JP4964018B2 - 地盤改良工法 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、複数の攪拌腕を有するロータリー式混合攪拌機と、このロータリー式混合攪拌機を用いた地盤改良工法が開示されている。これによれば、自走式車両のブーム先端部にロータリー式混合攪拌機が取り付けられて垂下される。ロータリー式混合攪拌機は、自走式車両から遠い位置にある改良対象地盤に貫入された後、ブームの操作によって自走式車両側に引き寄せられ、改良対象地盤より引抜かれる。貫入から引抜までの過程において、ロータリー式混合攪拌機は攪拌腕を回転させて土壌をせん断するとともに固化材スラリーを吐出して、土壌と固化材スラリーとの混合攪拌を行う。ロータリー式混合攪拌機の貫入から引抜きまでの過程を繰り返すことによって、改良対象地盤の所定領域に対する固化処理が行われる。
770≦(V1・a1+V2・a2)n≦980
を満たすことを特徴とするものである。
(V1・a1+V2・a2)n(回)
で示される。一方で、単位貫入時間V1、単位引抜き時間V2、貫入時回転数a1、引抜き時回転数a2は、改良対象地盤の土質や硬さ等に応じて調整される施工条件であって、常に一定にはならない変数である。これらの変数を、
770≦(V1・a1+V2・a2)n≦980
を満たすように決定することによって、改良体の一軸圧縮強さにおける変動係数CVが、地盤改良の一般的な要求品質の目安とされている0.25以下に抑制できることが実験的に確認されている。したがって、ロータリー式混合攪拌機を用いた地盤改良工法において、施工中の定量的な品質管理が可能になり、その結果、所定の品質を安定して確保することを実現できる。
t≧1/(V・α・s)
を満たしてもよい。
t≧1/(V・α・s)
とすることによって、攪拌爪が回転して描く軌跡が、ロータリー式混合攪拌機が移動する領域全体を隙間無く通過し、この領域内の土壌をすべてせん断する。したがって、ロータリー式混合攪拌機の攪拌爪が通過する領域のすべてが確実に混合攪拌されるため、地盤改良の品質を向上することが可能となる。
実施の形態1.
図1に、この実施の形態1に係る地盤改良工法に用いられる地盤改良施工機1を示し、その構造について説明する。尚、以下の説明は、ロータリー式混合攪拌機が、例えばバックホウ等であるベースマシンに取り付けられて地盤改良施工機1を構成している場合を例として示したものである。
地盤改良施工機1は、ベースマシン2を備えている。ベースマシン2はアーム2aを有しており、アーム2aの先端部には、矩形断面を有する管状部材からなるフレーム3の一端が取り付けられている。フレーム3の他端には、ロータリー式混合攪拌機4(以下、攪拌機4と略称する)が取り付けられており、攪拌機4が、フレーム3を介してベースマシン2のアーム2aに垂下された状態となっている。攪拌機4は、矩形断面を有する管状部材からなる支持体11を有しており、支持体11の一端がフレーム3に取り付けられている。また、フレーム3は、ベースマシン2のアーム2a及び攪拌機4の支持体11に対して着脱自在となっており、改良目標深度に応じてフレーム3の長さを選択することが可能となっている。
また、支持体11の先端部には、攪拌機4を改良対象地盤に貫入する際に、左右両側の攪拌腕14の間に挟まれた中心部分の改良対象土を左右に分割し、支持体11の両側部に押し分けるためのスタビライザ16が設けられている。さらに、支持体11の先端部には、地盤改良施工機1の外部から供給される固化材スラリーを、改良対象地盤内に吐出するための下部固化材スラリー吐出口17が設けられている。また、支持体11の、攪拌爪15a〜15dが回転して描く軌跡である円の外周側にも上部固化材スラリー吐出口18が設けられており、固化材スラリーを改良対象地盤内に吐出可能となっている。
770≦(V1・a1+V2・a2)n≦980・・・(1)
上記(1)式に示される(V1・a1+V2・a2)nは、一方の攪拌腕14に設けられたn枚の攪拌爪15a〜15dが、貫入及び引抜きの深度方向における距離1(m)の間に土壌をせん断する回数を示すものである。
0.5≦V1,V2≦2.0・・・(2)
20≦a1,a2≦40・・・(3)
10≦n≦18・・・(4)
ts≧1/(V・α)
すなわち、
t≧1/(V・α・s)・・・(5)
を満たすように規定される。
まず、地盤改良施工機1を稼動して改良対象地盤の改良を行う前に、片側枚数n、図示の場合では計14枚の攪拌爪15a〜15dを有する攪拌機4が、フレーム3の先端部に取り付けられて地盤改良施工機1が構成される。次いで、式(1)を満たし、且つ固化材添加量や固化材スラリー吐出量等の施工条件を勘案しながら、単位貫入時間V1、単位引抜き時間V2、貫入時回転数a1、引抜き時回転数a2が決定される。ここで、単位貫入時間V1及び単位引抜き時間V2、貫入時回転数a1及び引抜き時回転数a2、攪拌爪の片側枚数nは、それぞれ式(2)〜(4)を満たす範囲にある値から選択される。単位貫入時間V1及び貫入時回転数a1、単位引抜き時間V2及び引抜き時回転数a2が決定されると、改良対象地盤の改良が行われる。
(V1・a1+V2・a2)n
で示される。このせん断回数(V1・a1+V2・a2)nを、
770≦(V1・a1+V2・a2)n≦980
を満たすものとしたので、混合攪拌の程度を、施工者が決定する施工条件である単位貫入時間V1、単位引抜き時間V2、貫入時回転数a1、引抜き時回転数a2、片側枚数nによって定量的に管理することが可能となる。上式の値が小さく、770未満になった場合、変動係数CVを、土壌改良における一般的な要求品質の目安である0.25以下に抑えることが困難になる。一方、上式の値が980を超えた場合は、これ以上せん断回数を多くしても変動係数CVの抑制効果が得られず、経済性が悪くなる。すなわち、せん断回数を上式の範囲で設定すると、改良品質と経済性の両面を最も効率的に満足するものとなる。したがって、攪拌機4を用いた地盤改良工法において、施工中の定量的な品質管理が可能になり、その結果、所定の品質を安定して確保することを実現できる。
ts≧1/(V・α)
すなわち、
t≧1/(V・α・s)
を満たすようにしたので、攪拌機4の移動方向において、その移動範囲のすべての領域を攪拌爪15a〜15dが通過する。したがって、攪拌爪15a〜15dが、通過する領域のすべてを確実に混合攪拌するため、地盤改良の品質を向上することが可能となる。
Claims (3)
- 支持体と、
複数の腕部を有し、前記支持体の両側部に回転可能に設けられる一対の攪拌腕と、
前記腕部の先端部にそれぞれ設けられる複数の攪拌爪と
を備えるロータリー式混合攪拌機を、改良対象地盤に貫入して引抜くとともに、前記一対の攪拌腕を回転させながら、固化材スラリーを吐出して、前記改良対象地盤の土壌と前記固化材スラリーとを混合攪拌する地盤改良工法であって、
前記ロータリー式混合攪拌機を前記改良対象地盤に貫入する際に、前記ロータリー式混合攪拌機が1(m)移動するのに要する時間を単位貫入時間V1(min/m)、
前記ロータリー式混合攪拌機を前記改良対象地盤から引抜く際に、前記ロータリー式混合攪拌機が1(m)移動するのに要する時間を単位引抜き時間V2(min/m)、
前記ロータリー式混合攪拌機を前記改良対象地盤に貫入する際の、前記攪拌腕の回転数を貫入時回転数a1(rpm)、
前記ロータリー式混合攪拌機を前記改良対象地盤から引抜く際の、前記攪拌腕の回転数を引抜き時回転数a2(rpm)、
前記一対の攪拌腕のうち、一方の前記攪拌腕が有する前記複数の腕部に設けられた前記複数の攪拌爪の総数を片側枚数n(枚)
としたときに、
770≦(V1・a1+V2・a2)n≦980
を満たすことを特徴とする地盤改良工法。 - 前記ロータリー式混合攪拌機を、前記改良対象地盤に貫入して引抜く1施工サイクルにおいて、前記改良対象地盤には、平面断面形状が矩形である改良体が造成されることを特徴とする請求項1に記載の地盤改良工法。
- 前記ロータリー式混合攪拌機が前記改良対象地盤内を移動する際に、前記ロータリー式混合攪拌機が1(m)移動するのに要する時間を単位掘削時間V(min/m)、
前記ロータリー式混合攪拌機が前記改良対象地盤内を移動する際の、前記攪拌腕の回転数を掘削時回転数α(rpm)、
前記一対の攪拌腕のうち、一方の前記攪拌腕が有する前記複数の腕部の総数をs(本)、
前記攪拌爪の長さをt(m)
としたときに、
t≧1/(V・α・s)
を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の地盤改良工法。
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