JPH1181297A - 地盤改良装置の掘削攪拌翼 - Google Patents

地盤改良装置の掘削攪拌翼

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JPH1181297A
JPH1181297A JP23626497A JP23626497A JPH1181297A JP H1181297 A JPH1181297 A JP H1181297A JP 23626497 A JP23626497 A JP 23626497A JP 23626497 A JP23626497 A JP 23626497A JP H1181297 A JPH1181297 A JP H1181297A
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JP
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shaft
excavation
inner shaft
excavating
blade
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JP23626497A
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English (en)
Inventor
Tadashige Maeda
忠重 前田
Takekazu Baba
雄計 馬場
Kazuo Yamazaki
一雄 山崎
Hajime Fujii
肇 藤井
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T JII T ENG KK
TONE CHIKA GIJUTSU KK
Sanwa Kizai Co Ltd
Original Assignee
T JII T ENG KK
TONE CHIKA GIJUTSU KK
Sanwa Kizai Co Ltd
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに反転する内外軸にそれぞれ突設されて
掘削孔内で掘削土を攪拌混練する地盤改良装置の掘削攪
拌翼に関し、掘削を内外軸の両方に受け持たせて各軸の
負担を軽減させることを課題とする。 【解決方法】 互いに逆方向へ各別の回転数およびトル
クで回転する内軸と外軸とからなる二重軸を有し、前記
内軸と前記外軸との各下端部にそれぞれ側方へ突出させ
た掘削攪拌部材を上下多段に設け、前記内軸に設けた掘
削攪拌部材の外径を前記外軸に設けた掘削攪拌部材の外
径よりも径小とするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、互いに反転する内外
軸にそれぞれ突設されて掘削孔内で掘削土を攪拌混練す
る地盤改良装置の掘削攪拌翼に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の地盤改良装置の掘削攪拌翼は、例
えば、特開平8−109628号公報記載のものを掲げ
ることができる。この地盤改良装置の掘削攪拌翼では、
攪拌性能を重視した構成を採っており、先端地盤の掘削
は、主に内軸に設けられた掘削攪拌翼の下端に形成され
た掘削刃により任されている。
【0003】〔問題点〕このような従来の地盤改良装置
の掘削攪拌翼では、改良径が大きくなった場合や、中途
に硬質地盤を含む場合は、先端地盤の掘削に要するトル
クが不足して、オーガが回転不能となり、そのため掘削
速度を落としたり、薬液の注入量を増大したりする対策
が必要となり、作業効率が非常に悪くなるという問題点
が生じる。また、掘削トルクが大きくなると、その反力
により掘削孔が偏心するという別の問題点が生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、この問題点を解消するた
めに設定した課題は、掘削を内外軸の両方に受け持たせ
て各軸の負担を軽減させることができる地盤改良装置の
掘削攪拌翼を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項1
に係る地盤改良装置の掘削攪拌翼は、互いに逆方向へ各
別の回転数およびトルクで回転する内軸と外軸とからな
る二重軸を有し、前記内軸と前記外軸との各下端部にそ
れぞれ側方へ突出させた掘削攪拌部材を上下多段に設
け、前記内軸に設けた掘削攪拌部材の外径を前記外軸に
設けた掘削攪拌部材の外径よりも径小としたことを特徴
とするものである。
【0006】請求項2に係る地盤改良装置の掘削攪拌翼
は、前記内軸と前記外軸とに設けた掘削攪拌部材の外径
の比を、前記内軸と前記外軸とに与えられるトルクの比
と略同一としたことを特徴とする。
【0007】請求項3に係る地盤改良装置の掘削攪拌翼
は、前記内軸と前記外軸とに設けた掘削攪拌部材におけ
る掘削トルクの比を、前記内軸と前記外軸とに与えられ
るトルクの比と略同一となる掘削攪拌翼の外径の比とし
て与えたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を具体
的に図示説明する。ただし、この実施形態は発明をより
良く理解させるために具体的に説明するものであり、特
に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【0009】(構成)図1に第1実施形態における掘削
攪拌翼を設けた二重掘削軸を示し、図2でその二重掘削
軸の外形を、図3でその掘削攪拌翼の外径の比を示す。
【0010】第1実施形態の掘削攪拌翼を設けた二重掘
削軸では、掘削攪拌翼を取り付ける専用の掘削軸10と
して、中空の外軸11と、その外軸11の内側に設けて
外軸11の下端よりも下方に下端部を突出させた中空の
内軸12からなり、内軸12の中空部に薄肉管13を下
端が内軸12の外軸11よりも下方の位置で密着し、密
着部以外は内軸12との間で間隙をあけるように形成し
て嵌合し、掘削用潤滑剤または硬化剤等の供給路を軸方
向に仕切る同軸的円筒壁面を形成する。
【0011】そして、内軸12の下端面には薄肉管13
の中空部と連通する開口14を設け、内軸12における
薄肉中空軸密着部の直上の側面に、薄肉管13の外周側
に形成された供給路と連通するパイプ材15を接続し、
そのパイプ材15の端部を上方へ向けて折曲し、開口1
5aを上向きにして設ける。
【0012】また、内軸12の最下端の外周面には二枚
の螺旋形掘削刃16,16を設け、その螺旋形掘削刃1
6,16の取付位置の直上の位置から上方へ向けて広が
る内軸側掘削攪拌翼17,17を設け、外軸11の周面
には内軸側掘削攪拌翼17,17の最上位の攪拌翼を配
置した位置の直上に位置する外軸11の周面に、その位
置から下方へ向けて広がる外軸側掘削攪拌翼18,18
を設ける。
【0013】内軸側掘削攪拌翼17は、外軸11にすべ
り軸受を内嵌させた短い円筒状の攪拌翼基部取付部材1
9を回転自在に外嵌し、その下端部の外周面に逆匸字形
に形成した掘削攪拌翼体17a,17aの上側端部の端
面を固着し、攪拌翼基部取付部材19の上端部の外周面
に棒状に形成した攪拌翼体17b,17bの端面を固着
させ、掘削攪拌翼体17a,17aの略中央部の側面か
ら軸側に内向き攪拌翼体17c,17cを突出させ、掘
削攪拌翼体17a,17aの下側に水平方向直線状に形
成された掘削刃17dの軸側端部を内軸12に設けた螺
旋形掘削刃16,16の取付位置の直上位置に固着す
る。
【0014】1つの内軸側掘削攪拌翼17には、掘削刃
17dの背面側に掘削攪拌翼体17aの形状に合わせて
パイプ材15を沿わせ、垂直方向に立設した部分の略中
央部で上向きにした開口15aを開設させる。各攪拌翼
体17a,17b,17cは、断面T字状の構造材、平
板、逆台形板、または逆翼形板等によりそれぞれ各部の
機能により適切な形状構造のものを選択して形成する。
この内軸側掘削攪拌翼17は内軸12の外周上等ピッチ
に3個配設する。
【0015】外軸側掘削攪拌翼18は、攪拌翼基部取付
部材19の上端よりも上方の外軸11の周面に、逆匸字
形に形成した掘削攪拌翼体18a,18aの上側端部の
端面を固着し、掘削攪拌翼体18a,18aの略中央部
の側面であり、内軸側掘削攪拌翼17の攪拌翼体17
b,17bの配設位置よりも下側の位置から、軸側に内
向き攪拌翼体18b,18bを突出させ、掘削攪拌翼体
18a,18aの下側に水平方向直線状に形成された掘
削刃18cの軸側端部を、攪拌翼基部取付部材19に回
転自在に外嵌させた環状に形成された掘削刃基部取付部
材20の外周面に固着させる。
【0016】外軸11の下端部には、内軸側掘削攪拌翼
17から軸側へ突出した内向き攪拌翼体17c,17c
と攪拌翼体17a,17aとにより囲まれた領域の中央
部に位置するように位置決めして放射方向に攪拌翼体2
1,21を突出させる。各攪拌翼体18a,18b,2
1は、断面T字状の構造材、平板、逆台形板、または逆
翼形板等によりそれぞれ各部の機能により適切な形状構
造のものを選択して形成する。この外軸側掘削攪拌翼1
8および攪拌翼体21は外軸11の外周上等ピッチに3
個配設する。
【0017】外軸11、内軸12、内軸側の攪拌翼基部
取付部材19および外軸側の掘削刃基部取付部材20等
の間に介装する各すべり軸受(番号付さず)は、例えば
青銅製円筒状360°ジャーナル軸受等の一般に知られ
たジャーナル軸受を利用し、円筒状の上端と下端との両
方にそれぞれ嵌合させる。
【0018】この実施形態では、外軸11と内軸12と
にそれぞれ掘削刃18cと掘削刃17dと設けたので、
掘削による負荷を外軸11と内軸12とにそれぞれ分担
させて軽減させることができ、動力を有効に活用できる
ようになる。特に、軟弱地盤と硬質地盤とで、各掘削刃
17d,18cの大きさをそれぞれ用途に応じて適切に
選択して使用すると効果的である。
【0019】例えば、軟弱で粘性の高い地盤のように、
各軸の回転に要するトルクが殆ど攪拌に費やされると仮
定した場合、部材が直径方向に略均一に分布していると
見做すと、図2(イ),(ロ)に示すように、攪拌に生
じる回転反力F1 ,F2 が掘削時において内外軸から各
掘削刃に与えられるトルクT1 ,T2 と、各掘削刃の直
径D1 ,D2 とから、 F1 =2T1 /D1 … (1) F2 =2T2 /D2 … (2) となり、これより、 D1 :D2 = T1 :T2 … (3) となるようにD1 とD2 とを選択すれば、F1 =F2
なり、回転反力が内外軸で相殺されることになる。図2
の例では、T1 :T2 =2:3の場合で、この時D1
2 =2:3としている。このため、互いに反転する
内外軸の掘削刃における掘削力が均衡し、掘削孔の曲が
り等が発生しなくなる。
【0020】また、硬質地盤のように、出力軸トルクが
殆ど先端地盤の掘削に費やされると仮定した場合、各掘
削刃が掘削面を略均一にカバーするように配設されてい
るとすると、図3(イ),(ロ)に示すように、各掘削
刃の掘削に費やされるトルクをそれぞれt1 ,t2
し、各掘削刃における掘削半径R1 ,R2 と、その有効
掘削範囲l1 ,l2 とから、 t1 ∝l1 1 =D1 2 /8 … (4) t2 ∝l2 2 =(D2 2 −D1 2 )/8 … (5) となり、これより、 t1 :t2 = T1 :T2 … (6) となるようにD1 ,D2 を選択すれば、掘削トルク(回
転反力)の比t1 :t2が内外軸で相殺されることにな
る。図3の例では、T1 :T2 =2:3の場合で、この
時l1 1 :l2 2 =2:3としている。このため、
互いに反転する内外軸の掘削刃における掘削力が均衡
し、掘削孔の曲がり等が発生しなくなる。
【0021】(作用・効果)このように構成した実施形
態によると、掘削機を作動させて、掘削時の潤滑剤とし
ての水を開口14,15aから吐出させながら掘削軸1
0を駆動する。駆動には内軸12は左回り、外軸11は
右回りに回転して、内外軸が互いに反対方向へ回転し、
外軸11の回転に従う外軸側掘削攪拌翼18および攪拌
翼体21が内軸12の回転に従う内軸側掘削攪拌翼17
と反対方向に回転して掘削土と水とを攪拌混合する。
【0022】この時、内向き攪拌翼体17c,17cと
攪拌翼体21,21とが互いに反対方向へ回転するから
掘削攪拌翼体17a,17aと掘削刃17dとにより囲
まれた内部の掘削土は共回りせずに攪拌され、そして、
攪拌翼体17b,17bと内向き攪拌翼体18b,18
bとが互いに反対方向へ回転するから掘削攪拌翼体18
a,18aと掘削刃18cとにより囲まれた内部の掘削
土も共回りせずに攪拌されるため、掘削刃17dと掘削
刃18cとの掘削を容易にさせる。
【0023】そして、掘削刃17dと掘削刃18cとの
大きさを、用途に応じて適切に選択することにより、掘
削方向を偏心させずに済み、掘削効率を効果的に向上さ
せることができる。
【0024】特に、軟弱地盤に対しては、掘削刃17d
と掘削刃18cとの外径の比D1 :D2 を駆動トルクの
比T1 :T2 と略同一とすることによって、各内外軸1
1,12の回転の反力を掘削刃17dと掘削刃18cと
の間で相殺できるようにし、各掘削刃17d,18cに
対する荷重負担を均等にして、掘削方向を触れにくく
し、軸方向に沿って真っ直ぐに掘削することができて、
掘削孔の偏心を生じないように掘削することができる。
【0025】また、硬質地盤に対しては、掘削刃17d
と掘削刃18cとの大きさを、掘削刃17dと掘削刃1
8cとの掘削トルクの比t1 :t2 を各掘削刃17d,
18cに与えられるトルクの比T1 :T2 となるように
することによって、各内外軸11,12の回転の反力を
掘削刃17dと掘削刃18cとの間で相殺できるように
し、掘削時に軸方向に沿って真っ直ぐに掘削できて、掘
削孔の偏心を生じないように掘削することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による請
求項1に係る地盤改良装置の掘削攪拌翼では、反転する
内外軸のそれぞれに掘削刃の外径が異なる掘削攪拌部材
を上下に振り分けて形成するとともに、内軸側の掘削攪
拌部材を外軸側の掘削攪拌部材よりも径小に形成したこ
とにより、各軸および掘削攪拌部材の荷重負担を分散・
軽減させ、動力の有効活用ができ、作業効率を向上させ
ることができる。
【0027】また、請求項2に係る地盤改良装置の掘削
攪拌翼では、内軸と外軸とに設けた掘削攪拌部材の外径
の比を、内軸と外軸とに与えられるトルクの比と略同一
としたことにより、各掘削攪拌部材の回転反力が相殺さ
れて、軟弱高粘性地盤における掘削を真っ直ぐに掘削で
きるようにし、掘削孔の偏心を効果的に防止することが
できる。
【0028】また、請求項3に係る地盤改良装置の掘削
攪拌翼では、内軸と外軸とに設けた掘削攪拌部材におけ
る掘削トルクの比を、内軸と外軸とに与えられるトルク
の比と略同一となる掘削攪拌部材の外径の比として与え
たことにより、各掘削攪拌部材の回転反力が相殺され
て、硬質地盤における掘削を真っ直ぐに掘削できるよう
にし、掘削孔の偏心を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施形態の掘削攪拌翼を示す縦断
面側面図である。
【図2】実施形態の軟弱地盤掘削用の掘削攪拌翼におけ
る外径比を示す説明図であり、(イ)は掘削攪拌翼の外
観図、(ロ)は掘削刃外径の指示説明図である。
【図3】実施形態の硬質地盤掘削用の掘削攪拌翼におけ
る掘削範囲を示す説明図であり、(イ)は掘削攪拌翼の
外観図、(ロ)は各掘削刃における掘削範囲の指示説明
図である。
【符号の説明】
10 掘削軸 11 外軸 12 内軸 13 中心軸 14 開口 15 パイプ材 15a 開口 16 螺旋形掘削刃 17 内軸側掘削攪拌翼 17a 掘削攪拌翼体 17b 攪拌翼体 17c 攪拌翼体 17d 掘削刃 18 外軸側掘削攪拌翼 18a 掘削攪拌翼体 18b 攪拌翼体 18c 掘削刃 19 攪拌翼基部取付部材 20 掘削刃基部取付部材 21 攪拌翼体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 雄計 神奈川県大和市上和田字城山2060 ティジ ィティ・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山崎 一雄 千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機 材株式会社千葉工場内 (72)発明者 藤井 肇 千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機 材株式会社千葉工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに逆方向へ各別の回転数およびトルク
    で回転する内軸と外軸とからなる二重軸を有し、前記内
    軸と前記外軸との各下端部にそれぞれ側方へ突出させた
    掘削攪拌部材を上下多段に設け、前記内軸に設けた掘削
    攪拌部材の外径を前記外軸に設けた掘削攪拌部材の外径
    よりも径小としたことを特徴とする地盤改良装置の掘削
    攪拌翼。
  2. 【請求項2】前記内軸と前記外軸とに設けた掘削攪拌部
    材の外径の比を、前記内軸と前記外軸とに与えられるト
    ルクの比と略同一としたことを特徴とする請求項1記載
    の地盤改良装置の掘削攪拌翼。
  3. 【請求項3】前記内軸と前記外軸とに設けた掘削攪拌部
    材における掘削トルクの比を、前記内軸と前記外軸とに
    与えられるトルクの比と略同一となる掘削攪拌部材の外
    径の比として与えたことを特徴とする請求項1記載の地
    盤改良装置の掘削攪拌翼。
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