JP7062145B2 - 地盤改良装置、および地盤改良方法 - Google Patents

Description

本発明は、高圧噴射攪拌工法によって地盤改良する装置および方法に関し、特に、施工時に生じる排泥の排出に関するものである。

地盤を改良するために、回転噴射管から固化材を地盤中に噴射して改良体を造成する高圧噴射撹拌工法が知られている。また、地盤中に固化材を噴射する際に排出される排泥を回収するために、地盤上の基礎に地盤改良装置を設け、ボーリング孔から排出される排泥を吸引する手法が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５－２０６２１４号公報

上記のように地盤上の基礎に地盤改良装置を設けて排泥を吸引する手法は、地盤上に基礎が設けられていることが必須の前提となり、そのような基礎が設けられていない地盤の改良に適用することはできない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、基礎が設けられていない地盤などにおいても排泥を容易に回収できるようにすることを目的としている。

上記の目的を達成するために、
本発明は、
ガイドホールに挿入された回転噴射管から固化材を地盤中に噴射して高圧噴射撹拌工法により改良体を造成する地盤改良装置であって、
下端にビットを有し、外周面を地盤に密着させて設けられる上記ガイドホールより大径のシール管と、
上部に回転噴射管が密閉状態で挿通される回転噴射管挿入孔が設けられ、上記シール管の上部に接続されるとともに、排泥送液管が接続され、シール管内を上昇する排泥を密閉状態で排泥送液管に送液する排泥送液管接続部と、
を備えたことを特徴とする。

これにより、密閉状態のシール管が設けられ、その内部から排泥を排出することができるので、地表面に排泥を貯留するピットなどを設けることなく、排泥を排出することができる。

本発明では、基礎が設けられていない地盤などにおいても排泥を容易に回収することができる。

地盤改良装置の構成を示す説明図である。 シール管の分解状態を示す正面図である。 排泥送液管接続部２１１の上部の構成を示す部分拡大縦断面図である。 シール管の組み立て状態を示す正面図である。 改良体の造成過程を示す説明図である。 改良体の造成過程を示す説明図である。 改良体の造成過程を示す説明図である。 改良体の造成過程を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態として、図１に示すような傾斜面を有する堤防の地盤１００に改良体を造成する地盤改良の例を図面に基づいて詳細に説明する。

（地盤改良装置の構成）
地盤１００上には、図１に示すように足場１１０が設けられ、その上に設置された地盤改良機４００を用いて改良体の造成が行われる。足場１１０は、例えば単管を組んで構成され、必要に応じて手すり１１０ａなどが設けられる。

地盤１００の改良体が造成される位置には、例えば外径が２００ｍｍのケーシングロッドが用いられたシール管２１０が設置されている。上記シール管２１０は、詳しくは、後述するガイド管３２０、すなわちガイドホール１０２よりも大径で、例えば図２に示すように、部分シール管２２１、１本以上の部分シール管２２２、および円環状の先端ビット２２３から構成され、それぞれに形成された雄ねじ２２１ａ・２２２ａと図示しない雌ねじとの螺合により連結されるようになっている。また、先端ビット２２３の下端には地盤切削用の切削チップ２２３ａが設けられ、地盤改良機４００によって例えば無水で回転駆動されながらおよび／または圧入によって地盤１００に挿入されるようになっている。上記チップは、シール管２１０の外周面より内側に配置されることにより、シール管２１０の外周面と地盤１００との間に隙間を生じることなく、または狭くするようにしてシール管２１０を挿入することが容易にできるため、外周面と地盤１００との密着程度を高くして、排泥の漏出を抑制しやすくできる。一方、チップがシール管２１０の内周面より内側に配置されることにより、切削時の摩擦抵抗を小さく抑えて切削を容易にすることができる。

シール管２１０の上部には、排泥送液管２１２が接続された排泥送液管接続部２１１が、半割れの接続リング２４１によって接続されている。排泥送液管接続部２１１の上部には、図３に示すように、密閉蓋２３１が接続リング２４１によって接続され、密閉された管内空間２１１ａが形成されるようになっている。密閉蓋２３１の中心部には回転噴射管挿通孔２３１ａが形成され、シール２３２とシール押さえ２３３によって、図４に示すように、回転噴射管３１０やガイド管３２０が密閉状態を保って挿通されるようになっている。

排泥送液管接続部２１１に接続された上記排泥送液管２１２には、さらに、延長管２２０が接続され、例えば堤防の平坦な領域に設置された排泥タンク５１０に排泥を導いて貯留し得るようになっている。排泥タンク５１０には、例えば排泥排出ポンプ５２０、および排泥排出管５３０が設けられ、図示しないバキュームカーなどの搬送車両等に送り出し得るようになっている。

（地盤改良の工程）
上記のような地盤改良装置を用いた地盤改良は、次のように行われる。

まず、図５に示すように、シール管２１０を、地盤改良機４００により回転駆動させながら、改良体が造成される改良体領域１０１の上方の地盤１００に挿入する。このとき、一般的な削孔のように削孔水を使用してもよいが、シール管２１０の外周面に地山を焼き付け密着させて、シール管２１０の外周と地山との間からの排泥の漏出を抑制しやすくなる点では、無水で削孔することが好ましい。

上記シール管２１０の挿入深さは、深いほど削孔の困難性は増すが、排泥の漏出は抑制しやすくなる。そこで、シール管２１０の下端の深さ位置は、地表面から改良体領域１０１の上端の深さ位置までの間で、排泥の漏出抑制程度と削孔の容易さとの兼ね合いで決定すればよい。

次に、図６に示すようにシール管２１０の上方に排泥送液管接続部２１１を取り付け、延長管２２０を接続する。その後、ガイド管３２０をシール管２１０の密閉蓋２３１に挿通し、地盤改良機４００により回転駆動させながら削孔水を供給してガイドホール１０２を削孔する。このときに生じる排泥は、シール管２１０に、排泥送液管接続部２１１、排泥送液管２１２、および延長管２２０が密閉状態で接続されていることによって、改良体領域１０１の上方の地表面にピットを設けたりすることなく、排泥タンク５１０等に導くことが容易にできる。

次に、図７に示すように、上記ガイド管３２０に代えて回転噴射管３１０を地盤改良機４００に取り付け、噴射孔３１０ａから固化材を噴射するとともに、回転噴射管３１０を回転させながら上方に引き上げる。これによって、図８に示すように改良体１０３が造成される。このときに生じる排泥も、やはり、密閉状態のシール管２１０の内部から、排泥送液管接続部２１１、排泥送液管２１２、および延長管２２０を介して排泥タンク５１０に導かれ、貯留される。改良体１０３が造成されると、シール管２１０は、地盤１００から引き抜かれ、他の改良体領域１０１に対して、順次、同様の作業が繰り返される。

上記のように、密閉状態のシール管２１０が設けられ、その内部から排泥を排出することにより、地表面に排泥を貯留するピットなどを設けることなく、排泥を排出することができる。それゆえ、傾斜地で地盤改良することなども容易にできる。

また、密閉状態のシール管２１０が設けられるので、地盤上に地盤改良装置を取り付けるための基礎などを必要とせず、地表面が地山（裸地）の場合でも、容易に地盤改良することができる。

また、排泥送液管によって、改良体の造成位置から離れたところに設けられた排泥タンクまで排泥を送ることができるので、排泥タンクの設置位置の自由度が高くなる。

（変形例）
上記の例では、排泥は主として、その排出圧力によって排泥タンク５１０まで排出される例を示したが、これに限らず、例えば排泥送液管２１２や延長管２２０において排泥の流れる方向に清水とエアを噴出させ、排泥を迅速、および／または確実に排出し得るようにしてもよい。

また、上記のようにシール管２１０と排泥送液管接続部２１１とが接続リング２４１によって接続される場合には、排泥送液管２１２が向く方向を調節することが容易にできるが、これに限らず、フランジをボルト締結するなど、種々の接続方法が用いられてもよい。

また、シール管２１０における地表面付近の外周面と地盤との間に、急結モルタルを流し込むなどして密封領域を形成し、排泥の漏出をより確実に抑制できるようにしてもよい。

１００ 地盤
１０１ 改良体領域
１０２ ガイドホール
１０３ 改良体
１１０ 足場
１１０ａ 手すり
２１０ シール管
２１１ 排泥送液管接続部
２１１ａ 管内空間
２１２ 排泥送液管
２２０ 延長管
２２１ 部分シール管
２２１ａ 雄ねじ
２２２ 部分シール管
２２２ａ 雄ねじ
２２３ 先端ビット
２２３ａ 切削チップ
２３１ 密閉蓋
２３１ａ 回転噴射管挿通孔
２３２ シール
２３３ シール押さえ
２４１ 接続リング
３１０ 回転噴射管
３１０ａ 噴射孔
３２０ ガイド管
４００ 地盤改良機
５１０ 排泥タンク
５２０ 排泥排出ポンプ
５３０ 排泥排出管

Claims (6)

1. ガイドホールに挿入された回転噴射管から固化材を地盤中に噴射して高圧噴射撹拌工法により改良体を造成する地盤改良装置であって、
   下端にビットを有し、外周面を地盤に密着させて設けられる上記ガイドホールより大径のシール管と、
   上部に回転噴射管が密閉状態で挿通される回転噴射管挿入孔が設けられ、上記シール管の上部に接続されるとともに、排泥送液管が接続され、シール管内を上昇する排泥を密閉状態で排泥送液管に送液する排泥送液管接続部と、
   を備え、
   上記ビットのチップがシール管の外周面より内側に配置されていることを特徴とする地盤改良装置。
2. 請求項１の地盤改良装置であって、
   さらに、上記排泥送液管で送液される排泥を貯留する排泥タンクを備えたことを特徴とする地盤改良装置。
3. ガイドホールに挿入された回転噴射管から固化材を地盤中に噴射して高圧噴射撹拌工法により改良体を造成する地盤改良方法であって、
   下端にビットを有し、上記ビットのチップが外周面より内側に配置された上記ガイドホールより大径のシール管を地盤に挿入する工程と、
   上記シール管の上部に、排泥を密閉状態で送液する排泥送液管が接続される排泥送液管接続部を接続する工程と、
   上記シール管が地盤に挿入された状態で、上記シール管の内部、および下方に削孔してガイドホールを形成する工程と、
   上記排泥送液管接続部の上部に密閉状態で挿通される回転噴射管を上記ガイドホールに挿入し、上記シール管の下方の地盤中に固化材を噴射し撹拌混合するとともに、排泥を上記シール管の内部、上記排泥送液管接続部、および排泥送液管を介し排出して、地盤中に改良体を造成する工程と、
   を有することを特徴とする地盤改良方法。
4. 請求項３の地盤改良方法であって、
   上記シール管を地盤に挿入する工程は、シール管を無水で回転および／または圧入させることによって行われることを特徴とする地盤改良方法。
5. 請求項３から請求項４のうち何れか１項の地盤改良方法であって、
   さらに、上記改良体の造成後に、上記シール管を除去する工程を有することを特徴とする地盤改良方法。
6. 請求項３から請求項５のうち何れか１項の地盤改良方法であって、
   さらに、上記シール管を地盤に挿入する工程の後、上記固化材を噴射して地盤中に改良体を造成する工程の前に、上記シール管における地表面付近の外周面と地盤との間に密封領域を形成する工程を有することを特徴とする地盤改良方法。

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