JPH0114380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速気水噴流とセメントミルクなど
の注入材により地盤中に超大口径の柱状固結体を
築造して地盤を改良する地盤改良工法およびその
工法を実施する際に用いる水力モニターに関す
る。

高速気水噴流と注入材を噴射したり、あるいは
注入材を噴射して地盤を改良する噴射注入工法は
従来から広く採用されている。

この工法は比較的低コストで施工できる利点が
あるが、施工地盤が粘性土の場合均質な固結体を
築造しにくく、また出来上り固結体の最大径が最
高３ｍ程度で一回で施工できる範囲が狭いという
欠点がある。

そのために、例えば特開昭58−24020号公報に
は、泥水を用いるリバース工法において攪拌翼の
先端にノズルを設け、地中に大口径硬化層を造成
する技術が開示されている。しかしながら、かか
る公知技術は、泥水処理の設備を必要とし、また
掘削管にも各種の流体用の多数の通路を必要とす
るので、装置全体が複雑かし、さらに攪拌翼を開
くための空間を作るためにノズルによる掘削作業
を行つてから、攪拌翼を開くので、比較的に工事
の時間を必要とする。

また特開昭50−107714号工法には攪拌翼を開く
ための空間を掘削するノズルを用いて、その空間
を掘削後に攪拌翼の先端から水平方向に流体を噴
射して大口径の地盤改良を行う技術が開示されて
いるが、前述の公知例と同様に作業能率が悪い。

したがつて本発明の目的は比較的に簡単な装置
を用いて、大口径の地盤改良を行うことができる
地盤改良工法およびその工法に使用する水力モニ
ターを提供するにある。

本発明の方法では、高速気水噴流とセメントミ
ルクなどの注入材により地盤中に超大口径の柱状
固結体を築造して地盤を改良する工法において、
アースオーガー、ボーリングなどの掘削機により
地盤中にガイドホールを掘削し、次いで水力モニ
ターをロツドによりガイドホールに挿入して孔底
に設置し、水力モニターに設けた攪拌棒をロツド
の軸線方向に沿うように閉じた状態で水力モニタ
ーから水平方向に高速気水噴流を噴射しつつロツ
ドを回転しながら水力モニターを引揚げ、次いで
再び水力モニターをロツドにより孔底に挿入して
攪拌棒をロツドの軸線方向と直交するように開
き、攪拌棒を開いた状態で攪拌棒の先端から水平
方向に高速気水噴流を噴射するとともに、開いた
状態の攪拌棒の上部から上向きに高速気水噴流を
噴射し、かつセメントミルクなどの注入材を噴射
しつつロツドを回転しながら水力モニターを引揚
げ、高速気水噴流により地盤を破砕し、また高速
気水噴流および攪拌棒により破砕された地盤とセ
メントミルクなどの注入材を混合して地盤中に均
質な超大口径の柱状固結体を築造して地盤を改良
するようになつている。

本発明の装置では、地盤中に穿されたガイドホ
ールにロツドにより挿入され、高速気水噴流とセ
メントミルクなどの注入材を噴射して地盤中に超
大口径の柱状固結体を築造して地盤を改良するの
に用いる水力モニターにおいて、該水力モニター
はロツドの軸線方向に沿う閉じた位置とロツドの
軸線方向と直交する開いた位置とに開閉操作され
る攪拌棒を備えており、その攪拌棒の先端に水平
方向に高速気水噴流を噴射するノズルとセメント
ミルクなどの注入材を噴射するノズルが設けられ
ており、また攪拌棒の上部に上向き方向に高速気
水噴流を噴射するノズルが設けられている。

このように本発明によれば、まず撹拌棒をロツ
ドの軸線方向に沿うように閉じた状態でもつて高
速気水噴流を噴射して地盤の破砕を行い、さらに
撹拌棒をロツドの軸線方向と直交するように開い
た状態で撹拌棒の先端から高速気水噴流の噴射と
セメントミルクなどの注入材の噴射とを行つて地
盤の破砕および注入材の注入を行うので、直径20
〜30cm程度の小さな径のガイドホールを利用して
直径５〜６ｍの大口径の柱状固結体を一回の施工
でもつて一挙に築造することができる。また破砕
された地盤とセメントミルクなどの注入材は水平
方向および上向き方向の高速気水噴流と撹拌棒と
により混合されるので、きわめて均質な固結体を
築造することができる。さらに撹拌棒をロツドの
軸線方向に沿わせて閉じた状態で水力モニターを
ガイドホールに挿入できるので、ガイドホールは
小口径のものでよく、また高速気水噴流であらか
じめ地盤を破砕してから撹拌棒を水平方向に開い
て回転するので撹拌棒に大きなトルクがかからな
いものである。

以下図面を参照し本発明に係る地盤改良工法を
実施した実施例につき説明する。

第１図ないしは本発明に係る地盤改良工法
を実施した第１実施例を示し、まず、改良対象地
盤Ｅにアースオーガー１により直径25〜30cmのガ
イドホールＨを所定の深さまで掘削する（第１図
）。なおガイドホールＨを掘削するにはアース
オーガーに限らずボーリングなど既存の掘削機を
用いることができる。

次いでロツド２により水力モニター３をガイド
ホールＨに挿入して孔底に設置する（第１図）。
水力モニター３は詳細を後述するがロツド２の軸
線方向に沿うように閉じた位置とロツドの軸線方
向と直交するように開いた位置とに開閉操作され
る撹拌棒４を備えたものである。

次いで高圧水ポンプ８およびコンプレツサー７
を起動し、撹拌棒４をロツド２の軸線方向に沿う
ように閉じた状態でロツド２したがつて水力モニ
ター３を所定の速度で回転しながら水力モニター
３の高速気水噴流ノズルから高速気水噴流Ｓを噴
射しつつ水力モニター３を地表部まで所定の速度
で引揚げ地盤Ｅを破砕Ｆする（第１図）。

地表部まで破砕が終了したら再びロツド２によ
り水力モニター３を孔底に設置し、油圧ポンプ５
を起動して油圧でもつて撹拌棒４をロツド２の軸
線と直交するように開く（第１図）。

次いで高圧水ポンプ８、コンプレツサー７およ
びグラウトポンプ６を起動し、ロツド２従つて水
力モニター３および撹拌棒４を所定の速度で回転
しながら撹拌棒４の先端に設けた高速気水噴流ノ
ズルから高速気水噴流Ｓを、またグラウトノズル
からセメントミルクなどの注入材Ｔを噴射しつつ
所定の速度でロツド２を引揚げる（第１図）。

これにより直径５〜６ｍ程度の柱状固結体Ｇが
地盤Ｅ中に築造される（第１図）。

同様な操作を繰り返して柱状固結体Ｇを所定本
数築造して地盤改良する。

第２図ないしは本発明に係る地盤改良工法
を実施した第２実施例を示し、前述の第１実施例
は水力モニター３に設けた撹拌棒４をロツド２の
軸線方向に沿うように閉じた状態での高速気水噴
流Ｓの噴射と、水力モニター３に設けた撹拌棒４
をロツド２の軸線方向と直交するように開いた状
態での高速気水噴流Ｓの噴射およびセメントミル
クなどの注入材Ｔの噴射を孔底から地表部まで連
続して行う工法であつたが、この実施例はそれを
３〜５ｍの間隔で区分して行う工法である。この
工法を採る場合には第２図に示すように撹拌棒
４を水平方向に開いた状態での高速気水噴流およ
びセメントミルクなどの注入材の水平方向の噴射
の際にそれと同時に撹拌棒４の上部に設けた高速
気水噴流ノズルから上向き方向に高速気水噴流Ｓ
を噴射するようにする。このように上向き方向に
も高速気水噴流Ｓを噴射することにより、より一
層破砕された地盤と注入材との混合が確実になさ
れる。

なお第１実施例の工法を採用するか第２実施例
の工法を採用するかは地盤改良対象地盤の地質等
を考慮して適宜決めるようにする。

第３図，および第４図，は前述の各地
盤改良工法を実施する際に好適に使用できる撹拌
棒付き水力モニターを示す。

第３図，において２は高圧空気、高圧水お
よびセメントミルクなどの注入材の３種を圧送で
きるようにした三重管ロツド、３はロツド２の先
端に取付けた水力モニターで従来のものと同様に
その先端にビツト９を備えている。４Ａは水力モ
ニター３に設けた撹拌棒で、この例では撹拌棒４
Ａは油圧駆動される回転駆動部１０を中心として
回転され、第３図に示すロツド２の軸線に沿う
ように閉じた位置と第３図に示すようにロツド
２の軸線と直交するように開いた位置とを採るよ
うになつている。１１，１２は撹拌棒４Ａの先端
に設けた高速気水噴流ノズルおよびグラウトノズ
ルである。

第３図に示す撹拌棒４Ａを閉じた状態でガイ
ドホールへの挿入および引き抜きを行い、また第
３図に示す撹拌棒４Ａを開いた状態で地盤改良
区域の土の破砕、セメントミルクなどの注入材と
の混合を行う。

第４図，は撹拌棒付き水力モニターの他の
例を示し、この例では撹拌棒としてパンタグラフ
式に開閉する撹拌棒４Ｂが用いられており、油圧
ジヤツキ１３により開閉される。この例のものも
第３図，に示すものと同様第４図に示す撹
拌棒４Ｂを閉じた状態でガイドホールへの挿入お
よび引き抜きを行い、また第４図に示す撹拌棒
４Ｂを開いた状態で地盤改良区域の土の破砕、セ
メントミルクなどの注入材の混合を行う。

本発明に係る地盤改良工法に使用する装置の主
要な仕様の一例を挙げると次のようである。

(1)高速気水噴流用ノズルの口径0.5〜2.0mm、(2)
水噴流の吐出圧力50〜2000Kg／cm²、(3)セメントミ
ルクなどの注入材用ノズルの口径３〜５mm、(4)注
入材の吐出圧力50〜100Kg／cm²、(5)撹拌棒を閉じ
たときの水力モニターの径25〜30cm、(6)撹拌棒の
長さ２ｍ、(7)撹拌棒の開閉用油圧ジヤツキの駆動
圧力50〜200Kg／cm²、(8)水力モニターの回転速度、
(9)水力モニターの引上げ速度２〜５cm／min 本発明に係る地盤改良工法の利点を列挙すると
次のようである。

(i) 直径20〜30cm程度の小さなガイドホールを利
用して直径５〜６ｍの大口径柱状固結体が築造
できる。

(ii) 土とセメントミルクなどの混合に水平方向と
上向き方向の高速気水噴流および撹拌棒を利用
するのできわめて均質な固結体が築造できる。

(iii) 掘削機でガイドホールを掘削してから水力モ
ニターをその掘削孔に挿入するので、水力モニ
ターに垂直方向の掘削ノズルを設ける必要がな
く、装置全体が簡単化する。

(iv) 攪拌棒が開いた状態で上方に噴射するノズル
を設けたので、水力モニターの上昇工程を短縮
でき、作業能率が向上する。

本発明に係る地盤改良工法の実施分野を挙げる
と次のようである。

(a) 超大口径の均質な柱状固結体を築造すること
ができるので、軟弱地盤に原子力発電所を建設
するといつた大規模な地盤改良工事。

(b) 既設建物の基礎地盤改良工事。

(c) 土、風化岩などの斜面崩壊を防止するために
剪断強度の増加をはかるための工事。

(d) 砂地盤の液状化を防止するための工事。

(e) 埋設管、ケーブルなどの地中埋設構造物で地
下連続壁の不連続部分を連続して築造する工
事。

【図面の簡単な説明】

第１図，，，，，および第２図
，，，，，は本発明に係る地盤改良
工法を実施した第１実施例および第２実施例の各
工程図である。第３図，および第４図，
は本発明に係る地盤改良工法に使用する水力モニ
ターの正面図で、は撹拌棒を閉じた状態を、ま
たは撹拌棒を開いた状態を示す。 １……アースオーガー、２……ロツド、３……
水力モニター、４……撹拌棒、５……油圧ポン
プ、６……グラウトポンプ、７……コンプレツサ
ー、８……高圧水ポンプ、９……ピツト、１０…
…回転駆動部、１１……高速気水噴流ノズル、１
２……グラウトノズル、１３……油圧ジヤツ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高速気水噴流とセメントミルクなどの注入材
   により地盤中に超大口径の柱状固結体を築造して
   地盤を改良する工法において、アースオーガー、
   ボーリングなどの掘削機により地盤中にガイドホ
   ールを掘削し、次いで水力モニターをロツドによ
   りガイドホールに挿入して孔底に設置し、水力モ
   ニターに設けた攪拌棒をロツドの軸線方向に沿う
   ように閉じた状態で水力モニターから水平方向に
   高速気水噴流を噴射しつつロツドを回転しながら
   水力モニターを引揚げ、次いで再び水力モニター
   をロツドにより孔底に挿入して攪拌棒をロツドの
   軸線方向と直交するように開き、攪拌棒を開いた
   状態で攪拌棒の先端から水平方向に高速気水噴流
   を噴射するとともに、開いた状態の攪拌棒の上部
   から上向きに高速気水噴流を噴射し、かつセメン
   トミルクなどの注入材を噴射しつつロツドを回転
   しながら水力モニターを引揚げ、高速気水噴流に
   より地盤を破砕し、また高速気水噴流および攪拌
   棒により破砕された地盤とセメントミルクなどの
   注入材を混合して地盤中に均質な超大口径の柱状
   固結体を築造して地盤を改良することを特徴とす
   る地盤改良工法。 ２ 地盤中に穿たれたガイドホールにロツドによ
   り挿入され、高速気水噴流とセメントミルクなど
   の注入材を噴射して地盤中に超大口径の柱状固結
   体を築造して地盤を改良するのに用いる水力モニ
   ターにおいて、該水力モニターはロツドの軸線方
   向に沿う閉じた位置とロツドの軸線方向と直交す
   る開いた位置とに開閉操作される攪拌棒を備えて
   おり、その攪拌棒の先端に水平方向に高速気水噴
   流を噴射するノズルとセメントミルクなどの注入
   材を噴射するノズルが設けられており、また攪拌
   棒の上部に上向き方向に高速気水噴流を噴射する
   ノズルが設けられていることを特徴とする水力モ
   ニター。