JP3672266B2

JP3672266B2 - ジェットグラウト工法

Info

Publication number: JP3672266B2
Application number: JP11455795A
Authority: JP
Inventors: 光弘柴崎
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: JPH08302672A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ジェットグラウト工法に関し、特に扇状固結体を造成するジェットグラウト工法と、それを実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のジェットグラウト工法においては、図６に示すように、ガイドホールＨにモニタ４Ａを備えた三重管３を挿入し、三重管３を回転し引き上げながらモニタ４Ａの高圧ノズル５から水の回りをエアで囲った高速ジェット１０を噴射し、そのジェット１０で地山Ｇを切削した空所に、モニタ４Ａの低圧ノズル６Ａから固結材１１Ａを噴射充填して柱状固結体Ｃを築造している。
【０００３】
他方、図７に示すように、所定範囲Ｗに複数の柱状固結体Ｃを整列的に築造して地山を改良する際に、斜線で示す半円形（或いは扇状）部分Ｃ１の施工が無駄になる。したがって、符号Ｃ２で示す様に、水平方向断面が扇状となった固結体（すなわち扇状部分部分Ｃ２だけの固結体）を築造するのが望まれる。
【０００４】
また、図１０で示す様に、複数の柱状固結体Ｃを整列的に築造して壁状の地中固結体を築造する際に、符号Ｃ１１で示す様な扇状固結体を築造すれば、前記壁状の地中固結体の止水性が一段と向上する。
【０００５】
この様な柱状固結体築造の要請に対し、従来は、図８及び図９に示すように、モニタ４Ｂに２個の高圧ノズル５、５を例えば開き角度αで放射状に設け、鎖線で示す開き角度αの扇状固結体Ｃ３を造成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来技術においては、固い地盤の場合に図９に示すように、高速ジェット１０、１０の付近の地山Ｇだけが切削され、所定の扇状固結体Ｃ３が得られない、という問題が存在する。
この問題に対して、高圧ノズル５を複数設けて対処することは可能ではあるが、モニタの構造が極めて煩雑化し、コストの高騰化を招いてしまうので、実用上、無理がある。
【０００７】
また、図８及び図９で示すモニタ４Ｂでは、２個の高圧ノズル５、５の開き角度αが固定されているため、図７に示す半円状の扇状部分Ｃ２の固結体（開き角度が１８０゜）を築造するためには、専用のモニタを製造する必要がある。
【０００８】
さらに、図１０で示す扇状固結体Ｃ１１の開き角度は、柱状固結体の間隔により設定されるが、該間隔は施工現場毎に相違する。しかし、従来技術では高圧ノズル５、５の開き角度αが固定されているため、個々の現場に適合した扇状固結体を築造することが出来ない。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、１個の高圧ノズルにより任意の開き角度の扇状固結体を築造することができるジェットグラウト工法及び装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のジェットグラフと工法は、所定の築造範囲に複数の垂直な柱状固結体（Ｃ）を整列的に複数列に築造するジェットグラウト工法において、垂直なガイドホール（Ｈ）を削孔するガイドホール削孔工程と、下部の一部に周方向寸法が一定な開口（２）を設けたケーシング（１）を前記ガイドホール（Ｈ）に挿入するケーシング挿入工程と、モニタ（４）を備えた三重管（３）を前記ケーシング（１）に挿入する三重管挿入工程と、前記モニタ（４）及び三重管（３）を回転しながら引上げ、前記ケーシング（１）を回転させずに引き上げ、前記モニタ（４）の高圧ノズル（５）から高速ジェット（１０）を噴射して前記ケーシング（１）の開口（２）を介して地盤を扇状に切削しつつ、前記モニタ（４）の低圧ノズル（６）から自立する材料よりなる固結材（１１）を噴射して、切削された地盤と固結材とを混合して、水平断面が開き角度１８０度の扇形状の固結体（１３）を築造する固結体築造工程とにより、中列の柱状固結体（Ｃ）の両端に扇形状の垂直な固結体（１３）を築造し、前記中列の両端の扇形状の固結体（１３）と外列の複数の柱状固結体（Ｃ）とにより水平断面において長方形の築造範囲Ｗを形成するようになっている。
【００１１】
ここで、「垂直」なる文言は完全な垂直方向のみを意味するものでは無く、垂直線に対する傾斜角度が±４５゜の範囲、すなわち垂直方向に対して傾斜した範囲をも包含する意味で用いられている。
【００１２】
換言すれば、本発明により築造される断面が扇状をした固結体は、垂直方向に対して傾斜させて築造させることが出来るものであり、その長手方向中心軸は、垂直線に対する傾斜角度が±４５゜の範囲に存在し得る。
【００１３】
これに伴い、前記「水平方向断面」なる文言は、ガイドホール掘削方向に対して直角な方向、或いは固結体の長手方向に対して直角な方向、における断面を意味している。
【００１６】
【作用】
上記のように構成された本発明のジェットグラウト工法においては、回転するモニタから噴射する高速ジェット及び固結材噴流は、３６０゜全周に渡って噴出するが、ケーシングにより地山内への侵入は遮断される。しかしながら、該ケーシングには下部の一部に周方向寸法が一定な開口が形成されているため、該開口に向かう高速ジェットは地山を掘削する。換言すれば、開口から噴出する高速ジェットは開口よりも半径方向外方の地山の領域（扇状）を全て掘削するので、該掘削された領域の水平方向（固結体の長手方向中心軸に直交する方向）形状は扇状となる。その結果、従来技術の様に、直線状部分のみが掘削されることは無い。また、該開口に向かう固結材噴流は、扇状に掘削された部分の土砂と混合されるのである。
【００１７】
この状態で、モニタ及び三重管を回転しながら引上げ且つ前記ケーシングを回転させずに引き上げれば、ケーシング開口の周方向位置は変化しないので、築造された固結体の水平方向（固結体の長手方向中心軸に直交する方向）断面形状は一様な扇状となる。
【００１８】
ここで、扇状の開き角度は、ケーシングの開口の周方向寸法により決定されるので、各現場毎に適合する開口を形成すれば、個々の施工現場に最適な開き角度を有する扇状固結体を築造することが出来るのである。
【００１９】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２０】
【実施例】
図１には、本発明のジェットグラウト工法を実施する装置が示されている。この装置は、ガイドホールＨに挿入されたケーシング１と、そのケーシング１に挿入され底部にモニタ４を備えた三重管３と、ケーシング１を固定すると共に、三重管３を図示しないスイベルを介して回転する回転装置７、ケーシング１、三重管３及び回転装置７を吊設するクレーン８とから概略構成されている。なお、図中の符号９はモニタ４に高圧水、圧縮空気及び自立する材料から成る固結材を供給する公知のホースであり、回転装置及びスイベルについては公知・市販のものが使用されている。
【００２１】
図２及び図３において、ケーシング１には後述するノズル５及び６に対向する位置に開口２が形成されている。ここで、開口２の開き角度αは図２の例に限定されるものではなく、個々の作業現場の施工事情に応じて最適の開き角度を有する開口２を形成したケーシング１を使用すれば良いのである。すなわち、ケーシング２を所望の開き角度αの開口２を有するものに交換するコストは、ノズルの配置及び個数を変更するコストに比較して、遥かに小さいのである。
【００２２】
図４において、ケーシング３の底部に設けられたモニタ４は公知技術によるもので、上部に高圧ノズル５が設けられ、先端部には低圧ノズル６を設けている。その高圧ノズル５は、中心部からの高圧水ジェットをエアジェットで包む様な態様の高速ジェット１０を噴射するようになっている。そして、低圧ノズル６は、固結材の（噴流或いは）ジェット１１（図４において紙面に垂直な方向に噴射されるジェット）を噴射する。
【００２３】
ここで、固形材料については、自立する材料すなわち流動性が小さく、いわゆる「スランプ」の小さい材料、例えばモルタル、コンクリートスラリー（特にコンクリート）等を、固結材として噴射する。
【００２４】
次に、施工の態様を説明する。
【００２５】
（１）ガイドホール削孔工程
図示しないボーリングマシンで、ガイドホールＨを削孔する。ここで、ガイドホールの削孔方向は、完全に垂直な方向のみならず、垂直線に対する傾斜角度が±４５゜の範囲、すなわち垂直方向に対して傾斜した範囲を含む。
【００２６】
（２）ケーシング挿入工程
ガイドホールＨにクレーン８によりケーシング１を吊り下ろして挿入する。
【００２７】
（３）三重管挿入工程
ケーシング１にクレーン８により三重管３を吊り下ろして挿入する。
【００２８】
（４）扇状固結体築造工程
回転装置７により三重管３を回転し、固定されているケーシング１と共にクレーン８により引き上げながら、高圧ノズル５から高速ジェット１０を噴射すると共に、低圧ノズル６から固結材１１を噴射する。すると図２に示すように、高速ジェット１０は、ケーシング１の開口のない部分ではケーシング１の内壁に妨げられて地山Ｇに噴射されないが、開口２の部分では、開口２を介して一様の強さで噴射される。したがって、図示の例では約１２０度の範囲の地山Ｇが扇状に好適に切削される。そして、切削されて画成された空所１２に、固結材１１が充填されて扇状固結体１３が築造される。
【００２９】
ここで、図示の実施例において、前記した自立する材料、例えばモルタル、コンクリートスラリー（特にコンクリート）等を、固結材として噴射して用いたならば、高圧ジェット１０により切削されて画成された空所１２の壁面が崩壊する以前に、固結材１１を下方から積み上げるように充填し、未充填部分を無くして空所１２の壁面の崩壊を防止し、以て固結体１３の品質を向上することができる。そして固結材１１として自立する材料を用いれば、高速ジェット１０のエアに引張られて固結材１１がガイドホールＨより地表側へ流出しまうことがなく、固結材１１の浪費が防止され、固結材１１の使用量が節約される。
【００３０】
上記のような扇状固結体１３を築造することにより図５に示すように、範囲Ｗに柱状固結体Ｃを整列的に築造する際に、中列両端にそれぞれ扇状固結体１３（図５では開き角度αが１８０度の半円形の扇形状）を築造し、図７に示す従来の無駄な扇状部分Ｃ１を無くすことができる。なお、上述した通り、この開き角度αは、柱状固結体Ｃ・・・の間隔により定められるべきものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、１個の高圧ノズルにより任意の開き角度の扇状固結体を築造して施工費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する装置を示す地山の縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図３】図１のケーシングの要部を示す側面図。
【図４】図１のモニタを示す一部を断面で示す側面図。
【図５】本発明の施工例を示す平面図。
【図６】従来の施工態様の一例を示す地山の縦断面図。
【図７】従来の施工例の不具合を説明する平面図。
【図８】従来の施工態様の他の例を示す地山の縦断面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１０】扇状固結体の施工態様を示す地山の縦断面図。
【符号の説明】
Ｃ、Ｃ１０・・・柱状固結体
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１１・・・扇状部分
Ｃ３・・・扇状固結体
Ｇ・・・地山
Ｈ・・・ガイドホール
α・・・開き角度
１・・・ケーシング
２・・・開口
３・・・三重管
４、４Ａ、４Ｂ・・・モニタ
５・・・高圧ノズル
６、６Ａ・・・低圧ノズル
１０・・・高速ジェット
１１、１１Ａ・・・固結材
１２・・・空所
１３、１４・・・扇状固結体

Claims

所定の築造範囲に複数の垂直な柱状固結体（Ｃ）を整列的に複数列に築造するジェットグラウト工法において、垂直なガイドホール（Ｈ）を削孔するガイドホール削孔工程と、下部の一部に周方向寸法が一定な開口（２）を設けたケーシング（１）を前記ガイドホール（Ｈ）に挿入するケーシング挿入工程と、モニタ（４）を備えた三重管（３）を前記ケーシング（１）に挿入する三重管挿入工程と、前記モニタ（４）及び三重管（３）を回転しながら引上げ、前記ケーシング（１）を回転させずに引き上げ、前記モニタ（４）の高圧ノズル（５）から高速ジェット（１０）を噴射して前記ケーシング（１）の開口（２）を介して地盤を扇状に切削しつつ、前記モニタ（４）の低圧ノズル（６）から自立する材料よりなる固結材（１１）を噴射して、切削された地盤と固結材とを混合して、水平断面が開き角度１８０度の扇形状の固結体（１３）を築造する固結体築造工程とにより、中列の柱状固結体（Ｃ）の両端に扇形状の垂直な固結体（１３）を築造し、前記中列の両端の扇形状の固結体（１３）と外列の複数の柱状固結体（Ｃ）とにより水平断面において長方形の築造範囲Ｗを形成することを特徴とするジェットグラウト工法。