JPH10183602A - 地盤改良用セメントスラリーの気泡発生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔課題〕 掘削土と混ぜて土中に柱状杭を形成す
る地盤改良用セメントスラリーに気泡を発生させるに、
気泡発生効率を高めるとともに、最適な気泡含有量を確
保する。 〔解決手段〕 掘削土と混合して土中に柱状杭を形成
するセメントスラリー中に気泡を発生させる地盤改良用
セメントスラリーの気泡発生方法において、気泡剤を水
に溶かした気泡剤溶液を高圧空気と混合して混練中のセ
メントに定量的に供給することを特徴とする地盤改良用
セメントスラリーの気泡発生方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土中に土・セメン
ト混合体からなる柱状杭を形成する地盤改良方法におい
て、当該柱状杭形成用のセメントスラリー中に気泡を発
生させる地盤改良用セメントスラリーの気泡発生方法及
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤改良用セメントスラリー中に気泡を
発生させると、少ない水添加量で高い流動性を確保でき
て注入能力が高まるとともに、重量を軽減せしめて結果
的に支持力を増すことが知られて来ており、実際の工事
でも既に適用されている。セメントスラリー中に気泡を
発生させるには、セメントに対して水に溶かした界面活
性剤のような気泡剤を投入するのが一般的であり、本発
明者等も、この点を要旨とする案件を特開平７−２３８
５３３号として提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】セメントに対して水に
溶かした気泡剤を投入するといっても様々なやり方があ
り、その態様如何では十分な成果が得られない筈であ
る。本発明者等は、これらの点について鋭意研究した結
果、気泡を効率的に発生させるには、次のような操作が
有用であることを見い出した。

【０００４】その一は、予め気泡剤を水に溶かした気泡
剤溶液を作っておいてこれを水を加えて混練中のセメン
トに添加することであり、その二は、このとき、気泡剤
溶液を高圧空気と混ぜて混練中のセメントに噴出させる
ことである。

【０００５】セメントスラリー中に気泡を発生させるに
は、気泡剤溶液及びこれと混練セメントとの攪拌操作は
不可欠であるが、その程度及びタイミングは重要であっ
て、混練セメントと接触させるときに一気に攪拌するの
が好ましい。従って、予め作っておいた気泡剤溶液を混
練セメントに添加すること、及びこのときに気泡剤溶液
を高圧空気と混ぜて噴出することはこれらのことを一挙
に解決するのである。

【０００６】更に、その三は、混練セメントに添加する
気泡剤溶液は定量ずつ供給されることである。新たに生
成するときは勿論のこと、掘削に伴ってセメントスラリ
ーは消費されるから、これを補うためにセメントスラリ
ーは逐次生成されなければならない。この生成にはバッ
チ式と連続式とがあるが、いずれにしても、混練セメン
トに添加される気泡剤溶液は一定の割合でなければなら
ない。

【０００７】セメントスラリー中に含有される気泡の量
（気相）は６０％程度がベストと言われているが、これ
を具現するためには、気泡剤溶液の混合割合は厳密なも
のが要求され、そのためには、気泡剤溶液を定量ずつ送
らなければ正確な管理はできない。

【０００８】一方で、従来からも、建築物等の非耐力部
分には、所謂、気泡コンクリートが使用されており、特
開昭６１−２４９７０７号公報には、気泡剤溶液を打設
現場まで移送し、高圧空気と混ぜて打込み中のコンクリ
ートに混入する技術が開示されている。しかし、この案
件のものは、気泡剤溶液を高圧空気で加圧して搬送する
ようにしていることから、定量的な移送ができない上
に、移送能力に劣る。

【０００９】又、気泡剤溶液は打ち込まれるコンクリー
トに混ぜられるものであり、予めコンクリート（スラリ
ー）に混入されているものではないから、その混合割合
の管理が十分にできない。これは、その使用対象が非耐
力部分であることから、気相の割合は少々ラフでもかま
わないことに起因する。これに対して本発明の対象であ
る柱状杭は、被混合物には掘削土も含まれて建物等の基
礎という重要な耐力部分を構成するものであるから、気
相割合も厳格なものが要求されるのは当然である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、掘削土と混合して土中に柱状杭を形成するセメント
スラリー中に気泡を発生させる地盤改良用セメントスラ
リーの気泡発生方法において、気泡剤を水に溶かした気
泡剤溶液を高圧空気と混合して混練中のセメントに定量
的に供給することを特徴とする地盤改良用セメントスラ
リーの気泡発生方法を提供する。

【００１１】又、本発明は、掘削土と混合して土中に柱
状杭を形成するセメントスラリー中に気泡を発生させる
地盤改良用セメントスラリーの気泡発生装置において、
気泡剤を水に溶かした気泡剤溶液を貯溜するタンクと、
タンクの気泡剤溶液を定量的に移送するポンプと、ポン
プで移送された気泡剤溶液を混合してセメントと水とを
混練するセメントミキサーに供給する高圧空気を発生さ
せるコンプレッサとからなることを特徴とする地盤改良
用セメントスラリーの気泡発生装置を併せて提供する。

【００１２】本発明が以上の手段をとることにより、即
ち、気泡剤溶液は定量的に移送されて混練セメントに供
給されるから、セメントスラリー中の気泡剤溶液の混合
割合の管理が厳密にできる。又、気泡剤溶液は高圧空気
と混合されて供給されるから、攪拌作用を増して気泡の
発生を促進するとともに、気泡剤溶液の移送能力を高め
る。

【００１３】更に、本発明は、前記した気泡発生方法に
おいて、気泡剤溶液に掘削土とセメントとの結合を強め
る混和剤、セメントの硬化を早める硬化促進剤といった
他の薬剤が添加される手段、及び前記した気泡発生装置
において、タンク、ポンプ及びコンプレッサが一つのボ
ックスに収容される手段、ポンプがコンプレッサの高圧
空気を駆動源とするダイヤフラムポンプである手段を提
供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。先ず、本発明が適用される、土中
に土・セメント混合体からなる柱状杭を形成する地盤改
良方法について説明しておく。図５は当該地盤改良を行
う機器の構成図であり、図６はその施工説明図である。

【００１５】当該地盤改良のための装置は、セメントに
水を加えて混練するセメントミキサー１０と、セメント
を貯溜してセメントミキサー１０に供給するセメント貯
蔵庫１２と、セメントミキサー１０で生成したセメント
スラリーを掘削機１４の掘削刃１６に圧送する注入ポン
プ１８等とからなる。

【００１６】この場合における実際の施工工事は、掘削
刃１６を回転させながら降下させることで土中に掘削孔
２０を形成し、この間、セメントスラリーを注入ポンプ
１８で掘削刃１６から掘削孔２０に吐出させて掘削土と
混合させる。この状態で所定深さ穿孔すると、掘削刃１
６で再度十分に掘削土とセメントスラリーとを攪拌混合
して掘削刃１６を引き抜く。

【００１７】すると、セメントは硬化して掘削孔２０に
は土・セメント混合体の柱状杭が形成されることにな
る。このような地盤改良は、あらゆる軟弱地盤の改良に
好適であるが、特に、建物等の基礎地盤の強化に最適で
ある。

【００１８】本発明は、セメントスラリーを生成するに
際し、気泡剤を水に溶かした気泡剤溶液を高圧空気と混
合して混練中のセメントに定量的に供給する気泡発生方
法及びこの方法をもっとも効率的に具現する気泡発生装
置を提供するのである。

【００１９】図１はそのブロック図、図２〜図４はこの
気泡発生装置の正面図、側面図、平面図（カバーやドア
を取り除いたもの）であるが、気泡剤溶液を貯溜するタ
ンク２６と、タンク２６に貯められた気泡剤溶液を定量
的に移送するポンプ２８と、ポンプ２８で移送された気
泡剤溶液を混合してセメントと水とを混練するセメント
ミキサーに供給する高圧空気を発生させるコンプレッサ
３０とからなる。

【００２０】この場合、タンク２６、ポンプ２８及びコ
ンプレッサ３０等を一つのボックス３２に適当な配置で
収容して一つのユニットとしておくのが取扱上望まし
い。ポンプ２８で送られる気泡剤溶液とコンプレッサ３
０で送られる高圧空気はそれぞれボックス３２の所定箇
所に設けられた吐出口３４、３６まで導かれ、ここに接
続された送液管３８、送気管４０を通してそれぞれ別々
に送り、先端に設けたノズル４２で合流させる。このノ
ズル４２をセメントミキサー１０に臨ませておけば、こ
こで混練されるセメントスラリーに気泡剤溶液を供給す
ることができる。

【００２１】以上の高圧空気の送気系には流量制御弁４
４を設けておく。空気量を調整して全体の送り量を調整
するためである。又、定量吐出をより確実に行うため
に、ポンプ２８にはコンプレッサ３０の高圧空気を駆動
源とするダイヤフラムポンプを使用するのが適する。更
に、タンク２６を洗浄するときの便のために、タンク２
６からポンプ２８に至る送液系に分岐管を設けておき、
それぞれコック４６、４８を取り付けておく。この他、
タンク２６には気泡剤溶液を攪拌するための手回しの攪
拌器５０を取り付けておく。

【００２２】ボックス３２は全体としてキュービックな
形状をしているものが好ましい。スペースをとらず、輸
送等に便利であるからである。このとき、ボックス３２
の上面等に適当なポケット（空間）５２を形成してお
き、ここに送液管３８等を格納できるようにすれば便利
である。更に、ボックス３２の適所には操作盤５４が取
り付けられるが、この操作盤５４も表面から凹陥させる
等すれば危険防止が徹底する。

【００２３】以上により、タンク２６に気泡剤と水とを
入れて攪拌器５０で少し攪拌して貯溜しておく。このと
きの気泡剤と水との混合比は決められた割合にしてお
く。そして、セメントミキサー１０への供給が必要にな
ったときは、ノズル４２等に設けられたスイッチを作動
させて気泡剤溶液を噴出させる。

【００２４】この場合の送液量は、セメントミキサー１
０内に存在する混練セメントの量（検出できるようにな
っている）に対して予め決められた所定の割合になるよ
うにしなければならない。従って、送液量を計測する必
要があるが、そのための流量計５６をノズル４２等に取
り付けてこの値を一読できるようにしておけば便利であ
る。

【００２５】ところで、作業終了後にタンク２６からポ
ンプ２８を通して吐出口３４に至る送液系配管の中に気
泡剤溶液が残っていると、これが冬期等には凍結するお
それがある。このため、分岐管や吐出口３４、３６を利
用し、ここからから高圧空気と共に排出させ、配管の中
を空にしておくのが望ましい。

【００２６】以上、本発明の実施の形態の基本的なもの
について説明したが、本発明は、この他に種々改変され
た形態をとる。例えば、気泡剤溶液に、掘削土とセメン
トとの結合を強めるための混和剤やセメントの硬化を早
める硬化促進剤等を添加することもある。更に、図示は
省略するが、ボックスの表面は適当なカバーやドアで覆
われている。

【００２７】

【発明の効果】以上、本発明は、前記したものであるか
ら、即ち、気泡剤溶液を高圧空気と混合して混練中のセ
メントに供給するようにしたものであるから、気泡剤溶
液の混合及びセメントスラリーと気泡剤溶液との攪拌を
促進させ、気泡の発生を促進させるとともに、高圧空気
の吸引効果によって気泡剤溶液の移送能力を高める。
又、気泡剤溶液の供給はポンプによって定量的に行うも
のであるから、混練セメントに対する添加量を厳密に管
理することができる上に移送能力も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例を示す気泡発生方法のブロック図
である。

【図２】本発明の一例を示す気泡発生装置の正面図であ
る。

【図３】本発明の一例を示す気泡発生装置の側面図であ
る。

【図４】本発明の一例を示す気泡発生装置の平面図であ
る。

【図５】柱状杭を形成する機器の構成図である。

【図６】柱状杭を形成する作業の説明図である。

【符号の説明】

１０ セメントミキサー ２６ タンク ２８ ポンプ ３０ コンプレッサ ３２ ボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 耕一 岡山県岡山市福吉町18番18号 岩水開発株 式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削土と混合して土中に柱状杭を形成す
   るセメントスラリー中に気泡を発生させる地盤改良用セ
   メントスラリーの気泡発生方法において、気泡剤を水に
   溶かした気泡剤溶液を高圧空気と混合して混練中のセメ
   ントに定量的に供給することを特徴とする地盤改良用セ
   メントスラリーの気泡発生方法。
2. 【請求項２】 気泡剤溶液に掘削土とセメントとの結合
   を強める混和剤、セメントの硬化を早める硬化促進剤と
   いった他の薬剤が添加される請求項１記載の地盤改良用
   セメントスラリーの気泡発生方法。
3. 【請求項３】 掘削土と混合して土中に柱状杭を形成す
   るセメントスラリー中に気泡を発生させる地盤改良用セ
   メントスラリーの気泡発生装置において、気泡剤を水に
   溶かした気泡剤溶液を貯溜するタンクと、タンクの気泡
   剤溶液を定量的に移送するポンプと、ポンプで移送され
   た気泡剤溶液を混合してセメントと水とを混練するセメ
   ントミキサーに供給する高圧空気を発生させるコンプレ
   ッサとからなることを特徴とする地盤改良用セメントス
   ラリーの気泡発生装置。
4. 【請求項４】 タンク、ポンプ及びコンプレッサが一つ
   のボックスに収容される請求項３記載の地盤改良用セメ
   ントスラリーの気泡発生装置。
5. 【請求項５】 ポンプがコンプレッサの高圧空気を駆動
   源とするダイヤフラムポンプである請求項３又は４記載
   の地盤改良用セメントスラリーの気泡発生装置。