JPH0756340Y2 - 地盤硬化剤噴射注入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、軟弱地盤の改良、建設構造物基礎の造成等を
目的として施工する地盤硬化剤注入に用いられる噴射注
入装置に関する。

［従来の技術］ 従来、硬化剤噴流を用いた地盤硬化剤注入工法ないし注
入装置は数多く存在した。出願人の発明にかかるいわゆ
る一重管（平成１年特許願第139682号）、二重管（同第
139683及び29207号）、三重管（同第3077及び336105
号）、及び四重管（同第123270号）がその代表例であ
る。

具体的に第５図に示す三重管を設けた地盤硬化剤注入装
置に基づいて概説する。

即ち、重合構造の三つの流路を有する注入ロッド50の先
端部に設置されたモニター部の側壁には、各々ロッド内
流路に通ずると共に噴射口において重合する重合構造の
上部噴射ノズル53と下部噴射ノズル54が穿設され、各周
囲ノズルから加圧気体が、上部核ノズルから超高圧水
が、下部核ノズルからは超高圧硬化剤が噴射されるべく
構成されている。

各噴流物、即ち、加圧気体、超高圧水、超高圧硬化剤は
それそれエアーコンプレッサ、高圧水ポンプ、グラウト
ポンプ等により外部からパイプ56、三重管スイベル51を
介してロッド50内流路に圧入されるが、上下噴射ノズル
より噴射される加圧気体は共に同一流路を経由したもの
である。

上記構成を備えた地盤硬化剤注入装置を所定の深度に降
下させた段階で各噴流物を噴射させつつ回転上昇させ
る。従って、上部噴射ノズル53からは、周囲を加圧気体
により包合された超高圧水が噴射され、これが地中の土
粒子を攪乱すると共に人為的空間を作り、この空隙部
に、次には下部噴射ノズル54から噴射される超高圧硬化
剤が積極充填されることとなる。

上部噴射ノズル53から周囲を加圧気体で包合され噴射さ
れる超高圧水は、その気体のリフト効果と圧力で遠方ま
で到達距離を伸長せしめ、夾雑物を攪乱し、除去、洗浄
行わしめる。これにより生じた泥水スラッジ等は気体の
高圧作用により、地上に排出される。

その後、更に、周囲を加圧気体で包合した超高圧硬化剤
を噴射することにより、空隙率の高い人為的空間の細か
い先端にまでも硬化剤が強制充填され、上部噴流物の威
力を無駄にすることとなく、上下の一体的効果を担保し
つつ、硬化剤充填率の増大、施工の確実性を図るもので
あった。

即ち、こうした従来技術における創作の主眼は、高圧水
の噴射による夾雑物の除去洗浄、そのための噴射時の気
体包合によるリフト効果の向上並びに硬化剤と泥水スラ
ッジとの置換率の向上を図ることにあり、これらの点で
画期的な創作性を有している。

しかしながら、建設施工における究極の目的は、より安
定した均質な地盤改良体の造成にあり、従来技術にあっ
てはあらゆる土質に即応できる装置の提供といった点で
いまだ不十分であり、いわば質的な面からの改善が図ら
れなければならない。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案はかかる課題を解決するためになされたもので、
複数のノズルから同時にあるいは時差を設けて加圧気体
に包合された地盤硬化剤のみを噴射することにより、瞬
時にして広範囲に亘り一層の地盤強化を図ることを第一
の目的とする。

また、従来技術において生じていたロッド中心部と外周
部とで地盤の強度が相違するといった点をなくするこ
と、及び水分の多い地盤においては、水を噴射すること
なく気体包合の硬化剤のみを噴射することにより、あら
ゆる土質において均質な地盤を造成できることを第二の
目的とする。

さらにまた、噴射ノズルからの噴射量、噴射時間等を調
整することにより、地盤、地質に応じた硬化剤の噴射を
行うことを第三の目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記課題を解決するために、互いに隔絶され
た少なくとも２通路を有する注入ロッド、該注入ロッド
を支持すると共に該注入ロッドを上下動かつ回転させ得
る操作機構、気体と地盤硬化剤をそれぞれ該ノズルまで
圧送するグラフトポンプ、圧送ホース及び重合構造を有
するスイベルとを設けた地盤硬化剤注入装置において、
注入管の先端部にモニター部を設置し、該モニター部の
側壁に加圧気体に包合された高圧の地盤硬化剤を噴出す
る複数の噴射ノズルを穿設した装置を提供するものであ
る。

［作用］ 本考案はかくの如く構成されているので、加圧気体を包
合することにより気体包合の役割と相俟って、高圧の地
盤硬化剤の土中への注入の確実性が増し、瞬時にして硬
化度の高い地盤形成ができると同時に、安定した均質の
地盤改良体を造成できる。特に水分の多い地盤におい
て、強力に作用する。

また、加圧気体の圧送流路を複数設けることにより地
盤、施工目的に応じた加圧調整が容易となる。

さらにまた、硬化剤の注入口を複数設けることにより各
ノズルから噴射される硬化剤の吐出量あるいは噴射圧の
調整が容易となり、土質に応じた地盤改良を実現するも
のである。

［実施例］ 以下、図面に従って本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案に係る第１実施例を操作機構21等の周辺
装置と共に示した側面図である。

図において12は上部噴射ノズルを、13は下部噴射ノズル
を示している。該噴射ノズル12、13は注入ロッド10の先
端部に設置したモニター部11の側壁に穿設されており、
それぞれの核ノズルからは地盤硬化剤15を、周囲ノズル
からは加圧気体16を噴射するよう構成されている。

ここで地盤硬化剤とはいわゆるセメントミルク等である
が、一般には噴射圧300kg f/cm²以上の超高圧硬化剤が
望ましい。また、気体は通常空気が用いられるが、安全
確保等の点から窒素等他の気体が用いられる場合も考え
られる。

上記硬化剤及び気体は注入ロッド10の挿入に先立って、
ボーリングされたガイドホール（孔）に注入ロッド10が
挿入され、操作機構21によって回転上昇される掘削過程
において、それぞれグラウトポンプ22、エアコンプレッ
サ23によって注入ロッド10内部の互いに隔絶された２通
路内を圧送され、注入ロッド10下端部に設けられた重構
造の噴射ノズル12、13から高圧状態で噴射されることと
なる。

第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本考案の別の実施例を示し
ている。

第２図（ａ）は加圧気体の流路をバルブ23a,23bにより
２つに分岐した場合を、第２図（ｂ）は、エアコンプレ
ッサを別にもう１台用意し（23′）、各々を注入ロッド
10に別々にジョイントする。

これによりエアコンプレッサ23,23′においてバルブ調
整により送圧を土質に合わせ自在に調整できることとな
る。

第２図（ｃ）は、第２図（ａ）で示した加圧気体の流路
を２つに分岐したことに加え、硬化剤の流路をも２つ設
けた他の実施例を示している。

このように加圧気体のみならず硬化剤についても複数の
注入口を設けることにより、加圧力、注入量、注入時
間、注入速度等、種々の調整が可能となる。

無論、噴射ノズル12、13の口径、形状並びに個数の調
整、あるいはノズルの位置を第３図（ａ）のみならず第
３図（ｂ）の如く、慣性力との均衡をはかるべく注入ロ
ッドの同じ高さの位置に穿設することも可能である。

また、第４図に示すように、上下噴射ノズル12、13の他
に１又は２以上の補助ノズル14を穿設し、該補助ノズル
14からは硬化剤のみを噴射させることにより硬化剤の補
充が可能である。

尚、ここで該補助ノズル14は、更に強度を高めるには第
４図の如く上下ノズル12、13の下部に設けるのが理想的
であるが、上下ノズル12、13の中間、あるいは上部ノズ
ル12のさらに上部に設けることも可能である。

［効果］ 本考案の実施により、従来の施工に比べはるかに安定的
で均質な地盤の改良体の造成が実現できる。特に、土質
の相違、例えば、水分を多く含有する地盤の改良に有効
に機能する。従って、水分の少ない硬質土壌にあって
は、上述の先に開発された三重管の地盤硬化剤注入装置
（第５図）を用いるとよい。

即ち、第一に、従来例と異なり複数設けた噴射ノズルか
らそれぞれ加圧気体に包合された超高圧硬化剤を強力に
噴射させることにより、瞬時にして広範囲に亘り硬化度
の高い地盤改良体が造成できる。

第二に、複数設けたノズルから同時に広範囲に硬化剤が
噴射されることにより、従来存在していたロッドの中心
部と外周部とで地盤の強度が相違するといった問題点も
なくなり、均一な硬化度を有する地盤の改良が実現す
る。

さらに第三の効果として、加圧気体、硬化剤の注入口を
複数設けることにより、噴射ノズルからの噴射圧、噴射
量等を自在に調整できること、また補助ノズルから硬化
剤の補充をすることにより硬化剤の濃度をさらに高める
ことができ、地質、地盤に即応した、より上質で強固な
地盤改良体が造成できるため、関係者にとって極めて有
意義である。

【図面の簡単な説明】

第１図は操作機構等の周辺装置と共に、本考案の第１実
施例を示す側面図、 第２図は（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本考案の別の実
施例を示す図、 第３図（ａ）（ｂ）はそれぞれ噴射ノズルを２個設けた
場合のモニター部の拡大側面図、 第４図は補助ノズルを１個設けた実施例の側面図、 第５図は従来の三重管を設けた地盤硬化剤注入装置を示
す。 10,50……注入ロッド 11,52……モニター部 12,53……上部噴射ノズル 13,54……下部噴射ノズル 14……補助ノズル 15……地盤硬化剤 16……加圧気体 21……操作機構 22……グラウトポンプ 23,23′,55……エアコンプレッサ 23a,23b,……バルブ 24……圧送ホース 25……スイベル 51……三重管スイベル 56……パイプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】注入ロッドの先端部に設置したモニター部
   の側壁に重合構造の上部噴射ノズルと下部噴射ノズルと
   を設け、前記上下噴射ノズルの核ノズルから地盤硬化
   剤、周囲ノズルから加圧気体をそれぞれ噴射する地盤硬
   化剤注入装置において、 前記加圧気体流路を前記上下各々の噴射ノズルに対応し
   て２流路設置し、かつ送圧を調整可能とするべく各々の
   該加圧気体流路に圧力調整手段を具備し、 前記地盤硬化剤の流路を前記上下各々の噴射ノズルに対
   応して２流路設置し、かつ加圧力、注入量、注入時間、
   及び注入速度のうちの少なくとも１つを調整可能とする
   べく各々の該硬化剤流路に調整手段を具備したことを特
   徴とする地盤噴射注入装置。