JP4211961B2 - Ground improvement method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に改良体を造成する事により地盤を改良する地盤改良工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
その様な地盤改良について非常に有効な工法として、所謂「ジェットグラウト工法」が良く知られている。この工法(以下、「地盤改良工法」或いは「従来の工法」等と記載する)は、改良するべき地盤にボーリング孔を切削し、先端にモニタを設けたロッドをボーリング孔内に挿入し、モニタに設けたノズルから水平方向に地盤改良材(を含む)ジェットを噴射して、地盤の切削と改良材との混合を行う。そして地盤の切削・改良材との混合を行いつつ、ロッドを回転しながら地上側へ引き上げる。これにより、地盤と地盤改良材との混合物からなり、ジェット到達距離と等しい半径方向寸法を有する円柱形の改良体を造成する事が出来る。
【0003】
ここで、比較的広い範囲に亘って地盤改良を行う必要がある場合には、図6で示す様に、複数の改良体1、2、3を造成する事により、従来の技術では対応してきた。その際に、未改良個所が発生しない様に、改良体1、2、3の一部分(一部領域)をオーバーラップさせて施工するのが一般的である。
【0004】
しかし、図6においてハッチングを付して示す領域(オーバーラップ領域)においては、一度造成された改良体をジェットにより切削・混合して再度改良することになる。そして、特に、符号123で示す中央の領域では、合計3回改良される事になる。この様に、同じ領域を複数回改良するという事は、地盤改良材を余計に消費する事を意味するので、施工コストを高騰させる原因となる。
【0005】
また、造成された改良体のオーバーラップ領域をジェットにより切削する際に、改良体は地盤改良材の混合物であるため、ジェットにより切削の際に発生するスラリーは産業廃棄物として処理しなければならない。ここで、産業廃棄物の処理にはコストが嵩み、施工費用を増加させる原因となってしまう、という問題も存在する。
【0006】
これに対して、図7で示す様に、造成された改良体1、2、3、4がオーバーラップしない様に施工し、符号6、7で示す未改良の領域のみを別工程にて改良する事も可能である。
【0007】
しかし、図7で示す様な技術では、改良体1、2、3、4にオーバーラップ領域が発生しない様に造成する事がかなり困難である。また、未改良領域6、7のみを改良する様に施工する事も、困難であり、特別な機器等を必要とする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、上述した様なオーバーラップする領域を発生させる事無く、しかも、未改良の領域を発生させること無く、複数の改良体を造成し、以って、広い範囲に亘る地盤改良を可能ならしめる地盤改良工法の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、改良すべき地盤にボーリング孔を掘削し、そのボーリング孔に噴射ノズルを有するロッドを挿入して地盤中に改良体(10)を造成する地盤改良工法において、交差噴流で地盤を切削するための第1の噴射ノズル(N1)と第2の噴射ノズル(N2)と地盤改良材を噴射する第3の噴射ノズル(N3)とを先端に設けたロッド(20)を準備し、そのロッド(20)に設けた第1の長孔(22)内には第1の噴射ノズル(N1)がまた第2の長孔(24)内には第2の噴射ノズル(N2)がそれぞれロッド(20)の軸線方向に移動可能に設けられており、第1および第2のノズル(N1、N2)から交差噴流を噴射して地盤を切削すると共に第3のノズル(N3)から地盤改良材を噴射すると同時にロッド(20)を回転しながら引き上げ、その際に第1および第2のノズル(N1、N2)を前記長孔(22、24)内を移動させ、地盤を改良する領域の断面形状が非円形の閉じた形状となるように第1および第2のノズル(N1、N2)の間隔を規則的に変化するようになっている。
【0012】
かかる構成を具備する本発明によれば、前記ジェット噴射工程で噴射される流体が交差噴流となる様に前記噴射ノズルは前記ロッドに少なくとも一対設けられており、前記ジェット噴射工程では、噴射ノズルの各々がロッド軸線方向に移動して交差噴流を噴射する一対のノズルの間隔が規則的に変化する様に構成されている。ここで、交差噴流を噴射する一対のノズルの間隔が変化すれば、交差噴流の衝突点(交差箇所)とノズルとの水平方向距離も変化する。そして、交差噴流の衝突点とノズルとの水平方向距離は、地盤を切削して改良材と混合する領域の断面における半径方向寸法に相当し、当該断面における半径方向寸法が変化すれば、当該断面の形状は非円形となる。すなわち本発明によれば、地盤を切削して改良材と混合する領域の断面形状を非円形の閉じた形状とすることが出来るのである。
【0013】
そして、断面が非円形の閉じた形状の改良体、例えば矩形状断面を有する改良体が造成されれば、複数箇所にわたって改良体を造成する際に、重複して改良される領域(オーバーラップ領域)が発生しない。そのため、少なくともオーバーラップ領域に使用される分の地盤改良材の使用量が節約される。また、ジェット噴射により地盤を切削する際に、オーバーラップ箇所を切削する必要が無いので、オーバーラップ箇所の切削により発生する産業廃棄物を処理する必要が無くなり、その分だけ産業廃棄物処理コストが節約できる。
【0014】
また本発明によれば、改良すべき地盤にボーリング孔を掘削し、そのボーリング孔にロッドを挿入して地盤中に改良体(10)を造成する地盤改良工法において、第1の噴射ノズル(N1)を有する上部モニタ(20U)と第2の噴射ノズル(N2)を有する下部モニタ(20L)と両モニタ(20U、20L)を連結する外筒(30)とよりなるモニタを先端に設けたロッドを準備し、その下部モニタ(20L)は外筒(30)の下部に固着されそして上部モニタ(20U)は外筒(30)の上部とスプライン結合されて長手方向に摺動可能であるが相互に回転しないように構成され、外筒(30)の上端に設けたスイベル式吊り具(26)にはワイヤ(W)が接続されており、第1および第2のノズル(N1、N2)から交差噴流を噴射させて地盤を切削すると同時にロッドを回転しながら引き上げ、その際に前記ワイヤ(W)を巻き上げることにより下部モニタ(20L)を上昇させ、又は外筒(30)の内面と上部モニタ(20U)の下面と下部モニタ(20L)の上面とで構成される空間(38)に高圧流体を供給することにより外筒(30)と共に下部モニタ(20L)を下方に移動させ、以って第1および第2のノズル(N1、N2)の間隔を変化させ、該ノズルからの交差噴流により地盤を改良する領域の断面形状を非円形の閉じた形状にするようになっている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図1−図5、図8−図11を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【0016】
図1は、本発明の1実施形態による地盤改良工法の施工の概要を示している。図1から明らかように、本発明の実施形態にかかる地盤改良工法によれば、断面正方形の改良体10(地盤を切削して改良材と混合する領域)が造成される。そして図1において点線で示す様に、改良体10を複数造成したとしても、改良体10の断面が正方形であるため、図6の従来技術のように地盤改良個所が重複してしまう事は無い。また、正方形断面を有する改良体同士が隣接する様に造成すれば、図7で示す従来技術のような未改良領域(図7においてハッチングを付して示す領域6、7)の残存、という問題を解消することが出来る。
【0017】
図1において、符号20で示すのはロッドであり、ロッド20からは地盤改良材を含むジェットJ1、J2、J3が噴射される。ここでジェットJ1、J2、J3については、図2、図3を参照して後述されている。そして、ジェットJ1、J2により改良すべき地盤を切削し、J3により地盤改良材と混合する。但し、ジェットJ1、J2を地盤改良材の噴流で構成し、ジェットJ1、J2により地盤の切削及び地盤改良材との混合を同時に行うことも可能である。
【0018】
次に図2−図5を参照して、断面正方形の改良体10を造成する技術について説明する。
先ず、図示はされていないが、改良するべき地盤にボーリング孔を切削し、該ボーリング孔内に噴射ノズルN1、N2、N3(図2)を設けたロッド20を挿入する。そして、噴射ノズルN1、N2、N3からは、それぞれ、ジェットJ1、J2、J3が噴射される。
【0019】
ここで、上述した様に、ジェットJ1、J2は改良すべき地盤を切削するための切削用流体ジェット(例えば高圧水ジェット、或いは、高圧水ジェットを圧縮エアのジェットで包囲した複合構造を有するジェット)である。そして、造成されるべき改良体の断面寸法、断面形状等を高精度に造成するため、ジェットJ1、J2は、到達距離を高精度にて制御することが出来る交差噴流を構成している。換言すれば、ノズルN1、N2は、交差噴流を噴射する一対のノズルを構成する。図2中、符号Pは、交差噴流J1、J2の衝突点(交差箇所)を示している。
【0020】
一方、ジェットJ3は地盤改良材のジェットであり、ジェットJ1、J2により切削された地盤と地盤改良材とを混合する作用を奏する。前記ジェット噴射工程は、図2の例では、ジェットJ1、J2、J3により行われる。
【0021】
しかしながら、図3で示す様に、ロッド20には交差噴流を構成するジェットJ1、J2を噴射するノズルN1、N2のみを設け、ジェットJ1、J2を地盤改良材の噴流で構成しても良い。すなわち、図3の実施形態では、ジェットJ1、J2により地盤の切削及び地盤改良材との混合を同時に行うことも可能である。そして図3の場合、前記ジェット噴射工程は、当該ジェットJ1、J2で行われる。
【0022】
図1−図5において、地盤を切削するためのジェットJ1、J2を構成する流体としては、例えば高圧水その他を使用する。ここで、ジェットJ1、J2を地盤改良材で構成し、当該地盤改良材により地盤を切削する様に構成することも可能である。
【0023】
次に図4、図5を参照して、改良するべき地盤を非円形(例えば正方形)に切削する態様について説明する。なお、図4、図5においては、ジェットJ1、J2のみが示されているが、図3の実施形態に限定する訳ではない。図2及び図3の双方の実施形態においても、図4、図5で示すような態様で、非円形断面に切削されるのである。
【0024】
図4において、ロッド20には長孔22、24が形成されている。そして、図8−図11を参照して後述される機構により、長孔22内では噴射ノズルN1がロッド20の軸線方向(矢印Vで示す方向)に移動する。そして、長孔24内では噴射ノズルN2がロッド20の軸線方向(矢印Vで示す方向)に移動する様に構成されている。
【0025】
ここで、噴射ノズルN1、N2の各々が長孔22、24内を軸線方向Vへ移動するに際しては、ノズルN1から噴射するジェットJ1と、ノズルN2から噴射するジェットJ2とが交差点(衝突箇所)Pで衝突して交差噴流を構成する様に、同期して移動する。すなわち、図4において実線で示す様なジェットJ1、J2が噴射される場合(交差点は符号Pで示されている)であっても、点線で示す様なジェットJ1A、J2Aが噴射される場合(交差点は符号PAで示されている)であっても、掘削距離(図4ではそれぞれ符号L1、L2で示す)を高精度に制御出来る様に、必ず交差噴流となるべく、噴射ノズルの位置が決定される。
【0026】
図4においては、実線で示す様な交差噴流J1、J2が噴射される場合のノズルの位置が、それぞれ符号N1、N2で示されている。一方、点線で示す様な交差噴流J1A、J2Aが噴射される場合におけるノズルの位置は、それぞれ符号N1A、N2Aで示されている。そして、実線で示す交差噴流J1、J2が噴射される場合のノズルN1、N2の軸線方向Vの間隔(交差噴流を噴射する一対のノズルの間隔)は符号S1で示されており、その到達距離が符号L1で示されている。一方、点線で示すジェットJ1A、J2Aが噴射される場合におけるノズルN1A、N2Aの軸線方向Vの間隔(交差噴流を噴射する一対のノズルの間隔)が符号S2で示されており、その到達距離が符号L2で示されている。
【0027】
図4を参照すれば明らかなように、軸線方向Vにおけるノズル間の間隔S1、S2と、交差噴流の到達距離L1、L2とは、1:1の対応をしている。従って、図示しない機構により軸線方向Vにおけるノズル同士の間隔を制御すれば、交差噴流の到達距離、すなわち改良すべき地盤の掘削距離が、制御される事となる。
【0028】
図示しないボーリング孔にロッド20を挿入し、図示しない手段によりロッド20を回転しつつ、ジェットJ1、J2(J3)を噴射しながら引き上げる事により、改良体は造成される。このロッド20を回転する際に、軸線方向Vにおけるノズル同士の間隔を変化させれば、非円形の閉じた断面形状の改良体を造成できる。ここで、造成される改良体の断面形状を、例えば正方形にする場合について、主として図4及び図5参照して説明する。
【0029】
図5において、断面正方形の改良体10を造成するため、改良すべき地盤を正方形断面(符号10)に掘削するに際しては、中央のロッド20からの掘削距離は、正方形の各辺の中央(例えば図5において交差噴流J1A、J2Aの交差点PAで示す箇所)が最も短く、正方形の頂点部分(例えば図5において交差噴流J1、JAの交差点Pで示す箇所)が最も長い。
【0030】
従って、ノズル間の軸方向V間隔を調節する機構(図8−図11:後述)により、噴流が正方形の頂点に向けて噴射される時点においては、ノズルN1、N2の軸方向V間隔を図4において符号S1で示す距離とする。一方、噴流が正方形の各辺の中央に向けて噴射される時点においては、ノズル(N1A、N2A)の軸方向V間隔を図4において符号S2で示す距離とすれば良い。そして、正方形の各頂点と各辺中央との間の領域については、ロッド20のノズルから正方形の当該部分までの距離に対応して、ノズル間の軸方向V間隔を調節すれば良いのである。
【0031】
次に、図8−図11を参照しつつ、ノズルN1、N2(N1A、N2A)間の軸方向V間隔を調節する機構について説明する。
図1−図6において、全体を符号20で示すモニタは、図8−図11で示す様に、モニタ上部20Uとモニタ下部20Lとに分割して構成されている。そして、モニタ上部20Uには上方に位置する噴射ノズルN1が設けられており、モニタ下部20Lには下方のノズルN2が設けられている。
【0032】
明確には図示されていないが、モニタ下部20Lの上端部近傍は、溶接その他の手法により、外筒30の下端部近傍へ一体的に固着されている。この外筒30は中空に構成されており、その内部空間には、モニタ上端部20Uが挿入されている。
また、外筒30とモニタ上部20Uとはスプライン結合がされており(明確には図示せず)、長手方向に摺動可能ではあるが、相互に回転する事は無い様に構成されている。
【0033】
外筒30の上端には、スイベル式吊り具26が取りつけられており、スイベル式吊り具26にはワイヤWが接続している(符号27参照)。そしてワイヤWは、地上側の図示しないウインチ等により巻き取られ或いは引き出される様になっている。
なお、スイベル式吊り具26は、ワイヤWが絡み付いてしまう事を防止するために設けられている。
【0034】
図8及び図10で特に明確に示されている様に、外筒30の内側には、モニタ上部20Uとモニタ下部20Lとにより挟まれている空間38が存在する。換言すれば、空間38は、外筒30の内面、モニタ上部20Uの下面、モニタ下部20Lの上面により包囲されている。
【0035】
図11で特に明確に示されている様に、空間38には複数の輸送管34(図示の実施形態では3本)が設けられており、(その内の)1本の輸送管34の空間38に相当する位置には、連絡口36が開口している。
この輸送管34は、モニタ上部20U内に形成された流体輸送用の輸送通路32U、32Uと、モニタ下部20L内の対応する輸送通路32L、32Lとを接続するものである。
【0036】
なお図10において、符号40はシールリングを示しており、該シールリング40は、輸送管34とモニタ下部20L内の輸送通路32Lとの接続箇所から高圧流体が漏出する事を防止するために設けられている。
【0037】
なお、空間38は「モニタ上部の下面と外筒の内面とモニタ下部の上面とにより」画定される空間であり、輸送管34及び連絡口36は「該空間(38)に対して圧力流体を供給し或いは排出する機構」を構成し、図示しないウインチ等、ワイヤW、スイベル式吊り具26、空間38、連絡口36から供給・排出される高圧流体は、「前記外筒を軸方向に移動する機構」を構成する。
【0038】
次に図8−図11で示す機構の作用について説明する。
図9で示す収縮状態から、図8で示す伸長状態まで伸長せしめる場合には、先ず、図示しない地上部のウインチ等から、ワイヤWを繰り出す。ここで、明確には図示されていないが、輸送管34には高圧水或いは高圧エア、その他の高圧流体が流過しており、当該高圧流体(図示せず)が、連絡口36を介して前記空間38内に流出する。流出した高圧流体は、空間38を構成している面(外筒30の内面、モニタ上部20Uの下面、モニタ下部20Lの上面)を押圧し、その結果、モニタ上部20Uと外筒30の内面とが相対的に摺動して、外筒30はモニタ下部20Lと共に下方へ移動して、図8で示す伸長状態となる。
なお、上述した通り、ワイヤWは繰り出されているため、外筒30及びモニタ下部20Lが下方へ移動するのを妨げない。
【0039】
図9と図8とを比較すれば明らかな様に、モニタ下部20Lが下方へ移動すれば、ノズルN1、N2の軸方向寸法(図4において符号S1、S2で示す寸法)は長くなり、交差噴流の交差点の到達距離も長くなるのである。
【0040】
一方、図8で示す伸長状態から図9で示す収縮状態まで収縮する場合には、図示しないウインチ等によりワイヤWを巻き取り方向に回転すれば、モニタ下部20Lを図8で示す状態よりも上方へ移動せしめる力が作用する。モニタ下部20Lを(外筒30と共に)上方へ移動せしめる力が作用すれば、空間38の容積を小さくする作用が生じ、空間38内に溜まった高圧流体が圧縮され、連絡口36を介して輸送管34内に戻される。そして、モニタ下部20L及び外筒30は、図9で示すように収縮位置に戻る。
【0041】
図8と図9とを比較すれば、モニタ下部20Lが上方へ移動すると、ノズルN1、N2の軸方向寸法は短くなり、交差噴流の交差点の到達距離も短くなる。
換言すれば、ワイヤWの繰り出しと巻き取りとを規則的に繰り返せば、「交差噴流を噴射する一対のノズルの間隔が規則的に変化」して、所望の断面形状の地中固結体が造成されるのである。
【0042】
ここで、外筒30とモニタ20Uとはスプライン結合されており、相互に摺動可能ではあるが、相対的な回転は行わない。そして、外筒30とモニタ下部20Lとは一体的に結合されている。従って、ノズルN1とノズルN2との軸方向における位置関係は変位しても、周方向の位置関係は変化しない。すなわち、ノズルN1、N2間の間隔が変化しても、ノズルN1、N2から噴射された噴流同士は必ず衝突して交差噴流を形成し、その掘削距離(到達距離)が正確に制御される。
【0043】
そして、交差噴流の噴射方向は、例えば地上側に設置されたボーリングマシン(図示せず)等により正確に制御出来る。
従って、交差噴流の噴射方向と、その到達距離とを適宜制御することにより、造成される地中固結体の断面形状を自在に変化させる事が可能なのである。
【0044】
なお、図8−図11で示す機構は例示であり、ノズルN1、N2間の間隔を調節する機構は、図示のもの以外でも採用可能である。
すなわち、図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載では無いのである。
【0045】
例えば、図示の実施形態おいて、正方形10の角部には若干のアールがつくが、直角な角部とアールのついた角部との差異は、実際の地盤改良工法施工に際しては無視出来る程度の小さなものである。
【0046】
また、図示の実施形態では正方形断面を有する改良体を造成するが、ノズルの軸方向間隔を適宜制御する事により、正方形以外の非円形の閉じた断面形状を有する改良体、例えば矩形断面を有する改良体を造成する事も可能である。
【0047】
【発明の効果】
上述した本発明の作用効果について、以下に列挙する。
(1) 複数箇所にわたって改良体を造成する際に、重複して改良される領域(オーバーラップ領域)が発生しない。
(2) 地盤改良材の使用量が節約される。
(3) 地盤改良材を包含した産業廃棄物の発生量が減少するので、産業廃棄物処理コストが節約できる。
(4) 簡単な機構で実施可能であり、組み立てコスト、施工コストが低減し、地盤改良工法に費やされる労力が節約できる。
(5) ノズルの軸方向間隔を変更するという簡単な処理により、造成される改良体の断面形状を変化させる事が出来るので、適用範囲が極めて広い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態による地盤改良工法の施工の概要を示す平面図。
【図2】本発明で用いられるロッドの1例を示す正面図。
【図3】本発明で用いられるロッドの他の例を示す正面図。
【図4】本発明における交差噴流到達距離の制御を模式的に示す図。
【図5】本発明における交差噴流到達距離の制御を示す平面図。
【図6】従来の改良工法の問題点を説明する平面図。
【図7】その他の従来の改良工法における問題点を説明する平面図。
【図8】ノズル間の軸方向間隔を調節する機構の一例を示す断面正面図。
【図9】図8で示す機構の収縮時を示す断面正面図。
【図10】図8、図9で示す機構の要部を拡大して示す拡大断面正面図。
【図11】図8−図10で示す機構の断面平面図。
【符号の説明】
1、2、3、4、10・・・改良体
20・・・モニタ
22・・・長孔
J1、J2、J3、J1A、J2A・・・ジェット
L、L1、L2・・・ジェット到達距離
20・・・ロッド
N1、N2、N1A、N2A・・・ノズル
P、PA・・・交差噴流の衝突箇所(交差点)
S1、S2・・・軸線方向のノズル間隔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground improvement method for improving the ground by creating an improved body in the ground.
[0002]
[Prior art]
The so-called “jet grout method” is well known as a very effective method for such ground improvement. This method (hereinafter referred to as “ground improvement method” or “conventional method”, etc.) is obtained by cutting a boring hole in the ground to be improved and inserting a rod with a monitor at the tip into the boring hole. A ground improvement material (including) jet is sprayed in a horizontal direction from a nozzle provided in the ground to mix the ground cutting and the improvement material. Then, while mixing with the ground cutting and improving material, the rod is pulled up to the ground side while rotating. Thereby, it is possible to create a cylindrical improvement body made of a mixture of the ground and the ground improvement material and having a radial dimension equal to the jet reach distance.
[0003]
Here, when it is necessary to improve the ground over a relatively wide range, as shown in FIG. . In that case, it is common to perform construction by overlapping a part (partial region) of the improved
[0004]
However, in the region shown with hatching in FIG. 6 (overlapping region), the improved body once formed is cut and mixed with a jet to be improved again. In particular, the central area indicated by
[0005]
In addition, when the overlap region of the improved body is cut with a jet, the improved body is a mixture of ground improvement material, so the slurry generated when cutting with the jet must be treated as industrial waste. . Here, there also exists a problem that the cost of processing of industrial waste increases and causes construction costs to increase.
[0006]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the constructed
[0007]
However, with the technique as shown in FIG. 7, it is quite difficult to create the improved
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and does not generate an overlapping region as described above, and does not generate an unimproved region. Therefore, the purpose is to provide a ground improvement method that enables ground improvement over a wide range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a ground improvement method for excavating a borehole in the ground to be improved and inserting a rod having an injection nozzle into the borehole to create an improved body (10) in the ground, A rod (20) provided with a first spray nozzle (N1), a second spray nozzle (N2), and a third spray nozzle (N3) for spraying the ground improvement material at the tip is prepared. In the first slot (22) provided in the rod (20), the first spray nozzle (N1) is provided, and in the second slot (24), the second spray nozzle (N2) is provided. Each is provided so as to be movable in the axial direction of the rod (20), and the ground is cut by injecting a cross jet from the first and second nozzles (N1, N2) and the ground from the third nozzle (N3). The rod (20) is rotated at the same time as the improvement material is injected. The first and second nozzles (N1, N2) are moved in the elongated holes (22, 24) at that time so that the cross-sectional shape of the region for improving the ground becomes a non-circular closed shape. In addition, the interval between the first and second nozzles (N1, N2) is regularly changed.
[0012]
According to the present invention having such a configuration, at least a pair of the injection nozzles are provided on the rod so that the fluid injected in the jet injection step becomes a cross jet, and in the jet injection step, The distance between a pair of nozzles that each move in the axial direction of the rod and inject a cross jet is configured to change regularly. Here, if the distance between the pair of nozzles that inject the intersecting jet changes, the horizontal distance between the intersection of the intersecting jets (intersection location) and the nozzle also changes. The horizontal distance between the collision point of the intersecting jet and the nozzle corresponds to the radial dimension in the cross section of the region where the ground is cut and mixed with the improvement material, and if the radial dimension in the cross section changes, the cross section The shape is non-circular. In other words, according to the present invention, the cross-sectional shape of the region where the ground is cut and mixed with the improving material can be a non-circular closed shape.
[0013]
Then, if an improved body having a non-circular cross section is formed, for example, an improved body having a rectangular cross section, a region that is overlapped and improved (overlap region) when the improved body is formed at a plurality of locations. ) Does not occur. Therefore, the amount of ground improvement material used for at least the overlap region is saved. In addition, when cutting the ground by jet injection, there is no need to cut the overlap part, so there is no need to process the industrial waste generated by cutting the overlap part, and the industrial waste processing cost is correspondingly reduced. Can save.
[0014]
According to the present invention, in the ground improvement method for excavating a borehole in the ground to be improved and inserting a rod into the borehole to create an improved body (10) in the ground, the first injection nozzle (N1 A rod provided with a top monitor (20U) having a second nozzle (N2), a lower monitor (20L) having a second injection nozzle (N2), and an outer cylinder (30) connecting both monitors (20U, 20L) at the tip. The lower monitor (20L) is fixed to the lower part of the outer cylinder (30) and the upper monitor (20U) is splined to the upper part of the outer cylinder (30) and is slidable in the longitudinal direction. Is connected to the swivel-type hanger (26) provided at the upper end of the outer cylinder (30), and the wire (W) is connected to the first and second nozzles (N1, N2). Jetted cross jet At the same time as cutting the ground, the rod is pulled up while rotating, and the lower monitor (20L) is raised by winding the wire (W), or the inner surface of the outer cylinder (30) and the upper monitor (20U) By supplying a high-pressure fluid to a space (38) formed by the lower surface and the upper surface of the lower monitor (20L), the lower monitor (20L) is moved downward together with the outer cylinder (30), thereby the first and first monitors. The interval between the two nozzles (N1, N2) is changed, and the cross-sectional shape of the area where the ground is improved by the cross jet flow from the nozzles is changed to a noncircular closed shape.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 and 8 to 11 of the accompanying drawings.
[0016]
FIG. 1: has shown the outline | summary of construction of the ground improvement construction method by one Embodiment of this invention. As can be seen from FIG. 1, according to the ground improvement method according to the embodiment of the present invention, the improved body 10 (region where the ground is cut and mixed with the improved material) is formed. As shown by the dotted line in FIG. 1, even if a plurality of the improved
[0017]
In FIG. 1,
[0018]
Next, with reference to FIG. 2 to FIG. 5, a technique for creating the
First, although not shown, a borehole is cut in the ground to be improved, and a
[0019]
Here, as described above, the jets J1 and J2 are cutting fluid jets for cutting the ground to be improved (for example, a high-pressure water jet or a jet having a composite structure in which a high-pressure water jet is surrounded by a jet of compressed air). ). And in order to produce the cross-sectional dimension, cross-sectional shape, etc. of the improved body to be produced with high accuracy, the jets J1 and J2 constitute a cross jet capable of controlling the reach distance with high accuracy. In other words, the nozzles N1 and N2 constitute a pair of nozzles that inject a cross jet. In FIG. 2, the code | symbol P has shown the collision point (intersection location) of the cross jets J1 and J2.
[0020]
On the other hand, the jet J3 is a jet of ground improvement material, and has an effect of mixing the ground cut by the jets J1 and J2 and the ground improvement material. In the example of FIG. 2, the jet injection process is performed by jets J1, J2, and J3.
[0021]
However, as shown in FIG. 3, the
[0022]
1-5, as a fluid which comprises the jets J1 and J2 for cutting the ground, for example, high pressure water or the like is used. Here, it is also possible to configure the jets J1 and J2 with a ground improvement material and to cut the ground with the ground improvement material.
[0023]
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the aspect which cuts the ground which should be improved into non-circle (for example, square) is demonstrated. 4 and 5, only the jets J1 and J2 are shown. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. In both of the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, it is cut into a non-circular cross section in the manner shown in FIGS.
[0024]
In FIG. 4,
[0025]
Here, when each of the injection nozzles N1 and N2 moves in the
[0026]
In FIG. 4, the positions of the nozzles when the intersecting jets J1 and J2 as shown by the solid lines are injected are indicated by reference numerals N1 and N2, respectively. On the other hand, the positions of the nozzles when the intersecting jets J1A and J2A as indicated by the dotted lines are ejected are indicated by reference numerals N1A and N2A, respectively. And the space | interval (space | interval of a pair of nozzle which injects a cross jet) of the nozzles N1 and N2 in case the cross jets J1 and J2 shown by a continuous line are injected is shown by code | symbol S1, The reach | attainment distance Is indicated by the symbol L1. On the other hand, the interval in the axial direction V of the nozzles N1A and N2A when the jets J1A and J2A indicated by the dotted lines are injected (the interval between the pair of nozzles that inject the cross jet) is indicated by S2, and the reach distance is This is indicated by the symbol L2.
[0027]
As apparent from FIG. 4, the distances S1 and S2 between the nozzles in the axial direction V and the arrival distances L1 and L2 of the cross jet flow have a 1: 1 correspondence. Therefore, if the distance between the nozzles in the axial direction V is controlled by a mechanism (not shown), the reaching distance of the cross jet, that is, the excavation distance of the ground to be improved is controlled.
[0028]
An improved body is formed by inserting the
[0029]
In FIG. 5, when excavating the ground to be improved into a square cross section (reference numeral 10) in order to create the
[0030]
Therefore, when the jet is jetted toward the apex of the square by a mechanism for adjusting the axial V spacing between the nozzles (FIGS. 8 to 11: described later), the axial V spacing of the nozzles N1 and N2 is illustrated. 4, the distance indicated by reference sign S <b> 1. On the other hand, at the time when the jet is jetted toward the center of each side of the square, the axial V interval of the nozzles (N1A, N2A) may be set to the distance indicated by symbol S2 in FIG. And about the area | region between each vertex of a square and each side center, the axial direction V space | interval between nozzles should just be adjusted corresponding to the distance from the nozzle of the
[0031]
Next, a mechanism for adjusting the axial V interval between the nozzles N1, N2 (N1A, N2A) will be described with reference to FIGS.
1 to 6, the monitor generally indicated by
[0032]
Although not clearly shown, the vicinity of the upper end portion of the monitor
The
[0033]
A swivel
The swivel-
[0034]
As particularly clearly shown in FIGS. 8 and 10, a
[0035]
As shown particularly clearly in FIG. 11, the
The
[0036]
In FIG. 10,
[0037]
The
[0038]
Next, the operation of the mechanism shown in FIGS. 8 to 11 will be described.
When extending the contracted state shown in FIG. 9 to the extended state shown in FIG. 8, first, the wire W is fed out from a winch or the like on the ground (not shown). Here, although not clearly shown, high-pressure water, high-pressure air, or other high-pressure fluid flows through the
As described above, since the wire W is fed out, it does not prevent the
[0039]
As apparent from a comparison between FIG. 9 and FIG. 8, when the monitor
[0040]
On the other hand, in the case of contraction from the extended state shown in FIG. 8 to the contracted state shown in FIG. 9, if the wire W is rotated in the winding direction by a winch or the like (not shown), the monitor
[0041]
Comparing FIG. 8 and FIG. 9, when the monitor
In other words, if the feeding and winding of the wire W are repeated regularly, the “interval of the pair of nozzles that inject the cross jets changes regularly”, and the underground solid body having a desired cross-sectional shape is obtained. It is created.
[0042]
Here, the
[0043]
And the injection direction of a cross jet can be correctly controlled, for example by the boring machine (not shown) etc. which were installed in the ground side.
Therefore, the cross-sectional shape of the underground solid body to be formed can be freely changed by appropriately controlling the jet direction of the cross jet and the reach distance.
[0044]
Note that the mechanisms shown in FIGS. 8 to 11 are merely examples, and a mechanism for adjusting the interval between the nozzles N1 and N2 can be used other than the illustrated one.
That is, the illustrated embodiment is merely an example, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
[0045]
For example, in the illustrated embodiment, the corners of the square 10 are slightly rounded, but the difference between the right corners and the rounded corners is negligible in actual ground improvement construction. Is a small thing.
[0046]
Further, in the illustrated embodiment, an improved body having a square cross section is created, but an improved body having a noncircular closed cross section other than a square, for example, a rectangular cross section, by appropriately controlling the axial interval of the nozzles. It is also possible to create an improved body.
[0047]
【The invention's effect】
The effects of the present invention described above are listed below.
(1) When an improved body is created over a plurality of locations, a region that is improved in a redundant manner (overlap region) does not occur.
(2) The amount of ground improvement material used is saved.
(3) Since the amount of industrial waste including ground improvement materials is reduced, industrial waste disposal costs can be saved.
(4) It can be implemented with a simple mechanism, reducing assembly costs and construction costs, and saving labor spent on the ground improvement method.
(5) Since the cross-sectional shape of the improved body can be changed by a simple process of changing the axial interval of the nozzle, the applicable range is extremely wide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an outline of construction of a ground improvement method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing an example of a rod used in the present invention.
FIG. 3 is a front view showing another example of the rod used in the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing control of the cross jet arrival distance in the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing control of the cross jet arrival distance in the present invention.
FIG. 6 is a plan view for explaining problems of a conventional improved construction method.
FIG. 7 is a plan view for explaining a problem in another conventional improved construction method.
FIG. 8 is a cross-sectional front view showing an example of a mechanism for adjusting an axial interval between nozzles.
9 is a cross-sectional front view showing the mechanism shown in FIG. 8 during contraction.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional front view showing an enlarged main part of the mechanism shown in FIGS. 8 and 9;
11 is a cross-sectional plan view of the mechanism shown in FIGS. 8 to 10. FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4, 10 ...
S1, S2 ... Nozzle spacing in the axial direction
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