JP7194621B2 - Stirrer and mechanical stirring method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、重機の作業機に取り付けられ、改良材及び/又はエアを供給しながら地盤を攪拌する攪拌装置と、これを利用した機械攪拌工法とに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an agitating device that is attached to a working machine of a heavy machine and agitates ground while supplying improving material and/or air, and a mechanical agitating construction method using the same.
様々な建築物を構築するにあたり、現地の地盤が軟弱な場合には地盤改良が行なわれる。地盤改良には種々の工法が存在し、その中の1つである機械攪拌工法は、回転する攪拌翼により地盤形成土と改良材とを混合攪拌し、地中に改良体を造成する工法である。そのような攪拌翼を備えた攪拌装置は、通常、重機に装着して使用され、又、施工の効率化等を目的として、様々な工夫が為されている(例えば特許文献1~3参照)。
When constructing various buildings, ground improvement is carried out if the local ground is soft. There are various methods for ground improvement, one of which is the mechanical agitation method, which mixes and agitates ground-forming soil and improvement material with a rotating stirring blade to form an improvement body in the ground. be. Stirring devices equipped with such stirring blades are usually used by being attached to heavy machinery, and various devices have been devised for the purpose of improving the efficiency of construction (see, for example,
ここで、上述した従来の攪拌装置を用いた機械攪拌工法では、例えば、地盤内に支障物が存在している場合には、支障物を避けて攪拌を行うために、その都度重機を移動させる必要があった。又、改良体の端部を平面的に形成するためには、その平面に対して略直交する向きに重機を配置する必要があり、この場合にも重機の移動を余儀なくされていた。このような施工中の重機の移動は、作業効率を悪化させる要因となっている。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機械攪拌工法における重機の移動頻度を抑制し、作業効率を向上させることにある。
Here, in the mechanical stirring method using the conventional stirring device described above, for example, when there is an obstacle in the ground, the heavy machine is moved each time in order to avoid the obstacle and perform stirring. I needed it. In addition, in order to form the ends of the improved body on a plane, it is necessary to arrange the heavy machinery in a direction substantially perpendicular to the plane, and in this case also, the heavy machinery has to be moved. Such movement of heavy machinery during construction is a factor that deteriorates work efficiency.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress the frequency of movement of heavy machinery in the mechanical stirring method and improve work efficiency.
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Mode of invention)
The following aspects of the invention exemplify configurations of the present invention, and will be described separately in order to facilitate understanding of the various configurations of the present invention. Each term does not limit the technical scope of the present invention, and while considering the best mode for carrying out the invention, replaces, deletes, or further The technical scope of the present invention can also include those to which the constituent elements are added.
(1)重機の作業機に取り付けられ、改良材及び/又はエアを供給しながら地盤を攪拌する攪拌装置であって、ロッド部と、前記重機から供給される動力を利用して回転しながら、外周に設けられた複数の切削刃によって地盤を攪拌し、その回転軸が前記ロッド部の延在方向と直交或いは略直交するように前記ロッド部の先端に取り付けられた一対の攪拌翼と、前記重機の前方において前記ロッド部の先端が下方を向きつつ、前記一対の攪拌翼が前記重機の側方向の左側及び右側に位置するように、前記ロッド部を前記作業機に取り付けるための取付部と、を含み、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の中途部分から先端までを、前記ロッド部の延在方向に対して前記重機側へ屈折させるための屈折機構を備える攪拌装置。 (1) A stirring device that is attached to a working machine of a heavy machine and stirs the ground while supplying an improving material and / or air, wherein the rod part and the power supplied from the heavy machine are used to rotate, A pair of stirring blades attached to the tip of the rod part so that the ground is stirred by a plurality of cutting blades provided on the outer periphery, and the rotation axis thereof is orthogonal or substantially orthogonal to the extending direction of the rod part; a mounting portion for mounting the rod portion to the work machine such that the tip of the rod portion faces downward in front of the heavy machinery and the pair of stirring blades are positioned on the left and right sides in the lateral direction of the heavy machinery; and a bending mechanism for bending the middle part to the tip of the rod part toward the heavy machine side with respect to the extending direction of the rod part by using the power supplied from the heavy machine. device.
本項に記載の攪拌装置は、ロッド部と、このロッド部の先端に取り付けられた一対の攪拌翼と、ロッド部を作業機に取り付けるための取付部とを含んでいる。一対の攪拌翼の各々は、重機から供給される動力によって回転するものであり、回転しながら外周に設けられた複数の切削刃によって地盤を攪拌する。又、一対の攪拌翼は、夫々の回転軸がロッド部の延在方向と直交或いは略直交するように、ロッド部の先端に取り付けられる。これにより、ロッド部の先端が向く方向に、攪拌翼の外周に沿って回転移動する複数の切削刃が向けられることになる。更に、ロッド部は、重機の前方においてロッド部の先端が下方を向き、かつ、一対の攪拌翼が重機の側方向の左側及び右側に位置するように、取付部によって作業機に対して取り付けられる。このため、攪拌翼の複数の切削刃は、主に下方へ向けて使用され、このような一対の攪拌翼によって地盤が掘削されながら、地盤形成土と改良材及び/又はエアとが混合攪拌される。 The stirring device described in this section includes a rod portion, a pair of stirring blades attached to the tip of the rod portion, and an attachment portion for attaching the rod portion to the work machine. Each of the pair of stirring blades is rotated by power supplied from a heavy machine, and stirs the ground with a plurality of cutting blades provided on the outer circumference while rotating. Also, the pair of stirring blades is attached to the tip of the rod portion so that the respective rotating shafts are orthogonal or substantially orthogonal to the extending direction of the rod portion. As a result, a plurality of cutting blades rotating along the outer periphery of the stirring blade are directed in the direction in which the tip of the rod portion is directed. Further, the rod portion is attached to the work machine by the attachment portion such that the tip of the rod portion faces downward in front of the heavy machinery and the pair of stirring blades are positioned on the left and right sides of the heavy machinery. . For this reason, the plurality of cutting blades of the stirring blades are mainly used downward, and while the ground is excavated by such a pair of stirring blades, the ground formation soil, the improvement material and / or air are mixed and stirred. be.
更に、本項に記載の攪拌装置は、屈折機構を備えており、この屈折機構は、重機から供給される動力を利用して、ロッド部の中途部分から先端までを、ロッド部の延在方向に対して重機側へ屈折させるものである。これにより、ロッド部の先端が、ロッド部の延在方向だけでなく、ロッド部が屈折した重機側の方向にも向けられるため、重機の移動を伴わずして、掘削や攪拌の方向が切り替えられることになる。特に、地盤中に配管等の支障物が存在する場合でも、重機を移動させることなく、屈折したロッド部によって支障物を避けながら、支障物の下方等が攪拌されるものである。このため、施工中の重機の移動頻度を抑制され、作業効率が向上されることとなる。 Further, the stirrer described in this section is provided with a bending mechanism, and this bending mechanism utilizes power supplied from the heavy machinery to extend the length of the rod from the middle portion to the tip of the rod in the extending direction of the rod. It is to be refracted to the heavy machinery side. As a result, the tip of the rod can be directed not only in the direction in which the rod extends, but also in the direction of the heavy equipment where the rod is bent, so the direction of excavation and stirring can be switched without moving the heavy equipment. will be In particular, even when obstacles such as pipes are present in the ground, the area below the obstacles is agitated while avoiding the obstacles by means of the bent rod portion without moving the heavy machinery. Therefore, the frequency of movement of heavy machinery during construction is suppressed, and work efficiency is improved.
(2)上記(1)項において、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の非屈折状態での延在方向と平行な軸を回転軸として、前記ロッド部を左回り及び右回りの夫々で少なくとも最大で90°軸回転させるための軸回転機構を備える攪拌装置。
本項に記載の攪拌装置は、更に軸回転機構を備えるものであり、この軸回転機構は、重機から供給される動力を利用して、ロッド部の非屈折状態での延在方向と平行な軸を回転軸として、ロッド部を軸回転させるものである。この軸回転機構によるロッド部の軸回転は、左回り及び右回りの夫々で少なくとも最大で90°、すなわち、作業機の正面方向を基準とした少なくとも180°の範囲内で回転される。
(2) In the above item (1), the power supplied from the heavy equipment is used to rotate the rod part counterclockwise and around the axis parallel to the extension direction of the rod part in the non-bent state as the rotation axis. An agitator comprising an axial rotation mechanism for axial rotation of at least up to 90° in each clockwise direction .
The stirrer described in this section further comprises an axial rotation mechanism, and this axial rotation mechanism utilizes power supplied from a heavy machine to rotate the rod portion in parallel with the extending direction in the non-bending state. The rod portion is rotated about the shaft as the rotation axis. The shaft rotation of the rod portion by this shaft rotation mechanism is at least 90 degrees at maximum in both counterclockwise and clockwise directions, that is, within a range of at least 180 degrees with respect to the front direction of the working machine.
ここで、攪拌装置を用いて地盤を改良する際に、その施工範囲(改良体)の端部を平面的に形成するためには、攪拌翼の取り付け方向を考慮すると、通常、改良体の平面に対して略直交する向きに重機を配置する必要がある。しかしながら、本項に記載の攪拌装置は、上述したように、軸回転機構によりロッド部が軸回転されるため、施工範囲の、重機の正面方向やその反対の手前方向に位置する平面的な端部のみではなく、重機の側方向に位置する平面的な端部の施工にも対応するものとなる。これにより、重機を移動させることなく、施工範囲の様々な方向に位置する平面的な端部を施工するものとなるため、これによっても重機の移動頻度が抑制され、作業効率がより向上されることになる。更に、施工範囲の平面的な端部を施工するタイミング以外でも、例えば、施工の仕上げ等のタイミングで地盤を攪拌する際に、軸回転機構によりロッド部を左回りと右回りとに交互に軸回転させて揺動させてもよい。このようにすることで、ロッド部を揺動させない場合と比較して、同じ軌道でロッド部の先端を移動させたときに攪拌される範囲が広がるため、施工効率が向上されるものである。 Here, when improving the ground using a stirring device, in order to form the end of the construction range (improved body) in a plane, considering the mounting direction of the stirring blade, the plane of the improved body is usually It is necessary to place the heavy equipment in a direction that is substantially perpendicular to the However, in the agitator described in this section, as described above, since the rod portion is rotated by the shaft rotation mechanism, the planar end located in the front direction of the heavy machine or the opposite front direction of the construction range can be used. It can be applied not only to the part but also to the planar end part located in the lateral direction of the heavy equipment. As a result, it is possible to construct flat ends located in various directions of the construction area without moving the heavy machinery, which also reduces the frequency of movement of the heavy machinery and improves work efficiency. It will be. Furthermore, even at times other than the timing of constructing the planar end of the construction range, for example, when stirring the ground at the timing of finishing construction, etc., the shaft rotation mechanism rotates the rod part counterclockwise and clockwise alternately. It may be rotated and oscillated. By doing so, compared to the case where the rod is not oscillated, the range to be agitated when the tip of the rod is moved along the same trajectory is widened, so that construction efficiency is improved.
(3)上記(2)項において、前記重機から供給される動力を利用して、前記一対の攪拌翼を回転させるための回転駆動部が、前記ロッド部の先端に攪拌翼毎に別個で設けられ、各々の前記回転駆動部に、前記攪拌翼の回転方向、回転数及び回転トルクを制御可能な回転制御機構が具備され、前記軸回転機構により前記ロッド部が軸回転される際に、該軸回転を補助する方向に前記一対の攪拌翼を回転させるように、前記回転制御機構の各々を制御する回転補助制御部を含む攪拌装置(請求項1)。 (3) In the above item (2), a rotary drive unit for rotating the pair of stirring blades using power supplied from the heavy equipment is separately provided for each stirring blade at the tip of the rod portion. and each of the rotation drive units is provided with a rotation control mechanism capable of controlling the rotation direction, the number of rotations and the rotation torque of the stirring blade, and when the rod is rotated by the shaft rotation mechanism, the A stirring device comprising a rotation assisting control section for controlling each of the rotation control mechanisms so as to rotate the pair of stirring blades in a direction to assist rotation of the shaft (claim 1 ).
本項に記載の攪拌装置は、重機から供給される動力によって一対の攪拌翼を回転させるための回転駆動部を、ロッド部の先端に攪拌翼毎に別個で具備し、更に、各々の回転駆動部に、攪拌翼の回転方向、回転数及び回転トルクを制御可能な回転制御機構を備えたものである。これにより、例えば、一対の攪拌翼を同方向に回転させた場合は、回転に抵抗する力によって意図しない方向に攪拌翼が進み、随処に攪拌不足が生じてしまうことがあるが、一対の攪拌翼を互いに反対方向に回転させることで、攪拌翼の回転に抵抗する力が相殺され、攪拌翼の進む方向が安定するため、攪拌不足の発生が抑制されるものとなる。更に、攪拌翼が意図しない方向に進んだ場合でも、それまでとは反対方向に攪拌翼を回転させることによって方向修正が容易になるため、施工時間のロスが低減されるものである。又、回転トルク等の制御によって、地盤への押込み力に対する先端荷重の制御が行われることになるため、孔曲がりやそれによる攪拌不足の発生が抑制されるものとなる。 The stirring device according to this section includes a rotation drive unit for rotating the pair of stirring blades by power supplied from heavy machinery, separately provided for each stirring blade at the tip of the rod portion, and further rotating each blade. The part is provided with a rotation control mechanism capable of controlling the rotation direction, rotation speed and rotation torque of the stirring blade. As a result, for example, when a pair of stirring blades are rotated in the same direction, the stirring blades may advance in an unintended direction due to the force resisting the rotation, resulting in insufficient stirring in some places. By rotating the blades in directions opposite to each other, the force resisting the rotation of the stirring blades is canceled and the direction in which the stirring blades advance is stabilized, thereby suppressing the occurrence of insufficient stirring. Furthermore, even if the stirring blades move in an unintended direction, the direction can be easily corrected by rotating the stirring blades in the opposite direction, so that the loss of construction time can be reduced. Also, by controlling the rotational torque, etc., the tip load with respect to the pushing force into the ground is controlled, so that the bending of the hole and the resulting insufficient stirring can be suppressed.
加えて、本項に記載の攪拌装置は、軸回転機構によりロッド部が軸回転される際に、この軸回転を補助する方向に一対の攪拌翼を回転させるように、回転制御機構の各々を制御する回転補助制御部を含むものである。ここで、回転補助制御部による制御を受けた一対の攪拌翼の回転方向は、通常、攪拌翼同士で反対方向になる。これにより、特に、上記(2)項に記載したようにロッド部が揺動されるようにして軸回転される場合に、その軸回転の方向に合わせて一対の攪拌翼の回転方向が切り替えられることで、ロッド部の軸回転や軸回転方向の切り替えがスムーズに行われるようになり、作業効率が向上するものである。 In addition, in the stirring device described in this section, each of the rotation control mechanisms rotates the pair of stirring blades in a direction that assists the shaft rotation when the rod portion is rotated by the shaft rotation mechanism. It includes a rotation assist control unit for controlling. Here, the directions of rotation of the pair of stirring blades controlled by the rotation assistance control section are usually opposite to each other. As a result, particularly when the rod portion is axially rotated so as to swing as described in the above item (2), the rotation direction of the pair of stirring blades can be switched according to the direction of the axial rotation. As a result, the axial rotation of the rod portion and the switching of the axial rotation direction can be performed smoothly, thereby improving work efficiency.
(4)上記(3)項において、前記一対の攪拌翼の近傍に前記改良材及び/又は前記エアを供給するための配管が、前記ロッド部の少なくとも一部に沿って該ロッド部の外側に着脱可能に、かつ、前記配管の吐出口の位置が調整可能に、1本又は2本取り付けられる攪拌装置(請求項2)。
本項に記載の攪拌装置は、地盤改良用の改良材及び/又はエア(空気)を一対の攪拌翼の近傍に供給するための配管が、ロッド部の少なくとも一部に沿ってロッド部の外側に着脱可能に、1本或いは2本取り付けられるものである。このとき、各配管は、改良材のみを供給するものであってもよく、エアのみを供給するものであってもよく、改良材とエアとを同時に供給するものであってもよい。そして、配管が2本取り付けられる場合は、上記のような3通りの供給パターンから、任意の2つの供給パターンを選択してよく、それには同じ供給パターンの組み合わせも含まれる。又、各配管の供給パターンを、使用途中で変更してもよい。
(4) In the above item ( 3), a pipe for supplying the improving material and/or the air to the vicinity of the pair of stirring blades extends along at least a part of the rod portion and outside the rod portion. One or two stirring devices are attached detachably to the pipe and the position of the discharge port of the pipe is adjustable (Claim 2 ).
In the stirring device according to this section, a pipe for supplying soil improvement material and / or air (air) to the vicinity of a pair of stirring blades is provided along at least a part of the rod portion outside the rod portion One or two can be detachably attached to the . At this time, each pipe may supply only the improving material, may supply only air, or may supply the improving material and air at the same time. Then, when two pipes are attached, any two supply patterns may be selected from the above three supply patterns, including a combination of the same supply patterns. Also, the supply pattern of each pipe may be changed during use.
ここで、従来の攪拌装置は、ロッド部の内部に改良材供給用の配管が設置されたものが多く、配管の付け替え等に対応していなかったため、予め設置された配管が対応し得る改良材のみしか供給できなかった。特に、従来の配管は鋼材で作られていたため、スラリーや粉体専用として用いられ、腐食性材料の供給が困難であった。これに対し、本項に記載の攪拌装置は、改良材及び/又はエア供給用の配管が、ロッド部の外側に着脱可能に取り付けられるため、必要に応じて配管の付け替えが行われる。これにより、適切な材質や配管径を有する配管が予め選択されたり、そのような配管へと施工現場において付け替えられたりされるため、スラリー、粉体、腐食性材料等といった多様な種類の改良材が供給されるものとなり、更に、作業効率の向上も期待されるものである。 Here, many of the conventional stirring devices have a pipe for supplying the improving material installed inside the rod part, and did not correspond to the replacement of the pipe, etc. could only supply In particular, since conventional piping was made of steel, it was used exclusively for slurries and powders, making it difficult to supply corrosive materials. On the other hand, in the agitator described in this section, the improving material and/or air supply pipes are detachably attached to the outside of the rod portion, so that the pipes can be replaced as necessary. As a result, pipes with appropriate materials and pipe diameters can be selected in advance and replaced with such pipes at the construction site, so various types of improvement materials such as slurries, powders, corrosive materials, etc. is supplied, and an improvement in work efficiency is also expected.
加えて、本項に記載の攪拌装置は、配管が取り付けられる際に、改良材及び/又はエアが吐出される吐出口の位置が調整可能なものである。すなわち、吐出口の位置は、一対の攪拌翼の近傍に改良材及び/又はエアを供給するような任意の位置に調整され、例えば、ロッド部の延在方向と平行な方向に関して、一対の攪拌翼よりも取付部側の位置や、一対の攪拌翼よりもロッド部の先端側の位置等に調整される。このような吐出口の位置調整は、配管の長さ調整や配管を延ばす方向の調整等により実現すればよい。これにより、地盤の質等の状況に応じた適切な位置に、改良材やエアが吐出されることとなる。更に、改良材とエアとの双方を供給可能な構成である場合は、改良材に加え必要に応じてエアが供給されるようになるため、地盤形成土と改良材のみではなく、更にそこにエアが混合攪拌される。これにより、エアが攪拌されない場合と比較して、造成される改良体の重量が軽くなると共に内圧が小さくなるため、攪拌効率が向上され、又、排泥が円滑に行われるものである。なお、エアのみを供給可能な構成は、例えば、攪拌装置を引き抜く際や回転させる際に、配管から何も供給しないと真空状態になる虞があるため、これを回避するために配管からエアを供給する際等に使用される。 In addition, in the agitator described in this section, when the piping is attached, the position of the outlet through which the improving material and/or air is discharged can be adjusted. That is, the position of the discharge port is adjusted to any position that supplies the improving material and/or air to the vicinity of the pair of stirring blades. It is adjusted to a position closer to the mounting portion than the blades, a position closer to the tip of the rod than the pair of stirring blades, or the like. Such adjustment of the position of the discharge port may be realized by adjusting the length of the pipe, adjusting the direction in which the pipe is extended, or the like. As a result, the improving material and air are discharged to appropriate positions according to conditions such as the quality of the ground. Furthermore, if the configuration is such that both the improvement material and air can be supplied, air will be supplied as needed in addition to the improvement material. Air is mixed and stirred. As a result, compared to the case where air is not agitated, the weight of the improved body to be formed is reduced and the internal pressure is reduced, so that the agitation efficiency is improved and the sludge is discharged smoothly. In addition, in the configuration where only air can be supplied, for example, when the stirrer is pulled out or rotated, there is a risk of a vacuum state if nothing is supplied from the piping. It is used when supplying.
(5)上記(3)(4)項において、外周に螺旋状にガイド板が設けられた直管状をなし、前記重機から供給される動力を利用して軸回転可能なスパイラル管が、その先端を前記一対の攪拌翼の上方近傍に向ける態様で、前記ロッド部の少なくとも一部に沿って取り付けられる攪拌装置(請求項3)。
本項に記載の攪拌装置は、更にスパイラル管を含み、このスパイラル管は、外周に螺旋状のガイド板を有する直管状をなしており、重機から供給される動力を利用して軸回転可能なものである。このようなスパイラル管が、その先端を一対の攪拌翼の上方近傍に向けるようにして、ロッド部の少なくとも一部に沿って取り付けられる。
(5) In items (3) and (4) above, a spiral tube having a straight tube shape with a guide plate spirally provided on the outer periphery and capable of axially rotating using the power supplied from the heavy machinery is attached to the tip of the tube. are directed toward the vicinity of the upper portion of the pair of stirring blades, and attached along at least a portion of the rod portion (Claim 3 ).
The agitator described in this section further includes a spiral tube, which has a straight tube shape with a spiral guide plate on its outer periphery, and can be axially rotated using power supplied from heavy machinery. It is. Such a spiral tube is attached along at least a portion of the rod portion with its tip directed toward the upper vicinity of the pair of stirring blades.
ここで、セメントスラリー等の改良材を供給しながら地盤内で混合攪拌を行う際、供給された改良材の体積分の一部に相当する混合物(地盤形成土と改良材との混合物)等は、地表へと排出されるが、残りの体積分の影響による圧力が、側方へ地盤を押し込むことによって、近接構造物等を変位させる虞があった。そこで、本項に記載の攪拌装置は、改良材を供給しながら地盤を混合攪拌する間に、上記のような構造のスパイラル管を、ガイド板がロッド部の先端と反対側(地表側)に向かって回転する方向に軸回転させる。これにより、改良材の供給によって増大した内圧が、攪拌翼の上方近傍から地表へ向けてスムーズに排出されるため、近接構造物等の側方変位が抑止されるものとなる。 Here, when mixing and stirring in the ground while supplying improvement material such as cement slurry, the mixture corresponding to a part of the volume of the supplied improvement material (mixture of soil forming soil and improvement material) etc. , but there is a risk that the pressure due to the influence of the remaining volume pushes the ground laterally, displacing nearby structures and the like. Therefore, in the agitator described in this section, while the ground is mixed and agitated while the improvement material is being supplied, the spiral tube having the structure described above is placed on the side opposite to the tip of the rod portion (ground surface side) with the guide plate. Rotate the axis in the direction of rotation. As a result, the internal pressure, which has increased due to the supply of the improving material, is smoothly discharged from the vicinity above the stirring blades toward the ground surface, thereby suppressing the lateral displacement of nearby structures and the like.
(6)上記(3)から(5)項において、前記一対の攪拌翼は、各々の回転軸と前記ロッド部の延在方向との間で成される角度が、前記ロッド部の先端側へ向けて90°よりも小さくなるように僅かに傾斜した状態で、前記ロッド部を挟んで互いに反対向きに取り付けられ、又、前記複数の切削刃として、前記ロッド部の先端の側方向中心の直下を掘削及び攪拌するための、着脱可能な先端切削刃を含む攪拌装置(請求項4)。
本項に記載の攪拌装置は、一対の攪拌翼が、ロッド部の先端に互いに反対向きに取り付けられ、このとき、攪拌翼の各々の回転軸とロッド部の延在方向との間で成される角度が、ロッド部の先端側へ向けて90°よりも小さくなるように、僅かに傾斜した状態で取り付けられる。換言すれば、攪拌翼の各々は、回転軸と平行な方向に関して、ロッド部に取り付けられた側の端部よりもその反対側の端部が、ロッド部の先端寄りに位置するように、僅かに傾斜して取り付けられる。
(6) In items ( 3 ) to (5) above, the angle formed between each rotating shaft and the extending direction of the rod portion of the pair of stirring blades is inclined toward the tip end of the rod portion. are attached in opposite directions to each other with the rod part interposed therebetween, and are positioned directly below the lateral center of the tip of the rod part as the plurality of cutting blades. agitating device comprising a detachable tipped cutting blade for excavating and agitating (Claim 4 ).
In the stirring device described in this section, a pair of stirring blades are attached to the tip of the rod portion in opposite directions, and at this time, the rotation axis of each stirring blade and the extending direction of the rod portion are formed. It is attached in a slightly slanted state so that the angle at which it extends is smaller than 90° toward the tip of the rod. In other words, with respect to the direction parallel to the rotation axis, each of the stirring blades is slightly shifted so that the end opposite to the end attached to the rod is positioned closer to the tip of the rod. can be installed at an angle to the
更に、本項に記載の攪拌装置は、一対の攪拌翼の各々が、複数の切削刃として、ロッド部の先端の側方向中心の直下を掘削及び攪拌するための、着脱可能な先端切削刃を含んでいる。すなわち、攪拌翼が傾斜して取り付けられていない場合は、ロッド部先端の側方向中心の直下を掘削するように一部の切削刃を取り付けると、攪拌翼が回転したときにその切削刃がロッド部に干渉してしまうため、実質的に利用できなかった。そこで、上述したように攪拌翼が傾斜して取り付けられた上で、上記のような先端切削刃を含むことで、先端切削刃がロッド部に干渉することなく、従来は届かなかったロッド部先端の側方向中心の直下が、先端切削刃により掘削及び攪拌されるようになる。これにより、特に施工対象が硬質地盤である場合に、ロッド部先端の直下が効率よく掘削及び攪拌され、攪拌不足の発生が抑制されるものである。 Furthermore, in the stirring device described in this section, each of the pair of stirring blades has a detachable tip cutting blade as a plurality of cutting blades for excavating and stirring right under the lateral center of the tip of the rod part. contains. That is, if the stirring blades are not attached at an angle, if some of the cutting blades are attached so as to excavate directly below the lateral center of the tip of the rod part, when the stirring blades rotate, the cutting blades will be Because it interfered with the part, it was practically unusable. Therefore, by including the tip cutting blade as described above after the stirring blade is attached at an angle as described above, the tip cutting blade does not interfere with the rod portion, and the tip of the rod portion that could not be reached in the past directly below the lateral center of the will be excavated and agitated by the tip cutting edge. As a result, especially when the construction target is hard ground, the area immediately below the tip of the rod portion is efficiently excavated and stirred, and the occurrence of insufficient stirring is suppressed.
(7)上記(3)から(6)項において、前記一対の攪拌翼が回転したときに、各攪拌翼において該攪拌翼の回転軸と平行な方向について異なる位置で回転する、2つ以上の前記切削刃の間へ向かって突出するように、前記ロッド部に対して着脱可能に取り付けられる、複数の突出部を含む攪拌装置(請求項5)。
本項に記載の攪拌装置は、更に複数の突出部を含み、これら複数の突出部は、一対の攪拌翼が回転したときに、攪拌翼の各々においてその攪拌翼の回転軸と平行な方向について異なる位置で回転する、2つ以上の切削刃の間へ向かって突出するように、ロッド部に対して着脱可能に取り付けられるものである。すなわち、突出部の各々は、回転する攪拌翼から相対的に視たときに、切削刃の間を通って攪拌翼の周りを回転する状態になる。これにより、特に粘土質の地盤を攪拌する場合に、切削刃の間に地盤形成土が付着することが防止されるものとなる。更に、切削刃と突出部との相乗作用により、地盤の攪拌効率が向上されるものである。
(7) In items ( 3 ) to (6) above, when the pair of stirring blades rotates, each of the two or more stirring blades rotates at different positions in a direction parallel to the rotation axis of the stirring blade. A stirrer comprising a plurality of protrusions detachably attached to the rod so as to protrude between the cutting blades (Claim 5 ).
The stirring device according to this section further includes a plurality of protrusions, and when the pair of stirring blades rotates, the plurality of protrusions are arranged on each of the stirring blades in a direction parallel to the rotation axis of the stirring blades. It is detachably attached to the rod portion so as to protrude between two or more cutting blades rotating at different positions. That is, each of the protrusions passes between the cutting blades and rotates around the stirring blade when viewed relatively from the rotating stirring blade. As a result, when agitating clayey ground in particular, it is possible to prevent the soil-forming soil from adhering between the cutting blades. Furthermore, the synergistic action of the cutting blade and the projecting portion improves the efficiency of agitating the ground.
(8)上記(1)から(7)項において、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の、前記取付部による取り付け位置から先端までの長さを伸張させるための伸張機構を有する攪拌装置。
本項に記載の攪拌装置は、更に伸張機構を含み、この伸張機構は、重機から供給される動力を利用して、ロッド部の、取付部による取り付け位置から先端までの長さを伸張させるものである。このため、ロッド部を伸張させない状態で地盤を掘削及び攪拌した後に、伸張機構によってロッド部を伸張させた状態で再び地盤を掘削及び攪拌することにより、重機の移動や延長ロッドの装着等を行うことなく、施工範囲が拡大されるものである。
(8) In items (1) to (7) above, an extension mechanism for extending the length from the attachment position of the rod portion to the tip by using the power supplied from the heavy equipment. A stirring device having a
The agitator described in this section further includes an extension mechanism, and this extension mechanism utilizes power supplied from the heavy machinery to extend the length of the rod portion from the attachment position of the attachment portion to the tip. is. Therefore, after excavating and agitating the ground without extending the rod, the ground is excavated and agitated again with the rod extended by the extension mechanism, thereby moving the heavy machinery and attaching the extension rod. However, the scope of construction will be expanded.
(9)上記(3)から(8)項において、前記重機が油圧ショベルである攪拌装置(請求項6)。
本項に記載の攪拌装置は、取り付け先の重機が油圧ショベルであることで、主に浅層の地盤を対象とした施工で多く用いられるようになり、又、油圧ショベルは小回りが利くため、様々な条件の現場での施工に対応するものとなる。
(9) The agitating device according to ( 3 ) to (8) above, wherein the heavy machine is a hydraulic excavator (Claim 6 ).
The agitator described in this section is mainly used for construction work targeting shallow ground because the heavy machine to which it is attached is a hydraulic excavator. It is suitable for on-site construction under various conditions.
(10)上記(3)から(8)項において、前記重機がリーダ付油圧式大口径削孔機である攪拌装置(請求項7)。
本項に記載の攪拌装置は、取り付け先の重機がリーダ付油圧式大口径削孔機であることで、改良対象地盤の深度に応じたロッド長の選択や延長ロッドの着脱を行うことなく、最大深度に対応した長さのロッド部を使用して、様々な深度での施工に対応するものとなる。更に、リーダ付油圧式大口径削孔機のリーダが攪拌装置のガイドとして作用し、鉛直方向の施工精度の向上が期待されるものである。
(10) The agitating device according to ( 3 ) to (8) above, wherein the heavy machine is a leader-equipped hydraulic large-diameter drilling machine (Claim 7 ).
The agitation device described in this section is attached to a hydraulic large-diameter drilling machine with a leader. By using a rod part with a length corresponding to the maximum depth, construction at various depths can be handled. Furthermore, the leader of the leader-equipped hydraulic large-diameter drilling machine acts as a guide for the stirring device, which is expected to improve the accuracy of drilling in the vertical direction.
(11)重機の作業機に取り付けられ、改良材及び/又はエアを供給しながら地盤を攪拌する攪拌装置を利用して、地盤を改良する機械攪拌工法であって、前記攪拌装置は、ロッド部と、前記重機から供給される動力を利用して回転しながら、外周に設けられた複数の切削刃によって地盤を攪拌し、その回転軸が前記ロッド部の延在方向と直交或いは略直交するように前記ロッド部の先端に取り付けられた一対の攪拌翼と、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の中途部分から先端までを屈折させる屈折機構と、を含み、前記重機の前方において前記ロッド部の先端が下方を向きつつ、前記一対の攪拌翼が前記重機の側方向の左側及び右側に位置するように、前記攪拌装置を前記作業機へ取り付け、地盤中に支障物がある場合に、前記屈折機構により、前記ロッド部の中途部分から先端までを、前記ロッド部の延在方向に対して前記重機側へ屈折させた状態で、前記支障物を避けながら地盤を攪拌することを特徴とする機械攪拌工法。 (11) A mechanical stirring method for improving the ground by using a stirring device that is attached to a working machine of a heavy machine and stirs the ground while supplying improving material and / or air, wherein the stirring device is a rod portion Then, while rotating using the power supplied from the heavy equipment, the ground is stirred by a plurality of cutting blades provided on the outer periphery, and the rotation axis is orthogonal or substantially orthogonal to the extending direction of the rod part. A pair of stirring blades attached to the tip of the rod part, and a bending mechanism that bends the rod part from the middle part to the tip using the power supplied from the heavy machine, The stirring device is attached to the work machine so that the tip of the rod portion faces downward in the front and the pair of stirring blades are positioned on the left and right sides in the lateral direction of the heavy machine. In some cases, the ground is stirred while avoiding the obstacles in a state in which the middle part to the tip of the rod part is bent toward the heavy equipment side with respect to the extending direction of the rod part by the bending mechanism. A mechanical stirring method characterized by:
(12)上記(11)項において、前記攪拌装置は、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の非屈折状態での延在方向と平行な軸を回転軸として、前記ロッド部を左回り及び右回りの夫々で少なくとも最大で90°軸回転させるための軸回転機構を含み、少なくとも、施工範囲の、前記重機の側方向に位置する端部を施工する際に、前記軸回転機構によって前記ロッド部を軸回転させた状態で地盤を攪拌する機械攪拌工法。
(13)上記(12)項において、前記攪拌装置は、前記重機から供給される動力を利用して、前記一対の攪拌翼を回転させるための回転駆動部を、前記ロッド部の先端に攪拌翼毎に別個で備えると共に、前記回転駆動部の各々に、前記攪拌翼の回転方向、回転数及び回転トルクを制御可能な回転制御機構を具備するものであり、前記軸回転機構により前記ロッド部を軸回転させる際に、該軸回転を補助する方向に前記一対の攪拌翼を回転させるように、前記回転制御機構の各々を制御する機械攪拌工法(請求項8)。
(11)から(13)項に記載の機械攪拌工法は、各々、上記(1)から(3)項の攪拌装置を用いて実行されることで、上記(1)から(3)項の攪拌装置に対応する同等の作用を奏するものである。
(12) In the above item (11), the stirring device utilizes power supplied from the heavy machinery to rotate the rod with an axis parallel to the extending direction of the rod portion in a non-bending state as a rotation axis. at least up to a maximum of 90 degrees counterclockwise and clockwise respectively, wherein at least the axial end of the construction area located laterally of the heavy machine is operated. A mechanical agitation construction method in which the ground is agitated while the rod portion is axially rotated by a rotating mechanism.
(13) In the above item (12), the stirring device uses power supplied from the heavy machinery to rotate the pair of stirring blades. Each of the rotation drive units is provided with a rotation control mechanism capable of controlling the rotation direction, rotation speed and rotation torque of the stirring blade, and the rod portion is rotated by the shaft rotation mechanism. A mechanical stirring method for controlling each of the rotation control mechanisms so as to rotate the pair of stirring blades in a direction that assists the rotation of the shaft when the shaft is rotated (claim 8 ).
The mechanical stirring method according to items (11) to (13) is carried out using the stirring device according to items (1) to (3), respectively, so that the stirring according to items (1) to (3) is performed. It has the equivalent function corresponding to the device.
(14)上記(13)項において、前記屈折機構により前記ロッド部を屈折させた状態又は屈折させない状態で、前記軸回転機構により前記ロッド部を左回り及び右回りに交互に軸回転させて揺動させながら、かつ、前記回転制御機構により前記一対の攪拌翼の各々の回転方向及び回転数を変化させながら、地盤を攪拌する機械攪拌工法(請求項9)。
(14) In the above item ( 13 ), the rod is alternately rotated counterclockwise and clockwise by the axial rotation mechanism while the rod is bent or not bent by the bending mechanism. A mechanical stirring method for stirring the ground while rocking and changing the rotation direction and number of rotations of each of the pair of stirring blades by the rotation control mechanism (Claim 9 ).
本項に記載の機械攪拌工法は、攪拌装置が備える屈折機構及び軸回転機構によるロッド部の動作制御と、回転制御機構による攪拌翼の制御とを組み合わせて、地盤の攪拌を行うものである。具体的には、屈折機構によりロッド部を屈折させた状態又は屈折させない状態で、軸回転機構によりロッド部を左回り及び右回りに交互に軸回転させて、例えば180°(左回り90°+右回り90°)揺動させながら、かつ、回転制御機構により攪拌翼の各々の回転方向及び回転数を変化させながら、地盤を攪拌するものである。この際、ロッド部の屈折の有無や屈折角度の大きさ、ロッド部の揺動回転角度の大きさ、攪拌翼の回転方向及び回転数は、地盤の状態や攪拌位置等の施工状況に応じて任意に設定される。これにより、重機の位置を変える必要なく、攪拌される地盤の範囲が増大するため、作業効率がより一層向上されるものである。 In the mechanical stirring method described in this section, the ground is stirred by combining the operation control of the rod portion by the bending mechanism and the shaft rotation mechanism provided in the stirring device and the control of the stirring blade by the rotation control mechanism. Specifically, while the rod portion is bent or not bent by the bending mechanism, the rod portion is alternately rotated counterclockwise and clockwise by the shaft rotation mechanism, for example, 180° (counterclockwise 90° + The ground is stirred while rocking (clockwise 90°) and changing the rotation direction and rotation speed of each stirring blade by the rotation control mechanism. At this time, the presence or absence of bending of the rod part, the size of the bending angle, the size of the swing rotation angle of the rod part, the rotation direction and rotation speed of the stirring blade, etc. Arbitrarily set. As a result, the area of the ground to be agitated is increased without the need to change the position of the heavy equipment, thereby further improving work efficiency.
(15)上記(11)から(14)項において、前記一対の攪拌翼の近傍に前記改良材及び/又はエアを供給するための配管を、前記ロッド部の少なくとも一部に沿って該ロッド部の外側に着脱可能に、かつ、前記配管の吐出口の位置を調整可能に、1本又は2本取り付ける機械攪拌工法。
(16)上記(11)から(15)項において、外周に螺旋状にガイド板が設けられた直管状をなし、前記重機から供給される動力を利用して軸回転可能なスパイラル管を、その先端が前記一対の攪拌翼の上方近傍に向くように、前記ロッド部の少なくとも一部に沿って取り付け、前記改良材を供給しつつ、前記ガイド板が前記ロッド部の先端と反対側に向かって回転する方向に前記スパイラル管を軸回転させながら、地盤を攪拌する機械攪拌工法。
(15) In items (11) to (14) above, a pipe for supplying the improving material and/or air to the vicinity of the pair of stirring blades is provided along at least a part of the rod portion. A mechanical stirring method in which one or two pipes are attached detachably to the outside of the pipe and the position of the discharge port of the pipe can be adjusted.
(16) In items (11) to (15) above, a spiral tube having a straight tube shape with a guide plate spirally provided on the outer periphery and capable of axially rotating using the power supplied from the heavy machinery is provided. It is attached along at least a part of the rod part so that the tip faces near the upper part of the pair of stirring blades, and while the improving material is being supplied, the guide plate moves toward the opposite side of the tip of the rod part. A mechanical agitation construction method in which the ground is agitated while rotating the spiral tube in the direction of rotation.
(17)上記(11)から(16)項において、前記攪拌装置の前記一対の攪拌翼を、各々の回転軸と前記ロッド部の延在方向との間で成される角度が、前記ロッド部の先端側へ向けて90°よりも小さくなるように僅かに傾斜した状態で、前記ロッド部を挟んで互いに反対向きに取り付けると共に、前記一対の攪拌翼の各々に、前記複数の切削刃として、前記ロッド部の先端の側方向中心の直下を掘削及び攪拌するための先端切削刃を、着脱可能に取り付ける機械攪拌工法。
(18)上記(11)から(17)項において、前記一対の攪拌翼が回転したときに、各攪拌翼において該攪拌翼の回転軸と平行な方向について異なる位置で回転する、2つ以上の前記切削刃の間へ向かって突出するように、複数の突出部を前記ロッド部に対して着脱可能に取り付ける機械攪拌工法。
そして、(15)から(18)項に記載の機械攪拌工法は、各々、上記(4)から(7)項の攪拌装置を用いて実行されることで、上記(4)から(7)項の攪拌装置に対応する同等の作用を奏するものである。
(17) In items (11) to (16) above, the angle formed between the rotation axis of each of the pair of stirring blades of the stirring device and the extending direction of the rod portion is equal to the rod portion. In a state slightly inclined so as to be less than 90 ° toward the tip side of the, and attached in opposite directions to each other across the rod portion, each of the pair of stirring blades is provided with the plurality of cutting blades, A mechanical agitation construction method for detachably attaching a tip cutting blade for excavating and agitating right under the lateral center of the tip of the rod part.
(18) In items (11) to (17) above, when the pair of stirring blades rotates, each of the two or more stirring blades rotates at different positions in a direction parallel to the rotation axis of the stirring blade. A mechanical stirring construction method in which a plurality of projecting portions are detachably attached to the rod portion so as to project toward between the cutting blades.
Then, the mechanical stirring method described in items (15) to (18) is performed using the stirring apparatus described in items (4) to (7), respectively, to obtain items (4) to (7). Equivalent action corresponding to the agitator of .
本発明は上記のような構成であるため、機械攪拌工法における重機の移動頻度を抑制することができ、作業効率を向上させることが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to suppress the frequency of movement of heavy machinery in the mechanical stirring method, and to improve work efficiency.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は、同一符号で示している。
図1及び図2は、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10の構成を模式的に示している。図示のように、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、ロッド部12、一対の攪拌翼14(14A、14B)、取付部30、配管32、エア配管33、複数の突出部34、屈折機構40、軸回転機構46、スパイラル管52、及び、伸張機構58を含んでいる。ロッド部12は、攪拌装置10の本体部分を構成するものであり、中空の略直管状をなし、その外側や内側に様々な部材が取り付けられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, detailed description of the same or corresponding parts as in the prior art is omitted, and the same or corresponding parts are indicated by the same reference numerals throughout the drawings.
1 and 2 schematically show the configuration of a stirring
一対の攪拌翼14は、ロッド部12の先端に取り付けられており、図1の例では、一方の攪拌翼14Aが図中左側に、他方の攪拌翼14Bが図中右側に位置するように、ロッド部12の先端部12aを挟んで互いに反対向きに取り付けられている。これら一対の攪拌翼14A、14Bの各々は、外周に複数の切削刃16が設けられており、後述する回転駆動部20によって回転されるようになっている。又、一対の攪拌翼14A、14Bは、各々の回転軸18がロッド部12の延在方向(図1及び図2における上下方向)と直交或いは略直交するように、ロッド部12の先端部12aに取り付けられている。図1の例では、各々の回転軸18とロッド部12の延在方向との間で成される角度αが、ロッド部12の先端側(図中下側)へ向けて90°よりも小さくなるように、僅かに傾斜した状態になっている。例えば、回転軸18とロッド部12の延在方向との間で成される角度αは、これに限定されるものではないが、90°よりも5°程度小さくなっている。
A pair of stirring
一対の攪拌翼14A、14Bの各々に設けられた複数の切削刃16には、複数の先端切削刃17が含まれている。これらの先端切削刃17は、ロッド部12の先端部12aの、側方向(図1における左右方向)中心の直下を掘削及び攪拌するためのものであり、図1で確認できるように、各攪拌翼14の回転軸18と平行な方向に関して、複数の切削刃16の中で最も先端部12a寄りの位置に設けられている。又、先端切削刃17は、攪拌翼14の回転により、図1における上側の位置にあるときにロッド部12に干渉しないように、かつ、図1における下側の位置にあるときに異なる攪拌翼14に設けられた先端切削刃17同士が干渉しないように、適切な角度及び長さで設けられている。更に、これらの先端切削刃17は、攪拌翼14の各々に対して着脱可能に取り付けられており、必要に応じて取り付け及び取り外しされるようになっている。なお、図1では、先端切削刃17を含み、切削刃16の形状を簡略化して図示している。
A plurality of
上述した回転駆動部20は、ロッド部12の先端で攪拌翼14に内蔵されるようにして、一対の攪拌翼14毎に別個に設けられており、本実施例では、一方の攪拌翼14Aを回転させる第1攪拌翼用油圧モータ20Aと、もう一方の攪拌翼14Bを回転させる第2攪拌翼用油圧モータ20Bとで構成されている。第1攪拌翼用油圧モータ20A及び第2攪拌翼用油圧モータ20Bは、重機70(図4参照)から供給される動力(本実施例では油圧)を利用して、一対の攪拌翼14A、14Bを回転させるものであり、ロッド部12の内部を通して油圧が供給されるようになっている。又、第1攪拌翼用油圧モータ20A及び第2攪拌翼用油圧モータ20Bは、夫々、回転制御機構22を具備しており、この回転制御機構22によって、各攪拌翼14の回転方向、回転数及び回転トルク等が制御される。
The above-described rotary drive unit 20 is provided separately for each pair of stirring
更に、図1及び図2の例では、回転駆動部20の各々に回転補助制御部62が備えられている。これらの回転補助制御部62は、後述する軸回転機構46によりロッド部12が軸回転される際に、この軸回転を補助する方向に一対の攪拌翼14を回転させるように、回転制御機構22の各々を制御するものである。この制御の具体的な内容については、軸回転機構46と併せて後ほど説明する。なお、回転補助制御部62は、回転制御機構22を制御可能な位置であればその設置位置は任意であり、例えば、ロッド部12の内部に設置されていてもよく、重機70に設置されていてもよい。
上述したような構成により、攪拌装置10を用いた施工時に、回転制御機構22の制御を受けた油圧モータ20A、20B(回転駆動部20)によって一対の攪拌翼14が回転され、攪拌翼14の外周に沿って回転移動する複数の切削刃16により、地盤G(図4参照)が攪拌されることになる。なお、図2では、回転移動している複数の切削刃16を、簡略的に円形で図示している。
Furthermore, in the examples of FIGS. 1 and 2 , each of the rotary drive units 20 is provided with a rotation assist control unit 62 . When the
With the configuration as described above, during construction using the stirring
図1を参照して、複数の突出部34は、一対の攪拌翼14が回転したときに、各攪拌翼14においてその攪拌翼14の回転軸18と平行な方向について異なる位置で回転する、2つ以上の切削刃16の間へ向かって突出するように、ロッド部12に取り付けられるものである。図1の例では、まず一方の攪拌翼14Aから確認すると、攪拌翼14Aの外周の図中上側に図示されている4つの切削刃16のうち、図中左寄りで隣接する3つの切削刃16間の各々に向かって突出するように、2つの突出部34が支持部材36を介してロッド部12に固定されている。同様に、もう一方の攪拌翼14Bを確認すると、攪拌翼14Bの外周の図中上側に図示されている4つの切削刃16のうち、図中右寄りで隣接する3つの切削刃16間の各々に向かって突出するように、2つの突出部34が支持部材36を介してロッド部12に固定されている。これらの突出部34は、例えば棒状や板状であってよく、その材質は、剛性が高いものやある程度撓るようなもの、例えば鋼製ワイヤ等であってもよい。又、複数の突出部34は、支持部材36に対して、或いは支持部材36と共にロッド部12に対して、着脱可能に取り付けられており、必要に応じて取り付け及び取り外しされるようになっている。なお、図2では、複数の突出部34や支持部材36の図示を省略している。
Referring to FIG. 1, when the pair of stirring
図2を参照して、配管32は、一対の攪拌翼14A、14Bの近傍に、地盤改良のための改良材を供給するためのものであり、本実施例ではロッド部12の外側の、前後方向後方側(図2における右側)に取り付けられている。更に、配管32は、ロッド部12に対して着脱可能に、ロッド部12の一部に沿って取り付けられている。なお、図2では、便宜上、図示を控えているが、配管32の取り付け方法は、ロッド部12に対して着脱可能なものであれば、任意の方法が採用できる。又、図2において、配管32は、改良材の吐出口32aとなる一方の端部(図中下方の端部)までの、ロッド部12に沿った一部のみが図示されており、実際には、配管32のもう一方の端部が、重機70やその近傍等に設置される改良材の供給元まで延びている。
Referring to FIG. 2, the
ここで、配管32は、改良材を吐出する吐出口32aの位置が調整可能になっており、例えば図3には、吐出口32aの位置が図2と異なる位置に調整された状態の配管32を図示している。なお、図3では攪拌翼14の図示を省略すると共に、ロッド部12を簡略化して図示している。図3に示される配管32は、図2の例では吐出口32aだった部位を接続部32bとして、ロッド部12の先端部12aに沿って長さが延長されており、吐出口32aが先端部12aの図中下方側に位置している。又、配管32の一部が、例えば鋼製のカバー38により覆われている。なお、配管32の位置は、ロッド部12の一部に沿って取り付けられていれば任意であり、ロッド部12の側方側(図1における左側又は右側)や前方側(図2及び図3における左側)に取り付けられてもよい。又、後述する屈折機構40によるロッド部12の屈折に対応するために、配管32の一部がフレキシブルな材料により形成されていてもよい。
Here, the
図2に戻り、エア配管33は、一対の攪拌翼14A、14Bの近傍にエア(空気)を供給するためのものであり、図2の例では配管32と平行に、ロッド部12の外側の図2における右側に取り付けられている。配管32と同様に、エア配管33は、ロッド部12に対して着脱可能に、ロッド部12の一部に沿って取り付けられており、その取り付け方法は、ロッド部12に対して着脱可能なものであれば、任意の方法が採用できる。又、図2において、エア配管33は、エアの吐出口33aとなる一方の端部(図中下方の端部)までの、ロッド部12に沿った一部のみが図示されており、実際には、エア配管33のもう一方の端部が、重機70やその近傍等に設置されるエアの供給元まで延びている。更に、エア配管33は、この点も配管32と同様に、吐出口33aの位置が調整可能になっており、状況に応じて吐出口33aの位置が設定される。
Returning to FIG. 2, the
上記のようなエア配管33の位置は、ロッド部12の一部に沿って取り付けられていれば任意であり、ロッド部12の側方側(図1における左側又は右側)や前方側(図2における左側)に取り付けられてもよい。又、後述する屈折機構40によるロッド部12の屈折に対応するために、エア配管33の一部がフレキシブルな材料により形成されていてもよい。
なお、本実施例の攪拌装置10は、改良材を供給する配管32とエアを供給するエア配管33とを、1本ずつ具備する構成であるが、これらのいずれか一方を具備する構成であってもよく、配管32を2本又はエア配管33を2本具備する構成であってもよい。更に、改良材とエアとを合流させて同時に供給する配管を具備する構成であってもよく、そのような配管を2本備えていてもよい。或いは、改良材及びエアを同時に供給する配管と、配管32又は配管33とのいずれか一方とを、同時に具備する構成であってもよい。
The position of the
The stirring
図1及び図2に戻り、スパイラル管52は、外周に螺旋状にガイド板54が設けられた直管状をなしており、図1及び図2における下方側の先端が、一対の攪拌翼14A、14Bの図中上方近傍に達するように、本実施例ではロッド部12の前方側(図2における左側)に、ロッド部12に沿って取り付けられている。又、スパイラル管52は、重機70から供給される動力(本実施例では油圧)を利用して軸回転するようになっており、本実施例では、スパイラル管52の図中上端側を保持するように設置された、油圧式のスパイラル管軸回転用モータ56によって軸回転される。なお、スパイラル管52を軸回転させる方法や、軸回転可能にロッド部12に取り付ける方法は、本実施例に限定されることなく別の方法であってもよい。
Returning to FIGS. 1 and 2, the
屈折機構40は、重機70から供給される動力(本実施例では油圧)を利用して、ロッド部12の中途部分から先端までを屈折させるものである。本実施例において、屈折機構40は、図2(a)に示すように、ロッド部12の内部に設置されたロッド屈折用シリンダ42と、ロッド部12の中途部分において、それよりも図中上方の部位と下方の部位とをピン接続するピン44とを含んでいる。図2(a)の状態では、ロッド屈折用シリンダ42が伸張してロッド部12が真直ぐになっている。これに対し、図2(b)には、ロッド屈折用シリンダ42が縮退することで、ロッド部12のピン接続部分から先端までが、ピン44を軸として僅かに回動し、ロッド部12の延在方向(図中上下方向)に対して図中右側へ屈折された状態を示している。なお、図2(b)では、便宜上、ロッド屈折用シリンダ42及びピン44の図示を省略している。又、屈折機構40は、ロッド屈折用シリンダ42及びピン44を含む構成に限定されず、別の構成であってもよい。
The
軸回転機構46は、重機70から供給される動力(本実施例では油圧)を利用して、ロッド部12の非屈折状態での延在方向(図中上下方向)と平行な軸を回転軸として、ロッド部12を左回り及び右回りの夫々で軸回転させるものである。本実施例において、軸回転機構46は、図1に示すように、ロッド部12の側方向(図中左右方向)両側に配置された、ロッド回転用第1シリンダ48とロッド回転用第2シリンダ50とを含んでいる。ロッド回転用第1シリンダ48及びロッド回転用第2シリンダ50は、これらの伸縮動作を組み合わせることによって、取付部30に対してロッド部12を軸回転させるように、ロッド部12及び取付部30の双方に接続されている。
The
図1及び図2には、ロッド部12が軸回転されていない基準状態を示しており、この状態から、ロッド回転用第1シリンダ48及びロッド回転用第2シリンダ50の伸縮動作の組み合わせにより、本実施例では左回り及び右回りの夫々で最大で90°、ロッド部12を軸回転させるようになっている。なお、軸回転機構46によるロッド部12の最大回転角度は、90°に限定されるものではなく、90°より大きくても小さくてもよい。又、軸回転機構46は、ロッド回転用第1シリンダ48及びロッド回転用第2シリンダ50を含む構成に限定されることはなく、他の構成であってもよい。
1 and 2 show a reference state in which the
ここで、回転補助制御部62によるロッド部12の軸回転の補助方法について説明する。上述したように、回転補助制御部62は、軸回転機構46によってロッド部12が軸回転される際に、この軸回転を補助する方向に一対の攪拌翼14が回転されるように、回転制御機構22を制御するものである。例えば、軸回転機構46によりロッド部12が平面視で右回りに軸回転される際、回転補助制御部62は、一方の攪拌翼14Aが図1における左側から視て左回りに回転し、他方の攪拌翼14Bが図1における右側から視て左回りに回転するように、回転制御機構22の各々を制御する。又、軸回転機構46によりロッド部12が平面視で左回りに軸回転される際、回転補助制御部62は、一方の攪拌翼14Aが図1における左側から視て右回りに回転し、他方の攪拌翼14Bが図1における右側から視て右回りに回転するように、回転制御機構22の各々を制御する。これらの何れの場合であっても、一対の攪拌翼14A及び14Bは、同一方向から視たときに互いに反対方向に回転されることになる。なお、このような回転補助制御部62を具備しない構成であってもよく、この場合は、軸回転機構46によりロッド部12を軸回転させる際に、重機70のオペレータ室74(図4参照)からの操作によって、ロッド部12の軸回転を補助する上記のような方向に一対の攪拌翼14A及び14Bを回転させるように、回転制御機構22の各々を制御してもよい。
Here, a method for assisting the axial rotation of the
伸張機構58は、重機70から供給される動力(本実施例では油圧)を利用して、ロッド部12の長さを伸張させるものであり、本実施例では、取付部30の前方側(図2における左側)に配置されたロッド伸張用シリンダ60を含んでいる。ロッド伸張用シリンダ60は、その縮退動作によって、取付部30から先端までのロッド部12の長さを伸張させるように、ロッド部12及び取付部30の双方に接続されている。図1及び図2には、ロッド伸張用シリンダ60が伸張してロッド部12が伸張されていない標準状態を示しており、この状態からロッド伸張用シリンダ60が縮退すると、その縮退した長さの分だけロッド部12が伸張するようになっている。なお、伸張機構58の構成は本実施例の構成に限定されるものではなく、別の構成であってもよい。
The
一方、取付部30は、上記のような構成のロッド部12を、図4に示すように、本実施形態における重機70としての油圧ショベル70Aの、作業機72に対して取り付けるためのものである。より詳しくは、取付部30は、油圧ショベル70Aの前方(図中左側)においてロッド部12の先端が下方を向き、かつ、一対の攪拌翼14A、14Bが、油圧ショベル70Aの側方向の左側及び右側(紙面と直交する方向の奥側及び手前側)に位置するように、ロッド部12を作業機72に取り付ける。更に、取付部30は、図1及び図2を参照して、軸回転機構46により軸回転可能、かつ、伸張機構58により伸張可能に、ロッド部12を支持している。
On the other hand, the
図1~図4を参照して、上述したような構成を有する本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図4に示すように油圧ショベル70Aに取り付けられた状態で、以下のように動作する。すなわち、回転駆動部20により回転される一対の攪拌翼14A、14Bによって、地盤Gが掘削されると共に、配管32から供給される改良材と、エア配管33から供給されるエアと、地盤Gの形成土とが混合攪拌される。このとき、一対の攪拌翼14A、14Bにより掘削及び攪拌される位置は、油圧ショベル70Aの作業機72の操作によって制御され、一対の攪拌翼14A、14Bの回転方向、回転速度、回転トルク等は、回転制御機構22によって制御される。又、配管32からの改良材の供給と共に、スパイラル管52の外周に設けられたガイド板54が図中上方に向かって回転する方向に、スパイラル管52がスパイラル管軸回転用モータ56によって軸回転される。
With reference to FIGS. 1 to 4, the stirring
更に、必要に応じて、屈折機構40によるロッド部12の油圧ショベル70A側への屈折、軸回転機構46によるロッド部12の軸回転、及び/又は、伸張機構58によるロッド部12の伸張が行われる。この際、ロッド部12の屈折角度、ロッド部12の軸回転角度、ロッド部12の伸張長さは、夫々の最大量までの間の任意の角度或いは長さに設定される。加えて、施工時に用いられる改良材には、セメントスラリー等のスラリー、セメント等の粉体、或いは、腐食性材料といったものの中から、施工条件に応じた適切な改良材が選択される。更に、様々な材質及び配管径を有する複数の配管32の中から、選択された改良材の供給に適した材質で形成されると共に、施工条件に適した配管径を有する配管32が選択され、ロッド部12に取り付けられて使用される。
Further, if necessary, the
ここで、回転駆動部20を構成する第1攪拌翼用油圧モータ20A及び第2攪拌翼用油圧モータ20B、屈折機構40を構成するロッド屈折用シリンダ42、軸回転機構46を構成するロッド回転用第1シリンダ48及びロッド回転用第2シリンダ50、伸張機構58を構成するロッド伸張用シリンダ60、並びに、スパイラル管軸回転用モータ56は、上述したように、何れも、重機70から供給される油圧によって駆動されるものである。図5には、攪拌装置10を具備する重機70としての油圧ショベル70Aの、油圧制御イメージを概略的に示している。図示のように、油圧ショベル70Aは、油圧切替制御部80を有しており、この油圧切替制御部80によって、油圧の供給先や供給量が制御されるようになっている。
Here, the first stirring blade
油圧の供給先には、上述した第1攪拌翼用油圧モータ20A、第2攪拌翼用油圧モータ20B、ロッド屈折用シリンダ42、ロッド回転用第1シリンダ48、ロッド回転用第2シリンダ50、ロッド伸張用シリンダ60、スパイラル管軸回転用モータ56に加えて、油圧ショベル駆動系82が含まれている。この油圧ショベル駆動系82は、重機70が本来から備えている駆動部位を示しており、作業機72の動作、クローラの回転、及び旋回動作等を行うための各油圧アクチュエータが含まれる。油圧切替制御部80は、重機70のオペレータ室74(図4参照)からの操作を受けて制御され、油圧ショベル駆動系82に含まれる各駆動部位の動作を含み、ロッド部12の伸張、軸回転、屈折、一対の攪拌翼14の回転、及び、スパイラル管52の軸回転の全操作が、オペレータ室74から行われることになる。
Hydraulic pressure is supplied to the first stirring blade
さて、上記構成をなす本発明の第1の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図1及び図2に示すように、ロッド部12と、このロッド部12の先端に取り付けられた一対の攪拌翼14(14A、14B)と、ロッド部12を重機70の作業機72(図4参照)に取り付けるための取付部30とを含んでいる。一対の攪拌翼14A、14Bの各々は、重機70から供給される動力によって回転するものであり、回転しながら外周に設けられた複数の切削刃16によって地盤G(図4参照)を攪拌する。
Now, according to the first embodiment of the present invention having the above configuration, it is possible to obtain the following effects. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the stirring
又、一対の攪拌翼14A、14Bは、夫々の回転軸18がロッド部12の延在方向と直交或いは略直交するように、ロッド部12の先端に取り付けられる。これにより、ロッド部12の先端が向く方向に、攪拌翼14の外周に沿って回転移動する複数の切削刃16が向けられることになる。更に、ロッド部12は、図4で確認できるように、重機70の前方においてロッド部12の先端が下方を向き、かつ、一対の攪拌翼14が重機70の側方向の左側及び右側に位置するように、取付部30によって作業機72に対して取り付けられる。このため、攪拌翼14の複数の切削刃16は、主に下方へ向けて使用され、このような一対の攪拌翼14によって地盤Gが掘削されながら、地盤形成土と改良材及び/又はエアとが混合攪拌される。
Also, the pair of stirring
更に、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図2に示すように、ロッド屈折用シリンダ42を含む屈折機構40を備えている。この屈折機構40は、重機70から供給される動力を利用して、ロッド部12の中途部分から先端までを、図2(b)に示すように、ロッド部12の延在方向に対して重機70側(図2における右側)へ屈折させるものである。これにより、ロッド部12の先端が、ロッド部12の延在方向だけでなく、ロッド部12が屈折した重機70側の方向にも向けられるため、重機70の移動を伴わずして、掘削や攪拌の方向を切り替えることができる。特に、地盤G中に配管等の支障物が存在する場合でも、重機70を移動させることなく、屈折したロッド部12によって支障物を避けながら、支障物の下方等を攪拌することができる。このため、施工中の重機70の移動頻度を抑制することができ、作業効率を向上させることが可能となる。
Further, the
又、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図1及び図2に示すように、更に、ロッド回転用第1シリンダ48及びロッド回転用第2シリンダ50を含む軸回転機構46を備えている。この軸回転機構46は、重機70から供給される動力を利用して、ロッド部12の非屈折状態での延在方向と平行な軸を回転軸として、ロッド部12を軸回転させるものである。この軸回転機構46によるロッド部12の軸回転は、左回り及び右回りの夫々で少なくとも最大で90°、すなわち、作業機72の正面方向(図2における左方向)を基準とした少なくとも180°の範囲内で回転される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the stirring
ここで、図4を参照して、攪拌装置10を用いて地盤Gを改良する際に、その施工範囲(改良体)の端部を平面的に形成するためには、攪拌翼14の取り付け方向を考慮すると、通常、改良体の平面に対して略直交する向きに重機70を配置する必要がある。しかしながら、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、上述したように、軸回転機構46によりロッド部12が軸回転されるため、施工範囲の、重機70の正面方向やその反対の手前方向(図中左右方向)に位置する平面的な端部のみではなく、重機70の側方向(図4における紙面と直交する方向)に位置する平面的な端部の施工にも対応することができる。これにより、重機70を移動させることなく、施工範囲の様々な方向に位置する平面的な端部を施工することができるため、これによっても重機70の移動頻度を抑制することができ、作業効率をより一層向上することが可能となる。更に、施工範囲の平面的な端部を施工するタイミング以外でも、例えば、施工の仕上げ等のタイミングで地盤Gを攪拌する際に、軸回転機構46によりロッド部12を左回りと右回りとに交互に軸回転させて揺動させてもよい。このようにすることで、ロッド部12を揺動させない場合よりも、同じ軌道でロッド部12の先端を移動させたときに攪拌される範囲が広がるため、施工効率を向上させることができる。
Here, referring to FIG. 4, when improving the ground G using the stirring
又、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図1に示すように、重機70から供給される動力によって一対の攪拌翼14を回転させるための回転駆動部20を、ロッド部12の先端に攪拌翼14毎に別個で具備し、更に、各々の回転駆動部20に、攪拌翼14の回転方向、回転数及び回転トルクを制御可能な回転制御機構22を備えたものである。これにより、例えば、一対の攪拌翼14を同方向に回転させた場合は、回転に抵抗する力によって意図しない方向に攪拌翼14が進み、随処に攪拌不足が生じてしまうことがあるが、一対の攪拌翼14を互いに反対方向に回転させることで、攪拌翼14の回転に抵抗する力が相殺され、攪拌翼14の進む方向が安定するため、攪拌不足の発生を抑制することができる。更に、攪拌翼14が意図しない方向に進んだ場合でも、それまでとは反対方向に攪拌翼14を回転させることによって方向修正が容易になるため、施工時間のロスを低減することができる。又、回転トルク等の制御によって、地盤Gへの押込み力に対する先端荷重の制御を行うことができるため、孔曲がりやそれによる攪拌不足の発生を抑制することが可能となる。
Further, in the stirring
加えて、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、軸回転機構46によりロッド部12が軸回転される際に、この軸回転を補助する方向に一対の攪拌翼14を回転させるように、回転制御機構22の各々を制御する回転補助制御部62を含むものである。ここで、回転補助制御部62による制御を受けた一対の攪拌翼14の回転方向は、通常、攪拌翼14同士で反対方向になる。これにより、特に、上述したようにロッド部12を揺動させるようにして軸回転させる場合に、その軸回転の方向に合わせて一対の攪拌翼14の回転方向を切り替えることで、ロッド部12の軸回転や軸回転方向の切り替えをスムーズに行うことができるため、作業効率を向上させることができる。
In addition, in the stirring
更に、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図2に示すように、地盤改良用の改良材(又は改良材及びエアの双方)を一対の攪拌翼14A、14Bの近傍に供給するための配管32と、一対の攪拌翼14A、14Bの近傍にエアを供給するためのエア配管33とが、ロッド部12の少なくとも一部に沿ってロッド部12の外側に着脱可能に取り付けられるものである。ここで、従来の攪拌装置は、ロッド部の内部に改良材供給用の配管が設置されたものが多く、配管の付け替え等に対応していなかったため、予め設置された配管が対応し得る改良材のみしか供給できなかった。特に、従来の配管は鋼材で作られていたため、スラリーや粉体専用として用いられ、腐食性材料の供給が困難であった。これに対し、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、改良材供給用の配管32が、ロッド部12の外側に着脱可能に取り付けられるため、必要に応じて配管32の付け替えを行うことができる。これにより、適切な材質や配管径を有する配管32を予め選択したり、そのような配管32へと施工現場において付け替えたりすることができるため、スラリー、粉体、腐食性材料等といった多様な種類の改良材を供給することが可能となり、更に、作業効率の向上も期待することができる。
Furthermore, the stirring
加えて、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、配管32及びエア配管33が取り付けられる際に、改良材及び/又はエアが吐出される吐出口32a、33aの位置が調整可能なものである。すなわち、吐出口32a、33aの位置は、一対の攪拌翼14の近傍に改良材及び/又はエアを供給するような任意の位置に調整され、例えば、ロッド部12の延在方向と平行な方向に関して、図2に示すように、一対の攪拌翼14よりも取付部30側(図中上側)の位置や、図3に示すように、ロッド部12の先端部12aの先端側(図中下側)の位置等に調整される。これにより、地盤Gの質等の状況に応じた適切な位置に、改良材やエアを吐出することが可能となる。更に、改良材とエアとの双方を供給可能な構成であることで、改良材に加え必要に応じてエアを供給することができるため、地盤形成土と改良材のみではなく、更にそこにエアを混合攪拌することができる。これにより、エアが攪拌されない場合と比較して、造成される改良体の重量が軽くなると共に内圧が小さくなるため、攪拌効率を向上させることができ、又、排泥を円滑に行うことが可能となる。
In addition, in the stirring
又、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、図1及び図2に示すように、更にスパイラル管52を含み、このスパイラル管52は、外周に螺旋状のガイド板54を有する直管状をなしており、重機70から供給される動力を利用して、スパイラル管軸回転用モータ56によって軸回転可能なものである。このようなスパイラル管52が、その先端を一対の攪拌翼14A、14Bの上方近傍に向けるようにして、ロッド部12の少なくとも一部に沿って取り付けられる。ここで、セメントスラリー等の改良材を供給しながら地盤G内で混合攪拌を行う際、供給された改良材の体積分の一部に相当する混合物(地盤形成土と改良材との混合物)等は、地表へと排出されるが、残りの体積分の影響による圧力が、側方へ地盤Gを押し込むことによって、近接構造物等を変位させる虞があった。そこで、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、改良材を供給しながら地盤Gを混合攪拌する間に、上記のような構造のスパイラル管52を、ガイド板54がロッド部12の先端と反対側(地表側)に向かって回転する方向に軸回転させる。これにより、改良材の供給によって増大した内圧を、攪拌翼14の上方近傍から地表へ向けてスムーズに排出することができるため、近接構造物等の側方変位を抑止することが可能となる。
1 and 2, the stirring
更に、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、一対の攪拌翼14A、14Bが、ロッド部12の先端に互いに反対向きに取り付けられる。このとき、図1で確認できるように、攪拌翼14の各々の回転軸18とロッド部12の延在方向との間で成される角度αが、ロッド部12の先端側(図中下側)へ向けて90°よりも小さくなるように、僅かに傾斜した状態で取り付けられる。換言すれば、攪拌翼14A、14Bの各々は、回転軸18と平行な方向に関して、ロッド部12の先端部12aに取り付けられた側の端部よりもその反対側の端部が、ロッド部12の先端寄りに位置するように、僅かに傾斜して取り付けられる。更に、一対の攪拌翼14A、14Bの各々は、複数の切削刃16として、ロッド部12の先端の側方向中心の直下を掘削及び攪拌するための、着脱可能な先端切削刃17を含んでいる。
Furthermore, in the stirring
すなわち、攪拌翼14が傾斜して取り付けられていない場合は、ロッド部12先端の側方向中心の直下を掘削するように一部の切削刃16を取り付けると、攪拌翼14が回転したときにその切削刃16がロッド部12に干渉してしまうため、実質的に利用できなかった。そこで、上述したように攪拌翼14が傾斜して取り付けられた上で、上記のような先端切削刃17を含むことで、先端切削刃17がロッド部12に干渉することなく、従来は届かなかったロッド部12先端の側方向中心の直下を、先端切削刃17により掘削及び攪拌することができる。これにより、特に施工対象が硬質地盤であっても、押込み力が有効に作用してロッド部12先端の直下を効率よく掘削及び攪拌することができ、攪拌不足の発生を抑制することが可能となる。
That is, when the stirring
又、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、更に複数の突出部34を含み、これら複数の突出部34は、一対の攪拌翼14が回転したときに、攪拌翼14の各々においてその攪拌翼14の回転軸18と平行な方向について異なる位置で回転する、2つ以上の切削刃16の間へ向かって突出するように、ロッド部12に対して着脱可能に取り付けられるものである。すなわち、突出部34の各々は、回転する攪拌翼14から相対的に視たときに、切削刃16の間を通って攪拌翼14の周りを回転する状態になる。これにより、特に粘土質の地盤Gを攪拌する場合に、切削刃16の間に地盤形成土が付着することを防止することができる。更に、切削刃16と突出部34との相乗作用により、地盤Gの攪拌効率を向上することもできる。
Further, the stirring
又、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、更に、ロッド伸張用シリンダ60を有する伸張機構58を含み、この伸張機構58は、重機70から供給される動力を利用して、ロッド部12の、取付部30による取り付け位置から先端までの長さを伸張させるものである。このため、図4に示すように、ロッド部12を伸張させない状態で地盤Gを掘削及び攪拌(図4の細かいハッチング部分参照)した後に、伸張機構58によってロッド部12を伸張させた状態で再び地盤Gを掘削及び攪拌(図4の粗いハッチング部分参照)することにより、重機70の移動や延長ロッドの装着等を行うことなく、施工範囲を拡大することができる。
しかも、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10は、取り付け先の重機70が油圧ショベル70Aであることで、主に浅層の地盤Gを対象とした施工で多く用いることができ、又、油圧ショベル70Aは小回りが利くため、様々な条件の現場での施工に対応することが可能となる。
The stirring
Moreover, since the
続いて、図6には、本発明の第2の実施の形態に係る攪拌装置10´を示している。なお、本発明の第2の実施の形態に係る攪拌装置10´について、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10との相違部分のみ説明をすることとし、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10と同様の部分の構成や作用効果については、説明を省略する。
図示のように、本発明の第2の実施の形態に係る攪拌装置10´は、重機70としての、リーダ付油圧式大口径削孔機70Bに装着されて使用されるものである。このとき、攪拌装置10´は、リーダ付油圧式大口径削孔機70Bの作業機72のリーダ76に沿って、上下方向に移動するように取り付けられる。又、詳しい説明は控えるが、攪拌装置10´は、本発明の第1の実施の形態に係る攪拌装置10と同様に、個別に回転制御される一対の攪拌翼14、着脱可能かつ吐出口32aの位置が調整可能な配管32、着脱可能かつ吐出口33aの位置が調整可能なエア配管33、複数の突出部34、ロッド部12を屈折させるための屈折機構40、ロッド部12を軸回転させるための軸回転機構46、及び、軸回転可能なスパイラル管52等を備えている。なお、ロッド部12は、施工範囲の最大深度に対応した長さを有することが好ましい。
Next, FIG. 6 shows a stirring device 10' according to a second embodiment of the present invention. Regarding the stirring device 10' according to the second embodiment of the present invention, only differences from the stirring
As shown in the figure, a stirring device 10' according to the second embodiment of the present invention is used by being attached to a leader-equipped hydraulic large-
本発明の第2の実施の形態に係る攪拌装置10´は、上述したように、取り付け先の重機70がリーダ付油圧式大口径削孔機70Bであることで、改良対象地盤の深度に応じたロッド長の選択や延長ロッドの着脱を行うことなく、最大深度に対応した長さのロッド部12を使用して、様々な深度での施工に対応することができる。更に、リーダ付油圧式大口径削孔機70Bのリーダ76が攪拌装置10´のガイドとして作用するため、鉛直方向の施工精度の向上を期待することができる。
他方、本発明の実施の形態に係る機械攪拌工法は、上述したような本発明の第1及び第2の実施の形態に係る攪拌装置10、10´を用いて実行されることで、攪拌装置10、10´に対応する同等の作用効果を奏することができる。
As described above, the agitating device 10' according to the second embodiment of the present invention uses the leader-equipped hydraulic large-
On the other hand, the mechanical stirring method according to the embodiment of the present invention is performed using the
特に、本発明の実施の形態に係る機械攪拌工法は、攪拌装置10、10´が備える屈折機構40及び軸回転機構46によるロッド部12の動作制御と、回転制御機構22による攪拌翼14の制御とを組み合わせて、様々な方法で地盤Gの攪拌を行うことができる。具体的には、例えば、屈折機構40によりロッド部12を屈折させた状態又は屈折させない状態で、軸回転機構46によりロッド部12を左回り及び右回りに交互に軸回転させて、例えば180°(左回り90°+右回り90°)揺動させながら、かつ、回転制御機構22により攪拌翼14の各々の回転方向及び回転数を変化させながら、地盤Gを攪拌するものである。この際、ロッド部12の屈折の有無や屈折角度の大きさ、ロッド部12の揺動回転角度の大きさ、攪拌翼14の回転方向及び回転数は、地盤Gの状態や攪拌位置等の施工状況に応じて任意に設定することができる。これにより、重機70の位置を変える必要なく、攪拌される地盤Gの範囲が増大するため、作業効率をより一層向上させることが可能となる。
In particular, the mechanical stirring method according to the embodiment of the present invention controls the operation of the
10、10´:攪拌装置、12:ロッド部、14(14A、14B):一対の攪拌翼、16:切削刃、17:先端切削刃、18:回転軸、30:取付部、32:配管、32a:吐出口、33:エア配管、33a:吐出口、34:突出部、40:屈折機構、46:軸回転機構、52:スパイラル管、54:ガイド板、62:回転補助制御部、70:重機、70A:油圧ショベル、70B:リーダ付油圧式大口径削孔機、72:作業機、G:地盤 10, 10': stirring device, 12: rod portion, 14 (14A, 14B): pair of stirring blades, 16: cutting blade, 17: tip cutting blade, 18: rotating shaft, 30: mounting portion, 32: piping, 32a: discharge port, 33: air pipe, 33a: discharge port, 34: protrusion, 40: refraction mechanism, 46: shaft rotation mechanism, 52: spiral tube, 54: guide plate, 62: rotation auxiliary control unit, 70: Heavy equipment, 70A: hydraulic excavator, 70B: hydraulic large-diameter drilling machine with leader, 72: work machine, G: ground
Claims (9)
ロッド部と、
前記重機から供給される動力を利用して回転しながら、外周に設けられた複数の切削刃によって地盤を攪拌し、その回転軸が前記ロッド部の延在方向と直交或いは略直交するように前記ロッド部の先端に取り付けられた一対の攪拌翼と、
前記重機の前方において前記ロッド部の先端が下方を向きつつ、前記一対の攪拌翼が前記重機の側方向の左側及び右側に位置するように、前記ロッド部を前記作業機に取り付けるための取付部と、を含み、
前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の中途部分から先端までを、前記ロッド部の延在方向に対して前記重機側へ屈折させるための屈折機構を備え、
前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の非屈折状態での延在方向と平行な軸を回転軸として、前記ロッド部を左回り及び右回りの夫々で少なくとも最大で90°軸回転させるための軸回転機構を備え、
前記重機から供給される動力を利用して、前記一対の攪拌翼を回転させるための回転駆動部が、前記ロッド部の先端に攪拌翼毎に別個で設けられ、各々の前記回転駆動部に、前記攪拌翼の回転方向、回転数及び回転トルクを制御可能な回転制御機構が具備され、
前記軸回転機構により前記ロッド部が軸回転される際に、該軸回転を補助する方向に前記一対の攪拌翼を回転させるように、前記回転制御機構の各々を制御する回転補助制御部を含むことを特徴とする攪拌装置。 A stirring device that is attached to a working machine of a heavy machine and stirs the ground while supplying improving material and / or air,
a rod portion;
While rotating using the power supplied from the heavy equipment, the ground is stirred by a plurality of cutting blades provided on the outer periphery, and the rotation axis is orthogonal or substantially orthogonal to the extending direction of the rod part. a pair of stirring blades attached to the tip of the rod;
An attachment portion for attaching the rod portion to the work machine so that the tip of the rod portion faces downward in front of the heavy machinery and the pair of stirring blades are positioned on the left and right sides in the lateral direction of the heavy machinery. and including
A bending mechanism for bending the middle part to the tip of the rod part toward the heavy machine side with respect to the extending direction of the rod part by using the power supplied from the heavy machine ,
Using the power supplied from the heavy machine, the rod part is rotated counterclockwise and clockwise by at least a maximum of 90 degrees, with an axis parallel to the extending direction of the rod part in the non-bending state as a rotation axis. Equipped with an axis rotation mechanism for rotating the axis,
A rotary drive unit for rotating the pair of stirring blades using the power supplied from the heavy equipment is separately provided for each stirring blade at the tip of the rod portion, and each of the rotary drive units includes: A rotation control mechanism capable of controlling the rotation direction, rotation speed and rotation torque of the stirring blade is provided,
a rotation assist control unit for controlling each of the rotation control mechanisms so as to rotate the pair of stirring blades in a direction that assists the rotation of the rod when the rod is rotated by the rotation mechanism; A stirring device characterized by:
前記攪拌装置は、ロッド部と、前記重機から供給される動力を利用して回転しながら、外周に設けられた複数の切削刃によって地盤を攪拌し、その回転軸が前記ロッド部の延在方向と直交或いは略直交するように前記ロッド部の先端に取り付けられた一対の攪拌翼と、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の中途部分から先端までを屈折させる屈折機構と、を含み、
前記重機の前方において前記ロッド部の先端が下方を向きつつ、前記一対の攪拌翼が前記重機の側方向の左側及び右側に位置するように、前記攪拌装置を前記作業機へ取り付け、
地盤中に支障物がある場合に、前記屈折機構により、前記ロッド部の中途部分から先端までを、前記ロッド部の延在方向に対して前記重機側へ屈折させた状態で、前記支障物を避けながら地盤を攪拌し、
前記攪拌装置は、前記重機から供給される動力を利用して、前記ロッド部の非屈折状態での延在方向と平行な軸を回転軸として、前記ロッド部を左回り及び右回りの夫々で少なくとも最大で90°軸回転させるための軸回転機構を含み、
少なくとも、施工範囲の、前記重機の側方向に位置する端部を施工する際に、前記軸回転機構によって前記ロッド部を軸回転させた状態で地盤を攪拌し、
前記攪拌装置は、前記重機から供給される動力を利用して、前記一対の攪拌翼を回転させるための回転駆動部を、前記ロッド部の先端に攪拌翼毎に別個で備えると共に、前記回転駆動部の各々に、前記攪拌翼の回転方向、回転数及び回転トルクを制御可能な回転制御機構を具備するものであり、
前記軸回転機構により前記ロッド部を軸回転させる際に、該軸回転を補助する方向に前記一対の攪拌翼を回転させるように、前記回転制御機構の各々を制御することを特徴とする機械攪拌工法。 A mechanical stirring method for improving the ground by using a stirring device that is attached to a working machine of a heavy machine and stirs the ground while supplying an improving material and / or air,
The stirring device stirs the ground with a plurality of cutting blades provided on the outer periphery while rotating using the rod and the power supplied from the heavy machine, and the rotation axis is the extending direction of the rod. A pair of stirring blades attached to the tip of the rod part so as to be orthogonal or substantially orthogonal to the above, and a bending mechanism that bends the rod part from the middle part to the tip using the power supplied from the heavy machine , including
Attaching the stirring device to the work machine so that the tip of the rod portion faces downward in front of the heavy machine and the pair of stirring blades are positioned on the left and right sides in the lateral direction of the heavy machine,
When there is an obstacle in the ground, the bending mechanism bends the rod portion from the middle portion to the tip thereof toward the heavy machinery side with respect to the extending direction of the rod portion, and the obstacle is removed. Stir the ground while avoiding
The stirring device uses the power supplied from the heavy machinery to rotate the rod portion counterclockwise and clockwise, respectively, about an axis parallel to the extending direction of the rod portion in a non-bent state. including an axial rotation mechanism for axial rotation of at least up to 90°;
At least, when constructing the end portion of the construction area located in the lateral direction of the heavy machine, the ground is stirred while the rod portion is axially rotated by the axial rotation mechanism,
The stirring device utilizes the power supplied from the heavy machinery to provide a rotation drive unit for rotating the pair of stirring blades separately at the tip of the rod portion for each stirring blade, and the rotation drive Each of the parts is equipped with a rotation control mechanism capable of controlling the rotation direction, rotation speed and rotation torque of the stirring blade,
A mechanical stirrer characterized by controlling each of the rotation control mechanisms so as to rotate the pair of stirring blades in a direction that assists the shaft rotation when the rod portion is rotated by the shaft rotation mechanism. Construction method.
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