(57)【要約】【課題】本発明はセメントミルク（固化剤）と急硬剤とによるスイベル内における旋回合流を均一に調整し、これを地盤内に圧入して粗間隙充填部による均等ステージを形成する。その後上記セメントミルクと水とによるグラウトをスイベル内で旋回合流によって均一に調整して上記粗間隙内及びその周辺に均一グラウトを注入する簡便な方法を得ることを目的とする。【解決手段】固化剤１と、急硬剤２との２液をそれぞれ強弱脈動させてスイベル４内で互に反対向きに旋回合流させ、これを単管ロッド５から地盤６に圧入する１次工程と、上記固化剤１と、上記急硬剤２に代わる水３との２液をそれぞれ強弱脈動させて上記スイベル４内で互に反対向きに旋回合流させ、これを上記ロッド５から地盤６に圧入する２次工程とよりなり、上記旋回合流される２液が交互に強弱脈動圧入されることを特徴とする地盤注入工法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化剤と、急硬剤との２液をそれぞれ強弱脈動させてスイベル内で互に反対向きに旋回合流させ、これを単管ロッドから地盤に圧入する１次工程と、
上記固化材と、上記急硬剤に代わる水との２液をそれぞれ強弱脈動させて上記スイベル内で互に反対向きに旋回合流させ、これを上記ロッドから地盤に圧入する２次工程とよりなり、
上記旋回合流される２液が交互に強弱脈動圧入されることを特徴とする地盤注入工法。
【請求項２】
上記２液の交互強弱脈動圧入を２筒２連又は２筒４連プランジャーポンプによって行う請求項１記載の地盤注入工法。
【請求項３】
水槽、急硬剤槽及び固化剤槽のそれぞれ供給管と上記プランジャーポンプの２個の吸引口との間に介設した分配装置によって１次、２次２工程の切換えを行う請求項１又は２記載の地盤注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固結時間の異なる複数のグラウトを注入単管を通じて地盤中に注入して地盤を固結、強化又は止水する地盤注入工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟弱或は漏水地盤を均質に、しかも強固に固結あるいは止水する工法として注入単管ロッドを用いた地盤注入工法が知られている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
上記文献１では地盤中に単管ロッドを挿入し、該ロッド内にセメントミルク及びセメント急硬剤を独立的に同時に注入合流させて該ロッドの先端部附近の地盤内に圧入硬化させ粗間隙充填部を形成する第１工程と、上記ロッド内に上記セメントミルク及び上記急硬剤に代えて水を独立的に同時に注入合流させてセメントミルクの濃度を調整し、これを該ロッドの先端部から上記粗間隙充填部内に圧入して固結ステージを形成する第２工程とよりなり、上記ロッドの下端部を該ステージの上方に上昇させて上記第１及び第２工程を繰り返すことにを特徴とするセメントグラウトによる地盤改良工法であった。
【０００４】
しかし上記セメントミルク（固化剤）とセメント急硬剤の１次注入及びセメントミルクと水との２次注入はそれぞれ独立ポンプによって混合スイベル内に上下側面から同一方向に圧入したためスイベル内における均等混合を行い難く混合液にむらを生じ固結ステージにおける第１次注入による粗間隙充填部及び第２次注入によるセメントミルク・水の濃度むらにより却ってステージ附近不均衡による地盤の不均等を生じた。
【０００５】
そこで上記文献２に示すように固化剤とＡ液、硬化剤とＢ液とのそれぞれ流量調整器を用い、かつ２基の独立ポンプ及び逆止弁を経てスイベル内での旋回混合によって均等混合調整を行う必要があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３９９３４号公報
【特許文献２】特許第３７４５２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はセメントミルク（固化剤）と急硬剤とによるスイベル内における旋回合流を均一に調整し、これを地盤内に圧入して粗間隙充填部による均等ステージ形成する。
【０００８】
その後上記セメントミルクと水とによるグラウトをスイベル内で旋回合流によって均一に調整して上記粗間隙内及びその周辺に均一グラウトを注入する簡便な方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため本発明は、
第１に固化剤と、急硬剤との２液をそれぞれ強弱脈動させてスイベル内で互に反対向きに旋回合流させ、これを単管ロッドから地盤に圧入する１次工程と、上記固化材と、上記急硬剤に代わる水との２液をそれぞれ強弱脈動させて上記スイベル内で互に反対向きに旋回合流させ、これを上記ロッドから地盤に圧入する２次工程とよりなり、上記旋回合流される２液が交互に強弱脈動圧入されることを特徴とする地盤注入工法、
第２に上記２液の交互強弱脈動圧入を２筒２連又は２筒４連プランジャーポンプによって行う上記第１発明記載の地盤注入工法、
第３に水槽、急硬剤槽及び固化剤槽のそれぞれ供給管と上記プランジャーポンプの２個の吸引口との間に介設した分配装置によって１次、２次工程の切換えを行う上記第１又は第２発明記載の地盤注入工法。
によって構成される。
【００１０】
従って地面から地盤に挿入した単管ロッドの上端にはスイベルが機枠に連設され、その上端部側面には反対向きの２個の注入口が設けられる。
【００１１】
上記注入口には配管を経て固化剤と急硬剤とがスイベル内に交互に強弱脈動圧入され、それによって両剤はスイベル内で互に反対向きに旋回し合流する。旋回は単管ロッド内に下降しながら行われるが、両剤の交互強弱脈動圧によって充分均等混合する。
【００１２】
単管ロッドの下端では混合剤は地盤に圧入され急硬剤の作用によって粗間隙充填部が形成され１次注入作業を終了する。
【００１３】
その後上記急硬剤を分配装置を操作して水に変更し、固化剤と水とが上記スイベル内に強弱脈動圧入され均等混合されながら単管ロッドを下降し、上記粗間隙充填部の粗間隙を経て該充填部の外周にも圧入され、かつ該粗間隙内に充填され第１ステージが地盤内に形成される。その後単管ロッドを上昇させて、さらに該動作を繰返し第１ステージの上に第２ステージを構築することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上述のように固化剤と急硬剤との２液をスイベル内に反対向きの注入口から逆止弁を要せず２液交互に強弱脈動圧入させ、かつ互に旋回合流させ得て単管ロッドを経てむらなく粗間隙充填部を形成、さらに急硬剤に代えて水を用いることにより、上述同様に２液強弱脈動及び旋回合流により均等混合液となし、上記粗間隙充填部の間隙部を密に充填し、さらに該充填部の外周に地盤間隙を均等に広く充填し得る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
地面９に設置した機枠から地盤６に約１０〜５０ｍ程度単管ロッド５（外径４０ｍｍ）を昇降自在に挿入し、機枠に昇降自在に設けたスイベル４に該ロッド５を回転自在に接続する。
【００１６】
上記スイベル４は上端が閉鎖され、図１、図２（イ）（ロ）図、図３（イ）（ロ）図に示すように側面の同一水準に２個の交互反対向注入口４’，４”を該スイベル４の直径の両端に接続し、該注入口４’，４”に該直径の方向ａと交差する平行注入管４ａ，４ｂを設け、該注入管４ａ，４ｂには逆止弁を設ける必要はない。
【００１７】
上記注入管４ａ，４ｂにはそれぞれホースによる配管４ａ’，４ｂ’を設け、これを２筒４連プランジャーポンプ７の２個の吐出口７a，７ｂに接続し、該ポンプ７の２個の吸引口７ａ’，７ｂ’に接続した配管７’，７”を図１に示す分配装置８に接続する。上記２筒４連プランジャーポンプ７に代り２筒２連プランジャーポンプを用いることができる。
【００１８】
上記分配装置８は図１に示すように水槽３’、急硬剤槽２’及び固化剤槽１’に配管３”，２”，１”によって接続し、該分配装置８内では該配管３”，２”，１”に開閉弁８ａ，８ｂ，８ｃを介設し、配管３”，２”，１”を連管８’を介して上記２個の配管７’，７”を経て上記プランジャーポンプ７の２個の吸引口７ａ’，７ｂ’に連通させる。
【００１９】
２筒４連プランジャーポンプ７は図１及び図５に示す２個の吸引口７ａ’，７ｂ’及び２個の吐出口７ａ，７ｂを備え、一連の吸引口７ａ’と吐出口７ａ及び７ｂ’と７ｂとの間に交互往復ピストン１１，１１を備え、図６に示すように吸引口７ａ’，７ｂ’及び吐出口７ａ，７ｂ内にそれぞれボール弁室１２，１２’を設け、該弁室１２，１２’内にボール逆弁室１３，１３’を設け、上記交互往復ピストン１１，１１の往復動作により吸引口７ａ’又は７ｂ’から吸引した液体を吐出口７ａ又は７ｂから吐出す。
【００２０】
ピストン１１，１１の動作による吐出口７ａからの液体吐出時には吸引口７ａ’の逆支弁１３は閉鎖し、該液体は吐出口から吐出されると共にエアーチャンバー１４内にも進入し、吸引時には吐出口７ａの逆止弁１３が閉鎖するが、エアーチャンバー１４内の液体が圧縮空気の圧力で吐出口７ａから吐出される。
【００２１】
ピストン１１による押出圧Ａとエアーチャンバー１４内の圧縮空気による吐出圧αは「Ａ＞α」であるから上記ピストン１１の後退による吸引口７ａ’からの吸引時の吐出口７ａからの吐出圧αとピストン１１の前進による吐出口７ａからの吐出圧Ａとは交互に圧力差を有し上記吐出口７ａ，７ｂから交互に強弱脈動吐出が行われる。
【００２２】
上記吐出口７ａ，７ｂからの交互強弱脈動吐出は４個のピストン１１，１１，１１，１１が図７に示すように４個（４連）のクランク１１’，１１’，１１’，１１’の交互動作によって図８に示すようにクランク１１’，１１’，１１’，１１’のシャフト１７を中心とする４５度回転毎に１個宛ピッチｔ（図７）押出され、２個の吸引口７ａ’，７ｂ’及び吐出口７ａ，７ｂから吸引、吐出しを交互に行うことができ、２個の吐出口７ａ，７ｂから交互に強弱吐出しを行うことができる。
【００２３】
即ち一方の吐出口７ａからの吐出圧Ａと他方の吐出口７ｂからの吐出圧αとは同時に強弱交互に吐出される。
【００２４】
このように吐出された液はホースによる上記配管４ａ’，４ｂ’を経て注入管４ａ，４ｂから注入口４’，４”を経て交互強弱にスイベル４内に圧入され、互に反対向きに旋回合流し、単管ロッド５の下端から地盤６に圧入され、該下端部に粗間隙充填部１５を形成して１次工程を終了する。
【００２５】
上記圧入は先ず固化剤槽１’からの固化剤１（例えばセメント１、水１よりなるセメントミルク）と、急硬剤槽２’からの急硬剤２（セメント急硬剤）とを開閉弁８ｃを閉鎖して上記プランジャーポンプ７の吸引口７ａ’，７ｂ’に配管７’，７”で接続し、
【００２６】
固化剤１と急硬剤２とが注入口４’，４”から強弱交互にスイベル４内に反対方向に脈動圧入されて互に旋回合流することにより均等混合され、単管ロッド５の下端地盤６に粗間隙充填部（第１ステージ）１５が形成される。
【００２７】
次に分配装置７における中央開閉弁８ｂを閉鎖し、急硬剤２の供給を停止すると上記ポンプ７の２個の吸引口７ａ’，７ｂ’には上記固化剤１（セメント１、水１）と水槽３’からの水３が供給され、上述のポンプ７の動作によって配管４ａ’，４ｂ’を経て注入管４ａ，４ｂ及び注入口４’，４”からスイベル４内に強弱交互に反対方向に脈動圧入されかつ互に旋回合流して均等混合（セメント２、水３）し、単管ロッドの下端から粗間隙充填部１５（第１ステージ）の粗間隙及び該充填部１５の外周地盤６の小間隙を充填し、上記第１ステージ１５が拡大強化１５’され第２次工程を終了する（図１）。
【００２８】
上記ピストン１１が２連（２個）のポンプ７では上記脈動の振幅はピストン往復がクランク１１’の１８０度回動即ち直径に等しくスイベル４内の交互強弱脈動スパンが大であり、４連では図７、図８に示すように上記脈動の振幅ｔがクランク１１’の９０度回動即ち半径に等しいため交互強弱脈動スパンが小であるため反対向き旋回合流に際し２液撹拌が緻密に行われ、２液混合率が大である。
【００２９】
尚、図中１８で示すものは２筒４連プランジャーポンプ７の吐出圧力計、１９はクランクシャフト１７の駆動輪、２０は駆動原動機、２１は支持台である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明では軟弱地盤、透水地盤、漏水地盤、間隙・空洞のある地盤等６において、上記第１次工程では逆止弁を要せず粗間隙充填部（第１ステージ）１５が比較的均等に形成され、該ステージ１５の粗間隙及びその外周地盤を充分緻密に充填し、さらに上記単管ロッド５を上昇し、上記ステージ１５を上下段に形成すること及び該単管ロッド５の位置を変更して、該ステージ１５を並列施工することによって上記地盤６の品質及び強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の地盤注入工法を示す説明図である。
【図２】（イ）図は１次工程におけるスイベルの縦断面図、（ロ）図は２次工程におけるスイベルの縦断面図である。
【図３】（イ）図は図２（イ）図の旋回合流状態の横断面図、（ロ）図は図２（ロ）図の旋回合流状態の横断面図である。
【図４】２筒４連プランジャーポンプの側面図である。
【図５】図４を左方から見た正面図である。
【図６】図５Ａ−Ａ線による一部側面図である。
【図７】図６Ｂ−Ｂ線によるクランク−ピストンの平面図である。
【図８】図７のクランクシャフトに設けたカムシャフトの側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１              固化剤
１’            固化剤槽
２              急硬剤
２’            急硬剤槽
３              水
３’            水槽
４              スイベル
５              単管ロッド
６              地盤
７              ２筒４連プランジャーポンプ
１”，２”，３”供給管
７ａ’，７ｂ’  吸引口
８              分配装置
【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】
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【図８】
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