專(zhuān)利名稱(chēng)：地基改良裝置及地基改良方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將松軟地基改良為壓密地質(zhì)的地基改良裝置，尤其涉及具備用于挖掘地基的同時(shí)將改良材料從挖掘孔內(nèi)推出到松軟地基內(nèi)的螺旋鉆的地基改良裝置。
背景技術(shù)：
作為將松軟地基改良為壓密地質(zhì)的方法，已知有螺旋鉆挖掘施工方法。使用了該螺旋鉆挖掘施工方法的地基壓密裝置公布于專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，對(duì)此參照?qǐng)D6進(jìn)行說(shuō)明。
該地基壓密裝置，在形成鉛直姿勢(shì)的筒狀外殼101內(nèi)插通有驅(qū)動(dòng)軸102。在驅(qū)動(dòng)軸102外周，從下端部到中間部，或者在整個(gè)全長(zhǎng)上設(shè)有螺桿(螺旋翼)103。驅(qū)動(dòng)軸102的下端部安裝有從外殼101的下端部突出，挖掘松軟地基的同時(shí)將改良材料S從挖掘孔推出到松軟地基內(nèi)的壓密凸輪104。改良材料S是在掘起的砂土中混合山砂、根據(jù)必要混合水泥等而成。
在外殼101的上端部，設(shè)置有由油壓馬達(dá)等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105使驅(qū)動(dòng)軸102向正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩方向旋轉(zhuǎn)。還有，在外殼101的上部，連接有用于將改良材料S投入外殼101內(nèi)的料斗106。
為了通過(guò)這種地基壓密裝置將松軟地基改良成壓密地質(zhì)，首先，使驅(qū)動(dòng)軸102正轉(zhuǎn)，由此，壓密凸輪104一邊挖掘地基一邊將螺桿103挖掘的砂土往地上搬出，形成挖掘孔。
之后，使驅(qū)動(dòng)軸102反轉(zhuǎn)，同時(shí)從料斗106向外殼101內(nèi)投入改良材料S。該改良材料S通過(guò)螺桿103在外殼101內(nèi)向下方搬送。此時(shí)，由于挖掘孔由外殼101包圍，所以改良材料S不會(huì)受到松軟地基的影響而被搬送到壓密凸輪104。并且，改良材料S隨著壓密凸輪104的旋轉(zhuǎn)而從挖掘孔向水平方向推出。推出了該改良材料S的水平方向的松軟地基被改良成壓密地質(zhì)。
松軟地基被改良成與壓密凸輪104的長(zhǎng)度幾乎相同的幅寬的層狀。因而，驅(qū)動(dòng)軸102和外殼101只上升壓密凸輪104幅寬的量，在已經(jīng)改良的壓密地質(zhì)的地基上推出改良材料S，以使壓密地質(zhì)層疊。這樣一來(lái)，該地基壓密裝置，其驅(qū)動(dòng)軸102和外殼101每隔一定間隔上升，對(duì)形成了挖掘孔的整個(gè)深度的地基進(jìn)行改良。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本國(guó)專(zhuān)利第3259910號(hào)公報(bào)(第6圖)現(xiàn)有的地基壓密裝置，利用懸臂和導(dǎo)桿等裝置將外殼101和驅(qū)動(dòng)軸102從水平姿勢(shì)轉(zhuǎn)換成鉛直姿勢(shì)。
可是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1公布的地基壓密裝置中使用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105，必須驅(qū)動(dòng)具有一定重量的壓密凸輪104，另外，即使其他的地基壓密裝置，也通常使用功率在1根軸上大約為3×104(W)的大型裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)換外殼101和驅(qū)動(dòng)軸102的姿勢(shì)時(shí)，設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105的外殼101的上端部變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致其作業(yè)危險(xiǎn)。
另外，現(xiàn)有的地基改良裝置，往往不采用如專(zhuān)利文獻(xiàn)1公布的那樣的壓密凸輪104，而是在旋轉(zhuǎn)軸上呈放射狀固定截面為直角三角形狀的螺旋鉆刀。
可是，對(duì)于這種直角三角形狀的螺旋鉆刀而言，投入到挖掘孔內(nèi)的改良材料S還被推出到螺旋鉆刀的下方，該下方的地質(zhì)也被壓密。于是，螺旋鉆刀盡管沒(méi)有大范圍地將松軟地基進(jìn)行地質(zhì)改良，但卻受到壓密的下方的地基的反力而被推起。因而，使用直角三角形狀螺旋鉆刀的地基改良裝置，能夠改良松軟地基的地質(zhì)的范圍狹窄，必須在多處地點(diǎn)打入外殼101和驅(qū)動(dòng)軸102，導(dǎo)致作業(yè)長(zhǎng)期化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，提供在小功率下螺旋鉆鉆頭也旋轉(zhuǎn)、且將改良材料只向水平方向推出的地基改良裝置。
本發(fā)明的地基改良裝置，其特征在于，具備將螺旋鉆插通于筒狀外殼內(nèi)的地基壓密機(jī)構(gòu)，所述螺旋鉆由同軸配置且獨(dú)立地沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)筒、安裝在該旋轉(zhuǎn)軸的下端部的螺旋鉆鉆頭、和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)筒的外周的螺桿構(gòu)成，所述螺旋鉆鉆頭將具有凹條狀凹入的推壓部的多個(gè)楔形螺旋鉆刀以所述推壓部朝向徑方向的方式放射狀設(shè)置于從所述外殼突出的旋轉(zhuǎn)軸的下端部。
根據(jù)該地基改良裝置，通過(guò)放射狀設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的下端部的螺旋鉆刀的旋轉(zhuǎn)而形成挖掘孔，在該挖掘孔內(nèi)投入改良材料。該改良材料被螺旋鉆刀的推壓部推壓，在松軟地基內(nèi)只向水平方向推出。由于螺旋鉆刀的推壓部形成凹條狀凹入的形狀，所以改良材料被推壓向會(huì)聚于推壓部的中心側(cè)的方向，不會(huì)從推壓部擴(kuò)散，只向水平方向推出，松軟地基被層狀改良成壓密的地質(zhì)。而且，由于該螺旋鉆刀有效地將改良材料推出到松軟地基內(nèi)，因而，能夠以小的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，使螺旋鉆刀旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠比現(xiàn)有機(jī)構(gòu)輕量化。
另外，通過(guò)使同軸配置的旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)筒獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，從而使旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向相反，再有，使旋轉(zhuǎn)軸比旋轉(zhuǎn)筒稍快地旋轉(zhuǎn)，能夠由螺桿順暢地搬送改良材料。
另外，在所述地基改良裝置中，優(yōu)選并列有多個(gè)具備所述螺旋鉆鉆頭的地基壓密機(jī)構(gòu)。
根據(jù)該地基改良裝置，改良材料被投入到利用各地基壓密機(jī)構(gòu)形成的挖掘孔內(nèi)，從各螺旋鉆鉆頭的推壓部推出。因此，改良材料被從2個(gè)方向推出而相互碰撞，在各地基壓密機(jī)構(gòu)問(wèn)再混合，松軟地基變成更高地壓密的地質(zhì)的壓密區(qū)。該壓密區(qū)如環(huán)狀壁一樣向周?chē)鷶U(kuò)張。
另外，在所述地基改良裝置中，優(yōu)選所述螺旋鉆鉆頭以能夠再混合推出的改良材料的程度的低速旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)該地基改良裝置，通過(guò)螺旋鉆鉆頭的低速旋轉(zhuǎn)，改良材料能夠被緩慢推出，揉捏地再混合，從而能夠?qū)⑺绍浀鼗牧汲捎l(fā)密度高的壓密的地質(zhì)。
另外，在所述地基改良裝置中，優(yōu)選所述螺旋鉆鉆頭在電動(dòng)馬達(dá)的控制下旋轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)馬達(dá)在按照負(fù)荷的大小而變動(dòng)的電流值達(dá)到規(guī)定值時(shí)停止。
根據(jù)該地基改良裝置，電動(dòng)馬達(dá)在向未壓密的松軟地基內(nèi)推出改良材料的狀態(tài)下以小電流旋轉(zhuǎn)，若松軟地基被壓密地改良，則增大電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。若松軟地基過(guò)于壓密，則螺旋鉆刀不能再旋轉(zhuǎn)，因而，若流通比作為該界限的最大電流稍小的電流，則電動(dòng)馬達(dá)停止。另外，通過(guò)預(yù)先檢測(cè)從地基壓密機(jī)構(gòu)分隔開(kāi)的地點(diǎn)的松軟地基成為期望的壓密狀態(tài)時(shí)的電動(dòng)馬達(dá)的電流值，能夠在該電流值流經(jīng)電動(dòng)馬達(dá)時(shí)停止電動(dòng)馬達(dá)。
另外，在所述地基改良裝置中，優(yōu)選組合有壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)，該壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)具備管，其埋入地下且可分離成尖端部和主體部；壓敏體，其收納于管內(nèi)且隨著該管分離而露出，并且受到規(guī)定壓力時(shí)變形；測(cè)量器，其根據(jù)該壓敏體的變形狀態(tài)測(cè)量對(duì)壓敏體施加的壓力。
根據(jù)該地基改良裝置，壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)被埋入從地基壓密機(jī)構(gòu)分隔開(kāi)的地下，由此能夠檢測(cè)該地點(diǎn)的松軟地基達(dá)到期望的壓密的情況。另外，壓敏體被收納于管內(nèi)，由此能夠有效地將管埋入地下，另外，壓敏體被改良后的土推壓而變形，由此能夠正確地檢測(cè)松軟地基的壓密狀態(tài)。
另外，本發(fā)明的地基改良方法，是使用所述地基改良裝置的地基改良方法，其特征在于，通過(guò)螺旋鉆刀的推壓部將在掘起的砂土中混入有細(xì)絲狀態(tài)的緊固材料的改良材料推出到松軟地基內(nèi)。
根據(jù)該地基改良方法，細(xì)絲狀態(tài)的緊固材料作為接合材料而作用，改良材料進(jìn)一步變硬，能夠?qū)⑺绍浀鼗牧汲捎l(fā)密度高的壓密地質(zhì)。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，在從外殼突出的旋轉(zhuǎn)軸的下端部放射狀設(shè)置有具有凹條狀凹入的推壓部的多個(gè)楔形螺旋鉆刀，由此，投入挖掘孔的改良材料向推壓部的中心側(cè)會(huì)聚，并被推出到松軟地基內(nèi)。因而，松軟地基被層狀改良成壓密的地質(zhì)，所以螺旋鉆刀不會(huì)從下方受到反力，從而不會(huì)向上方移動(dòng)。其結(jié)果，本地基改良裝置能夠?qū)⑺绍浀鼗蠓秶馗牧汲蓧好艿刭|(zhì)，能夠提高作業(yè)性。
另外，螺旋鉆能夠以小轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，所以能夠使旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比現(xiàn)有機(jī)構(gòu)輕量化。因而，該地基壓密機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)換成水平姿勢(shì)和鉛直姿勢(shì)時(shí)，上端部不會(huì)不穩(wěn)定，能夠提高安全性避免發(fā)生人身事故等。


圖1是本發(fā)明的地基改良裝置的一實(shí)施方式，是表示地基壓密機(jī)構(gòu)的概略剖視主視圖。
圖2(a)是表示本發(fā)明的地基改良裝置的一實(shí)施方式的概略剖視俯視圖，(b)是(a)的X-X線(xiàn)剖視圖，(c)是(a)的Y-Y線(xiàn)剖視圖，(d)是Z-Z線(xiàn)剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的地基改良裝置的一實(shí)施方式的概略剖視俯視圖。
圖4是本發(fā)明的地基改良裝置的一實(shí)施方式，是圖3的V-V線(xiàn)概略剖視圖。
圖5是本發(fā)明的地基改良裝置的一實(shí)施方式，(a)是表示壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)的主視圖，(b)是正在利用壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量壓力中的主視圖。
圖6是現(xiàn)有的地基改良裝置的局部剖視主視圖。
圖中A-地基壓密機(jī)構(gòu)，B-壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)，10-外殼，20-螺旋鉆，21-旋轉(zhuǎn)軸，22-旋轉(zhuǎn)筒，23-螺旋鉆鉆頭，24-螺桿，30-螺旋鉆刀，40-管，41-尖端部，42-主體部，50-壓敏體。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于本發(fā)明的地基改良裝置的一實(shí)施方式，參照?qǐng)D1～圖5進(jìn)行說(shuō)明。該地基改良裝置以地基壓密機(jī)構(gòu)A和壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B等為中心而構(gòu)成。
地基壓密機(jī)構(gòu)A如圖1所示，具備在地下內(nèi)沿鉛直方向升降活動(dòng)的筒狀外殼10和插通于該外殼10內(nèi)的螺旋鉆20。螺旋鉆20由同軸配置的旋轉(zhuǎn)軸21及旋轉(zhuǎn)筒22、安裝在該旋轉(zhuǎn)軸21的下端部的螺旋鉆鉆頭23和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸21的外周的螺桿24構(gòu)成。
在旋轉(zhuǎn)軸21下端部，從外殼10的下端部突出而安裝有螺旋鉆鉆頭23。螺旋鉆鉆頭23如圖2(a)所示，等間隔地呈放射狀設(shè)置有多個(gè)螺旋鉆刀30、30、30。螺旋鉆刀30除了如圖所示的3個(gè)以外，可設(shè)置為任意個(gè)數(shù)。另外，螺旋鉆刀30的尖端部從外殼10的外周稍稍突出，換言之，外殼10的外側(cè)面位于比螺旋鉆刀30的尖端側(cè)更靠?jī)?nèi)側(cè)。
并且，各螺旋鉆刀30例如將平板楔形地完全焊接而成形，設(shè)有底部31、挖掘部32和推壓部33，由這些31、32、33包圍的內(nèi)部形成中空狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了輕量化。底部31如圖2(b)～(d)所示，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸21朝向直角方向，寬度從旋轉(zhuǎn)軸21一方到尖端側(cè)逐漸變窄。另外，挖掘部32從底部31的一端緣傾斜，從旋轉(zhuǎn)軸21一方到尖端形成相同高度。由底部31和挖掘部32形成的尖端部34對(duì)松軟地基進(jìn)行挖掘。
再有，推壓部33在底部31的另一端緣和挖掘部32的上端緣之間凹條狀凹入，設(shè)有下側(cè)突出部33a和上側(cè)突出部33b。該推壓部33如圖2(b)～(d)所示，形成如“く”字形(圖中為反“く”字形)彎曲的形狀。但是，在利用擠出成形和注射成形等形成螺旋鉆刀30時(shí)，推壓部33除了“く”字形之外，還可以形成圓弧形等。
總之，通過(guò)凹條狀凹入的推壓部33，將投入到挖掘孔內(nèi)的改良材料會(huì)聚到推壓部33的最深的中心側(cè)(下側(cè)突出部33a和上側(cè)突出部33b的交界部側(cè))，且只向水平方向推出。即，在推壓部33平坦時(shí)，比推壓部33的寬度寬地向下方推出改良材料，但通過(guò)推壓部33凹條狀凹入，并設(shè)置下側(cè)突出部33a和上側(cè)突出部33b，由此，由下側(cè)突出部33a向上推起改良材料，由上側(cè)突出部33b向下推改良材料，形成合力而只向水平方向推出。
還有，作為改良材料，如背景技術(shù)中所說(shuō)明的，可以在掘起的砂土中混入山砂、根據(jù)必要混入水泥等，不過(guò)，優(yōu)選使用在掘起的砂土中混入山砂或水泥等的同時(shí)混入細(xì)絲狀態(tài)的緊固材料，或不混入山砂或水泥等而混入細(xì)絲狀態(tài)的緊固材料。作為該緊固材料，例如使用碳化結(jié)晶的竹子或黃麻、或?qū)ET切斷成長(zhǎng)條狀的切片。
竹子和黃麻為天然原材料，所以即使腐壞也能夠溶入砂土內(nèi)。另一方面，通過(guò)將PET作為改良材料的緊固材料而使用，由此無(wú)需通常在再循環(huán)中進(jìn)行的水洗，從而能夠以低成本再利用?？傊?，緊固材料形成50mm～150mm左右長(zhǎng)度的細(xì)絲狀態(tài)，作為改良材料的接合材料而作用。
安裝有這種螺旋鉆鉆頭23的旋轉(zhuǎn)軸21和設(shè)有螺桿24的旋轉(zhuǎn)筒22，通過(guò)設(shè)置在螺旋鉆20的上端部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)獨(dú)立地在圓周方向正反兩向旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)筒22稍快地旋轉(zhuǎn)，速度比例如為0.9∶1。通過(guò)使旋轉(zhuǎn)軸21和旋轉(zhuǎn)筒22以這種速度比反向旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)⑼诰虻耐梁透牧疾牧喜欢氯仨槙嘲崴汀?br> 通過(guò)使螺旋鉆刀30形成楔形，另外，使旋轉(zhuǎn)軸21和旋轉(zhuǎn)筒22反向旋轉(zhuǎn)，由此，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使用具有約7.5×104(W)的功率的比現(xiàn)有機(jī)構(gòu)輕量的機(jī)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)利用行星齒輪(未圖示)減速為1/20～1/200，使旋轉(zhuǎn)軸21及旋轉(zhuǎn)筒22以例如25rpm左右的低速旋轉(zhuǎn)。
作為這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使用由引擎發(fā)電機(jī)(未圖示)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)。電動(dòng)馬達(dá)在以小轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)時(shí)流通小電流，在以大轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)時(shí)流通大電流。因而，在改良材料被以小轉(zhuǎn)矩向松軟地基內(nèi)開(kāi)始推出的初始階段，電動(dòng)馬達(dá)以小電流旋轉(zhuǎn)。并且，在松軟地基壓密、改良材料被以大轉(zhuǎn)矩推出的階段，電動(dòng)馬達(dá)以大電流旋轉(zhuǎn)。盡管松軟地基被壓密到超出必要以上，但若推出改良材料，則螺旋鉆刀30無(wú)法再旋轉(zhuǎn)。
因此，在該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中裝入控制部，使得若檢測(cè)到在松軟地基被改良成規(guī)定的壓密的狀態(tài)下流通的電流值，則停止電動(dòng)馬達(dá)。該控制部具備將電動(dòng)馬達(dá)中流通的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)值的A-D轉(zhuǎn)換器、比較該數(shù)字?jǐn)?shù)值化后的電流值比應(yīng)停止的電流值小還是大的計(jì)算機(jī)等比較器。
并且，本地基壓密機(jī)構(gòu)A如圖3所示，3軸并列而使用，所以各地基壓密機(jī)構(gòu)A的旋轉(zhuǎn)軸21和旋轉(zhuǎn)筒22分別通過(guò)專(zhuān)用的電動(dòng)馬達(dá)來(lái)旋轉(zhuǎn)。若在任意一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)中流通的電流值達(dá)到使其停止時(shí)的電流值，則其他的電動(dòng)馬達(dá)也停止。還有，接近2列的地基壓密機(jī)構(gòu)A2而立有2根支柱11、11，各支柱11、11由橫梁件12連結(jié)，從而螺旋鉆刀30能夠穩(wěn)定地挖掘。
并且，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)的引擎發(fā)電機(jī)，還使油壓泵(未圖示)工作，該油壓泵使得將地基壓密機(jī)構(gòu)A轉(zhuǎn)換為鉛直姿勢(shì)或水平姿勢(shì)的懸臂和導(dǎo)桿等裝置工作。由于電動(dòng)馬達(dá)和油壓泵不同時(shí)工作，因而用1臺(tái)引擎發(fā)電機(jī)切換電動(dòng)馬達(dá)和油壓泵來(lái)使其工作。
并且，本地基改良裝置組合有在從這種地基壓密機(jī)構(gòu)A分隔開(kāi)的位置使用的壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B。該壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B如圖5所示，具備中空的管40、像氣球一樣膨脹、收縮的壓敏體50和測(cè)量該壓敏體50的收縮狀態(tài)的測(cè)量器(未圖示)。
管40是將下側(cè)的尖端部41和上側(cè)的主體部42可分離地連結(jié)，設(shè)有與該連結(jié)部分嵌合的梳齒部41a、42a。另外，在尖端部41的上端部安裝有載置壓敏體50的支承盤(pán)43，在主體部42的下端部，突出設(shè)有擋住壓敏體50的承接板44。另外，在壓敏體50內(nèi)，填充有能夠使壓敏體50收縮的油、水或空氣等流動(dòng)體，該流動(dòng)體流動(dòng)的耐壓性軟管51與壓敏體50連接，利用測(cè)量器測(cè)量收縮狀態(tài)的壓敏體50的體積，由此能夠檢測(cè)松軟地基是否被改良成壓密地質(zhì)。
該實(shí)施方式的地基改良裝置如以上構(gòu)成，接著，對(duì)地基改良的方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在從打入螺旋鉆20的地點(diǎn)離開(kāi)規(guī)定距離的地點(diǎn)埋入壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B的管40。管40如圖5(a)所示，以尖端部41和主體部42接合、在支承盤(pán)43上載置壓敏體50的狀態(tài)埋入地下。在壓敏體50內(nèi)填充流動(dòng)體，成為膨脹狀態(tài)。管40被埋入到壓敏體50位于地基改良的最深位置。壓敏體50被收納于管40內(nèi)，從而不會(huì)損傷。
并且，如圖5(b)所示，只有主體部42上升壓敏體50的直徑的量，從尖端部41分隔開(kāi)，膨脹狀態(tài)的壓敏體50在地下內(nèi)露出。另外，承接板44位于與打入螺旋鉆20的一側(cè)相反的一側(cè)，壓敏體50位于打入螺旋鉆20的一側(cè)。
另一方面，地基壓密機(jī)構(gòu)A通過(guò)由引擎發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)油壓泵，從水平姿勢(shì)轉(zhuǎn)換成鉛直姿勢(shì)。由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比現(xiàn)有機(jī)構(gòu)小型、輕量化，所以螺旋鉆20穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換姿勢(shì)。
并且，若地基壓密機(jī)構(gòu)A成為鉛直姿勢(shì)，則引擎發(fā)電機(jī)從油壓泵切換，轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)，使旋轉(zhuǎn)軸21正向旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)筒22反向旋轉(zhuǎn)。于是，螺旋鉆鉆頭23正向(圖2(a)的F方向)旋轉(zhuǎn)，螺旋鉆刀30的尖端部34鉆入地下，松軟地基的土被推到旋轉(zhuǎn)筒22和外殼10之間，并且，由反向旋轉(zhuǎn)的螺桿24向上方搬送，由此挖掘松軟地基，形成挖掘孔。
另外，外殼10其外側(cè)面比螺旋鉆刀30的尖端部靠?jī)?nèi)側(cè)，所以插入到已形成的挖掘孔內(nèi)。因而挖掘孔被外殼10包圍，不會(huì)因松軟地基塌陷而回填。
若挖掘到規(guī)定的深度，則電動(dòng)馬達(dá)一邊反向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸21，正向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)筒22，一邊將改良材料投入到挖掘孔內(nèi)。改良材料優(yōu)選混入有細(xì)絲狀態(tài)的緊固材料的材料，不過(guò)，根據(jù)松軟地基的狀態(tài)等，也可以使用在掘起的砂土中混入山砂或水泥等的材料?？傊?，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)軸21和旋轉(zhuǎn)筒22的旋轉(zhuǎn)速度例如為0.9∶1這樣使旋轉(zhuǎn)筒22稍快地旋轉(zhuǎn)，由此，改良材料在外殼10內(nèi)不堵塞地順暢地向螺旋鉆鉆頭23一方搬送。
并且，改良材料通過(guò)螺旋鉆鉆頭23的反向(圖2(a)的R方向)旋轉(zhuǎn)，而被各螺旋鉆刀30的推壓部33推壓。推壓部33形成凹條狀凹入的形狀，下側(cè)突出部33a和上側(cè)突出部33b推壓改良材料。若推壓部33平坦，則改良材料向推壓部33的寬度方向(上下方向)擴(kuò)展，并被推出向螺旋鉆刀30的下方?？墒牵紬l狀凹入的形狀的推壓部33，下側(cè)突出部33a和上側(cè)突出部33b施加使改良材料會(huì)聚到中心側(cè)的力，所以該力成為合力，只向水平方向推出改良材料，松軟地基如圖4所示，被改良成層狀壓密的地質(zhì)(密的陰影部分)。
再有，本地基改良裝置，由于地基壓密機(jī)構(gòu)A3列并排，所以從鄰接的螺旋鉆鉆頭23推出改良材料，改良材料如圖3所示，從2方向推出，相互碰撞地對(duì)撞、揉捏再混合，改良材料中含有的砂等無(wú)間隙地緊貼，牢固地壓密。再有，通過(guò)螺旋鉆刀30低速旋轉(zhuǎn)，對(duì)改良材料施加大的力，松軟地基被改良成更加壓密的地質(zhì)。
這樣一來(lái)，地基壓密機(jī)構(gòu)A周?chē)乃绍浀鼗?，變成如圖3所示的壓密區(qū)W。該壓密區(qū)W，隨著向挖掘孔內(nèi)接連不斷投入的改良材料從螺旋鉆刀30的推壓部33推出，而逐漸向更廣范圍擴(kuò)展。
并且，改良材料不會(huì)被推出到比螺旋鉆鉆頭23更靠下側(cè)，因此，螺旋鉆鉆頭23的下側(cè)不會(huì)成為壓密的地質(zhì)，螺旋鉆鉆頭23不會(huì)從下側(cè)受到反力。因此，壓密區(qū)W向更廣范圍擴(kuò)張。
并且，壓密區(qū)W到達(dá)露出壓敏體50的壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B。壓敏體50如圖5(b)所示，由壓密的土和承接板44夾持。壓敏體50因承接板44而不會(huì)被埋入松軟地基內(nèi)，所以被壓密的土的壓力壓縮。若測(cè)量器檢測(cè)到壓敏體50已被壓縮到規(guī)定的壓力，則能夠檢測(cè)到松軟地基在規(guī)定范圍內(nèi)已被改良成壓密地質(zhì)。并且，從壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B輸出的信號(hào)被傳送給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而停止電動(dòng)馬達(dá)。
還有，若在壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B檢測(cè)到規(guī)定壓力之前，螺旋鉆鉆頭23周?chē)^(guò)于壓密，由控制部檢測(cè)到電動(dòng)馬達(dá)中流通有應(yīng)停止的規(guī)定值的電流，則電動(dòng)馬達(dá)停止。
這樣一來(lái)，若挖掘孔的最深部分的松軟地基變成層狀的壓密區(qū)W，則如圖4的假想線(xiàn)所示，螺旋鉆20只上升規(guī)定距離。并且，與所述同樣，一邊使旋轉(zhuǎn)軸21反向旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)筒22正向旋轉(zhuǎn)，一邊向挖掘孔內(nèi)投入改良材料，該改良材料被推出到已經(jīng)變成的壓密區(qū)W上，在壓密的地質(zhì)層上層疊。但是，電動(dòng)馬達(dá)并不是壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B再次檢測(cè)壓敏體50的壓縮量而停止，而是因達(dá)到已經(jīng)檢測(cè)到的電流而停止。
這樣一來(lái)，若壓密區(qū)W的層重疊到地表，則在該地點(diǎn)的作業(yè)結(jié)束，本地基改良裝置移動(dòng)到下一地點(diǎn)，重復(fù)與所述相同的作業(yè)。另一方面，壓力測(cè)定機(jī)構(gòu)將管40的尖端部41和壓敏體50留在地下，從地下拔出管40的主體部42，使土回到因管40而打開(kāi)的孔中。再次使用拔出的管40的主體部42和測(cè)量器。
還有，本發(fā)明并不限定于所述的實(shí)施方式，在專(zhuān)利請(qǐng)求的范圍內(nèi)記載的技術(shù)性事項(xiàng)的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變更。例如，本發(fā)明也可以不組合壓力測(cè)定裝置，另外，地基壓密機(jī)構(gòu)A只用1臺(tái)，或者也可以用4臺(tái)以上進(jìn)行實(shí)施。
再有，在所述實(shí)施方式中，在第1次地基改良中，對(duì)壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B檢測(cè)到松軟地基被改良為壓密的情況而停止電動(dòng)馬達(dá)的情況進(jìn)行了說(shuō)明，不過(guò)，在第1次地基改良中，也可以是當(dāng)規(guī)定值的電流流經(jīng)電動(dòng)馬達(dá)時(shí)停止電動(dòng)馬達(dá)，使螺旋鉆20只上升規(guī)定距離，而壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)B只是用于確認(rèn)松軟地基被改良為壓密。該情況下，如果在第1次中地基未被改良為規(guī)定的壓密，則在第2次以后，調(diào)整馬達(dá)停止的電流值以使地基改良為規(guī)定的壓密。
權(quán)利要求
1.一種地基改良裝置，其特征在于，具備將螺旋鉆插通于筒狀外殼內(nèi)的地基壓密機(jī)構(gòu)，所述螺旋鉆由同軸配置且獨(dú)立地沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)筒、安裝在該旋轉(zhuǎn)軸的下端部的螺旋鉆鉆頭、和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)筒的外周的螺桿構(gòu)成，所述螺旋鉆鉆頭將具有凹條狀凹入的推壓部的多個(gè)楔形螺旋鉆刀以所述推壓部朝向徑方向的方式放射狀設(shè)置于從所述外殼突出的旋轉(zhuǎn)軸的下端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基改良裝置，其特征在于，并列有多個(gè)具備所述螺旋鉆鉆頭的地基壓密機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地基改良裝置，其特征在于，所述螺旋鉆鉆頭以能夠再混合推出的改良材料的程度的低速旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的地基改良裝置，其特征在于，所述螺旋鉆鉆頭在電動(dòng)馬達(dá)的控制下旋轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)馬達(dá)在按照負(fù)荷的大小而變動(dòng)的電流值達(dá)到規(guī)定值時(shí)停止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的地基改良裝置，其特征在于，組合有壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)，該壓力測(cè)量機(jī)構(gòu)具備管，其埋入地下且可分離成尖端部和主體部；壓敏體，其收納于管內(nèi)且隨著該管分離而露出，并且受到規(guī)定壓力時(shí)變形；測(cè)量器，其根據(jù)該壓敏體的變形狀態(tài)測(cè)量對(duì)壓敏體施加的壓力。
6.一種地基改良方法，是使用權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的地基改良裝置的地基改良方法，其特征在于，通過(guò)螺旋鉆刀的推壓部將在掘起的砂土中混入有細(xì)絲狀態(tài)的緊固材料的改良材料推出到松軟地基內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供在小功率下螺旋鉆鉆頭也旋轉(zhuǎn)、且將改良材料只向水平方向推出的地基改良裝置。在本發(fā)明的地基改良裝置中，具備將螺旋鉆(20)插通于筒狀外殼(10)內(nèi)的地基壓密機(jī)構(gòu)(A)，所述螺旋鉆(20)由同軸配置且獨(dú)立地沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(21)及旋轉(zhuǎn)筒(22)、安裝在該旋轉(zhuǎn)軸(21)的下端部的螺旋鉆鉆頭(23)、和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)筒(22)的外周的螺桿(24)構(gòu)成。所述螺旋鉆鉆頭(23)將具有凹條狀凹入的推壓部(33)的多個(gè)楔形螺旋鉆刀(30)以所述推壓部(33)朝向徑方向的方式放射狀設(shè)置于從所述外殼(10)突出的旋轉(zhuǎn)軸(21)的下端部。
文檔編號(hào)E02D3/02GK1973092SQ20058002123
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者大北耕三 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大北耕商事