(57)【要約】【課題】搬送管を使用した長距離搬送が可能であり、且つ、従来のような攪拌翼を用いた専用の混練機を使用することなく固化材及び軽量化材の添加混合ができる軽量土処理方法の提供。【解決手段】原料土ａに水を加えて含水比を調整した調整泥土ｂに対し、発泡ビーズ又は気泡等の軽量化材及び固化材を混合して軽量化及び固化処理を行う軽量土処理に際し、含水比が調整された調整泥土ｂを搬送管２１内に送り込み、調整泥土ｂに搬送管２１内に開口させた添加材注入ノズル２４を通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で搬送管２１内に圧送用空気を圧入させ、固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料土に水を加えて含水比を調整した調整泥土に対し、発泡ビーズ又は気泡等の軽量化材及び固化材を混合して軽量化及び固化処理を行う軽量土処理方法において、
前記調整泥土を搬送管内に送り込み、搬送途中で、前記調整泥土に前記搬送管内に接続させた添加材注入ノズルを通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で前記搬送管内に圧送用空気を圧入させ、前記固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって前記固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させるようにしてなる軽量土処理方法。
【請求項２】
原料土に水を混合し、所望の含水比に調整した調整泥土とする含水比調整手段と、調整泥土を搬送する搬送管と、前記含水比調整手段によって含水調整された調整泥土を搬送管内に送り込む調整泥土送り出し手段と、前記搬送管内に開口させた１又は複数の添加材注入ノズルと、該添加材注入ノズルに軽量化材及び固化材を供給する軽量化材供給手段及び固化材供給手段と、前記添加材注入ノズルからの軽量化材及び固化材の注入量をコントロールする制御手段と、前記搬送管内の前記添加材注入ノズルより搬送方向に間隔を隔てた部分に圧送用空気を圧入させる圧送用空気圧入手段とを備えてなる軽量土処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料土に固化材及び軽量化材を混ぜ、軽量化させると同時に固化させる軽量土処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軽量土処理方法は、土砂にセメント等の固化材及び発泡ビーズ又は気泡などの軽量化材を添加し、混練機を用いて混練することにより、一般的な土質材料に比べて密度の小さい軽量地盤材料を製造するものであり、これらの軽量地盤材料は、岸壁・護岸の裏込め、軟弱地盤上の盛土、水中部の埋め戻しなどの用途に利用されている。
【０００３】
従来の軽量土処理方法は、例えば図６に示す如き方法が一般的である。この方法では、原料土ａをバックホー１等の揚土装置をもって振動篩機２に投入し、夾雑物を除去して含水比調整槽３に投入し、この含水比調整槽３にポンプ４によって水を加えて含水比を調整し、調整後の調整泥土ｂをポンプ５によって混練機６に送り込む。混練機６では添加材である固化材及び軽量化材を混合させる。固化材は主としてセメント系の材料が使用され固化材供給装置７から、また軽量化材としては気泡又は発泡ビーズが軽量化材供給装置８からそれぞれ所定量ずつ供給され、攪拌翼９により攪拌することによって混練し、排出口１０より排出する。排出された軽量化処理土ｃをスクイズポンプ１１などの定容積型ポンプを用いた圧送装置を使用し、搬送管１２内を移動させて打設現場に搬送するようにしている。図中１３は調整泥土ｂの密度を計測する密度計であり、１４は調整泥土ｂの流量を計測する流量計である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の軽量土処理方法においては、調整泥土と固化材及び軽量化材との混練に、攪拌翼を用いた混練機を使用するため、作業効率が悪く、また混練機が高価であるためコスト高となる等、大量施工に適応するには能力的、経済的に問題があった。
【０００５】
また、処理土の搬送・打設には、定容積型の圧送ポンプを使用しているため、長距離の搬送が困難であり、定位置から広範囲への搬送・打設ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、搬送管を使用した長距離搬送が可能であり、且つ、従来のような攪拌翼を用いた専用の混練機を使用することなく固化材及び軽量化材の添加混合ができる軽量土処理方法の提供を目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明方法の特徴は、原料土に水を加えて含水比を調整した調整泥土に対し、発泡ビーズ又は気泡等の軽量化材及び固化材を混合して軽量化及び固化処理を行う軽量土処理方法において、前記調整泥土を搬送管内に送り込み、搬送途中で、前記調整泥土に前記搬送管内に接続させた添加材注入ノズルを通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で前記搬送管内に圧送用空気を圧入させ、前記固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって前記固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させるようにしたことにある。
【０００８】
また、本発明に係る軽量土処理装置の特徴は、原料土に水を混合し、所望の含水比に調整した調整泥土とする含水比調整手段と、調整泥土を搬送する搬送管と、前記含水比調整手段によって含水調整された調整泥土を搬送管内に送り込む調整泥土送り出し手段と、前記搬送管内に開口させた１又は複数の添加材注入ノズルと、該添加材注入ノズルに軽量化材及び固化材を供給する軽量化材供給手段及び固化材供給手段と、前記添加材注入ノズルからの軽量化材及び固化材の注入量をコントロールする制御手段と、前記搬送管内の前記添加材注入ノズルより搬送方向に間隔を隔てた部分に圧送用空気を圧入させる圧送用空気圧入手段とを備えたことにある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１０】
図１〜図２は、軽量化材として気泡を使用した本発明の第一実施例を示している。尚、前述した従来例と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００１１】
この例において、原料土ａを、含水比調整手段を構成する含水比調整槽３に投入し、含水比を調整した調整泥土ｂとなすまでの工程は、前述した従来例と同様である。調整泥土ｂは調整泥土送り出し手段である加圧ポンプ２０によって搬送管２１内に送り込まれるようになっている。この搬送管２１は打設現場まで調整泥土ｂに固化材及び軽量化材を添加した軽量化処理土ｃを打設現場までパイプ搬送させるためのものである。
【００１２】
搬送管２１の始端部には添加材注入ノズル２４が接続されている。このノズル２４は搬送管２１を直径方向に貫通する注入管に複数の吐出孔を開けた構造のものを使用している。尚、この添加材注入ノズルは上述の他、搬送管２１の内壁面に吐出孔を開口させたものであってもよい。
【００１３】
ノズル２４に通じる注入管２５には、軽量化材供給手段３０によって気泡が、固化材供給手段４０によって固化材が供給されるようになっている。
【００１４】
軽量化材供給手段３０は、起泡剤に空気を混合して気泡を形成する発泡機３１を有し、この発泡機３１に起泡剤タンク３２に収容した起泡剤を、流量制御付ポンプ３３により、流量計３４を通して送り込むようにしている。また同時にコンプレッサー３５から、流量制御弁３６及び流量計３７を通して圧縮空気を発泡機３１に送り込み、気泡を形成して注入管２５に送り込むようにしている。
【００１５】
固化材供給手段４０は、セメント等の固化材を収容するサイロ４１から固化材をミキサー４２に計量して投入させ、加水して混練させることによってスラリー状となし、これを流量制御装置付ポンプ４３により、流量計４４を通して注入管２５内に送り込むようにしている。
【００１６】
ノズル２４から搬送管内への気泡及び固化材スラリーの注入量は、コンピュータ（図示せず）を使用した制御手段によって自動コントロールされるようになっている。
【００１７】
このコンピュータでは、調整泥土ｂの密度を計測する密度計１３と流量を計測する流量計１４の計測値に応じて、一定の添加率となるように気泡及び固化材からなる添加材を送り出すように制御している。
【００１８】
搬送管２１内の添加材注入ノズル２４挿入地点から搬送方向側に間隔を隔てた部分、即ち搬送管２１内の添加材注入箇所よりも下流側には、コンプレッサーからなる圧送用空気圧入手段２２によって圧送用空気が送り込まれるようになっている。これによって添加材を注入された調整泥土ｂに圧送用空気を合流させて、調整泥土ｂを空気層ｄで挟んだプラグｅに分割したプラグ流の状態とし、搬送管２１内を長距離搬送できるようにしている。
【００１９】
この添加材が注入されている各プラグｅは、搬送管内を移動する間に、管壁に接している部分と中心部分との抵抗の違いから、攪拌されつつ移動されることとなり、これによって調整泥土ｂに対して添加材が均一に分散された状態の軽量化処理土ｃとなって排出され、打設現場に打設される。
【００２０】
軽量化材としては前述の気泡の他発泡ビーズが使用でき、その場合には前述した第一実施例における軽量化材供給手段３０に代えて、図３に示す軽量化材供給手段５０を使用する。これは送り込み用スクリューコンベア５１の投入側に備えたホッパー５２に、貯蔵槽５３に収容した発泡ビーズを、排出用スクリューコンベア５４を通して投入し、送り込み用スクリューコンベア５１の回転を制御することによって供給量を調整するようにしている。
【００２１】
尚、上述した実施例では、固化材供給手段としてスラリー方式のものを使用した例について説明したが、その他に粉体方式のものが使用でき、その場合には、上述の実施例における固化材供給手段４０に代えて、図４に示す固化材供給手段６０を使用する。これは、セメント等の固化材を収容するサイロ４１から固化材を粉体供給機６１に投入し、これを粉体供給機６１で固化材添加量を制御しながらドライコンプレッサー６２からの圧送用空気で注入管２５内に送り込むようにしている。
【００２２】
また、上述した実施例では１つの添加材注入ノズルを使用して軽量化材と固化材とを同時に注入するようにしているが、軽量化材と固化材とを別々のノズルから注入させるようにしても良い。
【００２３】
次に、気泡添加位置の違いによる軽量土の混合効果について行った実験について説明する。
【００２４】
混合効果実験
実験方法
圧送土量    ：７．５ｍ３／ｈ
固化材添加量：１６０ｋｇ／ｍ３
気泡添加量  ：１４０〜１６０ｌ／ｍｉｎ
上記の条件による軽量土の処理において、空気圧送後に調整泥土に気泡を添加する場合と、調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合とにおいて軽量化処理土の密度を測定した。
【００２５】
実験結果
結果は図５に示す如きであった。
ここで、理論密度とは、添加材を添加して完全に混練させた場合の軽量化処理土の理論上の密度を計算により算出したものであり、この理論密度に対して実測密度の値が近似するほど、即ち、実測密度が理論直線に近似するほど混合効果が高いといえる。
【００２６】
調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合と、空気圧送後に調整泥土に気泡を添加した場合とを比較すると、本発明の如く調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合の実測密度は、空気圧送後に調整泥土に気泡を添加する場合と比べ、より理論直線に近似しており、調整泥土に気泡を添加した後に空気圧送を行う場合の方が混合効果が高いことが分かる。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る軽量土処理方法及びその装置にあっては、原料土に水を加えて含水比を調整した調整泥土に対し、発泡ビーズ又は気泡等の軽量化材及び固化材を混合して軽量化及び固化処理を行うに際し、前記調整泥土を搬送管内に送り込み、搬送途中で、前記調整泥土に前記搬送管内に接続させた添加材注入ノズルを通して固化材及び軽量化材を注入し、該注入箇所よりも下流側で前記搬送管内に圧送用空気を圧入させ、前記固化材及び軽量化材が注入された調整泥土を所望の打設現場まで搬送し、その搬送管内移動中に生じる混練作用によって前記固化材及び軽量化材を調整泥土に対して均一に混合させるようにしたことにより、従来方法ではできなかった軽量化処理土の数百メートルにも及ぶ長距離搬送ができ、広範囲に打設することが可能となるとともに軽量化材及び固化材を添加した泥土を搬送管内を移動させるだけで、移動中において自動的に均一な状態に混練されるため、従来のような混練機を使用する必要が無くなり、経済性が著しく向上することとなったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の概略を示す説明図である。
【図２】図１に示す装置における軽量化材供給手段の詳細を示す説明図である。
【図３】図１に示す装置における軽量化材供給手段の、他の例の詳細を示す説明図である。
【図４】図１に示す装置における固化材供給手段の他の例を示す説明図である。
【図５】軽量化処理土の混合効果実験の結果を示すグラフである。
【図６】従来の装置の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
ａ  原料土
ｂ  調整泥土
ｃ  軽量化処理土
ｄ  空気層
ｅ  プラグ
１  バックホー
２  振動篩機
３  含水比調整槽
４  ポンプ
２０  加圧ポンプ
２１  搬送管
２２  圧送用空気圧入手段
２４  添加材注入ノズル
２５  注入管
３０  軽量化材供給手段
３１  発泡機
３２  起泡剤タンク
３３  流量制御付ポンプ
３４  流量計
３５  コンプレッサー
３６  流量制御弁
３７  流量計
４０  固化材供給手段
４１  サイロ
４２  ミキサー
４３  流量制御装置付ポンプ
４４  流量計
５０  軽量化材供給手段
５１  スクリューコンベア
５２  ホッパー
５３  貯蔵槽
５４  排出用スクリューコンベア
６０  固化材供給手段
６１  粉体供給機
６２  ドライコンプレッサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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