JP3909176B2 - 地盤改良工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、所定の地盤を改良する工事において、ジェットグラウト工法とコンパクショングラウチング工法を併用して、セメントを含む排泥を減量する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く山間林野部が多く、しかも、複雑に入り込んだ長い海岸線に迫っている特殊な地勢条件の我が国にあっては、平野部の有効利用は極めて重要であり、農業牧畜用は勿論のこと住宅地用や産業施設用等に利用する技術が極めて重要であり平野地域の活用にとどまらず、遠浅海岸や河川湖沼の流域の所謂軟弱地盤の浚渫等を介して地盤改良を行って有効裡に利用する種々の技術が開発され、そのいずれかは実用に供されるようにはなってきている。
【０００３】
このうち、ジェットグラウト工法は、ロッド先端のモニターに設けた噴出口から地盤中にセメントミルク等の固化材を噴出注入し、地盤中の土粒子と固化材を混合固化させる地盤改良技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、該種在来態様のジェットグラウト工法では、注入する固化材の量とほぼ等しい量のスライムが、ロッドと地盤に形成した削孔の間隙から逆流噴出する。このスライム中には、混入しているセメントミルク等の固化材中のセメント分が大量に含有される排泥がある。したがって、当該排泥は、産業廃棄物として所定の産業廃棄物処理場まで搬出し、産業廃棄物プラントにおいて処理せざるをえない。そのため、従来の工法によれば、産業廃棄物処理場までの運搬コストが高くなり、又、当該排泥を産業廃棄物処理場において処理するコストがかかる不利点がある。その上、環境負荷が大である不都合さがあるだけでなく、施工現場においても、排泥をダンプトラック等に搬出するポンプ施設や運搬道路施設等の大掛かりな施設を要するという難点がある。加えて、当該排泥の後処理に余計な工数がかかる不都合さがあり、結果的にコスト高になる不利点がある。
【０００５】
一方では、軟弱地盤改良工事のみならず、地盤の液状化現象や不等沈下等に有効に対処するべく、所謂コンパクショングラチング工法（特許第２７４３２３２号／特開平６−１０８４４９号公報）が地盤改善工法として開発され、優れた地盤改善工法として実用化されてプラス的に役立ってきている。
【０００６】
当該コンパクショングラチング工法においては、まず、地盤中に削孔を切削し、ロッドを挿入する。次に、当該ロッドの先端開口部から、低スランプの流動性が低く，自己硬化性を有する固化材を噴出して、地盤中に充填する。そして、ステップアップ（ボトムアップ）やトップダウンのプロセスにおいて、所定のステージ毎にブロック状の積層状態に充填形成し周辺地山を圧縮して固結状態を維持する。このコンパクショングラチング工法は、地盤改良は勿論のこと、不等沈下や液状化現象が防止出来るようにされているものであり、地盤中への充填プロセスにおいて削孔中への固化材の溶出性がなく環境負荷の極めて少ない地盤改良工事ではある。
【０００７】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は、上述従来技術に基づく地盤に形成した削孔中に挿入するロッド内に２系統以上の径路を有するようにし、ジェットグラウト工法とコンパクショングラチング工法を同時併行的に施工することにより、セメントを含有する排泥の少ないスライムを排出する施工が実現し得るようにして、建設産業における土木技術利用分野に益する優れた地盤改良工法を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（５）記載の地盤改良工法により達成される。
（１） 地盤を所定径、及び、深度に削孔し、削孔中にロッドを挿入して、その先端モニター部のノズル部より地盤中に固化材を噴出注入するようにする地盤改良工法において、
上記ロッドの少なくとも２系統以上の経路を介し、高圧液と低スランプの硬練りモルタルとを別々に圧送して、該ロッドの進退のいずれかのプロセスで、高圧液により地盤を切削して排泥すると同時に、硬練りモルタルを地盤中に充填固化させるようにすることを特徴とする地盤改良工法。
（２） 地盤を所定径、及び、深度に削孔し、削孔中にロッドを挿入して、その先端モニター部のノズル部より地盤中に固化材を噴出注入するようにする地盤改良工法において、
上記ロッドの少なくとも３系統以上の経路を介し、圧縮空気と高圧液と低スランプの硬練りモルタルとを別々に圧送して、該ロッドの進退のいずれかのプロセスで、圧縮空気を併用した高圧液により地盤を切削して排泥すると同時に、硬練りモルタルを地盤中に充填固化させるようにすることを特徴とする地盤改良工法。
（３） 上記高圧液による地盤切削工程において、高圧液が交差するように複数のノズルから高圧液を噴射することを特徴とする上記（１）又は（２）記載の地盤改良工法。
（４） 上記ロッドの進退を、水平施工か傾斜施工のいずれかにより行うようにすることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の地盤改良工法。
（５） 上記地盤の切削をジェットグラウト工法によりするようにし、又、上記地盤への硬練りモルタルの充填固化をコンパクショングラチング工法により行うようにすることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の地盤改良工法。
【０００９】
【作用】
上述構成において、地盤改良を施工する際には、まず、所定改良地域の地盤エリアに施工プラントを搬入する。次に、所定の径、及び、深度に削孔を堀削して、削孔中に、所定径の少なくとも２系統以上の圧送路を設ける。そして、中心部の径路に、低スランプの固化材のコンパクショングラチング施工用の硬練りモルタルを、特殊なポンプで圧送する。又、別の径路には、高圧液をポンプを介し圧送し、先端モニター部のノズルから地盤を噴出切削する。又、更には、もう１つの径路介して圧縮空気を圧送して、地盤を切削するジェットグラウトが効率的に行えるようにする。
また、地盤を切削すると共に、モニター先端の開口部より硬練りモルタルを地盤中に充填する。この際、充填する固化材が低スランプの硬練りモルタルであるため、セメント分を溶出せず、セメント分を含まないスライムとして処理することができる。
このように、本発明は、少なくとも施工現場からのダンプトラック等による産業廃棄物処理場までの搬送がなく、施工現場において極めて容易に環境負荷を少なくして処分が出来るようにした環境に優しい地盤改良工法としたものである。
【００１０】
その為に、施工現場での処理施設の面積が縮少され、施工能率も短期間で高能率に行われ、低コストで施工が出来る。又、当該工法によれば、垂直方向ばかりでなく、水平方向や傾斜方向に対する地盤改良をも行うことが出来る。
【００１１】
【発明が実施しようとする形態】
この出願の発明の実施しようとする形態を実施例の態様として図面に従って説明すれば以下の通りである。
まず、図１乃至図３に示す実施例は、垂直削孔１を地盤２の所定エリアに掘削して行う通常施工の態様を示している。この態様において、削孔１中には、先端にモニター４を有するロッド５が挿入してある。このモニター４の上部には、在来周知のジェットグラウト工法用のノズル６が設けられており、また、ロッド５の先端には、硬練りモルタル１２を排出充填するための開口部７が設けられている。
【００１２】
そして、ロッド５のモニター４の上部のノズル６からは、ジェットグラウト用の高圧液８が、相互に交差状態で噴射されるようになっている。なお、本発明において、高圧液とは、水、泥水、固化材、薬液等をいう。
【００１３】
そして、該１本のロッド５は、図２に示す様に２重管タイプの２系統とされており、内側の系統９を介して硬練りモルタルの固化材が圧送され、又、その外側の径路１０を介して高圧液が圧送されるようになっている。また、上述したノズル６は、外側の径路１０に接続されており、交差する方向に高圧液８を噴射するようになっている。
【００１４】
又、当該施工は、図４に示すような水平に噴出注入する態様にも適用出来ることは勿論のことである。
【００１５】
尚、１１は削孔１に接続する地盤表面に地盤２の表面に形成されたピットであり、このピット１１には、図示しないポンプや排泥処理装置が配設されている。
【００１６】
而して、硬練りモルタル１２は、先述のコンパクショングラチング工法に用いられる低スランプの自己硬化性と所定の固結性を有する固化材である。
【００１７】
該固化材の硬練りモルタルは、石炭灰や焼却灰等の灰材を用いることが出来るものであり、又、生コンクリート廃材等の再資源化されたものをも用いることが出来るものである。
【００１８】
又、固化材の強度を必要に応じて自由に設定することも可能である。
【００１９】
而して、当該低スランプの固化材については、特願平１０−３４５０８５号に開示してあるようなものである。
【００２０】
上述構成において、まず、所定地盤２にピット１１を介し削孔１を掘削切削して、ロッド５を挿入する。次に、ロッド５のモニター４のノズル６から、高圧液、または、圧縮空気を併用した高圧液を噴射し、先端開口部７から所定の低スランプの硬練りモルタルの固化材１２を所定のポンプ等により送給する。これにより、開口部７から、低スランプの硬練りモルタル１２が地盤２中に充填注入される。
【００２１】
しかしながら、高圧液８がノズル６から削孔１を介して地盤２中に噴出されて、その下側の低スランプの硬練りモルタル１２に触れても、該硬練りモルタル１２の固化材の非溶出性のために、該硬練りモルタル１２の固化材からセメント分は溶出しない。したがって、排泥のスライム５´にセメント分は含まれない状態であり、そのためピット１１内の排泥のスライム５´はセメント分の含まない産業廃棄物とされる。その結果、現地でのフィルタプレス等の廃棄処理物手段により極めて容易に環境負荷の少ない廃棄物処理をすることが可能になり、又、遠隔地に設けられている産業廃棄物処理場への搬送もなくて済むこととなる。
【００２２】
又、図３に示す実施例においては、ロッド５は、一種の三重管方式の三つの径路を有している。このロッド５の中心部にはコンパクショングラチングの固化材の硬練りモルタル１２の圧送通路９が設けられており、また、圧送通路９の外側には中径路１０が設けられており、更に、最外側には外径路１３が設けられている。中径路１０および外径路１３を介して、高圧液及び圧縮空気が、それぞれ、ポンプにより圧送されるようになっている。そして、高圧液または圧縮空気を併用した高圧液が、モニター４の上部のノズル６から交差状態で噴射されるようになっている。圧縮空気を併用した高圧液の場合には、圧縮空気で囲繞されているためにジェットグラウト施工に際しての地盤の切削効果はより大きくなり、掘削された部分に対する低スランプの硬練りモルタルの固化材１２の充填も容易に行われる。
【００２３】
尚、当該施工は水平方向も適用し得るものである。
【００２４】
そして、各開口部７から地盤中に充填される低スランプの硬練りモルタル１２の固化材は周辺地盤を圧縮し、前記特許に記載されているような地盤不等沈下や液状化現象の防止にも充分に役立つものである。
【００２５】
尚、この出願の発明の実施例は上述実施例に限らず、例えば、一般軟弱地盤の改良やアンダーピニングやシールドトンネルの周辺地盤の周辺防護に適用出来ることは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 出願の発明の通常施工態様の縦断面図である。
【図２】 ２径路のロッドの断面図である。
【図３】 ３径路のロッドの断面図である。
【図４】 当該水平施工に用いる排泥処理態様に用いる排泥管のピットとの取り合い断面図である。
【符号の説明】
１ 削孔
２ 地盤
４ モニター
５ ロッド
５´ スライム
６ ノズル
７ 開口部
８ 高圧液
１２ 硬練りモルタル
１４ 土留壁
１５ 排泥管

Claims (1)

1. 先端モニター部に設けられた固化材排出口と該先端モニター部の上部に設けられた一対の高圧液用ノズルとを有するロッドを用いることを前提とし、地盤を所定径、及び、深度に削孔し、当該削孔で形成された孔の中に上記ロッドを挿入して、その先端モニター部の固化材排出口より地盤中に固化材を噴出注入するようにする地盤改良工法であって、前記固化材としてコンパクショングラウチング施工用の低スランプの硬練りモルタルを用いる地盤改良工法において、
   上記ロッドの少なくとも３系統以上の経路を介し、圧縮空気と高圧液と低スランプの硬練りモルタルとを別々に圧送して、該ロッドの引上げプロセスで、圧縮空気を併用した高圧液をノズルから噴射させることにより地盤を切削して排泥すると同時に、切削により生じた掘削部分に対し固化材排出口を介して硬練りモルタルを地盤中に充填固化させるようにし、
   上記地盤切削の際に、高圧液が交差するように一対のノズルから高圧液を噴射することを特徴とする地盤改良工法。

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