專利名稱：地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)和使用該挖掘機(jī)的挖掘方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成連續(xù)壁的地下連續(xù)溝槽挖掘方法和地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)。
背景技術(shù)：
己知的地下連續(xù)壁的建造方法有TRD(Trench-cutting Re-mixing Deep Wall Method)工藝方法。在地下較深處建造防水壁或坑壁時(shí)，向不透水層或支承地基進(jìn)行的落底管理是極其重要的。
但是，由于鉆孔參數(shù)一般只能在施工現(xiàn)場(chǎng)的特定場(chǎng)所才能得到，因而在深度方向的地層變化較大時(shí)，在向不透水層或支承地基進(jìn)行落底的狀態(tài)下、不得不依靠推測(cè)而確定是否進(jìn)行溝槽挖掘。因此，現(xiàn)狀是即使地層有變化也將溝槽的挖掘進(jìn)行到能可靠得到落底狀態(tài)的過(guò)份深的深度。
其結(jié)果就有這樣的問(wèn)題，即、不僅使施工成本增高，而且使工期加長(zhǎng)，在指定的交付期內(nèi)不能按期完成。
例如、特開平11-280055號(hào)公報(bào)記載的地基改良方法，它是將前端安裝著攪拌葉片的攪拌軸垂直地沿著導(dǎo)桿的同時(shí)攪拌插入到地下規(guī)定的深度之后，在由攪拌葉片形成攪拌和從攪拌軸前端噴出改良材料的同時(shí)、將攪拌軸提起，在地基中形成改良的柱體。由于這種場(chǎng)合也是預(yù)先將鉆孔調(diào)查所得到的參數(shù)作為基礎(chǔ)而進(jìn)行判斷，因而在地層變化很顯著的場(chǎng)合下，也有推算結(jié)果不能代表挖掘地基的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而作出的，其目的是提供能在正確地推算地基變化的同時(shí)進(jìn)行高效率挖掘的。地下連續(xù)溝槽的挖掘方法和地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)。
本發(fā)明的地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)具有如下所述的基本結(jié)構(gòu)。它具有設(shè)有挖掘構(gòu)件的溝槽挖掘體；將溝槽挖掘體能上下移動(dòng)地支承的行進(jìn)體、在將溝槽挖掘體插入到規(guī)定的地下深度的同時(shí)求出插入阻力的插入阻力算出機(jī)構(gòu)；從該插入阻力推算地下深度方向的地基強(qiáng)度的地基強(qiáng)度推算機(jī)構(gòu)；以及以用與該推算的地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行挖掘的方式進(jìn)行控制的挖掘控制機(jī)構(gòu)。借助行進(jìn)體使溝槽挖掘體沿著大致垂直方向和大致水平方向移動(dòng)而形成連續(xù)的挖掘溝槽。
這時(shí)，能進(jìn)行把握地基特性的合適的挖掘。
本發(fā)明地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)最好還設(shè)有根據(jù)插入阻力算出每單位深度的挖掘能量的挖掘能量算出機(jī)構(gòu)。這時(shí)，上述的地基強(qiáng)度推算機(jī)構(gòu)以從該挖掘能量推算地基強(qiáng)度的方式構(gòu)成。
由于從挖掘能量推算地基強(qiáng)度，因而能進(jìn)行與連續(xù)溝槽挖掘機(jī)的能力相稱的挖掘。


圖1是說(shuō)明由本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)進(jìn)行的溝槽挖掘的正面圖。
圖2是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的挖掘控制結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是圖2中的監(jiān)控器顯示的施工模式示意圖。
圖4是圖2中的監(jiān)控器顯示的自力插入的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照著圖1～圖4來(lái)說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的地下連續(xù)溝槽的挖掘方法及其所使用的連續(xù)溝槽挖掘機(jī)。這個(gè)實(shí)施方式是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，但本發(fā)明并不局限于這個(gè)實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的地下連續(xù)溝槽的挖掘方法中所使用的連續(xù)溝槽挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)。
連續(xù)溝槽挖掘機(jī)1是在下部行進(jìn)體2上裝載著上部回旋體3。在該下部行進(jìn)體2上安裝著門式構(gòu)架4。下部行進(jìn)體2安裝有作為基礎(chǔ)機(jī)械、用于在地上行進(jìn)的履帶2a。
在該門式構(gòu)架4上、上下平行地配置著一對(duì)圖中沒(méi)有表示的橫向的上油缸和橫向的下油缸。由兩個(gè)油缸對(duì)沿著導(dǎo)桿5垂下的作為溝槽挖掘體的刀柱6施加橫向挖掘推力。將該刀柱6作為導(dǎo)引件、通過(guò)作為挖掘構(gòu)件的刀具鏈條7在刀柱周圍的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行挖掘。作為(橫向-transverse)行進(jìn)體的下部行進(jìn)體將刀柱6間接地支承成能大致沿垂直方向而上下移動(dòng)。
刀柱6由連接的長(zhǎng)箱形構(gòu)架構(gòu)成。由設(shè)置在該刀柱6的上端部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置8使驅(qū)動(dòng)輪9旋轉(zhuǎn)。在該驅(qū)動(dòng)輪9和設(shè)置在刀柱6下端部的從動(dòng)輪10之間架設(shè)著刀具鏈條7的循環(huán)鏈條11。在該鏈條11的外周側(cè)、借助刀頭平板而排列著多個(gè)挖掘刀頭12。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置8由配置在導(dǎo)桿5上的升降油缸的作用而進(jìn)行升降。
一邊使刀具鏈條7驅(qū)動(dòng)、一邊在地下將刀柱6壓緊地基的同時(shí)使其橫向(沿著箭頭X方向)移動(dòng)，由此在它的行進(jìn)方向上對(duì)溝槽T進(jìn)行挖掘。
這時(shí)，從設(shè)置在刀柱6下端的噴出口噴出挖掘液、輔助溝槽T的挖掘?；蛘邚膰姵隹趪姵龅鼗袒?，與挖掘土等混合攪拌，形成連續(xù)的水泥穩(wěn)定土壁。
溝槽挖掘和水泥穩(wěn)定土壁的施工方法有1次基礎(chǔ)施工、2次基礎(chǔ)施工、或3次基礎(chǔ)施工等，可根據(jù)施工狀況適當(dāng)?shù)剡x擇任意一種。1次基礎(chǔ)施工是溝槽挖掘和水泥穩(wěn)定土壁的形成這兩者同時(shí)進(jìn)行的方法。在進(jìn)行1次基礎(chǔ)施工時(shí)，用刀柱6進(jìn)行挖掘的同時(shí)注入固化液。(即前進(jìn)側(cè)成為挖掘狀態(tài)、后方側(cè)成為水泥穩(wěn)定土壁的形成狀態(tài))。
2次基礎(chǔ)施工是在完成溝槽T的挖掘之后，一邊在刀柱的歸途上將固化液注入、一邊使其移動(dòng)，沿著溝槽T形成水泥穩(wěn)定土壁的方法。
3次基礎(chǔ)施工是在完成溝槽T的挖掘之后，使刀柱6再移動(dòng)到挖掘開始位置，在刀柱再次前進(jìn)的道路上、一邊將固化液注入，一邊使其移動(dòng)，沿著溝槽T形成水泥穩(wěn)定土壁的方法。
圖2是表示進(jìn)行溝槽挖掘控制的結(jié)構(gòu)示意圖。
在刀柱6上平行地配置著橫向上油缸13和橫向下油缸14。由橫向下油缸14的推力能使刀柱6壓緊在地基上。但是，橫向上油缸13產(chǎn)生與橫向下油缸14的推壓力相反的油缸保持力。
在橫向上油缸13上設(shè)有用于檢測(cè)動(dòng)作壓力的壓力傳感器13a和用于檢測(cè)油缸沖程的沖程傳感器13b。橫向下油缸14也同樣設(shè)有壓力傳感器14a和沖程傳感器14b。
在使刀柱6升降的升降油缸15、16的一方、在圖2的油缸16上設(shè)有壓力傳感器16a和沖程傳感器16b。該沖程傳感器16b具有深度計(jì)的機(jī)能。
由各個(gè)傳感器檢測(cè)的壓力信號(hào)、沖程信號(hào)經(jīng)由接口17而輸入到控制裝置18。
位置測(cè)定裝置19測(cè)定挖掘位置并輸入到控制裝置18。該裝置19譬如由GPS(Global Positioning System)或自動(dòng)跟蹤測(cè)距儀等構(gòu)成。
除了這些傳感器以外，在控制裝置1 8的輸入側(cè)連接著由鍵盤等構(gòu)成的輸入裝置20，能輸入各種指令和挖掘條件等。
在控制裝置18的輸出側(cè)連接著譬如由液晶顯示裝置等構(gòu)成的監(jiān)控器21。在畫面上遙控顯示挖掘條件的設(shè)定或挖掘內(nèi)容的同時(shí)，在橫向挖掘時(shí)還圖象顯示挖掘狀態(tài)。
控制裝置18對(duì)挖掘控制裝置22輸出挖掘指令。使挖掘控制裝置22控制橫向油缸13、14發(fā)生譬如應(yīng)與地基強(qiáng)度平衡的推力；應(yīng)控制升降油缸15、16調(diào)整挖掘深度?？刂蒲b置18具有插入阻力算出機(jī)構(gòu)、挖掘能量算出機(jī)構(gòu)、地基強(qiáng)度推算機(jī)構(gòu)、挖掘控制機(jī)構(gòu)等機(jī)能，進(jìn)行下面所述的各個(gè)程序。
下面，對(duì)連續(xù)溝槽挖掘機(jī)1的動(dòng)作和控制裝置18的控制進(jìn)行說(shuō)明。
由控制裝置18進(jìn)行的控制是按照如下所述的3個(gè)步驟進(jìn)行的。
步驟A取得N值的處理。
步驟B導(dǎo)出水平方向挖掘時(shí)的推算橫向速度的處理。
步驟C計(jì)測(cè)水平方向挖掘時(shí)的負(fù)荷變化的處理。
下面，詳細(xì)地說(shuō)明各個(gè)步驟。
步驟A由進(jìn)行垂直方向的挖掘而推算實(shí)際挖掘?qū)ο蟮鼗腘值。
程序1.插入阻力Fz的算出在進(jìn)行自力插入作業(yè)時(shí)，控制裝置18從安裝在升降油缸16上的壓力傳感器16a得到作用在其升降油缸16上的載荷Fud。
另一方面，作業(yè)者對(duì)泥漿進(jìn)行取樣，由此計(jì)測(cè)刀柱周圍的液體比重γ，從輸入裝置20將計(jì)測(cè)結(jié)果輸入。
控制裝置18對(duì)地下的刀柱體積V進(jìn)行計(jì)算。在把c作為單位深度刀柱的體積；把H作為挖掘深度時(shí)，則刀柱體積V可由下式(1)求得。
V＝cH ...(1)接著，對(duì)安裝在升降油缸16上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置8、刀柱6等的全部重量W進(jìn)行計(jì)算。
插入阻力Fz可由下式(2)算出。
Fz[kN]＝W-Fud-γV-Ffz ...(2)Fud是升降油缸載荷，提起側(cè)為正、插入側(cè)為負(fù)。Ffz是垂直向下方向的摩擦阻力、借助在沒(méi)有落底的空中飄浮的狀態(tài)下使升降油缸15、16動(dòng)作，可由下式(3)求得。
Ffz＝W-Fud-γV ...(3)插入阻力Fz(＞0)是對(duì)每一取樣作為Fzi[kN](＞0)而加以計(jì)算。
程序2.每單位深度所需要的挖掘能量的算出對(duì)每次取樣時(shí)求得的插入阻力Fzi進(jìn)行如下的處理。在取樣時(shí)間為1/n[min]的場(chǎng)合下，用n除Fzi，累積n次。其結(jié)果作為1分鐘期間的平均值Fzj[kN/min]。
將上述平均值Fzj、累積計(jì)算挖掘單位深度L[m]所需要的時(shí)間T(＝L/v)[min]分鐘，由此得到FzL[kNm]。
將L[m]為1[m]場(chǎng)合下求得的Fzl作為每單位深度所需要的挖掘能量。
程序3.推算換算N值的算出從推算換算N值與每單位深度的挖掘能量Fzl的關(guān)系式(4)換算N值。
推算換算N值＝a Fzl...(4)其中，a是比例常數(shù)，由現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀和鉆孔參數(shù)確定。
在下面的說(shuō)明中所使用的記號(hào)分別定義如下。
Ez進(jìn)行縱向挖掘所需要的挖掘能量Ex進(jìn)行橫向挖掘所需要的挖掘能量如果挖掘的體積是相互相同的，則假定為基本上Ez＝ExFz縱向的平均載荷(實(shí)際值)Sz縱向的斷面積(計(jì)算值)Rz橫向的平均載荷(從挖掘深度開始計(jì)算)Sx橫向的斷面積(計(jì)算值)步驟B由垂直向下的挖掘?qū)С鏊椒较蛲诰驎r(shí)的推算橫向速度。
程序4.在垂直向下挖掘時(shí)得到的各個(gè)值把從0m到挖掘深度的所有挖掘能量Fzl進(jìn)行累積，作為總的挖掘能量FzH。
從挖掘總的深度所需要的時(shí)間T和挖掘深度H、由下式(5)求得平均垂直向下挖掘速度Vzav[m/min]。
Vzav＝H/T ...(5)同樣、由式(6)可求得垂直向下的平均插入阻力Fzav[kN]。
Fzav＝FzH/H...(6)程序5.水平方向的地基反作用力中的平均深度的導(dǎo)出從程序3得到的各個(gè)深度的推算換算N值、由下式(7)計(jì)算力矩，求得地基反作用力平均深度。
Hav＝∑N[i]·h[i]/∑N[i] ...(7)其中，Hav地基反作用力平均深度(橫向時(shí))N[i]在各個(gè)深度處的N值h[i]各個(gè)深度(0～H[m])在下列的表1的條件下，Hav為4.211[m]表1

程序6.水平方向的平均地基反作用力Fxav的算出將水平方向的橫向油缸最大推力取為Fplmax(由機(jī)械的規(guī)格確定)。
將水平方向的橫向上油缸13和橫向下油缸14的安裝間隔取為L(zhǎng)A(由機(jī)械的規(guī)格確定)(參照?qǐng)D2)。將下位的橫向油缸14的地上高度取為L(zhǎng)B(由機(jī)械的規(guī)格確定)。
由下式(8)、(9)確定的力矩計(jì)算求得水平方向的平均地基反作用力Fxav。
FpLmax×LA＝Fxav×(Hav+LB) ...(8)
Fxav[kN]＝FpLmax·LA/(Hav+LB)...(9)程序7.垂直向下的挖掘投影面積和水平方向挖掘時(shí)的挖掘投影面積的算出由下式(10)求得垂直向下的挖掘投影面積Sz。
Sz＝Bcp(刀柱的寬度)×B(挖掘?qū)挾? ...(10)由下式(11)求得水平方向的挖掘投影面積Sx。
Sx＝H(挖掘深度)×B(挖掘?qū)挾? ...(11)程序8.水平方向挖掘時(shí)的推算速度的算出當(dāng)認(rèn)為表面壓力與挖掘速度成比例時(shí)，根據(jù)程序5、6、7，下式(12)的關(guān)系式成立。
Vxav∶Vzav＝Fxav/Sx∶Fzav/Sz＝Fxav×Bcp∶Fzav×H...(12)由式(12)導(dǎo)出下式(13)。
Vxav＝Vzav×Fxav×Bcp/(Fzav×H)...(13)步驟C計(jì)算水平方向挖掘時(shí)的負(fù)荷變化。
程序.9水平方向挖掘時(shí)的地基反作用力的算出用壓力傳感器14a計(jì)測(cè)水平方向挖掘時(shí)的橫向下油缸推力FpL(絕對(duì)值)。
用壓力傳感器13a計(jì)測(cè)水平方向挖掘時(shí)的橫向上油缸推力FpU(絕對(duì)值)。
由下式(14)求得地基反作用力Rx。
Rx＝FpL-FpU ...(14)程序10.單位水平距離挖掘能量的算出導(dǎo)出每次取樣時(shí)的水平地基反作用力Rxi。
即、取樣時(shí)間是1/n[min]的場(chǎng)合，用n除Rxi、進(jìn)行n次累積。
由此，將Rxj[kN/min]作為1分鐘的平均值。
將Rxj累積計(jì)算挖掘單位水平距離L[m]所需要的時(shí)間T分鐘(＝L/V)[min]、得到Rx1[kNm]。
將L[m]是1[m]的場(chǎng)合Rx1作為每單位水平距離的挖掘能量。
程序11.與負(fù)荷變化相適應(yīng)的挖掘的控制借助使程序10的每單位水平距離的挖掘能量Rx1在平均移動(dòng)例如0.1[m]單位的同時(shí)加以更新，而且顯示Rx1的值，使操作員識(shí)別負(fù)荷變化。
通過(guò)計(jì)算Rx1起、也可以由下式(15)計(jì)算地基反作用力的平均深度Hav。
Hav＝FpL×LA/Rx1-LB ...(15)Rx1的值或Hav的值被作為地基變化的評(píng)價(jià)指數(shù)。
挖掘控制裝置22自動(dòng)地對(duì)深度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使Rx1的值始終為大致的定值。
而且，在將刀柱6的下端插入到不透水層或支承地基等支承層上而進(jìn)行水平方向挖掘的場(chǎng)合下，對(duì)刀柱6進(jìn)行深度方向上的控制，使Rx1的值在規(guī)定的范圍內(nèi)。這樣，即使是支承層的水平面處在上下變化的場(chǎng)合下，也能將插入到支承層中的刀柱6的深度隨著支承層的水平面而大致保持成一定。其結(jié)果就能進(jìn)行落底管理。
在挖掘能量Rx1的值超出規(guī)定的范圍時(shí)，挖掘控制裝置22就進(jìn)行使刀柱6的傾斜發(fā)生變更，或進(jìn)行使刀具鏈條的行進(jìn)方向發(fā)生變化等的調(diào)整挖掘。
圖3是表示在監(jiān)控器21的畫面上所顯示的施工模式畫面。監(jiān)控器21的顯示畫面30的左側(cè)配置著平面內(nèi)監(jiān)控器部30a、監(jiān)控器21的顯示畫面30的中央配置著平面外監(jiān)控器部30b。
在平面內(nèi)監(jiān)控器部30a的左端顯示著傾斜計(jì)設(shè)置深度(在這個(gè)例子中是用d1、d2表示)、在平面內(nèi)監(jiān)控器30a的下端部顯示著現(xiàn)在的深度。
還分別顯示由基礎(chǔ)機(jī)械本體的傾斜計(jì)和驅(qū)動(dòng)部的傾斜計(jì)測(cè)定的角度，在其右側(cè)顯示位移。
山體挖掘線L1是將各個(gè)傾斜計(jì)的位置作成0標(biāo)記，用連接這些標(biāo)記的直線表示。
在刀柱6朝橫向位移時(shí)、該標(biāo)記0朝橫向移動(dòng)，山體挖掘線L1也就與此相對(duì)應(yīng)地移動(dòng)。
在平面內(nèi)監(jiān)控器部30a中，當(dāng)向右方進(jìn)行挖掘時(shí)，以山體挖掘線L1為基準(zhǔn)，將其右側(cè)涂上表示山體的例如茶色、將左側(cè)涂上表示溝槽挖掘完了的例如天然羊毛色。當(dāng)然，從刀柱6的下端開始的下方也涂上茶色。
這樣，挖掘完了的區(qū)域和未挖掘區(qū)域的界面就被可視地顯示。而挖掘刀頭移動(dòng)到新的挖掘點(diǎn)則由位置測(cè)定裝置19算出。對(duì)該挖掘點(diǎn)上的挖掘能量和挖掘體積進(jìn)行計(jì)算。挖掘能量是從橫向油缸13、14、升降油缸15、16、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置8的油缸馬達(dá)的輸出而求得。另一方面、挖掘體積是從挖掘開始時(shí)的界面形狀和挖掘結(jié)束時(shí)的界面形狀之差求得。
用挖掘體積、挖掘時(shí)間和刀頭載荷、從微小切入理論人手，可以精度良好地求得地基的強(qiáng)度?？梢詫?yīng)變計(jì)的數(shù)據(jù)用作提高刀頭載荷精度的手段。
另一方面，平面外監(jiān)控器部30b是將直線L2的左側(cè)表示溝槽挖掘機(jī)的本體側(cè)、將右側(cè)表示外側(cè)。
把由基礎(chǔ)機(jī)械本體的傾斜計(jì)和驅(qū)動(dòng)部的傾斜計(jì)測(cè)定的角度表示在左側(cè)，把位移表示在右側(cè)。
在畫面左下的范圍30c中，分別用數(shù)值表示單位平均地基反作用力Rx[kN]和平均地基反作用力深度Hav[m]。
該Rx和Hav構(gòu)成上述的地基變化的評(píng)價(jià)指數(shù)。
圖4是表示自力插入的畫面。
在監(jiān)控器40左側(cè)的面內(nèi)監(jiān)控器部40a中顯示著刀柱6在地下插入的狀態(tài)，表示插入深度。
畫面左端表示插入時(shí)的各個(gè)數(shù)值。具體地說(shuō)、d3表示驅(qū)動(dòng)部·刀柱自重W；d4表示比重γ；d5表示刀柱在地下部的體積Vc；d6表示作用在這個(gè)刀柱上的浮力；d7表示插入阻力；d8表示單位深度插入阻力的時(shí)間積分值；d9表示換算N值；d10表示總插入阻力的積分值；d11表示推算橫向(水平)速度。
如上所述、驅(qū)動(dòng)部·刀柱自重W是在計(jì)算插入阻力時(shí)必要的參數(shù)。比重γ是在計(jì)算刀柱6的浮力時(shí)必要的參數(shù)。地下部的體積vc是在浮力計(jì)算中、對(duì)刀柱的地下部分進(jìn)行特定計(jì)算時(shí)必要的參數(shù)。
由這些值求得浮力、插入阻力Fz、總插入阻力的積分值FzH，最終求得在水平方向挖掘中作為指標(biāo)的推算橫向速度Vxav。
從上述說(shuō)明可見，本發(fā)明的地下連續(xù)溝槽的挖掘方法的主題是借助把設(shè)有挖掘工具的刀柱插入到地下的垂直方向的挖掘以及使支承刀柱的基礎(chǔ)機(jī)械向水平方向移動(dòng)而進(jìn)行的水平方向的挖掘、連續(xù)地形成挖掘溝槽的地下連續(xù)溝槽的挖掘方法；其中，在把刀柱插入到規(guī)定深度的同時(shí)求得插入阻力、根據(jù)這阻力推算深度方向的地基強(qiáng)度，用與這推算的地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行挖掘。
根據(jù)這個(gè)方法，由于在將刀柱插入時(shí)求得插入阻力、推算深度方向的地基強(qiáng)度、并且在參照該推算值的同時(shí)進(jìn)行挖掘，因而就能進(jìn)行合適的把握了地基特性的挖掘。
在這個(gè)方法中，如果根據(jù)插入阻力求出每單位深度所需要的挖掘能量，就能進(jìn)行與連續(xù)溝槽挖掘機(jī)的能力相稱的挖掘。
如果從挖掘能量推算表示地基強(qiáng)度的N值，則能得到在總的挖掘斷面上的N值。因此，與以前的根據(jù)由鉆孔調(diào)查所得到部分N值而進(jìn)行挖掘的方法相比較，能更正確地對(duì)地基進(jìn)行評(píng)價(jià)。
所謂N值是指由標(biāo)準(zhǔn)插入試驗(yàn)所得到值，如果看了這個(gè)N值的深度方向的分布，則能把握挖掘深度范圍內(nèi)的地基強(qiáng)度高的部位、地基強(qiáng)度低的部位。
如果根據(jù)換算N值、算出水平方向的地基反作用力中的平均深度；從該平均深度算出水平方向的平均地基反作用力、算出垂直向下的挖掘投影面積和水平方向挖掘時(shí)的挖掘投影面積，從作用在上述挖掘投影面積上的表面壓力和挖掘速度的關(guān)系式算出水平方向挖掘時(shí)的挖掘速度，則能從垂直方向的挖掘速度的結(jié)果推算水平方向的挖掘速度。由此就能容易地進(jìn)行施工計(jì)劃的策劃和確定。
如果借助算出刀柱的水平方向挖掘時(shí)的地基反作用力、從這地基反作用力算出單位水平距離中的挖掘能量，由此一邊計(jì)測(cè)挖掘負(fù)荷、一邊進(jìn)行挖掘，則能在進(jìn)行水平方向挖掘的同時(shí)求得在這挖掘上所花費(fèi)的能量。這樣，就能根據(jù)這挖掘能量的變化容易地把握水平方向的挖掘狀態(tài)。
而且，如果將挖掘控制成由于水平方向的挖掘而隨時(shí)算出的單位水平距離中的挖掘能量的變化量保持在規(guī)定范圍內(nèi)，則即使地基的狀況發(fā)生變化，也能挖掘一定質(zhì)量的連續(xù)溝槽。
如果在將刀柱插入到支承層的狀態(tài)下、使其向水平方向移動(dòng)而進(jìn)行溝槽挖掘，并且將單位水平距離中的挖掘能量的變化量保持在規(guī)定范圍內(nèi)地在深度方向?qū)Φ吨M(jìn)行控制，則即使透水層和地基等的支承層的水平面有上下的變化，也能隨著這個(gè)支承層而挖掘一定深度的連續(xù)溝槽。
如果在單位水平距離中的挖掘能量的變化量超出規(guī)定范圍時(shí)進(jìn)行調(diào)整挖掘，則能不引起過(guò)載地進(jìn)行挖掘。
本發(fā)明的地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)是借助將設(shè)有挖掘工具的刀柱插入到地下的垂直方向的挖掘、和使支承刀柱的基礎(chǔ)機(jī)械沿著水平方向移動(dòng)而進(jìn)行水平方向的挖掘而連續(xù)地形成挖掘溝槽的，其中設(shè)有使刀柱插入到規(guī)定深度的同時(shí)求出插入阻力的插入阻力算出機(jī)構(gòu)；根據(jù)該插入阻力、算出每單位深度的挖掘能量的挖掘能量算出機(jī)構(gòu)；從該挖掘能量推算深度方向的地基強(qiáng)度的地基強(qiáng)度推算機(jī)構(gòu)；用與該推算的地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行挖掘的挖掘控制機(jī)構(gòu)。
這時(shí)，在將刀柱插入到規(guī)定深度的同時(shí)求出插入阻力，根據(jù)該插入阻力進(jìn)行深度方向地基強(qiáng)度的推算，用與該推算的地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行挖掘。因此就能把握地基特性進(jìn)行合適的挖掘。
雖然上面公開了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這個(gè)實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)，其特征在于，具有下述的機(jī)構(gòu)設(shè)有挖掘構(gòu)件的溝槽挖掘體；將上述溝槽挖掘體能上下移動(dòng)地支承的行進(jìn)體，該行進(jìn)體使上述溝槽挖掘體沿著大致垂直方向和大致水平方向移動(dòng)而形成連續(xù)的挖掘溝槽；在將上述溝槽挖掘體插入到規(guī)定的地下深度的同時(shí)求出插入阻力的插入阻力算出機(jī)構(gòu)；從上述插入阻力推算地下深度方向的地基強(qiáng)度的地基強(qiáng)度推算機(jī)構(gòu)；以及以用與推算出的上述地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行挖掘的方式進(jìn)行控制的挖掘控制機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)，其特征在于，還設(shè)有根據(jù)上述插入阻力算出每單位深度的挖掘能量的挖掘能量算出機(jī)構(gòu)；上述地基強(qiáng)度推算機(jī)構(gòu)從該挖掘能量推算上述地基強(qiáng)度。
3.如權(quán)利要求1所述的地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)，其特征在于，上述溝槽挖掘體是設(shè)有上述挖掘構(gòu)件的刀柱。
4.一種采用權(quán)利要求1所述的地下連續(xù)溝槽挖掘機(jī)的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，具有下述的步驟在將上述溝槽挖掘體插入到規(guī)定深度的同時(shí)、由上述插入阻力算出機(jī)構(gòu)求得插入阻力；根據(jù)該插入阻力推算地下深度方向的地基強(qiáng)度；而且用與推算的上述地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行將上述溝槽挖掘體插入到地下的大致垂直方向的挖掘、和使上述行進(jìn)體大致沿著大致水平方向移動(dòng)而進(jìn)行上述溝槽挖掘體的水平方向的挖掘，由此形成連續(xù)的挖掘溝槽。
5.如權(quán)利要求4所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，還有下述的步驟根據(jù)上述插入阻力求得每單位深度所需要的挖掘能量，從該挖掘能量推算地下深度方向的地基強(qiáng)度。
6.如權(quán)利要求5所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，從上述挖掘能量推算表示地基強(qiáng)度的N值。
7.如權(quán)利要求6所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，還有下述的步驟根據(jù)推算的上述N值、算出水平方向的地基反作用力中的平均深度；從該平均深度算出水平方向的平均地基反作用力；算出垂直向下的挖掘投影面積和水平挖掘時(shí)的挖掘投影面積；而且從作用到上述挖掘投影面積上的表面壓力和挖掘速度推算水平方向挖掘時(shí)的挖掘速度。
8.如權(quán)利要求4所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，算出上述溝槽挖掘體的水平方向挖掘時(shí)的地基反作用力，從該地基反作用力算出單位水平距離中的挖掘能量，由此一邊計(jì)測(cè)挖掘負(fù)荷、一邊進(jìn)行挖掘。
9.如權(quán)利要求8所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，將挖掘控制成由于水平方向的挖掘而隨時(shí)算出的上述單位水平距離中的挖掘能量的變化量保持在規(guī)定范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于在將上述溝槽挖掘體插入到地下的支持層的狀態(tài)下，使其向水平方向移動(dòng)而進(jìn)行溝槽挖掘，將上述單位水平距離中的挖掘能量的變化量保持在規(guī)定范圍內(nèi)地在深度方向?qū)ι鲜鰷喜弁诰蝮w進(jìn)行控制。
11.如權(quán)利要求9所述的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，在上述單位水平距離中的挖掘能量的變化量超出規(guī)定范圍時(shí)進(jìn)行調(diào)整挖掘。
全文摘要
本發(fā)明是借助將設(shè)有挖掘工具的刀柱插入到地下的垂直方向的挖掘、和使支承刀柱的基礎(chǔ)機(jī)械沿著水平方向移動(dòng)而進(jìn)行水平方向的挖掘而連續(xù)地形成挖掘溝槽的地下連續(xù)溝槽挖掘方法，其特征在于，在將刀柱插入到規(guī)定深度的同時(shí)求得插入阻力；根據(jù)該插入阻力、推算地下深度方向的地基強(qiáng)度；用與推算的地基強(qiáng)度相平衡的推力進(jìn)行挖掘，由此能對(duì)地基的變化更正確地推算的同時(shí)高效率地進(jìn)行挖掘。
文檔編號(hào)E02F5/10GK1487152SQ0315566
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者木下文男, 彥, 水谷元彥 申請(qǐng)人:神鋼建設(shè)機(jī)械株式會(huì)社