JP2004156275A - Method and apparatus for treating lightweight soil - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料土に固化材及び軽量化材を混ぜ、軽量化させると同時に固化させる軽量土処理方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の軽量土処理方法は、土砂にセメント等の固化材及び発泡ビーズ又は気泡などの軽量化材を添加し、混練機を用いて混練することにより、一般的な土質材料に比べて密度の小さい軽量地盤材料を製造するものであり、これらの軽量地盤材料は、岸壁・護岸の裏込め、軟弱地盤上の盛土、水中部の埋め戻しなどの用途に利用されている。
【0003】
従来の軽量土処理方法は、例えば図6に示す如き方法が一般的である。この方法では、原料土aをバックホー1等の揚土装置をもって振動篩機2に投入し、夾雑物を除去して含水比調整槽3に投入し、この含水比調整槽3にポンプ4によって水を加えて含水比を調整し、調整後の調整泥土bをポンプ5によって混練機6に送り込む。混練機6では添加材である固化材及び軽量化材を混合させる。固化材は主としてセメント系の材料が使用され固化材供給装置7から、また軽量化材としては気泡又は発泡ビーズが軽量化材供給装置8からそれぞれ所定量ずつ供給され、攪拌翼9により攪拌することによって混練し、排出口10より排出する。排出された軽量化処理土cをスクイズポンプ11などの定容積型ポンプを用いた圧送装置を使用し、搬送管12内を移動させて打設現場に搬送するようにしている。図中13は調整泥土bの密度を計測する密度計であり、14は調整泥土bの流量を計測する流量計である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の軽量土処理方法においては、調整泥土と固化材及び軽量化材との混練に、攪拌翼を用いた混練機を使用するため、作業効率が悪く、また混練機が高価であるためコスト高となる等、大量施工に適応するには能力的、経済的に問題があった。
【0005】
また、処理土の搬送・打設には、定容積型の圧送ポンプを使用しているため、長距離の搬送が困難であり、定位置から広範囲への搬送・打設ができないという問題があった。
【0006】
本発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、搬送管を使用した長距離搬送が可能であり、且つ、従来のような攪拌翼を用いた専用の混練機を使用することなく固化材及び軽量化材の添加混合ができる軽量土処理方法の提供を目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明方法の特徴は、原料土に水を加えて含水比を調整した調整泥土に対し、発泡ビーズ又は気泡等の軽量化材及び固化材を混合して軽量化及び固化処理を行う軽量土処理方法において、前記調整泥土を搬送管内に送り込み、搬送途中で、前記調整泥土に前記搬送管内に接続させた添加材注入ノズルを通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で前記搬送管内に圧送用空気を圧入させ、前記固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって前記固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させるようにしたことにある。
【0008】
また、本発明に係る軽量土処理装置の特徴は、原料土に水を混合し、所望の含水比に調整した調整泥土とする含水比調整手段と、調整泥土を搬送する搬送管と、前記含水比調整手段によって含水調整された調整泥土を搬送管内に送り込む調整泥土送り出し手段と、前記搬送管内に開口させた1又は複数の添加材注入ノズルと、該添加材注入ノズルに軽量化材及び固化材を供給する軽量化材供給手段及び固化材供給手段と、前記添加材注入ノズルからの軽量化材及び固化材の注入量をコントロールする制御手段と、前記搬送管内の前記添加材注入ノズルより搬送方向に間隔を隔てた部分に圧送用空気を圧入させる圧送用空気圧入手段とを備えたことにある。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【0010】
図1〜図2は、軽量化材として気泡を使用した本発明の第一実施例を示している。尚、前述した従来例と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【0011】
この例において、原料土aを、含水比調整手段を構成する含水比調整槽3に投入し、含水比を調整した調整泥土bとなすまでの工程は、前述した従来例と同様である。調整泥土bは調整泥土送り出し手段である加圧ポンプ20によって搬送管21内に送り込まれるようになっている。この搬送管21は打設現場まで調整泥土bに固化材及び軽量化材を添加した軽量化処理土cを打設現場までパイプ搬送させるためのものである。
【0012】
搬送管21の始端部には添加材注入ノズル24が接続されている。このノズル24は搬送管21を直径方向に貫通する注入管に複数の吐出孔を開けた構造のものを使用している。尚、この添加材注入ノズルは上述の他、搬送管21の内壁面に吐出孔を開口させたものであってもよい。
【0013】
ノズル24に通じる注入管25には、軽量化材供給手段30によって気泡が、固化材供給手段40によって固化材が供給されるようになっている。
【0014】
軽量化材供給手段30は、起泡剤に空気を混合して気泡を形成する発泡機31を有し、この発泡機31に起泡剤タンク32に収容した起泡剤を、流量制御付ポンプ33により、流量計34を通して送り込むようにしている。また同時にコンプレッサー35から、流量制御弁36及び流量計37を通して圧縮空気を発泡機31に送り込み、気泡を形成して注入管25に送り込むようにしている。
【0015】
固化材供給手段40は、セメント等の固化材を収容するサイロ41から固化材をミキサー42に計量して投入させ、加水して混練させることによってスラリー状となし、これを流量制御装置付ポンプ43により、流量計44を通して注入管25内に送り込むようにしている。
【0016】
ノズル24から搬送管内への気泡及び固化材スラリーの注入量は、コンピュータ(図示せず)を使用した制御手段によって自動コントロールされるようになっている。
【0017】
このコンピュータでは、調整泥土bの密度を計測する密度計13と流量を計測する流量計14の計測値に応じて、一定の添加率となるように気泡及び固化材からなる添加材を送り出すように制御している。
【0018】
搬送管21内の添加材注入ノズル24挿入地点から搬送方向側に間隔を隔てた部分、即ち搬送管21内の添加材注入箇所よりも下流側には、コンプレッサーからなる圧送用空気圧入手段22によって圧送用空気が送り込まれるようになっている。これによって添加材を注入された調整泥土bに圧送用空気を合流させて、調整泥土bを空気層dで挟んだプラグeに分割したプラグ流の状態とし、搬送管21内を長距離搬送できるようにしている。
【0019】
この添加材が注入されている各プラグeは、搬送管内を移動する間に、管壁に接している部分と中心部分との抵抗の違いから、攪拌されつつ移動されることとなり、これによって調整泥土bに対して添加材が均一に分散された状態の軽量化処理土cとなって排出され、打設現場に打設される。
【0020】
軽量化材としては前述の気泡の他発泡ビーズが使用でき、その場合には前述した第一実施例における軽量化材供給手段30に代えて、図3に示す軽量化材供給手段50を使用する。これは送り込み用スクリューコンベア51の投入側に備えたホッパー52に、貯蔵槽53に収容した発泡ビーズを、排出用スクリューコンベア54を通して投入し、送り込み用スクリューコンベア51の回転を制御することによって供給量を調整するようにしている。
【0021】
尚、上述した実施例では、固化材供給手段としてスラリー方式のものを使用した例について説明したが、その他に粉体方式のものが使用でき、その場合には、上述の実施例における固化材供給手段40に代えて、図4に示す固化材供給手段60を使用する。これは、セメント等の固化材を収容するサイロ41から固化材を粉体供給機61に投入し、これを粉体供給機61で固化材添加量を制御しながらドライコンプレッサー62からの圧送用空気で注入管25内に送り込むようにしている。
【0022】
また、上述した実施例では1つの添加材注入ノズルを使用して軽量化材と固化材とを同時に注入するようにしているが、軽量化材と固化材とを別々のノズルから注入させるようにしても良い。
【0023】
次に、気泡添加位置の違いによる軽量土の混合効果について行った実験について説明する。
【0024】
混合効果実験
実験方法
圧送土量 :7.5m3/h
固化材添加量:160kg/m3
気泡添加量 :140〜160l/min
上記の条件による軽量土の処理において、空気圧送後に調整泥土に気泡を添加する場合と、調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合とにおいて軽量化処理土の密度を測定した。
【0025】
実験結果
結果は図5に示す如きであった。
ここで、理論密度とは、添加材を添加して完全に混練させた場合の軽量化処理土の理論上の密度を計算により算出したものであり、この理論密度に対して実測密度の値が近似するほど、即ち、実測密度が理論直線に近似するほど混合効果が高いといえる。
【0026】
調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合と、空気圧送後に調整泥土に気泡を添加した場合とを比較すると、本発明の如く調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合の実測密度は、空気圧送後に調整泥土に気泡を添加する場合と比べ、より理論直線に近似しており、調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合の方が混合効果が高いことが分かる。
【0027】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る軽量土処理方法及びその装置にあっては、原料土に水を加えて含水比を調整した調整泥土に対し、発泡ビーズ又は気泡等の軽量化材及び固化材を混合して軽量化及び固化処理を行うに際し、前記調整泥土を搬送管内に送り込み、搬送途中で、前記調整泥土に前記搬送管内に接続させた添加材注入ノズルを通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で前記搬送管内に圧送用空気を圧入させ、前記固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって前記固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させるようにしたことにより、従来方法ではできなかった軽量化処理土の数百メートルにも及ぶ長距離搬送ができ、広範囲に打設することが可能となるとともに軽量化材及び固化材を添加した泥土を搬送管内を移動させるだけで、移動中において自動的に均一な状態に混練されるため、従来のような混練機を使用する必要が無くなり、経済性が著しく向上することとなったものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置の概略を示す説明図である。
【図2】図1に示す装置における軽量化材供給手段の詳細を示す説明図である。
【図3】図1に示す装置における軽量化材供給手段の、他の例の詳細を示す説明図である。
【図4】図1に示す装置における固化材供給手段の他の例を示す説明図である。
【図5】軽量化処理土の混合効果実験の結果を示すグラフである。
【図6】従来の装置の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
a 原料土
b 調整泥土
c 軽量化処理土
d 空気層
e プラグ
1 バックホー
2 振動篩機
3 含水比調整槽
4 ポンプ
20 加圧ポンプ
21 搬送管
22 圧送用空気圧入手段
24 添加材注入ノズル
25 注入管
30 軽量化材供給手段
31 発泡機
32 起泡剤タンク
33 流量制御付ポンプ
34 流量計
35 コンプレッサー
36 流量制御弁
37 流量計
40 固化材供給手段
41 サイロ
42 ミキサー
43 流量制御装置付ポンプ
44 流量計
50 軽量化材供給手段
51 スクリューコンベア
52 ホッパー
53 貯蔵槽
54 排出用スクリューコンベア
60 固化材供給手段
61 粉体供給機
62 ドライコンプレッサー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for treating a lightweight soil in which a solidifying material and a lightening material are mixed into a raw soil to reduce the weight and at the same time to solidify.
[0002]
[Prior art]
The conventional lightweight soil treatment method is to add a solidifying material such as cement and a lightening material such as foam beads or bubbles to soil and knead them with a kneading machine, so that the density is smaller than that of a general soil material. It manufactures lightweight ground materials, and these lightweight ground materials are used for backfilling quays and seawalls, embankment on soft ground, backfilling underwater, and the like.
[0003]
As a conventional lightweight soil treatment method, for example, a method as shown in FIG. 6 is generally used. In this method, the raw soil a is put into a vibrating
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional lightweight soil treatment method as described above, since the kneading machine using the stirring blade is used for kneading the adjusted mud with the solidifying material and the lightweighting material, the working efficiency is low and the kneading machine is expensive. Therefore, there were problems in terms of capacity and economy in adapting to large-scale construction, such as high costs.
[0005]
In addition, since a constant volume pump is used to transport and place treated soil, it is difficult to transport the soil over long distances, and it is not possible to transport and place from a fixed position to a wide area. Was.
[0006]
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention enables long-distance transport using a transport pipe, and provides a solidified material and a lightweight material without using a special kneader using a conventional stirring blade. The purpose of the present invention is to provide a lightweight soil treatment method capable of adding and mixing a chemical material.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The feature of the method of the present invention for solving the conventional problems as described above and achieving the intended purpose is that the adjusted mud obtained by adding water to the raw material soil and adjusting the water content ratio has a light weight such as expanded beads or bubbles. In a lightweight soil treatment method for mixing and solidifying a material and performing a lightening and solidifying treatment, an additive injection nozzle in which the adjusted mud is fed into a transport pipe, and the adjusted mud is connected to the adjusted pipe in the transport pipe during the transport. The solidified material and the lightening material are injected through, and air for pressurizing is injected into the conveying pipe downstream from the injection point, and the adjusted mud into which the solidified material and the lightening material have been injected is fed to a desired casting site. The solidified material and the lightweight material are uniformly mixed with the adjusted mud by a kneading action that occurs during the transport and movement in the transport pipe.
[0008]
Further, the features of the lightweight soil treatment apparatus according to the present invention include a water content adjusting means for mixing the raw soil with water and adjusting the water content to a desired water content by adjusting the water content, a conveying pipe for conveying the adjusted mud, Adjusting mud sending-out means for feeding the adjusted mud adjusted for water content by the ratio adjusting means into the transport pipe, one or more additive material injection nozzles opened in the transport pipe, and a lightweight material and a solidified material added to the additive material injection nozzle Lightening material supply means and solidification material supply means for supplying water, control means for controlling the amount of lightening material and solidification material injected from the additive material injection nozzle, and a transport direction from the additive material injection nozzle in the transport pipe And a press-fitting air press-fitting means for press-fitting press-feeding air into the spaced portion.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
1 and 2 show a first embodiment of the present invention using air bubbles as a lightening material. The same parts as those in the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0011]
In this example, the steps from the step of putting the raw material soil a into the water content ratio adjusting
[0012]
An
[0013]
Bubbles are supplied to the
[0014]
The lightening material supply means 30 has a
[0015]
The solidifying material supply means 40 is configured to weigh the solidifying material from a
[0016]
The injection amount of the air bubbles and the solidified material slurry from the
[0017]
In this computer, according to the measured values of the
[0018]
A portion of the conveying
[0019]
Each plug e into which the additive is injected is moved while being stirred while moving in the transport pipe due to a difference in resistance between a portion in contact with the pipe wall and a central portion. The lightening treated soil c in which the additive is uniformly dispersed in the mud b is discharged as the soil, and is poured into a casting site.
[0020]
As the lightening material, foamed beads can be used in addition to the above-mentioned air bubbles. In this case, the lightening material supply means 50 shown in FIG. 3 is used instead of the lightening material supply means 30 in the first embodiment. . This is because the expanded beads stored in the
[0021]
In the above-described embodiment, an example in which a slurry type is used as the solidifying material supply means has been described. However, a powder type may be used. In that case, the solidifying material supply means in the above-described embodiment may be used. Instead of the
[0022]
Further, in the above-described embodiment, the lightening material and the solidified material are simultaneously injected using one additive material injection nozzle, but the lightening material and the solidified material are injected from separate nozzles. May be.
[0023]
Next, a description will be given of an experiment conducted on the effect of mixing the lightweight soil with the difference in the bubble addition position.
[0024]
Experimental method of mixing effect Pumping volume: 7.5 m 3 / h
Solidification material addition amount: 160 kg / m 3
Bubble addition amount: 140 to 160 l / min
In the treatment of the lightweight soil under the above conditions, the density of the lightened soil was measured in the case where air bubbles were added to the adjusted mud after air pumping and in the case where air blowing was performed after air bubbles were added to the adjusted mud.
[0025]
The experimental results are as shown in FIG.
Here, the theoretical density is a value calculated by calculating the theoretical density of the lightened soil when the additive is added and completely kneaded. The closer it is, that is, the closer the measured density is to the theoretical line, the higher the mixing effect.
[0026]
A comparison between the case where air pressure is added after air bubbles are added to the adjusted mud and the case where air bubbles are added to the adjusted mud after the air pumping is compared with the case where air pressure is added after the air bubbles are added to the adjusted mud as in the present invention. The density is closer to a theoretical line than the case where air bubbles are added to the adjusted mud after air pumping, and it can be seen that the mixing effect is higher when the air pumping is performed after air bubbles are added to the adjusted mud.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in the lightweight soil treatment method and the apparatus thereof according to the present invention, the adjusted soil obtained by adding water to the raw soil to adjust the water content ratio, the lightening material such as expanded beads or bubbles and the solidifying material. When performing the weight reduction and solidification treatment by mixing the above, the adjusted mud is fed into a transport pipe, and during the transport, the solidified material and the lightweight material are injected into the adjusted mud through an additive injection nozzle connected to the transport pipe. Then, pressurized air is injected into the transfer pipe downstream from the injection point, and the adjusted mud into which the solidified material and the weight-reducing material have been injected is transferred to a desired casting site, and during movement in the transfer pipe. By allowing the solidified material and the lightening material to be evenly mixed with the adjusted mud by the resulting kneading action, long-distance transportation of several hundred meters of lightened treated soil that could not be performed by the conventional method can be performed, Extensively It is possible to use a conventional kneading machine because the mud to which the weight-reducing material and the solidifying material have been added can be automatically kneaded in a uniform state during the movement simply by moving it in the transport pipe. This eliminates the need to do so, and the economic efficiency has been significantly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing details of a lightening material supply means in the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view showing details of another example of the lightening material supply means in the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of a solidifying material supply unit in the apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a graph showing the results of a mixing effect experiment of the lightened soil.
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
a Raw soil b Adjusted mud c Lightweight treated soil d Air
Claims (2)
前記調整泥土を搬送管内に送り込み、搬送途中で、前記調整泥土に前記搬送管内に接続させた添加材注入ノズルを通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で前記搬送管内に圧送用空気を圧入させ、前記固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって前記固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させるようにしてなる軽量土処理方法。In a light soil treatment method of mixing a lightening material and a solidifying material such as foamed beads or air bubbles with an adjusted mud by adding water to the raw soil to adjust the water content, and performing a lightening and solidifying treatment,
The adjusted mud is fed into a transport pipe, and during the transport, a solidified material and a weight-reducing material are injected into the adjusted mud through an additive material injection nozzle connected to the transport pipe, and inside the transport pipe downstream of the injection point. And pressurized air is injected into the pipe, and the adjusted mud in which the solidified material and the lightening material are injected is transported to a desired casting site, and the solidified material and the lightened material are adjusted by the kneading action generated during the movement in the transport pipe. A lightweight soil treatment method that mixes evenly with mud.
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