JPH0472925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、粘土質または砂質或はピート層等の
軟弱地盤（以下単に軟弱地盤と言う）中にセメン
トミルクを注入して地中に構造物を形成し、この
構造物によつて地盤の強化改良をはかる地盤の安
定化工法に関するものである。

従来の技術 軟弱地盤を強化安定する工法は、例えば「建築
施工法ハンドブツク」（株式会社オーム社昭和45
年８月10日第１版第10刷発行）の「工事編第３
章、３・７地盤改良工事」（第256〜271頁）に記
載されているように、従来から種々の方法が知ら
れており、そのうち本発明のようにセメントを地
中に注入して地盤安定をはかろうとする「セメン
ト注入工法」も上掲書の第264頁に記載されてい
る。

ところで、従来のセメント注入工法は、地中に
セメントミルクの強制供給装置に連通したノズル
ビツトを挿入してこれから地中にセメントミルク
を注入し、地盤強化のための構造物を形成してい
るが、この構造物は略円柱状のものであるから、
地中に形成された構造物の地盤に対する接触面積
が小さく、地盤との係着性が低いので、軟弱地盤
の十分な強化安定のためには、種々問題があり、
又、地中を掘削して、この掘削穴にセメントミル
クを投入して円柱状の構造物を形成する工法は、
多量のセメントミルクを要するうえ、セメントミ
ルクと土の置換のために地盤の盛上り、或は排出
土処理等に種々の不都合が生じた。

更に、従来のセメント注入工法では、同工法に
よつて形成される構造物に透水性を与えるという
考え方が入れられていなかつたため軟弱地盤の強
化安定に適した構造物を作ることができなかつ
た。

軟弱地盤の強化安定は該地盤中の水分をなるべ
く少なくすることが地盤改良に要求されるもので
ある。

本発明者は、本出願に先だつて特開昭59年第
48516号公報に記載された円盤状構造物を多段に
配し、円盤状構造物間に介在する土砂を圧密する
型式の構造物を地中に構築する公報を開発し、上
記不都合を解消し、且つ上記要求を満足する結果
を得た。

発明が解決しようとする課題 そこで、本発明は、先に出願した発明をより、
効果的な結果が得られるようにするため、比較的
少量の特殊配合したセメントミルクを地中に注入
することによつて、軟弱地盤の水分をよく透水す
る性質をもつた構造物を形成し、これが地盤から
の水分をよく吸収し地表に移行し、蒸発を促進さ
せ十分な強化安定を図ることができる工法を提供
することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するための技術的手
段を次の通り構成した。すなわち、 軟弱地盤の地中に、強制供給装置に連通したセ
メントミルクを注入するためのノズルビツト垂直
方向に対して斜め下向きで且つ、回転方向に対し
て進み角方向に噴出孔を穿設した構造とし、該構
造のノズルビツトを挿入し、このノズルビツトを
高速回転させながら特殊配合したセメントミルク
を高圧で噴射して、円盤状の構造物を形成すると
共に、その注入圧力により、該構造物の上下方向
の地中に、いわゆる割裂脈状現象を起させて該割
裂脈にもセメントミルクを圧入して、立壁を備え
た円盤状の構造物となし、これを多段的に形成
し、且つ、これを支柱によつて一連に連繋した透
水性をもつた構造物に形成することを特徴とする
地盤の安定化工法。

としたものである。

作 用 この地盤の安定化工法の施工にあたつては、地
中にノズルビツトを所定の深さまで低速で回転さ
せながら挿入し、次で所定の位置に達したとき特
殊配合したセメントミルクを高圧、高速で注入す
るので、ノズルビツトの噴出孔を中心にして地中
に円盤状の構造物が形成される。また、ノズルビ
ツトの噴出孔から地中に噴出するセメントミルク
は軟弱地盤の層を切裂いて傘型の円盤状構造物を
形成する一方、上記公開公報には開示されていな
い現象、即ちその注入圧力により円盤状構造物の
上下方向にいわゆる割裂脈現象をおこさせ、その
割裂脈にもセメントミルクを圧入して、割裂脈に
圧入されたセメントミルクを以て上記円盤状構造
物の面側に、上記円盤状構造物と一体となつた立
壁を形成し、立壁を備えた円盤状構造物とし、こ
れを多段的構造物として且つ、多段的構造物とし
た各円盤状構造物の中心を貫通する支柱を以て連
繋一体化し、更に、前記した多段的構造物を構成
する上下関係に配された円盤状構造物の間に前記
立壁で区割するので、該多段的構造物は土中にお
いて、周囲の土に対して接触面積が大きくなるば
かりでなく、円盤状構造物の間の土は前記多段的
構造物の上下関係に配した円盤状構造物の間で圧
密されるだけでなく、多段的構造物を構成する各
円盤状構造物に一体に形成された立壁にはさまれ
て圧密されることとなる。したがつて、この構造
物によつて軟弱地盤の十分な強化安定化がはから
れると共に、比較的少量のセメントミルクでその
構造物が構成されるので、土との置換による地盤
の盛上りや移動が生じない。

又、この構造物は後述する特殊配合したセメン
トミルクによつて形成されるため、透水性をもつ
ことになる。

実施例 本発明に係る工法の一実施例を図面について説
明する。

図面にはこの工法を施工するための装置および
それによつて地中に形成される構造物が例示され
ている。

本発明の構造物を形成するためのノズルビツト
１は、セメントミルクの噴出力を十分に発揮し、
セメントミルクの地中での噴出時に、土砂の切り
裂き機能と同時に切り裂き個所に十分なセメント
ミルクを強制圧入して傘型円盤状構造物を形成
し、そのときのセメントミルク圧入力を十分活用
して、円盤状構造物の面側に割裂脈現象を呈する
に十分な圧力供給ができるようにしたもので、そ
の構造は、第１図に示すように、噴出孔１０を有
するものであつて、この噴出孔１０は垂直方向に
対して下向き角θ₁に、かつ回転方向に対して進み
角θ₂をもつものである。

叙上の如く構成された装置を用いて地盤の安定
化工法を施工するには、地盤GLの所定位置に装
置（図示しない）をセツトする。そして、電動機
を起動してノズルビツト１を回転させると共に
（回転数20〜50rpm）、電動機を起動して昇降機構
を作動させ、ノズルビツト１を地盤GLの所定の
深さまで挿入したうえ、ノズルビツト１の回転お
よび下降を一旦停止する。次いで、ノズルビツト
１を高速回転させながら（回転数120〜160rpm）、
高圧ポンプによりセメントミルクを高圧ホースロ
ツドを通してノズルビツト１に送り、その噴出孔
１０から高圧、高速で地中にセメントミルクを噴
出させれば、ノズルビツト１が上記の機能を呈す
るような構造となつているので、ノズルビツトか
ら噴出するセメントミルクはノズルビツト１を中
心にしてノズルビツト１の回転方向に且つ斜下方
に高圧噴出されその周囲の土砂を切り裂きながら
圧入され、地中に傘型円盤状の構造物１１が形成
される。また、上記構造物の形成時に、セメント
ミルクの圧入力が強大で、これにより土砂中に強
制的に異物体である上記構造物が極く短時間に無
理に作られことになるので、その圧入力により上
記構造物上下方向特に上記構造物の上面方向の地
中にいわゆる割裂脈現象をおこし噴出孔１０から
噴出するセメントミルクの一部は、地盤GL中に
形成された上記構造物の上下方向に亀裂する割裂
脈に圧入されてこれが上記構造物の上下方向特に
上記構造物の上面方向に立壁１１Ａを形成する
（第２図参照）。

このようにして、一層目の構造物の形成が終了
したならば、ノズルビツト１をさらに深く挿入し
て前記同様の構造物１１を所要層にわたつて形成
し（第２図および第３図参照）、ノズルビツト１
を地盤GLより引抜いて施工を完了する。なお、
ノズルビツト１が地盤GLより抜ける直前に高圧
ポンプを停止させると残留するセメントミルクが
ノズルビツト挿入穴に浸入して上記構造物間に柱
状部１３が形成され、上記構造物は多段構造の構
造物となる。

本発明の工法に用いるセメントミルクは、水溶
性無機質混和剤を溶解した水溶液にセメントを混
合したものであるが、水溶性無機質混和剤として
は、一例として、塩化マグネシウム（粘結剤）、
塩化カルシウム（破水剤）、硫酸ナトリウム、硫
酸カリウム（有機性作用）、炭酸コバルト（水溶
液の触媒剤）等が用いられる。セメントミルク
は、例えば上記混和剤を１Kgとセメント100Kgを
100の水に溶解、混合したものである。

地盤GLに注入するセメントミルクの量は、土
質によつて異なるが、土の含水比、間隙率等が注
入量を決める目安となる。例えば、多くの粘土質
地盤では土１m²に対して200〜300が適当であ
る。

本発明の工法に用いる上記一例として示したセ
メントミルクは、安定した遅硬性（２日〜３日
間）、良好なブリージング性（0.022cm³／cm²、普通
セメントのみの場合は0.167cm³／cm²）、透水性
（4.2×10^-3〜1.9×10^-4）を保有するものであり、
この特性により、地中にセメントミルクを高圧、
高速で噴出した場合に、遅硬性がセメントミルク
の圧力および速度を持続させ、粘土質地盤の層を
切裂きつつクサビを打込むようにセメントミルク
が周辺の土を圧密しながら構造物を形成するので
ある。圧密された土は、構造物の地中における摩
擦力を増大し、かつセメントミルクが固化する段
階で土の反力により組織的に同和して緻密なセメ
ント構造物を構成する。また、フリージングの良
好な特性は、セメントを末端まで分散させて構造
物を均質で強固なものとし、その結果良好な透水
性をもつものとし、これが軟弱地盤中で構造物の
周囲の土に十分になじませることができ、これに
吸水機能を附与すると共に、その水分を柱状部を
通して毛細管現象により地表に上昇させ、蒸発を
促進させる機能をもつ。又長期的に土との分離を
起させずに安定した構造物を保持することができ
る。

ノズルビツト１には、進み角を有する噴出孔１
０が形成されているが、この進み角は、噴出する
セメントミルクのエネルギーが噴出孔１０の回転
により遠心力の作用をうけて土砂切り裂き力を有
効に発揮してその切り裂き力の減衰するのを防止
し、ノズルビツトの回転方向にセメントミルクを
強圧で圧入する効率をよくするものである。

本発明による構造物は、地中に円盤状の構造物
１１を多段的に柱状部をもつて一体に構成される
と言う特開昭59年第48516号公報に開示された発
明を実施して得られる多段的構造物を地中に作る
と言うだけでなく、前記したように、多段的構造
物を構成する各円盤状の構成物を立壁を有する構
造物とするもので、地中の土砂は、多段的構造物
を構成する上下に配された円盤状の構造物間で上
下関係だけでなく、各円盤状の構造物間で、面側
に配された立壁によつて面側にある土砂を更に圧
密した状態で、一体構造とするので、土との接触
面積が大きく、しかも係着性がすぐれている。と
言うだけでなく多段的構造物を構成する円盤状構
造物が、前記したように立壁を一体に形成した構
造のものとするため、該多段的構造物を構成する
際、地中の土砂を前記した公開公報に開示された
発明を実施した以上に該多段的構造物中に圧密し
た状態で該多段的構造物と一体化し、該多段的構
造物そのものの強度も増する。このため、比較的
少量のセメントミルクの注入によつて地盤を十分
に強化することができる。例えば、C.B.R.1〜1.5
の粘土質地盤において施工後の地盤強度はC.B.
R3〜3.5に向上し、平盤載荷試験では、載荷重
300Kgで沈下量５mmの地盤が、載荷量1000Kgで沈
下量1.2mmに改良された。

発明の効果 本発明は、前記の如く構成され、かつ作用する
ものであるから、比較的少量のセメントミルクを
注入することによつて、軟弱地盤中に形成された
構造物が吸水機能、蒸発促進機能をもち且つ、構
造物周辺の土砂を圧密するだけでなく、本発明を
実施して得られる多段的構造物そのものが周囲の
土砂を強固に多段的構造物中にかゝえ込んで圧密
して一体のものとして形成するものであるし十分
な地盤強化安定を図ることができる効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはノズルビツトの縦断面図、第１図ｂ
は同上Ａ−Ａ線拡大断面図、第２図は構造物の斜
視図、第３図は多段的に構成した構造物である。 １……ノズルビツト、１０……噴出孔、１１…
…円盤状の構造物、１３……柱状部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟弱地盤の地中に、水溶性無機質混和剤を溶
   解した水溶液にセメントを混入して成るセメント
   ミルクを注入するためのノズルビツトを挿入し、
   このノズルビツトを回転させながら上記セメント
   ミルクを高圧、高速で注入して、地中に円盤状の
   構造物を形成する操作を深度を変えて繰り返し、
   該円盤条の構造物を多段にわたつて形成すると共
   に、該操作終了後、ノズルピツトを引き抜く際ノ
   ズルビツト挿入孔にセメントミルクを注入して各
   円盤状の構造物の中心を貫通する支柱を形成し、
   これを以て上下に配した各円盤状の構造物間の土
   砂を圧密する一体構造の多段構造物を構築して、
   地盤の安定化を計る工法において、上記工法に使
   用するノズルビツトを貫通方向に対して斜め下向
   きで且つ、回転方向に対して進み角方向に噴出孔
   を穿設した構造とし、該ノズルビツトを用いて上
   記操作を行い、上記円盤状の構造物を形成する毎
   に、上記円盤状の構造物の面方向の土砂中にセメ
   ントミルクの割裂脈状浸透現象を起させて該現象
   呈示個所に、セメントミルクを圧入し、該セメン
   トミルクによる上記円盤状の構造物と一体の立壁
   を放射状に立設した構造の構造物として、これを
   多段的に形成し、これに前記支柱を貫通した多段
   構造物を地中に一体に形成することを特徴とする
   地盤の安定化工法。