JPH06146262A

JPH06146262A - 固化剤噴出ノズル

Info

Publication number: JPH06146262A
Application number: JP29477292A
Authority: JP
Inventors: Kakuji Osumi; 角治大隅; Kiyoyuki Horii; 清之堀井
Original assignee: Toa Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toa Kikai Kogyo Co Ltd
Priority date: 1992-11-04
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1994-05-27
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JP3231427B2

Abstract

(57)【要約】【構成】固化剤を吐出する内管の周囲に圧縮空気を吐
出するための外管を配置した二重管吐出口構造を有する
固化剤噴出ノズルであって、その外管に圧縮空気を供給
するための環状スリットを設け、外管がこの環状スリッ
トから圧縮空気吐出口に向けて漸縮小した内壁面をも
ち、この環状スリットと漸縮小内壁面とによってコアン
ダスパイラル空気流生成域を構成してなる固化剤噴出ノ
ズル。【効果】固化剤の長到達注入距離を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固化剤噴出ノズルと
これを用いた固化剤注入方法に関するものである。さら
に詳しくは、この発明は、土木・建設分野等の低粘性軟
弱地盤等の軟弱物への固化剤の注入において特に有用で
あり、軟弱物への固化剤の深部・長距離注入が可能な固
化剤噴出ノズルとこれを用いた固化剤注入方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】海底軟泥物や火力発電所等か
ら排出される石炭灰等を埋め立て資材として用いる場
合、その軟弱性のために、埋立地の地盤沈下や埋立地の
流動化現象等が発生しやすい。このような、地盤沈下や
流動化現象は、建造物の破壊の原因にもなり、未然に防
止することが必要となる。そこで、この防止法につい
て、従来より種々の工夫がなされてきており、低粘性地
盤の地盤改良として、たとえば、低粘性地盤等に硬質の
杭を打ち込む方法やセメントミルクを注入する方法が一
般的に採用されてきている。

【０００３】低粘性地盤等に硬質の杭を打ちむ方法は、
軟弱地盤だけでなく比較的硬い地盤にも用いられ、多様
な地盤に対応した方法である。しかしながらこの方法に
おいては、硬質の杭を打ち込むという性質上、硬質の杭
の取扱いや運搬、施工工事に非常に手間がかかるという
欠点がある。一方、ボーリングによるセメントミルクの
注入方法は、ボーリングによって軟弱地盤等に掘削口を
開けその後、その掘削口にセメントミルクを注入する方
法である。この方法においては、地盤補強剤としてセメ
ントミルク等を利用するため硬質杭等の補強剤を使用す
るよりはるかに埋め込みが容易である。しかしながら、
このセメントミルクを注入する方法においてはボーリン
グの使用によりコストが非常に高くなってしまうこと
と、特に低粘性地盤においては、掘削口の変形が起こり
やすく、十分な注入が難しいという欠点がある。したが
って、ヘドロ等の軟弱地盤には向かない方法である。

【０００４】また、以上のいずれの方法も低粘性地盤に
対して、鉛直方向に硬質杭を打ち込むか、セメントミル
クを注入する方法であって、水平方向に対して処置する
ことは一般的に不可能であり、従って、その効果には限
界があった。この発明は、以上の通りの事情を踏まえて
なされたものであって、従来の埋め込み方法の欠点を解
消し、鉛直方向だけでなく水平方向へも固化剤を深く長
距離注入させることが可能な新しい固化剤注入方法とそ
のためのノズル装置とを提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、固化剤を吐出する内管の周囲に
圧縮空気吐出口を配置した二重管吐出口構造を有する固
化剤噴出ノズルであって、圧縮空気をノズル吐出口に供
給する環状スリットとこのスリットから圧縮空気吐出口
に向けて漸縮小した内壁面とを設け、この環状スリット
と漸縮小内壁面とによってコアンダスパイラル空気流生
成域を構成してなることを特徴とする固化剤噴出ノズル
を提供する。さらに、この発明は、前記の固化剤噴出ノ
ズルを用いて、固化剤を軟弱物に注入することを特徴と
する固化剤注入方法をも提供する。

【０００６】以下、さらに詳しくこの発明について説明
する。図１は、この発明の固化剤噴出ノズルの一例を示
したものである。たとえば、この図１に示したように、
この発明の固化剤噴出ノズルは、環状スリット（１）
と、この環状スリット（１）から噴出口（２）に向かう
傾斜内壁面（３）を有する外側ユニット（Ａ）の傾斜内
壁面（３）の内側に、別体の内側ユニット（Ｂ）を配設
している。そして、この外側ユニット（Ａ）において
は、分配室（４）を介して環状スリット（１）から供給
される加圧流体を、傾斜内壁面（３）に沿って噴出口
（２）に向かって移動させ、コアンダスパイラルジェッ
トフローとして噴出させる。

【０００７】コアンダスパイラルジェットフローは、通
常の乱流とは本質的に異なる流れであって、軸中心に集
中速度分布を示し、特異なスパイラル流として作用す
る。また、内側ユニット（Ｂ）に関しては、吸引導入口
（５′）から供給された加圧固化剤流体を噴出口
（２′）に向かって移動させ噴出させる。外側のユニッ
ト（Ａ）では、その吸引導入口（５）からは、空気が吸
引される。この場合、吸引導入口（５）（５′）には、
前記のコアンダスパイラルジェットフローの噴出によっ
て強い負圧が生じ、空気と固化剤の吸引導入を円滑に行
なうことを可能とする。

【０００８】以上の構成において、外側ユニッ（Ａ）の
噴出口（２）に相当する口径（Ｄ）と、内側ユニット
（Ｂ）の噴出口（２′）に相当する口径（ｄ）との比
は、ｄ＝（2/3 〜1/5 ）Ｄ程度とし、傾斜内面壁（３）の最大傾斜角度は７５°以
下程度とするのが好ましい。

【０００９】また、環状スリット（１）と、噴出口
（２）までの距離（Ｌ）は、Ｌ＝３〜３０Ｄ程度とするのが好ましい。ただし、噴出口（２）
（２′）には、さらに噴出管路を接続することもでき
る。加圧空気の圧力は、２〜３０kg／cm²程度で、固化
剤の圧力は４〜４０kg／cm ²程度とするのが好ましい。

【００１０】これによって、従来の乱流ジェットノズル
による単一噴出ノズルに比べて３〜３０倍以上、二重噴
出ジェットノズルの場合に比べて２〜１０倍以上の固化
剤の注入距離が到達される。固化剤としては、セメント
ミルク、その他の固化剤、急結剤等の適宜なものが使用
できる。粉粒体状。流状分散体、溶液のいずれの形態で
あってもよい。

【００１１】前記の噴出口（２）からのコアンダスパイ
ラルエアージェットは、噴出口（２′）からの固化剤の
噴出を包み込むようにして周囲の軟弱物に対してシール
し、その拡散を抑え、軸中心流を形成し、固化剤のより
長距離での注入を可能とする。

【００１２】

【実施例】実施例１上記図１に示したノズルを用いて実際に軟泥中にセメン
トミルクの鉛直方向への注入を行った。この時のノズル
噴出口径が、１）内側ユニット（Ｂ）のノズル噴出口径
（ｄ）が１５mm、外側ユニット（Ａ）のノズル噴出口径
（Ｄ）が２５mmとしたものと、２）内側ユニット（Ｂ）
のノズル噴出口径（ｄ）が１５mm、外側ユニット（Ａ）
のノズル噴出口径（Ｄ）が２１mmとしたものの２通りで
行った。また、内側噴出口より噴出させるセメントミル
クの圧力を１０kg／cm²の場合と８kg／cm²の場合の２
通りで行った。外側噴出口からは２kg／cm²から１０kg
／cm²まで２kg／cm²づつ変化させて空気を噴出させ
た。

【００１３】ノズル長さ（Ｌ）は、８０mmとし、かつ、
内壁傾斜面の最大傾斜角は３５°とした。セメントミル
クの到達距離は、表１に示した通り、セメントミルクの
圧力１０kg／cm²の場合、１）と２）のそれぞれのノズ
ルとも４０〜５０cmであり、セメントミルクのより深い
到達距離が得られた。セメントミルクの圧力８kg／cm²
の場合、セメントミルクの到達距離は、空気圧によって
変化し、２２〜５５cmであった。

【００１４】なお、比較のために、次のノズルを使用し
た。３）噴出口径１５mmの乱流ジェットの単一ノズル（固化
剤のみ）４）噴出口径１５mmと、その外周口２５mm口径の二重乱
流ジェットノズルこの各々について、上記と同様にセメントミルクの注入
を行った。表１に示したように、到達距離は、せいぜい
２０cmまでであり、その能力は上記実施例に比べてはる
かに劣っていた。

【００１５】実施例２また、上記のノズル１）を用いて水平方向にセメントミ
ルクを注入を、セメントミルク圧力１０kg/cm²、エアー
圧力８kg／cm²で行ったところ、その到達距離は３５cm
であった。しかしながら、比較例のノズル３）、４）に
おいては、各々２cm、６cmにしかすぎなかった。

【００１６】実施例３ノズル１）において、ノズル長さ（Ｌ）を５００mmとし
て実施例２と同様に水平方向にセメントミルク注入を行
った。噴出口からのセメントミルクの到達距離は３３cm
であった。一方、同様の長さのノズルとしてノズル
３）、４）を用いたが、各々、２cm程度の距離しか到達
できなかった。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
り、軟弱地盤中における固化剤のより深部までの長到達
注入が可能となり、さらに水平方向の固化剤注入も可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置を例示した断面図である。

【符号の説明】

１環状スリット２，２′ 噴出口３，３′ 傾斜内壁面４分配室５，５′ 吸引導入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固化剤を吐出する内管の周囲に圧縮空気
を吐出するための外管を配置した二重管吐出口構造を有
する固化剤噴出ノズルであって、その外管に圧縮空気を
供給するための環状スリットを設け、外管が環状スリッ
トから圧縮空気吐出口に向けて漸縮小した内壁面をも
ち、この環状スリットと漸縮小内壁面とによってコアン
ダスパイラル空気流生成域を構成してなることを特徴と
する固化剤噴出ノズル。
【請求項２】請求項１の固化剤噴出ノズルを用いて、
固化剤を軟弱物に注入することを特徴とする固化剤注入
方法。