JP3944553B2

JP3944553B2 - Construction method of underground hardened material

Info

Publication number: JP3944553B2
Application number: JP2002113789A
Authority: JP
Inventors: 豊次澤村
Original assignee: ジオテクノ株式会社; 株式会社エヌ・アイ・テイ
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2022-04-16
Also published as: JP2003306931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物、トンネル、土留め等を構築する場合に、地中に硬化剤又は薬液を高圧で噴射攪拌してコラム状の硬化物を造成し、軟弱な地盤を強化するための地中硬化物の造成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の硬化剤又は薬液を用いた地中硬化物の造成方法では、注入管を地中に所定の深さまで挿入し、図６に示すように、注入管６を矢印Ｂの方向に連続回転させながら噴射ノズル１０を介して硬化剤又は薬液を放射状に噴射させ、注入管６を所定距離づつ段階的に引き上げることにより、コラム状の地中硬化物１１を造成していた。
【０００３】
２０〜４０ＭＰａ程度の高圧で硬化剤又は薬液を噴射すれば、４〜５ｍ程度まで地盤を切削することが可能とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、噴射ノズル１０から放射状に噴射される硬化剤又は薬液の噴流が注入管６の回転により回転方向へ移動する周速は、ノズル１０の噴射口近くでは遅くても、噴流２１の先端部では速くなるので、矢印Ｆに示すように、噴流２１の先端部付近では、硬化剤又は薬液が地耐力が弱い方向に流れる傾向があり、均一には供給されない。
【０００５】
従って、目的とする径Ｒのコラム状の地中硬化物１１を得るためには、注入管６を１ステップで何回も回転させて硬化剤又は薬液を繰り返し供給する必要がある上、造成される地中硬化物１１の形状は、図７及び図８に示すように、水平断面で周辺部の凹凸が大きく、垂直断面では周辺部の垂れ下がった形状となり、理想的な円柱形とはならない。また、余分な硬化剤又は薬液が消費される。
【０００６】
本発明は、地中硬化物の造成における上記課題を解決するものであって、硬化剤又は薬液を均一に供給して凹凸の小さいコラム状の地中硬化物を造成することができ、硬化剤や薬液の消費量を低減することのできる地中硬化物の造成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の地中硬化物の造成方法では、先端部の側面に噴射ノズルを設けた注入管を地中に挿入し、硬化剤又は薬液を注入管に高圧で供給して噴射ノズルから噴射させ、注入管を断続的に回転させると共に、所定距離づつ段階的に引き出すことによりコラム状の地中硬化物を造成する。
【０００８】
この地中硬化物の造成方法では、注入管を断続的に回転させ、硬化剤又は薬液を噴射させる。即ち、注入管は所定角度回転して停止し、硬化剤又は薬液は、注入管の回転が停止した状態で一定時間同一方向に高圧で噴射される。その後注入管は再び所定角度回転して停止し、硬化剤又は薬液が再び一定時間同一方向に噴射される。以後これを繰り返し３６０度回転したところで１ステップの工程が終了し、注入管が所定距離引き上げられて次のステップが開始される。
【０００９】
このように、一定時間停止した状態で噴射を行うことで、噴流が地盤を効果的に切削し、硬化剤又は薬液が全方向に均一に注入され、凹凸が小さく円柱形に近いコラム状の地中硬化物が造成される。また、硬化剤や薬液の消費量も低減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態を示す地中硬化物の造成方法に用いられる注入設備の構成図、図２は回転断続装置の構成図、図３は硬化剤の噴射状態の説明図、図４は造成された地中硬化物の水平断面図、図５は造成された地中硬化物の垂直断面図である。
【００１１】
図１の注入設備は、地盤１に注入孔２０を穿孔し、硬化剤の注入を行うためのボーリングマシン２と、このボーリングマシン２に高圧の水と硬化剤を供給する供給プラント３で構成されている。
ボーリングマシン２には、注入管６に回転を与える油圧駆動のパワースイベル５を搭載したガイドシェル４が傾動可能に支持されている。ガイドシェル４には推進機構（図示略）が内蔵されており、推進機構によってパワースイベル５をガイドシェル４に沿って上下に移動させる。
【００１２】
注入管６の後端部には、スイベル７が設けられており、供給プラント３から、高圧ホース８を介して、高圧の水と硬化剤とが回転する注入管６に供給できるようになっている。
注入管６の前端部には下方噴射ノズル９と水平方向噴射ノズル１０とが設けられている。
【００１３】
また、パワースイベル５には、注入管６の回転を断続させるため、回転断続装置１２が設けられている。回転断続装置１２は、図２に示すように、注入管６と共に回転する分割板１３と、ケーシング１６に固定されたセンサ１４とを備えている。分割板１３には円周方向に所定間隔で検出孔１５が設けられており、分割板１３が回転して検出孔１５がセンサ１４と対向する位置にきたとき、センサ１４はパワースイベル５の油圧制御弁に停止信号を送り、所定時間回転を停止させる。
【００１４】
従って、分割板１３に等間隔でｎ個の検出孔１５を設けておけば、注入管６を（３６０／ｎ）度づつ断続回転させることができる。検出孔１５の個数、即ち全周を何分割して注入を行うかは、地中硬化物１１を造成する地盤１の地質によって予め決定される。
地中硬化物１１を造成する場合には、まず、供給プラント３から注入管６に高圧水を供給し、下方噴射ノズル９から噴射して地盤１に注入孔２０を所定の深さまで穿孔する。
【００１５】
次に、下方噴射ノズル９の開口部を閉じて水平方向噴射ノズル１０の開口部を開き、供給プラント３から注入管６にモルタル等の硬化剤又は薬液を高圧で供給して水平方向噴射ノズル１０から噴射する。
このとき、硬化剤又は薬液は、図３に示すように、注入管６の回転が停止した状態で一定時間矢印Ａ_lの方向に高圧で噴射される。その後注入管６は所定角度回転して停止し、硬化剤又は薬液が一定時間矢印Ａ₂の方向に噴射される。
【００１６】
以後回転と噴射とを繰り返し、矢印Ａ_nの方向に噴射した後、矢印Ａ_lの方向に戻ったところで１ステップの工程が終了し、注入管６を所定距離引き出して次のステップを開始する。
このように注入管６を断続的に回転させて噴射を行うことにより、噴流が地盤１を効果的に切削し、硬化剤又は薬液が効率よく全方向に均一に注入され、図４及び図５に示すように、凹凸が小さく円柱形に近いコラム状の地中硬化物１１が造成される。
【００１７】
また、施工時間が短縮でき、硬化剤や薬液の消費量も低減される。余分な噴射量が少なくなるため、注入孔２０の孔口からの排泥量も減少し、環境への悪影響も少なくなる。
表１にこの造成方法で１ｍ長の地中硬化物を造成した場合と、従来の造成方法で１ｍ長の地中硬化物を造成した場合のデータを対比して示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１からこの造成方法が従来の造成方法より効率よく地中硬化物１１を造成できることがわかる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地中硬化物の造成方法によれば、硬化剤又は薬液を均一に供給して凹凸の小さいコラム状の地中硬化物を造成することができ、硬化剤や薬液の消費量を低減することができる。
また、施工時間が短縮でき、硬化剤や薬液の消費量が低減されて余分な噴射量が少なくなるため、注入孔の孔口からの排泥量も減少し、環境への悪影響も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す地中硬化物の造成方法に用いられる注入設備の構成図である。
【図２】回転断続装置の構成図である。
【図３】硬化剤の噴射状態の説明図である。
【図４】造成された地中硬化物の水平断面図である。
【図５】造成された地中硬化物の垂直断面図である。
【図６】従来の地中硬化物の造成方法における硬化剤の噴射状態の説明図である。
【図７】従来の地中硬化物の造成方法で造成された地中硬化物の水平断面図である。
【図８】従来の地中硬化物の造成方法で造成された地中硬化物の垂直断面図である。
【符号の説明】
１地盤
２ボーリングマシン
３供給プラント
４ガイドシェル
５パワースイベル
６注入管
７スイベル
８高圧ホース
９下方噴射ノズル
１０水平方向噴射ノズル
１１地中硬化物
１２回転断続装置
１３分割板
１４センサ
１５検出孔
１６ケーシング
２０注入孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, when constructing a building, tunnel, earth retaining, etc., creates a column-shaped cured product by injecting and stirring a curing agent or a chemical solution into the ground at a high pressure, and strengthens the soft ground. The present invention relates to a method for producing a medium-cured product.
[0002]
[Prior art]
In the conventional method of creating an underground cured product using a curing agent or a chemical solution, the injection tube is inserted into the ground to a predetermined depth, and the injection tube 6 is continuously rotated in the direction of arrow B as shown in FIG. However, the hardening agent or chemical | medical solution was injected radially through the injection nozzle 10, and the column-shaped underground hardened | cured material 11 was created by pulling up the injection | pouring pipe | tube 6 step by step by predetermined distance.
[0003]
If the curing agent or the chemical solution is sprayed at a high pressure of about 20 to 40 MPa, the ground can be cut to about 4 to 5 m.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the peripheral speed at which the jet of the curing agent or the chemical liquid sprayed radially from the injection nozzle 10 moves in the rotational direction by the rotation of the injection tube 6 is slow near the injection port of the nozzle 10, but at the tip of the jet 21. Since it becomes faster, as shown by the arrow F, in the vicinity of the tip of the jet 21, the curing agent or the chemical tends to flow in a direction in which the earth bearing strength is weak and is not supplied uniformly.
[0005]
Therefore, in order to obtain the column-shaped underground cured product 11 having the target diameter R, it is necessary to rotate the injection tube 6 many times in one step and repeatedly supply the curing agent or the chemical solution. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the shape of the underground hardened material 11 is a shape in which the unevenness in the peripheral portion is large in the horizontal section and the peripheral portion hangs down in the vertical section, and is not an ideal cylindrical shape. Further, extra curing agent or chemical solution is consumed.
[0006]
The present invention solves the above-mentioned problems in the formation of a ground cured product, and can uniformly supply a curing agent or a chemical solution to create a column-shaped ground cured product with small unevenness. An object of the present invention is to provide a method for creating an underground hardened material that can reduce the consumption of chemicals and chemicals.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the method for producing an underground cured product of the present invention, an injection tube provided with an injection nozzle on the side surface of the tip is inserted into the ground, a curing agent or a chemical solution is supplied to the injection tube at a high pressure, and is injected from the injection nozzle. A column-shaped underground hardened material is created by rotating the injection tube intermittently and pulling it out step by step by a predetermined distance.
[0008]
In this underground hardened material production method, the injection tube is intermittently rotated to inject a curing agent or a chemical solution. That is, the injection tube is rotated by a predetermined angle and stopped, and the curing agent or the chemical solution is jetted at a high pressure in the same direction for a certain time with the rotation of the injection tube stopped. Thereafter, the injection tube rotates again by a predetermined angle and stops, and the curing agent or the chemical solution is again sprayed in the same direction for a predetermined time. Thereafter, when this is repeated 360 degrees, the process of one step is completed, the injection tube is pulled up by a predetermined distance, and the next step is started.
[0009]
In this way, by spraying while stopped for a certain period of time, the jet effectively cuts the ground, the curing agent or chemical solution is uniformly injected in all directions, and the columnar ground is small in unevenness and close to a cylindrical shape. A medium-cured product is created. In addition, consumption of the curing agent and the chemical solution is reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an injection facility used in a method for creating an underground hardened material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a rotary interrupting device, and FIG. FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view of the ground-cured material that has been created, and FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the ground-cured material that has been created.
[0011]
1 includes a boring machine 2 for drilling an injection hole 20 in the ground 1 and injecting a hardener, and a supply plant 3 for supplying high-pressure water and a hardener to the boring machine 2. ing.
The boring machine 2 supports a guide shell 4 mounted with a hydraulically driven power swivel 5 that rotates the injection pipe 6 so as to be tiltable. The guide shell 4 includes a propulsion mechanism (not shown), and the propelling mechanism moves the power swivel 5 up and down along the guide shell 4.
[0012]
A swivel 7 is provided at the rear end of the injection pipe 6 so that high-pressure water and a curing agent can be supplied from the supply plant 3 via the high-pressure hose 8 to the rotating injection pipe 6. Yes.
A lower injection nozzle 9 and a horizontal injection nozzle 10 are provided at the front end of the injection tube 6.
[0013]
The power swivel 5 is provided with a rotation interrupting device 12 for interrupting the rotation of the injection tube 6. As shown in FIG. 2, the rotation interrupting device 12 includes a dividing plate 13 that rotates together with the injection pipe 6, and a sensor 14 that is fixed to the casing 16. The dividing plate 13 is provided with detection holes 15 at predetermined intervals in the circumferential direction. When the dividing plate 13 rotates and the detection hole 15 comes to a position facing the sensor 14, the sensor 14 detects the hydraulic pressure of the power swivel 5. A stop signal is sent to the control valve to stop the rotation for a predetermined time.
[0014]
Therefore, if n detection holes 15 are provided at equal intervals in the dividing plate 13, the injection tube 6 can be intermittently rotated by (360 / n) degrees. The number of the detection holes 15, that is, how many of the entire circumference are divided and injected is determined in advance according to the geology of the ground 1 forming the underground hardened material 11.
When creating the underground hardened material 11, first, high-pressure water is supplied from the supply plant 3 to the injection pipe 6, and injected from the lower injection nozzle 9 to drill the injection hole 20 in the ground 1 to a predetermined depth.
[0015]
Next, the opening of the lower injection nozzle 9 is closed to open the opening of the horizontal injection nozzle 10, and a curing agent such as mortar or a chemical solution is supplied from the supply plant 3 to the injection pipe 6 at a high pressure. Inject from.
At this time, as shown in FIG. 3, the curing agent or the chemical solution is injected at a high pressure in the direction of the arrow A ₁ for a certain period of time with the injection tube 6 stopped rotating. Thereafter, the injection tube 6 rotates by a predetermined angle and stops, and a curing agent or a chemical solution is sprayed in the direction of the arrow A _{2 for} a predetermined time.
[0016]
Thereafter repeatedly rotating the injection and, arrows after injection in the direction of A _n, 1-step process where returned in the direction of arrow A _l is finished, the injection pipe 6 is pulled out a predetermined distance to begin the next step.
By injecting the injection tube 6 by intermittently rotating the injection tube 6 in this manner, the jet effectively cuts the ground 1, and the curing agent or the chemical solution is efficiently and uniformly injected in all directions, as shown in FIGS. 4 and 5. As shown in FIG. 5, a column-shaped underground cured product 11 having a small unevenness and a nearly cylindrical shape is formed.
[0017]
Moreover, construction time can be shortened and consumption of a hardening | curing agent and a chemical | medical solution is also reduced. Since the excessive injection amount is reduced, the amount of mud discharged from the hole of the injection hole 20 is also reduced, and adverse effects on the environment are reduced.
Table 1 shows a comparison of data obtained when a 1 m long underground hardened material is formed by this forming method and when a 1 m long underground hardened material is formed by a conventional forming method.
[0018]
[Table 1]

[0019]
It can be seen from Table 1 that this production method can produce the underground cured product 11 more efficiently than the conventional production method.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the underground cured product creation method of the present invention, it is possible to create a column-shaped underground cured product with small unevenness by uniformly supplying a curing agent or a chemical solution. The consumption of the chemical solution can be reduced.
In addition, the construction time can be shortened, the consumption of the curing agent and the chemical solution is reduced, and the excess injection amount is reduced. Therefore, the amount of mud discharged from the hole of the injection hole is reduced, and the adverse effect on the environment is reduced.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of an injection facility used in a method for producing an underground hardened material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a rotation interrupting device.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a state of injection of a curing agent.
FIG. 4 is a horizontal sectional view of the underground hardened material that has been created.
FIG. 5 is a vertical sectional view of the underground hardened material that has been created.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a spraying state of a curing agent in a conventional method for creating a ground cured product.
FIG. 7 is a horizontal cross-sectional view of an underground hardened material created by a conventional method of creating an underground hardened material.
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of an underground hardened material created by a conventional method of creating an underground hardened material.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground 2 Boring machine 3 Supply plant 4 Guide shell 5 Power swivel 6 Injection pipe 7 Swivel 8 High pressure hose 9 Downward injection nozzle 10 Horizontal injection nozzle 11 Underground hardened material 12 Rotation intermittent device 13 Dividing plate 14 Sensor 15 Detection hole 16 Casing 20 injection hole

Claims

先端部の側面に噴射ノズルを設けた注入管を地中に挿入し、硬化剤又は薬液を注入管に高圧で供給して噴射ノズルから噴射させ、注入管を断続的に回転させると共に、所定距離づつ段階的に引き出すことによりコラム状の地中硬化物を造成する地中硬化物の造成方法。Insert an injection tube with an injection nozzle on the side of the tip into the ground, supply a curing agent or chemical to the injection tube at high pressure, inject it from the injection nozzle, rotate the injection tube intermittently, and at a predetermined distance A method for creating an underground hardened material, in which a column-shaped underground hardened material is formed by pulling out step by step.