JP3610486B2 - Ground improvement device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤を鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し攪拌混合して改良処理する地盤改良装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術を、図1に例示した形式の地盤改良装置に基いて概説する。
ベースマシン25の垂直なリーダー20へ取付け固定したガイドパイプ21に沿って昇降する中間部振れ止め22及び下部振れ止め23により複数本のロッド11(駆動軸)の地上部分が支持されている。ロッド11には、地盤改良処理機24によって回転と押し込み力が与えられる。前記ロッド11の先端部に、複数のロッド相互間の間隔を保持する連結軸受26を介して撹拌掘削軸1が一連に接続されている。前記撹拌掘削軸1により地盤Eを鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理することは公知に属する。
【0003】
図12には、従来一般の撹拌掘削軸aを例示している。これは鉛直方向下向きに配置する2本の攪拌掘削軸a、aが、各々の上下2個所を連結軸受k、kで支持された2軸のラップ型である。2軸の攪拌掘削軸a、aには、平面的に見ると回転域がラップする複数の攪拌翼m…が、相互に干渉を起さないように上下方向に段差をあけて多段に取り付けられている。攪拌掘削軸aの下端部bには、鉛直方向下向きに掘削機能を発揮する下向きの先端掘削カッターc、及び下向きの掘削刃fを有する半径方向にほぼ水平な掘削翼eが取り付けられている。符号nは安定材の注出口を指す。安定材の注出口は、必要に応じて撹拌掘削軸の上部にも設け、上下の注出を切り替えて地盤改良を行うことも公知である。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】
従来の地盤改良装置は、中間部振れ止め22及び下部振れ止め23並びに連結軸受kにいずれもメタル式軸受を採用している。そのためロッド11(駆動軸)および撹拌掘削軸aの拘束度が緩く、施工杭の芯の位置ずれや鉛直精度が低下する原因になっている。また、軸受の消耗が速く、交換頻度が高い欠点がある。
【0005】
即ち、従来の振れ止め22、23は、ロッド11の支持にメタル式軸受を採用しているため、どうしても軸受面のクリアランスが大きく必要である。一例として、ロッド外径が267.4mmに対してメタル式軸受の内径は283mmで、実に15.6mmのクリアランスが確保されている。したがって、前記のクリアランスが施工杭の芯の位置ずれや鉛直精度を低下させる重大原因になっている。また、メタル式軸受の場合は、金属同士の回転接触であるため、金属粉(切り粉)が飛散する程の摩耗を生じ、耐久性が低い。更に振れ止め自体の自重量がモーメント作用によって前傾現象(前垂れ)を生じ、ロッドの鉛直精度を低下させることも重大な問題点とされている。
【0006】
次に、従来の連結軸受kは、撹拌掘削軸の外周に内メタルカラーを抱き合わせ、外側軸受を金属製の眼鏡型バンドで支持させた構成であり、2軸を一体に支持することにより剛性を高め、鉛直精度を高めている。しかし、やはり軸受面のクリアランスが大きく必要で、鉛直精度を低下させる原因になっているし、金属同士の回転接触であるために摩耗が早く、耐久性が低い。特に、この連結軸受kは地中に進入するため、前記のようにクリアランスが大きいと、砂地盤での消耗は粘性土及びシルト質地盤に比べると、約半分の寿命である。その上、摩耗が進行すると、当然のことながら前記クリアランスが一層大きくなり、掘削撹拌軸のガタツキが増幅し、鉛直精度の低下、方向性の不安定が増し、一般的な改良杭は偏心した繭形(長円形)の改良体となってしまうことが知られている。
【0007】
そこで従来、新品の時には組立精度を上げるためにメタルカラーと外側軸受のクリアランスを15mm程度にきつく設定している。しかし、無給油式のドライ構造であるために焼き付く原因にもなっている。かくして連結軸受kの交換頻度は砂地盤の場合は施工実績3000m2を目安とし、シルト、粘土質地盤では5000m2を目安としている。
【0008】
以上のような理由で、従来の連結軸受は決して経済的なものとは云えず、一層のコストダウンを研究しているのが実情である。
【0009】
次に、図12に例示した従来の攪拌掘削軸aは、その先端掘削カッターcの掘削レベルが掘削翼eの掘削レベルと常に同じレベルであって所謂先導効果に欠ける。そのため攪拌掘削軸aの鉛直掘削の中心を正確に保ち難く、施工杭の芯の位置ずれや鉛直精度が低下する原因になっている。
【0010】
そこで従来、掘削対象地盤Eの土質に合った先端掘削カッターに交換することも検討されているが、上下を支持金具k、kで拘束された2本の攪拌掘削軸a、aの全体を、上部の軸継手d、dの位置で切り離して交換する構造であるから、交換作業が大変面倒で時間がかかり煩わしい、という問題が生じている。
【0011】
したがって、本発明の目的は、地盤改良装置による施工杭の芯の位置ずれや鉛直精度が低下する原因を根本的に解決すると同時に、消耗部品の耐久性の向上と交換頻度の延命化による経済性の向上を図ることであり、具体的には上述した下部振れ止め(及び場合によっては中間部振れ止めも)及び連結軸受並びに撹拌掘削軸の構造をそれぞれ改良した地盤改良装置を提供することである。
【0012】
本発明の次の目的は、撹拌掘削軸を構成する先導掘削カッターを攪拌掘削軸とは別個独立に構成し、前記掘削の鉛直精度の確保、或いは施工杭の芯の位置ずれの防止に効果的な先導掘削カッターの選択的使用乃至交換に至便な構成に改良した撹拌掘削軸を提供することである。
【0013】
本発明の更なる目的は、撹拌掘削軸を構成する先端掘削カッターを攪拌掘削軸とは別個独立に構成し、前記掘削対象地盤の土質に応じて最適な形式の先端掘削カッターを適宜選択して使用できる掘削対象地盤の土質に応じて最適なものを選択的に使用でき、或いはその交換に至便な構成に改良した撹拌掘削軸を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る地盤改良装置は、
リーダー20のガイドパイプ21に沿って昇降する振れ止め22、23で複数のロッド11が支持され、前記ロッド11の先端部に、複数のロッド相互間の間隔を保持する連結軸受26を介して撹拌掘削軸1が接続されており、地盤Eを鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理する地盤改良装置において、
前記撹拌掘削軸1には、地盤Eを鉛直方向下向きに掘削する掘削刃9を有する掘削翼8が下端部に取り付けられ、同じく地盤を鉛直方向下向きに掘削する先端掘削カッターが攪拌掘削軸1とは別個独立に構成して攪拌掘削軸1の下端位置へ取り付けられていること、
前記先端掘削カッターは、掘削刃6の上部に角軸形状の軸継手3が一体的に設けられた構成であり、撹拌掘削軸1の前記下端位置に形成された角孔部50に前記角軸部3を嵌めて着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【0015】
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した地盤改良装置において、
先端掘削カッターは、軸部1’の下端に先端掘削刃6が設けられ、上端に角軸形状の軸継手3が設けられ、軸部1’を中心としてスパイラル形状又はくさび形状の先端掘削翼が設けられた構成であることを特徴とする。
【0016】
請求項3に記載した発明は、請求項1に記載した地盤改良装置において、
先端掘削カッターは、軸部1’の下端に先端掘削刃を有さないが、上端に角軸形状の軸継手3が設けられ、軸部1’を中心としてスパイラル形状又はくさび形状の先端掘削翼が設けられ、前記スパイラル形状又はくさび形状の先端掘削翼5の外縁部に掘削刃6’が取り付けられた構成であることを特徴とする。
【0017】
請求項4に記載した発明に係る地盤改良装置は、
リーダー20のガイドパイプ21に沿って昇降する振れ止め22、23で複数のロッド11が支持され、前記ロッド11の先端部に、複数のロッド相互間の間隔を保持する連結軸受26を介して撹拌掘削軸1が接続されており、地盤Eを鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理する地盤改良装置において、
前記の下部振れ止め23は、リーダー20のガイドパイプ21に沿って滑動するスライド金物23aの上下の位置に同じガイドパイプ21を伝い転がるローラ式ガイド機構が設置され、ロッド支持部23bには各ロッドの周囲を回転自在に支持する複数の受けローラ31が設置された構成であること、
前記連結軸受26は、ロッド11と撹拌掘削軸1を上下一連に接続する継手軸40が複数のローラーベアリング41で回転自在に支持され、前記のローラーベアリング41は水密構造に密封された構成であること、
前記撹拌掘削軸1は、下向きの掘削刃9を有する掘削翼8の位置を下端部とし、この下端部の位置から地盤を鉛直方向下向きに先導掘削するように下向きに長く突き出た先導掘削カッター2を備えており、前記先導掘削カッター2は地盤を先導掘削するに足る長さのロッド部分4を有し、その上端に角軸形態の軸継手3を有して攪拌掘削軸1とは別個独立に構成され、攪拌掘削軸1の前記下端位置に形成さた角孔部50に前記軸継手3を嵌めて着脱自在に取り付けた構成であることをそれぞれ特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態及び実施例】
請求項1及び4に記載した発明に係る地盤改良装置は、図1に実施形態を示したように、ベースマシン25の垂直なリーダー20のガイドパイプ21に沿って昇降する中間部振れ止め22及び下部振れ止め23によって複数本のロッド11(駆動軸)の地上部分が支持されている。前記ロッド11の先端部に、複数本のロッド相互間の間隔を保持する連結軸受26を介して撹拌掘削軸1が一連に接続されている。ロッド上端の地盤改良処理機24によって与えられるロッド11の回転及び押し込み力により撹拌掘削軸1が地盤Eを鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理するものである。
【0021】
本発明の特長として、前記の下部振れ止め23は、図1A及び図2A、図3に構造詳細を示したように、前記リーダー20のガイドパイプ21に沿って滑動するスライド金物23aの上下の位置に、ローラ式ガイド機構として左右2本の前記ガイドパイプ21、21をそれぞれ伝い転がる受けガイドローラ30が、図2Aで明らかなように平面的に見て直角2方向を一組として設置され、もってスライド金物23aの昇降時のブレを防ぎ、且つ前傾現象(前垂れ)を防止するローラ式ガイド機構が構成されている。もっとも、ローラ式ガイド機構は、図2Bに示したように、左右2本のガイドパイプ21、21の間にまたがる長さで両端にフランジ33を有する1本の共通な長ローラ32で兼用するものとし、更に各ガイドパイプ21を抱えるほぼ1/4円弧状のホルダ金物34を付設した構成などで実施することができる。
【0022】
一方、ロッド支持部23bには、図2Aと図3に詳示したように、各ロッド11の周囲を直角4方向に回転自在に支持する4個ずつの受けローラ31が設置された構成のローラ式ガイド機構が設けられている。各受けローラ31は、それを支持する軸受板のボルトを操作して着脱しメンテナンス等が行われる。
【0023】
つまり、従来のメタル軸受方式から受けローラ31によるローラ式ガイド機構で支持する構造に改良し、且つ支持部のクリアランス許容値も2〜3mmと極めてタイトにして高い拘束力を確保できる構成としている。また、ローラ軸受方式であるため、金属同士の滑り接触のように金属粉が飛散するほどの激しい摩耗は発生せず、環境保全に良好であるほか、耐摩耗性、耐久性は3〜4倍ほども向上する。従って、前記上下の受けローラ30による昇降時のブレ防止、前傾現象(前垂れ)の防止効果との相乗により、前記ロッド11を常にリーダー20のガイドパイプ21と平行に案内して、鉛直精度の高い掘削を可能ならしめる。
【0024】
次に、撹拌掘削軸1と共に地中に貫入される前記連結軸受26は、図1Bと図4及び図5に詳示したとおり、前記ロッド11と撹拌掘削軸1とを上下一連に接続する継手軸40が、ラジアル、スラスト兼用型(アンギュラー型式)である上下2個のローラベアリング41、41で回転自在に支持するローラ式ガイド機構が実施されている。したがって、ローラ支持部のクリアランス許容値を限りなく微小にして高い拘束力を確保し、掘削の鉛直精度向上が図れる。そして、ベアリング外ケース42の上下はOリングを多用したシール蓋ケース43、43により塞がれ、前記ローラベアリング41は水密構造に密封されている。しかもグリース給油方式として耐久性、耐摩耗性の向上をはかり、ひいてはローラベアリング41等の消耗部品の交換頻度を延命化して経済性の向上も図っている。
【0025】
前記継手軸40の上端の角軸部40aへ、管状をなすロッド11の下端部を嵌めて接続する。また、下端の角孔部40bへ、撹拌掘削軸1の上端の後述する角軸部が嵌め込まれ接続される。前記ベアリング外ケース42に取り付けた継手板44が、例えば図1Bのようにセンサー(又は計測)ボックス46を介して、又は図4のように繋ぎ材45により直接左右2個のベアリング外ケース42同士を一定の間隔で接合されている。
【0026】
ちなみに、上記連結軸受26の交換頻度は、5000m2毎の定期点検と消耗品の交換を目安とする。耐久性は、従来の約10倍の30000m2毎のオーバーホールを目安とする。グリース給油に関しては、内部よりの連続送り出し方式を採用して、地中貫入時でも給油を可能にし、もって軸受内部に外部からの異物が進入することを防ぐ構成とされている。
【0027】
次に、前記撹拌掘削軸1は、図1に示したとおり、その先端部に、地盤を鉛直方向下向きに先導掘削する、下向きに長く突き出た先導掘削カッター2を備えた構成とされている(以上、請求項4に記載の発明)。
【0028】
したがって、上記構成の地盤改良装置によれば、地盤を鉛直方向下向きに先導掘削する先導掘削カッター2による先導効果(芯出し効果)と、その撹拌掘削軸1を支持する連結軸受26、及びロッド11を支持する下部振れ止め23それぞれのクリアランス許容値が限りなく微小で高い拘束力を保持し、掘削の鉛直精度を高める作用との相乗効果で、施工杭の芯の位置ずれがなく、鉛直精度の高い地盤改良工事を可能にする。
【0029】
次に、撹拌掘削軸1の実施形態を図6に示している。
【0030】
この撹拌掘削軸1は、図1に基いて既に説明したように、地盤を鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合し、軟弱地盤を改良処理する場合に好適な構造であり、地盤を鉛直方向下向きに先導掘削するように下向きに長く突き出た先導掘削カッター2を備えている。
【0031】
この撹拌掘削軸1は、上端部の角軸構造をなす軸継手7、7を、上述した連結軸受26(例えば図4参照)の角孔部40bへ接続してロッド11と一連に接続される。また、並列する2本(但し、本数は2本の限りではない)の攪拌掘削軸1、1は、第2連結軸受12で下部をも支持され、その位置より上方部分に、多段の撹拌翼10が平面的に見て相互にラップする大きさで設けられていることは従来公知のものと変わらない。第2連結軸受12もまた、図5に示したと同様なローラベアリング構造とされている。
【0032】
この撹拌掘削軸1の特長は、上記した先導掘削カッター2が、攪拌掘削軸1とは別個独立に構成され、攪拌掘削軸1の下端位置へ着脱自在に取り付けられていることである。その前提として、当該攪拌掘削軸1は、下向きに掘削刃9を有する掘削翼8の位置までを下端部とし、その下端部が軸継手要素である角孔部50に形成されている。
【0033】
上記した独立構造の先導掘削カッター2は、その上端に角軸形態の軸継手3を有し、この軸継手3が上記撹拌掘削軸1の下端に設けられた角孔部50へ嵌め込まれ一連に接続される構成である。先導掘削カッター2は、前記軸継手3の下方部分を地盤の先導掘削の作用(芯出し作用)に必要十分な長さ、一例として長さ850mm程度のロッド部分4に形成され、その下端部に先端掘削刃6が下向きに取り付けられている。
【0034】
従って、上記構成の撹拌掘削軸1は、掘削対象地盤の性状、あるいは要求する鉛直掘削精度に応じてロッド部分4の長さが異なる先導掘削カッター2を選択的に使用すること、及び後述する先端掘削カッターの選択的な使用を可能にするのである。
【0035】
次に、図7以下は、請求項1〜3に記載した発明の実施形態であって、地盤改良装置及びそのロッド先端へ接続して使用する撹拌掘削軸に関し、上記先導掘削カッター2と同様な考え方で、構成の一部分である先端掘削刃6などを撹拌掘削軸の下端部へ着脱自在に構成した実施例を示している。
【0036】
先ず図7の実施形態は、地盤を鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中へ安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理する地盤改良装置に使用する攪拌掘削軸1の構成として、地盤を鉛直方向下向きに掘削する掘削刃9を有する掘削翼8が、一例として回転半径500mmの大きさで攪拌掘削軸1の下端部に取り付けられている。そして、前記掘削翼8の中心に位置する下向きの先端掘削刃6が、一種の先端掘削カッターとして攪拌掘削軸1とは別個独立に構成され、導攪拌掘削軸1の最下端位置に形成した角孔部50へ着脱自在に取り付ける構成である(請求項1に記載の発明)。
【0037】
独立構造の先端掘削刃6は、その上部に角軸形状の軸継手3が一体的に設けられた構成である。この先端掘削刃6は、前記掘削翼8の中心位置であって攪拌掘削軸1の最下端位置に軸継手要素として設けられた角孔部50へ前記軸継手3を嵌め込んで取付け固定されるのである。
【0038】
なお、図7の撹拌掘削軸1は、軟弱土質に対して攪拌効果を高めるため、多段の撹拌翼10の一部を、下向きの掘削刃9を有する掘削翼8、及び上向きの掘削刃9’を有する掘削翼8’にそれぞれ置換して、1軸あたり上下に合計3箇所取り付けられている。
【0039】
上記構成の撹拌掘削軸1は、例えば先端掘削刃6が摩耗したり損傷して新しいものに交換する必要が生じた場合、又は後述するように地盤の掘削当初や途中段階で地盤の土質が変化し、適正タイプの先端掘削刃6へ交換する必要の都度、当該先端掘削刃6だけを部品の如くに交換して攪拌掘削軸1へ脱着すればよいので、その交換作業(脱着作業)を至極簡便に行える。
【0040】
次に、図8は、請求項2に記載の発明に係る、特に粘性土の地盤改良に好適な撹拌掘削軸1の実施形態を示している。
【0041】
この攪拌掘削軸1の場合は、先端掘削カッター60が別個独立の構成とされている。先端掘削カッター60は、軸部1’の下端に先端掘削刃6が取り付けられているほか、軸部1’の約下半分の外周に、粘性土に好適なスパイラル形状の先端掘削翼5が取り付けられ、この先端掘削翼5の下端縁にも掘削刃6’が下向きに取り付けられた構成である。軸部1’の上端に角軸形状の軸継手3が設けられ、前記撹拌掘削軸1の下端部に形成した軸継手要素としての角孔部50へ嵌め込まれ着脱自在に取り付けられる。
【0042】
図9は、同じく請求項2(及び請求項3)に記載の発明に係るもので、特に礫層の地盤改良に好適な撹拌掘削軸1の実施形態を示している。
【0043】
この撹拌掘削軸1は、先端掘削カッター61が別個独立の構成とされている。先端掘削カッター61は、軸部1’の下端に下向きの先端掘削は6が取り付けられていると共に、同軸部1’の約下半分の外周に、硬質の礫の粉砕に適したくさび形状の先端掘削翼5が螺旋状に取り付けられており、この先端掘削翼5の外縁部に下向きの掘削刃6’が複数取り付けられた構成である。軸部1’の上端に角軸形状の軸継手3が設けられ、前記撹拌掘削軸1の下端部に形成した軸継手要素としての角孔部50へ嵌め込まれ着脱自在に取り付けられることは、上記の実施例と同じである。
【0044】
更に、図10及び図11は、請求項2又は3に記載の発明に係るもので、あらゆる掘削対象地盤の土質に対応できるように形状、大きさを異にする先端掘削カッターの実施形態(バリエーション)を示している。
【0045】
先ず図10Aは一般土質用の先端掘削用カッター62の実施形態を示しており、図10Bは砂礫、玉石層に適する先端掘削カッター63を示している。図10Cは砂礫、玉石、転石層や岩盤層の掘削に適する先端掘削カッター64、図10Dは砂礫、玉石層に好適な先端掘削カッター65の実施形態を示している。
【0046】
各先端掘削カッター62〜65は、適用する土質に対応する形状、大きさの先端攪拌翼5を軸部1’を中心として有し、下向きの掘削刃6、6’を有するか、又は有しない構成とされている。更に、軸部1’の上端に角軸形状の軸継手3が設けられ、上述した撹拌掘削軸1の下端部に形成した軸継手要素としての角孔部50へ嵌め込まれ着脱自在に取り付けられることは、上記の各実施例と同じである。
【0047】
また、図11Aは砂礫、玉石、転石層の掘削に適する先端掘削カッター66の実施形態を示し、図11Bは一般土質、砂礫層に適する先端掘削カッター67を示し、図11Cは玉石、転石層に適する先端掘削カッター68、図11Dは転石、岩盤層の掘削に好適な先端掘削カッター69の実施形態を示している。
【0048】
各先端掘削カッター66〜69は、やはり適用する土質に対応する形状、大きさの先端攪拌翼5を軸部1’を中心として有し、下向きの掘削刃6、6’を有するか、又は有しない構成とされている。更に、軸部1’の上端に角軸形状の軸継手3が設けられ、上述した撹拌掘削軸1の下端部に形成した軸継手要素としての角孔部50へ嵌め込まれ着脱自在に取り付けられることは、上記の各実施例と同じである。
【0049】
したがって、上記図8〜図11に示したような先端掘削カッター60〜69によれば、地盤の掘削当初ないし掘削途中の地盤の土質が変化した段階で、掘削対象地盤の土質に応じて最適なものを選択して簡便に交換・使用することができ、鉛直精度を保ちながら地盤改良を能率的に行うことができる。
【0050】
なお、上述した各種の先端掘削カッター60〜69は、鉛直精度が求められる比較的深い地盤改良に好適な実施形態として説明したが、鉛直精度をさほど要しない浅い改良深度の地盤においても勿論好適に使用できる。
【0051】
【発明の奏する効果】
請求項4に記載の発明によれば、先導掘削カッター2の先導効果(芯出し効果)と同時に、ロッド(駆動軸)11を案内する少なくとも下部振れ止め23、及びロッド11と撹拌掘削軸1とを接続する連結軸受26をそれぞれローラ式ガイド機構で構成したので、極めて高い鉛直精度で繭形に変形しない改良杭から成る地盤改良処理を実現することができる。のみならず、耐久性と耐摩耗性に優れるので、交換頻度が低く、経済性の高い地盤改良装置を提供できる。
【0052】
また、請求項1乃至3に記載の発明は、先端掘削カッターを、攪拌削軸1とは別個独立に構成したので、掘削対象地盤の土質に応じて適切なものを選択して、部分的に簡便に交換して使用でき、経済的で高品質の地盤改良を経済的に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】地盤改良装置の主要部を示した立面図で、Aは下部振れ止めの拡大図、Bは連結軸受の拡大図である。
【図2】A、Bは下部振れ止めの異なる実施形態を示す平面図である。
【図3】下部振れ止めの正面図である。
【図4】連結軸受の実施形態を示した正面図である。
【図5】連結軸受の内部構造の詳細な断面図である。
【図6】攪拌掘削軸の実施形態を示した正面図である。
【図7】撹拌掘削軸の実施形態を示した正面図である。
【図8】撹拌掘削軸の実施形態を示した正面図である。
【図9】撹拌掘削軸の実施形態を示した正面図である。
【図10】A〜Dは先端掘削カッターの異なる実施形態を示した正面図である。
【図11】A〜Dは先端掘削カッターの異なる実施形態を示した正面図である。
【図12】従来の撹拌掘削軸を示した正面図である。
【符号の説明】
20 リーダー
23 下部振れ止め
11 ロッド(駆動軸)
26 連結軸受
1 攪拌掘削軸
21 ガイドパイプ
23a スライド金物
30 受けガイドローラ
23b ロッド支持部
31 受けローラ
41 ローラベアリング
43 シール蓋ケース
2 先導掘削カッター
3 軸継手
4 ロッド部分
6 先端掘削刃
5 掘削翼
9 掘削刃[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention drilling ground vertically downward, belongs to the technical field of soil improvement device for improving the processing and mixing and stirring were injected stable material excavated soil in situ.
[0002]
[Prior art]
The prior art will be outlined based on a ground improvement device of the type illustrated in FIG.
The ground portion of the plurality of rods 11 (driving shafts) is supported by an intermediate
[0003]
FIG. 12 illustrates a conventional general agitation excavation shaft a. This is a two-shaft lap type in which two stirring excavation shafts a, a arranged downward in the vertical direction are supported by connecting bearings k, k at two upper and lower portions. A plurality of stirring blades m, whose rotational areas wrap in a plan view, are attached to the two stirring excavation shafts a and a in multiple stages with vertical steps so as not to interfere with each other. ing. A lower end portion b of the agitating excavation shaft a is attached with a downward tip excavation cutter c that exhibits a downward excavation function in the vertical direction and a substantially horizontal excavation blade e having a downward excavation blade f. The symbol n indicates the outlet for the stabilizer. It is also known that a stabilizer outlet is provided at the upper part of the stirring excavation shaft as necessary, and the top and bottom extraction is switched to improve the ground.
[0004]
[Problems to be solved by the present invention]
The conventional ground improvement device employs metal bearings for the intermediate
[0005]
That is, since the conventional
[0006]
Next, the conventional coupling bearing k has a configuration in which an inner metal collar is laced on the outer periphery of the stirring excavation shaft, and the outer bearing is supported by a metal spectacle-shaped band, and rigidity is achieved by supporting the two shafts integrally. To improve vertical accuracy. However, the bearing surface needs to have a large clearance, which causes a decrease in vertical accuracy, and because of the rotational contact between the metals, the wear is quick and the durability is low. In particular, since the coupling bearing k enters the ground, if the clearance is large as described above, the consumption on the sand ground is about half that of the clay and silty ground. In addition, as the wear progresses, the clearance will naturally increase further, the backlash of the excavation stirring shaft will be amplified, the vertical accuracy will be lowered, the directionality will become unstable, and the general improved pile will be eccentric. It is known that it becomes an improvement of the shape (oval).
[0007]
Therefore, conventionally, the clearance between the metal collar and the outer bearing is set to be about 15 mm in order to increase the assembly accuracy when a new one is used. However, the oil-free dry structure also causes seizure. Thus, the replacement frequency of the connecting bearing k is set to 3000 m 2 as a guide for sand ground and 5000 m 2 for silt and clayey ground.
[0008]
For the reasons described above, the conventional coupled bearings are not economical at all, and are actually studying further cost reduction.
[0009]
Next, the conventional agitation excavation shaft a illustrated in FIG. 12 has the excavation level of the tip excavation cutter c always the same as the excavation level of the excavation blade e and lacks the so-called leading effect. For this reason, it is difficult to accurately maintain the center of vertical excavation of the agitating excavation shaft a, which causes a shift in the position of the core of the construction pile and vertical accuracy.
[0010]
Therefore, in the past, it has also been considered to replace the tip excavation cutter suitable for the soil of the ground E to be excavated, but the two stirring excavation shafts a, a constrained by the upper and lower support brackets k, k, Since the structure is such that it is separated and replaced at the position of the upper shaft couplings d and d, there is a problem that the replacement work is very troublesome, time consuming and troublesome.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to fundamentally solve the cause of the positional deviation of the pile of the construction pile by the ground improvement device and the decrease in the vertical accuracy, and at the same time, improve the durability of the consumable parts and extend the life of the replacement frequency. Specifically, it is to provide a ground improvement device in which the structure of the above-described lower steady rest (and possibly the middle steady rest), the connecting bearing, and the stirring excavation shaft are improved. .
[0012]
It is another object of the present invention, the above conductive drilling cutter constituting the stirring excavating shaft configured independently and separately stirred drilling axis, ensuring the vertical accuracy of the excavation, or effective in preventing misalignment of the core construction pile It is an object of the present invention to provide an improved agitation excavation shaft having a configuration convenient for selective use or replacement of a typical leading excavation cutter.
[0013]
A further object of the present invention is to configure the tip excavation cutter constituting the agitation excavation shaft separately from the agitation excavation shaft, and appropriately select a tip excavation cutter of the optimum type according to the soil quality of the excavation target ground. It is an object of the present invention to provide an agitation excavation shaft that can be selectively used according to the soil quality of the excavation target ground that can be used, or that is improved in a configuration that is convenient for its replacement.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the ground improvement device according to the invention described in
A plurality of
The撹 The拌
The tip excavating cutter has a configuration in which an angular shaft-
[0015]
The invention described in
The tip excavating cutter is provided with a
[0016]
The invention described in
The tip excavating cutter does not have a tip excavating blade at the lower end of the
[0017]
The ground improvement device according to the invention described in
A plurality of
The lower
The
The
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in the embodiment of FIG. 1, the ground improvement device according to the first and fourth aspects of the present invention includes an intermediate
[0021]
As a feature of the present invention, the lower
[0022]
On the other hand, as shown in detail in FIGS. 2A and 3, the
[0023]
That is, the conventional metal bearing system is improved to a structure supported by a roller type guide mechanism using the receiving
[0024]
Next, the
[0025]
The lower end portion of the
[0026]
Incidentally, the replacement frequency of the connecting
[0027]
Next, as shown in FIG. 1, the stirring
[0028]
Therefore, according to the ground improvement device having the above-described configuration, the leading effect (centering effect) by the leading
[0029]
Next , an embodiment of the stirring
[0030]
As already explained with reference to FIG. 1, this
[0031]
The stirring
[0032]
A feature of the
[0033]
The above-described
[0034]
Therefore, the
[0035]
Next, FIG. 7 and subsequent figures are embodiments of the invention described in
[0036]
First, the embodiment of FIG. 7 is a stirring excavation shaft used in a ground improvement device for excavating the ground vertically downward, injecting a stabilizer into the original excavated soil, and stirring and mixing with the excavated soil to improve the ground. As one configuration, a
[0037]
The
[0038]
In order to enhance the agitation effect on soft soil, the
[0039]
The
[0040]
Next, FIG. 8 shows an embodiment of the
[0041]
In the case of this
[0042]
FIG. 9 also relates to the invention described in claim 2 (and claim 3) , and shows an embodiment of the
[0043]
The stirring
[0044]
Furthermore, FIG.10 and FIG.11 concerns on invention of
[0045]
First, FIG. 10A shows an embodiment of the
[0046]
Each of the
[0047]
11A shows an embodiment of a
[0048]
Each of the
[0049]
Therefore, according to the
[0050]
In addition, although various tip excavation cutters 60-69 mentioned above were demonstrated as a suitable embodiment for the comparatively deep ground improvement in which vertical accuracy is calculated | required, of course, also in the ground of the shallow improvement depth which does not require the vertical accuracy so much suitably. Can be used.
[0051]
[Effects of the invention]
According to the invention described in
[0052]
Further, an invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an elevation view showing a main part of a ground improvement device, in which A is an enlarged view of a lower steady rest and B is an enlarged view of a connecting bearing.
FIGS. 2A and 2B are plan views showing different embodiments of a lower steady rest. FIGS.
FIG. 3 is a front view of a lower steady rest.
FIG. 4 is a front view showing an embodiment of a coupling bearing.
FIG. 5 is a detailed cross-sectional view of the internal structure of the coupling bearing.
FIG. 6 is a front view showing an embodiment of a stirring excavation shaft.
FIG. 7 is a front view showing an embodiment of a stirring excavation shaft.
FIG. 8 is a front view showing an embodiment of a stirring excavation shaft.
FIG. 9 is a front view showing an embodiment of a stirring excavation shaft.
10A to 10D are front views showing different embodiments of the tip excavation cutter.
11A to 11D are front views showing different embodiments of the tip excavation cutter.
FIG. 12 is a front view showing a conventional stirring excavation shaft.
[Explanation of symbols]
20
26
Claims (4)
(E)を鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理する地盤改良装置において、
前記撹拌掘削軸(1)には、地盤(E)を鉛直方向下向きに掘削する掘削刃(9)を有する掘削翼(8)が下端部に取り付けられ、同じく地盤を鉛直方向下向きに掘削する先端掘削カッターが攪拌掘削軸(1)とは別個独立に構成して攪拌掘削軸(1)の下端位置へ取り付けられていること、
前記先端掘削カッターは、掘削刃(6)の上部に角軸形状の軸継手(3)が一体的に設けられた構成であり、撹拌掘削軸(1)の前記下端位置に形成された角孔部(50)に前記角軸部(3)を嵌めて着脱自在に取り付けられていることを特徴とする、地盤改良装置。Plurality of rods leader (20) of the guide pipe stop shake up and down along the (21) (22, 23) (11) is supported, the a tip portion of the rod (11), the spacing between the plurality of rods mutually The agitation excavation shaft ( 1 ) is connected via a coupling bearing ( 26 ) that holds the
In the ground improvement device which excavates ( E ) vertically downward, injects a stabilizer into the original excavated soil, mixes with the excavated soil and improves the ground,
A drilling blade ( 8 ) having a drilling blade ( 9 ) that drills the ground ( E ) downward in the vertical direction is attached to the lower end of the agitated drilling shaft ( 1 ) , and a tip that also excavates the ground vertically downward the drilling cutter is mounted to constitute separately and independently to the lower end position of the stirring drilling shaft (1) and the agitating drilling axis (1),
The tip excavation cutter has a configuration in which an angular shaft-shaped shaft coupling ( 3 ) is integrally provided on the upper portion of the excavation blade ( 6 ) , and a square hole formed at the lower end position of the stirring excavation shaft ( 1 ). A ground improvement device characterized in that the angular shaft portion ( 3 ) is fitted to the portion ( 50 ) and is detachably attached.
(E)を鉛直方向下向きに掘削し、原位置の掘削土壌中に安定材を注入し掘削土壌と攪拌混合して地盤を改良処理する地盤改良装置において、
下部振れ止め(23)は、リーダー(20)のガイドパイプ(21)に沿って滑動するスライド金物(23a)の上下の位置に同じガイドパイプ(21)を伝い転がるローラ式ガイド機構が設置され、ロッド支持部(23b)には各ロッドの周囲を回転自在に支持する複数の受けローラ(31)が設置された構成であること、
前記連結軸受(26)は、ロッド(11)と撹拌掘削軸(1)を上下一連に接続する継手軸(40)が複数のローラーベアリング(41)で回転自在に支持され、前記のローラーベアリング(41)は水密構造に密封された構成であること、
前記撹拌掘削軸(1)は、下向きの掘削刃(9)を有する掘削翼(8)の位置を下端部とし、この下端部の位置から地盤を鉛直方向下向きに先導掘削するように下向きに長く突き出た先導掘削カッター(2)を備えており、前記先導掘削カッター(2)は地盤を先導掘削するに足る長さのロッド部分(4)を有し、その上端に角軸形態の軸継手(3)を有して攪拌掘削軸(1)とは別個独立に構成され、攪拌掘削軸(1)の前記下端位置に形成さた角孔部(50)に前記軸継手(3)を嵌めて着脱自在に取り付けた構成であることをそれぞれ特徴とする、地盤改良装置。Plurality of rods leader (20) of the guide pipe stop shake up and down along the (21) (22, 23) (11) is supported, the a tip portion of the rod (11), the spacing between the plurality of rods mutually The agitation excavation shaft ( 1 ) is connected via a coupling bearing ( 26 ) that holds the
In the ground improvement device which excavates ( E ) vertically downward, injects a stabilizer into the original excavated soil, mixes with the excavated soil and improves the ground,
Lower bracing (23), the leader (20) of the guide along the pipe (21) rolling down along the same guide pipe (21) to position the upper and lower sliding fittings (23a) to slide roller guide mechanism is installed, The rod support portion ( 23b ) has a configuration in which a plurality of receiving rollers ( 31 ) that rotatably support the periphery of each rod are installed.
The connecting bearing (26) is rotatably supported by a rod (11) and stirred for drilling shaft joint shaft connecting the (1) in the vertical series (40) a plurality of roller bearings (41), wherein the roller bearings ( 41 ) is a structure sealed in a watertight structure;
The stirring excavation shaft ( 1 ) has a lower end portion at the position of the excavation blade ( 8 ) having the downward excavation blade ( 9 ), and is long downward so as to lead the ground vertically downward from the position of the lower end portion. A leading excavation cutter ( 2 ) is provided, the leading excavation cutter ( 2 ) has a rod portion ( 4 ) having a length sufficient for leading excavation of the ground, and an angular shaft-shaped shaft coupling ( 3) is configured independently of the stirring drilling axis (1) a, the shaft coupling (3 square hole portion formed in said lower end position of the stirring drilling axis (1) (50)) is fitted a Ground improvement devices, each characterized by being detachably mounted.
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