JP2000154527A - 砂質土地盤における噴射材回流硬化材注入工法 - Google Patents

砂質土地盤における噴射材回流硬化材注入工法

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JP2000154527A
JP2000154527A JP10331061A JP33106198A JP2000154527A JP 2000154527 A JP2000154527 A JP 2000154527A JP 10331061 A JP10331061 A JP 10331061A JP 33106198 A JP33106198 A JP 33106198A JP 2000154527 A JP2000154527 A JP 2000154527A
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injection
ground
hardening material
rod
nozzle
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JP10331061A
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English (en)
Inventor
Wataru Nakanishi
渉 中西
Motoo Takada
元夫 高田
Masaaki Kuribayashi
正昭 栗林
Takeshi Sekine
健 関根
Yasuharu Nakanishi
康晴 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIT Inc
Toko Construction Co Ltd
Original Assignee
NIT Inc
Toko Construction Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ベントナイトなどの使用を廃し、余剰スライ
ムの発生自体を抑制すると共にリフトされる排出液を再
利用して、環境に優しくしかも地盤の改良効果、支保層
や止水層の造成効果を充分に確保する。 【解決手段】 注入ロッド1を回動推進させて対象地盤
に挿入する際に増粘溶液とエアーを噴射して対象地盤を
形状切削し、孔壁保護改良層を造成し、自立性を付与す
ると共に、スライムの有害成分を濾過するバリアとして
も利用すると共に、所定深度においてバランス方向に開
口する複数の硬化材噴射ノズル2から硬化材を噴射しな
がらロッド1を抜去方向に回動移動させて硬化材注入行
い、発生する余剰排出液を硬化材噴射による地内圧リフ
ト或いはエアリフトによって排泥ピット9に集めると共
に、排泥ピット9に連絡させた汚泥除去処理機構によっ
て処理して注入ロッド1の噴射材供給系路に回流させる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は礫層と粘性土地盤の
中間で、自立性の弱い砂質土地盤を対象地盤とする軟弱
地盤の改良、地中の支保層や止水層の造成のための地盤
硬化材注入工法に関し、従来、孔壁保護のために用いら
れてきたベントナイトなどの使用を廃し、産業廃棄物と
なる泥水スライムの発生を極力減少させると共に、発生
する余剰排出液を地内圧リフト又はエアリフトによりピ
ットに集め、汚泥除去処理して再び噴射材として噴射材
供給系路に回流させる砂質土地盤における噴射材回流硬
化材注入工法に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】従来、砂質土地盤を対
象とする軟弱地盤の改良、地中の支保層や止水層の造成
のための地盤硬化材注入は、対象地盤の自立性が弱いた
め、注入ロッド挿入孔などの崩壊防止にベントナイトな
どの保護液充填が必須のこととされており、硬化材噴射
圧力の超高圧化に伴う大量スライムの発生と共に問題と
なっている。
【0003】ベントナイトなどの保護充填液は、硬化材
注入によって発生するスライムと共に公害成分を含むも
ので、噴射時のリフト効果によって地上こ排出するの
で、その廃棄や処理の方法についても研究が行なわれる
ようになってきている。
【0004】しかし、大量の余剰スライムや使用済みベ
ントナイト液は産業廃棄物となってその処理に多大な費
用が必要になると共に、産業廃棄物の完全処理が困難な
状況から使用済みベントナイト液や余剰スライムの発生
自体が環境汚染にも繋がりかねない事態となってきてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の問題に対
処するためベントナイトなどの使用を廃し、余剰スライ
ムの発生自体を抑制すると共に、抑制効果を得るための
噴射材と噴射硬化材から発生する余剰排出液を地内圧或
いはエアリフトによりピットに集め、汚泥除去処理して
再び噴射材として噴射材供給系路に回流させて、環境に
優しくしかも地盤の改良効果、支保層や止水層の造成効
果を充分に確保できる砂質土地盤における噴射材回流硬
化材注入工法の開発を目的とするものである。
【0006】本発明は、自立性が弱く保護液充填がなけ
れば注入ロッド挿入孔の崩壊を防止できない砂(細粒分
が15%未満)と砂質土地盤(15%以上50%未満)を対象
とするので、注入ロッドを挿入する際に硬化層造成部分
にエアーと増粘溶液の噴射による形状切削を行って自立
性を付与するようにした。
【0007】また、硬化材が注入される部分の土壌地盤
にエアー、増粘溶液の噴射による穿孔攪拌をして事前に
形状切削を行い、硬化材の注入圧が比較的低圧でも注入
効果を挙げられるようにして硬化材注入時の地内圧を調
整すると共に、硬化材注入時にその噴射圧によるリフト
効果により、或いは、別に上部噴射ノズルからエアー噴
射を行なうことによって、形状切削土壌の余剰水分や粘
土分による余剰排出液をリフトさせて排泥ピットに集
め、汚泥除去処理して再び噴射水として噴射材供給系路
に回流させ、硬化材の充填効果を高めると共に、環境に
影響する余剰排出液を同時処理して再利用するようにし
たものである。
【0008】更に、必要な場合には硬化材注入時に上部
噴射ノズルからエアーを噴射することによって、形状切
削土壌の余剰水分や粘土分を積極的にリフトさせて硬化
材の充填効果を高めると共に、環境に影響する硬化材の
地上への湧出を抑制するようにしたものである。
【0009】ここでのバランス噴射は、例えば、下部噴
射ノズルが一対となって左右水平方向に開口し、或いは
上部噴射ノズルを前後左右という多方面の水平方向に開
口させて注入ロッドを囲周する土壌地盤に対して注入圧
のバランスを取りながら噴射することにより、地内圧の
偏寄りをなくして噴射材の噴射時や硬化材注入時の噴射
圧を吸収するものである。
【0010】更に、硬化材の注入対象となる砂質土地盤
は、様々に異なる注入環境を備えており、それぞれに対
応した噴射方法と噴射材の選択が必要となるので、本発
明では多様な噴射方法と噴射材の選択の余地を残してい
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明の実施例
を説明する。1は注入ロッドで、先端部側壁に、左右水
平方向に開口して硬化材層を噴射する一対の下部噴射ノ
ズル2、その上部に所定間隔を置いて複数噴射材を噴射
可能な上部噴射ノズル3を設け、隔絶されて並列する噴
射材供給流路を各ノズルに連絡させた多孔もしくは多重
の注入ロッドとして構成されている。
【0012】上部噴射ノズル3は図6に示すようにバラ
ンス方向、例えば前後左右の水平方向に開口する単孔ノ
ズル、又は図7に示すように核ノズル31と環状ノズル32
が同心円状に重合する重合噴射ノズルを左右の水平方向
に開口して構成する。
【0013】下部噴射ノズル2は、図2に示すように左
右の水平方向に開口する単孔ノズルに構成して硬化材注
入のみを行うようにし、リフト効果を高めるためにエア
ーを噴射する場合には上部噴射ノズル3から行い、地内
圧により上昇する排出液を積極的にリフトする一方、下
部噴射ノズル2から注入された硬化材にはリフト効果の
影響がないように構成される。
【0014】注入ロッド1は、その後端がスイベル4と
なっており、圧送ポンプ装置61を介してセメントサイロ
62、水タンク63等からなる硬化材プラント6に連絡する
硬化材供給経路と、圧送ポンプ装置71を介して増粘溶液
等の切削材料供給部7に連絡する切削材料供給経路に連
結すると共に、バックホウ型の移動マシン5に装置され
た注入ロッド作動機構51に支持される。
【0015】注入ロッド作動機構51は、注入ロッド1を
回動、進退、或いは斜降角度を変化させる操作駆動機構
52を備え、対象地盤に対して所定の角度をもって掘削推
進させ、回動後退させるようになっている。
【0016】更に、注入ロッド1の地盤挿入基部を囲む
位置に排泥ピット9が設けられ、サクションポンプ91に
よって排泥ピット9にリフトされた余剰排出液がデサン
ダ92(分級機) に圧送されて廃棄土砂Sとスラリー排水
に分離され、廃棄土砂Sは搬出されて建設汚泥(現場内
での埋め戻し)或いは建設発生土、建築材料等に再利用
される。
【0017】分離されたスラリー排水は、スラリーポン
プ94によりサイクロン95を経て、更にスクリューデカン
タ93に送られ廃棄汚泥と清水に振り分けられて廃棄汚泥
は無機性の汚泥として処理され、清水は切削材料供給部
7に供給されて配合され切削材圧送ポンプ71によって再
び増粘溶液として注入ロッド1に圧送され、或いは硬化
材混練水として硬化材プラント6に送られる。
【0018】このように装置された注入ロッド1を対象
地盤Xに向けて下方噴出孔23から潤滑水を噴出し、200
〜450kgf/cm2程度の高圧力で上部噴射ノズル3から増粘
溶液とエアー、場合によっては清水を加えて噴射しなが
ら、回動させつつ下降推進挿入して孔壁保護改良層Zを
造成するが、その際の噴射形態は次のようになる。
【0019】下降時の上部噴射ノズル3には、ノズル3
が単孔ノズル33、34、35、36の複数ノズルに構成された
場合、その内の2つに増粘溶液、他の2つにエアーが供
給噴射され、同心円状に重合する重合噴射ノズルに構成
された場合には、核ノズル31に増粘溶液、環状ノズル32
にエアーが供給噴射される。なお、場合によってはエア
ーの噴射を行わずに増粘溶液のみを噴射する場合もあ
る。
【0020】増粘溶液としては、非イオン性で公害性の
ない増粘剤、例えば水溶性の天然多糖類であるグアーガ
ムを主成分とし、これに水溶性の高分子剤を添加した水
溶性ポリアクリルアミド樹脂(ポリアクリルアミド系水
溶性高分子)(商品名・フジミグリーンボンド)の2〜
3%溶液を用いるのが適切である。
【0021】増粘溶液の粘性度については、上記の増粘
剤を水10m3 に対して3〜5kg混入した場合に通常では
400kg/cm2出る噴射圧が340kg/cm2 に低下する現象が認
められたので、正確に測定するまでの必要はないが、ベ
ントナイト液の粘性度を基準に溶液化する際に、注入環
境に応じて調整する必要がある。
【0022】形状切削を行うロッド下降時には、下部噴
射ノズル2からは何も噴射せず、停止状態のまま下降す
るが、他の実施例として注入ロッド下降時に下部噴射ノ
ズル2から増粘溶液を噴射すると共に、上部噴射ノズル
3が複数ノズルに構成された場合、その内の2つから増
粘溶液、他の2つからエアーを噴射するようにし、同心
円状に重合する重合噴射ノズルに構成された場合には、
核ノズル31に増粘溶液、環状ノズル32にエアーが供給噴
射されるようにする。
【0023】所定の深度に達したところで、下部噴射ノ
ズル2から25〜100kgf/cm2程度の圧力で硬化材を噴射
し、上部噴射ノズル3からは何も噴射せずに上昇抜去す
るが、必要な場合には適宜の上部噴射ノズル3から7〜
13kgf/cm2程度の圧力でエアーをバランス噴射しなが
ら、ロッド1を回動させつつ上昇抜去する。
【0024】上昇時の下部噴射ノズル2からは、硬化材
を普通セメント又は高炉セメントから成るセメントミル
クとして下部噴射ノズルの全部のノズルから同じセメン
トミルクがバランスを保ちながら噴射充填される。
【0025】ロッド上昇時の硬化材噴射については、25
〜100kgf/cm2程度の圧力で圧送しても、ロッド下降時の
噴射材噴射によって事前の形状切削が行われて硬化材が
注入される部分の土壌地盤が弛められていることと、地
内圧リフト或いは同時に行なわれる上部噴射ノズル3か
らのエアー噴射によるリフト効果とが相まって、4min/
m程度の引上げ時間で1100φ程度の径の硬化材層が造成
されていた。
【0026】本発明は以上のようにして、注入ロッド下
降時に硬化材の注入環境を整備する予備噴射を行い、上
昇時に補助噴射を併用して注入ロッドを回転させなが
ら、抜去方向に後退させて対象地盤中に硬化材を注入し
て円筒状に地盤硬化材注入層Yを造成し、必要に応じて
これを並列するものである。
【0027】本発明は以上のように構成したので、従来
に比して極めて低い注入圧で強度の高い均質な硬化材注
入層を造成でき、しかも、公害の元凶となるスライムの
発生を抑制できる効果がある。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すもので、施工と噴射材料
の回流系路を示す装置プラント全体の斜視図
【図2】同じく注入ロッドの実施例を示すもので、多重
管構造による注入ロッド先端部の要部構造を示す拡大縦
断側面図
【図3】同じく注入施工の工程を示す注入ロッド下降時
の対象地盤縦断側面図
【図4】同じく注入施工の工程を示す注入ロッド下降完
了時の対象地盤縦断側面図
【図5】同じく注入施工の工程を示す注入ロッド上昇時
の対象地盤縦断側面図
【図6】同じく注入ロッドの上部噴射ノズルを複数単孔
ノズルとする実施例の要部構造を示す注入ロッドの拡大
横断平面図
【図7】同じく注入ロッドの上部噴射ノズルを複数重合
ノズルとする実施例の要部構造を示す注入ロッドの拡大
横断平面図
【符号の説明】
1 注入ロッド 2 下部噴射ノズル 21 先端下方噴出孔 3 上部噴射ノズル 31 上部噴射ノズルの核ノズル 32 上部噴射ノズルの環状ノズル 33 上部噴射ノズルの複数単孔ノズル 34 上部噴射ノズルの複数単孔ノズル 35 上部噴射ノズルの複数単孔ノズル 36 上部噴射ノズルの複数単孔ノズル 4 スイベル 41 排出液リフト経路 5 移動マシン 51 注入ロッド作動機構 52 注入ロッド操作駆動機構 6 硬化材プラント 61 硬化材圧送ポンプ装置 62 セメントサイロ 63 水タンク 7 噴射材料供給部 71 噴射材料圧送ポンプ装置 8 硬化材混練機構 9 排泥ピット 91 サクションポンプ 92 デサンダ 93 スクリューデカンタ 94 スラリーポンプ 95 サイクロン S 廃棄土砂 X 対象地盤 Y 地盤硬化材注入層 Z 孔壁保護改良層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 元夫 東京都港区新橋5丁目11番3号 東興建設 株式会社内 (72)発明者 栗林 正昭 東京都港区新橋5丁目11番3号 東興建設 株式会社内 (72)発明者 関根 健 東京都港区新橋5丁目11番3号 東興建設 株式会社内 (72)発明者 中西 康晴 東京都町田市三輪緑山1丁目26番地11 株 式会社エヌ、アイ、テイ内 Fターム(参考) 2D040 AA04 AB01 AC03 AC04 AC05 BA01 BA02 BC01 BD05 CA01 CA10 CB03 DA11 DA12 DA13 DC00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 注入ロッドを回動推進させて対象地盤に
    挿入する際に増粘溶液とエアーを噴射して対象地盤を形
    状切削し、所定深度においてバランス方向に開口する複
    数の硬化材噴射ノズルから硬化材を噴射しながらロッド
    を抜去方向に回動移動させて硬化材注入行い、発生する
    余剰排出液を硬化材噴射による地内圧リフトによって排
    泥ピットに集めると共に、排泥ピットに連絡させた汚泥
    除去処理機構によって処理して注入ロッドの噴射材供給
    系路に回流させることを特徴とする砂質土地盤における
    噴射材回流硬化材注入工法
  2. 【請求項2】 硬化材注入時に硬化材噴射ノズルの上部
    に設けたノズルによってエアー噴射を行なうことによ
    り、各噴射によって発生する余剰排出液をエアリフトに
    よって排泥ピットに集めるようにした請求項1記載の砂
    質土地盤における噴射材回流硬化材注入工法
  3. 【請求項3】 増粘溶液として水溶性の天然多糖類であ
    るグアーガムを主成分とし、これに水溶性の高分子剤を
    添加した水溶性ポリアクリルアミド樹脂(ポリアクリル
    アミド系水溶性高分子)の溶液を用いるようにした請求
    項1又は請求項2記載の砂質土地盤における噴射材回流
    硬化材注入工法
JP10331061A 1998-11-20 1998-11-20 砂質土地盤における噴射材回流硬化材注入工法 Pending JP2000154527A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002069996A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd 高圧噴射注入工法用土砂切削向上剤及びそれを用いた高圧噴射注入工法
JP2011117174A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Onoda Chemico Co Ltd 地盤改良工法

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