JP2019027238A - High-pressure injection device - Google Patents

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Abstract

To provide a high-pressure injection device which can expand a range of drilling and ground improvement by rotation of a plurality of rotary nozzles provided on the tip of a rod without rotation of the rod, has a simple structure, and is inexpensive.SOLUTION: A high-pressure injection device 40 that performs drilling and improvement of a ground by high-pressure injecting a fluid S of water or a cement slurry from an injection nozzle provided on a rod 30 in the ground includes the rod 30 for supplying the fluid S, and multiple rotary nozzles 41 and 42 which are provided on a tip 30a of the rod 30 and rotate by a reaction force of an injection force of the fluid S, where the multiple rotary nozzles 41 and 42 are provided respectively on injection nozzles 57 and 58 for high-pressure injecting the fluid S.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地盤中に水や固化材を高圧噴射して、地盤の削孔と改良を行う高圧噴射装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure injection device that performs high-pressure injection of water or a solidified material into the ground to drill and improve the ground.

この種の高圧噴射工法として、例えば、特許文献1に開示されたものがある。   An example of this type of high-pressure injection method is disclosed in Patent Document 1.

この高圧噴射工法は、注入ロッド(回転ロッド)を回転させながら地盤に貫入させ、所定の深度に達したところで、注入ロッドの先端部の側壁に設けられたノズルよりセメントスラリーを水平方向に高圧噴射して、注入ロッドを中心とした円柱状の改良体を造成する工法である。   In this high-pressure injection method, the injection rod (rotating rod) is rotated and penetrated into the ground. When a predetermined depth is reached, the cement slurry is injected in a horizontal direction from the nozzle provided at the side wall of the tip of the injection rod. Thus, it is a construction method for producing a cylindrical improvement body centering on the injection rod.

特開2007−56477号公報JP 2007-56477 A 特開2002−227179号公報JP 2002-227179 A

しかしながら、前記従来の高圧噴射工法では、注入ロッド(軸)の直角方向に設置したノズルから1方向にセメントスラリーをジェット噴射させるため、ある一定の範囲しか噴射改良を行うことができなかった。また、注入ロッドを回転させる必要があるため、スイベルやロッドの回転機構が必要不可欠であった。   However, in the conventional high-pressure injection method, since cement slurry is jet-injected in one direction from a nozzle installed in a direction perpendicular to the injection rod (shaft), injection improvement can be performed only within a certain range. Further, since it is necessary to rotate the injection rod, a swivel or rod rotation mechanism is indispensable.

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、ロッドを回転させることなく、ロッドの先端に設けた複数の回転ノズルの回転により、削孔及び地盤改良の範囲を拡大することができる構造が簡素で安価な高圧噴射装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and expands the range of drilling and ground improvement by rotating a plurality of rotating nozzles provided at the tip of the rod without rotating the rod. An object of the present invention is to provide a high-pressure injection device that is simple and inexpensive.

本願発明の地盤中にロッドに設けられた噴射ノズルから流体を高圧噴射させて該地盤の削孔(掘削)と改良を行う高圧噴射装置は、前記流体を供給するロッドと、前記ロッドの先端に設けられ、前記流体の噴射力の反力により回転する複数の回転ノズルと、を備え、前記複数の回転ノズルに前記流体を高圧噴射する噴射ノズルをそれぞれ設けたことを要旨とする。   A high-pressure spraying device that performs high-pressure spraying of a fluid from a spray nozzle provided on a rod in the ground of the present invention to drill and improve the ground, a rod that supplies the fluid, and a tip of the rod And a plurality of rotating nozzles that are rotated by a reaction force of the fluid injection force, and each of the plurality of rotating nozzles is provided with an injection nozzle that injects the fluid at a high pressure.

本願発明の高圧噴射装置によれば、流体を供給するロッドと、ロッドの先端に設けられ、流体の噴射力の反力により回転する複数の回転ノズルと、を備え、複数の回転ノズルに流体を高圧噴射する噴射ノズルをそれぞれ設けたことにより、ロッドを回転させることなく、ロッドの先端に設けた複数の回転ノズルの回転により、削孔及び地盤改良の範囲を拡大することができる。即ち、複数の回転ノズルの各噴射ノズルからの流体の高圧(ジェット)噴射の圧力や流量、回転方向、速度等を目的に合わせて変えることが可能となるため、従来のように回転する注入ロッドの1箇所のノズルで行うよりも削孔及び地盤改良の径の拡大化を図ることができる。また、ロッドを回転させながら地盤中に貫入或いは引き抜くことがないため、スイベルやロッド回転機構を不要となり、その分、全体構造の簡素化と低コスト化を図ることができる。   According to the high-pressure injection device of the present invention, it is provided with a rod for supplying fluid, and a plurality of rotary nozzles that are provided at the tip of the rod and that are rotated by a reaction force of the fluid injection force, and fluid is supplied to the plurality of rotary nozzles. By providing each of the injection nozzles for high-pressure injection, the range of drilling and ground improvement can be expanded by rotating a plurality of rotating nozzles provided at the tip of the rod without rotating the rod. That is, since the pressure, flow rate, rotation direction, speed, etc. of the high pressure (jet) fluid from each injection nozzle of a plurality of rotary nozzles can be changed according to the purpose, the injection rod that rotates as before The diameter of drilling and ground improvement can be increased compared with the case of using one nozzle. Further, since the rod does not penetrate into or pull out from the ground while rotating, the swivel or the rod rotating mechanism becomes unnecessary, and accordingly, the entire structure can be simplified and the cost can be reduced.

本発明の第1実施形態の高圧噴射装置の断面図である。It is sectional drawing of the high pressure injection apparatus of 1st Embodiment of this invention. (a)は上記高圧噴射装置に設けられた噴射ノズルの噴射流の説明図、(b)は同高圧噴射装置の回転体と噴射ノズルの関係を示す概略説明図である。(A) is explanatory drawing of the injection flow of the injection nozzle provided in the said high pressure injection apparatus, (b) is a schematic explanatory drawing which shows the relationship between the rotary body of the high pressure injection apparatus, and an injection nozzle. 上記高圧噴射装置の回転ノズルの回転原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotation principle of the rotating nozzle of the said high pressure injection apparatus. 上記高圧噴射装置を備えた地盤改良装置の側面図である。It is a side view of the ground improvement apparatus provided with the said high voltage | pressure injection apparatus. 上記地盤改良装置の上部チャックを開き、下部チャックを閉じてロッドを下部チャックで把持した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which opened the upper chuck | zipper of the said ground improvement apparatus, closed the lower chuck | zipper, and hold | gripped the rod with the lower chuck | zipper. 上記上部チャックを閉じ、下部チャックを開いてシリンダのピストンロッドを退動させてロッドを地盤中に貫入する直前の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state immediately before closing the said upper chuck | zipper, opening a lower chuck | zipper, retreating the piston rod of a cylinder, and penetrating a rod in a ground. 上記ロッドを地中の所定深さに貫入した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which penetrated the said rod to the predetermined depth in the ground. 上記ロッドを地中の所定深さに貫入した後で、上部チャックを開き、下部チャックを閉じてロッドを下部チャックで把持した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which opened the upper chuck | zipper after closing the said rod to the predetermined depth in the ground, closed the lower chuck | zipper, and hold | gripped the rod with the lower chuck | zipper. 上記ロッドを下部チャックで把持した状態で、上部チャックを開いてシリンダのピストンロッドを進動させて上部チャックを上昇させた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which opened the upper chuck | zipper and advanced the piston rod of the cylinder and raised the upper chuck | zipper in the state which hold | gripped the said rod with the lower chuck | zipper. 上記ロッドを複数本継ぎ足して所定深さまで貫入させた後で、ロッドを引き抜きながら地盤改良する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which improves the ground, pulling out a rod, after adding a plurality of the rods and penetrating them to a predetermined depth. 本発明の第2実施形態の高圧噴射装置の断面図である。It is sectional drawing of the high pressure injection apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の高圧噴射装置の断面図である。It is sectional drawing of the high pressure injection apparatus of 3rd Embodiment of this invention. 上記第3実施形態の高圧噴射装置による地盤改良時の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state at the time of the ground improvement by the high pressure injection apparatus of the said 3rd Embodiment. 上記第3実施形態の高圧噴射装置による地盤改良の状態の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the state of the ground improvement by the high pressure injection apparatus of the said 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1実施形態の高圧噴射装置の断面図、図2(a)は同高圧噴射装置に設けられた噴射ノズルの噴射流の説明図、図2(b)は同高圧噴射装置の回転体と噴射ノズルの関係を示す概略説明図、図3は同高圧噴射装置の回転ノズルの回転原理を示す説明図、図4は同高圧噴射装置を備えた地盤改良装置の側面図、図5〜図10は同高圧噴射装置による地盤改良を順を追って示す説明図である。   1 is a cross-sectional view of a high-pressure injection device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is an explanatory view of an injection flow of an injection nozzle provided in the high-pressure injection device, and FIG. 2 (b) is the same high-pressure injection. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the rotation principle of the rotary nozzle of the high-pressure injection device, FIG. 4 is a side view of a ground improvement device equipped with the high-pressure injection device, 5-10 is explanatory drawing which shows the ground improvement by the high pressure injection apparatus later on.

図1及び図2(a)に示すように、高圧噴射装置40は、ロッド30の先端30a側に後述する噴射ノズル57,58から高圧噴射される流体Sの噴射力の反力により自転(回転)する第1,第2回転ノズル41,42を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2 (a), the high-pressure injection device 40 rotates (rotates) by the reaction force of the injection force of the fluid S injected from the injection nozzles 57 and 58 described later on the tip 30a side of the rod 30. 1) and 2nd rotating nozzles 41 and 42 are provided.

そして、図4〜図10に示すように、地盤改良装置10は、流体Sを供給する円筒状のロッド30と、このロッド30を一対のブラケット12,12を介して略垂直の起立状態に保持する台座(装置本体)11と、一対のブラケット12,12の間に取り付けられ、ロッド30を回転させることなく地盤1中に貫入・引き抜きするロッド昇降駆動機構20と、ロッド30内に掘削用の水や改良用のセメントスラリー(固化材)の流体Sを供給する流体供給ホース35と、ロッド30の先端30aに蓋体31を介して取り付けられた高圧噴射装置40と、を備えていて、地盤1中にロッド30の先端30aの各回転ノズル41,42の各噴射ノズル57,58から流体Sを高圧噴射させて地盤1の削孔(掘削)と改良を行うものである。   As shown in FIGS. 4 to 10, the ground improvement device 10 holds the cylindrical rod 30 that supplies the fluid S and the rod 30 in a substantially vertical standing state via the pair of brackets 12 and 12. A pedestal (device main body) 11 and a pair of brackets 12, 12, a rod elevating drive mechanism 20 that penetrates and pulls into the ground 1 without rotating the rod 30, and excavation in the rod 30. A fluid supply hose 35 for supplying a fluid S of water or a cement slurry (solidifying material) for improvement, and a high-pressure injection device 40 attached to the tip 30a of the rod 30 via a lid 31; 1, the fluid S is injected at a high pressure from the injection nozzles 57 and 58 of the rotary nozzles 41 and 42 at the tip 30 a of the rod 30 to perform drilling (excavation) and improvement of the ground 1.

即ち、円筒状のロッド30内には流体供給ホース35が挿入されていて、図示しない水槽やプラントからポンプを介して圧送される流体Sが供給されるようになっている。このポンプで圧送される水や固化材の噴射力を利用して、第1回転ノズル41と第2回転ノズル42とを互いに逆方向に回転させると共に、第1回転ノズル41の噴射ノズル57より噴射されるジェット水により地盤1を削孔(掘削)し、ロッド30を地盤1中に貫入すると共に、第2回転ノズル42の噴射ノズル58より噴射されるセメントスラリーにより改良体Kを造成するものである。尚、図5に示すように、台座11の中央には、ロッド30と高圧噴射装置40が貫通する開口孔11aを形成してある。   That is, a fluid supply hose 35 is inserted into the cylindrical rod 30 so that a fluid S fed by pressure from a water tank or plant (not shown) via a pump is supplied. The first rotating nozzle 41 and the second rotating nozzle 42 are rotated in opposite directions by using the injection force of water or solidified material pumped by the pump, and injected from the injection nozzle 57 of the first rotating nozzle 41. The ground 1 is drilled (excavated) by the jet water generated, the rod 30 is penetrated into the ground 1, and the improved body K is formed by the cement slurry injected from the injection nozzle 58 of the second rotary nozzle 42. is there. As shown in FIG. 5, an opening hole 11 a through which the rod 30 and the high pressure injection device 40 pass is formed in the center of the base 11.

図4〜図10に示すように、ロッド昇降駆動機構20は、ロッド30の先端30a側を把持する一対の下部チャック21,21と、ロッド30の先端30a側より上方側(ロッド30の中途部)を把持する一対の上部チャック22,22と、この一対の上部チャック22,22を昇降動させる一対の油圧シリンダ(シリンダ)23,23と、で構成されている。   As shown in FIGS. 4 to 10, the rod raising / lowering drive mechanism 20 includes a pair of lower chucks 21, 21 that grip the tip 30 a side of the rod 30, and an upper side (a midway portion of the rod 30). ) And a pair of hydraulic cylinders (cylinders) 23 and 23 for moving the pair of upper chucks 22 and 22 up and down.

一対の下部チャック21,21は、図示しない小型の一対の油圧シリンダにより開閉動自在になっている。また、一対の上部チャック22,22は、図示しない小型の一対の油圧シリンダにより開閉動自在になっている。さらに、一対の油圧シリンダ23,23は、シリンダ本体23aと、このシリンダ本体23aに対して進退動するピストンロッド23bから構成されている。また、一対の油圧シリンダ23,23は、各シリンダ本体23aの上端側より左右水平方向に延びる支軸24を介して一対のブラケット12,12の上部間に枢支されている。そして、ピストンロッド23bの上端に上部チャック22がスライド自在にピン枢支されており、シリンダ本体23aに対するピストンロッド23bの進退動により上部チャック22が昇降動するようになっている。   The pair of lower chucks 21 and 21 can be opened and closed by a pair of small hydraulic cylinders (not shown). The pair of upper chucks 22 and 22 can be opened and closed by a pair of small hydraulic cylinders (not shown). Further, the pair of hydraulic cylinders 23 and 23 is composed of a cylinder body 23a and a piston rod 23b that moves forward and backward with respect to the cylinder body 23a. The pair of hydraulic cylinders 23 and 23 are pivotally supported between the upper portions of the pair of brackets 12 and 12 via a support shaft 24 extending horizontally from the upper end side of each cylinder body 23a. The upper chuck 22 is slidably supported by a pin at the upper end of the piston rod 23b, and the upper chuck 22 is moved up and down by the forward and backward movement of the piston rod 23b with respect to the cylinder body 23a.

図1、図2及び図4〜図10に示すように、高圧噴射装置40は、ロッド30の先端30a側に、流体Sの噴射力の反力により逆方向に回転する第1,第2回転ノズル41,42を備えている。即ち、ロッド30の先端30aには円柱状の蓋体31を固定してある。この蓋体31の中央には円形孔31aが形成されており、この円形孔31aを介してロッド30の先端30aから供給される流体Sの噴射力の反力により互いに逆方向に回転する第1,第2回転ノズル41,42を備えた高圧噴射装置40が蓋体31に所定手段により取り付けられている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4 to 10, the high-pressure injection device 40 rotates on the tip 30 a side of the rod 30 in the reverse direction due to the reaction force of the injection force of the fluid S. Nozzles 41 and 42 are provided. That is, a cylindrical lid 31 is fixed to the tip 30 a of the rod 30. A circular hole 31a is formed in the center of the lid 31, and the first rotating in the opposite directions by the reaction force of the injection force of the fluid S supplied from the tip 30a of the rod 30 through the circular hole 31a. The high pressure injection device 40 including the second rotary nozzles 41 and 42 is attached to the lid 31 by a predetermined means.

図1に示すように、高圧噴射装置40の第1回転ノズル41は、流体Sが流通する第1主流体通路46Aを中央に形成した軸部45を有するホルダ44と、第1主流体通路46Aに連通する一対の第1副流体通路46a,46aが形成され、ホルダ44の軸部45を中心として流体Sの噴射力の反力により回転する第1回転体51と、で構成されている。   As shown in FIG. 1, the first rotary nozzle 41 of the high-pressure injection device 40 includes a holder 44 having a shaft portion 45 formed in the center with a first main fluid passage 46A through which the fluid S flows, and a first main fluid passage 46A. A pair of first sub-fluid passages 46 a, 46 a communicating with each other is formed, and the first rotating body 51 is rotated about the shaft portion 45 of the holder 44 by the reaction force of the injection force of the fluid S.

また、図1及び図2(b)に示すように、高圧噴射装置40の第2回転ノズル42は、流体Sが流通する2主流体通路47Aを中央に形成した軸部45を有するホルダ44と、第2主流体通路47Aに連通する一対の第2副流体通路47a,47aが形成され、ホルダ44の軸部45を中心として流体Sの噴射力の反力により回転する第2回転体52と、で構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2B, the second rotating nozzle 42 of the high-pressure injection device 40 includes a holder 44 having a shaft portion 45 formed in the center with a second main fluid passage 47A through which the fluid S flows. A pair of second sub-fluid passages 47a and 47a communicating with the second main fluid passage 47A are formed, and a second rotating body 52 that rotates by the reaction force of the injection force of the fluid S around the shaft portion 45 of the holder 44; , Is composed of.

ホルダ44は大径の円柱状に形成されており、その前面の中央にはホルダ44の本体より小径で円柱状の軸部45が一体突出形成されている。この軸部45は、先端側の小径軸部45aと基部側の中径軸部45bとで段差円柱状に形成されており、小径軸部45aに一対のボールベアリング54,54を介して第1回転体51が回転自在に支持され、中径軸部45bに一対のボールベアリング55,55を介して第2回転体52が回転自在に支持されている。   The holder 44 is formed in a large-diameter columnar shape, and a cylindrical shaft portion 45 having a smaller diameter than the main body of the holder 44 is integrally formed at the center of the front surface thereof. The shaft portion 45 is formed in a stepped cylindrical shape with a small-diameter shaft portion 45a on the distal end side and a medium-diameter shaft portion 45b on the base portion side, and the first diameter portion 45a is connected to the first through a pair of ball bearings 54, 54. The rotating body 51 is rotatably supported, and the second rotating body 52 is rotatably supported on the medium diameter shaft portion 45b via a pair of ball bearings 55 and 55.

図1に示すように、ホルダ44の第1主流体通路46Aは、軸部45の小径軸部45aの中央まで形成され、第2主流体通路47Aは第1主流体通路46Aの周りに仕切られて軸部45の中径軸部45bに形成されている。そして、ホルダ44とロッド30の先端30aに固定された円柱状の蓋体31とは、ネジ止め或いは溶接(所定手段)等により固定されている。これにより、ロッド30内からの蓋体31の円形孔31aを介してホルダ44の第1,2主流体通路46A,47Aに水或いはセメントスラリー等の流体Sが供給されるようになっている。   As shown in FIG. 1, the first main fluid passage 46A of the holder 44 is formed up to the center of the small diameter shaft portion 45a of the shaft portion 45, and the second main fluid passage 47A is partitioned around the first main fluid passage 46A. The shaft portion 45 is formed on the medium diameter shaft portion 45b. The holder 44 and the columnar lid 31 fixed to the tip 30a of the rod 30 are fixed by screwing or welding (predetermined means). Thereby, the fluid S such as water or cement slurry is supplied from the inside of the rod 30 to the first and second main fluid passages 46A and 47A of the holder 44 through the circular hole 31a of the lid 31.

第1回転体51は、ホルダ44の外径と同径の円柱状に形成されており、その中央にホルダ44の小径軸部45aが挿入される断面円形の中心穴51aが形成されている。また、第1回転体51の第1主流体通路46Aに連通された一対の第1副流体通路46a,46aはL字形に形成されていて、その各先端側に一対の噴射ノズル57,57が各第1副流体通路46aに対して所定角度傾斜して取り付けられている。この一対の噴射ノズル57,57の先端側は、第1回転体51の前面51cより外側に露出している。さらに、各第1副流体通路46aを挟むように第1回転体51の中心穴51aの内周面には一対の円環状凹部51b,51bが形成されており、各円環状凹部51bに嵌合されたシールリング49により第1副流体通路46aからの流体Sの漏れを防ぐようなっている。   The first rotating body 51 is formed in a cylindrical shape having the same diameter as the outer diameter of the holder 44, and a central hole 51 a having a circular cross section into which the small diameter shaft portion 45 a of the holder 44 is inserted is formed at the center. The pair of first sub-fluid passages 46a and 46a communicated with the first main fluid passage 46A of the first rotating body 51 are formed in an L shape, and a pair of injection nozzles 57 and 57 are provided at the respective tip ends. The first sub-fluid passages 46a are attached with an inclination at a predetermined angle. The tip ends of the pair of injection nozzles 57 and 57 are exposed outside the front surface 51 c of the first rotating body 51. Further, a pair of annular recesses 51b and 51b are formed on the inner peripheral surface of the center hole 51a of the first rotating body 51 so as to sandwich each first sub-fluid passage 46a, and fitted into each annular recess 51b. The sealed ring 49 prevents the fluid S from leaking from the first auxiliary fluid passage 46a.

また、図1に示すように、第2回転体52は、ホルダ44の外径と同径の円柱状に形成されており、その中央にホルダ44の中径軸部45bが挿通される断面円形の中心孔52aが形成されている。また、図2(b)に示すように、第2回転体52の第2主流体通路47Aに連通された一対の第2副流体通路47a,47aは直線状に形成されていて、その各先端側に一対の噴射ノズル58,58が各第2副流体通路47aに対して所定角度傾斜して取り付けられている。この一対の噴射ノズル58,58の先端側は、第2回転体52の外周面52cより外側に露出している。さらに、各第2副流体通路47aを挟むように第2回転体52の中心孔52aの内周面には一対の円環状凹部52b,52bが形成されており、各円環状凹部52bに嵌合されたシールリング49により第2副流体通路47aからの流体Sの漏れを防ぐようなっている。   Further, as shown in FIG. 1, the second rotating body 52 is formed in a columnar shape having the same diameter as the outer diameter of the holder 44, and a circular cross section through which the middle diameter shaft portion 45 b of the holder 44 is inserted at the center. The center hole 52a is formed. Further, as shown in FIG. 2B, the pair of second sub-fluid passages 47a and 47a communicated with the second main fluid passage 47A of the second rotating body 52 is formed in a straight line, and each tip thereof A pair of injection nozzles 58 and 58 are attached to the second sub-fluid passage 47a so as to be inclined at a predetermined angle. The tip ends of the pair of injection nozzles 58 and 58 are exposed outside the outer peripheral surface 52 c of the second rotating body 52. Further, a pair of annular recesses 52b and 52b are formed on the inner peripheral surface of the center hole 52a of the second rotating body 52 so as to sandwich each second sub-fluid passage 47a, and are fitted into each annular recess 52b. The sealed ring 49 prevents leakage of the fluid S from the second auxiliary fluid passage 47a.

図3に示すように、軸部45(各副流体通路46a,47a)に対し第1回転体51の噴射ノズル57と第2回転体52の噴射ノズル58が所定角度θ傾斜していることにより、噴射ノズル57,58から水或いはセメントスラリーの流体Sが高圧噴射されたとき、各回転体51,52がこの噴射力により、ホルダ44の軸部45を中心として回転するようになっている。即ち、図3に示すように、噴射ノズル57,58から高圧噴射される流体Sの噴射力をFとすると、ホルダ44の軸部45に直交する面内において噴射力Fの水平分力であるF×sinθ=F′が作用する。この水平分力F′が推進力(反力)となって、各回転体51,52がホルダ44の軸部45を中心として回転するようになっている。   As shown in FIG. 3, the injection nozzle 57 of the first rotating body 51 and the injection nozzle 58 of the second rotating body 52 are inclined at a predetermined angle θ with respect to the shaft portion 45 (respective sub-fluid passages 46a and 47a). When the water or cement slurry fluid S is jetted from the jet nozzles 57 and 58 at a high pressure, the rotary bodies 51 and 52 rotate around the shaft portion 45 of the holder 44 by the jet force. That is, as shown in FIG. 3, when the injection force of the fluid S injected at high pressure from the injection nozzles 57 and 58 is F, it is a horizontal component of the injection force F in a plane orthogonal to the shaft portion 45 of the holder 44. F × sin θ = F ′ acts. The horizontal component force F ′ becomes a propulsive force (reaction force), and the rotating bodies 51 and 52 rotate about the shaft portion 45 of the holder 44.

尚、図2(a)に示すように、第1回転ノズル41の傾斜した削孔用の一対の噴射ノズル57,57が回転しながら水Sを高圧(ジェット)噴射する際に、螺旋状(渦巻き状)の高圧噴射水Sがジェット噴射されることで、地盤1の掘削の削孔(ほぐす)範囲が広くなり、また、第2回転ノズル42の傾斜した地盤改良用の一対の噴射ノズル58,58から高圧噴射セメントスラリーSがジェット噴射されることにより、地盤1中にセメントスラリーSを簡単かつ確実にジェット噴射して攪拌することができ、セメントスラリーSのジェット噴射による改良体Kを簡単に造成できるようになっている。   As shown in FIG. 2 (a), when the pair of spray nozzles 57, 57 for inclined drilling of the first rotary nozzle 41 is rotated and jets water S with a high pressure (jet), the spiral ( When the high-pressure jet water S in a spiral shape is jet-jetted, the excavation range of the ground 1 is widened, and a pair of jet nozzles 58 for ground improvement with the inclined second rotary nozzle 42 is provided. , 58 can jet and agitate the cement slurry S into the ground 1 easily and reliably, and the improved body K by jet injection of the cement slurry S can be easily obtained. Can be created.

次に、削孔用の水や地盤改良用のセメントスラリーの流体Sの噴射力の反力により互いに逆方向に回転する第1,第2回転ノズル41,42を先端30aに取り付けたロッド30を用い、地盤1中に各回転ノズル41,42の各噴射ノズル57,58から流体Sを高圧噴射させて地盤1の削孔と地盤改良の手順を、図5〜図10を用いて説明する。   Next, the rod 30 with the first and second rotating nozzles 41 and 42 rotating in opposite directions by the reaction force of the spray force of the fluid S of the drilling water and the ground improvement cement slurry is attached to the tip 30a. The procedure for drilling the ground 1 and improving the ground by spraying the fluid S from the spray nozzles 57 and 58 of the rotary nozzles 41 and 42 into the ground 1 will be described with reference to FIGS.

まず、図5に示すように、地盤改良装置10のロッド昇降駆動機構20の一対の上部チャック22,22を開き、一対の下部チャック21,21を閉じてロッド30を一対の下部チャック21,21で把持した状態で地盤1上の所定位置に高圧噴射装置40をセットする。   First, as shown in FIG. 5, the pair of upper chucks 22, 22 of the rod lifting drive mechanism 20 of the ground improvement device 10 is opened, the pair of lower chucks 21, 21 are closed, and the rod 30 is paired with the pair of lower chucks 21, 21. The high-pressure injection device 40 is set at a predetermined position on the ground 1 in the state of being gripped by.

次に、図6に示すように、地盤改良装置10のロッド昇降駆動機構20の一対の下部チャック21,21を開き、一対の上部チャック22,22を閉じてロッド30を把持した状態で、一対の油圧シリンダ23の各ピストンロッド23bを退動(収縮)させて一対の上部チャック22,22を下降させてロッド30を地盤1中にピストンロッド23bの長さ分貫入する。このロッド30を地盤1中に貫入する際に、図7に示すように、ロッド30の先端30aに取り付けられた第1回転ノズル41の削孔用の一対の噴射ノズル57,57より水(流体)Sをジェット噴射させて、地盤1を緩めながらロッド30をピストンロッド23bの長さ分貫入する。   Next, as shown in FIG. 6, the pair of lower chucks 21, 21 of the rod lifting / lowering drive mechanism 20 of the ground improvement device 10 is opened, the pair of upper chucks 22, 22 are closed, and the rod 30 is gripped. Each piston rod 23b of the hydraulic cylinder 23 is retracted (contracted) to lower the pair of upper chucks 22 and 22, and the rod 30 is inserted into the ground 1 by the length of the piston rod 23b. When the rod 30 penetrates into the ground 1, as shown in FIG. 7, water (fluid) is supplied from a pair of spray nozzles 57, 57 for drilling the first rotary nozzle 41 attached to the tip 30 a of the rod 30. ) S is jetted and the rod 30 penetrates the length of the piston rod 23b while the ground 1 is loosened.

次に、図8に示すように、ロッド30をピストンロッド23bの長さ分貫入した後で、一対の上部チャック22,22を開き、一対の下部チャック21,21を閉じてロッド30を一対の下部チャック21,21で把持する。   Next, as shown in FIG. 8, after the rod 30 has penetrated the length of the piston rod 23b, the pair of upper chucks 22 and 22 are opened, the pair of lower chucks 21 and 21 are closed, and the rod 30 is paired with the pair of rods. Grip with the lower chucks 21, 21.

次に、図9に示すように、ロッド30を一対の下部チャック21,21で把持した状態で、一対の油圧シリンダ23の各ピストンロッド23bを進動(伸長)させて、開状態にある一対の上部チャック22,22のみをピストンロッド23bの長さ分上昇させる。このロッド30を引き抜く工程で、第2回転ノズル42の地盤改良用の一対の噴射ノズル59,59よりセメントスラリー(流体)Sをジェット噴射させながら、掘削土とセメントスラリーSを攪拌混合させて地盤改良する。   Next, as shown in FIG. 9, in a state where the rod 30 is gripped by the pair of lower chucks 21 and 21, the piston rods 23b of the pair of hydraulic cylinders 23 are moved forward (elongated), so that the pair in the open state is opened. Only the upper chucks 22, 22 are raised by the length of the piston rod 23b. In the process of pulling out the rod 30, the excavated soil and the cement slurry S are agitated and mixed while jetting cement slurry (fluid) S from a pair of injection nozzles 59, 59 for ground improvement of the second rotary nozzle 42, and the ground. Improve.

次に、1本のロッド30が地盤1中に所定深さ貫入するまで、図5から図9に示す各工程を繰り返し行い、図10に示すように、ロッド30を複数本継ぎ足して所定深さまで貫入させた後で、ロッド30を引き抜く工程で、第2回転ノズル42の地盤改良用の一対の噴射ノズル59,59よりセメントスラリー(流体)Sをジェット噴射させながらロッド30をロッド昇降駆動機構20を介して引き抜いて地盤1中に改良体Kを造成する。この造成の際、第1回転ノズル42の一対の噴射ノズル58,58からもセメントスラリー(流体)Sをジェット噴射させれば、掘削土とセメントスラリーSがより効率的に攪拌される。   Next, the steps shown in FIGS. 5 to 9 are repeated until one rod 30 penetrates into the ground 1 to a predetermined depth, and a plurality of rods 30 are added to a predetermined depth as shown in FIG. After the penetration, the rod 30 is pulled out in the step of pulling out the rod 30 while the cement slurry (fluid) S is jetted from the pair of jet nozzles 59, 59 for ground improvement of the second rotary nozzle 42. The improved body K is created in the ground 1 by pulling out through the ground. When the cement slurry (fluid) S is jetted from the pair of jet nozzles 58, 58 of the first rotary nozzle 42 at the time of the formation, the excavated soil and the cement slurry S are more efficiently agitated.

このように、ロッド30をロッド昇降駆動機構20を介して地盤1中に鉛直方向に貫入し、引き抜く際に、各回転ノズル41,42の各噴射ノズル57,58よりジェット噴射される流体Sを介して地盤1の削孔と改良体Kの造成を行うようにしたことにより、大型の油圧シリンダを必要とせずに、また、ロッド30を回転させることなくロッド昇降駆動機構20で鉛直方向に昇降動させる超小型の高圧噴射装置40で地盤改良を短時間で簡単かつ確実に行うことができる。また、ロッド30を回転させることがないため、スイベルやロッド回転機構が不要となり、その分、全体構造の簡素化と低コスト化を図ることができる。   In this way, when the rod 30 is vertically penetrated into the ground 1 via the rod lifting / lowering drive mechanism 20 and pulled out, the fluid S jetted from the jet nozzles 57 and 58 of the rotary nozzles 41 and 42 is discharged. Since the drilling of the ground 1 and the formation of the improved body K are performed, the rod lifting and lowering drive mechanism 20 moves up and down in the vertical direction without requiring a large hydraulic cylinder and without rotating the rod 30. The ground improvement can be performed easily and reliably in a short time by the ultra-compact high-pressure injection device 40 to be moved. In addition, since the rod 30 is not rotated, a swivel or a rod rotation mechanism is not required, and accordingly, the overall structure can be simplified and the cost can be reduced.

この地盤1の削孔と地盤改良の際に、第1回転ノズル41の第1回転体51の前面51cに傾斜させて突設させた一対の噴射ノズル57,57より削孔用の水の流体Sを高圧噴射させて地盤1を掘削することができ、かつ、第2回転ノズル42の第2回転体52の外周面52cに傾斜させて突設させた一対の噴射ノズル58,58より地盤改良用のセメントスラリーの流体Sを高圧噴射させて改良体Kを造成することができるため、削孔と造成を1つの回転ノズルで行う場合よりも、削孔及び改良体Kの径の拡大化をより一段と図ることができる。   During the drilling of the ground 1 and the ground improvement, a pair of spray nozzles 57, 57 projecting from the front surface 51c of the first rotating body 51 of the first rotating nozzle 41 so as to make water for drilling. The ground 1 can be excavated by high-pressure injection of S, and the ground is improved by a pair of injection nozzles 58, 58 that are inclined and projected on the outer peripheral surface 52 c of the second rotating body 52 of the second rotating nozzle 42. Since the improved body K can be formed by jetting the fluid S of the cement slurry for high pressure, the diameter of the drilled hole and the improved body K can be increased as compared with the case where the drilling and forming are performed with one rotating nozzle. This can be further improved.

さらに、第1回転ノズル41と第2回転ノズル42の回転方向(正逆)や速度(圧力や角度)、噴射方向を目的に合わせて変えることが可能となる。例えば、第1回転ノズル41の回転を早くして地盤1を削孔することができ、また、第2回転ノズル42の回転を遅くして改良体Kを造成することができる。このように、ロッド30を回転させることなく、ロッド30の先端30aに設けた第1回転ノズル41と第2回転ノズル42の互いに異なる方向の回転により、削孔及び地盤改良の範囲を拡大することができる。つまり、第1回転ノズル41と第2回転ノズル42の各噴射ノズル57,58からの流体Sのジェット噴射の圧力や流量、回転方向、速度を目的に合わせて変えることが可能となるため、従来のように回転する注入ロッドの1箇所のノズルで行うよりも削孔及び地盤改良の径の拡大化をより一段と図ることができる。   Furthermore, the rotation direction (forward / reverse), speed (pressure and angle), and ejection direction of the first rotary nozzle 41 and the second rotary nozzle 42 can be changed according to the purpose. For example, the ground 1 can be drilled by speeding up the rotation of the first rotating nozzle 41, and the improved body K can be created by slowing down the rotation of the second rotating nozzle 42. In this way, the range of drilling and ground improvement can be expanded by rotating the first rotary nozzle 41 and the second rotary nozzle 42 provided in the tip 30a of the rod 30 in different directions without rotating the rod 30. Can do. That is, the pressure, flow rate, rotational direction, and speed of the jet injection of the fluid S from the spray nozzles 57 and 58 of the first rotary nozzle 41 and the second rotary nozzle 42 can be changed according to the purpose. Thus, it is possible to further increase the diameter of the drilling hole and the ground improvement as compared with the case of using the nozzle at one place of the injection rod that rotates.

図11は本発明の第2実施形態の高圧噴射装置の断面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view of the high-pressure injection device according to the second embodiment of the present invention.

この第2実施形態の高圧噴射装置40′は、ホルダ44の軸部45の基端側の大径軸部45cに第3回転ノズル43の第3回転体53を一対のボールベアリング56,56を介して回転自在に支持してある点が、前記第1実施形態と異なる。   In the high pressure injection device 40 ′ of the second embodiment, the third rotating body 53 of the third rotating nozzle 43 is connected to the large diameter shaft portion 45 c on the proximal end side of the shaft portion 45 of the holder 44 with a pair of ball bearings 56, 56. It is different from the first embodiment in that it is rotatably supported via the first embodiment.

即ち、図11に示すように、高圧噴射装置40′の第3回転ノズル43は、流体Sが流通する第3主流体通路48Aを中央に形成した軸部45を有するホルダ44と、第3主流体通路48Aに連通する一対の第3副流体通路48a,48aが形成され、ホルダ44の軸部45を中心として流体Sの噴射力の反力により第1回転体51と同方向に回転する第3回転体53と、で構成されている。   That is, as shown in FIG. 11, the third rotating nozzle 43 of the high-pressure injection device 40 ′ includes a holder 44 having a shaft portion 45 formed in the center with a third main fluid passage 48A through which the fluid S flows, and a third mainstream. A pair of third sub-fluid passages 48a and 48a communicating with the body passage 48A are formed, and the third sub-fluid passages 48a and 48a rotate around the shaft portion 45 of the holder 44 in the same direction as the first rotating body 51 by the reaction force of the injection force of the fluid S. And three rotating bodies 53.

ホルダ44の第3主流体通路48Aは、軸部45の大径軸部45cの先端側まで第2主流体通路47Aの周りに仕切られて形成され、ロッド30内からの蓋体31の円形孔31aを介してホルダ44の第1,2,3主流体通路46A,47A,48Aに水或いはセメントスラリー等の流体Sが供給されるようになっている。   The third main fluid passage 48 </ b> A of the holder 44 is formed to be partitioned around the second main fluid passage 47 </ b> A up to the distal end side of the large-diameter shaft portion 45 c of the shaft portion 45, and the circular hole of the lid body 31 from the inside of the rod 30. A fluid S such as water or cement slurry is supplied to the first, second and third main fluid passages 46A, 47A and 48A of the holder 44 through 31a.

第3回転体53は、ホルダ44の外径と同径の円柱状に形成されており、その中央にホルダ44の大径軸部45cが挿通される断面円形の中心孔53aが形成されている。また、第3回転体53の第3主流体通路48Aに連通された一対の第3副流体通路48a,48aは直線状に形成されていて、その各先端側に一対の噴射ノズル59,59が各第3副流体通路48aに対して所定角度傾斜して取り付けられている。さらに、各第3副流体通路48aを挟むように第3回転体53の中心孔53aの内周面には一対の円環状凹部53b,53bが形成されており、各円環状凹部53bに嵌合されたシールリング49により第3副流体通路48aからの流体Sの漏れを防ぐようなっている。尚、他の構成は、前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The third rotating body 53 is formed in a cylindrical shape having the same diameter as the outer diameter of the holder 44, and a center hole 53 a having a circular cross section through which the large diameter shaft portion 45 c of the holder 44 is inserted is formed at the center. . The pair of third sub-fluid passages 48a and 48a communicated with the third main fluid passage 48A of the third rotating body 53 are formed in a straight line, and a pair of injection nozzles 59 and 59 are provided at the respective tip ends thereof. The third sub fluid passages 48a are attached with an inclination at a predetermined angle. Further, a pair of annular recesses 53b, 53b are formed on the inner peripheral surface of the center hole 53a of the third rotating body 53 so as to sandwich each third sub-fluid passage 48a, and fitted into each annular recess 53b. The sealed ring 49 prevents the fluid S from leaking from the third auxiliary fluid passage 48a. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

以上第2実施形態の装置によれば、前記第1実施形態と同様の作用・効果を奏し、さらに、ロッド30を地盤1中から引き抜く地盤改良の際に、回転方向と噴射方向が違う第2回転ノズル42と一対の噴射ノズル58,58及び第3回転ノズル43と一対の噴射ノズル59,59により、掘削土をより一段と粉砕・微細化することができ、かつ、掘削土とセメントスラリーSの攪拌効率をより一段と向上させることができる。   As described above, according to the apparatus of the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Further, when the ground is improved by pulling out the rod 30 from the ground 1, the rotation direction and the injection direction are different. The rotary nozzle 42 and the pair of injection nozzles 58 and 58 and the third rotary nozzle 43 and the pair of injection nozzles 59 and 59 can further pulverize and refine the excavated soil, and the excavated soil and the cement slurry S can be further refined. The stirring efficiency can be further improved.

図12は本発明の第3実施形態の高圧噴射装置の断面図、図13は同高圧噴射装置による地盤改良時の状態を示す説明図、図14は同高圧噴射装置による地盤改良の状態の要部を示す斜視図である。   FIG. 12 is a cross-sectional view of the high-pressure injection device according to the third embodiment of the present invention, FIG. 13 is an explanatory view showing a state when the ground is improved by the high-pressure injection device, and FIG. It is a perspective view which shows a part.

この第3実施形態の高圧噴射装置40″は、ホルダ44の軸部45の基端側の大径軸部45cに一対のボールベアリング56,56を介して回転する第3回転ノズル43の第3回転体53の後面53d側に、削孔排泥の排出用の一対の噴射ノズル59′,59′が各第3副流体通路48a′に対して所定角度傾斜して突設されている点が、前記第2実施形態と異なる。   The high pressure injection device 40 ″ of the third embodiment includes a third rotating nozzle 43 that rotates on a large diameter shaft portion 45 c on the proximal end side of the shaft portion 45 of the holder 44 via a pair of ball bearings 56, 56. On the rear surface 53d side of the rotating body 53, a pair of injection nozzles 59 'and 59' for discharging the drilling sludge are provided so as to protrude at a predetermined angle with respect to the third sub-fluid passages 48a '. , Different from the second embodiment.

また、この第3実施形態の高圧噴射装置40″は、図示しない地盤改良装置のリーダに沿って昇降する昇降ケーシング5の下端(先端)5aに取り付けられている水平方向に伸縮する小径、中径、大径の各ロッド30,32,33の前側の小径のロッド33の先端30aに取り付けられている。この各ロッド30,32,33は、スライド自在に挿入されて抜け止めされていて、大径のロッド33に昇降ケーシング5の下端5aが連結されている。そして、昇降ケーシング18内の配管6から各ロッド30,32,33内に流通する流体Sの流体圧により大径のロッド33に対して中径と小径のロッド32,30が伸長すると共に、この大径のロッド33に対して中径と小径のロッド32,30が伸長した状態が、電動ウインチ7によるワイヤ8の巻き取りにより、大径のロッド33に対して中径と小径のロッド32,30が縮退して大径のロッド33内に収容されるようになっている点が、前記第1及び第2実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第2実施形態と同様であるため、前記第2実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   Further, the high pressure injection device 40 ″ of the third embodiment has a small and medium diameter that expands and contracts in the horizontal direction attached to the lower end (tip) 5a of the elevating casing 5 that moves up and down along a leader of a ground improvement device (not shown). Are attached to the tip 30a of a small-diameter rod 33 on the front side of each large-diameter rod 30, 32, 33. Each rod 30, 32, 33 is slidably inserted and secured to the large-diameter rod 33. The lower end 5a of the elevating casing 5 is connected to the rod 33 having a diameter, and the large diameter rod 33 is caused by the fluid pressure of the fluid S flowing from the pipe 6 in the elevating casing 18 into each rod 30, 32, 33. On the other hand, the medium diameter and small diameter rods 32 and 30 extend, and the medium diameter and small diameter rods 32 and 30 extend with respect to the large diameter rod 33. 8 is that the medium-diameter and small-diameter rods 32 and 30 are retracted with respect to the large-diameter rod 33 and are accommodated in the large-diameter rod 33. Since the other configuration is the same as that of the second embodiment, the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

以上第3実施形態の高圧噴射装置40″によれば、図13に示すように、地盤1に形成した穴部1a内に、昇降ケーシング5の下端5aに取り付けられた大径のロッド33を所定深さまで入れ、配管6より流体としての水Sを供給する。この水Sの配管6から各ロッド30,32,33内への吐出時の水圧により、図13に示すように、大径のロッド33に対して中径と小径のロッド32,30が水平方向に伸長しながら地盤1の予め掘られた穴部1aの側壁を削孔する。この際、小径のロッド30の先端30aに取り付けられた高圧噴射装置40″の第1回転ノズル41の一対の噴射ノズル57,57が回転しながら水Sを高圧(ジェット)噴射する。   As described above, according to the high pressure injection device 40 ″ of the third embodiment, the large-diameter rod 33 attached to the lower end 5a of the elevating casing 5 is predetermined in the hole 1a formed in the ground 1 as shown in FIG. The water S as a fluid is supplied from the pipe 6 to the depth, and a large-diameter rod as shown in Fig. 13 by the water pressure when the water S is discharged from the pipe 6 into the rods 30, 32, 33. The medium diameter and small diameter rods 32 and 30 extend in the horizontal direction with respect to 33 while drilling the side wall of the hole 1a dug in the ground 1. At this time, the small diameter rod 30 is attached to the tip 30a. The pair of spray nozzles 57, 57 of the first rotary nozzle 41 of the high-pressure spray device 40 ″ sprays water S at a high pressure (jet).

第1回転ノズル41の第1回転体51の前面51cに傾斜して設けられた一対の噴射ノズル57,57から螺旋状(渦巻き状)の高圧噴射水Sがジェット噴射されることで、地盤1の穴部1aの側壁の削孔(ほぐす)範囲が広くなる。この際、第3回転ノズル43の第3回転体53の後面53dに傾斜して突設された一対の噴射ノズル59′,59′からエア等の流体Sをジェット噴射することで、高圧噴射装置40″の貫入力の補助や、削孔により生じる排泥の排出を促進させることができ、掘削を簡単かつ確実に短時間で行うことができる。   Spiral (spiral) high-pressure jet water S is jetted from a pair of jet nozzles 57, 57 provided on the front surface 51 c of the first rotary body 51 of the first rotary nozzle 41. The drilling range of the side wall of the hole portion 1a is widened. At this time, the high-pressure injection device is configured such that the fluid S such as air is jet-injected from a pair of injection nozzles 59 ′ and 59 ′ inclined and projected from the rear surface 53 d of the third rotator 53 of the third rotation nozzle 43. It is possible to facilitate the 40 ″ penetration input and promote the discharge of mud generated by drilling, and excavation can be performed easily and reliably in a short time.

そして、地盤1の穴部1aの側壁の水平方向の削孔後は、配管6より流体としてのセメントスラリーSを切り換え供給する。この場合、第2回転ノズル42の第2回転体52の外周面52cに対して傾斜して設けられた一対の噴射ノズル58,58から高圧噴射セメントスラリーSがジェット噴射されるため、地盤1中にある既設構造物2直下の空洞部3にセメントスラリーSを簡単かつ確実にジェット噴射することができ、セメントスラリーSのジェット噴射による改良体Kと既設構造物2の底面との密着を容易に行うことができる。この際、第1回転ノズル41の一対の噴射ノズル57,57から螺旋状(渦巻き状)に高圧噴射セメントスラリーSをジェット噴射しても良い。   Then, after the horizontal drilling of the side wall of the hole 1 a of the ground 1, the cement slurry S as a fluid is switched and supplied from the pipe 6. In this case, since the high-pressure injection cement slurry S is jet-injected from a pair of injection nozzles 58, 58 provided to be inclined with respect to the outer peripheral surface 52 c of the second rotary body 52 of the second rotary nozzle 42, The cement slurry S can be easily and surely jetted into the cavity 3 directly under the existing structure 2 in FIG. 1, and the improved body K and the bottom surface of the existing structure 2 can be easily adhered by jetting the cement slurry S. It can be carried out. At this time, the high pressure injection cement slurry S may be jet-injected spirally (spirally) from the pair of injection nozzles 57 57 of the first rotating nozzle 41.

そして、地盤1中にある既設構造物2直下の地盤改良の後は、セメントスラリーの流体Sを伸長した各ロッド30,32,33内から抜きながら電動ウインチ7によりワイヤ8を巻き取ることにより、大径のロッド33に対して中径と小径のロッド32,30を縮退させて大径のロッド33内に中径と小径のロッド32,30を収容する。次に、昇降ケーシング15の下端5aに取り付けられた各ロッド30,32,33を地盤1の穴部1aより引き上げることにより、下方(下側)の地盤改良作業が終了する。そして、この地盤改良作業を上方(上側)に順次繰り返すことにより、図14に示すように、改良体Kを横長団子状に地盤1中にある既設構造物2直下まで行って既設構造物2直下を地盤改良する。   And after the ground improvement just under the existing structure 2 in the ground 1, by winding the wire 8 with the electric winch 7 while removing the fluid S of the cement slurry from the elongated rods 30, 32, 33, The medium diameter and small diameter rods 32 and 30 are retracted with respect to the large diameter rod 33, and the medium diameter and small diameter rods 32 and 30 are accommodated in the large diameter rod 33. Next, by pulling up the rods 30, 32, 33 attached to the lower end 5a of the lifting casing 15 from the hole 1a of the ground 1, the lower (lower) ground improvement work is completed. Then, by repeating this ground improvement work upward (upward) sequentially, as shown in FIG. 14, the improvement body K is carried out in the form of a horizontally long dumpball to the position immediately below the existing structure 2 in the ground 1 and immediately below the existing structure 2. To improve the ground.

このように、地盤改良装置の昇降ケーシング5の下端5aに、水或いはセメントスラリー等の流体Sが流通する流体通路を内部に有して水平方向に伸縮する各ロッド30,32,33の大径のロッド33を取り付け、小径のロッド30の先端30aに流体Sの噴射力Fの反力F′により回転する各回転ノズル41,42,43を設けた高圧噴射装置40″を取り付け、各ロッド30,32を各回転ノズル41,42,43の噴射ノズル57,58,59′より高圧噴射される流体Sの流体圧で水平方向に伸長自在したことにより、図13及び図14に示すように、地盤1中にある既設構造物2直下に空洞部3がある場合に、既設構造物2直下の空洞部3まで各ロッド30,32を水平方向に伸長させながら短時間で削孔及び地盤改良をすることができる。これにより、地盤1の削孔の範囲及び地盤改良の範囲をより一段と拡大させることができる。   As described above, the large diameter of each of the rods 30, 32, 33 that has a fluid passage through which the fluid S such as water or cement slurry flows in the lower end 5a of the elevating casing 5 of the ground improvement device and expands and contracts in the horizontal direction. The rod 33 is attached to the tip 30a of the small-diameter rod 30, and the high-pressure injection device 40 ″ provided with the rotating nozzles 41, 42, 43 rotated by the reaction force F ′ of the injection force F of the fluid S is attached. , 32 can be extended in the horizontal direction by the fluid pressure of the fluid S jetted at a high pressure from the jet nozzles 57, 58, 59 ′ of the rotary nozzles 41, 42, 43, as shown in FIGS. When there is a cavity 3 immediately below the existing structure 2 in the ground 1, drilling and ground improvement can be performed in a short time while extending the rods 30 and 32 horizontally to the cavity 3 immediately below the existing structure 2. To do It is. Accordingly, it is possible to further further expand the scope and range of ground improvement in drilling the ground 1.

さらに、削孔の後方側に第3回転ノズル43を設けて、その第3回転体53の後面53dに傾斜して突設された一対の噴射ノズル59′,59′からエア等の流体Sをジェット噴射することで、貫入力の補助や、削孔によって生じる排泥の排出を促進させることができる。   Further, a third rotating nozzle 43 is provided on the rear side of the drilling hole, and fluid S such as air is supplied from a pair of jet nozzles 59 ′ and 59 ′ that are inclined and projected on the rear surface 53 d of the third rotating body 53. By jet injection, it is possible to assist the penetration input and to discharge the mud generated by the drilling.

尚、前記各実施形態によれば、固化材としてセメントスラリーを用いたが、固化材はセメントスラリーに限られるものではない。また、各回転体に一対の噴射ノズルを傾斜させて突設したが3つ以上の噴射ノズルを傾斜させて突設しても良い。   In addition, according to each said embodiment, although cement slurry was used as a solidification material, a solidification material is not restricted to a cement slurry. Moreover, although a pair of injection nozzles are inclined and protruded on each rotating body, three or more injection nozzles may be inclined and protruded.

1 地盤
30 ロッド
30a 先端
40,40′,40″ 高圧噴射装置
41 第1回転ノズル(回転ノズル)
42 第2回転ノズル(回転ノズル)
43 第3回転ノズル(回転ノズル)
44 ホルダ
45 軸部
46A 第1主流体通路(主流体通路)
46a 第1副流体通路(副流体通路)
47A 第2主流体通路(主流体通路)
47a 第2副流体通路(副流体通路)
48A 第3主流体通路(主流体通路)
48a 第3副流体通路(副流体通路)
51 第1回転体(回転体)
52 第2回転体(回転体)
53 第3回転体(回転体)
57 削孔用の噴射ノズル
58,59 地盤改良用の噴射ノズル
59′ 削孔排泥の排出用の噴射ノズル
S 水或いはセメントスラリー(流体)
K 改良体
F 噴射力
F′ 反力
θ 傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground 30 Rod 30a Tip 40, 40 ', 40 "High pressure injection device 41 1st rotation nozzle (rotation nozzle)
42 Second rotating nozzle (rotating nozzle)
43 3rd rotating nozzle (Rotating nozzle)
44 Holder 45 Shaft 46A First Main Fluid Passage (Main Fluid Passage)
46a First sub-fluid passage (sub-fluid passage)
47A Second main fluid passage (main fluid passage)
47a Second sub-fluid passage (sub-fluid passage)
48A Third main fluid passage (main fluid passage)
48a Third sub-fluid passage (sub-fluid passage)
51 First Rotating Body (Rotating Body)
52 Second Rotating Body (Rotating Body)
53 Third Rotating Body (Rotating Body)
57 Spray nozzle for drilling 58, 59 Spray nozzle for ground improvement 59 'Spray nozzle for discharging drilling mud S Water or cement slurry (fluid)
K improved body F injection force F 'reaction force θ inclination angle

Claims (5)

地盤中にロッドに設けられた噴射ノズルから流体を高圧噴射させて該地盤の削孔と改良を行う高圧噴射装置において、
前記流体を供給するロッドと、前記ロッドの先端に設けられ、前記流体の噴射力の反力により回転する複数の回転ノズルと、を備え、
前記複数の回転ノズルに前記流体を高圧噴射する噴射ノズルをそれぞれ設けたことを特徴とする高圧噴射装置。
In the high-pressure injection device that performs high-pressure injection of fluid from the injection nozzle provided on the rod in the ground and performs drilling and improvement of the ground,
A rod that supplies the fluid; and a plurality of rotating nozzles that are provided at a tip of the rod and that are rotated by a reaction force of the ejection force of the fluid,
A high-pressure spraying device, wherein spray nozzles for spraying the fluid at high pressure are provided on the plurality of rotating nozzles, respectively.
請求項1記載の高圧噴射装置であって、
前記複数の回転ノズルの回転方向を異ならせたことを特徴とする高圧噴射装置。
The high-pressure injection device according to claim 1,
A high-pressure jetting device characterized in that the rotation directions of the plurality of rotary nozzles are different.
請求項1または2記載の高圧噴射装置であって、
前記ロッドの先端に前記回転ノズルを2つ設け、先端側の一方の回転ノズルの噴射ノズルを削孔用とし、他方の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用としたことを特徴とする高圧噴射装置。
The high-pressure injection device according to claim 1 or 2,
Two high-pressure jet nozzles are provided at the tip of the rod, the jet nozzle of one rotary nozzle on the tip side is for drilling, and the jet nozzle of the other rotary nozzle is for ground improvement .
請求項1または2記載の高圧噴射装置であって、
前記ロッドの先端に前記回転ノズルを3つ設け、先端側の回転ノズルの噴射ノズルを削孔用とし、中間側の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用とし、後側の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用或いは削孔排泥の排出用としたことを特徴とする高圧噴射装置。
The high-pressure injection device according to claim 1 or 2,
Three rotating nozzles are provided at the tip of the rod, the injection nozzle of the rotating nozzle on the tip side is for drilling, the injection nozzle of the intermediate rotating nozzle is for ground improvement, and the injection nozzle of the rear rotating nozzle is A high-pressure spraying device characterized in that it is used for ground improvement or discharge of drilling mud.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の高圧噴射装置であって、
前記複数の回転ノズルは、
前記流体が流通する主流体通路が中心に突出した軸部まで形成されたホルダと、
前記主流体通路に連通する副流体通路が形成され、前記ホルダの軸部を中心として回転する回転体と、を備え、
前記回転体の前記副流体通路を前記主流体通路に対して所定角度傾斜させて設け、該副流体通路に噴射ノズルを取り付け、
前記噴射ノズルから噴射される前記流体の噴射力の反力により前記回転体を回転自在にしたことを特徴とする高圧噴射装置。
The high-pressure injection device according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of rotating nozzles are:
A holder formed up to a shaft portion in which a main fluid passage through which the fluid flows projects to the center;
A sub-fluid passage communicating with the main fluid passage, and a rotating body that rotates about the shaft portion of the holder,
The sub-fluid passage of the rotating body is provided at a predetermined angle with respect to the main fluid passage, and an injection nozzle is attached to the sub-fluid passage.
A high-pressure jetting device characterized in that the rotating body is rotatable by a reaction force of the jetting force of the fluid jetted from the jet nozzle.
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