JP3317902B2 - 高圧噴射地盤改良工法 - Google Patents
高圧噴射地盤改良工法Info
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、予め高圧液により
地盤を切削し、泥状化した領域中にスラリー状の硬化材
を噴射し、この泥状化領域中での泥状物と前記硬化材を
混合するとともに余剰の泥状物を地上に排出して地盤中
に硬化体を造成する高圧噴射地盤改良工法に関する。
地盤を切削し、泥状化した領域中にスラリー状の硬化材
を噴射し、この泥状化領域中での泥状物と前記硬化材を
混合するとともに余剰の泥状物を地上に排出して地盤中
に硬化体を造成する高圧噴射地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高圧噴射地盤改良工法としては、
いわゆる「ＪＳＧ工法」や「コラムジェット工法」が主
流であり現在も多用されている。
いわゆる「ＪＳＧ工法」や「コラムジェット工法」が主
流であり現在も多用されている。
【０００３】「ＪＳＧ工法」とは、硬化材を噴射する核
ノズルと核ノズルの周囲を包囲しエアを噴射する包囲ノ
ズルとから構成される高圧噴射ノズルを先端部に設けた
注入管を地中に挿入し、この噴射ノズルからエアを伴っ
た硬化材を高圧噴射する工法である。
ノズルと核ノズルの周囲を包囲しエアを噴射する包囲ノ
ズルとから構成される高圧噴射ノズルを先端部に設けた
注入管を地中に挿入し、この噴射ノズルからエアを伴っ
た硬化材を高圧噴射する工法である。
【０００４】また「コラムジェット工法」とは、注入管
先端部の下段に設けた硬化材噴射ノズルとその上段に設
けた高圧水を噴射する核ノズルとその周囲を包囲しエア
を噴射する包囲ノズルとから構成される高圧水噴射ノズ
ルによって、まず上段の高圧水噴射ノズルからエアを伴
った高圧水を噴射し地盤を切削したのち、下段の硬化材
噴射ノズルから硬化材を噴射する工法である。
先端部の下段に設けた硬化材噴射ノズルとその上段に設
けた高圧水を噴射する核ノズルとその周囲を包囲しエア
を噴射する包囲ノズルとから構成される高圧水噴射ノズ
ルによって、まず上段の高圧水噴射ノズルからエアを伴
った高圧水を噴射し地盤を切削したのち、下段の硬化材
噴射ノズルから硬化材を噴射する工法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の工法はいずれも地盤中に噴射した硬化材（一般的には
セメント）が切削した泥状物に混じり、泥状物と一緒に
地上に大量に排出されるという問題があった。硬化材混
じりの泥状物は廃棄物としての処理が困難となるだけで
なく、地上に排出される硬化材は無駄となるため、材料
コストも嵩むことになる。
の工法はいずれも地盤中に噴射した硬化材（一般的には
セメント）が切削した泥状物に混じり、泥状物と一緒に
地上に大量に排出されるという問題があった。硬化材混
じりの泥状物は廃棄物としての処理が困難となるだけで
なく、地上に排出される硬化材は無駄となるため、材料
コストも嵩むことになる。
【０００６】さらに、地盤中において、硬化材と泥状物
とが混合された泥状混合物中では、その硬化前において
砂分が沈降してしまい、泥状化領域の下端付近に砂分が
滞積し、結果的に硬化材成分が少なくなり、その部分が
未固結となるという問題もあった。
とが混合された泥状混合物中では、その硬化前において
砂分が沈降してしまい、泥状化領域の下端付近に砂分が
滞積し、結果的に硬化材成分が少なくなり、その部分が
未固結となるという問題もあった。
【０００７】また、最近では、前述のような硬化材の排
出を抑制するため、エアを伴う高圧水による切削工程と
硬化材の注入工程を別工程で行う方法も提案されている
（たとえば特開平９−１４３９７５号公報）が、この方
法によっても硬化材の注入過程においては、硬化材が泥
状物に混じり地上に排出されてしまい、硬化材の排出を
止めることは不可能であった。
出を抑制するため、エアを伴う高圧水による切削工程と
硬化材の注入工程を別工程で行う方法も提案されている
（たとえば特開平９−１４３９７５号公報）が、この方
法によっても硬化材の注入過程においては、硬化材が泥
状物に混じり地上に排出されてしまい、硬化材の排出を
止めることは不可能であった。
【０００８】本発明は以上の問題点を鑑みてなされたも
ので、硬化材混じりの泥状物を極力地上部に排出せず、
しかも未固結部分の生じない、計画寸法通りの硬化体を
造成することのできる高圧噴射地盤改良工法を提案する
ことを課題とする。
ので、硬化材混じりの泥状物を極力地上部に排出せず、
しかも未固結部分の生じない、計画寸法通りの硬化体を
造成することのできる高圧噴射地盤改良工法を提案する
ことを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明の請求項１記載の発明は、高圧液を噴射する核ノズル
とこの核ノズルの周囲から圧縮エアを噴射する包囲ノズ
ルとを有する高圧噴射ノズルと、硬化材噴射ノズルとを
先端部に設けた注入管を地盤中に挿入した後、前記硬化
材噴射ノズルから硬化材の噴射を行うことなく、前記高
圧噴射ノズルから、増粘剤を含む１００〜７５０ｍＰａ
・ｓの粘度を有するスラリー状の液体をこれを圧送する
高圧ポンプの元圧が２００〜７００Ｋｇｆ／cm 2 とした
高圧液と、コンプレッサーの元圧が５〜１０Ｋｇｆ／cm
2 の圧縮エアとを高圧噴射し、前記注入管を回転させな
がら地盤改良上限位置まで引き上げ、地盤の所定領域を
切削するとともにエアリフト効果により切削土砂の一部
を地上に排出することによって所定の泥状化領域を形成
し、さらに前記泥状化領域の下端部まで注入管を挿入し
た後、この注入管を順次引き上げながら、前記高圧噴射
ノズルからの噴射を行うことなく、その注入管の先端部
の硬化材噴射ノズルから増粘剤が添加された１５０〜２
０００ｍＰａ・ｓの粘度を有するセメントスラリー硬化
材を圧送ポンプの元圧で２０〜２００Ｋｇｆ／cm 2 で噴
射し、前記泥状化領域の泥状物と前記硬化材を混合する
とともに余剰の泥状物を地上に排出して地盤中に硬化体
を造成することを特徴とする高圧噴射地盤改良工法であ
る。
明の請求項１記載の発明は、高圧液を噴射する核ノズル
とこの核ノズルの周囲から圧縮エアを噴射する包囲ノズ
ルとを有する高圧噴射ノズルと、硬化材噴射ノズルとを
先端部に設けた注入管を地盤中に挿入した後、前記硬化
材噴射ノズルから硬化材の噴射を行うことなく、前記高
圧噴射ノズルから、増粘剤を含む１００〜７５０ｍＰａ
・ｓの粘度を有するスラリー状の液体をこれを圧送する
高圧ポンプの元圧が２００〜７００Ｋｇｆ／cm 2 とした
高圧液と、コンプレッサーの元圧が５〜１０Ｋｇｆ／cm
2 の圧縮エアとを高圧噴射し、前記注入管を回転させな
がら地盤改良上限位置まで引き上げ、地盤の所定領域を
切削するとともにエアリフト効果により切削土砂の一部
を地上に排出することによって所定の泥状化領域を形成
し、さらに前記泥状化領域の下端部まで注入管を挿入し
た後、この注入管を順次引き上げながら、前記高圧噴射
ノズルからの噴射を行うことなく、その注入管の先端部
の硬化材噴射ノズルから増粘剤が添加された１５０〜２
０００ｍＰａ・ｓの粘度を有するセメントスラリー硬化
材を圧送ポンプの元圧で２０〜２００Ｋｇｆ／cm 2 で噴
射し、前記泥状化領域の泥状物と前記硬化材を混合する
とともに余剰の泥状物を地上に排出して地盤中に硬化体
を造成することを特徴とする高圧噴射地盤改良工法であ
る。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記高圧噴射ノズ
ルは上下２ヶ所に相反する方向に噴射するように設けら
れている請求項１記載の高圧噴射地盤改良工法である。
ルは上下２ヶ所に相反する方向に噴射するように設けら
れている請求項１記載の高圧噴射地盤改良工法である。
【００１１】請求項３記載の発明は、下部側の高圧噴射
ノズルは所定角度斜め上向きに、上部側の高圧噴射ノズ
ルは所定角度斜め下向きに設けられている請求項３記載
の高圧噴射地盤改良工法である。
ノズルは所定角度斜め上向きに、上部側の高圧噴射ノズ
ルは所定角度斜め下向きに設けられている請求項３記載
の高圧噴射地盤改良工法である。
【００１２】
【００１３】なお、本明細書における粘度はいずれもＢ
型回転粘度計による測定値を基準とする。
型回転粘度計による測定値を基準とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の主たる特徴の第１は、予
め地盤を泥状化し、その地盤にスラリー状の硬化材を吐
出させて、泥状化領域の泥状物と硬化材とを混合する点
であり、第２は、従来の前述の高圧噴射地盤改良工法に
用いられてきた噴射材はセメントミルクであり、その粘
度はきわめて小さいものであるのに対して、本発明にお
いては、粘度が１５０〜２０００ｍＰａ・ｓというきわ
めて高い粘度を有するスラリー状の硬化材を用いる点で
ある。
め地盤を泥状化し、その地盤にスラリー状の硬化材を吐
出させて、泥状化領域の泥状物と硬化材とを混合する点
であり、第２は、従来の前述の高圧噴射地盤改良工法に
用いられてきた噴射材はセメントミルクであり、その粘
度はきわめて小さいものであるのに対して、本発明にお
いては、粘度が１５０〜２０００ｍＰａ・ｓというきわ
めて高い粘度を有するスラリー状の硬化材を用いる点で
ある。
【００１５】（施工形態） 以下本発明に係る施工形態を図面を参照しながらさらに
詳説する。
詳説する。
【００１６】（１）削孔工程 本発明で使用する注入管１は、たとえば図５に示す注入
管１が用いられる。すなわち、注入管１は３流路管であ
り、中央に削孔水Ｗおよび硬化材Ｈ用流路２と高圧液Ｌ
用流路３と圧縮エアＡ用流路４の３流路を有し、その先
端部にはウイングビット等の削孔ビット５が取り付けら
れている。
管１が用いられる。すなわち、注入管１は３流路管であ
り、中央に削孔水Ｗおよび硬化材Ｈ用流路２と高圧液Ｌ
用流路３と圧縮エアＡ用流路４の３流路を有し、その先
端部にはウイングビット等の削孔ビット５が取り付けら
れている。
【００１７】この削孔ビットには、削孔水Ｗを吐出させ
る吐出孔６が形成されている。この上部には、硬化材噴
射ノズル７が設けられている。この硬化材噴射ノズル７
と吐出孔６の流路方向の切替えは、注入管先端に内蔵さ
れた切替バルブ８により行われる。この切替えバルブ８
は、反発スプリング８Ａと基部側に付勢された弁座８Ｂ
とこの弁座８Ｂに向かって投入されるボール８Ｃとによ
り構成され、削孔水Ｗの供給時には、ボール８Ｃは投入
されていないので、供給される削孔水Ｗは、流路２を通
してそのまま吐出孔６から吐出される。硬化材Ｈの供給
に際しては、ボール８Ｃが投入され、その結果、切替え
バルブ８より先端側がボール８Ｃにより封止されるの
で、供給された硬化材Ｈは硬化材噴射ノズル７から噴出
されるようになる。
る吐出孔６が形成されている。この上部には、硬化材噴
射ノズル７が設けられている。この硬化材噴射ノズル７
と吐出孔６の流路方向の切替えは、注入管先端に内蔵さ
れた切替バルブ８により行われる。この切替えバルブ８
は、反発スプリング８Ａと基部側に付勢された弁座８Ｂ
とこの弁座８Ｂに向かって投入されるボール８Ｃとによ
り構成され、削孔水Ｗの供給時には、ボール８Ｃは投入
されていないので、供給される削孔水Ｗは、流路２を通
してそのまま吐出孔６から吐出される。硬化材Ｈの供給
に際しては、ボール８Ｃが投入され、その結果、切替え
バルブ８より先端側がボール８Ｃにより封止されるの
で、供給された硬化材Ｈは硬化材噴射ノズル７から噴出
されるようになる。
【００１８】さらに、硬化材噴射ノズル７の上方位置に
は高圧液Ｌ用流路３に連通した高圧液噴射用核ノズル９
Ａと、圧縮エア用流路４に連通し、前記核ノズル９Ａの
周囲を包囲しエアＡを噴射する包囲ノズル９Ｂとから構
成された、エアを伴う高圧液を側方に高圧噴射するため
の高圧噴射ノズル９が上下２ヶ所に相反する方向に噴射
するように設けられている。下部側の高圧噴射ノズル９
は所定角度斜め上向きに、一方、上部側の高圧噴射ノズ
ル９は所定角度斜め下向きに設けられている。
は高圧液Ｌ用流路３に連通した高圧液噴射用核ノズル９
Ａと、圧縮エア用流路４に連通し、前記核ノズル９Ａの
周囲を包囲しエアＡを噴射する包囲ノズル９Ｂとから構
成された、エアを伴う高圧液を側方に高圧噴射するため
の高圧噴射ノズル９が上下２ヶ所に相反する方向に噴射
するように設けられている。下部側の高圧噴射ノズル９
は所定角度斜め上向きに、一方、上部側の高圧噴射ノズ
ル９は所定角度斜め下向きに設けられている。
【００１９】さて、図１に示すように、かかる注入管１
を用い、ボーリングマシン等の削孔装置１０を用い、前
記注入管１先端の吐出孔６から削孔水Ｗを吐出させなが
ら地盤改良予定下限位置に、注入管１の先端部が到達す
るまで地盤を削孔し、この注入管１を所定位置に配置す
る。
を用い、ボーリングマシン等の削孔装置１０を用い、前
記注入管１先端の吐出孔６から削孔水Ｗを吐出させなが
ら地盤改良予定下限位置に、注入管１の先端部が到達す
るまで地盤を削孔し、この注入管１を所定位置に配置す
る。
【００２０】（２）一次切削工程 次いで、図２に示すように、地盤改良予定下限位置か
ら、高圧噴射ノズル９，９からエアを伴った高圧液を側
方に高圧噴射させながら、注入管１を地盤改良上限位置
まで回転させながら引き上げることによって地盤を切削
するとともに、圧縮エアの同伴に伴うエアリフト効果に
より切削土砂を地上に排出し、泥状の地盤改良予定領域
を形成する。
ら、高圧噴射ノズル９，９からエアを伴った高圧液を側
方に高圧噴射させながら、注入管１を地盤改良上限位置
まで回転させながら引き上げることによって地盤を切削
するとともに、圧縮エアの同伴に伴うエアリフト効果に
より切削土砂を地上に排出し、泥状の地盤改良予定領域
を形成する。
【００２１】この際使用する高圧液（切削水）Ｌとして
はこの切削工程で形成した泥状化領域の孔壁保持性およ
び硬化材注入工程時における置換性の点から、増粘剤が
添加された１００〜７５０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有
するものが好適である。粘度が１００ｍＰａ・ｓより低
いと泥状化領域Ｚの孔壁が崩壊しやすくなり、また７５
０ｍＰａ・ｓより高くなると後工程での硬化材が目標域
に注入されず、上方に逸走して余剰泥状物と一緒に排出
されてしまう傾向が大きい。
はこの切削工程で形成した泥状化領域の孔壁保持性およ
び硬化材注入工程時における置換性の点から、増粘剤が
添加された１００〜７５０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有
するものが好適である。粘度が１００ｍＰａ・ｓより低
いと泥状化領域Ｚの孔壁が崩壊しやすくなり、また７５
０ｍＰａ・ｓより高くなると後工程での硬化材が目標域
に注入されず、上方に逸走して余剰泥状物と一緒に排出
されてしまう傾向が大きい。
【００２２】この点については後述の実験例においてさ
らに説明する。ここで使用する増粘剤としてはセルロー
ス系、アクリル系、天然高分子系、繊維状鉱物系など種
々のものを使用することができる。
らに説明する。ここで使用する増粘剤としてはセルロー
ス系、アクリル系、天然高分子系、繊維状鉱物系など種
々のものを使用することができる。
【００２３】また、高圧液も噴射圧力は、この高圧液を
圧送する高圧ポンプ１１の元圧で約２００〜７００Ｋgf
／cm2 、一方、圧縮エアの圧力はエアを搬送するコンプ
レッサ１２の元圧で５〜１０Ｋｇｆ／cm2に設定するの
が好適である。
圧送する高圧ポンプ１１の元圧で約２００〜７００Ｋgf
／cm2 、一方、圧縮エアの圧力はエアを搬送するコンプ
レッサ１２の元圧で５〜１０Ｋｇｆ／cm2に設定するの
が好適である。
【００２４】地上部に排出された切削液と土砂の混合物
からなる排泥Ｍは、排泥ポンプ装置１３によりピットか
ら脱水装置（図示せず）に送り込んで、土砂分と液状分
とに分離し、分離した液状分はさらに凝集処理等を施
し、切削液や削孔水として再利用するのが望ましい。切
削工程で排出される泥状物には硬化材がほとんど含まれ
ていないため、再利用のための処理がしやすい。一方、
分離した土砂分はダンプトラック等で搬出し適正に処分
する。
からなる排泥Ｍは、排泥ポンプ装置１３によりピットか
ら脱水装置（図示せず）に送り込んで、土砂分と液状分
とに分離し、分離した液状分はさらに凝集処理等を施
し、切削液や削孔水として再利用するのが望ましい。切
削工程で排出される泥状物には硬化材がほとんど含まれ
ていないため、再利用のための処理がしやすい。一方、
分離した土砂分はダンプトラック等で搬出し適正に処分
する。
【００２５】（３）注入管再挿入工程 その後、図３に示すように、注入管１を前工程により形
成した泥状化領域Ｚの中に注入管１の先端部が地盤改良
予定下限位置に達するまで建て込む。
成した泥状化領域Ｚの中に注入管１の先端部が地盤改良
予定下限位置に達するまで建て込む。
【００２６】泥状化領域Ｚの孔壁が崩壊したり、砂分の
沈降により下端に砂分が滞積している場合には、注入管
１の下降時に高圧液を噴射し、再攪拌し、沈降した砂分
をこの泥状化領域Ｚ中に再浮遊、再分散させる。こうす
ることによって、後工程の硬化材注入がし易くなる。
沈降により下端に砂分が滞積している場合には、注入管
１の下降時に高圧液を噴射し、再攪拌し、沈降した砂分
をこの泥状化領域Ｚ中に再浮遊、再分散させる。こうす
ることによって、後工程の硬化材注入がし易くなる。
【００２７】（４）硬化材噴射工程 次に、図４に示すように、注入管１を順次引き上げなが
ら、グラウトポンプ１４により硬化材Ｈを注入管１内に
送り込んで、その先端付近の硬化材噴射ノズル７からス
ラリー状の硬化材Ｈを噴射し、泥状化領域Ｚの泥状物と
硬化材Ｈを混合するとともに余剰の泥状物を地上に排出
して地盤中に硬化体を造成する。
ら、グラウトポンプ１４により硬化材Ｈを注入管１内に
送り込んで、その先端付近の硬化材噴射ノズル７からス
ラリー状の硬化材Ｈを噴射し、泥状化領域Ｚの泥状物と
硬化材Ｈを混合するとともに余剰の泥状物を地上に排出
して地盤中に硬化体を造成する。
【００２８】この硬化材としては、注入した硬化材を目
標域に確実に注入させ、上方に逸走するのを防ぐため
に、水／セメント比１００％のセメントスラリーに対
し、増粘剤の添加された１５０〜２０００ｍＰａ・ｓの
範囲の粘度を呈するものを使用し、特に２５０〜５００
ｍＰａ・ｓの粘度を呈するものが好適である。
標域に確実に注入させ、上方に逸走するのを防ぐため
に、水／セメント比１００％のセメントスラリーに対
し、増粘剤の添加された１５０〜２０００ｍＰａ・ｓの
範囲の粘度を呈するものを使用し、特に２５０〜５００
ｍＰａ・ｓの粘度を呈するものが好適である。
【００２９】粘度が１５０ｍＰａ・ｓより低いと、泥状
化領域中に注入した硬化材が上方に逸走しやすく、硬化
材混じりの泥状物が排出されてしまう。一方、２０００
ｍＰａ・ｓより高くすると、使用する増粘剤の添加量が
過剰となりコスト高になるとともに粘性が高すぎて硬化
材の圧送ラインで閉塞トラブルが発生しやすくなる。こ
の点については後述の実験結果とともに説明する。ま
た、ここで使用する増粘剤としてはセルロース系、アク
リル系、天然高分子系、繊維状鉱物系など種々のものを
使用することができる。
化領域中に注入した硬化材が上方に逸走しやすく、硬化
材混じりの泥状物が排出されてしまう。一方、２０００
ｍＰａ・ｓより高くすると、使用する増粘剤の添加量が
過剰となりコスト高になるとともに粘性が高すぎて硬化
材の圧送ラインで閉塞トラブルが発生しやすくなる。こ
の点については後述の実験結果とともに説明する。ま
た、ここで使用する増粘剤としてはセルロース系、アク
リル系、天然高分子系、繊維状鉱物系など種々のものを
使用することができる。
【００３０】硬化材の吐出圧力は、グラウトポンプ１４
の元圧で２０〜２００Ｋｇｆ／cm2にするのが好適であ
り、切削工程での高圧液の吐出圧力よりかなり低圧力に
設定される。
の元圧で２０〜２００Ｋｇｆ／cm2にするのが好適であ
り、切削工程での高圧液の吐出圧力よりかなり低圧力に
設定される。
【００３１】（実験例） ＜実験１：硬化材の排出状況および砂分の沈澱状況に関
する実験＞ 本実験は、本発明の硬化材注入工程を想定した模擬実験
であり、硬化材の粘性を変化させた場合における、余剰
泥状物に混入し排出される硬化材の排出状況の違いを調
べたものである。
する実験＞ 本実験は、本発明の硬化材注入工程を想定した模擬実験
であり、硬化材の粘性を変化させた場合における、余剰
泥状物に混入し排出される硬化材の排出状況の違いを調
べたものである。
【００３２】人工的に作成した模擬泥状化領域中に注入
管を挿入し、その先端から異なる粘性を呈する硬化材を
側方に吐出（吐出量１０リットル／分）しながら注入管
を１分あたり２００mmピッチで順次引き上げることによ
って、硬化材を前記領域中に注入し、その際排出される
余剰泥状物の各ステップ毎のＰＨ値および注入した硬化
材中における砂分の沈澱厚さを測定し、その結果を表１
に示した。
管を挿入し、その先端から異なる粘性を呈する硬化材を
側方に吐出（吐出量１０リットル／分）しながら注入管
を１分あたり２００mmピッチで順次引き上げることによ
って、硬化材を前記領域中に注入し、その際排出される
余剰泥状物の各ステップ毎のＰＨ値および注入した硬化
材中における砂分の沈澱厚さを測定し、その結果を表１
に示した。
【００３３】使用硬化材は水：セメント比が１００％の
セメントスラリーに対し増粘剤を添加量を変化させて加
え、種々の粘性に調整したものである。
セメントスラリーに対し増粘剤を添加量を変化させて加
え、種々の粘性に調整したものである。
【００３４】またこの模擬泥状物領域は、エアを伴った
高圧水を噴射し砂質土地盤を切削した際に形成される泥
状化領域を想定したものであり、砂１重量部と水１重量
部とを混合した泥状物（比重約１．３５）を直径５００
mm、高さ１２００mmの透明なアクリル製の円筒管に充填
し作成したものである。増粘剤としては、セルロース系
増粘剤（商品ＭＪ−２：日東化学工業社製）と繊維状粘
土鉱物系増粘剤（「アタパルジャイト」：ユニオン化成
社製）の２種類を使用した。
高圧水を噴射し砂質土地盤を切削した際に形成される泥
状化領域を想定したものであり、砂１重量部と水１重量
部とを混合した泥状物（比重約１．３５）を直径５００
mm、高さ１２００mmの透明なアクリル製の円筒管に充填
し作成したものである。増粘剤としては、セルロース系
増粘剤（商品ＭＪ−２：日東化学工業社製）と繊維状粘
土鉱物系増粘剤（「アタパルジャイト」：ユニオン化成
社製）の２種類を使用した。
【００３５】なお、表１に示す粘度はＢ型粘度計での計
測値である。また泥状物のＰＨ値は、排出される泥状物
に対する硬化材分の混入状況を確認するためのものであ
り、ＰＨ値１１以上になるとかなりのセメント分が含ま
れていると推測される。さらに沈澱の厚さは、硬化材の
注入完了後１５分経過した時点での前記円筒管下部に沈
降した砂分の厚さを計測したものである。
測値である。また泥状物のＰＨ値は、排出される泥状物
に対する硬化材分の混入状況を確認するためのものであ
り、ＰＨ値１１以上になるとかなりのセメント分が含ま
れていると推測される。さらに沈澱の厚さは、硬化材の
注入完了後１５分経過した時点での前記円筒管下部に沈
降した砂分の厚さを計測したものである。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１の結果から、セルロース系、繊維状粘
土鉱物系どちらの増粘剤においても粘度を１５０ｍＰａ
・ｓ以上にすれば、排泥水のＰＨ値１１以下、砂分の沈
澱厚さ約１０cm前後となり、ほぼ良好な結果が得られ、
さらに粘度を２５０ｍＰａ・ｓ以上にすれば、ＰＨ値１
０以下、砂分の沈澱厚さ１０cm以下となり、さらに良好
な結果が得られることが分かる。
土鉱物系どちらの増粘剤においても粘度を１５０ｍＰａ
・ｓ以上にすれば、排泥水のＰＨ値１１以下、砂分の沈
澱厚さ約１０cm前後となり、ほぼ良好な結果が得られ、
さらに粘度を２５０ｍＰａ・ｓ以上にすれば、ＰＨ値１
０以下、砂分の沈澱厚さ１０cm以下となり、さらに良好
な結果が得られることが分かる。
【００３８】＜実験２：孔壁保持性実験＞ 本実験は、高圧液（切削水）により地盤を切削した際に
形成される泥状化領域を想定した模擬実験であり、使用
する切削水の粘性を変化させた際の、泥状化領域の孔壁
安定性の違いを調べたものである。
形成される泥状化領域を想定した模擬実験であり、使用
する切削水の粘性を変化させた際の、泥状化領域の孔壁
安定性の違いを調べたものである。
【００３９】まず縦３５０mm×横５５０mm×高さ４００
mmの容器に砂を敷き詰めて模擬地盤（相対密度３０％、
密度１．６ｇ／cm 3 ，飽和度１００％）を作り、この模
擬地盤に予め建て込んでおいた直径５０mmの中空パイプ
内に種々の粘度を有する模擬切削水を充填したのち、パ
イプを地盤から引き抜くことによって模擬泥状化領域を
形成し、次いでこの模擬泥状化領域にセメントミルクを
充填し、その結果形成される硬化体の形状から孔壁保持
性を確認するという方法で、切削水の粘性を変化させた
際の孔壁保持性の違いを調べたものである。その結果を
表２に示した。
mmの容器に砂を敷き詰めて模擬地盤（相対密度３０％、
密度１．６ｇ／cm 3 ，飽和度１００％）を作り、この模
擬地盤に予め建て込んでおいた直径５０mmの中空パイプ
内に種々の粘度を有する模擬切削水を充填したのち、パ
イプを地盤から引き抜くことによって模擬泥状化領域を
形成し、次いでこの模擬泥状化領域にセメントミルクを
充填し、その結果形成される硬化体の形状から孔壁保持
性を確認するという方法で、切削水の粘性を変化させた
際の孔壁保持性の違いを調べたものである。その結果を
表２に示した。
【００４０】この疑似切削水は、清水（Ｗ）に添加量を
変えて増粘剤を加え、種々の粘性に調整したものであ
る。増粘剤としては、ポリアニオン化セルロース系増粘
剤（商品名「ＤＫ−ハイポリマー」：第一工業製薬社
製）とセルロース系増粘剤（商品名「ＭＪ−２」：日東
化学工業社製）の２種類を使用した。
変えて増粘剤を加え、種々の粘性に調整したものであ
る。増粘剤としては、ポリアニオン化セルロース系増粘
剤（商品名「ＤＫ−ハイポリマー」：第一工業製薬社
製）とセルロース系増粘剤（商品名「ＭＪ−２」：日東
化学工業社製）の２種類を使用した。
【００４１】
【表２】
【００４２】実験２の結果から増粘剤の種類に関係な
く、疑似切削水の粘度を１００ｍＰａ・ｓ程度以上にす
ればほぼ孔壁保持が図れることが判る。
く、疑似切削水の粘度を１００ｍＰａ・ｓ程度以上にす
ればほぼ孔壁保持が図れることが判る。
【００４３】 ＜実験３：切削水の粘性の違いによる硬化材の置換性に
関する実験＞ 本実験は、実験１と同様に本発明の硬化材注入工程を想
定した模擬実験であり、硬化材の粘性を変化させた場合
における、余剰泥状物に混入し排出される硬化材の排出
状況の違いを調べたものである。
関する実験＞ 本実験は、実験１と同様に本発明の硬化材注入工程を想
定した模擬実験であり、硬化材の粘性を変化させた場合
における、余剰泥状物に混入し排出される硬化材の排出
状況の違いを調べたものである。
【００４４】粘性の異なる疑似切削水１重量部と砂１重
量部とを混合し、種々の粘性に調整した実験１と同様な
模擬泥状化領域を作成し、その泥状化領域に対し注入管
を挿入し、次いで、セルロース系増粘剤を添加し粘度２
５０ｍＰａ・ｓに調整した硬化材を吐出（吐出量１０リ
ットル／分）しながら、注入管を１分あたり２００mmピ
ッチで順次引き上げることによって硬化材を前記領域中
に注入し、その際排出される泥状物のＰＨ値を各ステッ
プ毎に測定し、硬化材の排出状況を調べた。その結果を
表３に示した。
量部とを混合し、種々の粘性に調整した実験１と同様な
模擬泥状化領域を作成し、その泥状化領域に対し注入管
を挿入し、次いで、セルロース系増粘剤を添加し粘度２
５０ｍＰａ・ｓに調整した硬化材を吐出（吐出量１０リ
ットル／分）しながら、注入管を１分あたり２００mmピ
ッチで順次引き上げることによって硬化材を前記領域中
に注入し、その際排出される泥状物のＰＨ値を各ステッ
プ毎に測定し、硬化材の排出状況を調べた。その結果を
表３に示した。
【００４５】
【表３】
【００４６】この結果から、疑似切削水の粘度を７５０
ｍＰａ・ｓ以下にすれば、排泥水のＰＨ値は約１０以下
となり、排泥水に伴う硬化材の排出を防ぐことが可能で
あることが分かる。７５０ｍＰａ・ｓより粘度を高くし
た場合にはＰＨ値は１１以上を示し、目視でも注入管の
周囲からの硬化材の排出が確認された。これは、切削水
の粘度を高くし過ぎると、注入管から吐出した硬化材が
目標域に注入されずに上方に逸走しやすくなるためと推
定される。
ｍＰａ・ｓ以下にすれば、排泥水のＰＨ値は約１０以下
となり、排泥水に伴う硬化材の排出を防ぐことが可能で
あることが分かる。７５０ｍＰａ・ｓより粘度を高くし
た場合にはＰＨ値は１１以上を示し、目視でも注入管の
周囲からの硬化材の排出が確認された。これは、切削水
の粘度を高くし過ぎると、注入管から吐出した硬化材が
目標域に注入されずに上方に逸走しやすくなるためと推
定される。
【００４７】
【実施例】図１〜図４に示す工程をもって、図５に示す
注入管を用いて砂質地盤を対象に本発明の実験を行っ
た。
注入管を用いて砂質地盤を対象に本発明の実験を行っ
た。
【００４８】まず、注入管を砂質地盤中に建て込み、注
入管の核ノズルから清水に重量比０．８％のセルロース
系増粘剤（商品名ＭＪ−２：日東化学工業社製）を添加
し、粘度１８０ｍＰａ・ｓに調整した切削水を４００Ｋ
gf／cm 2 の圧力で、一方、包囲ノズルから圧縮空気を７
Ｋｇｆ／cm2の圧力で噴射することよって切削工程を実
施した。
入管の核ノズルから清水に重量比０．８％のセルロース
系増粘剤（商品名ＭＪ−２：日東化学工業社製）を添加
し、粘度１８０ｍＰａ・ｓに調整した切削水を４００Ｋ
gf／cm 2 の圧力で、一方、包囲ノズルから圧縮空気を７
Ｋｇｆ／cm2の圧力で噴射することよって切削工程を実
施した。
【００４９】次いで切削工程で泥状化した地盤の下端ま
で注入管を再度挿入し、注入管を回転させながら硬化材
噴射ノズルから水：セメント比１００％のセメントスラ
リーに重量比０．６％のセルロース系増粘剤（商品名Ｍ
Ｊ−２：日東化学工業社製）を添加し、粘度４００ｍＰ
ａ・ｓに調整した硬化材を５０Ｋｇｆ／cm2の圧力で吐
出させ、改良上限位置まで注入管を順次引き上げること
によって硬化材注入工程を実施し、硬化体（直径約２，
４００ｍ，長さ１０ｍ）の造成を行った。
で注入管を再度挿入し、注入管を回転させながら硬化材
噴射ノズルから水：セメント比１００％のセメントスラ
リーに重量比０．６％のセルロース系増粘剤（商品名Ｍ
Ｊ−２：日東化学工業社製）を添加し、粘度４００ｍＰ
ａ・ｓに調整した硬化材を５０Ｋｇｆ／cm2の圧力で吐
出させ、改良上限位置まで注入管を順次引き上げること
によって硬化材注入工程を実施し、硬化体（直径約２，
４００ｍ，長さ１０ｍ）の造成を行った。
【００５０】切削工程では切削水の吐出量を２５０リッ
トル／分、引き上げ速度を１５秒／ピッチ（１ピッチ＝
２５mm）、硬化材注入工程では硬化材の吐出量を２７０
リットル／分、引き上げ速度を３０秒／ピッチに設定し
実施した。
トル／分、引き上げ速度を１５秒／ピッチ（１ピッチ＝
２５mm）、硬化材注入工程では硬化材の吐出量を２７０
リットル／分、引き上げ速度を３０秒／ピッチに設定し
実施した。
【００５１】硬化材注入工程において地上に排出される
泥状物のＰＨ値を測定したところ９．６以下の値を示
し、また目視でもセメント分の排出は確認されず、硬化
材注入工程においてセメント分はほとんど排出されない
という良好な結果が得られた。さらに、造成数日後、地
盤から硬化体を掘り出し出来形の確認をしたところ、硬
化体の下端部分においても所定寸法の杭径が確保され、
また採取したコアサンプルの圧縮強度も７３Ｋｇｆ／cm
2と十分な強度を有しており、未固結部分のない、寸法
通りの硬化体が造成できたことが確認された。
泥状物のＰＨ値を測定したところ９．６以下の値を示
し、また目視でもセメント分の排出は確認されず、硬化
材注入工程においてセメント分はほとんど排出されない
という良好な結果が得られた。さらに、造成数日後、地
盤から硬化体を掘り出し出来形の確認をしたところ、硬
化体の下端部分においても所定寸法の杭径が確保され、
また採取したコアサンプルの圧縮強度も７３Ｋｇｆ／cm
2と十分な強度を有しており、未固結部分のない、寸法
通りの硬化体が造成できたことが確認された。
【００５２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、硬化材
混じりの泥状物を極力地上部に排出せず、しかも未固結
部分の生じない、計画寸法通りの硬化体を造成すること
ができるなどの利点がもたらされる。
混じりの泥状物を極力地上部に排出せず、しかも未固結
部分の生じない、計画寸法通りの硬化体を造成すること
ができるなどの利点がもたらされる。
【図１】本発明の第１工程の説明図である。
【図２】本発明の第２工程の説明図である。
【図３】本発明の第３工程の説明図である。
【図４】本発明の第４工程の説明図である。
【図５】注入管例の縦断面図である。
１…注入管、２…削孔水硬化材用流路、３…高圧液用流
路、４…圧縮エア用流路４、５…削孔ビット、６…吐出
孔、７…硬化材噴射ノズル、８…切替えバルブ、９…高
圧噴射ノズル。
路、４…圧縮エア用流路４、５…削孔ビット、６…吐出
孔、７…硬化材噴射ノズル、８…切替えバルブ、９…高
圧噴射ノズル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−132910（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−143975（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−255925（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−279566（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−18658（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−41944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−90812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E02D 3/12 101
Claims (3)
- 【請求項１】高圧液を噴射する核ノズルとこの核ノズル
の周囲から圧縮エアを噴射する包囲ノズルとを有する高
圧噴射ノズルと、硬化材噴射ノズルとを先端部に設けた
注入管を地盤中に挿入した後、 前記硬化材噴射ノズルから硬化材の噴射を行うことな
く、前記高圧噴射ノズルから、増粘剤を含む１００〜７
５０ｍＰａ・ｓの粘度を有するスラリー状の液体をこれ
を圧送する高圧ポンプの元圧が２００〜７００Ｋｇｆ／
cm 2 とした高圧液と、コンプレッサーの元圧が５〜１０
Ｋｇｆ／cm 2 の圧縮エアとを高圧噴射し、前記注入管を
回転させながら地盤改良上限位置まで引き上げ、地盤の
所定領域を切削するとともにエアリフト効果により切削
土砂の一部を地上に排出することによって所定の泥状化
領域を形成し、 さらに前記泥状化領域の下端部まで注入管を挿入した
後、この注入管を順次引き上げながら、前記高圧噴射ノ
ズルからの噴射を行うことなく、その注入管の先端部の
硬化材噴射ノズルから増粘剤が添加された１５０〜２０
００ｍＰａ・ｓの粘度を有するセメントスラリー硬化材
を圧送ポンプの元圧で２０〜２００Ｋｇｆ／cm 2 で噴射
し、前記泥状化領域の泥状物と前記硬化材を混合すると
ともに余剰の泥状物を地上に排出して地盤中に硬化体を
造成することを特徴とする高圧噴射地盤改良工法。 - 【請求項２】前記高圧噴射ノズルは上下２ヶ所に相反す
る方向に噴射するように設けられている請求項１記載の
高圧噴射地盤改良工法。 - 【請求項３】下部側の高圧噴射ノズルは所定角度斜め上
向きに、上部側の高圧噴射ノズルは所定角度斜め下向き
に設けられている請求項２記載の高圧噴射地盤改良工
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22570998A JP3317902B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 高圧噴射地盤改良工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22570998A JP3317902B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 高圧噴射地盤改良工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000054365A JP2000054365A (ja) | 2000-02-22 |
| JP3317902B2 true JP3317902B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=16833584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22570998A Expired - Fee Related JP3317902B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 高圧噴射地盤改良工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3317902B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102817348A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-12-12 | 宝钢工程技术集团有限公司 | 新近吹填淤泥地基处理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3550392B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2004-08-04 | 有限会社 ニューテック研究▲しゃ▼ | 地盤改良工法と地盤改良装置 |
| JP6005455B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2016-10-12 | 株式会社安藤・間 | 繊維混入地盤改良体の造成方法及びこれに用いる造成管 |
| JP7307650B2 (ja) * | 2019-10-07 | 2023-07-12 | 学校法人早稲田大学 | 切削用組成物及びこれを用いた高圧噴射撹拌工法 |
-
1998
- 1998-08-10 JP JP22570998A patent/JP3317902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102817348A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-12-12 | 宝钢工程技术集团有限公司 | 新近吹填淤泥地基处理方法 |
| CN102817348B (zh) * | 2012-08-31 | 2014-10-01 | 宝钢工程技术集团有限公司 | 新近吹填淤泥地基处理方法 |
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|---|---|
| JP2000054365A (ja) | 2000-02-22 |
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