JP4601529B2 - 地盤改良施工機及び地盤改良工法 - Google Patents
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Description
この二工法を区分けする処理深度は、浅層混合処理工法が地表面から2〜3m程度、深層混合処理工法はそれ以深が対象であった。
この工法は、対象地盤として高含水比な超軟弱粘性土やヘドロ等を主体としている。ベースマシンは超湿地用の泥上車で、そのアーム先端にロータリー式の攪拌用アタッチメントを取付け、スラリープラントから供給される固化材スラリーをロータリー式攪拌翼部分から吐出させ、攪拌翼を回転させながら貫入・引抜きをすることによって固化材スラリーと対象土を機械的に混合攪拌する工法である。本工法の場合は改良対象深度は2.0m程度である。(例えば非特許文献1参照。)
そこで、更に改良可能深度が大きく対象地盤のせん断強さがある程度大きくても、貫入力・混合攪拌能力が保てる浅層から中層両域の地盤改良工法の開発が望まれていた。
また、従来の浅層及び中層の地盤改良工法が、改良対象地盤範囲全てに亘って混合攪拌を施し、いわゆる平面的改良率が100%の改良仕様しか実現できなかったのに比べ、平面的改良率を任意に設定することができる平面形状が矩形状の角柱体から成る改良柱体を、造成する地盤改良施工機及び地盤改良工法の提供を目的とする。
まず、攪拌用アタッチメントを形成する取付フレームを種々の長さ用意し、それをアームに着脱することにより、浅層から改良深度10m程度の中層領域まで固化処理できる。
また、混合土の細分化および混合精度を高めるほか、改良平面形状が矩形の角柱体に形成するので改良率を適宜設定し改良をすることができる上に、改良率100%と計画された場合でも、改良平面形状を矩形の改良体とすることにより、改良平面形状が円形のような改良領域の重なりがなく経済的な地盤改良が可能である。
攪拌用アタッチメント2は対象改良深度に応じて、種々の長さの取付フレーム3bを選択して取り付けることにより全体の長さを調整し、浅層あるいは中層向けと改良深度を自在に選択できるようになっている。
攪拌装置4の下部には、チェーン13により前記駆動モータ7からの回転駆動力を与えられる回転軸10が設けられ、該回転軸10の左右両側に鉛直方向に回転掘削する回転攪拌翼11が装着されている。
回転攪拌翼11は図中では4枚構成であるが、これに限定されるものではない。
上部及び下部スラリー吐出口8a、8bから吐出される固化材スラリーは、固化材プラント(図示せず)に設けたグラウトポンプからベースマシン1を経由して切替装置5を介してスラリーホース15を通過し、攪拌用アタッチメント2に沿って配管6a、6bされ上部スラリー吐出口8aと下部スラリー吐出口8bに送られ、各々切替えができるようになっている。
この切替えはベースマシーンのオペレータが行い、三方コック又はアクチエータ付三方電動ボールバルブ等の切替装置を用いて行われる。
このエアは攪拌用アタッチメント2が地盤に貫入する際に吐出され、貫入抵抗を減じ貫入力の向上に寄与しており、また、混合攪拌時にはスラリーが均一且つ広範囲に吐出されるとともに土との混合攪拌性の向上にも寄与している。
上記非回転共廻り防止部材16の取付は、回転軸10より一方向以上に1枚又は複数枚放射状に取り付けられていて、放射状の取付枚数は回転軸10より一方向に限定されるものではないが、貫入時の抵抗・土塊のせん断性能等を考慮すると回転攪拌翼11より上側に1枚・1方向が望ましい。
この回転攪拌翼11の外側に位置する非回転共廻り防止部材16は棒状、板状、又は管状など混合により回転する土圧・貫入時の衝撃等施工に対して十分剛性を備えていればどのような形態でもよい。
なお、図中17は駆動用スプロケットホイル、18はスタティクスタビライザ、19は付着土落としビットである。
[実験例]
施工後7日材齢のボーリングによる改良品質確認では、設計改良深度6.0m全長にわたって均一な固化処理がなされRQD値95%、平均一軸圧縮強さ(qu)は785kN/m2、変動係数(CV)は0.31であり、十分な効果が確認された。
また、現場改良体の掘り出しにより、改良平面形状が1.4m×1.5mの矩形状で角柱体であることが確認された。
上記試験施工結果によると、固化材添加量と添加仕様(攪拌仕様)は同一ながら、非回転共廻り防止部材有りの方が非回転共廻り部材無しの場合より、平均一軸圧縮強さが8%程度大きく、変動係数が30%程度小さくなっている。
1a アーム
2 撹拌用アタッチメント
3a ブラケット
3b 取付フレーム
4 攪拌装置
5 切替装置
6a 配管
6b 配管
7 駆動モータ
8a 上部固化材スラリー吐出口
8b 下部固化材スラリー吐出口
9 エア吐出口
10 回転軸
11 回転攪拌翼
12 攪拌爪
13 チェーン
14 カバー
15 スラリーホース
16 非回転共廻り防止部材
17 駆動用スプロケットホイル
18 スタティクスタビライザ
19 付着土落としビット
Claims (7)
- ベースマシンのアームの先端に攪拌用アタッチメントを取り付け、該攪拌用アタッチメントで攪拌混合を行う地盤改良施工機において、攪拌用アタッチメントを形成する取付フレームと攪拌装置とを着脱自在に結合し、攪拌翼が鉛直方向に回転する攪拌装置の回転攪拌翼の上部と下部に固化材スラリー吐出口を設けるとともに下部固化材スラリー吐出口の近傍にエア吐出口を併設して、攪拌アタッチメント貫入時に、下部スラリー吐出口及びエア吐出口から固化材スラリー及び圧縮空気を吐出し、引抜き時に上部固化材スラリー吐出口から固化材スラリーを吐出するように固化材スラリー吐出口の切替装置を設けるとともに、固化材スラリーの吐出圧を0.5〜5MPaと設定し、また、攪拌アタッチメントの回転攪拌翼端部に設けた撹拌爪が、回転による軌跡上において、回転各翼一回転中に少なくとも一つの攪拌爪の軌跡は、他の攪拌爪の軌跡に重ならないように攪拌爪を配置し、該攪拌爪を有する回転攪拌翼により対象土と固化材スラリーを混合攪拌して地盤中に改良平面形状が矩形の改良柱体を造成することを特徴とする地盤改良施工機。
- 請求項1記載の地盤改良施工機を用いて、改良予定地盤中に改良平面形状が矩形の改良柱体を造成することを特徴とする地盤改良工法。
- ベースマシンのアームの先端に攪拌用アタッチメントを取り付け、該攪拌用アタッチメントで攪拌混合を行う地盤改良施工機において、攪拌用アタッチメントを形成する取付フレームと攪拌装置とを着脱自在に結合し、鉛直方向に回転する攪拌装置の回転攪拌翼に非回転共廻り防止部材を設けたことを特徴とする地盤改良施工機。
- 非回転共廻り防止部材が、攪拌用アタッチメントの鉛直方向に回転する攪拌装置の回転攪拌翼の外側に、一枚又は複数枚放射状に設けられていることを特徴とする請求項3記載の地盤改良施工機。
- 攪拌用アタッチメントの鉛直方向に回転する攪拌装置の回転攪拌翼の外側に設けた非回転共廻り防止部材の外縁部が、回転攪拌翼の上端縁に設けた攪拌爪の通過する軌跡と同一か、それより外側に突き出るように設けたことを特徴とする請求項3記載の地盤改良施工機。
- 前記攪拌装置の鉛直方向に回転する回転攪拌翼の上部と下部に、それぞれ固化材スラリー吐出口を設けるとともに、下部スラリー吐出口の近傍にエア吐出口を併設し、また、各スラリー吐出口への固化材スラリー吐出切替装置を設け固化材スラリーの吐出圧を0.5〜5MPaと設定したことを特徴とする請求項3記載の地盤改良施工機。
- ベースマシンのアームの先端に取り付ける攪拌用アタッチメントを着脱自在の取付フレームと攪拌装置とから成る攪拌用アタッチメントに形成し、該攪拌用アタッチメントの鉛直方向に回転する攪拌装置の回転攪拌翼の外側に非回転共廻り防止部材を設け、該非回転共廻り防止部材の外縁部を、回転攪拌翼の上端縁に設けた攪拌爪の通過する軌跡と同一か、それより外側に突き出るように設け、また、回転攪拌翼の上端縁に装着した各攪拌爪の位置が、回転による軌跡上回転攪拌翼一回転において、同一軌跡に当たらないように攪拌爪を配置し、前記回転攪拌翼の上部と下部にそれぞれ固化材スラリー吐出口を設けるとともに、下部スラリー吐出口の近傍にエア吐出口を併設し、また、各スラリー吐出口への固化材スラリー吐出切替装置を設けた地盤改良施工機に非回転共廻り防止部材を併設し、かつ、端部に攪拌爪を有する回転攪拌翼を回転させながら、貫入時に下部スラリー吐出口及びエア吐出口から固化材スラリーと圧縮空気を併用して地中に貫入し、引抜き時に固化材スラリー吐出切替装置により切替えて、上部スラリー吐出口から固化材スラリーを0.5〜5MPaの吐出圧で吐出しながら、攪拌爪付き回転攪拌翼にて対象土と固化材スラリーを混合撹拌し地盤を改良することを特徴とする地盤改良工法。
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