JP6526538B2 - 地盤改良装置 - Google Patents
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前記公知例は、油圧モータを掘削撹拌部の上方のフレームに露出状態で設けているので、掘削撹拌体を下降しているとき、地盤中に露出している油圧モータの通過抵抗が生じる。
また、掘削撹拌体を上昇させるときは掘削撹拌体による撹拌後の時間経過によって、下降させるときより更に油圧モータの通過抵抗が生じる。
また、前記公知例において、直接の記載はないが、掘削撹拌体の上方に油圧モータを設けているため、掘削撹拌体と油圧モータとの間にスプロケットとチェン等の伝動機構が必要となり、部品点数が増加し、構造が複雑となる。
本願は、掘削撹拌部の構成を工夫して、撹拌効果が充分でない部分の発生を抑制した作業効率の良い地盤改良装置を提供するものである。
請求項2は、前記メイン掘削撹拌体10は、複数並設した撹拌翼27のうち、最内側の撹拌翼27は、前記フレーム5の左右側縁を基準に側縁の内側と外側の間を、メイン掘削撹拌体10の軸心方向に移動するように構成し、前記油圧モータ15は前記メイン掘削撹拌体10の横取付部材26の回転軌跡内に設けた地盤改良装置としたものである。
請求項3は、前記メイン掘削撹拌体10は、複数並設した撹拌翼27のうち、最内側の撹拌翼27は、前記フレーム5の左右側縁を基準に側縁の内側と外側の間を、メイン掘削撹拌体10の軸心方向に移動するように構成した地盤改良装置としたものである。
請求項4は、前記メイン掘削撹拌体10は、前記出力軸16に固定のボス部21に放射方向に突出するアーム部25の基部を固定し、アーム部25の先端に前記横取付部材26を固定して構成し、前記油圧モータ15は前記横取付部材26の回転軌跡内に設けた地盤改良装置としたものである。
請求項5は、前記サブ掘削撹拌体35は、前記フレーム5の下部に設けた取付フレーム12の一対の支持部14の間に設け、前記サブ掘削撹拌体35と油圧モータ15とメイン掘削撹拌体10とは直列状に配置した地盤改良装置としたものである。
請求項6は、前記油圧モータ15は、該油圧モータ15の軸心に出力軸16を設けた中空式の構成とし、前記メイン掘削撹拌体10とサブ掘削撹拌体35とは前記出力軸16により駆動する構成とした地盤改良装置としたものである。
請求項7は、前記左右のメイン掘削撹拌体10の左右の出力軸16は、油圧モータ15より左右一対の支持部14間の内側に突出させ、前記サブ掘削撹拌体35はボス部36を前後に分割し、分割した半割の各ボス部36の夫々に2本のアーム部37と横取付部材38とサブ撹拌翼39を夫々取付け、もって、半割の各ボス部36を前記左右の出力軸16に前後側から取付ける構成とした地盤改良装置としたものである。
請求項2の発明では、横軸方向に可変移動する可変撹拌翼27Aが掘削撹拌している土壌の上下中間部分でサブ掘削撹拌体35が回転して撹拌混合できるので、メイン掘削撹拌体10の可変撹拌翼27Aとサブ掘削撹拌体35と相俟ってフレーム5の直ぐ下方の土壌に作用するので、撹拌効果を向上させることができる。
また、メイン掘削撹拌体10の撹拌翼27の横取付部材26の回転軌跡内のスペースを有効に利用できる。
また、油圧モータ15は、メイン掘削撹拌体10の横取付部材26の回転軌跡内に設けているので、油圧モータ15の存在が昇降時の通過抵抗に影響を与えず、作業性を向上させることができる。
請求項3の発明では、横軸方向に可変移動する可変撹拌翼27Aが掘削撹拌している土壌の上下中間部分でサブ掘削撹拌体35が回転して撹拌混合できるので、メイン掘削撹拌体10の可変撹拌翼27Aとサブ掘削撹拌体35と相俟ってフレーム5の直ぐ下方の土壌に作用するので、撹拌効果を向上させることができる。
請求項4の発明では、油圧モータ15のメイン掘削撹拌体10の横取付部材26の回転軌跡内に配置するための構成を簡単に実現でき、油圧モータ15の存在による昇降時の通過抵抗を少なくすることができる。
請求項5の発明では、サブ掘削撹拌体35と油圧モータ15とメイン掘削撹拌体10とを直列状に配置しているので、メイン掘削撹拌体10の撹拌翼27の横取付部材26の回転軌跡内のスペースを有効に利用でき、掘削撹拌部11を含む掘削撹拌装置4全体を小型軽量化できる。
請求項6の発明では、油圧モータ15の軸心に設けた出力軸16によりメイン掘削撹拌体10とサブ掘削撹拌体35とを駆動するので、駆動構成を簡素にできる。
請求項7の発明では、サブ掘削撹拌体35の組立を容易にすることができる。
なお、本願の要件ではないので、詳細は省略するが、アーム2はリンクにより構成して掘削撹拌装置4を地盤Gに垂直状態で挿入可能に構成すると共に、掘削撹拌装置4の垂直状態を保持したまま、アーム2の伸縮や旋回により前後左右に移動させて掘削撹拌作業可能に構成している。
前記フレーム5の下部には、横軸回転の左右一対のメイン掘削撹拌体10を有する掘削撹拌部11を設ける。掘削撹拌部11は、フレーム5の下部に固定状態に設けた取付フレーム12を有する。取付フレーム12は左右一対のアーム部13と各アーム部13の下方に左右方向に所定間隔を置いて縦状の支持部14を設ける。各支持部14の外面側には掘削撹拌部11の駆動源となる油圧モータ15を夫々設ける。
モータケース17には出力軸16が外側に突出する開口部18を設け、開口部18には軸受(ベアリング)19を取付け、軸受19の外側にはシール部材20を設ける。シール部材20の外側にはメイン掘削撹拌体10のボス部21を設け、ボス部21はモータケース17と軸受19とシール部材20と同心上に配置し、モータケース17と軸受19とシール部材20とボス部21とに出力軸16を貫通させて取付ける。
撹拌翼27は図3において、反時計回転方向に回転する。各撹拌翼27は、板状であって、先端を回転方向上手側に湾曲させた形状とし、土砂への入り込みを良好にさせ、上昇回転するときの撹拌効果を向上させる。
即ち、撹拌翼27は湾曲面29Aを有しているので、撹拌翼27が土砂に入り込むときの回転抵抗を減少させて土砂への入り込みを良好にする。
撹拌翼27の基部にはアーム部25側に至るに従い細幅になるように傾斜(仰角)させた傾斜部29Cを設ける。傾斜部29Cにより土砂への入り込みを容易にする(図12)。
各撹拌翼27は、基部を軸28Aにより左右方向に回動自在に取付ける(図10、図11)。
そのため、各撹拌翼27は、礫等が隣接する撹拌翼27間に挟まり掛けても、左右方向に退避して礫の詰まりを抑制する。
そのため、メイン掘削撹拌体10は、可変撹拌翼27Aによりフレーム5の直下の地盤の掘削撹拌を可能にする。
なお、フレーム5の断面形状によっては、左右両側を面形状に形成している場合も想定されるが、本発明で重要なのは、最内側の可変撹拌翼27Aを正面視から見てフレーム5の左右の側縁の内側と外側の間を軸心方向に移動させればよい。
また、可変撹拌翼27Aの基部は横取付部材26に軸28により回動自在に取付け(図10)、軸28に取付けた弾性部材(図示省略)によりフレーム5の側縁内側に位置するように付勢する構成としてもよい。
可変撹拌翼27Aの構成は、任意であるが、図10のように、可変撹拌翼27Aの翼部27Bの先端に、ヒンジビット27Cを互いに外側に傾斜(仰角)を付与して設ける。
そのため、ヒンジビット27Cは、面でなく「線」で土砂の掘削および入り込みを行える。
しかして、フレーム5の下部の取付フレーム12の左右の支持部14間には、掘削撹拌部11のサブ掘削撹拌体35を設ける。サブ掘削撹拌体35は、左右中央のボス部36に放射方向に突出するアーム部37の基部を固定し、アーム部37の先端側には出力軸16と平行の横取付部材38の左右中間部分を取付け、横取付部材38に放射方向に突出するサブ撹拌翼39を横取付部材38の長さ方向に所定間隔をおいて複数並設して構成する。
即ち、サブ掘削撹拌体35は、フレーム5の下方に位置して、メイン掘削撹拌体10の最内側の左右の撹拌翼(可変撹拌翼27A)27と共に土壌と土壌改良剤との撹拌を行うように構成する。
したがって、外側の左右の撹拌翼(可変撹拌翼27A)27が撹拌する部分の内側をサブ掘削撹拌体35が撹拌することにより、フレーム5の下方を二重に撹拌する。
このように、掘削撹拌部11は、撹拌翼27と可変撹拌翼27Aを有する左右のメイン掘削撹拌体10と、左右のメイン掘削撹拌体10の間のサブ掘削撹拌体35とにより構成して、撹拌効果の向上を期待する。
そのため、メイン掘削撹拌体10の撹拌翼27の横取付部材26の回転軌跡内のスペースを有効に利用し、掘削撹拌部11を含む掘削撹拌装置4の小型軽量化が期待できる。
また、油圧モータ15は、メイン掘削撹拌体10の横取付部材26の回転軌跡内に設けているので、油圧モータ15の存在が昇降時の通過抵抗に影響を与えず、作業性を向上させることができる。
また、掘削撹拌部11は、メイン掘削撹拌体10と油圧モータ15に加えてサブ掘削撹拌体35を直列状に配置する。
そのため、取付スペースを小さくし、取付部品等の部品点数を少なくして、掘削撹拌部11を含む掘削撹拌装置4を小型軽量化できる。
しかして、掘削撹拌部11の組み付け(組立)構成は任意であるが、以下、一例を示す。図7のように、右側の支持部14の外面側に右油圧モータ15を取付け、左の支持部14の開口部40から右出力軸16を右支持部14の開口部40を通して右油圧モータ15に挿入し、右油圧モータ15の外側に右モータケース17を取付け、右モータケース17に外側の右軸受19とシール部材20を取付け、また、右支持部14の内側の出力軸16に内側軸受19とシール部材20を取付け、これにより右側アッシーの組立が完了する。
次に、基部を左支持部14に取付けた状態の左出力軸16に左外方向から左油圧モータ15、モータケース17、軸受19、シール部材20と順に取付けて左側アッシーの組立が完了する。
したがって、サブ掘削撹拌体35は、上記組立工程を実現するため、ボス部36を前後に分割し、分割した半割の各ボス部36の夫々に2本のアーム部37と横取付部材38とサブ撹拌翼39を夫々取付けて構成している。
50はフレーム5の上下方向の中間所定位置に設けた中間吐出口50であり、土壌改良剤ホース6からの土壌改良剤を吐出する。51は支持部14の内側に設けた下側吐出口、52はエア排出口である。
本発明は、上記構成であり、改良しようとする軟弱地盤に掘削撹拌部11を駆動しつつ掘削撹拌装置4を降下させるとともに、土壌改良剤ホース6を通じて支持部材5の下部の中間吐出口50と下側吐出口51からセメントミルク等の土壌改良剤(硬化剤)を地盤内に注入し、エア排出口52からエアを噴出させて地盤内での掘削撹拌部11により地盤を掘削すると同時に土砂と土壌改良剤とを撹拌混合する。
この場合、撹拌混合装置4を地盤に挿入した状態で、アーム2によりベースマシン1に対して撹拌混合装置4を前後左右に移動させて、撹拌混合作業を行うことも可能であり、地盤改良予定地の地盤改良作業の作業効率を向上させられる。
また、この所要範囲の地盤の掘削撹拌作業後に、掘削撹拌装置4を一旦上昇させて、ベースマシン1を移動させて、順次上記掘削撹拌作業を反復して行なうことにより所要範囲の地盤を改良してもよい。
即ち、撹拌翼27は湾曲面29Aを有しているので、撹拌翼27が土砂に入り込むときの回転抵抗を減少させて土砂への入り込みを良好にする。
撹拌翼27の先端には超硬チップ29Bを設け、超硬チップ29Bは撹拌翼27の湾曲面29Aに合わせてすくい角を有して設けているので、超硬チップ29Bのすくい角により土砂への食い込みを良好にすると共に、所謂礫(れき)をどかしながら回転して掘削する。
各撹拌翼27は、基部を軸28Aにより左右方向に回動自在に取付けているので、各撹拌翼27は、礫等が隣接する撹拌翼27間に挟まり掛けても、左右方向に退避して礫の詰まりを抑制する。
可変撹拌翼27Aは、翼部27Bの先端に、ヒンジビット27Cを互いに外側に傾斜(仰角)を付与して設けているので、ヒンジビット27Cは、面でなく「線」で土砂の掘削および入り込みを行える。
しかして、フレーム5の下方となる、フレーム5の下部の取付フレーム12の左右の支持部14間には、掘削撹拌部11のサブ掘削撹拌体35を設けているので、撹拌が充分行いにくいフレーム5の下方の地盤の掘削撹拌を実行し、撹拌効率を向上させると共に、土壌全体の撹乱混合を均一化させられる。
即ち、サブ掘削撹拌体35は、フレーム5の下方に位置するので、メイン掘削撹拌体10の最内側の左右の撹拌翼(可変撹拌翼27A)27と共に土壌の撹拌を行うことができ、撹拌効率を向上させる。
このように、掘削撹拌部11は、撹拌翼27と可変撹拌翼27Aを有する左右のメイン掘削撹拌体10と、左右のメイン掘削撹拌体10の間のサブ掘削撹拌体35とにより構成しているので、左右のメイン掘削撹拌体10で構成する所謂ツイン型と称される掘削撹拌装置4であっても、土壌全体の撹乱混合を均一化させられる。
掘削撹拌部11は、左右のメイン掘削撹拌体10の油圧モータ15とサブ掘削撹拌体35とを直列状であって、同心状に配置しているので、メイン掘削撹拌体10とサブ掘削撹拌体35とを同じ油圧モータ15により出力軸16を介して駆動する構成にでき、駆動構成を簡素化している。
また、掘削撹拌部11は、撹拌翼27の回転軌跡の内側で左右中央にサブ掘削撹拌体35を配置しているので、左右のメイン掘削撹拌体10の油圧モータ15間に位置して、左右の油圧モータ15間の空間を有効利用してサブ掘削撹拌体35を配置でき、撹拌効率の向上と掘削撹拌部11を含む掘削撹拌装置4の小型軽量化とを両立させられる。
Claims (7)
- 走行自在なベースマシン1のアーム2に取付ける掘削撹拌装置4のフレーム5の下部に設けた左右一対の支持部14の夫々の外側面に、油圧モータ15により回転する出力軸16と平行な横取付部材26の長さ方向に複数並設して回転する撹拌翼27を有するメイン掘削撹拌体10を夫々設け、前記フレーム5の下方であって前記左右のメイン掘削撹拌体10の間には、出力軸16と平行な横取付部材38の長さ方向に複数並設して回転するサブ撹拌翼39を有するサブ掘削撹拌体35を設けた地盤改良装置。
- 請求項1において、前記メイン掘削撹拌体10は、複数並設した撹拌翼27のうち、最内側の撹拌翼27は、前記フレーム5の左右側縁を基準に側縁の内側と外側の間を、メイン掘削撹拌体10の軸心方向に移動するように構成し、前記油圧モータ15は前記メイン掘削撹拌体10の横取付部材26の回転軌跡内に設けた地盤改良装置。
- 請求項1において、前記メイン掘削撹拌体10は、複数並設した撹拌翼27のうち、最内側の撹拌翼27は、前記フレーム5の左右側縁を基準に側縁の内側と外側の間を、メイン掘削撹拌体10の軸心方向に移動するように構成した地盤改良装置。
- 請求項2または請求項3において、前記メイン掘削撹拌体10は、前記出力軸16に固定のボス部21に放射方向に突出するアーム部25の基部を固定し、アーム部25の先端に前記横取付部材26を固定して構成し、前記油圧モータ15は前記横取付部材26の回転軌跡内に設けた地盤改良装置。
- 請求項1または請求項2または請求項3または請求項4において、前記サブ掘削撹拌体35は、前記フレーム5の下部に設けた取付フレーム12の一対の支持部14の間に設け、前記サブ掘削撹拌体35と油圧モータ15とメイン掘削撹拌体10とは直列状に配置した地盤改良装置。
- 請求項5において、前記油圧モータ15は、該油圧モータ15の軸心に出力軸16を設けた中空式の構成とし、前記メイン掘削撹拌体10とサブ掘削撹拌体35とは前記出力軸16により駆動する構成とした地盤改良装置。
- 請求項6において、前記左右のメイン掘削撹拌体10の左右の出力軸16は、油圧モータ15より左右一対の支持部14間の内側に突出させ、前記サブ掘削撹拌体35はボス部36を前後に分割し、分割した半割の各ボス部36の夫々に2本のアーム部37と横取付部材38とサブ撹拌翼39を夫々取付け、もって、半割の各ボス部36を前記左右の出力軸16に前後側から取付ける構成とした地盤改良装置。
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