JP3672265B2 - Jet grout method - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、地中に穿孔したガイド孔にパイプを挿入し、そのパイプを軸心回りに移動して引き抜きながら端部に設けたジェットノズルからジェットを噴出し地山を切削すると共に、切削により画成された空所に前記ジェットノズルに間隔をおいて設けた固結材ノズルから固結材を充填して固結体を築造するジェットグラウト工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この様なジェットグラウト工法は、垂直方向に延在する固結体を築造する場合のみならず、固結体を水平方向に築造する場合でも行われる。そして、水平方向へ築造するジェットグラウト工法が図11で示されている。
【0003】
図13において、地山1にガイド孔2を水平方向に削孔し、そのガイド孔2にパイプ3を挿入し、回転して引き抜きながら、パイプ3の端部に設けたジェットノズル4から水(又は水の周りを空気で囲った)ジェット5を噴出して地山1を切削する。そして、ジェットノズル4から必要長さLだけ間隔をおいて設けた固結材ノズル7から、切削により画成された空所6に固結材8を充填すれば、該空所6に(水平方向へ延在する)固結体9を築造される。そして、この様な水平方向についてのジェットグラウト工法は公知である。
【0004】
しかし、上記工法においては、図14に示す様に、空所6の側面部分6a、6aと周囲部分6bとが崩壊することがある。その結果、図15に示すように、固結体9の上部に、崩壊土砂Aによる未充填部分Bが残り、固結体6の品質が低下してしまう。
【0005】
これに対し、両ノズル4、7間の長さLを小さくして崩壊を防止しようとすると、固結材8がジェット5の空気に引っ張られ、スラリーとして排出されてしまうので、固結材が無駄になり、コスト高となってしまうという問題がある。
【0006】
他方、上記長さLを大きくすると、固結材8が充填される前に、前述した様に、前記の側面部分6a、6a及び周囲部分6bの崩壊が起こる。
【0007】
他方、図16に示すように、水平方向又は垂直方向の所定範囲Wに複数の柱状固結体Cを整列的に築造して地山を改良する際に、斜線で示す扇状部分C1の施工が無駄になる。したがって、他の扇状部分C2だけの固結体を築造するのが望まれる。
【0008】
これに対し図17に示すように、パイプ3に2個のジェットノズル4、4を例えば開き角度αで放射状に設け鎖線で示す開き角度αの扇状固結体C3を造成する技術が知られている。
【0009】
上記技術においては、固い地盤の場合にジェット4、4の付近の地山1だけが切削され、所定の扇状固結体C3が得られない。したがって、図16に示す半円状の扇状部分C2の固結体のように、開き角度αの大きい扇状固結体を築造することはできない。これに対し、ジェットノズル4を複数設けて対処することはできるが、パイプ3の構造上から無理である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した諸問題を解決するためになされたもので、1このジェットノズルにより任意の開き角度の品質の良い扇状固結体を水平方向又は垂直方向に築造すると共に、固結材の無駄をなくすようにしたジェットグラウト工法を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のジェットグラウト工法は、地中に穿孔したガイド孔(2)にパイプ(10)を挿入し、そのパイプ(10)を軸心回りに移動して引き抜きながら端部に設けたジェットノズル(4)からジェット(5)を噴出し地山を切削すると共に、切削により画成された空所(6)に前記ジェットノズル(4)に間隔をおいて設けた固結材ノズル(11)から固結材(12)を充填して固結体を築造するジェットグラウト工法において、前記ガイド孔(2)を水平方向に削孔し、前記パイプ(10)を所定角度揺動させると共に、自立する材料より成る固結材(12)を前記固結材ノズル(11)から噴射して前記空所(6)へ充填し、垂直断面において複数本の柱状固結体(C)を整列的に複数列築造し、中列の柱状固結体(C)の両端に外方を欠如した角度180度の扇状固結体(13)を築造し、外列の複数本の柱状固結体(C)と中列の扇状固結体(13)の外側欠如部分とにより、垂直断面が長方形の築造範囲(W)が形成されるようになっている。
【0012】
ここで「水平方向」なる文言は、若干傾斜した状態をも含む意味で用いられている。具体的には、水平面に対する傾斜角度が±30度の範囲であれば、本発明における「水平方向」に該当する。
【0017】
なお、自立する材料とは流動性が小さく、所謂「スランプ」の小さな材料、例えばモルタル、コンクリート、セメントスラリー(特にコンクリート)が好ましい。
【0018】
また本発明によれば、固結体を相互に間隔をおいて築造することを特徴としている。
【0019】
さらに本発明によれば、通常の固結材による固結体と自立する固結材による固結体とが相互に隣り合った状態で築造することを特徴としている。
【0020】
【作用】
上記のように構成されたジェットグラウト工法においては、旋回するジェットは、放射状に一様な強さで噴射される。したがって、地山は扇状に切削されて所定の開き角度の扇状固結体が築造される。
【0021】
また、固結材は自立出来る程度に流動性が乏しいため、ジェットノズルと固結材ノズルとの間の長さを小さくしても、固結材ノズルから供給される固結材がジェットノズルから噴射される空気に引っ張られることが無くなり、スラリーとしてガイド孔から排出されることが防止される。
【0022】
そして、ジェットノズルと固結材ノズルとの間の長さを小さくすることが出来るので、ジェットノズルから噴射されたジェットにより掘削された空所が崩壊するよりも早く、固結材を注入充填して未充填部分のない良質の固結体を築造することができる。
【0023】
本発明において、固結体を相互に間隔をおいて築造すれば、ガイド孔の奥側から手前側に向けて固結体を築造するのみならず、ガイド孔の手前側から奥側に向けて築造したり、所定箇所から手前側に築造した後に奥側を築造したり或いはその逆であったりすることが可能である。すなわち、施工現場の状況に応じて、固結体築造の順序を自由にアレンジすることが出来るのである。
【0024】
更に本発明において、通常の固結材による固結体と自立する固結材による固結体とが相互に隣り合った状態で築造すれば、自立する固結材による固結体を築造した後であれば、その間の未改良部分を通常の固結材で改良した際において、自立する固結体による築造箇所は崩壊しないので、上述した問題は発生しない。
【0025】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、図示の実施例では、開き角度180度の扇状固結体を水平方向(上述した通り、水平面に対する傾斜角度が±30度の範囲を含む)に築造している。
【0026】
図1及び図2には、本発明を実施する装置が示されている。図において、パイプ10の端部には、必要最小長さL1をおいてジェットノズル4と図示の例では3個の固結材ノズル11とが設けられている。その長さL1は、従来の長さL1に対し大幅に小さくとられている。
【0027】
前記固結材ノズル11は、パイプ10の先端部の外周に軸直に設けられ、図示しないコンクリートポンプからの自立する材料、例えばモルタル、コンクリート又はセメントスラリ等のスランプの小さい材料の固結材12を噴出するようになっている。この固結材ノズル11は、図3に示すようにパイプ10aの先端部に相互に直交するように配置し、又は図4に示すように、パイプ10bの先端部に軸線と平行に複数設けることができる。
【0028】
次に、施工の態様を説明する。
(1) ガイド孔削孔工程(図5)
図示しないボーリングマシンで、水平方向にガイド孔2を穿孔する。
【0029】
(2) パイプ挿入及びジェットによる切削工程(図6)
ガイド孔2にパイプ10を挿入したのち、パイプ10を180度の揺動角で揺動して引き抜きながら、ジェットノズル4からジェット5を噴出して地山1を切削する。すると、地山1は一様な強さのジェット5で開き角度αが180度の扇形状に切削される(図7)。
【0030】
(3) 切削及び固結材充填工程(図8)
上記(2)の工程においてジェット4により地山1を堀削すると同時に、切削により画成された扇形状の空所6に固結材ノズル11から固結材12を充填する。ここで、固結材12はコンクリートの様な自立する材料であるため、ジェット4或いはそれを包囲する空気に引っ張られてしまうことが無い。
【0031】
(4) 柱状固結構造工程(図9)
空所6に固結材12を充填し、扇状固結体13の築造を終了する。
【0032】
したがって、空所6の壁面が崩壊する以前に固結材12を充填し、未充填部分B(図15)を無くして固結体13の品質を向上することができる。また、上記工程(3)で説明した様に、固結材12の排出量が極めて少なくなるため、固結材12の浪費を防止することができる。
【0033】
上記のような扇状固結体13を築造することにより図10に示すように、範囲Wに柱状固結体Cを整列的に築造する際に、中列両端にそれぞれ扇状固結体13を築造し、図16に示す従来の無駄な扇状部分C1を無くすことができる。なお、説明は角度180度の扇状固結体13の築造について行ったが、ノズル4の揺動角度を変えることにより、任意の開き角度の扇状固結体を築造できることは自明である。また、水平方向に扇状固結体13を築造する例を説明したが、垂直方向にも実質的に同様に築造することができる。
【0034】
図11は本発明の実施例を示し、地山1に、扇状固結体13を相互に間隔をおいて築造し、地山1の性状に応じ、固結体13の個数を減らして施工費を低減した例である。なお、この実施例では、図中左方又は右方から任意に施工することができる。
【0035】
図12は本発明の別の実施例を示し、自立する固結材12による扇状固結体13と、通常の固結材8により扇状固結体9とを相互に接続して築造した例である。この実施例でも、地山1の性状に応じ、施工費を低減することができる。なお、この例でも、図中左方又は右方から任意に施工することができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、1個のジェットノズルにより任意の開き角度の品質の良い扇状固結体を水平方向(水平面に対する傾斜角度が±30度の範囲を含む)又は垂直方向(垂直面に対する傾斜角度が±45度の範囲を含む)に築造すると共に、固結材の無駄を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する装置の一例を示す地山の縦断面図。
【図2】図1の固結材ノズルを示す側面図。
【図3】固結材ノズルの他の実施例を示す側面図。
【図4】固結材ノズルの他の実施例を示す側面図。
【図5】ガイド孔削孔工程を説明する地山の縦断面図。
【図6】パイプ挿入及びジェットによる切削工程を説明する地山の縦断面図。
【図7】図6の軸方向矢視図。
【図8】切削及び固結材充填工程を説明する地山の縦断面図。
【図9】固結体造成工程を説明する地山の縦断面図。
【図10】本発明の施工例を示す平面図。
【図11】本発明の別の実施例を示す地山の縦断面図。
【図12】本発明の別の実施例を示す地山の縦断面図。
【図13】従来の施工態様を説明する地山の縦断面図。
【図14】図13の空所の崩壊を説明する地山の縦断面図。
【図15】図13による固結体の不具合を説明する地山の縦断面図。
【図16】従来の施工例の不具合を説明する平面図。
【図17】従来の扇状固結体築造の不具合を説明する地山の水平断面図。
【符号の説明】
C・・・柱状固結体
C1、C2・・・扇状部分
α・・・開き角度
1・・・地山
2・・・ガイド孔
3、10、10a、10b・・・パイプ
4・・・ジェットノズル
5・・・ジェット
6・・・空所
7、11・・・固結材ノズル
8、12・・・固結材
9、13・・・扇状固結体[0001]
[Industrial application fields]
The present invention inserts a pipe into a guide hole drilled in the ground, moves the pipe around its axis and pulls out a jet from a jet nozzle provided at the end while cutting the ground. The present invention relates to a jet grouting method in which a solidified body is formed by filling a solidified material from a solidified material nozzle provided at intervals in the jet nozzle in a defined space.
[0002]
[Prior art]
Such a jet grouting method is performed not only in the case of building a solid body extending in the vertical direction but also in the case of building the solid body in the horizontal direction. FIG. 11 shows a jet grouting method for building in the horizontal direction.
[0003]
In FIG. 13, a
[0004]
However, in the above construction method, as shown in FIG. 14, the side surface portions 6a and 6a and the surrounding
[0005]
On the other hand, if the length L between the nozzles 4 and 7 is reduced to prevent the collapse, the consolidated material 8 is pulled by the air of the
[0006]
On the other hand, when the length L is increased, the side portions 6a and 6a and the surrounding
[0007]
On the other hand, as shown in FIG. 16, when a plurality of columnar solid bodies C are arranged in a horizontal or vertical range W in order to improve the natural ground, the fan-shaped portion C <b> 1 indicated by oblique lines is applied. It becomes useless. Therefore, it is desirable to build a consolidated body of only the other fan-shaped part C2.
[0008]
On the other hand, as shown in FIG. 17, there is known a technique for providing two jet nozzles 4 and 4 radially on the
[0009]
In the above technique, only the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and by using this jet nozzle, a fan-shaped solid body having a good quality with an arbitrary opening angle can be constructed in the horizontal direction or the vertical direction, and the waste of the solidified material can be used. The purpose is to provide a jet grout method that eliminates the problem.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the jet grouting method of the present invention, a pipe (10) is inserted into a guide hole (2) drilled in the ground, and the pipe (10) is moved around the axis and pulled out to be provided at the end of the jet nozzle ( 4) from jet (5) and cutting the natural ground, and from the binder nozzle (11) provided in the space (6) defined by the cutting at an interval from the jet nozzle (4). In the jet grouting method in which a solidified material (12) is filled to build a solidified body, the guide hole (2) is drilled in the horizontal direction, the pipe (10) is swung by a predetermined angle, and is self-supporting. A consolidation material (12) made of a material is injected from the consolidation material nozzle (11) and filled into the space (6), and a plurality of columnar consolidated bodies (C) are aligned in a vertical section. Built in a row, outward at both ends of the columnar consolidated body (C) in the middle row By constructing a fan-shaped solid body (13) having a missing angle of 180 degrees, a vertical cross section is formed by a plurality of columnar solid bodies (C) in the outer row and an outer lacking portion of the fan-shaped solid body (13) in the middle row. A rectangular construction range (W) is formed.
[0012]
Here, the term “horizontal direction” is used to include a slightly inclined state. Specifically, if the inclination angle with respect to the horizontal plane is within a range of ± 30 degrees, it corresponds to the “horizontal direction” in the present invention.
[0017]
The self-supporting material is preferably a material having a small fluidity and a small so-called “slump” such as mortar, concrete, and cement slurry (particularly concrete).
[0018]
Further, according to the present invention, the solidified bodies are constructed at intervals.
[0019]
Furthermore, according to the present invention, it is characterized in that it is constructed in such a manner that a consolidated body made of a normal consolidated material and a consolidated body made of a self-supporting consolidated material are adjacent to each other.
[0020]
[Action]
In the jet grouting method configured as described above, the swirling jets are ejected in a radially uniform intensity. Therefore, the natural ground is cut into a fan shape, and a fan-shaped solid body having a predetermined opening angle is built.
[0021]
In addition, since the solidified material has poor fluidity to the extent that it can stand on its own, even if the length between the jet nozzle and the solidified material nozzle is reduced, the consolidated material supplied from the solidified material nozzle is removed from the jet nozzle. The air is not pulled by the jetted air and is prevented from being discharged from the guide hole as a slurry.
[0022]
Since the length between the jet nozzle and the binder nozzle can be reduced, the filler is injected and filled faster than the cavity excavated by the jet injected from the jet nozzle collapses. It is possible to build a high-quality solid body without any unfilled parts.
[0023]
In the present invention, if the consolidated bodies are built at intervals, not only the consolidated body is built from the back side of the guide hole toward the front side, but also from the front side of the guide hole toward the back side. It is possible to build, or build the back side after building the front side from a predetermined location, or vice versa. That is, according to the situation of a construction site, the order of solidified body construction can be arranged freely.
[0024]
Furthermore, in the present invention, if a solidified body made of a normal consolidated material and a consolidated body made of a self-supporting consolidated material are built in a state where they are adjacent to each other, Then, when the unimproved part in the meantime is improved with a normal caking material, the above-mentioned problem does not occur because the building location by the self-standing caking body does not collapse.
[0025]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the illustrated embodiment, the fan-shaped solid body having an opening angle of 180 degrees is constructed in the horizontal direction (as described above, including the range of the inclination angle of ± 30 degrees with respect to the horizontal plane).
[0026]
1 and 2 show an apparatus for carrying out the present invention. In the figure, the end of the
[0027]
The
[0028]
Next, the aspect of construction will be described.
(1) Guide hole drilling process (Figure 5)
A
[0029]
(2) Pipe insertion and jet cutting process (Fig. 6)
After inserting the
[0030]
(3) Cutting and filling material filling process (FIG. 8)
In the step (2), the
[0031]
(4) Columnar consolidated structure process (Figure 9)
The
[0032]
Therefore, before the wall surface of the
[0033]
As shown in FIG. 10, by constructing the fan-like
[0034]
FIG. 11 shows an embodiment of the present invention, in which a fan-shaped
[0035]
FIG. 12 shows another embodiment of the present invention, which is an example in which a fan-shaped
[0036]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, a fan-shaped solid body having a good quality with an arbitrary opening angle is horizontally formed by a single jet nozzle (including a range in which the inclination angle with respect to the horizontal plane is ± 30 degrees). Alternatively, it is possible to build up in the vertical direction (including a range where the inclination angle with respect to the vertical plane is ± 45 degrees) and to eliminate the waste of the consolidated material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a natural mountain showing an example of an apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the binder nozzle of FIG.
FIG. 3 is a side view showing another embodiment of a binder nozzle.
FIG. 4 is a side view showing another embodiment of a binder nozzle.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a natural mountain for explaining a guide hole drilling step.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a natural ground for explaining a pipe insertion and a cutting process using a jet.
7 is an axial arrow view of FIG. 6;
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a natural ground for explaining cutting and a filling material filling step.
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a natural mountain for explaining a consolidated body forming process.
FIG. 10 is a plan view showing a construction example of the present invention.
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a natural mountain showing another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of a natural mountain showing another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of a natural ground for explaining a conventional construction mode.
14 is a vertical cross-sectional view of a natural mountain explaining the collapse of the void in FIG.
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of a natural mountain for explaining a defect of the consolidated body according to FIG. 13;
FIG. 16 is a plan view for explaining a defect in a conventional construction example.
FIG. 17 is a horizontal cross-sectional view of a natural mountain for explaining a problem of conventional fan-shaped solid structure construction.
[Explanation of symbols]
C ... Columnar solid bodies C1, C2 ... Fan-shaped portion α ... Opening
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