JP2003253666A - 粉体噴射攪拌工の粉体輸送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ＤＪＭ（粉体噴射攪拌施工法）方式において、
造成杭が大口径化される傾向にある場合に該大口経の造
成杭を形成するにあたり、大量の粉体を連続的に安定し
て供給する方式にするために、複数基のタンクからの粉
体の供給の切り換え作動時間を短縮し、程度よく安定し
て粉体の切り換え供給が各ケーシングパイプに対して行
えるようにする。 【解決手段】複数基のタンク７１に対しロードセル１０
０を介し当該供給する粉体の減量を制御装置９６に送信
して各タンク７１に対する圧縮空気の供給とその排出を
タイミングよく制御し、フィーダー８３，８４とタンク
Ａ，Ｂ９７，９８を可及的に短い時間で作動させ、さら
に合流弁９０，９１を介して通路を一本の通路７７に統
合してケーシングパイプ５に供給する極めて短い時間に
制御するようにし、タンク７１からの連続的な供給が大
量に安定して行われ、所定の地盤改良が行えるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、地盤改良工事等にお
いて、近時多くの地盤改工等に用いられているＤＪＭ
（粉体噴射攪拌工法）において、当該地盤改良に用いら
れるセメント等の粉体改良材の貯留タンクから地盤中に
削孔を介して挿入されるケーシングパイプ内に安定して
連続的に空気輸送する技術の分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、地盤改良工事においては、
旧くから薬液注入工等のさまざまな施工技術が開発採用
さているが、該種薬液注入施工は地盤中の地下水と当該
注入薬液が反応し、地下水汚染等の公害問題等を生ずる
虞が近時クローズアップされるようになってきており、
又、所謂サンドドレーン工やペーパードレーン工等の古
い技術もあるが、これらの技術では稼働能率が悪く、こ
れに代わる技術として近時セメント等の粉体改良材を地
盤中に形成した削孔を介し周囲地盤内に当該セメント等
の粉体改良材を空気輸送して当該周囲地盤の土壌と混合
攪拌して経時的に凝固固化を図るようにして地盤改良す
る新規なＤＪＭ（粉体噴射攪拌施工法）技術が開発さ
れ、次第に、見るべき効果があり、近時それなりの実績
が見られるようになってきてはいる。

【０００３】而して、当該ＤＪＭ（粉体噴射攪拌施工
法）技術も施工量が大量になるに従って該地盤中に削孔
を形成し、セメント等の粉体改良材の空気輸送により当
該地盤中に造成杭を形成し、連続的に所定の地盤改良工
事を行う技術は近時コスト削減や能率向上や新技術導入
等の要望により造成杭の径が１０００ｍｍ程度のものか
ら近時大口径の１３００ｍｍを越えるような、大口径の
ものが、中，大深度にて行われるようになってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】而して、当該大口径の
削孔の造成杭と隣位する造成杭とを削孔を介し地盤中に
形成するに当たっては旧来の１０００ｍｍ程度の径の造
成杭を形成する際には、地上プラントより削孔中のケー
シングパイプ中に供給するセメント等の粉体が従来態様
の技術では、例えば、３．５ｔ等の少量、乃至、中量の
供給量で済んでいたものが径が１３００ｍｍを越えるよ
うな大口径の造成杭を形成するようになると６ｔから８
ｔを越えるような大量のセメントの供給が必要とされる
ようになり、かかる新旧技術を比較すると、旧来のセメ
ントの空気輸送方式では量的に足らず、したがって、新
技術においては、施工中途でセメント等の粉体改良材の
可及的補給が要求されるようになり、結果的に中継ぎ的
に改良材の供給にむらが生じ、製品が設計通りにはいか
なくなるという不具合があった。

【０００５】そして、在来態様の技術は地上のプラント
にあって、セメント等の粉体改良材はバッチタイプの２
チャンバータンクより当該削孔中のケーシングパイプを
介して地盤中に圧入する方式として成定されてあり、
猶、連続式であることが求められ、しかも、施工の性質
として施工中に安定した供給補給が求められることにな
り、したがって、当該２チャンバー方式のタンクからの
セメント等の粉体の改良材の中途での補給的供給は当該
チャンバーとケーシングパイプに接続する連続的の一本
の通路に対する改良材の切り換えがスムーズに行えず、
したがって、切り換えに時間的中断を要し、結果的に施
工能率の長期化や能率の低下を招き、地盤改良が不安定
になり、設計通りに行えないという欠点があり、要求さ
れる大口径の造成杭を介しての地盤改良工事がスムーズ
に行え難いという難点があり、結果的にコスト高に繋が
るという不利点もあった。

【０００６】尚、間欠的なかかる粉体の送給は特願２０
００−１５７２６号（未公開）や特開平６−５２４８４
４号公報発明等がありはする。

【０００７】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく近時要望の高い大口径の造成杭を介しての地盤改
良工事における２チャンバーを有する連続式のバッチタ
イプのタンクの施工中途における粉体改良材の補給時の
切り換え時の時間的中断のロスによる施工能率の低下と
施工精度のマイナス点とコスト高に繋がるという問題点
を解決すべき技術的課題とし、大容量の大口径の造成杭
に要する粉体の改良材の供給の不安定さと中断を要する
点に鑑み、複数のタンクを並設し、しかも、当該各タン
クに粉体の改良材を中間的に供給貯留し、各タンクの切
り換えにより、ケーシングパイプへの圧入輸送における
粉体の改良材の地盤に形成した削孔におけるケーシング
パイプに対する切り換え補給を安定して、連続式にロー
ドセルによる検知方式により各タンクの減量を検知して
自動制御的に切り換え、連続補給が途絶えることなく行
えるようにし、スムーズに粉体改良材の当該ケーシング
パイプ中への圧送供給して地盤に対する圧入が設計通り
に行えるようにし、施工能率も向上し、安全でコスト的
にも安くつくようにして建設産業における土木技術利用
分野に益する優れた優れたＤＪＭ（粉体噴射攪拌施工）
の粉体輸送方法を提供せんとするものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする手段】上述目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、
前述課題を解決するために、粉体噴射攪拌工に用いる改
良粉体の地盤中への空気による輸送方法において、該粉
体を複数のタンクに供給貯留し、該タンクに空気を圧入
して該空気により改良粉体と混合し、フィーダーの吐出
口弁を介し隣位するタンクからの通路に設けた合流弁を
介して削孔周りの地盤中に通路により交互のタンクから
の改良粉体を供給するようにすることを第１の基幹と
し、而して、上記各タンクがフレームに対しロードセル
式重量検知方式により交互の改良粉体輸送が自動制御さ
れるようにし、上記交互の粉体輸送について、切り換え
時間が途絶える事なく、微小間隔で連続式に安定して作
動されるようにされるようにもし、その際、上記微小間
隔が数秒以下にされるようにされるようにもし、上記切
り換え時に隣位するタンクの吐出弁相互が瞬時にその開
口作動を連続して行うようにされているようにもし、
又、上記タンクの空吹きエア弁が吐出弁口と合流弁との
開口作動中に作動するようにされるようにもし、上記切
り換え時に隣位するタンクの合流弁が短時間にオーバー
ラップして作動するようにされるようにもした技術的手
段を講じたものである。

【０００９】

【作用】而して、上述構成において、地盤中にケーシン
グパイプを介して削孔を形成し、該ケーシングパイプに
対し地上に配設した複数基のタンクに粉体の改良材を供
給貯留し、該複数基のタンクをフレームに対しロードセ
ルを介して該ケーシングパイプに対する空気輸送をによ
る重量減を計測し、切り換え時に中断しないようにし、
制御装置９６を介して、排気弁８４，８５からエア抜
き、扱入８２，８７を介し、扱入コンベヤ７９によりセ
メント等の粉体改良材をサイロよりタンク７１，７２に
供給し、コンプレッサー９２を介し当該タンク７１，７
２に圧縮空気を供給し、該タンク内７１，７２を初期加
圧する。初期加圧した一つのタンク７１，（７２）の改
良剤の通路の合流弁９０（９１）を開き、同時に空吹き
弁８４（８５）を開け、コンプレッサ−７２を介し、圧
縮空気を供給して空吹きを行い、粉体の改良剤を削孔３
の周囲地盤２に供給するための通路を確保したのち、空
吹き弁８４（８５）を閉じ、吐出口弁８７´ （８８´
）を開け、改良剤を地中に圧入する。当該タンク７１
（７２）のフレ−ムに対し、ロ−ドセル１００を介し
て、タンク内７１（７２）の改良剤の重量減を計測し、
シ−ケンスを介し、設定点より減少すれば吐出口弁８７
´ （８８´ ）を閉じ、空吹き弁８４，（８５）を開け
る、同時に相隣る隣位する初期加圧をしたタンク７１
（７２）の空吹き弁８４（８５）を開き、相隣る二つの
タンクが共に空吹き弁８４（８５）を開の状態にする。
シ−ケンスを介してタイミングを合わせて合流弁８９，
８５を隣位するタンク７２の通路に開く、更に、タイミ
ングを合わせて隣位するタンク７２は空吹き弁閉８４，
８５、吐出口弁８７，８８を開として削孔３の周囲地盤
２への改良剤の圧入を続ける。

【００１０】

【発明が実施しようとする形態】次のこの出願の発明の
実施しようとする形態を実施例の態様として図面に従っ
て、説明すれば以下の通りである。

【００１１】図示態様はＤＪＭ（粉体噴射攪拌工事）施
工を用いる態様であり、図１に示す態様において、１は
施工用のプラントを示すものであり、所定の被改良地盤
２の所定部位には削孔３が先端部に攪拌翼４を一体的に
有するケーシングパイプ５により所定の掘削装置６で掘
削形成されるようにされており、各粉体貯留タンクＡ，
Ｂ７１，７２はフィーダー７３，７４を介し通路７５，
７６により合流する通路７７を介しスイーベルジョイン
ト式に駆動装置６を介しケーシングパイプ５内に粉体改
良材のセメントを空気と混合し、輸送してケーシングパ
イプ５の攪拌翼４の付け根に設けられたノズル１５から
当該攪拌翼４の回転領域中に背部から該削孔３の周辺の
地盤２の土壌中に圧入噴出されて該土壌とセメントが混
合攪拌されて経時的に凝固固化し、所定の造成杭を形成
することを介して地盤改良を行うようにされている在来
態様のＤＪＭ工法を用いるものである。

【００１２】而して、タンク７２，７１の上部にはサイ
ロ７０´ からの垂立状の投入コンベヤ７８から先端部
下部の各タンクＡ，Ｂ７１，７２に分岐して接続する投
入コンベヤ７９が分岐供給バルブ８０，８１を介し臨ま
されており、又、各タンク７１，７２の上部には開閉式
の電気的な投入弁８２，８３が設けられており、又、併
せて、排気弁８４，８５が設けられ、又、各タンク７
１，７２の下部には周公知のフィダー（ブローマート）
７３，７４が介装され、又、該フィーダー（ブローマー
ト）７３，７４には弁８７´ ，８８´ を有する吐出口
８７，８８が設けらており、又、両隣位する通路７５，
７６の合流する部分には各々合流弁９０，９１が設けら
れて各々送給される粉体を合流してケーシングパイプ５
に合流する通路７７に接続している。

【００１３】而して、各タンクＡ，Ｂ７１，７２に対し
てはコンプレッサー９２（各Ａ，Ｂのタンク７１，７２
に個別に配設するように複数基設けられる態様もある）
から、又、削孔３の上部には密閉式のフード９７が設け
られて各タンクＡ７１，Ｂ７２から選択的に切り換えさ
れて供給される空気輸送式に補給される粉体としての改
良材と共に、当該輸送空気と混合して輸送される粉体と
を分離し集塵器９８に対しバックフィルター９９により
粉体を分離されて正常な空気だけが大気中に放散するよ
うにされている。

【００１４】尚、制御装置９６内には所定のシーケンサ
ーが配備されており、所定のプログラムにより、排気弁
８４，８５と吐出口８７，８８と吐出口弁８７´ ，８
８´と合流弁９０，９１とフィーダーのブロマート７
３，７４と合流弁９０，９１との吐出量が当該タイムチ
ャートに従って所定に安定して制御されるようにされて
いる。

【００１５】尚、当該シーケンサーによる作動により、
タンクＡ，Ｂ７１，７２の作動開始と停止時期は所定の
タイムチャートに従って、制御され、切り換えの時の中
断時が時間がセメントのフィーダー７３，７４の粉体の
送給時間が最小では、例えば、約８秒等の数秒以内であ
り、当該８秒以上の長い時間は中断されることなく、粉
体の切り換えの同一通路の材料ホース７５，７６，７７
を経てケーシングパイプ５内のノズル１５に圧送され
る。

【００１６】そして、在来態様の２チャンバータンクの
切り換えによる粉体の供給の中断や不安定さが確実に解
消されるようにされるものである。

【００１７】又、当該図１に示す実施形態の態様はタン
ク７１，７２が２基の態様であるが図２に示す様に当該
態様が３基以上のタンク７１，７２…に対しても適応可
能であることは勿論のことである。

【００１８】当該態様においては、各タンク７１，７２
…からの通路７５，７６…に合流弁９０，９１´´´
が設けられて制御装置９６を介しコンプレッサー９２か
らの輸送空気圧が順次所定に印加されるようにされるこ
とは勿論のことである。

【００１９】又、当該態様において、タンクＡ，Ｂ…７
１，７２…に対するコンプレッサー９２は所定数複数基
設けられてタンクＡ，Ｂ…７１，７２…に対し選択的に
圧縮空気を供給するようにすることが出来ることは勿論
のことである。

【００２０】そして、該コンプレッサー９２から各タン
クＡ，Ｂ…７１，７２…に対する圧縮空気の供給に際し
ては、排気弁８４，８５から空吹きエアを当該タイムチ
ャートにより数秒間以内の作動の時間内において、排気
作動することが出来るようにされており、当該切り換え
の時に際しては、吐出口弁８７´ ，８８´ 及び、合流
弁９０，９１´´´ の選択的な切り換え作動について
は制御装置９６からのシーケンサーによる制御信号によ
り所定のプログラムを使って行われ、又、各タンクＡ，
Ｂ…７１，７２…の粉体の空気輸送のタイミングについ
ては該タンクＡ，Ｂ…７１，７２…にそのフレームに対
して介装された各ロードセル１００によりその減量が検
知されて制御装置９６のシーケンサーの制御に用いられ
るものである。

【００２１】而して、ケーシングパイプ５のノズル１５
に供給されて空気輸送供給された粉体が当該ケーシング
パイプ５のスピル等を介してフード９７から揚昇されて
輸送空気と粉体が分離されて集塵器７８にバックフィル
ター９９により除塵されて無公害裡に粉塵を除去されて
正常空気だけが大気中に逸散されるようにされることは
在来態様のＤＪＭ（粉体噴射攪拌工法）施工とは全く同
様である。

【００２２】勿論、輸送後の空気の除去はフード９７に
対するスピル方式に代えて他の方式を用いることはでき
ることは勿論のことである。

【００２３】尚、この出願の発明の実施態様は上述各実
施例に限るものでないことは勿論であり、例えば、その
他の技術が用いられることなどは勿論のことである。

【００２４】

【発明の効果】以上この出願の発明によれば、基本的に
ＤＪＭ（粉体噴射攪拌工法）等の新規な地盤改良工事に
おいて用いられている施工方式において、削孔に形成さ
れる造成杭が１０００ｍｍ等の口径のものから１３００
ｍｍを越えるような大口経のものになる方式が近時望ま
れるようになっているが、又、現実に設計されるように
なってきているが、当該大口径の造成杭を形成する際し
ては施工中途で補給される空気輸送方式による粉体の施
工中途における補給が行われねばならないが、当該粉体
の補給時における改良材の粉体の切り換えの作動時にお
いて空気輸送される粉体の量が中断したり、粒径の成分
が不安定になることが潜在的に生ずるが、この出願の発
明によれば、バッチ方式でありながら、連続的に安定し
て行え、大量の粉体の連続的な安定した補給が保証さ
れ、又、施工能率が安定し、設計通りの施工が行われ、
結果的に当該地盤改良に対する信頼性が向上し、初期費
用分についてコスト的にも安定することが出来るという
優れた効果が奏される。

【００２５】特に、複数基のタンクを切り換えして１つ
のタンクから他のタンクへ空気輸送する粉体が当該切り
換えの作動時において、中断時間が殆ど無く、数秒以下
の極めて短い時間で切り換えが出来るために、空気輸送
する粉体量が大量でありながら、連続するバッチ方式が
保証され、結果的に空気輸送する粉体が安定し、安定し
た造成杭を介しての地盤改良工事が設計通りに行われ、
当該地盤改良に対する信頼性が著しく高まり、又、コス
ト的にも易くつくというメリットがある。

【００２６】即ち、従来公知である、バッチ式で連続的
な空気輸送供給による粉体が粉体噴出攪拌工法（ＤＪ
Ｍ）方式として存在するのにも関わらず、当該公知技術
を用いながら、複数基のタンクに貯留される粉体が相互
に連続して中断することなく、補給されることが出来、
又、当該複数基のタンクの切り換えにおける作動時間が
短く出来るために、作業能率の向上と施工能率の向上が
図れるという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の１実施形態の概略態様図であ
る。

【図２】同他の実施形態の概略説明図である。

【符号の説明】

２ 地盤 ２２ コンプレッサー ７１，７２ タンク ７３，７４ フィーダー，（ブロマート） ８２，８３ 投入弁 ８４，８５ 排気弁 ９０，９１ 合流弁 １００ ロードセル ７５，７６ 通路 ８７，８８ 吐出口弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 稔 東京都文京区後楽１丁目２番７号 株式会 社日東テクノ・グループ内 (72)発明者 青井 實 東京都品川区東五反田２丁目17番１号 コ ベルコ建機株式会社内 (72)発明者 佐山 光兌 栃木県下都賀郡大平町大字西野田501番地 株式会社佐山製作所内 Ｆターム(参考） 2D040 AB03 BA02 BA08 BD05 CA01 CB01 EB04 3F047 AA15 BA02 BA08 CA02 CA06 CC21 4F033 QA01 QB02Y QB05 QB12Y QB20 QD05 QD11 QE05 QF01X QF07Y QF12X QH05 QH08 QK02X QK09X QK12X QK16X QK23X QK27X

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体噴射攪拌工に用いる改良粉体の地盤中
   への空気による輸送方法において、該粉体を複数のタン
   クに供給貯留し、該タンクに空気を圧入し該空気と改良
   粉体とを混合し、フィーダーの吐出口弁を介し隣位する
   タンクからの通路に設けた合流弁を介して削孔周りの地
   盤中に通路により交互のタンクからの粉体を安定して連
   続的に供給するようにすることを特徴とする粉体噴射攪
   拌工の粉体輸送方法。
2. 【請求項２】上記各タンクがフレームに対しロードセル
   式重量検知方式により交互の粉体輸送が自動制御される
   ようにされることを特徴とする請求項１記載の粉体噴射
   攪拌工の粉体輸送方法。
3. 【請求項３】上記交互の粉体輸送について切り換え時間
   が途絶える事なく、微小間隔を介して連続式に作動され
   るようにされることを特徴とする請求項２記載の粉体噴
   射攪拌工の粉体輸送方法。
4. 【請求項４】上記微小間隔が数秒以下にされるようにさ
   れることを特徴とする請求項３記載の粉体噴射攪拌工の
   粉体輸送方法。
5. 【請求項５】上記切り換え時に隣位するタンクの吐出弁
   相互が瞬時にその開口作動を連続して行うようにされて
   いることを特徴とする請求項３記載の粉体噴射攪拌工の
   粉体輸送方法
6. 【請求項６】上記タンクの排気弁が吐出弁口と合流弁と
   の開口作動中に作動するようにされることを特徴とする
   請求項３記載の粉体噴射攪拌工の粉体輸送方法。
7. 【請求項７】上記切り換え時に隣位するタンクの合流弁
   が極めて短時間にオーバーラップして作動するようにさ
   れていることを特徴とする請求項３記載の粉体噴射攪拌
   工の粉体輸送方法