JPH0754566A - ジェット削孔工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ジェット削孔工法に関し、長尺で小口径なケ
ーシング管を地盤中に垂直精度よく設置することのでき
るジェット削孔工法を提供する。 【構成】 ジェット噴射装置３の噴射ノズル９から噴射
するベントナイト溶液ＢとエアＡの混合ジェットＪで削
孔を先行掘削し乍ら、ケーシング管１とジェット噴射装
置３を徐々に下降させて排泥Ｃをエアリフト管２５で排
出し、これと同時にエアリフト管２５で地上に排出した
排泥Ｃの上澄みベントナイト溶液Ｂを濾過して削孔内に
戻し、ケーシング管１を所定深さまで降下させた後、削
孔３３内に土砂を落とし込み又はベントナイト溶液Ｂの
排出による削孔壁の崩壊で削孔３３を埋めてケーシング
管１からジェット噴射装置３を引き上げることにより、
ケーシング管１を地盤中に垂直に設置するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺で小口径なケーシ
ング管を地盤中に垂直精度よく設置することを可能にし
たジェット削孔工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ケーシング管による地盤の削孔
は、ケーシング管をスラストさせ乍ら回転していくた
め、特に長尺で小口径なケーシング管を用いた場合には
座屈等によってケーシング管が曲がってしまい、ケーシ
ング管の垂直削孔を精度良く施工することは非常に困難
である。

【０００３】そこで、このような長尺で小口径なケーシ
ング管の垂直削孔を精度良く施工するため、地上でケー
シング管を回転させる方法に代え、ターボドリルと称さ
れる小型で大動力の駆動装置をケーシング管の先端側に
装着した先端駆動方式で削孔を行っていく方法が採用さ
れつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ノズ
ルからセメントミルクを３００〜６００Kgf/cm² ，１０
０〜６００リットル／min で噴射できる高圧大流量のポ
ンプが開発され、これをジェットグラウト工法に用い
て、削孔軸に対し直角方向にセメントミルクを噴射して
地盤中に直径４〜５ｍの地盤改良帯を造成することが可
能となっている。

【０００５】そして、このようなセメントミルクのジェ
ットを垂直方向に噴射すれば、削孔のスピードアップと
大径の削孔を行うことが可能であると判断される。そこ
で、セメントミルクをベントナイト溶液に代えてこれを
噴射ノズルより噴射して削孔を行えば、削孔壁が崩壊す
ることなく大径の削孔を保持することが可能であるし、
この削孔内に小口径のケーシング管を吊るして降ろせ
ば、ケーシング管の垂直精度は高いはずである。

【０００６】然も、一般の削孔に比し、ケーシング管自
体が地盤と接触しないため、ケーシング管の垂直精度は
より高いものとなる。本発明はこれらの実情に鑑み案出
されたもので、高圧大流量のポンプを用いた混合ジェッ
トで地盤の掘削を行うことにより、長尺で小口径なケー
シング管を地盤中に垂直精度よく設置することのできる
ジェット削孔工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】斯かる目的を達成するた
め、本発明に係るジェット削孔工法は、高圧大流量のポ
ンプにより圧送されるベントナイト溶液を、ノズル先端
に装着したエア溜まり用キャップ内に供給されるエアと
の混合ジェットとしてモータにより旋回し噴射する噴射
ノズルと、排泥排出用のエアリフト管及び傾斜計と重り
を備えたジェット噴射装置を昇降自在に懸吊し、これを
長尺で小口径なケーシング管内に挿入してその先端に配
置した後、ケーシング管とジェット噴射装置を共に懸吊
し、モータで旋回する噴射ノズルから、エアとベントナ
イト溶液の混合ジェットをケーシング管先端より斜め下
方向に噴射させて地盤にケーシング管より大径の削孔を
先行掘削し乍ら、ベントナイト溶液が満たされている当
該削孔内にジェット噴射装置とケーシング管を徐々に下
降させて排泥をエアリフト管で排出し、又、これと同時
に、エアリフト管で地上に排出した排泥の上澄みベント
ナイト溶液を濾過して上記噴射ノズルより再度噴射させ
ると共に削孔内にも戻し、ケーシング管とジェット噴射
装置の降下に伴いケーシング管の傾きを傾斜計が検知し
たとき、傾斜計が垂直を示す位置までケーシング管とジ
ェット噴射装置を引き上げ、混合ジェットで地盤を掘削
して削孔を垂直方向に修正し、この後、混合ジェットに
よる先行掘削を行い乍ら、再びケーシング管とジェット
噴射装置を下降してこれらを所定深さまで降下させた
後、ケーシング管の周囲の削孔内に地上から土砂を落と
し込み或いはベントナイト溶液の排出による削孔壁の崩
壊で削孔を埋めて、ケーシング管からジェット噴射装置
を引き上げることにより、ケーシング管を地盤中に垂直
に設置するものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、ジェット噴射装置をケーシン
グ管内に挿入してこれをケーシング管の先端に配置した
後、ケーシング管とジェット噴射装置を共に懸吊して、
噴射ノズルを旋回させ乍ら混合ジェットをケーシング管
先端より斜め下方向に噴射させることで、地盤にケーシ
ング管より大径の削孔が先行掘削される。

【０００９】そして、削孔内にジェット噴射装置とケー
シング管を徐々に下降させて混合ジェットで削孔し乍
ら、ケーシング管とジェット噴射装置を所定の深さまで
降下させればよい。このとき、排泥はエアリフト管で排
出され、又、これと同時に排泥の上澄みベントナイト溶
液が削孔内に戻されて削孔内のベントナイト溶液の水位
が一定に保たれ、削孔壁の崩壊が防止されることとなる
が、ケーシング管は、大径の削孔内に満たされているベ
ントナイト溶液中に常に吊り下げられた状態で挿入され
ることになり、ケーシング管は常時垂直状態にあること
となる。

【００１０】又、ケーシング管とジェット噴射装置の降
下に伴いケーシング管の傾きを傾斜計が検知したときに
は、傾斜計が垂直を示す位置までケーシング管とジェッ
ト噴射装置を引き上げ、そして、混合ジェットを再度噴
射させてより大きな掘削径を得れば、削孔が垂直方向に
修正される。

【００１１】そして、ジェット噴射装置とケーシング管
を所定の深さまで降下させた後、ケーシング管の周囲の
削孔内に地上から土砂を落とし込み、或いはベントナイ
ト溶液の排出による削孔壁の崩壊で削孔を埋めれば、ケ
ーシング管が地盤中に垂直精度よく設置されることとな
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明工法の一実施例に使用するケー
シング管とジェット噴射装置を示し、図中、１は長尺で
小口径（３インチ以上）のケーシング管、３は当該ケー
シング管１内に挿入されたジェット噴射装置で、図２に
示すようにケーシング管１とジェット噴射装置３は、夫
々、ワイヤーロープ５，７によって地上から懸吊され、
そして、ジェット噴射装置３はケーシング管１内を昇降
可能に懸吊されている。

【００１３】９はジェット噴射装置３の先端に配置され
た二股形状の噴射ノズルで、当該噴射ノズル９はモータ
１１によって矢印方向へ旋回するようになっており、そ
の先端には、夫々、噴射口９ａが設けられている。そし
て、噴射ノズル９の先端部には、夫々、噴射口９ａを覆
って筒状のエア溜まり用キャップ１３が装着されてお
り、地上から延設されたエアホース１５が、スイベル１
７及び当該スイベル１７から配管されたエアホース１９
を介して各キャップ１３と接続されている。

【００１４】又、噴射ノズル９には、地上から延設され
たベントナイト溶液供給ホース（以下「供給ホース」と
いう）２１がスイベル２３を介して接続されており、地
上に設置した高圧大流量のポンプ、即ち、上述したよう
に、従来、セメントミルクを３００〜６００Kgf/cm² ，
１００〜６００リットル／min で噴射可能な高圧大流量
のポンプ（図示せず）から、高圧のベントナイト溶液Ｂ
が供給ホース２１により圧送されて、噴射ノズル９の噴
射口９ａからエアＡとの混合ジェットＪとして斜め下方
に噴射されるようになっている。

【００１５】更に、噴射ノズル９のやや上方には、地上
から延設されたエアリフト管２５が開口している。そし
て、キャップ１３にエアＡを供給するエアホース１５が
分岐して当該エアリフト管２５内に開口しており、後述
するように噴射ノズル９から噴射した混合ジェットＪで
掘削された排泥Ｃが、このエアリフト管２５によって地
上に排出されるようになっている。

【００１６】又、ジェット噴射装置３は、噴射ノズル９
から高圧の混合ジェットＪを下方に噴射させるため、そ
の反動力がジェット噴射装置３に作用する。そこで、ジ
ェット噴射装置３の上部には重り２７が設置されてい
る。

【００１７】そして、図１中、２９は傾斜計で、後述す
るように本実施例は、噴射ノズル９から噴射する混合ジ
ェットＪによって地盤３１を先行掘削し乍ら、ケーシン
グ管１とジェット噴射装置３を降下させていくが、途中
で削孔３３が曲がってしまうと、削孔３３内に懸吊され
て降下するケーシング管１が削孔３３の壁面に接触して
ケーシング管１が傾いてしまったことになる。

【００１８】そこで、斯様にケーシング管１が傾くと、
傾斜計２９がこれを検知して地上の作業者にその旨をそ
の旨を操作パネル上のアラーム（図示せず）で知らせ、
削孔３３が曲がったことを作業者が確認できるようにな
っている。

【００１９】その他、図１中、３５はモータ１１の減速
機、３７はモータ１１の電源コード、３９はジェット噴
射装置３の枠体で、当該枠体３９にモータ１１やエアリ
フト管２５，スイベル１７，２３等が支持されている。
又、図２中、４１はケーシング管１の固定装置、４３は
後述するベントナイト溶液Ｂの補給用ホースである。

【００２０】本実施例に用いるジェット噴射装置３はこ
のように構成されており、本発明工法の一実施例は、上
記ケーシング管１とジェット噴射装置３を用いて以下の
如く実施される。

【００２１】先ず、ジェット噴射装置３をワイヤーロー
プ７で懸吊し、これをケーシング管１内に昇降自在に挿
入してその先端に配置する。尚、ケーシング管１は地上
に設置した固定装置４１によって固定しておく。

【００２２】そして、ケーシング管１にワイヤーロープ
５を連結した後、固定装置４１の固定を解除し、当該固
定装置４１の挿通孔をガイドとしてケーシング管１とジ
ェット噴射装置３を共に懸吊し、削孔作業を開始する。

【００２３】即ち、先ず、モータ１１で噴射ノズル９を
旋回させ乍ら、その噴射口９ａからエアＡとベントナイ
ト溶液Ｂの混合ジェットＪをケーシング管１先端より斜
め下方向に噴射させて、地盤３１にケーシング管１より
大径の削孔３３を先行掘削する。

【００２４】そして、ケーシング管１の先端にジェット
噴射装置３を配置した状態を維持し乍ら、これらをベン
トナイト溶液Ｂが満たされている削孔３３内に徐々に降
下させていけば、混合ジェットＪによって地盤３１中に
更に削孔３３が先行掘削され、排泥Ｃはエアリフト管２
５に吹き込まれるエアＡのエアリフト効果によって地上
に排出される。又、削孔３３内への降下によって噴射ノ
ズル９はベントナイト溶液Ｂ中に浸漬するが、噴射口９
ａを覆ってキャップ１３が取り付けられているため、噴
射口９ａから噴出する高圧のベントナイト溶液Ｂは、キ
ャップ１３内のエアＡを吸引して混合ジェットＪとな
り、ジェットの切削能力が増大されることとなる。

【００２５】尚、このとき、ジェット噴射装置３には高
圧の混合ジェットＪの噴射による反動力が作用するが、
重り２７がその反動力を抑えてジェット噴射装置３のぶ
れを防止する。

【００２６】而して、このようにケーシング管１を徐々
に降下させていくことで、図２に示すように、大径の削
孔３３内に満たされているベントナイト溶液Ｂ中にケー
シング管１が常に吊り下げられた状態で挿入されること
になり、その結果、ケーシング管１は常時垂直状態にあ
ることとなる。

【００２７】そして、このまま所定深さまで削孔作業を
進めていけばよいが、仮に何らかの原因によって先行掘
削した削孔３３が曲がってしまうと、削孔３３内に懸吊
されて降下するケーシング管１が削孔３３の壁面に接触
してケーシング管１が傾いてしまう。すると、傾斜計２
９がこれを検知して地上の作業者にその旨をアラームで
知らせるので、作業者は削孔３３が曲がったことが確認
できる。

【００２８】従って、この場合には、傾斜計２９が垂直
を示す位置までケーシング管１とジェット噴射装置３を
引き上げ、混合ジェットＪを再度噴射させてより大きな
掘削径を得るように削孔３３を垂直方向に修正する。

【００２９】この修正作業を終えた後、再び混合ジェッ
トＪによる先行掘削を行い乍ら、ケーシング管１とジェ
ット噴射装置３を更に降下していけばよい。そして、ケ
ーシング管１を所定の深さまで降下させたところで、混
合ジェットＪの噴射を停止する。

【００３０】尚、削孔３３内のベントナイト溶液Ｂの水
位を一定に保って削孔作業時の削孔壁の崩壊を防ぐた
め、エアリフト管２５による排泥の排出と同時に、地上
に排出した排泥の上澄みベントナイト溶液Ｂを濾過し
て、これを補給用ホース４３で削孔３３内に補給し続け
ておく。又、濾過したベントナイト溶液Ｂの一部は、噴
射ノズル９からの再噴射にも使用する。

【００３１】そして、混合ジェットＪの停止後、地上か
ら削孔３３内に土砂を落とし込み、或いは削孔３３内の
ベントナイト溶液Ｂの排出により削孔壁を崩壊させて削
孔３３を埋め、そして、この後、図３の如くケーシング
管１からジェット噴射装置３を引き上げれば、図４に示
すように長尺で小口径なケーシング管１が、地盤３１中
に垂直精度良く設置されることとなる。

【００３２】このように、本実施例は、高圧大流量のポ
ンプを用いてジェット噴射装置３の噴射ノズル９から噴
射する高圧の混合ジェットＪでケーシング管１よりも大
径な削孔３３を地盤３１に先行掘削し乍ら、削孔３１内
にケーシング管１とジェット噴射装置３を徐々に降下さ
せていくので、図２に示すように削孔３３内に満たされ
ているベントナイト溶液Ｂ中にケーシング管１が常に吊
り下げられた垂直状態で挿入され、ケーシング管１自体
が地盤３１と接触せず、然も、傾斜計２９によるケーシ
ング管１の修正が可能であるため、ターボドリルを用い
た従来の削孔工法に比し、地盤３１中に長尺で小口径な
ケーシング管１が更に垂直精度良く設置できることとな
った。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明工法によれ
ば、従来に比し長尺で小口径なケーシング管を地盤中に
垂直精度良く設置できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ジェット噴射装置が先端に配置されたケーシン
グ管の断面図である。

【図２】本発明工法の一実施例に於ける削孔工程を示す
ケーシング管の断面図である。

【図３】本発明工法の一実施例に於けるジェット噴射装
置の引き上げ状態を示すケーシング管の断面図である。

【図４】本発明工法の一実施例によって地盤中に垂直に
設置されたケーシング管の断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング管 ３ ジェット噴射装置 ９ 噴射ノズル ９ａ 噴射口 １１ モータ １３ キャップ １５，１９ エアホース １７，２３ スイベル ２１ 供給ホース ２５ エアリフト管 ２７ 重り ２９ 傾斜計 ３１ 地盤 ３３ 削孔 Ａ エア Ｂ ベントナイト溶液 Ｃ 排泥 Ｊ 混合ジェット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧大流量のポンプにより圧送されるベ
   ントナイト溶液を、ノズル先端に装着したエア溜まり用
   キャップ内に供給されるエアとの混合ジェットとしてモ
   ータにより旋回し噴射する噴射ノズルと、排泥排出用の
   エアリフト管及び傾斜計と重りを備えたジェット噴射装
   置を昇降自在に懸吊し、これを長尺で小口径なケーシン
   グ管内に挿入してその先端に配置した後、ケーシング管
   とジェット噴射装置を共に懸吊し、モータで旋回する噴
   射ノズルから、エアとベントナイト溶液の混合ジェット
   をケーシング管先端より斜め下方向に噴射させて地盤に
   ケーシング管より大径の削孔を先行掘削し乍ら、ベント
   ナイト溶液が満たされている当該削孔内にジェット噴射
   装置とケーシング管を徐々に下降させて排泥をエアリフ
   ト管で排出し、又、これと同時に、エアリフト管で地上
   に排出した排泥の上澄みベントナイト溶液を濾過して上
   記噴射ノズルより再度噴射させると共に削孔内にも戻
   し、ケーシング管とジェット噴射装置の降下に伴いケー
   シング管の傾きを傾斜計が検知したとき、傾斜計が垂直
   を示す位置までケーシング管とジェット噴射装置を引き
   上げ、混合ジェットで地盤を掘削して削孔を垂直方向に
   修正し、この後、混合ジェットによる先行掘削を行い乍
   ら、再びケーシング管とジェット噴射装置を下降してこ
   れらを所定深さまで降下させた後、ケーシング管の周囲
   の削孔内に地上から土砂を落とし込み或いはベントナイ
   ト溶液の排出による削孔壁の崩壊で削孔を埋めて、ケー
   シング管からジェット噴射装置を引き上げることによ
   り、ケーシング管を地盤中に垂直に設置することを特徴
   とするジェット削孔工法。