JP2881331B2 - Directional injection injection method - Google Patents
Directional injection injection methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、注入管の周方向に一つまたは複数の吐出孔
を有する注入管を用いて、吐出孔より薬液を高速で噴射
させて浸透を主とし、地盤の改良を図る工法に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention uses an injection pipe having one or a plurality of discharge holes in the circumferential direction of the injection pipe, and injects and permeates a chemical at a high speed from the discharge holes. Mainly related to a method of improving the ground.
地盤をグラウトで改良する方法としては、浸透注入・
割裂注入・攪拌混合注入等が考えられるが、これらの作
業・工事を行うにあたって必然的に起こる問題は、注入
を行うための薬液(グラウト)の圧力であり、これを一
般的に注入圧力と称している。As a method of improving the ground with grout,
Splitting, agitated mixing, etc. are conceivable, but the problem that necessarily arises in performing these operations and construction is the pressure of the chemical (grout) for performing the injection, which is generally called the injection pressure. ing.
この注入圧力は細分すると、グラウトが地盤に浸透
または割裂しようとする圧力、グラウトが吐出孔(ノ
ズル)より吐出または噴射させるに要する圧力、グラ
ウトポンプから注入管の先端に至るまでの管路の抵抗に
よる圧力、等となり、これらは、また一般にポンプ圧あ
るいはゲージ圧等とも呼ぶ。This injection pressure can be subdivided into the following: the pressure at which grout penetrates or splits into the ground, the pressure required for the grout to discharge or jet through the discharge holes (nozzles), and the resistance of the pipeline from the grout pump to the tip of the injection pipe. , Which are also commonly referred to as pump pressure or gauge pressure.
従って、高圧注入・低圧注入等と注入圧力による工法
の分類は合理的でない部分もあるが、高圧注入工法と
は、攪拌混合置換工法を意味し、低圧注入工法とは、浸
透注入工法を指すのが倣わしである。Therefore, although there are some unreasonable classifications of methods based on injection pressure such as high-pressure injection / low-pressure injection, etc., the high-pressure injection method refers to the stirring-mixing replacement method, and the low-pressure injection method refers to the permeation injection method. Is an imitation.
その高圧注入工法としては、JSG工法、コラムジェッ
ト法、CCP工法などが知られている。これらの噴射圧力
は、200kgf/cm2以上であり、かつ単一の吐出孔を有する
注入管を用い、その注入管を周方向に連続的に回転させ
ながら、吐出量としては一吐出孔当たり50l/min以上
(ただしCCP工法の場合には20l/min程度)であり、この
ように高い吐出圧力および大量のグラウト注入量をもっ
て、軟弱地盤を切削破壊してセメント等の懸濁系グラウ
トにより置換、あるいは混合しようとすることを工法の
基本的な技術思想としている。As the high-pressure injection method, the JSG method, the column jet method, the CCP method and the like are known. These injection pressures are 200 kgf / cm 2 or more, and using an injection pipe having a single discharge hole, while continuously rotating the injection pipe in the circumferential direction, the discharge amount is 50 l per discharge hole. / min or more (however, in the case of the CCP method, about 20 l / min). With such a high discharge pressure and a large amount of grout, the soft ground is cut and destroyed and replaced with suspended grout such as cement. Or trying to mix is the basic technical idea of the construction method.
他方の低圧注入工法としては、緩結性薬液または瞬結
性薬液により、地盤をできるだけ乱さずに、土粒子中に
薬液を浸透させようとすることを基本的な思想として古
くから継承してきている。On the other hand, as a low-pressure injection method, it has long been inherited as a basic idea that the chemical solution is allowed to penetrate into the soil particles without disturbing the ground as much as possible with a slow-setting chemical solution or a flash-setting chemical solution. .
しかし、前者の高圧注入工法は、改良径は大きくなる
ものの、最大の欠点は、スライムの排出とその処理に多
大な手間とコストを費やし、また、地盤を切削破壊して
乱すことになるので、地盤の状況によっては適切でない
場合もある。However, the former high-pressure injection method, although the improved diameter is large, the biggest disadvantage is that it consumes a lot of labor and cost in discharging and treating the slime, and it also disrupts the ground by cutting and breaking it, It may not be appropriate depending on the ground conditions.
一方、低圧注入工法には、スライム処理等の問題はな
く、また経費も少ない点で有利であるが、緩結性の薬液
を用いる場合、地下水の存在、あるいは地盤の不均一な
地層などのため、抵抗の少ないところに薬液が逸走して
しまい、所定の位置に薬液が入らないことが大きな課題
となっている。さらに経済性を考慮して、一注入孔の改
良径を大きくすることによって改良能率の向上を図ろう
とすることは、薬液の逸走を助長することとなるので、
多数位置において注入を行う必要があることも不利な点
となる。On the other hand, the low-pressure injection method is advantageous in that there are no problems such as slime treatment and the cost is low.However, when a slow-releasing chemical is used, groundwater is present or the ground is uneven. A major problem is that the chemical liquid escapes to a place where the resistance is small, and the chemical liquid does not enter a predetermined position. Further, in consideration of economic efficiency, trying to improve the improvement efficiency by increasing the improvement diameter of one injection hole will promote escape of the chemical solution,
The need to perform injections at multiple locations is also a disadvantage.
瞬結性薬液の注入工法は、瞬結性薬液の逸走性等の不
都合な注入性能を改善すべく開発された工法である。つ
まり、薬液の逸走しやすい注入管と地盤のギャップや、
地層間のギャップを瞬間的にシールする優れた性質を有
効に利用したものである。The method of injecting the instantaneous drug solution is a method developed to improve inconvenient injection performance such as the escape property of the instantaneous drug solution. In other words, the gap between the injection pipe and the ground where the chemical solution easily escapes,
This is an effective use of the excellent property of instantaneously sealing the gap between strata.
しかし、割裂注入となりやすく、このため地盤の変状
性については緩結性の薬液より大きく、注入管理上不利
である。However, splitting is likely to occur, and the deformation of the ground is larger than that of a slow-release chemical, which is disadvantageous in terms of injection management.
したがって本発明の課題は、前記高圧注入工法(噴射
攪拌工法・噴射混合工法・噴射攪拌置換工法)、および
低圧注入工法の両者における前記欠点のいずれをも解決
して、薬液を確実に目的の個所へ注入することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve both of the drawbacks in the high-pressure injection method (injection-stirring method / injection-mixing method / injection-stirring replacement method) and the low-pressure injection method, thereby ensuring that the chemical solution can be reliably applied to the intended location. To inject into.
周方向に一つまたは複数の吐出孔を有する注入管を用
い、 吐出圧力を30kgf/cm2以上200kgf/cm2未満とし、各単
位吐出孔の薬液吐出量を、1〜30l/min、各単位吐出孔
における吐出量の合計薬液吐出量を60l/min以下として
吐出孔より噴射させ、 さらに周方向に複数の吐出孔を有する注入管をその軸
心回りに連続的に回転させることなく停止させて、吐出
孔の周方向に関する吐出方向を固定した状態で、 あるいは周方向に一つまたは複数の吐出孔を有する注
入管を、時間間隔で注入管の吐出孔の周方向位置を変え
ながら、 複数の周方向位置において、注入管を軸方向に移動さ
せて薬液の注入を行うとともに、注入管の全周囲の地盤
に対して薬液の浸透を図ることで解決できる。Using an infusion tube having one or more discharge holes in the circumferential direction, the discharge pressure of 30 kgf / cm 2 or more 200 kgf / cm less than 2, the solution discharge amount of each of the unit discharge holes, 1~30l / min, the unit Injecting from the discharge hole with the total chemical liquid discharge amount of the discharge amount at the discharge hole being 60 l / min or less, and further stopping the injection pipe having a plurality of discharge holes in the circumferential direction without continuously rotating around its axis. In a state where the discharge direction with respect to the circumferential direction of the discharge hole is fixed, or while changing the circumferential position of the discharge hole of the fill tube at a time interval, At the circumferential position, the solution can be solved by moving the injection pipe in the axial direction to inject the chemical, and at the same time, penetrating the chemical into the ground around the entire injection pipe.
本発明は、注入管の吐出孔から浸透性の薬液(グラウ
ト)を指向性をもたせて地盤に噴射し、浸透注入を行う
ことを基本とするが、その作用は次のようになる。The present invention is based on the fact that permeable chemical liquid (grout) is jetted into the ground with directivity from the discharge hole of the injection pipe to perform osmotic injection. The operation is as follows.
つまり、噴射圧力(吐出圧力)は、吐出孔の方向に薬
液が高速で噴射され、その薬液の有するエネルギーによ
り、薬液は地盤に指向性をもって貫入される。この作用
はエネルギーが衰減したところで止まる。しかし、薬液
噴流の側面に接する地盤には直接圧力を及ぼすことはな
い。噴射された薬液はこのような作用によって地盤中に
指向性をもって貫入され、この薬液の貫入により生じた
スペースの周面により、薬液は広い面積を持って地盤と
接することになる(噴射によらない従来の低圧吐出孔に
よる場合の薬液が地盤に接するスペースは最大でも吐出
孔を有する先端部相当である)。このため、浸透作用が
行われる浸透面の総面積は、従来の浸透面積より格段に
増大し、浸透性が向上する。このため無理のない均等な
浸透注入ができる。In other words, the injection pressure (discharge pressure) is such that the chemical is injected at a high speed in the direction of the discharge hole, and the chemical liquid penetrates the ground with directivity by the energy of the chemical. This action stops when the energy decays. However, there is no direct pressure on the ground in contact with the side of the chemical jet. The injected chemical liquid penetrates into the ground with directivity by such an action, and due to the peripheral surface of the space generated by the penetration of the chemical liquid, the chemical liquid comes into contact with the ground with a large area (independent of the injection) The space where the chemical solution contacts the ground in the case of the conventional low-pressure discharge hole is at most equivalent to the tip having the discharge hole). For this reason, the total area of the permeation surface on which the permeation action is performed is remarkably increased as compared with the conventional permeation area, and the permeability is improved. For this reason, it is possible to perform a reasonable and uniform permeation injection.
ここで従来の低圧注入工法における浸透限界吐出量を
考えると、浸透注入に好条件の地盤においても、20l/mi
n程度が限界であって、これを超えると緩結性の薬液で
も割裂注入となり、薬液はゲルタイムとはほとんど関係
なく弱線に向かって逸走することとなる。Here, considering the permeation limit discharge rate in the conventional low-pressure injection method, even at the ground where penetration conditions are favorable, 20 l / mi
The limit is about n, and if it exceeds this, splitting injection will be performed even with a slow-setting chemical, and the chemical will run toward the weak line almost independently of the gel time.
このような場合でも、注入薬液が浸透していく対象地
盤の浸透面を広げることができれば、限界浸透量が上が
るので容易に浸透注入を行うことができる。これを一般
現象に例えれば、夕立の雨は狭い範囲に集中するので土
中に浸透できずに地表に流れをつくるが、これと同量の
雨でも広い面積に降らせれば、流れとならず浸透するこ
ととなる。Even in such a case, if the permeation surface of the target ground through which the injected chemical liquid penetrates can be widened, the permeation injection can be easily performed because the critical permeation amount increases. If we compare this to a general phenomenon, the rain in the evening shower concentrates in a narrow area, so it can not penetrate into the soil and creates a flow on the ground surface, but if the same amount of rain falls over a large area, it will not flow. It will penetrate.
また、ポンプ等によって吐出された薬液が浸透できる
流量(吐出量)は地盤条件と上記の薬液の浸透面積によ
って変化し、吐出量がある限界を超えると、条件によっ
ては地盤に破壊的な作用をおよぼしたり、あるいはまた
緩やかな地盤を乱さない浸透流ともなる。これらのこと
は、広く一般的な常識であるが、本発明はこれらの原理
に基づき、吐出量を浸透限界以下におさえて不均一な互
層でも、無理なく強制的に浸透面積を増大させることに
より、地盤改良精度の信頼性を飛躍的に高め、また地盤
改良の能率向上を図るものである。In addition, the flow rate (discharge amount) at which the chemical solution discharged by a pump or the like can penetrate varies depending on the ground conditions and the above-mentioned permeation area of the chemical solution. If the discharge amount exceeds a certain limit, a destructive effect on the ground may be caused depending on the condition. And also seepage without disturbing the gentle ground. Although these are common general knowledge, the present invention is based on these principles, and even if the discharge rate is less than the permeation limit and the alternating layers are uneven, the permeation area is forcibly increased by force. The purpose of the present invention is to dramatically improve the reliability of ground improvement accuracy and improve the efficiency of ground improvement.
地盤に薬液を指向性を持たせて貫入させるために必要
な噴流の力は、ポンプの吐出量と吐出孔の断面積によっ
て決まる。つまり、吐出孔より吐出される薬液の流量と
流速によって貫入の力が決まる。The jet force required to penetrate the ground with directivity of the chemical solution is determined by the discharge amount of the pump and the cross-sectional area of the discharge hole. That is, the penetration force is determined by the flow rate and the flow rate of the chemical solution discharged from the discharge hole.
したがって、噴射力等を比較するにあたって高圧・低
圧等と表現するのは、正確とはいいがたい場合もある。
特に瞬結性の薬液や懸濁型の流体は、その性質からして
吐出孔を通過する際の抵抗は水等より粘性が高いことか
ら、吐出圧(噴射圧)を高めることとなる。このような
こともあり、ゲージ圧力のみによる噴射力の比較には無
理があり、正確とはいいがたい。Therefore, when comparing the injection force or the like, it may not be accurate to express them as high pressure and low pressure.
In particular, the instantaneous liquid or suspension-type fluid has higher resistance when passing through the discharge hole than the water or the like due to its properties, and therefore increases the discharge pressure (injection pressure). Due to such a situation, it is impossible to compare the injection force based on only the gauge pressure, and it is not accurate.
本発明は、これらの噴射力に関することを踏まえ、吐
出圧が30kgf/cm2に満たない場合は通常の吐出量の噴射
では地盤への貫入力は小さく、浸透面の拡大は期待でき
ず、また200kgf/cm2以上の吐出圧と大きい吐出量で噴射
すれば地盤を大きく破壊、攪拌し、そのため、土粒子と
薬液をスライムとして地上に排出しなければならなくな
る(噴射攪拌置換工法と同様になる)等の現状を考慮
し、前記1〜30l/min、30〜200kgf/cm2の範囲で吐出量
と吐出口径を調整し、また、吐出孔(ノズル)を地盤の
現状に応じて一つ孔または複数の吐出孔を有する注入管
を使用して、薬液の浸透面積を拡大させ、より確実な浸
透注入を図ることにより、注入効果の信頼性と注入能率
を高めることができることを確かめた。The present invention, given that on these jet force, if the discharge pressure is less than 30 kgf / cm 2 is small penetration force to the ground in the normal discharge rate of the injection, expansion of the penetration surface can not be expected, also Injection with a discharge pressure of 200 kgf / cm 2 or more and a large discharge rate will severely destroy and agitate the ground, so that soil particles and chemicals must be discharged to the ground as slime (similar to the injection agitation replacement method) ), The discharge amount and discharge diameter are adjusted within the range of 1 to 30 l / min and 30 to 200 kgf / cm 2 , and one discharge hole (nozzle) is provided according to the current state of the ground. Alternatively, it has been confirmed that the reliability of the injection effect and the injection efficiency can be improved by increasing the permeation area of the chemical solution by using an injection tube having a plurality of discharge holes to achieve more reliable permeation injection.
また不均一地盤の場合、低圧注入では浸透しやすい土
層のみ薬液が浸透し、その他の注入したい土層に薬液が
入りにくい。本発明は噴射方向に指向性をもって薬液が
貫入し、そこからさらに浸透するので、不均一地盤にお
いても所定の領域を確実に固結することが可能である。In the case of uneven ground, the chemical solution penetrates only into the soil layer that easily penetrates with low-pressure injection, and the chemical solution hardly enters other soil layers to be injected. According to the present invention, since the chemical liquid penetrates with directivity in the injection direction and further penetrates therefrom, it is possible to reliably solidify a predetermined area even on uneven ground.
さらに、薬液が瞬結性の場合も、薬液の指向性は保持
されて地盤に貫入し、この貫入軸を幹とした樹枝状の注
入脈と、これに接する浸透部とによって、信頼性のある
強固な地盤の改良ができる。In addition, even when the chemical solution is instantaneous, the directivity of the chemical solution is maintained and penetrates into the ground, and the tree-like injection vein with this penetration axis as a trunk and the penetrating part in contact with it have high reliability. Strong ground improvement is possible.
以下、本発明をさらに詳説する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
まず、本発明者らが行った実験およびその結果につい
て解析を行ってみる。First, the experiment performed by the inventors and the results thereof will be analyzed.
第3図のように、アクリル製円筒モールドの底盤部に
薬液の逸走性を観察するため浸透性の大きい3号砂を、
そして中央部に浸透性を観察するため同じく3号砂を、
その周囲には透水性の小さい7号砂を充填し、中央部分
に注入管を設置して、その先端から軸方向に薬液を低圧
(1kgf/cm2)用注入ノズル(一般呼称ではメタルクラウ
ン)で注入した場合と、先端部周囲面に一つ放射方向に
向かって形成した吐出孔から、同様の薬液を高圧(100k
gf/cm2)用の吐出孔に交換して噴射注入し、ある時間経
過した時点で、注入管の周方向位置を180度変えて再度
注入した。用いた薬液は、主剤(A液)として3号水ガ
ラスの水溶液、硬化剤(B液)としてグリオキザールお
よびりん酸の水溶液からなるもので、そのゲルタイムは
4〜6分のものである。また、注入速度は両者とも10l/
minとした。As shown in Fig. 3, No. 3 sand with high permeability is used on the bottom of the acrylic cylindrical mold to observe the escape of the chemical.
And in order to observe the permeability in the center part, also use No. 3 sand,
The periphery is filled with small water-permeable No. 7 sand, an injection pipe is installed in the center, and a chemical liquid is injected from the tip in the axial direction at a low pressure (1 kgf / cm 2 ) for injection nozzle (general name: metal crown) The same chemical solution is injected at high pressure (100k
gf / cm 2 ) was replaced with a discharge hole, and injection was performed. After a certain period of time, injection was performed again by changing the circumferential position of the injection tube by 180 degrees. The used chemical solution is composed of an aqueous solution of No. 3 water glass as a main agent (solution A) and an aqueous solution of glyoxal and phosphoric acid as a curing agent (solution B), and has a gel time of 4 to 6 minutes. The injection speed was 10 l /
min.
その結果、低圧注入(吐出抵抗1kgf/cm2)の場合、第
4図に示すように透水性の大きい3号砂のみが注入前の
形の円筒形に固まり、固結率55%の固結体が得られ、指
向性を持たせた噴射注入の場合は、3号砂の外側の透水
性の小さい7号砂まで固まり、同一注入量で固結率は80
%となり、第5図のようなきのこ状の固結体が得られ
た。結果からして、このような不均一の地盤でも、噴射
注入によると大きな改良径が得られることがわかる。こ
の場合、噴射注入では、3号砂が構成する排出層を高圧
の薬液が貫入して、7号砂部分まで浸透したもので、良
好な固結体が目視により観察された。また、低圧注入の
場合は、注入中において3号砂を通って下面の排出層か
ら薬液の流出がみられるのに対して、噴射注入の場合の
薬液の流出は極めて少なかった。As a result, in the case of low-pressure injection (discharge resistance 1 kgf / cm 2 ), as shown in FIG. 4, only the highly permeable No. 3 sand solidifies into a cylindrical shape before injection, and a consolidation rate of 55% When the body is obtained and the injection is performed with directivity, it hardens to the small water-permeable No. 7 sand outside the No. 3 sand, and the consolidation rate is 80 with the same injection amount.
%, And a mushroom-like compact as shown in FIG. 5 was obtained. The results show that a large improved diameter can be obtained by injection injection even on such uneven ground. In this case, in the injection injection, a high-pressure chemical solution penetrated the discharge layer formed of No. 3 sand and penetrated to the No. 7 sand portion, and a good solidified body was visually observed. In addition, in the case of low pressure injection, outflow of the chemical solution was observed from the discharge layer on the lower surface through No. 3 sand during the injection, whereas the outflow of the chemical solution in the case of injection injection was extremely small.
他方、第6図のように、モールドに下から順に7号
砂、7号砂に木節粘土の1:1〜9:1までの各種の混合土、
その上に7号砂を層状にバイブレーターを使用して充填
し、その各種の混合土と7号砂との互層による模擬地盤
に対して、種々の実験注入を行ったが、最も浸透条件が
悪いと思われる7号砂と木節粘土1:1の配合の混合土に
よる実験を例に挙げると、(1)上方開口の吐出孔を有
する注入管、(2)先端部周囲に放射方向に向いた単一
吐出孔を有する注入管、(3)先端部周囲に放射方向に
向いた周方向に90度位置に形成された、4つの吐出孔を
有する注入管を用い、上記(1)の場合は10l/min、1kg
f/cm2用吐出孔とし、(2)の注入管では、10l/min、12
0kgf/cm2の吐出孔、(3)では、10l/min、60kgf/cm2の
吐出孔により、前述の実験と同様の薬液でゲルタイムも
同様に4〜6分とした。On the other hand, as shown in Fig. 6, various types of mixed soil from 1: 1 to 9: 1 of Kibushi clay in No. 7 sand and No. 7 sand in order from the bottom,
On top of this, No. 7 sand was filled in layers using a vibrator, and various experimental injections were performed on the simulated ground with various layers of mixed soil and No. 7 sand. An example of an experiment using a mixed soil consisting of No. 7 sand and Kibushi clay 1: 1 is considered as follows: (1) an injection pipe with a discharge hole with an upper opening, and (2) a radial direction around the tip. (3) using an injection pipe having four discharge holes formed at a position 90 degrees in the circumferential direction radially around the distal end of the injection pipe having a single discharge hole, Is 10l / min, 1kg
f / cm 2 discharge port, 10 l / min, 12
With a discharge hole of 0 kgf / cm 2 and a discharge hole of 10 l / min and 60 kgf / cm 2 in (3), the same chemical solution as in the above-mentioned experiment was used and the gel time was similarly set to 4 to 6 minutes.
この各実験により、混合土層への注入状態はそれぞれ
に特徴が見られるが、吐出孔の吐出圧力には殆ど関係な
く、第7図に示すようなハンバーガー状の固結体が得ら
れた。第7図の混合土部分の横断面を観察したところ、
注入管(1)を用い低圧吐出孔により注入した場合は噴
射せず低圧で注入され、第8図のように、ランダムにで
きた割裂脈に添って薬液が逸走し、ホモゲルの割裂脈の
みが残ったのに対して、(2)の噴射吐出孔を有する注
入管を用いたときは、第9図のように、また(3)の注
入管を用いたときは、第10図のように指向性をもって注
入され、そのホモゲルの周囲にも浸透していることが観
察された。In each of the experiments, the characteristics of the state of injection into the mixed soil layer can be seen, but a hamburger-shaped consolidated body as shown in FIG. 7 was obtained, regardless of the discharge pressure of the discharge holes. When observing the cross section of the mixed soil part in Fig. 7,
When the injection is performed through the low-pressure discharge hole using the injection pipe (1), the injection is performed at a low pressure without jetting, and as shown in FIG. 8, the drug solution escapes along with the randomly generated cleavage vein, and only the cleavage vein of the homogel is removed. On the other hand, as shown in FIG. 9 when the injection pipe having the injection / discharge port of (2) is used, and as shown in FIG. 10 when the injection pipe of (3) is used. It was observed that it was injected with directionality and also penetrated around the homogel.
さらに、7号砂と混合土の層境相互の付着強度を調べ
たところ、噴射注入の場合には、強度の増大が認められ
た。また、中央部混合土の透水係数が大きい場合には、
総固結率の差異は殆どなかったが、混合土の透水係数が
小さい場合には、総固結率は噴射注入の場合の方が高い
ことが判った。Furthermore, when the bond strength between No. 7 sand and the mixed soil at the layer boundary was examined, an increase in the strength was observed in the case of injection. Also, if the permeability of the central mixed soil is large,
Although there was almost no difference in the total consolidation rate, it was found that when the permeability of the mixed soil was small, the total consolidation rate was higher in the case of injection.
これらの一連の実験により、本発明の効果が容易に推
測できよう。改めてその効果を列挙すると、 (a)地盤を指向性を持って改良することができる(目
的の領域に確実に注入できる)。Through a series of these experiments, the effects of the present invention can be easily estimated. The effects can be listed again: (a) The ground can be improved with directivity (it can be reliably injected into a target area).
(b) 不均一な地盤でも薬液の逸走が少なく、精度の
良い注入が可能である。(B) Even when the ground is uneven, the escape of the chemical solution is small, and accurate injection is possible.
(c) 浸透注入であるから、注入によるスライムの発
生はない。従って、注入のためのスライム処理は不要で
ある。(C) Since osmotic injection is used, no slime is generated by injection. Therefore, slime treatment for injection is unnecessary.
(d) 地下水の流れなどに関係なく、目的の領域に浸
透注入できる。(D) Infiltration into the target area can be performed regardless of the flow of groundwater.
(e) 層境での付着強度を高めることができる。(E) The bonding strength at the layer boundary can be increased.
(f)透水係数が小さい地盤または層に対して、固結率
を高めることができる。(F) The consolidation rate can be increased with respect to the ground or the layer having a small hydraulic conductivity.
一方、本発明は、典型的には第1図および第2図の態
様をもって施工が行われる。On the other hand, the present invention is typically performed according to the embodiments shown in FIGS.
すなわち周方向に複数たとえば実施例のように4つの
吐出孔2、2…を有し、かつ放射方向に向いた吐出孔を
有する注入管1を用い、先ず、地盤と注入管の間隙をシ
ールするため、瞬結製の薬液を必要量だけ注入する。That is, the injection pipe 1 having a plurality of discharge holes 2, 2,... In the circumferential direction, for example, as in the embodiment, and having the discharge holes oriented in the radial direction is used. First, the gap between the ground and the injection pipe is sealed. Therefore, the required amount of the instantaneous solution is injected.
なお、本工法は水や薬液等による噴射攪拌置換工法で
はないゆえ、注入管と地盤の間隙は常にシールとしてお
く必要から、注入管の設置完了時、あるいは移動の時
に、適量の瞬結性グラウトを注入するのが好ましい。In addition, since this method is not an injection stirring replacement method using water or chemicals, the gap between the injection pipe and the ground must always be sealed, so when the installation of the injection pipe is completed or when it is moved, an appropriate amount of instantaneous grout is used. Is preferably injected.
次に、吐出圧力を30〜200fkg/cm2とし、各単位吐出孔
からの薬液吐出量を1〜30l/min、各単位吐出孔からの
合計薬液吐出量を60l/min以下とし、さらに注入管1を
その軸心回りに連続的に回転させることなく、あるステ
ップにおいて注入を行う。Next, the discharge pressure is set to 30 to 200 fkg / cm 2 , the discharge amount of the chemical from each unit discharge hole is set to 1 to 30 l / min, the total discharge amount of the chemical from each unit discharge hole is set to 60 l / min or less, The injection is performed in a certain step without continuously rotating 1 around its axis.
このステップでの注入が終了したらならば、実施例の
ように、次のステップまで引き上げ、そのステップにお
いて再度注入を行う。When the injection in this step is completed, as in the embodiment, the step is raised to the next step, and the injection is performed again in that step.
他方、一つの注入孔を有する注入管を用いてもよく、
この場合には、あるステップにおいて、ある放射方向に
対する注入を行った後、同ステップにおいて周方向位置
を変えて注入を行い、さらに必要ならば他の方向に対す
る注入を行う。かかるあるステップでの注入が終了した
ならば、次のステップで同様の注入を行う。この方法
は、複数の吐出孔を有する注入管を用いた場合も採用可
能である。On the other hand, an injection tube having one injection hole may be used,
In this case, in a certain step, after performing injection in a certain radial direction, in the same step, injection is performed while changing the circumferential position, and if necessary, injection in another direction is performed. When the injection in one step is completed, the same injection is performed in the next step. This method can also be adopted when an injection pipe having a plurality of discharge holes is used.
本発明における吐出圧力は、種々の地盤条件に対する
浸透限界吐出量(注入速度)と噴射力を考慮して30〜20
0fkg/cm2とする。吐出孔の吐出圧力が低いと薬液の到達
距離が短くなり、吐出量が多過ぎても地盤を乱し、薬液
と土粒子のスライムは、注入管と地盤のシールを破壊し
て地上あるいは層境等へと逸走する。このため、地盤の
条件に応じて、各単位吐出孔からの薬液吐出量は、1〜
30l/minとし、各単位吐出孔からの合計薬液吐出量は60l
/min以下とする。The discharge pressure in the present invention is 30 to 20 in consideration of the permeation limit discharge amount (injection speed) and injection force for various ground conditions.
0 fkg / cm 2 . If the discharge pressure of the discharge hole is low, the reach of the chemical solution will be short, and if the discharge amount is too large, the ground will be disturbed, and the slime of the chemical solution and soil particles will break the seal between the injection pipe and the ground and break the ground or stratum boundary. Escape to etc. For this reason, depending on the condition of the ground, the discharge amount of the chemical solution from each unit discharge hole is 1 to
30l / min, total amount of chemical solution discharged from each unit discharge hole is 60l
/ min or less.
従来の低圧注入工法では、薬液注入に条件の良い地盤
においても20l/min以上の吐出量による注入速度となる
と、薬液の圧力は地盤に対する浸透限界を超えるため、
薬液の逸走あるいは地盤の変状等を起こす。In the conventional low-pressure injection method, even in the ground with good conditions for chemical injection, if the injection speed is at a discharge rate of 20 l / min or more, the pressure of the chemical exceeds the permeation limit to the ground,
Runaway of chemicals or deformation of ground.
しかし本発明によれば、浸透面積を注入の開始と同時
に、しかも瞬間的に拡大することができるので、浸透限
界圧力に達する吐出量(注入速度)は低圧の注入工法に
対して数倍の吐出量とすることができる。しかし改良効
果の確実性を考慮し、合計薬液吐出量は、60l/min以下
を基本とする。また各単位吐出孔からの吐出量が、1
/min未満では作業能率が悪く経済性に問題がある。However, according to the present invention, since the permeation area can be increased instantaneously and simultaneously with the start of injection, the discharge amount (injection speed) reaching the permeation limit pressure is several times that of the low-pressure injection method. Quantity. However, in consideration of the certainty of the improvement effect, the total chemical solution discharge amount is basically 60 l / min or less. The discharge amount from each unit discharge hole is 1
If it is less than / min, the work efficiency is poor and there is a problem in economy.
本発明において用いる薬液としては、浸透注入に適し
たものが用いられるが、最適なものは水ガラス系溶液型
のものである。とかし、対象地盤の条件によっては微粒
子系、懸濁型の薬液が適当な場合もある。また、ゲルタ
イムとしては、緩結および瞬結の両者を用いることがで
きるが、一般には2秒〜60分程度のものが好適である。As the chemical solution used in the present invention, a solution suitable for permeation injection is used, and the most suitable one is a water glass type solution type. However, depending on the conditions of the target ground, a fine particle type or suspension type chemical may be appropriate. As the gel time, both slow setting and instantaneous setting can be used, but generally, about 2 seconds to 60 minutes is preferable.
また、本発明において必要ならば、注入管の軸方向に
複数の注入孔を有する注入管を用いることができる。Further, if necessary in the present invention, an injection pipe having a plurality of injection holes in the axial direction of the injection pipe can be used.
次に前述の注入理論に基づき実施される実施工用に適
した装置例を第11図および第12図によって説明する。Next, an example of an apparatus suitable for practical work performed based on the above-described injection theory will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.
注入を行うためには、地盤の目的位置に注入管の吐出
孔をセットしなければならないが、圧入や打撃による貫
入設置は、極めて軟弱な地盤に限られ、一般には水によ
る穿孔作業によって設置される。なお、実施工において
は注入管そのものによる穿孔が作業の能率上望ましい。
従って、注入管の先端は、下向きに穿孔用の水が吐出さ
れ、注入時には、本工法の場合、薬液が管の周方向に吐
出噴射される機構が必要となる。そのため、本実施例で
は、3流路より構成される高圧に耐え、かつ回転機構を
備えた注入スイベル、3流路をセットとする着脱自在の
注入管と、各流路の薬液による閉塞を防止するための3
流路用逆止弁、そして必要に応じて下方より水の吐出、
注入時には下方への水回路を閉鎖して管周方向へ薬液を
噴射することができ、しかも瞬結・緩結を任意に変更す
ることができる先端装置を開発した。In order to perform injection, the discharge hole of the injection pipe must be set at the target position on the ground, but the penetration installation by press-fitting and hitting is limited to extremely soft ground, and is generally installed by drilling work with water. You. In the practice, it is desirable to perforate by the injection pipe itself in terms of work efficiency.
Therefore, water for piercing is discharged downward from the tip of the injection pipe, and at the time of injection, in the case of this method, a mechanism is required for discharging and jetting a chemical solution in the circumferential direction of the pipe. For this reason, in this embodiment, an injection swivel having a rotating mechanism and withstanding a high pressure constituted by three flow paths, a detachable injection pipe including three flow paths, and blocking of each flow path by a chemical solution are prevented. 3 to do
Check valve for flow path, and discharge water from below if necessary,
We have developed a tip device that can close the downward water circuit at the time of injection and spray the chemical solution in the circumferential direction of the tube, and can also change the instantaneous connection and loose connection arbitrarily.
次にその構造を施工過程とともに説明する。注入管の
設置作業に必要な穿孔水の圧送流路は、1台または2台
の注入ポンプから注入ホース・スイベル・3流路注入管
を通って、第11図の先端装置部分に至る。Next, the structure will be described together with the construction process. The pumping flow path of the perforated water necessary for the installation work of the injection pipe extends from one or two injection pumps, through the injection hose, the swivel and the three flow path injection pipes, to the tip device section in FIG.
穿孔の場合は、A流路11、B流路21を使用して、穿孔
水を圧送する。A、B流路11、21の穿孔水はそれぞれA,
B液の逆止弁1、2をスプリングの付勢力に抗して押し
下げながら流れ、B液の逆止弁2より先端側の道路筒40
内において、連通孔40aを通ったA液とB液とが合流す
る。合流した液はフィルター41を通って、先端へ向か
う。この合流した穿孔用水は、連通孔42を通ってスプー
ル弁作動室43に入り、スプール弁44を押し下げることな
くそのまま軸孔44aを通って、座体45の通孔45aを介して
吐出口46から吐出され、注入管の回転穿孔用に使用され
る。In the case of perforation, the perforated water is pumped using the A channel 11 and the B channel 21. The perforated water in the A and B channels 11 and 21 are A and B respectively.
The liquid B flows downward while pushing the check valves 1 and 2 against the urging force of the spring.
Inside, the liquid A and the liquid B that have passed through the communication hole 40a merge. The combined liquid passes through the filter 41 and goes to the tip. The combined drilling water enters the spool valve operating chamber 43 through the communication hole 42, passes through the shaft hole 44a as it is without depressing the spool valve 44, and from the discharge port 46 through the through hole 45a of the seat 45. Discharged and used for rotary perforation of injection tubes.
穿孔作業を終了し、薬液注入を行う場合はA流路に薬
液の主剤を、B流路に硬化剤を圧送すると、穿孔の場合
と同様に、逆止弁2の先端側で一旦混合が行われた後、
スプール弁作動室43に至るが、その際、穿孔水より大き
な流量の薬液を圧送すると、その圧送圧力によりスプリ
ングの付勢力に抗して、スプール弁44はその先端が座体
45に内装された弁シート47に圧着されるまで、先端側に
移動される。When the drilling operation is completed and the chemical solution is injected, the main agent of the chemical solution is pumped into the A flow path and the curing agent is pumped into the B flow path. As in the case of the perforation, mixing is performed once at the tip side of the check valve 2. After
At this time, when a chemical liquid having a flow rate larger than the perforated water is pumped, the spool valve 44 has a tip end which is opposed to a biasing force of the spring due to the pumping pressure.
It is moved to the distal end side until it is press-fitted to the valve seat 47 contained in 45.
このスプール弁44の移動により、各ノズル48の入口が
弁室49内に連通する。この結果、薬液は軸孔44aが弁シ
ート47に閉塞されているので、行場所がなくなり、各ノ
ズル48から注入管の軸心と直交する方向に噴射される。By the movement of the spool valve 44, the inlet of each nozzle 48 communicates with the inside of the valve chamber 49. As a result, the chemical solution is exhausted from each nozzle 48 in a direction orthogonal to the axis of the injection pipe because the shaft hole 44a is closed by the valve seat 47, so that there is no place to go.
この際、必要な薬液噴射力(吐出圧力)及び吐出量に
応じて吐出孔(ノズル)の径を設定する。また、注入管
と地山とのシール、あるいは軟弱地盤の改良等で瞬結性
薬液の注入を必要とする場合は、主剤A+硬化剤Bによ
る緩結性薬液に瞬結性となる添加剤の溶液をC流路を通
して添加する。At this time, the diameter of the discharge hole (nozzle) is set according to the required chemical liquid ejection force (discharge pressure) and discharge amount. In addition, when it is necessary to inject a quick-setting chemical solution for sealing the injection pipe with the ground or improving the soft ground, etc., an additive which has a quick-setting property to the slow-setting chemical solution of the main agent A + the hardener B is used. Add the solution through the C channel.
C液は、逆止弁3をスプリングの付勢力に抗して押し
下げながら、継手50内に入り、その後、導路51を通っ
て、ノズル48の出口部分でAおよびB液に対して混合さ
れ、薬液の瞬結性化が行われる。The liquid C enters the joint 50 while pushing down the check valve 3 against the urging force of the spring, and then passes through the conduit 51 and is mixed with the liquids A and B at the outlet of the nozzle 48. In this way, instantaneous setting of the chemical solution is performed.
以上の機構を使用して、実施工としては、先ず穿孔作
業が終了した時点で必要量の瞬結注入を行い、注入管と
地盤のシールを行う。次いで、瞬結用添加剤の圧送を停
止して緩結注入を行う。実施工における注入の方式は適
宜選択でき、瞬結・緩結各薬液の選択は自由である。Using the above-mentioned mechanism, as an execution work, first, at the time when the drilling operation is completed, the required amount of instantaneous injection is performed, and the injection pipe and the ground are sealed. Next, the pressure-supply of the additive for instantaneous setting is stopped to perform slow-setting injection. The method of injection in the working process can be selected as appropriate, and the selection of each chemical solution for instantaneous or slow binding is free.
なお、本装置例では、流体の流量(ポンプの吐出量)
の増減により、スプール弁を作動させて穿孔水と薬液の
流路を変更させているので、穿孔水の吐出量が少なく、
スライムの排出に不都合な場合も考えられる。このよう
な場合には、C流路よりエアーまたは水、あるいはエア
ーと水の交互吐出等によって、円滑なスライムの排出を
図ることができる。また、穿孔水の供給流路としては、
AまたはB流路単独でもよい。さらに、上記例のよう
に、3流路管を用いることなく、2重管を用いることも
できる。In this example, the flow rate of the fluid (discharge amount of the pump)
Since the spool valve is operated to change the flow path of the drilling water and the chemical solution, the discharge amount of the drilling water is small,
It may be inconvenient for slime discharge. In such a case, smooth discharge of slime can be achieved by air or water, or alternate discharge of air and water from the C flow path. In addition, as a supply flow path of perforated water,
A or B channel alone may be used. Further, a double pipe can be used without using a three-flow pipe as in the above example.
しかも、第13図および第14図に示すように、噴射ノズ
ルとしては、1つまたは3つなどの適宜の数とすること
ができる。In addition, as shown in FIGS. 13 and 14, the number of injection nozzles can be one or three or any other appropriate number.
この種の装置を用いて、本発明によれば、従来の浸透
注入工法に比べ、格段に高精度の地盤改良を行うことが
できる。According to the present invention using this type of apparatus, ground improvement with much higher precision can be performed as compared with the conventional infiltration method.
一方、本発明において、さらに好ましい態様として
は、吐出圧力が40〜170kgf/cm2、各単位吐出孔の薬液吐
出量が1.5〜15l/minである。On the other hand, in a more preferred embodiment of the present invention, the discharge pressure is 40 to 170 kgf / cm 2 , and the discharge amount of the chemical liquid from each unit discharge hole is 1.5 to 15 l / min.
以上の通り、本発明によれば、従来の高圧噴射混合工
法および通常の低圧注入工法の欠点を解消して、前記
(a)〜(f)などの利点がもたらされる。As described above, according to the present invention, the disadvantages of the conventional high-pressure injection mixing method and the ordinary low-pressure injection method are solved, and the advantages (a) to (f) are obtained.
第1図は本発明の代表的実施例の縦断面図、第2図はそ
の横断面図、第3図〜第10図は実験状況およびその結果
を示す概要図、第11図は注入管の先端部分の構造例の縦
断面図、第12図はそのノズル部分の横断面図、第13図お
よび第14図は他のノズル部分例の横断面図である。 1……注入管、2……吐出孔(ノズル)。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a typical embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view thereof, FIGS. 3 to 10 are schematic views showing experimental conditions and results, and FIG. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of an example of the structure of the tip portion, FIG. 12 is a transverse sectional view of the nozzle portion, and FIGS. 13 and 14 are transverse sectional views of other examples of the nozzle portion. 1 ... injection pipe, 2 ... discharge hole (nozzle).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 峰雄 東京都足立区西新井本町2―30―18 (56)参考文献 特開 昭60−203726(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02D 3/12 101 E02D 3/12 102 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mineo Murata 2-30-18 Nishiaraihonmachi, Adachi-ku, Tokyo (56) References JP-A-60-203726 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) E02D 3/12 101 E02D 3/12 102
Claims (1)
注入管を用い、 吐出圧力を30kgf/cm2以上200kgf/cm2未満とし、各単位
吐出孔の薬液吐出量を、1〜30l/min、各単位吐出孔に
おける吐出量の合計薬液吐出量を60l/min以下として吐
出孔より噴射させ、 さらに周方向に複数の吐出孔を有する注入管をその軸心
回りに連続的に回転させることなく停止させて、吐出孔
の周方向に関する吐出方向を固定した状態で、 あるいは周方向に一つまたは複数の吐出孔を有する注入
管を、時間間隔で注入管の吐出孔の周方向位置を変えな
がら、 複数の周方向位置において、注入管を軸方向に移動させ
て薬液の注入を行うとともに、注入管の全周囲の地盤に
対して薬液の浸透を図ることを特徴とする指向性噴射注
入方法。[Claim 1] with an infusion tube having one or more discharge holes in the circumferential direction, the discharge pressure of 30 kgf / cm 2 or more 200 kgf / cm less than 2, the solution discharge amount of each of the unit discharge hole, 1~30L / min, the total amount of liquid discharged in each unit discharge hole is set to 60 l / min or less, and the liquid is ejected from the discharge hole, and the injection pipe having a plurality of discharge holes in the circumferential direction is continuously rotated around its axis. Without stopping, and in a state in which the discharge direction with respect to the circumferential direction of the discharge hole is fixed, or the injection pipe having one or more discharge holes in the circumferential direction, the circumferential position of the discharge hole of the injection pipe is changed at time intervals. The directional injection injection is characterized in that the injection pipe is moved in the axial direction at a plurality of circumferential positions to inject the drug solution, and that the drug solution penetrates the ground around the entire injection pipe. Method.
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