JPS6131244B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリバース工法によつて縦穴の掘削を
し、深層地盤まで掘削した後に、圧力噴流によつ
て所定深層地盤を拡大切削し、同時にリバース工
法によつて排土しながら拡土空洞部の形成を行な
い、その空洞部内に地盤硬化剤等の充填剤を充填
して止水効果の高いあるいは強度ある地盤を人工
的に形成する地盤改良方法に関する。

近時、地中深層部の地盤改良工法としてジエツ
トグラウト工法なるものが提案されているが、こ
のジエツトグラウト工法はロータリー式ボーリン
グマシンによつてケーシング掘りを行ない、所定
深度まで削孔後、ケーシングパイプ内より掘削用
ロツドを引抜いてから代りに三重管ロツドを孔底
まで建込み、次いでケーシングパイプ引抜き後
に、三重管ロツドより超高圧水、圧縮空気を同時
に噴射しながら施行範囲を切削し、同時に硬化剤
の注入を行なつて施工区域の地盤改良を行なうも
のである。

しかしながら斯かる従来技術の工法によると、
第一にケーシングパイプが余分に必要とされるば
かりか、ケーシングパイプを地盤に揺動かん入さ
せるため深度によつて掘削能率が著しく左右され
る、第二に切削土砂は超高圧噴流水のエアリフト
作用により地表へ押上げ排出されるのであるが、
上昇時の水の流速が遅いこと及び射出する高圧水
の水量が少ないことから、実際には掘削土砂の排
出効率が悪い、第三に超高圧水、圧縮空気の噴射
によつて切削した空隙容積を正確に確認し得ない
ことから、地盤硬化剤の注入量を推定する他はな
く、土層構成や土質の影響により硬化剤の注入量
を確定できないうらみがある、第四に超高圧水等
による地盤切削と硬化剤の注入を同時に行なうの
で、切削土砂によつて硬化剤の注入が妨げられ地
盤の改良範囲が狭められる他、切削土砂とともに
硬化剤が地表へ排出される、等の欠点を生じてい
た。

また、例えば特公昭56−38732号公報で開示さ
れたように、所定深度の縦穴を掘削したのちその
掘削機を引上げ、代つて別の拡幅掘削機を縦穴底
部に挿入して拡底部を造成する地盤拡底工法の先
行技術もある。しかしながら該工法のように掘削
機を交換するのでは、特に超深度を拡幅する場合
に作業能率を低下させる。

そこで本発明は、リバース工法によつて所定深
度まで掘削を行なつた後に、掘削管をそのまま利
用して圧力噴流による深層地盤の切削とリバース
工法による排土を同時に行ないながら空洞部の形
成を行ない、その後硬化剤を高密度充填すること
により、掘削能率や掘削土砂の排出効率の向上、
改良範囲の拡大、最小限の硬化剤の使用等を目的
とするものである。

本発明の地盤改良方法を図示の実施例に基づい
て説明するが、先ずこの地盤改良方法の実施に直
接使用される地盤改良装置の概要を述べると、掘
削予定位置の地上には、台上に油圧モーターと作
動連結されたロータリーテーブル１を回動自在に
設置したフレーム２を立設し、また掘削予定位置
付近の地上には送水ポンプを据え付けて水源から
給送の掘削水３を掘削孔内に給水可能の状態にし
ておく。

一方先端に掘削刃４を装着したリバースパイプ
５の基端に内部中空のケリーバロツドを連結し、
また該ケリーバロツト６の自由端にはスイベルジ
ヨイント７を介して分岐管８を連結すると共に、
この分岐管の一方端にカバー９を被着し他方端に
サクシヨンポンプ１０を接続して成るリバースサ
ーキユレーシヨン方式による掘削を行なう改良装
置本体１１を、支持アーム１２を介して、クレー
ン等の任意吊下げ手段により吊り下げる。尚、装
置１１はユニツト式で説明しているが専用掘削機
を用いることも可能である。

而して装置本体１１は、ホースバンド１３の締
付けによつてリバースパイプ５及びケリーバロツ
ド６の外周に一体的に固着された給送部材を備え
ており、この給送部材は、リバースパイプ５及び
ケリーバロツド６のほぼ全長に渡つて伸びる圧力
流体用の水ホース１４とエアーパイプ１５、硬化
剤用のグラウトパイプ１６とから成つている。リ
バースパイプ５の先端側にあたる水ホース１４の
一端には高圧水噴射ノズル１７，１７がパイプ側
壁に相対的に複数個取り付けてあり、複数個のノ
ズルより副射されたそれぞれの噴射水は想定切削
外縁部で合致するようにある角度つけて取付けて
ある。またエアーパイプ１５により供給されるエ
アーは高圧水噴射ノズルの周囲から噴射するよう
な構造となつており高圧水を空気でつつみこみ噴
射水の水中における到達距離を伸ばす働きをさせ
るようになつている。グラウトパイプ１６の一端
にはそれぞれ横向きのノズル２５が設けられてい
る。

他方各給送部材の他端は地上の供給源にそれぞ
れ接続されている。すなわち、水ホース１４は超
高圧ポンプを介して水タンクへ、エアーパイプ１
５はエアーコンプレツサーに、さらにグラウトパ
イプ１６はグラウトポンプを介してグラウトミキ
サーへそれぞれ作動連結される。

装置本体１１はさらにリバースパイプ５の先端
付近に超音波測定装置１８を備えており、この測
定装置は横方向へ超音波を送出し、土壁から反射
した超音波を受信して送信波発射時と受信波到来
時との時間差を計測することによつて掘削距離の
測定を行ない、以後の硬化剤充填工程の作業を確
実ならしめるものである。

次に地盤改良方法の詳細を説明すると、ロータ
リーテーブル１によつてリバースパイプ５を回転
させながら掘削刃４で地盤掘削を行なう。縦状掘
削孔１９の形成につれて、送水ポンプの駆動によ
り該掘削孔１９内へ掘削水３を順次給水して、そ
の静水圧によつて孔内壁を安定維持させる一方、
孔内に順次給水される掘削水３をサクシヨンポン
プ１０によつてリバースパイプ５の下端開口部か
らパイプ内へ吸い込んだ後に上方へ吸引移動させ
る逆流により地上へ排水し、再度地上の水源に環
流させて循環させるものである。

上記リバース工法による削孔が所定の深度まで
達したら、地上の水タンクと分離遮断されている
水ホース１４を給水可能の状態に接続してから、
超高圧ポンプ及びエアーコンプレツサーの駆動に
より、孔底まで超高圧水２０と圧縮空気２１を給
送し、両圧力流体を各々ノズル１７，１７からパ
イプ外へ横向きに高圧噴射させながら、リバース
パイプ５を回転降下させる。この圧力流体の噴射
は、噴流水２０の周囲に圧縮空気２１を沿わせる
ようにして行なわれるので、噴流水の飛距離を一
段と拡大することができる。噴流水２０の持つ運
動エネルギーによつて、深層地盤は破壊され切削
されて、地中には円筒形状の空洞部２２が形成さ
れていく。また複数方向からの噴射水を噴射させ
ているので噴射および回転によつて撹拌さすこと
ができ、粘性土から砂まで土質に関係なく掘削す
ることができ、かつまわりの空洞部中の水を対流
させ切削土砂をその環流水にのせ中央のリバース
パイプ５の下端開口部より効果的に吸収し前記し
たリバース工法によつて、順次地上へ揚土排出さ
れる。すなわちサクシヨンポンプ１０の吸引力に
よつて孔内よりリバースパイプ５内へ吸い込まれ
る掘削水３の循環水流を利用して土砂をパイプ内
に集め次いで掘削水３の上昇流を利用してパイプ
内の土砂を地上へ揚土排出するもので、土砂の排
出を極めて効率よく行なうものである。

土中に所定の空隙２２が形成されると、サクシ
ヨンポンプ１０の吸引、圧力流体２０，２１の給
送とリバースパイプ５の降下を全て停止する。次
いてリバースパイプ５を回転させながら、空洞部
測定装置１８を用いて空洞部形成状態を確認す
る。しかる後にリバースパイプ５を上昇回転させ
ながら、グラウトポンプの駆動によつて、ノズル
２５から横方向外方へグラウト等の地盤硬化剤２
３を高圧噴射させて、空洞部２２内に硬化剤２３
を高密度充填させる。またリバースパイプ５をそ
のまま利用してコンクリートやモルタルその他の
充填材をトレミーパイプ方法で充填することも、
もちろん可能である。

このようにして地中に止水効果の高いあるいは
地耐力いわゆる強度ある人工地盤２４を形成する
ことができるので、以後同じ方法を繰り返すこと
によつて、複数単位の人工地盤２４を連続形成し
て行けば、深層地盤中に一連状の人工地盤が出来
上がる。その結果この連続人工地盤を地下タンク
設置の際の基礎地盤として利用することができ
る。

以上の構成及び作用より成る本発明において
は、第一に装置本体だけで縦穴の掘削と空洞部の
形成の工程を１回の投管のみで連続的に施工で
き、かつケーシングパイプは不要であり、しかも
揺動かん入も行なわないので深度如何によつて掘
削効率が左右されることもない。第二に縦穴掘削
と空洞部形成の双方にリバース工法を採用してい
るので、掘削土砂の排出を極めて効率よく行なえ
る。その結果圧力流体の噴射距離が伸びて改良範
囲も拡大できる。第三に地上から空洞部の形成状
態を確認できるので、硬化剤の注入量を正確に確
定し得る。第四に空洞部形成と硬化剤充填を別工
程にしたので、空洞部形成時に生じた切削土砂が
硬化剤の注入を妨げることもなく、その結果改良
範囲が不当に狭められることもない。第五に空洞
部形成と硬化剤充填を別工程にしたので、切削土
砂によつて硬化剤が地上へ排出されるおそれはな
い等の顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
はリバース工法によつて改良予定位置まで縦穴掘
削を行なう工程を示す縦断面図、第２図は圧力流
体によつて空洞部形成をしながら土砂をリバース
排出する工程を示す縦断面図、第３図は空洞部内
に硬化剤を充填することによつて地盤を形成する
工程を示す縦断面図、第４図は第２図−線か
らみた底面図、第５図は第１図−線横断面
図、第６図は第１図−線横断面図である。 〔符号の説明〕、１……ロータリーテーブル、
２……フレーム、３……掘削水、４……掘削刃、
５……リバースパイプ、６……ケリーバロツド、
７……スイベルジヨイント、８……分岐管、９…
…カバー、１０……サクシヨンポンプ、１１……
装置本体、１２……支持アーム、１３……ホーム
バンド、１４……水ホース、１５……エアーパイ
プ、１６……グラウトパイプ、１７……ノズル、
１８……超音波測定装置、１９……掘削孔、２０
……超高圧水、２１……圧縮空気、２２……空洞
部、２３……地盤硬化剤、２４……人工地盤、２
５……グラウトノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 注入した掘削水で孔壁の保護しながら、リバ
   ースパイプを回転させてその先端に設けられた掘
   削刃で縦穴の掘削を行い、掘削土砂をリバースパ
   イプで揚土排出するリバース工法による第一工程
   と、前記掘削した縦穴が所定の深さに達したとこ
   ろで、前記リバースパイプの先端に設けられたノ
   ズルから圧力流体を横向きに高圧噴射させて深層
   地盤の拡幅掘削を行い、前記縦穴より大径で当該
   縦穴に連続する空洞部を形成すると共に、その掘
   削土砂を引続きリバースパイプによるリバース工
   法で揚土排出する第二工程と、前記掘削土砂が排
   出された空洞部に対して充填剤を充填し、該充填
   剤による人工地盤を造成する第三工程とからなる
   地盤改良方法。 ２ 前記高圧噴射される圧力流体が、高圧水の周
   囲に圧縮空気を沿わせた状態で噴射される請求の
   範囲第１項記載の地盤改良方法。 ３ 前記圧力流体の高圧噴射が、リバースパイプ
   を回転させながら行なわれる請求の範囲第１項又
   は２項記載の地盤改良方法。