JP2007009685A - 隔壁形成のための現場での混合装置と方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凝集流体と混合する手段で固めた土壌の隔壁を作る。
【解決手段】本多軸装置は、個々のロッド１０がその軸回りに回転し、該軸にそって移動し、前記複数のロッド１０にそって濃化流体が供給され、前記ロッド１０の自由端に位置し、該ロッドと一緒に回転し・移動する一組みのビット１１に設られたノズル２３，２４を経て、該流体は、強い運動エネルギーをもって放出され、前記複数のビット１１は、固定の構造体１６，１６’により相互に連結され、前記構造体１６，１６’が前記ビット１１が干渉し合わないように、距離を保たれており、各ロッド１０のビットには、その両端部に分散手段１４と、中央に土壌と前記凝集流体を混合する手段１８，２１とが設けられており、前記装置が土壌内を掘削しながら前進するにつれ掘削穴の壁を仕切るケーソン１２内に前記ビットが設けられ、前記ノズル２３，２４は、前記ビット１４の死角領域に向いている。
【選択図】図３

Description

記述
この発明の主題は、幕壁、切断壁又は類似の隔壁を作るために現場でミキシングを行う装置と方法である。

凝集流体、例えば、水セメント又はグラウトミックス類のベースを天然の土壌に混ぜて、固めた土で柱をつくることは、知られている。前記混合体ものは、機械式ビットで分散した土内でじかに作られ、また前記ビットの回転で凝集流体を混合する。この流体は、圧力０．１〜０．３ＭＰａで圧送され、前記ビットについては掘削ロッドを経て送られ、分散ブレードの近くで放出される。

この方法のさらに進んだものでは、凝集流体は、２０〜４０ＭＰａの圧力で圧送され、非常に強い運動エネルギーをもつ噴流となって特別の複数のノズルから放出され、該噴流は、分散と土壌との混合に著しく貢献する。複数の分散ブレードは、前記噴流の作用で柔らかくなった混合体ものの内部で動き、軽く、しかも高速で回転でき、細い径の柱とハイレートの前進を保証する（例えば、特許刊行物ＥＰ−１，０４５，０７３およびＵＳ−５，３９６，９６４参照）。

また特許第ＥＰ−１，４５２，６４５から、歯を備えた水平軸回りを回転するドラムをもつ装置をベースとして凝集流体と混合された隔壁の形成方法が知られる。掘削部の水平断面は、ついで矩形の形状になる。互いに並列のいくつかの掘削部の配置で、固めた土壌による地中壁又は隔膜（隔壁）の構築が可能になる。この場合、前記流体が低圧で、供給方向が固定されていると、浸透や混合がうまく行えない。

この発明の目的は、凝集流体と混合する手段で固めた土壌の隔壁を作ることを目的とするもので、優れた混合機能および強い運動エネルギーをもつ噴流の作用により高められる前進レートを特徴とするものである。

この目的および以下のものからさらに明らかになる他の目的を達成するために、この発明は、請求項１による隔壁形成のため現場での混合を行う装置および請求項１１による前記装置を用いての隔壁形成のための現場での混合を行う方法を提供するものである。

この発明は、添付の図面を参照しながら記載するもので、該図面においては；

図１は、この発明による土壌を掘削するロッドを用いる掘削装置を備えた第１のマシンの側面図を図示する；

図２は、図１の一組みのロッド／装置の上面図である；

図３と図４は、それぞれ、この発明による装置の長さ方向断面図と平面図である；

図５は、図３のＶ−Ｖ線による断面図である；

図６は、図１と図２のものとは相違しているが、この発明による土壌を掘削するロッドを用いる掘削装置を備えた第２のマシンの側面図である；

図７は、図６の一組みのロッド／装置の正面図である；

図８は、図６と図７のものとは相違しているが、ここでもまたこの発明による土壌を掘削するロッドを用いる掘削装置を備えた第２のマシンの側面図である；そして

図９と図１０は、それぞれ、図８に示した土壌掘削のロッドを用いて掘削する装置の拡大側面図と拡大正面図である。

まず第１に、図１，２から注目される点は、マシン９により支持された掘削装置が複数の垂直で平行な複数のロッド１０からなり、これらは、対向する対のそれぞれの軸まわりを回転し、この回転は、隣り合うものと反対の方向に回転するようになっている。

ロッド１０の底部には、一組みのビット１１が位置し、これらは、さらに図３，４，５に明示されている。

四辺形（矩形）のケーソン１２内には、複数のビット１３が配置されており、これらは、互いにロッド１０の底部に固定され、第１のものは時計方向に回転し、第２のものは反時計方向に回転し、順次そのように回転が行われる。

各ビットは、下から上へと以下のものを備えている：
−下に横たわる土壌を除去する歯１５をもつ分散ブレード１４；
−前記複数のビットを連結し、これらの間の距離を一定に保つ回転しない構造体１６；および
−固定された構造体１６の方向にある混合部材１８をもつ第１の回転ヌレード１７。

前記固定の構造体は、また、混合部材１９を備え、これら部材は、前記ブレード１７の前記部材１８に対し散在する混合部材１９を備え、これによって。径が大きな岩屑類を捕まえ、破壊（砕く）するようになっている。

第２の混合ブレード２０は、固定の構造体１６と分散ブレード１４の間にある。

混合部材２１は、第２のブレード２０の下側にあり、類似の混合部材２２は、前記固定の構造体の下側に位置していて、これらもまた径が大きな岩屑類を捕まえ、破壊（砕く）するようになっている。

第１のラジアルノズル２３は、分散ブレード１４と第１の混合ブレード１７の間の適合する位置にうまく位置している。

第２のラジアルノズル２４が分散ブレード１４の下側で下向きになっている。第１のノズル２３と第２のノズル２４の両者は、前記複数のビットと一緒に回転する。

前記ノズル２３，２４には、ビット１１の一組みに関してはロッド１０の内部のチャンネルを経由して凝集流体が供給されるようになっている。

ビット１１の一組みは、少なくとも一部が矩形の掘削部を構成する垂直の金属プレートで囲まれたケーソン１２内にある。前記複数のブレードの径は、複数の柱が部分的に重なり合うように掘削するようになっており、前記柱の径は、前記矩形部の短い側辺に実質的に等しくなっている。

前記複数のビットで掘削されなかった四隅２５と領域２６凝集流体のラジアル噴流２３みより粉砕されるもので、この噴流の高さ位置は、周辺の金属プレートの底部リム２７のレベルにある。前記噴流は、前記金属プレートに当たり、勢いを増し、前記プレートで遮られ又は制限される。前記ノズル２３．２４を経て散布される前記流体の高い運動エネルギーがケーソン１２の《死角》領域にある土壌を粉砕する決定的な要因になる。

掘削部の予定深度に実質的に関係するものである複数のロッド１０の上端（図１，２参照）には、モータ手段２８と同期手段２９（例えば歯車類）が配置してあり、前記複数のロッドを同じ速度で回転させると同時に隣り合うロッドを互いに反対方向へ回転させるようになっている。

このようにして、前記装置は、回転が実質的にバランスされる。電動駆動アッセンブリーがタワー案内３０にそって案内されるようになっており。該案内で前記アッセンブリーが望ましくない回転を行わないようになっている。前記案内は、到達できる処理深度を制限するものを構成する。

図６，７に示した別の実施例においては、複数のロッド４２は、掘削部の深さよりも完全に短くなっているが、それらの自由端には、前記し、かつ、ケーソン１２内にある前記一組みのビット１１を支持している。モータ２８と同期手段２９（歯車）（これらは、図１，２のものに相当するので同じ符号が付されている）からなるアッセンブリー４０を土壌と凝集流体の混合物内にしたし、複数のロープ４３で吊って上下に動かし、沈め足り、引き上げたりするようになっている。このようにして、到達できる深さは、より深いものになる。

前記壁が偶発的にへこんだり、又は、凝集混合物が早期硬化して処理土壌内に浸漬した前記装置を引き上げできなくなることに対処するために、上部に破砕システム４４が配置されていて、前記障害物を分散させることができるようになっている。

掘削開始時における前記システムの方向をきめるには、公知の案内装置が使用される。それは、前記マシン（クレーン）からつり下げられている断面が中空角柱状の外部案内４５と、これもまた断面が中空角柱状の内部案内４６により構成されている。前記外部案内は、吊り下げポイントにおいてモータ駆動のアッセンブリー４７により方向がきめられる。分散装置又は一組みのビット１１が土壌外にあり、ほんの僅かな掘削のために土内にある場合、前記二つの案内４５，４６は、係合している。深さが深くなると、前記装置は、個々別々になり、掘られた掘削部の壁にそってそれ自体を案内する。掘削方向をコントロールするために、例えば、特許第ＥＰ−０．７９１，６９０号に記載のような既知の案内装置４８が使用される。

外部案内内には、ドラム２７が配置され、前記装置に動力を供給するハイドロリックパイプ（又は電気ケーブル）を巻き取りするようになっている。

図８，９，１０は、図６，７の変形例を示すもので、掘削部分に障害物が作られないように、同期機械手段２９をなくし、その代わりに、既知システム５０（ハイドロリック又は電力）に置き換えて種々のモータ２８の速度をコントロールしている。

前記システムでは、完全な同期が保証できないから、前記装置の複数のビット１１は、高さを変えて配置された複数のブレードをもち、干渉事故を防ぐようにしなければならない。

また、前記モータ２８の高さを変えて配置し、土壌と凝集流体の混合物内を前記装置が垂直方向に動きやすくしている。

特に、横方向の複数のロッド４２’は、中央ロッド４２”（これらは、ほとんど存在しない）よりも長く、この結果、中央モータ２８”は、横方向のモータ２８’よりも低い位置に配置される。

図９，１０からさらに明らかに注目されるように、一組みのビット１１は、−図３，４，５について記載したものと異なり−、二つの固定され互いに重なり合って平行な構造体１６’，１６”を有している。このようにして、左側の長いロッド４２’により支持された一組みのビットおよび右側の短いロッド４２”により支持された一組みのビットは、上部構造体１６”により５１内に戻され、底部構造体１６’により支持され、ケーソン１２の外側へさらに突き出るようになるが、これと同時に右側の長いロッド４２’と左側の短いロッド４２”により支持された一組みのビットの個々のビットと干渉し合わないように、これらは、その代わりに上部構造体１６”で支持され、底部構造体１６’により５２内に戻される。

この発明による土壌を掘削するロッドを用いる掘削装置を備えた第１のマシンの側面図 図１の一組みのロッド／装置の上面図 この発明による装置の長さ方向断面図 この発明による装置の平面図 図３のＶ−Ｖ線による断面図 図１と図２のものとは相違しているが、この発明による土壌を掘削するロッドを用いる掘削装置を備えた第２のマシンの側面図 図６の一組みのロッド／装置の正面図 図６と図７のものとは相違しているが、ここでもまたこの発明による土壌を掘削するロッドを用いる掘削装置を備えた第２のマシンの側面図 図８に示した土壌掘削のロッドを用いて掘削する装置の拡大側面図 図８に示した土壌掘削のロッドを用いて掘削する装置の拡大正面図

符号の説明

９ マシン
１０ 土壌を掘削する複数のロッド
１１ ビット
１２ ケーソン
１４ 分散手段
１６，１６’ 固定の構造体
１８，２１ 混合する手段
２３，２４ ノズル
２８ モータ
２９ 同期手段

Claims (11)

1. 掘削した土壌を現場で混合し、互いに並列し、個々のロッドがその軸回りを回転し、該軸にそって移動するようになっている土壌を掘削する複数のロッド（１０）により構成された形式の掘削した穴内に隔膜を形成する掘削装置であり；前記装置は、前記複数のロッドにそって濃化流体を供給し、該流体は、前記ロッド（１０）の自由端に位置し、該ロッドと一緒に回転し、移動するように取り付けられていて、一組みのビット（１１）の複数のビットに対応する位置に作られたノズル（２３，２４）を経て強い運動エネルギーをもって放出されるようになっており；前記複数のビットは、固定の構造体（１６，１６’）により相互に連結され、離されていて、前記構造体が前記ビットが干渉し合わないように、そして、距離を保つように保証しており；各ロッド（１０）のビットには、その両端部に分散手段（１４）と、中央に、土壌と前記凝集流体を混合する手段（１８，２１）が設けられており；前記ビットは、少なくとも一部がケーソン（１２）内にあり、このケーソンは、前記装置が土壌内を掘削しながら前進するにつれ掘削穴の壁を仕切るようになっており；前記ノズル（２３，２４）は、前記ビット（１４）が届かない前記ケーソンの《死角》領域に相当する位置に向いていることを特徴とするもの。
2. 複数の掘削ロッド（１０）は、対向する対それぞれが自己の軸を中心として回転運動するようになっていることを特徴とする請求項１による掘削装置。
3. 一組みのビット（１１）のビットが連結されている各ロッド（１０）は、下から順に以下のものを備えていることを特徴とする請求項１による掘削装置：
   −下側の土壌を除く歯（１５）が備えられた分散ブレード（１４）；
   −前記複数のビットを連結し、固定されたこれらの間隔を保つ回転しない構造体（１６）；
   −固定構造体（１６）の方向に向いている混合部材（１８）をもつ第１の回転ブレードであって；前記固定構造体も前記第１のブレード（１７）の混合部材（１８）に対し分散している位置にある混合部材（１９）を備えた第１の構造体；および
   −固定構造体（１６）と分散ブレード（１４）の間にある第２の混合ブレード（２０）。
   混合部材（２１）は、第２のブレード（２０）の下側に位置し、同様の混合部材（２２）が固定構造体の下側に位置しているもの。
4. 凝集流体が分散ブレード（１４）と第１の混合ブレード（１７）の間に設定されたラジアルノズル（２３）を経て散布され、第２のラジアルノズル（２４）は、分散ブレード（１４）の下にあって下向きになっており；第１ノズル（２３）と第２ノズル（２４）の両者は、前記ビットと共に回転することを特徴とする請求項３による掘削装置。
5. ケーソン（１２）は、掘削部を矩形に仕切る垂直の金属プレートの囲みで構成されて織り；前記複数のビットのブレードの径は、部分的に重なり合って柱状を掘削するようになっていて、前記柱状の径は、前記矩形部の短い辺と実質的に等しくなっており；いずれの場合でも矩形部内にある前記ビットで掘削できない四隅（２５）における領域と領域（２６）は、凝集流体のラジアル噴流（２３）により破砕されるようになっていて、前記噴流の高さ位置は、周囲の金属プレートの底部リム２７のレベルであることを特徴とする請求項１および請求項４による掘削装置。
6. 前記複数のロッドは、実質的に得ようとしている掘削深度に相当する長さであることを特徴とする請求項１による掘削装置。
7. 前記複数のロッドは、得ようとしている掘削深度よりもかなり短いものであることを特徴とする請求項１による掘削装置。
8. 完全な同期保証できない複数のロッドを回転するモータ（２８の速度をコントロールする手段が設けられており；したがって、一組みのビット（１１）の個々のビットは、高さを異にして配置されていて、干渉事故を防ぎ、モータ（２８）は、高さを異にして設けられていて、土壌と凝集流体の混合物内を前記装置が容易に垂直運動できるようにしてあることを特徴とする請求項７による掘削装置。
9. 横方向のロッド（４２’）は、中央ロッド（４２”）よりも長く、これによって中央モータ（２８”）は、横方向のもの（２８’）よりも低く設定されていることを特徴とする請求項８による掘削装置。
10. 前記一組みのビット（１１）は、２基の固定された重なり合う平行な構造体（１６’，１６”）を有し；この結果、左側の長いロッド（４２’）に支持された前記一組みのビットと右側の短いロッド（４２”）に支持された物は、上部構造体（１６”）により（５１）内において戻され、底部構造体（１６’）により支持される一方、右側の長いロッド（４２’）により支持された前記一組みのビットの個々のビットと左側の短いロッド（４２”）により支持されたものは、上部構造体（１６”）により支持され、底部構造体（１６’）により（５２）内において戻されることを特徴とする請求項９による掘削装置。
11. 前記請求項による装置を用いて掘削した穴内に隔壁を形成する際に現場で掘削した土壌を混合する方法であって、この方法においては、前記複数のロッド（１０）が前記複数の分散ビットで徐々に掘削された土中の穴を前進し、ケーソン（１２）がその外壁で前記分散ビット（１４）で作られた四辺形の穴をなぞり、前記ビット（１４）が届かない前記ケーソンの《死角》領域に相当する位置に向いたノズル（２３，２４）が前記《死角》領域にある土壌を完全に崩してしまう方法。

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