JPH0223631Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は改良地盤の軟弱な土砂中にセメントス
ラリーを吐出撹拌して地盤改良を行なう深層混合
処理装置に関するものである。

（従来の技術） この種の深層混合処理装置は、従来、第３図お
よび第４図に示される如く構成されるのが一般的
であつた。ここで、第３図はその一部省略縦断面
図であり、第４図は底面図である。これら両図面
に於て、２がその深層混合処理装置であつて、本
体鋼管３，撹拌軸４，接続ケーシング５，減速機
６等を備えている。前記本体鋼管３は前記接続ケ
ーシング５に垂下する如く固着されており、その
先端部は円錐状に形成されている。この本体鋼管
３の周囲にはこれに平行して前記撹拌軸４が４本
配置されている。この撹拌軸４は夫々が前記本体
鋼管３に取付けられた軸受７によつて回転自在に
支持されており、この撹拌軸４の先端部も前記本
体鋼管３の先端部と同様円錐状に形成されてい
る。この撹拌軸４の先端部近傍には、スラリー吐
出口８があけられており、このスラリー吐出口８
の周辺部には複数の撹拌翼９が取付けられてい
る。この撹拌軸４は前記減速機６を介して回転駆
動される。

このように構成された従来の作業船で吊下して
いる深層混合処理装置２を改良すべき海底面１０
まで降下させる。撹拌軸４の先端が海底面１０に
達すると、この撹拌軸４を回転させながら海底の
土砂１１内に貫入してゆく。これと同時にスラリ
ー吐出口８よりセメントスラリーを吐出し、撹拌
翼９の回転によつて海底の土砂１１中にセメント
スラリーを撹拌混合する。深層混合処理装置２は
このようにしてセメントスラリーを土砂１１中に
混入しながら所定の深度まで撹拌軸４を貫入させ
た後、引き上げられる。これによつて当該海底の
土砂１１にはセメントスラリーが混入され、時間
の経過によつて固化して地盤が改良される。この
時、本体鋼管３は軸受７を介して撹拌軸４を回転
自在に支持して、海底の土砂１１中へ貫入する際
の撹拌軸４の水平方向への変位を抑制する作用を
している。

（考案が解決しようとする問題点） このような従来の深層混合処理装置２は、海底
土砂１１にセメントスラリーを混入する際、各撹
拌軸４および本体鋼管３が海底の土砂１１の中に
貫入されることになる。従つて、これら撹拌軸４
および本体鋼管３によつて排除される未改良土砂
１２の量は第３図に示すように非常に多く、前述
の貫入吐出による地盤改良を行なつた場合には、
セメントスラリーを混入した土砂をも大量に排除
してしまうため、深層混合処理装置２を引き上げ
た後に、セメントスラリーが混入されていない未
改良土砂１２が予定出来形部分に混入することが
あり、地盤を充分に改良しきれない欠点を有する
ものであつた。

本考案はこの点に着目してなされたもので、貫
入時に排除される土砂量を極力少なくすること
で、深層混合処理装置引き上げ後に未改良土砂が
予定出来形部分に混入することを防止し、確実な
地盤改良が可能な深層混合処理装置を提供せんと
するものである。

（問題を解決するための手段） そのために、本考案においては、接続ケーシン
グに、先端部近傍にスラリー吐出口と複数の撹拌
翼を備えた複数本の撹拌軸と、この撹拌軸を軸受
けを介して回転自在に支持する本体鋼管を取付
け、前記撹拌軸を減速機を介して回転駆動させな
がら改良地盤中へ貫入させ、前記スラリー吐出口
から吐出されるセメントスラリーを改良地盤の土
砂中に混入して地盤改良を行う深層混合処理装置
を、前記本体鋼管の上下を開口するとともに、前
記本体鋼管の中に所定の重量を有するピストンを
摺動自在に装着して構成している。

又、前記ピストンを上下のピストンラバーの間
をユニバーサルジヨイントによつて係合して、前
記深層混合処理装置を構成することもできる。

（作用） このように構成したことによつてセメントスラ
リーが混入された改良土砂のうち、本体鋼管に排
除される分のほとんどが本体鋼管内に導かれるた
め、外部に排除されることはなく、目的深度まで
の貫入吐出が終了して深層混合処理装置を引き上
げる場合には、ピストン作用によつて本体鋼管内
に導入された改良土砂を確実に戻しながら再撹拌
することで、深層混合処理装置引き上げ後に未改
良土砂が予定出来形部分に混入するようなことが
なく、確実な地盤改良が可能となる。

更に、海底地盤へ貫入時の外力等に因つて本体
鋼管が撓んだ場合、ピストンを上下ピストンラバ
ーの間をユニバーサルジヨイントによつて係合し
た構造としたので、前記本体鋼管が多少撓んでも
前記ピストンをスムーズに摺動させることができ
る。

（実施例） 次に本考案に係る深層混合処理装置の実施の一
例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本考案の一実施例の一部省略縦断面
図、第２図はその底面図である。これら両図に於
て、１が本考案に係る深層混合処理装置であり、
１３は本体鋼管、１４は所定の重量を有するピス
トンである。この本体鋼管１３は例えば内径80cm
前後の中空パイプであつて上下が開口状態となつ
ている。また、ピストン１４はこの本体鋼管１３
の内径に等しい直径を有し、本体鋼管１３内に摺
動自在に装着されている。１５はこのピストン１
４を吊り下げるワイヤーロープであつて、図示を
省略したピストン昇降用のウインチに接続され、
ピストン１４を任意に昇降できる構造としてい
る。その他のものは第３図および第４図に示した
従来の深層混合処理装置２の対応部分と同一のも
のであり、両者に同一の符号を付けている。

このように構成された深層混合処理装置１の動
作を次に説明する。

先ず、ピストン１４の下面を本体鋼管１３の下
端部に位置させた状態で、深層混合処理装置１を
海底面１０まで降下させる。この間、ピストン昇
降用のウインチを深層混合処理装置１の下降速度
と同期させて巻き出し、前記ピストン１４の下面
と本体鋼管１３の下端との位置関係を保持する。
撹拌軸４の先端が海底面１０に達すると、減速機
を介してこの撹拌軸４を駆動して回転させ、海底
の土砂１１内へ貫入させてゆく。これと同時にス
ラリー吐出口８よりセメントスラリーを吐出さ
せ、撹拌軸４の回転に伴なう撹拌翼９の回転によ
つて吐出されたセメントスラリーと海底の土砂１
１とを撹拌混合する。

この吐出混合の開始とともにピストン昇降用の
ウインチはオフとなり、深層混合処理装置１のみ
が降下してピストン１４はその位置に停止する。
従つて、深層混合処理装置１の下降に応じて、本
体鋼管１内には前述のようにしてセメントスラリ
ーが混入された改良土砂が導入される。以後、深
層混合処理装置１は所定の深度までセメントスラ
リーと土砂１１との撹拌混合処理を継続する。前
述の如く深層混合処理装置１はセメントスラリー
を土砂１１に撹拌混合しながら下降してゆくもの
であるため、セメントペーストによる潤滑作用に
よつて、改良土砂は本体鋼管１３内に比較的スム
ーズに導入される。

所定の深度までセメントスラリーの混入を行な
つた後、深層混合処理装置１は引き上げられる。
この間も撹拌軸４は回転が続けられている。又ピ
ストン昇降用のウインチはオフ丈態のままとなつ
ている。従つて、本体鋼管１３内に導入された改
良土砂には、深層混合処理装置１の上昇に応じ
て、ピストン１４の重量による圧力が加わる。こ
の圧力によつて本体鋼管１３の外に押し出された
改良土砂は、回転している撹拌翼によつて再撹拌
され周囲の改良土砂と一体となる。この改良土砂
の排出も、前述のセメントペーストの潤滑作用に
よつて比較的スムーズに行なわれる。また、セメ
ントペーストに遅硬性のものを使用すれば、経過
時間に対する適応性が増大する。

以上、図示の実施例に従つて詳細に説明した
が、本考案はこれのみ限定されるものでなく、
種々のバリエーシヨンを含むものである。

例えば、ピストン１４の重量のみでは本体鋼管
１３内に導入された改良土砂を押し出す力が不足
する場合には、ピストン上面より適当な高さまで
海水を導入できる構造として、海水の重さを改良
土砂押し出しのために利用することも可能であ
る。この場合、本体鋼管１３内の海水による洗浄
作用も期待できる。

さらに、深層混合処理装置１の下降時に、万一
本体鋼管１３とピストン１４との間に過大な抵抗
が生じた場合のワイヤーロープ１５の切断防止対
策として第５図に示す緩衝機１６を、ピストン昇
降用のウインチとピストン１４との間に設ければ
よい。同図に於て、１７は垂直に設置され、下端
にストツパー１８を備えたガイドレールである。
１９は車輪２０によつて前記ガイドレール１７の
間を上下方向に摺動可能に配置されたウエイトで
あり、ワイヤーロープ１５は１対の透孔を貫通し
て下面に設けられた滑車２１に掛けられている。
このウエイト１９の重量はピストン１４の重量
（海水を導入した場合にはその重量も）とピスト
ン１４と本体鋼管１３の内壁面との摩擦力等の和
に適当な余裕重量を加えた値に設定される。ま
た、２２は滑車２１とウエイト１９の下面との間
に配置されたロードセルである。

このように構成された緩衝機構１６は、本体鋼
管１３とピストン１４との間に過大な力が加わつ
てワイヤーロープの張力が増大した場合、その張
力が所定値を越したことをロードセル２２で検知
し、この検出信号を操作室等に送つて過負荷遮断
等の警報を発生させる。この時、この過負荷遮断
等の処置に多少の遅延があつても、ウエイト１９
がガイドレール１７に沿つて上昇するので、ワイ
ヤーロープには過大な力が加わることはなく、そ
の切断を防止することができる。なお、ロードセ
ル２１に下限値を検出する機能をも持たせておけ
ば、ワイヤーロープ１５の弛みを検出して警報す
ることも可能となる。

また、ピストン１４は本体鋼管１３内にピツタ
リ嵌合しているものであるため、海底地盤へ貫入
時の外力等によつて本体鋼管１３が撓んだ場合、
摺動不能となることも考えられる。そのための対
策として、ピストン１４を第６図に示す如く構成
している。即ち、上下のピストンラバー２３の間
をユニバーサルジヨイント２４によつて結合した
ものであり、各ピストンラバー２３が相手に拘束
されることなく自由に回動できるようにしたこと
で、本体鋼管１３の多少の撓み変形に対してもス
ムーズに摺動可能なピストン１４が得られる。な
お、ピストンラバー２３の形状は、本体鋼管１３
のジヨイント部２５にリツプ部が引掛からないよ
うに配慮されている。さらに、このピストンラバ
ー２３と本体鋼管１３の内面との摩擦力を低下さ
せ、スムーズなピストン１４の摺動を得るため
に、グリース等による強制潤滑を行なつてもよ
い。

（考案の効果） 本考案は以上のように構成され、撹拌軸を海底
の土砂中に貫入させて行く過程に於ては、この撹
拌軸の水平方向の変位を規制するための本体鋼管
内にセメントスラリーの混入した改良土砂を導入
し、撹拌軸を逆に引抜いて行く過程に於ては、本
体鋼管内に摺動可能に配置されたピストンの作用
で、本体鋼管内の改良土砂を除々に排出してゆく
ものであるため、本体鋼管による改良土砂の排除
はほとんど起らず、この深層混合処理装置を用い
れば、引き上げ後に未改良土砂が予定出来形部分
に混入してその品質を落すようなことがなく、確
実な地盤改良を容易に実施することが可能とな
る。

又、ピストンを本体鋼管中で、上下のピストン
ラバーの間をユニバーサルジヨイントによつて係
合させて摺動自在にしたので前記本体鋼管が多少
撓んだ場合でも、スムーズにピストンを摺動させ
ることができる。接続ケーシングの複数の撹拌軸
の先端からスラリー吐出口を介してセメントスラ
リーが吐出されとともにその近傍の撹拌翼で撹拌
されるので、海底の土砂との混合が効率よく行わ
れる。

更に、本考案に係る深層混合処理装置は、本体
鋼管によりその周囲に複数の撹拌軸を支持して構
成するものであるので、一度の地盤改良作業で広
い範囲を地盤改良することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る深層混合処理装置の一実
施例を示す一部省略縦断面図、第２図はその底面
図、第３図および第４図は従来の深層混合処理装
置の一例を示す一部省略縦断面図および底面図で
あり、第５図は本考案で用いられる緩衝機構の一
例を示す構成図、第６図は同じくピストンの一例
を示す正面図である。 １，２……深層混合処理装置、３，１３……本
体鋼管、４……撹拌軸、５……接続ケーシング、
６……減速機、７……軸受、８……スラリー吐出
口、９……撹拌翼、１４……ピストン、１５……
ワイヤーロープ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 接続ケーシングに、先端部近傍にスラリー吐
   出口と複数の撹拌翼を備えた複数本の撹拌軸
   と、この撹拌軸を軸受けを介して回転自在に支
   持する本体鋼管を取付け、前記撹拌軸を減速機
   を介して回転駆動させながら改良地盤中へ貫入
   させ、前記スラリー吐出口から吐出されるセメ
   ントスラリーを改良地盤の土砂中に混入して地
   盤改良を行なう深層混合処理装置に於て、前記
   本体鋼管の上下を開口とし、中に所定重量のピ
   ストンを摺動自在に装着したことによつて本体
   鋼管内への土砂の侵入及び排出可能にしたこと
   を特徴とする深層混合処理装置。 (2) 前記ピストンは、上下のピストンラバーの間
   をユニバーサルジヨイントによつて係合したこ
   とを特徴としてなる実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の深層混合処理装置。