(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と固化材を混練することにより、固化杭造成において必要とされる所定混合比の液状固化材を生成し、該液状固化材を固化杭施工機の先端に送給する装置であって、前記固化材に対する水の割合を前記所定混合比より低くした状態で、水と固化材を混合撹拌することにより濃縮な液状固化材を生成する混練プラントと、
該混練プラントで生成された濃縮な液状固化材を固化杭施工機の先端へ向けて圧送する圧送ポンプと、
該圧送ポンプと固化杭施工機の先端とをつなぐ圧送ホースと、
該圧送ホースの途中に接続された混合管と、
該圧送ホース内を圧送される前記濃縮な液状固化材に該混合管において水を加えることで、圧送ホース内にて液状固化材を所定混合比に希釈する加水手段と、
該圧送ホースの途中に接続され該加水手段の下流側の圧送ホース内に該所定混合比に希釈された液状固化材を圧送しながら撹拌する撹拌手段とを設けたことを特徴とする液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する装置。
【請求項２】
請求項１記載の液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する装置を用いて、水と固化材を混練することにより、固化杭造成において必要とされる所定の混合比の液状固化材を生成し、該液状固化材を固化杭施工機の先端に送給する方法であって、
前記圧送ホースの途中に接続された混合管中にて濃縮な液状固化材を圧送ポンプにより圧送しながら水を加えて希釈した後、前記圧送ホースの途中に接続された撹拌手段にて希釈した液状固化材を撹拌することを特徴とする液状固化材を生成し、固化杭施工機の先端に送給する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固化杭造成工法などにおいて使用される液状固化材（例：セメントミルク）を生成し固化杭施工機の先端に送給する装置及び液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固化杭造成工法では、混練プラントで製造した所定混合比（水セメント比）のセメントミルクを、圧送ホースで固化杭施工機の先端に送給している。この場合の水セメント比（セメントミルク中の水とセメントの重量比）は、地盤改良工事等の設計上において定められている。
【０００３】
従来のセメントミルクの製造・供給の仕方を図２を用いて説明する。
【０００４】
図において、セメントミルクの混練プラント１は、主にミキサー２とアジテータ３とからなる。ミキサー２は、セメントと水を所定の水セメント比で混合し、均一に練り混ぜる。アジテータ３は、ミキサー２で混練した後のセメントミルクが固まらないように撹拌する。混練プラント１で生成されたセメントミルクは、圧送ポンプ４により、圧送ホース５を介して使用場所（供給先）まで圧送される。
【０００５】
例えば、水セメント比が「１：１」に定められている場合、改良対象工当たりのセメント量が２００ｋｇ必要であれば、１分（ｍｉｎ）当たり２００リットルの水と２００ｋｇのセメントを混練して、水セメント比「１：１」のセメントミルクを製造する。この場合、普通ポルトランドセメントを用い、セメントの比重として３．１６とすると、生成されるセメントミルクの容量は２６３．３リットル／ｍｉｎとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、混練プラント１のセメントミルク製造能力は予め決まっており、それ以上の能力を求めることはできない。例えば、水セメント比「１：１」のセメントミルク２６３．３リットル／ｍｉｎの製造能力を有する混練プラント１の場合、それ以上の能力を求めることはできない。従って、それ以上の能力を求める場合は、混練プラントの設備増強を図る必要があり、そのため大幅なコスト増加を伴うという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、混練プラントの設備増強を行わずに、所定量のセメントミルク（液状固化材）を製造できるようにする液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する装置及び液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する装置は、水と固化材を混練することにより、固化杭造成において必要とされる所定混合比の液状固化材を生成し、該液状固化材を固化杭施工機の先端に送給する装置であって、前記固化材に対する水の割合を前記所定混合比より低くした状態で、水と固化材を混合撹拌することにより濃縮な液状固化材を生成する混練プラントと、該混練プラントで生成された濃縮な液状固化材を固化杭施工機の先端へ向けて圧送する圧送ポンプと、該圧送ポンプと固化杭施工機の先端とをつなぐ圧送ホースと、該圧送ホースの途中に接続された混合管と、該圧送ホース内を圧送される前記濃縮な液状固化材に該混合管において水を加えることで、圧送ホース内にて液状固化材を所定混合比に希釈する加水手段と、該圧送ホースの途中に接続され該加水手段の下流側の圧送ホース内に該所定混合比に希釈された液状固化材を圧送しながら撹拌する撹拌手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の液状固化材を生成し、固化杭施工機の先端に送給する方法は、請求項１記載の液状固化材を生成し固化杭施工機の先端に送給する装置を用いて、水と固化材を混練することにより、固化杭造成において必要とされる所定の混合比の液状固化材を生成し、該液状固化材を固化杭施工機の先端に送給する方法であって、前記圧送ホースの途中に接続された混合管中にて濃縮な液状固化材を圧送ポンプにより圧送しながら水を加えて希釈した後、前記圧送ホースの途中に接続された撹拌手段にて希釈した液状固化材を撹拌することを特徴とする。
【００１０】
請求項１、２の発明によれば、濃縮な液状固化材を混練プラントで作っておき、固化杭施工機の先端へ向けて圧送する圧送段階で所定混合比まで希釈して増量する。これにより、所定の混合比の液状固化材を固化杭施工機の先端へ送給することができ、固化杭施工機の先端へ液状固化材を送給することができる。従って、プラントでの混練量を増やさないにもかかわらず他の供給先では最終的に所定混合比の増量された液状固化材として得ることができる。
【００１１】
また、濃縮な液状固化材を圧送ライン中で所定混合比まで希釈して増量するようにしているので、固化杭施工機の先端から送り込む最終的な液状固化材の量を増やすことができ、混練プラントの設備増強を行うことなく、安価に混練プラントで規定された量以上の液状固化材を製造することができる。
【００１２】
さらに、圧送ライン中にて濃縮な液状固化材に水を加えて希釈した後に撹拌するようにしているので、液状固化材の混練の度合いを増すことができて、固化杭施工機の先端から送り込む液状固化材の品質の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００１４】
図１（ａ）は実施の形態のセメントミルク製造装置の概略構成を示す。混練プラント１は、ミキサー２とアジテータ３とからなり、従来と同じ能力を備えている。この混練プラント１は、供給先において必要とされる規定の水セメント比よりも濃度の高い濃縮なセメントミルクを生成する。
【００１５】
アジテータ３には圧送ポンプ４の吸入側が接続され、圧送ポンプ４の吐出側には、使用場所（供給先）までセメントミルクを送給する圧送ホース（圧送ラインまたは圧送管路）５が接続されている。圧送ポンプ４は、混練プラント１で生成された濃縮なセメントミルクを吐出する。
【００１６】
圧送ホース５の途中には混合管６が介装されている。混合管６は、圧送中の濃縮なセメントミルクに加水装置（加水手段）１０から供給される水を混合させるためのものであり、混合管６内に加水装置１０の加水管７の先端部７ａが圧送方向下流側に向けて配されている。加水装置１０は、この加水管７に所定量の水を送り込む加水ポンプ８を備えている。
【００１７】
混合管６の手前の圧送ホース５上と加水管７上には流量計２１、２２が設けられている。これらの流量計２１、２２の検出値は、圧送ポンプ４や加水ポンプ８を制御する図示略の制御装置に入力されており、制御装置は、それらの検出値に基づいて圧送ポンプ４や加水ポンプ８を制御し、混合管６内での濃縮セメントミルクと水の混合比率をコントロールする。
【００１８】
混合管６の下流側の圧送ホース５の途中には、管路内壁に撹拌用固定翼１２ａを多数備えたラインミキサー（撹拌手段）１２が配され、混合管６内で混合されたセメントミルクをより均一に撹拌するようになっている。
【００１９】
なお、ラインミキサー１２は、圧送力を利用してセメントミルクの混練を促進させる目的で設けたものであり、図１（ａ）のような内部に固定翼を付けるもの以外に、図１（ｂ）に示すような蛇行管（撹拌手段）１４を利用することもできる。
【００２０】
次に、規定の水セメント比（所定混合比）のセメントミルクを製造する方法を説明する。ここでは、供給先（固化杭施工機の先端）で必要とされる水セメント比が「１：１」の場合を例にとる。
【００２１】
まず、混練プラント１においては、セメント（固化材）に対する水の割合を前記混合比「１：１」よりも低く設定した状態で水とセメントを混練し、規定の水セメント比よりも濃縮なセメントミルク（液状固化材）を生成する。ここでは例えば、混練プラント１においては、水セメント比「０．５：１」の濃縮セメントミルクを生成する。
【００２２】
次に、圧送ホース５の途中に設けた混合管６内で、濃縮セメントミルクに対し残る割合「０．５」の水を加えることで、セメントミルクを、規定の水セメント比「１：１」となるように希釈・増量する。そして、混合管６内で所定の水セメント比に調整したセメントミルクを下流側へ圧送することで、ラインミキサ１２により更に混練する。これにより、新たな撹拌エネルギを使用することなく、品質の高い規定混合比のセメントミルクを使用場所に供給することができる。
【００２３】
このように、濃縮なセメントミルクを混練プラント１で作っておき、圧送段階でそれを所定の水セメント比まで希釈・増量するようにしているので、混練プラント１での混練量を増やすことなく、供給先へ送り込む最終的な規定混合比のセメントミルクの量を、混練プラント１で規定された能力以上に増やすことができる。即ち、使用するセメントミルクは、水セメント比が「１：１」というように定められているが、混練プラント１で練る段階では、水の割合を減らして、全体の練る量を減らすことができる。
【００２４】
例えば、水セメント比が「１：１」のとき、普通ポルトランドセメントを入れる場合、使用先での必要セメント量が２００ｋｇであれば、混合量は「比重１の水２００ｋｇ」と「比重３．１６のセメント粉体２００ｋｇ」とで２６３．３リットルのセメントミルクを得る。上記実施形態では、混練プラント１の混練段階において、水セメント比「０．５：１」とするので、「比重１の水１００ｋｇ」と「比重３．１６のセメント粉体２００ｋｇ」とで１６３．３リットルのセメントミルクとなる。
【００２５】
つまり、同じセメント量を必要とするなら、混練プラント１の処理段階での水セメント比を「０．５：１」にすることにより、２６３．３／１６３．３＝１．６倍ものセメントミルクを、結果的に同一のプラントで練ることができることを意味する。
【００２６】
例えば、混練プラント１での生産能力が２６３リットル／ｍｉｎである場合、混練プラント１では、水１６１リットル／ｍｉｎとセメント粉体３２２ｋｇ／ｍｉｎとで水セメント比「０．５：１」のセメントミルク２６３リットル／ｍｉｎを生成する。
【００２７】
そして、圧送ホース５の途中に配した混合管６内で、新たに１６１リットル／ｍｉｎの水を加えることにより、規定の水セメント比「１：１」に調整する。このとき、セメントミルクの総容量は２６３＋１６１＝４２４リットル／ｍｉｎとなるので、混練プラント１の能力で結果的に増量されたセメントミルクを使用場所に送り込むことができる。つまり、４２４リットル／２６３．３リットル＝１．６倍のセメントミルクを、混練プラント１を設備増強することなく、安価に簡単に作ることができるものである。
【００２８】
なお、混練プラント１にて生成する濃縮セメントミルクの水セメント比は、上記の例に限定されず、任意に設定可能である。
【００２９】
また、上記の実施形態では、固化材としてセメントを用いた場合を示したが、セメント以外でもよい。
【００３０】
また、上記実施形態において、圧送ホース５、混合管６、加水管７は、鋼管以外の材質のものでも良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２の構成によれば、濃縮な液状固化材を混練プラントで作っておき、固化杭施工機の先端へ向けて圧送する圧送段階で所定混合比まで希釈して増量するようにしているので、所定の混合比の液状固化材を固化杭施工機の先端へ送給することができ、固化杭施工機の先端へ液状固化材を送給することができるので、従って、プラントでの混練量を増やさないにもかかわらず他の供給先では最終的に所定混合比の増量された液状固化材として得ることができるという効果が得られます。
【００３２】
また、濃縮な液状固化材を圧送ライン中で所定混合比まで希釈して増量するようにしているので、固化杭施工機の先端から送り込む最終的な液状固化材の量を増やすことができ、混練プラントの設備増強を行うことなく、安価に混練プラントで規定された量以上の液状固化材を製造することができという効果が得られます。
【００３３】
さらに、圧送ライン中にて濃縮な液状固化材に水を加えて希釈した後に撹拌するようにしているので、液状固化材の混練の度合いを増すことができて、固化杭施工機の先端から送り込む液状固化材の品質の向上を図ることができるという効果が得られます。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明の実施形態のセメントミルク製造装置の概略構成図、（ｂ）は（ａ）図のＢ部の別の例を示す図である。
【図２】  従来のセメントミルク製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  混練プラント
４  圧送ポンプ
５  圧送ホース（圧送管路、圧送ライン）
１０  加水装置（加水手段）
１２  ラインミキサー（撹拌手段）
１４  蛇行管（撹拌手段）
【図１】
0004458574.tif 000002
【図２】
0004458574.tif 000003