JP2006016947A - 改良体の形状管理方法と装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 軟弱地盤の安定、地山支保、トンネル支保工、構築物の基礎、構築物の基礎補強、液状化防止、遮水用地中壁、地下水湧水防止などを目的として用いられる高圧ジェットを用いた地盤改良技術に付加でき、単純な機械装置で対象地盤に影響されないで任意の多角形状や長円形など複雑な形状の造成を管理できる新しい改良体の形状管理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 硬化剤液または硬化剤を含む水の高圧ジェットをロッド先端部のノズルより噴射しながらロッドを引き抜くか挿入することによって地中に改良体を造成する工法において、単一のノズルから噴射されるジェット噴流を用いて、改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状とすべく、所定断面で高圧ジェットをノズルより噴射しながら、所定角度の範囲で角度を段階的に増加もしくは減少する所定回数の揺動動作を行うことを特徴とする改良体の形状管理方法とした。
【選択図】 図４

Description

発明の詳細な説明
本発明は、軟弱地盤の安定、地山支保、トンネル支保工、構築物の基礎、構築物の基礎補強、液状化防止、遮水用地中壁、地下水湧水防止などを目的として用いられる高圧ジェットを利用して地中に造成される改良体の形状管理方法と装置に関するものである。
高圧ジェットを用いた従来の技術は、噴射管の先端に設けた一箇所ないしは数箇所のノズルから硬化剤を含む水の高圧ジェットを噴射しながら回転するもので、造成体の個々の形状は、円形又は半円形又は扇形に限られており、かつこれら円形又は半円形又は扇形の個々の造成体は中心から円周までの径は同一であり、複雑な形状を有する改良体を造成することはできなかった。そのため、矩形部や壁状部の造成では、円形又は半円形又は扇形の造成体を重複連接造成する方法しかなく、不経済なものであった。さらには既設地中構造物近傍部での造成については、その形状から設計上の制約も多く、適用が困難なケースも多々発生している。
特公平０６−０８０２４７号公報
発明が解決しようとする課題
従来の技術では、単一のノズルから噴射されるジェット噴流を用いて造成される改良体の個々の形状は、円形又は半円形又は扇形に限られており、これら円形又は半円形又は扇形の個々の造成体は中心から円周までの径は同一であり、複雑な形状の造成体を造成することはできなかった。そのため、壁状や任意の多角形状の造成改良域については、円形又は半円形又は扇形の造成体を重複連接造成する方法しかなく、不経済なものであった。また、既設地中構造物近傍部での造成良については、その形状から設計上の制約も多く、適用が困難なケースも多々発生している。さらには、既設構造物を傷つける心配もあった。また、本出願人は特許第１９４６０３３号で四角状改良体の造成工法を開発しており、環境への影響低減、コスト低下等の効果が見込まれる壁状・四角状の改良体の造成を可能にしたが、先端装置のノズル位置を移動させるという機構から、廃材や大きな礫を含む地盤など使用に適さない対象地盤もあり、施工に制約が生じている。そのため単純な機械装置で対象地盤に影響されないで壁状や任意の多角形状など複雑な形状の造成を管理できる新しい改良体の形状管理方法が待ち望まれている。
課題を解決するための手段
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、新しい改良体の管理方法として、硬化剤液または硬化剤を含む水の高圧ジェットをロッド先端部のノズルより噴射しながらロッドを引き抜くか挿入することによって地中に改良体を造成する工法において、単一のノズルから噴射されるジェット噴流を用いて、改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の改良体とすべく、所定断面で高圧ジェットをノズルより噴射しながら、所定角度の範囲で角度を段階的に増加もしくは減少する所定回数の揺動動作を行うことを特徴とする改良体の形状管理方法とした。
また、本発明は、ロッドを地中に挿入および引き抜く手段と、ノズルの噴射方向および噴射時間とロッドの揺動動作の方向および回転角度および／または繰り返し回数を管理、施工する手段とよりなり、かつ改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状とする改良体の形状管理装置とした。
発明の実施の態様
本発明を、添付する図面に示す具体的な実施例に基づいて、以下詳細に説明する。
本発明に用いるロッド１は、数箇所のノズル２を有している。この数箇所には１箇所の場合も含まれる。またノズル２は、ロッド１に対して水平に設置することもあれば、垂直方向や斜め方向に設置することもある。ノズル２の径・形状及び噴射方向及び噴射圧力はそれぞれ所定または任意に設定するため、同一ロッド１上のノズル２が二箇所以上の場合は、径がすべて同一である必要はなく、個別に設定できる。またロッド１の断面形状は円形または角形いずれでもよく、ノズル２は同時に全てを使用してもよいし、任意箇所のみを使用してもよい。ノズル２を四箇所有するロッド１の例を図１に示す。
本発明に用いる施工マシン４は、ロッド１を地中に挿入および引き抜き、かつ所定のノズル２より噴射方向と噴射時間を管理しながらと硬化剤液または硬化剤を含む水の高圧ジェットを噴射し、かつロッド１の揺動動作の方向および角度および／または繰り返し回数を管理して改良体の形状管理ができるようロッド保持揺動管理装置５を有している。また、施工マシン４には、事前に設定データが登録された記憶媒体が挿入されると読み取る記憶媒体読取装置や施工操作と管理を常時行える管理装置６を接続することもでき、施工を自動化して、データを一元管理することも出来る。施工マシン４で図１のロッド１を対象地盤３に挿入した状態の例を図２に示す。
図３に一箇所のノズル２を用いて、改良体の造成断面形状を略ひし形に管理する例を示した。図３の略ひし形改良域７の具体的な管理方法としては、所定深度において、ノズル２から硬化材液または硬化剤を含む水の高圧ジェットを噴射しながら、６０度揺動→逆方向に５２．５度揺動→逆方向に４５度揺動→逆方向に３７．５度揺動→逆方向に３０度揺動→逆方向に２２．５度揺動→逆方向に１５度揺動→逆方向に１０．５度揺動→逆方向に６度揺動して、断面形状を略ひし形に管理することができる。
図４に図３の略ひし形改良域７を隣接して同様の管理方法で接続配置した例を示す。略ひし形を連接することによって略変形六角形の改良域８に管理することができる。また、ノズル２を６０度間隔で二箇所配置したロッド１の二箇所のノズル２を同時に使用して、図３と同様の操作を行ってもよい。さらに本発明ではまた、ノズル２を６０度間隔で六箇所配置したロッド１で六箇所のノズル２を同時に使用して図３と同様の操作をすれば、略星形の改良域という複雑な形状に管理することもできる。
揺動動作の角度については段階的に減させてもよいし、逆に段階的に増加させても同様の改良体断面に管理することができる。また、必要とする改良体の断面形状に合わせるため、段階的な揺動角度の増減においては、複雑な形状に対応するため、所定断面で同じ揺動角度が２回以上続く場合や揺動角度の増加と減少、さらには短時間の停止を混在させて管理することがあるし、揺動動作の速度についても改良体の断面形状に合わせて複数の速度を用いる場合がある。
なお、本発明は、垂直方向に限らず、水平方向、また斜め方向にも利用することができるし、硬化材液または硬化剤を含む水の高圧ジェットに加えて圧縮空気を併せて噴射してもよい。硬化材液または硬化剤を含む水の高圧ジェットに替えて、繊維質を混入した硬化材液やアスファルト液を使用してもよい。
発明の効果
本発明は、硬化剤液または硬化剤を含む水の高圧ジェットをロッド先端部のノズルより噴射しながらロッドを引き抜くか挿入することによって地中に改良体を造成する工法において、単一のノズルから噴射されるジェット噴流を用いて、改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状とすべく、所定断面で高圧ジェットをノズルより噴射しながら、所定角度の範囲で角度を段階的に増加もしくは減少する所定回数の揺動動作を行うことを特徴とする改良体の形状管理方法であるので、新しい改良体の形状管理方法として改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状に管理することができる。
また本発明は、対応した手段を備えた改良体の形状管理装置とすべく、ロッドを地中に挿入および引き抜く手段と、ノズルの噴射方向および噴射時間とロッドの揺動動作の方向および角度および／または繰り返し回数を管理、施工する手段とよりなり、かつ改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状とする改良体の形状管理装置とした。
本発明の実施例で、ノズルを四箇所に設置したロッドの正面図である。 本発明の施工マシンによりロッドを地盤に挿入した状態の正面図である。 本発明の実施例で略ひし形に管理された改良域の断面図である。 本発明の実施例で略変形六角形に管理された改良域の断面図である。
符号の説明
１…ロッド
２…ノズル
３…対象地盤
４…施工マシン
５…ロッド保持揺動管理装置
６…管理装置
７…略ひし形改良域
８…略変形六角形の改良域

Claims (2)

  1. 硬化剤液または硬化剤を含む水の高圧ジェットをロッド先端部のノズルより噴射しながらロッドを引き抜くか挿入することによって地中に改良体を造成する工法において、単一のノズルから噴射されるジェット噴流を用いて、改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状とすべく、所定断面で高圧ジェットをノズルより噴射しながら、所定角度の範囲で角度を段階的に増加もしくは減少する所定回数の揺動動作を行うことを特徴とする改良体の形状管理方法。
  2. ロッドを地中に挿入および引き抜く手段と、ノズルの噴射方向および噴射時間とロッドの揺動動作の方向および角度および／または繰り返し回数を管理、施工する手段とよりなり、かつ改良体の造成断面形状を円形以外の所定の多角形または長円形の形状とする改良体の形状管理装置であって、請求項１に対応した手段を備えた改良体の形状管理装置。
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