JP2934920B2 - 地盤改良工法 - Google Patents
地盤改良工法Info
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- JP2934920B2 JP2934920B2 JP20712991A JP20712991A JP2934920B2 JP 2934920 B2 JP2934920 B2 JP 2934920B2 JP 20712991 A JP20712991 A JP 20712991A JP 20712991 A JP20712991 A JP 20712991A JP 2934920 B2 JP2934920 B2 JP 2934920B2
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地盤改良工法に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】地盤改良工法は多数開発されているが、
比較的高い強度への改良を短期間で行う地盤改良工法と
してセメント系固化剤を用いた固化工法が存在する。こ
の工法は大別して、翼を用いて地盤と固化剤とを混合す
る方式と、固化剤の液を高圧で地盤内に噴射して行う高
圧液噴射方式が開発されている。
比較的高い強度への改良を短期間で行う地盤改良工法と
してセメント系固化剤を用いた固化工法が存在する。こ
の工法は大別して、翼を用いて地盤と固化剤とを混合す
る方式と、固化剤の液を高圧で地盤内に噴射して行う高
圧液噴射方式が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】前記した従来の地盤
改良工法にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞翼によって地盤の土砂と固化剤を混合する方式
は、改良した範囲が明確であり、改良強度も一定である
という長所がある。しかし反面は鉛直方向の改良範囲を
自由に選択することができないという問題があった。た
とえば地下１８メートルから１０メートルの範囲だけを
改良するといった範囲を限定した改良ができないという
ことである。同様の根拠から、地下に埋設線などの障害
物がある場合にそれらを破損しないために一定の範囲だ
け攪拌をしない、といった施工を行うことも不可能であ
った 。＜ロ＞一方、高圧で固化剤の液体を噴射する方式であ
れば、地中で噴射を止めたり再開したりすることによっ
て鉛直方向の改良範囲を自由に選択できる長所がある。
しかし反面は、液体の浸透範囲が明確ではないから、水
平方向の改良範囲がどこまでなのかはっきりとしない。
たとえば直径３メートルの範囲を改良する予定なのに地
盤が密実であるため１メートルの範囲しか改良されてい
なかったり、あるいは１０メートル以上離れた予定外の
構造物などに影響を与えるという不安があった。
改良工法にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞翼によって地盤の土砂と固化剤を混合する方式
は、改良した範囲が明確であり、改良強度も一定である
という長所がある。しかし反面は鉛直方向の改良範囲を
自由に選択することができないという問題があった。た
とえば地下１８メートルから１０メートルの範囲だけを
改良するといった範囲を限定した改良ができないという
ことである。同様の根拠から、地下に埋設線などの障害
物がある場合にそれらを破損しないために一定の範囲だ
け攪拌をしない、といった施工を行うことも不可能であ
った 。＜ロ＞一方、高圧で固化剤の液体を噴射する方式であ
れば、地中で噴射を止めたり再開したりすることによっ
て鉛直方向の改良範囲を自由に選択できる長所がある。
しかし反面は、液体の浸透範囲が明確ではないから、水
平方向の改良範囲がどこまでなのかはっきりとしない。
たとえば直径３メートルの範囲を改良する予定なのに地
盤が密実であるため１メートルの範囲しか改良されてい
なかったり、あるいは１０メートル以上離れた予定外の
構造物などに影響を与えるという不安があった。
【０００４】
【本発明の目的】本発明は上記のような問題を改善する
ためになされたもので、鉛直方向の改良範囲を自由に選
択することができ、かつ水平方向の改良範囲が明確であ
る、地盤改良工法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、鉛直方向の改良範囲を自由に選
択することができ、かつ水平方向の改良範囲が明確であ
る、地盤改良工法を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は上記問題点を
解決するための手段として、地中の任意の地点で、直径
を拡大、縮小できる開閉翼を有し、かつ開閉翼の先端に
は高圧流体を吐出する吐出口を開口し、この開閉翼によ
る土砂の掘削および攪拌混合と、高圧流体の噴射による
さらに外側の土砂の掘削および攪拌混合とを併用して地
盤の改良を行う、地盤改良工法を提供する。
解決するための手段として、地中の任意の地点で、直径
を拡大、縮小できる開閉翼を有し、かつ開閉翼の先端に
は高圧流体を吐出する吐出口を開口し、この開閉翼によ
る土砂の掘削および攪拌混合と、高圧流体の噴射による
さらに外側の土砂の掘削および攪拌混合とを併用して地
盤の改良を行う、地盤改良工法を提供する。
【０００６】
【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明につい
て説明する。 ＜イ＞開閉翼 二重管よりなるロッド１の先端付近に、ロッド１の軸と
直交方向のピンで開閉翼２を軸止めする。開閉翼２はし
たがってロッド１に直交するピンを中心に回転可能であ
る。そのために地中の任意の地点で、開閉翼２を回転し
て攪拌範囲の直径を拡大、縮小することができる。こう
した開閉翼２の構造はすでに公知であり、市販の装置を
使用して地上から操作することによって開閉翼２の開閉
を行い、掘削範囲の直径の拡大、縮小を行うことができ
る。
て説明する。 ＜イ＞開閉翼 二重管よりなるロッド１の先端付近に、ロッド１の軸と
直交方向のピンで開閉翼２を軸止めする。開閉翼２はし
たがってロッド１に直交するピンを中心に回転可能であ
る。そのために地中の任意の地点で、開閉翼２を回転し
て攪拌範囲の直径を拡大、縮小することができる。こう
した開閉翼２の構造はすでに公知であり、市販の装置を
使用して地上から操作することによって開閉翼２の開閉
を行い、掘削範囲の直径の拡大、縮小を行うことができ
る。
【０００７】＜ロ＞高圧流体吐出口 この開閉翼２の先端には高圧流体を吐出する先端吐出口
３を開口する。したがってこの開閉翼２によって土砂の
攪拌および混合の作業と、先端吐出口３からの高圧流体
の噴射による土砂の攪拌および混合の作業とを併用して
地盤の改良を行うことができる。
３を開口する。したがってこの開閉翼２によって土砂の
攪拌および混合の作業と、先端吐出口３からの高圧流体
の噴射による土砂の攪拌および混合の作業とを併用して
地盤の改良を行うことができる。
【０００８】
【作用】次に開閉翼２の先端に高圧流体の先端吐出口３
を開口したことによるジェットのエネルギーの効率につ
いて、従来の方式、すなわちロッド４の側面のみに高圧
流体の側面吐出口５を開口した構造（図２）との相違に
ついて説明する。
を開口したことによるジェットのエネルギーの効率につ
いて、従来の方式、すなわちロッド４の側面のみに高圧
流体の側面吐出口５を開口した構造（図２）との相違に
ついて説明する。
【０００９】＜イ＞従来の構造（図２） 直径０．１０メートルのロッド４の側面に側面吐出口５
を開口し、この側面吐出口５から半径Ｒの範囲までジェ
ットを噴射する。
を開口し、この側面吐出口５から半径Ｒの範囲までジェ
ットを噴射する。
【００１０】＜ロ＞本発明の構造（図１） ロッド１先端には開閉翼２を直交する方向に開いて、半
径１．０メートルの攪拌範囲を構成する。開閉翼２の先
端の先端吐出口３から半径Ｒの範囲までジェットを噴射
する。
径１．０メートルの攪拌範囲を構成する。開閉翼２の先
端の先端吐出口３から半径Ｒの範囲までジェットを噴射
する。
【００１１】＜ハ＞両者の比較 従来の構造のロッド４の側面吐出口５から、単位時間当
たり、Ｅのエネルギーを出すと、半径Ｒの切削長が得ら
れるとする。これを鉛直方向の単位幅で考えると、 ロッド１の表面のエネルギーフラックス密度 ＝Ｅ／２π× 0.05 ＝Ｅ／0.1 π エネルギーの到達する切削外周壁でのエネルギーフラッ
クス密度 ＝Ｅα／２π（ 0.05 ＋Ｒ） （ここで『エネルギーフラックス密度＝エネルギー／面
積』とする。）すなわち、地盤が切削されるにはＥα／
２π（ 0.05 ＋Ｒ）だけのエネルギーフラックス密度が
必要である。そこで本発明の装置において、切削外周壁
６において、同じエネルギーフラックス密度が得られる
ためには、先端吐出口３でどれだけのエネルギーが必要
であるかを検討する。従来の装置と同様の条件を作るた
めに、本発明の場合には直径２メートルの開閉翼２の先
端から吐出した高圧流体によってその外側をドーナツ状
に切削するものとする。さらに、ロッド１に設けた低圧
用の側面吐出口７からは硬化材を吐出して中心の２メー
トル部分を改良する。そして改良すべき最外周位置にお
けるエネルギーフラックス密度は、前記で計算したよう
に、Ｅα／２π（ 0.05 ＋Ｒ）である。すると開閉翼２
の先端におけるエネルギーは、 ［Ｅ／２π（ 0.05 ＋Ｒ）］×［（１＋Ｒ）／１］×２π×１ ＝Ｅ・（１＋Ｒ）／（ 0.05 ＋Ｒ）
たり、Ｅのエネルギーを出すと、半径Ｒの切削長が得ら
れるとする。これを鉛直方向の単位幅で考えると、 ロッド１の表面のエネルギーフラックス密度 ＝Ｅ／２π× 0.05 ＝Ｅ／0.1 π エネルギーの到達する切削外周壁でのエネルギーフラッ
クス密度 ＝Ｅα／２π（ 0.05 ＋Ｒ） （ここで『エネルギーフラックス密度＝エネルギー／面
積』とする。）すなわち、地盤が切削されるにはＥα／
２π（ 0.05 ＋Ｒ）だけのエネルギーフラックス密度が
必要である。そこで本発明の装置において、切削外周壁
６において、同じエネルギーフラックス密度が得られる
ためには、先端吐出口３でどれだけのエネルギーが必要
であるかを検討する。従来の装置と同様の条件を作るた
めに、本発明の場合には直径２メートルの開閉翼２の先
端から吐出した高圧流体によってその外側をドーナツ状
に切削するものとする。さらに、ロッド１に設けた低圧
用の側面吐出口７からは硬化材を吐出して中心の２メー
トル部分を改良する。そして改良すべき最外周位置にお
けるエネルギーフラックス密度は、前記で計算したよう
に、Ｅα／２π（ 0.05 ＋Ｒ）である。すると開閉翼２
の先端におけるエネルギーは、 ［Ｅ／２π（ 0.05 ＋Ｒ）］×［（１＋Ｒ）／１］×２π×１ ＝Ｅ・（１＋Ｒ）／（ 0.05 ＋Ｒ）
【００１２】＜ニ＞先端吐出口３におけるエネルギーの
比較 以上の計算から両者のエネルギーを比較すると図３の通
りである。図３の計算から得られた効率のグラフで表す
と図４の通りである。図４において横軸は、半径１メー
トルの開閉翼２の先端からの距離であり、開閉翼２の先
端に開口した先端吐出口３から噴射する高圧流体によっ
て切削される長さを表す。この図から明らかなように、
本発明の方法は、従来の方法（ロッド４の側面吐出口５
から直接噴射する方法）に比較して３０〜５５％も、エ
ネルギー効率を向上させることができる。
比較 以上の計算から両者のエネルギーを比較すると図３の通
りである。図３の計算から得られた効率のグラフで表す
と図４の通りである。図４において横軸は、半径１メー
トルの開閉翼２の先端からの距離であり、開閉翼２の先
端に開口した先端吐出口３から噴射する高圧流体によっ
て切削される長さを表す。この図から明らかなように、
本発明の方法は、従来の方法（ロッド４の側面吐出口５
から直接噴射する方法）に比較して３０〜５５％も、エ
ネルギー効率を向上させることができる。
【００１３】＜ホ＞施工方法 まず開閉翼２をたたんだ状態で、ロッド１のみによって
パイロット孔を所定の深さまで削孔する。所定の深さに
達したら、地上からの操作によって地中において開閉翼
２を拡大する。開閉翼２を拡大したらその先端吐出口３
からジェット水を噴射しつつ、ロッド１を徐々に引き上
げる。すると中心の円柱体の部分は開閉翼２によって攪
拌される。円柱体よりも外側の円筒体部分は、ジェット
によって掘削される。こうして一定の距離だけ攪拌、削
孔を終了したら、ふたたびロッド１を一番下まで下降さ
せる。
パイロット孔を所定の深さまで削孔する。所定の深さに
達したら、地上からの操作によって地中において開閉翼
２を拡大する。開閉翼２を拡大したらその先端吐出口３
からジェット水を噴射しつつ、ロッド１を徐々に引き上
げる。すると中心の円柱体の部分は開閉翼２によって攪
拌される。円柱体よりも外側の円筒体部分は、ジェット
によって掘削される。こうして一定の距離だけ攪拌、削
孔を終了したら、ふたたびロッド１を一番下まで下降さ
せる。
【００１４】次に開閉翼２の先端吐出口３からは固化剤
ペーストをジェットで噴射する。また、ロッド１の側面
の側面吐出口７からは低圧で固化剤ペーストを噴射し、
開閉翼２による攪拌土砂内に供給する。こうしてロッド
１を回転させながら一定速度で引き上げる。通常は１５
回転／分程度、引上げ速度は１ｍ／１０〜４０分であり
非常に低速である。そのために開閉翼２による機械掘
削、攪拌領域はていねいな攪拌が行われ、改良強度がき
わめて均一である。一方、ジェットの噴射位置は、ロッ
ド１の中心から離れているために中心のロッド１の回転
速度に比較して周速度が早い。そのために回転が低速で
あるにもかかわらず、一か所で長く噴射するという非効
率な作業を行うことなく、次々と新たな地点を掘削して
ゆき、ジェットの跳ね返りの影響が少ない。したがって
ジェットが地盤の掘削のクッションとならないで有効に
作用し、実験の結果は開閉翼２による機械攪拌とかわら
ない強度を得ることができた。
ペーストをジェットで噴射する。また、ロッド１の側面
の側面吐出口７からは低圧で固化剤ペーストを噴射し、
開閉翼２による攪拌土砂内に供給する。こうしてロッド
１を回転させながら一定速度で引き上げる。通常は１５
回転／分程度、引上げ速度は１ｍ／１０〜４０分であり
非常に低速である。そのために開閉翼２による機械掘
削、攪拌領域はていねいな攪拌が行われ、改良強度がき
わめて均一である。一方、ジェットの噴射位置は、ロッ
ド１の中心から離れているために中心のロッド１の回転
速度に比較して周速度が早い。そのために回転が低速で
あるにもかかわらず、一か所で長く噴射するという非効
率な作業を行うことなく、次々と新たな地点を掘削して
ゆき、ジェットの跳ね返りの影響が少ない。したがって
ジェットが地盤の掘削のクッションとならないで有効に
作用し、実験の結果は開閉翼２による機械攪拌とかわら
ない強度を得ることができた。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから、
従来のようなロッドの側面から直接ジェットを噴射して
地盤を改良する方法と比較すると、開閉翼の直径の部分
の改良と、その周囲の円筒状部分の改良を同時に行うこ
とができる。しかも開閉翼の先端からジェットを噴射す
ることによって噴射のエネルギ−をきわめて効率よく利
用して改良を行うことができる。また本発明は、開閉翼
により拡幅掘削し、さらにその先端より噴射する高圧流
体で、より大きく拡幅掘削する二段階式の拡幅掘削が可
能である。そのため、装置のサイズが大型複雑化するこ
となく、コンパクトで簡易な装置によって、より大きい
な範囲にわたって地盤改良を行うことができる。
従来のようなロッドの側面から直接ジェットを噴射して
地盤を改良する方法と比較すると、開閉翼の直径の部分
の改良と、その周囲の円筒状部分の改良を同時に行うこ
とができる。しかも開閉翼の先端からジェットを噴射す
ることによって噴射のエネルギ−をきわめて効率よく利
用して改良を行うことができる。また本発明は、開閉翼
により拡幅掘削し、さらにその先端より噴射する高圧流
体で、より大きく拡幅掘削する二段階式の拡幅掘削が可
能である。そのため、装置のサイズが大型複雑化するこ
となく、コンパクトで簡易な装置によって、より大きい
な範囲にわたって地盤改良を行うことができる。
【図１】本発明の施工状態の説明図
【図２】従来の施工状態の説明図
【図３】計算経過を示す図
【図４】計算結果を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−136709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−72811（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−278614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02D 3/12 101 E02D 3/12 102
Claims (1)
- 【請求項１】 地中の任意の地点で、直径を拡大、縮小
できる開閉翼を有し、 かつ開閉翼の先端には高圧流体を吐出する吐出口を開口
し、 この開閉翼による土砂の掘削および攪拌混合と、 高圧流体の噴射によるさらに外側の土砂の掘削および攪
拌混合とを併用して地盤の改良を行う、 地盤改良工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20712991A JP2934920B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 地盤改良工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20712991A JP2934920B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 地盤改良工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533334A JPH0533334A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2934920B2 true JP2934920B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16534678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20712991A Expired - Fee Related JP2934920B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 地盤改良工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934920B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5212258B2 (ja) * | 2009-05-26 | 2013-06-19 | 株式会社大林組 | 地盤改良工法及び地盤改良装置 |
| JP6824796B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2021-02-03 | 大成建設株式会社 | 地盤改良体造成方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP20712991A patent/JP2934920B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533334A (ja) | 1993-02-09 |
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