JP7333535B1 - 中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置、中圧噴射攪拌による地盤改良工法 - Google Patents
中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置、中圧噴射攪拌による地盤改良工法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
地盤内で噴射するスラリー状の地盤改良材の流路が形成されたロッドと、
前記ロッドに設けられ、地中の粘土塊を粉砕する噴流をなすように前記地盤改良材を中圧で噴射する第1の噴射ノズルと、
前記ロッドに設けられ、前記第1の噴射ノズルよりも大きいノズル径を有し、前記攪拌翼による地盤掘削の負担を軽減する噴流をなすように前記地盤改良材を中圧で噴射する第2の噴射ノズルと、
前記ロッドに設けられ、地中に噴射された前記地盤改良材と地盤を攪拌混合するための攪拌翼と、
を有する中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置によって達成される。
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤に貫入する工程と、
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤から引き上げる工程と、
を含んでおり、
前記貫入工程及び/又は前記引上工程において、地中の粘土塊を粉砕する噴流をなすように、第1の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射する、ことによって達成される。
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤に貫入する工程と、
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤から引き上げる工程と、
を含んでおり、
前記貫入工程及び/又は前記引上工程において、
地中の粘土塊を粉砕する噴流をなすように、第1の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射するとともに、
攪拌翼による地盤掘削の負担を軽減する噴流をなすように、第2の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射する、ことによって達成される。
はじめに、図1に基づいて、中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置の構成について説明する。
・改良材の流路が内部に形成された単管のロッド11(注入ロッド)と、
・ロッド11の先端に設けられた削孔用の掘削ビット13と、
・地中に噴射された改良材と地盤を攪拌混合する上下二段の攪拌翼21,31と、
・粘土塊を細かく粉砕可能な層流による細切削噴射を担う小径噴射ノズル41と、
・攪拌翼21による地盤掘削の負担を軽減させる大流量噴射を担う大径噴射ノズル51と、を有している。
例えば図2に示す地盤改良体造成装置の変形例は、小径噴射ノズル41を1つ、大径噴射ノズル51を2つ具備しており、本発明の実施形態としてこのような構成を採用することも可能である。
また、大径噴射ノズルを具備せず、小径噴射ノズルを1つ又は複数具備する地盤改良体造成装置を採用することも可能である。
さらに、大径噴射ノズル・小径噴射ノズルのいずれか一方を1つ具備し、他方を複数具備する地盤改良体造成装置を採用することも可能である。
例えば、小径噴射ノズル41を攪拌翼21の下に設け、大径噴射ノズル51を攪拌翼21の上に設けてもよい。また、攪拌翼21の上または下において、小径噴射ノズル41と大径噴射ノズル51を上下または左右に並べて設けてもよい。
次に、図1、図3、図4に基づいて、レイノルズ数に基づく改良材噴流の制御について説明する。
層流をなす改良材噴流のイメージを図3(a)に示す。同図に示すとおり、層流をなす改良材噴流は、流れの進行方向においてほとんど乱れが無く、規則正しい流れである。
乱流をなす改良材噴流のイメージを図3(b)に示す。同図に示すとおり、乱流をなす改良材噴流は、噴射ノズルから遠ざかるにつれて流れに乱れが生じ、不規則な流れである。
V:改良材噴流の流速(改良材の吐出後の速度)
D:改良材の噴流径(噴射ノズルのノズル径)
ν:改良材の粘性(動粘性係数)
である。
次に、図1、図5に基づいて、前述した地盤改良体造成装置を用いた中圧噴射攪拌による地盤改良工法について説明する。
引上工程では、ロッド11を逆方向に回転させつつ、地盤改良体造成装置1を対象地盤から引き上げる。
図6(a)に示す比較例の地盤改良体造成装置は、上下二段の攪拌翼と上下二つの大径噴射ノズルを具備していた。
図6(b)に示す実施例の地盤改良体造成装置は、本発明の具体的実施例であって、上下二段の攪拌翼と、細切削噴射を担う上下二つの小径噴射ノズルと、大流量噴射を担う一つの大径噴射ノズルを具備していた。
なお、比較例と実施例の地盤改良体造成装置は、小径噴射ノズルに係る部分を除いて同様に構成されていた。
造成した各地盤改良体について一軸圧縮試験を実施したところ、その試験結果は図10に示すとおりであった。
すなわち、本発明の実施例の装置で造成したと地盤改良体は、比較例の装置で造成したと地盤改良体よりも高い一軸圧縮強さを示し、高い品質を確保できることを確認した。
したがって、細切削噴射を担う小径噴射ノズルと大流量噴射を担う大径噴射ノズルを組み合わせた、複合中圧噴射攪拌により、掘削能力の向上と粘土塊粉砕による地盤改良体の高品質化が実現されることが試験施工において確認できた。
2 地盤改良機
11 ロッド(注入ロッド)
13 掘削ビット
21 攪拌翼
23 掘削ビット
25 逸走防止板
26 逸走防止板
31 攪拌翼
41 小径噴射ノズル(第1の噴射ノズル/細切削噴射ノズル)
51 大径噴射ノズル(第2の噴射ノズル/大流量噴射ノズル)
91 ロッド
93 噴射ノズル
95 攪拌翼
Claims (6)
- 攪拌翼を具備するロッドを地盤内で前進または後退させつつ回転させるとともに、地盤改良材を地盤内に注入することによって柱状の地盤改良体を造成する地盤改良体造成装置であって、
地盤内で噴射するスラリー状の地盤改良材の流路が形成されたロッドと、
前記ロッドの流路に通じており、地中の粘土塊を粉砕する噴流をなすように前記地盤改良材を中圧で噴射する第1の噴射ノズルと、
前記ロッドの流路に通じており、前記第1の噴射ノズルよりも大きいノズル径を有し、前記攪拌翼による地盤掘削の負担を軽減する噴流をなすように前記地盤改良材を中圧で噴射する第2の噴射ノズルと、
前記ロッドに設けられ、地中に噴射された前記地盤改良材と地盤を攪拌混合するための攪拌翼と、を有しており、
前記第1の噴射ノズルは、ほぼ層流又はほぼ遷移領域の噴流をなすように前記地盤改良材を中圧で噴射し、
前記第2の噴射ノズルは、ほぼ乱流の噴流をなすように前記地盤改良材を中圧で噴射する、
ことを特徴とする中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置。 - 前記第1の噴射ノズルと前記第2の噴射ノズルは、それぞれ、
各噴射ノズルからの噴流が前記攪拌翼の端部に向かうように設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置。 - 請求項1に記載の地盤改良体造成装置を用いた中圧噴射攪拌による地盤改良工法であって、
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤に貫入する工程と、
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤から引き上げる工程と、
を含んでおり、
前記貫入工程及び/又は前記引上工程において、ほぼ層流又はほぼ遷移領域の噴流をなすように、第1の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射する、
ことを特徴とする中圧噴射攪拌による地盤改良工法。 - 請求項1に記載の地盤改良体造成装置を用いた中圧噴射攪拌による地盤改良工法であって、
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤に貫入する工程と、
ロッドを回転させつつ地盤改良体造成装置を対象地盤から引き上げる工程と、
を含んでおり、
前記貫入工程及び/又は前記引上工程において、
ほぼ層流又はほぼ遷移領域の噴流をなすように、第1の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射するとともに、
ほぼ乱流の噴流をなすように、第2の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射する、
ことを特徴とする中圧噴射攪拌による地盤改良工法。 - 第1の噴射ノズルと第2の噴射ノズルから、ほぼ同じ圧力で前記地盤改良材を噴射する、ことを特徴とする請求項4に記載の中圧噴射攪拌による地盤改良工法。
- 前記第1の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射する際に、
前記第1の噴射ノズルからの噴流のレイノルズ数Reが、ほぼ2300又はこれより小さくなるように、あるいは、ほぼ2300~ほぼ4000の範囲に収まるように、前記地盤改良材を噴射し、
前記第2の噴射ノズルからスラリー状の地盤改良材を中圧で噴射する際に、
前記第2の噴射ノズルからの噴流のレイノルズ数Reが、ほぼ4000より大きくなるように、前記地盤改良材を噴射する、
ことを特徴とする請求項4に記載の中圧噴射攪拌による地盤改良工法。
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JP2022192195A JP7333535B1 (ja) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 中圧噴射攪拌による地盤改良体造成装置、中圧噴射攪拌による地盤改良工法 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
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