JP6549265B1 - Ground improvement device - Google Patents
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Abstract
【課題】地盤改良装置で、掘削軸に設けられた横軸体に回転自在に外嵌された横筒状体に設けられ、掘削土の三次元攪拌の縦回転をするよう設けられる突出片の破断や、その突出片の曲がり変形の発生の防止や、その交換作業の簡易迅速化を可能とする突出片の取付構造を提供する。【解決手段】横筒状体12の外周面に、突出片13の基端部をなす軸部を収容可能の凹部22を備えて該軸部の外径より基端23が大径をなす突出片取付け体21を、該突出片取付け体21の基端面が突き合せ状態として該基端面の外周縁に沿い溶接しておく。突出片13を、その基端部のなす軸部が、該突出片取付け体21の凹部22内に収容されるものとし、かつ、該突出片13が溶接によることなく、例えば、ボルト締め等により該凹部22からの抜け止め構造で、着脱可能に取り付ける構造とした。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground improvement device for a projecting piece provided on a horizontal cylindrical body rotatably fitted on a horizontal shaft body provided on an excavation shaft and provided for vertical rotation of three-dimensional agitation of excavated soil. Provided is a protruding piece mounting structure capable of preventing breakage and bending deformation of the protruding piece and simplifying and speeding up the replacement work. An outer peripheral surface of a horizontal cylindrical body 12 is provided with a concave portion 22 capable of accommodating a shaft portion forming a base end portion of a protruding piece 13, and a base end 23 having a larger diameter than an outer diameter of the shaft portion. The piece attachment body 21 is welded along the outer peripheral edge of the base end face with the base end face of the protruding piece attachment body 21 in a butted state. The shaft portion formed by the base end portion of the projecting piece 13 is accommodated in the recess 22 of the projecting piece mounting body 21, and the projecting piece 13 is not welded, for example, by bolting or the like. A structure for detachably attaching to the recess 22 is provided. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、地盤改良装置に関し、詳しくは、土木、建築の基礎工事などにおいて、軟弱な地盤を柱状等に掘削しながら石灰系やセメント系のスラリー状の固化剤(以下、単に固化剤ともいう)を吐出して、この固化剤と掘削土(土砂)とを混合、攪拌して固結させることにより、軟弱な地盤を柱状等に固結、成形して、高強度のものに改良するための地盤改良装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ground improvement device, and more particularly, in civil engineering, foundation work of architecture, etc., while digging soft ground into columns etc., a lime-based or cement-based slurry-like solidifying agent ) To discharge soft soil and mix and agitate the solidifying agent and excavated soil (earth and sand) to solidify the soft ground into columns etc. and improve it to high strength. Ground improvement equipment.
この種の地盤改良装置は、従来、回転する掘削軸の先端部近傍に設けられた掘削翼と、該掘削翼の上方に設けられた1又は複数の攪拌翼を有するものが基本である。このものでは、回転する掘削軸の先端を地盤中に押し込み、掘削翼で地盤を掘削すると共に、攪拌翼で掘削した土砂の攪拌を行いながら、上方の攪拌翼とで、掘削軸の先端近傍から吐出される固化剤と、掘削土とを混合、攪拌するというものである。このものでは、掘削土は、掘削軸の回りに、いわば水平方向(横回り)に混合、攪拌されるだけのため、混合、攪拌性に課題があることから、近時は、このような横回りの混合、攪拌に加え、掘削土を、掘削軸から横方に突出するよう設けられた横軸体の回りに、すなわち、縦回りにも混合攪拌することのできる地盤改良装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
A ground improvement device of this type is basically provided with a digging blade provided near the tip of a rotating digging shaft and one or more stirring blades provided above the digging blade. In this device, the tip of the rotating drilling axis is pushed into the ground, the ground is excavated with the drilling blade, and while the earth and sand excavated with the stirring blade is stirred, the upper stirring blade and from near the tip of the drilling shaft The solidifying agent to be discharged and the excavated soil are mixed and stirred. In this case, since the excavated soil is only mixed and stirred in a so-called horizontal direction (lateral direction) around the drilling axis, there is a problem in mixing and stirring properties, so recently such a horizontal In addition to mixing and stirring around, a ground improvement device has been proposed that can mix and stir excavated soil around a horizontal shaft provided to project laterally from the excavating axis, that is, longitudinally. (See, for example,
特許文献1に記載の地盤改良装置は次のような構成を有している。すなわち、回転する掘削軸と、その先端部近傍に設けられた掘削翼と、該掘削翼の上方であって前記掘削軸に対しその軸線回りに相対的な回転が自在にして外嵌されている支持体(環体)と、該支持体に横方に突出する形で固定されている横軸体と、該横軸体に対しその横軸線回りに相対的な回転が自在にして外嵌されている横筒状体と、該横筒状体の外周面に、該横軸体の横軸線回りに角度間隔をおき、基端部の軸部を介して固定された3以上の突出片と、前記掘削軸が回転し、前記支持体及び前記横軸体が掘削軸回りに回転しないときに、前記突出片に間欠的に当たって該突出片と共に前記横筒状体を前記横軸体の横軸線回りに回転(縦回り)させる打撃部(回転用駆動部)と、を備えている。なお、この地盤改良装置では、横軸体は、前記掘削軸の軸線方向から見て、その先端部が前記掘削翼が回転して該掘削翼の先端が描く円周の外方に位置する長さを有し、横筒状体は、その円周の内方において、該横軸体の軸線(横軸線)回りに回転自在とされている。
The ground improvement device described in
特許文献1に記載の地盤改良装置では、地面(地盤面)を掘削開始面として該掘削軸を回転させながらその先端(下端)を地盤中に押し込み、下降させ、掘削翼によって掘削がすすむと、横軸体の先端部が地表における掘削径(掘削翼が回転してその先端が描く円周)の周縁の外周(外側)に当たり、そして、横軸体が掘削土中に入り込んでいくと、横軸体は、その先端部が掘削されていない硬めの土によって拘束されるようになり、掘削軸の軸線回りに回転しないようになる。これにより、掘削翼によってその回転方向に回転する土砂(土塊)は、横軸体にて掘削軸の軸線回りの共回りが阻止されると共に、掘削軸の回りに横回りして混合、攪拌される上に、掘削軸と共に回転する例えば掘削軸に設けられた打撃部(回転用駆動部)が横軸体に設けられている筒状体(横筒状体)の突出片に間欠的に当たり、この突出片と筒状体(横筒状体)を横軸体の軸線の回りに回転させる。これにより、横筒状体に設けられた突出片(混合攪拌手段)によって掘削土は、その横軸体の軸線の回り(縦回り)にも混合、攪拌され、いわば三次元的に混合攪拌されるため、その後、固結する改良体は、固結強度も全体としてムラなく安定したものとなる。
In the ground improvement device described in
上記地盤改良装置においては、横軸体を、掘削翼が回転して該掘削翼の先端が描く円周の外方に位置する長さを有するものとして、その先端部が掘削されていない硬めの土によって拘束されることで、横軸体の掘削軸の軸線回りの回転の停止を確保するものとしているが、横軸体の回転を止める手段は、これに限られるものではない。例えば、横軸体をその先端が、掘削翼の先端が描く円周の内方に位置する長さを有するものとしても具体化できる。すなわち、横軸体が設けられている、掘削軸に外嵌されている環体を上方に延ばして筒状体(上下に延びる外管)とし、例えば、この筒状体をその上方において、掘削軸に回転を付与するためにその上端に連結されるモータが取り付けられる重機のマウント(オーガのヘッド)に固定して、この筒状体を回転させないようにしてもよい(特許文献2の図1−図5参照)。また、横軸体を掘削軸と共に回転するものとする一方、打撃部(突設部)を掘削軸に対して相対回転が自在に設け、この打撃部を掘削軸の回転時に停止させ、掘削軸と共に回転するその横軸体に外嵌されている横筒状体に設けられた突出片(攪拌体)を、停止しているその打撃部(共回り防止翼)に当てることで、横軸体を掘削軸まわりに回転(横回り)させながら突出片を縦回りをさせることもできる(特許文献2の図6−図8参照)。 In the above ground improvement device, the horizontal shaft has a length which is located outward of the circumference of the tip of the cutting blade which is rotated by the turning of the cutting blade, and the tip portion is not excavated. Restraining by the soil is to stop the rotation of the horizontal axis about the drilling axis, but the means for stopping the rotation of the horizontal axis is not limited to this. For example, the horizontal shaft may be embodied as having a length whose tip is located inward of the circumference described by the tip of the digging wing. That is, an annular body provided with a horizontal shaft and externally fitted to the excavating shaft is extended upward to form a cylindrical body (outer pipe extending vertically). For example, this cylindrical body is excavated above it In order to impart rotation to the shaft, it may be fixed to a heavy machine mount (head of an auger) to which a motor connected to the upper end is attached (head of an auger) so that the cylindrical body is not rotated (FIG. 1 of Patent Document 2) -See Figure 5). In addition, while the horizontal shaft rotates with the digging shaft, the striking portion (protruding portion) is freely rotatable relative to the digging shaft, and this striking portion is stopped when the digging shaft rotates, the digging shaft A horizontal shaft by applying a projecting piece (stirring body) provided on a horizontal cylindrical body externally fitted to the horizontal shaft rotating with the shaft to the striking portion (rotation preventing wing) at rest Can be vertically rotated while rotating (laterally turning) around the digging axis (see FIGS. 6 to 8 of Patent Document 2).
ところで、前記したような従来の三次元の混合攪拌が得られる地盤改良装置(特許文献2では掘削攪拌装置)において、突出片は、横軸体の軸線回り(横軸線回り)に回転するように設けられている鋼製の筒状体(横筒状体)の外周面において、横軸線方向から見て例えば等角度間隔(放射状配置)で外方に延びる形で設けられているが、この突出片の横筒状体の外周面に対する固定は、通常、その突出片も鋼製で、丸棒等の棒材であり、製造やメンテナンス等の容易さから、突出片の基端部である軸部の端面を横筒状体の外周面に突き合せ、その突き合せ面の外周縁(隅角)において、その外周縁に沿って溶接する溶接構造とされていた。 By the way, in the ground improvement device which can obtain the above-mentioned conventional three-dimensional mixing and stirring (the drilling and stirring device in Patent Document 2), the projecting piece is rotated about the axis of the horizontal shaft (about the horizontal axis). On the outer peripheral surface of the provided steel cylindrical body (horizontal cylindrical body), it is provided so as to extend outward at equal angular intervals (radial arrangement) when viewed from the horizontal axis direction, for example, but this protrusion Fixing of the piece to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body is usually a steel such as a protruding piece, a rod material such as a round bar, and an axis which is a proximal end of the protruding piece for ease of manufacture and maintenance. The end face of the portion is butted to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body, and the outer peripheral edge (corner angle) of the butted surface is welded along the outer peripheral edge.
一方、上記したような三次元的な掘削土の混合攪拌を伴う地盤改良装置(掘削攪拌装置)においては、そのいずれにおいても、施工(混合攪拌)過程で、横筒状体に設けられている突出片に間欠的な打撃が与えられ、それが繰り返されることで、横筒状体とともに、この突出片が横軸体の横軸線の回りに断続的に回転して、その縦回りが得られる構造となっている。このため、その突出片の横筒状体の外周面への固定部(溶接箇所)には、その打撃の度に、大きな外力と共に大きなモーメントが作用することから、その溶接の破断が生じたり、その破断に起因して突出片が脱落してしまうということがあった。また、このように突出片を横筒状体の外周面に直接溶接していた固定構造では、突出片が、丸棒のように比較的細長いものとなるため、その回転のための打撃を受けることで曲げ変形を生じ易く、したがって、突出片の寿命が短くなりがちであった。 On the other hand, in the ground improvement device (drilling stirring device) involving mixing and stirring of three-dimensional excavated soil as described above, the horizontal cylindrical body is provided in the construction (mixing and stirring) process in any of them. Intermittent impact is given to the projection piece, and by repeating this, this projection piece is intermittently rotated around the horizontal axis of the horizontal shaft together with the horizontal cylindrical body, and its longitudinal rotation is obtained It has a structure. For this reason, since a large moment acts with the large external force at the time of the impact on the fixed portion (welded portion) to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body of the projecting piece, the welding is broken or There was a case where the projecting piece fell off due to the breakage. In addition, in the fixed structure in which the projecting piece is directly welded to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body as described above, the projecting piece is relatively elongated like a round bar, so that it receives a striking for its rotation. This is likely to cause bending deformation, and thus the life of the projecting piece tends to be shortened.
このように、突出片における溶接の破断や、その未然防止のため、或いは、大きな曲げ変形の発生に対しては、その補修、交換のための溶接を伴う作業が余儀なくされる。しかし、このような作業が、特に、地盤改良の施工現場での作業となるような場合には、その補修、交換作業に多大の困難さがあり、工事遅延の原因ともなっていた。というのは、溶接機の施工現場への常設は容易でない等の事情があるためである。 As described above, work involving welding for repair and replacement is required for the prevention of welding breakage in the projecting pieces and the occurrence of large bending deformation in order to prevent the breakage. However, especially when such work becomes work at a ground improvement construction site, there are great difficulties in its repair and replacement work, which also causes construction delays. The reason is that there are circumstances such as the fact that the permanent installation of the welding machine to the construction site is not easy.
本発明は、三次元的な掘削土の混合攪拌を行うための構造を有する上記したような地盤改良装置におけるところの、突出片の横筒状体に対する溶接による取付構造に起因する前記課題に鑑みてなされたもので、その溶接の破断や、突出片の曲がり変形の発生の防止や、その交換作業の簡易迅速化を可能とする突出片の横筒状体に対する取付構造を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problem resulting from the attachment structure by welding of the projecting pieces to the horizontal cylindrical body in the ground improvement device as described above having a structure for mixing and stirring the three-dimensional excavated soil. It is an object of the present invention to provide a mounting structure for the projecting piece to the horizontal cylindrical body which can prevent the breakage of the welding and the occurrence of bending deformation of the projecting piece and simplify and speed up the replacement work. To aim.
請求項1に記載の本発明は、回転する掘削軸と、その先端部近傍に設けられた掘削翼と、該掘削翼の上方であって前記掘削軸に、該掘削軸の横方に突出する形で設けられた横軸体と、該横軸体に対しその横軸線回りに相対的な回転が自在にして外嵌されている横筒状体と、該横筒状体の外周面に該横軸体の横軸線回りに角度間隔をおき、基端部の軸部を介して固定された3以上の突出片と、前記掘削軸が回転するときに、前記突出片に間欠的に当たって該突出片と共に前記横筒状体を前記横軸体の横軸線回りに回転させる打撃部と、を備えてなる地盤改良装置であって、
前記横筒状体の外周面に、前記突出片の基端部をなす軸部を収容可能の凹部を備えて該軸部の外径より基端が大径をなす突出片取付け体が、該突出片取付け体の基端面が突き合せ状態とされて該基端面の外周縁において溶接されてなると共に、前記突出片の基端部をなす軸部が、該突出片取付け体の凹部内に収容され、該突出片が溶接によることなく該凹部に対して抜け止め構造で、着脱可能に取り付けられている地盤改良装置において、
前記突出片取付け体は、筒状又は環状をなし、前記凹部が、該筒状又は環状の内周面の内側であり、該筒状又は環状の外周面が、横断面で略正方形をなし、前記横筒状体の前記横軸体の横軸線回りの回転において、該突出片取付け体が該正方形の対角方向に回転するように溶接されていることを特徴とする。
The present invention according to
The projection piece attachment body has a recess capable of accommodating a shaft portion forming the base end portion of the projection piece on the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body, and the projection piece attachment body whose base end has a larger diameter than the outer diameter of the shaft portion The proximal end face of the projecting piece attachment body is in a butt state and welded at the outer peripheral edge of the proximal end face, and the axial portion forming the proximal end of the projecting piece is accommodated in the recess of the projecting piece attachment body In the ground improvement device in which the projecting piece is detachably attached to the recess with a retaining structure without welding .
The projecting piece attachment body has a tubular or annular shape, the recess is inside the tubular or annular inner peripheral surface, and the tubular or annular outer peripheral surface has a substantially square cross section. The projection attachment body is welded so as to rotate in a diagonal direction of the square in rotation of the horizontal cylindrical body about the horizontal axis of the horizontal shaft .
請求項2に記載の本発明は、前記横筒状体は多角形筒状をなし、前記突出片取付け体は、その基端面が平面をなして前記横筒状体の外周面をなす平面に突き合されて溶接されていることを特徴とする請求項1に記載の地盤改良装置である。
According to a second aspect of the present invention, the horizontal cylindrical body has a polygonal cylindrical shape, and the projecting piece attaching body is a plane whose base end surface is a plane and forms an outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body. The ground improvement device according to
請求項3に記載の本発明は、前記突出片の基端部には、その軸部における軸方向と交差する方向に軸貫通孔が設けられており、前記突出片取付け体の前記凹部の対向する内壁面のうち、該凹部に前記突出片の基端部をなす軸部が収容された時の前記軸貫通孔に一致する位置には、該凹部の壁を貫通する壁貫通孔が設けられており、
前記抜け止め構造が、前記突出片の基端部をなす軸部が前記凹部に収容されている状態で、前記壁貫通孔と前記軸貫通孔を貫通してボルトが通されるボルト締めによるものである請求項1又は2のいずれか1項に記載の地盤改良装置である。
In the invention according to claim 3, an axial through hole is provided at a proximal end portion of the projecting piece in a direction intersecting with the axial direction of the axial portion, and the recess of the projecting piece attaching body is opposed Among the inner wall surfaces, a wall through hole penetrating the wall of the recess is provided at a position corresponding to the shaft through hole when the shaft forming the base end of the projecting piece is accommodated in the recess. Yes,
By the bolting in which the bolt is passed through the wall through hole and the shaft through hole in a state where the shaft portion forming the base end portion of the projecting piece is accommodated in the recess portion in the retaining structure. It is a ground improvement device given in any 1 paragraph of
請求項4に記載の本発明は、前記突出片の基端部には、その軸部における軸方向と交差する方向に軸貫通孔が設けられており、前記突出片取付け体の前記凹部の対向する内壁面のうち、該凹部に前記突出片の基端部をなす軸部が収容された時の前記軸貫通孔に一致する位置には、該凹部の壁を貫通する壁貫通孔が設けられており、
前記抜け止め構造が、前記突出片の基端部をなす軸部が前記凹部に収容されている状態で、前記壁貫通孔と前記軸貫通孔を貫通する割ピンの挿入によるものである請求項1又は2のいずれか1項に記載の地盤改良装置である。
In the present invention according to claim 4, an axial through hole is provided at a proximal end portion of the projecting piece in a direction intersecting with the axial direction of the axial portion, and the recess of the projecting piece attaching body is opposed Among the inner wall surfaces, a wall through hole penetrating the wall of the recess is provided at a position corresponding to the shaft through hole when the shaft forming the base end of the projecting piece is accommodated in the recess. Yes,
The retaining structure is obtained by insertion of a split pin passing through the wall through hole and the shaft through hole in a state in which the shaft portion forming the base end portion of the projecting piece is accommodated in the recess. It is a ground improvement device given in any 1 paragraph of 1 or 2.
請求項5に記載の本発明は、前記突出片の基端部をなす軸部の外周面にオネジが設けられ、前記凹部の内周面にメネジが設けられて、前記抜け止め構造が、該オネジの該メネジへのネジ締め構造とされている請求項1又は2のいずれか1項に記載の地盤改良装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, an external thread is provided on an outer peripheral surface of a shaft portion which forms a base end of the projecting piece, and an internal thread is provided on an inner peripheral surface of the concave portion. The ground improvement device according to any one of
上記従来の地盤改良装置は、その使用過程で、突出片には、間欠的又は断続的に大きな打撃が加わるため、それ自体に曲りや摩耗といった変形や損傷に加え、それが横筒状体に直接溶接で固定されていることから、溶接破断やそれによる突出片の脱落が生じていたのは上記したとおりである。一方、本発明に係る地盤改良装置では、横筒状体に対する突出片の固定が上記構成の取り付け構造を有しているため、次のような特有の効果が得られる。 In the above-mentioned conventional ground improvement device, in the process of use, the projecting pieces are intermittently or intermittently subjected to a large impact, and in addition to deformation and damage such as bending and wear, it is also possible to As described above, since the welding fracture and the falling off of the projecting piece occurred due to the direct welding being fixed, as described above. On the other hand, in the ground improvement device according to the present invention, since the fixing of the projecting piece to the horizontal cylindrical body has the attachment structure of the above configuration, the following unique effects can be obtained.
本発明に係る地盤改良装置では、横筒状体に対する突出片の固定が、横筒状体の外周面に基端面を突き合せて溶接された突出片取付け体を介在させての固定であり、この突出片取付け体の横筒状体の外周面への溶接箇所であるその基端部は、その外径が、突出片の軸部の外径より大きい。したがって、従来の地盤改良装置のように、突出片の基端面を横筒状体の外周面に直接、突き合せて溶接していた固定構造に比べると、溶接長(溶接範囲)を長く確保できるから、溶接強度のアップを図ることができる。このため、その溶接の破断の防止に有効であり、その破断に起因する突出片の脱落防止に有効である。 In the ground improvement device according to the present invention, the fixing of the protruding piece to the horizontal cylindrical body is a fixing with the protruding piece attaching body interposed by welding the base end face to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body. The outer diameter of the proximal end portion, which is a welding portion to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body of the protruding piece attachment body, is larger than the outer diameter of the shaft portion of the protruding piece. Therefore, compared to the fixed structure in which the base end face of the protruding piece is directly butted and welded to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body as in the conventional ground improvement device, a long welding length (welding range) can be secured. Therefore, the welding strength can be increased. For this reason, it is effective in prevention of the fracture of the welding, and is effective in fallout prevention of the projection piece resulting from the fracture.
その上、本発明に係る地盤改良装置では、突出片は、横筒状体の外周面に溶接されている突出片取付け体内に、基端部をなす軸部が収容されている分、突出片自体の突出長を、突出片を横筒状体の外周面に直接、突き合せ溶接していた従来のそれに比べ、小さくできる。このため、突出片が、その回転(縦回り)のための打撃を受けても曲げ変形を生じ難い。したがって、突出片の寿命の延長が図られる。 Moreover, in the ground improvement device according to the present invention, the projecting piece is a projecting piece that is accommodated in the projecting piece mounting body welded to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body, since the shaft portion forming the base end is accommodated. The projection length of itself can be made smaller than that in the prior art in which the projection pieces are directly butt-welded to the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body. For this reason, even if the projecting piece is hit for the rotation (longitudinal rotation), the bending deformation hardly occurs. Therefore, the life of the projecting piece can be extended.
しかも、本発明に係る地盤改良装置では、突出片が変形して交換する必要があるとしても、突出片取付け体内に収容される突出片の固定は、溶接に因らないため、現場での交換の簡易迅速化、作業の効率化が図られる。その上、本発明に係る地盤改良装置においては、前記突出片取付け体は、筒状又は環状をなし、前記凹部が、該筒状又は環状の内周面の内側であり、該筒状又は環状の外周面が、横断面で略正方形をなし、前記横筒状体の前記横軸体の横軸線回りの回転において、該突出片取付け体が該正方形の対角方向に回転するように溶接されているから、次のような特有の効果が得られる。すなわち、このような溶接構造としてあるため、前記突出片取付け体が正方形のその対角方向に回転することになるから、その対辺方向に回転する場合に比べ、土砂の切れがよく、しかも、その縦回りにおける抵抗も小さく出来る。 Moreover, in the ground improvement device according to the present invention, even if the projecting piece is deformed and needs to be replaced, the fixing of the projecting piece housed in the projecting piece mounting body is not due to welding, so the exchange at the site simple faster, Ru been achieved the efficiency of work. Moreover, in the ground improvement device according to the present invention, the protrusion attachment body has a tubular or annular shape, and the recess is an inner side of the tubular or annular inner peripheral surface, the tubular or annular The outer peripheral surface of the cross section has a substantially square shape, and the protrusion mounting body is welded so as to rotate in the diagonal direction of the square upon rotation of the horizontal cylindrical body about the horizontal axis of the horizontal shaft. Therefore, the following specific effects can be obtained. That is, since such a welding structure is used, the projecting piece attachment body is rotated in the diagonal direction of the square, so that the earth and sand are cut better than in the case of rotating in the opposite side direction. The resistance in the vertical direction can also be reduced.
請求項2に記載のように、平面同士の突き合せによる溶接とすることで、溶接構造の単純化と共に、その強度アップが図られる。前記抜け止め構造は、請求項3に記載のようにボルト締めを用いたり、請求項4に記載のように割ピンを用いたり、請求項5に記載のようなネジ締めを用いたりして、着脱可能に取り付ければよい。
As described in the second aspect, by welding by flat butt welding, the strength can be increased together with the simplification of the welded structure. The retaining structure may be bolted as described in claim 3, used a split pin as described in claim 4, or screwed as described in
本発明に係る地盤改良装置(地盤改良用の掘削攪拌装置)の実施形態例について説明する前に、「突出片取付け体」が相違する点において本発明の地盤改良装置とは相違する「参考例」としての地盤改良装置について、図1ないし図5を参照して詳細に説明する。図中、101は地盤改良装置であり、1は略円筒状(若しくは中空円柱状)をなす掘削軸(回転駆動軸)であって、上方に設けられる図示しない回転駆動手段によって回転する構成とされており、その下端部(掘削軸の先端部)近傍には地盤を掘削する所定の径(掘削径D)をもつ掘削翼2が、溶接によりその掘削軸1に対してほぼ直角方向で突出するように設けられている。なお、掘削軸1の下端部近傍には、スラリー状の固化剤の吐き出し口1aが設けられており、図示しない固化剤が圧送源から掘削軸1の内側を通って掘削土K中に吐出されるように構成されている。
Before describing the embodiment of the ground improvement device according to the present invention (excavator / stirring device for ground improvement), the “reference example different from the ground improvement device according to the present invention in that“ projected piece attachment body ”is different” The ground improvement device as “1.” will be described in detail with reference to FIGS. In the figure,
掘削軸1の外周には次記する横軸体7の支持体として筒状体(円管)5が外嵌、装着されて、二重管構造を呈している。筒状体5の下端部は、掘削翼2より所定高さ上方に位置するように保持されている。筒状体5の上端部は、筒状体5を掘削軸1の軸線回りに回転させないように、掘削軸を回転させる図示しない回転駆動手段(モータ)を固定しているマウントに固定されるか、別の回転駆動手段(モータ)に連結されて掘削軸1と同方向にそれと異なる回転数で、又は逆方向に適宜の回転数で掘削軸1の軸線G1回りに回転するように構成されている。
A cylindrical body (circular pipe) 5 is externally fitted and mounted on the outer periphery of the excavating
一方、筒状体1の下端部寄り部位の両外側には、筒状体5に対して略直角で、横に略直線状に延びる断面円形の棒状をなす横軸体7が、図1の左右において、掘削翼2の外径と同じか、それより短めの突出長で突出するように設けられている。そして、この左右の横軸体7にはそれぞれ横軸(横軸線)G2回りに回転自在に筒状の横筒状体12、12が外嵌(遊嵌)されている。ただし、横筒状体12は、横軸体7の端部に設けられた大径の拡径部10にて、横軸体7から抜け出ない構造とされている。
On the other hand, on both sides of the lower end portion of the
横筒状体12は、円管(外周面も円である円筒状のもの)でもよいが、本参考例(以下、「本例」又は「上記例」ともいう)では多角形筒状(内周面が横断面、円形で、外周面が横断面で正方形)をなしている(図2、図4、図5参照)。そして、その横筒状体12の外側(外周面)の掘削軸1寄り部位には、詳細は後述するが、横軸体7の横軸線G2方向から見て(横軸線回りに)略等角度間隔(90度間隔)で、詳細は後述するが、突出片13をなす丸棒が突出状に、放射状配置で設けられており(図2、図4、図5参照)、横筒状体12と共に横軸線G2回りに回転自在とされている。なお、掘削軸1のうち、横軸体7と掘削翼2との上下間には、突出片13を横軸線G2回りに回転させるため、丸棒状の打撃部(回転駆動手段)11が、掘削軸1に直角となるようにして固定されており、例えば、横軸体7の掘削軸1回りの回転が止められているとき、掘削軸1とともに回転するその打撃部11が、横筒状体12に設けられている突出片13に間欠的(断続的)に当たり、突出片13が横筒状体12と共に横軸線G2回りに間欠的に回転(縦回り)できるよう、突出片13と打撃部11との長さ、及び配置で設けられている。なお、地盤を掘削し、突出片13が縦回りすることで、掘削土を横軸線G2回りに混合攪拌するため、突出片13は攪拌体の役割をも担うのであるが、本例では、横筒状体12の外周面のうち、突出片13より外方(掘削軸と反対側)に、それとは別に、それより短めの丸棒からなる攪拌体15が、突出片13と同様の等角度間隔で、溶接により設けられており、掘削土の横軸線G2回りの混合攪拌性を高めている。なお、独立の打撃部11を設けることなく、掘削翼2の上縁部位2aが、突出片13、13に当たって、突出片13と共に横筒状体12を回転させるようにしてもよい。
The horizontal
次に、横筒状体12の外周面への突出片13の取付構造について説明する(図4、図5参照)。本例では、この横筒状体12の外周面(平面)に、突出片取付け体21が次のようにして溶接されている。すなわち、横筒状体12の外周面である平面に、突出片13の基端部(横筒状体12側の端部)をなす軸部を収容可能の内径で貫通する凹部22を有し、該軸部の外径より基端23が大径をなす短円筒形状を呈する突出片取付け体21が、該突出片取付け体21の基端面(平面)を突き合せ状態とし、基端面の外周縁(円)に沿って溶接ビード(図中のダブルハッチング参照)Bが存するように(図3−図5参照)、すなわち、横筒状体12の外周面(平面)と、突出片取付け体21の外周面との隅角に沿って溶接ビードBが存するように溶接されている。そして、突出片13の基端部をなす軸部が、突出片取付け体21の凹部(短円筒)22内に収容され、突出片13は、次記するように溶接によることなくボルト締めで、この凹部22に、抜け止め構造で着脱可能に取り付けられている。なお、突出片取付け体21は、本例では貫通する筒状のものとしたが、有底の筒体としてもよい。
Next, the mounting structure of the projecting
突出片13の取付構造は、それが凹部22に対して抜け止め構造で着脱可能であればよいが、本例では、凹部(短円筒)22内に収容されている突出片13の基端部(軸部)において、その軸と直角方向にボルト31を通した抜け止め構造をなし、ボルト31の先端においてナット35を締め付けてなる着脱可能のものとしている。すなわち、本例では、突出片13の基端部には、その軸部における軸方向と交差する方向に軸貫通孔14が設けられており、突出片取付け体21の凹部22の対向する内壁面であって、凹部22に突出片13の基端部をなす軸部が収容された時において軸貫通孔14に一致する位置には、凹部22の壁を貫通する壁貫通孔25が設けられており、その収容状態で、壁貫通孔25と前記軸貫通孔14を貫通してボルト31が通され、そのボルト31の先端をナット35で締めるボルト締めによっている。
The attachment structure of the projecting
このような本例では、外管である筒状体5を回転させることなく掘削軸1を回転させると、図2の左図及び右図に示したように、打撃部11が回転し、左右の横軸体7に外嵌されている横筒状体12に設けられている突出片(丸棒)13、13に、間欠的に当たり、突出片13は横軸線G2回りに横筒状体12と共に回転する(縦回転する)。なお、本例では、構造上、左右の横軸体7における突出片13はその軸線G2方向から見たとき、互いに反対側に回転する。
In this example, when the digging
このような本例の地盤改良装置101は、その構造に基づき、掘削軸1が回転しながら地盤中(土中)に入り込むと掘削翼2により掘削が始まり、土砂Kは掘削翼2にて掘削軸1の回りに混合攪拌され、地盤は掘削翼2の径とほぼ同径の掘削径Dでもって円柱状に掘削されていく。この際、筒状体5は停止しているか、逆転しているか、掘削軸1と同方向に異なる回転数で回転するように制御されるが、その掘削工程では、上記したように、掘削軸1に設けられた打撃部11が横筒状体12に設けられた突出片13、13に間欠的に当たって、突出片13および攪拌片15を横軸体7の軸線G2回りに回転させ、その状態の下で掘削がすすむことから、掘削土(土砂)Kは三次元的に混合攪拌される。
In this
一方、この混合攪拌過程で、打撃部11による打撃を受ける突出片13は、横筒状体12の外周面に基端面を突き合せて溶接された突出片取付け体21を介し、その凹部22内に基端部を挿入させることによる取付構造を有している。そして、この突出片取付け体21のうちの、横筒状体12の外周面への溶接箇所である基端23は、その外径が、突出片13の軸部の外径より大きい。すなわち、従来の地盤改良装置のように、突出片の基端面を横筒状体の外周面に直接、突き合せて溶接していた固定構造に比べると、溶接長(ビードの軸部回りの周長)を長く確保できるから、溶接強度のアップを図ることができる。このため、突出片取付け体21の横筒状体12への溶接箇所の破断の防止に有効であり、その破断に起因する突出片13の脱落防止に有効である。とくに、本例では、突出片取付け体21の横筒状体12の外周面への溶接を、互いの平面同士による突き合せでの溶接としているため、溶接構造の単純化も図られる。ただし、図示はしないが、横筒状体12は、その横断面(外周)が、本例におけるような正方形ではなく、円形をなす円管(円筒)状のものとしてもよいなど、その形状は適宜のものとすることができる。なお、突出片取付け体は、その端面の外周縁の全体が、横筒状体12の外周面に突き合せ状となる構造で溶接するのがよい。
On the other hand, in the mixing and stirring process, the projecting
また、本例では、突出片13は、横筒状体12の外周面に溶接されている突出片取付け体21内に、基端部をなす軸部が収容されている分、突出片13自体の突出長を、従来のように突出片を横筒状体の外周面に直接、突き合せ溶接していたものに比べ、小さくできる。このため、突出片13が、その回転(縦回り)のための打撃を受けても曲げ変形を生じ難く、したがって、突出片13の寿命の延長が図られる。しかも、その突出片13が変形して交換する必要があるとしても、突出片取付け体21内に収容される突出片の固定は、溶接によらないボルト締め構造のため、現場での交換の簡易迅速化、作業の効率化が図られる。
Moreover, in this example, the
なお、突出片取付け体21は、前記した参考例におけるような円筒状のものとは異なり、横断面(外周)が正方形のもので、図6に示した突出片取付け体21のように、突出片13の縦回り(横筒状体12の回転)において、突出片取付け体21がその正方形の対角方向に回転するように、これを横筒状体12の外周面へ溶接するのがよい。というのは、このような溶接構造とすると、突出片取付け体21が正方形のその対角方向に回転することになるから、その対辺方向に回転する場合に比べ、土砂の切れがよく、しかも、その縦回りにおける抵抗も小さく出来るためである。図1−図5に基いて説明した上記参考例の地盤改良装置において、その突出片取付け体を、図6に示した突出片取付け体21としたものが、本発明に係る地盤改良装置の実施形態例である。
Incidentally, the projecting
前記例では、突出片13の凹部22に対する抜け止め構造を、上記したボルト締め構造としたが、これは、ボルトに代えて、自身の抜け止め防止が確保できるピン(例えば、割ピン)を通し、その両脚端を抜け止め状に折り返すよう曲げることにしてもよい。抜け止め構造は、突出片の凹部からの抜け止めが得られ、かつ、着脱可能であればよいためである。また、別例としては、図7に示したように、突出片13の基端部をなす軸部の外周面にオネジ17を設ける一方、凹部22の内周面にメネジ27を設けてネジ穴とし、オネジ17をメネジ(ネジ穴)27にねじ込んで、ネジ締めするものとしてもよい。
In the above example, the retaining structure of the projecting
なお、本発明は、上記例の地盤改良装置への適用に限られるものではなく、回転する掘削軸と、その先端部近傍に設けられた掘削翼と、該掘削翼の上方であって前記掘削軸に、該掘削軸の横方に突出する形で設けられた横軸体と、該横軸体に対しその横軸線回りに相対的な回転が自在にして外嵌されている横筒状体と、該横筒状体の外周面に該横軸体の横軸線回りに角度間隔をおき、基端部の軸部を介して固定される3以上の突出片と、前記掘削軸が回転するときに、前記突出片に間欠的に当たって該突出片と共に前記横筒状体を前記横軸体の横軸線回りに回転させる打撃部と、を備えてなる地盤改良装置に広く適用できる。 The present invention is not limited to the application to the ground improvement device of the above example, and the excavating shaft which is rotating, the excavating wing provided in the vicinity of the tip end thereof, and the excavating excavating wing above the excavating wing A horizontal shaft is provided on the shaft so as to project laterally of the digging shaft, and a horizontal cylindrical body fitted on the horizontal shaft so as to allow relative rotation about its horizontal axis. And three or more projecting pieces fixed at the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body about the horizontal axis of the horizontal shaft at an angle interval through the shaft portion of the base end, and the excavating shaft rotates The present invention can be widely applied to a ground improvement device comprising: an impact part which intermittently contacts the projecting piece and rotates the horizontal cylindrical body around the horizontal axis of the horizontal shaft together with the projecting piece.
すなわち、上記例の地盤改良装置101では、掘削軸1に対し相対回転する横軸体7を、掘削軸に外嵌されている筒状の筒状体(外管)5の回転を止めるか、その回転を制御するものにおいて具体化したが、例えば、筒状体(外管)5を上まで延ばさず短いものとして、掘削軸の所定高さ位置でその軸まわりに自在に回転するものとし、これに設けられる横軸体の突出長を掘削翼の外径より大きくしておき、掘削過程で、その横軸体の先端を掘削翼で掘削される地盤の外側に入り込ませるようにして、その横軸体の掘削軸回りの回転を規制するものとしてもよい。また、掘削軸の回転において、打撃部でなく、横軸体も掘削軸と一体となって回転する一方、打撃部が回転することなく停止して、横軸体と共に回転する突出片がこの打撃部に当たって横軸体の横軸線回りに回転するものとしてもよい。すなわち、この場合には、横軸体を掘削軸と共に回転するように設け、打撃部を上記例における横軸体のように掘削軸まわりに自在に回転可能に設け、掘削軸の回転において、打撃部を、上記したような構成にすることで、掘削軸回りの回転を止めるか、その回転を制御することとすればよい。
That is, in the
すなわち、本発明は、掘削軸回りの回転が停止、又は制御されるよう横軸体にその横軸線回りに回転可能に外嵌されている横筒状体に設けられている突出片に、掘削軸と共に回転する打撃部が当たるか、掘削軸と共に回転する横軸体にその横軸線回りに回転可能に外嵌されている横筒状体に設けられている突出片に、掘削軸回りの回転が停止、又は制御される設けられている打撃部が当たることで、横軸体に外嵌されている横筒状体の突出片を縦回転させる構成を有する従来公知の地盤改良装置におけるその突出片の横筒状体への取付構造として、広く適用できる。 That is, according to the present invention, the projecting piece provided on the horizontal cylindrical body rotatably fitted around the horizontal axis to the horizontal shaft so as to stop or control the rotation about the drilling axis is excavated. The striking part rotating with the shaft hits, or the projection piece provided on the horizontal cylindrical body rotatably fitted around the horizontal axis to the horizontal shaft rotating with the drilling axis, rotates around the drilling axis Is a conventional well-known ground improvement device having a configuration in which a projecting piece of a horizontal cylindrical body externally fitted to a horizontal shaft is vertically rotated by being hit or stopped when the striking portion provided is stopped or controlled. It can be widely applied as an attachment structure to a horizontal cylindrical body of a piece.
1 掘削軸
2 掘削翼
2a 掘削翼の上縁
5 筒状体(支持体)
7 横軸体
11 打撃部
12 横筒状体
13 攪拌体
14 軸貫通孔
15 攪拌片
17 オネジ
21 突出片取付け体
22 凹部
23 突出片取付け体の基端
25 壁貫通孔
27 メネジ
31 ボルト
101 地盤改良装置
G1 掘削軸の軸線
G2 横軸体の横軸線
B 溶接のビード
K 掘削土(土砂)
1
Claims (5)
前記横筒状体の外周面に、前記突出片の基端部をなす軸部を収容可能の凹部を備えて該軸部の外径より基端が大径をなす突出片取付け体が、該突出片取付け体の基端面が突き合せ状態とされて該基端面の外周縁において溶接されてなると共に、前記突出片の基端部をなす軸部が、該突出片取付け体の凹部内に収容され、該突出片が溶接によることなく該凹部に対して抜け止め構造で、着脱可能に取り付けられている地盤改良装置において、
前記突出片取付け体は、筒状又は環状をなし、前記凹部が、該筒状又は環状の内周面の内側であり、該筒状又は環状の外周面が、横断面で略正方形をなし、前記横筒状体の前記横軸体の横軸線回りの回転において、該突出片取付け体が該正方形の対角方向に回転するように溶接されていることを特徴とする地盤改良装置。 A rotating drilling shaft, a drilling blade provided in the vicinity of the tip thereof, and a horizontal shaft which is provided above the drilling blade and which protrudes to the drilling shaft in the lateral direction of the drilling shaft; A horizontal cylindrical body which is externally fitted so as to be rotatable relative to the horizontal shaft about its horizontal axis, and an angular interval around the horizontal axis of the horizontal shaft on the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body And three or more projecting pieces fixed via the shaft portion of the base end, and when the drilling shaft rotates, intermittently hit the projecting pieces and the lateral piece with the projecting pieces. a hitting unit for rotating the horizontal axis line of the shaft, a soil improvement device including a
The projection piece attachment body has a recess capable of accommodating a shaft portion forming the base end portion of the projection piece on the outer peripheral surface of the horizontal cylindrical body, and the projection piece attachment body whose base end has a larger diameter than the outer diameter of the shaft portion The proximal end face of the projecting piece attachment body is in a butt state and welded at the outer peripheral edge of the proximal end face, and the axial portion forming the proximal end of the projecting piece is accommodated in the recess of the projecting piece attachment body In the ground improvement device in which the projecting piece is detachably attached to the recess with a retaining structure without welding .
The projecting piece attachment body has a tubular or annular shape, the recess is inside the tubular or annular inner peripheral surface, and the tubular or annular outer peripheral surface has a substantially square cross section. A ground improvement device characterized in that, in rotation of the horizontal cylindrical body about the horizontal axis of the horizontal shaft, the projecting piece attachment body is welded so as to rotate in the diagonal direction of the square .
前記抜け止め構造が、前記突出片の基端部をなす軸部が前記凹部に収容されている状態で、前記壁貫通孔と前記軸貫通孔を貫通してボルトが通されるボルト締めによるものである請求項1又は2のいずれか1項に記載の地盤改良装置。 An axial through hole is provided at a base end portion of the projecting piece in a direction intersecting with the axial direction of the axial portion, and the concave portion of the projecting piece mounting body has the concave portion facing the concave portion. A wall through hole penetrating the wall of the recess is provided at a position corresponding to the axial through hole when the axial portion forming the base end of the projecting piece is accommodated.
By the bolting in which the bolt is passed through the wall through hole and the shaft through hole in a state where the shaft portion forming the base end portion of the projecting piece is accommodated in the recess portion in the retaining structure. The ground improvement device according to any one of claims 1 or 2.
前記抜け止め構造が、前記突出片の基端部をなす軸部が前記凹部に収容されている状態で、前記壁貫通孔と前記軸貫通孔を貫通する割ピンの挿入によるものである請求項1又は2のいずれか1項に記載の地盤改良装置。 An axial through hole is provided at a base end portion of the projecting piece in a direction intersecting with the axial direction of the axial portion, and the concave portion of the projecting piece mounting body has the concave portion facing the concave portion. A wall through hole penetrating the wall of the recess is provided at a position corresponding to the axial through hole when the axial portion forming the base end of the projecting piece is accommodated.
The retaining structure is obtained by insertion of a split pin passing through the wall through hole and the shaft through hole in a state in which the shaft portion forming the base end portion of the projecting piece is accommodated in the recess. Ground improvement device given in any 1 paragraph of 1 or 2.
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