JP2003278147A - 粉体噴射攪拌工の複軸連装プラントのケーシングパイプに対する粉体輸送方法 - 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、
大口径の造成杭や併設式の造成杭を形成するに際し、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、少容量の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】複数基の少容量のタンク７１に対しロード
セル１００を介し当該供給する粉体の減量を制御装置９
６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
と各タンク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に統合して併設したプラント２００の各ケーシン
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、各タンク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、複軸連装式プラント
による複軸のケーシングパイプによる造成杭成形を介し
ての地盤改良工事等について、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）にあって、
当該地盤改良に用いられるセメント等の粉体改良材を貯
留タンクから地盤中に削孔を介して挿入される複軸連装
プラントの各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）技術も施工精度を高め、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複数の大口径等の造成杭等
を併設して形成し、能率良く所定の地盤改良工事を行う
技術が近時コスト削減や施工能率向上や新技術導入等が
要望により求められるようになり、単基の造成杭の場合
にあっても、該造成杭の径が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，大深度にて連続的に行われるようになって
き、しかも、２連装式の重連式の削孔プラントによる造
成杭が効率的に形成さ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して併設する造成杭とを削孔を介し
地盤中に高精度で形成するに当たっては旧来の１０００
ｍｍ程度の径の造成杭を単基又は併設して形成する際に
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
杭や併設する造成杭を一挙に形成するようになると６ｔ
から８ｔ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供給量が量的に足らず、
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求められるようになり、結
果的に中継ぎ的に改良材の供給にむらや変質が生じ、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２連装等の複軸プラン
ト式の併設する造成杭に係る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式の２チャンバ
ー方式のタンクより当該２軸装備式の連装式のプラント
による地盤中の連装式のケーシングパイプ等を介して地
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２チャンバ
ー方式のタンクと２連装式タイプ等のケーシングパイプ
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性質の変化や
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、要求される大口径や併設
方式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や併設式の造成杭
を介しての２連軸連装式プラントによる地盤改良工事に
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
ンクから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、又
は、併設式の造成杭に要する大量の粉体の改良材の供給
の不安定さと中断を要し、精度不良に陥る点に鑑み、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、複軸併設の多連装式の施工プラントのケーシングパ
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
た削孔における併設式の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安定して連続式に行え
るようにし、スムーズに粉体改良材の当該複軸式の多連
装タイプのプラントからのケーシングパイプ中への圧送
供給して地盤に対する粉体の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）の複軸連装
プラントのケーシングパイプに対する粉体輸送方法を提
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、複軸多連装式のプラントに
よる粉体噴射攪拌工に用いる複軸連装のケーシングパイ
プを介しての改良粉体の地盤中への空気による噴入輸送
方法であって、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の減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、地盤中に複軸方式
の併設した施工プラントの併設したケーシングパイプを
介して削孔を形成し、該各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
置を介し排気弁からのエア抜きを図り、投入を介し、投
入コンベヤによりセメント等の粉体改良材をサイロから
各タンクに供給し、コンプレッサーを介し当該タンクに
空気を圧縮空気を供給し、制御装置に設けたシーケンサ
ーを介し一つのタンクの吐出口弁を開き、次いで相隣る
隣位するタンクからの通路に介装してある合流弁を連続
式に、又、同時に開き、所定タイミングでフィーダーを
開くように作動し、隣位するタンクのフィーダーは最大
限数秒程度の微小間隔で開口し、隣位するするタンクの
内部に貯留された粉体の改良材の隣位するの各タンクか
ら延出している通路に介している合流弁を一方側のタン
ク側のものを閉じ、次いで数秒内等の短い時間で隣位す
るタンクの合流弁を開いて該隣位するのタンク内に貯留
する粉体の改良材をコンプレッサーから各ケーシングパ
イプに送給される圧縮空気と混合して切り換え的に一方
側のタンクから隣位するタンク側に貯留する粉体を該削
孔中のケーシングパイプ中に安定して連続的に空気輸送
し、在来態様同様に該削孔中において、回転上昇するケ
ーシングパイプにより削孔の周囲地盤中に圧入し、当該
地盤の土壌と攪拌混合して経時的に凝固して大口径の造
成杭や複数の造成杭を形成するようにし、このようにす
ることにより、複数基のタンクに供給貯留された粉体改
良材の複数のケーシングパイプを介して空気輸送が大口
径の造成杭や併設する造成杭を形成するに際して必要と
する多量のセメント等の貯留する改良材を、バッチ式な
がら連続的に、しかも、絶え間なく安定して行い、切り
換え時間を可及的に短くしながら、しかも、安定した品
質で連続的に供給するようにすることが出来、結果的に
大口径や併設式の造成杭の施工能率を向上し、施工期間
の短縮を図り、コストダウンも図れるようにし、当該地
盤改良工事に対する設計通りの信頼性を向上することが
出来るようにしたものであり、当該施工において隣位す
る複数のタンクに供給貯留したセメント等の粉体の改良
材を空気輸送するにあたり、連続供給でありながら、切
り換え時において従来の如く、中断することなく、連続
して安定して設計通りの大口径や併設式の造成杭の造成
杭を形成することも出来るようにしたものである。

【００１０】

【発明が実施しようとする形態】次にこの出願の発明の
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２軸連装式のプラントの造成杭
形成による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を一体的に有する図３に
示す２軸連装式プラントの重連式のＤＪＭプラント２０
０の２連装式のケーシングパイプ５，５により所定の掘
削装置６，６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各駆動装置６を介し各ケーシン
グパイプ５内に粉体改良材のセメントを空気と混合し、
輸送して各ケーシングパイプ５の攪拌翼４の付け根に設
けられた各ノズル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
れて該土壌と改良材としてのセメントが混合攪拌されて
経時的に凝固固化し、所定の大口径や２連式の併設型の
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複軸重連式のＤＪＭ工法を用いるも
のである。

【００１２】而して、タンク７２，７１の上部には大容
量のサイロ７０´ からの垂立状の投入コンベヤ７８か
らは先端部下部の少容量の各タンク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８
０，８１を介し臨まされており、又、該各タンク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７１，７２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´ ，８
８´ 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
て各ケーシングパイプ５に合流する通路７７に接続して
いる。

【００１３】又、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
材のセメントと共に、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９
９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】又、これらの装備は各ケーシングパイプ５
に個別に設けられ、まとめて単基に集合するようにする
ことも可能である。

【００１５】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。そして、当該技術は当該発明者の発明の時点によ
って、容易に出来るものである。

【００１６】尚、当該シーケンサーによる作動により、
上記タンク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７５，７６，７
７を経て各ケーシングパイプ５内のノズル１５に圧送さ
れる。

【００１７】又、該タンクＡ，Ｂ７１，７２からの粉体
の各ケーシングパイプ５の空気輸送は大口径の造成杭成
形時は連続的に行えるが、併設する造成杭成形時に連続
式と併用供給式とを用いることが可能である。

【００１８】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。

【００１９】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り、各ケーシングパイ
プ５は２連装式のものばかりでなく２連装，３連装式等
の複軸連装式のものが採用可能であり、設計変更の範囲
である。

【００２０】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。

【００２１】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
設けられて各タンク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。

【００２２】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。

【００２３】而して、各ケーシングパイプ５のノズル１
５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）施工態様とは
全く同様である。

【００２４】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。

【００２５】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、３連
装以上等の複軸連装式のもの等、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。

【００２６】そして、例えば、フード７７やバックフィ
ルター７９等については、各ケーシングパイプごとに加
えて、一括して一体として設けても良く、タンク７１，
７２・・・についても、各ケーシングパイプごとでも一
括して配設しても良いものである。

【００２７】又、該タンク７１，７２・・・の単基又は
複数基がプログラムに従って交互に入れ替わって、順次
作動するようにする等の態様が適宜可能である。

【００２８】

【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）等の複軸連装プラントによ
る複数の造成杭や、又、大口径の造成杭の地盤改良工事
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１３０
０ｍｍを越えるような大口経のものになり、また、併設
式の造成杭となる方式が近時行われるようになってお
り、又、現実に実施工されるようになってきているが、
当該大口径の造成杭と併設式の造成杭を形成する際して
は施工中途で施工中途における連続的な粉体の補給が行
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。

【００２９】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、結果的にタンクの初期容量が少なくても空気
輸送する粉体が安定し、安定した複数の造成杭を介して
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。

【００３０】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、複数基の造成杭や、大口径の造成杭
を成形する施工の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。

【図３】実施工に用いる連装タイプのプラントの概略正
面図である。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 英輔 静岡県富士市大淵3154番地 社団法人日本 建設機械化協会 建設機械化研究所内 (72)発明者 三浦 康則 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 安岡 伸茂 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 Ｆターム(参考） 2D040 AB05 BA02 BA08 BD05 CA01 CB01 EA12 EB04 FA00 3F047 AA03 AA15 AB00 BA02 BA08 CA02 CA06 CC21 CC27

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
   への複軸連装プラントのケーシングパイプを介しての空
   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、該各タンクに空気を圧入し該空気と改良粉体
   とを混合し、該タンクの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削孔周り
   の地盤中に交互のタンクからの粉体を安定して連続的に
   地盤中に供給するようにすることを特徴とする粉体噴射
   攪拌工の複軸連装プラントのケーシングパイプに対する
   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
   攪拌工の複軸連装プラントのケーシングパイプに対する
   粉体輸送方法。
3. 【請求項３】上記交互の粉体輸送が大口径の造成杭の形
   成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複軸連装プラントの
   ケーシングパイプに対する粉体輸送方法。
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
   複軸連装プラントのケーシングパイプに対する粉体輸送
   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３，４いずれか記載の粉体
   噴射攪拌工の複軸連装プラントのケーシングパイプに対
   する粉体輸送方法
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３〜５いずれか記載の粉体噴射攪拌工の複軸連装
   プラントのケーシングパイプに対する粉体輸送方法。
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３〜６いずれか記載の
   粉体噴射攪拌工の複軸連装プラントのケーシングパイプ
   に対する粉体輸送方法