特許 6942001 高圧噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6942001

(24)【登録日】2021年9月9日

(45)【発行日】2021年9月29日

(54)【発明の名称】高圧噴射装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20210916BHJP

【ＦＩ】

   E02D3/12 102

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-150735(P2017-150735)

(22)【出願日】2017年8月3日

(65)【公開番号】特開2019-27238(P2019-27238A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】矢部 浩史

(72)【発明者】

【氏名】田中 肇一

【審査官】 湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−０４６０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１３５５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１２８７０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０１−１５６２３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−０９５４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５８９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５３２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−１０２８２１８（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０６０５０３３７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤中にロッドに設けられた噴射ノズルから流体を高圧噴射させて該地盤の削孔と改良を行う高圧噴射装置において、
前記流体を供給するロッドと、前記ロッドの先端に設けられ、前記流体の噴射力の反力により回転する３つの回転ノズルと、を備え、
前記３つの回転ノズルに前記流体を高圧噴射する噴射ノズルをそれぞれ設け、
前記３つの回転ノズルのうちの先端側の回転ノズルの噴射ノズルを削孔用とし、中間側の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用とし、後側の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用或いは削孔排泥の排出用とし、
かつ、前記中間側の回転ノズルの回転方向を少なくとも前記先端側の回転ノズルの回転方向と異ならせたことを特徴とする高圧噴射装置

【請求項2】

請求項１記載の高圧噴射装置であって、
前記３つの回転ノズルは、
前記流体が流通する主流体通路が中心に突出した軸部まで形成されたホルダと、
前記主流体通路に連通する副流体通路が形成され、前記ホルダの軸部を中心として回転する回転体と、を備え、
前記回転体の前記副流体通路を前記主流体通路に対して所定角度傾斜させて設け、該副流体通路に噴射ノズルを取り付け、
前記噴射ノズルから噴射される前記流体の噴射力の反力により前記回転体を回転自在にしたことを特徴とする高圧噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤中に水や固化材を高圧噴射して、地盤の削孔と改良を行う高圧噴射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の高圧噴射工法として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

【0003】

この高圧噴射工法は、注入ロッド（回転ロッド）を回転させながら地盤に貫入させ、所定の深度に達したところで、注入ロッドの先端部の側壁に設けられたノズルよりセメントスラリーを水平方向に高圧噴射して、注入ロッドを中心とした円柱状の改良体を造成する工法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−５６４７７号公報

【特許文献2】特開２００２−２２７１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前記従来の高圧噴射工法では、注入ロッド（軸）の直角方向に設置したノズルから１方向にセメントスラリーをジェット噴射させるため、ある一定の範囲しか噴射改良を行うことができなかった。また、注入ロッドを回転させる必要があるため、スイベルやロッドの回転機構が必要不可欠であった。

【0006】

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、ロッドを回転させることなく、ロッドの先端に設けた複数の回転ノズルの回転により、削孔及び地盤改良の範囲を拡大することができる構造が簡素で安価な高圧噴射装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願発明の地盤中にロッドに設けられた噴射ノズルから流体を高圧噴射させて該地盤の削孔（掘削）と改良を行う高圧噴射装置は、前記流体を供給するロッドと、前記ロッドの先端に設けられ、前記流体の噴射力の反力により回転する３つの回転ノズルと、を備え、前記３つの回転ノズルに前記流体を高圧噴射する噴射ノズルをそれぞれ設け、前記３つの回転ノズルのうちの先端側の回転ノズルの噴射ノズルを削孔用とし、中間側の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用とし、後側の回転ノズルの噴射ノズルを地盤改良用或いは削孔排泥の排出用とし、かつ、前記中間側の回転ノズルの回転方向を少なくとも前記先端側の回転ノズルの回転方向と異ならせたことを要旨とする。

【発明の効果】

【0008】

本願発明の高圧噴射装置によれば、流体を供給するロッドと、ロッドの先端に設けられ、流体の噴射力の反力により回転する３つの回転ノズルと、を備え、３つの回転ノズルに流体を高圧噴射する噴射ノズルをそれぞれ設けたことにより、ロッドを回転させることなく、ロッドの先端に設けた３つの回転ノズルの回転により、削孔及び地盤改良の範囲を拡大することができる。即ち、３つの回転ノズルの各噴射ノズルからの流体の高圧（ジェット）噴射の圧力や流量、回転方向、速度等を目的に合わせて変えることが可能となるため、従来のように回転する注入ロッドの１箇所のノズルで行うよりも削孔及び地盤改良の径の拡大化を図ることができる。また、ロッドを回転させながら地盤中に貫入或いは引き抜くことがないため、スイベルやロッド回転機構を不要となり、その分、全体構造の簡素化と低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態の高圧噴射装置の断面図である。

【図2】（ａ）は上記高圧噴射装置に設けられた噴射ノズルの噴射流の説明図、（ｂ）は同高圧噴射装置の回転体と噴射ノズルの関係を示す概略説明図である。

【図3】上記高圧噴射装置の回転ノズルの回転原理を示す説明図である。

【図4】上記高圧噴射装置を備えた地盤改良装置の側面図である。

【図5】上記地盤改良装置の上部チャックを開き、下部チャックを閉じてロッドを下部チャックで把持した状態を示す説明図である。

【図6】上記上部チャックを閉じ、下部チャックを開いてシリンダのピストンロッドを退動させてロッドを地盤中に貫入する直前の状態を示す説明図である。

【図7】上記ロッドを地中の所定深さに貫入した状態を示す説明図である。

【図8】上記ロッドを地中の所定深さに貫入した後で、上部チャックを開き、下部チャックを閉じてロッドを下部チャックで把持した状態を示す説明図である。

【図9】上記ロッドを下部チャックで把持した状態で、上部チャックを開いてシリンダのピストンロッドを進動させて上部チャックを上昇させた状態を示す説明図である。

【図10】上記ロッドを複数本継ぎ足して所定深さまで貫入させた後で、ロッドを引き抜きながら地盤改良する状態を示す説明図である。

【図11】本発明の第２実施形態の高圧噴射装置の断面図である。

【図12】本発明の第３実施形態の高圧噴射装置の断面図である。

【図13】上記第３実施形態の高圧噴射装置による地盤改良時の状態を示す説明図である。

【図14】上記第３実施形態の高圧噴射装置による地盤改良の状態の要部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0011】

図１は本発明の第１実施形態の高圧噴射装置の断面図、図２（ａ）は同高圧噴射装置に設けられた噴射ノズルの噴射流の説明図、図２（ｂ）は同高圧噴射装置の回転体と噴射ノズルの関係を示す概略説明図、図３は同高圧噴射装置の回転ノズルの回転原理を示す説明図、図４は同高圧噴射装置を備えた地盤改良装置の側面図、図５〜図１０は同高圧噴射装置による地盤改良を順を追って示す説明図である。

【0012】

図１及び図２（ａ）に示すように、高圧噴射装置４０は、ロッド３０の先端３０ａ側に後述する噴射ノズル５７，５８から高圧噴射される流体Ｓの噴射力の反力により自転（回転）する第１，第２回転ノズル４１，４２を備えている。

【0013】

そして、図４〜図１０に示すように、地盤改良装置１０は、流体Ｓを供給する円筒状のロッド３０と、このロッド３０を一対のブラケット１２，１２を介して略垂直の起立状態に保持する台座（装置本体）１１と、一対のブラケット１２，１２の間に取り付けられ、ロッド３０を回転させることなく地盤１中に貫入・引き抜きするロッド昇降駆動機構２０と、ロッド３０内に掘削用の水や改良用のセメントスラリー（固化材）の流体Ｓを供給する流体供給ホース３５と、ロッド３０の先端３０ａに蓋体３１を介して取り付けられた高圧噴射装置４０と、を備えていて、地盤１中にロッド３０の先端３０ａの各回転ノズル４１，４２の各噴射ノズル５７，５８から流体Ｓを高圧噴射させて地盤１の削孔（掘削）と改良を行うものである。

【0014】

即ち、円筒状のロッド３０内には流体供給ホース３５が挿入されていて、図示しない水槽やプラントからポンプを介して圧送される流体Ｓが供給されるようになっている。このポンプで圧送される水や固化材の噴射力を利用して、第１回転ノズル４１と第２回転ノズル４２とを互いに逆方向に回転させると共に、第１回転ノズル４１の噴射ノズル５７より噴射されるジェット水により地盤１を削孔（掘削）し、ロッド３０を地盤１中に貫入すると共に、第２回転ノズル４２の噴射ノズル５８より噴射されるセメントスラリーにより改良体Ｋを造成するものである。尚、図５に示すように、台座１１の中央には、ロッド３０と高圧噴射装置４０が貫通する開口孔１１ａを形成してある。

【0015】

図４〜図１０に示すように、ロッド昇降駆動機構２０は、ロッド３０の先端３０ａ側を把持する一対の下部チャック２１，２１と、ロッド３０の先端３０ａ側より上方側（ロッド３０の中途部）を把持する一対の上部チャック２２，２２と、この一対の上部チャック２２，２２を昇降動させる一対の油圧シリンダ（シリンダ）２３，２３と、で構成されている。

【0016】

一対の下部チャック２１，２１は、図示しない小型の一対の油圧シリンダにより開閉動自在になっている。また、一対の上部チャック２２，２２は、図示しない小型の一対の油圧シリンダにより開閉動自在になっている。さらに、一対の油圧シリンダ２３，２３は、シリンダ本体２３ａと、このシリンダ本体２３ａに対して進退動するピストンロッド２３ｂから構成されている。また、一対の油圧シリンダ２３，２３は、各シリンダ本体２３ａの上端側より左右水平方向に延びる支軸２４を介して一対のブラケット１２，１２の上部間に枢支されている。そして、ピストンロッド２３ｂの上端に上部チャック２２がスライド自在にピン枢支されており、シリンダ本体２３ａに対するピストンロッド２３ｂの進退動により上部チャック２２が昇降動するようになっている。

【0017】

図１、図２及び図４〜図１０に示すように、高圧噴射装置４０は、ロッド３０の先端３０ａ側に、流体Ｓの噴射力の反力により逆方向に回転する第１，第２回転ノズル４１，４２を備えている。即ち、ロッド３０の先端３０ａには円柱状の蓋体３１を固定してある。この蓋体３１の中央には円形孔３１ａが形成されており、この円形孔３１ａを介してロッド３０の先端３０ａから供給される流体Ｓの噴射力の反力により互いに逆方向に回転する第１，第２回転ノズル４１，４２を備えた高圧噴射装置４０が蓋体３１に所定手段により取り付けられている。

【0018】

図１に示すように、高圧噴射装置４０の第１回転ノズル４１は、流体Ｓが流通する第１主流体通路４６Ａを中央に形成した軸部４５を有するホルダ４４と、第１主流体通路４６Ａに連通する一対の第１副流体通路４６ａ，４６ａが形成され、ホルダ４４の軸部４５を中心として流体Ｓの噴射力の反力により回転する第１回転体５１と、で構成されている。

【0019】

また、図１及び図２（ｂ）に示すように、高圧噴射装置４０の第２回転ノズル４２は、流体Ｓが流通する２主流体通路４７Ａを中央に形成した軸部４５を有するホルダ４４と、第２主流体通路４７Ａに連通する一対の第２副流体通路４７ａ，４７ａが形成され、ホルダ４４の軸部４５を中心として流体Ｓの噴射力の反力により回転する第２回転体５２と、で構成されている。

【0020】

ホルダ４４は大径の円柱状に形成されており、その前面の中央にはホルダ４４の本体より小径で円柱状の軸部４５が一体突出形成されている。この軸部４５は、先端側の小径軸部４５ａと基部側の中径軸部４５ｂとで段差円柱状に形成されており、小径軸部４５ａに一対のボールベアリング５４，５４を介して第１回転体５１が回転自在に支持され、中径軸部４５ｂに一対のボールベアリング５５，５５を介して第２回転体５２が回転自在に支持されている。

【0021】

図１に示すように、ホルダ４４の第１主流体通路４６Ａは、軸部４５の小径軸部４５ａの中央まで形成され、第２主流体通路４７Ａは第１主流体通路４６Ａの周りに仕切られて軸部４５の中径軸部４５ｂに形成されている。そして、ホルダ４４とロッド３０の先端３０ａに固定された円柱状の蓋体３１とは、ネジ止め或いは溶接（所定手段）等により固定されている。これにより、ロッド３０内からの蓋体３１の円形孔３１ａを介してホルダ４４の第１，２主流体通路４６Ａ，４７Ａに水或いはセメントスラリー等の流体Ｓが供給されるようになっている。

【0022】

第１回転体５１は、ホルダ４４の外径と同径の円柱状に形成されており、その中央にホルダ４４の小径軸部４５ａが挿入される断面円形の中心穴５１ａが形成されている。また、第１回転体５１の第１主流体通路４６Ａに連通された一対の第１副流体通路４６ａ，４６ａはＬ字形に形成されていて、その各先端側に一対の噴射ノズル５７，５７が各第１副流体通路４６ａに対して所定角度傾斜して取り付けられている。この一対の噴射ノズル５７，５７の先端側は、第１回転体５１の前面５１ｃより外側に露出している。さらに、各第１副流体通路４６ａを挟むように第１回転体５１の中心穴５１ａの内周面には一対の円環状凹部５１ｂ，５１ｂが形成されており、各円環状凹部５１ｂに嵌合されたシールリング４９により第１副流体通路４６ａからの流体Ｓの漏れを防ぐようなっている。

【0023】

また、図１に示すように、第２回転体５２は、ホルダ４４の外径と同径の円柱状に形成されており、その中央にホルダ４４の中径軸部４５ｂが挿通される断面円形の中心孔５２ａが形成されている。また、図２（ｂ）に示すように、第２回転体５２の第２主流体通路４７Ａに連通された一対の第２副流体通路４７ａ，４７ａは直線状に形成されていて、その各先端側に一対の噴射ノズル５８，５８が各第２副流体通路４７ａに対して所定角度傾斜して取り付けられている。この一対の噴射ノズル５８，５８の先端側は、第２回転体５２の外周面５２ｃより外側に露出している。さらに、各第２副流体通路４７ａを挟むように第２回転体５２の中心孔５２ａの内周面には一対の円環状凹部５２ｂ，５２ｂが形成されており、各円環状凹部５２ｂに嵌合されたシールリング４９により第２副流体通路４７ａからの流体Ｓの漏れを防ぐようなっている。

【0024】

図３に示すように、軸部４５（各副流体通路４６ａ，４７ａ）に対し第１回転体５１の噴射ノズル５７と第２回転体５２の噴射ノズル５８が所定角度θ傾斜していることにより、噴射ノズル５７，５８から水或いはセメントスラリーの流体Ｓが高圧噴射されたとき、各回転体５１，５２がこの噴射力により、ホルダ４４の軸部４５を中心として回転するようになっている。即ち、図３に示すように、噴射ノズル５７，５８から高圧噴射される流体Ｓの噴射力をＦとすると、ホルダ４４の軸部４５に直交する面内において噴射力Ｆの水平分力であるＦ×ｓｉｎθ＝Ｆ′が作用する。この水平分力Ｆ′が推進力（反力）となって、各回転体５１，５２がホルダ４４の軸部４５を中心として回転するようになっている。

【0025】

尚、図２（ａ）に示すように、第１回転ノズル４１の傾斜した削孔用の一対の噴射ノズル５７，５７が回転しながら水Ｓを高圧（ジェット）噴射する際に、螺旋状（渦巻き状）の高圧噴射水Ｓがジェット噴射されることで、地盤１の掘削の削孔（ほぐす）範囲が広くなり、また、第２回転ノズル４２の傾斜した地盤改良用の一対の噴射ノズル５８，５８から高圧噴射セメントスラリーＳがジェット噴射されることにより、地盤１中にセメントスラリーＳを簡単かつ確実にジェット噴射して攪拌することができ、セメントスラリーＳのジェット噴射による改良体Ｋを簡単に造成できるようになっている。

【0026】

次に、削孔用の水や地盤改良用のセメントスラリーの流体Ｓの噴射力の反力により互いに逆方向に回転する第１，第２回転ノズル４１，４２を先端３０ａに取り付けたロッド３０を用い、地盤１中に各回転ノズル４１，４２の各噴射ノズル５７，５８から流体Ｓを高圧噴射させて地盤１の削孔と地盤改良の手順を、図５〜図１０を用いて説明する。

【0027】

まず、図５に示すように、地盤改良装置１０のロッド昇降駆動機構２０の一対の上部チャック２２，２２を開き、一対の下部チャック２１，２１を閉じてロッド３０を一対の下部チャック２１，２１で把持した状態で地盤１上の所定位置に高圧噴射装置４０をセットする。

【0028】

次に、図６に示すように、地盤改良装置１０のロッド昇降駆動機構２０の一対の下部チャック２１，２１を開き、一対の上部チャック２２，２２を閉じてロッド３０を把持した状態で、一対の油圧シリンダ２３の各ピストンロッド２３ｂを退動（収縮）させて一対の上部チャック２２，２２を下降させてロッド３０を地盤１中にピストンロッド２３ｂの長さ分貫入する。このロッド３０を地盤１中に貫入する際に、図７に示すように、ロッド３０の先端３０ａに取り付けられた第１回転ノズル４１の削孔用の一対の噴射ノズル５７，５７より水（流体）Ｓをジェット噴射させて、地盤１を緩めながらロッド３０をピストンロッド２３ｂの長さ分貫入する。

【0029】

次に、図８に示すように、ロッド３０をピストンロッド２３ｂの長さ分貫入した後で、一対の上部チャック２２，２２を開き、一対の下部チャック２１，２１を閉じてロッド３０を一対の下部チャック２１，２１で把持する。

【0030】

次に、図９に示すように、ロッド３０を一対の下部チャック２１，２１で把持した状態で、一対の油圧シリンダ２３の各ピストンロッド２３ｂを進動（伸長）させて、開状態にある一対の上部チャック２２，２２のみをピストンロッド２３ｂの長さ分上昇させる。このロッド３０を引き抜く工程で、第２回転ノズル４２の地盤改良用の一対の噴射ノズル５９，５９よりセメントスラリー（流体）Ｓをジェット噴射させながら、掘削土とセメントスラリーＳを攪拌混合させて地盤改良する。

【0031】

次に、１本のロッド３０が地盤１中に所定深さ貫入するまで、図５から図９に示す各工程を繰り返し行い、図１０に示すように、ロッド３０を複数本継ぎ足して所定深さまで貫入させた後で、ロッド３０を引き抜く工程で、第２回転ノズル４２の地盤改良用の一対の噴射ノズル５９，５９よりセメントスラリー（流体）Ｓをジェット噴射させながらロッド３０をロッド昇降駆動機構２０を介して引き抜いて地盤１中に改良体Ｋを造成する。この造成の際、第１回転ノズル４２の一対の噴射ノズル５８，５８からもセメントスラリー（流体）Ｓをジェット噴射させれば、掘削土とセメントスラリーＳがより効率的に攪拌される。

【0032】

このように、ロッド３０をロッド昇降駆動機構２０を介して地盤１中に鉛直方向に貫入し、引き抜く際に、各回転ノズル４１，４２の各噴射ノズル５７，５８よりジェット噴射される流体Ｓを介して地盤１の削孔と改良体Ｋの造成を行うようにしたことにより、大型の油圧シリンダを必要とせずに、また、ロッド３０を回転させることなくロッド昇降駆動機構２０で鉛直方向に昇降動させる超小型の高圧噴射装置４０で地盤改良を短時間で簡単かつ確実に行うことができる。また、ロッド３０を回転させることがないため、スイベルやロッド回転機構が不要となり、その分、全体構造の簡素化と低コスト化を図ることができる。

【0033】

この地盤１の削孔と地盤改良の際に、第１回転ノズル４１の第１回転体５１の前面５１ｃに傾斜させて突設させた一対の噴射ノズル５７，５７より削孔用の水の流体Ｓを高圧噴射させて地盤１を掘削することができ、かつ、第２回転ノズル４２の第２回転体５２の外周面５２ｃに傾斜させて突設させた一対の噴射ノズル５８，５８より地盤改良用のセメントスラリーの流体Ｓを高圧噴射させて改良体Ｋを造成することができるため、削孔と造成を１つの回転ノズルで行う場合よりも、削孔及び改良体Ｋの径の拡大化をより一段と図ることができる。

【0034】

さらに、第１回転ノズル４１と第２回転ノズル４２の回転方向（正逆）や速度（圧力や角度）、噴射方向を目的に合わせて変えることが可能となる。例えば、第１回転ノズル４１の回転を早くして地盤１を削孔することができ、また、第２回転ノズル４２の回転を遅くして改良体Ｋを造成することができる。このように、ロッド３０を回転させることなく、ロッド３０の先端３０ａに設けた第１回転ノズル４１と第２回転ノズル４２の互いに異なる方向の回転により、削孔及び地盤改良の範囲を拡大することができる。つまり、第１回転ノズル４１と第２回転ノズル４２の各噴射ノズル５７，５８からの流体Ｓのジェット噴射の圧力や流量、回転方向、速度を目的に合わせて変えることが可能となるため、従来のように回転する注入ロッドの１箇所のノズルで行うよりも削孔及び地盤改良の径の拡大化をより一段と図ることができる。

【0035】

図１１は本発明の第２実施形態の高圧噴射装置の断面図である。

【0036】

この第２実施形態の高圧噴射装置４０′は、ホルダ４４の軸部４５の基端側の大径軸部４５ｃに第３回転ノズル４３の第３回転体５３を一対のボールベアリング５６，５６を介して回転自在に支持してある点が、前記第１実施形態と異なる。

【0037】

即ち、図１１に示すように、高圧噴射装置４０′の第３回転ノズル４３は、流体Ｓが流通する第３主流体通路４８Ａを中央に形成した軸部４５を有するホルダ４４と、第３主流体通路４８Ａに連通する一対の第３副流体通路４８ａ，４８ａが形成され、ホルダ４４の軸部４５を中心として流体Ｓの噴射力の反力により第１回転体５１と同方向に回転する第３回転体５３と、で構成されている。

【0038】

ホルダ４４の第３主流体通路４８Ａは、軸部４５の大径軸部４５ｃの先端側まで第２主流体通路４７Ａの周りに仕切られて形成され、ロッド３０内からの蓋体３１の円形孔３１ａを介してホルダ４４の第１，２，３主流体通路４６Ａ，４７Ａ，４８Ａに水或いはセメントスラリー等の流体Ｓが供給されるようになっている。

【0039】

第３回転体５３は、ホルダ４４の外径と同径の円柱状に形成されており、その中央にホルダ４４の大径軸部４５ｃが挿通される断面円形の中心孔５３ａが形成されている。また、第３回転体５３の第３主流体通路４８Ａに連通された一対の第３副流体通路４８ａ，４８ａは直線状に形成されていて、その各先端側に地盤改良用の一対の噴射ノズル５９，５９が各第３副流体通路４８ａに対して所定角度傾斜して取り付けられている。さらに、各第３副流体通路４８ａを挟むように第３回転体５３の中心孔５３ａの内周面には一対の円環状凹部５３ｂ，５３ｂが形成されており、各円環状凹部５３ｂに嵌合されたシールリング４９により第３副流体通路４８ａからの流体Ｓの漏れを防ぐようなっている。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、前記第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0040】

以上第２実施形態の装置によれば、前記第１実施形態と同様の作用・効果を奏し、さらに、ロッド３０を地盤１中から引き抜く地盤改良の際に、回転方向と噴射方向が違う第２回転ノズル４２と一対の噴射ノズル５８，５８及び第３回転ノズル４３と一対の噴射ノズル５９，５９により、掘削土をより一段と粉砕・微細化することができ、かつ、掘削土とセメントスラリーＳの攪拌効率をより一段と向上させることができる。

【0041】

図１２は本発明の第３実施形態の高圧噴射装置の断面図、図１３は同高圧噴射装置による地盤改良時の状態を示す説明図、図１４は同高圧噴射装置による地盤改良の状態の要部を示す斜視図である。

【0042】

この第３実施形態の高圧噴射装置４０″は、ホルダ４４の軸部４５の基端側の大径軸部４５ｃに一対のボールベアリング５６，５６を介して回転する第３回転ノズル４３の第３回転体５３の後面５３ｄ側に、削孔排泥の排出用の一対の噴射ノズル５９′，５９′が各第３副流体通路４８ａ′に対して所定角度傾斜して突設されている点が、前記第２実施形態と異なる。

【0043】

また、この第３実施形態の高圧噴射装置４０″は、図示しない地盤改良装置のリーダに沿って昇降する昇降ケーシング５の下端（先端）５ａに取り付けられている水平方向に伸縮する小径、中径、大径の各ロッド３０，３２，３３の前側の小径のロッド３３の先端３０ａに取り付けられている。この各ロッド３０，３２，３３は、スライド自在に挿入されて抜け止めされていて、大径のロッド３３に昇降ケーシング５の下端５ａが連結されている。そして、昇降ケーシング１８内の配管６から各ロッド３０，３２，３３内に流通する流体Ｓの流体圧により大径のロッド３３に対して中径と小径のロッド３２，３０が伸長すると共に、この大径のロッド３３に対して中径と小径のロッド３２，３０が伸長した状態が、電動ウインチ７によるワイヤ８の巻き取りにより、大径のロッド３３に対して中径と小径のロッド３２，３０が縮退して大径のロッド３３内に収容されるようになっている点が、前記第１及び第２実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第２実施形態と同様であるため、前記第２実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0044】

以上第３実施形態の高圧噴射装置４０″によれば、図１３に示すように、地盤１に形成した穴部１ａ内に、昇降ケーシング５の下端５ａに取り付けられた大径のロッド３３を所定深さまで入れ、配管６より流体としての水Ｓを供給する。この水Ｓの配管６から各ロッド３０，３２，３３内への吐出時の水圧により、図１３に示すように、大径のロッド３３に対して中径と小径のロッド３２，３０が水平方向に伸長しながら地盤１の予め掘られた穴部１ａの側壁を削孔する。この際、小径のロッド３０の先端３０ａに取り付けられた高圧噴射装置４０″の第１回転ノズル４１の一対の噴射ノズル５７，５７が回転しながら水Ｓを高圧（ジェット）噴射する。

【0045】

第１回転ノズル４１の第１回転体５１の前面５１ｃに傾斜して設けられた一対の噴射ノズル５７，５７から螺旋状（渦巻き状）の高圧噴射水Ｓがジェット噴射されることで、地盤１の穴部１ａの側壁の削孔（ほぐす）範囲が広くなる。この際、第３回転ノズル４３の第３回転体５３の後面５３ｄに傾斜して突設された一対の噴射ノズル５９′，５９′からエア等の流体Ｓをジェット噴射することで、高圧噴射装置４０″の貫入力の補助や、削孔により生じる排泥の排出を促進させることができ、掘削を簡単かつ確実に短時間で行うことができる。

【0046】

そして、地盤１の穴部１ａの側壁の水平方向の削孔後は、配管６より流体としてのセメントスラリーＳを切り換え供給する。この場合、第２回転ノズル４２の第２回転体５２の外周面５２ｃに対して傾斜して設けられた一対の噴射ノズル５８，５８から高圧噴射セメントスラリーＳがジェット噴射されるため、地盤１中にある既設構造物２直下の空洞部３にセメントスラリーＳを簡単かつ確実にジェット噴射することができ、セメントスラリーＳのジェット噴射による改良体Ｋと既設構造物２の底面との密着を容易に行うことができる。この際、第１回転ノズル４１の一対の噴射ノズル５７，５７から螺旋状（渦巻き状）に高圧噴射セメントスラリーＳをジェット噴射しても良い。

【0047】

そして、地盤１中にある既設構造物２直下の地盤改良の後は、セメントスラリーの流体Ｓを伸長した各ロッド３０，３２，３３内から抜きながら電動ウインチ７によりワイヤ８を巻き取ることにより、大径のロッド３３に対して中径と小径のロッド３２，３０を縮退させて大径のロッド３３内に中径と小径のロッド３２，３０を収容する。次に、昇降ケーシング１５の下端５ａに取り付けられた各ロッド３０，３２，３３を地盤１の穴部１ａより引き上げることにより、下方（下側）の地盤改良作業が終了する。そして、この地盤改良作業を上方（上側）に順次繰り返すことにより、図１４に示すように、改良体Ｋを横長団子状に地盤１中にある既設構造物２直下まで行って既設構造物２直下を地盤改良する。

【0048】

このように、地盤改良装置の昇降ケーシング５の下端５ａに、水或いはセメントスラリー等の流体Ｓが流通する流体通路を内部に有して水平方向に伸縮する各ロッド３０，３２，３３の大径のロッド３３を取り付け、小径のロッド３０の先端３０ａに流体Ｓの噴射力Ｆの反力Ｆ′により回転する各回転ノズル４１，４２，４３を設けた高圧噴射装置４０″を取り付け、各ロッド３０，３２を各回転ノズル４１，４２，４３の噴射ノズル５７，５８，５９′より高圧噴射される流体Ｓの流体圧で水平方向に伸長自在したことにより、図１３及び図１４に示すように、地盤１中にある既設構造物２直下に空洞部３がある場合に、既設構造物２直下の空洞部３まで各ロッド３０，３２を水平方向に伸長させながら短時間で削孔及び地盤改良をすることができる。これにより、地盤１の削孔の範囲及び地盤改良の範囲をより一段と拡大させることができる。

【0049】

さらに、削孔の後方側に第３回転ノズル４３を設けて、その第３回転体５３の後面５３ｄに傾斜して突設された一対の噴射ノズル５９′，５９′からエア等の流体Ｓをジェット噴射することで、貫入力の補助や、削孔によって生じる排泥の排出を促進させることができる。

【0050】

尚、前記各実施形態によれば、固化材としてセメントスラリーを用いたが、固化材はセメントスラリーに限られるものではない。また、各回転体に一対の噴射ノズルを傾斜させて突設したが３つ以上の噴射ノズルを傾斜させて突設しても良い。

【符号の説明】

【0051】

１ 地盤
３０ ロッド
３０ａ 先端
４０，４０′，４０″ 高圧噴射装置
４１ 第１回転ノズル（回転ノズル）
４２ 第２回転ノズル（回転ノズル）
４３ 第３回転ノズル（回転ノズル）
４４ ホルダ
４５ 軸部
４６Ａ 第１主流体通路（主流体通路）
４６ａ 第１副流体通路（副流体通路）
４７Ａ 第２主流体通路（主流体通路）
４７ａ 第２副流体通路（副流体通路）
４８Ａ 第３主流体通路（主流体通路）
４８ａ 第３副流体通路（副流体通路）
５１ 第１回転体（回転体）
５２ 第２回転体（回転体）
５３ 第３回転体（回転体）
５７ 削孔用の噴射ノズル
５８，５９ 地盤改良用の噴射ノズル
５９′ 削孔排泥の排出用の噴射ノズル
Ｓ 水或いはセメントスラリー（流体）
Ｋ 改良体
Ｆ 噴射力
Ｆ′ 反力
θ 傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】