JP3821440B2 - Filling material filling method - Google Patents
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Description
本発明は、地盤中を水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向へ掘削されたボーリング孔内に固結材(例えばモルタル等)を充填する技術に関する。 The present invention relates to a technique for filling a solidified material (for example, mortar) into a boring hole excavated in the ground in a horizontal direction or a direction inclined with respect to a horizontal plane.
土壌を切削してボーリング孔を拡径しつつ固結材を充填するジェットグラウト工法は周知である。しかし、これまでのジェットグラウト工法では、固結材が充填されるボーリング孔は垂直方向へ延在している。
一方、ボーリング孔が水平方向或いは水平面から若干傾斜している方向へ延在すると、拡径されたボーリング孔の垂直方向上方の領域に空気等(空気及び/又は水等の比重の小さい物質)が溜まり、当該空気等が溜まった領域には固結材が充填されず、空洞が形成されてしまう。
A jet grouting method in which soil is cut to expand a boring hole and fill with a consolidated material is well known. However, in the conventional jet grouting method, the boring hole filled with the caking material extends in the vertical direction.
On the other hand, when the boring hole extends in the horizontal direction or in a direction slightly inclined from the horizontal plane, air or the like (substance having a low specific gravity such as air and / or water) is present in the region above the expanded boring hole in the vertical direction. The area where the air and the like are accumulated is not filled with the caking material, and a cavity is formed.
図19は従来のコラムジェットグラウト工法において、上述したような水平方向のボーリング孔の施工状況を示した図である。
即ち、図19には、水平方向に穿孔されたボーリング孔2に挿入されたボーリングロッド、或いは造成ロッド5の先端近傍から高圧の水ジェットJwを噴射し、ボーリング孔2を切削拡径して所望の径の水平孔6を切削するとともに切削されたその水平孔6に固結材Mを充填している様子が示されている。
しかしながら、かかる場合においては、当該水平孔6の上方には空気等が溜まり、その空気等が溜まった領域には固結材Mが充填されず、空洞Aが形成される。そのような空洞Aが形成されると地山が緩んで、地盤Gが陥没してしまう事態が発生する。
FIG. 19 is a diagram showing a construction state of the horizontal boring holes as described above in the conventional column jet grouting method.
That is, in FIG. 19, a high-pressure water jet Jw is injected from the vicinity of the tip of the
However, in such a case, air or the like is accumulated above the
ボーリング孔が水平方向或いは水平面から若干傾斜している方向へ延在している場合も、拡径されたボーリング孔の垂直方向上方の領域に空気等が溜まらない様にするために、ボーリング孔下方の地盤のみを扇状に切削・拡径し、扇状に拡径されたボーリング孔に固結材を充填する技術が、従来技術において提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Even if the borehole extends in the horizontal direction or in a direction slightly inclined from the horizontal plane, in order to prevent air or the like from accumulating in the region vertically above the enlarged borehole, A technique has been proposed in the prior art for cutting and expanding the diameter of only the ground in a fan shape and filling the boring hole expanded in a fan shape with a consolidated material (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、かかる従来技術は、切削されたボーリング孔の垂直方向上方の領域に空気が溜まらない様にするという要請に応え得るものではない。
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み提案されたものであり、水平方向或いは水平面から傾斜している方向へ延在しているボーリング孔を切削拡径しつつ固結材を充填することが出来、しかも、切削されたボーリング孔の上方領域に空気等(空気及び/又は水等の比重の小さい物質)が溜まることを防止することが出来る固結材充填工法の提供を目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and is filled with a consolidated material while cutting and expanding a borehole extending in a horizontal direction or a direction inclined from a horizontal plane. In addition, it is an object of the present invention to provide a filler filling method capable of preventing air or the like (a substance having a small specific gravity such as air and / or water) from being accumulated in the upper region of the cut borehole.
本発明によれば、地盤に水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向に掘削されたボーリング孔内に固結材を充填する固結材充填工法において、地盤Gにボーリングロッド1を用いて前記ボーリング孔2を穿孔し、前記ボーリングロッド1の口元側端部に排泥制御装置3を設置し、前記ボーリング孔2の入口に口元止水処理を行い、そして内部に固結材の流過通路を設け、先端に固結材の噴出口5aを有し、さらに拡径用のノズルNa、Nbを有する造成ロッド5を前記ボーリングロッド1内に挿入し、前記造成ロッド5を回転しつつ引き抜いて前記拡径用のノズルNa、Nbから高圧水ジェットを噴射して拡径孔60を造成し、その拡径孔60を所定距離掘り進んでから造成ロッド5の先端から固化材Mを噴出させ、その際、切削された地盤Gと切削用高圧水とからなる排泥Kを前記排泥制御装置3から排出し、その排出された排泥Kを流量計測手段7で計測し、その排泥の流量を固結材流量と高圧水噴射量の和で比較し、その排泥の流量が固結材流量と高圧水噴射量の和に等しくなるように排泥制御装置3の調整バルブ3bを制御するようになっている。
According to the present invention, in the consolidation material filling method for filling a solid material in a boring hole excavated in the horizontal direction or in a direction inclined with respect to a horizontal plane, the
また、本発明によれば、地盤に水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向に掘削されたボーリング孔内に固結材を充填する固結材充填工法において、地盤Gにボーリングロッド1を用いて前記ボーリング孔2を穿孔し、前記ボーリングロッド1の口元側端部に排泥制御装置3を設置し、前記ボーリング孔2の入口に口元止水処理を行い、そして内部に固結材の流過通路を設け、先端に固結材の噴出口5aを有し、さらに拡径用のノズルNa、Nbを有する造成ロッド5を前記ボーリングロッド1内に挿入し、前記造成ロッド5を回転しつつ引き抜いて前記拡径用のノズルNa、Nbから高圧水ジェットを噴射して拡径孔60を造成し、その拡径孔60を所定距離掘り進んでから造成ロッド5の先端から固化材Mを噴出させ、その際、切削された地盤Gと切削用高圧水とからなる排泥Kを前記排泥制御装置3から排出し、その排出された排泥の比重を計測し、その計測された比重が所定範囲内から外れていれば、異常事態と判定するようになっている。
In addition, according to the present invention, in the consolidation material filling method for filling a solid material in a boring hole excavated in the horizontal direction or in a direction inclined with respect to the horizontal plane, the
さらに本発明によれば、地盤に水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向に掘削されたボーリング孔内に固結材を充填する固結材充填工法において、地盤Gにボーリングロッド1を用いて前記ボーリング孔2を穿孔し、前記ボーリングロッド1の口元側端部に排泥制御装置3を設置し、前記ボーリング孔2の入口に口元止水処理を行い、そして内部に固結材の流過通路を設け、先端に固結材の噴出口5aを有し、さらに拡径用のノズルNa、Nbを有する造成ロッド5を前記ボーリングロッド1内に挿入し、前記造成ロッド5を回転しつつ引き抜いて前記拡径用のノズルNa、Nbから高圧水ジェットを噴射して拡径孔60を造成し、その拡径孔60を所定距離掘り進んでから造成ロッド5の先端から固化材Mを噴出させ、その際、切削された地盤Gと切削用高圧水とからなる排泥Kを前記排泥制御装置3から排出し、排泥制御装置3に設けられた圧力計測手段8によって地内圧を計測し、その地内圧が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば排泥制御装置3の調整バルブ3bの開度を維持し、所定範囲以下であれば調整バルブ3bの開度を減少し、所定範囲以上であれば調整バルブの開度を増加するようになっている。
Furthermore, according to the present invention, in the consolidation material filling method for filling a solid material in a boring hole excavated in a horizontal direction or a direction inclined with respect to a horizontal plane on the ground, the
そして本発明によれば、地盤に水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向に掘削されたボーリング孔内に固結材を充填する固結材充填工法において、地盤Gにボーリングロッド1を用いて前記ボーリング孔2を穿孔し、前記ボーリングロッド1の口元側端部に排泥制御装置3を設置し、前記ボーリング孔2の入口に口元止水処理を行い、そして内部に固結材の流過通路を設け、折り曲げられた先端に固結材の噴出口50aを有し、さらに拡径用のノズルNa、Nbを有する造成ロッド50を前記ボーリングロッド1内に挿入し、前記造成ロッド50を回転しつつ引き抜いて前記拡径用のノズルNa、Nbから高圧水ジェットを噴射して拡径孔60を一定長さ造成し、その後造成ロッド50の曲折した先端の噴出口50aから固化材Mを噴出させ、地盤の切削と固化材の充填とを繰返し行うようになっている。
And according to the present invention, in the consolidation material filling method for filling the solid material in the boring hole excavated in the horizontal direction or in the direction inclined with respect to the horizontal plane on the ground, the
上述した構成を具備する本発明の固結材充填工法によれば、土壌切削用流体ジェット(例えば、高圧水ジェットJa、Jb、その他の液体、高圧液体と気体との組み合わせ等を含む)により切削された領域(水平孔60)内に固結材(例えば、ソイルモルタルM)を充填するが、該固結材(M)は交差噴流(例えば、高圧水ジェットJa、Jb或いは交差噴流Jc)によって切削された領域の垂直方向上端部まで到達出来る程度まで流動性の低いものが選択されるので、充填された固結材(M)は切削された領域(水平孔60)内で自立して当該領域を充填する。
そのため、切削された領域(水平孔60)の上方においても、空気や水等が溜まること無く低流動性の固結材(M)が充填され、いわゆる「巣」(固化材が存在せず、空気や水等が溜まってしまった空間:空洞部)が形成されるのが防止される。
According to the consolidation material filling method of the present invention having the above-described configuration, cutting is performed by a soil cutting fluid jet (for example, including a high-pressure water jet Ja, Jb, other liquids, a combination of a high-pressure liquid and a gas, or the like). A solidified material (for example, soil mortar M) is filled in the formed region (horizontal hole 60), and the consolidated material (M) is filled by a cross jet (for example, high-pressure water jet Ja, Jb or cross jet Jc). Since a material having low fluidity is selected to such an extent that it can reach the upper end in the vertical direction of the cut region, the filled solid material (M) is self-supporting in the cut region (horizontal hole 60). Fill the area.
Therefore, even above the cut area (horizontal hole 60), air or water is not accumulated and the low-fluidity solidified material (M) is filled, so-called "nest" (no solidified material exists, It is possible to prevent the formation of a space (cavity) in which air, water, or the like is accumulated.
そして、前記流動性の低い固結材(M)は前記流体ジェット(Ja、Jb)と衝突しない様に充填されるので、固結材(M)が前記流体ジェット(Ja、Jb)によって飛散し、切削された領域(60)内に拡散してしまうことも防止される。
従って、充填された固結材(M)は、切削された領域(60)内で自立した状態を維持しつつ、土壌切削用流体(例えば水)及び切削された土壌(G)と置換し、土壌切削用流体(例えば水)及び切削された土壌(G)は、排泥(K)として切削された領域(60)からボーリング孔を(2)介して外部へ排出される。
Then, since the low-fluidity consolidated material (M) is filled so as not to collide with the fluid jet (Ja, Jb), the consolidated material (M) is scattered by the fluid jet (Ja, Jb). The diffusion into the cut region (60) is also prevented.
Accordingly, the filled consolidated material (M) replaces the soil cutting fluid (for example, water) and the cut soil (G) while maintaining a self-supporting state in the cut region (60). The soil cutting fluid (for example, water) and the cut soil (G) are discharged to the outside through the boring hole (2) from the region (60) cut as the mud (K).
更に、本発明では、前記流体ジェット(Ja、Jb)が交差噴流(Jc)を形成して切削が行われるので、固結材(M)の低い流動性に起因して切削された領域(水平孔60)上方に空洞部が形成されないことに加え、拡径寸法或いは土壌(G)の切削量が高精度に制御できる。その結果、水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向に延在し、均一の円形断面を有する円柱形状の地中固結体を造成することが出来る。 Furthermore, in the present invention, since the fluid jet (Ja, Jb) forms a cross jet (Jc) and is cut, the region (horizontal) cut due to the low fluidity of the consolidated material (M). Hole 60) In addition to the fact that no cavity is formed above, the diameter expansion size or the cutting amount of soil (G) can be controlled with high accuracy. As a result, it is possible to form a cylindrical underground solid body that extends in a horizontal direction or a direction inclined with respect to a horizontal plane and has a uniform circular cross section.
これに加え、上記のように土壌(G)の切削量が高精度に制御できるため、前記拡径する工程及び/又は充填する工程における排泥量を、固結材の充填量と切削に使用した土壌切削用流体(例えば高圧水)の量とを合算した量と等しくなる様に制御して(請求項3)、切削された領域(水平孔60)の上方において、崩落(低流動性固結材の充填量が少ない場合)や、隆起(低流動性固結材の充填量が多い場合)の発生が防止できる。 In addition, since the cutting amount of the soil (G) can be controlled with high accuracy as described above, the amount of mud discharged in the step of expanding the diameter and / or the step of filling is used for the filling amount and cutting of the consolidated material. The amount of soil cutting fluid (for example, high-pressure water) is controlled so as to be equal to the total amount (Claim 3), and collapse (low fluidity solids) above the cut region (horizontal hole 60). It is possible to prevent the occurrence of bumps (when the amount of binder is small) and bumps (when the amount of low-flow solidified filler is large).
そして、排泥の比重を計測し、その値が所定範囲内にあるか判定を行って異常状態が検出されるので、固結材充填作業は安全・確実に施工できる。
又、地内圧が計測されて制御管理されるので、切削された領域(60)の圧力が適正に保たれ、崩落や隆起の発生を防止できる。
And since the abnormal condition is detected by measuring the specific gravity of the mud and determining whether the value is within a predetermined range, the filling material filling operation can be performed safely and reliably.
In addition, since the ground pressure is measured and controlled, the pressure in the cut area (60) can be maintained appropriately, and the occurrence of collapse or bulge can be prevented.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1〜図5は第1実施形態の施工内容を工程順に示したものである。以下、工程順に沿って施工内容を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show the construction contents of the first embodiment in the order of steps. Hereinafter, the construction contents will be described along the process order.
先ず、図1(第1工程)において、施工領域の地盤(地山)Gにボーリングロッド1を用いて水平方向にボーリング孔(ガイド孔)2を穿孔する。
First, in FIG. 1 (first step), a boring hole (guide hole) 2 is drilled in the horizontal direction using a
次の図2(第2工程)では、前記ボーリングロッド1の口元側端部に排泥制御装置3を装着し、前記穿孔したボーリング孔2の入口に対して口元止水処理4を行う。
そして、更にボーリングロッド1の内部に造成ロッド5を挿入する。
その造成ロッド5には、先端に低流動性ソイルモルタルを噴出する噴出口5aが設けられ、内部を流動性の低い固結材が流過する様に構成されており、且つ、外周上の先端から後退した位置には、穿孔したボーリング孔2を拡径し切削するための2つのノズルNa、Nbが離隔して設けられ、それらのそれぞれから噴射される高圧水のジェットJa、Jbが半径方向外方の所定距離にて交差し、交差噴流Jcとなる様に形成されている。
In the next FIG. 2 (second step), the
Then, the forming
The forming
そして、次の図3(第3工程)では、前記造成ロッド5を回転しつつ造成ロッド5のノズルNa、Nbから高圧水のジェットJa、Jbを噴射し、その交差噴流Jcによって地盤Gを切削しつつ造成ロッド5を順次引抜くことによって水平孔60を造成する。
当該水平孔60を所定の距離だけ掘り進んだ時点からは、交差噴流Jcを噴射しつつ且つ造成ロッド5の先端から低流動性ソイルモルタル(以降、「低流動性のソイルモルタル」を単に「ソイルモルタル」という)Mを噴出させる。その際、ソイルモルタルMが水平孔60に充填されることにより、切削された土壌Gと切削用高圧水とから成る排泥Kは、前記排泥制御装置3に介装された調整バルブ3bを通って排出口3aから水平孔60の外部に排出される。又、その流量は流量計測手段7によって計測され、後記するように調整バルブ3bの開度が制御されている。更に、排泥制御装置3には、地内圧の測定のために圧力計測手段8が取り付けられている。
In the next FIG. 3 (third process), jets of high-pressure water Ja and Jb are ejected from the nozzles Na and Nb of the forming
From the time when the
尚、排泥Kの流量計測は、排出口3aから排出後に行えばよいので、流量計測手段7として流路中に複雑な計測機器や、流路内の絞り等を介装する必要はなく、図示のように排出された容積の増加量を計測する機器を用いれば、計測器が流路の抵抗となって地内圧に影響を及ぼすことがなく好ましい。 In addition, since the flow rate measurement of the waste mud K should just be performed after discharge | emission from the discharge port 3a, it is not necessary to interpose a complicated measuring instrument in the flow path, the restrictor in a flow path, etc. as the flow volume measurement means 7, If a device that measures the increase in the discharged volume as shown in the figure is used, it is preferable that the measuring instrument becomes a resistance of the flow path and does not affect the ground pressure.
上述の交差噴流Jcで切削しつつソイルモルタルMを充填する工程を、図6及び図7を参照して更に詳細に説明する。
図6において、水平方向のLaの距離は交差ジェットJcを成す造成ロッド先端側のジェットJaで切削された円錐状の空間であり、Lcの距離は交差噴流Jcを図示の左方に移動させることによって精度良く切削された円筒状の空間であり、Lbの距離は交差噴流Jcを成す造成ロッド先端とは反対側のジェットJbで切削された円錐状の空間である。
The process of filling the soil mortar M while cutting with the above-described intersecting jet Jc will be described in more detail with reference to FIGS.
In FIG. 6, the distance La in the horizontal direction is a conical space cut by the jet Ja on the front end side of the forming rod that forms the intersecting jet Jc, and the distance Lc moves the intersecting jet Jc to the left in the figure. The distance Lb is a conical space cut by the jet Jb opposite to the tip of the forming rod forming the cross jet Jc.
次に、図7(図3と同様の工程)を参照して、低流動性のソイルモルタルMの安息角βに関する条件を説明する。
図7において、ソイルモルタルMの流動性が低く(図において、境界面を実線Cで示している)安息角が角度βであって、ソイルモルタルMの境界面Cが高圧水ジェットJaとの接触しなければ問題は生じない。
しかし、ソイルモルタルMの流動性が比較的高いと、ソイルモルタルMが高圧水ジェットJaと干渉し、分散して高圧水中に散乱してしまうので不都合である。
尚、ここで高圧水ジェットJaと造成ロッド5の中心軸方向のソイルモルタルMの位置との間の距離LとソイルモルタルMの流動性とは、充填されたソイルモルタルMが高圧水ジェットJaと衝突し、分散して高圧水中に散乱してしまうことが無い様に設定されていなければならない。
即ち、交差噴流Jcを成す2本のジェットJaとJbとは噴射角(α)が等しい場合が一般的であり、そのような場合は、図7に示すソイルモルタルMと空間との境界面Cの中心から先端側のジェットJaのノズルNaまでの距離Lは0.5m以上あることが好ましい。
尚、図示の角度「γ」は、 γ=180°−α であり、「β」はソイルモルタルMの安息角である。
Next, with reference to FIG. 7 (the same process as FIG. 3), the conditions regarding the angle of repose β of the low fluidity soil mortar M will be described.
In FIG. 7, the fluidity of the soil mortar M is low (in the figure, the boundary surface is indicated by a solid line C), the angle of repose is an angle β, and the boundary surface C of the soil mortar M is in contact with the high-pressure water jet Ja. Otherwise there will be no problem.
However, if the fluidity of the soil mortar M is relatively high, the soil mortar M interferes with the high-pressure water jet Ja, disperses and scatters in the high-pressure water.
Here, the distance L between the high pressure water jet Ja and the position of the soil mortar M in the direction of the central axis of the forming
That is, the two jets Ja and Jb forming the intersecting jet Jc generally have the same injection angle (α). In such a case, the boundary surface C between the soil mortar M and the space shown in FIG. The distance L from the center of the nozzle to the nozzle Na of the jet Ja on the tip side is preferably 0.5 m or more.
The angle “γ” shown in the figure is γ = 180 ° −α, and “β” is the angle of repose of the soil mortar M.
安息角βは、流体ジェットJb(Ja)の噴射角αより大きく取られている。ソイルモルタルMの安息角βが流体ジェットJb(Ja)の噴射角αよりも小さいと、図8に示すように、安息角β1が噴射角αより小さい場合(すなわち図中点線の矢印まで移動した時)の境界面C1上方の領域に、空洞Aが生じてしまうからである。 The repose angle β is set larger than the injection angle α of the fluid jet Jb (Ja). When the angle of repose β of the soil mortar M is smaller than the injection angle α of the fluid jet Jb (Ja), as shown in FIG. 8, when the angle of repose β1 is smaller than the injection angle α (that is, moved to the dotted arrow in the figure) This is because the cavity A is generated in the region above the boundary surface C1.
そして、次の図4(第4工程)では、水平孔60の切削が完了しており、残された水平孔60の空間の全領域にソイルモルタルMを充填する。
尚、前記排泥制御装置3では、該装置3の排出口3a側に介装された調整バルブ3bの開度を調節することにより、ボーリングロッド1内壁と造成ロッドの外周との間を通過して排出される排泥Kの量が地盤切削用高圧水量に低流動性ソイルモルタルMの注入量を加えた量に等しくなるように排泥量が制御されている(図9参照:後記にて説明する。)。
又、図示の例では、排泥をボーリングロッド1内壁と造成ロッド5外周との間を通過させて行っているが、一旦ボーリングロッド1のみを抜き去り、ボーリング孔2と造成ロッド5の外周との間を通過させて行ってもよい。
Then, in the next FIG. 4 (fourth step), the cutting of the
In addition, in the said waste
In the illustrated example, the waste mud is passed between the inner wall of the
図5(最終工程)において、ソイルモルタルMの充填が完了したならば、図示しないシールを施し、内部に造成ロッド5を挿通させたボーリングロッド1及びボーリングロッド1の外側端部に係合した排泥制御装置3をボーリング孔2から抜き出す。その後、水平孔60及びボーリング孔2に充填したソイルモルタルMが硬化すれば、一連の工事はほぼ完了する。
In FIG. 5 (final process), when the filling of the soil mortar M is completed, a seal (not shown) is applied, and the drainage engaged with the outer end of the
上述した構成及び工程を有する第1実施形態によれば、土壌切削用流体ジェット(例えば、高圧水ジェット)Ja、Jbによって切削された領域(水平孔60)内にソイルモルタルMが充填されるが、ソイルモルタルMは流動性が低いものが選択されているので、充填されたソイルモルタルMは切削された水平孔60内で自立する。換言すれば、充填されたソイルモルタルMは、高圧水ジェットJa、Jbによって切削された領域60の天井部分(垂直方向上端部)まで確実に到達する。
そのため、水平孔60の上方(天井近傍の部分)においても、空気や水等が溜まること無く低流動性のソイルモルタルMが充填され、いわゆる「巣」(ソイルモルタルMが存在せず、空気及び/又は水等が溜まった空間:空洞部)の形成が防止される。
According to 1st Embodiment which has the structure and process mentioned above, although soil mortar M is filled in the area | region (horizontal hole 60) cut by the fluid jet (for example, high pressure water jet) Ja and Jb for soil cutting. Since the soil mortar M having low fluidity is selected, the filled soil mortar M is self-supporting in the cut
Therefore, even above the horizontal hole 60 (portion in the vicinity of the ceiling), low-fluidity soil mortar M is filled without accumulation of air or water, so-called “nest” (no soil mortar M exists, air and (Or space where water or the like is accumulated: a hollow portion) is prevented.
そして、前記流動性の低いソイルモルタルMは前記流体ジェットJa、Jbと干渉しない様に充填されるので、ソイルモルタルMが前記流体ジェットJa、Jbによって切削された領域(水平孔60)内に拡散してしまうことは防止される。
この様に、充填されたソイルモルタルMは、切削された水平孔60内で自立した状態を維持しつつ、土壌切削用流体(例えば水)及び切削された土壌Gと置換される。その置換された土壌切削用流体(例えば水)及び切削された土壌Gは、切削された領域(水平孔60)から、排泥Kとして、ボーリング孔2及び排泥制御装置3を通って外部へ排出される。
And since the low-fluidity soil mortar M is filled so as not to interfere with the fluid jets Ja and Jb, the soil mortar M diffuses into a region (horizontal hole 60) cut by the fluid jets Ja and Jb. This is prevented.
In this way, the filled soil mortar M is replaced with the soil cutting fluid (for example, water) and the cut soil G while maintaining a self-supporting state in the cut
そして、図4に示す状態で低流動性ソイルモルタルMの充填は完了し、図5では、上述した態様にて、造成ロッド5、ボーリングロッド1及び排泥制御装置3を撤去する。
Then, the filling of the low fluidity soil mortar M is completed in the state shown in FIG. 4, and in FIG. 5, the forming
上述したように、この実施形態では、固結材(例えばソイルモルタル)Mの低い流動性に起因して切削された領域上方に空洞部が形成されないことに加えて、流体ジェットとして交差噴流Jcを用いているので、切削による拡径寸法或いは土壌Gの切削量を高精度に制御できる。そのため、水平方向或いは水平面に対して傾斜した方向に延在し、均一の円形断面を有する円柱形状の地中固結体を容易に造成することが出来る。 As described above, in this embodiment, in addition to the fact that the cavity is not formed above the region cut due to the low fluidity of the consolidated material (for example, soil mortar) M, the cross jet Jc is used as a fluid jet. Since it uses, the diameter-expansion dimension by cutting or the cutting amount of the soil G can be controlled with high precision. Therefore, it is possible to easily form a cylindrical underground solid body that extends in a horizontal direction or a direction inclined with respect to a horizontal plane and has a uniform circular cross section.
更に、土壌の切削量が高精度に制御できるため、前記流動性の低い固結材(例えば、ソイルモルタルM)の充填量と、切削で使用した土壌切削用流体(例えば高圧水)の量とが(その合算量が)、排泥量と等しくなる様な高精度の制御を実施可能に構成出来る。
この様に供給量と排出量とが等しくなるので、切削された領域(水平孔60)の上方においての崩落(低流動性固結材の充填量が少ない場合)や、隆起(低流動性固結材の充填量が多い場合)の発生を防止できる。
換言すると、供給量が排出量よりも少ない場合には、図19で説明した様に地盤沈下の原因となる。一方、供給量が排出量よりも多い場合には、図20で示す様に、固結材の充填圧力が地上側へ向かい、地面を隆起させる恐れがある。土壌の切削量が高精度に制御して、供給量と充填量とを等しくすることにより、図19で示すような地盤沈下や図20で示すような地盤隆起を防止できるのである。
Furthermore, since the cutting amount of soil can be controlled with high accuracy, the filling amount of the low-solidifying material (for example, soil mortar M), and the amount of soil cutting fluid (for example, high-pressure water) used in cutting, However, (the sum of the amounts) can be configured so that high-precision control can be performed so as to be equal to the amount of mud.
Since the supply amount and the discharge amount become equal in this way, collapse above the cut area (horizontal hole 60) (when the filling amount of the low-flowing solidified material is small) or bulge (low-flowing solidity) Can be prevented).
In other words, when the supply amount is smaller than the discharge amount, it causes ground subsidence as described in FIG. On the other hand, when the supply amount is larger than the discharge amount, as shown in FIG. 20, there is a possibility that the filling pressure of the caking material is directed to the ground side and the ground is raised. By controlling the cutting amount of the soil with high accuracy and equalizing the supply amount and the filling amount, the ground subsidence as shown in FIG. 19 and the ground uplift as shown in FIG. 20 can be prevented.
次に、上述した排泥制御装置3による排泥量の制御について、図9のフローチャートを参照して説明する。
先ず、流量計測手段7によって排泥Kの流量が計測され(ステップS1)、次に、計測された排泥Kの流量が、充填される固結材Mの流量とジェットJa、Jbとして噴出される流体(Ja、Jb)の流量との合計量と比較される(スッテプS2)。そして、計測された排泥Kの流量が、充填される固結材Mの流量とジェットJa、Jbとして噴出される流体(Ja、Jb)の流量との合計量と等しければ、そのまま調整バルブ3bの開度を維持し(ステップS3)、排泥Kの流量が多ければバルブ3bの開度を増加し(ステップS4)、排泥Kの流量が少なければバルブ3bの開度を減少する(ステップS5)。
そしてステップS6からステップS1に戻り、以下、連続して排泥流量の制御を行うのである。
Next, the control of the amount of sludge by the above-described
First, the flow rate of the waste mud K is measured by the flow rate measuring means 7 (step S1), and then the measured flow rate of the waste mud K is ejected as the flow rate of the consolidated material M to be filled and the jets Ja and Jb. And the total amount of the fluids (Ja, Jb) to be compared (step S2). If the measured flow rate of the waste mud K is equal to the total amount of the flow rate of the solidified material M to be filled and the flow rate of the fluid (Ja, Jb) ejected as the jets Ja, Jb, the
And it returns to step S1 from step S6, and controls a waste-mud flow volume continuously hereafter.
図10には、排泥Kの比重測定によって異常事態を検出する工程が、フローチャートで示されている。
排出口3aから排出された排泥Kは、図示してない比重計測手段によって比重が計測されている(ステップS11)。そして、計測された排泥Kの比重が、所定範囲内にあるか否かが判定される(ステップS12)。ステップS12において、計測された排泥Kの比重が所定範囲内であれば(ステップS13がYES)、ステップS11に戻り、ステップS11〜S13を繰り返す(ステップS13がYESのループ)。一方、計測された排泥Kの比重が所定範囲から外れていれば(ステップS13がNO)異常事態と判定され、例えば警報等を発して警告する。
ここで「異常事態」とは、例えば、流体ジェットの噴射に(例えば目詰まり等の)異常が生じて掘削土壌の比率が増加し比重が上昇したり、あるいは、切削に異常が起きて切削用流体の比率が増加し、比重が減少したりする等の事態で、安全且つ正確な施工のために早急な対応が必要とされる事態(一種の緊急事態)を意味している。
FIG. 10 is a flowchart showing a process of detecting an abnormal situation by measuring the specific gravity of the sludge K.
The specific gravity of the discharged mud K discharged from the discharge port 3a is measured by specific gravity measuring means (not shown) (step S11). Then, it is determined whether or not the measured specific gravity of the waste mud K is within a predetermined range (step S12). In step S12, if the measured specific gravity of the waste mud K is within a predetermined range (YES in step S13), the process returns to step S11, and steps S11 to S13 are repeated (a loop in which step S13 is YES). On the other hand, if the specific gravity of the measured waste mud K is out of the predetermined range (NO in step S13), it is determined that an abnormal situation has occurred, and for example, an alarm is issued to warn.
Here, the “abnormal situation” means, for example, that an abnormality (for example, clogging) occurs in the jet of the fluid jet and the ratio of the excavated soil increases and the specific gravity increases, or an abnormality occurs in the cutting and the It means a situation (a kind of emergency) in which an immediate response is required for safe and accurate construction due to an increase in the ratio of fluid and a decrease in specific gravity.
次に、地内圧(水平孔60内の圧力)の制御管理について、図11のフローチャートを参照して説明する。
地内圧の計測(ステップS21)は、排泥制御装置3に設けられた圧力計測手段8によって計測される。そして、計測された地内圧が所定範囲内か否か判定され(ステップS22)、所定範囲内であれば引き続き調整バルブ3bの開度を維持し(ステップS23)、所定範囲以下であれば調整バルブ3bの開度を減少し(ステップS24)、所定範囲以上であれば調整バルブ3Bの開度を増加する(ステップS25)。以下、ステップS21に戻って継続する。
このように、地内圧を管理制御することで、図19で示すような崩落や、図20で示すような陥没が発生するのを防止する。
Next, control management of ground pressure (pressure in the horizontal hole 60) will be described with reference to the flowchart of FIG.
The measurement of the ground pressure (step S21) is measured by the pressure measuring means 8 provided in the
In this way, by managing and controlling the ground pressure, the collapse as shown in FIG. 19 and the depression as shown in FIG. 20 are prevented from occurring.
次に、図12及び図13を参照して第2実施形態を説明する。
この実施形態は、高圧水ジェットによる切削拡径工程と、固結材Mの充填工程とを個々に施工するものである。
第1工程であるボーリング孔2の穿孔、及び第2工程の造成ロッド5の挿入は、前記第1実施形態の図1、図2と同様であって図示を省略している。
図12に示す工程(第3工程)では、造成ロッド5を回転しつつノズルNa、Nbから高圧水ジェットJa、Jbを噴射して所定の全長を引抜き、交差噴流Jcによって地盤Gを切削し、水平孔60の全領域を切削する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, the cutting diameter expansion process by the high-pressure water jet and the filling process of the consolidated material M are individually performed.
The drilling of the
In the step shown in FIG. 12 (third step), the high-pressure water jets Ja and Jb are jetted from the nozzles Na and Nb while rotating the forming
そして、図13(第4工程)では、再び造成ロッド5を挿入し、その先端からソイルモルタルMを噴出させつつ引抜き、水平孔60内に充填する。
ここで、ソイルモルタルMの充填量と切削で使用した土壌切削用流体(高圧水Ja、Lb)の供給量との合算した量は排泥Kの排出量と等しく制御されており、そして、最終工程は前記図5での説明と同様である。
なお、この第2実施形態は、水平孔60の全領域を切削した後、ソイルモルタルMを充填するまでの間に、切削された領域が土圧により崩落しない様に程度に強固な地盤で施工されるか、或いは、切削された領域内の圧力が土圧と同程度に維持されるような構成とすることが好ましい。
Then, in FIG. 13 (fourth step), the forming
Here, the total amount of the filling amount of the soil mortar M and the supply amount of the soil cutting fluid (high pressure water Ja, Lb) used in the cutting is controlled to be equal to the discharge amount of the sludge K, and the final The steps are the same as described in FIG.
In the second embodiment, after cutting the entire area of the
次に、図14〜図17を参照して第3実施形態を説明する。
この実施形態は、前述した第2実施形態では高圧水ジェットによる切削と充填の工程をそれぞれ全長に亘って1回で施工したのに対し、一定区間ずつの複数の工程に分けて切削・充填を交互に繰り返し施工するものである。
この場合も、ボーリング孔2の穿孔(第1工程)、造成ロッド5の挿入(第2工程)の両工程は前記図1及び図2と同様であり、省略されている。
次の図14に示す工程(第3工程)では、造成ロッド5を回転しつつノズルNa、Nbから高圧水ジェットJa、Jbを噴射して一定の長さを引抜き、交差噴流Jcによって所定全長の一部分の切削を行う。そして、図15に示す様にロッド5を再挿入し、前工程で切削された部分にソイルモルタルMの充填を行う(第4工程)。更に、次の部分についての交差噴流Jcによる切削(第5工程:図16)、そしてソイルモルタルMの充填(第6工程:図17)を交互に繰り返し、所定の全長に亘って水平孔60の充填を行う。尚、最終工程は前記図5と同様である。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, the cutting and filling processes by the high-pressure water jet are performed once over the entire length in the second embodiment described above, whereas the cutting and filling are divided into a plurality of processes for each fixed section. The construction is repeated alternately.
Also in this case, both the drilling of the boring hole 2 (first process) and the insertion of the forming rod 5 (second process) are the same as in FIGS. 1 and 2 and are omitted.
In the next step shown in FIG. 14 (third step), high-pressure water jets Ja and Jb are ejected from nozzles Na and Nb while the forming
以上の各実施形態においては、交差噴流Jcを使って切削を行っているので、図6の符号Yで示す領域に造成ロッド5の先端(ソイルモルタルの噴出口5a)が来た際に、低流動性のソイルモルタルMを隙間無く充填することが困難となる恐れがある。
In each of the above embodiments, since the cutting is performed using the cross jet Jc, when the tip of the forming rod 5 (
これに対して、図18で示す第4実施形態はソイルモルタル充填用の造成ロッド50の先端を下方に向け折り曲げている。
On the other hand, in the fourth embodiment shown in FIG. 18, the tip of the forming
この様にソイルモルタル充填用の造成ロッド50の先端を折曲することにより、折曲した先端部50aが、切削された領域60の円錐形状端部に近接し、当該領域(図16の符号Yで示した領域;交差噴流で切削された領域における円錐形状の端部)中に、低流動性のソイルモルタルMを隙間無く充填することが容易となる。
In this way, by bending the tip of the forming
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述では無い旨を付記する。
例えば、図示の実施形態では、水平方向にボーリングし固結材の充填を行う例を述べているが、本発明は、水平面に対して傾斜した方向にボーリングを行う場合においても同様に適用できるものである。
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
For example, in the illustrated embodiment, an example is described in which the boring is performed in the horizontal direction and the solidification material is filled. However, the present invention can be similarly applied when boring in the direction inclined with respect to the horizontal plane. It is.
1・・・ボーリングロッド
2・・・ボーリング孔
3・・・排泥制御装置
3a・・・排出口
3b・・・調整バルブ
5、50・・・造成ロッド
6、60・・・水平孔
7・・・流量計測手段
8・・・圧力計測手段
G・・・地盤
Jc・・・高圧水(交差)ジェット
M・・・低流動性ソイルモルタル
Na、Nb・・・ノズル
α・・・噴射角度
β・・・安息角
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