(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを対象地盤中に押し込み乍ら、ケーシング内のコアを排出してケーシング内に空洞を形成した後、ケーシングの先端側から硬化材を横方向へ噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍らケーシングを引き上げて、地盤中にケーシングより大径な柱状改良体を造成していくことを特徴とする軟弱地盤の地盤改良工法。
【請求項２】
ケーシングの先端に硬化材の噴射装置を装着し、ケーシング内に空洞を形成した後、ケーシングを回転又は揺動させ乍ら上記噴射装置から硬化材を噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍ら、回転又は揺動するケーシングを引き上げて地盤中に柱状改良体を造成していくことを特徴とする請求項１記載の軟弱地盤の地盤改良工法。
【請求項３】
ケーシング内に空洞を形成した後、硬化材の噴射装置を先端に装着した注入管をケーシング内に挿入して当該噴射装置をケーシングの先端から突出させ、次いで、注入管を回転又は揺動させ乍ら噴射装置から硬化材を噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍ら、回転又は揺動する注入管とケーシングを同時に引き上げて地盤中に柱状改良体を造成していくことを特徴とする請求項１記載の軟弱地盤の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、軟弱地盤の地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟弱地盤の地盤改良工法として、目的の地盤中に硬化材を圧力注入するジェットグラウト工法が知られている。
このジェットグラウト工法は、地盤中に埋入した注入管よりセメントミルク等の硬化材を横方向に噴射し、このジェット噴流により切削した土砂と硬化材とを撹拌し乍ら注入管を引き上げて、地盤中に柱状改良体を造成していくものである。  然し、単に硬化材のみを注入管から噴射させるだけでは、ジェット噴流の射程距離が短く柱状改良体の径が小さくなってしまう。
【０００３】
そこで、ジェット噴流の有効射程を増大させて径の大きな柱状改良体を造成するため、昨今では、圧縮空気や水ジェットを併用して噴射圧力や流量の増大を図り、同時にこの圧縮空気等を利用して排泥の排出を行うＪＳＧ工法やＣ−ＪＧ工法が広く普及している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、これらのＪＳＧ工法やＣ−ＪＧ工法は、上述したように圧縮空気等を併用させてジェット噴流の噴射圧力を高め、又、排泥の排出を行っているため、注入管の引上げと共に地盤中に噴射した硬化材の半分以上が土砂と混合し排泥となって地上に排出されてしまい、多量の硬化材が無駄になってしまう欠点が指摘されていた。
【０００５】
しかも、この排泥は産業廃棄物として処理されているが、従来、この処理のために多額の費用を必要としており、通常、施工費の１／３〜１／２がこの処理のために費やされている。
又、一般に、地中泥水中に噴射されるジェット噴流の圧力減衰は著しく、上述したジェット噴流による改良径の増大は、施工時間を増大させ効率が悪いのが実情であった。
【０００６】
更に又、地盤中には地質の硬軟等の不確定要素が存在するため、想定していた改良径が得られないことがあり、地下水のある地盤での底盤改良に於て、柱状改良体同士のラップが不完全となって出水等の事故を招く虞も指摘されている。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、上述した従来の欠点を解決し、従来に比し短い施工時間で径の大きな柱状改良体を確実に造成することができると共に、地上への排泥の排出をなくして排泥の処理を不要とした軟弱地盤の地盤改良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、請求項１に係る軟弱地盤の地盤改良工法は、ケーシングを対象地盤中に押し込み乍ら、ケーシング内のコアを排出してケーシング内に空洞を形成した後、ケーシングの先端側から硬化材を横方向へ噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍らケーシングを引き上げて、地盤中にケーシングより大径な柱状改良体を造成していくことを特徴とする。
【０００８】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に係る軟弱地盤の地盤改良工法に於て、ケーシングの先端に硬化材の噴射装置を装着し、ケーシング内に空洞を形成した後、ケーシングを回転又は揺動させ乍ら上記噴射装置から硬化材を噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍ら、回転又は揺動するケーシングを引き上げて地盤中に柱状改良体を造成していくものである。  又、請求項３に係る発明は、請求項１に係る軟弱地盤の地盤改良工法に於て、ケーシング内に空洞を形成した後、硬化材の噴射装置を先端に装着した注入管をケーシング内に挿入して当該噴射装置をケーシングの先端から突出させ、次いで、注入管を回転又は揺動させ乍ら噴射装置から硬化材を噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍ら、回転又は揺動する注入管とケーシングを同時に引き上げて地盤中に柱状改良体を造成していくことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
請求項１に係る発明によれば、先ず、ケーシングを対象地盤中に押し込み乍ら、ケーシング内のコアを排出してケーシング内に空洞を形成する。
そして、予定深度に達したところで、ケーシングの先端側から硬化材を横方向へ噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍らケーシングを引き上げれば、ケーシングより大径な柱状改良体が地盤中に造成されることとなる。
【００１０】
そして、請求項２に係る発明にあっては、上述の如くケーシング内に空洞を形成した後、回転又は揺動するケーシングに装着した噴射装置から硬化材を横方向へ噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍ら、回転又は揺動するケーシングを引き上げれば地盤中に柱状改良体が造成されていく。
【００１１】
又、請求項３に係る発明によれば、ケーシング内に空洞を形成した後、注入管をケーシング内に挿入して噴射装置をケーシングの先端から突出させる。そして、注入管を回転又は揺動させ乍ら噴射装置から硬化材を噴射して地盤を切削し、これにより生ずる排泥をケーシング内にとり込み乍ら、回転又は揺動する注入管とケーシングを同時に引き上げれば地盤中に柱状改良体が造成されることとなる。
【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は請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例に用いるケーシングとこれを削孔機に接続するドレッテラーの要部断面図を示し、図に於て、１は内管３と外管５からなる二重管構造のケーシングで、当該ケーシング１は図２に示すようにドレッテラー７を介して削孔機９のロータリーヘッド１１に接続され、その中央にはケリーバ１３で駆動されるオーガー１５が軸方向に挿通されている。
【００１３】
そして、図１に示すようにドレッテラー７には、その外周に装着したスイベル１７と連通する複数本の細管１９が挿着されているが、ケーシング１の内管３と外管５の間にも、当該各細管１９に接続可能な細管２１がケーシング１の軸方向へ等間隔に複数配置されており、各細管１９，２１は、図３に示すようにスイベル１７に接続した高圧ホース２３から圧送される硬化材Ｇの通路として機能するようになっている。
【００１４】
又、ケーシング１の先端には、複数のビット２５を装着したケーシングシュー２７が接続されており、当該ケーシングシュー２７もまた、上記細管２１と接続可能な複数本の細管２９がその軸方向に挿着されている。そして、ケーシングシュー２７の先端側には、図３に示すように各細管１９，２１，２９を介して高圧ホース２３から圧送された硬化材Ｇを横方向へ噴射させる噴射ノズル３１が各細管２９毎に設けられており、当該各噴射ノズル３１から噴射される硬化材Ｇのジェット噴流によって地盤３３が切削されるようになっている。
【００１５】
尚、図２に示すようにロータリーヘッド１１は、従来と同様、マスト３５に装着されたジャッキ（図示せず）にガイド３７を介して連結されており、ケーシング１は当該ジャッキによって上下方向へ移動し、そして、ロータリーヘッド１１による回転力又は揺動力とジャッキによる押圧力で地盤３３に圧入されるようになっている。
【００１６】
又、オーガー１５は、ロータリーヘッド１１に対し上下動可能に係合したケリーバ１３の回転に連動して、同方向へ回転するようになっている。
本実施例に於けるケーシング１，ドレッテラー７及び削孔機９はこのように構成されており、本発明工法はこれらを用いて以下の如く実施される。
先ず、細管１９，２１，２９を夫々接続し乍ら、ドレッテラー７を介してケーシング１を削孔機９に接続し、ケーシングシュー２７をケーシング１の先端に取り付ける。そして、ロータリーヘッド１１とジャッキを駆動し、図１，図４及び図５に示すように削孔深さに応じケーシング１を順次接続して、これを地盤３３中に回転又は揺動させ乍ら押し込み、ケーシング１内のコア３３′をオーガー１５で排出していく。
【００１７】
尚、地盤３３が地下水のある砂層等の場合は、上記オーガー１５に代え、図６に示すように周知のバケット３９を用いてケーシング１内のコア３３′を排出する。
そして、図３の如く予定深度までケーシング１を地盤３３に押し込み、且つケーシング１内のコア３３′をオーガー１５やバケット３９で排出してケーシング１内に空洞４１を形成した後、図３，図７及び図８に示すように回転又は揺動するケーシング１をジャッキで引き上げ乍ら、スイベル１７に接続した高圧ホース２３から硬化材Ｇを細管１９，２１，２９内に圧送し、これをケーシングシュー２７に装着した噴射ノズル３１から横方向へ噴射させて地盤３３を切削していく。
【００１８】
而して、斯様にケーシング１を回転又は揺動させ乍ら引き上げて硬化材Ｇのジェット噴流で地盤３３を切削していくことによって、ケーシング１より大径な柱状改良体４３が地盤３３中に造成されていくが、上述したように本実施例は、ケーシング１内のコア３３′を予め排出してケーシング１内に空洞４１を形成しているので、図７及び図８に示すように硬化材Ｇと切削された土砂との排泥４５はケーシング１内にとり込まれていく。
【００１９】
そして、一般に硬化材Ｇと土砂の排泥量は、噴射ノズル３１から噴射された硬化材Ｇの量とジェット噴流で切削された地盤３３の土量増加分の総量と略等しいと考えられる。
従って、切削によって生じた排泥４５がケーシング１内に収まれば、排泥４５が地上に排出されることがないので、所定長，所定径の柱状改良体４３を施工するに当たり、使用するケーシング１に応じた削孔深度を求めてこれを地盤３３中に押し込み乍ら、ケーシング１内のコア３３′を排出してケーシング１内に予め空洞４１を形成しておけばよい。
【００２０】
そして、図９の如く予定深度まで柱状改良体４３の造成が完了したところで、回転又は揺動するケーシング１を地盤３３から引き抜き、削孔４７が排泥４５で満たされていない場合は、図１０に示すようにこれを土砂４９で埋め戻すことによって柱状改良体４３の造成が完了することとなる。
このように、本実施例は、ケーシング１を回転又は揺動させて対象地盤３３中に押し込み乍ら、ケーシング１内のコア３３′をオーガー１５やバケット３９で排出してケーシング１内に空洞４１を形成した後、先端のケーシングシュー２７に装着した噴射ノズル３１から硬化材Ｇを横方向へ噴射して地盤３３を切削し、これにより生ずる排泥４５をケーシング１内にとり込み乍ら、回転又は揺動するケーシング１を引き上げて地盤３３中に柱状改良体４３を造成していくものであるから、本実施例によれば、切削によって生じた排泥４５がケーシング１内に収まって地上に排出されることがなくなり、その結果、多量の硬化材Ｇが無駄になることがないし、排泥の処理が不要となって従来に比し施工費用の軽減が図れる利点を有する。
又、既述したように、従来、地中泥水中に噴射されるジェット噴流の圧力減衰は著しく、ジェット噴流による改良径の増大は施工時間を増大させて効率が悪く、更に地盤中には地質の硬軟等の不確定要素が存在するため想定していた改良径が得られないことがあったが、本実施例は、ケーシング１とオーガー１５等を用いて地盤３３を予め削孔し、そして、排泥４５をケーシング１内にとり込んでいくため、従来に比し地盤３３中にこもる圧力が低減してジェット噴流の圧力減衰が少なくなる。
【００２１】
従って、本実施例によれば、従来に比しジェット噴流の射程距離を伸ばすことができるし、有効射程距離以下の距離でケーシング１の回転数（噴射ノズル３１の回転数）や引上げ速度等を増加させて施工時間の短縮を図り、又、ケーシング１の径以上の柱状改良体４３を得て、柱状改良体４３同士を確実にラップさせることが可能となった。
【００２２】
尚、上記実施例では、ケーシング１を内管３と外管５からなる二重管構造として、硬化材Ｇをケーシングシュー２７の先端側周壁に装着した噴射ノズル３１から横方向へ噴射させたが、図１１に示す請求項１及び請求項３に係る発明の一実施例のように、単管構造のケーシング５１を、削孔深さに応じ順次接続して地盤３３中に回転又は揺動させ乍ら押し込み、そして、ケーシング５１内のコアをオーガー等で排出してケーシング５１内に空洞４１を形成した後、ケーシング５１の内壁方向へ二股に分岐した分岐管５３ａ，５３ｂを有する注入管５３をケーシング５１内に挿入し、そして、各分岐管５３ａ，５３ｂの先端に装着した噴射ノズル５５をケーシングシュー５７から突出させて硬化材Ｇを横方向へ噴射させ乍ら、注入管５３を回転又は揺動させてこれをケーシング５１と同時に引き上げ、柱状改良体４３を造成してもよい。
【００２３】
而して、本実施例によっても、上記実施例と同様、所期の目的を達成することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、各請求項に係る軟弱地盤の地盤改良工法によれば、切削によって生じた排泥が地上に排出されることがないため、硬化材が無駄になることがなく、又、排泥の処理が不要となって施工費用の軽減が図れる利点を有する。更に又、本発明によれば、従来に比し短い施工時間で径の大きな柱状改良体を確実に造成することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例に用いるケーシングとこれを削孔機に接続するドレッテラーの要部断面図である。
【図２】請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例に用いる削孔機の側面図である。
【図３】硬化材による地盤の切削状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図４】ケーシングを地盤に押し込んだ状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図５】オーガーによるコアの排出状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図６】バケットによるコアの排出状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図７】ケーシングの引上げ状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図８】ケーシングの引上げ状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図９】ケーシングを地盤から引き抜いた状態を示す請求項１及び請求項２に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【図１０】造成された柱状改良体の断面図である。
【図１１】硬化材による地盤の切削状態を示す請求項１及び請求項３に係る地盤改良工法の一実施例の一工程図である。
【符号の説明】
１，５１  ケーシング
３  内管
５  外管
７  ドレッテラー
９  削孔機
１１  ロータリーヘッド
１３  ケリーバ
１５  オーガー
１７  スイベル
１９，２１，２９  細管
２３  高圧ホース
２５  ビット
２７，５７  ケーシングシュー
３１，５５  噴射ノズル
３３  地盤
３３′  コア
３９  バケット
４１  空洞
４３  柱状改良体
４５  排泥
４７  削孔
５３  注入管
Ｇ  硬化材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003574488.tif 000008
【図８】
0003574488.tif 000009
【図９】
0003574488.tif 000010
【図１０】
0003574488.tif 000011
【図１１】
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