JPS6145022A - 安定化された圧縮土壌柱を形成する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安定化された緻密な土壌の柱（ｃｏｌｕｍｎ）
をその場で形成する方法と装置に関する。

基礎、堰堤、斜面等を形成するためζこ、安定化した土
壌柱をその場で形成することによって、劣悪なゆるい地
盤の安定性即ち保持能力を改良することは知られている
。

安定化された土壌柱は、所望の結果に従って、壁、突出
部、格子状構造、ブロック等を形成するように配列され
、また組合せられる。しかし、基本構成要素の柱は一般
ｌこその場に存在する土壌の円柱の形で、その土壌力学
的性質が添加材料によって改良される。

簡単にいうと、−火柱が地盤に回転掘穿具（ドリル）で
進入することによって形成される。ドリルは土壌をほぐ
し、中空の駆動シャフトで乾式才たは湿式法によって導
入される添加物と混合させる。所望の深さｌこドリルが
到達すると、ドリルは脱去される。

その場合の土壌と混合される添加材料は一般−こ凝固土
壌層の形成を導く硬化作用を起す結合剤であり、その強
さは土壌の性質さ、混入される結合剤の量と性質と、こ
のようにして造り出された混合物の均質性と緻密性の程
度に依存する８当面する結合剤と土壌に対して、得られ
る結果の質を決宇する二つの特徴的要因は、それ故、そ
の混合物の均質性と緻密性である。

希求するある程度の均質性を得るために従来技術の種々
の方法と装置を使用することは可能であるか、その場で
形成された混合物を再圧縮する問題はどのようにも解決
されていない。

結合剤が処理される土壌塊中に適切（こ分散されるため
ｉこは、土壌を形成する粒子間に存在する結合を可及的
に破壊し、土壌と混合結合剤の間の混合を完全に達成す
るためをこ、はぐし工具で完全に再処理されねばならぬ
。得られた最終混合物の構造（組織）は一般ζこ処女土
壌の構造よりもゆるく、処女土壌のほぐし工具による破
壊が体積の増加を起す。処理された土壌のこの緻密性の
減少は結合遍の１−に由来する強化効果を減少させふ傾
向を有する。

本発明の目的は、土壌と結合剤の混合物のより良好な均
質性を確保しながら、該混合物をその場で再圧縮し、そ
れによって、そのようにして形成された安定化された土
壌柱の機械的性質を相当に改良することである。

より具体的に言えば、本発明は、安定化し、圧縮された
土壌の一次柱をその場で形成する方法であって、土壌を
ほぐし、それを添加物と混合する回転掘穿工具（ドリル
）で地盤に進入することからなる第一工程と、地盤から
工具を抜去し、その際に、第一工程時（こ工具によって
ほぐされた土壌の少くとも一部に上昇運動を付与し、ま
た添加物と混合された、はぐされた土壌に下降運動を与
える第二工程からなり、第二工程中で工具の運動は土壌
を圧縮する。

本発明はまた本発明の方法を実施するための装置に関す
る。この装置は二つの反対のピッチをもつ平行のオーガ
ー（ねじ錐）管反対の方向に回転駆動する少くとも２本
の軸を有し、各オーガーは駆動軸の反対端にほぐしドリ
ルヘッドを有し、二つのオーガー軸間距離はオーガーの
直径より小さく、オーガーのシャフトとシャンクは添加
物の供給源に連結される中空腔を有し、該中空腔に連通
ずる少くとも１個のオリフィスが添加物を放出し、はぐ
した土壌と混合するように各オーガーのシャンクに設け
られている。

本発明の方法が上述の特別の装置を用いて実施される時
、次の効果が得られる。

第一の掘穿混合工程の間に、局部的に存在する土壌は、
ドリルヘッドによってほぐされ、本発明による装置によ
って上昇搬送され、それによってドリルヘッドそれ自身
に負うほぐし効果が達成され、従って乾式または湿式で
、土壌塊中に加えられる添加物ないし結合剤のよりよい
分散が確保される。はぐされた土壌は本発明の装置が地
磐中に進中するにつれて装置の全体を通って行く。はぐ
し作用による体積の増加にかんがみ、膨張効果が生じ、
それは添加物の添加ζこよって助長され、このようにし
て均一化され添加物と混合された土壌の多少とも大量の
部分が地表、即ち土柱の頂上へ運び出される。必要なら
ば、第一工程は１回ないし数回繰り返される。

第二の圧縮工程の間、一旦目的の深さに到達すれば、オ
ーガー要素の回転方向は反転される。それによって本発
明の装置が按去される時に物質の運動を反転する。かく
て相補的な均質化作用に加えて、土壌と添加物の混合物
の連続再圧縮がこの地表への再上昇の全期間中に、この
装置によって達成される。この圧縮工程中に、掘穿工程
中に抽出された土壌の一部が掘穿された柱腔のなかに再
導入される。再圧縮効果の結果として、通常、掘穿され
た柱腔を完全に狸めるために追加物を加える必要かある
。

本発明の方法は固い地盤（礫土、粘土等）にもゆるい地
盤（砂、小石等）ｌこも適用できる。

本発明は添付図面を参照した次の説明によって一層明瞭
になるであろう。

上述の安定化された圧縮された土壌柱を形成するために
使用される編１．２図に示す装置は、次の要素からなっ
ている。

２本の平行シャフト１は、各々中空腔１ａを備え、反対
のピッチで反対の方向に回転する二つの輝線（ヘリクス
）のオーガー２を備えている。各オーガーはその自由端
に、地盤のタイプによって選択されるほぐしドリルヘッ
ド３を有している。

これは例えば図示されるように、輝線（ヘリクス）形の
ヘッドでもよく、あるいはナイフでもよい。

両オーガーの軸間距離Ｘはオーガーの直径より小さく、
二つのオーガーの回転は互に有効に係合し、二つのオー
ガーによって、はぐされた土ＩＩ４の強制された運動即
ち流れを起す。各オーガーのシャンク５も中空腔５ａを
有し、これは対応する駆動シャフトの中空腔に連通し、
それによって、添加物ないし結合剤の搬送を可能にし、
後者は各オーガーのシャンクに設けられたオリフィス６
に下降し、はぐされた土壌と完全に混合される。

オーガーの長さは形成されるべき柱の深さによって選択
される。一般に柱の長さの１／４ないし１／２であるが
、ある場合には柱と同じ長さまで増加させられる。

オーガーは連続的輝線（ヘリクス）プロフィルの替りに
、不連続、即ち、間隔をおいた複数個のヘリクスが位置
していてもよい。

形成されるべき土壌柱の深さに従って、いくつかの保持
具７が、２本のシャフトとオーガーを平行に保つために
、それにそって間隔をおいて設けられる。

これらの保持具は、必要ならば、連続した中空ビームで
置き替えることができ、これは添加物ないし結合剤をオ
ーガーの先端まで搬送するのに使用される。

２本の駆動シャフト１は減速／反転用ギヤー装置８に装
架され、後者はモーター９に連結され、これはシャフト
ならびにオーガーを反対の方向に同じスピードで回転さ
せる。このギヤー／モーター組立体８．９は、形成され
るべき土壌柱と同一線上に地表に据えつけられる図示さ
れない掘穿機械に長さ方向に動くことのできるスライド
か、または中継手段によって担持されてもよい。変法と
して、それはホイスト（クレーンまたは類似の装置）の
シブから懸垂されてもよい。

安定化された土壌の圧縮された柱の形成操作は次の通り
である。

選定された位置に一致して据えつけられた相持器具によ
って、シャフトとオーガーは、オーガーを地磐中にねじ
込むのに相当する方向に回転させられる（第１，３図）
。侵入速度は土壌をほぐす効果を最良にするようＣど制
御される。添加されるべき材料ないし結合剤は掘穿操作
中いつ導入してもよい。湿式法の場合、地表に位置する
ポンプで駆動シャフトの先嬬に装架された回転ヘッド１
０を経て注入される。乾式法では、圧縮空気によって同
じく回転ヘッドを経て強制的に搬入される。

一旦９ｒ望の深さに到達すれば、シャフトとオーガーの
回転は反転され、本発明の装置は連続的に抜去される（
第２，４図）。オーガーの直接的機械作用が装置をそれ
自身上昇させようとする。この上昇運動を制限シフ、装
置に制御された圧力を加えることによって、土壌と添加
剤の混合物を再圧縮することができる。添加剤の注入は
、必要ならば、この再圧縮の工程中継続してもよい。掘
穿工程の間に地表にもたらされた土壌はまた土壌柱中に
もどされる。追加材の補充が穴を埋めるのに通常必要で
ある。

オーガーの中空腔は独立の導管であり、所望ならば、中
空腔の一つから、他の中空腔から供給する材料と別の材
料を供給し、その場で両者ならびＣ−土壌が混合するよ
うにしてもよいことに注目されるべきである。

本発明の結果として、再圧縮操作なしに、従来の方法で
得られた土壌柱よりはるかに優れた機械的性質を有する
安定化された圧縮された土壌柱を得ることができる。

本発明の方法と装置の特に興味ある応用は、鉄道床の安
定化である。

ここに記載された態様は単に実施例であって、均等技術
による置換によって、本発明の技術範囲を逸脱すること
なく改変できることは自明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の第一様相中における本発明の装
置の使用を示す図式的立面断面図である。 第２図は、本発明の第二様相中の第１図と同様の図であ
る。 第３．４図は、本発明の装置のオーガー要素の、本発明
方法のそれぞれ第一様相と第二様相中壷こおける回転の
方法を示す図式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、安定化され圧縮された土壌の一次柱をその場で形成
   する方法であって、 土壌をほぐし、それに添加物を混合する回転掘穿（ドリ
   ル）工具を地磐中に侵入させ、その間に掘穿工具によっ
   てほぐされた土壌の少なくともある部分に上昇運動を付
   与することからなる第一工程と、 掘穿工具を地磐から脱去し、その間に添加物と混合され
   たほぐされた土壌に下降運動を付与し、その間に掘穿工
   具を通じて制御された圧縮力を加えることにより該下降
   運動が土壌を圧縮することからなる第二工程 からなる方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、第一
   工程程度の掘穿混合操作が少くとも１回繰り返される方
   法。 ３、少くとも２本の平行のオーガーを回転駆動する平行
   シャフトあって、各オーガー駆動シャフトの反対端にほ
   ぐしドリルヘッドを有し、オーガーの軸間距離がオーガ
   ーの直径より小さく、オーガーのシャフトとシャンクが
   土壌への添加剤の供給源に連通する中空腔を有し、各オ
   ーガーのシャンクに前記中空腔に連通する少くとも１個
   のオリフィスが設けられて添加剤が放出されほぐされた
   土壌と混合されるようになっており、オーガーが逆のピ
   ッチを有し逆の方向に回転させられ、さらにオーガーの
   回転方向を反転させる手段を有するものからなる安定化
   された圧縮土壌柱を形成する装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の方法であって、ドリ
   ルヘッドがヘリクス螺線状である装置。 ５、特許請求の範囲第３項に記載の装置であって、シャ
   フトとオーガーが保持具によって平行に保たれている装
   置。 ６、特許請求の範囲第３項に記載の装置であって、それ
   ぞれオーガーのシャフトの中空腔が異なった添加剤の供
   給源に連通している装置。