JP2794356B2 - 深層混合処理方法およびその装置 - Google Patents

深層混合処理方法およびその装置

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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に軟弱地盤中にモル
タル,セメントミルク,粉粒状などの改良材と原位置土
とを混合して柱状パイルを造成したり、地盤強度を向上
する深層混合処理方法およびその装置に関する
【0002】
【従来技術】この種の深層混合処理方法は、地盤改良工
法の内、生石灰やセメントミルク等の改良材と軟弱粘性
土等を地盤中の原位置で攪拌混合し、改良材と粘性土等
の化学的な結合作用を利用して、強固な柱状パイルを造
成したり、土質性状を安定化するとともに地盤強度を向
上するものである。これに用いられる混合処理装置は、
駆動モータにより回転される攪拌軸と、この攪拌軸に沿
って配置された供給管と、同攪拌軸の下部側に設けられ
た攪拌翼等を備えている。前記改良材は、供給管を介し
て搬送され、前記攪拌翼の付け根部等に設けられる吐出
口から攪拌翼の回転によって形成される空隙部に吐出さ
れて、攪拌翼の回転に伴う回転軌跡に散布され、原位置
土と強制的に混合される。このような混合処理方法で
は、土が攪拌翼または攪拌翼間に付着し易いので、特開
昭58−54121号公報に例示されるように攪拌翼の
近傍部に共廻り防止手段を付設したり、特公昭58−2
5131号公報に例示されるように攪拌軸の貫入あるい
は引抜き過程で振動装置により微振動を付与することに
より、土ないしは土塊の共回りや付着を防ぐようにした
技術がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
共廻り防止手段や振動付与手段では、付着土の共回りや
土ないしは土塊の付着自体をそれなりに防止できるもの
の、攪拌翼の回転によって形成される空隙部を積極的に
拡大し、改良材を所定流量で注入するという吐出量の安
定化までは期待できなかった。
【0004】そこで、本発明の目的は、改良材を所定流
量で吐出することができると同時に、混合度合を促す深
層混合処理方法およびその装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の深層混合処理方法は、請求項1に記載の通
り、攪拌軸を、軟弱地盤中に貫入したり引抜く過程で、
5cm以上の振幅で上下動するにしたことを要旨として
いる。また、本発明は、前記方法を実施するための装置
例として、請求項2に記載の通り、アタッチメントと巻
取装置との間にあるワイャの部分に、巻取装置とは別個
にアタッチメントを5cm以上の振幅で上下動するウエ
ーブ発生装置を介在したことを要旨としている。
【0006】
【作用】以上構成において、攪拌軸を5cm以上の振幅
で上下動することにより、攪拌翼が回転運動をしつつ上
下運動されるので、混合度合を促すと同時に、攪拌翼の
回りに空隙を効率よく形成する。これは、このような振
幅を与えたときに、微振幅のときに比して改良材を安定
して注入できる。このような振幅は、上下動および貫入
や引抜き速度、地盤の土性などにより多少変動するもの
の、振幅5cm以上、より好ましくは振幅10cmから
20cmのときが最適となる。
【0007】
【実施例】実施例では、先ず本発明方法を実施するとき
に用いる深層混合処理装置例について述べた後、施工方
法を説明する。図1,図2は本発明の深層混合処理装置
を示している。同図の装置は、攪拌軸1およびこれを回
転する駆動モータなどからなるアタッチメント2と、ア
タッチメント2をリーダー3に沿って吊り下げるウイン
チドラム4などの吊下げ装置5とを備え、また攪拌軸1
には内部に供給管が配置されると共に下部側に攪拌翼6
が設けられており、貯蔵された改良材が前記供給管を通
じ移送されて攪拌翼6の付け根部等に設けられる吐出口
から攪拌翼6の回転によって形成される空隙部に吐出さ
れるようになっている点で従来装置と同じ。特有な構成
は、リーダー3上部とウインチドラム4との間にあるワ
イャ7の部分に、アタッチメント2を所定の振幅で上下
動するウエーブ発生装置8が介在されていることであ
り、以下この点を主体に述べる。
【0008】リーダー3は、ベースマシン9の後方より
油圧シリンダーで伸縮調整されるバックステー10によ
り支持されている。リーダー3の頂部には両側に滑車1
2,13を組み込んだ笠木14が取り付けられると共
に、シーブブロック11が上下方向に配置されている。
このシーブブロック11にはワイャ7の引出し部が組み
込まれ、アタッチメント2がブラケット等を介して吊り
下げられている。ワイャ7は笠木14の滑車12を通っ
て地上側へ引かれ、ウエーブ発生装置8を経由してベー
スマシン9上に設けられたウインチドラム4と接続して
いる。ウインチドラム4は、その前側に設けられた操作
室15でオペレーターによりワイャ7の巻上げ巻戻しな
どの制御が施工手順に沿って行われる。なお、オペレー
ターは従来と同様、ウインチドラム4の制御と共に攪拌
軸1を回転する駆動モーターの制御、供給管に対する改
良材の供給量なども制御する。
【0009】ウエーブ発生装置8は、図1,図2に示す
如くリーダー3の頂部の近傍下部側に設けられており、
所定間隔を保って配置される2組のシーブ装置17,1
8と、この一方を上下動する油圧シリンダー19などか
ら構成されている。シーブ装置17,18は2個の滑車
20a,20bをブラケット21に軸22を介して回転
可能に組み込んだユニットになっている。また、油圧シ
リンダー19は周知の複動型が用いられ、不図示の油圧
ポンプなどにより作動油を内部に導いてピストンロッド
23をピストン運動させるもので、ブラケット24等に
よりリーダー3に固定されている。ピストンロッド23
の先端部には下側のシーブ装置18のブラケット21が
ボルト25等を用いて連結される。したがって、シーブ
装置18はピストンロッド23に保持され、油圧シリン
ダー19の作動と連動して10cmほど上下動される。
これに対し、上側のシーブ装置17はシーブ装置18の
真上にあってブラケット21等を介してリーダー3に固
定されている。そして、前記ワイャ7は、地上側へ引か
れた部分が下側シーブ装置18の滑車20aを通って上
側シーブ装置17の滑車20aに掛けられて下方へ導か
れ、下側シーブ装置18の滑車20bに掛けられて再び
上方へ導かれ、上側シーブ装置17の滑車20bに掛け
られた後にウインチドラム4側へ向かって巻き上げられ
ている。 なお、シーブ装置18には前方にガイド片2
6が設けられて、ワイャ7が滑車20a,20bから外
れないようにしている。シーブ装置17にはこれを省略
しているが同様なガイド片が設けられる。
【0010】図3は前記装置を用いて本発明方法で施工
したときの攪拌軸1下端の移動軌跡を従来方法との比較
で示し、図4は施工過程での攪拌翼を模式的に示してお
り、以下これらの図を参考にしながら本発明をさらに説
明する。攪拌軸1は、前記駆動モーターにより回転され
つつ同図の如く地盤所定の深さまで貫入され、また引抜
き操作される。この貫入や引抜き過程での攪拌軸1下端
の移動軌跡は時間に対する現深さにより表される。攪拌
軸1が回転運動ないしは回転運動と微振動を伴う従来方
法では図3の実線aで示されるように直線的な動きとな
るのに対し、攪拌軸1が回転運動と規則的な上下動を伴
う本発明方法では図3の破線bで示されるように所定振
幅の波動となる。この波動は、前述のウエーブ発生装置
8の油圧シリンダー19を作動することにより、ワイャ
7にピストンロッド23のピストン運動が加わって、貫
入や引抜き途中にある攪拌軸1が回転運動と共にピスト
ン運動の振幅で上下動して形成される。これを攪拌翼6
の運動軌跡として見た場合は攪拌翼6の厚さをピッチと
した螺旋状をなしている。また、図3の波動は、貫入か
ら引抜かれる全過程で油圧シリンダー19が作動してい
たことを示しているが、この波動は例えば引抜き過程に
移行するときや任意の深さで油圧シリンダー19を作動
して、形成範囲を任意に決めることができる。
【0011】以上のように、攪拌軸1が回転運動と共に
上下動を伴うことにより、攪拌翼6はその厚さをピッチ
とした螺旋状を形成するよう作動し、攪拌翼6の回りに
空隙を効率よく形成するのである。これは、前記貫入や
引抜き過程で攪拌混合に移行したときに、改良材の吐出
し可能な量が従来の回転運動だけの場合に対し回転運動
と共に上下動を与えた本発明方法の場合に大きく、かつ
安定して注入できたことからも確認された。また、前記
上下動の振幅を油圧シリンダー19を交換することによ
り変えて、攪拌混合における改良材の吐出し量を調べ
た。この効果、上下動および貫入や引抜き速度、地盤の
土性などにより多少変動するものの、振幅が5cm以
上、より好ましくは振幅10cmから20cmのときに
改良材の吐出し量が最も大きく、かつ安定して注入でき
た。ここで、攪拌混合とは、攪拌軸1の内部に沿って配
置された供給管が攪拌翼6の基部に設けられた吐出口に
接続しており、改良材がその吐出口から攪拌翼6により
形成される原位置土の隙間中に吐出され、攪拌翼6の回
転に伴って回転軌跡に散布されて、原位置土と強制的に
混合されることである。この操作において、改良材の吐
出しが困難になったり、吐出しがスムースに行われない
場合には直ちに造成パイルなどの品質に影響する。しか
し、本発明方法は、改良材を量的に安定して吐出するこ
とを可能にするものであるから、自ずと混合度合が良好
になり、造成パイルなどの品質的にも向上できるのであ
る。しかも、改良材を大量に使用したい場合に設計通り
に行うことができる。
【0012】なお、本発明方法は、攪拌軸1を、軟弱地
盤中に貫入したり引抜く過程で、回転運動と共に所定の
振幅で上下動することを要旨とするものであり、実際の
施工では実施例の装置以外でも実施可能である。その一
例としては、図1のウエーブ発生装置8を用いない従来
装置の場合であって、オペレーターがウインチドラム4
の巻上げと巻戻し操作を繰り返し行うようにすれば所定
の振幅を形成することができる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の深層混合
処理方法にあっては、攪拌翼が回転運動しながら5cm
以上の振幅で上下動する結果、攪拌翼あるいは攪拌翼間
に土ないしは土塊の付着を防ぐとともに、攪拌翼の上下
位置移動によって攪拌翼の回りに空隙部を効率的に形成
し、より大量の改良材を所定流量で吐出すことができ
る。 また、本発明の深層混合処理装置によれば、従来
装置にウエーブ発生装置を付加するだけで前記方法を実
施可能となり、前記振幅を簡易構成で形成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための装置例を示す概略
構成図である。
【図2】前記ウエーブ発生装置部を示す図である。
【図3】本発明方法により施工するとき攪拌軸の動きを
従来との比較で示す模式図である。
【図4】前記施工過程での攪拌翼を示す模式図である。
【符号の説明】
1 攪拌軸 2 アタッチメント 3 リーダー 6 攪拌翼 4 ウインチドラム 8 ウエーブ発生装置 19 油圧シリンダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 忠良 千葉県船橋市行田2−2−5−502 (72)発明者 磯谷 修二 茨城県古河市宮前町13−44 (72)発明者 酒井 成之 神奈川県藤沢市川名592−6 (56)参考文献 特開 昭57−187417(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02D 3/12 102 E02D 5/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 攪拌軸が、下部側に設けられる攪拌翼
    と、攪拌翼の攪拌する部分に向けた吐出口を有する供給
    管とを備え、前記攪拌軸を回転しつつ軟弱地盤中に貫入
    したり引抜く過程で、前記攪拌翼により、前記吐出口か
    ら吐出される改良材と原位置土とを混合する深層混合処
    理方法において、 前記攪拌軸を、軟弱地盤中に貫入したり引抜く過程で、
    5cm以上の振幅で上下動することを特徴とする深層混
    合処理方法。
  2. 【請求項2】 攪拌軸の下部側に設けられる攪拌翼と、
    攪拌翼の攪拌する部分に向けた吐出口を有する供給管
    と、前記攪拌軸を回転する駆動モータなどからなるアタ
    ッチメントを備え、前記アタッチメントを、リーダーの
    上部を通りかつ巻取装置により操作されるワイャによっ
    て吊り下げてなる深層混合処理装置において、 前記アタッチメントと巻取装置との間にあるワイャの部
    分に、前記巻取装置とは別個にアタッチメントを5cm
    以上の振幅で上下動するウエーブ発生装置を介在してな
    ることを特徴とする深層混合処理装置。
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JP3871775B2 (ja) * 1997-08-22 2007-01-24 株式会社ワイビーエム 地盤改良機の攪拌装置
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CN116811379A (zh) 2019-08-06 2023-09-29 康宁股份有限公司 具有用于阻止裂纹的埋入式应力尖峰的玻璃层压体及其制造方法

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