説明

地盤注入工法

【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。

【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

【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。


【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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【公開番号】特開2007−247175(P2007−247175A)
【公開日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−69079(P2006−69079)
【出願日】平成18年3月14日(2006.3.14)
【出願人】(590001647)株式会社親和テクノ (4)
【Fターム(参考)】