JP3944553B2

JP3944553B2 - 地中硬化物の造成方法

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

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。