KR200192340Y1 - An agitator for hardening soft ground by a method of depth soil mixing treatment - Google Patents
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Abstract
본 고안은 연약지반 강화를 위한 심층혼합처리공법에 사용되는 교반기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 연약지반을 이루는 토사에 고화제를 기계적으로 교반하여 지반을 강화하는 심층혼합처리공법에서 지반을 관입(貫入)하여 지반을 굴착하는 역할을 하는 선단 굴착부와, 관입부 안에서 토사와 고화제를 기계적으로 교반하는 프로펠러 형태의 교반날개, 그 교반날개에 수직과 수평방향으로 뚫려있는 고화제 토출구, 슬러리가 관입부에서 지상으로 흘러나오지 않게 하는 가압판으로 이루어진 교반기에 관한 것이다.The present invention relates to an agitator used in the deep mixing treatment method for reinforcing soft ground. More specifically, in the deep mixing process for strengthening the ground by mechanically agitating the solidifying agent on the soil which forms the soft ground, the front end excavation portion which injects the ground and excavates the ground, It relates to a stirrer consisting of a propeller type stirring blade for mechanically stirring the solidifying agent, a solidifying agent discharge port which is vertically and horizontally drilled on the stirring blade, and a pressure plate which prevents the slurry from flowing from the inlet to the ground.
본 고안의 교반기는 지반의 강도에 따라 교반날개의 각도가 13°, 15°, 17° 등으로 다른 교반기로 교체하여 사용하거나, 롯드에 체결된 교반기를 교체하지 않고 교반날개의 각도를 조절하여 편리하게 교반시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.The stirrer of the present invention can be replaced with another stirrer with 13 °, 15 °, 17 °, etc. according to the strength of the ground, or it is convenient to adjust the angle of the stirring blade without replacing the stirrer fastened to the rod. Characterized in that can be stirred.
Description
본 고안은 연약지반 강화를 위한 심층혼합처리공법에 사용되는 교반기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 연약지반 토사를 관입하고 고화제를 분사하여 토사와 기계적인 교반을 하는 교반기와 슬러리의 유출을 막기 위한 가압판으로 이루어진 교반기에 관한 것이다.The present invention relates to a stirrer used in the deep mixing treatment method for reinforcing soft ground, and more specifically, a pressure plate for preventing the outflow of stirrer and slurry which infiltrates soft ground soil and sprays hardener to perform mechanical stirring with soil. It relates to a stirrer consisting of.
임계해성점성토, 층적점성토로 이루어진 심도기질의 연약지반상에 각종 구조물을 축조하기 위하여는 이들 지반의 개량이 필요하다. 일반적으로 연약지반 처리공법에는 시공법에 따라, 경화제를 연약토와 혼합하여 교반하는 심층혼합처리공법, 흙의 간극을 경화성 물질로 고결시키는 약액 주입공법과 동결공법등으로 나눌 수 있다. 그 중 심층혼합처리공법은 분체계기계교반, 슬러리계기계교반, 고압분사교반으로 분류되고 분체계기계교반, 슬러리계기계교반은 원사토와 고화제를 프로펠러 모양의 교반날개을 이용하여 기계적으로 교반하는 기계교반공법이다. 이런 심층혼합처리공법에 대하여는 지금까지 약액(고화제)의 개발에만 치중하였을 뿐 약액(고화제)을 토사에 균일하게 분사 및 혼합할 수 있는 교반장비가 없어 효과가 기대에 미치지 못하였다.In order to build a variety of structures on the soft ground of the depth substrate composed of critically viscous clay and layered clay, the improvement of these soils is necessary. In general, the soft ground treatment method may be divided into a deep mixing process method of mixing and stirring the hardener with the soft soil according to the construction method, a chemical solution injection method and a freezing method to solidify the gap of the soil with a curable material. Among them, the deep mixing treatment method is divided into powder system stirring, slurry type mechanical stirring and high pressure spray stirring. Powder type mechanical stirring and slurry type mechanical stirring are used to mechanically stir yarns and solidifiers using a propeller-shaped stirring blade. Mechanical stirring method. The deep mixing process has been focused only on the development of a chemical liquid (solidifying agent) until now, but the effect was not as expected because there was no stirring equipment that could uniformly spray and mix the chemical liquid (solidifying agent) to the soil.
도 9와 같은 종래의 교반기로 자갈 섞인 연약지반이나 층상으로 퇴적된 연약지반을 교반시킬 경우 지반이 무른 곳에서는 지반이 대팻밥 같이 얇게 깍일 뿐 깍인 토사와 고화제의 혼합이 불량하고 단단한 곳에서는 교반날개가 손상되며 약액(고화제)이 상부로 역류되는 슬라임 배출 현상이 자주 발생하고, 교반날개에서 분출되는 고화제가 교반에 적합한 부분으로 분출되지 못하여 고화제의 손실이 많으며, 고화제와 토사가 기계적으로 잘 혼합되지 못하여 슬러리가 균질하게 혼합되지 않음은 물론 고결후 융기부를 제거하여야 하는 등 공기 지연과 시공비의 상승을 일으키게 되었으며 특히 교반날개의 각도가 지반의 특성 즉 지반의 강도에 맞지 않아 작업속도가 저하되는 문제점이 있었다.When stirring the soft ground mixed with gravel or soft ground deposited in layers with the conventional stirrer as shown in FIG. 9, where the ground is soft, the ground is thinly cut like a large rice, and the mixing of the ground soil and the hardener is poor and the stirring blade is hard. The slime discharge phenomenon occurs frequently, and the chemical liquid (solidifying agent) flows back to the upper part, and the solidifying agent ejected from the stirring blade is not ejected to the part suitable for stirring, and there is a large amount of solidifying agent. As the slurry was not mixed well, the slurry was not mixed homogeneously, and the ridges had to be removed after freezing, resulting in an increase in air delay and construction cost.In particular, the stirring speed did not match the characteristics of the ground, that is, the strength of the ground. There was a problem of deterioration.
본 고안은 위와 같은 문제를 해소하여 교반에 적합한 부분에 고화제를 살포 하고 지반의 강도에 따라 교반날개의 각도가 다르게 하여 지반을 효율적으로 교반하며 살포된 고화제와 토사의 교반효율을 높여 양질의 개량지반을 얻고 슬러리의 유출을 막으며 교반기의 수명증가와 작업속도 증가는 물론 고화제를 절약하는데 목적이 있다.The present invention solves the above problems by spraying a hardener on the part suitable for stirring, and the stirring wing angle is different depending on the strength of the ground to stir the ground efficiently. It aims to obtain improved ground and to prevent the outflow of slurry, to increase the life of stirrer and to increase the working speed as well as to save the hardening agent.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 교반기축의 하부에 3개의 굴착판으로 구성된 선단굴착부를 형성하며 교반기축의 측면에 3개의 교반날개를 형성하고 이 교반날개에 교반효율을 높이는 좌측톱니와 우측톱니를 형성하되 좌측톱니와 우측톱니가 지면과 13°와 15°와 17°를 이루도록 부착하여 지반의 강도에 따라 좌측톱니와 우측톱니의 각도가 다른 교반기를 선택해 작업하거나, 좌측톱니와 우측톱니의 각도를 13°, 15°, 17°로 조절이 가능하도록 하여 육중한 교반기를 교체하지 않고 하나의 교반기로도 작업이 가능하도록 하며, 좌측톱니와 우측톱니의 굴곡부가 회전시에 엇갈리도록 하고 3개의 교반날개 중 한 개의 교반날개에서는 고화제가 토출되도록 하되 고화제토출구멍의 직경은 교반날개의 끝부분으로 갈수록 크게하며 수평방향으로도 고화제가 토출되도록 하는데 특징이 있다.In order to achieve this purpose, the present invention forms a tip excavation part consisting of three digging plates at the bottom of the agitator shaft, and forms three agitator blades on the side of the agitator shaft, and forms a left tooth and a right tooth on the stirring blade to increase the stirring efficiency. Attach the left and right teeth to form 13 ° and 15 ° and 17 ° with the ground, and select the stirrer with different left and right tooth angles depending on the strength of the ground, or adjust the left and right tooth angles to 13 degrees. °, 15 °, 17 ° adjustable so that it is possible to work with a single stirrer without replacing the heavy stirrer, and the bends of the left and right teeth are staggered during rotation, and among the three stirring wings In one stirring blade, the solidifying agent is discharged, but the diameter of the solidifying agent discharge hole is made larger toward the end of the stirring blade, and in the horizontal direction. Is characterized in that said agent is ejected.
도 1은 본 고안의 교반기 사시도1 is a perspective view of the agitator of the present invention
도 2는 본 고안의 교반기를 굴착기의 롯드에 결합시켜 사용하는 사용상태도Figure 2 is a state of use using the stirrer of the present invention coupled to the rod of the excavator
도 3은 본 고안의 교반기 평면도3 is a plan view of the stirrer of the present invention
도 4는 교반날개의 각도를 조절할 수 있도록 원형돌기와 각도조절돌기를 형성하여 교반날개를 조립하는 것을 설명하기 위한 정면도Figure 4 is a front view for explaining the assembly of the stirring blade to form a circular projection and the angle adjusting projection to adjust the angle of the stirring blade
도 5는 도 4의 A-A 단면도5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6은 교반날개의 각도를 조절할 수 있도록 원형돌기와 각도조절돌기를 형성한 교반기축에 교반날개가 조립된 상태의 개략도Figure 6 is a schematic view of a state in which the stirring blades are assembled on the stirrer shaft formed with a circular protrusion and an angle adjusting protrusion to adjust the angle of the stirring blades
도 7은 본 고안의 구성요소로서 핀구멍이 천공된 교반날개의 개략도7 is a schematic view of the stirring blade perforated pinhole as a component of the present invention
A: 정면도A: front view
B: B-B 단면도B: B-B section
도 8은 본 고안의 구성요소인 용접소켓의 내부에 각도조절볼트가 끼워진 상태의 개략도8 is a schematic view of a state in which the angle adjusting bolt is fitted inside the welding socket which is a component of the present invention;
A: 평면도A: top view
B: 정면도B: front view
도 9는 종래의 교반기에서 고화액이 분출되는 상태의 정면도9 is a front view of a state in which the solidified liquid is ejected in a conventional stirrer
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1. 교반기축 2. 선단굴착부1. Agitator shaft 2. Tip excavation
2a, 2b, 2c. 굴착판 3a, 3b, 3c. 교반날개2a, 2b, 2c. Rig plates 3a, 3b, 3c. Stirring blade
3d. 좌측톱니 3e. 우측톱니3d. Left tooth 3e. Right tooth
3f, 7, 8. 다이아몬드나 내마모성 특수합금3f, 7, 8. Diamond or wear resistant special alloy
4. 굴착기의 롯드 5a, 5b, 5c. 롯드체결암나사4. Rods 5a, 5b, 5c of the excavator. Rod tightening screw
6. 고화제유입구멍 9a, 9b, 9c. 고화제토출구멍6. Solidifying agent inlet hole 9a, 9b, 9c. Solidified discharge hole
10. 가압판 11. 암나사10. Pressure plate 11. Female thread
12, 12a, 13, 13a, 14, 14a. 핀구멍 15a, 15b, 15c. 원형돌기12, 12a, 13, 13a, 14, 14a. Pinhole 15a, 15b, 15c. Circular projection
16. 볼트끼움암나사 17a, 17b, 17c. 각도조절돌기16. Bolted female screws 17a, 17b, 17c. Angle adjustment protrusion
18. 수나사 19. 고무링18. Male thread 19. Rubber ring
20. 각도조절볼트 21. 용접소켓20. Angle adjusting bolt 21. Welding socket
22. 핀 23. 스패너끼움부22.pin 23.spanner fitting
본 고안을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is described in detail by the accompanying drawings as follows.
본 고안의 교반기는 재질이 탄소강인 교반기축(1)과 선단굴착부(2)와 교반날개(3a, 3b, 3c)로 구성되어 있고 이 교반기축(1)에는 굴착기의 롯드(4)에 결합할 수 있는 롯드체결암나사(5a, 5b, 5c)와 고화제를 전달하는 고화제유입구멍(6)이 형성되어 있으며, 선단굴착부(2)는 지반을 굴착하고 굴착된 토사와 고화제를 교반날개(3a, 3b, 3c)로 잘 섞을 수 있도록 하는 3개의 굴착판(2a, 2b, 2c)으로 구성되어 있는데 굴착판(2a, 2b, 2c)에는 계단식 홈이 형성되어 있으며 계단식 홈의 측면과 3개의 굴착판(2a, 2b, 2c)의 끝이 만나는 부분에 다이아몬드나 내마모성 특수합금(7, 8)이 각각 부착되어 있어 교반기가 고속 회전하여 굴착하는 과정에서 전석이나 기반암에 부딪혀도 파손되지 않도록 되어 있고, 교반날개(3a, 3b, 3c)는 교반기축(1)의 측면에 120℃ 간격으로 부착되어 있으며, 그 좌, 우 측면에는 교반효율을 높이는 좌측톱니(3d)와 우측톱니(3e)가 지면과 13°나 15°나 17°를 이루도록 부착되어 있고 좌측톱니(3d)와 우측톱니(3e)의 굴곡부는 일직선상에 있지 아니하여 교반날개(3a, 3b, 3c)가 회전시 토사를 엇갈리게 파헤쳐 토사와 고화제를 세밀하게 섞도록 되어 있으며 좌측톱니(3d)에는 다이아몬드나 내마모성 특수합금(3f)이 부착되어 있고, 3개의 교반날개(3a, 3b, 3c) 중 한 개의 교반날개(3a)에는 교반기축(1)의 고화제유입구멍(6)으로 유입된 고화제를 외부로 토출시킬 수 있는 고화제토출구멍(9a, 9b, 9c)을 천공하여 교반기가 굴진시 교반날개(3a, 3b, 3c)가 수평을 유지하면서 회전, 굴토할 때 교반기 배면에 순간적으로 발생하게 되는 공동부분에 고화제를 토출할 수 있도록 하되 고화제토출구멍(9a, 9b, 9c)의 직경은 압력저하에 따른 고화제의 분출량과 바깥쪽 부분에 대한 토사의 체적양을 고려하여 교반날개(3a)의 끝부분으로 갈수록 크게 하며 고화제가 수평방향으로도 토출되도록 되어 있다.The stirrer of the present invention is composed of a stirrer shaft (1) made of carbon steel, a tip drilling portion (2), and stirring blades (3a, 3b, and 3c), and the stirrer shaft (1) is coupled to a rod (4) of an excavator. Rod fastening rock screw (5a, 5b, 5c) and a solidifying agent inlet hole (6) for delivering a solidifying agent is formed, the tip excavation (2) excavates the ground and stirred the excavated soil and solidifying agent It consists of three rigs (2a, 2b, 2c) that allow the blades (3a, 3b, 3c) to mix well. The rigs (2a, 2b, 2c) have stepped grooves and Diamond or wear resistant special alloys (7, 8) are attached to the ends of the three digging plates (2a, 2b, 2c), respectively, so that the agitator does not break even when hit by a stone or base rock during the high-speed rotating excavation process. The stirring blades 3a, 3b, and 3c are attached to the side surface of the stirrer shaft 1 at intervals of 120 deg. Left and right teeth (3d) and right teeth (3e) are attached to the left and right sides to form 13 °, 15 ° or 17 ° with the ground, and the bent portion of the left teeth (3d) and right teeth (3e) It is not in a straight line, and the stirring blades 3a, 3b, and 3c dig out the soil when rotating, so that the soil and the hardener are mixed finely. In one of the three stirring blades (3a, 3b, 3c), one of the stirring blade (3a) is a solidifying agent discharge that can discharge the solidifying agent introduced into the solidifying inlet hole 6 of the stirrer shaft (1) to the outside The holes 9a, 9b, and 9c are drilled to discharge the solidifying agent into the cavity that is instantaneously generated on the back of the agitator when the stirring blades 3a, 3b, and 3c are rotated and thrown while the agitator is horizontal. The diameters of the solidifying agent discharge holes 9a, 9b, and 9c may be determined by In consideration of the amount of ejection and the volume of the soil to the outer portion, it becomes larger toward the end of the stirring blade 3a and the solidifying agent is discharged in the horizontal direction.
교반기를 사용할 때 연약지반중에서도 지반이 비교적 약한 곳에서는 교반날개(3a, 3b, 3c)에 형성된 좌측톱니(3d)와 우측톱니(3e)가 지면과 17°를 이룬 교반기를 사용하고, 지반이 비교적 단단한 곳에서는 좌측톱니(3d)와 우측톱니(3e)가 지면과 13°를 이룬 교반기를 사용하며 그 중간정도의 지반에서는 좌측톱니(3d)와 우측톱니(3e)가 지면과 15°를 이룬 교반기를 사용하고, 굴착하는 교반기에서 분출되는 고화제가 지면위로 분출되지 않도록 원형의 가압판(10)을 사용하여 지반을 가압하여 준다.When using the stirrer, in the soft ground, where the ground is relatively weak, the stirrer with the left tooth 3d and the right tooth 3e formed at the stirring blades 3a, 3b, and 3c formed 17 ° with the ground is used. In a hard place, the agitator has a left tooth (3d) and a right tooth (3e) 13 ° with the ground, and in the middle of the ground, the agitator has a left tooth (3d) and the right tooth (3e) 15 ° with the ground. Using to press the ground using a circular pressure plate 10 so that the hardener is ejected from the excavating stirrer to the ground.
이와같이 구성된 교반기는 교반날개(3a, 3b, 3c)의 각도가 지반의 강도에 부적합한 경우 적합한 교반기를 선택하여 굴착기의 롯드(4)에 갈아끼워 사용하여야 하지만 다음과 같이 교반기가 굴착기의 롯드(4)에 부착된 상태에서 지반의 강도에 따라 교반날개(3a, 3b, 3c)의 각도만 조절하여 육중한 교반기를 수시로 갈아끼우지 않고 편리하게 작업할 수도 있다.The stirrer configured as described above should be used by replacing the stirrer rod 4 of the excavator when the angle of the stirring blades 3a, 3b, 3c is not suitable for the strength of the ground, but the stirrer rod 4 of the excavator as follows. It is also possible to conveniently work without changing the heavy stirrer from time to time by only adjusting the angle of the stirring blades (3a, 3b, 3c) according to the strength of the ground in the attached state.
교반날개(3a, 3b, 3c)가 부착되는 교반기축(1)의 측면에 암나사(11)와 3개의 핀구멍(12, 13, 14)이 형성된 원형돌기(15a, 15b, 15c)를 형성하고 그 밑에 볼트끼움암나사(16)가 형성된 각도조절돌기(17a, 17b, 17c)를 형성하며, 교반날개(3a, 3b, 3c)의 끝단에는 수나사(18)와 3개의 핀구멍(12a, 13a, 14a)을 형성하되 원형돌기(15a, 15b, 15c)에 형성된 핀구멍(12, 13, 14)과 교반날개(3a, 3b, 3c)에 형성된 핀구멍(12a, 13a, 14a)은 좌측톱니(3d)와 우측톱니(3e)가 지면과 이루는 각이 13°, 15°, 17°일때 각각 일치되도록 천공하여 교반날개(3a, 3b, 3c)의 수나사(18)를 원형돌기(15a, 15b, 15c)에 체결하되 고화액이 분사되는 교반날개(3a)에는 고무링(19)을 끼워 고화액이 누출되지 않도록 하고, 교반날개(3a, 3b, 3c)의 하부에는 교반날개(3a, 3b, 3c)의 각도를 조절하는 동시에 단단히 체결될 수 있도록 각도조절볼트(20)가 끼우진 용접소켓(21)을 용접하는데 볼트끼움암나사(16)는 각도조절돌기(17a, 17b, 17c)에 끼워져 있어 각도조절볼트(20)를 좌우로 돌림으로써 교반날개(3a, 3b, 3c)의 각도를 13°, 15°, 17°로 조절한 후 핀구멍(12나 13이나 14)에 핀(22)을 박아 단단히 고정하여 사용할 수도 있다.On the side of the stirrer shaft (1) to which the stirring blades (3a, 3b, 3c) are attached, circular protrusions (15a, 15b, 15c) having female threads (11) and three pin holes (12, 13, 14) are formed. Angle adjusting protrusions 17a, 17b, and 17c having bolt fitting female screws 16 formed thereon, and at the ends of the stirring blades 3a, 3b, and 3c, male threads 18 and three pin holes 12a, 13a, 14a), but the pinholes 12a, 13a and 14c formed in the circular protrusions 15a, 15b and 15c and the pinholes 12a, 13a and 14a formed in the stirring blades 3a, 3b and 3c have left teeth ( 3d) and the right teeth 3e are drilled to coincide with the ground at an angle of 13 °, 15 °, and 17 °, respectively, so that the male screws 18 of the stirring blades 3a, 3b, and 3c are circular projections 15a, 15b, 15c), but the rubber ring (19) is fitted to the stirring blade (3a) in which the solid solution is injected, so that the solid solution does not leak, and stirring blades (3a, 3b, 3c) under the stirring blade (3a, 3b, 3c) Adjusting angle of 3c) and angle adjusting bolt for fastening The bolt fitting female screw 16 is fitted to the angle adjusting protrusions 17a, 17b, and 17c by welding the welding socket 21 fitted with the 20, and the stirring blades 3a, by turning the angle adjusting bolt 20 from side to side. After adjusting the angle of 3b, 3c to 13 degrees, 15 degrees, and 17 degrees, the pin 22 may be pinched in the pin hole 12, 13, or 14, and may be fixed and used.
미설명 부호 23은 각도조절볼트를 좌, 우로 돌리기 위하여 스패너를 끼우는 육각모양의 스패너끼움부이다.Reference numeral 23 denotes a hexagonal spanner fitting portion in which a spanner is inserted to turn the angle adjusting bolt left and right.
본 고안에 의하면 지반의 강도에 따라 교반날개의 각도가 다른 교반기를 사용하여 지반이 약한곳에서는 대패밥 같이 얇게 깍이거나 지반이 강한곳에서는 교반날개에 무리를 주는 현상이 없고, 가압판으로 지반을 가압하여 약액이 상부로 역류되는 슬라임 배출현상이 없도록 함으로써 슬러리 역류를 방지하며 교반날개에 교반효율을 높이기 위한 좌측톱니와 우측톱니를 형성하되 굴곡부가 일직선상에 있지 않도록 하여 교반기가 회전시에 토사를 엇갈리게 파헤쳐 토사와 약액(고화제)을 균일하게 혼합하며, 고화제토출구멍의 크기를 달리하여 약액이 균일하게 분출되도록 하고 수평방향으로도 분출되도록 함으로써 토사와의 배합비가 일정하여 교반효율을 높일 수 있으므로 양질의 개량지반을 얻을 수 있고 교반기의 수명이 길다. 또한 지반의 강도에 적합한 여러개의 교반기를 제작하지 아니하고 하나의 교반기를 사용함으로써 효율적인 교반작업 및 작업시간을 단축할 수 있으며 경제적인 이점이 크다.According to the present invention, using agitators with different agitator blade angles depending on the strength of the ground, there is no phenomenon that the blade is thinly cut like a rice paddle in the weak ground or the ground is strong, and the pressure is applied to the ground using a pressure plate. By preventing the slime discharge phenomenon that the chemical liquid flows back to the upper part, it prevents backflow of slurry and forms left and right teeth on the stirring blade to increase the stirring efficiency. The soil and chemicals (solidifying agent) are uniformly mixed, and the chemical liquid is uniformly ejected by changing the size of the solidifying agent discharging hole and evenly sprayed in the horizontal direction. Improved ground can be obtained and the life of the agitator is long. In addition, by using a single stirrer without making a plurality of agitators suitable for the strength of the ground, it is possible to shorten the efficient agitation work and work time, and economical advantages are great.
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