JP2004353298A - 地盤改良工法とそれに使用するモニター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射管が小径の場合でも、良質な噴射ノズルＮを使用できるようにして、工期の短縮を容易に図り得る地盤改良工法とそれに使用するモニター装置を提供する。
【解決手段】超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法において、超高圧液体を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を噴射管２に設けると共に、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の軸芯Ｘ１，Ｘ２が噴射管２の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管２の中心線Ｘと重ならないように、噴射管２の管側部に取り付けてモニター装置１を構成し、このモニター装置１の２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２から噴射される超高圧液体が構成する２つの超高圧噴流体で地盤を切削する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法とそれに使用するモニター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法としては、超高圧噴射工法が知られている。この超高圧噴射工法にはＣＣＰ工法等の単管式超高圧噴射工法、ジェットグラウト工法（ＪＳＧ工法）等の二重管式超高圧噴射工法、コラムジェットグラウト工法（ＣＪＧ工法）やロジンジェットパイル工法（ＲＪＰ工法）等の三重管式超高圧噴射工法等がある。
【０００３】
単管式超高圧噴射工法は、標準施工の場合、地盤中に差し込まれた噴射管（単管）の先端部に設けられた噴射ノズルからセメント系の超高圧硬化材液（セメントミルク）を地盤中に噴射させ、噴射管を回転又は反転させながら引き上げることにより、噴射ノズルから噴射される超高圧硬化材液が構成する超高圧噴流体で地盤を切削すると共に攪拌、混練して円柱状の固結体（地中パイル）を造成する。また水噴射施工の場合には、地盤中に差し込まれた噴射管の先端部に設けられた噴射ノズルから超高圧水を地盤中に噴射させ、噴射管を回転又は反転させながら引き上げることにより、噴射ノズルから噴射される超高圧水が構成する超高圧噴流体で地盤を切削した後、再度噴射管を地盤中に挿入し、前記噴射ノズルからセメント系の超高圧硬化材液（セメントミルク）を噴射させ、噴射管を回転又は反転させながら引き上げることにより、噴射ノズルから噴射される超高圧硬化材液が構成する超高圧噴流体で攪拌、混練して円柱状の固結体（地中パイル）を造成する。
【０００４】
二重管式超高圧噴射工法は、地盤中に差し込まれた噴射管（二重管）の先端部に設けられた噴射ノズルからセメント系の超高圧硬化材液（セメントミルク）を地盤中に噴射させると同時に超高圧硬化材液の噴射ノズルの周囲に設けられた空気ノズルから圧縮空気を噴射させ、噴射管を回転又は反転させながら引き上げることにより、噴射ノズルから噴射される超高圧硬化材液（周囲に空気を沿わせた超高圧硬化材液）が構成する超高圧噴流体で地盤を切削し、スライムをリフト作用により地表に排出させると同時に円柱状の固結体を造成する。
【０００５】
三重管式超高圧噴射工法のうちコラムジェットグラウト工法は、地盤中に差し込まれた噴射管（三重管）の先端部に設けられる噴射ノズルから超高圧水を地盤中に噴射させると同時に超高圧水の周囲に設けられた空気ノズルから圧縮空気を噴射させ、噴射管を回転又は反転させながら引き上げることにより、噴射ノズルから噴射される超高圧水（周囲に空気を沿わせた超高圧水）が構成する超高圧噴流体で地盤を切削し、スライムをリフト作用により地表に排出させると共に超高圧水の噴射ノズルとは別の噴射ノズルからセメント系の高圧硬化材液（セメントミルク）を同時充填させ、円柱状の固結体を造成する。ロジンジェットパイル工法は、地盤中に差し込まれた噴射管（三重管）の先端部に上下二段に取り付く噴射ノズルのうち、上側の噴射ノズルから超高圧水を地盤中に空気包合噴射させ、下側の噴射ノズルからセメント系の高圧硬化材液（セメントミルク）を地盤中に空気包合噴射させ、噴射管を回転又は反転させながら引き上げることにより、上側の噴射ノズルから噴射される超高圧水（空気空気包合噴射の超高圧水）が構成する超高圧噴流体と、下側の噴射ノズルから噴射される超高圧硬化材液（空気包合噴射の超硬化材液）とで地盤を切削し、スライムをリフト作用により地表に排出させると同時に円柱状の固結体を造成する。
【０００６】
上記のように、超高圧噴射工法に使用する噴射管の先端部に取り付けられているモニター装置（噴射管の先端部に取り付けられる噴射装置）には、超高圧水や超高圧硬化材液等の超高圧液体を線状に噴射させて超高圧噴流体を構成するための噴射ノズル（モニター）が普通１つ設けられており、噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重なるように、噴射管の中心線上で半径方向に取り付けられているが、２つの噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の１本の中心線と重なるように、噴射管の中心線上で半径方向逆向きに取り付けたものもある。また超高圧噴射工法の種類によって使用される噴射管、所謂ロッドが単管、二重管、三重管と異なり、その管径（外径）も単管、二重管、三重管の順に太くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
超高圧噴射工法においては理論や実験結果にしたがった良質の噴射ノズルを使用することが必要である。その良質の噴射ノズルＮは図５に示すような型になっている。即ち、ノズル全長ｗがノズル出口直径Ｄの１５〜２０倍、ノズル入り口通路Ｎａとノズル出口通路Ｎｂの間の絞り部Ｎｃの絞り角Ｂが１３°、ノズル出口通路Ｎｂの長さＷがノズル出口直径Ｄの３〜４倍である。また仕上げも機械的に最高級の仕上げで、非常に精密である。このような良質の噴射ノズルＮを使用することにより、図６の（ａ）に示すように、超高圧噴流液を液体の束として正しく確保でき、地盤の切削に有効に働く超高圧噴流体を構成できるが、噴射ノズルの全長が不足したり、傷ついたりした場合には、図６の（ｂ）に示すように、超高圧噴流液は割れてしまい、有効な超高圧噴流体を構成できない。
【０００８】
そして、ノズル出口直径Ｄは２ｍｍ程度であるから、良質な噴射ノズルＮは全長ｗが３０〜４０ｍｍ程度と長くなるが、従来のモニター装置は、噴射ノズルを噴射管の中心線上に取り付けているため、噴射管が小径の場合、良質な噴射ノズルＮに比べて全長が短い簡易な噴射ノズルしか使用できず、固結体の造成範囲（地盤の改良範囲）の拡大や造成時間（地盤の改良時間）の短縮による工期の短縮を図り難いという問題があった。
【０００９】
したがって本発明は、噴射管が小径の場合でも、良質な噴射ノズルＮを使用できるようにして、工期の短縮を容易に図り得る地盤改良工法とそれに使用するモニター装置を提供することを主たる目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の地盤改良工法は、超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法において、超高圧液体を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルを噴射管に設けると共に、２つの噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付け、前記噴射ノズルから噴射される超高圧液体が構成する２つの超高圧噴流体で地盤を切削することを特徴とする（請求項１に記載の発明）。
【００１１】
この地盤改良工法に使用するモニター装置は、超高圧液体を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルを噴射管に設けると共に、２つの噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付けたことを特徴とする（請求項２に記載の発明）。
【００１２】
上記のモニター装置は、噴射管の超高圧液体供給管路を噴射ノズル数と同数に仕切る隔壁を設け、仕切り管路を噴射ノズルの入り口に連通させる（請求項３に記載の発明）。
【００１３】
前述の単管式超高圧噴射工法や二重管式超高圧噴射工法による地盤改良工法に使用するモニター装置の場合は、噴射ノズルより上流側から削孔水を流入させて噴射ノズルより下流側の削孔水噴射口に供給する内管路を噴射管の中心部に設けると共に、前記内管路の流入口を塞ぐ球形の止水栓を受け止める漏斗形の受け部材を噴射ノズルより上流側の噴射管内に設け、前記受け部材の中心部に前記内管路の流入口を開口させ、前記流入口の周囲受け面に削孔水や超高圧液体を通過させる多数の孔を設ける（請求項４に記載の発明）。
【００１４】
【発明の作用・効果】
【００１５】
請求項１及び請求項２に記載の発明では、噴射ノズルを噴射管の中心線上を避けて管側部に取り付ける構成であるから、噴射管が小径の場合でも、良質な噴射ノズルを使用することができ、しかも２つ使用することができ、地盤の切削に有効に働く２つの超高圧噴流体で地盤を２箇所同時に切削できるため、工期の短縮を容易に図ることができる。
【００１６】
また、単一の噴射ノズルでは超高圧液体の噴射反力によって噴射管の特に先端部にぶれを生じるが、２つの噴射ノズルから逆方向に超高圧液体を噴射する構成であるから、各噴射ノズルで互いの噴射反力を相殺でき、噴射管のぶれも防止できる。尚、噴射管のぶれを防止する点で、２つの噴射ノズルは、噴射管の管側部に等間隔に取り付けることが好ましく、また一つの噴射ノズルを噴射管の管軸芯を中心に１８０°回転させたとき、噴射管の管軸線線と平行な向きに見てもう一つの噴射ノズルと重なる位置、即ち点対称位置に各噴射ノズルを取り付けることがより好ましい。
【００１７】
２つの噴射ノズルを噴射管に設けるモニター装置の場合は、単一の噴射ノズルを設ける場合に比べて超高圧液体の吐出量が多くなり、噴射管が小径になるにしたがって乱流を生じ易くなるが、請求項３に記載の発明では、噴射管の超高圧液体供給通路を噴射ノズル数と同数（２つ）に仕切る隔壁を設け、一つの仕切り通路に対して一つの噴射ノズルの入り口を連通させる構成であるから、超高圧液体の吐出量が多くなっても乱流を防止できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、噴射ノズルより下流側に設ける削孔水噴射口を噴射ノズルより上流側で塞ぐ構成であるから、小径の噴射管に良質な噴射ノズルを取り付けた場合でも、従来と同様にスチールボール等の球形の止水栓を噴射管に投入することで削孔水噴射口を塞ぐことができる。この結果、単管式超高圧噴射工法や二重管式超高圧噴射工法による地盤改良工法を従来と同じ工程で行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るモニター装置の縦断面図、図２は同モニター装置の横断面図であり、このモニター装置１はＣＣＰ工法等の単管式超高圧噴射工法による地盤改良工法にて地中に円柱状の固結体を造成する際に使用する噴射管２の先端部に取り付けるもので、噴射管２は外径が５５ｍｍ程度で定長寸の鋼管（単管）である噴射管材３を先端部のモニター装置１から一方向に１段、２段、・・・ｎ段と一直線状に接続し、かつ図３に示すようにモニター装置１と反対側の噴射管２の端部となる最終段の噴射管材３の端部に単管用のスイベル４を取り付けて構成し、超高圧ポンプ（図示省略）からの圧力３ＭＰａ程度の高圧削孔水と圧力２０〜４０ＭＰａ程度の地盤切削兼改良用の超高圧液体であるセメント系の超高圧硬化材液（セメントミルク）とをスイベル４に設けた単一の注入口５から択一的に噴射管２内に注入して先端部のモニター装置１から噴射するように構成している。
【００２０】
尚、スイベル４の端部に噴射管２をクレーン等で吊持するためのフック部６を一体に設けている。
【００２１】
図１、図２に示す如く、前記モニター装置１は図５に示した良質の噴射ノズルＮの条件を満たす全長が長い２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２と、この噴射ノズルＮ１，Ｎ２を設けるモニター管７とで構成するもので、モニター管７は噴射管材３・・・と同じ外径を有し長さが噴射管材３・・・より短尺に形成される。このモニター管７の一端部に噴射管材３（１段目の噴射管材３）の端部を一直線状に接続するための接続手段８を設け、噴射管３の先端部をモニター管７によって構成すると共に、噴射管材３との接続端部と反対側のモニター管７の先端部に噴射管材３及びモニター管７と同じ外径を有する短筒形状の削孔器具であるメタルクラウン９の取り付け端部を一直線状に接続するための接続手段１０を設け、モニター管７の先端、即ち噴射管２の最先端にメタルクラウン９を取り付けるように構成している。
【００２２】
尚、本実施例ではモニター管７の一端部に設ける噴射管材３に対する接続手段８として、噴射管材３の端部内周面に形成された雌ねじ８ａを螺着させる雄ねじを示し、モニター管７と噴射管材３の端部同士をねじ込み式で直結する形態を示したが、この場合のねじは雌雄逆でもよく、またソケット型の管継ぎ手等を使用してモニター管７と噴射管材３の端部同士を間接的に接続させる場合には、その管継ぎ手の接続端部に対応した形態の接続手段８となる。さらにモニター管７の先端部に設けるメタルクラウン９に対する接続手段１０として、メタルクラウン９の取り付け端部外周面に形成された雄ねじ１０ａを螺着させる雌ねじを示し、モニター管７とメタルクラウン９の端部同士をねじ込み式で直結する形態を示したが、この場合のねじも雌雄逆でもよく、またソケット型の管継ぎ手等を使用してモニター管７とメタルクラウン９の端部同士を間接的に接続させる場合には、その管継ぎ手の接続端部に対応した形態の接続手段１０となる。
【００２３】
また、モニター管７には噴射ノズルＮ１，Ｎ２より下流側に管底１１を設け、この管底１１の中心部に削孔水噴射口１２を開口形成している。この削孔水噴射口１２にモニター管７内の中心部に管軸方向に沿って設ける内管１３の先端を嵌合させ、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より上流側から高圧削孔水を流入させて噴射ノズルＮ１，Ｎ２より下流側の削孔水噴射口１２に供給する内管路１４をモニター管７内の中心部に管軸方向に沿って設けると共に、その内管路１４の周囲に管底１１で行き止まりとなり先端を閉鎖した外管路１５を設けている。
【００２４】
尚、管底１１はモニター管７の先端より所定寸法管軸芯方向内側に入った位置に上げ底状態で設け、この管底１１より先部のモニター管７の先端部にメタルクラウン９に対する前記接続手段１０を設けている。
【００２５】
さらに、噴射管２の内径より小径で内管１３の内径より大径の球形の止水栓であるスチールボール１６を備え、削孔水噴射口１２に嵌合した内管１３の先端と反対側の端部開口、即ち内管路１４の流入口１４ａにスチールボール１６の一部を嵌合させることでこの流入口１４ａを塞ぐように構成している。このスチールボール１６はスイベル４を取り外した状態の噴射管２の端部開口からこの噴射管２内に投入し先端部のモニター管７内に入れるもので、スチールボール１６を受け止める漏斗形の受け部材１７をモニター管７の管軸芯方向内側に行くにしたがって縮径する姿勢で噴射ノズルＮ１，Ｎ２より上流側のモニター管７内に設け、この受け部材１７の中心部に内管路１４の流入口１４ａを開口形成すると共に、流入口１４ａの周囲受け面１７ａに超高圧硬化材液を通過させて外管路１５に流入させる多数の孔１８・・・を設けている。また、モニター管７に外管路１５を周方向に噴射ノズル数と同数（２つ）に仕切る隔壁を設けるもので、モニター管７に２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を設けるので、２枚の隔壁１９ａ，１９ｂをモニター管７の外管路１５内における１８０°対称位置に張設し、モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見てモニター管７の１本の中心線Ｘ上に設けられる前記２枚の隔壁１９ａ，１９ｂによって外管路１５を周方向に２等分し、その一方の仕切り通路である第１の半外管路１５ａに一方の噴射ノズルＮ１の入り口を連通させ、他方の仕切り通路である第２の半外管路１５ｂに他方の噴射ノズルＮ２の入り口を連通させている。
【００２６】
そして、図５に示した良質の噴射ノズルＮの条件を満たす２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２をモニター管７に設けるために、この２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２は、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の軸芯Ｘ１，Ｘ２がモニター管７の管軸芯線と平行な向きに見て前記１本の中心線Ｘに対して重ならないように、モニター管７の管側部に、、管軸芯に対して直角方向逆向きで取り付けるもので、モニター管７の周側壁に各半外管路１５ａ，１５ｂ内に一つずつ張り出す合計２つのノズル取り付けブロック２０ａ，２０ｂを一体に設け、この２つのノズル取り付けブロック２０ａ，２０ｂを前記隔壁１９ａ，１９ｂに沿って逆方向から各半外管路１５ａ，１５ｂ内に張り出すと共に、各ノズル取り付けブロック２０ａ，２０ｂに半外管路１５ａ，１５ｂの先端部に行くにしたがって張り出し量を多くする傾斜張り出し部２１ａ，２１ｂを設け、各ノズル取り付けブロック２０ａ，２０ｂを各半外管路１５ａ，１５ｂ内にこの先端部で最も多く張り出すように形成し、各半外管路１５ａ，１５ｂをこの先端部に行くにしたがって徐々に狭くするように形成している。また、各半外管路１５ａ，１５ｂ内に最も多く張り出している各ノズル取り付けブロック２０ａ，２０ｂの先端部分にノズル収容凹部２２ａ，２２ｂを設け、各ノズル取り付けブロック２０ａ，２０ｂの先端部分をモニター管７の外周面から前記隔壁１９ａ，１９ｂに沿って逆方向に所定寸法凹めて各ノズル収容凹部２２ａ，２２ｂを形成し、モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見て前記１本の中心線Ｘに直交する方向の各ノズル収容凹部２２ａ，２２ｂの底面２３ａ，２３ｂに半外管路１５ａ，１５ｂの先端内部に貫通するねじ孔２４ａ，２４ｂを形成し、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の入り口側端部の雄ねじ部２５ａ，２５ｂをねじ孔２４ａ，２４ｂにねじ込むことにより、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を、ノズル収容凹部２２ａ，２２ｂ内に収容してモニター管７の外径内に収めかつこの入り口を半外管路１５ａ，１５ｂの先端部に連通させた状態で、モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見て各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の軸芯Ｘ１，Ｘ２が前記１本の中心線Ｘに対して重ならないモニター管７の中心線上を避けた管側部に、管軸芯に対して直角方向逆向きで取り付け、超高圧硬化材液を２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２からモニター管７の外側にこの管軸芯に対して直角方向逆向きに噴射させ、この２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２から噴射される超高圧硬化材液が構成する図６の（ａ）に示すような地盤の切削に有効に働く２つの超高圧噴流体でモニター管７の周囲の地盤を切削するように構成している。
【００２７】
各噴射ノズルＮ１，Ｎ２は、一つの噴射ノズルＮ１をモニター管７の管軸芯を中心に１８０°回転させたとき、モニター管７の管軸線線と平行な向きに見てもう一つの噴射ノズルＮ２と重なる位置、即ち点対称位置に取り付けられている。
【００２８】
尚、図中２６ａ，２６ｂは各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の入り口側端部の雄ねじ部２５ａ，２５ｂとこれをねじ込むモニター管７側のねじ孔２４ａ，２４ｂとの隙間を塞ぐシール部材である。また本実施例では２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２をモニター管７にこの管軸芯に対して直角な一平面上で取り付けたが、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２をモニター管７の軸芯方向に所定の間隔を設けて（段差を付けて）取り付けてもよい。
【００２９】
次に、図４（ａ）〜（ｅ）は上記のモニター装置１を先端部に取り付けた噴射管２（単管）を使用するＣＣＰ工法等の単管式超高圧噴射工法による本発明に係る地盤改良工法にて地中に円柱状の固結体Ｐを垂直に造成する施工手順を示す説明図であり、同図（ａ）は据付工程、同図（ｂ）は削孔工程、同図（ｃ）は噴射テスト工程、同図（ｄ）は切削・造成工程、同図（ｅ）は引き抜き・洗浄工程を示し、以下各工程を説明する。
【００３０】
ａ．据付工程
ボーリングマシンＭを所定の施工位置に移動し据え付け、１本の噴射管材３の下端に上記のモニター装置２のモニター管７を取り付け、また上端にスイベル４を取り付け、さらにモニター管７の下端にメタルクラウン９を取り付けた最短の噴射管２を地上に垂直に立て、スイベル４の注入口５を超高圧ポンプの吐出口に接続する。
【００３１】
ｂ．削孔工程
据付工程でボーリングマシンＭによって所定の施工位置に垂直に立てられた最短の噴射管２内にこの上端に取り付くスイベル４の注入口５から超高圧ポンプからの圧力３ＭＰａ程度の高圧削孔水を注入し、噴射管２の下端削孔水噴射口１２からこの管軸芯方向下向きに高圧削孔水を噴射させ、ボーリングマシンＭによって地質条件に応じた速度で噴射管２をこの管軸芯回りで回転又は反転駆動させながら地質条件に応じた速度で下降させて削孔を開始する。以降、削孔深度に応じて噴射管材３を２段、３段、・・・ｎ段と継ぎ足して噴射管２を地中に伸ばしながら削孔を行い、計画深度まで削孔する。
【００３２】
ここで、噴射管２内にこの上端から注入された高圧削孔水は、噴射管２の下端部を構成するモニター管１内にこの上端開口から流入し、このモニター管１内において、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より上流側に開口形成された流入口１４ａから内管路１４に流入し、モニター管７の中心部を通過して、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より下流側の管底１１に開口形成された削孔水噴射口１２から噴射され、メタルクラウン９による削孔を助ける。またモニター管１内に流入した高圧削孔水は、受け部材１７の受け面１７ａに設けられた多数の孔１８・・・を通過して、内管路１４の周囲の外管路１５にも流入し、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２からも噴射され、削孔を助けるが圧力は低く地盤切削能力はない。
【００３３】
ｃ．噴射テスト工程
削孔後、噴射管２の上端からスイベル４を取り外し、その端部開口から噴射管２内にスチールボール１６を投入し、噴射管２内を落下させて各噴射ノズルＮ１，Ｎ２より下流側の管底１１の中心部に開口形成された削孔水噴射口１２を塞ぎ、再び噴射管２の上端にスイベル４を取り付け、このスイベル４の注入口５を超高圧ポンプの吐出口に接続した状態で、噴射管２を試行的に設定された速度で回転又は反転させながら試行的に設定された速度で引き上げる。この際、削孔水を硬化材液に切り換えると共に、超高圧ポンプの吐出圧を２０〜４０ＭＰａ程度に上昇させ、この超高圧ポンプからの超高圧硬化材液をスイベル４の注入口５から噴射管２内に注入し、噴射管２下端部の各噴射ノズルＮ１，Ｎ２から超高圧硬化材液を噴射させて噴射テストをする。この噴射テストが順調なら造成工程に移行する。
【００３４】
ここで、噴射管２内に投入されたスチールボール１６は、噴射管２の下端部を構成するモニター管１内にこの上端開口から入り、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より上流側のモニター管７内に設けられた漏斗形の受け部材１７によって受け止められ、この受け部材１７の中心部に開口形成された内管路１４の流入口１４ａに一部が嵌合してこの流入口１４ａを塞ぐことで、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より下流側の管底１１の中心部に開口形成された削孔水噴射口１２を塞ぐ。これによって、小径の噴射管２に良質な噴射ノズルＮ１，Ｎ２を取り付けた場合でも、従来と同様にスチールボール１６等の球形の止水栓を噴射管２に投入することで削孔水噴射口１２を塞ぐことができるのである。
【００３５】
スチールボール１６によって内管路１４の流入口１４ａが塞がれると、噴射管２内にこの上端から注入された超高圧硬化材液は、噴射管２の下端部を構成するモニター管１内にこの上端開口から流入し、このモニター管２内において、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より上流側の受け部材１７の受け面１７ａに設けられた多数の孔１８・・・を通過して、内管路１４に流入することなくこの内管路１４の周囲の外管路１５にのみ流入し、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２から噴射される。
【００３６】
ｄ．切削・造成工程
所定の噴射管２の回転又は反転速度と引き上げ速度を維持すると共に、超高圧ポンプから噴射管２内への超高圧硬化材液の注入を連続的に行い、噴射管２下端部の各噴射ノズルＮ１，Ｎ２から超高圧硬化材液を連続噴射させ、この各噴射ノズルＮ１，Ｎ２から噴射される超高圧硬化材液が構成する２つの超高圧噴流体で噴射管２の周囲の地盤を切削すると共に攪拌、混練して円柱状の固結体（地中パイル）Ｐを造成域上限まで造成する。
【００３７】
ここで、各噴射ノズル１、Ｎ２は、モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見て各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の軸芯Ｘ１，Ｘ２が前記１本の中心線Ｘに対して重ならないモニター管７の中心線上を避けた管側部に、管軸芯に対して直角方向逆向きで取り付けるから、超高圧噴射工法のうち最も小径の噴射管２にでも、噴射ノズルとして図５に示した良質の噴射ノズルＮの条件を満たす全長が長い噴射ノズルをＮ１，Ｎ２を使用する（取り付ける）ことができ、しかも２つ使用する（取り付ける）ことができる。この結果、噴射ノズルＮ１，Ｎ２から噴射される超高圧硬化材液が構成する２つの超高圧噴流体は、図６の（ａ）に示すような、地盤の切削に有効に働く超高圧噴流体となり、従来の全長が短い簡易な噴射ノズルを使用する場合に比べて、固結体Ｐの造成範囲（地盤の改良範囲）が拡大されかつ造成時間（地盤の改良時間）も短縮され、工期を短縮することができるのである。
【００３８】
また、単一の噴射ノズルでは超高圧硬化材液の噴射反力によって噴射管２の特に先端部（モニター装置１部）にぶれを生じるが、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２から逆方向に超高圧液体を噴射するから、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２で互いの噴射反力を相殺でき、噴射管２のぶれも防止できるのである。
【００３９】
また、二重管や三重管式超高圧噴射工法の場合は、地盤を切削する超高圧液体を噴射させる噴射ノズルの出口の周囲に圧縮空気用の噴射ノズルが設けられ、超高圧液体用の噴射ノズルの出口を噴射管（二重管，三重管）の外周面から突出させても、その周囲の圧縮空気用の噴射ノズルが超高圧液体用の噴射ノズルの出口の保護カバーの役目を果たし、削孔時に超高圧液体用の噴射ノズルを傷つけることはないが、単管式超高圧噴射工法の場合には、圧縮空気用の噴射ノズルは設けられないため、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の出口を噴射管２（単管）の外周面から突出させると、削孔時に各噴射ノズルＮ１，Ｎ２を傷つける恐れがあるが、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２をノズル収容凹部２２ａ，２２ｂ内に収容してモニター管７の外径内に収めているから、この噴射ノズルＮ１，Ｎ２を削孔時に傷つるのを防止できる。
【００４０】
さらに、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を１本の噴射管２に設ける場合は、単一の噴射ノズルを設ける場合に比べて超高圧硬化材液の吐出量が多くなり、噴射管２が小径になるにしたがって乱流を生じ易くなるが、噴射管２内にこの上端から注入された超高圧硬化材液は、噴射管２の下端部を構成するモニター管７内にこの上端開口から流入し、このモニター管２内において、噴射ノズルＮ１，Ｎ２より上流側の受け部材１７の受け面１７ａに設けられた多数の孔１８・・・を通過して、内管路１４の周囲の一つの外管路１５が２枚の隔壁１９ａ，１９ｂによって周方向に２等分に仕切られて形成された２つの半外管路１５ａ，１５ｂに流入し、その一つの半外管路１５ａ，１５ｂに対して一つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２の入り口を連通させ、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２から超高圧硬化材液を噴射させるから、各半外管路１５ａ，１５ｂ内では超高圧硬化材液の流れが一方向に安定し、超高圧硬化材液の吐出量が多くなり、小径の噴射管２であっても乱流を防止できるのである。
【００４１】
ｅ．引き抜き・洗浄工程
噴射管２を地上に引き抜き、この噴射管２の一段目の噴射管材２ａからモニター管７を取り外してスチールボール１６を取り出し、再びモニター管７を噴射管２の一段目の噴射管材２ａに接続した状態で、超高圧硬化材液を清水に切り換えると共に、超高圧ポンプの吐出圧を所定圧力に落とし、この超高圧ポンプからの清水をスイベル４の注入口５から噴射管２内に注入し、噴射管２下端部の各噴射ノズルＮ１，Ｎ２及び削孔水噴射口１２から清水を噴射させ、この噴射で噴射管２内や噴射ノズルＮ１，Ｎ２内の残留硬化材液を全て排出させ、洗浄する。
【００４２】
この後、次の造成地点にボーリングマシンＭを移動据え付けし、同様の手順で地中に円柱状の固結体Ｐを造成するものである。
【００４３】
尚、本実施例は、超高圧液体である超高圧硬化材液を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を噴射管２の先端部を構成するモニター管７に設け、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の軸芯Ｘ１，Ｘ２が前記モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見てモニター管７の中心線と重ならないように、モニター管７の管側部に取り付け、前記噴射ノズルＮ１，Ｎ２から噴射される超高圧硬化材液が構成する２つの超高圧噴流体で地盤を切削し、地中に円柱状の固結体Ｐを造成するＣＣＰ工法等の単管式超高圧噴射工法による地盤改良工法と、それに使用するモニター装置１、即ち超高圧液体である超高圧硬化材液を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を噴射管２の先端部を構成するモニター管７に設け、２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２を、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２の軸芯Ｘ１，Ｘ２が前記モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見てモニター管７の中心線と重ならないように、モニター管７の管側部に取り付けたモニター装置１を示したが、本実施例に示した噴射ノズルＮ１，Ｎ２のうち何れか一つを省略し、これに伴って各隔壁１９ａ，１９ｂも省略した場合、１つの噴射ノズルＮ１から超高圧硬化材液を一方向に噴射し、噴射ノズルＮ１から噴射される超高圧硬化材液が構成する一つの超高圧噴流体で地盤を切削し、地中に円柱状の固結体Ｐを造成する。また本実施例で示した２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２に、これらと同様に図５に示した良質の噴射ノズルＮの条件を満たす全長が長い噴射ノズルＮ３を１つ追加して設け、これら３つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２，Ｎ３を１２０°間隔で、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２，Ｎ３の軸芯Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が前記モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見てモニター管７の中心線と重ならないように、モニター管７の管側部に取り付け、これに伴って外管路１５も３枚の隔壁１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって周方向に３等分に仕切った場合、又は、本実施例で示した２つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２に、これらと同様に図５に示した良質の噴射ノズルＮの条件を満たす全長が長い噴射ノズルＮ３，Ｎ４を２つ追加して設け、これら４つの噴射ノズルＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４を９０°間隔で、各噴射ノズルＮ１，Ｎ２，Ｎ３の軸芯Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４が前記モニター管７の管軸芯線と平行な向きに見てモニター管７の中心線と重ならないように、モニター管７の管側部に取り付け、これに伴って外管路１５も４枚の隔壁１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって周方向に４等分に仕切った場合、３つ又は４つの噴射ノズル（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）又は（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４）から超高圧硬化材液を異方向に噴射し、噴射ノズル（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）又は（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４）から噴射される超高圧硬化材液が構成する３つ又は４つの超高圧噴流体で地盤を切削し、地中に円柱状の固結体Ｐを造成する。
【００４４】
上記から明らかなように、本実施例は、本発明の噴射ノズルの数が２つに限定されず２つ以上の複数に限定する上位概念の発明、即ち「超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法において、超高圧液体を異方向に噴射する複数の噴射ノズルを噴射管に設けると共に、複数の噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付け、前記噴射ノズルから噴射される超高圧液体が構成する複数の超高圧噴流体で地盤を切削することを特徴とする地盤改良工法。」並びに「超高圧液体を異方向に噴射する複数の噴射ノズルを噴射管に設けると共に、複数の噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付けた前記地盤改良工法に使用するモニター装置。」を一義的に見出す実施例として活用でき、また本発明の噴射ノズルの数が限定されない上記の上位概念よりさらに上位の発明、即ち「超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法において、超高圧液体を噴射する噴射ノズルを噴射管に設けると共に、噴射ノズルを、噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付け、前記噴射ノズルから噴射される超高圧液体が構成する超高圧噴流体で地盤を切削することを特徴とする地盤改良工法。」並びに「超高圧液体を噴射する噴射ノズルを噴射管に設けると共に、噴射ノズルを、噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付けた前記地盤改良工法に使用するモニター装置。」を一義的に見出す実施例として活用でき、これら上位概念の発明が本発明と同様の目的を達成できることは言うまでもない。
【００４５】
上記のようにＣＣＰ工法等の単管式超高圧噴射工法による地盤改良工法とそれに使用するモニター装置２を実施例に挙げて本発明及びその上位概念の発明を説明したが、本実施例の噴射管２（単管）より太い外径が６０ｍｍ程度の噴射管（二重管）を使用するＪＳＧ工法等の二重管式超高圧噴射工法、本実施例より太い外径が９０ｍｍ程度の噴射管（三重管）を使用するＣＪＧ工法やＲＪＰ工法等の三重管式超高圧噴射工法、これら工法に類似する他の工法も含め、超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法であれば、超高圧噴流体を構成するために超高圧水や超高圧硬化材液等の超高圧液体を噴射する噴射ノズルについて本発明及びその上位概念の発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモニター装置の縦断面図
【図２】同モニター装置の横断面図
【図３】噴射管のスイベル部の外観図
【図４】本発明に係る地盤改良工法の施工手順を示す説明図
【図５】良質な噴射ノズルの説明図
【図６】超高圧噴射流体の説明図
【符号の説明】
１ モニター装置
２ 噴射管
４ スイベル
７ モニター管（噴射管の先端部）
１１ 管底
１２ 削孔水噴射口
１４ 内管路
１４ａ 流入口
１５ 外管路
１５ａ，１５ｂ 半外管路
１６ スチールボール（止水栓）
１７ 受け部材
１７ａ 受け面
１８ 孔
１９ａ，１９ｂ 隔壁
２０ａ，２０ｂ ノズル取り付けブロック
２２ａ，２２ｂ ノズル収容凹部
Ｎ１、Ｎ２ 噴射ノズル
Ｍ ボーリングマシン
Ｐ 固結体

Claims (4)

1. 超高圧噴流体により地盤を切削する工程を含む地盤改良工法において、超高圧液体を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルを噴射管に設けると共に、２つの噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付け、前記噴射ノズルから噴射される超高圧液体が構成する２つの超高圧噴流体で地盤を切削することを特徴とする地盤改良工法。
2. 超高圧液体を逆方向に噴射する２つの噴射ノズルを噴射管に設けると共に、２つの噴射ノズルを、各噴射ノズルの軸芯が噴射管の管軸芯線と平行な向きに見て噴射管の中心線と重ならないように、噴射管の管側部に取り付けた請求項１に記載の地盤改良工法に使用するモニター装置。
3. 噴射管の超高圧液体供給管路を噴射ノズル数と同数に仕切る隔壁を設け、仕切り管路を噴射ノズルの入り口に連通させた請求項２に記載のモニター装置。
4. 噴射ノズルより上流側から削孔水を流入させて噴射ノズルより下流側の削孔水噴射口に供給する内管路を噴射管の中心部に設けると共に、前記内管路の流入口を塞ぐ球形の止水栓を受け止める漏斗形の受け部材を噴射ノズルより上流側の噴射管内に設け、前記受け部材の中心部に前記内管路の流入口を開口させ、前記流入口の周囲受け面に削孔水や超高圧液体を通過させる多数の孔を設けた請求項２又は３に記載のモニター装置。

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