JPH0593418A - 変形地盤改良体造成工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 ボーリングロッド８の先端側壁部と先端部に
硬化剤噴射口たる複数のノズル１３，１５とそのノズル
から噴射される噴射量を制御する制御弁、並びにこの制
御弁をコントロールする自動または手動制御装置を有す
る地盤改良体造成装置であって、地盤の条件または地盤
改良体の用途に応じて各ノズルの噴射量、噴射時間、ま
たは噴射角度をコントロールし、もって当該用途に応じ
た変形地盤改良体を形成する造成工法。 【効果】 土質条件に対応した強硬かつ有用な変形地盤
改良体を得ることができるので建造物の高層化、大深度
地下建造物の増加等に鑑み、ますます本発明に係る変形
地盤改良体の必要性は高まり、対応することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤の改良、建築
構造物基礎等を目的として、施工される地盤改良体の造
成工法であって、特に、地盤の条件、または地盤改良体
の用途に応じて、種々の変形地盤改良体を提供する工法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱地盤の硬化工法として、種々
の地盤改良工法が発明されてきた。特に、如何に効率よ
く、地盤改良体を造成するかに重点がおかれていた。例
えば、本件発明者によるいわゆる一重管、二重管、三重
管等の各種の工法がある。他の発明者のものも含め、こ
れらの改良は、種々の試行錯誤を経て発展してきたもの
だけに、それなりにすぐれた新工法である。しかし、近
時、建造物等の高層化、並びに、大深度地下建造物の増
加等に鑑み、未解決部分が露呈してきた。即ち、従来の
工法においては、ボーリングロッドの下部側壁より硬化
剤を噴射するのみであったが、上述のごとく近時の建造
物等の関係からの要望に対応することができなかった。
建造物等が高層化すれば、軟弱地盤にあっては無論のこ
と、日本のような地震国にあっても、従来以上の強硬地
盤改良体造成の必要性が生ずるからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本件発明者は
本件と同時出願の強硬地盤改良体造成装置（以下、別件
発明という。）において、当該ロッドの下端部にも噴射
ノズルを設けることによって、近時の地盤改良体の用途
にかなった強硬な改良体を提供するに至った。しかし、
当該発明はいわゆる一重管における改良発明であって、
一重管の性能を高め、従来の改良体にない画期的かつ、
強靭な改良体を提供するが、それでもなおかつ、近時の
用途に叶った万全で、多面的な改良体ではない。そこ
で、この同時出願にかかる別件発明の技術をベースに、
更に、あらゆる分野の地盤改良体造成工事に適応した変
形地盤改良体を造成することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、ボーリングロッドの先端側壁部と先端部に硬
化剤噴射口たる複数のノズルとそのノズルから噴射され
る噴射量を制御する制御弁、並びにこの制御弁をコント
ロールする自動または手動制御装置を有する地盤改良体
造成装置であって、地盤の条件または地盤改良体の用途
に応じて各ノズルの噴射量、噴射時間、または噴射角度
をコントロールし、もって当該用途に応じた変形改良体
を形成する造成工法を提供する。

【０００５】

【作用】側面型噴射ノズル又は／及び直下型ノズルから
硬化剤を噴射するに際し、二重管または三重管注入管を
利用し、側面型噴射ノズルから噴射される硬化剤は、独
自のエア注入管を経て高圧噴射されたエアーにより包合
されつつ噴射され、その際、両ノズルからの噴射量を地
上にある自動又は手動の制御装置により、地盤改良体の
用途に応じて、各ノズルの噴射量、噴射時間又は噴射角
度をコントロールすることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図面を参照し
つつ説明する。まず、図２は、本発明にかかる工法の第
１実施例を示す。 即ち、いわゆる二重管を利用したも
のであって、硬化剤注入管１０は、別件発明の改良一重
管を応用したものであるが、側面型噴射ノズル１３はエ
ア注入管１２から延びたエア噴射ノズル１４で包合され
ている。そして、側面型及び直下型両ノズルは共に噴射
制御装置１６、１７により、開閉調節される。無論、ノ
ズルの噴射口を狭く絞るなどの中間的制御も可能であ
る。尚、別件発明における技術であるビット推進力セン
サ１８及び、ロッド回転トルクセンサ１９もボーリング
ロッド８の下端部に設置してある。また、当該ボーリン
グロッド８の下方先端部には、ビット（掘削歯）３４が
設けられている。

【０００７】以上の如く、側面型噴射ノズル１３のみが
エア噴射ノズル１４で包合されているのは、直下型噴射
ノズル１５が注入管１０の直下にあるが故に、噴射圧も
一般に側面型噴射ノズル１３に比し高くなり、しかも、
そのボーリングロッド８により縦孔たる注入孔がすでに
掘削されており、ロッド側面に比し、通常それほどの高
圧噴射が必要ではないからである。即ち、縦孔のみであ
って、側面は掘削されていないが故に、径の大なる地盤
改良体を必要とする場合には、直下型噴射ノズル１５の
制御弁を極力絞めると共に、側面型噴射ノズル１３と高
圧のエアで、側面ノズルからの硬化剤を包合し噴射する
ことが、側面掘削により適しているからである。

【０００８】この図２の実施例によれば、縦孔と硬化剤
を噴射しつつ形成される側孔への噴射量、噴射時期、噴
射角度等を自在に調整することができ、いかような土質
条件にも対処することができる。即ち、側面型噴射ノズ
ル１３の制御弁を閉じることによって、直下型噴射ノズ
ル１５のみから、硬化剤が噴射されることになり、その
場合、縦孔たる注入孔のみに硬化剤が噴射されることに
なり、いわゆる棒状地盤改良体３２（図４、図５参照）
のみが形成されることになる。また、側面型噴射ノズル
１３の制御弁のみを閉じた場合であっても、独立した注
入管であるエア注入管１２のみを作動させることが可能
であり、従来実施されていないが、エアのみを噴射する
ことによって、棒状改良体の径を大きくすることができ
る。この場合、エア噴射ノズル１４のみならず側面型噴
射ノズル１３を開くことにより、エア噴射ノズルのみを
開く場合よりも径の大なる改良体を造成することができ
ることは言うまでもない。尚、直下型噴射ノズル１５の
制御弁を閉じて、側面型噴射ノズル１３のみを開いて、
硬化剤を噴射する場合は、従来技術のとおりである。

【０００９】次に、直下型噴射ノズル１５を開き硬化剤
を噴射しつつ、側面型噴射ノズル１３の制御弁を一定の
回転角度（例えば３０度）のみ開き、かつ一定距離上昇
したあと、再び同位置、同角度で、当該側面型噴射ノズ
ル１３を開くという同じ動作を繰り返すことにより、棒
状地盤改良体３２を中心に、一方向にのみ形成された枝
状地盤改良体３３を有する変形地盤改良体３１を造成す
ることができる（図４（Ａ）参照）。この改良体の平面
断面図は図５（１）にて理解することができる。

【００１０】また、制御装置２９を操作して、ボーリン
グロッド８が回転しつつ、側面型及び直下型両ノズルか
ら硬化剤を噴射する際、側面型噴射ノズル１３から一定
角度において硬化剤を噴射するのみならず、上下の関係
においては、断続的に噴射を繰り返すことにより、図４
（Ｂ）に示すような棒状地盤改良体３２に交互に枝状地
盤改良体３３を形成した変形地盤改良体３１をも造成す
ることができる。このような枝状地盤改良体造成のため
の操作を上下の関係において同位置で行なうとすれば、
図５（２）におけるような変形地盤改良体３１を造成す
ることができる。

【００１１】更に、同深度の位置において、側面型噴射
ノズル１３から硬化剤を噴射するが、ボーリングロッド
７が上昇する際、一定間隔をおいて当該側面噴射を行な
えば、いわゆる直下型噴射の造成と相俟って、図４
（Ｃ）のような変形地盤改良体３１を造成することがで
きる。この改良体は、一般には最も強く、軟弱地盤を中
心とする種々の地盤に対応することができる。この改良
体の平面図は図５（３）に示すとおりである。

【００１２】以上の各種の操作にあたって、直下型噴射
ノズル１５を当該制御装置１７を通じ、地上のコントロ
ールセンタにある制御装置２９によって制御することは
無論可能であるが、特に、側面型噴射ノズル１３の噴射
制御装置１６を当該全体的制御装置２９によって、コン
トロールする意義は大きい。そして、当該全体的制御
は、一般にはあらかじめプロクラム化された噴射パター
ンを土質条件に応じてタッチパネルで選択することによ
って、自動制御することができる。無論、各噴射パター
ンを手動にて制御できることは言うまでもない。

【００１３】図３は、本発明にかかる地盤改良休造成工
法の第２実施例を示す。即ち、従来のいわゆる三重管に
関する技術（特願平１−３０７７号、米国特許第４，９
７１，４８０号）を応用したものであるが、直下型噴射
ノズル１５から噴射するための硬化剤注入管は、独自の
直通ルートたる注入管１１を設けている。側面型噴射ノ
ズル１３のための注入管は別個に設けられているため、
両者の位置における噴射圧には、影響されず、問題も生
じない。即ち、両ノズルの噴射圧を調整する必要がな
く、各々のノズルの噴射圧のみを問題とすれば足りる。
特に、上述の第１実施例で述べた各種の変形地盤改良体
に対応した各種のコントロールが極めて容易となる。

【００１４】加うるに、一本の硬化剤注入管を側面型及
び直下型噴射ノズルに使用するとすれば、自ずから硬化
剤の噴射量も他方に奪われる分のみ少なくなるが、この
第２実施例の場合には、個別に設けられた超高圧グラウ
トポンプ２０、２１から圧送された硬化剤が個別の注入
管を経て噴射されるが故に、必要に応じ十分なる硬化剤
を噴射することができる。従って、より希望通りの変形
改良体を造成できる。エア噴射ノズル１４、ビット推進
力センサ１８、及びロッド回転トルクセンサ１９等の機
能については、上述のとおりである。

【００１５】最後に、図１は、図３における第２実施例
の使用例を示す概略断面図である。従って、これは、エ
アコンプレッサ２２、２つの超高圧グラウトポンプ２
０、２１から、それぞれエアー及び硬化剤が圧送され、
それぞれの注入口２３、２４、２５を経て、ボーリング
ロッド８の独立した注入管を経て、各噴射ノズル１３、
１４、１５へ達し、地上の総合的制御指令装置２９によ
り、指令された噴射パターンに従い、硬化剤が噴射され
ることとなる。尚、ボーリングロッド８は、硬化剤が制
御により噴射されているか否かを問わず、常に一定の速
度で回転上昇する。但し、制御装置２９により一定角度
のみ回転させることも可能である。以上の操作によっ
て、図示されていない形状のものも含めた種々の変形地
盤改良体を造成することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、別件発明の解析装置に
て知り得た土質条件に対応した強硬かつ有用な変形地盤
改良体を得ることができる。特に、図４（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）で示したような変形体は、従来の改良体
以上に軟弱地盤等に対処することができる。また、別件
発明にかかる直下型噴射ノズルにより棒状地盤改良体が
従来のものより強大なものとなるため、本発明の方法と
相俟って、絶大な効果を発揮することとなる。建造物の
高層化、大深度地下建造物の増加等に鑑み、ますます本
発明に係る変形地盤改良体の必要性は高まる。

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第２実施例の使用例を示す概略
断面図である。

【図２】 本発明の第１実施例を示す概略断面図であ
る。

【図３】 本発明の第２実施例を示す概略断面図であ
る。

【図４】 本発明に係る工法により造成された変形地盤
改良体の垂直断面図である。

【図５】 本発明に係る工法により造成された変形地盤
改良体の水平断面図である。

【符号の説明】

８ ボーリングロッド ９ 解析装置 １０ 側面型噴射ノズル用硬化剤注入管 １１ 直下型噴射ノズル用硬化剤注入管 １２ エア注入管 １３ 側面型噴射ノズル １４ エア噴射ノズル １５ 直下型噴射ノズル １６ 側面型噴射ノズル用噴射制御装置 １７ 直下型噴射ノズル用噴射制御装置 １８ ビット推進力センサ １９ ロッド回転トルクセンサ ３４ ビット ２０、２１ 超高圧グラウトポンプ ２２ エアコンプレッサ ２３、２４ 硬化剤注入口 ２５ エア注入口 ２６ オイルポンプ ２７ オイルタンク ２８ 回転推進後退機能 ２９ 制御装置 ３０ モータ ３１ 変形地盤改良体 ３２ 棒状地盤改良体 ３３ 枝状地盤改良体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボーリングロッドの先端側壁部と先端部
   に硬化剤噴射口たる複数のノズルとそのノズルから噴射
   される噴射量を制御する制御弁、並びにこの制御弁をコ
   ントロールする自動または手動制御装置を有する地盤改
   良体造成装置であって、地盤の条件または地盤改良体の
   用途に応じて各ノズルの噴射量、噴射時間、又は噴射角
   度をコントロールし、もって当該用途に応じた変形改良
   体を形成することを特徴とした変形地盤改良体造成工
   法。
2. 【請求項２】 形成されたものが種々の変形地盤改良体
   であることを特徴とする請求項１記載の変形地盤改良体
   造成工法。