている。
3 (a) to 3 (e) show other embodiments of the present invention. In the figure, a
共回り防止翼11は、掘削翼2のすぐ上側に取り付けられた攪拌翼3の上下両側に、攪拌翼3を挟んでそれぞれ取り付けられた上下一対の翼本体7,7の左右両端の先端部間に攪拌翼3を跨いで取り付けられた左右一対の張出し部12,12とから側面に見て箱状に構成されている。
The
張出し部12の横断面方向の厚さbは、翼本体7の横断面方向の厚さより薄く、かつ張出し部12を形成する鋼材の降伏点は翼本体7を形成する鋼材の降伏点より2.5〜4.0倍程度の強度を有している。
The thickness b in the cross-sectional direction of the overhanging
さらに、上下両端部に断面ほぼV字状の刃形(包丁の刃形)12a,12aがそれぞれ形成されており、張出し部12には上下翼本体7,7の先端部側面に張出し部12の基端側12bの側面を所定長重ね、ボルト止めすることにより取り付けられている。その他の構成は、図1,2で説明した実施形態とほぼ同じである。
Furthermore, blade shapes (knife blade shapes) 12a and 12a having a substantially V-shaped cross section are formed at both upper and lower ends, respectively, and the overhanging
このように構成されていることにより、共回り防止翼12は単に掘削土の共回り現象の発生を防止するだけでなく、掘進中の掘削ロッドのぶれ等を防止することにより施工精度を高める効果をも有する。
By being configured in this way, the
図4(a)〜(e)は、同じく本発明の他の実施形態を示したものであり、図3(a)〜(e)で説明した実施形態において、特に共回り防止翼の張出し部の形状が異なる。 FIGS. 4 (a) to 4 (e) show another embodiment of the present invention, and in the embodiment described in FIGS. 3 (a) to 3 (e), in particular, the overhang portion of the co-rotation preventing wing The shape is different.
図において、共回り防止翼13は、掘削翼2のすぐ上側に取り付けられた攪拌翼3の上下両側に、攪拌翼3を挟んでそれぞれ取り付けられた上下一対の翼本体7,7の左右両端の先端部間に攪拌翼3を跨いで取り付けられた左右一対の張出し部14,14とから側面に見て箱状に構成されている。
In the figure, the
また特に、張出し部14は、上下翼本体7,7間を攪拌翼3に近接して鉛直方向に延びる鉛直フランジ14aと鉛直フランジ14aの上下両端部から翼本体7,7側にそれぞれ水平に突出する水平フランジ14b,14bとから正面に見てほぼコ字状に形成されている。
Further, in particular, the overhanging
そして、張出し部14は、上下水平フランジ14b,14bを上下翼本体7,7の端部の側面に所定長重ね、複数の取付けボルト9によってボルト止めすることにより翼本体7,7の先端部に脱着自在に取り付けられている。なお、必要であれば取付けプレート10を併用してもよい。
The overhanging
図5(a)〜(e)に図示する実施形態は、張出し部14が上下翼本体7,7の両端部に溶接によって取り付けられている例を示したものであり、張出し部14が溶接によって取り付けられている以外は、図4(a)〜(e)で説明した実施形態とほぼ同じである。
5 (a) to 5 (e) show an example in which the
なお、図5に図示するように、張出し部14は、攪拌翼3の先端が当たらない程度に側部を一部切り欠く等の簡単な方法により、正面に見てコ字状に形成することができる。
As shown in FIG. 5, the overhanging
図6のグラフと表1は、従来の共回り防止翼を用いて円柱状ソイルセメントコラムを築造した場合と、本発明に係る共回り防止翼を用いてソイルセメントコラムを築造した場合の掘進状況を比較したものである。 The graph of FIG. 6 and Table 1 show the state of digging when a cylindrical soil cement column is constructed using the conventional anti-rotation blade and when a soil cement column is constructed using the anti-rotation blade according to the present invention. Is a comparison.
対象地盤は、上方より埋土がGL-0.8mまで、N値3〜5のロームがGL-2.8mまで、N値5〜13の細砂がGL-8.5mまで、砂混じりシルト、細砂を挟んでN値15〜32のシルト混じり細砂がGL-11.8mまで、N値12〜56の細砂がGL-20.8mまで堆積し、GL-3.8mに孔内水位を有する地盤である。 The target soil is GL-0.8m from the top, loam with N value of 3-5 to GL-2.8m, fine sand with N value of 5-13 to GL-8.5m, sand mixed silt, fine sand Fine sand with N value of 15 to 32 mixed with silt with GL-11.8m, fine sand with N value of 12 to 56 accumulated to GL-20.8m, and has a water level in the hole at GL-3.8m. .
図6より、従来の共回り防止翼を用いると、ソイルセメントコラム先端部の硬質地盤では掘削ロッドを繰返し上下移動して掘進する必要があるのに対し、本願発明に係る共回り防止翼によれば、掘削ロッドを上下移動することなく掘進することができた。また、表1から明らかなように施工時間を1本当たり平均4分程度短縮することができた。 As shown in FIG. 6, when the conventional anti-rotation blade is used, the hard ground at the tip of the soil cement column requires the excavation rod to be repeatedly moved up and down, while the anti-rotation blade according to the present invention is used. For example, it was possible to dig without moving the excavating rod up and down. Further, as apparent from Table 1, the construction time could be shortened by about 4 minutes on average per one.
これにより、施工中の作業員の疲労やストレス等を軽減でき、これにより事故や作業員のけが等を未然に防止することができた。 As a result, it was possible to reduce the fatigue and stress of the workers during the construction, thereby preventing accidents and injury of the workers.
また、図7と表2は、従来の共回り防止翼を用いて円柱状ソイルセメントコラムを築造した場合と、本発明に係る共回り防止翼を用いて円柱状ソイルセメントコラムを築造した場合の掘削エネルギーを深度分布により比較したものである。 7 and Table 2 show a case where a cylindrical soil cement column is constructed using a conventional anti-rotation blade and a case where a cylindrical soil cement column is constructed using the anti-rotation blade according to the present invention. The drilling energy is compared by depth distribution.
本発明に係る共回り防止翼を用いた場合、掘削エネルギーは、ソイルセメントコラムの中間部では従来の共回り防止翼より32%、先端部では90%減らすことができた。これにより、特に硬質地盤における撹拌混合装置にかかる負荷が軽減されるため、撹拌混合装置の故障が少なくなり使用寿命が延び、また小型の施工機による施工も可能になると考えられる。 When the co-rotation preventing wing according to the present invention was used, the excavation energy could be reduced by 32% in the middle part of the soil cement column compared to the conventional co-rotation preventing wing and by 90% at the tip. As a result, the load applied to the stirring and mixing device particularly in hard ground is reduced, so that the failure of the stirring and mixing device is reduced, the service life is extended, and it is considered that construction with a small construction machine is also possible.
なお、地盤を掘削するために必要なエネルギーは、押込みエネルギーと回転エネルギーによって表すことができるものとし、掘削エネルギー(E)は、(1)式の通り定義した。 The energy required to excavate the ground can be expressed by indentation energy and rotational energy, and the excavation energy (E) was defined as in equation (1).
E=(α・ETV+β・ETR)/V (kN) ……(1)
また、ETVとETRは、それぞれ(2)式、(3)式の通り定義した。
ETV=P・V (kN・m/min) ……(2)
ETR=2π・T・R(kN・m/min) ……(3)
ここで、
ETV:単位時間当たりの押込みエネルギー
ETR:単位時間当たりの回転エネルギー
P:押込み力(kN)
V:掘進速度(m/min)
T:トルク(kN・m)
R:回転数(rpm)
α、β:各エネルギーに関する削孔効率(今回はα=1、β=1とした)
E = (α · E TV + β · E TR ) / V (kN) (1)
Also, E TV and E TR were defined as shown in equations (2) and (3), respectively.
E TV = P ・ V (kN ・ m / min) ...... (2)
E TR = 2π ・ T ・ R (kN ・ m / min) (3)
here,
E TV : Pushing energy per unit time E TR : Rotational energy per unit time P: Pushing force (kN)
V: Drilling speed (m / min)
T: Torque (kN · m)
R: Number of revolutions (rpm)
α, β: Drilling efficiency for each energy (α = 1, β = 1 this time)
表3は、従来の共回り防止翼における張出し部の許容曲げモーメントを、表4は、本発明の共回り防止翼における張出し部の許容曲げモーメントを示したものである。 Table 3 shows the allowable bending moment of the overhang portion in the conventional co-rotation preventing wing, and Table 4 shows the allowable bending moment of the overhang portion in the co-rotation preventing wing of the present invention.
表3と表4から明らかなように、従来の共回り防止翼では、許容曲げモーメントは7.4〜10.2kN・mであった。本発明に係る共回り防止翼で目標とする許容曲げモーメントの下限値を7.4kN・mとすると、表4における許容曲げモーメントの下限値は、7.5kN・mであるため、張出し部の厚さbの下限値は4.5mmまでとなる。 As is apparent from Tables 3 and 4, the allowable bending moment was 7.4 to 10.2 kN · m in the conventional anti-corotation blade. Assuming that the lower limit of the allowable allowable bending moment for the co-rotating blade according to the present invention is 7.4 kN · m, the lower limit of the allowable bending moment in Table 4 is 7.5 kN · m. The lower limit of b is up to 4.5 mm.
表5は、従来の共回り防止翼の張出し部が受ける地盤の掘進抵抗力を、表6は、地盤の掘進抵抗力(極限支持力(qd))を算出するための硬質地盤のパラメータを、そして表7は張出し部の厚さbを変更した際の地盤の掘進抵抗力を示したものである。 Table 5 shows the ground excavation resistance force received by the overhang portion of the conventional co-rotation prevention wing, and Table 6 shows the hard ground parameters for calculating the ground excavation resistance force (extreme support force (qd)). Table 7 shows the excavation resistance of the ground when the thickness b of the overhanging portion is changed.
従来の共回り防止翼の張出し部の厚さbを18mm〜25mmとした場合、地盤の掘進抵抗力は23.80〜33.06kNであった。表7に示すように地盤の掘進抵抗力33.06kNを半減させるためには、張出し部の厚さbは12mmとなる。そのため、本発明で目標とする張出し部の厚さbの上限値を12mmとした。 When the thickness b of the overhanging portion of the conventional co-rotation preventing wing was 18 mm to 25 mm, the excavation resistance of the ground was 23.80 to 33.06 kN. As shown in Table 7, in order to reduce the ground excavation resistance force 33.06 kN by half, the thickness b of the overhanging portion is 12 mm. Therefore, the upper limit value of the thickness b of the overhang portion targeted in the present invention is set to 12 mm.
以上の検討結果より、張出し部の厚さbは、計算上は4.5mm〜12mmまで可能であり、また地盤の掘進抵抗の低減という観点からはできるだけ薄くすることが望まれるが、溶接による取付け等を考慮すると10mm程度が望ましい。 From the above examination results, the thickness b of the overhang portion can be calculated from 4.5 mm to 12 mm, and it is desirable to make it as thin as possible from the viewpoint of reducing the excavation resistance of the ground. In consideration of the above, about 10 mm is desirable.
また、張出し部を形成する鋼材の降伏点は、一般構造用圧延鋼材の降伏点を基準とした場合、一般構造用圧延鋼材の2.5〜4.0倍程度の強度を有するものであればよいが、切削、研削、研磨などの加工性、納期などの入手のしやすさ、さらに材料費や加工費などのコスト等を考慮すると、一般構造用圧延鋼材のほぼ4.0倍程度の強度を有するものが望ましい。 Moreover, the yield point of the steel material forming the overhang portion may be any material having a strength about 2.5 to 4.0 times that of the general structural rolled steel material, based on the yield point of the general structural rolled steel material. In view of workability such as grinding and polishing, availability such as delivery date, and costs such as material costs and processing costs, it is desirable that the steel has a strength approximately 4.0 times that of general structural rolled steel.
本発明は、地盤中に円柱状のソイルセメントコラムを築造するための撹拌混合装置に設置される共回り防止翼の両端張出し部における地盤の掘進抵抗を、張出し部を薄くして低減することにより、特に硬質地盤におけるソイルセメントコラムの築造を効率的に行うことができる。 The present invention reduces the digging resistance of the ground in the overhanging portion of the both ends of the co-rotation preventing blade installed in the stirring and mixing device for constructing the cylindrical soil cement column in the ground by thinning the overhanging portion. In particular, it is possible to efficiently construct the soil cement column in the hard ground.
1 掘削ロッド
2 掘削翼
3 攪拌翼
4 共回り防止翼
5 掘削ビット
6 固化材吐出口
7 翼本体(共回り防止翼本体)
7a 外接部
7b 翼部
8 張出し部
8a 刃形
8b 基端側
9 取付けボルト
11 共回り防止翼
12 張出し部
12a 刃形
12b 基端側
13 共回り防止翼
14 張出し部
14a 鉛直フランジ
14b 水平フランジ
14c 刃形
DESCRIPTION OF
7a Outer part
8a Blade shape
8b
11 Co-rotation prevention wing
12 Overhang part
12a Blade shape
12b Base end
13 Co-rotation prevention wing
14 Overhang part
14a Vertical flange
14b Horizontal flange
14c Blade type
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