JPS5838567B2 - 粉粒体によるケ−シング内閉塞の防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉粒体を導通或は充填させる管状のケーシ
ング内において、粉粒体がアーチないしブリッジを形成
してケーシング内を閉塞することを防止するための、粉
粒体によるケーシング内閉塞の防止装置に、関するもの
である。

軟弱地盤の強化工法である深層混合処理工法、ケミコパ
イル工法、サンドレン工法、サンドコンポーザ工法等で
は、石灰系とかセメント系等の地盤強化剤或は砂等の骨
材が、軟弱地盤中にパイル状に供給施用されるが、その
施用は、軟弱地盤中に貫入せしめられる管状のケーシン
グを用いて行なわれる。

このような粉状或は粒状（顆粒状を含む。

）の地盤強化剤或は骨材は、ケーシング内を通して軟弱
地盤中に供給する間に、アーチないしブリッジを形成し
てケーシング内を閉塞させることが多く、またその閉塞
は、単にケーシングに振動を附与するのみでは除去でき
ない場合が多く、上記のような地盤強化工法の施工上で
一つの大きな隘路となっている。

上記に類似の課題を備えたものとしては、例えばサイロ
があり、穀粒等を充填して行くときに、穀粒等によるア
ーチないしブリッジ現象で密な充填が妨げられることが
、よくみられる。

この発明の目的とするところは、粉粒体による上記のよ
うな閉塞を可及的に防止する、粉粒体によるケーシング
内閉塞の新規な防止装置を、提供するにある。

図示の実施例について、この発明に係る閉塞防止装置の
構成を説明すると、第１−３図に図示の一実施例におい
て、１は篩管より成るケーシングであって、このケーシ
ング１の下端には、図示のように開閉回動される開閉蓋
２を装備させである。

ケーシング１は図示の場合、石灰深層混合処理工法（Ｄ
ＬＭ工法）用のものとされていて、該ケーシング１内の
中心位置には、ケーシング１内に充填された石灰系の地
盤強化剤りを、ケーシング１内を流下させつつ地盤中に
定量供給するためにケーシング１下端に設けられるスク
リューフィーダ用の軸３が、設けられている。

なお同じく軟弱地盤強化用のものであっても、ケミコパ
イル工法とか、サンドドレン工法のように地盤強化剤或
は骨材の定量供給を必要としない工法用のケーシングで
は、上記のような軸３は設けられず、軸３がある場合と
ない場合とを比較すると、軸３がある場合の方が、ケー
シング１内のスペースが狭まくなることよりして、地盤
強化剤り等の粉粒体による閉塞がより起こり易い。

地盤強化剤りによるケーシング１内の閉塞を防止するた
めに、該ケーシング１内にケーシング１内壁面上におい
て、ケーシング１長さ方向に沿う複数本のコイルはね４
を、図示の場合には各コイルはね４をケーシング１長さ
方向に沿わせて設けたロッド５上で、配設しである。

谷コイルはね４は、その上端４ａでケーシング１内壁面
に止着されていると共に、その下端４ｂでロッド５下端
に止着されている。

コイルばね４とロッド５は、その本数を、第２図ａに示
すように６本とか、第２図すに示すように４本とか、第
２図Ｃに示すように２本とか、されるが、第２図に図示
のようにケーシング１の円周方向でみてほぼ等間隔おき
に配されるのが、望ましい。

ケーシング１の上方には、ケーシング１に取付けた適宜
の支持構造体６上においてモータ７を配置してあり、こ
のモータ７の軸に取付けられたクランク円板８に対し偏
心位置でピン９接続された昇降枠１０を設け、この昇降
枠１０にロッド５上端を取付けである。

第１−３図に図示の閉塞防止装置は、上記のように構成
されていて、モータ７を比較的高速で回転させ、昇降枠
１０を介しロッド５を、モータ７の回転数に応じた振動
数で昇降振動させるときは、谷ロッド５により各コイル
はね４の下端が同様の振動数でもって昇降振動せしめら
れ、このはね４下端の振動がコイルはね４の全長へと伝
播され、コイルはね４が振動的に伸縮せしめられ、ばね
４各部が、上下に振動するのはもとより、伸長時には径
を縮小し短縮時には径を拡大することで左右にも振動し
、また屈曲性に富む該コイルはね４は、下端の昇降振動
の結果、全体としてみて振動的に横振れも行なうことと
なる。

このような振動が各コイルはね４に与えられる結果、該
コイルばね４は、ケーシング１と地盤強化剤り間の摩擦
を除去し、地盤強化剤りを、概してその下端から順次切
りくずして、ケーシング１から円滑に排出させる。

このような排出中途の状態例を図示したのが第３図で、
同図においてＬｕ、Ｌｌはそれぞれ、地盤強化剤りの天
端面と落下端面とを示している。

以下、試験結果を掲げて本発明装置の有効性を実証して
行くに、試験装置としては、第１−３図に図示の装置に
類似の装置であって、ケーシング１としては、長さが約
２６００ ｍｍ、内径が約２６５ｍｖｔの鋼管を用い、
コイルはね４は、直径が１９．４闘、コイルピッチが１
４．３ ｍｍで、はね定数が０．６１２）ｃｙ／ｃｒｒ
Ｌであり、またモータ７としては約３．７ｋＷのモータ
を用いてあり、ロッド５の上下振動中を３のに設定しで
ある装置を、用いた。

粉粒体試料としては、第４図に粒径別種曲線を示す消石
灰Ｓ。

（粉体例）、砂Ｓ２（粉体例）及びシラスＳ３（顆粒体
例）を、用いた。

第４図において、横軸には対数目盛で粒径Ｄ（ｍｉ）が
とられ、縦軸には篩通過質量の積算百分率Ｗ（％）がと
られている。

各試料について５０パ一セント粒径Ｄ５０をみると、消
石灰Ｓ１についてはＤ５０＝ ０．０１５ｍｍ、砂Ｓ２
についてはＤ５０＝ ０．２６ｍｍ、シラスＳ３につい
ては１）５ｏ＝ １７間である。

試験方法としては、開閉蓋２を閉じてケーシング１内に
粉粒体試料を、予備実験によって各試料につき最も密な
充填状態を得てその状態について求めた密度である所定
密度ρで充填し、予めアーチないしブリッジを発生させ
ておいた上で、開閉蓋２を開け、ここでコイルはね４を
振動させて、ケーシング１内からの試料の落下時間から
効果を判定する方法を、採用した。

ケーシング１内への谷試料の充填密度ρは、消石灰Ｓ１
についてはρ＝ ０．７５ ｇ／ｃｙｙｔ、砂ｓ２ニツ
いテはρ＝１．２８．９７ｃｒ！、′シラスＳ３ニツィ
Ｔハρ−０，５０ｇｌｃｒ！テあった。

第５図、第６図及び第７図はそれぞれ、消石灰Ｓ１、砂
Ｓ２及びシラスＳ３について、コイルはね４の振動数ｆ
（サイクル７分）とケーシング１内からの落下所要時間
ｔ（秒）との関係を、コイルはね４の本数ｎを変えて、
求めた試験結果を、横軸に振動数ｆを、縦軸に落下所要
時間ｔを、それぞれとると共に、ばね本数ｎをパラメー
タとして、画いたグラフにより図示したものである。

第５図においてｎ＝０についての値は、比較のために、
コイルはね４は用いず、ケーシング１の頭部に約２．５
ｋＷのバイブロハンマーを据付ケ、該ハンマーによりケ
ーシング１に２０００サイクル／分の振動を与えて、充
填消石灰Ｓ１の落下状況につき試験した結果である。

第５図に図示の消石灰Ｓ、についてのｎ＝Ｑの場合の試
験結果から明らかなように、ケーシング１に振動を与え
るのみでは、充填消石灰Ｓ１中のアーチないしブリッジ
を除去して該消石灰Ｓ、の落下を促進する効果を、はと
んど期待できない。

そして、同様にコイルはね４を用いずケーシング１に２
０００サイクル／分の振動を与えるのみの試験は、砂Ｓ
２及びシラスＳ３についても行なったが、ケーシング１
の振動を２時間継続しても充填試料Ｓ２．Ｓ３が全く落
下せず、ケーシング１振動の効果は、全くみられなかっ
た。

第５図、第６図および第７図に図示の試験結果から明ら
かなように、一般にばね本数ｎを増すほどケーシング１
内元填物のアーチないしブリッジを除去して該充填物の
落下を促進する効果が犬となり、このばね本数ｎの増大
による効果は、粒径りの小さいものほど顕著である。

また、粒径りの小さいものほど、コイルはね４の振動数
ｆを高めるほど効果が顕著になっている。

そして、これらの第５−７図から明らかなように、コイ
ルはね４振動による閉塞防止効果は、極めて顕著である
。

次に、第８−１１図は、消石灰Ｓ１について、第３図に
図示のような天端面Ｌｕと落下端面Ｌｅとの位置が、コ
イルはね４に振動を附与する時間の経過に伴ない、どの
ように変わるかについて試験した結果を、示すグラフで
あって、これらの図において、横軸には経過時間ｔ（秒
）が、また縦軸には当初の充填消石灰８１層の天端面位
置をＯ係、底端面位置を１００俤として端面Ｌｕ ｔ
Ｌ １位置が百分率で、それぞれとられている。

この試験はばね本数ｎを６（本）とし、はね振動数ｆを
種々に変えて行なわれ、第８図がｆ＝５００サイクル／
分、第９図がｆ＝６００サイクル／分、第１０図がｆ＝
７５０サイクル／分、第１１図がｆ＝９５０サイクル／
分の場合の試験結果も示している。

第８−１１図に図示の試験結果は、落下端面Ｌ１位置の
時間的な推移よりして、充填消石灰がその下端側から切
りくずされて行くことを、和実に示している。

前記した実施例では、各コイルはね４をケーシング１の
全長にまたがらせて設けたが、他の実施例では、第１２
図ａ、ｂおよび第１３図ａ、ｂにそれぞれ示すように、
ケーシング１内において上半部のコイルはね４Ａと下半
部のコイルはね４Ｂとを、互に位相をずらしである各別
のものとすることも、可能である。

また前記モータ７に相当する起振機を複数個、ケーシン
グ１の長さ方向で適宜に分配して設けるとか、ケーシン
グ１の下端にも設けるとかも、必要に応じ任意に行なえ
る。

またＤＬＭ工法用のケーシングのように、下端に定量供
給用のスクリューフィーダを有するケーシングについて
は、コイルはね４下端とスクリューフィーダ間で粉粒体
ブリッジ現象が起るのを防止すべく、ばね４の下端部に
さらに、振動拡散用の爪を附設する等も、できる。

何れにしても、この発明の粉粒体によるケーシング内閉
塞の防止装置は、粉粒体を導通或は充填させる管状のケ
ーシング１内に該ケーシング１の内壁面上において、ケ
ーシング１長さ方向に沿う複数本のコイルはね４を、そ
の一端でケーシング１に止着して配設すると共に、該谷
コイルばね４の他端をケーシング１長さ方向に沿い若干
量、振動的に往復動させる駆動手段５．７．８．９．１
０を、設けてなるもので、各コイルはね４端の振動が該
コイルはね４の全長へと伝播され、前記のようにコイル
はね４が長さ方向においても横方向においても振動する
関係となることから、該コイルはね４が、粉粒体とケー
シング１間の摩擦を除去し、粉粒体を切りくずして、該
粉粒体のアーチないしブリッジを解消し、これにより、
所期の目的を達成した効果を得さしぬるものと、なって
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を装備したケーシング例の
概略縦断正面図、第２図ａ、ｂ、Ｃはそれぞれ、上記ケ
ーシングの概略横断面図、第３図は上記一実施例の作用
を示す概略縦断正面図、第４図は試験に用いた３種の粉
粒体試料の粒径別種曲線を示したグラフ、第５図、第６
図及び第７図はそれぞれ、上記の３種の粉粒体試料につ
いての一試験の結果を示すグラフ、第８図、第９図、第
１０図及び第１１図はそれぞれ、上記の３種の粉粒体試
料のうちの１種の粉粒体試料についての他試験の結果を
示すグラフ、第１２図ａは他の実施例を示す概略縦断正
面図（断面は、第１２図すの■ａ−■ａ線に沿う。 ）、第１２図すは同性の実施例の概略横断面図、第１３
図ａは別の実施例を示す概略縦断正面図（断面は、第１
３図すのＸ１ａ−Ｘｌａ線に沿う。 ）、第１３図すは同訓の実施例の概略横断面図である。 １・・・・・・ケーシング、４・・・・・・コイルばね
、５・・・・・・ ロッド、７・・・・・・モータ、８・・・・・・クラン
ク円板、・・・・・・ピン、１０・・・・・・昇降枠。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉粒体を導通或は充填させる管状のケーシング内に
   該ケーシング内壁面上において、ケーシング長さ方向に
   沿う複数本のコイルばねを、その一端でケーシングに止
   着して配設すると共に、該各コイルばねの他端をケーシ
   ング長さ方向に沿い若干量、振動的に往復動させる駆動
   手段を、設けたことを特徴としてなる、粉粒体によるケ
   ーシング内閉塞の防止装置。