JP2021172982A - 多方向スラリー噴射式機械撹拌工法 - Google Patents
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Abstract
Description
工法が開示されている。
このWILL工法では、バックホウ等の建設機械をベースマシンとし、ベースマシンのアームの先端ブラケットに取り付けた鉛直方向に回動する混合撹拌装置の先端部より固化材スラリーを注入しながら、混合撹拌装置を地表面から軟弱地盤中に貫入し、引き抜きを行いつつ軟弱土と固化材を撹拌混合し、軟弱地盤を固化処理して地盤を改良する。このWILL工法で用いる混合撹拌装置は、先端部分の左右両側に、鉛直方向に回転する複数の撹拌翼を有し、混合撹拌装置を地中に貫入・引き抜きしつつ先端部分の各撹拌翼を回転させ、その近傍から固化材スラリーを注入することによって、改良対象土と固化材を撹拌混合するようになっている。
なお、この文献1に開示されているように、このWILL工法では、撹拌翼の深度、回転数、回転速度、掘削角度、撹拌翼の軌跡や固化材スラリーの流量などをリアルタイムに管理できる高性能のWILL工法管理システムが導入されている。
建設機械の先端に地盤撹拌用の撹拌翼装置及びスラリー噴射用のノズルを取り付けて、施工地盤中にスラリーを注入しながらスラリーと原位置土とを撹拌混合する機械撹拌工法において、
複数の前記ノズルを前記撹拌翼装置の周辺に、前記各ノズルのスラリーの噴射方向を施工地盤に対して相互に異なる複数の方向に向けて配置し、前記各ノズルにスラリーの送給用に高圧ポンプを接続して、
前記撹拌翼装置により施工地盤を撹拌するときに、スラリーを前記高圧ポンプにより高圧で前記撹拌翼装置の周辺の前記各ノズルへ送給し、前記撹拌翼装置の周辺の前記各ノズルから施工地盤に対して多方向に向けて高圧噴射することにより、施工地盤に対してスラリーの注入量を増加させるとともに、スラリーの噴射圧力を以って施工地盤の原位置土をほぐす、
ことを要旨とする。
この場合、複数のノズルを、少なくとも2個のノズルを1ユニットとして複数ユニットにより構成し、前記1ユニット毎に1台の高圧ポンプを接続することが好ましい。
また、この場合、地盤撹拌用の撹拌翼装置に、建設機械の先端に回動軸を介して回動可能に取り付けられ、先端に回転軸を介して垂直方向に回転する一対の撹拌翼ユニットを有する垂直回転形式の撹拌翼装置を用い、複数のノズルの全部又は一部を前記撹拌翼装置の周辺として前記一対の撹拌翼ユニットの前記回転軸の上方及び下方に配置し、前記回転軸の上方に配置する前記各ノズルのスラリーの噴射方向を施工地盤に対して略垂直方向に向けて、当該各ノズルにスラリーを高圧ポンプにより高圧で送給し、前記回転軸の下方に配置する前記各ノズルにおいてはスラリーの噴射方向を施工地盤に対して略水平方向に向けて、当該各ノズルにスラリーを低圧ポンプにより低圧で送給し、前記回転軸の上方に配置する各ノズルに前記高圧ポンプにより高圧で送給するスラリーを当該各ノズルから施工地盤に対して略垂直方向へ高圧噴射し又は前記回転軸の下方に配置する各ノズルに前記低圧ポンプにより低圧で送給するスラリーを当該各ノズルから施工地盤に対して略水平方向へ低圧噴射し又はこれらノズルから両方向へ高圧噴射、低圧噴射を組み合わせて注入させることが望ましい。
なお、ここで建設機械の先端は、例えばバックホウの場合、運転室を有する旋回部の前部に前方に向けて延設されるブームに連結されるアームの先端をいい、一般の建設機械において、地盤撹拌用の撹拌翼装置を取り付ける部分である。
なお、各ノズル2のスラリーの吐出口、各ノズル2からのスラリーの噴射圧力及び注入速度(噴射量)、各ノズル2からのスラリーの噴射方向は、予め行うフィールド試験の結果により適切な仕様を決定し、種々に変更し得るものである。
なお、ここでは、予め行うフィールド試験の結果から、特に上部噴射について、各ノズル2のスラリーの吐出口を4.5mm径の円形とする。各ノズル2からのスラリーの噴射圧力を従来の1MPaから10MPaに上げる。各ノズル2からのスラリーの噴射量を従来の240L/minから400L/min(上部噴射量160L/min、下部噴射量240L/min)に増量する。スラリーの噴射方向を施工地盤に対して略垂直方向とし、この場合、撹拌翼装置1の中心方向で回転軸141の3cm程前方に向ける。
まず、この施工例では、図4に示すように、バックホウМを施工地盤へ移動させ、撹拌翼装置1を施工地盤の掘削撹拌位置にセットできる位置で停止させる。続いて、図5に示すように、アームbを適宜移動して撹拌翼装置1を施工地盤の撹拌位置に保持する。ここで、油圧モータ13を駆動して、左右一対の撹拌翼ユニット14を回転させながら、アームbを下降させて、左右一対の撹拌翼ユニット14を施工地盤に押し込み挿入する。このとき併せて、バックホウM外部の高圧ポンプ3H、低圧ポンプ3L(図4参照)を作動させて、スラリー供給装置4(図4参照)からスラリーを増量して高圧と低圧の組み合わせで4個のノズル2に送給する。このようにして下部支持アーム102の上方の各ノズル2からスラリーを施工地盤に向けて略垂直方向に、この場合、撹拌翼装置1の上部から撹拌翼装置1の中心方向で回転軸141の少し(3cm程度)前方に向けて高圧噴射し、下部支持アーム102の下方の各ノズル2からスラリーを施工地盤に対して左右略水平方向に低圧噴射する。これらノズル2からのスラリーの高圧噴射、低圧噴射により、施工地盤がほぐされ、左右一対の撹拌翼ユニット14を施工地盤に挿入しやすくなる。
図7に示すように、各撹拌翼ユニット14は、一方の撹拌翼15aに外側から内側に向かって斜めに複数の撹拌爪152が配列されていることで、一方の撹拌翼15aの回転とともに、原位置土が上下及び前後に撹拌されながら外側から内側に向けて動いていく。また、各撹拌翼ユニット14は、他方の撹拌翼15bに内側から外側に向かって斜めに複数の撹拌爪152が配列されていることで、他方の撹拌翼15bの回転とともに、原位置土は上下及び前後に撹拌されながら内側から外側に向けて動いていく。これに加えて、回転軸141に対して上方の各ノズル2からスラリーが垂直方向に、この場合、撹拌翼装置1の中心方向で回転軸141の少し(3cm程度)前方に高圧噴射されるとともに、回転軸141に対して下方の各ノズル2からスラリーが左右に略水平方向に低圧噴射されることにより、このスラリーの噴射エネルギーで施工地盤がほぐされて、各撹拌翼ユニット14による施工地盤の撹拌性能が向上し、施工地盤は上下、前後、左右に十分に撹拌され、増量したスラリーと満遍なく撹拌混合される。
なお、図8に本工法のフィールド試験の結果を示す。この試験の結果から、本工法によれば、従来の工法と比較して施工速度を1.67倍にした場合でも、従来の工法と同等の品質を確保できることを確認した。
M1 クローラ式の走行機械
M2 旋回部
a ブーム
a2 ブームシリンダ
b アーム
b1 回動軸
b2 アームシリンダ
1 撹拌翼装置
101 上部支持アーム
102 下部支持アーム
11 回動軸
12 撹拌翼装置シリンダ
13 油圧モータ
14 撹拌翼ユニット
141 回転軸
141L 左回転軸
141R 右回転軸
142L、142R 取付部
143L、143R 撹拌翼支持プレート
15a、15b 撹拌翼
151 台座
152 撹拌爪
16 ホース止め金具
17A、17B ノズル取付部
171、173 ノズル装着部
172、174 ホース連結部
2 ノズル
3H 高圧ポンプ
3L 低圧ポンプ
31、32 ホース
4 スラリー供給装置
Claims (3)
- 建設機械の先端に地盤撹拌用の撹拌翼装置及びスラリー噴射用のノズルを取り付けて、施工地盤中にスラリーを注入しながらスラリーと原位置土とを撹拌混合する機械撹拌工法において、
複数の前記ノズルを前記撹拌翼装置の周辺に、前記各ノズルのスラリーの噴射方向を施工地盤に対して相互に異なる複数の方向に向けて配置し、前記各ノズルにスラリーの送給用の高圧ポンプを接続して、
前記撹拌翼装置により施工地盤を撹拌するときに、スラリーを前記高圧ポンプにより高圧で前記撹拌翼装置の周辺の前記各ノズルへ送給し、前記撹拌翼装置の周辺の前記各ノズルから施工地盤に対して多方向に向けて高圧噴射することにより、施工地盤に対してスラリーの注入量を増加させるとともに、スラリーの噴射圧力を以って施工地盤の原位置土をほぐす、
ことを特徴とする多方向スラリー噴射式機械撹拌工法。 - 複数のノズルを、少なくとも2個のノズルを1ユニットとして複数ユニットにより構成し、前記1ユニット毎に1台の高圧ポンプを接続する請求項1に記載の多方向スラリー噴射式機械撹拌工法。
- 地盤撹拌用の撹拌翼装置に、建設機械の先端に回動軸を介して回動可能に取り付けられ、先端に回転軸を介して垂直方向に回転する一対の撹拌翼ユニットを有する垂直回転形式の撹拌翼装置を用い、複数のノズルの全部又は一部を前記撹拌翼装置の周辺として前記一対の撹拌翼ユニットの前記回転軸の上方及び下方に配置し、前記回転軸の上方に配置する前記各ノズルのスラリーの噴射方向を施工地盤に対して略垂直方向に向けて、当該各ノズルにスラリーを高圧ポンプにより高圧で送給し、前記回転軸の下方に配置する前記各ノズルにおいてはスラリーの噴射方向を施工地盤に対して略水平方向に向けて、当該各ノズルにスラリーを低圧ポンプにより低圧で送給し、前記回転軸の上方に配置する各ノズルに前記高圧ポンプにより高圧で送給するスラリーを当該各ノズルから施工地盤に対して略垂直方向へ高圧噴射し又は前記回転軸の下方に配置する各ノズルに前記低圧ポンプにより低圧で送給するスラリーを当該各ノズルから施工地盤に対して略水平方向へ低圧噴射し又はこれらノズルから両方向へ高圧噴射、低圧噴射を組み合わせて注入させる請求項1又は2に記載の多方向スラリー噴射式機械撹拌工法。
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JP2020075001A JP2021172982A (ja) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 多方向スラリー噴射式機械撹拌工法 |
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JP7383849B1 (ja) | 2023-08-16 | 2023-11-20 | 埼玉八栄工業株式会社 | 地盤撹拌装置 |
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