JPH0971929A - 地盤改良工法 - Google Patents
地盤改良工法Info
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- JPH0971929A JPH0971929A JP3746996A JP3746996A JPH0971929A JP H0971929 A JPH0971929 A JP H0971929A JP 3746996 A JP3746996 A JP 3746996A JP 3746996 A JP3746996 A JP 3746996A JP H0971929 A JPH0971929 A JP H0971929A
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Abstract
持力の増大を図る。 【構成】 芯材としての鋼管1に挿入した注入ロッド3
を回転させながら、注入ロッド3の先端の噴射ノズル2
からセメントミルク系注入剤を横方向へ噴射させて1次
混合層17を形成すると同時に、この1次混合層17内
に鋼管1を貫入し()、鋼管1を所定深度貫入した
後、鋼管1から注入ロッド3を引抜いて()、代わり
に鋼管1内に注入機18を挿入し()、注入機18を
所定のピッチで引上げながら、各引上げ位置で注入機1
8にブリージングを起しにくいセメントモルタル系注入
剤を圧送し、これを鋼管1に設けた逆止弁5を通して外
部へ注入して鋼管1の周りに2次混合層23を形成し
()、鋼管1と1次改良体24とを安定性を有する2
次改良体25で接合して()、芯材としての鋼管1の
接合強度を増大させる。
Description
り、より詳しくは高圧噴射攪拌工法により形成した地盤
改良体内に中空の芯材を埋設して支持力の増大を図る地
盤改良工法に関する。
内で回転移動させながら、その先端の噴射ノズルから該
注入ロッドと直角方向へ地盤改良剤を単独に、あるいは
水またはエアと混合して高圧噴射し、地盤改良剤と周辺
土砂とを攪拌混合して円柱状の改良体を形成する工法
で、土質の影響を受けにくく、一回の施工で広い範囲の
地盤を改良でき、しかも改良体相互の密着性に優れてい
るところから、土留壁や止水壁の造成に多用されている
(例えば、特公昭50−14803号公報、特公昭51
−8493号公報等参照)。
形成した地盤改良体内に中空の芯材を埋設して支持力の
増大を図る工法の開発が進められ、例えば特開平3−2
08936号公報に明らかにされている。この工法は、
管に挿入した注入ロッドを回転させながら管に先行して
地盤中に掘進させ、この掘進中、注入ロッドの先端部か
らこれと直角方向へ地盤改良剤を高圧噴射して管の周り
の地盤を改良し、この改良体内に管をそのまま残すよう
にするもので、管が芯材として改良体を補強し、地盤の
支持力が著しく増大するようになる。
開平3−208936号公報に記載の地盤改良工法によ
れば、その基礎となる高圧噴射攪拌工法の実施に際し、
噴射ノズルを詰まらせる心配のない、セメントミルク系
の注入剤を用いる必要があるため、地盤中に注入した注
入剤(地盤改良剤)がブリージングを起し易く、芯材と
しての管と地盤改良体との接合強度(接着力)が不足し
て、支持力の点でいま一つ不安が残るという問題があっ
た。
れたもので、その課題とするところは、高圧噴射攪拌工
法の利点を損なうことなく該工法により形成された改良
体とこれに埋設する芯材との接合強度の増大を図ること
にある。
め、本発明は、中空の芯材に挿入した注入ロッドを回転
させながら、前記注入ロッドの先端の噴射ノズルから該
注入ロッドと直角方向へ地盤改良剤を高圧噴射して、該
注入ロッドと一体的に芯材を地盤中に貫入する第1工程
と、前記芯材から注入ロッドを引抜き、代わりに注入機
を芯材内に挿入して、該注入機を芯材の軸方向へ所定ピ
ッチで送りながら各送り位置で注入機に地盤改良剤を圧
送し、この地盤改良剤の圧力により芯材に設けた逆止弁
を開いて芯材の周りに地盤強化剤を2次注入する第2工
程とを含むようにしたことを特徴とする。
ては、始めに高圧噴射攪拌工法の要領で注入ロッドから
地盤改良剤を高圧噴射して改良体を形成すると同時に、
この改良体で芯材を包み、その後、芯材の周りに、セメ
ントモルタル系の注入剤のようなブリージングを起しに
くい地盤改良剤を2次注入して、前記改良体と芯材との
間の接着力を増大せしめることができる。
剤としてはセメントミルク系の注入剤を、第2工程の地
盤改良剤としてはセメントモルタル系注入剤をそれぞれ
用いるのが望ましい。本発明は、上記第1工程に先行し
て、地盤にガイド穴を削孔する削孔工程を設け、第1工
程を前記ガイド穴に沿って実行するようにしても良いも
のである。本発明はまた、芯材の先端部に高圧水または
圧縮エアを噴出するノズルを設け、第1工程を実行する
際、前記ノズルから高圧水または圧縮エアを噴出して、
芯材内にその先端から後端へ向かう流体の流れをつく
り、この流体の推進力を利用して余剰スライムを地上へ
排出するようにしても良いものである。本発明におい
て、上記芯材の種類は任意であり、例えば鋼管や繊維強
化プラスチックチューブを用いることができる。また、
この芯材の外表面には、凹凸を設けておくのが望まし
い。
図面に基づいて説明する。
たものである。本発明の実施に際しては、鋼管(芯材)
1と先端に噴射ノズル2を設けた注入ロッド3とを用意
する。鋼管1には、図2および3に示すように、予めそ
の外表面に複数の環状突起4を設けると共に、その管壁
に軸方向および円周方向に配列して複数の逆止弁5を設
けておく。環状突起4は、例えばリング状部材を鋼管1
に嵌合して溶接固定することにより設けることができ
る。また逆止弁5としては、例えば特開平6−2289
40号公報に記載のものを用いることができる。このも
のは、径方向に横断する係止片6aを有する環状の支持
体6とこの支持体6内に嵌装された弾性変形可能な円板
状の弁体7とからなり、鋼管1に開けた段付きの貫通孔
8に嵌着されている。逆止弁5は、その弁体7の周縁部
を貫通孔8内の段差に着座させることで、外部から鋼管
1内への土砂の流入を規制し、一方、鋼管1にかかる内
圧でその弁体7を外方へ弾性変形させることで、貫通孔
8を開くようになっている。なお、噴射ノズル2の先端
には削孔ビット9を設けるのが望ましい。
に自走式掘削機械10のリーダー11に連動可能に装着
された2つの回転ユニット12,13に鋼管1と注入ロ
ッド3とを支持させる。この時、鋼管1に挿入した注入
ロッド3先端の噴射ノズル2が鋼管1の先端から突出す
るように両者を位置決めし、打込方向前側の回転ユニッ
ト12に鋼管1の後端部を、打込方向後側の回転ユニッ
ト13に注入ロッド3の中間部をそれぞれ支持させる。
なお、鋼管1はリーダー11の先端部に設けたガイド1
4にも支持させる。また、注入ロッド3の後端にスイベ
ル15を取付けると共に、このスイベル15にグラウト
ポンプ(図示略)から延ばしたホース16を接続する。
0aの操作でリーダー11を地盤A上に垂直に立て、前
記回転ユニット12,13の作動により鋼管1と注入ロ
ッド3とを相互に逆方向へ回転させながら一体的に地盤
A中に打込む。そして、図1に示すように注入ロッド
3の先端が地表から所定距離L1 だけ貫入した時点で、
注入ロッド3内にホース16およびスイベル15を通じ
てセメントミルク系注入剤(地盤改良剤)を圧送する。
すると、このセメントミルク系注入剤は注入ロッド3の
先端の噴射ノズル2から、注入ロッド3と直角方向へジ
ェット流として噴射され、注入ロッド3の周りの土砂が
セメントミルク系注入剤と攪拌混合される。この攪拌混
合により、注入ロッド3の周りには所定の径Dを有する
円柱状の混合層17が形成され、この混合層17は、注
入ロッド3の貫入に応じて次第に下方へ拡張し、これと
共に鋼管1がこの混合層17内に貫入する。
7が形成されたら、図1に示すように注入ロッド3を
鋼管1から引抜き、代わりに、同図に示すように鋼管
1内にその先端側まで注入機18を挿入する。注入機1
8としては、例えば前記特開平6−228940号公報
に記載のものを使用することができる。このものは、図
5にも示すように、拡縮可能な上下一対の膨出体(ゴム
製)19と、この膨出体19を拡縮させる駆動手段(図
示略)とを備えており、その一対の膨出体19を膨出変
形させることにより鋼管1内の任意の位置に固定可能と
なる。注入機18には、地上から延ばした注入管20を
通じてセメントモルタル系注入剤(地盤改良剤)が圧送
されるようになっており、このセメントモルタル系注入
剤は、注入機18の開口21から一対の膨出体19の間
に形成される密閉の圧力室22内に噴出する。
側から所定のピッチで上記注入機18を引上げ、各引上
げ位置で駆動手段により一対の膨出体19を膨出変形さ
せて圧力室22を形成し、この圧力室22に注入管20
を通じてセメントモルタル系注入剤を圧送する。する
と、この圧力室22内の圧力により鋼管1に設けた逆止
弁5が開弁し、鋼管1の周りの混合層(1次混合層)1
7内にセメントモルタル系注入剤が2次注入される。こ
の結果、図1およびに示すように鋼管1の周りには
鋼管1に密着する状態で2次混合層23が形成され、こ
の2次混合層23は、注入機18の引上げに応じて次第
に上方へ拡張する。そして、1次混合層17の長さL2
範囲に対して前記2次注入を完了したら、注入機18を
鋼管1から引抜き、各混合層17、23の硬化を待つ。
すように1次混合層17が硬化した1次改良体24と2
次混合層23が硬化した2次改良体25とが多重に形成
され、鋼管1が強固な改良層内に埋設されることにな
る。しかも2次注入に用いたセメントモルタル系注入剤
は、ブリージングを起しにくいので、2次改良体25と
鋼管1との間の接着力が著しく増大し、地盤改良層の支
持力が著しく増大するようになる。本第1の実施の形態
においては特に、鋼管1の外表面に環状突起4を設けて
いるので、2次改良体25と鋼管1との間の接着力がよ
り一層増大する。また、1次混合層17の形成を地表か
ら距離L1 だけ下降した位置からスタートさせたので、
混合層17の形成に用いられるセメントミルク系注入剤
がブリージンを起しても、鋼管1からの2次注入によっ
て再充填され、安全性が高まる。
状突起4に代えて、例えば図6〜8に示すように環状溝
4a(図6)、球面状突起4b(図7)、あるいはスプ
ライン状歯4c(図8)等の種々の凹凸を設けることが
できる。何れの場合も、鋼管1と改良体との間の接着力
がより一層増大し、地盤改良層の支持力が高まる。
は、セメントミルク系注入剤に水またはエアを混ぜてこ
れらを同時噴射するようにしても良く、この場合は、セ
メントミルク系注入剤の噴射範囲が拡大して、同じ噴射
圧力でもより大径の1次混合層17を形成することがで
きる。また、2次注入するセメントモルタル系注入剤に
凝固促進剤を混入するようにしても良く、この場合は、
2次混合層17が速やかに固まるので、工期の短縮を図
ることができる。また、最終的に鋼管1内に鋼材などの
補強材を充填するようにしても良く、これにより支持力
はより一層増大する。さらに、上記鋼管1および注入ロ
ッド3は、それぞれ継ぎ足しながら長さを延ばしても良
いもので、この場合は、より深くまで地盤改良すること
ができる。
たものである。本第2の実施の形態の特徴とするところ
は、注入ロッド3からセメントミルク系注入剤を高圧噴
射して混合層17を形成しながら鋼管1と注入ロッド3
とを一体的に地盤Aへ貫入する工程(第1工程)に先行
して削孔工程を設けた点にある。この削孔工程は、図9
およびに示すように、杭体とすべき鋼管1内に、先
端に偏心拡張ビット26を有する削孔ロッド27を挿入
し、削孔ロッド27の回転により削孔を行いながら鋼管
1を沈下させる工程()と、鋼管1を所定深度まで沈
下させた後、削孔ロッド27と共に鋼管1を引抜く工程
()とを含んでいる。この削孔工程により地盤Aに
は、鋼管1の直径よりわずか大きな口径を有するガイド
穴28が形成される。
イド穴28に沿って上記第1の実施の形態と同じ工程を
実行する。すなわち、鋼管1と注入ロッド3とを前記ガ
イド穴28に沿って貫入して1次混合層17を形成し
()、鋼管1を所定深度まで貫入した後、注入ロッド
3を鋼管1から引抜き()、その後、鋼管1内に注入
機18を挿入して鋼管1の周りに2次混合層23を形成
する()。本第2の実施の形態においては、事前に形
成したガイド穴28に沿って注入ロッド3と鋼管1とを
貫入するので、これらの地盤中への貫入が極めて簡単と
なり、地盤改良の作業性が向上する。また、削孔工程に
おいては鋼管1をそのまま用いるので、無駄がない。な
お、このガイド穴28を形成する方法は任意であり、偏
心拡張ビット26を用いない他の方法を採用することが
できる。
先端の噴射ノズル2から地盤改良剤を高圧噴射して1次
混合層17を形成する際、余剰スライムが鋼管1とその
周りの地盤層との間の隙を通じて地上へ排出されるが、
粘性土地盤を対象とし、あるいは斜め乃至水平施工を行
う場合に、この余剰スライムの排出が困難になり、1次
混合層17の安定形成が困難になることがある。
策を含む第3の実施の形態を示したものである。本第3
の実施の形態においては、余剰スライムを鋼管1内を通
じて強制的に地上へ排出することを意図して、打設すべ
き鋼管1の後端に後述のマスタカップリング30と、排
泥スイベル31と延長管32とを順に接続し、さらに鋼
管1内に配管ユニット33を配設している。配管ユニッ
ト33は、図13に良く示されるように、先端に上向き
ノズル34を有する複数(ここでは2本)の流体管35
と、これら流体管35を位置固定する外接リング36お
よび内接リング37と、流体管35の基端(ノズル34
を設けた側と反対側)に接続されたリング状の中空ヘッ
ダ38とからなっている。外接リング36の内径は鋼管
1の内径とほぼ同じ値に設定され、また内接リング37
の外径は鋼管1の内径から流体管35の直径の2倍強を
差引いた値に設定されおり、したがって流体管35は、
配管ユニット33を鋼管1内に挿入した状態で鋼管1の
内面に沿って延ばされるようになる。この配管ユニット
33は、図12に示すように、その外接リング36を鋼
管1の後端に当接させるまで鋼管1内に挿入され、この
状態でノズル34が鋼管1の先端開口のわずか内側に上
向きに位置決めされるようになる。
および12に良く示されるように、その内面の長手方向
中間部に環状突起39を有すると共に、この環状突起3
9の前・後部に雌ねじ部40,41を設けている。マス
タカップリング30は、一方のめねじ部40を鋼管1の
後端部外周に設けた雌ねじ部1aに螺合させることによ
り該鋼管1に一体化されている。しかして、このマスタ
カップリング30の環状突起39の片面には環状溝42
が設けられており、前記したようにマスタカップリング
30を鋼管1にねじ込んだ状態において、その環状溝4
2に上記配管ユニット33の中空ヘッダ38が嵌入され
るようになっている。なお、マスタカップリング30に
は、前記環状溝42を後端に連通する連通路43が設け
られている。
ねじ部41には、前記延長管32が螺合接続されるよう
になっており、この延長管32には、マスタカップリン
グ30の後端に連接する状態で前記排泥スイベル31が
外装されている。延長管32には排泥スイベル31に臨
んで貫通孔44が設けられると共に、その内部には注入
ロッド3を摺動自在に案内しかつ前記貫通孔44より上
側通路を閉じる遮へい板45が内装されている。また、
排泥スイベル31には、図11に示すように、前記延長
管32の貫通孔44に通じる排泥口46と前記マスタカ
ップリング30の連通路43に通じる水またはエア供給
口47が設けられ、排泥口46には貯泥池から延ばした
排泥ホース48が、水またはエア供給口47には高圧ポ
ンプまたは空気圧縮機から延ばした圧送管49がそれぞ
れ接続されるようになっている。なお、鋼管1を回転さ
せるための回転ユニット12は、延長管32を把持する
ようになっている。
ド3の先端の噴射ノズル2から地盤改良剤を高圧噴射し
て1次混合層17を形成する際、圧送管49、排泥スイ
ベル31、マスタカップリング30の連通路43を通じ
て流体管35に高圧水または圧縮エアを供給する。する
と、この高圧水または圧縮エアは、流体管35の先端の
ノズル34から鋼管1の先端開口のわずか内側に上向き
に噴射され、鋼管1内に地盤改良剤の噴射で発生した余
剰スライムは、鋼管1の先端開口から鋼管1内に流入
し、エゼクタまたはエアリフトの効果で鋼管1内を上昇
する。そして、この鋼管1内を上昇した余剰スライム
は、延長管32の貫通孔44から排泥スイベル31内に
流入し、その排泥口46から排泥ホース48を経て図示
を略す貯泥池へ排出される。この時、余剰スライムの排
出量は、ノズル34に供給する高圧水または圧縮エアの
圧力を制御して調整し、これにより1次混合層17が安
定して形成されるようになる。
は、マスタカップリング30をねじ回して、該マスタカ
ップリング30、延長管32および排泥スイベル31を
含む上部分を鋼管1から取外す共に、注入ロッド3と一
体的にこれらを上方へ持上げ、鋼管1の内部の配管ユニ
ット33を鋼管1から引抜く。その後は、上記第1、第
2の実施の形態と同様に鋼管1内に前記注入機18を挿
入して鋼管1の周りに2次混合層23を形成する。ここ
で、図11に示すように鋼管1の先端に内外径に拡がり
を有する削孔ビット50を取付けておくことにより、鋼
管1を貫入する際、鋼管1内に侵入する土砂にノズル3
4が直接当ることがなくなり、その損傷を未然に防止す
ることが可能になる。なお、本第3の実施の形態におい
て、ノズル34を含む流体管35を鋼管1の内部に配置
するようにしたが、本発明は、該流体管35を鋼管1の
外面に沿わせて位置固定的に設けでも良いものである。
ただし、この場合は、消耗品として鋼管1と共に地盤A
内に残すこととなる。また、この流体管35は、より多
数設けて高圧水用と圧縮エア用とに分けて用いても良
い。
鋼管(芯材)周りの地盤改良について述べたが、地盤改
良層が相互にラップするように縦横に本工法を実施すれ
ば、所定範囲の地盤を改良できることはいうまでもな
い。また、地盤改良層を相互にラップさせながら本工法
を一方向へ連続に実施すれば、強度的に優れた土留壁や
止水壁の造成が可能になる。また、芯材としての鋼管1
は、周りの改良体との接着により押込力に対してはもと
より引抜力に対しても大きな抵抗となるので、そのまま
基礎杭としての利用が可能になる。さらに、本発明は、
上記2つの実施の形態における鋼管1を繊維強化プラス
チックチューブに代えても良いものであるが、この場合
は、鋼管1と同様に芯材として十分なる強度を有するこ
とはもとより、一旦形成した地盤改良層を後に掘削する
際、その掘削が容易になる。
係る地盤改良工法によれば、高圧噴射攪拌工法により形
成した改良体で芯材を包み、かつ芯材を通して2次注入
した地盤改良剤で前記改良体と芯材との間の接着力を高
めるようにしたので、改良地盤の支持力を著しく増大せ
しめる効果を奏する。
図である。
視図である。
図である。
注入管の打込み状態を示す正面図である
図である。
斜視図である。
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
図である。
び注入管の打込み状態を示す正面図である
び上部構造を示す断面図である。
び上部構造を拡大して示す断面図である。
構造を示す斜視図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 中空の芯材に挿入した注入ロッドを回転
させながら、前記注入ロッドの先端の噴射ノズルから該
注入ロッドと直角方向へ地盤改良剤を高圧噴射して、該
注入ロッドと一体的に芯材を地盤中に貫入する第1工程
と、前記芯材から注入ロッドを引抜き、代わりに注入機
を芯材内に挿入して、該注入機を芯材の軸方向へ所定ピ
ッチで送りながら各送り位置で注入機に地盤改良剤を圧
送し、この地盤改良剤の圧力により芯材に設けた逆止弁
を開いて芯材の周りに地盤強化剤を2次注入する第2工
程とを含むことを特徴とする地盤改良工法。 - 【請求項2】 第1工程の地盤改良剤としてセメントミ
ルク系注入剤を、第2工程の地盤改良剤としてセメント
モルタル系注入剤をそれぞれ用いることを特徴とする請
求項1に記載の地盤改良工法。 - 【請求項3】 第1工程に先行して、地盤にガイド穴を
削孔する削孔工程を設定し、第1工程を前記ガイド穴に
沿って実行することを特徴とする請求項1に記載の地盤
改良工法。 - 【請求項4】 芯材の先端部に高圧水または圧縮エアを
噴出するノズルを設け、第1工程を実行する際、前記ノ
ズルから高圧水または圧縮エアを噴出して、芯材内にそ
の先端から後端へ向かう流体の流れをつくり、この流体
の推進力を利用して余剰スライムを地上へ排出すること
を特徴とする請求項1に記載の地盤改良工法。 - 【請求項5】 芯材として、鋼管を用いることを特徴と
する請求項1〜4の何れか1項に記載の地盤改良工法。 - 【請求項6】 芯材として、繊維強化プラスチックチュ
ーブを用いることを特徴とする請求項1〜4の何れか1
項に記載の地盤改良工法。 - 【請求項7】 芯材の外表面に凹凸を設けることを特徴
とする請求項5または6に記載の地盤改良工法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3746996A JP2739641B2 (ja) | 1995-06-29 | 1996-01-31 | 地盤改良工法 |
Applications Claiming Priority (3)
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JP18619295 | 1995-06-29 | ||
JP3746996A JP2739641B2 (ja) | 1995-06-29 | 1996-01-31 | 地盤改良工法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0971929A true JPH0971929A (ja) | 1997-03-18 |
JP2739641B2 JP2739641B2 (ja) | 1998-04-15 |
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JP3746996A Expired - Fee Related JP2739641B2 (ja) | 1995-06-29 | 1996-01-31 | 地盤改良工法 |
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JP (1) | JP2739641B2 (ja) |
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