JP2016006260A - 地盤改良装置 - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
従って、掘削翼が垂れ下がった状態で、予め削孔した小径の孔内に挿入し、掘削ロッドの掘削流体の通路より掘削流体を高圧供給すると、掘削翼は掘削流体を噴射しつつ水平方向の回動と垂直方向の回動をはじめ、これにより掘削流体が削孔内壁面に衝突し削孔内壁面を削り取り拡径する。掘削翼の垂直方向の回動は、削孔の拡径に伴い順次拡翼して水平状態まで回動する。その後の掘削翼は水平状態を保持したまま掘削流体を噴射させて水平方向のみの回動をさせつつ掘削ロッドを引き上げることで削孔できる。このときの掘削ロッドの引き上げ速度は、掘削流体により削孔壁面が削り取られて所定の削孔径が形成される速度である。
このようにして削孔の拡径を実施しながら、この拡径直後の削孔内に、掘削流体、例えば、固化材液(セメントミルク)を充填し、掘削ロッドを地上に引き上げることで、所定の地盤改良工事、等を施工できる。
ここで、掘削ロッドに対しスイベルが回転不可となっている場合には、掘削翼の噴射ノズルからの掘削流体の噴射による反力は、掘削ロッドを水平方向に回転させる回転力として作用するので、施工機に掘削ロッドを回転自在に取り付けることによって、掘削翼は掘削ロッドと共に水平回動可能となる。
この地盤改良装置では、エネルギーソースの大きな設備、機構を用いずに、掘削流体の噴射圧力のみによって施工可能であり、地盤掘削の広い用途に利用可能となる。
この構成により、掘削翼の噴射ノズルにスイベルからの掘削流体の供給をしつつ、掘削翼の垂直方向の回動を可能にする。
さらに、本発明の請求項4に係る地盤改良装置は、前記スイベルには、パイプが垂直方向回動可能に設けられ、該パイプにノズル通路と連通して掘削翼が固設され、垂直方向回動可能となっていることを特徴とする。
なお、本発明で掘削流体とは、セメントミルク等の固化材液や水等の流体圧で掘削可能な流体を指す。
(1)掘削ロッドに設けた掘削翼または掘削ロッドと掘削翼を回転駆動させるモータなどの外部動力装置を用いずに、掘削に使用する掘削流体の噴射する反力で掘削翼を回動させ、その噴射した掘削流体で削孔の内周壁面を掘削し拡径することができる。
(2)掘削翼には噴射ノズルが設けられ、掘削流体を高圧供給して噴射ノズルより噴射すると、垂れ下がっている掘削翼は回転しつつ水平方向に立ち上がり水平状態で回動し、掘削流体を噴射するので、掘削翼の噴射ノズルが削孔内周壁面に近接して位置し掘削流体を噴射することになり、介在する掘削流体や泥水によって、噴射ノズルから噴射される掘削流体の勢いが妨げられること(噴射ロス)をできるだけ抑えながら、削孔の内周壁面を拡径する掘削ができる。
従って、掘削翼26、27の噴射ノズル13、13から掘削流体を噴射すると、掘削翼26、27には、その噴射力の反力が作用し、その反力で水平方向の回転力と垂直方向の回転力が付与される。これにより掘削翼26、27は、水平方向と垂直方向に回動する。例えば、図2の破線で示すように掘削翼26、27が垂下している状態で、掘削流体を噴射ノズル13、13より噴射すると、掘削翼26、27は掘削ロッド12を中心に水平方向に回転すると共に、図2の破線で示す位置から矢印で示すように垂直方向にも回動して実線で示す位置に拡径してゆく。
ここで、掘削ロッド12に対しスイベル11が回転不可となっている場合には、掘削翼26、27の噴射ノズル13、13からの掘削流体の噴射による反力は、掘削ロッド12を水平方向に回転させる回転力として作用する。従って、この場合には、施工機に掘削ロッド12を回転自在に取り付けることによって、掘削翼26、27は、掘削ロッド12と共に水平回転可能となる。
このように削孔の拡径を実施しながら、この拡径直後の削孔内に、掘削流体、例えば、固化材液(セメントミルク)を充填し、掘削ロッド12を地上に引き上げることで、所期の地盤改良工事、等を施工できる。
掘削ロッド12の掘削流体の通路16から掘削流体が供給されない場合は、掘削翼26、27は、自重によって略垂直下方に垂れ下がった状態となっている。この状態で予め掘削した削孔41に挿入して設置する(図4(a))。そこで掘削ロッド12の通路16より掘削流体を高圧供給すると、掘削流体はスイベル11、パイプ22、23を介し掘削翼26、27の噴射ノズル13に供給され、噴射されるから、この掘削流体の噴射される反力により掘削翼26、27には、水平方向の回転力と垂直方向の回転力が作用し、掘削翼26、27は水平方向の回転と垂直方向の回転をはじめる。この時、掘削翼26、27は、噴射ノズル13より掘削流体を噴射して水平方向と垂直方向の回動をするので、掘削流体が削孔41の内壁面に強く衝突して削り取り、図4(b)に示すように削孔41の下方を円錐状に拡径41aする。この掘削翼26、27の回転を続けると、掘削翼26、27の垂直方向の回転は、削孔41の円錐状の拡径41aに伴い順次垂直方向上方に回転して拡翼するので、図4(b)から(c)に示すようにそれに応じ掘削ロッド12も下方に移動させると、遂には掘削翼26、27は、図4(d)に示すように水平状態にまで拡翼する。この水平位置まで回転したら、ストッパ(図示省略)により停止し水平状態を保持するようにする。噴射ノズル13から掘削流体を噴射している間は、掘削翼26、27には垂直方向への回転力が作用するので、水平状態は維持される。その後は、掘削翼26、27は、掘削流体を噴射しつつ水平回転を続けるので、掘削ロッド12を拡径に応じて引き上げることで削孔することができる。
先ず、掘削機を用いて、地盤改良すべき地盤に対し、図10および図11に示すような所定深さの、小径の削孔41を掘削する。続いて、スイベル11および掘削翼26、27を含む地盤改良装置を、掘削ロッド12の通路16への掘削流体の未供給状態にて、その小径の削孔41内に挿入する。スイベル11には掘削流体が未だ供給されていないので、この掘削流体の通路16、スイベル11のスイベル通路17、パイプ22、23の偏向通路22a、23aおよび各掘削翼26、27の凹部Hには、掘削流体は供給されない。
12 掘削ロッド
13 噴射ノズル
14、15 ナット部材
16 掘削流体の通路
17 スイベル通路
18、19 連絡路
20、21 継手部
22、23 パイプ
22a、23a 偏向通路
24、25 回動支持継手
26、27 掘削翼
26A 上板
26B 下板
26C ノズル形成部材
28 釣針状板
29、30 棒状板
31 J字状板
35〜38 ノズル通路
41 削孔
42〜45 ノズル通路
46 掘削翼
48〜51 ノズル菅
51a ノズル孔
52 掘削翼
52A 上板
52B 下板
52C ノズル形成部材
53 噴射液方向転換板
54〜58 噴射ノズル
H 凹部
Claims (4)
- 掘削流体の通路を有する掘削ロッドの下方部に、スイベルを回転自在または回転不可に設け、該スイベルに掘削翼を垂直方向回動可能に設け、該掘削翼には、先端方向に向かう単数または複数の噴射ノズルを設け、掘削ロッドの掘削流体の通路より供給される掘削流体をスイベルを介し掘削翼の噴射ノズルより噴射可能とし、該噴射ノズルからの掘削流体の噴射にもとずく反力で掘削翼を水平方向および垂直方向に回動可能にしたことを特徴とする地盤改良装置。
- 前記スイベルには、パイプが垂直方向回動可能に設けられ、該パイプに噴射ノズルと連通して掘削翼が固設され、垂直方向回動可能となっていることを特徴とする請求項1記載の地盤改良装置。
- 前記掘削翼には、スイベルに連通する長さを異にする複数のノズル通路が並列して設けられ、該ノズル通路の先端が噴射ノズルとなっていることを特徴とする請求項1記載の地盤改良装置。
- 前記スイベルには、パイプが垂直方向回動可能に設けられ、該パイプにノズル通路と連通して掘削翼が固設され、垂直方向回動可能となっていることを特徴とする請求項3記載の地盤改良装置。
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