JPH01315518A - 超高圧混合硬化剤噴流による地盤改良工法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＡＢ２液の混合により、又は核ノズルからのＡ
液と包囲ノズルより噴出される気体とにより地盤を硬化
する瞬結性硬化材を超高圧噴流として地盤に注入して構
築物の基礎や軟弱地盤の改良を行う地盤改良工法とその
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、硬化材噴流を用いた地盤改良工法は数多く開発さ
れているが、高圧高速の噴流を用いるものは専ら緩結性
硬化材が用いられ、瞬結性硬化材については自然注入に
近い低圧注入が用いられてきた。また高圧注入として用
いられる注入圧はせいぜい２００　ｋｇ　ｒ／ｃｒｄ程
度でそれ以上の注入圧に対応する積換的な注入装置は調
整されていない。

［発明が解決しようとする問題点］ 高圧噴射による地盤改良に瞬結性硬化材が用いられない
理由の１つは瞬結性硬化材が２液性であり注入後に２液
を混合させなければ途中で硬化してジャーミングや塊状
硬化によって注入が不可能になってしまう点にあった。

そのため、高圧注入には硬化時間の長い緩結性硬化材が
用いられてきたが、硬化時間が長いため、吐出機を多く
すると硬化材が逆流して注入口から漏出する等の問題点
が発生した。特に水平方向や上方等特殊な注入角度を要
するものについては問題点は大きく、高圧注入は不可能
に近い。

また、高圧注入のもう一つの問題点として注入圧力を高
く上げて行くに従ってノズルの噴射圧からの反力が注入
ロッドにかかり、ロッドに反りを生じて人世のエネルギ
ーロスを生じ、遂には回転が不可能になる問題がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はロッド側壁の背反対峙位置に噴射ノズルを設け
ることによって噴射反力を互いに吸収させることにより
爵！震力な持たせ２００　ｋｇ　ｆ／ｃｍ’以上の超高
圧噴射を可能とすると共に、シリンダと弁室との間に圧
送液とは比重の異なる液体をピストンの圧力伝達媒体と
して充填して圧力応動体の摺動Ｆｉｆｆｉｌ！Ｊによる
消耗を防止した超高圧ポンプ装置を用いることにより５
００　ｋｇ　ｆ／ｃｍ”に達する出力を確保した。また
噴射ノズルを核ノズルと包囲ノズルにより出口において
重合する重合ノズルに構成し、瞬結性硬化材の２液をノ
ズル出口において瞬時に混合して瞬結硬化時間を超える
高速力で超高圧噴射することにより、あるいは、核ノズ
ルからＡ液、包囲ノズルから気体を同時噴射することに
より上記の全ての問題点に対応したものである。

［発明の作用］ 混合によって瞬結硬化を発揮するＡ液、Ｂ液は分隔流路
によって隔絶されたまま、核ノズル包囲ノズルもで超高
圧圧送され、重合部において一気に互いを巻き込んで混
合噴流を構成する。

混合噴流は、背反部噴射の反力を吸収し合いながら注入
ロッドの動作に従って周辺土壌を切削撹拌し、円柱状硬
化層を造成する。場合によっては、包囲ノズルから気体
、例えば空気を噴射することによって核ノズルの液体を
遠くへ飛ばし液体との混合により気泡を生じ、該気泡が
割れる時、動的破裂効果を得ることができ、より大きく
密度の濃い円柱状硬化層を造成することができる。この
硬化層を必要に応じて並列し、基礎地盤造成、止水、土
留等の地盤改良を行う。

［実施例］ 以下図面に従って本発明の詳細な説明する。

ｌは注入ロッドで分隔流路２ａ、２ｂを有し、それぞれ
が核ノズル３ａ、４ａ、包囲ノズル３ｂ、４ｂとして先
端側壁において重合開口して背反対峙位置に噴射ノズル
３．４を構成する。注入ロッド！は、これを回転させ、
推進後退させる回転推進後退機構５によって支持され、
後端はスイベル６を介して分隔流路２ａ、２ｂに地盤硬
化剤若しくは同硬化材であるＡ液、Ｂ液若しくは気体を
供給する供給ホース６ａ、６ｂに連絡する。供給ホース
６ａ、６ｂは硬化剤若しくは気体を圧送する超高圧ポン
プ装置と連結する。超高圧ポンプ装置は、ピストンシリ
ンダと弁室及びシリンダ室からか室に圧力を伝動する圧
力応動体とから成り、圧力応動体は画室間に充填された
硬化剤液とは比重の異なるオイルのような液体とこれに
従って応動する弾性膜によって構成されている。応動体
を構成する充填液はピストン作動による容積変化分だけ
シリンダと弁室間を移動し、それに応じた硬化剤液が弁
室内に流入し、ピストンの反対作動によって圧送される
。その間、硬化剤液は充填液の存在によりダイヤフラム
やプランジャに接触することなく吸引圧送されるので、
摺＃Ｊ摩擦による消耗が防止されて出力のアップに繋る
ものである。バルブボックスは弁室に通じる人口通路と
出口通路にそれぞれ設けられ、弁座部を略半球状の凹面
形状に形成し、凹面から軸方向に複数の小孔を形成した
バルブシートと凹面形状に対応する球体から成るバルブ
本体とバルブ本体をシートに押圧するスプリングとで構
成され、球体バルブの作動が圧力の向上を更に推進して
いる。回転推進後退磯横５はロフト推進角度を自在に変
更できるようにし、自走機能を備えるようにすれば更に
有利である。

注入ロッドＩの先端には掘削刃７を設け、バルブ８を開
いて潤滑液を噴出しながらロッドｌを回転し対象地盤Ｍ
に推進押入する。所定深度に達したところでバルブ８を
閉じ、分隔流路２ａにＡ液、２ｂにＢ液若しくは気体を
それぞれ超高圧で圧送し、噴射ノズル３．４から噴射し
つつ回転後退させて円柱状に硬化層Ｓを造成して行く。

Ｎ値１５〜２０の砂質土において実験した結果、噴射圧
力４００　ｋｇ　ｆ／ｃｒｎ’、吐出量１００　Ａ　／
ｗｉｎ、廻転速度８Ｒ，Ｐ、Ｍ、上昇速度２ｃｍ／＋ｓ
ｉｎで直径３ｍ７０ｃｍという巨大径の円柱状硬化層が
造成された。

尚、他の実施例として噴射ノズル３．４のいずれか一方
をノズル自体に調節弁を設けることによって、あるいは
、供給ホース６ａ、６ｂに連結する超高圧ポンプ装置自
体によって、適宜閉じつるような構成とすることもでき
る。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成したので２００ｋｇｆ／ｃｒ
ｎ’以上の超高圧での硬化材注入を可能にし、２液性の
硬化材を超高圧注入に用いて十分な吐出量を注入しなが
ら、逆流漏出を発生させずに均質で大径の円柱状硬化層
を造成できる効果がある。

また、気体の場合は液体よりも超高圧にて、注入噴射が
可能なため硬化材噴射に際し、超高圧気体をも利用する
ことにより当該硬化材の逆流漏出を防止することがきで
き、併せて、硬化材をより遠方へ確文に噴射し、発生す
る気泡の破裂効果により密度の濃い円柱状硬化層を造成
できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は施工状況を
示す側面図、第２図は注入ロッド先端部の縦断面図、第
３図は第２図ｘ−ｘ部の横断面図である。 ｌ・・・注入ロッド　　２ａ、２ｂ・・分隔流路３．４
・・噴射ノズル　３ａ、４ａ・・核ノズル３ｂ、４ｂ・
・包囲ノズル ５・・・回転推進後退機構　　６・・・スイベル６ａ、
６ｂ・・供給ホース　　７・・・掘削刃８・・・バルブ
　　　　Ｍ・・・対象地盤Ｓ・・・円柱状硬化層 特許出願人　　　株式会社エヌ、アイ、ティ第１図 七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロッド先端側壁の背反対峙位置に、各々分隔流路
   に通ずると共に噴射口において重合する核ノズルと包囲
   ノズルによって構成される噴射ノズルを設けた注入ロッ
   ドを対象地盤中に挿入し、２００ｋｇｆ／ｃｍ＾２以上
   の超高圧力をもって核ノズルからＡ液、包囲ノズルから
   Ｂ液若しくは気体を背反対峙方向に同時に噴射しつつロ
   ッドを挿入部から回転後退させることにより、硬化層を
   造成することを特徴とする超高圧混合硬化材噴流による
   地盤改良工法（２）ロッド先端側壁の背反対峙位置に、
   各々が分隔流路に通ずると共に噴射口において重合する
   核ノズルと包囲ノズルによって構成される噴射ノズルを
   背反方向に開口させるか、当該核ノズルと包囲ノズルの
   いずれか一方を閉じた注入ロッドを回転推進後退機構に
   よって支持させ、ロッド上端はスイベルを介して各分隔
   流路に硬化材を供給する硬化材供給部に連絡させて成る
   地盤改良装置