JPH05125720A - ソイル固結体の造成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削地盤が一様の土質でなく、掘削混練翼の
昇降速度を変化させなくてはならない場合に於いても、
掘削土砂に対する硬化材の量を適正に保つことが可能で
あり、したがって良品質のソイル固結体を造成すること
ができ、又施工時の機器の調整について、自動的に制御
することを容易にして手操作から解放されるようにした
ソイル固結体の造成方法を提供すること。 【構成】 掘削混練機１により地盤を掘削し、掘削孔内
に硬化材を吐出し混練するに当り、対象地盤を深度方向
に複数区分に分割し、その区分毎に掘削混練機１の最適
掘進速度を設定し、且つその区分毎の単位掘進長当りの
硬化材の最適注入量に基づいて最適掘進速度に対する硬
化材圧送用グラウトポンプ３からの単位時間当りの硬化
材圧送量を設定し、設定にしたがって掘削混練機１と硬
化材圧送用グラウトポンプ３を運転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として地下止水壁の
造成や地盤改良に利用されるソイル固結体の造成方法、
特に少なくとも先端部付近にスラリー状硬化材の吐出口
が開口され掘削混練翼が取付けられた単数又は複数の回
転軸を有する掘削混練機を使用するソイル固結体の造成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも先端部付近にスラリー状硬化
材の吐出口が開口され掘削混練翼が取付けられた単数又
は複数の回転軸を有する掘削混練機によって、地盤を掘
削し、掘削孔内に硬化材を吐出し掘削土砂と硬化材とを
回転軸を正逆回転させる事によって混練するソイル固結
体の造成方法は、地下止水壁の造成や地盤改良等で従来
行われている事柄である。このようなソイル固結体の造
成方法に於ては、掘削混練機の掘削土砂に対して適切な
量の硬化材を混合攪拌することが最適であることは当然
であり、従来の方法によれば、オペレータが個々の表示
装置に表示される施工深度、掘削混練翼の昇降速度、掘
削混練機の電流及び電力、回転軸の吊り荷重、スラリー
状硬化材の単位時間当りの圧送量等を目視により確認
し、掘削混練翼の昇降速度やスラリー状硬化材の圧送量
等の調整を行っている。しかしながらこのように手操作
で調整を行うことは、操作遅れの発生や、見落し勘違い
による誤操作を生じることが多く、適正注入量の確保が
困難である。又、掘削混練翼の昇降速度は地盤の状況に
より変動するのするので、硬化材の圧送速度の変化が後
追いとなり、掘削土砂に対する硬化材の適正な注入量を
確保することは極めて困難であった。そのため昇降速度
に変動があってもソイル固結体の所要強度を確保するた
めに、硬化材の量を割増しして注入することになり、そ
れ故硬化材の使用量が増加し不経済であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を克服するために開発されたものであって、掘
削地盤が一様の土質でなく、掘削混練翼の昇降速度を変
化させなくてはならない場合に於いても、掘削土砂に対
する硬化材の量を適正に保つことが可能であり、したが
って良品質のソイル固結体を造成することができ、又施
工時の機器の調整について、自動的に制御する事を容易
にして手操作から解放されるようにしたソイル固結体の
造成方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のソイル固結体の
造成方法は、少なくとも先端部付近にスラリー状硬化材
の吐出口が開口され掘削混練翼が取付けられた単数又は
複数の回転軸を有する掘削混練機により地盤を掘削し、
掘削孔内に硬化材を吐出し掘削土砂と硬化材とを混練す
るソイル固結体の造成方法に於て、対象地盤の土質調査
結果から事前に得られた深度方向の土質及びその厚さと
硬さに基づいて、深度方向に複数区分の分割を行い、そ
の区分毎に掘削攪拌機の最適掘進速度を設定すると共
に、その区分毎の単位掘進長当りの硬化材の最適注入量
に基づいて最適掘進速度に対する硬化材圧送用グラウト
ポンプからの単位時間当りの硬化材圧送量を設定し、該
硬化材圧送量の設定に当り、掘削速度の各区分の設定値
から次区分の設定値への変更に対する硬化材圧送量の変
更に際して、硬化材圧送用グラウトポンプから前記吐出
口に至る硬化材供給経路の距離等の硬化材吐出量変更の
遅れを発生する要因を設定条件として加えることによ
り、次区分の硬化材吐出量が当初から最適注入量を得る
ように硬化材圧送量の変更を掘進速度の変更より早める
設定をなし、これらの設定にしたがって掘削混練機の掘
進混練及び硬化材の圧送を行うことを特徴とするもので
ある。

【０００５】

【作用】本発明は、先ず対象地盤の土質調査から事前に
得られた深度方向の土質及びその厚さと硬さに基づいて
深度方向に複数の区分分割を行うことに始るが、後述す
るソイル固結体を造成する為の掘削攪拌機の掘進速度や
硬化材の吐出について均一な処理が可能な範囲毎に区分
を分割する。次に分割した区分毎に掘削攪拌機の最適掘
進速度を設定するが、対象地盤の土質及びその硬さに対
する掘削混練機の最適掘進速度については予め調査して
あるので、所定の最適な掘進速度を設定することができ
る。更に、前記最適掘進速度に対する硬化材圧送用グラ
ウトポンプからの単位時間当りの硬化材圧送量を設定す
るが、これも特定土質及びその硬さの土砂に対して所定
品質のソイル固結体を造成するための硬化材の最適注入
量については予め調査してあるので、最適注入量を得る
ための単位時間当りの硬化材圧送量を設定することがで
きる。区分の分割を行うことにより、対象地盤の土質や
硬度等が深度により変化する場合にも、予め適切な掘進
速度とそれに伴う単位時間当りの硬化材圧送量を区分に
相応した設定条件で設定できると共に、地盤の分割した
範囲内で一定の値で設定できるのでその設定が容易であ
る。又これらの設定に従って掘削混練機の昇降及び硬化
材の圧送を行うが、設定のみならず、施工段階でも掘削
混練機や硬化材圧送用グラウトポンプの運転に於て運転
の変動を最小限にする事ができるからそれらの制御も容
易となる。

【０００６】更に本発明では、区分の境界点に於いて掘
削速度が変更される際に、同時に硬化材の吐出量も変更
されて適正な硬化材注入量を得るように、前記単位時間
当りの硬化材圧送量の設定にあたり、掘削速度の各区分
の設定値から次区分の設定値への変更に対する硬化材圧
送量の変更に際して、硬化材圧送用グラウトポンプから
掘削混練機の回転軸先端部付近の吐出口に至る硬化材供
給経路の距離等の硬化材吐出量変更の遅れを発生する要
因を設定条件として加えることにより、硬化材圧送量の
変更を掘進速度の変更より早める設定をしているので、
その区分境界に於てソイル固結体に、硬化材不足による
強度不足の発生、硬化材過剰による強度むらの発生や不
経済性等の欠点を排除しその連続性を保つようにされて
いる。前記した区分分割、掘進速度及び硬化材圧送量の
設定を行うことにより、本発明のソイル固結体造成方法
では、その施工時に掘削混練機の昇降操作や単位時間当
りの硬化材圧送量の制御を自動的に行う事が可能とな
り、手操作から解放される。

【０００７】

【実施例】本発明の詳細な特徴について、添付図面に記
載された実施例により説明する。図１は、本発明にかか
るソイル固結体の造成方法についての一実施例で使用さ
れる装置類の構成図であって、図中、１は掘削混練機で
あり、２はスラリー状硬化材を掘削混練機１に供給する
ためのスラリープラントである。スラリープラント２に
は、セメントスラリー等のスラリー状硬化材を圧送する
ためのグラウトポンプ３が設置されており、グラウトポ
ンプ３から圧送されたスラリー状硬化材は、硬化材供給
ホース４により掘削混練機１に供給される。図中２４は
スラリー状硬化材を製造するためのプラント内アジテー
タである。攪拌混練機１には、電動機５によって正逆に
回転する１本又は複数本、本実施例においては３本の回
転軸６がリーダ２６に沿って昇降自在に立設され、左右
端の回転軸６には、その先端部付近にスラリープラント
２から供給されたスラリー状硬化材を掘削土砂中に吐出
するための吐出口を有する掘削ヘッド９を備え、又軸に
沿って螺旋状の移動翼８及びプロペラ状の混練翼７が設
けられている。

【０００８】運転時の各種データを採取するために各種
の検知手段が使用されている。掘削混練機１には、回転
軸６のリーダ２６に深度計１０及び荷重計１１が設けら
れ、掘削ヘッド９の深度及び回転軸６の荷重を測定でき
るようにされている。回転軸駆動用の電動機５のために
掘削混練機１上に備えられた配電盤１２には電流計１３
及び電力計１４が設けられている。又左右端の回転軸６
にスラリー状硬化材を供給するための硬化材供給ホース
４，４の回転軸６に至る途中にはそれぞれ硬化材の流量
を計測する左右の流量計１５，１５が設置されている。
次に、制御部１６は、図２に示されるように、前記各検
知手段と接続されると共に、表示及び設定操作部１７、
記録及び読取り部１８、回転軸６の昇降操作信号用出力
端子、及びスラリープラント２に設置されたグラウトポ
ンプ制御部２０に接続される出力端子及び該出力を記録
するレコーダ（アナログ記録計）１９とに接続されてい
る。表示及び設定操作部１７では、予め行った土質調査
結果から、事前に深度方向について土質及びその厚さ及
び硬さに応じて均一の処理を行うことの出来る範囲を区
分する区分分割に基づき、その区分毎に掘削混練機の最
適掘進速度及び昇降速度を設定する。記録及び読取り部
１８には、前記検知手段の記録、設定の記録を行うため
にＬＳＩカード２１及びプリンタ２２が設けられる。

【０００９】スラリープラント２には、制御部１６から
信号線２５を経由して現在深度と区間深度毎に設定され
た単位時間当りの硬化材圧送量信号を受信し、受信内容
を表示し、受信した圧送量信号によりグラウトポンプ３
の圧送量を制御するグラウトポンプ制御部２０が設けら
れ、グラウトポンプ制御部２０受信内容が電気的に妥当
か否か、硬化材圧送が受信した圧送量信号によるのか手
動調節によるのか、プラント内アジテータ２４が空にな
っていないかどうか等を離れた地点から識別できる状況
表示部２３が接続されている。スラリー状硬化材の単位
時間当りの圧送量は、単位掘進長当りの最適注入量に基
づいて、自動的に変化し得るように設定しておく。尚区
分の境界点に於いて掘削速度が変化する際に同時に硬化
材の吐出量も変化して適正な硬化材注入量を得るよう
に、単位時間当りの硬化材圧送量の設定に当り、硬化材
圧送用グラウトポンプ３から掘削混練機１の回転軸先端
部付近の吐出口までの硬化材供給ホース４の長さを含む
硬化材供給経路の距離をはじめ、硬化材圧送用グラウト
ポンプ３の吐出量変更に伴う定常状態到達時間や、信号
線２５を経由して間欠的に送信される硬化材圧送量信号
の送信タイムラグ等の硬化材吐出量変更の遅れを発生す
る要因を設定条件として加えることにより、硬化材圧送
量の変更を掘進速度の変更より１０数秒乃至数分早める
設定がなされる。

【００１０】施工時に於いて、制御部１６は、事前に設
定された昇降速度により掘削混練機１の回転軸６の運転
を司る。そして地盤条件の変化等の理由により、掘削混
練機１の運転状態の上限又は下限に適合しない事態に遭
遇した場合には、制御部１６から警報を発生し、修正操
作により適合する範囲内に戻った場合には警報発生を解
除する。硬化材の圧送に関しては、事前に設定されたグ
ラウトポンプ３の単位時間当りの圧送量に対して、制御
部１６は、前記各検知手段により得られる検出値を演算
処理し、圧送量を自動的に修正する。又、機器の運転に
修正作業が必要な場合にも、集中してアナログ表示及び
デジタル表示される現在深度、昇降速度、単位時間当り
の吐出量、電流及び電力によって、分割した区間、設定
速度、設定圧送量に対応する掘削混合攪拌状況を無理な
く把握できることから、オペレータは迅速に修正作業を
行うことができる。更に、記録及び読取り部１８により
記録される内容を、パーソナルコンピュータ等に読みだ
し、加工処理することにより、施工機械の効率をより発
揮できる設定を容易に知ることができ、設定を修正した
結果をＬＳＩカード２１を介して制御部１６に読込ませ
ることにより、掘削攪拌状況の変化を迅速に次の掘削攪
拌工程の新たな設定として反映することができる。

【００１１】

【発明の効果】本発明の効果を要約すれば、次の通りで
ある。 Ａ．本発明によれば、対象地盤の土質調査から事前に得
られた深度方向の土質及びその厚さと硬さに基づいて深
度方向に複数の区分分割を行い、その区分毎に対象の土
質及びその硬さに対して掘削混練機の最適な掘進速度を
設定し、又その区分毎の単位掘進長当りの硬化材の最適
注入量に基づいて最適掘進速度に対する硬化材圧送用グ
ラウトポンプからの単位時間当りの硬化材圧送量を設定
することになるから、対象とする地盤の土質や硬度等が
深度により変化する場合にも、予め適切な掘進速度とそ
れに伴う単位時間当りの硬化材圧送量を区分に相応した
設定条件で設定出来ると共に、地盤の分割した範囲内で
一定の値で設定できるので、その設定が容易となると共
に、施工段階でも掘削混練機や硬化材圧送用グラウトポ
ンプの運転の変動を最小限にする事ができるからそれら
の制御も容易となる。 Ｂ．本発明では、区分の境界点に於いて掘削速度が変更
される際に、同時に硬化材の吐出量も変更されて適正な
硬化材注入量を得るように、前記単位時間当りの硬化材
圧送量の設定に当り、掘削速度の各区分の設定値から次
区分の設定値への変更に対する硬化材圧送量の変更に際
して、硬化材圧送用グラウトポンプから掘削攪拌機の回
転軸先端付近の吐出口に至る硬化材供給経路の距離等の
硬化材吐出量変更の遅れを発生する要因を設定条件とし
て加えることにより、硬化材圧送量の変更を掘進速度の
変更より早める設定をしているので、その区分境界に於
てソイル固結体に、硬化材不足による強度不足の発生、
硬化材過剰による強度むらの発生や不経済性等の欠点を
排除しその連続性を保つことになる。 Ｃ．前記した区分分割、掘進速度及び硬化材圧送量の設
定を行うことにより、本発明のソイル固結体造成方法で
は、その施工時に、掘削混練機の回転軸の昇降操作や単
位時間当りの硬化材圧送量の制御を自動的に行う事が可
能となり、手操作から解放される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソイル固結体の造成方法の実施例を説
明するための構成図である。

【図２】同様に、実施例で使用される制御部の構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 掘削混練機 ３ グラウトポ
ンプ ６ 回転軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも先端部付近にスラリー状硬化
   材の吐出口が開口され掘削混練翼が取付けられた単数又
   は複数の回転軸を有する掘削混練機により地盤を掘削
   し、掘削孔内に硬化材を吐出し掘削土砂と硬化材とを混
   練するソイル固結体の造成方法に於て、対象地盤の土質
   調査結果から事前に得られた深度方向の土質及びその厚
   さと硬さに基づいて、深度方向に複数区分の分割を行
   い、その区分毎に掘削攪拌機の最適掘進速度を設定する
   と共に、その区分毎の単位掘進長当りの硬化材の最適注
   入量に基づいて最適掘進速度に対する硬化材圧送用グラ
   ウトポンプからの単位時間当りの硬化材圧送量を設定
   し、該硬化材圧送量の設定に当り、掘削速度の各区分の
   設定値から次区分の設定値への変更に対する硬化材圧送
   量の変更に際して、硬化材圧送用グラウトポンプから前
   記吐出口に至る硬化材供給経路の距離等の硬化材吐出量
   変更の遅れを発生する要因を設定条件として加えること
   により、次区分の硬化材吐出量が当初から最適注入量を
   得るように硬化材圧送量の変更を掘進速度の変更より早
   める設定をなし、これらの設定にしたがって掘削混練機
   の掘進混練及び硬化材の圧送を行うことを特徴とするソ
   イル固結体の造成方法。