高圧ロータリージェット掘削リグはどのようにしてソイルセメント柱を作成するのでしょうか?

高圧ロータリージェット掘削リグはどのようにしてソイルセメント柱を作成するのでしょうか?

高圧ロータリーを使用したソイルセメント柱の作成ジェット掘削リグは、弱く圧縮可能な土壌を安定した耐荷重要素に変える高度な地盤改良技術です。国際的にはジェットグラウト工法として知られるこのプロセスには、極度の高圧で注入されたセメント質グラウト スラリーと自然土壌をその場で混合することが含まれます。結果として得られるソイルセメント柱またはパネルは、支持力を大幅に向上させ、沈下を軽減し、土留めまたは水力遮断壁を提供することができます。この方法の有効性は、土壌を侵食し、同時に混合するために高圧流体ジェットによって供給される膨大なエネルギーにかかっています。

このプロセスは、指定されたカラム位置に高圧回転ジェット掘削リグを配置することから始まります。次に、リグは、比較的小径のドリルストリングを使用して、必要な処理深さまでガイド穴を開けます。多くの場合、切粉を除去してボーリング孔を安定させるために、低圧の流体または空気の助けを借ります。この最初の掘削段階により、ジェットグラウトストリングが障害物なくターゲットゾーンに到達できることが保証されます。所望の深さに達したら、ジェットグラウト注入作業を開始します。ドリルストリングは高圧ポンプに接続されており、通常は 400 ～ 600 bar、場合によってはそれ以上の圧力を生成できます。このポンプは、グラウト スラリーをドリル ロッドを介して押し出し、モニターの基部または噴射ヘッドにある特別に設計されたノズルから排出します。

この技術の核心はモニターと噴射動作にあります。グラウトが超音速でノズルから放出されると、周囲の土壌マトリックスを強制的に侵食する一貫した高エネルギーのジェットが形成されます。次に、高圧回転ジェット掘削リグが回転を開始し、ドリルストリングを穴の底から上に向かってゆっくりと引き抜きます。回転と引き出しの組み合わせは慎重に制御され、均一なカラム直径が確保されます。ジェットの浸食力により空洞が形成され、同時にグラウト スラリーが充填され、混合されます。吸引速度、回転速度、ポンプ圧力のパラメータは、土壌の種類と希望するカラム直径に基づいて正確に校正されます。たとえば、取り出しが遅くなり、圧力が高くなると、一般にカラムの直径が大きくなります。

いくつかのジェットグラウトシステムがあり、高圧回転ジェット掘削リグは、最も一般的なものである上記の単一流体システム用に構成できます。このシステムでは、グラウト スラリーのみが切断および混合媒体として機能します。土壌粒子はばらばらに砕かれ、セメントグラウトと混合されて均質なソイルセメント材料が形成されます。強度や浸透性などの最終的な柱の特性は、土壌の元の特性、グラウトの水セメント比、混合効率によって決まります。このプロセスでは、大量の埋没物（過剰なグラウトと移動した土壌の混合物）が生成され、ボーリング孔の環状部に沿って地表に戻ります。この戦利品は、後の廃棄または処理のために封じ込めシステムで管理および収集する必要があります。

この技術をうまく実行できるかどうかは、厳格な品質管理と土壌とジェットの相互作用の理解にかかっています。高圧ロータリージェット掘削リグのオペレーターは、流量、圧力、回転速度、リフト速度などのすべての重要なパラメータを継続的に監視し、記録する必要があります。設計の前提条件を確認し、特定のサイト条件に合わせて操作パラメータを調整するために、生産前試行 (テスト カラム) がよく行われます。これらの試験柱はその後、その形状を検証し、回収されたソイルセメントサンプルの強度を試験するために掘削またはコア抜きが行われます。エネルギー入力とジェットの運動学を制御することにより、高圧ロータリージェット掘削リグ地盤を効果的に補強する、予測可能で有能なソイルセメント柱を作成します。