(57)【要約】  【課題】  粘性土地盤において地盤改良範囲を大きくするほど排泥通路が閉塞するという問題を解決し、排泥をスムーズに地表面に噴出し、大口径で、高品質の高圧噴射攪拌杭の地盤改良工法を提供する。  【解決手段】  超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上で地盤を切削する際、硬化材注入管４の硬化材噴射ノズル７ｃから噴射するセメント系の超高圧硬化材に分散材をセメント重量比０．１〜０．４５％添加することで、粘性土地盤の切削されたものが溶けて流動性を良くし、排泥通路９の閉塞等を解消し、排泥１０を地表面に噴出するようにしている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化材注入管を地表から地中の目標深さまで挿入し、前記硬化材注入管の上部に組み付けた超高圧硬化材入口及び圧縮空気入口を有するスイベルの前記超高圧硬化材入口からセメント系の超高圧硬化材を、前記圧縮空気入口から圧縮空気をそれぞれ圧入し、前記硬化材注入管の下部に組み付けたモニター機構の硬化材噴射ノズルから前記超高圧硬化材を、前記硬化材噴射ノズルの周囲の圧縮空気噴射ノズルから前記圧縮空気をそれぞれ管半径方向へ連続的に噴射させ、前記硬化材注入管を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、連続的に噴射する前記超高圧硬化材と前記圧縮空気の旋回噴流で、その周囲の地盤を切削し、その切削域が硬化することにより地盤を改良する、ジェットグラウト式地盤改良工法において、
前記超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上で地盤を切削する際、前記超高圧硬化材に分散材を重量比で硬化材練上量の０．３〜１．５％添加することを特徴とする、ジェットグラウト式地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、止水壁、基礎地盤等の安定工事において、地盤の不均一性や土層の境界条件等に左右されにくい高圧噴流のエネルギーを利用して、硬化材を地盤中に高圧噴射攪拌混合させることで地盤改良するジェットグラウト式地盤改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジェットグラウト式地盤改良工法として、例えば、硬化材注入管を地表から地中の目標深さまで挿入し、前記硬化材注入管の上部に組み付けた超高圧硬化材入口及び圧縮空気入口を有するスイベルの前記超高圧硬化材入口から超高圧硬化材を、前記圧縮空気入口から圧縮空気をそれぞれ圧入し、前記硬化材注入管の下部に組み付けたモニター機構の硬化材噴射ノズルから前記超高圧硬化材を、前記硬化材噴射ノズルの周囲の圧縮空気噴射ノズルから前記圧縮空気をそれぞれ管半径方向へ連続的に噴射させ、前記硬化材注入管を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、連続的に噴射する前記超高圧硬化材と前記圧縮空気の旋回噴流で、その周囲の地盤を切削し、その切削域が硬化することにより地盤を改良する、という地盤改良工法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０６８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、超高圧ポンプの開発が進み、噴射圧力、吐出量の大きい機械で出回ってきた。それに伴って、円柱状固結体の地盤改良範囲が増大するに至った。しかるに、粘性土地盤においては、高圧噴射攪拌杭の造成径を大きくするために、上記地盤改良工法により超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上の高圧噴流で粘性土地盤を切削しても、粘土が硬化材と混合しない固まり部分が発生し、この切削した粘土の固まりが増え、その固まりが排泥通路を塞ぎ、地盤隆起等の問題を発生している。また、その固まりが地表面に噴出させないで施工すると、高圧噴射攪拌杭の品質が低下することとなる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、上記のような、連続的に噴射する超高圧硬化材と圧縮空気の旋回噴流で、その周囲の地盤を切削し、その切削域が硬化することにより地盤を改良するというジェットグラウト式地盤改良工法において、超高圧硬化材に分散材を添加することにより粘性土地盤において地盤改良範囲を大きくするほど排泥通路が閉塞するという問題を解決し、排泥をスムーズに地表面に噴出し、大口径で、高品質の高圧噴射攪拌杭のジェットグラウト式地盤改良工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、硬化材注入管を地表から地中の目標深さまで挿入し、前記硬化材注入管の上部に組み付けた超高圧硬化材入口及び圧縮空気入口を有するスイベルの前記超高圧硬化材入口からセメント系の超高圧硬化材を、前記圧縮空気入口から圧縮空気をそれぞれ圧入し、前記硬化材注入管の下部に組み付けたモニター機構の硬化材噴射ノズルから前記超高圧硬化材を、前記硬化材噴射ノズルの周囲の圧縮空気噴射ノズルから前記圧縮空気をそれぞれ管半径方向へ連続的に噴射させ、前記硬化材注入管を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、連続的に噴射する前記超高圧硬化材と前記圧縮空気の旋回噴流で、その周囲の地盤を切削し、その切削域が硬化することにより地盤を改良する、ジェットグラウト式地盤改良工法において、
前記超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上で地盤を切削する際、前記超高圧硬化材に分散材を重量比で硬化材練上量の０．３〜１．５％添加することに特徴を有するものである。
【０００７】
この場合において、前記分散材にはポリアクリル酸ソーダを使用することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上の高圧噴流で粘性土地盤を切削すると、粘土が超高圧硬化材と混合しない固まり部分が発生するが、超高圧硬化材に添加してある分散材（重量比で硬化材練上量の０．３〜１．５％）により前記固まり部分を溶かして流動性を促進することができる。分散材の添加量が硬化材練上量の０．３％未満では固まり部分を溶解する効果が薄く、他方、１．５％を超えるとセメント系の超高圧硬化材の硬化時間が長くかかり、地下水に希釈されて地盤改良効果を失う傾向にある。粘土の固まり部分の周囲は僅かに溶けるだけで流動性が高まり、排泥通路が閉塞されること無く、地表面に噴出される。
【０００９】
超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上で地盤を切削するので、地盤の切削範囲が広まり、地盤の切削容量が多くなる。前述のように粘性土地盤においては、硬化材と混合されない固まり部分が多く発生して排泥通路が閉塞されるが、本発明によれば超高圧硬化材の噴射圧２５ＭＰａ以上、吐出量１００ｌ／ｍｉｎ以上で地盤を切削する際、前記超高圧硬化材に分散材を重量比で硬化材練上量の０．３〜１．５％添加して使用するので、切削した粘土の固まり部分を溶かし、排泥通路の閉塞を解消でき、大口径で、高品質の高圧噴射攪拌杭の地盤改良工法を提供できるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。図１（ａ）〜（ｆ）は本発明のジェットグラウト式地盤改良工法による作業工程順を示す説明図、図２は本発明のジェットグラウト式地盤改良工法に使用する硬化材注入管の連結構造を示し、同図（ａ）はスイベルと硬化材注入管とカップリングとモニター機構とを連結する態様を示す分解図、同図（ｂ）はモニター機構の縦断面図、同図（ｃ）は図（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００１１】
本発明のジェットグラウト式地盤改良工法の一実施例を図１（ａ）〜（ｆ）を参照して以下に説明する。図１の（ａ）は先導管による削孔工程図、（ｂ）硬化材注入管の建て込み工程図、（ｃ）は水による噴射テスト工程図、（ｄ）は高圧噴射攪拌杭の造成工程図、（ｅ）は硬化材注入管の引き抜き工程図、（ｆ）は硬化材注入管の洗浄・穴埋め工程図である。以下、工程順に説明する。
【００１２】
（１）先導管による削孔工程
図１（ａ）に示すように、地上にボーリングマシンＭを設置し、先導管１による削孔を水又は泥水を循環しながら目的の削孔深度まで行う。即ち、先導管１の上端部に接続されたスイベル２の入口２ａに水又は循環泥水を供給し、先導管１のメタルクラウン３を装着した下部先導管１ａから前記水又は泥水を吐出させ、先導管１を旋回させながら下降させてメタルクラウン３で削孔することにより先導管１を地中の所定の深さまで挿入する。
【００１３】
（２）硬化材注入管の建て込み工程
次いで、図１（ｂ）に示すように、先導管１内に硬化材注入管４を所定の建て込み、先導管１を引き抜く。
ここで使用される硬化材注入管４は二重管ロッドからなり、図２（ａ）に示すように、その上端部には超高圧硬化材入口５ａ、圧縮空気入口５ｂを有するスイベル５が接続され、下端部にはカップリング６を介してモニター機構７が接続される。モニター機構７は図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ジェット通路７ａ及び圧縮空気通路７ｂを有する二重管構造であり、そのジェット通路７ａの上端部は前記スイベル５の超高圧硬化材入口５ａと、圧縮空気通路７ｂの上端部は前記スイベル５の圧縮空気入口５ｂとそれぞれ連通状態にあり、ジェット通路７ａの下端部には硬化材噴射ノズル７ｃが、圧縮空気通路７ｂの下端部には圧縮空気噴射ノズル７ｄがそれぞれ設けられる。硬化材噴射ノズル７ｃは、モニター機構７の外周面一部に径方向外向きに開口され、圧縮空気噴射ノズル７ｄは硬化材噴射ノズル７ｃの周囲から径方向外向きに圧縮空気Ａを噴出するように形成されている。
【００１４】
（３）水による噴射テスト工程
硬化材注入管４の建て込み後は、図１（ｃ）に示すように、硬化材注入管４のスイベル５の超高圧硬化材入口５ａに超高圧水を、圧縮空気入口５ｂに圧縮空気をそれぞれ圧入し、モニター機構７の硬化材噴射ノズル７ｃから超高圧水Ｗを管半径方向へ連続的に噴射させるとともに、硬化材噴射ノズル７ｃの周囲の圧縮空気噴射ノズル７ｄから圧縮空気Ａ（図２（ｂ）参照）を噴射させながら硬化材注入管４を旋回駆動させて噴射テストを行う。噴射テストに異常がなければ、超高圧水をセメント系の超高圧硬化材に切り替えて、高圧噴射攪拌杭の造成工程を開始する。
【００１５】
（４）高圧噴射攪拌杭の造成工程
図１（ｄ）に示すように、造成工程では、硬化材注入管４を旋回駆動しながら引き上げて行くと同時に、図２（ｂ）（ｃ）に示すように超高圧硬化材Ｇを硬化材噴射ノズル７ｃから連続的に噴射させるとともに、圧縮空気Ａを圧縮空気噴射ノズル７ｄから噴射させ、その旋回噴流で周囲の地盤（粘性土）を切削するとともに、その切削域に高圧噴射攪拌杭８を造成する。このとき、地盤の切削範囲を広め、地盤の切削容量を多くするために、超高圧硬化材の噴射圧は２５ＭＰａ以上、吐出量は１００ｌ／ｍｉｎ以上の高圧噴流で粘性土地盤を切削する。
ここにおいて、注目すべきは、粘性土地盤の切削により粘土が硬化材と混合しない固まり部分が発生しても、その固まり部分を溶かして流動性を良くし、排泥通路９が閉塞されることなく、排泥１０が地表面に噴出されるように、硬化材噴射ノズル７ｃから噴射させる硬化材には予めポリアクリル酸ソーダ等の分散材液を添加させる点である。分散材は前記固まり部分を溶解して流動性を高めるため、排泥で排泥通路９が閉塞されること無く、排泥１０はスムーズに地表面に噴出される。
【００１６】
分散材の添加量は、重量比で硬化材練上量の０．３％未満では固まり部分を溶解する効果が薄く、他方１．５％を超えるとセメント系超高圧硬化材の硬化時間が長くかかり、地下水に希釈されて地盤改良効果を失い易いため、重量比で硬化材練上量の０．３〜１．５％、好ましくは０．５〜１．０％、より好ましくは０．８％である。
【００１７】
（５）硬化材注入管の引き抜き工程
造成完了後は、図１（ｅ）に示すように、超高圧硬化材、圧縮空気の供給を停止して、硬化材注入管４を地上に引き抜く。
【００１８】
（６）硬化材注入管の洗浄・穴埋め工程
硬化材注入管４の引き抜き後は、該管４内を清水で洗浄し、次の造成地点に移動させる。図１（ｆ）に示すように、硬化材注入管４の引き抜きにより高圧噴射攪拌杭８の上方に生じる穴１１は、排泥やモルタル等で穴埋めを行う。
【００１９】
以上、本発明の実施例を説明したが、噴射ノズル（硬化材噴射ノズル７ｃ及び圧縮空気噴射ノズル７ｄ）はモニター機構７に複数設けてもよい。圧縮空気噴射ノズルがなくて硬化材噴射ノズルだけのものでも問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明のジェットグラウト式地盤改良工法による作業工程順を示す説明図である。
【図２】本発明のジェットグラウト式地盤改良工法に使用する硬化材注入管の連結構造を示し、同図（ａ）はスイベルと硬化材注入管とカップリングとモニター機構とを連結する態様を示す分解図、同図（ｂ）はモニター機構の縦断面図、同図（ｃ）は図（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
４  硬化材注入管
５  スイベル
５ａ  超高圧硬化材入口
５ｂ  圧縮空気入口
７  モニター機構
７ｃ  硬化材噴射ノズル
７ｄ  圧縮空気噴射ノズル
【図１】
2007077739.tif 000003
【図２】
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