JP4197501B2 - High pressure spray ground improvement device and high pressure spray ground improvement method - Google Patents
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Description
この発明は、高圧噴射地盤改良装置及び高圧噴射地盤改良方法に関する。 The present invention relates to a high-pressure spray ground improvement device and a high-pressure spray ground improvement method.
経済的な地盤改良を行うためには、改良半径を大きくすることが望まれる。特許文献1には、ロッドに直角方向に設けた攪拌翼の先端部分から高圧噴射によって硬化液を噴流し、ロッドを回転させ、引き抜く地盤改良工法が開示されている。この方法によれば、攪拌翼の長さの分だけ、改良半径を大きくすることができる。
In order to perform economical ground improvement, it is desired to increase the improvement radius.
一方、改良半径を大きくするために、硬化液を高圧で噴射させることが行われている。硬化液を高圧で噴射させると、高圧による側圧が周辺地盤に変位を与え、近接した構造物に悪影響を及ぼすことがある。
この問題を解決するために、特許文献2には、注入ロッドをスクリューオーガー状に構成した高圧噴射地盤改良装置が開示されている。この高圧噴射地盤改良装置を用いた地盤改良方法によれば、スクリューオーガー部によってコア部分を排土して、コア空隙部を形成する。コア空隙部の形成と共に、注入ロッドに硬化材を高圧圧送し、羽根体の先端から外側方向に高圧噴射しつつ、ロッドを回転上昇させる。この際、噴射注入加圧の側圧を、排土したコア空隙部に逃がすことができるため、側圧による変位を防止しながら、中空円筒状の改良体を造成することができる。
On the other hand, in order to increase the improved radius, the curable liquid is sprayed at a high pressure. When the curable liquid is sprayed at a high pressure, the side pressure due to the high pressure may cause displacement of the surrounding ground, which may adversely affect adjacent structures.
In order to solve this problem,
しかしながら、これら従来の方法では、攪拌翼によって切削された円柱状の中心部分の攪拌領域は、直接硬化液を噴流しない構造であるため、攪拌翼外周部の改良混合土は、攪拌領域へ必然的に70%程度吸収されるものの、完全には満たされず、攪拌翼中心部に不均一部分を残すという問題があった。
また、この問題点を解決するために、ロッドを二重管方式として、攪拌領域まで硬化液を供給させる方法も考えられているが、装置が複雑化したり、注入ポンプ等の増設が必要であるため、高コストになるといった問題があった。
However, in these conventional methods, the stirring region in the central part of the columnar shape cut by the stirring blade has a structure that does not directly jet the hardening liquid, so that the improved mixed soil on the outer periphery of the stirring blade is inevitably transferred to the stirring region. However, it was not completely satisfied, and there was a problem that a non-uniform portion was left in the central portion of the stirring blade.
In order to solve this problem, a method of supplying a curable liquid to a stirring region by using a rod as a double tube method is also considered, but the apparatus becomes complicated or an injection pump or the like needs to be added. Therefore, there was a problem that the cost was high.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、中心部に不均一部分のない改良体を造成する高圧噴射地盤改良装置と高圧噴射地盤改良方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a high-pressure spray ground improvement device and a high-pressure spray ground improvement method for creating an improved body having no non-uniform portion at the center. To do.
この発明に係る高圧噴射地盤改良装置は、内部に硬化液が圧送される通路を有するロッドと、このロッドの先端部に取り付けられ、地盤を切削する攪拌翼と、この攪拌翼の先端部に取り付けられ、通路と連通した噴射ノズルと、攪拌翼の上方に取り付けられ、ロッドの回転によって攪拌翼と共に回転し、ロッドが引き上げられる際に、攪拌翼によって乱された攪拌翼上方の土砂を排出するじゃかご体とを備え、じゃかご体の投影面積が、攪拌翼の攪拌面積の10〜70%に相当することを特徴とする。 A high-pressure jet ground improvement device according to the present invention includes a rod having a passage through which a hardening liquid is pumped, a stirring blade attached to a tip portion of the rod, cutting the ground, and a tip attached to the tip portion of the stirring blade. is, an injection nozzle in communication with the passageway, mounted above the stirring blade rotates with the stirring blade by the rotation of the rod, when the rod is lifted, 's to discharge the stirring blade upper sediment was disturbed by the stirring blade and a car body, the projected area of the gabion body, characterized in that corresponding to 10% to 70% of the agitation area of the agitation blades.
また、この発明に係る高圧噴射地盤改良方法は、先端部に、攪拌翼及び、この攪拌翼の上方に、攪拌面積の10〜70%に相当する投影面積を有するじゃかご体を備えたロッドを、先端部側から地盤の所定深度まで貫入させる工程と、ロッド先端部を引き上げると共に、じゃかご体が攪拌翼上方の土砂を排出することによって、攪拌翼上方に体積変化を生じさせる工程と、噴射ノズルから硬化液を高圧噴射する工程と、高圧噴射された硬化液が地盤と混合されて混合土となり、攪拌翼上方に生じた体積変化によって、混合土が、攪拌翼によって乱された領域に吸引される工程とから構成される。
Further, the method for improving the high-pressure jet ground according to the present invention comprises a rod provided with a stirring blade at the tip and a cage body having a projected area corresponding to 10 to 70% of the stirring area above the stirring blade. a step of penetrating the front end portion to a predetermined depth of the ground, along with raising the rod tip by gabion body discharges a stirring blade upper soil, a step of causing a volume change in the stirring blade upward, injection The step of high-pressure injection of the curable liquid from the nozzle and the high-pressure injected curable liquid is mixed with the ground to become mixed soil, and the mixed soil is sucked into the area disturbed by the stirring blade due to the volume change generated above the stirring blade The process is comprised.
この発明によれば、攪拌翼の上方に、ロッドの回転によって攪拌翼と共に回転する土砂排出部材を取り付け、攪拌翼によって乱された攪拌翼上方の土砂を土砂排出部材が保持することによって、攪拌領域に体積変化が発生するため、外周部の混合土が攪拌領域に吸引されやすくなり、中心部に不均一部分のない改良体を造成することができる。 According to this invention, the earth and sand discharging member that rotates together with the stirring blade by the rotation of the rod is attached above the stirring blade, and the earth and sand discharging member holds the earth and sand above the stirring blade that is disturbed by the stirring blade. Therefore, the mixed soil at the outer peripheral portion is easily sucked into the stirring region, and an improved body having no non-uniform portion at the central portion can be formed.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に示されるように、この実施の形態に係る高圧噴射地盤改良装置1は、高圧噴射攪拌装置2とロッド3とで構成される。高圧噴射攪拌装置2には、駆動装置4が昇降自在に取り付けられ、駆動装置4にロッド3が回転可能に連結されている。ロッド3は、高圧噴射攪拌装置2に取り付けられたチャック5を貫通し、下方に延びている。
ロッド3の先端部分には、地盤を切削する攪拌翼6が、ロッド3に対して左右対称に取り付けられている。また、攪拌翼6の上方には、ロッド3の回転によって攪拌翼6と共に回転するように、土砂排出部材である逆円錐型スクリュー盤7が取り付けられている。この逆円錐型スクリュー盤7の投影平面形状については、スクリュー盤の刃先7aが少なくとも1周以上形成されたスクリュー盤である。
攪拌翼6の片方の先端には噴射ノズル8が設置され、ロッド3内に設けられた図示しない通路に連通している。この図示しない通路は、スイベル9を介してロッド3に接続されたホース10と連通し、ホース10は、硬化液を貯蔵する図示しない容器に連通している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the high-pressure jet
A
An
図2に示されるように、ロッド3に対して垂直な面に投影された逆円錐型スクリュー盤7の投影面積をA1とし、攪拌翼6が回転する際にロッド3に対して垂直な面に描かれる円形領域の面積である攪拌面積をA2とする。A1とA2の関係が、A1=(0.1〜0.7)×A2となるように、逆円錐型スクリュー盤7の大きさが設定されている。この関係を、図3で示されるような直径の比率で表すと、D1=(0.3〜0.85)D2となる。
As shown in FIG. 2, a plane perpendicular to the
次に、この実施の形態に係る高圧噴射地盤改良装置1の動作を、図1に基づいて説明する。
駆動装置4により、ロッド3が回転され下降される。これにより、攪拌翼6が回転し、ロッド3の周りの地盤を切削しながら、ロッド3を地盤の所定深度まで貫入させる。
Next, the operation of the high-pressure jet
The
地盤の所定深度まで貫入されたロッド3は、駆動装置4によって回転しながら引き上げられる。この際、硬化液11が、図示しない容器からホース10を介してロッド3内に設けられた図示しない通路を圧送され、噴射ノズル8から噴射される。その噴射によるエネルギーによって、攪拌ノズル8周辺の地盤を混合攪拌し、円筒状の改良体12を造成する。尚、高圧噴射方向は一方向だけでなく、両方向であってもよい。すなわち、攪拌翼6の片方の先端のみに噴射ノズル8が設置されているのではなく、両方の先端に噴射ノズル8が設置されていてもよい。
The
一方、攪拌翼6の回転と共に逆円錐型スクリュー盤7が回転し、攪拌翼6によって切削された円筒状の攪拌領域14内の乱された土を、逆円錐型スクリュー盤7が図4に示されるような球根形状15で保持し上昇させる。この時、この攪拌領域14に体積変化が起こり、改良体12のまだ硬化していない流動化した改良混合土が攪拌領域14に流れ込んで体積変化分を埋め合わせることによって、攪拌領域14に円柱状の改良体13が造成される。
On the other hand, the reverse
このように、攪拌翼6の上方に取り付けられた逆円錐型スクリュー盤7によって、攪拌領域14の乱された土を排出させて体積変化を生じさせ、その体積変化によって攪拌翼6の外周部に形成された改良体から、まだ硬化していない改良混合土が流れ込むので、攪拌翼6外周部に造成された改良体と同質の円柱状改良体を、攪拌領域14に造成することができ、中心部に不均一部分のない改良体を造成することができる。
In this manner, the inverted
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2に係る高圧噴射地盤改良装置を図5及び6に基づいて説明する。
この実施の形態2に係る高圧噴射地盤改良装置は、実施の形態1に対して、土砂排出部材をじゃかご体にしたものである。図5に示されるように、攪拌翼6の上方に円環21を取り付け、円環21に2本の金属棒22が半球状に曲げられて接続されることによって、じゃかご体23が形成されている。図6は、じゃかご体23の平面図であるが、円環21は2本の支持棒24によって、ロッド3に取り付けられている。
Next, a high-pressure jet ground improvement apparatus according to
The high-pressure jet ground improvement device according to the second embodiment is a structure in which the earth and sand discharging member is a cage body as compared with the first embodiment. As shown in FIG. 5, a
このじゃかご体23を備えたロッド3が地盤の所定深度まで貫入された後、回転しながら引き上げられると、円環21と金属棒22とによって構成された半球状の空間に、乱された土が入り込む。すると、実施の形態1と同様に、円環21上に図4に示されるような球根状の土の塊が形成されて排出され、攪拌領域14に体積変化が起こる。その結果、中心部に不均一部分のない改良体が造成される。
When the
この実施の形態で使用されたじゃかご体23は、円環21と2本の金属棒22によって半球状に形成されていたが、このような構成に限定されるものではない。乱された土を内部に取り込むことのできる空間を有したものであれば、同様の効果を得ることができる。
The
次に、この発明に係る高圧噴射地盤改良装置1について、中心部に不均一部分のない改良体を造成する効果を、実施例によって確認した。
使用した装置は、実施の形態1に係る高圧噴射地盤改良装置1であって、逆円錐型スクリュー盤7の投影面積A1と、攪拌翼6の攪拌面積A2との比率を変化させたときの、中心部分に残る不均一部分の直径(中心部不均一径)を測定した。
Next, with respect to the high-pressure jet
The used apparatus is the high-pressure jet
この結果を図7に示す。A1/A2が増大すると、中心部不均一径が低下する。特に、A1/A2が0.1以下の範囲では、この傾向が著しい。この結果を基に、逆円錐型スクリュー盤7の大きさを、A1=(0.1〜0.7)×A2となるように設定した。A1<0.1A2であると、攪拌領域14の体積変化が小さすぎて、攪拌翼6の外周から吸収される改良土が不足し、改良体中心部の不均一部分が大きくなるからであり、A1>0.7A2であると、貫入・引き抜き抵抗が大きすぎ作業能率が落ちてしまうからである。
一方、A1/A2≒0.25〜0.30程度でほぼ不均一径がゼロと見なせることから、貫入抵抗等の施工能率を考えると、A1/A2はこの範囲で最適であると考えられる。ただし、改良対象土が非常に軟弱なヘドロ等の場合には、硬化材の噴射エネルギーによって改良土が周辺に逃げやすくなるので、A1/A2の値を0.25〜0.30より大きく設定する必要がある。
The result is shown in FIG. As A 1 / A 2 increases, the center non-uniform diameter decreases. In particular, this tendency is remarkable when A 1 / A 2 is 0.1 or less. Based on this result, the size of the inverted
On the other hand, since A 1 / A 2 ≈0.25 to 0.30 and the non-uniform diameter can be regarded as zero, considering the construction efficiency such as penetration resistance, A 1 / A 2 is optimal within this range. it is conceivable that. However, in the case where the soil to be improved is very soft sludge, etc., the improved soil easily escapes to the periphery by the injection energy of the hardener, so the value of A 1 / A 2 is larger than 0.25 to 0.30. Must be set.
1 高圧噴射地盤改良装置、3 ロッド、6 攪拌翼、7 逆円錐型スクリュー盤、8 噴射ノズル、11 硬化液、23 じゃかご体。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
この前記ロッドの先端部に取り付けられ、地盤を切削する攪拌翼と、
この前記攪拌翼の先端部に取り付けられ、前記通路と連通した噴射ノズルと、
前記攪拌翼の上方に取り付けられ、前記ロッドの回転によって前記攪拌翼と共に回転し、前記ロッドが引き上げられる際に、前記攪拌翼によって乱された前記攪拌翼上方の土砂を排出するじゃかご体と、
を備え、
前記じゃかご体の投影面積が、前記攪拌翼の攪拌面積の10〜70%に相当することを特徴とする高圧噴射地盤改良装置。 A rod having a passage through which the curable liquid is pumped;
A stirring blade attached to the tip of the rod and cutting the ground;
An injection nozzle attached to the tip of the stirring blade and in communication with the passage;
Mounted above the stirring blade rotates with the stirring blade by the rotation of the rod, when said rod is pulled, the gabion body for discharging the stirring blade upper sediment was disturbed by the agitation blade,
With
The high pressure jet ground improvement device, wherein the projected area of the cage body corresponds to 10 to 70% of the stirring area of the stirring blade.
前記ロッド先端部を引き上げると共に、前記じゃかご体が前記攪拌翼上方の土砂を排出することによって、前記攪拌翼上方に体積変化を生じさせる工程と、
前記噴射ノズルから硬化液を高圧噴射する工程と、
高圧噴射された硬化液が地盤と混合されて混合土となり、前記攪拌翼上方に生じた体積変化によって、前記混合土が、前記攪拌翼によって乱された領域に吸引される工程と
を備える高圧噴射地盤改良方法。 A rod provided with a stirring blade at the tip and a cage body having a projected area corresponding to 10 to 70% of the stirring area above the stirring blade is penetrated from the tip to the predetermined depth of the ground. Process,
The step of pulling up the tip of the rod and causing the cage body to change the volume above the stirring blade by discharging the earth and sand above the stirring blade;
A step of high-pressure jetting the curable liquid from the jet nozzle;
A high pressure jet including a step of mixing the hardened liquid sprayed with high pressure with the ground into mixed soil, and sucking the mixed soil into a region disturbed by the stirring blade by a volume change generated above the stirring blade. Ground improvement method.
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