JP2014169535A - 改良域形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】四角形柱状改良域や三角形柱状改良域、さらに四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域などの多角形市松配置(対角配置)改良域を形成する改良域形成方法を提供する。
【解決手段】ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射する方法において、四角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の四角形柱状改良域K2を造成する改良域形成方法で、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足し、四角形柱状改良域K2の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略90度揺動もしくは略90度上下動揺動(波型揺動)もしくは略90度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで四角形柱状改良域K2を形成する。
【選択図】図5
【解決手段】ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射する方法において、四角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の四角形柱状改良域K2を造成する改良域形成方法で、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足し、四角形柱状改良域K2の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略90度揺動もしくは略90度上下動揺動(波型揺動)もしくは略90度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで四角形柱状改良域K2を形成する。
【選択図】図5
Description
本発明は、ロッドを地中に挿入して、ロッドに設けられた噴射ノズルから硬化材液を噴射して地盤に混入して造成される改良体により、液状化対策や建物基礎造成等に用いられる多角形柱状改良域および四角形柱状改良域および三角形柱状改良域および四角形市松配置(対角配置)改良域および三角形市松配置(対角配置)改良域を形成する方法に関する。
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た地盤改良工法は従来より知られている。この地盤改良工法には、ロッドを地中に挿入して、ロッドに設けられた噴射ノズルから硬化材液を噴射して改良体を造成する改良体造成方法があるが、構築物の基礎や液状化防止や遮水用地中壁を目的とした場合は、特に格子状形状が有効とされている。格子状形状の造成方法は、例えば、下記特許文献1に開示されている。
この特許文献1に開示される改良体の造成方法は、注入管(ロッド)の下端に噴射管を揺動自在に接続し、噴射管先端に噴射ノズルを設け、注入管を地盤に挿入し、噴射ノズルが噴射管と注入管の接続箇所より下方に位置する噴射管が下向き状態で噴射管を左右に揺動させて、噴射ノズル位置を移動または停止させながら硬化材を噴射ノズルから高圧で噴射させ、硬化材を地盤に混入させて、注入管を引抜きおよび/または回転を行い、壁状部と壁状部と直交する板状部を有する壁状改良体を造成している。また、この壁状改良体を複数連結造成することにより、平面方向、垂直方向ともに格子状とし、壁状改良体で囲む非硬化部分の地下水、砂などの流動性を遮断もしくは阻害する。
つまり、注入管が移動する挿入または引き抜き方向に造成される壁状改良体と、噴射ノズルが噴射する左右方向に造成される壁状改良体とにより、格子状または多角形の筒状体群に改良体が構成される。
しかしながら、従来の改良体の造成方法においては、注入管の挿入または引き抜き方向および挿入または引き抜き方向と直交する方向に壁状改良体を造成することはできるが、噴射ノズル位置を移動または停止させながら硬化材を噴射ノズルから高圧で噴射させる必要があり、壁厚は最大で1メートルが限界という制限があった。また土質に礫を含む地盤では、噴射ノズル位置の移動を礫が阻害するために使用出来なかった。また、従来の方法では造成できる格子状形成のバリエーションも所定間隔の格子線上に所定壁厚の格子状改良域を形成するというものに限られ、三角形や四角形などの所定多角形の柱状改良域および四角形や三角形などの市松配置(対角配置)改良域を形成する方法はなかった。
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、三角形や四角形などの所定多角形の柱状改良域および所定多角形の市松配置(対角配置)改良域の形成が特別な装置を用いずに容易かつ確実に行える改良域形成方法を提供することを目的とする。
本発明の改良域形成方法は、上記目的を達成するために、ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、多角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の多角形柱状改良域K1を造成する改良域形成方法であって、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足することと、多角形柱状改良域K1の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを所定角度揺動もしくは所定角度上下動揺動(波型揺動)もしく所定角度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで所定本数の所定角度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、造成工程で造成する所定角度扇形改良体が各々隣接する所定角度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら多角形柱状改良域K1を形成することを特徴とする。
これによれば、三角形や四角形や菱形など、従来造成されてこなかった多角形柱状改良域の形成が容易かつ重複改良部が少ない無駄のない配置形状で安価に行える上、多角形各一辺の長さの調節も容易である。また、これら所定多角形の市松配置(対角配置)改良域の形成も容易となる。
また本発明は、ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、四角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の四角形柱状改良域K2を造成する改良域形成方法であって、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足することと、四角形柱状改良域K2の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略90度揺動もしくは略90度上下動揺動(波型揺動)もしくは略90度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで4本の略90度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、略90度扇形改良体4本が各々隣接する略90度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら四角形柱状改良域K2を形成することを特徴とする。
これによれば、従来造成されてこなかった四角形柱状改良域の形成が容易かつ重複改良部が少ない無駄のない配置形状で安価に行える上、四角形一辺の長さの調節も容易であり、かつ菱形柱状改良域や平行四辺形柱状改良域の形成にも容易に応用できる。
また、略90度扇形改良体4本のそれぞれの扇形改良体辺部断面が四角形柱状改良域K2の各辺部断面を形成するよう配置されるため、周辺地盤を余剰改良することなく、所定範囲地盤のみを確実に改良して四角形柱状改良域K2を形成することができる。
さらに本発明は、ロッド先端部周方向に背面配置された2箇所のノズルを有し、2本の略90度扇形改良体を同時造成することを特徴とする。
これによれば、広範囲に多数の四角形柱状改良域K2を効率よく短時間に形成するために有効な略90度扇形改良体を2本ずつ同時造成できるので、造成箇所と造成時間が大幅に低減でき、時間とコストを削減できる。
また本発明は、四角形柱状改良域K2を所定本数対角配置で形成することで、四角形市松配置(対角配置)改良域K3を形成することを特徴とする。
これによれば、従来造成されてこなかった四角形市松配置(対角配置)改良域の形成が特別な装置を用いずに容易かつ確実に行える上、四角形市松配置(対角配置)改良域を形成する四角形一辺の長さの調節も容易である。
また四角形市松配置(対角配置)改良域K3は、横方向および縦方向の揺れに対する剛性強化と所定地盤の地下水止水または流動性阻害を低改良率で行うことができるので、地震対策や液状化対策に有効である上、規則正しい四角形市松配置(対角配置)であるため、垂直方向応力及び水平方向応力が向上し、構造物基礎等としても適用が可能である。
さらにまた本発明は、ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、三角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の三角形柱状改良域K4を造成する改良域形成方法であって、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足することと、三角形柱状改良域K4の各角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略60度揺動もしくは略60度上下動揺動(波型揺動)もしくは略60度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで3本の略60度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、略60度扇形改良体3本が各々隣接する略60度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら三角形柱状改良域K4を形成することを特徴とする。
これによれば、従来造成されてこなかった三角形柱状改良域の形成が容易かつ重複改良部が少ない無駄のない配置形状で安価に行える上、三角形一辺の長さの調節も容易であり、かつ他の多角形柱状改良域の形成にも容易に応用できる。
また本発明は、ロッド先端部周方向に120度広角配置された3箇所のノズルを有し、3本の略60度扇形改良体を同時造成することを特徴とする。
これによれば、広範囲に多数の四角形柱状改良域K4を効率よく短時間に形成するために有効な略60度扇形改良体を3本ずつ同時造成できるので、造成箇所と造成時間が大幅に低減でき、時間とコストを削減できる。
またさらに本発明は、三角形柱状改良域K4を所定本数対角配置で形成することで、三角形市松配置(対角配置)改良域K5を形成することを特徴とする。
これによれば、従来造成されてこなかった三角形市松配置(対角配置)改良域K5の形成が特別な装置を用いずに容易かつ確実に行える上、三角形市松配置(対角配置)改良域を形成する三角形一辺の長さの調節も容易である。
また、三角形市松配置(対角配置)改良域K5は、横方向および縦方向の揺れに対する剛性強化と所定地盤の地下水止水または流動性阻害を低改良率で行うことができるので、地震対策や液状化対策に有効である上、規則正しい三角形市松配置(対角配置)であるため、垂直方向応力及び水平方向応力が向上し、構造物基礎等としても適用が可能である。
本発明によれば、四角形柱状改良域や三角柱状改良域、四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域の形成が特別な装置を用いずに効率よく短時間に容易に行えるため、改良域の形状バリエーションを増やすことが可能である。
また、四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域は、あらゆる方向からの外圧に対しても強度を有したバランスのとれた形状であるため、液状化対策や地震対策地盤改良だけでなく建物基礎等の各種地盤改良にも有効である。
さらにまた、ロッドを四角形柱状改良域や三角形柱状改良域の各角部に挿入して扇形改良体を造成するため、造成域と非造成的を確実に区分して施工できるため、被造成域の配置と比率の調整が容易で、かつ対象地盤への負荷を減らし、使用材料と排泥を減量することもできるだけでなく、既設地中埋設物の多い地盤での施工も容易である。
また、本発明で形成される多角形柱状改良域や四角形柱状改良域や三角形柱状改良域、四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域は、各改良域とも改良域辺部より改良域中心部に向かって複数方向から硬化材液を噴射されて形成されるので、硬化材液と原地盤との混練が均質かつ改良域範囲内のみでなされる上、所定多角形柱状改良域の側面の形状は壁状で均一となるため余剰改良域もなく、また安定かつ高強度に造成できるため、既設地中埋設物防護や構造物基礎、立坑築造時の土留等にも広く活用が可能である。
また、本発明で造成される所定角度扇形改良体は、ロッドの揺動もしくは上下動揺動(波型揺動)もしくは斜行揺動(稲妻型揺動)する角度を自由に設定できるだけでなく、噴射ノズルの径や一箇所当りを構成する噴射ノズル個数がそれぞれ所定のものに設定でき、かつ噴射ノズルから噴射される硬化材液の噴射圧力も自在に設定できるため、その形状と大きさのバリエーションは豊富である。尚、ここで言う上下動揺動(波型揺動)とは、ロッドを軸方向に上下動させながら水平方向には揺動を行うことで噴射ノズルから噴射される硬化剤液が波型を描くことから波型揺動と記している。また、斜行揺動(稲妻型揺動)とは、ロッドを軸方向に上げながら水平方向には揺動を行うことで噴射ノズルから噴射される硬化剤液が斜行し稲妻型を描くことから斜行揺動と記している。
また、広範囲な改良域を所定の改良率に基づき所定割合の土量を改良する場合でも、所定地盤域に四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域を配置でき、かつ四角形や三角形の一辺の設定も自由であるため、配置や強度の調整が容易であり、用途や施工目的や土質に応じた適用が可能となる。
また、ロッドを四角柱状改良域や三角柱状改良域の各角部に挿入して扇形改良体を造成するため、造成域と非造成的を確実に区分して施工できるため、被造成域の配置と比率の調整が容易で、かつ対象地盤への負荷を減らし、使用材料と排泥を減量することもできるだけでなく、既設地中埋設物の多い地盤での施工も容易である。
また、本発明で形成される四角柱状改良域や三角柱状改良域、四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域は、各改良域とも改良域角部より改良域中心部に向かって複数方向から硬化材液を噴射されて形成されるので混練が均質かつ改良域範囲内のみでなされる上、改良域の形成形状が安定しかつ強度が高く造成できるため、既設地中埋設物防護や構造物基礎、立坑築造時の土留等にも広く活用が可能である。
また、本発明で造成される所定角度扇形改良体は、ロッドの揺動もしくは上下動揺動(波型揺動)もしくは斜行揺動(稲妻型揺動)する角度を自由に設定できるだけでなく、噴射ノズルの径や一箇所当りを構成する噴射ノズル個数がそれぞれ所定のものに設定でき、かつ噴射ノズルから噴射される硬化材液の噴射圧力も自在に設定できるため、その形状と大きさのバリエーションは豊富である。
また、本発明は四角形市松配置(対角配置)改良域や三角形市松配置(対角配置)改良域に限らず、菱形市松配置(対角配置)改良域等も形成できるので、その形状と大きさのバリエーションは豊富である。
次に、本発明に係る改良域形成方法について説明する。本実施形態に係る改良域形成方法は、図1に示すように、ロッド110の周面に硬化剤液を噴射する噴射ノズル210が設けられており、ロッド110を地中に挿入して、施工マシン120により該ロッド110を周方向に所定角度揺動もしくは上下動揺動(波型揺動)もしくは斜行揺動(稲妻型揺動)しながら硬化材液を噴射ノズル11から噴射させて、硬化材液を地盤に混入させることにより、改良体を造成する。以下においては、その具体的な内容について説明する。
前記ロッド110は、地中に挿入される側の先端部近傍の周面において、硬化材液を高圧で径方向に噴射する噴射ノズル210を備えている。このロッド110は、地上側端部にスイベルを備えており、地上のプラントから専用のホースによって送られてくる硬化材液が該スイベルを介してロッド110に供給される。従って、ロッド110は供給された硬化材液などを噴射ノズル210から噴射させることにより、ロッド110の周囲の所定角度円形領域地盤に硬化材液を混入させて改良体を造成する。
なお、本実施形態のロッド110は、断面形状が円形であるが、特にこれに限られるものではない。また、ロッド110内部においては、硬化材液、圧縮空気および水が供給される通路をそれぞれ必要数備えられており、二重管、三重管または四重管などあるいは多孔管の構造であってもよく、さらにロッド110内部にはその他に排泥用通路や通信用通路を適宜設けられてもよい。噴射ノズル210は、その径は大きければ大きいほど噴射する硬化材液の飛距離を大きくすることができるため、必要とする飛距離に応じて噴射ノズルの径を適宜変更してもよい。また噴射ノズル210の設置箇所および個数は一箇所および一個に限らず、設置箇所と方向と個数共に必要に応じて設定すればよい。
前記施工マシン120は、図1に示すように、地中に挿入されたロッド110を保持するとともに、該ロッド110を所定の回転速度で周方向に所定角度回転もしくは揺動させる機能と、所定の挿入引き上げ速度で挿入および引き上げる機能を有している。施工マシン120の動作は制御する管理装置に接続し、該管理装置におけるプログラムによって施工マシン120の動作が制御されるようにしてもよい。
(実施例1)
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第1の実施例について、図2〜図6を参照しつつ説明する。本実施例では四角形柱状改良域と四角形市松配置(対角配置)改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド110が地中に挿入されているものとする。
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第1の実施例について、図2〜図6を参照しつつ説明する。本実施例では四角形柱状改良域と四角形市松配置(対角配置)改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド110が地中に挿入されているものとする。
本実施例は図2に示すように、2箇所の噴射ノズル210、噴射ノズル211をロッド110の先端外周面にロッド110の中心点を結んで背面となるように配置されている。所定箇所P11の所定深度に挿入された図2のロッド110の噴射ノズル210と噴射ノズル211から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に90°回転後ロッド110を5cm引き上げて今度は左方向に90°回転する動作を所定回数繰り返して行うことで、図3のように扇形改良体S11が所定箇所P11で造成される。尚、図2ではロッド110の内部構造の図示は省略し、噴射ノズル210と噴射ノズル211と中心点のみを示している。
隣接する所定箇所P12〜P14に、同様の造成操作で扇形改良体S11を4本造成すると、図4に示すように四角柱状改良域K2が1本造成でき、続いて同様の造成操作で四角形柱状改良域K2を周辺地盤に規則的に配置して造成することで、図5のような四角形市松配置(対角配置)改良域K3が造成される。
本実施例1では一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数を一個とし、一箇所の噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離は略2.0m、所定箇所P11〜P14の隣接する所定箇所同士の相互間隔は略3.2mとして図示したが、これら硬化剤液ジェットの到達距離や相互間隔は用途や機材構成に応じて多様に設定可能である。例えば、一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数は一個に限らず二個や三個の複数個にしてもよく、各ノズル口径も同一でなくてもよい。また、噴射ノズルの構成や使用する硬化材液の噴射圧力の設定や、硬化剤液の種類も設定が自由であり、これらを組合せて使用することにより、必要とする硬化剤液ジェットの到達距離や所定箇所同士の相互間隔に適応することができる。これにより四角形柱状改良域K2の一辺の長さは、例えば2m程度から10m程度まで調整可能である。
また本実施例1では、図2のロッド110の噴射ノズル210と噴射ノズル211から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に90°回転後ロッド110を5cm引き上げて今度は左方向に90°回転する動作を所定回数繰り返して行ったが、90°右左揺動に限らず、90°上下動揺動(波型揺動)もしくは90°斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながら所定回数繰り返して所定の長さを引き抜いてもよい。
また図4の四角柱状改良域K2の中心部に意図的に未改良域を残したが、所定箇所P11〜P14の隣接する所定箇所同士の相互間隔を短く設定すること、もしくは噴射圧力や噴射ノズル径や使用硬化材液の調整などにより噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離を長くすることで、四角柱状改良域K2は全面改良域として形成することもできる。
また図5の四角形市松配置(対角配置)改良域K3を深度毎に位相した四角形市松配置(対角配置)改良域K3’を図6に示した。四角形市松配置(対角配置)改良域K3’造成は、扇形改良体S11の造成方向を深度途中でロッドの回転移動で変更することにより容易に可能である。
(実施例2)
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第2の実施例について、図7〜図10を参照しつつ説明する。本実施例では、三角柱状改良域と三角形市松配置(対角配置)改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド110が地中に挿入されているものとする。
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第2の実施例について、図7〜図10を参照しつつ説明する。本実施例では、三角柱状改良域と三角形市松配置(対角配置)改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド110が地中に挿入されているものとする。
本実施例は図7に示すように、使用するロッド110には3箇所の噴射ノズル212、噴射ノズル213、噴射ノズル214をロッド110の先端外周面にロッド110の中心点を結んでなされる挟角が各120°となるように配置されている。所定箇所P15の所定深度に挿入された図7のロッド110の噴射ノズル212〜214から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に60°回転後ロッド110を5cm引き上げて今度は左方向に60°回転する動作を所定回数繰り返して行うことで、図8の造成断面を有する扇形改良体S12が造成される。尚、図7ではロッド110の内部構造の図示は省略し、噴射ノズル212と噴射ノズル213と噴射ノズル214と中心点のみを示している。
続いて隣接する所定箇所P16〜P17に扇形改良体S12を2本造成すると、図9に示すように三角形柱状改良域K4が1本造成でき、続いて同様の造成操作で三角形柱状改良域K4を周辺地盤に規則的に配置して造成することで、図10のような三角形市松配置(対角配置)改良域K5が造成される。
本実施例2では一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数を一個とし、一箇所の噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離は略2.0m、所定箇所P15〜P17の隣接する所定箇所同士の相互間隔は略3.6mとして図示したが、これら硬化剤液ジェットの到達距離や相互間隔は用途や機材構成に応じて多様に設定可能である。例えば、一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数は一個に限らず二個や三個の複数個にしてもよく、各ノズル口径も同一でなくてもよい。また、噴射ノズルの構成や使用する硬化材液の噴射圧力の設定や、硬化剤液の種類も設定が自由であり、これらを組合せて使用することにより、必要とする硬化剤液ジェットの到達距離や所定箇所同士の相互間隔に適応することができる。これにより三角形柱状改良域K4の一辺の長さは、例えば2m程度から10m程度まで調整可能である。
また本実施例2では、図7のロッド110の噴射ノズル212と噴射ノズル213と噴射ノズル214から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に60°回転後ロッド110を5cm引き上げて今度は左方向に60°回転する動作を所定回数繰り返して行ったが、60°右左揺動に限らず、60°上下動揺動(波型揺動)もしくは60°斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながら所定回数繰り返して所定の長さを引き抜いてもよい。
また図9の三角形柱状改良域K4は全面改良域としたが、所定箇所P15〜P17の隣接する所定箇所同士の間隔を長く設定すること、もしくは噴射圧力や噴射ノズル径や使用硬化材液の調整などにより噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離を短くすることで、三角形柱状改良域K4は中心部に未改良域を意図的に残して形成することもできる。
(実施例3)
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第3の実施例について、図11〜図12を参照しつつ説明する。本実施例では、菱形柱状改良域と菱形市松配置(対角配置)改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド110が地中に挿入されているものとする。
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第3の実施例について、図11〜図12を参照しつつ説明する。本実施例では、菱形柱状改良域と菱形市松配置(対角配置)改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド110が地中に挿入されているものとする。
本実施例は図2のロッドを用い、2種類の扇形改良体S13と扇形改良体S14を造成する。扇形改良体S13を所箇所P18と所定箇所P19に、ロッド110の噴射ノズル210〜212から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に60°回転後ロッド110を5cm引き上げて今度は左方向に60°回転する動作を所定回数繰り返して行って造成する。また扇形改良体S14を所箇所P20と所定箇所P21にロッド110の噴射ノズル210〜212から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に120°回転後ロッド110を5cm引き上げて今度は左方向に120°回転する動作を所定回数繰り返して行って造成すると図11のように菱形柱状改良域K6が造成できる。
続いて同様の造成操作で菱形柱状改良域K6を周辺地盤に規則的に配置して造成することで、図12のような菱形市松配置(対角配置)改良域K7が造成される。
本実施例3では一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数を一個とし、一箇所の噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離は略2.0m、所定箇所P18〜P21の隣接する所定箇所同士の相互間隔は略3.75mとして図示したが、これら硬化剤液ジェットの到達距離や相互間隔は用途や機材構成に応じて多様に設定可能である。例えば、一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数は一個に限らず二個や三個の複数個にしてもよく、各ノズル口径も同一でなくてもよい。また、噴射ノズルの構成や使用する硬化材液の噴射圧力の設定や、硬化剤液の種類も設定が自由であり、これらを組合せて使用することにより、必要とする硬化剤液ジェットの到達距離や所定箇所同士の相互間隔に適応することができる。これにより菱形柱状改良域K6の一辺の長さは、例えば2m程度から10m程度まで調整可能である。
また本実施例3では、菱形柱状改良域K6の各角部内角を60°と120°と設定したが、45°と135°等の他の角度も設定可能である。
また本実施例の図11の菱形柱状改良域K6は、造成域中心に意図的に未改良域を残した改良域として形成したが、全面改良域として形成することも可能であり、例えば所定箇所P18〜P21の隣接する所定箇所同士の相互間隔を短く設定すること、もしくは噴射圧力や噴射ノズル径や使用硬化材液の調整などにより噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離を長くすることで、菱形柱状改良域K6は全面改良域として形成することもできる。
以上の本発明の実施例1〜実施例3において形成された四角柱状改良域、四角形市松配置(対角配置)改良域、三角柱状改良域、三角形市松配置(対角配置)改良域、菱形柱状改良域、菱形市松配置(対角配置)改良域は、各改良域とも改良域辺部より改良域中心部に向かって複数方向から硬化材液を噴射されて形成されるので、改良域の辺部(非造成域との境界)は噴射ノズルから噴射される硬化剤液ジェットの側面となるため直線形成され、かつ所定範囲以外へ飛散が起こらず、確実かつ均質で壁面形状の整った造成がなされる。また、ロッド挿入箇所(所定箇所)にはロッド径に加えてロッド挿入時の削孔域を加えた領域に硬化材液が充填されることとなるため、市松配置(対角配置)となる個々の造成域の対角点に改良体中心部(ロッド挿入部)を配置することで、個々の造成域の対角点を強固かつ確実に造成できる上、造成域同士の対角連結が確実に行われている。また、四角形柱状改良域、四角形市松配置(対角配置)改良域、三角形柱状改良域、三角形市松配置(対角配置)改良域、菱形柱状改良域、菱形市松配置(対角配置)改良域は、各改良域とも側面の形状はほぼ壁状で均一の整った形状となるため余剰改良域もなく、また安定かつ高強度に造成できる。
一方、従来の技術によって地震対策や液状化対策として形成されてきた格子状改良域は、図13のような格子線状改良域を格子状改良域と称しており、その形成には図14や図15のように円形または扇形の改良体が配置されてきたため、格子状改良域の辺部はその全部もしくは一部が直線形成できないばかりでなく、不要部造成が生じると共に所定範囲以外への飛散も起こりやすかったり、必要壁厚の確保が改良体の形状から困難であったりする。また従来の技術では、本発明のように、例えば一辺3.5mもの四角柱状改良域、四角形市松配置(対角配置)改良域、三角柱状改良域、三角形市松配置(対角配置)改良域、菱形柱状改良域、菱形市松配置(対角配置)改良域を側面が壁状に整った状態で形成することはできない。
本発明の実施例においては、硬化剤液を噴射する場合について説明したが、土壌改良剤や骨材や特殊繊維を混入した硬化剤液や、アスファルト液であってもよい。
また、地盤に対してロッドを所望する方向に挿入することにより、垂直方向の他、水平方向あるいは斜め方向などの任意の方向に格子状改良域を形成してもよい。
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
110…ロッド、120…マシン、210〜214…噴射ノズル
Claims (7)
- ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、
多角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の多角形柱状改良域K1を造成する改良域形成方法であって、
前記噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足することと、
前記多角形柱状改良域K1の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを所定角度揺動もしくは所定角度上下動揺動(波型揺動)もしく所定角度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで所定本数の所定角度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、
前記造成工程で造成する所定角度扇形改良体が各々隣接する所定角度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら多角形柱状改良域K1を形成することを特徴とする改良域形成方法。 - ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、
四角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の四角形柱状改良域K2を造成する改良域形成方法であって、
前記噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足することと、
前記四角形柱状改良域K2の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略90度揺動もしくは略90度上下動揺動(波型揺動)もしくは略90度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで4本の略90度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、
前記略90度扇形改良体4本が各々隣接する略90度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら四角形柱状改良域K2を形成することを特徴とする改良域形成方法。 - ロッド先端部周方向に背面配置された2箇所のノズルを有し、2本の略90度扇形改良体を同時造成することを特徴とする、請求項1または請求項2記載の改良域形成方法。
- 前記四角形柱状改良域K2を所定本数対角配置で形成することで、四角形市松配置(対角配置)改良域K3を形成することを特徴とする請求項1ないし請求項3記載の改良域形成方法。
- ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、
三角形各一辺の長さがL1で改良長(高さ)がL2の三角形柱状改良域K4を造成する改良域形成方法であって、
前記噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離L3がL3≧(L1)/2を充足することと、
前記三角形柱状改良域K4の各角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略60度揺動もしくは略60度上下動揺動(波型揺動)もしくは略60度斜行揺動(稲妻型揺動)を所定回数繰り返しながらL2の長さ引き抜くことで3本の略60度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、
前記略60度扇形改良体3本が各々隣接する略60度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら三角形柱状改良域K4を形成することを特徴とする改良域形成方法。 - ロッド先端部周方向に120度広角配置された3箇所のノズルを有し、3本の略60度扇形改良体を同時造成することを特徴とする、請求項1または請求項5記載の改良域形成方法。
- 前記三角形柱状改良域K4を所定本数対角配置で形成することで、三角形市松配置(対角配置)改良域K5を形成することを特徴とする請求項1および請求項5および請求項6記載の改良域形成方法。
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JP2018071093A (ja) * | 2016-10-26 | 2018-05-10 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 橋台背面盛土の沈下抑制工法 |
JP2022046385A (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-23 | 株式会社日東テクノ・グループ | ハニカム構造による地盤改良工法、地盤改良体 |
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2013
- 2013-03-01 JP JP2013040575A patent/JP2014169535A/ja active Pending
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