JPH1150443A

JPH1150443A - 地中固結体築造装置及び地中固結体築造工法

Info

Publication number: JPH1150443A
Application number: JP20886897A
Authority: JP
Inventors: Sozo Ota; 田想三太; Yutaka Kotaki; 滝裕小
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】止水壁、あるいは改良体の築造を、高圧流体
ジェット掘削によって無駄なく施工する地中固結体築造
装置およびその工法を提供する。【解決手段】高圧流体ジェットによって止水壁を築造
する止水壁の築造工法において、間隔を設けて複数の親
杭（２０、２０）を施工し、その相隣り合う親杭（２
０、２０）間にガイドホール（２１）を削孔し、モニタ
の旋回速度を変化させ、あるいはモニタの噴射エネルギ
を変化させて高圧流体ジェット（Ｊ）により非円形断面
に掘削、固化材を注入して親杭（２０、２０）を互いに
連結し、止水壁本体（３０）を築造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧流体ジェット
によって止水壁、土留壁或いは改良体等の地中固結体を
築造する地中固結体築造装置及び地中固結体築造工法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコラムジェットをはじめとする高
圧流体ジェットによる地中連壁等の改良体（地中固結
体）を造成する地中固結体築造工法では、それぞれの工
法による差異があるが、同一地盤ではジェットのエネル
ギ量を一定にして施工するので、築造された地中固結体
は、全て円形断面形状に造成される。

【０００３】しかし、築造される地中固結体の断面形状
が円形に限定される結果として、例えば、矩形断面の改
良体を造成するには、隣り合う固結体同士がオーバーラ
ップして無駄が多くなる、という問題が存在する。

【０００４】これに関連して、断面形状が円形に限定さ
れるため、施工すべき箇所によっては従来の高圧流体ジ
ェットによる地中固結体築造工法の施工が非常に困難と
なる場合が多々存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、断面が非円
形の止水壁、或いは改良体（地中固結体）の築造を容易
とし、高圧流体ジェットによる掘削等を含む地中固結体
築造作業を無駄無く、効率的に施工することを可能とす
る様な地中固結体築造装置及び地中固結体築造工法の提
供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本出願人は、既に特開平
９−４９２２５号公報において、断面を非円形に築造す
る地中固結体築造工法に関する技術を開示しているが、
本発明は、それを更に具体的に改良したものである。

【０００７】本発明の地中固結体築造装置によれば、高
圧流体ジェットによって地中固結体を築造する地中固結
体築造装置において、断面形状が非円形である地中固結
体を築造するため、築造されるべき非円形断面の地中固
結体の中心から輪郭に至る距離の大小に対応して、高圧
流体ジェットを噴射するモニタの旋回速度が変化する様
に構成されている。

【０００８】或いは本発明の地中固結体築造装置は、高
圧流体ジェットによって地中固結体を築造する地中固結
体築造装置において、断面形状が非円形である地中固結
体を築造するため、築造されるべき非円形断面の地中固
結体の中心から輪郭に至る距離の大小に対応して、モニ
タから噴射される高圧流体ジェットを噴射エネルギが変
化する様に構成されている。ここで、高圧流体ジェット
の噴射エネルギを変化するために、例えば該ジェットの
噴射圧を変化させたり、或いは、ジェット噴流の流量を
変化させることが出来る。

【０００９】本発明の地中固結体築造工法は、高圧流体
ジェットによって止水壁を築造する地中固結体築造工法
において、間隔を設けて複数の親杭を施工する工程と、
相隣り合う親杭間の中間部にガイドホールを削孔して高
圧流体ジェットにより非円形断面に掘削する工程と、固
化材を注入して親杭を互いに連結し以て止水壁本体を築
造する工程、とを含むことを特徴としている。

【００１０】また本発明の地中固結体築造工法は、高圧
流体ジェットによって止水壁を築造する地中固結体築造
工法において、間隔を設けて複数のガイドホールを削孔
して高圧流体ジェットにより非円形断面に掘削、固化材
を注入し、互いに連結してジェットグラウトのみで止水
壁を築造することを特徴としている。

【００１１】さらに本発明の地中固結体築造工法は、止
水壁の欠損箇所を閉塞するための止水壁欠損防護用地中
固結体を築造する地中固結体築造工法において、比較的
狭い間隔で複数の親杭を施工する工程と、相隣り合う親
杭間にガイドホールを削孔して高圧流体ジェットにより
アーチ状の非円形断面に掘削する工程と、固化材を注入
して親杭を互いに連結し以て止水壁の欠損箇所を防護す
る工程、とを含むことを特徴としている。

【００１２】これに加えて本発明の地中固結体築造工法
は、高圧流体ジェットによって地中の所定位置に改良体
を築造する地中固結体築造工法において、止水壁の近傍
にガイドホールを削孔する工程と、該ガイドホールにモ
ニタを挿入する工程と、該モニタから噴射される高圧流
体ジェットにより前記止水壁の近傍に非円形断面の改良
体を築造する工程、とを含むことを特徴としている。

【００１３】そして本発明の地中固結体築造工法は、高
圧流体ジェットによって地中の所定位置に改良体を築造
する地中固結体築造工法において、幅の狭い領域にガイ
ドホールを削孔する工程と、該ガイドホールにモニタを
挿入する工程と、該モニタから噴射される高圧流体ジェ
ットにより前記幅の狭い領域に非円形断面の改良体を築
造する工程、とを含むことを特徴としている。

【００１４】ここで、上述した本発明の地中固結体築造
工法においては、それぞれ、築造されるべき非円形断面
の地中固結体の中心から輪郭に至る距離の大小に対応し
て、高圧流体ジェットを噴射するモニタの旋回速度が変
化する様に構成された地中固結体築造装置、或いは、築
造されるべき非円形断面の地中固結体の中心から輪郭に
至る距離の大小に対応して、モニタから噴射される高圧
流体ジェットの噴射エネルギが変化する様に構成されて
いる地中固結体築造装置を使用するのが好ましい。

【００１５】上述した様な構成を具備する本発明によれ
ば、ガイドホールを削孔し、モニタの旋回速度または噴
射エネルギを非円形断面の輪郭に至る距離の大小に応じ
変化させて高圧流体ジェットにより非円形断面に掘削
し、固化材を注入し以て非円形断面を有する地中固結体
を築造（造成）することが出来る。

【００１６】そして、非円形断面を有する地中固結体を
築造することが出来るので、先行施工した親杭間、ある
いはジェットグラウド同士を連結して止水壁を築造する
際にも、不必要な領域に地中固結体を造成することが無
くなる。

【００１７】さらに非円形断面を有する地中固結体を築
造出来る結果、止水壁の欠損箇所を防護したり、止水壁
の近傍或いは幅の狭い領域に地中固結体を築造すること
が可能である、その際に地中固結体が不必要な領域にま
で地盤改良してしまうことが無く、しかも築造作業が容
易である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には、本発明の止水壁・改良体
築造用掘削装置１０の構成が示されている。先端に図示
しないモニタを設けた三重管２は、ロータリエンコーダ
５を介して施工マシン１で駆動されており、そのロータ
リエンコーダ５から、電動機制御装置（例えば、アイテ
ィサーボＶＷＯタイプ）９へ回転角度の信号がフィード
バックされている。一方、プランジャポンプ８は、電源
スイッチＳＷ及び前記制御装置９を介して配線されたモ
ータ７からベルト駆動されており、モータ７の他端には
ロータリエンコーダ６が設けられて回転数の信号が前記
制御装置９へフィードバックされている。

【００１９】したがって、モータ７の回転数はロータリ
エンコーダ６で検知され、あらかじめ設定した回転数に
制御装置９によって制御され、プランジャポンプ８の圧
力が制御される。一方、施工マシン１のロータリエンコ
ーダ５から、三重管２の回転角度のデータが得られ、任
意の角度での吐出圧力を制御できる。この様にして、非
円形断面の輪郭に至る距離の大小に応じて旋回速度、ま
たは噴射エネルギを変化させ、削孔水、あるいは固化材
を、スイベルを介して三重管２に供給して先端部のモニ
タから高圧流体ジェットとして噴射し、非円形断面に掘
削することができる。

【００２０】図２ないし図５にこれらの制御と切削との
関係が例示されている◎。

【００２１】図２は、三重管２の回転数と造成径との関
係が示され、横軸は三重管２の回転数（ｒｐｍ）、縦軸
は造成径（ｍ）で、符号ａで示す関係は、噴射圧３００
ｋｇ／ｃｍ²、吐出流量３００ｌ／ｍｉｎの場合、符号
ｂで示す関係は、噴射圧４００ｋｇ／ｃｍ²、吐出流量
７０ｌ／ｍｉｎの場合がそれぞれ示されている。

【００２２】また、図３には、噴射圧力と切削深さとの
関係が示され、横軸は噴射圧力（ｋｇ／ｃｍ²）、縦軸
は切削深さ（ｃｍ）で、１軸圧縮強度σ_C＝２ｋｇ／ｃ
ｍ²の土質の場合が示されている。図４には、吐出圧力
と吐出量との関係が、横軸に吐出圧力（ｋｇ／ｃｍ²）
を縦軸に吐出量（ｌ／ｍｉｎ）に採って、また、図５に
は、モータ回転数と吐出量との関係が、横軸にモータ回
転数（ｒｐｍ）を縦軸に吐出量（ｌ／ｍｉｎ）に採っ
て、それぞれ示されている。

【００２３】高圧ポンプの圧力と流量との関係は、Ｑ＝６５．９７×ｄ²×Ｃ×（Ｐ／Ｗ）^1/2 の関係がある。（ここに、Ｑ：流量、ｄ：ノズル径、
Ｐ：圧力、Ｗ：単位体積重量、Ｃ：流量係数）ノズル径ｄが一定で、流量Ｑを変化させると、圧力Ｐが
変わる。高圧ポンプは、プランジャ型であるので、プラ
ンジャ径とストロークとで吐出量が決定できる（一般に
Ｑ＝０．０６２×モータ回転数となっている）。

【００２４】モータ回転数Ｎは、周波数ｆを変換するイ
ンバータ制御で変えることができる（Ｎ＝１２０×ｆ／
Ｐここに、Ｐ：極数）。通常は、インバータを手動で
変換し、モータ回転数Ｎを変え、吐出量Ｑを変えること
により、圧力Ｐを変えている。そこで、この手動操作を
コンピュータを使って、あらかじめ設定したプログラム
（圧力値または周波数）通りに制御することによって、
圧力Ｐを制御する。

【００２５】次に、止水壁本体の築造の態様を説明す
る。まず、図６及び図７に示すように、ＢＨ工、また
は、ＰＩＰ工により複数の親杭２０、２０を先行して施
工する（親杭の先行施工工程）。

【００２６】なお、ＢＨ工法は、図２２ないし図２６に
示す様に、まず、スタンドパイプＰを建て込んで掘削し
（図２２）、エアリフト又はポンプサクションによって
エアＡを送り込んで孔内を洗浄し（図２３）、次に鉄筋
篭又はＨ型鋼Ｓを建て込み（図２４）、トレーミー管Ｔ
を建て込んで（図２５）、コンクリートＣを打設する
（図２６）。ここに、符号Ｋは口先管、Ｂはビット、Ｇ
はガイド、Ｈはホッパを示す。

【００２７】又、ＰＩＰ工法は、図２７ないし図３０に
示す様に、アースオーガＥにより所定深さまで掘進し
（図２７）、オーガＥ引抜き時にその引上げ量に相当す
るプレパクトモルタルＣをオーガ中空軸先端の噴出孔よ
り圧入して（図２８）、地表までオーガＥを引き上げて
モルタルＤ杭を作り（図２９）、直ちに鉄筋篭或いはＨ
型鋼Ｓ等をそのモルタル杭Ｄ中に挿入してＰＩＰ杭を完
成させる（図３０）。

【００２８】次に、図８及び図９に示すように、親杭２
０、２０の中間部に、施工マシンとしてボーリングマシ
ン１Ａを設置し、ケーシングパイプ２Ａ先端部から削孔
水を噴射してガイドホール２１を削孔する（ガイドホー
ル削孔工程）。次に、図１０及び図１１に示すように、
そのガイドホール２１に三重管２を挿入して超高圧水、
圧縮空気、固化材をスイベルＳを介して注入し、先端部
のモニタ３から高圧流体ジェットＪとして噴射して、コ
ラムマシン１で回転しながら引上げ、非円形断面に掘
削、固化する（コラムジェット施工工程）。こうして、
図１２及び図１３に示すように、親杭２０、２０間が固
化体２２で連結され、止水壁本体３０が築造される。

【００２９】また、図１４ないし図１８には、ジェット
グラウトのみで止水壁を築造する（ジェットグラウド工
の）実施形態が示されている。まず、図１４に示すよう
に、ボーリングマシン１Ａによって削孔水を噴射してガ
イドホール２１を削孔する（ガイドホール削孔工程）。
そして、図１６に示すように、そのガイドホール２１に
三重管２を挿入してスイベルＳを介して超高圧水、圧縮
空気、固化材を注入して先端部のモニタ３から高圧流体
ジェットＪとして噴射し、コラムマシン１で回転しなが
ら引上げ（コラムジェット施工工程）、図１５に示すよ
うな長円形状の非円形断面のエレメントＥを、隣接する
ガイドホールを結ぶ線に対してやや傾斜させて築造す
る。そして、図１７に示すように、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、
・・・の順序で、次々にエレメントを築造してこれらを
互いにＷ字状に連結し、止水壁３０を完成させる。

【００３０】一方、止水壁欠損防護工法では、図１９に
示すように複数の親杭２０、２０を、そのピッチを前記
の実施形態よりも短く施工し、同様にガイドホール２１
を削孔して図示のように、アーチ状の非円形断面２２Ａ
に高圧流体ジェットを噴射し、親杭２０、２０間を連結
して止水壁欠損を防護する。かかる構成により、親杭２
０、２０間は、圧力側が凸のアーチ状に連結されて背面
の圧力に充分耐える事ができる。

【００３１】また、図２０には、止水壁３０近傍の地盤
の改良体築造の実施形態が示されている。符号２２Ｂで
示すように非円形断面に改良体を築造することで、従来
の円断面の工法に比べて、符号Ａで示す部分の無駄な施
工を省くことができる。

【００３２】そして、図２１には、幅Ｗの狭い領域にお
ける改良体築造の実施形態が示されている。この実施形
態においても同様に、非円形断面に改良体２２Ｃを施工
することで従来の円断面では施工できない、あるいは、
非常にピッチを細かく施工する必要があった幅Ｗの狭い
領域に対しても、容易に改良体築造を施工することがで
きる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成され、
止水壁あるいは改良体を非円形断面に容易に築造するこ
とができ、従来の円形断面による築造の場合のようなオ
ーバーラップ、あるいは外方の不必要部分まで施工する
といった無駄を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削装置の一実施形態の構成を示す
図。

【図２】回転数と造成径との関係の一例を示す図。

【図３】噴射圧力と切削深さとの関係の一例を示す図。

【図４】吐出圧と吐出量との関係の一例を示す図。

【図５】モータ回転数と吐出量との関係の一例を示す
図。

【図６】親杭の施工工程を示す平面図。

【図７】図６の断面図。

【図８】ガイドホール削孔工程を示す平面図。

【図９】図８の断面図。

【図１０】コラムジェット施工工程を示す平面図。

【図１１】図１０の断面図。

【図１２】止水壁の完成状態を示す平面図。

【図１３】図１２の断面図。

【図１４】ジェットグラウト工のガイドホール削孔工程
を示す断面図。

【図１５】コラムジェット施工工程を示す平面図。

【図１６】図１５の断面図。

【図１７】エレメントの築造状態を示す平面図。

【図１８】止水壁の完成状態を示す断面図。

【図１９】止水壁欠損防護工法を説明する平面図。

【図２０】止水壁近傍の改良体築造の実施形態を示す平
面図。

【図２１】幅の狭い領域の改良体築造の実施形態を示す
平面図。

【図２２】ＢＨ工法のスタンドパイプ建て込み掘削工程
を示す断面図。

【図２３】ＢＨ工法の孔内洗浄工程を示す断面図。

【図２４】ＢＨ工法の鉄筋篭建て込み工程を示す断面
図。

【図２５】ＢＨ工法のトレミー管建て込み工程を示す断
面図。

【図２６】ＢＨ工法のコンクリート打設工程を示す断面
図。

【図２７】ＰＩＰ工法の削孔工程を示す断面図。

【図２８】ＰＩＰ工法のモルタル注入工程を示す断面
図。

【図２９】ＰＩＰ工法のモルタル注入終了状態を示す断
面図。

【図３０】ＰＩＰ工法の鉄筋篭挿入工程を示す断面図。

【符号の説明】

１・・・施工マシン２・・・三重管５、６・・・ロータリエンコーダ７・・・モータ８・・・プランジャポンプ９・・・電動機制御装置１０・・・掘削装置２０・・・親杭２１・・・ガイドホール３０・・・止水壁本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧流体ジェットによって地中固結体を
築造する地中固結体築造装置において、断面形状が非円
形である地中固結体を築造するため、築造されるべき非
円形断面の地中固結体の中心から輪郭に至る距離の大小
に対応して、高圧流体ジェットを噴射するモニタの旋回
速度が変化する様に構成されていることを特徴とする地
中固結体築造装置。
【請求項２】高圧流体ジェットによって地中固結体を
築造する地中固結体築造装置において、断面形状が非円
形である地中固結体を築造するため、築造されるべき非
円形断面の地中固結体の中心から輪郭に至る距離の大小
に対応して、モニタから噴射される高圧流体ジェットを
噴射エネルギが変化する様に構成されていることを特徴
とする地中固結体築造装置。
【請求項３】高圧流体ジェットによって止水壁を築造
する地中固結体築造工法において、間隔を設けて複数の
親杭を施工する工程と、相隣り合う親杭間の中間部にガ
イドホールを削孔して高圧流体ジェットにより非円形断
面に掘削する工程と、固化材を注入して親杭を互いに連
結し以て止水壁本体を築造する工程、とを含むことを特
徴とする地中固結体築造工法。
【請求項４】請求項１の地中固結体築造装置を使用し
て親杭間を非円形断面に掘削する請求項３の地中固結体
築造工法。
【請求項５】請求項２の地中固結体築造装置を使用し
て親杭間を非円形断面に掘削する請求項３の地中固結体
築造工法。
【請求項６】高圧流体ジェットによって止水壁を築造
する地中固結体築造工法において、間隔を設けて複数の
ガイドホールを削孔して高圧流体ジェットにより非円形
断面に掘削、固化材を注入し、互いに連結してジェット
グラウトのみで止水壁を築造することを特徴とする地中
固結体築造工法。
【請求項７】請求項１の地中固結体築造装置を使用し
て非円形断面に掘削する請求項６の地中固結体築造工
法。
【請求項８】請求項２の地中固結体築造装置を使用し
て非円形断面に掘削する請求項６の地中固結体築造工
法。
【請求項９】止水壁の欠損箇所を閉塞するための止水
壁欠損防護用地中固結体を築造する地中固結体築造工法
において、比較的狭い間隔で複数の親杭を施工する工程
と、相隣り合う親杭間にガイドホールを削孔して高圧流
体ジェットによりアーチ状の非円形断面に掘削する工程
と、固化材を注入して親杭を互いに連結し以て止水壁の
欠損箇所を防護する工程、とを含むことを特徴とする地
中固結体築造工法。
【請求項１０】請求項１の地中固結体築造装置を使用
して親杭間を非円形断面に掘削して、止水壁欠損を防護
する請求項９の地中固結体築造工法。
【請求項１１】請求項２の地中固結体築造装置を使用
して親杭間を非円形断面に掘削して、止水壁欠損を防護
する請求項９の地中固結体築造工法。
【請求項１２】高圧流体ジェットによって地中の所定
位置に改良体を築造する地中固結体築造工法において、
止水壁の近傍にガイドホールを削孔する工程と、該ガイ
ドホールにモニタを挿入する工程と、該モニタから噴射
される高圧流体ジェットにより前記止水壁の近傍に非円
形断面の改良体を築造する工程、とを含むことを特徴と
する地中固結体築造工法。
【請求項１３】請求項１の地中固結体築造装置を使用
して非円形断面の改良体を築造する請求項１２の地中固
結体築造工法。
【請求項１４】請求項２の地中固結体築造装置を使用
して非円形断面の改良体を築造する請求項１２の地中固
結体築造工法。
【請求項１５】高圧流体ジェットによって地中の所定
位置に改良体を築造する地中固結体築造工法において、
幅の狭い領域にガイドホールを削孔する工程と、該ガイ
ドホールにモニタを挿入する工程と、該モニタから噴射
される高圧流体ジェットにより前記幅の狭い領域に非円
形断面の改良体を築造する工程、とを含むことを特徴と
する地中固結体築造工法。
【請求項１６】請求項１の地中固結体築造装置を使用
して非円形断面の改良体を築造する請求項１５の地中固
結体築造工法。
【請求項１７】請求項２の地中固結体築造装置を使用
して非円形断面の改良体を築造する請求項１５の地中固
結体築造工法。