JPH07892B2 - 超高圧混合硬化剤噴流による地盤改良工法とその装置 - Google Patents

超高圧混合硬化剤噴流による地盤改良工法とその装置

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JPH07892B2
JPH07892B2 JP63292078A JP29207888A JPH07892B2 JP H07892 B2 JPH07892 B2 JP H07892B2 JP 63292078 A JP63292078 A JP 63292078A JP 29207888 A JP29207888 A JP 29207888A JP H07892 B2 JPH07892 B2 JP H07892B2
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はAB2液の混合により、又は核ノズルからのA液
と包囲ノズルより噴出される気体とにより地盤を硬化す
る瞬結性硬化剤又は緩結性硬化剤と加圧気体との混合物
を超高圧噴流として地盤に注入して構築物の基礎や軟弱
地盤の改良を行う地盤改良工法とその装置に関するもの
である。
[従来の技術] 従来、硬化剤噴流を用いた地盤改良工法は数多く開発さ
れているが、高圧高速の噴流を用いるものは専ら緩結性
硬化剤が用いられ、瞬結性硬化剤については自然注入に
近い低圧注入が用いられてきた。また高圧注入として用
いられる注入圧はせいぜい200kgf/cm2程度でそれ以上の
注入圧に対応する積極的な注入装置は調整されていな
い。
[発明が解決しようとする問題点] 高圧噴射による地盤改良に瞬結性硬化剤が用いられない
理由の1つは瞬結性硬化剤が2液性であり注入後に2液
を混合させなければ途中で硬化してジャーミングや塊状
硬化によって注入が不可能になってしまう点にあった。
そのため、高圧注入には硬化時間の長い緩結性硬化剤が
用いられてきたが、硬化時間が長いため、吐出量を多く
すると硬化剤が逆流して注入口から漏出する等の問題点
が発生した。特に水平方向や上方等特殊な注入角度を要
するものについては問題点は大きく、高圧注入は不可能
に近い。
また、高圧注入のもう一つの問題点として注入圧力を高
く上げて行くに従ってノズルの噴射圧からの反力が注入
ロッドにかかり、ロッドに反りを生じて大量のエネルギ
ーロスを生じ、遂には回転が不可能になる問題がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明はロッド側壁の背反対峙位置に噴射ノズルを設け
ることによって噴射反力を互いに吸収させることにより
耐震力を持たせ200kgf/cm2以上の超高圧噴射を可能とす
ると共に、シリンダと弁室との間に圧送液とは比重の異
なる液体をピストンの圧力伝達媒体として充填して圧力
応動体の摺動摩擦による消耗を防止した超高圧ポンプ装
置を用いることにより500kgf/cm2に達する出力を確保し
た。また噴射ノズルを核ノズルと包囲ノズルにより出口
において重合する重合ノズルに構成し、瞬結性硬化剤の
2液をノズル出口において瞬時に混合して瞬結硬化時間
を超える高速力で超高圧噴射することにより、あるい
は、核ノズルからA液、包囲ノズルから気体を同時噴射
することにより上記の全ての問題点に対応したものであ
る。
[発明の作用] 具体的に例を示すと、混合によって瞬結硬化を発揮する
A液、B液を用いる場合は両二液は分隔流路によって隔
絶されたまま、核ノズル、包囲ノズルまで超高圧圧送さ
れ、重合部において一気に互いを巻き込んで混合噴流を
構成する。
混合噴流は、背反部噴射の反力を吸収し合いながら注入
ロッドの動作に従って周辺土壌を切削撹拌し、円柱状硬
化層を造成する。また、A液として一液性の緩結性硬化
剤を使用する場合には、硬化剤と気体、例えば空気が分
離流路によって隔絶られたまま核ノズル、包囲ノズルま
で圧送され、包囲ノズルから気体、例えば空気を噴射す
ることによって核ノズルから噴射する緩結性硬化剤を遠
くへ飛ばし液体との混合により気泡を生じ、該気泡が割
れる時、動的破裂効果を得ることができ、より大きく密
度の濃い円柱状硬化層を造成することができる。この硬
化層を必要に応じて並列し、基礎地盤造成、止水、土留
等の地盤改良を行う。
[実施例] 以下図面に従って本発明の実施例を説明する。
1は注入ロッドで分隔流路2a、2bを有し、それぞれが核
ノズル3a、4a、包囲ノズル3b、4bとして先端側壁におい
て重合開口し、背反対峙位置に噴射ノズル3、4を構成
する。注入ロッド1は、これを回転させ、推進後退させ
る回転推進後退機構5によって支持され、後端はスイベ
ル6を介して分隔流路2a、2bに二液からなる瞬結性地盤
硬化剤であるA液、B液若しくは緩結性地盤硬化剤、気
体を供給する供給ホース6a、6bに連絡する。供給ホース
6a、6bは硬化剤若しくは気体を圧送する超高圧ポンプ装
置と連結する。超高圧ポンプ装置は、ピストンシリンダ
と弁室及びシリンダ室から弁室に圧力を伝動する圧力応
動体とから成り、圧力応動体は両室間に充填された硬化
剤液とは比重の異なるオイルのような液体とこれに従っ
て応動する弾性膜によって構成されている。応動体を構
成する充填液はピストン作動による容積変化分だけシリ
ンダと弁室間を移動し、それに応じた硬化剤液が弁室内
に流入し、ピストンの反対動作によって圧送される。そ
の間、硬化剤液は充填液の存在によりダイヤフラムやプ
ランジャに接触することなく吸引圧送されるので、摺動
摩擦による消耗が防止されて出力のアップに繋るもので
ある。バルブボックスは弁室に通じる入口通路と出口通
路にそれぞれ設けられ、弁座部を略半球状の凹面形状に
形成し、凹面から軸方向に複数の小孔を形成したバルブ
シートと凹面形状に対応する球体から成るバルブ本体と
バルブ本体をシートに押圧するスプリングとで構成さ
れ、球体バルブの作動が圧力の向上を更に推進してい
る。回転推進後退機構5はロッド推進角度を自在に変更
できるようにし、自走機能を備えるようにすれば更に有
利である。注入ロッド1の先端には掘削刄7を設け、バ
ルブ8を開いて潤滑液を噴出しながらロッド1を回転し
対象地盤Mに推進押入する。所定深度に達したところで
バルブ8を閉じ、分隔流路2aにA液若しくは緩結性地盤
硬化剤、2bにB液若しくは気体をそれぞれ超高圧で圧送
し、噴射ノズル3、4から噴射しつつ回転後退させて円
柱状に硬化層Sを造成して行く。
N値15〜20の砂質土において実験した結果、噴射圧力40
0kgf/cm2、吐出量100l/min、廻転速度8R.P.M、上昇速度
2cm/minで直径3m70cmという巨大径の円柱状硬化層が造
成された。
尚、他の実施例として噴射ノズル3、4のいずれか一方
をノズル自体に調節弁を設けることによって、あるい
は、供給ホース6a、6bに連結する超高圧ポンプ装置自体
によって、適宜閉じうるような構成とすることもでき
る。
[発明の効果] 本発明は以上のように構成したので200kgf/cm2以上の超
高圧での硬化剤注入を可能にし、2液性の硬化剤を超高
速注入に用いて十分な吐出量を注入しながら、逆流漏出
を発生させずに均質で大径の円柱状硬化層を造成できる
効果がある。
また、気体の場合は液体よりも超高圧にて、注入噴射が
可能なため一液からなる緩結性硬化剤噴射に際し、超高
圧気体にて包含することにより当該硬化剤の逆流漏出を
防止することができ、併せて、硬化剤をより遠方へ確実
に噴射し、発生する気泡の破裂効果により密度の濃い円
柱状硬化層を造成できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示すもので、第1図は施工状況を
示す側面図、第2図は注入ロッド先端部の縦断面図、第
3図は第2図X−X部の横断面図である。 1……注入ロッド、2a、2b……分隔流路、3、4……噴
射ノズル、3a、4a……核ノズル、3b、4b……包囲ノズ
ル、5……回転推進後退機構、6……スイベル、6a、6b
……供給ホース、7……掘削刄、8……バルブ、M……
対象地盤、S……円柱状硬化層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロッド先端側壁の背反対峙位置に、各々分
    隔流路に通ずると共に噴射口において重合する核ノズル
    と包囲ノズルによって構成される噴射ノズルを設けた注
    入ロッドを対象地盤中に挿入し、200kg f/cm2以上の超
    高圧力をもって核ノズルからA液、包囲ノズルからB液
    若しくは気体を背反対峙方向に同時に噴射しつつロッド
    を挿入部から回転後退させることにより、硬化層を造成
    することを特徴とする超高圧混合硬化剤噴流による地盤
    改良工法。
  2. 【請求項2】ロッド先端側壁の背反対峙位置に、各々が
    分隔流路に通ずると共に噴射口において重合する核ノズ
    ルと包囲ノズルによって構成される噴射ノズルを背反方
    向に開口させるか、当該核ノズルと包囲ノズルのいずれ
    か一方を閉じた注入ロッドを回転推進後退機構によって
    支持させ、ロッド上端はスイベルを介して各分隔流路に
    硬化剤を供給する硬化剤供給部に連絡させて成る地盤改
    良装置。
JP63292078A 1988-03-14 1988-11-18 超高圧混合硬化剤噴流による地盤改良工法とその装置 Expired - Lifetime JPH07892B2 (ja)

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