JP2021011679A - Agitation device and ground improvement method of pile burying hole - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、埋設杭の撤去後に残る杭埋設孔の埋戻し工事に用いられる撹拌装置および杭埋設孔の地盤改良方法に関する。 The present invention relates to a stirring device used for backfilling work of a pile buried hole remaining after removal of a buried pile and a method for improving the ground of the pile buried hole.
建築物や構造物の建て替えに際しては、建築物や構造物を撤去した後、地中に埋設された既存の埋設杭を引き抜き、引き抜いたあとに残る杭埋設孔を埋め戻す必要がある。
従来、埋設杭の撤去に際しては、図12に示すような掘削装置10が用いられている。
掘削装置10は、クレーン12と、リーダ14と、回転駆動部16と、ケーシング18と、給水装置20とを含んで構成されている。
クレーン12は、下部走行体1202と、下部走行体1202の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体1204と、上部旋回体1204に上下方向に起伏可能にかつ伸縮可能に設けられたブーム1206とを備えている。
ブーム1206の先端の取り付け部材1208から滑車1210を介してワイヤ1212が吊り下げられており、ワイヤ1212はブーム1206に沿って上部旋回体1204に導かれて上部旋回体1204の不図示の巻上装置によってワイヤ1212の巻き取り、繰り出しがなされる。
リーダ14は、ブーム1206の先端の取り付け部材1208から揺動可能に吊り下げられ、リーダ14の下端は、地盤G上に設置されている。
When rebuilding a building or structure, after removing the building or structure, it is necessary to pull out the existing buried pile buried in the ground and backfill the pile burial hole that remains after the pulling out.
Conventionally, a
The
The
A
The
回転駆動部16は、ケース1602と、ケース1602に収容された油圧モータ1604と、油圧モータ1604により回転駆動される回転軸1606とを備えている。
ケース1602は、リーダ14によって案内される被案内部1608を有し、回転軸1606を鉛直下方に向けてワイヤ1212の先端に連結され、ワイヤ1212の巻き取り、繰り出しにより、リーダ14に沿って上下方向に移動される。
ケーシング18は、各々の円筒状のケーシング分割体26の軸心方向の上端と下端がボルトを介して連結されることで構成され、本例では、ケーシング18は4つのケーシング分割体26が連結されて構成されている。
各ケーシング分割体26は、その内径が埋設杭22の外径よりも大きな寸法で形成されている。
最も上位に位置するケーシング分割体26は、その上部が回転軸1606と一体回転可能に着脱可能に連結される連結部2802を有する上端ケーシング分割体28である。
最も下位に位置するケーシング分割体26は、掘削ケーシング分割体34であり、掘削ケーシング分割体34は、その外周面の下端に沿って間隔をおいた箇所に掘削用のカッター(不図示)が取着されている。
上端ケーシング分割体28と掘削ケーシング分割体34とを連結するケーシング分割体26は中間ケーシング分割体30、32である。
さらに、回転駆動部16の回転軸1606からケーシング18の全長にわたって不図示の水供給管が設けられ、掘削ケーシング18の下端には、水供給管からの水を噴射する不図示の水噴射孔が形成されている。
給水装置20は、水を水供給管に供給するものであり、給水装置20と水供給管とは回転駆動部16に設けられた不図示の管路とこの管路に接続された水供給ホース21によって接続されている。
The
The
The
The inner diameter of each casing split
The uppermost casing divided
The
The
Further, a water supply pipe (not shown) is provided from the
The
掘削装置10を用いた埋設杭22の撤去の手順は以下の通りである。
図12に示すように、予め、埋設杭22の上部が露出するように地盤Gを掘削しておく。
次に、埋設杭22の周囲に支持枠24を設置し、埋設杭22の近傍に掘削装置10を移動させ設置する。
クレーン12の上部旋回体1204を旋回させると共にブーム1206を伸長させ、ケーシング18が埋設杭22の上方に位置し、かつ、ケーシング18の軸心が埋設杭22の軸心と一致するように位置決めする。
この際、リーダ14の下端を支持枠24の上部に設置しリーダ14が鉛直方向に延在した状態が保持されるようにする。
The procedure for removing the buried
As shown in FIG. 12, the ground G is excavated in advance so that the upper part of the buried
Next, the
The
At this time, the lower end of the
次いで、回転駆動部16によりケーシング18を回転させつつ、クレーン12のワイヤ1212を繰り出すことにより、ケーシング18で埋設杭22の周囲の地盤Gを掘削する。この際、給水装置20から水供給管に向けて水が供給されることで掘削ケーシング分割体34の先端の水噴射孔から水が噴射される。
これにより、図13(A)に示すように、水噴射孔から噴射された水により地盤Gが解かされて泥水状となり、掘削ケーシング分割体34は、ケーシング18の自重と回転力により地盤Gに進入し、埋設杭22の半径方向外側の地盤Gを円筒状に掘削していく。
やがて、図13(B)に示すように、掘削ケーシング分割体34の先端が埋設杭22の下端とほぼ同じ位置に到達したならば、クレーン12のワイヤ1212を巻き取ることによりケーシング18を回転させつつ地盤Gから抜き取る。
これにより、図13(C)に示すように、埋設杭22の全長にわたって埋設杭22の外周面と地盤Gとが縁切りされた状態となり、埋設杭22の外周面と掘削孔36の内周面との間には、噴射された水と掘削された土砂とが混じった泥水38が残存している。
次いで、埋設杭22に不図示のワイヤを巻回し、このワイヤの地上部側の一端を他の重機によって引き上げることで埋設杭22が地盤Gから引き抜かれ撤去される。
図13(D)に示すように、掘削孔36から埋設杭22が引き抜かれた地盤Gには、杭埋設孔40が形成され、この杭埋設孔40には泥水38が溜まっている。
この泥水38は時間経過と共に沈殿するため、杭埋設孔40の下部には比重が重く粘性が高い堆積土砂42が堆積する一方、杭埋設孔40の上部は細粒土が浮遊する比重が軽く粘性が低い泥水44が溜まることになる。
Next, the ground G around the buried
As a result, as shown in FIG. 13 (A), the ground G is dissolved by the water jetted from the water injection hole to form a muddy water, and the excavation casing divided
Eventually, as shown in FIG. 13B, when the tip of the excavation casing split
As a result, as shown in FIG. 13C, the outer peripheral surface of the buried
Next, a wire (not shown) is wound around the buried
As shown in FIG. 13 (D), a
Since the
ここで、杭埋設孔40に自硬性の溶液である固化材を注入してエアブローによって撹拌を行なうことで泥水固化を実施して杭埋設孔40の地盤を周囲の地盤Gと同様に改良することが行なわれる。
あるいは、スクリューオーガでセメントミルクなどの固化材を杭埋設孔40に注入しながら撹拌することで泥水固化を行ない杭埋設孔40の地盤を周囲の地盤Gと同様に改良することが行なわれる。
Here, muddy water solidification is carried out by injecting a solidifying material which is a self-hardening solution into the
Alternatively, a solidifying material such as cement milk is injected into the
しかしながら上記従来技術では、エアブローによる撹拌を用いる場合は、杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42の粘性が高いと、堆積土砂42の全体と固化材とを十分に撹拌することが難しく、杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42の全体に固化材を行き渡らせる上で改善の余地があり、埋設杭22の撤去後の地盤を周辺の地盤Gと同等の強度、剛性に改良する上で不利がある。
また、スクリューオーガを用いる場合は、掘削装置10とは別の重機であるスクリューオーガを用意しなくてはならず施工コストが嵩む不利がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、杭埋設孔に堆積した堆積土砂の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭の撤去後の地盤を周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良する上で有利となり、かつ、施工コストの低減を図る上で有利な撹拌装置および杭埋設孔の地盤改良方法を提供することにある。
However, in the above-mentioned conventional technique, when stirring by air blow is used, if the
Further, when a screw auger is used, it is necessary to prepare a screw auger which is a heavy machine different from the
The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to spread the solidifying material over the entire sedimentary sediment deposited in the pile burial hole to surround the ground after the removal of the buried pile. It is an object of the present invention to provide a stirrer and a method for improving the ground of a pile burial hole, which is advantageous in improving the strength and rigidity equivalent to that of the ground and also in reducing the construction cost.
前記目的を達成するため、本発明は、クレーンで吊り下げられ油圧モータにより回転駆動される掘削装置のケーシングの下端の掘削ケーシング分割体に置き換えられて用いられ、杭埋設孔に堆積する堆積土砂および泥水と固化材とを撹拌する撹拌装置であって、前記撹拌装置は、上下方向に軸心を向けて配置され前記掘削ケーシング分割体の直上の前記ケーシングの部分に対して着脱可能で下端外周部に掘削用のカッターを有する筒状の撹拌用ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に水を供給する水供給部と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に前記固化材を供給する固化材供給部と、前記油圧モータの回転制御を行なう回転制御部とを備え、前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部の周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられ、前記回転制御部による前記油圧モータの回転制御は、予め互いに性状が異なる複数種類の前記堆積土砂のそれぞれに対応して作成された、前記油圧モータの回転速度と前記油圧モータに供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップあるいは回帰式に基づいて前記油圧が前記油圧モータに定められた許容範囲の上限値近傍でかつ前記上限値を超えないようになされることを特徴とする。
また、本発明は、上下方向に軸心を向けて配置され軸心方向の両端が開放された筒状の撹拌用ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に固化材を供給する固化材供給部とを備える撹拌装置を設け、前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられ、前記撹拌用ケーシング分割体を回転させる油圧モータが設けられ、前記制動羽根が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、切り換え部により前記回転軸を回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させ、前記制動羽根が粘性が低い泥水中に位置するときに、前記切り換え部により前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させると共に前記撹拌装置を上下に移動させるようにし、油圧モータの回転制御を、予め互いに性状が異なる複数種類の前記堆積土砂のそれぞれに対応して作成された、前記油圧モータの回転速度と前記油圧モータに供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップあるいは回帰式に基づいて前記油圧が前記油圧モータに定められた許容範囲の上限値近傍でかつ前記上限値を超えないように行なうことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is used in place of an excavation casing split at the lower end of the casing of an excavator suspended by a crane and rotationally driven by a hydraulic motor, and deposits and sediment deposited in a pile burial hole. A stirring device that agitates muddy water and a solidifying material, the stirring device is arranged with its axis oriented in the vertical direction, and is removable from the portion of the casing directly above the excavation casing divided body, and has a lower end outer peripheral portion. A tubular stirring casing dividing body having a cutter for excavation, stirring blades arranged inside the stirring casing dividing body, and a water supply unit for supplying water to the lower end of the stirring casing divided body. A solidifying material supply unit for supplying the solidifying material and a rotation control unit for controlling the rotation of the hydraulic motor are provided at the lower end of the stirring casing divided body, and the stirring blade extends along the axis. The distance between the rotating shafts that are immovable in the axial direction of the stirring casing split body and are rotatably arranged on the axial center and the longitudinal direction of the rotating shafts from the upper and lower middle portions to the lower part of the rotating shafts. A plurality of first rotating blades extending outward in the radial direction of the rotating shaft from a portion spaced in the circumferential direction at the place where the rotation shaft is placed, and the rotating shaft from a portion spaced in the circumferential direction above the rotating shaft. It has a plurality of braking blades extending outward in the radial direction, and the inner peripheral surface of the stirring casing dividing body is spaced from the upper and lower middle portions to the lower portion in the axial direction. A plurality of second rotary blades extending inward in the radial direction of the stirring casing split body are provided at locations spaced apart from each other in the circumferential direction, with positions shifted in the axial direction with respect to the first rotary blades. A switching unit is provided for switching between a state in which the rotating shaft can be rotated with respect to the stirring casing divided body and a state in which the rotating shaft can be integrally rotated with the stirring casing divided body. The rotation control of the hydraulic motor is a correlation between the rotational speed of the hydraulic motor and the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor, which are created in advance corresponding to each of a plurality of types of sediments having different properties. It is characterized in that the hydraulic pressure is set in the vicinity of the upper limit value of the allowable range defined for the hydraulic motor and does not exceed the upper limit value based on the map showing the relationship or the regression equation.
Further, the present invention includes a tubular stirring casing divided body that is arranged with its axial center oriented in the vertical direction and whose both ends in the axial direction are open, and a stirring blade arranged inside the stirring casing divided body. A stirring device including a solidifying material supply unit for supplying the solidifying material is provided inside the stirring casing divided body, and the stirring blades extend along the axis and the axis of the stirring casing divided body. A rotation shaft that is immovable in the direction and is rotatably arranged on the axis, and a portion that is spaced from the upper and lower middle portions of the rotation shaft to the lower portion in the longitudinal direction of the rotation shaft, are spaced in the circumferential direction. A plurality of first rotary blades extending outward in the radial direction of the rotating shaft from the location where the rotating shaft was located, and a plurality of braking blades extending outward in the radial direction of the rotating shaft from a portion spaced in the circumferential direction above the rotating shaft. At a location spaced in the axial direction from the upper and lower middle portions of the stirring casing split body to a portion spaced in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the stirring casing split body. A plurality of second rotary blades extending inward in the radial direction of the stirring casing split body are provided so as to be displaced in the axial direction with respect to the first rotary blade, and further, the rotary shaft is divided into the stirring casing divisions. A switching unit for switching between a state in which the body can rotate and a state in which the rotating shaft can rotate integrally with the stirring casing split body is provided, and a hydraulic motor for rotating the stirring casing split body is provided. When the braking blade is located in highly viscous sediment, the rotating shaft is switched to a rotatable state by a switching portion, and the stirring casing split body is rotated while supplying the solidifying material, so that the braking blade is When it is located in muddy water having low viscosity, the rotating shaft is switched to a state where it can be integrally rotated with the stirring casing split body by the switching portion, and the stirring casing split body is rotated while supplying a solidifying material. The stirring device is moved up and down, and the rotation control of the hydraulic motor is applied to the rotational speed of the hydraulic motor and the hydraulic motor, which are created in advance corresponding to each of a plurality of types of sediments having different properties. Based on a map showing the correlation with the hydraulic pressure of the supplied hydraulic oil or a regression equation, the hydraulic pressure is performed so as to be near the upper limit value of the allowable range defined for the hydraulic motor and not to exceed the upper limit value. And.
本発明によれば、制動羽根が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、回転速度が速い複数の第2回転羽根と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根との双方により、埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。
また、制動羽根が粘性が低い泥水中に位置するときに、第1回転羽根と第2回転羽根の回転速度が一致した場合であっても、撹拌装置を上下に移動させることで埋設杭を撤去した杭埋設孔に堆積する堆積土砂の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂が効率よく均一に混合される。
したがって、杭埋設孔に堆積した堆積土砂の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭の撤去後の地盤を周辺の地盤と同等の強度、剛性に改良する上で有利となる。
また、掘削装置により撹拌装置を回転させて使用することができ、従来のように掘削装置と異なる他の重機を用いずに地盤改良を行え、地盤改良に要する時間を大幅に短縮でき、施工コストの低減を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、撹拌用ケーシング分割体を回転させる油圧モータの回転制御を、予め互いに性状が異なる複数種類の堆積土砂のそれぞれに対応して作成された、油圧モータの回転速度と油圧モータに供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップに基づいて油圧が油圧モータに定められた許容範囲の上限値近傍でかつ上限値を超えないように行なうようにした。
したがって、油圧モータの耐久性や寿命に影響を与えることなく、撹拌する堆積土砂の性状に対応して第1回転羽根および第2回転羽根の回転速度を最大限高くすることができるため、固化材と堆積土砂を効率よく均一に混合できることは無論のこと、地盤改良に要する時間を大幅に短縮でき、施工コストの低減を図る上でより有利となる。
According to the present invention, when the braking blade is located in highly viscous sediment, the buried pile is provided by both the plurality of second rotary blades having a high rotation speed and the plurality of first rotary blades having a slow rotation speed. Since the agitation of the sediment accumulated in the pile burial hole from which the above is removed is promoted, the solidifying material supplied from the solidifying material supply section and the sediment are efficiently and uniformly mixed.
Further, even when the braking blades are located in the muddy water having low viscosity and the rotation speeds of the first rotating blade and the second rotating blade match, the buried pile is removed by moving the stirring device up and down. Since the agitation of the accumulated sediment accumulated in the pile burial hole is promoted, the solidified material supplied from the solidifying material supply unit and the accumulated sediment are efficiently and uniformly mixed.
Therefore, it is advantageous to spread the solidifying material over the entire sediment accumulated in the pile burial hole in order to improve the ground after the removal of the buried pile to have the same strength and rigidity as the surrounding ground.
In addition, the agitator can be rotated by the drilling device and used, and the ground can be improved without using other heavy machinery different from the conventional drilling device, and the time required for the ground improvement can be significantly shortened, and the construction cost can be reduced. It is advantageous in reducing the amount of
Further, in the present embodiment, the rotation speed and the hydraulic pressure of the hydraulic motor, which are created in advance corresponding to each of a plurality of types of sediments having different properties, are controlled to rotate the hydraulic motor that rotates the stirring casing divided body. Based on the map showing the correlation with the oil pressure of the hydraulic oil supplied to the motor, the oil pressure is set to be close to the upper limit value of the allowable range set for the hydraulic motor and not to exceed the upper limit value.
Therefore, the rotation speeds of the first rotary blade and the second rotary blade can be maximized according to the properties of the sediment to be agitated without affecting the durability and life of the hydraulic motor. It goes without saying that the sediment can be mixed efficiently and uniformly, and the time required for ground improvement can be significantly shortened, which is more advantageous in reducing the construction cost.
(第1の実施の形態)
以下に図1〜図9を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、図10と同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
図1は、本実施の形態の撹拌装置が適用された掘削装置10の説明図である。
掘削装置10は、ケーシング18のうち、最も下位に位置する掘削ケーシング分割体34が本発明の撹拌装置46を構成する撹拌用ケーシング分割体34Aに置き換えられ、また、残りの上端ケーシング分割体28および複数の中間ケーシング分割体30、32は、撹拌装置46に対して水を供給する水供給管48と作動油を供給する作動油供給管50と固化材を供給する固化材供給管52とが取着された上端ケーシング分割体28Aおよび複数の中間ケーシング分割体30A、32Aに置き換えられる。
なお、上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aの外形寸法や、それら分割体28A、30A、32A、34Aを係脱可能に連結する構造などは従来の掘削装置10に用いられる上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32、掘削ケーシング分割体34と同様である。
また、各分割体28A、30A、32A、34Aは鋼製である。
(First Embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9.
In the following embodiments, the same parts and members as those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 1 is an explanatory view of an
In the
The outer dimensions of the upper end casing divided
Further, each of the divided
そして、水供給管48と作動油供給管50と固化材供給管52とが上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aにわたって接続され、上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aが連結されてケーシング18Aが構成される。
Then, the
回転駆動部16Aは、図10と同様に、油圧モータ1604を含んで構成され、ケーシング18Aを回転駆動する箇所であり、回転駆動部16Aと上端ケーシング分割体28との結合は、例えば、回転駆動部16Aの下端の回転軸1606の六角筒部と上端ケーシング分割体28の上端の連結部2802の六角筒部とを結合することで、あるいは、回転駆動部16Aの下端の回転軸1606の外周筒部を上端ケーシング分割体28の上端の小径筒部に被せボルトナットで結合するなど従来公知の様々な連結結合構造が採用可能である。
回転駆動部16Aは、回転軸1606から上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34Aの水供給管48と作動油供給管50と固化材供給管52に対して水、作動油、固化材を供給する何れも不図示の水管路、作動油管路、固化材管路を有する回転駆動部16Aに置き換えられる。
Similar to FIG. 10, the
The
また、回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に、水供給用ホース21を介して水を供給する水供給装置20と、作動油用ホース55を介して作動油を供給する作動油供給装置54と、固化材用ホース57を介して液状の固化材を供給する固化材供給装置56とが接続されている。
固化材としては、セメントミルクなど堆積土砂42と混合されて固化する従来公知の様々な材料が使用可能である。
Further, the hydraulic oil is supplied to the water pipe, the hydraulic oil pipe, and the solidifying material pipe of the
As the solidifying material, various conventionally known materials such as cement milk that are mixed with the
なお、給水装置20は手動操作により水の供給、供給の停止を行なうように構成され、作動油供給装置54は回転制御装置58の切り換え制御部96(図7参照)により作動油の供給、供給の停止を行なうように構成され、固化材供給装置56は手動操作により固化材の供給、供給の停止を行なうように構成されている。
回転制御装置58は、回転駆動部16Aによるケーシング18Aの回転を制御するものであり、回転制御装置58は、油圧モータ1604の回転のオンオフ、回転速度(単位時間当たりの回転数)、回転方向の正逆転の切り換えを制御するものである。
The
The
図2−図4に示すように、撹拌装置46は、筒体をなす撹拌用ケーシング分割体34Aと、撹拌羽根60と、第2回転羽根62と、軸受64と、切り換え部66とを含んで構成されている。
撹拌用ケーシング分割体34Aは、軸心方向の両端が開放された円筒状を呈し、上下方向に軸心を向けて配置されている。
撹拌用ケーシング分割体34Aの上端は、撹拌用ケーシング分割体34Aの直上のケーシング18Aの部分、すなわち、最も下位に位置する中間ケーシング分割体32Aの下端に対してボルトを介して着脱可能に連結されている。この連結構造は、従来の中間ケーシング分割体32と掘削ケーシング分割体34の連結構造と同様である。
また、撹拌用ケーシング分割体34Aの下端外周部には掘削用のカッター68が設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the stirring
The stirring casing divided
The upper end of the stirring
Further, a
さらに、撹拌用ケーシング分割体34Aは、水供給管48と、作動油供給管50と、固化材供給管52と、水噴射孔70(図1参照)と、固化材噴射孔72とを備えている。
図2、図3に示すように、水供給管48は、撹拌用ケーシング分割体34Aの外周面に撹拌用ケーシング分割体34Aの軸線方向に沿って撹拌用ケーシング分割体34Aの上端から撹拌用ケーシング分割体34Aの下端の掘削用のカッター68の箇所まで延在している。
水供給管48の上端は、撹拌装置46(撹拌用ケーシング分割体34A)が連結される中間ケーシング分割体32Aの水供給管48の下端に接続され、水供給管48の下端に水噴射孔70が設けられている。
したがって、給水装置20から供給される水は、水供給用ホース21、回転駆動部16Aの水管路、水供給管48を介して水噴射孔70から撹拌用ケーシング分割体34Aの下方に噴射される。
本実施の形態では、給水装置20、水供給用ホース21、回転駆動部16Aの水管路、ケーシング18Aの水供給管48が、特許請求の範囲の水供給部を構成している。
Further, the stirring casing divided
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The upper end of the
Therefore, the water supplied from the
In the present embodiment, the
図2、図3に示すように、作動油供給管50は、撹拌用ケーシング分割体34Aの外周面に撹拌用ケーシング分割体34Aの軸線方向に沿って撹拌用ケーシング分割体34Aの上端から撹拌用ケーシング分割体34Aの中間部まで延在している。
作動油供給管50の上端は、撹拌装置46(撹拌用ケーシング分割体34A)が連結される中間ケーシング分割体32Aの作動油供給管50の下端に接続され、撹拌用ケーシング分割体34Aに設けられた作動油供給管50の下端は、後述する切り換え部66に接続されている。
したがって、作動油供給装置54から供給される作動油は、作動油用ホース55、回転駆動部16Aの作動油管路、作動油供給管50を経て切り換え部66に供給される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the hydraulic
The upper end of the hydraulic
Therefore, the hydraulic oil supplied from the hydraulic
図2、図3に示すように、固化材供給管52は、撹拌用ケーシング分割体34Aの外周面に撹拌用ケーシング分割体34Aの軸線方向に沿って撹拌用ケーシング分割体34Aの上端から撹拌用ケーシング分割体34Aの下端の掘削用のカッター68の箇所まで延在している。
固化材供給管52の上端は、撹拌装置46(撹拌用ケーシング分割体34A)が連結される中間ケーシング分割体32Aの固化材供給管52の下端に接続され、固化材供給管52の下端に固化材噴射孔72が設けられている。
したがって、固化材供給装置56から供給される固化材は、固化材用ホース57、回転駆動部16Aの固化材管路、固化材供給管52を介して固化材噴射孔72から撹拌用ケーシング分割体34Aの下方に噴射される。
本実施の形態では、固化材供給装置56、固化材用ホース57、回転駆動部16Aの固化材管路、ケーシング18Aの固化材供給管52が、特許請求の範囲の固化材供給部を構成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the solidifying
The upper end of the solidifying
Therefore, the solidifying material supplied from the solidifying
In the present embodiment, the solidifying
なお、回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に接続するため、上端ケーシング分割体28Aでは、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52は上端ケーシング分割体28Aの内部に設けられている。
また、撹拌用ケーシング分割体34Aの水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52に接続するため、少なくとも撹拌用ケーシング分割体34Aの直上に位置する中間ケーシング分割体32Aでは、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52の下部は撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向外方に延在し、中間ケーシング分割体32Aを貫通して中間ケーシング分割体32Aの外周面に配置されている。
In addition, in order to connect to the water pipe, the hydraulic oil pipe, and the solidifying material pipe of the
Further, in order to connect to the
図2−図5に示すように、撹拌羽根60は、撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心に配置されている。
撹拌羽根60は、回転軸74と、複数の第1回転羽根76と、複数の制動羽根78とを有している。
回転軸74は鋼製であり、撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心上で回転可能に配置されている。
複数の第1回転羽根76は、回転軸74の上下中間部から下部における回転軸74の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所からそれぞれ回転軸74の半径方向外方に延びている。
本実施の形態では、第1回転羽根76は、回転軸74の長手方向に間隔をおいた2箇所で周方向に180°の間隔をおいた2箇所に設けられ、したがって、第1回転羽根76は合計4枚設けられている。
また、回転軸74の長手方向において同一の箇所から延びる複数の第1回転羽根76毎にそれら第1回転羽根76の半径方向外側の端部を連結する円筒状の連結リング80が設けられている。
連結リング80の上下方向の幅は、第1回転羽根76の幅よりも大きく、連結リング80の上下方向の端部は第1回転羽根76の上下方向の端部よりもそれぞれ上方、下方に突出している。
複数の制動羽根78は、回転軸74の上部の周方向に間隔をおいた箇所からそれぞれ回転軸74の半径方向外方に延びている。
本実施の形態では、制動羽根78は、回転軸74の上端の周方向に90°の間隔をおいた4箇所に設けられ、したがって、制動羽根78は合計4枚設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the stirring
The stirring
The rotating
The plurality of first
In the present embodiment, the first
Further, a cylindrical connecting
The vertical width of the connecting
The plurality of
In the present embodiment, the
複数の第2回転羽根62は、撹拌用ケーシング分割体34Aの上下中間部から下部における軸心方向に間隔をおいた箇所で撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向内側に延びており、複数の第2回転羽根62は、第1回転羽根76に対して軸心方向に位置(位相)をずらして設けられている。
本実施の形態では、複数の第2回転羽根62は、軸心方向に間隔をおいた3箇所で撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面の周方向に180°の位相をずらした2箇所に設けられており、第2回転羽根62は合計6枚設けられている。
なお、第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62は、それぞれ一定幅、一体長さを有する鋼製の平板で形成され、幅方向を軸心方向に向け長さ方向を撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向に向けて配置され、堆積土砂42と固化材との混合が効率よく行なわれるように図られている。
また、第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62の枚数は、実施の形態に限定されるものではなく、適宜設定可能である。
The plurality of
In the present embodiment, the plurality of
The first
Further, the number of the first
軸受64は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に、回転軸74を回転可能かつ回転軸74をその軸方向に移動不能に支持するものである。
本実施の形態では、軸受64は、連結リング80の上下方向の端部を回転可能かつ回転軸74の軸方向に移動不能に支持することで、回転軸74を回転可能かつ回転軸74をその軸方向に移動不能に支持している。
図3に示すように、軸受64は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に上下に間隔をおいた複数箇所に設けられた一対の下係止片82と上係止片84が、周方向に間隔をおいた複数箇所に設けられて構成されている。
下係止片82は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面から半径方向内側に突出する下基部8202と、下基部8202の先端から上方に起立する下起立部8204とを備えている。
上係止片84は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面から半径方向内側に突出する上基部8402と、上基部8402の先端から下方に起立した上起立部8404とを備えている。
連結リング80の下方の端部と上方の端部に、下基部8202と上基部8402とが移動可能に接触し、連結リング80の厚さ方向の両面に下起立部8204および上起立部8404と、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面とが移動可能に接触し、連結リング80が撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心方向に移動不能にかつ周方向に移動可能に支持されている。
The bearing 64 rotatably supports the
In the present embodiment, the bearing 64 can rotate the
As shown in FIG. 3, in the
The
The
The
図6(A)、(B)に示すように、切り換え部66は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態と、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体回転可能な状態とに切り換えるものである。
切り換え部66は、アクチュエータ86と、当接部材88とを含んで構成されている。
アクチュエータ86は、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に取着されている。
当接部材88は、図6(A)に示すようにアクチュエータ86により第1回転羽根76から撹拌用ケーシング分割体34Aの軸心方向に離れた退避位置と、図6(B)に示すように軸心の周方向において第1回転羽根76に当接し第1回転羽根76を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体に回転させる当接位置との間で移動する。
本実施の形態では、アクチュエータ86は、油圧シリンダであり、油圧シリンダは、作動油供給管50から供給される作動油によって伸縮するピストンロッドを備え、当接部材88はピストンロッドで構成されている。
ピストンロッドは、油圧シリンダに内蔵されたスプリングによって常時没入する方向に付勢されており、作動油が供給されることでピストンロッドが付勢力に抗して突出する。
したがって、作動油の非供給時、ピストンロッドが没入することで当接部材88は退避位置に位置し、作動油の供給時、ピストンロッドが突出するすることで当接部材88は当接位置に位置する。
なお、アクチュエータとして電気シリンダなど従来公知の様々なアクチュエータが使用可能である。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the switching
The switching
The
The
In the present embodiment, the
The piston rod is urged in a direction of being constantly immersed by a spring built in the hydraulic cylinder, and the piston rod protrudes against the urging force by supplying hydraulic oil.
Therefore, when the hydraulic oil is not supplied, the
As the actuator, various conventionally known actuators such as an electric cylinder can be used.
次に、回転制御装置58について詳細に説明する。
図7に示すように、回転制御装置58は、タンク5802、油圧ポンプ5804、方向切り換え弁5806、油圧センサ5808、制御装置本体90を含んで構成されている。
タンク5802は作動油を蓄えるものである。
油圧ポンプ5804は、電動ポンプであり、タンク5802から吸引した作動油を供給流路5810と供給流路5810に設けられた方向切り換え弁5806を介して油圧モータ1604に供給するものである。
油圧ポンプ5804による作動油の油圧モータ1604への供給量は、後述する回転制御部94によって制御され、作動油の供給量が制御されることで油圧モータ1604の回転速度が制御される。
Next, the
As shown in FIG. 7, the
The
The
The supply amount of the hydraulic oil to the
方向切り換え弁5806は、油圧モータ1604の第1、第2給排ポート1604A、1604Bに正転側供給流路5812、反転側供給流路5814を介して接続されている。
方向切り換え弁5806は、回転制御部94の制御に基づいて、正転側供給流路5812を介して第1給排ポート1604Aに作動油を供給することで油圧モータ1604を正転させると共に、第2給排ポート1604Bから反転側供給流路5814を介して排出される作動油を排出流路5816を介してタンク5802に戻す状態と、反転側供給流路5814を介して第2給排ポート1604Bに作動油を供給することで油圧モータ1604を反転させると共に、第1給排ポート1604Aから正転側供給流路5812を介して排出される作動油を排出流路5816を介してタンク5802に戻す状態とに切り換えられるように構成されている。
油圧センサ5808は、油圧ポンプ5804から油圧モータ1604に供給される作動油の油圧を検出して後述する回転制御部94に供給するものであり、特許請求の範囲の油圧検出部を構成している。
The
The
The
制御装置本体90はコンピュータ90Aで構成され、コンピュータ90Aは、何れも不図示のCPU、ROM、RAM、ハードディスク装置(あるいはRAMディスク装置)、マウス、キーボード、ディスプレイ装置、入出力インターフェースなどを有している。
ROMは例えばフラッシュメモリなどで構成され、制御プログラムなどを格納し、RAMはワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置は種々の情報を記憶する記憶部を構成するものである。
本実施の形態では、記憶部によってマップ記憶部92が構成されている。
マップ記憶部92は、後述するように、油圧モータ1604の回転速度と油圧モータ1604に供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップ(相関マップ)を記憶するものである。
マウス、キーボードはオペレータによる操作を受け付けるものである。
ディスプレイ装置は各種情報を表示するものである。
入出力インターフェースは、方向切り換え弁5806、油圧ポンプ5804と接続され、方向切り換え弁5806に切り換え信号を、油圧ポンプ5804に回転制御信号を供給するものである。
CPUが制御プログラムを実行することで、回転制御部94、切り換え制御部96が実現される。
The control device
The ROM is composed of, for example, a flash memory or the like, stores a control program or the like, and the RAM provides a working area.
The hard disk device constitutes a storage unit that stores various types of information.
In the present embodiment, the
As will be described later, the
The mouse and keyboard accept operations by the operator.
The display device displays various kinds of information.
The input / output interface is connected to the
When the CPU executes the control program, the
マップ記憶部92に格納されるマップは、撹拌用ケーシング分割体34Aによって杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42を撹拌する際の撹拌用ケーシング分割体34Aの回転速度、すなわち、油圧モータ1604の回転速度と油圧モータ1604に供給される作動油の油圧との相関関係を示すものであり、様々な性状の堆積土砂42の撹拌を行なうことで実測されるデータに基づいて作成されるものである。
具体的には、マップは、図8(A)−(D)に示すように、横軸に油圧モータ1604の回転速度N(rpm)、縦軸に作動油の油圧Pをとったものであり、各マップの線図は相関関係を示す回帰式を示しており、堆積土砂42の性状に応じて複数設けられている。
例えば、図8(A)、(B)、(C)のマップは、それらの順番で線図の傾きが次第に小さくなっており、上記の順番で堆積土砂42の粘性が低くなっていることを示す。このような場合、堆積土砂42はほぼ均一な粒度の土砂で構成され、含まれる礫の割合は低い。
また、図8(D)のマップでは、回転速度Nが大きくなるにつれて一定の傾きで油圧Pが上昇し、ある回転速度Nを超えると傾きが急に増加し、さらにある回転速度Nを超えると傾きが低下していることを示す。このような場合、堆積土砂42には比較的多くの礫(小石)が含まれていることが多い。
本実施の形態では、堆積土砂42の性状が、堆積土砂42の粘性と堆積土砂42に含まれる礫の割合の大小である場合について説明したが、堆積土砂42の性状としては、堆積した堆積土砂42を撹拌する際の撹拌用ケーシング分割体34Aの回転速度、すなわち、油圧モータ1604の回転速度Nと、油圧モータ1604に供給される作動油の油圧Pとの相関関係に影響を与える従来公知の様々な堆積土砂42の性状が含まれる。
The map stored in the
Specifically, as shown in FIGS. 8A to 8D, the horizontal axis represents the rotation speed N (rpm) of the
For example, in the maps of FIGS. 8 (A), (B), and (C), the inclination of the diagram gradually decreases in the order thereof, and the viscosity of the
Further, in the map of FIG. 8D, the oil pressure P rises at a constant inclination as the rotation speed N increases, the inclination suddenly increases when the rotation speed N is exceeded, and when the rotation speed N is exceeded. Indicates that the slope is decreasing. In such a case, the
In the present embodiment, the case where the properties of the
回転制御部94は、上記のマップに基づいて油圧が油圧モータ1604に定められた許容範囲の上限値近傍でかつ上限値を超えないように油圧モータ1604の回転制御を行なうものである。
具体的には、回転制御部94は、油圧ポンプ5804の回転制御を行ない油圧モータ1604に供給される作動油の流量を制御することで油圧モータ1604の回転制御を行なう。
Based on the above map, the
Specifically, the
また、回転制御部94は、油圧モータ1604の回転速度Nと油圧センサ5808で検出された油圧Pとに基づいてマップを選択する。
具体的には、回転制御部94は、当初、杭埋設孔40が形成された地盤の土砂の性状に対応すると考えられるマップに基づいて回転制御部94による油圧モータ1604の回転制御を行なうが、時間経過と共に、油圧モータ1604の回転速度Nと検出された油圧Pの関係が当初選択したマップの線図から外れた場合には、油圧モータ1604の回転速度Nと検出された油圧Pとの関係に対してより精度良く一致する他のマップを選択し直す。
すなわち、回転制御部94は、堆積土砂42の性状が当初予想されたものと異なった場合、実際の堆積土砂42に近いマップを選択し直す。
Further, the
Specifically, the
That is, when the properties of the
また、回転制御部94は、油圧センサ5808で検出された油圧Pの単位時間当たりの変化量が予め定められた変化量しきい値を上回った場合に、油圧モータ1604の回転方向を正転から反転に、あるいは、反転から正転に切り換えるものであり、具体的には、方向切り換え弁5806の切り換えを行なうことで油圧モータ1604の回転方向を切り換える。
これは、堆積土砂42に礫が多く分布している部分と少なく分布している部分が混在している場合、礫が多く分布している部分で油圧Pの単位時間当たりの変化量が急激に変化するため、撹拌用ケーシング分割体34Aの回転方向をそれまでと反転させることで礫を多く含む堆積土砂42の撹拌を促進させるためである。
Further, when the amount of change of the oil pressure P detected by the
This is because when the
切り換え制御部96は、前述した、制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とを一体的に回転させる状態(制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とを共回りさせる状態)と、制動羽根78および第1回転羽根76と第2回転羽根62とを切り離して回転させる状態(制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とを共回りさせない状態)とを切り換える切り換え部66の切り換え制御を行なうものである。
切り換え制御部96による切り換え部66の切り換え制御は、油圧センサ5808で検出された油圧と予め定められた油圧しきい値との比較結果に基づいて作動油供給装置54を制御して、作動油供給装置54からアクチュエータ86へ作動油の供給、供給の停止を行なうことでなされる。
切り換え制御部96の具体的な動作については後述する。
The switching
The switching control of the switching
The specific operation of the switching
次に、撹拌装置46の使用方法について図9のフローチャートを参照して説明する。
掘削装置10による埋設杭22の周囲の地盤Gの掘削および埋設杭22の撤去は前述した図11(A)〜(D)の手順と同様であるため説明を省略する。
図11(D)に示すように、埋設杭22が撤去されたのち、杭埋設孔40の下部には比重が重く粘性が高い堆積土砂42が堆積し、杭埋設孔40の上部には細粒土が浮遊する比重が軽く粘性が低い泥水44が溜まった状態となる(ステップS10)。
ここで、図1に示すように、既存の回転駆動部16、上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32、撹拌用ケーシング分割体34を取り外す。
そして、水管路、作動油管路、固化材管路が設けられた回転駆動部16A、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52が設けられた上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34A(撹拌装置46)と交換し、ケーシング18Aを組み立てる(ステップS12)。
また、給水装置20、作動油供給装置54、固化材供給装置56をそれぞれ水供給用ホース21、作動油用ホース55、固化材用ホース57を介して回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に接続すると共に、回転駆動部16Aの水管路、作動油管路、固化材管路に上端ケーシング分割体28Aの水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52を接続する(ステップS14)。
Next, a method of using the stirring
Since the excavation of the ground G around the buried
As shown in FIG. 11D, after the buried
Here, as shown in FIG. 1, the existing
Then, a plurality of
Further, the
この際、作動油供給装置54は非作動であり、作動油はアクチュエータ86に供給されておらず、当接部材88は退避位置に位置し、第1回転羽根76は撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態となっている(ステップS16)。言い換えると、制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とは共回りしない状態となっている。
そして、回転制御装置58が動作を開始し、回転駆動部16Aによりケーシング18Aを回転させつつ、クレーン12のワイヤ1212を繰り出すことにより、ケーシング18Aを杭埋設孔40の内部へ挿入していく(ステップS18)。
この際、作業者が給水装置20を操作することで給水装置20から水を供給して水噴射孔70から水を噴射させる。
ケーシング18Aの下端に位置する撹拌装置46は、ケーシング18Aの自重と回転駆動部16Aによる回転力により泥水44を経て回転しつつ堆積土砂42に進入し、水噴射孔70から噴射される水により堆積土砂42を拡散させつつ杭埋設孔40の底部に向かって移動する。
なお、回転制御装置58によって制御される油圧モータ1604の回転速度Nは、撹拌装置46が水噴射孔70から噴射される水により堆積土砂42を拡散させつつ杭埋設孔40の底部に向かって移動するに足る回転速度Nであればよく、予め設定された値となっている。
撹拌装置46が全長にわたって堆積土砂42の内部に入り込み杭埋設孔40の底部に到着したならば、給水装置20による水の供給を停止し、ケーシング18Aの回転を維持したままでクレーン12のワイヤ1212の繰り出しを停止する(ステップS20)。
At this time, the hydraulic
Then, the
At this time, the operator operates the
The stirring
The rotation speed N of the
When the
そして、ケーシング18Aの回転を維持したまま作業者が固化材供給装置56を操作することで固化材供給装置56を作動させ、固化材噴射孔72から固化材を噴射させることにより杭埋設孔40の底部への固化材の供給を開始する(ステップS22)。
ここで、固化材の供給量は、杭埋設孔40の地盤Gの目標強度に応じて適宜設定される。
Then, the operator operates the solidifying
Here, the supply amount of the solidifying material is appropriately set according to the target strength of the ground G of the
そして、回転制御部94は、予め、杭埋設孔40の土壌の性状に対応した選択されたマップに基づいて油圧モータ1604の回転速度Nを設定し、その回転速度Nで油圧モータ1604が回転するように油圧ポンプ5804を制御する(ステップS24)。
これにより、ケーシング18A(撹拌用ケーシング分割体34A)の回転と一体的に複数の第2回転羽根62が回転することで堆積土砂42が撹拌される。
一方、制動羽根78は、粘性が高い堆積土砂42中に位置するため、制動羽根78は第2回転羽根62と一体には回転せずに第2回転羽根62の回転速度よりも遅い回転速度で回転する。
したがって、制動羽根78と回転軸74を介して連結された第1回転羽根76も制動羽根78と一体に第2回転羽根62の回転速度よりも遅い回転速度で回転する。言い換えると、制動羽根78により第1回転羽根76の回転が制動されることになる。
すなわち、回転速度が速い複数の第2回転羽根62と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根76との双方により堆積土砂42が撹拌されることにより、堆積土砂42の撹拌が促進され、したがって、固化材噴射孔72から噴射された固化材と堆積土砂42が効率よく均一に混合される。
そして、ケーシング18Aの回転を維持しつつ、また、固化材の供給を行ないつつ、クレーン12によるワイヤ1212の巻き上げを開始することにより撹拌装置46を上方へ移動させ、杭埋設孔40の下部から上部に向けて堆積土砂42と固化材との混合が行なわれていく(ステップS26)。
Then, the
As a result, the
On the other hand, since the
Therefore, the first
That is, the
Then, while maintaining the rotation of the
次いで、回転制御部94は、現在選択しているマップの線図を基準として、油圧モータ1604の回転速度Nに対して油圧センサ5808で検出される油圧Pが合致しているか否か、すなわち、現在選択しているマップが妥当であるか否かを判定する(ステップS28)。
ステップS28が否定ならば、現在の油圧モータ1604の回転速度Nと、油圧センサ5808で検出された油圧Pとに基づいて他のマップを選択し直す(ステップS30)。
ステップS28が肯定ならば次のステップS32に進む。
Next, the
If step S28 is negative, another map is reselected based on the current rotational speed N of the
If step S28 is affirmative, the process proceeds to the next step S32.
次いで、回転制御部94は、油圧センサ5808で検出された油圧Pの単位時間当たりの変化量が予め定められた変化量しきい値を上回ったか否かを判定する(ステップS32)
ステップS32が肯定ならば、回転制御部94は、方向切り換え弁5806を作動させ油圧モータ1604の回転方向をそれまでとは反転させる(ステップS34)。
ステップS32が否定ならば次のステップS36に進む。
Next, the
If step S32 is affirmative, the
If step S32 is negative, the process proceeds to the next step S36.
撹拌装置46の上方の移動に伴い、やがて制動羽根78が粘性が高い堆積土砂42から抜け出して粘性が低い泥水44中に入ると、制動羽根78による第1回転羽根76の制動が解除される。
ここで、切り換え制御部96による切り換え部66の制御がなされる。
堆積土砂42により制動羽根78が制動されている状態では、第2回転羽根62の回転によって移動する堆積土砂42に追従して第1回転羽根76および制動羽根78が回転するが、第1回転羽根76は制動羽根78によって制動されているため、ケーシング18Aを回転させる油圧モータ1604の負荷は高く、油圧センサ5808で検出される油圧Pは高い油圧P1となっている。
制動羽根78が堆積土砂42から泥水44内に移動すると、制動羽根78による第1回転羽根76の制動が効かない状態となり、第2回転羽根62の回転によって移動する堆積土砂42に追従して第1回転羽根76および制動羽根78が回転するが、制動羽根78によって第1回転羽根76が制動されていないため、第1回転羽根76および制動羽根78が回転しやすくなることから、ケーシング18Aを回転させる油圧モータ1604の負荷が低下し、油圧センサ5808で検出される油圧Pは、堆積土砂42による制動羽根78が制動されている状態での油圧P1よりも低下した油圧P2となる。
そこで、油圧P1よりも小さく、油圧P2よりも大きな第1しきい値Pr1(油圧しきい値)を設定しておき、油圧Pが第1しきい値Pr1を下回ったか否かを判定する(ステップS36)。
When the
Here, the switching
In the state where the
When the
Therefore, a first threshold value Pr1 (hydraulic threshold value) smaller than the oil pressure P1 and larger than the oil pressure P2 is set, and it is determined whether or not the oil pressure P is lower than the first threshold value Pr1 (step). S36).
ステップS36が否定ならば、ステップS28に戻る。
ステップS36が肯定ならば、切り換え制御部96は、作動油供給装置54を制御することで作動油の供給を行ない、アクチュエータ86を作動させ当接部材88を退避位置から当接位置に移動させる(ステップS38)。
これにより、第1回転羽根76が当接部材88に係合されることで、第1回転羽根76はケーシング18A(撹拌用ケーシング分割体34A)と一体に回転し、言い換えると、制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とが共回りする状態となるので、第1回転羽根76の回転速度と第2回転羽根62の回転速度とが一致する。
したがって、第1回転羽根76および第2回転羽根62の近傍の堆積土砂42は、第1回転羽根76および第2回転羽根62の回転に追従して移動するため、第1回転羽根76の回転速度が第2回転羽根62の回転速度よりも遅い場合に比較して堆積土砂42の撹拌が抑制される。
そこで、当接部材88を退避位置から当接位置に移動させたならば、ケーシング18Aの回転を維持したままクレーン12による巻き上げと繰り出しを交互に繰り返して撹拌装置46を上下に往復移動させつつ撹拌装置46を徐々に上方に移動させることで堆積土砂42の撹拌を促進させ、堆積土砂42と固化材との混合を効率よく行なわせる(ステップS40)。
すなわち、ケーシング18Aを上下に往復動させるので第1回転羽根76、第2回転羽根62は粘性の高い堆積土砂42と粘性の低い泥水44とが入り混じった領域で回転することでそれら堆積土砂42と泥水44を効率よく撹拌することになる。
If step S36 is negative, the process returns to step S28.
If step S36 is affirmative, the switching
As a result, the first
Therefore, the
Therefore, when the
That is, since the
なお、上述したように、制動羽根78が堆積土砂42から泥水44内に移動し、制動羽根78による第1回転羽根76の制動が効かない状態となったことをステップS36で検出すると、ステップS38で制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とが共回りする状態とした。
これは、撹拌用ケーシング分割体34Aが泥水44と堆積土砂42との境目近傍に移動した際に、制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とが独立して回転可能な状態のまま放置しておくと、第1回転羽根76と第2回転羽根62の回転が不安定になることが実験的に明らかとなり、ここで、制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とが共回りする状態に切り替えると、第1回転羽根76と第2回転羽根62が安定して回転することが実験的に明らかとなったためである。
As described above, when it is detected in step S36 that the
This is because the
やがて、撹拌装置46が堆積土砂42から抜け出して泥水44中に移動し、言い換えると、制動羽根78、第1回転羽根76、第2回転羽根62の全てが堆積土砂42から抜け出して泥水44中に移動する。
ここで、再度、切り換え制御部96による切り換え部66の制御がなされる。
すなわち、制動羽根78および第1回転羽根76、第2回転羽根62の全てが泥水44内に移動すると、制動羽根78および第1回転羽根76、第2回転羽根62は粘性が低い泥水44内で回転するため、ケーシング18Aを回転させる油圧モータ1604の負荷がさらに低下し、油圧センサ5808で検出される油圧Pは、上記油圧P2よりも低下した油圧P3となる。
そこで、油圧P2よりも小さく、油圧P3よりも大きな第2しきい値Pr2(油圧しきい値)を設定しておき、油圧Pが第2しきい値Pr2を下回ったか否かを判定する(ステップS42)。
なお、第1しきい値Pr1、第2しきい値Pr2は、撹拌装置46を用いて様々な性状の堆積土砂42の撹拌を行ない、油圧P2、P3を実測した上で設定すればよい。
ステップS42が否定ならば、ステップS42を繰り返す。
ステップS42が肯定ならば、切り換え制御部96は、作動油供給装置54を制御することで作動油の供給を停止し、アクチュエータ86により当接部材88を当接位置から退避位置に移動させる(ステップS44)。
これにより、第1回転羽根76と当接部材88との係合が解除されることで、第1回転羽根76は撹拌用ケーシング分割体34Aに対して回転可能な状態となる。言い換えると、制動羽根78および第1回転羽根76と、第2回転羽根62とが共回りしない状態となる。
そして、クレーン12による撹拌装置46の上下の往復移動を維持しつつ、撹拌装置46を低速度で引き上げながら撹拌装置46の回転を維持しつつ固化材の噴射を維持する。
この場合、泥水44内では制動羽根78の制動が効かない状態であり、第2回転羽根62(ケーシング18A)の回転によって移動する泥水44に追従して第1回転羽根76および制動羽根78が回転するが、第1回転羽根76と第2回転羽根62とは一体に回転せず、互いに独立して回転することになり、第1回転羽根76の回転速度と第2回転羽根62の回転速度とは異なるものとなる。
そのため、第1回転羽根76および第2回転羽根62が上下往復移動しつつ、第1回転羽根76および第2回転羽根62が互いに異なる回転速度で回転するため、泥水44と固化材が効率よく撹拌されることにより、泥水44と固化材の撹拌が促進され、したがって、固化材噴射孔72から噴射された固化材と泥水44が効率よく均一に混合される。
撹拌装置46が杭埋設孔40の上部に到達し、混合された固化材と泥水44が杭埋設孔40の上端まで到達したか否かを判定し(ステップS46)、ステップS46が否定ならばステップS46を繰り返し、ステップS46が肯定ならば、撹拌装置46を杭埋設孔40の上方へ抜き出し、一連の作業が終了する(ステップS48)。
時間経過と共に、杭埋設孔40の下部においては堆積土砂42と混合された固化材が固化し、杭埋設孔40の上部においては固化材と混合された泥水44が固化することで、杭埋設孔40の地盤が周囲の地盤Gと同様の強度、剛性を有する地盤に改良される。
Eventually, the stirring
Here, the switching
That is, when all of the
Therefore, a second threshold value Pr2 (hydraulic threshold value) smaller than the oil pressure P2 and larger than the oil pressure P3 is set, and it is determined whether or not the oil pressure P is lower than the second threshold value Pr2 (step). S42).
The first threshold value Pr1 and the second threshold value Pr2 may be set after stirring the
If step S42 is negative, step S42 is repeated.
If step S42 is affirmative, the switching
As a result, the engagement between the
Then, while maintaining the vertical reciprocating movement of the stirring
In this case, the braking of the
Therefore, while the
The
With the passage of time, the solidifying material mixed with the
本実施の形態によれば、制動羽根78が粘性が高い堆積土砂42中に位置するときに、回転速度が速い複数の第2回転羽根62と、回転速度が遅い複数の第1回転羽根76との双方により、埋設杭22を撤去した杭埋設孔40に堆積する堆積土砂42の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂42が効率よく均一に混合される。
また、制動羽根78が粘性が低い泥水44中に位置すると共に、第1回転羽根76と第2回転羽根62が粘性の高い堆積土砂42中に位置し、したがって、第1回転羽根76と第2回転羽根62が共回りし、それら回転羽根76,62の回転速度が一致した場合であっても、撹拌装置46を上下に移動させることで埋設杭22を撤去した杭埋設孔40に堆積する堆積土砂42の撹拌が促進されるため、固化材供給部から供給される固化材と堆積土砂42が効率よく均一に混合される。
したがって、杭埋設孔40に堆積した堆積土砂42の全体に固化材を行き渡らせることで埋設杭22の撤去後の地盤を周辺の地盤Gと同等の強度、剛性に改良する上で有利となる。
また、埋設杭22の撤去を行なうために地盤Gを掘削する掘削装置10を利用して地盤改良を行え、従来のように掘削装置10と異なる他の重機が不要となる。
すなわち、掘削装置10のケーシング18Aを交換することで、掘削装置10により撹拌装置46を回転させて使用することができ、従来のように掘削装置10と異なる他の重機を用いずに地盤改良を行え、地盤改良に要する時間を大幅に短縮でき、施工コストの低減を図る上で有利となる。
According to the present embodiment, when the
Further, the
Therefore, by spreading the solidifying material over the
Further, the ground can be improved by using the
That is, by exchanging the
また、本実施の形態では、掘削ケーシング分割体34を回転させる油圧モータ1604の回転制御を、予め互いに性状が異なる複数種類の堆積土砂42のそれぞれに対応して作成された、油圧モータ1604の回転速度Nと油圧モータ1604に供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップに基づいて油圧が油圧モータ1604に定められた許容範囲の上限値近傍でかつ上限値を超えないように行なう。
したがって、油圧モータ1604の耐久性や寿命に影響を与えることなく、撹拌する堆積土砂42の性状に対応して第1回転羽根76および第2回転羽根62の回転速度を最大限高くすることができる。
そのため、固化材と堆積土砂42を効率よく均一に混合できることは無論のこと、地盤改良に要する時間を大幅に短縮でき、施工コストの低減を図る上でより有利となる。
Further, in the present embodiment, the rotation control of the
Therefore, the rotation speeds of the
Therefore, it goes without saying that the solidifying material and the
また、マップ記憶部92に格納されるマップは、撹拌装置46を用いて様々な性状の堆積土砂42の撹拌を行なうことで実測されるデータに基づいて作成される。
そして、このようなデータを多数実測してより多くのマップを作成してマップ記憶部92に格納しておけば、掘削ケーシング分割体34を回転させる油圧モータ1604の回転制御を、堆積土砂42の性状に対応してよりきめ細かく制御でき、撹拌する堆積土砂42の性状に対応して第1回転羽根76および第2回転羽根62の回転速度を最大限高くする上でより有利となる。
また、多数のデータを実測し多数のマップを作成することにより、それらマップの線図に基づいて堆積土砂42の撹拌が効率よくなされるように、制動羽根78、第1回転羽根76、第2回転羽根62の数や寸法などを設計する上で有利となる。
Further, the map stored in the
Then, if a large number of such data are actually measured, more maps are created and stored in the
Further, by actually measuring a large number of data and creating a large number of maps, the
また、本実施の形態では、回転制御部94は、油圧モータ1604の回転速度Nと油圧センサで検出された油圧Pとに基づいてマップを選択するようにした。
したがって、撹拌装置46が堆積土砂42を撹拌しつつ杭埋設孔40の下方から上方へ移動する際、時間経過と共に、油圧モータ1604の回転速度Nと検出された油圧Pとの関係が当初選択したマップの線図から外れた場合には、油圧モータ1604の回転速度Nと検出された油圧Pとの関係に対してより精度良く一致するマップを選択し直すので、実際の体制土砂の性状に対応して油圧モータ1604の回転速度Nを適切なものとすることができ、油圧モータ1604の耐久性や寿命に影響を与えることなく、固化材と堆積土砂42を効率よく均一に混合する上でより有利となり、地盤の改良工事の工期の短縮化を図る上でより有利となる。
Further, in the present embodiment, the
Therefore, when the stirring
また、本実施の形態では、切り換え制御部による切り換え部の切り換え制御を、油圧センサで検出された油圧Pと予め定められた油圧しきい値Pr1、Pr2との比較結果に基づいて行なうようにしたが、以下のようにしてもよい。
すなわち、制動羽根78が堆積土砂42から泥水44に移動したこと、あるいは、撹拌装置46の全体が堆積土砂42から泥水44に移動したことを、作業者がクレーン12によるワイヤ1212の巻取り量、すなわち、撹拌装置46が底部から引き上げられた移動距離によって判断し、作業者が作動油供給装置54を操作することで作動油の供給あるいは供給の解除を行ない、アクチュエータ86を動作させ、当接部材88を退避位置から当接位置へ移動させ、あるいは、当接位置から退避位置に移動させるようにしてもよい。
しかしながら、本実施の形態のようにすると、切り換え制御部96による切り換え部66の切り換え制御を自動的に行なうことができ、作業者が煩雑な操作を行なう必要がなくなり、作業の効率化を図る上で有利となる。
Further, in the present embodiment, the switching control of the switching unit by the switching control unit is performed based on the comparison result between the oil pressure P detected by the oil pressure sensor and the predetermined oil pressure thresholds Pr1 and Pr2. However, it may be as follows.
That is, the operator winds up the
However, according to the present embodiment, the switching control of the switching
また、本実施の形態では、回転制御部94は、油圧検出部で検出された油圧Pの単位時間当たりの変化量が予め定められた変化量しきい値を上回った場合に、油圧モータ1604の回転方向を反転させるようにした。
したがって、例えば、堆積土砂42に礫が多く分布している部分と少なく分布している部分が混在している場合、礫が多く分布している部分で油圧Pの単位時間当たりの変化量が急激に変化した際、撹拌用ケーシング分割体34Aを反転させることで、第1回転羽根76および第2回転羽根62が反転するため、これら回転羽根の動きにより礫を多く含む堆積土砂42の撹拌を促進させ、固化材と堆積土砂42を効率よく均一に混合する上でより有利となる。
Further, in the present embodiment, the
Therefore, for example, when a portion where a large amount of gravel is distributed and a portion where a small amount of gravel is distributed are mixed in the
また、回転軸74を撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面から突設させた複数のステーにより回転可能に支持してもよいが、本実施の形態のように、複数の第1回転羽根76の半径方向外側の端部を連結する連結リング80を設け、連結リング80を回転可能かつ軸心方向に移動不能に支持する軸受64を設けると、ケーシング18Aの内部の空間を大きく確保でき、堆積土砂42と固化材とを効率よく混合させ、地盤の改良を効率よく行う上で有利となる。
Further, the rotating
また、本実施の形態によれば、第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62は、それぞれ一定幅、一体長さを有する鋼製の平板で形成し、幅方向を軸心方向に向け長さ方向を撹拌用ケーシング分割体34Aの半径方向に向けて配置したので、撹拌用ケーシング分割体34Aの内部の周方向において、それら第1回転羽根76と制動羽根78と第2回転羽根62は大きな面積を有することとなり、堆積土砂42と固化材とを効率よく混合させ、地盤の改良を効率よく行う上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the first
また、本実施の形態によれば、切り換え部66を、撹拌用ケーシング分割体34Aの内周面に取着されたアクチュエータ86と、アクチュエータ86により第1回転羽根76から離れた退避位置と、第1回転羽根76に当接し第1回転羽根76を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体に回転させる当接位置との間で移動する当接部材88とを含んで構成した。
したがって、ケーシング18Aの回転方向を問わず、第1回転羽根76を撹拌用ケーシング分割体34Aと一体に確実に回転させる上で有利となり、堆積土砂42と固化材とを効率よく混合させ、地盤の改良を効率よく行う上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the switching
Therefore, regardless of the rotation direction of the
また、本実施の形態によれば、撹拌用ケーシング分割体34Aは、クレーン12で吊り下げられて回転駆動される掘削装置10のケーシング18Aの下端の掘削ケーシング分割体34の直上のケーシング18Aの部分(中間ケーシング分割体32A)に対して着脱可能に取着されるので、撹拌装置46の掘削装置10への取り付け、取り外し作業の簡素化を図る上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the stirring casing split
なお、実施の形態では、回転制御部94による油圧モータ1604の回転制御を、油圧モータ1604の回転速度Nと油圧モータ1604に供給される作動油の油圧Pとの相関関係を示すマップに基づいて行なった場合について説明したが、マップに代えてモータ1604の回転速度Nと作動油の油圧Pとの相関関係を示す回帰式に基づいて行なうようにしてもよい。
この場合、回転制御部94は、油圧モータ1604の回転速度Nと油圧センサで検出された油圧Pとに基づいて土壌の性状に基づいて作成された複数の回帰式を選択することになる。
In the embodiment, the rotation control of the
In this case, the
また、本実施の形態では、既存の上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32、撹拌用ケーシング分割体34と、水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52が設けられた上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34A(撹拌装置46)とを交換してケーシング18Aを組み立てる場合について説明した。
しかしながら、既存の上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32に対して水供給管48、作動油供給管50、固化材供給管52を取り付けるようにしてもよく、このようにすれば、既存の既存の上端ケーシング分割体28、複数の中間ケーシング分割体30、32の交換作業が不要となり、作業時間の短縮を図る上で有利となる。
Further, in the present embodiment, the existing upper end
However, the
また、本実施の形態では、上端ケーシング分割体28A、複数の中間ケーシング分割体30A、32A、撹拌用ケーシング分割体34A(撹拌装置46)のそれぞれにおいて、水供給管48と固化材供給管52とを独立して設ける場合について説明した。
しかしながら、固化材供給管52を省略し、水供給管48を固化材供給管52として兼用するようにしてもよい。
この場合は、回転駆動部16Aの固化材管路と、固化材用ホース57とを省略すると共に、水供給用ホース21の端部と、水供給装置20および固化材供給装置56との間に切替部を設け、切替部によって、水供給装置20から供給される水と、固化材供給装置56から供給される固化材とを切り替えて水供給用ホース21の端部に供給するようにすればよい。
このようにすれば、撹拌用ケーシング分割体34Aの固化材供給管52を省略することができるため、撹拌装置46の構成の簡素化、コストダウンを図る上で有利となることは無論のこと、残りのケーシング分割体28A、30A、32Aの固化材供給管52と、回転駆動部16Aの固化材管路と、固化材用ホース57とを省略することができるため、掘削装置10の構成の簡素化、コストダウンを図る上でも有利となる。
Further, in the present embodiment, the
However, the solidifying
In this case, the solidifying material pipeline of the
In this way, the solidifying
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について図10を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の部分、部材については第1の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
第1の実施の形態では、切り換え制御部96による切り換え部66の切り換え制御を、油圧センサ5808で検出された油圧と予め定められた油圧しきい値との比較結果に基づいて行なった。
これに対して第2の実施の形態では、図10に示すように、撹拌用ケーシング分割体34の外周面に物体の有無を検出する、すなわち、堆積土砂の有無を検出する近接センサ98を設けた。
そして、近接センサ98の検出結果に基づいて、すなわち、撹拌用ケーシング分割体34が堆積土砂42から泥水44に移動したと検出されたときに切り換え制御部96による切り換え部66の切り換え制御を行なうようにしたものである。
近接センサ98として、静電容量センサなど従来公知の様々なセンサを用いることができる。
このような第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the following embodiments, the same parts and members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, the description thereof is omitted, and the different parts are mainly described. To do.
In the first embodiment, the switching control of the switching
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, a
Then, based on the detection result of the
As the
In such a second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
(第3の実施の形態)
次に第3の実施の形態について図11を参照して説明する。
第3の実施の形態では、図11に示すように、クレーン12の巻き上げ装置によるワイヤ1212の巻き上げ量を検出するワイヤ巻き上げ量検出部1220を設けた。
そして、切り換え制御部96による切り換え部66の切り換え制御を、巻き上げ量検出部1220により検出されたワイヤ1212の巻き上げ量と予め定められた巻き上げ量しきい値との比較結果に基づいて行なうようにした。
すなわち、巻き上げ量しきい値は、撹拌用ケーシング分割体34が堆積土砂42から泥水44に移動するに足る巻き上げ量として予め設定されており、この巻き上げ量しきい値は、例えば、泥水44と堆積土砂42との境界の杭埋設孔40の底部からの高さを実測し、あるいは、推測して設定される。
このような第3の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Third Embodiment)
Next, the third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, a wire hoisting
Then, the switching control of the switching
That is, the hoisting amount threshold value is set in advance as a hoisting amount sufficient for the stirring
In such a third embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
10 掘削装置
12 クレーン
1212 ワイヤ
1220 ワイヤ巻き上げ量検出部
16 回転駆動部
1604 油圧モータ
18 ケーシング
20 給水装置(水供給部)
21 水供給用ホース(水供給部)
22 埋設杭
34 掘削ケーシング分割体
34A 撹拌用ケーシング分割体
40 杭埋設孔
42 堆積土砂
44 泥水
46 撹拌装置
48 水供給管(水供給部)
52 固化材供給管(固化材供給部)
56 固化材供給装置(固化材供給部)
57 固化材供給用ホース(固化材供給部)
58 回転制御装置
5804 油圧ポンプ
5808 油圧センサ(油圧検出部)
60 撹拌羽根
62 第2回転羽根
64 軸受
66 切り換え部
74 回転軸
76 第1回転羽根
78 制動羽根
80 連結リング
86 アクチュエータ
88 当接部材
90 制御装置本体
90A コンピュータ
92 マップ記憶部
94 回転制御部
96 切り換え制御部
98 近接センサ
10
21 Water supply hose (water supply unit)
22
52 Solidifying material supply pipe (solidifying material supply section)
56 Solidifying material supply device (solidifying material supply unit)
57 Solidifying material supply hose (solidifying material supply unit)
58
60
Claims (12)
前記撹拌装置は、上下方向に軸心を向けて配置され前記掘削ケーシング分割体の直上の前記ケーシングの部分に対して着脱可能で下端外周部に掘削用のカッターを有する筒状の撹拌用ケーシング分割体と、前記撹拌用ケーシング分割体の内部に配置された撹拌羽根と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に水を供給する水供給部と、前記撹拌用ケーシング分割体の下端に前記固化材を供給する固化材供給部と、前記油圧モータの回転制御を行なう回転制御部とを備え、
前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部の周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、
前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、
さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられ、
前記回転制御部による前記油圧モータの回転制御は、予め互いに性状が異なる複数種類の前記堆積土砂のそれぞれに対応して作成された、前記油圧モータの回転速度と前記油圧モータに供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップあるいは回帰式に基づいて前記油圧が前記油圧モータに定められた許容範囲の上限値近傍でかつ前記上限値を超えないようになされる、
ことを特徴とする撹拌装置。 A stirrer that is used by replacing the excavation casing split at the lower end of the casing of the excavator that is suspended by a crane and rotationally driven by a hydraulic motor, and agitates the sediment and muddy water that accumulates in the pile burial hole and the solidifying material. There,
The stirring device is a tubular stirring casing split that is arranged with its axis oriented in the vertical direction, is removable from the casing portion directly above the drilling casing split body, and has a cutter for drilling at the outer peripheral portion of the lower end. A body, a stirring blade arranged inside the stirring casing divided body, a water supply unit for supplying water to the lower end of the stirring casing divided body, and the solidifying material at the lower end of the stirring casing divided body. A solidifying material supply unit for supplying and a rotation control unit for controlling the rotation of the hydraulic motor are provided.
The stirring blade extends along the axis and is immovable in the axial direction of the stirring casing divided body and is rotatably arranged on the axis, and the upper and lower intermediates of the rotating shaft. A plurality of first rotating blades extending outward in the radial direction of the rotating shaft from a portion spaced in the circumferential direction at a portion spaced from the portion to the lower portion in the longitudinal direction of the rotating shaft, and an upper portion of the rotating shaft. It has a plurality of braking blades extending outward in the radial direction of the rotation axis from locations spaced in the circumferential direction.
The stirring casing division is performed at a portion spaced from the upper and lower middle portions of the stirring casing split body in the axial direction at a portion spaced in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the stirring casing split body. A plurality of second rotary blades extending inward in the radial direction of the body are provided so as to be displaced in the axial direction with respect to the first rotary blade.
Further, a switching unit is provided to switch the rotating shaft between a state in which the rotating shaft can be rotated with respect to the stirring casing divided body and a state in which the rotating shaft can be integrally rotated with the stirring casing divided body.
The rotation control of the hydraulic motor by the rotation control unit is performed on the rotation speed of the hydraulic motor and the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor, which are prepared in advance corresponding to each of a plurality of types of sediments having different properties. Based on a map showing the correlation with the oil pressure of the above or a regression equation, the oil pressure is made to be in the vicinity of the upper limit value of the allowable range defined for the hydraulic motor and not to exceed the upper limit value.
A stirring device characterized in that.
前記回転制御部は、前記油圧モータの回転速度と前記油圧検出部で検出された油圧とに基づいて前記マップあるいは前記回帰式を選択する、
ことを特徴とする請求項1記載の撹拌装置。 A hydraulic detection unit for detecting the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor is provided.
The rotation control unit selects the map or the regression equation based on the rotation speed of the hydraulic motor and the oil pressure detected by the oil pressure detection unit.
The stirring device according to claim 1, wherein the stirring device is characterized by the above.
前記切り換え制御部による前記切り換え部の切り換え制御は、前記油圧検出部で検出された油圧と予め定められた油圧しきい値との比較結果に基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項2記載の撹拌装置。 A switching control unit for performing switching control of the switching unit is provided.
The switching control of the switching unit by the switching control unit is performed based on the comparison result between the oil pressure detected by the oil pressure detecting unit and the predetermined oil pressure threshold value.
2. The stirring device according to claim 2.
前記撹拌用ケーシング分割体に近接センサを設け、
前記切り換え制御部による前記切り換え部の切り換え制御は、前記近接センサの検出結果に基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項2記載の撹拌装置。 A switching control unit for performing switching control of the switching unit is provided.
A proximity sensor is provided in the stirring casing divided body.
The switching control of the switching unit by the switching control unit is performed based on the detection result of the proximity sensor.
2. The stirring device according to claim 2.
前記ワイヤの巻き上げ量を検出する巻き上げ量検出部を設け、
前記切り換え部の切り換え制御を行なう切り替え制御部を備え、
前記切り換え制御部による前記切り換え部の切り換え制御は、前記巻き上げ量検出部により検出された前記ワイヤの巻き上げ量と予め定められた巻き上げ量しきい値との比較結果に基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項2記載の撹拌装置。 The stirring casing split body is suspended from the crane via a wire.
A winding amount detecting unit for detecting the winding amount of the wire is provided.
A switching control unit for performing switching control of the switching unit is provided.
The switching control of the switching unit by the switching control unit is performed based on a comparison result between the winding amount of the wire detected by the winding amount detecting unit and a predetermined winding amount threshold value.
2. The stirring device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2から5の何れか1項記載の撹拌装置。 The rotation control unit reverses the rotation direction of the hydraulic motor when the amount of change in the oil pressure detected by the oil pressure detection unit per unit time exceeds a predetermined change amount threshold value.
The stirring device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that.
前記連結リングを回転可能かつ前記軸心方向に移動不能に支持する軸受が前記撹拌用ケーシングの内周面に設けられている、
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載の撹拌装置。 A connecting ring for connecting the radial outer ends of the first rotary vanes is provided for each of the plurality of first rotary vanes extending from the same position in the longitudinal direction of the rotary shaft.
A bearing that supports the connecting ring so as to be rotatable and immovable in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the stirring casing.
The stirring device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1から7の何れか1項記載の撹拌装置。 The first rotary vane, the braking vane, and the second rotary vane are each formed of a flat plate having a constant width and an integral length, and the width direction is directed to the axial direction and the length direction is the stirring casing. Arranged in the radial direction of the split body,
The stirring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the stirring device is characterized.
ことを特徴とする請求項1から8の何れか1項項記載の撹拌装置。 The switching portion includes an actuator attached to the inner peripheral surface of the stirring casing split body, a retracted position separated from the first rotary blade by the actuator in the axial direction of the stirring casing split body, and the above. It is configured to include a contact member that abuts on the first rotary vane in the circumferential direction of the axis and moves between the contact position that abuts the first rotary vane and rotates the first rotary vane integrally with the stirring casing divided body. Yes,
The stirring device according to any one of claims 1 to 8, wherein the stirring device is characterized.
前記撹拌羽根は、前記軸心に沿って延在し前記撹拌用ケーシング分割体の軸心方向に移動不能でかつ前記軸心上で回転可能に配置された回転軸と、前記回転軸の上下中間部から下部における前記回転軸の長手方向に間隔をおいた箇所で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の第1回転羽根と、前記回転軸の上部で周方向に間隔をおいた箇所から前記回転軸の半径方向外方に延びる複数の制動羽根とを有し、
前記撹拌用ケーシング分割体の上下中間部から下部における前記軸心方向に間隔をおいた箇所で前記撹拌用ケーシング分割体の内周面の周方向に間隔をおいた箇所に、前記撹拌用ケーシング分割体の半径方向内側延びる複数の第2回転羽根が、前記第1回転羽根に対して前記軸心方向に位置をずらして設けられ、
さらに、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体に対して回転可能な状態と、前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態とに切り換える切り換え部が設けられ、
前記撹拌用ケーシング分割体を回転させる油圧モータが設けられ、
前記制動羽根が粘性が高い堆積土砂中に位置するときに、切り換え部により前記回転軸を回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させ、
前記制動羽根が粘性が低い泥水中に位置するときに、前記切り換え部により前記回転軸を前記撹拌用ケーシング分割体と一体回転可能な状態に切り換え、固化材を供給しつつ前記撹拌用ケーシング分割体を回転させると共に前記撹拌装置を上下に移動させるようにし、
油圧モータの回転制御を、予め互いに性状が異なる複数種類の前記堆積土砂のそれぞれに対応して作成された、前記油圧モータの回転速度と前記油圧モータに供給される作動油の油圧との相関関係を示すマップあるいは回帰式に基づいて前記油圧が前記油圧モータに定められた許容範囲の上限値近傍でかつ前記上限値を超えないように行なう、
ことを特徴とする杭埋設孔の地盤改良方法。 A tubular stirring casing split body arranged with its axis oriented in the vertical direction and both ends open in the axial direction, a stirring blade arranged inside the stirring casing split body, and the stirring casing split body. A stirrer equipped with a solidifying material supply unit that supplies the solidifying material to the inside of the body is provided.
The stirring blade extends along the axis and is immovable in the axial direction of the stirring casing divided body and is rotatably arranged on the axis, and the upper and lower intermediates of the rotating shaft. A plurality of first rotating blades extending outward in the radial direction of the rotating shaft from a portion spaced in the circumferential direction at a portion spaced from the portion to the lower portion in the longitudinal direction of the rotating shaft, and an upper portion of the rotating shaft. It has a plurality of braking blades extending outward in the radial direction of the rotation axis from locations spaced in the circumferential direction.
The stirring casing division is performed at a portion spaced from the upper and lower middle portions of the stirring casing split body in the axial direction at a portion spaced in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the stirring casing split body. A plurality of second rotary blades extending inward in the radial direction of the body are provided so as to be displaced in the axial direction with respect to the first rotary blade.
Further, a switching unit is provided to switch the rotating shaft between a state in which the rotating shaft can be rotated with respect to the stirring casing divided body and a state in which the rotating shaft can be integrally rotated with the stirring casing divided body.
A hydraulic motor for rotating the stirring casing split body is provided.
When the braking blade is located in highly viscous sediment, the rotating shaft is switched to a rotatable state by a switching portion, and the stirring casing divided body is rotated while supplying a solidifying material.
When the braking blade is located in muddy water having low viscosity, the rotating shaft is switched to a state in which the rotating shaft can be integrally rotated with the stirring casing split body by the switching portion, and the stirring casing split body is supplied while supplying a solidifying material. To rotate and move the stirrer up and down,
Correlation between the rotation speed of the hydraulic motor and the oil pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor, which is created in advance corresponding to each of the plurality of types of sediments having different properties in the rotation control of the hydraulic motor. Based on the map showing the above or the regression equation, the hydraulic pressure is not close to the upper limit value of the allowable range defined for the hydraulic motor and does not exceed the upper limit value.
A method of improving the ground of a pile burial hole, which is characterized by this.
ことを特徴とする請求項10記載の杭埋設孔の地盤改良方法。 When the stirring device is located in muddy water having low viscosity, the rotating shaft is switched to a state in which the rotating shaft can rotate with respect to the stirring casing split body by the switching portion, and the stirring casing split while supplying the solidifying material. The stirring device was moved up and down while rotating the body.
The method for improving the ground of a pile burial hole according to claim 10.
ことを特徴とする請求項10または11記載の杭埋設孔の地盤改良方法。 The stirring casing split body is detachably attached to the casing portion directly above the excavation casing split body at the lower end of the casing of the excavation device suspended and rotationally driven by a crane.
The method for improving the ground of a pile burial hole according to claim 10 or 11.
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