JPH02197612A

JPH02197612A - 大口径地盤改良工法

Info

Publication number: JPH02197612A
Application number: JP1016320A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 宏吉田; Mitsuhiro Shibazaki; 柴崎　光弘; Hiroaki Kubo; 弘明久保; Shunji Jinbo; 神保　俊次
Original assignee: CHEM GURAUTO KK; Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: CHEM GURAUTO KK; Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1990-08-06
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH079088B2; US5006017A

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、地盤改良工法に関するものであり、さらに詳
しくは超高圧噴流方式によりセメントミルク等の地盤改
良材を注入して大口径地盤を改良する工法に関するもの
である。

［従来の技術］地盤改良工法はすでに公知であり、その代表的なものと
してジェット・グラウト（Ｊｅｔ−Ｇｒｏｕｔ）工法と
ケミカル・チャーニング・パイル（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−
Ｃｈｕｒｎｉｎｇ−Ｐｉ　１ｅ）工法とがある。

ジェットグラウト工法は、超高圧噴流水とそれを取り囲
むエアーとにより地盤を切削し、その空隙に地盤改良材
を注入充填する工法であり、この工法によれば噴流水の
到達距離がのび、広い範囲にわたって地盤切削を行え得
る利点があるが、エアーのリフト作用により切削スライ
ムが地上に噴き上げる（これは地盤の切削効率をよくす
る利点がある。）なめ、地上に噴き上げられた切削スラ
イムの処置の問題を生じ、また地盤改良材としてセメン
トミルクを用いる場合にはエアーのリフト作用によりそ
の一部が地上に噴き上げ、セメントのアルカリ性により
二次公害を生じるなどの問題点がある。

また、ケミカル・チャーニング・パイル工法は、地盤改
良材を地盤中に高圧で噴射してその破壊力で地盤を切削
し、地盤中に地盤改良材の固結体を造成する工法°であ
り、エアーを用いていないためエアーのリフト作用によ
り切削スライムが地上に噴き上げないので、切削スライ
ムの処置などの問題は生じないが、地盤改良材の到達距
離がのびず、広い範囲にわたって地盤切削できない欠点
がある。

そこで本出願人は、特公昭５７−３８７２８号公報にお
いて、高圧で噴射されるセメントミルクあるいはセメン
トバチルスなどの地盤改良材をそれよりも低い圧力で噴
射される液体、通常水で取り囲むことにより地盤改良材
と土砂との摩擦抵抗を小さくし、これにより地盤改良材
の到達距離を増大させるようにした地盤改良工法を提供
しな。

［発明が解決しようとする課題］前記提案自体は有効なものであるが、しかし、地盤の改
良に際し、切削のための地盤改良材噴射量だけでは、大
口径の改良固結体の必要注入量に不足する。

他方、切削スライムは、使用後直ちに投棄しており、投
棄費用を要する。

本発明は、切削スライムを添加注入材に再利用して資源
の有効活用を図ると共に、大口径の良質な改良固結体が
得られる大口径地盤改良工法を提供することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、あらかじめ地盤中に削孔した孔に、先
端に第１のノズルと、その第１のノズルを取り囲む第２
のノズルとを設けた二重管を挿入し、二重管の一方の管
を経て第１のノズルから高圧で地盤改良材を噴射させる
と共に、二重管の他方の管を経て第２のノズルから高圧
の地盤改良材よりは低い圧力で切削スライムを再生した
再生スラリーを噴射させ、二重管を回転させながら二重
管を地中から引き上げ、高圧で噴射された地盤改良材を
それよりも低い圧力で噴射された再生スラリーで取り囲
むことにより地盤改良材と土砂との摩擦抵抗を小さくし
て地盤改良材の到達距離を増大すると共に、アブレッシ
ブ効果を得るようにしている。

また、本発明によれば、あらがしめ地盤中に削孔した孔
に、先端に第１のノズルと、その第１のノズルに近接し
た第２のノズルとを設けた二重管を挿入し、二重管の一
方の管を経て第１のノズルから高圧で地盤改良材を噴射
させると共に、二重管の他方の管を経て第２のノズルか
ら高圧の地盤改良材よりは低い圧力で切削スライムを再
生した再生スラリーを噴射させ、二重管を回転させなが
ら二重管を地中から引き上げ、高圧で噴射された地盤改
良材にそれよりも低い圧力で噴射された再生スラリーを
沿わせることにより地盤改良材と土砂との摩擦抵抗を小
さくして地盤改良材の到達距離を増大すると共に、アブ
レッシブ効果を得るようにしている。

さらに本発明によれば、あらかじめ地盤中に削孔した孔
に、先端に横方向を向いた第１および第２のノズルを設
け、該第１および第２のノズルを取り囲む第３のノズル
を設けた三重管を挿入し、三重管内部の第１の管を経て
第１のノズルから高圧で地盤改良材を噴射し、三重管内
部の第２の管を経て第２のノズルから地盤改良材よりは
低い圧力で切削スライムを再生した再生スラリーを噴射
し、三重管内部の第３の管を経て第３のノ、ズルから気
体を噴射し、三重管を回転させながら三重管を地中から
引き上げ、高圧で噴射された地盤改良材およびそれより
も低い圧力で噴射された再生スラリーを気体で取り囲む
ようにしている。この場合、第２のノズルは第１のノズ
ルを取り囲むように設けても良く、あるいは第１のノズ
ルに近接して設けても良い。

本発明の実施に際して、上記再生スラリーは、切削スラ
イｌ−の再生時に際し、砂分を残すのが好ましい。

Ｆ作用］上記のように構成された大口径地盤改良工法においては
、地盤改良材噴流と再生スラリー噴流との境部での速度
差から地盤改良材の噴射軸上動圧が減少し、なだらかな
噴流動圧分布となる。これにより、噴流の持つ切削中が
拡がり、かつ、地盤切削に必要以上な噴流動圧が作Ｉｎ
シないため、更に、再生スラリーで地盤改良材を増量し
て切削注入必要量が確保され、均質な大口径の改良固結
体が得られる。

また、砂分を分離しない再生スラリーと地盤改良材とは
先端部分で混合してアブレッシブ効果を発揮し、切削効
果を向上して大口径改良固結体の形成に寄与する。

さらに、地盤改良材と再生スラリーを例えば圧縮空気の
ような気体で取り囲んで噴出すれば、地盤改良材と土砂
との中擦抵抗がさらに小さくなり、地盤改良材の到達距
離がより増大する。そして、地盤改良材と再生スラリー
によるアブレジツブ効果がより効率良く発揮される。

［実施例］以下、図面を参照し本発明の工法を実施した一実施例を
説明する。

第１図は本発明の工法を実施した概要を示し、作業機１
を地盤Ａにあらかじめ削孔した孔Ｂに隣接して設置し、
管（二重管）２を孔Ｂに挿入し、その管２の先端に設け
たノズル（二重ノズル）３から管２を経て供給されるセ
メントミルクあるいはセメントバチルスなどの地盤改良
材とそれを取り囲む切削スラリーを再生し、再生時に砂
分を残した再生スラリーを管２の軸線方向と直角な方向
に噴射して地盤Ａを切削し、管２を作業機１によって回
転させながら引き上げることによって地盤中に円筒状の
地盤の改良の固結体Ｃを造成する。

第２図は管２のノズル３部分の概要を示し、管２は二重
管として構成されており、内側の管は２ａで外側の管は
２ｂで示されている。内側の管２ａの先端には第１のノ
ズル（高圧用ノズル＞３ａが設けられていて、この第１
のノズル３ａから地盤改良材りの噴流が高圧、通常３０
０〜４００眩／Ｊ″Ｃ噴射される。また外側の管２ｂの
先端には第１のノズル３ａを取り囲んで第２のノズル（
低圧用ノズル）３ｂが設けられていて、この第２のノズ
ル３ｂから高圧で噴射された地盤改良材りを取り囲むよ
うにして地盤改良材りより低い圧力、通常１０〜３０ｋ
ｇ／ｃｄで再生スラリー噴流Ｅが噴射される。

第３図はノズル３の詳細を示し、円筒状ボディー１０内
にはインジェクター１１が螺着されており、また円筒状
ボディー１０の先端にはノンコアービット１２が螺着さ
れている。インジェクター１１には第１のノズル１３（
第２図ではノズル３ａとして示されている。）がまた円
筒状ボディー１０には第１のノズル１３を取り囲むよう
にして第２のノズル１４（第２図ではノズル３ｂとして
示されている。）が螺着されている０円筒状ボデイー１
０には図示されていない二重管が螺着され、二重管の内
側管（第２図で２ａとして示されている管）はＯリング
１５で気密を保持されてインジェクター１１（その通路
をｌｌａで示す、）に連結され、また二重管の外側管（
第２図で２ｂとして示されている管）は円筒状ボディー
１０の内周壁とインジェクター１１の外周壁とで形成さ
れる通路１０ａに連結される。したがって、二重管の内
側管２ａを経て供給されるセメントミルクあるいはセメ
ントバチルスなどの地盤改良材りは高圧でもって第１の
ノズル１３から噴射され、また二重管の外側管２ｂを経
て供給される再生スラリー噴流Ｅは地盤改良材りを取り
囲むようにして高圧の地盤改良材りよりは低い圧力でも
って第２のノズル１４から噴射される。その際、前述の
ようにこれら各ノズル１３．１４は第１図に示す作業機
１により二重管を回転することにより回転され同時に引
き上げられる。

本発明の実施に際しては、まず第１図に示すように孔Ｂ
を地盤Ａの所定の位置に公知の方法で削孔し、次いで作
業機１によりその孔Ｂ内に先端にノズル３を取り付けた
管２を挿入する。ノズル３の先端には前述のようにビッ
ト１２（第３図）が取り付けられているので、土砂がく
ずれても管２を回転させることによって容易に孔Ｂの下
端まで管２を挿入することができる。

次いで第２図に示すように、管２の内側管２ａを経て第
１のノズル３ａ（第３図ではノズル１３として示されて
いる。）から高圧でセメントミルクあるいはセメントバ
チルスなどの地盤改良材りの噴流を噴射させ、また管２
の外側管２ｂを経て第２のノズル３ｂ（第３図ではノズ
ル１４として示されている。）から高圧の地盤改良材り
より低い圧力でもづて再生スラリー噴流Ｅを噴射させ、
作業１１１１によって管２を回転させることにより各ノ
ズル３ａ、３ｂを回転させつつ引き上げる。これにより
地盤Ａは切削されるとともに、セメントミルクあるいは
セメントバチルスなどの地盤改良材及び再生スラリーが
注入されて大口径円柱状の地盤の改良固結体Ｃが造成さ
れる。

この際、本発明の工法によれば、高圧の地盤改良材りの
噴流が低圧の再生スラリー噴流Ｅに取り囲まれて噴射さ
れるので、地盤改良材と土砂との摩擦抵抗が小さくなり
、地盤改良材りの噴流の到達距離が大巾に増大して広い
範囲にわたって地盤改良が行われる。

また、地盤改良材りの噴流と再生スラリー噴流Ｅとの境
部での速度差から、地盤改良材の噴流りの噴流の噴流軸
上動圧が減少し、第４図に示すように地盤改良材ｐに比
べて両噴流り十Ｅのようになだらかな動圧分布となる。

これにより、噴流の持つ切削中がＷからＷｌに拡がり、
かつ、地盤切削に必要以上の噴流動圧が作用しないため
、均質な改良固結体が形成される。

また、地盤改良材りの噴流と砂を含む再生スラリー噴流
Ｅとは、先端部分で混合し、砂によりアブレイッシブ効
果で切削能力を増大し、大口径の改良固結体の形成に寄
与する。

第５図は、本発明の工法を実施した別の実施例を示し、
インジェクタ−１１と円筒状ボディー１０とにノズルボ
ディー１５を螺着し、そのノズルボディー１５に第１の
ノズル１６と、この第１のノズル１６の上部に近接して
第２のノズル１７とを設け、第１のノズル１６から高圧
の地盤改良材噴流を噴射し、第２のノズル１７から低圧
の再生スラリー噴流Ｅ１を噴流りの上面に沿わせて噴射
するようにした例である。この実施例でも、前記実施例
と略同様な作用効果がある。

第６図は本発明の工法におけるさらに別の実施例に用い
られる部材を示している０図示しない三重管に連結され
る円筒形ボディー２０はその内部に第１の管２２、第２
の管２４、第３の管２６を有しており、第１の管２２は
第１のノズル２８に連通し、第２の管２４は第２のノズ
ル３０に連通し、第３の管２６は第３のノズル３２に連
通している。そして、第３のノズル３２は第１および第
２のノズル２８．３０を取り囲むように設けられている
。

第１の管２２内には地盤改良材が流れ、第２の管２４内
には再生スラリーが流れ、第３の管２６内には気体（例
えば圧縮空気）が流れる。そして、第１のノズル２８か
らは高圧の地盤改良材が噴出し、第２のノズル３０から
地盤改良材の噴流を取り囲むようにそれよりも低圧の再
生スラリーが噴出し、第３のノズル３２からは地盤改良
材噴流および再生スラリーの噴流を取り囲むように圧縮
空気が噴出するのである。

第７図ないし第１０図は本発明の工法におけるその他の
実施例を示しており、この実施例は第１および第２のノ
ズルを２個ずつ設けたものである。

第７図ないし第９図において円筒形ボディー４０には、
２つずつ第１のノズル４２Ａ、４２Ｂと第２のノズル４
４Ａ、４４Ｂが設けられている。

第１のノズル４２Ａ、４２Ｂは、それぞれ地盤改良材用
の第１の管４６Ａ、４６Ｂと連通している。

そして、第２のノズル４４Ａ、４４Ｂは室４７を介して
再生スラリー用の第２の管４８に連通している。

第１の管４６Ａ、４６Ｂを流れる地盤改良材は第１のノ
ズル４２Ａ、４２Ｂよりそれぞれ噴出する。一方、再生
スラリーは第２の管４８、室４７を介して第２のノズル
４４Ａ、４４Ｂから、地盤改良材の２つの噴流をそれぞ
れ取り囲むように且つそれよりも低い圧力で噴出される
のである。

［発明の効果］本発明は、以上説明したように構成されているので、切
削スライムを再生利用して切削地盤改良材の必要注入鬼
を確保し、噴流動圧分布をなだらかにすると共に、アブ
レッシブ効果を発揮して大口径の均質な改良固結体を形
成し、地盤を改良することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工法によって地盤中に地盤改良層を造
成する態様を示す図面、第２図はノズルから噴射される
噴流の状態を示すノズル部分の側断面図、第３図は本発
明の工法に用いられるノズルの一例の詳細を示す側断面
図、第４図は本発明の詳細な説明する切削ｒ９〜動圧線
図、第５図は本発明の工法の別の実施態様に用いられる
ノズルの一例の詳細を示す側断面図、第６図は本発明の
さらに別の実施例を示す縦断面図、第７図は本発明のそ
の他の実施例を示す縦断面図、第８図は第７図とは別の
断面を示すｍａ面図、第９図は第７図のＡ−Ａ線におけ
る横断面図、第１０図は第７図のＢ−Ｂ線における横断
面図である。Ａ・・・地盤　　Ｂ・・・孔　　Ｃ・・・改良固結体　
　Ｄ・・・高圧で噴射された地盤改良材噴流　　Ｅ、Ｅ
　１・・・低圧で噴射された再生スラリー噴流　　１・
・・作業Ｒ２・・・二重管　　２ａ・・・二重管の内側
管　　２ｂ・・・二重管の外側管　　３ａ、１６・・・
第１のノズル　　３ｂ、１７・・・第２のノズル特許出願人　　　　　鹿島建設株式会社第１図第２図第３図第５図り第５図Ａ第５図Ｂｌ第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）あらかじめ地盤中に削孔した孔に、先端に横方向
を向いた第１のノズルを設け、且つその第１のノズルを
取り囲む第２のノズルとを設けた二重管を挿入し、二重
管の一方の管を経て第１のノズルから高圧で地盤改良材
を噴射させると共に、二重管の他方の管を経て第２のノ
ズルから高圧の地盤改良材よりは低い圧力で切削スライ
ムを再生した再生スラリーを噴射させ、二重管を回転さ
せながら二重管を地中から引き上げ、高圧で噴射された
地盤改良材をそれよりも低い圧力で噴射された再生スラ
リーで取り囲むことにより地盤改良材と土砂との摩擦抵
抗を小さくして地盤改良材の到達距離を増大すると共に
、アブレッシブ効果を得ることを特徴とする大口径地盤
改良工法。
（２）あらかじめ地盤中に削孔した孔に、先端に横方向
を向いた第１のノズルを設け、且つその第１のノズルに
近接した第２のノズルとを設けた二重管を挿入し、二重
管の一方の管を経て第１のノズルから高圧で地盤改良材
を噴射させると共に、二重管の他方の管を経て第２のノ
ズルから高圧の地盤改良材よりは低い圧力で切削スライ
ムを再生した再生スラリーを噴射させ、二重管を回転さ
せながら二重管を地中から引き上げ、高圧で噴射された
地盤改良材にそれよりも低い圧力で噴射された再生スラ
リーを沿わせることにより地盤改良材と土砂との摩擦抵
抗を小さくして地盤改良材の到達距離を増大すると共に
、アブレッシブ効果を得ることを特徴とする大口径地盤
改良工法。
（３）あらかじめ地盤中に削孔した孔に、先端に横方向
を向いた第１および第２のノズルを設け、該第１および
第２のノズルを取り囲む第３のノズルを設けた三重管を
挿入し、三重管内部の第１の管を経て第１のノズルから
高圧で地盤改良材を噴射し、三重管内部の第２の管を経
て第２のノズルから地盤改良材よりは低い圧力で切削ス
ライムを再生した再生スラリーを噴射し、三重管内部の
第３の管を経て第３のノズルから気体を噴射し、三重管
を回転させながら三重管を地中から引き上げ、高圧で噴
射された地盤改良材およびそれよりも低い圧力で噴射さ
れた再生スラリーを気体で取り囲むことを特徴とする大
口径地盤改良工法。