JP7349693B1 - 水底地盤改良装置 - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
なお、この出願における「水底」の具体例としては、例えば、海底、川底、湖底が挙げられる。以下、本発明の説明に於いて水底の一例として海底を挙げる。
水底地盤改良装置5は、図1に示すとおり、リーダ3に沿って昇降自在に設けられており、また、図1~図3に示すとおり、
・海底の粘性土地盤(在来地盤)を内側に取り込むことが可能なケーシング21と、
・ケーシング21内に取り込んだ粘性土と改質材を攪拌混合する攪拌翼23と、
・ケーシング21内に昇降可能に設けられ、攪拌翼23の回転軸60を保持する回転軸保持部25と、
・多重管30の外管であって、ケーシング21を支持する支持管31と、
・多重管30の内管であって、ケーシング21内に改質材を供給する材料供給路33と、
・回転軸保持部25の天端の片側を支持する支持管22と、
・多重管40の外管であって、回転軸保持部25の片側を支持する支持管41と、
・多重管40の内管であって、攪拌翼23を回転させるための縦向きのロッド43と、
・ロッド43等を介して攪拌翼23を回転駆動するオーガーモーター7を
有している。
グラブ27が開いた状態を図3(a)に示す。この状態では、ケーシング21の底部は開口している。そして、グラブ27が開いた状態から閉じるときの一連の動作を通じて、グラブ27の内側およびケーシング21内に海底の粘性土地盤を取り込むことができる。
グラブ27が閉じた状態を図3(b)に示す。この状態では、ケーシング21の底部は閉じて、該ケーシング21は密閉されている。ケーシング21内に粘性土を取り込んでからグラブ27を閉じた場合には、該ケーシング21は密閉されて、該粘性土はケーシング21内に閉じ込められることになる。
攪拌翼23は、ケーシング21内に取り込んだ粘性土と、ケーシング21内に投入した改質材を、攪拌混合する役割を担うものである。
・ケーシング21内で昇降可能に設けられた横向きの回転軸60と、
・等しい長さの中央翼軸63,63を具備するセンター翼部61cと、
・長軸翼部66と短軸翼部68を具備する長短組み合わせ翼部61a,61b,61d,61eを有している。
長短翼部61bの左隣に位置する長短翼部61aは、前述した役割のほか、長短翼部61bが左方向に移動した改質材や、センター翼部61cと長短翼部61bで細かく切り込まれた粘性土を、更に左方向に移動させてケーシング21の内壁まで行き渡らせる役割を担っている。
長短翼部61dの右隣に位置する長短翼部61eは、前述した役割のほか、長短翼部61dが右方向に移動した改質材や、センター翼部61cと長短翼部61dで細かく切り込まれた粘性土を、更に右方向に移動させてケーシング21の内壁まで行き渡らせる役割を担っている。
次に、上述した水底地盤改良装置5を用いた海底地盤改良工事の具体例について、図7に基づいて説明する。なお、次に述べる工程a~hは、図7(a)~(h)に対応している。
ケーシング21の先端のグラブ27を開口状態とし、材料供給路33を介して水底地盤改良装置のケーシング21内に圧縮空気を送り込んで、該ケーシング内の海水を排水し、ケーシング21内を空洞にする。すなわち、空気圧によりケーシング21内に海水の無い空間を確保する。以後、空気圧の作用によってケーシング21内に海水が流れ込まない状態が保持される。
水底地盤改良装置の先端、すなわちケーシング21先端のグラブ27を、海底の粘性土地盤(在来地盤)の天端に押し付ける。
そして、ケーシング21の先端にある油圧駆動式のグラブ27の開閉を繰り返し、粘性土地盤をケーシング21内に取り込む。
必要量の粘性土をケーシング21内に取り込んだら、該ケーシング先端のグラブ27を閉じる。これによりケーシング21が密閉され、ケーシング21内に取り込んだ粘性土がケーシング周囲の海水や粘性土から隔離される。
ケーシング21内の攪拌翼23を下降させ、ケーシング21内に取り込まれた粘性土を、攪拌翼23の回転によって解泥する。これにより、ケーシング21内の硬い粘性土が解きほぐされて、後の工程(工程g)で粘性土と改質材を均一に攪拌混合することが可能になる。
ケーシング21の先端(グラブ27)を閉じたままの状態で、所定量の改質材を材料供給路33を介してケーシング21内に投入する。改質材として例えば、粘性土と反応して硬化する材料を用いる。そのような材料の具体例としては、水和反応を生じさせる材料、例えばカルシア改質材が挙げられる。カルシア改質材は、鉄鋼スラグの一種である転炉系製鋼スラグを原料として成分管理と粒度調整した材料である。
ケーシング21内への改質材の投入後、ケーシング21内の攪拌翼23を回転させつつ、ケーシング21内で上下動させて、「ケーシング21内に取り込んだ粘性土」と「ケーシング21内に投入した改質材」とを攪拌混合する。これらをケーシング21内で攪拌混合することで「改質土」が製造される。
続いて、ケーシング21の先端(グラブ27)を開き、ケーシング21を上方に引き揚げながら充分に攪拌混合された改質土をケーシング21から落下させることによって排出して、当該改質土を元の場所(粘性土を取り込んだ場所)に埋め戻す。以上の手順を経て、粘性土からなる在来地盤が改質土に置き換わる。なお、ケーシング21からの改質土の排出において、グラブ27を開いた後の改質土の落ちが悪い場合や、改質土を強制的に排出したい場合などには、補助的にケーシング21内に圧縮空気を送ってもよい。また、攪拌翼23を回転せずに降下させて改質土をケーシング21から押し出してもよい。
3 リーダ
4 ワイヤーロープ
5 水底地盤改良装置
7 オーガーモーター
21 ケーシング
22 支持管
23 攪拌翼
25 回転軸保持部
27 グラブ
30 多重管
31 支持管(外管)
33 材料供給路(内管)
34 排出口
35 材料投入口
40 多重管
41 支持管(外管)
43 ロッド(内管)
51 ギアボックス
53 プーリー
54 プーリー
55 チェーン
60 回転軸
61a 長短組み合わせ翼部(長短翼部)
61b 長短組み合わせ翼部(長短翼部)
61c センター翼部
61d 長短組み合わせ翼部(長短翼部)
61e 長短組み合わせ翼部(長短翼部)
63 中央翼軸
64 左翼部
65 右翼部
66 長軸翼部
67 長い翼軸
68 短軸翼部
69 短い翼軸
Claims (9)
- 水底の在来地盤を内側に取り込むことが可能なケーシングと、
前記ケーシングの内側に向けて改質材を供給するための材料供給路と、
前記ケーシングの内側に取り込んだ前記在来地盤と前記改質材を攪拌混合するための攪拌翼と、を有しており、
前記攪拌翼は、
前記ケーシングの内側で前記材料供給路より下方において昇降可能に設けられ両端部が支持された横向きの回転軸と、
長さの異なる一対の翼軸を有する長短組み合わせ翼部であって、前記回転軸から略直立するように突出した長い翼軸の先端に設けられた長軸翼部と、前記回転軸の長い翼軸と対向する位置から略直立するように突出した短い翼軸の先端に設けられた短軸翼部とが組み合わされた長短組み合わせ翼部と、
を有することを特徴とする水底地盤改良装置。 - 前記攪拌翼は、更に、
前記回転軸の略中央から突出した長さが等しい一対の中央翼軸と、前記中央翼軸先端に設けられ、前記ケーシング内に供給された前記改質材を左右に移動させるセンター翼部を有し、
前記長短組み合わせ翼部は、前記センター翼部を挟んで前記回転軸の端部方向に位置するように設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の水底地盤改良装置。 - 前記長軸翼部と前記短軸翼部と前記センター翼部は湾曲した板状部材である、
ことを特徴とする請求項2に記載の水底地盤改良装置。 - 前記回転軸が周方向に1回転した際の前記長軸翼部による攪拌混合領域と、前記短軸翼部による攪拌混合領域が、重複しないように、前記長短組み合わせ翼部における前記長い翼軸と前記短い翼軸の軸長及び前記長軸翼部と前記短軸翼部の形状が構成されている、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の水底地盤改良装置。 - 前記センター翼部が、前記材料供給路の排出口の下に位置し、前記長軸翼部に接触しないように前記中央翼軸の軸長が設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の水底地盤改良装置。 - 前記長短組み合わせ翼部は、側面視で前後に位置する他の長短組み合わせ翼部または前記センター翼部に対して所定の角度差を付けて前記回転軸に設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の水底地盤改良装置。 - 前記長短組み合わせ翼部と前記センター翼部の前記板状部材の向きは、前記在来地盤と前記改質材を攪拌混合してなる改質土または前記在来地盤を、前記回転軸が周方向に回転するに伴い切り込んで、前記回転軸の両端部方向に略水平に押し出すように設けられている、
ことを特徴とする請求項3に記載の水底地盤改良装置。 - 前記水底地盤改良装置は、更に、
前記回転軸を回転可能に保持する回転軸保持部を有している、
ことを特徴とする請求項1に記載の水底地盤改良装置。 - 前記水底地盤改良装置は、更に、回転駆動装置によって横方向に回転可能に設けられた縦向きのロッドを有しており、
前記回転軸保持部は、前記縦向きのロッドの前記回転を前記攪拌翼による縦方向の回転に変化させるギアボックスを備えている、
ことを特徴とする請求項8に記載の水底地盤改良装置。
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JP2021169733A (ja) * | 2020-04-16 | 2021-10-28 | 株式会社フジタ | 撹拌装置 |
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- 2023-06-08 JP JP2023095132A patent/JP7349693B1/ja active Active
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