JPS6355211A - グラウチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、圧縮気体と気体または粉体グラウト材を用い
るグラウチング装置に関し、特に気体または粉体のグラ
ウト材を圧縮気体とともに、改良すべき地中に穿たれた
孔内に吹き込むグラウチング装置に関する。

（従来技術） 砂層、砂礫層、シルト層、軟岩層等の軟弱地盤の改良に
は、グラウチング方法が採用されている。

この種のグラウチング方法の一つとして、ポーリング機
械により地盤に穿たれた孔に噴出パイプを配置し、硬化
剤と液体とを混合したグラウト材を前記噴出バイブから
前記孔に噴出することにより、地盤にグラウト材を圧入
する方法がある。しかし、この方法は、液体の粘性が気
体のそれに比べて大きいため、透水係数の小さい地盤の
場合、該地盤に穿たれた前記孔の近傍の領域にのみグラ
ウト打力ｑ受透するにすぎず、グラウトの効果が小さい
。

他のグラウチング方法の一つとして、気体または粉体の
グラウト材を用いる方法がある。この方法は、地盤に穿
たれた孔内に圧縮空気を吹き込んで該孔の周囲に通気道
を形成した後、気体または粉体のグラウト材を前記孔内
に圧縮空気とともに吹き込む。これにより、グラウト材
は、前記透気道を経て前記孔の周囲の広い領域に注入さ
れる。

前記通気道とは、前記孔に吹き込まわる圧縮空気により
、地盤粒子相互間の間隙が拡大されおよびまたは前記間
隙に存在する間隙水が排除されることにより、空気のよ
うな気体が通過可能な空間をいう。

しかし、このグラウチング方法を実施する従来のグラウ
チング装置では、通気道の状態、地山の変形状態、グラ
ウト材の注入範囲等を正確に予測する必要があり、これ
らを正確に予測するには長年の経験と熟練を必要とする
。

（発明の目的） 本発明の目的は、通気道の状態、他山の変形状態、グラ
ウト材の注入範囲等を容易に正しく予測することができ
る、グラウチング装置を提供することにある。

（発明の構成）′− 本発明のグラウチング装置は、圧縮気体の発生手段と、
該圧縮気体を地中に穿たれた孔に導くガイドバイブと、
気体または粉体のグラウト材を前記ガイドバイブに供給
する手段と、前記孔に吹き込まれる前記圧縮気体の圧力
を測定する手段と、前記孔に吹き込まれた前記圧縮気体
の流量を測定する手段と、前記グラウト材供給源から前
記ガイドパイプに供給された前記グラウト材の吹き込み
量を測定する手段とを含む。

（発明の作用効果） 地中に穿たれた孔に圧縮空気のような圧縮気体を吹き込
むと、該圧縮気体により前記孔の周りの地盤粒子相互間
の間隙が拡大されることと、前記間隙中に存在する間隙
水が排除されることとにより、気体が通過可能の通気道
が前記孔の周囲の広い範囲にわたって形成される。通気
道が形成されるまでの間は、ガイドバイブ内の圧力は徐
々に減少し、また前記孔内に吹き込む圧縮気体の流量の
増加の割り合いは徐々に増大する。これに対し、通気道
が形成されると、ガイドバイブ内の圧力は急激に減少し
、また前記孔内に吹き込む圧縮気体の流量の増加の割り
合いは急激に増大する。

通気道が形成されると、気体または粉体のグラウト材が
前記孔に圧縮気体とともに吹き込まわる。このグラウト
材は、圧縮気体により前記通気道の内部に侵入し、該通
気道をその奥部から順次閉鎖する。通気道が完全に閉鎖
されるまでの間、ガイドバイブ内の圧力は徐々に増大し
、また前記孔内に吹き込む圧縮気体の流量の増加の割り
合いは徐々に減少する。前記孔内へのグラウト材の吹き
込み量は、通気道の長さすなわち吹き込み範囲に比例し
て変化する。

このように、本発明によれば、気体圧力測定手段による
測定値と気体流量測定手段による測定値の増加の割り合
いとか通気道の状態の応じて変化するため、前記測定値
および測定値から通気道の状態を知ることができる。ま
た、前記孔内へのグラウト材の吹き込み量が通気道の長
さすなわち吹き込み範囲に比例して変化するから、グラ
ウト材吹き込み量測定手段の測定値からグラウト材の注
入範囲を知ることができる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に符号１０で総括的に示すグラウチング装置は、
コンプレッサのような圧縮空気ａ１２と、地盤１４に掘
削された孔１６に配置された注入バイブ１８と、圧縮空
気を注入パイプ１８へ案内するガイドバイブ２０と、気
体または粉体のグラウト材をガイドバイブ２０に定量ず
つ連続的に供給するグラウト材供給機構２２とを含む。

注入パイプ１８は、圧縮空気およびグラウト材を孔１６
に噴出すべく、下端部に複数のスリットを有する。注入
パイプ１８の上部の周りには、孔１４を気密的に閉鎖す
るシール材２４が配置されている。

ガイドパイプ２０は、圧縮空気源１２とグラウト材供給
機構２２との間の一次側部位２０ａと、グラウト材供給
機構２２と注入パイプ１８との間の二次側部位２０ｂと
に分割されている。両部値２０ａ、２０ｂは、グラウト
材供給機構２２に取り付けられたノズル２６により相互
に連結されている。

ガイドバイブ２０の一次側部位２０ａには、手動操作の
弁２８と、圧縮空気中の塵を除去するフィルタ３０と、
孔１６に供給する圧縮空気の流量を測定する流量計３２
と、減圧弁３４と、手動操作の弁３６とが配置されてい
る。また、ガイドバイブ２０の減圧弁３４の上流側と下
流側のそれぞれには一次側部位２０ａ内の圧縮空気の圧
力すなわち供給圧力を測定し、該供給圧力に比例した電
気信号を出力する変換器３８．４０が配置されている。

これに対し、ガイドバイブ２０の二次側部位２０ｂには
、手動操作の弁４２が配置されており、また二次側部位
２０ｂの弁４２の上流側には二次側圧力すなわち注入圧
力を測定し該供給圧力に比例した電気信号を出力する変
換器する４４が配置されている。

一次側部位２０ａは、減圧弁３４と変換器４０との間の
部位から分岐された分岐バイブ４６によりグラウト材供
給機構２２に連結されている。分岐バイブ４６には、減
圧弁４８と、分岐バイブ４６内の圧力を測定し表示する
圧力計５０と、分岐バイブ４６内の圧縮空気の流量を調
整する流量調整弁５２と蔓手動操作の弁５４とが配置さ
れている。

分岐バイブ４６は圧力計５０と流量調整弁５２との間の
部位から分岐された分岐バイブ５６によりグラウト材供
給機構２２に連結されており、該分岐バイブには手動操
作の弁５８が配置されている。

二次側部位２０ｂには、グラウト材が注入されているか
否かを監視するチェック機構６０が連結されている。チ
ェック機構６０は、弁４２と注入バイブ１８との間の部
位から分岐された分岐バイブロ２を含む、分岐バイブロ
２には、手動操作の弁６４と、フィルタ６６と、分岐バ
イブロ２内を移動する圧縮空気の量を測定する流量計６
８とが配置されており、分岐バイブロ２の先端は吸引ポ
ンプ７０に接続されている。フィルタ６６、流量計６８
および吸引ポンプ７０は、日本工業規格「溶接ヒユーム
濃度の測定法４　　（Ｚ　　３９５０）により規定され
ているろ紙ホルダ、流量計および吸引ポンプである。

（こ 流量計３２−４＋より測定された空気の流量は空気流量
指示計７２に表示され、変換器３８により測定された供
給圧力は供給圧力指示計７４に表示さね、変換器４４に
より測定された注入圧力は注入圧力指示計７６に表示さ
れる。変換器４０は、図示の例では圧力計であるが、変
換器３８を圧力計とし、その代りに変換器４０の測定圧
力を供給圧力指示計７４に表示してもよい。

グラウト材供給機構２２は、図示の例では粉体排出機構
であり、また後述するように粉体のグラウト材を収納す
べく下部が漏斗状のホッパ７日と、該ホッパ内のグラウ
ト材を攪拌する攪拌機８０と、グラウト材をホッパ７８
から連続的に排出する排出機８２と、ホッパ７８内の圧
力を測定する圧力計８４とを含み、グラウト材の排出量
を測定するための複数の荷重検出機構８６を介して複数
の支持柱８８に支持されている。

ホッパ７８の上部には、グラウト材の投入口を規定する
筒体９０が溶接されており、該筒体のグラウト材投入口
は、複数のボルトにより筒体９０に取り外し可能に取り
付けられた蓋９２により閉塞されている。ホッパ７８の
下端には、ガイドバイブ２０の一次側部位２０ａ、二次
側部位２０ｂおよびホッパ７８を相互に連結するノズル
２６が取り付けられている。

分岐バイブ４６はホッパ７８の下部に連通され、分岐バ
イブ５６はホッパ７８の上部に連通されている。

荷重検出機構８６は、グラウト材供給機構２２全体の重
量をロードセルにより測定する機構であり、測定された
荷重は荷重指示計９４に表示される。

グラウチング装置１０の動作時、圧縮空気源１２の圧縮
空気は、減圧弁３４により所定の圧力に調整された後、
孔１６内のバイブ１８に連続的に供給される。これによ
り、孔１６の周囲の地盤粒子相互間の間隙が圧縮空気に
より徐々に拡大さ、れ、また面記間隙中に存在する間隙
水が圧縮空気により徐々に排除されることにより、孔１
６の周囲の広い範囲に透気道が形成される。

圧縮空気が孔１６に吹き込まれている間、変換器３８に
より測定された供給圧力は供給圧力指示計７４に表示さ
れ、変換器４４により測定された注入圧力は注入圧力指
示計７６に表示され、流量計３２により測定された圧縮
空気の供給量は空気流量指示計７２に表示される。

孔１６の周囲の地盤粒子相互間の間隙が徐々に拡大され
、また前記間隙中に存在する間隙水が徐々に排除され乞
ことにより、注入圧力指示計７６に表示される注入圧力
は徐々に減少し、空気流量指示計７２に表示される流量
の増加の割り合いは増大する。透気道が形成されると、
注入圧力指示計７６に表示される注入圧力が急激に減少
し、また空気流量指示計７２に表示される流量の増加の
割り合いが急激に増大する。従って、透気道が形成され
たことは、注入圧力指示計７６および空気流量指示計７
２に表示される値およびその急激な変化を確認すること
にり、知ることができる。

透気道が形成されると、次にグラウト材供給機構２２が
作動し、ホッパ７８内のグラウト材をノズル２６を経て
ガイドバイブ２０の二次側部位２０ｂに定量ずつ連続的
に排出する。これにより、グラウト材は、圧縮空気とと
もに孔１６内に吹き込まれ、圧縮空気により透気道の内
部に侵入しミ透気道をその奥部から順次閉鎖する。

グラウト材が透気道をその奥部から順次閉鎖することに
より、注入圧力指示計７６に表示される注入圧力は徐々
に増大し、空気流量指示計７２に表示される供給空気量
の増加の割り合いは徐々に減少する。荷重指示計９４に
表示された値が所定の値になると、全ての弁が閉じられ
て、グラウチングが終了する。

グラウト材供給機構２２が作動されている間、弁６４が
開放され、吸引ポンプ７０が作動される。これにより孔
１６へ供給されるべきグラウト材および圧縮空気の一部
が吸引ポンプ７０に吸引されるため、フィルタ６６のろ
紙にはグラウト材が付着する。従って、グラウチングを
終了したときにろ紙に付着しているグラウチング材の濃
度により、供給したグラウチング材の量を予測すること
ができる。

次に、第２図〜第５図に示すグラウト材供給機構２２お
よび荷重検出機構８６の実施例について説明する。

第３図に示すように、ホッパ７８は漏斗状の下部を有し
、またホッパ７８にはその下部に分岐バイブ４６からの
圧縮空気の吹き込み口１００が設けられ、上部には分岐
バイブ５６からの圧縮空気の吹き込み口１０２が設けら
れている。ホッパ７８の下端にはノズル２６が複数のボ
ルトにより取り付けられている。

攪拌機８０は、ホッパ７８を横断する回転１袖１０４と
、該回転軸に設けられた羽根１０６と、回転Ｉｔｈ１０
４を回転させるモータ１０８とを備える。回転軸１０４
は、ホッパ７８の対向する箇所に取り付けられた一対の
支持枠１１０，１１２に回転可能に支持されており、ホ
ッパ７８の中心軸線ＯＰから間隔をおいて箇所を水平方
向へ伸びる。モータ１０８は、油圧モータであり、支持
枠１１０に取り付けられている。なお、モータ１０８は
、空気圧モータまたは電気モータであフてもよい。羽根
１０６は、回転ｆｉｄ＋１０４がモータ１０８により回
転されると、回転軸１０４と直角の面内で回転し、ホッ
パ７８内のグラウト材を攪拌する。

排出機８２は、ホッパ７８内を上下方向へ伸びる回転軸
１１４と、該回転軸の下端部外用に螺旋状に取り付けら
れた羽根１１６と、回転軸１１４の上部をホッパ７８に
対し回転可能に支持する支持体１１８と、該支持体に支
持され、回転軸１１４を回転させる油圧モータ１２０と
を備えるスクリューコンベアであり、ホッパ７８内のグ
ラウト材を下方へ送り出す。なお、モータ１２０も、空
気圧モータまたは電気モータであってもよい。

回転Ｉｌ！ｔｈ１１４は、攪拌機８０の回転軸１０４と
重ならないように、ホッパ７８の中心軸線ｏＰに沿りて
伸びる。羽根１１６は、第４図に示すように、ホッパ７
８の下端部の筒部１２２に設けられている。筒部１２２
は、ノズル２６内を下方へ伸びる。

ノズル２６は、第４図に示すように、グラウト材および
圧縮空気を受は入れる漏斗状の連結部１２４と、該連結
部の下端に続くガイド部１２６と、該ガイド部に溶接さ
れた支持筒１２８と、該支持筒を上下方向へ貫通し、排
出機８２の筒部１２２のグラウト材出口を開閉する弁棒
１３０と、圧縮空気を連結部１２４へ受は入れるべくガ
イドパイプ２０の一次側部位２０ａに連結されるソケッ
ト１３２とを備える。

第４図に示すように、連結部１２４は、複数のボルトに
よりホッパ７８の下端部のフランジに取り付けられてい
る。ガイド部１２６は、連結部１２４の下端に溶接され
ており、連結部１２４の下端から斜め下方へ伸び、次い
で水平方向へ伸びる。ガイド部１２６の連結部１２４と
反対の側の端部にはガイドバイブ２０の二次側部位２０
ｂが連結される。支持筒１２８は、中心軸線ｏｐの延長
線に沿って下方へ伸び、弁棒１３０と螺合するねじ孔を
有する。

弁棒１３０は、その上端に円錐状の弁１３４をまたその
下端にハンドル１３６をそれぞれ備える。弁１３４は、
ホッパ７８の筒部１２２の下部開口、すなわちホッパ７
８からのグラウト材出口１３８と対面し、これを開閉す
る。このため、筒部１２２の下端部は、弁１３４が当接
する弁座の機能を有する。

ノズル２６は、ハンドル１３６を回転すると、弁棒１３
０が支持筒１２８に対し回転して上下方向へ移動し、弁
１３４によりグラウト材出口１３８を開閉する。ホッパ
７８からのグラウト材の排出量は、単位時間当りのモー
タ１２０の回転数を変更することにより、調節すること
ができる。

グラウト材供給機構２２の動作時、モータ１０８の回転
にともなって羽根１０６が回転されるため、ホッパ７８
内のグラウト材は羽根１０６により攪拌される。このた
め、グラウト材は、ホッパ７８内において浮遊するため
、圧密されず、従ってホッパ７８内に残存するグラウト
材の量を一定に維持する必要がない。

また、モータ１２０の回転にともなって羽根１１６が回
転されるため、ホッパ７８内のグラウト材は羽根１１６
によりノズル２６へ押し出される。この場合、ノズル２
６には、ソケット１３２から圧縮空気が供給されている
。ソケト１３２７！＋１ら連結部１２４へ供給される圧
縮空気は、筒部１２２の下端と連結部１２４との間の間
隙であるジェットノズル部から噴出され、これによりグ
ラウト材出口１３８から落下するグラウト材をガイド部
１２６へ向けて吹き飛ばす。

荷重検出機構８６は、その一つを第５図に示すように、
第３図に示す支持台１４０から上方へ伸びる支持柱８８
にボルトにより取り付けられた架台１４２と、該架台の
先端から上方へ伸びるガイド１４４と、該ガイドの外側
に上下動可能に嵌合されたスライダ１４６と、該スライ
ダとガイド１４４との間に配置されスライダ１４６をガ
イド１４４に対し上方へ押す圧縮コイルばね１４８と、
ガイド１４４およびスライダ１４６を上下動可能に貫通
する軸１５０と、ガイド１４４およびスライダ１４６間
に配置されベアリング１５２と、引張形のロードセル１
５４（第３図参照）とを備える。

スライダ１４６は、水平方向へ伸びる取り付はアーム１
５６を介してホッパ７８に取り付けられており、またそ
の上部に連結部１５８を備える。

第３図に示すように、連結部１５８はロードセル１５４
の下部に連結され、該ロードセルの上部は支持柱８８に
取り付けられた支持アーム１６０に連結されている。軸
１５０の上端および下端にはナツト１６１が螺合されて
おり、該ナツトはスライダ１４６がガイド１４４に対し
て振動することを防止する。

スライダ１４６には、グラウト材供給機構２２の全荷重
が取り付はアーム１５６を経て加わる。

これにより、スライダ１４６がばね１４８の力に抗して
下降するため、ロードセル１５４に引張り荷重が加わり
、該荷重はロードセル１５４により電気的な信号として
検出される。ロードセル１５４の検出信号は、ホッパ７
８から排出されるグラウト材の量に比例して減少する。

このため、ロードセル１５４の出力信号は、使用したグ
ラウト材の量、すなわちグラウト材の供給量の計算に用
いられる。使用したグラウト材の量は、ロードセル１５
４で検出した全荷重の減少量である。

第６図に示すグラウト材供給機構２２ａの実施例につい
て説明する。

このグラウト材供給機構２２ａは、圧力容器１６１を含
む。圧力容器１６１は、第１図における分岐バイブ４６
に連通されているとともにバイブ１６３を経てガイドバ
イブ２０に連通されている。

圧力容器１６１内には、粉体のグラウト材を定量ずつ排
出する粉体定量排出器１６４が配置されている。該粉体
定量排出器１６４は、モータのような回転源１６６と、
該回転源により水平面内で回転される円板１６８と、粉
体を収容しかつ収容している粉体を円板１６８上の中心
部に供給する容器１７０と、円板状の粉体を平均化して
円板１６８上の粉体の積載高さ寸法を一定にすべく前記
粉体を粗かきする粗かき板１７２と、平均化された粉体
を所定量かき落す一以上の蹟かき板１７４と、粗かき板
１７２によりかき落された粉体を受け、これを収容する
パケット１７６と、精かき板１７４によりかき落された
粉体を受けこわをバイブ１６２へ向けて案内するガイド
１７８とを有する。

この粉体定量排出器１６４は、その原理を第７図に示す
ように、容器１７０内の粉体を矢印１８０方向へ一定速
度で回転する円板１６８上に盛り上げ、該円板上の粉体
を盛り上げ量を平均化すべく該粉体を粗かき板１７２に
よりかき落し、平均化された粉体を一以上の精かき板１
７４によりかき落とし、精かき板１７４によりかき落と
した粉体をガイドバイブ２０へ案内する。このような粉
体定量排出器１６４は、三協電業株式会社から「マイク
ロフィーダ」の商品名で市販されているので、その詳細
な説明は省略する。

グラウト材供給機構２２ａの場合、バイブ１６２を経て
ガイドバイブ２０へ排出するグラウト材の量は、たとえ
ばガイド１７８に計量器１８２を設け、該計量器により
測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のグラウチング装置の一実施例を示すブ
ロック線図、第２図はグラウト材供給機構の一実施例を
示す平面図、第３図は第２図の３−３線に沿って得た断
面図、第４図は同グラウト材供給機構のグラウト材排出
部を拡大して示す断面図、第５図は荷重検出機構を拡大
して示す断面図、第６図はグラウト材供給機構の他の実
施例を示す図、第７図は第６図に示すグラウト材供給機
構で用いる粉体定量排出器の動作原理の説明図である。 １０：グラウチング装置、１２：圧縮空気源、１４：地
盤、　　　　　１６：孔、 ２０ニガイドパイプ、 ２２．２２ａ：グラウト材供給機構、 ３２：圧縮空気の流量計、 ４０：供給圧力を測定するための変換器、４４：注入圧
力を測定するための変換器、８６：グラウト材の供給量
を測定するための荷重検出器、 １８２ニゲラウド材の供給量を測定するための計量器。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮気体の発生手段と、該圧縮気体を地中に穿た
   れた孔に導くガイドパイプと、気体または粉体のグラウ
   ト材を前記ガイドパイプに供給する手段と、前記孔に吹
   き込まれる前記圧縮気体の圧力を測定する手段と、前記
   孔に吹き込まれた前記圧縮気体の流量を測定する手段と
   、前記グラウト材供給源から前記ガイドパイプに供給さ
   れた前記グラウト材の吹き込み量を測定する手段とを含
   む、グラウチング装置。