JPH07150875A - 含水空気による地盤掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量の水による施工現場の泥水化を来すこと
なく掘削能力を高め効率よく削孔作業ができる地盤改良
工法を提供する。 【構成】 圧縮空気に水を混合した高圧混合流体を地盤
１に対し噴射して該地盤を掘削する。例えば杭状の貫入
用削孔部材３の先端に前記高圧混合流体の噴射ノズル６
を設け、該噴射ノズルから高圧混合流体を噴射しながら
地盤を掘削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木建築工事における
基礎や地業および地盤の改良工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】埋立地等の軟弱地盤上に産業施設その他
各種構造物を建設する場合、構造物の支持力増強や沈下
対策及び地震対策として構造物建設に先立って地盤を締
め固めるための地盤改良工事が行われる。このような地
盤改良工事の一例として、地盤に杭状の削孔部材を振動
させながら掘削穿孔して貫入させ、周囲地盤を圧縮して
締め固めるとともに削孔部材を引抜きながら削孔された
孔の中に砂利、砂、礫、スラグ等の中詰め補給材を投入
してこれを締め固め孔埋めを行って地盤改良を行う工法
が従来より実施されている。

【０００３】このように地盤に振動式の削孔部材を貫入
させる場合、削孔時間を短縮するために、削孔部材の先
端より圧縮空気を噴出して土を吹飛ばして掘削する方法
を併用している。また、地盤条件によっては、圧縮空気
の代りに水を噴射して掘削穿孔を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の地盤改良工法において、圧縮空気の噴射を併用して
削孔部材により地盤を掘削穿孔する場合には、大きな圧
縮エネルギーが容易に得られる反面、圧縮空気の質量が
小さく掘削能力が限られるために、削孔部材の貫入効率
が低く、削孔作業に要する時間が多くなり、コストの増
加や工事全体の工程日数の長期化等の問題を生ずる。

【０００５】また、圧縮空気の代りに水を噴射して掘削
穿孔を行う場合には、貫入の効率が向上し削孔作業時間
も大いに短縮されるが、大量の水を使用するため、地表
面に水が溢れ出し施工現場が泥水化して足場が悪くなり
作業環境が悪化して作業の能率を低下させるという問題
を生ずる。

【０００６】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、大量の水による施工現場の泥水化を来
すことなく掘削能力を高め効率よく削孔作業ができる地
盤改良工法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る地盤改良工法は、圧縮空気に水を混合
した高圧混合流体を地盤に対し噴射して該地盤を掘削す
ることを特徴としている。

【０００８】好ましい実施例においては、杭状の貫入用
削孔部材の先端に前記高圧混合流体の噴射ノズルを設
け、該噴射ノズルから高圧混合流体を噴射しながら地盤
を掘削することを特徴としている。

【０００９】

【作用】圧縮空気のもつ大きなエネルギーと水の大きな
質量とが組合され、この混合によるウォーターハンマー
類似作用等の混合相乗効果により、混合流体の噴出によ
る掘削力がさらに高められ削孔部材の地盤への貫入能力
が向上する。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る含水空気によ
る基礎杭打設を実施するための地盤削孔機構の構成図で
ある。

【００１１】軟弱な地盤１上で、移動式クレーン２によ
り杭３が吊下げられる。

【００１２】杭３には、高圧流体の供給パイプ５が装着
され、その先端にノズル６が設けられる。高圧流体供給
パイプ５には外部からの供給ホース７が接続される。こ
の供給ホース７は実質上圧縮空気パイプ８と一体的に連
続する。この圧縮空気パイプ８に対し水パイプ９が例え
ばイジェクターからなる混合器１０を介して接続され
る。圧縮空気パイプ８は開閉用バルブ１５および圧力調
整器１４を介して圧縮空気のアキュムレータ１２に接続
される。アキュムレータ１２にはフィルター１３を介し
てコンプレッサー１１により圧縮空気が供給される。

【００１３】水パイプ９は逆止弁１７および調整用バル
ブ１６を介して貯水タンク１８に接続される。水頭を有
する貯水タンク１８に代えてポンプを設けポンプにより
水を吸引し圧縮空気パイプ８側に向けて吐出してもよ
い。このような構成により、混合器１０において水パイ
プ９からの水を圧縮空気パイプ８内に混入させ、圧縮空
気と水との混合流体（含水圧縮空気）として供給ホース
７を通して杭３の供給パイプ５に送り込む。供給パイプ
５に送り込まれた含水圧縮空気は、水と圧縮空気との混
合作用により、それぞれ単独の場合よりも強い噴出圧力
でノズル６より地盤内部に向けて噴射される。

【００１４】この場合、水と空気との混合比は、圧縮空
気圧力や水圧力を考慮して最適な噴出作業環境状態で最
強の噴出エネルギーが得られるように適当に設定され
る。圧縮空気パイプ内に注入して混合する水の量が多過
ぎると、掘削した孔の周辺が泥水化し作業環境が悪化す
る。逆に混合する水の量が少な過ぎると、所望の噴射エ
ネルギーが得られなくなる。例えば、７ｋｇ／ｃｍ² 程
度の圧縮空気圧力の場合、空気に対し２〜７％（大気圧
に於ける体積比）の水を加えることが望ましい。このよ
うな水を混合した圧縮空気を噴射しながら地盤を掘削穿
孔することにより、掘削能力が高められ、貫入時間の短
縮が図られる。地盤内の所定の深さまで杭が貫入すると
削孔は完了する。この時、杭３に何等かの振動を与えて
掘削力を増大させることを排除するものではない。な
お、杭３を削孔部材として繰返し削孔に利用して、出来
た縦孔に土砂等を投入するが如き地盤改良工法にも利用
できる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、圧縮空気に水を混合した高圧混合流体を噴射して地
盤の掘削を行うため、混合作用により噴射エネルギーが
高められ、掘削能力が高まり地盤への貫入時間の短縮が
図られる。これにより地業工事が効率的に短期間で達成
され、工程管理上有利になるとともにコストの低減が図
られる。

【００１６】また、従来の水のみの噴射による掘削方法
に比べ、水の使用量は非常に少ないため、削孔現場周辺
が泥水化して作業環境を悪化させる等の弊害を生ずるこ
とはない。また、噴射による掘削工法は、低騒音、低振
動であるため、噴射掘削に基づく周囲住宅に対する騒音
公害等の問題を生ずることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る基礎杭打設を実施する
ための現場システムの構成図である。

【符号の説明】

１：地盤 ２：移動式クレーン ３：杭状の削孔部材 ５：含水圧縮空気の供給パイプ ６：噴射ノズル ７：含水圧縮空気の連結ホース ８：圧縮空気パイプ ９：水パイプ １０：混合器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気に水を混合した高圧混合流体を
   地盤に対し噴射して該地盤を掘削することを特徴とする
   含水空気による地盤掘削方法。
2. 【請求項２】 杭状の貫入用削孔部材の先端に前記高圧
   混合流体の噴射ノズルを設け、該噴射ノズルから高圧混
   合流体を噴射しながら地盤を掘削することを特徴とする
   請求項１に記載の含水空気による地盤掘削方法。