JP2002227183A - 超音波を利用した地盤改良工法、及び地盤改良撹拌機 - Google Patents
超音波を利用した地盤改良工法、及び地盤改良撹拌機Info
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- JP2002227183A JP2002227183A JP2001026353A JP2001026353A JP2002227183A JP 2002227183 A JP2002227183 A JP 2002227183A JP 2001026353 A JP2001026353 A JP 2001026353A JP 2001026353 A JP2001026353 A JP 2001026353A JP 2002227183 A JP2002227183 A JP 2002227183A
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地盤に改良表層体を造設して地盤の支持力を
向上させる地盤改良工法において、地盤の土砂と固化材
スラリーとを十分に混合して、安定した品質の改良表層
体を造設する手段を提供すること。 【解決手段】 基礎が設けられるべき地盤の表層部を掘
削し、該表層部の土砂と固化材スラリーとを混合するこ
とにより地盤の表層部に改良表層体を造設して、地盤の
支持力を向上させる地盤改良工法において、前記改良表
層体を造設すべき範囲で、地盤を掘削する空掘工程（Ｓ
１）と、掘削された地盤の土砂と固化材スラリーとを、
超音波による振動を与えながら混合して改良土を作製す
る改良土作製工程（Ｓ２）と、前記改良土を所定期間放
置して固化させる養生工程（Ｓ３）とを含む超音波を利
用した地盤改良工法。
向上させる地盤改良工法において、地盤の土砂と固化材
スラリーとを十分に混合して、安定した品質の改良表層
体を造設する手段を提供すること。 【解決手段】 基礎が設けられるべき地盤の表層部を掘
削し、該表層部の土砂と固化材スラリーとを混合するこ
とにより地盤の表層部に改良表層体を造設して、地盤の
支持力を向上させる地盤改良工法において、前記改良表
層体を造設すべき範囲で、地盤を掘削する空掘工程（Ｓ
１）と、掘削された地盤の土砂と固化材スラリーとを、
超音波による振動を与えながら混合して改良土を作製す
る改良土作製工程（Ｓ２）と、前記改良土を所定期間放
置して固化させる養生工程（Ｓ３）とを含む超音波を利
用した地盤改良工法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に改良表層体
を造設して地盤の支持力を向上させる地盤改良工法、及
び該工法に用いる地盤改良撹拌機に関する。
を造設して地盤の支持力を向上させる地盤改良工法、及
び該工法に用いる地盤改良撹拌機に関する。
【０００２】
【従来の技術】軟弱な地盤の支持力を向上させるための
地盤改良工法として、図７に示すように、地盤の表層部
に改良表層体Ａが造設される場合がある。
地盤改良工法として、図７に示すように、地盤の表層部
に改良表層体Ａが造設される場合がある。
【０００３】前記改良表層体Ａは、特開平５−２９５７
２３号公報に開示されている軟弱地盤改良装置と同様の
装置を利用して造設することができる。図８に示すよう
に、前記軟弱地盤改良装置と同様の装置２２としては、
地盤を掘削及び撹拌する掘削撹拌部２３と、該掘削撹拌
部２３により掘削された土砂に固化材スラリーを注入す
る固化材スラリー注入部２４と、前記掘削撹拌部２３を
支持すると共に、水平方向へ移動させる地上走行車２５
とからなるものである。前記掘削撹拌部２３は、図示し
ない駆動源と連動する回転軸２６と、該回転軸２６に突
設された多数の掘削撹拌翼２７と、前記回転軸２６を支
持する支持フレーム２８とを具備しており、前記掘削撹
拌翼２７を回転させて、地盤を掘削し、或いは、掘削さ
れた土砂等を撹拌する。
２３号公報に開示されている軟弱地盤改良装置と同様の
装置を利用して造設することができる。図８に示すよう
に、前記軟弱地盤改良装置と同様の装置２２としては、
地盤を掘削及び撹拌する掘削撹拌部２３と、該掘削撹拌
部２３により掘削された土砂に固化材スラリーを注入す
る固化材スラリー注入部２４と、前記掘削撹拌部２３を
支持すると共に、水平方向へ移動させる地上走行車２５
とからなるものである。前記掘削撹拌部２３は、図示し
ない駆動源と連動する回転軸２６と、該回転軸２６に突
設された多数の掘削撹拌翼２７と、前記回転軸２６を支
持する支持フレーム２８とを具備しており、前記掘削撹
拌翼２７を回転させて、地盤を掘削し、或いは、掘削さ
れた土砂等を撹拌する。
【０００４】前記改良表層体Ａを前記装置２２を利用し
て造設するに際しては、まず、地盤３の表層部を改良表
層体を造設すべき範囲で空掘りする。すなわち、前記掘
削撹拌部２３の前記掘削撹拌翼２７を回転させながら、
前記地上走行車２５をゆっくりと走行させて改良表層体
Ａを造設すべき範囲の地盤３を掘削する。
て造設するに際しては、まず、地盤３の表層部を改良表
層体を造設すべき範囲で空掘りする。すなわち、前記掘
削撹拌部２３の前記掘削撹拌翼２７を回転させながら、
前記地上走行車２５をゆっくりと走行させて改良表層体
Ａを造設すべき範囲の地盤３を掘削する。
【０００５】空掘がなされた後、前記装置２２を空掘し
た箇所に沿って移動させると共に、前記掘削撹拌翼２７
を空掘された土砂の中で回転させながら固化材スラリー
を土砂に注入し、固化材スラリーと土砂とを混合して改
良土を作製する。そして最後に、該改良土を所定期間放
置して固化させて、前記改良表層体Ａを造設する。
た箇所に沿って移動させると共に、前記掘削撹拌翼２７
を空掘された土砂の中で回転させながら固化材スラリー
を土砂に注入し、固化材スラリーと土砂とを混合して改
良土を作製する。そして最後に、該改良土を所定期間放
置して固化させて、前記改良表層体Ａを造設する。
【０００６】なお、前記固化材スラリーは、ミキサー１
８により、水とセメント等の固化材とが混練されて作製
された固化材スラリーが、搬送ポンプ１９により、前記
装置２２の前記掘削撹拌翼２７の近くに設けられた図外
の固化材スラリーの吐出口にまで圧送されるようになっ
ている。
８により、水とセメント等の固化材とが混練されて作製
された固化材スラリーが、搬送ポンプ１９により、前記
装置２２の前記掘削撹拌翼２７の近くに設けられた図外
の固化材スラリーの吐出口にまで圧送されるようになっ
ている。
【０００７】上述した地盤改良工法では、改良表層体Ａ
の強度等は土砂と固化材スラリーを混合してなる改良土
に依存したものとなるので、安定した品質の改良表層体
Ａを造設するためには、土砂と固化材スラリーとを十分
に混合して良質な改良土を作製することが重要である。
しかし、地盤の土砂が粘土質である場合や繊維質の泥炭
が含まれる場合等には、前記装置２２を用いて土砂と固
化材スラリーとを混合する際に、粘性の高い土砂や泥炭
が前記装置２２の掘削撹拌翼２７に付着して又は絡み付
いて団子状の塊となり、前記装置２２の混合効率は著し
く低下して、十分に混合されていない改良土が塊のまま
改良表層体中に残ることがあるので、改良表層体Ａの品
質が不安定なものとなり、また、改良表層体Ａの強度が
著しく劣り、所望の支持力を発揮できないおそれもあ
る。
の強度等は土砂と固化材スラリーを混合してなる改良土
に依存したものとなるので、安定した品質の改良表層体
Ａを造設するためには、土砂と固化材スラリーとを十分
に混合して良質な改良土を作製することが重要である。
しかし、地盤の土砂が粘土質である場合や繊維質の泥炭
が含まれる場合等には、前記装置２２を用いて土砂と固
化材スラリーとを混合する際に、粘性の高い土砂や泥炭
が前記装置２２の掘削撹拌翼２７に付着して又は絡み付
いて団子状の塊となり、前記装置２２の混合効率は著し
く低下して、十分に混合されていない改良土が塊のまま
改良表層体中に残ることがあるので、改良表層体Ａの品
質が不安定なものとなり、また、改良表層体Ａの強度が
著しく劣り、所望の支持力を発揮できないおそれもあ
る。
【０００８】これを防止するために、前記掘削撹拌翼２
７を高速回転させる工法、又は固化材スラリーを少量ず
つ必要量に達するまで供給しながら、長時間に渡って地
盤を撹拌する工法等が考案されている。
７を高速回転させる工法、又は固化材スラリーを少量ず
つ必要量に達するまで供給しながら、長時間に渡って地
盤を撹拌する工法等が考案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記掘削撹拌翼２７を
高速回転させる工法では、高速回転能力を備えるため
に、高出力を発揮する駆動源、装置全体の大型化等が必
要となるため、装置全体が高価なものとなり、さらに該
装置２２を地盤改良すべき宅地に配送する費用も高額と
なるので、地盤改良工法の施工コストが高くなる。
高速回転させる工法では、高速回転能力を備えるため
に、高出力を発揮する駆動源、装置全体の大型化等が必
要となるため、装置全体が高価なものとなり、さらに該
装置２２を地盤改良すべき宅地に配送する費用も高額と
なるので、地盤改良工法の施工コストが高くなる。
【００１０】一方、固化材スラリーを少量ずつ必要量に
達するまで供給しながら、地盤を長時間に渡って撹拌す
る工法では、地盤改良工法の施工期間が長期化するの
で、施工コストが高くなる。さらに、長時間に渡って地
盤の撹拌を行うと、一旦固化し始めた改良土をも再度撹
拌することとなり、却って改良土の品質を劣化させる場
合も生ずる。
達するまで供給しながら、地盤を長時間に渡って撹拌す
る工法では、地盤改良工法の施工期間が長期化するの
で、施工コストが高くなる。さらに、長時間に渡って地
盤の撹拌を行うと、一旦固化し始めた改良土をも再度撹
拌することとなり、却って改良土の品質を劣化させる場
合も生ずる。
【００１１】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであり、地盤に改良表層体を造設して地盤の支持力を
向上させる地盤改良工法において、地盤の土砂と固化材
スラリーとを十分に混合して、安定した品質の改良表層
体を造設する手段を提供することを目的とする。
のであり、地盤に改良表層体を造設して地盤の支持力を
向上させる地盤改良工法において、地盤の土砂と固化材
スラリーとを十分に混合して、安定した品質の改良表層
体を造設する手段を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法は、
基礎が設けられるべき地盤の表層部を掘削し、該表層部
の土砂と固化材スラリーとを混合することにより地盤の
表層部に改良表層体を造設して、地盤の支持力を向上さ
せる地盤改良工法において、前記改良表層体を造設すべ
き範囲で、地盤を掘削する空掘工程と、掘削された地盤
の土砂と固化材スラリーとを、超音波による振動を与え
ながら混合して改良土を作製する改良土作製工程と、前
記改良土を所定期間放置して固化させる養生工程とを含
むものであることを特徴としている。
に、請求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法は、
基礎が設けられるべき地盤の表層部を掘削し、該表層部
の土砂と固化材スラリーとを混合することにより地盤の
表層部に改良表層体を造設して、地盤の支持力を向上さ
せる地盤改良工法において、前記改良表層体を造設すべ
き範囲で、地盤を掘削する空掘工程と、掘削された地盤
の土砂と固化材スラリーとを、超音波による振動を与え
ながら混合して改良土を作製する改良土作製工程と、前
記改良土を所定期間放置して固化させる養生工程とを含
むものであることを特徴としている。
【００１３】請求項２記載の超音波を利用した地盤改良
工法は、請求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法
において、前記空掘工程は、超音波による振動を与えな
がら地盤を掘削するものであることを特徴としている。
工法は、請求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法
において、前記空掘工程は、超音波による振動を与えな
がら地盤を掘削するものであることを特徴としている。
【００１４】請求項３記載の地盤改良撹拌機は、基礎が
設けられるべき地盤の表層部を掘削し、該表層部の土砂
と固化材スラリーとを混合することにより地盤の表層部
に改良表層体を造設するための地盤改良撹拌機であっ
て、駆動源と連動する回転軸と、該回転軸に突設された
複数の翼状体と、前記回転軸を支持する支持フレームと
を具備し、前記翼状体を回転させることにより、地盤の
掘削又は撹拌の一方又は双方をする掘削撹拌部と、前記
掘削撹拌部により撹拌される土砂に、前記掘削撹拌部又
は掘削撹拌部の近傍に設けられた吐出口から固化材スラ
リーを注入する固化材スラリー注入部と、前記支持フレ
ームを支持すると共に、水平方向へ移動させる掘削撹拌
部移動手段と、前記翼状体又は翼状体の近傍に設けられ
た超音波発振器とを具備してなるものであることを特徴
としている。
設けられるべき地盤の表層部を掘削し、該表層部の土砂
と固化材スラリーとを混合することにより地盤の表層部
に改良表層体を造設するための地盤改良撹拌機であっ
て、駆動源と連動する回転軸と、該回転軸に突設された
複数の翼状体と、前記回転軸を支持する支持フレームと
を具備し、前記翼状体を回転させることにより、地盤の
掘削又は撹拌の一方又は双方をする掘削撹拌部と、前記
掘削撹拌部により撹拌される土砂に、前記掘削撹拌部又
は掘削撹拌部の近傍に設けられた吐出口から固化材スラ
リーを注入する固化材スラリー注入部と、前記支持フレ
ームを支持すると共に、水平方向へ移動させる掘削撹拌
部移動手段と、前記翼状体又は翼状体の近傍に設けられ
た超音波発振器とを具備してなるものであることを特徴
としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係る地盤改
良工法は、図１に示すように、改良すべき地盤の表層部
を改良表層体を造設すべき範囲で掘削する空掘工程（Ｓ
１）と、掘削された地盤の土砂と固化材スラリーとを、
超音波による振動を与えながら混合して改良土を作製す
る改良土作製工程（Ｓ２）と、前記改良土を所定期間放
置して固化させる養生工程（Ｓ３）とからなるものであ
る。以下、詳細に説明する。
に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係る地盤改
良工法は、図１に示すように、改良すべき地盤の表層部
を改良表層体を造設すべき範囲で掘削する空掘工程（Ｓ
１）と、掘削された地盤の土砂と固化材スラリーとを、
超音波による振動を与えながら混合して改良土を作製す
る改良土作製工程（Ｓ２）と、前記改良土を所定期間放
置して固化させる養生工程（Ｓ３）とからなるものであ
る。以下、詳細に説明する。
【００１６】図２に示すように、前記地盤改良工法に用
いる地盤改良撹拌機１は、掘削撹拌翼（翼状体）２を回
転させて地盤３を掘削し、又は、掘削された土砂を撹拌
する掘削撹拌部４と、前記掘削撹拌部４により攪拌され
る土砂に、前記掘削撹拌部４に設けられた吐出口５から
固化材スラリーを注入する固化材スラリー注入部６と、
前記支持フレーム７を支持すると共に、水平方向へ移動
させる、例えば地上走行車（掘削撹拌部移動手段）８
と、前記掘削撹拌翼２の内部に設けられた超音波発振器
９とを具備してなるものである。
いる地盤改良撹拌機１は、掘削撹拌翼（翼状体）２を回
転させて地盤３を掘削し、又は、掘削された土砂を撹拌
する掘削撹拌部４と、前記掘削撹拌部４により攪拌され
る土砂に、前記掘削撹拌部４に設けられた吐出口５から
固化材スラリーを注入する固化材スラリー注入部６と、
前記支持フレーム７を支持すると共に、水平方向へ移動
させる、例えば地上走行車（掘削撹拌部移動手段）８
と、前記掘削撹拌翼２の内部に設けられた超音波発振器
９とを具備してなるものである。
【００１７】前記掘削撹拌部４は、図３に示すように、
前記支持フレーム７に固定された油圧モータ（駆動源）
１０と連動する回転軸１１と、該回転軸１１に突設され
た複数の掘削撹拌翼２と、前記回転軸１１をその両端部
において支持する前記支持フレーム７とを具備し、前記
油圧モータ１０を駆動させて前記掘削撹拌翼２を回転さ
せることにより、地盤を掘削し、掘削された土砂を撹拌
する。前記油圧モータ１０と前記回転軸１１を連動させ
るために、前記回転軸１１の一端に設けられたスプロケ
ット１２と前記油圧モータ１０の駆動軸に設けられた駆
動側スプロケット１３に無端チェーン１４が巻き掛けら
れており、これらスプロケット１２、１３及び無端チェ
ーン１４等は、掘削、撹拌される土砂等から保護される
べく、前記支持フレームの内部に設置されている。
前記支持フレーム７に固定された油圧モータ（駆動源）
１０と連動する回転軸１１と、該回転軸１１に突設され
た複数の掘削撹拌翼２と、前記回転軸１１をその両端部
において支持する前記支持フレーム７とを具備し、前記
油圧モータ１０を駆動させて前記掘削撹拌翼２を回転さ
せることにより、地盤を掘削し、掘削された土砂を撹拌
する。前記油圧モータ１０と前記回転軸１１を連動させ
るために、前記回転軸１１の一端に設けられたスプロケ
ット１２と前記油圧モータ１０の駆動軸に設けられた駆
動側スプロケット１３に無端チェーン１４が巻き掛けら
れており、これらスプロケット１２、１３及び無端チェ
ーン１４等は、掘削、撹拌される土砂等から保護される
べく、前記支持フレームの内部に設置されている。
【００１８】前記超音波発振器９は、図４に示すよう
に、前記掘削撹拌翼２内部に設けられており、このため
に、前記掘削撹拌翼２の内部に空洞が形成され、片面に
嵌め込み蓋２ａが設けられている。
に、前記掘削撹拌翼２内部に設けられており、このため
に、前記掘削撹拌翼２の内部に空洞が形成され、片面に
嵌め込み蓋２ａが設けられている。
【００１９】前記超音波発振器９自体は、複数の圧電素
子等の振動体１５と、これら振動体１５にパルス電圧を
印可するための導線１６が夫々配線されてなるものであ
り、該導線１６は、前記掘削撹拌翼２、前記回転軸１１
の内部を通過して、前記回転軸１１に固定されている摺
動接点１７の回転側部１７ａに接続され、さらに前記支
持フレーム７内に固定されている前記摺動接点１７の固
定側部１７ｂから前記支持フレーム７内部を通過して地
上まで配線されている。そして、地上において前記パル
ス電圧が制御されることにより、超音波発振器９の動作
が制御されるものとなっている。なお、前記回転側部１
７ａと前記固定側部１７ｂの接点は互いにすり接触され
るものであるので、回転軸１１と共に回転する導線１６
と前記支持フレーム７内に固定された導線１６とは、常
に接続された状態を保つ。
子等の振動体１５と、これら振動体１５にパルス電圧を
印可するための導線１６が夫々配線されてなるものであ
り、該導線１６は、前記掘削撹拌翼２、前記回転軸１１
の内部を通過して、前記回転軸１１に固定されている摺
動接点１７の回転側部１７ａに接続され、さらに前記支
持フレーム７内に固定されている前記摺動接点１７の固
定側部１７ｂから前記支持フレーム７内部を通過して地
上まで配線されている。そして、地上において前記パル
ス電圧が制御されることにより、超音波発振器９の動作
が制御されるものとなっている。なお、前記回転側部１
７ａと前記固定側部１７ｂの接点は互いにすり接触され
るものであるので、回転軸１１と共に回転する導線１６
と前記支持フレーム７内に固定された導線１６とは、常
に接続された状態を保つ。
【００２０】前記固化材スラリー注入部６は、ミキサー
１８等（図２参照）により作製された固化材スラリーを
圧送する搬送ポンプ１９と、図５に示すように、前記搬
送ポンプ１９と前記支持フレーム７内に通じる受口部７
ａとを接続するゴムチューブ等の可撓性素材からなる配
管２０と、前記受口部７ａから前記掘削撹拌翼近傍まで
前記支持フレーム７内に設けられた内部配管７ｂと、該
内部配管７ｂから前記掘削撹拌翼２側に設けられた複数
の吐出口５とからなる。なお、固化材スラリー注入部６
の前記吐出口５等は前記支持フレーム７に設けられなく
てもよい。すなわち、前記掘削撹拌翼２により撹拌され
る土砂に固化材スラリーを注入できるように設けられて
いればよく、設けられる位置は、前記支持フレーム７内
に限定されない。
１８等（図２参照）により作製された固化材スラリーを
圧送する搬送ポンプ１９と、図５に示すように、前記搬
送ポンプ１９と前記支持フレーム７内に通じる受口部７
ａとを接続するゴムチューブ等の可撓性素材からなる配
管２０と、前記受口部７ａから前記掘削撹拌翼近傍まで
前記支持フレーム７内に設けられた内部配管７ｂと、該
内部配管７ｂから前記掘削撹拌翼２側に設けられた複数
の吐出口５とからなる。なお、固化材スラリー注入部６
の前記吐出口５等は前記支持フレーム７に設けられなく
てもよい。すなわち、前記掘削撹拌翼２により撹拌され
る土砂に固化材スラリーを注入できるように設けられて
いればよく、設けられる位置は、前記支持フレーム７内
に限定されない。
【００２１】前記地上走行車８は、図２又は図５に示す
ように、軟弱地盤上を走行できるクローラ式走行体を具
備したものであって、車体前部には、ガイドフレーム２
１がその長手方向を上下に向けて固定され、前記支持フ
レーム７が該ガイドフレーム２１に沿って昇降自在に取
付けられており、前記掘削撹拌部４は、所定の操作によ
り昇降され得るようになっている。
ように、軟弱地盤上を走行できるクローラ式走行体を具
備したものであって、車体前部には、ガイドフレーム２
１がその長手方向を上下に向けて固定され、前記支持フ
レーム７が該ガイドフレーム２１に沿って昇降自在に取
付けられており、前記掘削撹拌部４は、所定の操作によ
り昇降され得るようになっている。
【００２２】以下、前記地盤改良撹拌機１を用いた本実
施の形態に係る地盤改良工法について図６に基づき説明
する。
施の形態に係る地盤改良工法について図６に基づき説明
する。
【００２３】本地盤改良工法においては、まず最初に空
掘工程が行われる。改良表層体を造設すべき地盤に前記
地盤改良撹拌機１を移動させて、図６（ａ）に示すよう
に、地盤３に掘削撹拌部４を回転させながら、下降させ
てゆき、地盤３を空掘りする。前記掘削撹拌部４の下端
が所定の深さに到達した後は、図６（ｂ）に示すよう
に、前記掘削撹拌部４を回転させたまま、前記地上走行
車８をゆっくりと移動させて、空掘りした部分（以下、
「空掘部」という。）を一定方向へ所定長さまで拡張
し、地盤３の表層に空掘部を形成する。
掘工程が行われる。改良表層体を造設すべき地盤に前記
地盤改良撹拌機１を移動させて、図６（ａ）に示すよう
に、地盤３に掘削撹拌部４を回転させながら、下降させ
てゆき、地盤３を空掘りする。前記掘削撹拌部４の下端
が所定の深さに到達した後は、図６（ｂ）に示すよう
に、前記掘削撹拌部４を回転させたまま、前記地上走行
車８をゆっくりと移動させて、空掘りした部分（以下、
「空掘部」という。）を一定方向へ所定長さまで拡張
し、地盤３の表層に空掘部を形成する。
【００２４】上記した地盤３の空掘り後、改良土作製工
程が行われる。図６（ｃ）に示すように、図外の前記搬
送ポンプ１９により固化材スラリーを前記吐出口５に配
管２０を介して圧送し、該固化材スラリーを前記吐出口
５から吐出させながら、前記掘削撹拌翼２を回転させ、
さらに、前記超音波発振器９から超音波を発振させなが
ら、前記地上走行車８を空掘部に沿って端から端まで１
回走行させる。
程が行われる。図６（ｃ）に示すように、図外の前記搬
送ポンプ１９により固化材スラリーを前記吐出口５に配
管２０を介して圧送し、該固化材スラリーを前記吐出口
５から吐出させながら、前記掘削撹拌翼２を回転させ、
さらに、前記超音波発振器９から超音波を発振させなが
ら、前記地上走行車８を空掘部に沿って端から端まで１
回走行させる。
【００２５】この超音波発振器９により発振された超音
波は、土砂に含まれる水分を振動させて、無数の真空の
空洞を生じさせる、いわゆるキャビテーション現象を引
き起こす。これに伴って、土砂粒子間の結合は分解さ
れ、塊状の土砂は粉砕される。そして、前記真空の空洞
が消失する際に、該空洞が存在していた空間に土砂と固
化材スラリーの粒子が突入して相互に衝突し合い、土砂
と固化材スラリーとが混合されると共に、該衝突により
衝撃性の強い音響エネルギーが液体中に放出され、該音
響エネルギーも又、土砂粒子間の結合の分解を促進す
る。
波は、土砂に含まれる水分を振動させて、無数の真空の
空洞を生じさせる、いわゆるキャビテーション現象を引
き起こす。これに伴って、土砂粒子間の結合は分解さ
れ、塊状の土砂は粉砕される。そして、前記真空の空洞
が消失する際に、該空洞が存在していた空間に土砂と固
化材スラリーの粒子が突入して相互に衝突し合い、土砂
と固化材スラリーとが混合されると共に、該衝突により
衝撃性の強い音響エネルギーが液体中に放出され、該音
響エネルギーも又、土砂粒子間の結合の分解を促進す
る。
【００２６】一方、超音波により粉砕された土砂は、前
記掘削撹拌翼２の撹拌により、前記吐出口５から注入さ
れる固化材スラリーと混合される。このように、掘削撹
拌翼２による撹拌と超音波発振器９によるキャビテーシ
ョン現象により、塊状の土砂を粉砕するとともに土砂と
固化材スラリーとを混合する。
記掘削撹拌翼２の撹拌により、前記吐出口５から注入さ
れる固化材スラリーと混合される。このように、掘削撹
拌翼２による撹拌と超音波発振器９によるキャビテーシ
ョン現象により、塊状の土砂を粉砕するとともに土砂と
固化材スラリーとを混合する。
【００２７】なお、本実施の形態では、改良土作製工程
において地盤改良撹拌機１の掘削撹拌部４を空掘部の端
から端まで１回だけ走行させるものとしたが、地盤の質
や固化材スラリーとの混合比率等を考慮して、該回数を
増やすこととしてもよい。
において地盤改良撹拌機１の掘削撹拌部４を空掘部の端
から端まで１回だけ走行させるものとしたが、地盤の質
や固化材スラリーとの混合比率等を考慮して、該回数を
増やすこととしてもよい。
【００２８】土砂と固化材スラリーとの混合を終えた後
に養生工程が行われ（図６(ｄ)）、前記改良土が所定期
間放置されて固化することにより、改良表層体Ａが造設
される。改良表層体Ａを複数箇所に造設する場合は、以
上の工程を繰返し所定の箇所に造設する。
に養生工程が行われ（図６(ｄ)）、前記改良土が所定期
間放置されて固化することにより、改良表層体Ａが造設
される。改良表層体Ａを複数箇所に造設する場合は、以
上の工程を繰返し所定の箇所に造設する。
【００２９】このように、本実施の形態に係る地盤改良
工法によれば、前記地盤改良撹拌機１を用いて、掘削さ
れた地盤の土砂と固化材スラリーとを、超音波による振
動を与えながら前記掘削撹拌翼２の撹拌により混合して
改良土を作製するので、塊状の土砂が粉砕され前記掘削
撹拌翼２と塊状の土砂が共回りすることが防止され、か
つ、土砂と固化材スラリーとの混合効率が向上される。
これにより、良質な改良土が作製され、改良表層体Ａの
品質を安定的に確保することができる。
工法によれば、前記地盤改良撹拌機１を用いて、掘削さ
れた地盤の土砂と固化材スラリーとを、超音波による振
動を与えながら前記掘削撹拌翼２の撹拌により混合して
改良土を作製するので、塊状の土砂が粉砕され前記掘削
撹拌翼２と塊状の土砂が共回りすることが防止され、か
つ、土砂と固化材スラリーとの混合効率が向上される。
これにより、良質な改良土が作製され、改良表層体Ａの
品質を安定的に確保することができる。
【００３０】ところで、上記の如く本実施の形態におい
ては、固化材スラリーと掘削された地盤の土砂とを混合
させる場合について説明したが、固化材スラリーの代わ
りに粉体のままの固化材と、掘削された地盤の土砂とを
前記と同様にして混合させた場合でもこれらの混合効率
の向上を図ることができる。また、通常、粉体の固化材
を使用する場合は、セメントを反応させるための水分が
これらに補われ、この水分が超音波による振動により散
水し易くなるため、さらに混合効率が向上する。
ては、固化材スラリーと掘削された地盤の土砂とを混合
させる場合について説明したが、固化材スラリーの代わ
りに粉体のままの固化材と、掘削された地盤の土砂とを
前記と同様にして混合させた場合でもこれらの混合効率
の向上を図ることができる。また、通常、粉体の固化材
を使用する場合は、セメントを反応させるための水分が
これらに補われ、この水分が超音波による振動により散
水し易くなるため、さらに混合効率が向上する。
【００３１】なお、本実施の形態に係る地盤改良工法で
は、改良土作製工程において超音波を発振するものとし
たが、空掘工程においても超音波を発振するものとして
もよい。空掘工程において超音波を発振することによ
り、土砂に前記キャビテーション現象が生じて、土砂粒
子間の結合が分解されて、塊状の土砂が粉砕される。
は、改良土作製工程において超音波を発振するものとし
たが、空掘工程においても超音波を発振するものとして
もよい。空掘工程において超音波を発振することによ
り、土砂に前記キャビテーション現象が生じて、土砂粒
子間の結合が分解されて、塊状の土砂が粉砕される。
【００３２】また、本実施の形態に係る地盤改良撹拌機
１においては、超音波発振器９は、前記掘削撹拌翼２に
設けるものとしたが、超音波発振器９を前記回転軸１１
など、前記掘削撹拌翼２の近傍に設置するようにしても
よく、個数も任意に設定してもよい。さらに、本実施の
形態で示した超音波発振器９に代えて、従来より周知な
任意の超音波発振器を用いることも可能である。
１においては、超音波発振器９は、前記掘削撹拌翼２に
設けるものとしたが、超音波発振器９を前記回転軸１１
など、前記掘削撹拌翼２の近傍に設置するようにしても
よく、個数も任意に設定してもよい。さらに、本実施の
形態で示した超音波発振器９に代えて、従来より周知な
任意の超音波発振器を用いることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載の超音波を利用した地盤改
良工法は、改良表層体を造設すべき範囲で、地盤を掘削
する空掘工程と、掘削された地盤の土砂と固化材スラリ
ーとを、超音波による振動を与えながら混合して改良土
を作製する改良土作製工程と、前記改良土を所定期間放
置して固化させる養生工程とを含むものであるので、改
良土の混合効率が向上されて、良質な改良土を安定的に
作製することができ、改良表層体の品質を安定したもの
とすることができる。
良工法は、改良表層体を造設すべき範囲で、地盤を掘削
する空掘工程と、掘削された地盤の土砂と固化材スラリ
ーとを、超音波による振動を与えながら混合して改良土
を作製する改良土作製工程と、前記改良土を所定期間放
置して固化させる養生工程とを含むものであるので、改
良土の混合効率が向上されて、良質な改良土を安定的に
作製することができ、改良表層体の品質を安定したもの
とすることができる。
【００３４】請求項２記載の超音波を利用した地盤改良
工法は、請求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法
において、前記空掘工程は、超音波による振動を与えな
がら地盤を掘削するものであるので、土砂に前記キャビ
テーション現象が生じて、土砂粒子間の結合が分解され
て、塊状の土砂が粉砕される。これにより、固化材スラ
リーとの混合を促進することができる。
工法は、請求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法
において、前記空掘工程は、超音波による振動を与えな
がら地盤を掘削するものであるので、土砂に前記キャビ
テーション現象が生じて、土砂粒子間の結合が分解され
て、塊状の土砂が粉砕される。これにより、固化材スラ
リーとの混合を促進することができる。
【００３５】請求項３記載の地盤改良撹拌機は、駆動源
と連動する回転軸と、該回転軸に突設された複数の翼状
体と、前記回転軸を支持する支持フレームとを具備し、
前記翼状体を回転させることにより、地盤の掘削又は撹
拌の一方又は双方をする掘削撹拌部と、前記掘削撹拌部
により撹拌される土砂に、前記掘削撹拌部又は掘削撹拌
部の近傍に設けられた吐出口から固化材スラリーを注入
する固化材スラリー注入部と、前記支持フレームを支持
すると共に、水平方向へ移動させる掘削撹拌部移動手段
と、前記翼状体又は翼状体の近傍に設けられた超音波発
振器とを具備してなるものであるので、土砂に超音波に
よる振動を与えるとともに、翼状体の回動により土砂と
固化材スラリーとを混合することにより、請求項１記載
の地盤改良工法と同様の効果を得ることができる。ま
た、超音波による振動を与えながら空掘を行うことによ
り、請求項２記載の地盤改良工法と同様の効果を得るこ
とができる。
と連動する回転軸と、該回転軸に突設された複数の翼状
体と、前記回転軸を支持する支持フレームとを具備し、
前記翼状体を回転させることにより、地盤の掘削又は撹
拌の一方又は双方をする掘削撹拌部と、前記掘削撹拌部
により撹拌される土砂に、前記掘削撹拌部又は掘削撹拌
部の近傍に設けられた吐出口から固化材スラリーを注入
する固化材スラリー注入部と、前記支持フレームを支持
すると共に、水平方向へ移動させる掘削撹拌部移動手段
と、前記翼状体又は翼状体の近傍に設けられた超音波発
振器とを具備してなるものであるので、土砂に超音波に
よる振動を与えるとともに、翼状体の回動により土砂と
固化材スラリーとを混合することにより、請求項１記載
の地盤改良工法と同様の効果を得ることができる。ま
た、超音波による振動を与えながら空掘を行うことによ
り、請求項２記載の地盤改良工法と同様の効果を得るこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る地盤改良施工法の工
程を示すフローチャートである。
程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係る地盤改良撹拌機等の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る掘削撹拌部の説明図
である。
である。
【図４】掘削撹拌翼と超音波発振器の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る地盤改良撹拌機の正
面図である。
面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る地盤改良工法の説明
図である。
図である。
【図７】地盤に造設された改良表層体の断面図である。
【図８】従来例に係る地盤改良施工法、及び、該工法に
おいて使用される掘削機についての説明図である。
おいて使用される掘削機についての説明図である。
Ａ 改良表層体 １ 地盤改良撹拌機 ２ 掘削撹拌翼（翼状体） ３ 地盤 ４ 掘削撹拌部 ５ 吐出口 ６ 固化材スラリー注入部 ７ 支持フレーム ８ 地上走行車（掘削撹拌部移動手段） ９ 超音波発振器 １０ 油圧モータ（駆動源） １１ 回転軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 智彦 大阪市北区大淀中１丁目１番88号 積水ハ ウス株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AA01 AB05 BA00 BA08 CB03 CD09 EA01 EA15
Claims (3)
- 【請求項１】 基礎が設けられるべき地盤の表層部を掘
削し、該表層部の土砂と固化材スラリーとを混合するこ
とにより地盤の表層部に改良表層体を造設して、地盤の
支持力を向上させる地盤改良工法において、 前記改良表層体を造設すべき範囲で、地盤を掘削する空
掘工程と、 掘削された地盤の土砂と固化材スラリーとを、超音波に
よる振動を与えながら混合して改良土を作製する改良土
作製工程と、 前記改良土を所定期間放置して固化させる養生工程とを
含むものであることを特徴とする超音波を利用した地盤
改良工法。 - 【請求項２】 前記空掘工程は、超音波による振動を与
えながら地盤を掘削するものであることを特徴とする請
求項１記載の超音波を利用した地盤改良工法。 - 【請求項３】 基礎が設けられるべき地盤の表層部を掘
削し、該表層部の土砂と固化材スラリーとを混合するこ
とにより地盤の表層部に改良表層体を造設するための地
盤改良撹拌機であって、 駆動源と連動する回転軸と、該回転軸に突設された複数
の翼状体と、前記回転軸を支持する支持フレームとを具
備し、前記翼状体を回転させることにより、地盤の掘削
又は撹拌の一方又は双方をする掘削撹拌部と、 前記掘削撹拌部により撹拌される土砂に、前記掘削撹拌
部又は掘削撹拌部の近傍に設けられた吐出口から固化材
スラリーを注入する固化材スラリー注入部と、 前記支持フレームを支持すると共に、水平方向へ移動さ
せる掘削撹拌部移動手段と、 前記翼状体又は翼状体の近傍に設けられた超音波発振器
とを具備してなるものであることを特徴とする地盤改良
撹拌機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001026353A JP2002227183A (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 超音波を利用した地盤改良工法、及び地盤改良撹拌機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001026353A JP2002227183A (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 超音波を利用した地盤改良工法、及び地盤改良撹拌機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002227183A true JP2002227183A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18891185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001026353A Pending JP2002227183A (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 超音波を利用した地盤改良工法、及び地盤改良撹拌機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002227183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101818201B1 (ko) * | 2017-09-19 | 2018-01-15 | 이동욱 | 초음파를 이용한 그라우팅 장비 및 이를 이용한 그라우팅 공법 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03132515A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-05 | Mutou Komuten:Kk | 掘削機 |
| JPH05295723A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-09 | Yamato Boring Kk | 軟弱地盤改良方法及び装置 |
| JPH07158053A (ja) * | 1993-12-06 | 1995-06-20 | Kato Kensetsu:Kk | 地盤改良機械 |
| JPH07229138A (ja) * | 1993-02-16 | 1995-08-29 | Canon Inc | 汚染土壌の修復方法 |
| JPH07269260A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-10-17 | Mitsubishi Materials Corp | 削孔方法、杭の沈設方法および地盤の改良工法と堀削装置 |
| JPH11117292A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-04-27 | Kojima Kozo | 地盤改良方法 |
| JP2002013130A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Chem Grouting Co Ltd | 注入工法 |
-
2001
- 2001-02-02 JP JP2001026353A patent/JP2002227183A/ja active Pending
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| KR101818201B1 (ko) * | 2017-09-19 | 2018-01-15 | 이동욱 | 초음파를 이용한 그라우팅 장비 및 이를 이용한 그라우팅 공법 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061115 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061124 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070320 |