JPH04213614A

JPH04213614A - 水平地盤改良工法およびそれに用いる装置

Info

Publication number: JPH04213614A
Application number: JP40135590A
Authority: JP
Inventors: Isamu Moriya; 勇守屋
Original assignee: Raito Kogyo Co Ltd
Current assignee: Raito Kogyo Co Ltd
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1992-08-04
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802548B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平方向に地盤改良を
行う工法およびその工法に好適な掘削攪拌装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、地盤改良工法には良質の土砂と軟
弱な土壌とを置換える置換工法、バイブロフローテーシ
ョンなどの締固め工法、サンドドレーン、生石灰パイル
などの脱水工法、薬液注入による固結工法など多種のも
のが存在する。中でも、前記固結工法中に分類される深
層混合処理工法は近年、その発展に目覚ましいものがあ
る。深層混合処理工法は、原理的にはＣＤＭ工法、ＣＳ
−Ｌ工法、ＪＳＴ工法などに代表される機械的攪拌混合
方式、ＣＣＰ工法、ＪＳＧ工法などに代表される超高圧
噴射攪拌混合方式およびＨＱＳ工法、スイング工法など
に代表される噴射・機械混合併用方式に大別される。前
述した深層混合処理工法などは、全て基本的に、地盤鉛
直方向について地盤改良を行うことに主眼を置き、開発
がなされたものである。

【０００３】しかし、地盤中に埋設・構築される押管、
シールド等の周辺地盤の補強、既成トンネル回りの補強
、ビルなどの構造物に近接して行われる地盤掘削時の変
位防止のための地盤強化等のために水平方向に地盤改良
の要請が生じる場合がある。

【０００４】前記深層混合処理工法の内、この種の要求
に安易に対応し得る工法として、たとえばＣＣＰ工法を
挙げることができる。前記ＣＣＰ工法は、他の工法と比
較してもコンパクトであるため、狭小現場における機動
性に富み、ボーリングマシンを操作し得る空間があれば
、容易に地盤中にパイル状の固結体を形成させることが
できるため水平方向地盤改良にそのまま適用できる。

【０００５】以下、図８および図９に基づき、ＣＣＰ工
法により水平地盤改良を行った一具体例について説明す
る。図８において、ヒューム管などの押管５０はジャッ
キ５１により地盤水平方向に押込まれる。５２はそのた
めのジャッキスタンドである。前記ジャッキスタンド５
１の背面にはジャッキ５１の反力を受けるために、その
地盤後方にＣＣＰ杭が形成され、さらに押管５０の回り
に対しても、その補強のために、図９の横断面図に示さ
れるように、円周に沿って水平ＣＣＰ杭を形成した例で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ＣＣＰ工法は、超高圧ジェットにより、地盤を薬液また
はセメントミルクにて攪拌混合しながら間隙を充填させ
る工法であるため、地盤鉛直方向にロッドを挿入する場
合には、ロッド直角方向、すなわち噴射方向は連続した
地盤であるため、何ら問題はないが、前述のように、地
盤水平方向にＣＣＰ杭を形成させる水平地盤改良の場合
には、その超高圧ジェットにより周辺地盤の隆起などの
弊害をもたらす場合があった。また、埋設構造物によっ
ては、圧力作用を嫌うケースもあり、圧力作用の少ない
改良工法が望まれる。さらに、水平方向地盤改良の場合
には、特に改良領域が限定される場合が多いため、固結
剤の逸走等が無く、確実に所定領域を改良し得る改良工
法の採用が望まれる。

【０００７】そこで本発明の主たる課題は、水平方向地
盤改良に当たり、周辺地盤の隆起などの施工障害を無く
すとともに、目的の領域を確実に固結体を形成し得る水
平地盤改良工法およびそれに好適な掘削攪拌装置を提供
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は、ロッド先方
にその径方向に拡幅自在な拡翼ビットを有する掘削ロッ
ドを用い、地盤壁面より実質的に水平方向に向けて前記
掘削ロッドを所定深さまで貫入させた後、前記掘削ロッ
ド先方の拡翼ビットを拡翼し、前記掘削ロッドの回転に
より拡翼範囲内を攪拌しながらロッド引抜きを行うとと
もに、この攪拌領域へ固結用注入剤を供給することによ
って、この攪拌領域を固結せしめることで解決できる。

【０００９】また、前記工法に好適な掘削攪拌装置は、
外管および内管の二重管構造であって、その先端に掘削
ビットを有し、前記内外管の回転駆動手段と、その地盤
貫入手段と、前記外管に対し相対的に前記内管をその管
軸方向に移動する内管移動手段と、その掘削ロッド先方
に、一端が前記外管に軸支される第１切削刃と、この第
１切削刃の他端に一端が軸支されかつその他端が内管に
軸支される第２切削刃とからなるリンク式拡翼ビットを
少なくとも１組以上備え、前記内管移動手段による内管
移動操作によって前記リンク式拡翼ビットの拡幅を自在
とするとともに、前記拡翼ビットの閉翼時には送給剤を
管先端の掘削ビット部へ導流し、前記拡翼ビットの開翼
時には送給剤をその攪拌部へ放出する送給剤流路切換手
段とを備えるものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、ロッド先方にその径方向に
拡幅自在な拡翼ビットを有する掘削ロッドを用い、これ
を水平方向に向けて前記掘削ロッドを所定深さまで貫入
させた後、前記掘削ロッド先端の拡翼ビットを拡翼し、
前記掘削ロッドの回転により拡翼範囲内を攪拌混合しな
がらロッド引抜きを行う機械的攪拌方式とし、この攪拌
領域に固結用注入剤を供給し地盤改良を行うため、従来
のジェット噴射工法のように地盤に高圧力を作用させな
いため、地盤隆起などの施工障害を無くすことができる
。また、機械的に攪拌を行うため、この領域においては
、確実に地盤改良体を形成することができる。

【００１１】一方、前記工法に好適な装置としては、先
端に掘削ビットを有する外管および内管の二重管構造と
し、前記内外管の回転駆動手段と、その地盤貫入手段と
を備え、地盤中に貫入可能に構成する。さらに、前記外
管に対し相対的に前記内管をその管軸方向に移動する内
管移動手段と、掘削ロッド先方に、一端が前記外管に軸
支される第１切削刃と、この第１切削刃の他端に一端が
軸支されかつその他端が内管に軸支される第２切削刃と
からなるリンク式拡翼ビットを、好ましくは２〜４組程
度備える。したがって、前記内管移動手段により内管を
管軸方向に移動させると、前記リンクの運動機構に従い
、拡翼ビットが拡幅自在となる。また、前記拡翼ビット
の閉翼時には送給剤を管先端の掘削ビット部へ導流し、
前記拡翼ビットの開翼時には送給剤をその攪拌部へ放出
する送給剤流路切換手段とを備えるため、ロッド貫入時
には、その先端より掘削水を吐出し、攪拌時には、その
攪拌領域に直接的に固結剤を吐出するため、貫入時およ
び固結剤混合攪拌時に応じ、それぞれ好適な送給剤吐出
態様とすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す具体例に基づき詳
説する。図１において、拡翼型掘削ロッド１は、外管２
および内管３の二重管よりなり、前記内管３は掘削ロッ
ド１頭部に設備される内管移動手段により、ロッド１軸
方向に移動自在となっている。前記内管移動手段は、ロ
ッド側部に油圧シリンダー５、６を備え、その伸縮自在
のシリンダー軸５ａ、６ａを内管３と固定金具１３を介
して固定することによって、前記油圧シリンダー５、６
の伸縮操作に伴い、内管３がロッド１軸方向に移動自在
となっている。７は回転減速機で、チャック７ａを介し
て外管２を回転させるとともに、この外管２の回転力が
前記油圧シリンダー５、６を伝達部材として内管３に伝
達され、同時に内管３が回転するようになっている。ま
た、本発明においては、特に掘削ロッド１を水平にして
使用するため、内管３および外管２の管軸がずれないよ
うに、内管３のジョイントピン１３を外管２の内周面ま
で延在して、軸ずれのないようにしている。

【００１３】一方、前記掘削ロッド１の先端においては
、ロッド１径方向に拡翼自在の拡翼ビット８を備えてい
る。前記拡翼ビット８は、一方端が外管２に対し軸支さ
れる第１切削羽９、１１と、この他方端に軸支される第
２切削羽１０、１２が連結され、さらに前記第２切削羽
１０、１２が内管３の先端部に軸支されるリンク構造と
なっている。したがって、前記内管移動手段により内管
３がロッド軸基端側に引抜かれた場合には、その移動に
伴って図２に示されるように、ロッド１径方向に拡翼す
るようになっている。なお、前記拡翼ビット８の拡翼刃
は好ましくは２〜４枚程度とされる。また、本実施例に
おいては、攪拌ロッド１先端部位に一組の拡翼ビット８
を設けた例を示すが、図５に示されるように、ロッド１
軸方向に沿って複数の拡翼ビット８、８’を設けるよう
にすることもできる。さらに、前記拡翼ビット８の拡翼
確認のために、油圧シリンダー５、６のシリンダー軸５
ａ、６ａにロータリーエンコーダなどの移動量検出手段
を取付け、前記シリンダー軸５ａ、６ａの移動量を検出
するようにして、拡翼状態の確認を行うこともできる。

【００１４】他方、本具体例においては、図３に示され
るように、連通孔３ｂより若干基端側に、その両側部に
開口を有する状態で外管２より内管３外周まで延在する
閉塞ブロック２ａ部が設けられるとともに、拡翼ビット
８の閉翼時には固結剤吐出孔２ｃを閉塞する、図４にそ
の断面図図示の閉塞リング３ｃが内管３から外管２の内
周まで延在して設けられている。したがって、拡翼ビッ
ト８の閉翼時、すなわち掘削ロッド１の地盤貫入時にお
いては、ロッド１頭部のスイベル４より供給される掘削
水は、内管３Ａの内通部を通った後、一旦連通孔３ａよ
り内管３と外管２との間へ抜け、前記閉塞ブロック２ａ
部の側部開口を通り、再度連通孔３ｂにより内管３Ｂに
導流され、吐出孔３ｃより外部に吐出されるようになっ
ている。

【００１５】一方、拡翼ビット８の開翼時、すなわち掘
削ロッドによる地盤攪拌時においては、内管３の移動に
伴い、連通孔３ｂを前記閉塞ブロック２ａが閉塞し、か
つ閉塞リング３ｃが固結剤吐出孔２ｃの閉塞を解くため
、固結剤は前記固結剤吐出孔２ｃより吐出するようにな
っている。前述の如く、本掘削ロッド１においては、ロ
ッド貫入時にはロッド１先端より掘削水を吐出し、攪拌
引抜き時には、固結剤吐出孔２ｃより攪拌領域に直接固
結剤を吐出するようにしているため、効率的に固結剤と
攪拌土との混合を行い得るため、固結体の形成が確実な
ものとなる。

【００１６】次に前記掘削ロッド１の地盤貫入手段の一
例について図６に示す。前記回転減速機７および内管移
動手段などを備えるロッド基端部を移動台車２２上に搭
載するとともに、この移動台車２２を走行レール２１に
載置し、たとえば前記移動台車２２に設備される油圧モ
ータなどにより、前記走行レール２１のフランジと周接
するローラー２３を駆動し、地盤対向方向に進退自在と
することができる。なお、２０は前記走行レール２１の
先端には、ロッド外管２支持のためのホルダーである。

【００１７】以上詳説の掘削ロッド１を用い、水平方向
地盤改良を行う際には、図６（ａ）　〜（ｅ）　の施工
手順図に示されるように、先ず最初に図６（ａ）　のよ
うに、地盤Ｇの壁面より口元管２４を貫入し、その外周
をコーキングＳを施す。次に、前記口元管２４にロッド
１と前記口元管２４とのシールおよび攪拌時のスライム
排出のための排出弁２６を有するプリペンダー２５を装
着する。以上の準備工が完了したならば、図６（ｃ）　
に示されるように、掘削ロッド１を閉翼状態とし、掘削
水をスイベル４より供給しつつ地盤水平方向に貫入する
。所定深さまで貫入したならば、図６（ｄ）　に示され
るように、攪拌ロッドの拡翼ビット８を拡翼し、図６（
ｅ）　の如く、掘削ロッド１を回転しながら拡翼ビット
８の拡翼範囲内を攪拌しつつ引抜くとともに、その攪拌
領域に固結剤を供給する。前記攪拌引抜きに伴うスライ
ムは、適宜前記排出弁２６の開弁操作によって排出する
。

【００１８】以上の作業手順により、円柱状に固結体を
形成せしめ、地盤改良を行うことができる。なお、前記
施工手順は一回の攪拌引上げで改良を行うシングルスト
ローク方式の場合を示したが、最初の引上げ工程では土
砂攪拌のみを行い、再度貫入せしめ再度の引上げ工程時
に固結剤投入攪拌を行うダブルストローク１方式、さら
に再攪拌を加えたスリーストローク方式によることもで
きる。また、前記掘削ロッド１の引上げ速度は、地盤種
別によって適宜決定されるが、好ましくは３〜１５ｃｍ
／ｍｉｎ、より好ましくは５〜１０ｃｍ／ｍｉｎとされ
る。

【００１９】なお、本発明工法に用いる固結剤としては
、ベントナイトモルタル、セメントミルクなどのスラリ
ー系固結剤の他、石灰、セメント、水砕スラグなどの粉
体系固結剤などを挙げることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、周
辺地盤の隆起などの施工障害を伴うことなく、地盤水平
方向の攪拌領域内に確実に固結体を形成せしめることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削ロッドの縦断面図である。

【図２】掘削ロッドの拡翼ビット拡翼状態図である。

【図３】図１のＩＩＩ　−ＩＩＩ　線矢視図である。

【図４】第１図のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。

【図５】本発明に係る掘削ロッドの変形例を示す図であ
る。

【図６】掘削ロッドの地盤貫入手段の一具体例図である
。

【図７】図７（ａ）〜（ｅ）は本発明工法の施工手順図
を示す図である。

【図８】ＣＣＰ工法による水平方向地盤改良の一例を示
す図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線矢視図である。

【符号の説明】

１…掘削ロッド、２…外管、３…内管、４…スイベル、
５、６…油圧シリンダー、７…回転減速機、８…拡翼ビ
ット、２０…ホルダー、２１…走行レール、２５…プリ
ペンダー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロッド先方にその径方向に拡幅自在な拡翼
ビットを有する掘削ロッドを用い、地盤壁面より実質的
に水平方向に向けて前記掘削ロッドを所定深さまで貫入
させた後、前記掘削ロッド先方の拡翼ビットを拡翼し、
前記掘削ロッドの回転により拡翼範囲内を攪拌しながら
ロッド引抜きを行うとともに、この攪拌領域へ固結用注
入剤を供給することによって、この攪拌領域を固結せし
めることを特徴とする水平地盤改良工法。
【請求項２】外管および内管の二重管構造であって、そ
の先端に掘削ビットを有し、前記内外管の回転駆動手段
と、その地盤貫入手段と、前記外管に対し相対的に前記
内管をその管軸方向に移動する内管移動手段と、その掘
削ロッド先方に、一端が前記外管に軸支される第１切削
刃と、この第１切削刃の他端に一端が軸支されかつその
他端が内管に軸支される第２切削刃とからなるリンク式
拡翼ビットを少なくとも１組以上備え、前記内管移動手
段による内管移動操作によって前記リンク式拡翼ビット
の拡幅を自在とするとともに、前記拡翼ビットの閉翼時
には送給剤を管先端の掘削ビット部へ導流し、前記拡翼
ビットの開翼時には送給剤をその攪拌部へ放出する送給
剤流路切換手段とを備えることを特徴とする掘削攪拌装
置。