JP3032385U - 地盤改良装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被圧によりロッドの切り口から土砂が噴出する
事態を有効に回避することにより、被圧のない場合に比
べ、工事費が特に嵩むことがなく、工期も長くなること
なく施工できる地盤改良装置を提供する。 【解決手段】ロッド１の最上部にロッド１内にエアーを
供給するロッドエアー管３が配設され、ロッド回転装置
２ａとロッド固定装置２ｂの間に上部管路４ａを有する
上部ボール弁４と下部管路５ａを有する下部ボール弁５
とが直列に配設され、上部ボール弁４の上方に上部気密
性保持手段６、下部ボール弁５の下方に下部気密性保持
手段７を備え、上部弁体４ｃの上方に上部管路４ａにエ
アーを供給する上部エアー管８、下部弁体５ｃの下方に
下部管路５ａにエアーを供給する下部エアー管９が連通
配設され、上部ボール弁４及び下部ボール弁５を閉めた
場合、上部管路４ａと下部管路５ａとの間の空間を含む
密閉空間１０が形成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、立坑に底盤改良等に適用される薬液注入工法、ＣＪＧ工法等に用 いられる単管、２重管、又は３重管を使用した地盤改良装置に関するもので、特 に、被圧水を受ける高さにおける施工を可能とする地盤改良装置の改良に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の地盤改良装置による地盤改良工法としては、例えばＣＪＧ工法 が広く知られており、この工法の施工手順は以下のように行われる。

【０００３】 先ず、ボーリング技術と同一の原理、すなわち、最先部にウイングビット等を 備えたロッドをボーリングマシンにより回転させると同時に押し下げていき、３ ｍ〜４ｍずつジョイントしながら削孔を行って施工深度までガイド孔をつくる。 なお、削孔を容易にするため、通常、ロッド先端より水を噴出させながら削孔を 行う。

【０００４】 次に、超高圧噴流発生装置としての水力モニターを３重管ロッドにセットする とともに、その３重管ロッドの先端をクレーン等で前記ガイド孔の孔底に設置す る。そして、水力モニターを所定の速度で回転させながら、水、エアーを噴射し 、同時に硬化剤を注入しながら、クレーン等により水力モニターを所定の速度で 施工深度から上方へと引き上げてゆき、その結果、２ｍ〜３ｍの固結体が築造さ れ、地盤改良が図られる。

【０００５】 しかしながら、近年の土木技術の発達により、例えば深さ５０ｍ以上にも達す る立坑等の底盤改良を行う必要も生じており、この場合において、地下水位面以 下の掘削面上にボーリングマシンを据え付けて地盤改良を行うとすると、例えば 、削孔中はロッド先端より噴出される水圧により被圧の影響を受けないが、削孔 の途中でロッドを継ぎ足す際にロッドを切り離した場合等、とたんに被圧の影響 を受けることになり、ロッドの先端開口から土砂が侵入するとともにロッドの切 り口部分より土砂が噴出する事態を招くことになり、ロッドを継ぎ足すことが困 難となるばかりか、地盤改良を行うこと自体が不可能となる。

【０００６】 このような事態を回避するため、従来にあっては、立坑の掘削を開始する前等 の時点において、被圧を受けない高さ、すなわち、地下水位面より高い位置に地 盤改良装置を据え付け、地盤改良を行うという方法が採用されていたが、この方 法では、削孔長があまりにも長くなり過ぎるため、工事費が膨大なものとなる他 、工程が大幅に遅延して工期が長びくことになる等、問題となっていた。

【０００７】 また、前記事態を回避する別の方策としては、地盤改良を行うに先立って、デ ィープウェル工法等の補助工法により、予め、地盤改良を行う地盤を中心とした 立坑周辺部の地下水位を強制的に低下させるというものがあるが、この場合には 、確かにボーリングマシンの据え付けができる面を低下させることができ、ある 程度の削孔長を短くできるが、反面、ディープウェル等の設置費用が膨大なもの となってしまうため、結局、工事費が増大することになり、工期も長びくことに なる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

そこで、この考案は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであって、 被圧によりロッドの切り口部分から土砂が噴出する事態を有効に回避することに より、被圧のない場合に比べ、工事費が特に嵩むことがないとともに工期が長く なることがなく施工できる地盤改良装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

すなわち、この考案に係る地盤改良装置は、図１に示すように、ロッド１の上 下に配設されるロッド回転装置２ａ及びロッド固定装置２ｂと、ロッド１内にエ アーを供給するストップ弁３ａが付設されたロッドエアー管３とを備えた地盤改 良装置において、ロッド回転装置２ａとロッド固定装置２ｂとの間には、内径寸 法がロッド１の外径寸法に対応した上部管路４ａが形成され、かつ、その上部管 路４ａと略同一の内径寸法である上部ボール管路４ｂを有する上部弁体４ｃが配 設された上部ボール弁４と、内径寸法がロッドの外径寸法に対応した下部管路５ ａが形成され、かつ、その下部管路と略同一の内径寸法である下部ボール管路５ ｂを有する下部弁体５ｃが配設された下部ボール弁５とが一のロッドに直列な位 置関係で配設され、上部ボール弁４の上方には、上部管路４ａとこれに嵌挿され るロッド１との隙間における気密性が保持される上部気密性保持手段６を備える とともに、下部ボール弁５の下方には、下部管路５ａとこれに嵌挿されるロッド １との隙間における気密性が保持される下部気密性保持手段７を備え、上部弁体 ４ｃの上方の上部管路４ａには、上部管路４ａにエアーを供給する上部エアー弁 ８ａが付設された上部エアー管８が連通配設されるとともに、下部弁体５ｃの下 方の下部管路５ａには、下部管路５ａにエアーを供給する下部エアー弁９ａが付 設された下部エアー管９が連通配設され、上部ボール弁４及び下部ボール弁５を 閉めた場合には、上部管路４ａと下部管路５ａとの間に形成される空間を含む密 閉空間１０が形成されることを特徴とするものである。

【００１０】 このような技術的手段において、ロッド固定装置２ｂの下方には、嵌挿される ロッド１との隙間をシールするスライムシール手段１１ａと、スライム排出弁１ １ｂとを具備した表層ケーシング１１が配設されたものとすることができる。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下、添付図面に基づいてこの考案を詳細に説明する。図２は、この考案が適 用された地盤改良装置の一実施の形態の要部断面図を示すものである。なお、こ の考案は、単管、２重管、又は３重管のいずれにおいても、適用可能であるが、 この実施の形態では、説明の便宜上、単管である注入管で削孔をする場合につい て説明するものとする。

【００１２】 同図において、この実施の形態に係る地盤改良装置は、削孔後注入管２１を切 り離し、又は削孔中注入管２１を接続するために注入管２１の上部に配設される チャック回転装置２２と、注入管２１の下部に配設されるパイプクランプ２３と の間には、注入管２１の接続時等においても、常に、注入管２１の削孔先端の開 口部に被圧Ｂによる土砂の侵入を防止する圧気Ａを加えることができるエアー切 換ユニット２４が配設されるとともに、注入管２１の最上部には、注入管２１内 にエアーを供給し又はその供給を止めるためのストップバルブ２５ａが付設され たエアー本管２５がスイベルジョイント２６を介して配設されている。

【００１３】 この実施の形態において、エアー切換ユニット２４は、内径寸法が注入管２１ の外径寸法に対応した上部管路３１ａが内部に形成されるとともに前記上部管路 ３１ａと略同一の内径寸法である上部ボール管路３１ｂを有する上部バルブ体３ １ｃを備えた上部ボールバルブ３１と、内径寸法がロッドの外径寸法に対応した 下部管路３２ａが内部に形成されるとともに前記下部管路３２ａと略同一の内径 寸法である下部ボール管路３２ｂを有する下部バルブ体３２ｃを備えた下部ボー ルバルブ３２とが一のロッドに直列な位置関係となるように配設されている。

【００１４】 また、上部ボールバルブ３１の上方には、上部管路３１ａとこれに嵌挿される 注入管２１との隙間における気密性を保持する上部ゴムパッキン３３を備えると ともに、下部ボールバルブ３２の下方には、下部管路３２ａとこれに嵌挿される 注入管２１との隙間における気密性を保持する下部ゴムパッキン３４を備えてい る。

【００１５】 さらに、上部バルブ体３１ｃより上方の上部管路３１ａには、上部管路３１ａ にエアーを供給し又はその供給を止めるための上部エアーバルブ３５ａが付設さ れた上部エアー管３５を連通配設するとともに、下部バルブ体３２ｃより下方の 下部管路３２ａには、下部管路３２ａにエアーを供給し又はその供給を止めるた めの下部エアーバルブ３６ａが付設された下部エアー管３６を連通配設している 。

【００１６】 さらにまた、上部ボールバルブ３１及び下部ボールバルブ３２並びに上部エア ー管３５及び下部エアー管３６は、上部ゴムパッキン３３より下方で下部ゴムパ ッキン３４より上方の範囲に設けられたケーシング３７内に収容されており、ケ ーシング３７内では、上部ボールバルブ３１及び下部ボールバルブ３２を閉めた 場合（図２に示す通りの状態）、上部管路３１ａと下部管路３２ａとの間に形成 される空間を含む一の気密された密閉空間３８が形成される。

【００１７】 なお、ケーシング３７内には、上部ボールバルブ３１及び下部ボールバルブ３ ２を構造上支持する支持ブラケット３９がケーシング３７と上部ボールバルブ３ １及び下部ボールバルブ３２との間に跨設されている。

【００１８】 また、この実施の形態において、パイプクランプ２３の下方であってこの地盤 改良装置が据え付けられる地盤の表層の領域には、予め、削孔に伴い地下から上 昇してくるスライムが嵌挿される注入管２１との隙間から溢れ出る事態を防止す るスライムゴムパッキン４０と、前記スライムを一カ所より排出し又はその排出 を止めるためのスライム排出バルブ４１とを具備した表層ケーシング４２が設置 されている。

【００１９】 以上のように構成したので、この実施の形態に係る地盤改良装置によれば、チ ャック回転装置２２とパイプクランプ２３との間にエアー切換ユニット２４を配 設し、エアーの切り換えを適宜タイミングで行うことにより、注入管２１の接続 時等においても、常に、注入管２１の削孔先端の開口部に被圧Ｂによる土砂の侵 入を防止する圧気Ａを加えることとしたため、被圧による注入管２１先端開口部 及び注入管２１周縁部からの土砂の噴出を防止することができるから、被圧のな い状況における地盤改良と変わらない工程及び作業内容で施工することができる 。

【００２０】 すなわち、この実施の形態に係る注入管２１の接続プロセスは、エアー切換ユ ニット２４を操作してエアーの切り換えを適宜タイミングで行うことにより、（ ａ）ジョイント部の高さの位置決め、（ｂ）引き抜きを開始、（ｃ）エアー切換 ユニット２４から引き抜く、（ｄ）エアー切換ユニット２４内に挿入開始、（ｅ ）既設注入管２１とジョイント、という作業手順で行われることになるが、これ について図３に示す施工手順図に基づいて説明する。

【００２１】 （ａ）ジョイント部の高さの位置決め 通常の削孔時においては、ストップバルブ２５ａがＯＮになってエアー本管２ ５より注入管２１内にエアーが供給されており、注入管２１内が被圧Ｂより０． ２ｋｇｆ／ｃｍ２ 程度の正の圧気Ａとなるように設定されているため、注入管 ２１の削孔先端の開口部からの土砂の侵入が有効に回転されている。

【００２２】 なお、この場合、上部エアーバルブ３５ａと下部エアーバルブ３６ａとは、い ずれもＯＦＦになっている。

【００２３】 また、スライム排出バルブ４１もＯＮになっており、削孔に伴い発生するスラ イムをスライム排出バルブ４１のみから、集中的に排出することにより、地盤改 良装置の周辺地盤を汚さないようになっている。

【００２４】 このようにして適宜高さまでの削孔が終了すると、新たな注入管２１の継ぎ足 しを行うべく、一旦注入管２１の削孔動作を停止する。この時、注入管２１のジ ョイント部を下部バルブ体３２ｃより下方、かつ、下部ゴムパッキン３４の上方 の高さに設定して位置決めを行うとともに、切り離した場合に注入管２１の下部 を構成する部分（以下、下部注入管２１ｂという）をパイプクランプ２４で把持 して切り離した場合における注入管２１の落下を防止する。

【００２５】 次いで、下部エアーバルブ３６ａをＯＮにすると、下部エアー管３６より下部 管路３２内にエアーが供給されると同時に、下部管路３２とこれに嵌挿される注 入管２１との間の隙間から密閉空間３８であるケーシング３７内に供給されるこ とになり、ケーシング３７内が被圧Ｂより０．２ｋｇｆ／ｃｍ２ 程度の正の圧 気Ａとなるように設定されるため、注入管２１を切り離した場合に、注入管２１ の削孔先端の開口部における圧気Ａが一時的に低下する事態が未然に防止される ことになる。

【００２６】 （ｂ）引き抜きを開始 次に、下部注入管２１ａをパイプクランプ２４で把持したままの状態において 、チャック回転装置で、螺合され接続されていた注入管２１の上部を構成する部 分（以下、上部注入管２１ｂという）を把持しながら逆転させることにより、下 部注入管２１ａと上部注入管２１ｂとに切り離される。

【００２７】 注入管２１が切り離された瞬間、ケーシング３７内の密閉空間３８が被圧Ｂよ り０．２ｋｇｆ／ｃｍ２ 程度の正の圧気Ａに保たれているため、注入管２１の 削孔先端の開口部における圧気Ａが一時的に低下するようなことはない。

【００２８】 そして、注入管２１の切り離し完了後に、上部注入管２１ｂの引き抜きが開始 され、下部バルブ体３２ｃが配設される部位を通過すると、まもなく、下部バル ブ体３２ｃを回転して下部ボールバルブ３２をＯＦＦにした上で、ストップバル ブ２５ａをＯＦＦにする。このようにすると、下部エアー管３６から供給される エアーのみで下部注入管２１ａの削孔先端の開口部における圧気Ａが確保される ことになり、効率的である。

【００２９】 （ｃ）エアー切換ユニット２４から引き抜く 次に、上部注入管２１ｂをエアー切換ユニット２４より引き抜くことになるが 、この場合、上部バルブ体３１ｃが配設される部位を通過した後、上部注入管２ １ｂの下端を上部バルブ体３１ｃより上方、かつ、上部ゴムパッキン３３の下方 の高さで一旦停止するとともに、上部バルブ体３１ｃを回転して上部ボールバル ブ３１をＯＦＦにした上で、上部注入管２１ｂをエアー切換ユニット２４から引 き抜くこととする。

【００３０】 なお、この時、ストップバルブ２５ａは、依然としてＯＦＦのままの状態であ るから、外気に向かって無意味にエアーを噴出させるようなことはない。

【００３１】 （ｄ）エアー切換ユニット２４内に挿入開始 上部注入管２１ｂは、新たな注入管２１がジョイントされた後、上部注入管２ １ｂを下端よりエアー切換ユニット２４内への挿入が開始される。この場合、上 部注入管２１ｂの下端を上部バルブ体３１ｃより上方、かつ、上部ゴムパッキン ３３の下方の高さで一旦停止するとともに、チャック回転装置２２で把持して位 置決めされると、まもなく、上部エアーバルブ３５ａがＯＮにされて、上部注入 管２１ｂ内の気圧は、被圧Ｂより０．２ｋｇｆ／ｃｍ２ 程度の正の圧気Ａとな るように調整される。

【００３２】 次いで、上部バルブ体３１ｃを回転して上部ボールバルブ３１をＯＮにするが 、この時、上部注入管２１ｂ内に気圧が被圧Ｂより０．２ｋｇｆ／ｃｍ２ 程度 の正の圧気Ａに保たれているため、上部ボールバルブ３１をＯＮとしたことによ り下部注入管２１ａの削孔先端の開口部における圧気Ａが一時的に低下する事態 は未然に回避されることになる。

【００３３】 （ｅ）既設注入管２１とジョイント 次に、上部注入管２１ｂをパイプクランプ２４で位置決めされている下部注入 管２１ａに螺合して接続することになるのだが、これに先行してストップバルブ ２５ａをＯＮにするとともに、まもなく、上部エアーバルブ３５ａをＯＦＦにし た上で、下部ボールバルブ３２がＯＮにされる。

【００３４】 この時、ケーシング３７内の密閉空間３８及び上部注入管２１ｂ内の気圧は、 いずれも被圧Ｂより０．２ｋｇｆ／ｃｍ２ 程度の正の圧気Ａに保たれているた め、下部ボールバルブ３２をＯＮとすることにより下部注入管２１ａの削孔先端 の開口部における圧気Ａが一時的に低下するようなことはない。

【００３５】 そして、下部注入管２１ａをパイプクランプ２４で把持したままの状態におい て、チャック回転装置２２により上部注入管２１ｂを回転させることにより、上 部注入管２１ｂは、下部注入管２１ａに螺合接続されて一体化される。

【００３６】 この場合、上部注入管２１ｂが下部注入管２１ａに螺合接続される直前にあっ ては、エアー本管２５及び下部エアー管３６の両方からエアーが供給されること により、上部注入管２１ｂが下部注入管２１ａに螺合接続された後にあっては、 エアー本管２５のみからエアーが供給されることにより、下部注入管２１ａの削 孔先端の開口部における圧気Ａが確保される。

【００３７】 そして、上部注入管２１ｂと下部注入管２１ａとが接続されると、まもなく、 スライム排出バルブ４１がＯＮにされて、再び通常の削孔動作が開始されること になる。

【００３８】

【考案の効果】

以上述べてきたように、この考案によれば、ロッドの最上部には、ロッド内に エアーを供給するロッドエアー管が配設され、ロッド回転装置とロッド固定装置 との間には、上部管路を有する上部ボール弁と下部管路を有する下部ボール弁と が直列に配設され、上部ボール弁の上方には、上部気密性保持手段、下部ボール 弁の下方には、下部気密性保持手段を備え、上部弁体の上方には、上部管路にエ アーを供給する上部エアー管、下部弁体の下方には、下部管路にエアーを供給す る下部エアー管が連通配設され、上部ボール弁及び下部ボール弁を閉めた場合に は、上部管路と下部管路との間の空間を含む密閉空間が形成される構成としたの で、エアーの切り換えを適宜タイミングで行うことにより、ロッドの接続時等に おいても、常に、ロッドの削孔先端の開口部に被圧による土砂の侵入を防止する 圧気を継続的に加えることができ、被圧によりロッドの切り口部分から土砂が噴 出する事態を有効に回避できるから、被圧のない場合に比べ、工事費が特に嵩む ことがないとともに工期も長くなることのない施工を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る地盤改良装置の基本構成を示す
概略断面図である。

【図２】この考案が適用された地盤改良装置の一実施の
形態を示す説明図である。

【図３】この考案が適用された地盤改良装置の一実施の
形態を示す作用説明図である。

【符号の説明】

１…ロッド ２ａ…ロッド回転装置 ２ｂ…ロッド固定装置 ３…ロッドエアー管 ３ａ…ストップバルブ ４…上部ボール弁 ５…下部ボール弁 ６…上部気密性保持手段 ７…下部気密性保持手段 ８…上部エアー管 ８ａ…上部エアー弁 ９…下部エアー管 ９ａ…下部エアー弁 １０…密閉空間 １１…表層ケーシング １１ａ…スライムシール手段 １１ｂ…スライム排出弁 ２１…注入管 ２２…チャック回転装置 ２３…パイプクランプ ２４…エアー切換ユニット ２５…エアー本管 ２５ａ…ストップバルブ ２６…スイベルジョイント ３１…上部ボールバルブ ３２…下部ボールバルブ ３３…上部ゴムパッキン ３４…下部ゴムパッキン ３５…上部エアー管 ３５ａ…上部エアーバルブ ３６…下部エアー管 ３６ａ…下部エアーバルブ ３７…ケーシング ３８…密閉空間 ３９…支持ブラケット ４０…スライムゴムパッキン ４１…スライム排出バルブ ４２…表層ケーシング Ａ…圧気 Ｂ…被圧

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッド（１）の上下に配設されるロッド
   回転装置（２ａ）及びロッド固定装置（２ｂ）と、ロッ
   ド（１）内にエアーを供給するストップ弁（３ａ）が付
   設されたロッドエアー管（３）とを備えた地盤改良装置
   において、 ロッド回転装置（２ａ）とロッド固定装置（２ｂ）との
   間には、内径寸法がロッド（１）の外径寸法に対応した
   上部管路（４ａ）が形成され、かつ、その上部管路（４
   ａ）と略同一の内径寸法である上部ボール管路（４ｂ）
   を有する上部弁体（４ｃ）が配設された上部ボール弁
   （４）と、内径寸法がロッドの外径寸法に対応した下部
   管路（５ａ）が形成され、かつ、その下部管路と略同一
   の内径寸法である下部ボール管路（５ｂ）を有する下部
   弁体（５ｃ）が配設された下部ボール弁（５）とが一の
   ロッドに直列な位置関係で配設され、 上部ボール弁（４）の上方には、上部管路（４ａ）とこ
   れに嵌挿されるロッド（１）との隙間における気密性が
   保持される上部気密性保持手段（６）を備えるととも
   に、下部ボール弁（５）の下方には、下部管路（５ａ）
   とこれに嵌挿されるロッド（１）との隙間における気密
   性が保持される下部気密性保持手段（７）を備え、 上部弁体（４ｃ）の上方の上部管路（４ａ）には、上部
   管路（４ａ）にエアーを供給する上部エアー弁（８ａ）
   が付設された上部エアー管（８）が連通配設されるとと
   もに、下部弁体（５ｃ）の下方の下部管路（５ａ）に
   は、下部管路（５ａ）にエアーを供給する下部エアー弁
   （９ａ）が付設された下部エアー管（９）が連通配設さ
   れ、 上部ボール弁（４）及び下部ボール弁（５）を閉めた場
   合には、上部管路（４ａ）と下部管路（５ａ）との間に
   形成される空間を含む密閉空間（１０）が形成されるこ
   とを特徴とする地盤改良装置。
2. 【請求項２】 ロッド固定装置（２ｂ）の下方には、嵌
   挿されるロッド（１）との隙間をシールするスライムシ
   ール手段（１１ａ）と、スライム排出弁（１１ｂ）とを
   具備した表層ケーシング（１１）が配設されたことを特
   徴とする請求項１記載の地盤改良装置。