JPH0641944A - 地盤硬化材注入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】シルト層等、硬化材の固結効果を弱める粘性土
を含有する対象地盤に清水の高圧噴射を行って基礎改良
層を造成し、硬化材充填の空隙の確保と硬化材の固結効
果を弱める粘性土の排除を目的とする。 【構成】注入ロッドの対象地盤への下降挿入時に、噴射
ノズルから高圧高速の清水噴流を噴射しながら注入ロッ
ドを回転下降して挿入し、所定深度で高圧高速の硬化材
噴射に切り替え、注入ロッドを回転上昇させて硬化材注
入を行うように構成した。 【効果】基礎改良層造成時の清水噴射を調整することに
より、改良層中の硬化材浸入空隙が確保されて硬化材注
入層の造成範囲を確実にでき、同時に硬化材の固結効果
を弱める粘性土が排除されて注入された硬化材の固結効
果を高める。更に、基礎改良層造成工程が、注入ロッド
の対象地盤への下降挿入時に一挙に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軟弱地盤の安定、構築物
の基礎、地山の支保等を目的として対象地盤中にセメン
トスラリー等の硬化材を注入する地盤硬化材注入工法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメントスラリー等の硬化材注入
は、低圧による浸透注入工法と高圧による噴射注入工法
とが行われているが、いずれも注入ロッドがいきなり地
中に挿入され、注入ロッド挿入時に用いられる潤滑水供
給等を除けば、そのまま硬化材注入工程に入るのが通例
である。

【０００３】注入工法の対象となる地盤は、シルト層や
砂層、腐植土層等は粘性土が多く含まれており、硬化材
特にセメントスラリーの固結効果を弱めていることが知
られており、清水注入による粘性土排除の提案もいくつ
か為されている。

【０００４】しかし、清水注入は粘性土排除のみに向け
られ、注入ロッドに設けられた切削翼や枠体によって地
層に噴射水の導入溝を切り、これに浸入する噴射水によ
って洗滌効果を挙げようとするもので、注入ロッドの構
造が複雑となる関係等から実用化されていない。

【０００５】また、硬化材の高圧噴射による硬化材噴流
の到達距離を伸長する手段としては、注入にエアーを併
用して硬化材噴流をエアーで周囲から包合する手段が用
いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】従来の粘性土排除工
法は、以上のように切削翼や枠体による地層切削が前提
とされているため、注入ロッドの挿入に切削翼や枠体の
拡開域が考慮されなければならず、付近の埋設物等を傷
つける危険も大きかった。

【０００７】また、硬化材噴流の到達距離を伸長するた
め、硬化材噴流をエアーで周囲から包合するためには、
硬化材噴射を行う噴射ノズルを核として、これを囲周す
る環状噴射ノズルが必要であり、注入ロッドの構造が極
めて複雑となるほか、注入にエアーを用いるため、粘性
土排除のため清水を用いるとエアリフト効果が発生し注
入体系を崩してしまう問題がある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明は以上の問題点
に対処するための提案で、注入圧を４００キログラム毎
平方センチメートル程度まで高めることが可能となった
現在の技術を清水噴射に利用して、清水噴流による切削
攪拌により基礎改良域を造成すると共に、清水噴射の吐
出量を多く取ることによる回流効果により粘性土排除を
同時に行えるようにしたものである。

【０００９】更に、単純な従来装置により清水と硬化材
の供給を切り替えるだけで事前改良域の造成による硬化
材噴流の到達距離確保と粘性土排除を行えるようにし
て、複雑化して大型となった注入装置では注入できない
場所にも簡便且つ低コストで、しかも確実な硬化材注入
を可能としたものである。

【００１０】

【作用】噴射ノズルから高圧高速で噴射される清水噴流
は、注入ロッドの周辺土壌を切削攪拌して破砕し、硬化
材が確実に充填される空隙を持つ基礎改良域を造成造成
する。

【００１１】更に基礎改良域内に充填された清水は、改
良域拡張のために繰り返される清水噴射によって回流
し、注入ロッド挿入口に比重の軽い粘性土を巻き込んで
溢出し改良域の洗滌が行われる。

【００１２】この洗滌によって硬化材の固結効果を弱め
る粘性土は排除され、セメントスラリーなどの固結効果
が強化される。

【００１３】

【実施例】以下図面に従って本発明の実施例を説明す
る。１は注入ロッドで操作機構２によって支持され、前
進、後退、回転等の作動を与えられる（なお、実施例は
下降方向への注入装置の例によっているが、本発明は水
平方向への注入にも適用し得る）。注入ロッド１の先端
部側壁には噴射ノズル３が設けられ、先端は掘削刃とな
っている。

【００１４】注入ロッド１の上端は、スイベル４を介し
て清水、硬化材の各供給経路に連絡し、各原料槽から経
路中の高圧プランジャーポンプによって圧縮された高圧
噴流として供給される清水、硬化材が注入ロッドに開口
する噴射ノズル３を通じて地中に噴射するようになって
いる。

【００１５】本発明は以上のような通常単管といわれる
注入装置システムを用い、先ず注入ロッド挿入部に適宜
のパッカー機構と集水システム（図示しない）を設置
し、清水供給経路から４００キログラム毎平方センチメ
ートル程度の高圧力を加えた清水を注入ロッド１に供給
して噴射ノズル３から噴射しながら対象地盤に向けて回
転下降する。

【００１６】噴射ノズル３から噴射された清水は、高圧
高速の清水噴流となり注入ロッド１の下降と回動による
噴射ノズル３の軌跡にそって対象地盤を切削し攪拌し
て、周辺土壌に浸入し充填されると共に、土壌中の粘性
土を巻き込み溶かし込んで後続噴流によって繰り出され
る清水に押上げられ注入ロッド挿入部に溢出する。

【００１７】この清水噴射は、清水吐出量と清水充填域
の計測により所定径の基礎改良層Ａが造成されるまで、
注入ロッド１の下降速度を調整し、或いは注入ロッド１
を同一区間数回にわたって回転上下動して継続される。

【００１８】基礎改良層Ａの造成が所定深度に達したと
ころで、注入ロッド１への供給流体を地盤硬化材に切り
替え噴射ノズル３から清水と同様の高圧力で噴射しなが
ら注入ロッド１を回動させながら上昇させると高圧高速
の硬化材噴流が対象地盤に造成された基礎改良層Ａを更
に切削し攪拌して、基礎改良層Ａ内に硬化材が混入充填
され硬化材注入層Ｂが造成されて行く。

【００１９】一方、高圧高速の硬化材噴流によって先に
基礎改良層Ａ内に充填されていた清水は比重の重い硬化
材によって押し出され注入ロッド挿入部に溢出する。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、単
純な構成で硬化材注入域を確定でき、コスト的にも極め
て安価に信頼できる確実な硬化材注入工法の施工を可能
にしたものでる。

【００２１】即ち、基礎改良層Ａの造成によって硬化材
注入域に硬化材の浸入空隙が既に確保されているので、
注入ロッド周辺土壌破砕のための硬化材エネルギーはそ
の分だけ節約され、硬化材の比重による破砕力とあいま
ってエアー包合などによらず硬化材噴流の到達距離を伸
長できたものである。

【００２２】更に、基礎改良層Ａの造成によって対象地
盤中の粘性土が排除され、地盤硬化材特にセメントスラ
リーの固結効果を飛躍的に高めることができた。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による垂直方向注入の施工状況
を示し、初期段階における基礎改良層の造成状況を示す
全体説明図

【図２】同じく後半の硬化材注入工程における地盤硬化
材注入層の造成状況を示す全体説明図

【符号の説明】

１ 注入ロッド ２ 操作機構 ３ 噴射ノズル ４ スイベル Ａ 基礎改良層 Ｂ 硬化材注入層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注入ロッドの先端部側壁に噴射ノズルを
   設けた注入ロッドを同噴射ノズルから高圧で清水を噴射
   しつつ注入ロッドを回動させて清水噴流により周辺地盤
   を切削攪拌しながら、対象地盤に挿入することにより清
   水を地盤中に回流リフトすることにより対象地盤中の粘
   性土を排除する工程と、前記工程により注入ロッドが所
   定深度に達したところで、同噴射ノズルから高圧で地盤
   硬化材を噴射して硬化材噴流により周辺地盤を更に切削
   攪拌しながら、注入ロッドを回動させつつ引き抜き移動
   して粘性土が排除された清水攪拌域に地盤硬化材を充填
   する工程とからなる地盤硬化材注入工法