JPH07507362A - コンクリート構造体を粗い物質に地面レベルから構築する方法および前記方法を実施する設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コンクリート構造体を粗い物質 に地面レベルから構築する方法 および前記方法を実施する設備 本発明は、後段の独立方法フレイムｌの前文に更に詳述される如き種類のドリル ・ビットを備えた回転自在侵食ヘットとグラウト注入ヘッドとの使用により、粗 い物に関する。本発明はまた、前記方法にして上述の如き種類のそれを実施する 設備に関する。

本発明は、いかなる予備的な在来の掘削作業や一時的安全対策をも必要とせずに 恒久的な構造要素を構築する段階に関する。

少しく概括すれば、粗い物質に恒久的な構造要素を構築するために現今用いられ る大抵の方法は、４ｏないし５０年前に導入された諸方法の比較的わずかな進歩 しか構成していない。現行の技術はまた、大きな比率の手仕事に基ついており、 例えば一度に一つの部分を掘削し、板囲いし、成形することによる高い総合原価 を結果として生じている。例えば注入用の高価な一時的構造体や、土壌補強材、 筋違い入り矢板壁、は、恒久的な構造体を設置し得る前に設けられなければなら ない。

本発明による方法の利点は、それにより、土の種類に関わりなく、耐水性で恒久 的な構造体を設けるに必要なレベルまで、屋内または屋外の何れかの地面から粗 い物質内へ孔を掘り下げることができる、という事実によるものである。地中の 構造体の完成後、外面に見える範囲での唯一の傷口は、普通の「ビンブリック」 、即ち１５国程度の直径を備えた孔である。

本発明による方法および設備は、他の在来の一連の諸作業、例えば、凍結、掘削 、板囲い、成形、そしてまた井戸くみ、土の補償、および諸不便に対する補償の ような土壌安定化作業を不要にさせる。また、短縮された建設期間も達成される 。

本発明によれば、上述の諸事項は、後段の独立方法フレイム１の特徴部分ならび に後続フレイムに述へられた諸特徴の助けにより、また後段の設備フレイム４の 特徴部分および後続フレイムに述へられた如き諸特徴を備えた設備の助けにより 、達成される。

現今周知の諸方法の助けによりトンネル構造体か地中に構築されると、トンネル の内側に残存する粗い物質は掘り出される。これは、コンクリート・シェルか設 けられ、硬化後そこから粗い物質を除去しなければならないことを意味する。大 規模な掘削作業と粗い物質を安定化させるための諸作業なして粗い物質中にトン ネルを構築することは、現行の技１ホ１ては実際上不可能である。

本発明による方法および設備はまた、交差する鉄道や道路線」二の交通を妨げる ことなく現存の鉄道線路や道路の真下にトンネル（排水きよ）を構築するのに好 適である。現行の方法の場合、これらは、それ自体高価な装置である一時的なバ イパス道路やバイパス線路によってしか解決されない。

本発明は、図面につき、後段に更に詳細に開示されている。

第１図は、孔あけが完了し且つ侵食およびグラウト注入が開始される前の状態で 示した、本発明による方法を実施する設備の図解的正面図であり、 第２図は、キャタピラさく井機械に設けられた本設備の図解的立面図であり、 第３図ないし第５図は、ドリル孔の侵食を開始することと、侵食による中ぐり孔 の拡張と、中ぐり孔の高さの方向におけるその連続的な拡張およびコンクリート による中ぐり孔の同時グラウト注入とをそれぞれ含む３段階の方法の原理を示し ている。

第１図は、トリル加工された孔の侵食前、および侵食により拡張される中ぐり孔 のグラウト注入前の、地中へ孔を掘り下げるに至った状態における本設備を示す 。

本設備は二つのユニット、即ち侵食ユニット２と、コンクリ−１・をグラウト注 入するグラウト注入ユニット３とを含む。

侵食ユニットは、最下部にトリルビット２ｂを備えた侵食ヘッド２ａか含まれて いる。ｌ・゛リルビット２ｂの上方には侵食ノズル２ｃか設けられ、水と空気と の半径方向ジェット流を噴出させる空気ノズルに囲まれた水ノズルを含んでいる 。更にまた侵食ノズルは、上述の構成諸要素か取り付けられた案内管８を含み、 それを通って、前記侵食ノズル２Ｃへ給送すへく水と空気との導管か延在してい る。案内管８は上昇自在および下降自在ならびに回転自在であるよう軸受８ａ内 に取り付けられ、フレーム６ａ内には回転用電動ｆｉ８ｂか設けられている。案 内管８はその最上端部で、旋回装置１０ａを介し、それぞれ水および空気の供給 導管１０，１１へ接続される。

グラウト注入ヘット３ａとトリルビット３ｂとを備えたグラウト注入ユニット３ は、回転自在且つ上昇自在ならびに下降自在に軸受９ａ内へ取り付けられ、フレ ーム６１）内には回転用電動ｉ９ｂか設けられ、ユニット３はその最上端部で、 旋回装置＋１ａを介し、コンクリ−１・の供給導管へ接続される。

フレーム６ａ、６ｂは一緒に、フレーム６ａ、６ｂ間の相互隔置のための調整装 置７を構成する。ラック６は、それ自体周知の装置Ｆ１の助けにより、第２図に 示す如く、さく井機械、例えばキャタピラさく井機械、への調整自在な取付けを 意図されており、第２図に示す如く、それ自体周知の方法で圧力シリンダの助け により、本設備か上界および下降ならびに傾斜されることを可能にしている。従 って侵食ヘット２ａおよびグラウト注入ヘッド３ａは、下降、上昇および回転す へく独立に作動させることかできる。フレーム６ａ、６ｂは、侵食ヘッド２ａと グラウＩ・注入ヘッド３ａとの間の中心距離Ｃの調整のため、互いに前後へ移動 できる。図面、第１図、に示す如く、調整装置７は、フレーム６ａ、６ｂを連結 する可調整伸縮ロッド７ａから成っている。

質量および密度ゲージによる制御された様態て中ぐり孔からの侵食された粗い物 質を収集し且つ案内して、侵食された空間即ち拡張された空間の体積の計算を可 能にするため、案内管８の回りにカラー１２が設けられる。

可調整隔置装置７ａの助けにより、侵食ヘッド２ａとグラウト注入ヘッド３ａと の間の中心距離を、拡張された中ぐり孔４ａの投影直径に従って調整することが できる。

グラウト注入ユニット３には、延伸自在のグラウト注入管９か含まれている。

上述の設備の助けにより前記方法を実施する際、侵食ユニット２およびグラウト 注入ユニット３は、予め定められたユニット２．３間の中心距離Ｃを以て、岩石 または運搬可能な土まで掘り下げられる。良好な岩石接触を達成するため、侵食 ヘッド２ａの、下方へ向けられた侵食ノズル２ｄのみが用いられる。岩石表面の 侵食に際しては、侵食ヘッド２ａと案内管８とが上昇装置（図示せず）によって 引き上げられる。引上げは一定の回転と、１００〜１０００ｂａｒという高圧で の高度に圧縮された水および空気の、水および空気ノズル２ｃからの同時噴出と の間に、緩徐に生起される。空気に包囲された前記水ジェツトは粒子構造体を破 壊し、侵食ヘッド２ａのドリルビット２ｂにより孔あけされた中ぐり孔４内の土 壌を崩壊させる。かくして、所望の直径を存する拡張された中ぐり孔４ａか形成 され、その直径はそれ自体周知の設備の助けにより測定できるか、ここで詳細に は説明しない。このようにして円筒状の侵食された空間が形成され、それか前記 の拡張された中ぐり孔４ａを構成する。

ノズル２Ｃからの高圧ジェット５ａにより生成された超過圧力のため、流れ落ち た材料Ｅは中ぐり孔４と前記カラー１２とを経て表面に押しやられる。同時に、 即ち空間４ａの設定の際、高品位のコンクリートＤがグラウト注入ヘッド３ａに よりグラウト注入管９を通すボンブ圧送されて空間４ａを満たし、それがまた、 流れにより破壊された材料Ｅの中ぐり孔４を経ての排除を生じさせる。

コンクリートＤには、侵食ジェット５ａによる空間４ａ内の流れか、コンクリ− １−Ｄから洗い落される最小限の結合剤を生ずるように、それをはつ水性にさせ る添加物を付加しても良い。

侵食ヘット２ａを有する案内管８と、グラウト注入ヘット３ａを存するグラウト 注入管９とが引き上げられる場合には、コンクリートＤから結合剤を洗い落とす 恐れのある侵食空間内の有害な流れを減少させるため、グラウト注入ヘッド３ａ をなるへくなら、侵食ジエ・ノド・ノズル２ｃか活動中てあればそれから少なく とも０．５ｍ下方に位置させることか望ましい。

中ぐり孔４は、侵食ヘッド２ａか引き上げられている間、空気および水ジェツト ５Ｃの助けにより侵食され、次いで侵食か停止される。コンクリートＤによる空 間４ａのグラウト注入は、空間４ａか満たされてそれが中ぐり孔４を通って押し 上げられた侵食された物質の助けでチェックされるまで、グラウト注入管９の同 時引上げの間中続行される。空間４ａが完全に満たされると、上記物質は、セメ ントＤからの絞り出されたセメント結合剤に置き換えられる。

従って第３図は、土壌Ａ中の所望の深さまで掘り下げられ、侵食ヘッド２ａから の仕上げの下方へ向けられた侵食ジェット５ｂにより岩石地盤を清掃している侵 食ヘッド２ａとグラウト注入ヘッド３ａとを示している。前記侵食ジェット５ｂ が終結すると、ノズル２ｃからの侵食ビーム５ａか中ぐり孔４を拡張し始め、拡 張された中・　ぐり孔４ａと、従って、所望の直径Ｂと、第５図に示す如き所望 の高さＨとを備えた第４図に示す如き所望の空間が得られる。

第４図には、侵食ヘッド２ａの回転および引上げ中の中ぐり孔４の初期の拡張が 示されているか、グラウト注入ヘッド３ａを備えた供給管９は、拡張された中ぐ り孔４ａの下方部分における周辺位置で休止している。

第５図は次の段階を示しており、ここでは、拡張された中ぐり孔４の所望レベル Ｈまで侵食ヘッド２ａがほぼ引き上げられており、また、拡張された中ぐり孔４ ａを満たすためにコンクリートＤか供給管９を経て供給されている。この作業は 、拡張された中ぐり孔４ａか満たされるまで続行される。

第４図および第５図には、はぼ円形の断面と所望の直径Ｂとを備える、拡張され た中ぐり孔４ａか示されており、それか、コンクリートＤから成る円筒状構造体 を結果として生している。

侵食ジェット、即ち空気および水のジェット５ａを、侵食ヘッド２ａの対応的な 回転による扇形に接触する如く前後へ揺動させることにより、対応的な断面を備 えたコンクリート構造体か得られる。

空気・水ジェツト５の侵食圧力の同時制御装置を備えた侵食ヘッド２ａの全回転 により、例えば、回転するヘット２ａの回転角に応し、だ円形断面を有するコン クリート構造体、例えばだ円形パイル、を得ることができる。

本発明による方法は、全ての種類の地盤において実施することかできる。従って この方法は、粘土、沈泥、砂および砂利、ならびに大概の種類の充てん材、氷だ い石、および泥地の土壌／泥炭に適用可能である。

粘着土壌の一時的な引張力により、侵食された空間は、それか水で満たされても 崩壊を防止されるので、粘着土壌の場合には、望むならは侵食およびグラウト注 入方法を２段階て実施することもてきる。侵食およびグラウト注入方法を２作業 で実施することには幾つかの利点がある。

１、グラウト注入は、水中の空間（板囲い）の通常の成形と同様に実施されるの で、局部的な粗い物質は、コンクリートとの混合を防止される。

２　侵食された物質と侵食ジェット５ａから加えられた水とで構成される中ぐり 孔４を通る戻り物質内のコンクリートか回避される。中ぐり孔４のカラー１２と 接続された質量および密度ゲージ１２て戻り物質の体積および密度か連続的に測 定されれば、従って侵食された空間４ａの体積を計算することかできる。空間４ ａの高さＨ−中ぐり孔４か傾斜しまたは水平であっても恐らくは長さ□は常に既 知であり、それは直径も常に計算可能であることを意味している。

３　空間４ａ内に下降させ得る音響プローブの助けにより、空間４ａの広さの正 確な写像か可能である。プローブを、それか引き上げられる際、系統的に回転さ せることにより、全幅、通常は直径Ｂ、を写像することかできる。

摩擦土壌の場合、設けられた空間４ａは、コンクリートＤによるグラウト注入が 完了する前に概ね崩壊するので、両作業、１１１１ち侵食およびグラウト注入を 一つの作業で実施しなければならない。しかし、空間、即ち拡張された中ぐり孔 ４ａは、重い安定化液、例えばベントナイト、か空間内へ導入されれば安定化で きる。しかし前記液は戻り物質、即ち侵食された土壌と流水、と混合する傾向か あり、従って広さ、即ち構造体／パイルの幅Ｂ１は、音響プローブの助けか、空 間４ａの内部で成形されたコンクリートＤの体積を測ることによってしか測定す ることかできない。

侵食ヘッド２ａとグラウト注入ヘッド３ａとの間の距離が、ラック６内の伸縮ロ ッド７ａにより測定可能であることを前に述へた。従って、グラウト注入ヘラ１ −３ａと侵食ヘット２ａとか土壌Ａ内へ掘り下げられて、第４図および第５図に 示す如く、侵食／拡張された中グリ孔４ａの周辺にグラウト注入ヘッド３ａが置 かれても、両ヘットか所望の相互の中心距離を保持することを保証することは可 能である。従って、比較的に厚い供給管９を経て噴射されるコンクリ−１−Ｄは 、孔壁のある位置から、拡張された中ぐり孔４ａを満たし、従って中ぐり孔４を 通るいかなる侵食された物質や水も排出する。

手続補正書（自発） 平成３年８　月１λ日図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．地盤を固めるため、要すれば、所要レベルまで地中にドリルせん孔すること により下降されるドリルビットを備えた回転自在侵食ヘッドとグラウト注入ヘッ ドとの使用により、粗い物質に地面レベルからコンクリート構造体を構築する方 法にして、ドリルせん孔された孔が次いで、侵食された粗い物質を中ぐり孔を通 し上方且つ外方へ流し、侵食ヘッドが引き上げられると同時に空気／水ジェット の助けにより、所要の幅および高さまで侵食によって拡張され、且つグラウト注 入ヘッドの助けでグラウト注入材料を供給することによる、拡張された中ぐり孔 の同時または順次のグラウト注入段階を含む方法において、ドリルビット（２ｂ ）を備えた侵食ヘッド（２ａ）と、ドリルビット（３ｂ）を備えたグラウト注入 ヘッド（３ａ）とがそれぞれ侵食ユニット（２）とグラウト注入ユニット（３） との構成要素を形成し、相互の中心距離（Ｃ）を以て同時且つ平行に土壤（Ａ） 内へ掘り下げられ、その際侵食ヘッド（２ａ）が中ぐり孔（４）壁の同時侵食中 に回転され且つ上昇することと、拡張された中ぐり孔（４ａ）へグラウト注入す る圧力下でのグラウト注入材料、例えばコンクリート（Ｄ）の供給中、および侵 食された粗い材料（Ｅ）の同時排除中にグラウト注入ヘッド（３ａ）が同時に上 昇しながら侵食ヘッド（２ａ）に対しわずかに下方へ移動されることとを特徴と する方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の方法において、侵食ヘッド（２ａ）とグラウト注 入ヘッド（３ａ）との間の中心距離が、次いで侵食により得られる拡張された中 ぐり孔（４ａ）の所望平均半径まで土壌（Ａ）中に下降される前に調整されるこ とを特徴とする方法。
3. ３．請求の範囲第１項および／または第２項に記載の方法において、グラウト注 入ヘッド（３ａ）が、それがコンクリートを通過させるに充分な開口部を有する ことを特徴とする方法。
4. ４．請求の範囲第１項、第２項および／または第３項に記載の方法を実施する設 備にして、相互の距離の調整のための装置（７）を備えたラック（６）内に設け られた侵食ユニット（２）とグラウト注入ユニット（３）とを含み、前記ラック が、それ自体周知の装置（Ｆ１）の助けによりさく井機械（Ｆ）へ調整自在に取 り付けられるように意図され、前記の侵食ユニット（２）およびグラウト注入ユ ニット（３）の侵食ヘッド（２ａ）およびグラウト注入ヘッド（３ａ）がそれぞ れ、下降し、上昇し、要すれば回転するよう、独立に作動する如く備えられてい ることを特徴とする設備。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の設備において、ラック（６）が、侵食ヘッド（２ ａ）の案内管（８）を案内する軸受（８ａ）、（９ａ）と回転用電動機（８ｂ） 、（９ｂ）とを備える２組のフレーム（６ａ）、（６ｂ）と、グラウト注入ヘッ ド（３ａ）の案内およびグラウト注入管（９）とを含み、前記管（８）、（９） が、それ自体周知の如く、それらの上方部分に、それぞれ水／空気およびコンク リートの供給導管（１０）、（１１）の接続のための回転自在の接続部（１０ａ ）、（１１ａ）を設けられ、前記の２組のフレーム（６ａ）、（６ｂ）が、侵食 ヘッド（２ａ）とグラウト注入ヘッド（３ａ）との間の中心距離の調整のため、 互いに前後へ相互に移動するようにしたことを特徴とする設備。
6. ６．請求の範囲第５項に記載の設備において、フレーム（６ａ）、（６ｂ）が、 可調整伸縮ロッド（７ａ）の助けにより接続されることを特徴とする設備。