JP2019027238A - High-pressure injection device - Google Patents
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Abstract
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
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.
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.
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-
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
42 Second rotating nozzle (rotating nozzle)
43 3rd rotating nozzle (Rotating nozzle)
44
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
K improved body F injection force F 'reaction force θ inclination angle
Claims (5)
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.
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.
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 .
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.
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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