JP3019752B2 - 泥水固化壁の造成方法 - Google Patents

泥水固化壁の造成方法

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JP3019752B2 JP7225066A JP22506695A JP3019752B2 JP 3019752 B2 JP3019752 B2 JP 3019752B2 JP 7225066 A JP7225066 A JP 7225066A JP 22506695 A JP22506695 A JP 22506695A JP 3019752 B2 JP3019752 B2 JP 3019752B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、地盤中に掘削孔
を形成する際に使用した泥水と固化材とを混合させて、
この混合物を固化させることで泥水固化壁を造成する方
法に関し、特に、泥水と固化材とを混合する際の改良技
術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地中連続壁工法の一種である泥水固化工
法は、地盤中に掘削孔を掘削する際に使用するベントナ
イト泥水などにセメント系固化材を添加混合して、泥水
を固化させることで、地盤中に泥水固化壁を造成する方
法である。この種の泥水固化工法には、従来から、以下
に述べるような各種の方法が提供されている。 自硬性安定液方法 掘削用の泥水に最初から固化材を添加しておき、掘削さ
れた掘削孔内にこの泥水をそのまま放置しておくことに
より、泥水を固化させる。 置換方法 地盤掘削時には、通常の泥水を使用して掘削し、掘削完
了後に別の泥水と固化材との混合物を作製し、この混合
物と地盤掘削時の泥水とを置換し、混合物を固化させ
る。 原位置固化方法 地盤掘削時に使用した泥水に、原位置において固化材を
投入し、機械攪拌またはエアー攪拌により混合し、その
まま放置させることで固化させる。
【0003】しかしながら、このような従来の泥水固化
工法には、以下に説明する技術的な課題が指摘されてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、の工法で
は、自硬性安定液の比重や粘性が高く、使用できる掘削
機械が、例えば、バケット式のものに制約されるととも
に、自硬性安定液は、時間の経過とともに固化が進行す
るので、長時間の掘削には不向きであった。また、の
工法では、掘削時の泥水とは別の泥水を作製する必要が
あり、そのために泥水作製プラントを設けなければなら
ず、設備が大型化する。さらに、の工法では、泥水と
固化材との比重が大きく異なるため、これらを均一に混
合攪拌することが難しい。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、泥
水と固化材とが均一に混合できるとともに、大型の設備
が不要で、掘削機械に制約を受けない泥水固化壁の造成
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、地盤掘削用の泥水と固化材との混合物を
掘削孔内に充填して、前記混合物を前記掘削孔内で固化
させることにより泥水固化壁を造成する方法において、
前記掘削孔内に充満されている前記泥水を吸い上げてジ
ェットポンプの噴射ノズルに供給するとともに、前記噴
射ノズルの外周に形成された負圧室内に開口する吸引管
から、スクリューフィーダ式の固化材供給装置を介し
て、粉粒体の前記固化材を定量ずつ供給し、前記泥水を
前記噴射ノズルから噴出させた後に、前記負圧室と縮径
部を介して接続される順次径が拡大するホーン状の混合
管内に導入することにより前記混合物を作製するように
した。このような造成方法によれば、地盤掘削時には、
通常の泥水を使用するので、自硬性安定液のように時間
的および掘削機械に制約を受けることがない。また、掘
削孔内に充満されている泥水を吸い上げてジェットポン
プの噴射ノズルに供給するとともに、噴射ノズルの外周
に形成された負圧室内に開口する吸引管から粉粒体の固
化材を供給するので、泥水を噴射ノズルの先端から噴射
させると、噴出する泥水の流速によって形成される負圧
により、吸引管を介して、ジェット水流状に噴出してい
る泥水中に粉粒体状の固化材が混合される。この場合、
固化材は、例えば、セメントであって、粉粒体状のセメ
ントをそのまま粉粒体状で吸引管に供給するので、混合
物の水分量が増加することがない。このとき、本発明で
は、固化材を、スクリューフィーダ式の固化材供給装置
を介して、吸引管に定量ずつ供給するので、泥水と固化
材との配合比を均一に保つことができるとともに、その
制御も可能になるとともに、泥水と固化材とを負圧室と
縮径部を介して接続される順次径が拡大するホーン状の
混合管内に導入することにより、均一に攪拌混合するこ
とができる。作製された混合物は、掘削孔の最深部から
充填すると、混合物の天端が掘削孔内で徐々に上昇し、
泥水と混合物との比重差によりスムーズな置換が行え
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発
明にかかる泥水固化壁の造成方法の一実施例を示してい
る。同図に示す泥水固化壁の造成方法では、まず、地盤
10中に掘削孔12が掘削形成される。この掘削孔12
の形成では、例えば、ベントナイト泥水14を掘削孔1
2内に順次充満することで、掘削孔12の孔壁の崩壊を
防止しながら行われ、掘削孔12の掘削が所定深度まで
行われる。
【0008】このとき、泥水14は、掘削孔12内に残
されて、孔壁の自立性を保持させている。この状態で、
掘削孔12の近傍の地上部に混合物作製プラント16が
設置される。混合物作製装置16は、固化材供給装置1
8と、泥水供給装置20と、固化材22と泥水12とを
混合するジェットポンプ24とから構成されている。固
化材供給装置18は、固化材22、例えば、セメント粉
末の投入ホッパ18aと、この投入ホッパ18aが一端
側に設けられたスクリューフィーダ18bと、スクリュ
ーフィーダ18bの駆動用モータ18cとから構成され
ている。
【0009】泥水供給装置20は、一端側が掘削孔12
内に充満されている泥水14の上部側に浸漬され、先端
にフィルター20aが設けられた泥水吸入管20bと、
泥水吸入管20bの途中に介装されたポンプ20cおよ
び流量調整弁20dとから構成されている。ポンプ20
cは、例えば、高揚程水中ポンプないしはスラリーポン
プが使用される。
【0010】ジェットポンプ24は、後部側に設けられ
た環状の負圧室24aと、この負圧室24aの中心を貫
通して、先端が負圧室24a内に位置する噴射ノズル2
4bと、この噴射ノズル24bと同じ方向に延長され、
縮径した一端側が負圧室24aと連通する混合管24c
と、混合管24cの拡径した他端側に連通接続される排
出管24dと、一端側が負圧室24a内に開口した吸入
管24eとから構成されている。
【0011】排出管24dは、その端部が掘削孔12内
の最深部に位置するように、掘削孔12内に延設されて
いる。そして、噴射ノズル24bには、泥水供給装置2
0の泥水吸入管20bの一端が接続されるとともに、吸
入管24eには、固化材供給装置18のスクリューフィ
ーダ18bが連通接続されている。そして、このような
構成の混合物作製プラント16の組立設置が完了する
と、泥水14と固化材22との混合物26を作製して、
混合物26が掘削孔12内に供給される。混合物26の
作製では、まず、固化材22が投入ホッパ18aからス
クリューフィーダ18bに供給され、駆動用モータ18
cを回転駆動することにより、固化材22が吸入管24
eの一端側に供給される。
【0012】この場合、駆動用モータ18cの回転速度
を調整することにより、固化材22が単位時間当たり一
定量ずつ排出されるように、定量供給することが望まし
い。一方、ジェットポンプ24の噴射ノズル24bに
は、泥水供給装置20のポンプ20cを駆動することに
より、掘削孔12内の泥水14を吸引して、加圧しなが
ら供給する。このとき、流量調整弁20dにより泥水1
4の供給流量が調整され、これにより泥水14中に添加
する固化材22の比率を制御することかできる。
【0013】ジェットポンプ24の噴射ノズル24b
に、ポンプ20cにより加圧された泥水14が供給され
ると、泥水14は、噴射ノズル24bの先端から高速で
噴出され、これにより噴射ノズル24bの周囲、すなわ
ち、負圧室24a内の圧力が低下し、これにより吸入管
24eから粉粒体状の固化材22が、引き込まれて泥水
14に混合される。
【0014】泥水14と固化材22との混合物26は、
負圧室24aと混合管24cとの接続部分で径が絞られ
ているので、この部分でさらに流速が増し、この状態で
混合管24c内に送り込まれる。混合管24cは、順次
径が拡大するホーン状になっているので、混合物26
は、その内部を通過する際に、図1に矢印で示すよう
に、旋回流などの乱流が発生し、この乱流による攪拌作
用で、泥水14と固化材22とが均一に攪拌混合され、
このようにして攪拌混合された混合物26が、排出管2
4dから掘削孔12内に供給される。
【0015】排出管24dから排出された混合物26
は、排出管24dの先端が掘削孔12の最深部に設けら
れており、泥水14に固化材22か添加されている混合
物26は、泥水14よりも比重が大きいので、泥水14
を押し上げるようにして、掘削孔12の最底部から順次
流動堆積される。この場合、混合物26の充填により泥
水14の液面は、上昇しようとするが、泥水14は、ポ
ンプ20cにより順次くみ上げられているので、泥水1
4の液面は、殆ど変化しない。
【0016】そして、掘削孔12内の泥水14が混合物
26と置換されると、混合物作製プラント16の駆動が
停止され、時間が経過して掘削孔12内の混合物26が
固化すると、地盤中に泥水固化壁が造成される。さて、
以上のような方法で泥水固化壁を造成すると、地盤掘削
時には、通常の泥水14を使用するので、自硬性安定液
のように時間的および掘削機械に制約を受けることがな
い。
【0017】また、掘削孔12内に充満されている泥水
14を吸い上げてジェットポンプ24の噴射ノズル24
bに供給するとともに、噴射ノズル24bの外周に形成
された負圧室24a内に開口する吸引管24eから粉粒
体の固化材22を供給するので、泥水14を噴射ノズル
24bの先端から噴射させると、噴出する泥水14の流
速によって形成される負圧により、吸引管24eを介し
て、ジェット水流状に噴出している泥水14中に粉粒体
状の固化材22が混合される。
【0018】この場合、固化材22は、例えば、粉粒体
状のセメントをそのまま粉粒体状で吸引管24eに供給
するので、混合物26の水分量、すなわち、泥水14の
量が増加することもない。このとき、固化材22を、吸
引管24eに駆動モータ18cを制御して定量ずつ供給
するようにすると、泥水14と固化材22との配合比を
均一にたもつことができるとともに、その制御も可能に
なる。作製された混合物26は、掘削孔12の最深部か
ら充填すると、混合物26の天端が掘削孔12内で徐々
に上昇し、泥水14と混合物26との比重さによりスム
ーズな置換が行える。
【0019】
【0020】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる泥水固化壁の造成方法によれば、ジェッ
トポンプにより、霧状の泥水と粉粒体状の固化材とが均
一に混合されるので、高品質の泥水固化壁が構築でき
る。また、混合物作製プラントは、ジェットポンプやス
クリューフィーダなどで構成され、比較的小型なので、
狭い場所での施工が可能になる。
【0021】さらに、混合物の作製と泥水との置換が一
連の連続した作業で行えるので、施工能率もよい。ま
た、掘削孔を掘削する際には、通常の泥水を使用するの
で、掘削機械や掘削時間に制約を受けることがない。ま
たさらに、粉粒体状の固化材と泥水とを混合するので、
例えば、固化材にセメントミルクを使用する場合のよう
に、余剰泥水が発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる泥水固化壁の造成方法の一実施
例を示す施工状態の説明図である。
【符号の説明】
10 地盤 12 掘削孔 14 泥水 16 混合物作製プラント 18 固化材供給装置 18a ポッパ 18b スクリューフィーダ 18c 駆動用モータ 20 泥水供給装置 20a フィルター 20b 泥水吸入管 20c ポンプ 20d 流量調整弁 22 固化材 24 ジェットポンプ 24a 負圧室 24b 噴射ノズル 24c 混合管 24d 排出管 24e 吸入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−141989(JP,A) 特開 昭62−137320(JP,A) 特開 昭54−3322(JP,A) 特開 昭55−13332(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 5/18 - 5/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤掘削用の泥水と固化材との混合物を
    掘削孔内に充填して、前記混合物を前記掘削孔内で固化
    させることにより泥水固化壁を造成する方法において、 前記掘削孔内に充満されている前記泥水を吸い上げてジ
    ェットポンプの噴射ノズルに供給するとともに、前記噴
    射ノズルの外周に形成された負圧室内に開口する吸引管
    から、スクリューフィーダ式の固化材供給装置を介し
    て、粉粒体の前記固化材を定量ずつ供給し、前記泥水を
    前記噴射ノズルから噴出させた後に、前記負圧室と縮径
    部を介して接続される順次径が拡大するホーン状の混合
    管内に導入することにより前記混合物を作製することを
    特徴とする泥水固化壁の造成方法。
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