JPH10204875A - 地中固結体の仕上がり径の制御方法及び装置 - Google Patents

地中固結体の仕上がり径の制御方法及び装置

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JPH10204875A
JPH10204875A JP1384997A JP1384997A JPH10204875A JP H10204875 A JPH10204875 A JP H10204875A JP 1384997 A JP1384997 A JP 1384997A JP 1384997 A JP1384997 A JP 1384997A JP H10204875 A JPH10204875 A JP H10204875A
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JP
Japan
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jet
nozzle
jetting
nozzles
underground
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Application number
JP1384997A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Shibazaki
崎 光 弘 柴
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Chemical Grouting Co Ltd
Original Assignee
Chemical Grouting Co Ltd
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Publication date
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジェット噴流の噴射角、ノズルの円周方向位
置等の高精度な調節を繰り返すこと無く、交差噴流の衝
突箇所(或いは交差噴流の到達箇所)の半径方向位置を
変化させることが出来る様な地中固結体の仕上がり径の
制御方法及び装置の提供。 【解決手段】 対をなすノズル(2、3)の各々からジ
ェット噴流(J1、J2)を噴射して且つジェット噴流
同士を衝突(C)せしめて交差噴流を構成し、地中固結
体の仕上がり径を制御するため、前記ノズル(2、3)
の長手方向の間隔(L1、L2)を適宜選択することに
よって交差噴流の半径方向到達距離(r、r−1、r−
2)を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジェット噴流により地
中に固結体を造成する工法に関する。より詳細には、交
差噴流を用いて造成された地中固結体の仕上がり径を制
御する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ジェット噴流、特に高圧ジェット噴流を
用いて地中に固結体を造成する工法は公知である。その
際に、ジェット噴流により地盤を掘削する半径方向距離
が不均一であると、造成された固結体の仕上がり(杭)
径も不均一となり、地中固結体の品質が低くなってしま
う。
【0003】これに対して、長手方向に間隔を空けて対
をなすノズルを設けた管を掘削孔に挿入し、対をなすノ
ズルの各々からジェット噴流を噴射し且つジェット噴流
同士を衝突せしめて交差噴流を構成すれば、衝突箇所に
おいてジェット噴流が保有する運動エネルギが消失する
ので、衝突箇所よりも半径方向外方の領域は切削されな
くなる。その結果、地中固結体の仕上がり(杭)径は、
前記管の中心部から交差噴流の衝突箇所までの半径方向
距離と等しくなり、仕上がり径が均一で極めて高品質な
地中固結体が造成されることとなる。
【0004】ここで、地盤を切削する能力を向上するた
め、ジェット噴流は極めて細い噴流として個々のノズル
から噴射されるので、対となるジェット噴流同士を衝突
させるためには、ジェット噴流の噴射角、ノズルの円周
方向位置等について、非常に精度が高い調節が必要とな
る。それに起因して、前記管の中心部から交差噴流の衝
突箇所までの半径方向距離を変化することは、非常に困
難である。当該半径方向距離を変化させる度毎に、ジェ
ット噴流の噴射角、ノズルの円周方向位置等の高精度な
調節を繰り返さなければならないからである。
【0005】ここで、例えば特開平7−252824号
公報では、交差噴流を構成する各噴流の噴射角度を適宜
調節可能にして、仕上がり杭径を制御する技術が提案さ
れている。しかし、噴流同士を衝突するための調節に際
して要求される精度は、従来と同様に極めて高度であ
り、噴流同士を衝突させるために、種々の技術が必要で
あった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ジェット
噴流の噴射角、ノズルの円周方向位置等の高精度な調節
を繰り返すこと無く、交差噴流の衝突箇所(或いは交差
噴流の到達箇所)の半径方向位置を変化させることが出
来る様な地中固結体の仕上がり径の制御方法及び装置の
提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の地中固結体の仕
上がり径の制御方法は、固結体を造成すべき地盤に掘削
孔を掘削する工程と、長手方向に間隔を空けて対をなす
ノズルを設けた管を前記掘削孔に挿入する工程と、前記
対をなすノズルの各々からジェット噴流を噴射して且つ
ジェット噴流同士を衝突せしめて交差噴流を構成する工
程とを有し、造成するべき地中固結体の仕上がり径を制
御するため、前記ノズルの長手方向の間隔を適宜選択す
ることによって交差噴流の半径方向到達距離を調節して
いる。
【0008】また、本発明の地中固結体の仕上がり径の
制御装置は、ジェット噴流により地中に固結体を造成す
るに際して、固結体を造成すべき地盤に掘削された掘削
孔に挿入される管と、該管の長手方向に間隔を空けて対
をなして配置されたノズルとを備え、前記対をなすノズ
ルの各々からジェット噴流を噴射し、該ジェット噴流同
士を衝突せしめて交差噴流を構成し、交差噴流の半径方
向到達距離を調節し造成するべき地中固結体の仕上がり
径を制御するため、前記ノズルの長手方向の間隔を選択
自在に構成している。
【0009】上述した様な構成を具備する本発明の地中
固結体の仕上がり径の制御方法及び装置によれば、交差
噴流の半径方向到達距離(或いは交差噴流の衝突箇所の
半径方向位置)を調節するために変更するのは、交差噴
流を構成する個々のジェット噴流が噴射するノズル間の
間隔のみであり、ジェット噴流の噴射角やノズルの円周
方向位置等の様に高精度な調節を必要とするパラメータ
については、基本的には変化させない。そしてノズル間
の間隔を変更することは比較的容易であるため、施工現
場において、容易に仕上がり径を変化させることが可能
となる。
【0010】本発明に実施に際して、ノズル間の間隔を
変更する手法としては、例えば、前記掘削孔に挿入され
る管に盲孔を複数形成し、該盲孔は施工現場において僅
かに加工を施すことによりノズルとして作用可能となる
様に構成されているのが好ましい。この様に構成すれ
ば、交差噴流到達距離を長くして、造成される地中固結
体の仕上がり径を大きくしたい場合には、ノズルとして
加工される盲孔間の間隔を広くして、仕上がり径を小さ
くしたい場合には、ノズルとして加工される盲孔間の間
隔を狭くすれば良い。
【0011】或いは、ノズル間の間隔を変更する手法と
しては、例えば、前記ノズルを設けた管のノズル間をア
タッチメントを着脱自在に構成することも好ましい。こ
の様に構成すれば、交差噴流到達距離を長くして、造成
される地中固結体の仕上がり径を大きくしたい場合に
は、ノズル間の領域にアタッチメントを介装し、仕上が
り径を小さくしたい場合には、介装されたアタッチメン
トを除去すれば良いのである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態を説明する。図1〜図3は、交差噴流を
用いた地中固結体の造成の1態様を工程毎に示してい
る。先ず図1で示す様に、地盤改良のため地中に固結体
を造成しようとする地盤Gに掘削孔Hを穿孔・掘削す
る。
【0013】次に、掘削孔Hに三重管1を挿入する(図
2)。ここで、三重管1にはノズル2、3が設けられて
おり、該ノズル2、3からは硬化材または水の高圧ジェ
ット噴流(図3の符号J1、J2で示す)が噴射する。
【0014】図3で示す様に、高圧ジェット噴流J1、
J2は符号Cで示す箇所で衝突するが、その際に、該噴
流J1、J2が保有する運動エネルギは全て消失する。
そのため、箇所Cよりも半径方向外方の領域(半径方向
距離が、図3の距離rよりも大きい領域)は全く掘削さ
れない。この状態で、矢印Rで示す様に全体を回転しつ
つ、矢印Uで示す様に三重管1を引き上げれば、均一な
仕上がり径rを有する高品質な固結体が造成される。
【0015】ここで、図4で示す様に、地盤改良を実施
しようとする領域Aにおいて、4箇所に地中固結体S1
1〜S14を構成すれば(換言すれば、S11〜S14
で示す領域について、地盤改良を完了すれば)、地盤改
良が行われていない残存領域は、地中固結体S11〜S
14と同程度のサイズの地中固結体を造成するには狭過
ぎる。その様な場合、造成される地中固結体の仕上がり
径を小さくして、符号S15〜S20で示す様な地中固
結体とすれば、上記残存領域についても地盤改良を実施
出来るのである。
【0016】図5では、本発明におけるジェット噴流J
1、J2(J2−1、J2−2)と、ノズル2、3(3
−1、3−2)の間隔L1、L2と、交差噴流到達距離
r1、r2との関係が模式的に示されている。なお図5
において、前記三重管1は1点鎖線の中心線として表現
されている。また、図5において、添字「−1」を付し
た符号は仕上がり径を変化させる以前の状態(図4にお
けるS11〜S14)、添字「−2」を付した符号は仕
上がり径を変化させた後の状態(図4におけるS15〜
S20)を示している。ここで、図4以下の実施形態
は、変化以前に比較して変化以後では地中固結体の仕上
がり径が小さくなる場合について言及しているが、変化
以前より変化後の方が仕上がり径が大きくなる様に構成
出来ることは明らかである。
【0017】図5において、先ず、三重管1に設けられ
たノズル2からはジェット噴流J1が噴射し、ノズル3
−1からはジェット噴流J2−1が噴射されている。ジ
ェット噴流J1とJ2−1とは、交差ポイントC−1で
衝突して交差噴流を構成している。そして、交差ポイン
トC−1の半径方向寸法(交差噴流J1,J2−1の半
径方向到達距離)r−1は、ノズル2とノズル3−1と
の長手方向間隔Lと交差噴流J1,J2−1の噴射角度
αとにより一義的に求まる。すなわち、 “r−1”=(“L−1”/2)・tan“α” (1)式 という式で求める事が出来る。
【0018】添え字「−1」で示す状態よりも、交差噴
流の半径方向の掘削距離r−1を短くしたいする場合に
は、ノズルの長手方向間隔L1をL2に短縮して、ノズ
ル3−1をノズル3−2まで移動すれば良い。ここで、
ノズルの長手方向間隔L1をL2に短縮したとしても、
交差噴流を構成するジェット噴流の噴射角度αは変化し
ない。また、明確には図示されていないが、ノズル3−
1の円周方向位置とノズル3−2の円周方向位置とも同
一である。そのため、ノズル3−2から噴射するジェッ
ト噴流J2−2は、ノズル2から噴射するジェット噴流
J1と交差ポイントC−2で衝突し、交差噴流を構成す
る。
【0019】なお、交差噴流J1、J2−2の半径方向
到達距離r−2は、 “r−2”=(“L−2”/2)・tan“α” (2)式 なる式で求められる。
【0020】(1)式と(2)式とを比較すれば明らか
な様に、交差噴流の半径方向到達距離r−1、r−2
は、ノズルの長手方向間隔L1、L2に比例する。従っ
て、ノズルの長手方向間隔を変更した後であっても、交
差噴流の半径方向到達距離が正確に制御出来る。
【0021】ここで、ノズルの長手方向間隔を変化させ
るためには、種々の態様が適用可能である。例えば図6
において、三重管1の外殻1−wに複数の盲孔10・・
・(図6では2箇所)と貫通孔12とを構成する。貫通
孔12はノズルとして作用し、その箇所から高圧ジェッ
ト噴流を噴射せしめる。ここで、図6中、三重管1の外
殻1−wの右側が三重管1の外側として表現されている
ので、貫通孔12からのジェット噴流は図5における噴
流J−2に相当する。
【0022】図4の領域S15〜S20を施工する場合
の様に、交差噴流の半径方向到達距離を短くする必要が
ある場合には、三重管1の貫通孔12を閉塞して盲孔と
し、盲孔10・・・の内、例えば一番上方の盲孔10U
を貫通すれば、新たに貫通した盲孔10Uが図5におけ
る下方のノズル3−2として作用するので、ノズル間の
長手方向間隔が短縮されて、交差噴流の半径方向到達距
離及び地中固結体の半径方向寸法も縮小されるのであ
る。なお、貫通孔12を閉塞する作業、盲孔10Uを貫
通する作業は極めて容易であり、施工現場で容易に実施
出来る種類の作業内容である。
【0023】ノズルの長手方向間隔を変化させるための
他の形態として、図7の様な実施形態も考えられる。三
重管1Aのノズル2、3間の領域には、着脱自在に構成
されたアタッチメント三重管20が介装されている。そ
して、ノズル2、3間の長手方向間隔(図7では上下方
向間隔)を短縮したい場合には、アタッチメント三重管
20を取り外せば良い。なお、三重管1Aとアタッチメ
ント三重管20との着脱の態様は、公知の態様を用いれ
ば良いので、説明は省略する。
【0024】図示の実施形態では、交差噴流の半径方向
到達距離を変化させるためには、三重管1或いは1Aの
構造自体を変化させる必要があるが、複層地盤における
施工等においては、三重管自体を伸縮自在に且つ制御可
能に構成することも効果的であり、例えば、所謂「テレ
スコピック」配管を使用すれば、その様な三重管が得ら
れる旨を付記する。
【0025】
【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。 (1) 造成される地中固結体の仕上がり径を容易且つ
高精度にて変化させることが出来る。 (2) 地中固結体の仕上がり径を変化させるのに必要
な作業自体には、高精度を必要とする作業や、特殊な内
容の作業を必要としないので、施工現場にて容易に実施
可能である。 (3) 地盤改良するべき領域の形態や面積に対応し
て、最適な地中固結体を造成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】交差噴流を用いた地盤改良工法の1工程を示す
正面図。
【図2】交差噴流を用いた地盤改良工法における図1と
は別の工程を示す正面図。
【図3】交差噴流を用いた地盤改良工法における図1、
2とは別の工程を示す正面図。
【図4】地中固結体の仕上がり径を変化させた施工例を
模式的に示す平面図。
【図5】本発明の1実施形態の原理を模式的に示す説明
図。
【図6】ノズル間の長手方向間隔を変化させる機構を示
す一部断面拡大図。
【図7】ノズル間の長手方向間隔を変化させる機構を示
す正面図。
【符号の説明】
G・・・地盤 H・・・掘削孔 1、1A・・・三重管 2、3、3−1、3−2・・・ノズル J1、J2、J2−1、J2−2・・・高圧ジェット噴
流 C、C−1、C−2・・・交差ポイント(ジェット噴流
の衝突点) r、r1、r2・・・交差噴流の半径方向到達距離 A・・・地盤改良を実施しようとする領域 S11〜S20・・・地中固結体(地盤改良を完了した
領域) L1、L2・・・ノズルの長手方向間隔 α・・・噴射角度

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固結体を造成すべき地盤に掘削孔を掘削
    する工程と、長手方向に間隔を空けて対をなすノズルを
    設けた管を前記掘削孔に挿入する工程と、前記対をなす
    ノズルの各々からジェット噴流を噴射して且つジェット
    噴流同士を衝突せしめて交差噴流を構成する工程とを有
    し、造成するべき地中固結体の仕上がり径を制御するた
    め、前記ノズルの長手方向の間隔を適宜選択することに
    よって交差噴流の半径方向到達距離を調節することを特
    徴とする地中固結体の仕上がり径の制御方法。
  2. 【請求項2】 ジェット噴流により地中に固結体を造成
    するに際して、固結体を造成すべき地盤に掘削された掘
    削孔に挿入される管と、該管の長手方向に間隔を空けて
    対をなして配置されたノズルとを備え、前記対をなすノ
    ズルの各々からジェット噴流を噴射し、該ジェット噴流
    同士を衝突せしめて交差噴流を構成し、交差噴流の半径
    方向到達距離を調節し造成するべき地中固結体の仕上が
    り径を制御するため、前記ノズルの長手方向の間隔を選
    択自在に構成したことを特徴とする地中固結体の仕上が
    り径の制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016051858A1 (ja) * 2014-10-03 2016-04-07 有限会社大翔化学研究所 地盤改良工法

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