JP2675129B2 - 噴射注入工法における破砕範囲の測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、噴射注入工法における破砕範囲の測定装置
に関する。

［従来の技術］ 噴射注入工法の施工における地盤や岩盤の破砕範囲の
計測は、出来上り柱状固結体の品質管理や工法能率の向
上を図るための基礎技術のひとつである。

そのために、地中連続壁や場所打ち杭の掘削時には、
通常、ベントナイト液中で超音波の反射により破砕範囲
を計測し、施工管理に反映させている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、噴射注入工法の場合のように、セメント粒子
や土粒子の懸濁液中で、しかも、その濃度が著しく高い
場合は、超音波を送信しても減衰が大きく正確な結果を
得ることはできない。そのために、超音波の出力を大き
くしたり、反射液を効率よくキャッチするためのパラボ
ラアンテナの利用やスタッキング手法の利用、あるいは
得られたデータの処理方法などについての技術開発が進
められている。しかしながら、その実用化には更に研究
を要し、しかも、その装置が複雑になるという欠点があ
る。

本発明は、測定精度が良く、構造簡単な噴射注入工法
における破砕範囲の測定装置を提供することを目的とし
ている。

［知見］ ベントナイト液又は水の複層噴流中に超音波を乗せて
送り、更に壁面からの反射波の同じ噴流中を伝播したも
のを受信すると、超音波の減衰が極めて少なく、明確な
データを得ることができ、測定装置も比較的簡単なもの
となる。本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明の噴射注入工法における破砕範囲の測定装置に
よれば、高圧の水又はベントナイト液を噴射するノズル
と、該ノズルの中央奥部に防護筒に囲まれて設けられた
超音波送受波器と、該送受波器を地上に接続する送受信
用ケーブルと、前記ノズルに水又はベントナイト液を圧
送するポンプと、データ送受信器と、超音波発振器と、
データレコーダとを設けてある。

上記ノズルは、中央の高圧ノズルと、その高圧ノズル
回りに設けた環状の低圧ノズルとで構成し、これら両ノ
ズルと超音波送受波器とで噴射装置を構成するのが好ま
しい。

また、噴射装置は、測定を噴射注入工法の施工時に行
う場合は、公知技術による水中モニタの下端部に取付け
てガイド孔の所定深度に設置し、該工法の施工後に行う
場合は、ロッドの下端部に取付けて破砕孔の孔底に設置
するのが好ましい。

［作用］ 上記のように構成された噴射注入工法における破砕範
囲の測定方法及びその装置において、噴射装置を回転す
ると共に、ポンプを作動して両ノズルから水又はベント
ナイト液を噴射し、超音波送受波器から超音波を発振し
てその破砕孔壁からの反射波を受信し、これら発振波と
受信波とに基づき地上に設置した機器により破砕孔の内
径を測定する。

この際、超音波は防護筒によるノズル噴流の影響から
保護され、かつ、ノズル噴流中を伝播し反射するので、
減衰が極めて少なく、正確な測定値が得られる。

したがって、また、高周波の超音波を送受信して明確
な記録が得られるので、読み取り誤差が小さい。

また、スラリーと地山のように音響インピーダンスの
差が極めて小さい地盤においても、正確なデータが得ら
れる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図には、本発明を実施する装置が示されている。

図において、ガイド孔１の所定深度に挿入された水中
モニタ２の上方には三重管３および三重管スイベル４が
順次連結されている。この三重管３は支持装置５に回転
自在に支持され、三重管スイベル４はクレーン６により
吊り下げられており、クレーン６によって三重管スイベ
ル４を上下動することにより、水中モニタ２が上下動さ
れるようになっている。そして、三重管スイベル４は、
図示しないグラウドポンプ、コンプレッサ及び高圧水ポ
ンプに接続されている。

測定装置は、水中モニタ２の下端部に設けられ後記の
超音波送受波器18を備えた噴射装置13と、超音波送受波
器18に接続された送受信用ケーブル７と、支持装置５の
下部に設けられた送受信用ケーブル７が接続されたデー
タ送受信器８と、地上に設置された噴射装置13に水又は
ベントナイト液を送るポンプ９、無線送受信器10、超音
波発振器11及びデータレコーダ12とからなっている。

第２図及び第３図において、噴射装置13には、高圧の
水又はベントナイト液を噴射する高圧ノズル14の回り
に、低圧の水又はベントナイト液を噴射する低圧ノズル
14が環状に設けられ、それぞれホース16、17により地上
のポンプ９に接続されている。

その高圧ノズル14の中央奥部には、超音波送受波器18
が設けられ、その回りは防護筒19で覆われ、水又はベン
トナイト液の高圧噴流の影響を防ぐようになっている。
そして、この超音波送受波器18は、送受信用ケーブル７
によりデータ送受信器８に接続されている。

測定は、コラムジェット工法などの噴射注入工法の施
工時のリアルタイムで行う方法と、前記工法の施工後に
行う方法との２種類あるが、本発明はいずれの場合にも
実施できる。

第４図（ａ）ないし（ｂ）にあ、リアルタイムで実施
する態様が示されている。

先ず、施工の対象となる施工深度まで、例えば直径15
cm程度のガイド孔１を穿孔する（第４図（ａ））。

次いで、噴射装置13を下端部に設けた水中モニタ２を
所定深度に設置する（第４図（ｂ））。

次いで、水中モニタ２からコラムジェット20を噴射し
て地盤を破砕すると共に、噴射装置13のノズル14、15か
ら水又はベントナイト液を噴射しながら超音波送受波器
18からの超音波を発振し、発振波と、その破砕孔21の孔
壁からの反射波と地上の機器10〜12で処理し、破砕孔21
の内径を測定する（第３図（ｃ））。この際、コラムジ
ェット工法の例えばセメントミルクのような注入材の懸
濁粒子が大きく、粘度が高いスラリー中でも、水又はベ
ントナイト液の噴流に乗せられた超音波は、減衰が非常
に少なく、極めて正確なデータが得られる。

第５図（ａ）ないし（ｃ）には、施工と計測をタイム
ラグを設けて実施する態様が示されている。

先ず、コラムジェット工法などの噴射注入工法終了
後、施工機械22等を撤去する（第５図（ａ））。

次いで、ロッド23の下端部に噴射装置13を取付け、セ
メントミルク等スラリー24が充填されている破砕孔21の
孔底に設置する（第５図（ｂ））。

次いで、ロッド23を回転し、地上のポンプ９を作動す
ると共に、超音波送受波器18から超音波を発振して前述
と同様に掘削孔21の内径を測定する（第５図（ｃ））。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

コラムジェット工法などのような噴射注入工法の施工
時、注入材としてセメントミルクのような懸濁粒子が大
きく、粘度の高いスラリー中でも超音波の減衰が非常に
少なく、極めて正確なデータを得ることができる。

また、超音波の発振波、反射波の伝播路である水又は
ベントナイト液の噴流は、地盤の種類に応じて例えば非
崩壊性の粘性土又は崩壊性の砂地盤に対し、水噴流又は
ベントナイト液噴流と使い分けることができる。

また、スラリーと地山のように音響インピーダンスの
差異が極めて小さい地盤の施工でも、正確なデータを得
ることができる。

また、施工中でも、施工後でも同様に正確なデータを
得ることができる。

また、地盤の破砕範囲をみながら施工できるので、セ
メントミルクなどの注入材を経済的に使用し、計画した
範囲だけ正確に地盤改良を行い、施工能率を向上するこ
とができる。

また、ノズルを中央の高速ノズルと環状の低速ノズル
との二重ノズル（必要に応じて三重以上の複重ノズルと
する）に構成し、中央の噴流の有効飛走距離を長くし、
1000センチポアズを越える高粘度のスラリー中でも2m程
度の範囲までの計測を行うことができる。

また、噴射注入工法だけでなく、懸濁粒子が大きく、
見掛け比重の大きい例えば場所打ち杭の孔底部などに対
しても実施することができる。

また、超音波発振器をノズル内部に設ける構造なの
で、構造が比較的簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一例を示す全体構成
図、第２図は噴射装置を示す側断面図、第３図は第２図
のＡ矢視図、第４図（ａ）ないし（ｃ）はリアルタイム
に実施する態様を示す工順図、第５図（ａ）〜（ｃ）は
施工と計測をタイムラグを設けて実施する態様を示す工
順図である。 ７……送受信用ケーブル、８……超音波送受信器、９…
…ポンプ、10……無線送受信器、11……超音波発振器、
12……データレコーダ、13……噴射装置、14……高圧ノ
ズル、15……低圧ノズル、18……超音波送受波器、19…
…防護筒、21……破砕孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧の水又はベントナイト液を噴射するノ
   ズルと、該ノズルの中央奥部に防護筒に囲まれて設けら
   れた超音波送受波器と、該送受波器を地上に接続する送
   受信用ケーブルと、前記ノズルに水又はベントナイト液
   を圧送するポンプと、データ送受信器と、超音波発振器
   と、データレコーダとを設けたことを特徴とする噴射注
   入工法における破砕範囲の測定装置。