JPS5949376B2 - 地盤改良用粉体注入管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 開示技術は軟弱地盤中にセメント等の粉体な攪拌層に注
入する管構造技術に属する。

而して、この出願の発明は該軟弱地盤中に該種セメント
等の固化粉体を注入するに注入管管体内の供給路に空気
等を介して該粉体なガス輸送で送給し、先端で側延する
攪拌翼の端部から該粉体な攪拌層中に混合して噴出注入
する様にした地盤改良用粉体注入管に関するものであり
、特に、該攪拌翼の内外端部の少くとも外端部から内向
に噴射ノズルを指向させて設け、該噴射ノズルに対する
粉体通路は該攪拌翼に沿って設けるか、或は、該攪拌翼
上に設けた二次攪拌翼に沿って設ける様にした地盤改良
用粉体注入管に係るものである。

周知の様に軟弱地盤の改良技術としては各種の１ もの
が案出改良されて実使用されているが、近時公害問題の
クローズアップ、資源再使用、地下含水利用等の多くの
メリットから、セメント、砂、スラグ、廃材破砕材、増
量材等を空気等のガス輸送を介して対象軟弱地盤内に攪
拌層の土壌に注入１混合させる地盤改良技術が開発され
、出願人の先願発明等により多くの工法、装置が案出改
良され、実施されるようになった。

而して、該種粉体注入技術は極めて新しく、実施に伴っ
て種々の改良されるべき問題が多くみらン れる。

これらの問題の最重要なものの１つに攪拌層と注入粉体
との均一攪拌の問題がある。

即ち、これまでに開発された粉体注入管は管体内にガス
輸送粉体供給路を有し、先端に設けて側１延した攪拌翼
の根本、或は、核部の管体に付設した粉体噴射ノズルか
ら外方に向けて粉体を噴射する様にしていた。

従って、注入管を所定深度下げて後回転させると共に攪
拌層と混合させながら粉体を噴出させる工程に於て、外
側は粉体混入量が多く、管体中心、即ち、管体軌跡部分
は粉体の混入量が少く、均一粉体の分布が出来難い難点
があり、これに対処するに二次攪拌翼や攪拌翼の構造を
複雑に設計する様にしていたが、逆に攪拌抵抗を大きく
したりする上に本質的に均一さを出しきれない欠点があ
り、構造が複雑になり、製造コスト、メンテナンスコス
トが高くなるという不利点もあった。

この出願の発明の目的は上記これまでの粉体注入管の注
入粉体均一混合不充分の問題点に鑑み、攪拌翼背面から
の粉体噴出のメリットを生かしつつも、該攪拌翼の外端
側から内側に向けて粉体噴射ノズルを設け、攪拌域全域
に均一に粉体を均一に注入し得る様にした優れた地盤改
良用粉体注入管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対象改良地盤の
削孔所定深度に挿入した粉体注入管を回転させながら上
昇させると共に管体内ガス輸送供給路から粉体をガス輸
送供給し、二次攪拌に沿って設けた、或は、攪拌翼に沿
って設けた粉体通路を通り、攪拌翼の外端部から内側に
向は噴出させ、或は、外端及び内端からも噴出させて攪
拌域全域に及ぶ様に粉体を外方は濃く、内方は薄く、而
して、内方はオーバーラツプ噴出域にして全域で均一に
粉体が散在される様にし、先行攪拌層と攪拌混合し、輸
送ガスは管側に形成されるリーク間隙より地上に上昇し
て逸散する様にしたことを要旨とするものである。

次にこの出願の発明の実施例を図面に基づいて説明すれ
ば以下の通りである。

尚、全実施例を通じ同一態様部分は同一符号を用いて説
明するものとする。

第１〜４図に示す実施例に於て、１はこの出願の発明の
要旨を成す粉体注入管であり、管体２の先端には３本の
弓状の彎曲断面の攪拌翼３，３゜３が溶接一体固定側延
され、又、その設定位置上部には周方向位相をずらして
３本の二次攪拌翼４゜４．４が同じく固定側延され、そ
の基部からは管体２側面に溶接固定上延するニアリーク
フィン５゜５．５に接続している。

而して、該各攪拌翼３０回転方向Ａ側凸面寄り内部には
上記管体２内に設けたガス輸送粉体供給路６に連通する
粉体通路７が設けられており、先端部８の半球部で反転
通路１０となどされて管体２の底端１１方向に指向され
ている粉体噴射ノズル１２に接続している。

又、該管体２はユニットジヨイント１３，１３・・・の
適宜連結機構を介して延長解難可能にされ、それぞれガ
ス輸送粉体供給路が接続され、地盤１４上面に設置する
減圧ボックス１５を遊挿し、粉体ガス輸送装置１６にス
イーベルジョイント１７を介して接続され、図示しない
重機等の静圧駆動装置１８により昇降される様にされて
いる。

尚、１９は削孔であり、Ｂは噴出粉体、Ｃは混合層、Ｄ
は攪拌層である。

上記構成に於て、対象軟弱地盤１４に対して図示しない
適宜削孔装置により所定径、深度の削孔１９を削孔し攪
拌層りを形成する。

この場合、設計によっては注入管１によって直接削孔し
ていくことも勿論可能である。

而して、削孔後、ユニットジヨイント１３゜１３・・・
を連結しながら、注入管１を回転させつつ全行程挿入さ
せ、地上に減圧ボックス１５を介装させると共にスイー
ベルジョイント１７を介しガス粉体供給路６を粉体ガス
輸送装置１６に接続する。

そこで、駆動装置１８を起動し、注入管１を所定速度で
回転させると共に引き上げ、又、上記粉体ガス輸送装置
１６を作動させて、例えば、セメント等の粉体Ｂを空気
輸送して管体２内ガス輸送供給路６内にスイーペルジョ
イント１７を介して供給する。

而して、ガス輸送粉体Ｂは回転する攪拌翼３の粉体通路
７を通り先端部粉体噴射ノズル１２から管底部１１方向
に向けて攪拌翼３の通過背面空間形成部に拡散状態でジ
ェットゾーンＥを形成して噴出する。

該粉体噴出ジェットゾーンＥは第４図に模示する様にノ
ズル側０では濃く、先方Ｐでは薄くなるが、一方、第３
図に示す様に先方、即ち、中央、就中、管体２の上昇軌
跡部では該ジェットゾーンＥが３重にダブルので、それ
らのゾーンでは概略濃度が一定になり、攪拌翼３，３．
３が回転するのに相俟ってより均一化される。

尚、粉体噴射ノズル１２は管底１１に斜め下に指向され
ていることにより管体２に当ることもなく、従って、管
底１１に粉体が届かないということはない。

この様にして噴出された粉体Ｂは上位二次攪拌翼４，４
．４の擾乱する攪拌層りと攪拌翼３，３゜３により攪拌
され均一混合層Ｃを形成し、含水分と反応して凝固過程
に移っていく。

一方、輸送ガスの空気は攪拌翼３の背面で慣性力を失い
上昇に移るが、二次攪拌翼４０基部の管体２に一体のニ
アリークフィン５，５，５の形成する回転背面形成空隙
部にガイドされ、含有粉体を攪拌層りに付着しつつ上昇
し、減圧ボックス１５内で減圧されて粉体を分離し空気
は大気に放出される。

この様にして、削孔１９内は完全に全断面均一粉体混合
層Ｃに置換形成されることになる。

又、第５図に示す実施例に於ては攪拌翼３′の上部に設
けた二次攪拌翼４′は管体２′に斜設されて前記ニアリ
ークフィン５に上部を一体接続すると共に該攪拌翼３′
の先端部８に一体固設され、而して、該管体２′に設け
たガス輸送粉体供給路６は図示する様に二次攪拌翼４′
の上部部位で袋止まりにされ、核部から該二次攪拌翼４
′内に粉体通路７′を設けて攪拌翼３′の粉体噴射ノズ
ル１２に連通する様にしである。

当該態様に於ては粉体噴射ノズル１２からの粉体噴射乃
至ジェットゾーンＥの作用効果、及び、攪拌混合作用効
果は上記実施例と実質的に変りはないが、粉体輸送経路
に於て斜設二次攪拌翼４′が分岐輸送通路として用いら
れ、しかも、ガス粉体供給路６との分岐部が滑らかに接
続しているので、圧損が極めて少く、又、粉体の渦流滞
留が少く、経路距離が短いことの圧損も少いメリットが
あり、加えて、該二次攪拌翼４′がその回転背面を立体
的なニアリーク空隙形成手段ともされ、エア抜きが良く
、混合層Ｃ内の空隙粒、団塊形成を避けることが出来る
。

又、第６図に示す実施例は攪拌翼３の上面に回転方向に
対してさまざまな設計角度を有する二次攪拌翼群４“、
４“・・・を一体固設させて攪拌層りを攪拌擾乱させ、
外端粉体噴射ノズル１２からは管底１１向けに上記２実
施例同様に粉体Ｂを噴射すると共に内側基端部８′に設
けた外向粉体噴射ノズル１２′からは所定角度で外方に
粉体Ｂを噴射させる。

当該態様に於ては、例えば、管径が細く、その割に削孔
１９径が犬で攪拌翼３の中位回転軌跡部位の粉体分散濃
度が薄い様な態様に於て効果的である。

而して、当該態様に於て粉体噴射ノズル１２゜１２′の
傾斜指向角度を噴出ジェットが一部攪拌翼３の背面で交
叉する如く設計すれば、外方粉体噴射ノズル１２からの
ジェットゾーンＥは管底１１をクリアしつつも粉体噴射
ノズル１２′からのジェットゾーンと重なり、噴出粉体
は衝突し合って周囲の攪拌層りにより効果的に付着する
。

この場合、二次攪拌翼４“、４“・・・の形状、角度に
よってはより付着が効果的に行われる。

尚、粉体噴射ノズル１２と攪拌翼３との上下等の位置関
係は第７図に示す側方前後関係は勿論、第８図に示す様
に上下関係も含み、或は、第９図に示す様にダブル攪拌
翼３“、３関係も含むものである。

又、この出願の発明の実施態様は上記実施例に限るもの
でないことは勿論であり、例えば、粉体噴射ノズルが角
度を変えた併設ツインである態様等種々の態様が採用可
能である。

そして、採用粉体はセメントの外に、砂、スラグ、生石
灰、粉砕廃材は勿論、スラリー等が採用可能であること
も勿論である。

上記の様にこの出願の発明によれば、セメント等の粉体
を空気等のガス輸送により削孔地盤中に注入する注入管
に於て、ガス輸送粉体供給路を管体内に有する管の端部
に一体側延した攪拌翼の先端に内向の粉体噴射ノズルを
設けて該攪拌翼に粉体通路を設けたことにより、基本的
に噴出粉体が外方から内側にジェットゾーンを形成する
ことになり、最も粉体の散在し難い管体上昇跡部に粉体
が充分に放出散布される効果があり、しかも、放散によ
る先方濃度稀薄はジェットゾーンの重なり合いによりカ
バーされ、従って、全攪拌断面が均一粉体散在状態で攪
拌されるため、極めて品質の良い改良域が造成される顕
著な効果が奏される。

そして、外廻りの粉体通路は該攪拌翼を利用出来るメリ
ットもある。

又、該管体と攪拌翼との間に渡設された二次攪拌翼内に
粉体通路を設ける様にしたことにより粉体通路は単に二
次攪拌翼を利用出来るだけでなく、曲折部を少くし、経
路を短かく出来、それによつて輸送ガス、粉体の圧損が
少く、渦流も少く、従って、輸送効率が良く、動力も少
くて済み、結果的に長深度の改良が出来る効果もある。

更に、該攪拌翼の内外端に１対の粉体噴射ノズルを設け
たことにより噴出粉体は内外域をカバーしてムラのない
散在ゾーンを形成させ得るばかりでなく、設計によって
は噴出粉体を衝突させ攪拌層に効率的に付着させ得るの
で輸送量が少い場合、或は、輸送粉体の運動エネルギー
が少い場合には極めて効果的である優れた良い点がある
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の実施例を示すものであり、第１
図は全体概略説明図、第２図は１実施例の部分斜視説明
図、第３図は第２図底面視部分断面説明図、第４図は粉
体ジェットゾーン濃度説明図、第５図は別の実施例の説
明図、第６図は他の実施例の説明図であり、第７，８．
９図は攪拌翼とノズルの位置関係態様説明図である。 ６・・・・・・ガス輸送粉体供給路、２，２′・・・・
・・管体、３．３’、３“・・・・・・攪拌翼、８・・
・・・・端部、１２，１２’・・・・・・粉体噴射ノズ
ル、１・・・・・・注入管、７，７′・・・・・・粉体
通路、４′・・・・・・二次攪拌翼、１２・・・・・・
内向粉体噴射ノズル、１２′・・・・・・外向粉体噴射
ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス輸送粉体供給路を内設する管体先端部に攪拌翼
   を側延させ該攪拌翼端部に粉体噴射ノズルを設けた地盤
   改良用粉体注入管において、該攪拌翼の先端部に内向の
   粉体噴射ノズルを設け、該粉体噴射ノズルと前記ガス輸
   送粉体供給路に接続する粉体通路が該攪拌翼に沿って設
   けられていることを特徴とする地盤改良用粉体注入管。 ２ ガス輸送粉体供給路を内設する管体先端部に攪拌翼
   を延設させ該攪拌翼端部に粉体噴射ノズルを設けた地盤
   改良用粉体注入管において、該攪拌翼の先端部に内向の
   粉体噴射ノズルを設け、該粉体噴射ノズルと前記ガス輸
   送粉体供給路に接続する粉体通路が前記管体と該攪拌翼
   間に渡設された二次攪拌翼に沿って設けられていること
   を特徴とする地盤改良用粉体注入管。 ３ ガス輸送粉体供給路を内設する管体先端部に攪拌翼
   を延設させ、該攪拌翼端部に粉体噴射ノズルを設けた地
   盤改良用粉体注入管において、該攪拌翼の先端部に内向
   の粉体噴射ノズルを設け、該粉体噴射ノズルが前記ガス
   輸送粉体供給路に攪拌翼に沿う粉体通路を介して接続さ
   れ、又該攪拌翼基端部に設けられた外向の粉体噴射ノズ
   ルが該ガス輸送粉体供給路に接続されていることを特徴
   とする地盤改良用粉体注入管。