JPS589208B2 - 地盤改良用粉体注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 開示技術は地盤削孔内にセメント等の粉体を注入攪拌す
ることにより地盤改良を行う技術に属する。

而して、この出願の発明は回転軸が地盤中でその側延攪
拌翼にて地盤を切削攪拌すると共に該攪拌翼基部から攪
拌翼に沿ってセメント等の粉体を噴出させ地盤と攪拌さ
せながら凝固作用を行う様にした粉体注入装置に関する
ものであり、特に、回転軸側延の攪拌翼を一次攪拌翼と
二次攪拌翼との二重構造とし、該一次攪拌翼の上方突出
力バー翼に一体下接々合された二次攪拌翼を該一次攪拌
翼の前方突出攪拌翼本体にガス抜間隙を介して該攪拌翼
本体より短かく併設し、而して、該二次攪拌翼後部に臨
ましめた粉体噴射ノズルよりの粉体は地盤土壌と攪拌さ
れ、搬送ガスは二次攪拌翼先端から回行して前記カバー
翼の基部排風口より上方に抜ける様にし、又、確実に軸
設ガイドベーンに沿って上昇する様にした地盤改良用粉
体注入装置に係るものである。

周知の様に地盤改良工法は各種の建設工事に於で広く用
いられ、極めて重要であり、その方式は各種案出され使
用されて来ている。

而して、相当深度、超深度の地盤改良に於では薬剤注入
工法が最も広く採用され、そのうち注入、薬剤搬送のし
易さ等の点から薬液注入工法が広範に用いられて来てい
る。

さりながら、該種薬液注入工法に於では第１に地盤中の
亀裂等にも薬液が浸透し地下水を汚染したりする公害問
題のおそれがあり、又、ゲルタイム調整、当量送給もし
難い不都合さがある。

又、第２に地盤中には地下水、含水があるにもか＼わら
ず、薬液注入工法を行うことは、癩工条件によっては、
又、当量関係が悪ければ地下水枳態を増やす不具合があ
る。

これに対処するに地盤中にセメント等の粉体を地盤中に
噴出注入し、切削地盤及びその水分と共に攪拌混合する
粉体注入工法が案出採用される様になった。

而して、地盤切削攪拌する攪拌翼を有する回転軸中に注
入粉体を送給するには単なる粉体圧送では極めて無理で
あるため、通常はエア搬送等のガス輸送により粉体を送
給注入する手段がとられている。

ところが、回転軸内を均一粉体輸送されてもノズルから
噴出され攪拌翼にて含水地盤と攪拌するプロセスで搬送
エアが軸側にうまく逃げず、エア溜りが出来、周期的に
抜けるため結果的に粉体のムラ溜りが出来、従って、地
盤との混合部に均一さが出来ない欠点があった。

この出願の発明の目的は上記これまでの粉体注入の粉体
と搬送ガスとの非分離の問題点に鑑み、回転軸中を搬送
された粉体とガスが攪拌翼の部分で確実に分離され、ガ
スはスムースに軸側に沿って上昇逸散し、粉体のみ地盤
と均一に攪拌され、従って、地盤は粉体のメリットを生
かして確実に凝固される優れた地盤改良用粉体注入装置
を提供せんとするものである。

上記目的に沿うこの出願の発明の構成は回転軸を所定に
回転させながら削孔して地盤を切削攪拌し、その引揚プ
ロセスに於で回転によって側延攪拌翼により切削地盤を
攪拌させカバー翼と該カバー翼に下延する攪拌翼本体の
一次攪拌翼の後部に設けられ、且つ、該カバー翼から下
延する二次攪拌翼の後部から粉体をガス噴出させ粉体は
該一次攪拌翼と二次攪拌翼とにより攪拌され地盤とで混
合され、搬送ガスは該二次攪拌翼先端から迂回し一次、
二次攪拌翼間のガス抜間隙を通り前記カバー翼の排風口
から抜け、軸側に沿って上昇し、地盤中には粉体が地盤
と均一に混合され、ガスは地上に排気される様にしたこ
とを要旨とするものである。

？にこの出願の発明の１実症例を図面に基づいて説明す
れば以下の通りである。

１はこの出願の発明の要旨を成す地盤改良用粉体注入装
置であり、２は回転軸であって、その内部に粉体供給孔
３を有しており、図示しないロンドジョイントを介し地
上の所定スイーベルジョイントを介し駆動装置及びガス
輸送式粉体フイーダに接続されている。

而して、該回転軸２の下部には一対の粉体噴射ノズル４
，４が開口して設けられており、又、下端にはキャップ
５が取り外し可能に嵌着されている。

該回転軸２の下部両側には１８０°位相をずらして攪拌
翼６，６′が固定側延されており、該攪拌翼６，６′は
一次攪拌翼７、二次攪拌翼８から成っている。

該一次攪拌翼７は図示する様に上部の上方突出彎曲状の
カバー翼９とその回転方向前部から一体的に下延して前
方突出彎曲状であって、下縁に掘削歯列１０を有する攪
拌翼本体１１から成り、又、二次攪拌翼８は上記カバー
翼９に上端を一体溶接接合すると共に上記攪拌翼本体１
１に設定ガス抜間隙ｄを介して相似の前方突出彎曲状に
形成されその下縁に掘削歯列１２を形成されている。

そして、該二次攪拌翼８の側延長は一次攪拌翼７のそれ
より設定長ｌだけ短かく、従って、該一次攪拌翼のふと
ころに抱かれた姿ｉにされている。

又、前記粉体噴射ノズル４は上記二次攪拌翼８の後部に
や＼後向きに設けられている。

１３は排風口であり、前記カバー翼９の基部であって上
記ガス抜間隙ｄに連通して開口され軸側上方に向いて設
けられている。

そして、該排風口１３の前部であって回転軸２に沿って
ガイドベーン１４が側設上延している。

尚、１５は地盤であり、１６は攪拌地盤、１７は混合地
盤、１８は軸側削孔である。

上記構成に於で、施工に際し地上のシーベルジョイント
を介し、所定圧のエアのみを粉体供給孔３に送給して噴
射ノズル４に対する目詰りを防止する様にして駆動装置
により回転軸２を回転させ、ロツドジョイントを継ぎ足
しつゝ一、二次攪拌翼７，８の掘削歯列１０，１２を介
し地盤１４を所定に切削しながら設定深度まで削孔する
。

その間、地下水等のスライムは軸側削孔１８から上昇噴
出する様にされる。

而して、設定深度まで削孔が終了した後、地上のスイー
ベルジョイントを切換えて所定圧でのエア搬送によりセ
メント粉体を粉体供給孔３に圧送し、回転軸２を所定速
度で引き上げつ＼回転させる。

従って、攪拌地盤１６はー、二次攪拌翼７，８により再
攪拌を行われ、その間粉体噴射ノズル４からはエア搬送
セメント粉体１８が二次攪拌翼８の後部形成空間に向け
て噴出される。

当該プロセスに於で噴出されたエア搬送セメント粉体は
二次攪拌翼８の後部で攪拌地盤１６と攪拌混合されエア
はー、二次攪拌翼７，８の先端長差１部内の低圧、及び
、一次攪拌翼７背面の背圧に導出されて膨脹し、又、そ
の慣性力の小さ５のために矢印Ａの様に該二次攪拌翼８
先端を迂回して廻り込み、ガス抜間隙ｄを通り排風口１
３から上昇して連続排風負圧によりガイドベーン１４の
背部を通り軸側削孔１８を介して地上に排気される。

一方、噴射ノズル４から噴出したセメント粉体はその慣
性力の大きさのために迂回出来ず、矢印Ｂの様に直進し
攪拌ゾーンＣにて地盤１５に衝突し運動エネルギーを攪
拌エネルギーに変換され、前方突出状彎曲攪拌本体１１
による一次攪拌及び二次攪拌翼８による二次攪拌によっ
て攪拌地盤１６と攪拌混合され、該地盤中の含水とも混
合されて凝結反応を始め、混合地盤１７とされる。

この間、エアは前記の様に分離迂回されて排風されるの
でセメント粉体の攪拌地盤１５との攪拌混合に与らない
ため、気泡ブロックやエア溜りを形成せず、従って、セ
メント粉体は確実に地盤土壌と攪拌され、均一に分散混
合される。

尚、攪拌翼本体１１、二次攪拌翼８の彎曲形状、捩れ形
状、掘削歯列１０，１２の配列姿勢により攪拌地盤１６
、混合地盤１７の基部方向引寄せ作用を効果的に行う様
に出来る。

そして、ガイドベーン１４を設けない態様も可能である
。

又、この出願の発明の実施態様は上記実帷例に限るもの
でないことは勿論であり、例えば、上記攪拌翼６の一方
にのみ噴射ノズルを設けたが双方に設けても良く、更に
該攪拌翼は２本でなく３本にすることも出来、それも上
下に段差を設け、更に上下方向複段にすることも可能で
あり、そして、粉体噴射ノズル方向等について種々の設
計変更が可能である。

更に、粉体はセメントに限らず、生石灰等の粉体等種々
のものが使用可能であることも勿論である。

上記の様にこの出願の発明によれば、地盤改良用粉体注
入装置に於で、回転軸内に粉体供紬孔を設けると共に軸
側に攪拌翼を延設し、而して該攪拌翼を一次、二次攪拌
翼の二重構造となし、一次攪拌翼の上方突出彎曲状カバ
ー翼に下接一体下延する前方突出彎曲状二次攪拌翼をし
て該カバー翼の前部に一体下延する前方突出彎曲状攪拌
翼本体とガス抜間隙を介して設けられ、該二次攪拌翼後
部に臨ませて粉体噴出ノズルを臨ませ、カバー翼の基部
の一次、二次攪拌翼間のガス抜間隙に臨ませて排風口を
設けたことにより、基本的に上記粉体噴出ノズルからガ
ス搬送された粉体は上記二次攪拌翼後部で前進され二次
攪拌翼先部で膨脹し、ガスは膨脹すると共に二次攪拌翼
の背部の背圧部、低圧部にその慣性力の小さな物理性を
介して迂回され、慣性力が大きく直進する粉体と分離し
、ガス抜間隙を介し上記排風口から軸側削孔を通り排気
されることになり、従って、粉体はガス溜りなく粉体の
み攪拌地盤と確実、且つ、均一に攪拌混合され、地盤中
の水分と反応して均一に凝固作用を促進させることが出
来る優れた効果がある。

そのため、地盤中に形成される坑、止氷壁等は全域にわ
たり、凝固され、弱所はなく、又、薬液注入工法の場合
の様に水分増加、地下水汚染等のない粉体注入工法本来
の優れたメリットを向上させることが出来る効果もある
。

而して、軸側にガイドベーンを設けたことによりエア等
のガスは該ガイドベーンの背部からスムースに上昇排出
され、吸引負圧を形成し噴出粉体からの分離を容易にす
ることが出来る効果もある。

又、攪拌翼は一次、二次攪拌翼による二重構造とした＼
めに上記固気分離作用に加えて、掘削、攪拌作用も効果
的に行え、しかも、剛姓も増し、強度的にも補強される
効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の１実椎例を示すものであり、第
１図は斜視説明図、第２図は側面説明図、第３図は部分
切截断面平面透視説明図、第４図は作用説明図である。 ３・・・・・・粉体供給孔、２・・・・・・回転軸、６
・・曲攪拌翼、４・・・・・・噴射ノズル、１・・・・
・・注入装置、９・・・・・・カバー翼、１１・・・・
・・攪拌翼本体、γ・川・・一次攪拌翼、ｄ・・・・・
・ガイド間隙、８・・・・・・二次攪拌翼、１３・・・
・・・排風口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉体供給孔を貫通する回転軸が軸側に攪拌翼を固定
   延長すると共に該攪拌翼方向に対する粉体噴射ノズルを
   有している粉体注入装置において、上記軸側延設攪拌翼
   が上方突出彎曲状のカバ一翼及び該カバー翼の前部に連
   続して一体の前方突出彎曲状の攪拌翼本体の一次攪拌翼
   と上記カバー翼に上端を一体接合され上記攪拌翼本体に
   ガス抜間隙を介して下延する該一次攪拌翼よりも短い前
   方突出彎曲状の二次攪拌翼とから成り、而して上記カバ
   ー翼はその基部にて上記ガス抜間隙に接続する排風口が
   穿設され、一方前記粉体供給孔は上記二次攪拌翼の後部
   に開口する噴射ノズルを有していることを特徴とする地
   盤改良用粉体注入装置。 ２ 粉体供給孔を貫通する回転軸が軸側に攪拌翼を固定
   延長すると共に該攪拌翼方向に対する粉体噴射ノズルを
   有している粉体注入装置において、上記軸側延設攪拌翼
   が上方突出彎曲状のカバー翼及び該カバー翼の前部に連
   続して一体の前方突出彎曲状の攪拌翼本体の一次攪拌翼
   と上記カバー翼に上端を一体接合され上記攪拌翼本体に
   ガス抜間隙を介して下延する該一次攪拌翼よりも短い前
   方突出彎曲状の二次攪拌翼とから成り、而して上記カバ
   ー翼はその基４部にて上記ガス抜間隙に接続する排風口
   を穿設され、該排風口の前部であって軸心に沿って軸側
   にガイドベーンが上延付設され、一方前記粉体供給孔は
   上記二次攪拌翼の後部に開口する噴射ノズルを有してい
   ることを特徴とする地盤改良用粉体注入装置。