JPH0718658A - 高圧噴射撹拌による地盤改良工法 - Google Patents

高圧噴射撹拌による地盤改良工法

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JPH0718658A
JPH0718658A JP16472793A JP16472793A JPH0718658A JP H0718658 A JPH0718658 A JP H0718658A JP 16472793 A JP16472793 A JP 16472793A JP 16472793 A JP16472793 A JP 16472793A JP H0718658 A JPH0718658 A JP H0718658A
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JP
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cutting
water
jet
crushing
rod
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JP16472793A
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English (en)
Inventor
Rokuro Shibata
六郎 柴田
Shinji Gomi
信治 五味
Kazuhiko Nakagawa
和彦 中川
Hidehiko Arai
秀彦 新井
Seiji Motomura
清次 本村
Kunio Wada
國男 和田
Akira Ebisawa
明 海老澤
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Nissan Construction Co Ltd
Original Assignee
Nissan Construction Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧噴射撹拌による地盤改良工法に於て、造
成柱の有効径の増大化と、使用固化材及びエネルギーの
適正利用と、産業廃棄物処理量の低減を達成する。 【構成】 ロッド3で所定深度削孔し、次いでロッド3
先端から水ジエットJ1を回転させながら所定高さH上
昇させる切削破砕工程を実施し、次いでロッド先端の上
側の水ジエットJ1 と下側の造成ジエットJ2 とを噴射
しながら削孔底から回転上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地盤改良に関し、特に推
進工事やシールド工事を容易にするために、地盤強化及
び止水性向上のために有効なものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の地盤改良手段として
は、JSG工法(Jumbo-Jet-SpecialGrout Method)及
びコラムジエットグラウト工法として知られるジエット
グラウト工法がある。図6、図7、及び図8に示すもの
は従来のコラムジエットグラウト工法であり、該従来工
法は、図6乃至図8に示す如く、削孔及び注入を司る作
業機1が三重管3を支承しており、三重管3の上部に
は、高圧水供給用の第1供給口21、圧縮空気供給用の
第2供給口22、及び空気と固化材供給用の第3供給口
23を備えた三重管スイベル2が装着してある。また、
三重管3の先端にはモニター4を介してメタルビット5
が取付けてある。
【0003】そして、該地盤改良工法は、図6(1)か
ら順次図8への工程で遂行される。図6(1)に示す如
く、まずガイド管7を打ち込み、次いで図6(2)に示
す如く、ガイド管7で案内しながら三重管3を作業機1
の油圧装置8によって矢印A 1 の如く所定深さまで圧入
する。三重管3の構造は、中央部が高圧水管、その外側
が高圧空気、最外部から固化材を供給するようになって
いる。図6(2)に示す工程では、三管3をモータ(図
示せず)で回転Rしながら油圧装置8で押し込んでお
り、三重管3の先端のメタルビット5で削孔しながらそ
の先端から高圧水Wを噴出し、所定深度まで進行する。
【0004】次いで、図7(3),(4)の工程が実施
されるが、モニター4には上方と下方とにノズル(図示
せず)が穿設してあり、メタルビット5の先端からの流
路を閉止すると共に三重管スイベル2への供給切換を行
って、モニター4の上方のノズルから圧縮空気と超高圧
水との混合した水ジエットJ1 を、下方のノズルから高
圧固化材液と圧縮空気との混合した造成ジエットJ2
噴射しながら回転Rし、上昇A2 する。ジエットJ1
削孔の周壁を切削破砕するものであり、ジエットJ2
1 で形成された切削破砕域Zを固化造成する。
【0005】従って、三重管3がジエットJ1 ,J2
噴射をしながら回転して所定高さHだけ作業することに
より造成柱(造成杭)Cが形成され、その後は三重管ス
イベル2への供給を止めてジエットJ1 及びJ2 を止
め、三重管3を抜き上げ、ガイド管7も抜き取って一工
程作業が終了する。なお、9はスライムピットであっ
て、削孔過程や切削造成過程で利用する高圧水や圧縮空
気が泥水として上昇し、該泥水を溜める場所である。従
って、工事中はスライムピット9から排泥ポンプを用い
て取出した排泥を大型コンテナ車等で廃棄している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のコラムジエット
グラウト工法にあっては、土質に応じた施工規準に基い
て施工されているが、地盤改良の対象となる地中では、
垂直方向(深度)によっても、水平方向によっても土質
の変化があり、また同じN値であっても有機質の混入等
により分離性に差異があるので、実際には設計値どおり
の造成が必ずしも達成出来なく、また施工過程で適正な
施工が遂行されているか否かすら把握出来なかった。ま
た、切削破砕と固化材噴射とが連動した同時進行で遂行
されるため、N値の高い土質では固化材の過大使用とな
る。本発明は、土質に対応した最適施工を可能とするも
のであり、上述の如き従来工法の問題点の解決を目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、コラ
ムジエットグラウト工法等の高圧噴射撹拌工法に於て、
作業機(コラムマシン)でロッドを駆動して所定深度を
削孔し、次いでロッド先端から高圧水と圧縮空気とから
成る水ジエットJ1 を回転させながら削孔底から所定高
さH上昇させてる切削破砕工程を実施し、次いでロッド
回転させながらその先端から、上側の高圧水と圧縮空気
とから成る水ジエットJ1 と下側の高圧固化材液と圧縮
空気とから成る造成ジエットJ2 とを噴射しつつ削孔底
から所定高さH上昇させる切削造成を行う。
【0008】従って、切削破砕工程と造成工程とが分離
されるため、両工程の独立的な施工制御が可能となり、
N値の高い土質で長時間の切削破砕作業の必要な工事に
あっても、固化材の使用量が適正に選択出来る。また、
従来の工法と比べて、本工法は切削破砕工程のみが付加
された形態であるため、即ち、一度地山を切削して地盤
をゆるめた状態にした後、本来のジエットグラウト工法
を実施するために、大きな有効径の杭の造成が可能であ
る。
【0009】本発明に於て、切削破砕工程中にロッド先
端で切削破砕範囲Z1 を測定する場合には、切削破砕状
態が把握出来るので次の切削造成工程を適正に制御出
来、また、切削破砕作業での噴射圧、ロッドの回転及び
上昇等の適切な調整設定が可能となる。また、切削破砕
工程で高圧水にベントナイトを混入すれば、破砕範囲内
での泥水濃度を高め地山の崩壊を防ぐことが出来、従っ
て次の切削造成工程が設計どおりに実施出来る。
【0010】また、切削破砕工程で削孔を介して上昇
し、スライムピットにたまった排泥液を分離処理し、土
砂を除去して高圧水として再利用すれば、資源の再利用
となって産業廃棄物処理コストを大幅に減少出来、再利
用液中に溶け込んだベントナイトが有効活用出来る。
【0011】
【実施例】本発明を実施するための使用機械系統は、図
4、図5に示す如く、作業機1としてのコラムマシン
が、地表に設けたスライムピット(泥水溜め)9からガ
イド管7を地中に打込むと共に、ガイド管7を挿通して
三重管3を垂下している。そして三重管3の抜き上げ用
にクレーン車を配し、またスライムピット9から排泥ポ
ンプで排泥液を吸い上げて2点鎖線図示の経路で泥水処
理プラントへと給送され、該泥水処理プラントで分離さ
れた水(泥水)は注入プラントへ送られ、土砂は残土運
搬車で搬出する。
【0012】また、注入プラントは、エアーコンプレッ
サ、ミルクポンプ、及び超高圧ポンプが、それぞれ作業
機で駆動される三重管に付設された三重管スイベルへと
接続されており、ミルクポンプには貯水槽の清水とセメ
ントサイロのセメントとが自動ミキサーで調合されて供
給され、超高圧ポンプには貯水槽の清水が接続されてい
る。
【0013】本発明の実施に用いる装置は、図1乃至図
3に示す如く従来のコラムジエットグラウト工法に用い
るもの(図6乃至図8)とは、ロッドとしての三重管3
の先端部が相違するのみである。即ち、コラムマシンを
作業機1として工事位置に設置し、地表に形成したスラ
イムピット9から下方にガイド管7を垂設する。そして
ロッドとしての三重管3は、従来の三重管(図6
(2)、図7(3))のメタルビット5とモニター4と
の間に、超音波測定センサー内蔵の測定器6をネジカッ
プリングで配置したものである。
【0014】また、三重管3には三重管スイベル2が配
設されて、該スイベル2は注入プラントと接続した第1
供給口21、第2供給口22、及び第3供給口23を備
えており、三重管端部のモニター4には従来例同様に上
側と下側とに180°位置で2つのノズルが長手方向に
直交して開いており、先端のメタルビット5の中央にも
逆止弁(図示せず)を介して中央の水路が開口してい
る。
【0015】次にN値50の土質に対する施工態様を説
明する。図1の(1)に示す如くガイド管7を設置した
後、(2)に示す如く三重管3に、油圧装置8によって
押圧力を付与すると共にモータ(図示せず)によって回
転Rを付与しながら、メタルビット5の先端から高圧水
Wを噴出して所定深度まで削孔する。次いで三重管3へ
の供給の切換えにより、モニター4の上下2個の各ノズ
ルから、それぞれベントナイト混入の超高圧水(400
kg/cm2 、70l/分)と圧縮空気(6〜7kg/cm2
1.5m3 /分)から成る水ジエットJ1 の噴射を作用
させながら三重管を回転Rして引上速度25分/mで削
孔底から矢印A0 の上昇を行い、測定器6によって切削
破砕範囲Z1 を検出しながら所定高さH上昇させた。こ
の切削破砕工程ではベントナイト溶液の濃度が高くて比
重が大なため、三重管3の上昇運動につれて土砂流がガ
イド管7を通ってスライムピット9内にたまり、ベント
ナイト泥が切削破砕範囲Z1 内に充満して切削破砕壁面
の崩壊を防止する。
【0016】三重管の先端が水ジエットJ1 を噴射しな
がら高さHだけ回転上昇すれば、水ジエットJ1 を止め
て再度三重管3の先端を削孔底まで下ろすと共に、三重
管スイベル2への注入プラントからの供給を切換えて、
上側ノズルからは切削破砕用の水ジエットJ1 を、下側
ノズルからは高圧の固化材液と圧縮空気とが混合する造
成ジエットJ2 を、J1 の圧力は前工程での測定器6の
検出結果に基いた最適値とし、造成ジエットJ2 は10
kg/cm2 、140l/分に設定して切削造成した。
【0017】水ジエットJ1 のパワーを設計値範囲Zの
切削破砕が達成出来るように、即ち、前工程での切削破
砕範囲Z1 を測定した結果の必要な追加切削範囲Z2
切削が達成出来るように選定したため、隣接造成杭と設
計どおりに接した造成杭Cがエネルギー及び材料の無駄
使いなしに形成出来た。また、切削破砕工程及び切削造
成工程を通してスライムピットにたまった泥水は、泥水
処理プラント(図4、図5)へ送られて土砂が分離して
残土として廃棄されるが、ベントナイトの溶け込んだ泥
水は注入プラントを介して循環利用出来るので、材料費
のコスト低減になる上、更に産業廃棄物を減少させるこ
とにもなった。
【0018】〔その他〕ロッドは、三重管構造である必
要はなく、要は水ジエットJ1 のみを噴射することと、
水ジエットJ1 と造成ジエットJ2 とを同時に噴射する
ことが切換え実施出来れば良いのであり、モニターの構
造を適宜選択採用すれば良い。また、ロッド先端部の測
定器6は超音波センサー利用である必要はなく、要は切
削破砕域と残存地山壁との境界を検出するものであれば
良い。
【0019】
【発明の効果】切削造成工程の前に水ジエットのみによ
る切削破砕工程を介在させたため、前工程の切削破砕で
地山側壁をやわらかく出来、従って次の切削造成工程と
の結合によって、従来の同一規模のパワーでの工事に比
べてはるかに大きな有効径の造成が可能である。また、
切削破砕工程中は測定器で切削破砕範囲を検出するので
次の切削造成工程に於ける切削パワー(水ジエット
1 )が適切に調整出来、エネルギー、及び材料の無駄
使いが防げる。また、切削破砕工程はベントナイト水溶
液を超高圧水として用いるため、清水より比重の高い水
溶液の切削力は大きく、且つベントナイト泥水が切削破
砕域内にとどまって主として水、土砂が噴き上げられる
ため、切削破砕範囲での周壁の崩壊を好適に防止する。
また、排泥液の分離処理では、ベントナイトは水と共に
土砂から分離されるため、排泥液の循環利用が有効に達
成出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用説明図であって、(1),(2)
は各工程の図である。
【図2】本発明の図1につづく作用説明図であって、
(3),(4)は各工程の図である。
【図3】本発明の図2につづく作用説明図であって、
(5),(6)は各工程の図である。
【図4】本発明を実施する場合の使用機械系統図であ
る。
【図5】本発明を実施する場合の図4につづく使用機械
系統図である。
【図6】従来のコラムジエットグラウト工法の作用説明
図であって、(1),(2)は各工程の図である。
【図7】従来の工法の図6につづく作用説明図であっ
て、(3),(4)は各工程の図である。
【図8】従来の工法の図7につづく作用説明図である。
【符号の説明】
1…作業機 2…三重管スイベル 3…三重管 4…モニター 5…メタルビット 6…測定器 7…ガイド管 8…油圧装置 9…スライムピット 21…第1供給口 22…第2供給口 23…第3供給口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 秀彦 東京都港区南青山1丁目2番6号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 本村 清次 東京都港区南青山1丁目2番6号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 和田 國男 東京都港区南青山1丁目2番6号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 海老澤 明 東京都港区南青山1丁目2番6号 日産建 設株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業機(1)でロッド(3)により所定
    深度を削孔し、次いでロッド先端から高圧水と圧縮空気
    とから成る水ジエット(J1 )を回転させながら削孔内
    を下方から所定高さ(H)上昇させる切削破砕工程を実
    施し、次いでロッドを回転させながらその先端部から、
    上側の高圧水と圧縮空気との水ジエット(J1 )と下側
    の高圧固化材液と圧縮空気との造成ジエット(J2 )と
    を噴射しつつ削孔内を下方から所定高さ(H)上昇させ
    る切削造成工程を行うことを特徴とする地盤改良工法。
  2. 【請求項2】 高圧水と圧縮空気との水ジエット
    (J1 )を回転させながら所定高さ(H)上昇させる過
    程中、切削破砕範囲(Z1 )を測定する請求項1の工
    法。
  3. 【請求項3】 切削破砕工程では高圧水がベントナイト
    の混入水である請求項1又は2の工法。
  4. 【請求項4】 切削破砕工程で削孔を介して上昇した排
    泥液を分離処理し、土砂を除去して切削破砕や切削造成
    の高圧水として利用する請求項1乃至3のいずれか1項
    の工法。
JP16472793A 1993-07-02 1993-07-02 高圧噴射撹拌による地盤改良工法 Pending JPH0718658A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100479121B1 (ko) * 2002-04-19 2005-03-25 김형구 오염토양 개량방법
KR100656142B1 (ko) * 2004-09-22 2006-12-12 유한회사 대진기건 지반굴착 및 그라우트재 주입용 장치와 이를 이용한 지반그라우팅 공법
JP2015117540A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 東亜建設工業株式会社 地盤改良方法および装置
JP2023080264A (ja) * 2018-11-09 2023-06-08 株式会社不動テトラ 固化処理杭造成工法

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KR100479121B1 (ko) * 2002-04-19 2005-03-25 김형구 오염토양 개량방법
KR100656142B1 (ko) * 2004-09-22 2006-12-12 유한회사 대진기건 지반굴착 및 그라우트재 주입용 장치와 이를 이용한 지반그라우팅 공법
JP2015117540A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 東亜建設工業株式会社 地盤改良方法および装置
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