JP2000080640A - 薬液注入工法およびこれに用いる注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】浸透注入による同心円筒状の改良体を造成する
こと、直径で約５ｍ程度の大形の改良体を造成するこ
と。 【解決手段】対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔３
１を形成するとともに、軸方向に間隔を置いて複数のパ
ッカー６，６を外面部に有し、かつ隣接するパッカー
６，６間に注入口７を有する注入管１０を挿入孔３１内
に相対的に挿入し、隣接する両パッカー６，６を膨出さ
せて挿入孔３１壁面に密着させ、このとき隣接パッカー
６，６と挿入孔３１壁面と注入管１０外面とで囲まれる
領域を空間とした状態で、注入口７から薬液を注入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良のための
薬液注入工法およびこれに用いる注入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工法および装置は、主に昭和４
０年代の後半から昭和５０年代において多くの改良が加
えられてきた。現在も使用されている代表例はロッド注
入工法、ストレーナ注入工法、および二重管ダブルパッ
カー注入工法である。

【０００３】このうち二重管ダブルパッカー注入工法
は、確実な浸透注入を行うことができる点で優れてい
る。

【０００４】二重管ダブルパッカー注入においては、予
め対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を形成し、そ
の挿入孔内に二重管ダブルパッカー注入用注入管（外管
と内管を備える）を挿入する。

【０００５】しかし、挿入孔と注入管との間には、クリ
アランスが生じ、薬液を注入したとき、その薬液が地上
に流出してしまうので、予め、そのクリアランスにセメ
ントベントナイト充填材を充填しておき、薬液の圧送圧
によりそのセメントベントナイト充填材を割裂させなが
ら、地盤内に薬液を注入する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、セメント
ベントナイト充填材を割裂した薬液は、挿入孔壁面に対
応した地盤と接したきわめて狭く広い面積の部位を通し
て浸透注入する。

【０００７】このために注入速度を増大させると、地盤
が薬液も受け入れる浸透許容速度を上回り、地盤内にお
いて割裂が生じ、挿入孔の軸心を中心とした同心円筒状
の改良体を造成できず、地盤の緩み部分に多く注入され
る。その結果、改良体は一般的に楕円状となる。ちなみ
に、浸透許容速度は砂質土地盤では一般的に約１０リッ
トル／分である。

【０００８】本発明の主たる課題は、浸透注入による横
断面同心円状の改良体を造成すること、注入の各ステー
ジにおいて、直径で約５ｍ程度の球状の大形の改良体を
造成できることにある。この改良体を軸方向に連結また
は連続させるようにすると、直径約５ｍ程度の円筒状の
改良体を造成できる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の請求項１記載の発明は、対象地盤を所定深度まで掘
削して挿入孔を形成するとともに、軸方向に間隔を置い
て複数のパッカーを外面部に有し、かつ隣接するパッカ
ー間に注入口を有する注入管を前記挿入孔内に相対的に
挿入し、前記隣接する両パッカーを膨出させて前記挿入
孔壁面に密着させ、このとき前記隣接パッカーと挿入孔
壁面と注入管外面とで囲まれる領域を空間とした状態
で、前記注入口から薬液を注入することを特徴とする薬
液注入工法である。

【００１０】請求項２記載の発明は、対象地盤を所定深
度まで掘削して挿入孔を形成するとともに、先端より基
部側にパッカーを外面部に有し、かつ前記パッカーより
先端側に注入口を有する注入管を前記挿入孔内に相対的
に挿入し、前記パッカーを膨出させて前記挿入孔壁面に
密着させ、このとき前記パッカーと挿入孔壁面と注入管
外面とで囲まれる領域を空間とした状態で、前記注入口
から薬液を注入することを特徴とする薬液注入工法であ
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、軸方向に間隔を置
いた複数の部位に注入口を有する注入管と、前記注入管
内に挿入し移動可能な注入内管とを用い、前記注入内管
を前記注入管内において軸方向に移動させて、異なる部
位において注入口から薬液を注入する請求項１または２
記載の薬液注入工法である。

【００１２】請求項４記載の発明は、軸方向に間隔を置
いて複数のパッカーが外面部に装着され、隣接パッカー
の間にそれぞれ注入口が形成された注入外管と、この外
管に挿入可能であり、吐出口を有しその前後が注入外管
内面に液密に密着し、かつ内部に薬液を圧送する注入内
管とを用い、対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を
形成するとともに、前記注入外管を前記挿入孔内に相対
的に挿入し、前記注入内管を軸方向に位置移動させなが
ら、次記の（１）および（２）の工程を繰り返すことを
特徴とする薬液注入工法である。 （１）隣接するパッカーのそれぞれについて、パッカー
位置に前記吐出口を位置させてそのパッカーと吐出口と
を連通させた状態で、前記注入内管流路を通して膨出用
流体をパッカー内部に送り込んで膨出させて前記挿入孔
壁面に密着させる工程。 （２）前記注入外管内に注入内管を挿入し、前記パッカ
ーを作用させた状態で、前記注入内管に薬液を圧送して
前記吐出口から吐出させ、前記注入口を通して薬液を注
入する工程。

【００１３】請求項５記載の発明は、前記注入外管に透
孔が形成され、この透孔を軸方向に跨いで前記パッカー
が設けられ、そのパッカーの軸方向前後端部が注入外管
に液密に封止され、前記透孔を通して前記パッカー内に
膨出用流体が送り込まれる請求項４記載の薬液注入工法
である。

【００１４】請求項６記載の発明は、前記注入外管に透
孔が形成され、この透孔を覆って変形可能なスリーブが
設けられ、このスリーブを軸方向に跨いで前記パッカー
が設けられ、そのパッカーの軸方向前後端部が注入外管
に液密に封止されたものを用い、前記膨出用流体を前記
透孔を通して送り込み、この送り込み時においてスリー
ブが変形させて膨出用流体をパッカー内に流入させ、流
入完了状態において、スリーブを復元させて前記透孔を
閉塞させる請求項４または５記載の薬液注入工法であ
る。

【００１５】請求項７記載の発明は、壁面に透孔が形成
され、この透孔を跨ぐパッカーが、軸方向に間隔を置い
て複数外面部に装着され、隣接パッカーの間に注入口が
形成された注入外管と、この注入外管に挿入可能であ
り、注入外管内面に吐出口の前後が液密に密着し、かつ
内部に薬液を圧送する注入内管とを有することを特徴と
する薬液注入装置である。

【００１６】請求項８記載の発明は、壁面に透孔が形成
され、透孔を覆って変形可能なスリーブが設けられ、こ
のスリーブを跨ぐ軸方向前後が注入外管に液密に封止さ
れたパッカーが、軸方向に間隔を置いて複数外面部に装
着され、隣接パッカーの間に注入口が形成された外管
と、この注入外管に挿入可能であり、注入外管内面に吐
出口の前後が液密に密着し、かつ内部に薬液を圧送する
注入内管とを有し、前記スリーブは前記透孔を通る膨出
用流体の送り込み圧力により変形可能であり、パッカー
内への膨出用流体流入完了状態において、スリーブが復
元されて前記透孔を閉塞させるように構成した、ことを
特徴とする薬液注入装置である。

【００１７】請求項９記載の発明は、前記外管の注入口
が、可撓性スリーブで覆われるか、あるいは薬液の送給
圧により破断する被膜で覆われている請求項６〜８のい
ずれか１項に記載の薬液注入装置である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施の形
態によってさらに詳説する。

【００１９】＜注入装置例＞まず、注入装置について説
明すると、図１は外管１０を示し、第１管１の壁面に透
孔４が形成され、この透孔４を覆って変形可能なゴムな
どの可撓性スリーブ５が設けられ、このスリーブ５を跨
いで、軸方向前後がそれぞれ、第１管１と螺合した第２
管２および第３管３に液密に封止されたゴムなどの可撓
性のパッカー６が装着されている。

【００２０】図３に示されているように、外管１０は単
位管として用意され、単位管の第２管２と他の単位管の
第３管３とが螺合連設されて長尺の注入外管とされる。

【００２１】連接注入外管とする場合、パッカー６は軸
方向に間隔を置いて複数、たとえば３個以上外面部に装
着される。さらに、隣接パッカー６，６の間にそれぞれ
注入口７が、図１に示すように、第３管３に形成されて
いる。注入口７は一つのほか、図１に示すように複数、
たとえば４段で各段において９０度間隔で合計１６個形
成することができる。これらの注入口７，７…は、周辺
地盤からの砂粒子の侵入防止手段を採用することが望ま
しく、この砂粒子の侵入防止手段としては、各段を図１
に示すように、ゴムなどの可撓性スリーブ８で覆う、あ
るいは薬液の送給圧により破断するたとえば塩化ビニル
製の被膜を各段もしくは全体にわたって被覆するなどの
態様を採用できる。

【００２２】一方、図１に示すように、注入内管２０が
用意される。この注入内管２０は外管１０に挿入可能で
あり、外管１０内面に吐出口２２の前後が液密に密着
し、かつ内部に薬液を圧送するものであれば限定されな
いが、その構造例として、単純に、薬液の送給路を有す
る内管主体２１の吐出口２２の前後に、ゴムなどのパッ
カー部材２３，２４を設けたもののほか、特公昭６３−
４４８９３号公報の第４図に図示されたものをそままま
利用することができる。

【００２３】＜第１の施工例＞かかる注入装置を用いて
施工を行うに際しては、まず、図２に示すように、対象
地盤３０を所定深度まで掘削して挿入孔３１を形成す
る。この場合、挿入孔３１の崩落防止のためにケーシン
グ５０を用いて削孔することが望ましい。

【００２４】そして、注入外管１０を挿入孔３１内に挿
入する。

【００２５】その後、ケーシング５０を用いて挿入孔３
１を形成した場合には、これを撤去する。これにより、
注入外管１０を挿入孔３１内に相対的に挿入されること
となる。注入外管１０は直接またはケーシング５０とと
もに建込むことができるので、この意味で注入外管１０
を挿入孔３１内に「相対的に挿入する」との文言を本発
明において使用するものである。

【００２６】しかる後に、パッカー６位置に吐出口２２
を位置させてそのパッカー６の透孔４と吐出口２２とを
連通させた状態で、注入内管２０内の流路を通して膨出
用流体４０、好適には固結性材料たとえばセメントもし
くはセメントベントナイトなどを圧送し、隣接するパッ
カー６，６のそれぞれの内部に送り込んでこれらのパッ
カー６，６を膨出させて挿入孔３１壁面に密着させる。

【００２７】この膨出用流体４０の送り込みに際して
は、前述のように、注入内管２０を用いてその内部流路
を通して吐出口２２から吐出させるほか、他の適宜の手
段を用いることができる。いすれにしても、膨出用流体
４０は透孔４を通り、その送給圧によりスリーブ５が変
形し、たとえばそのスリーブ５両端部を第１管１の外面
と離間させながらパッカー６内に送り込まれる。パッカ
ー６が十分に膨出した時点で、膨出用流体４０の送り込
みを停止する。すると、スリーブ５は復元して、透孔４
を封止する。このパッカー６の膨出は、少なくとも隣接
パッカー６，６において行えばよいが、必要ならば対象
のパッカーの全てを順次膨出させておいてもよい。

【００２８】かかる段取りが終了したならば、あるいは
注入内管２０を膨出用流体４０の送り込みに用いるので
あればそのまま、注入外管１０内に注入内管２０を挿入
し、パッカー６，６を作用させた状態で、注入内管２０
に膨出用流体４０に代えて薬液を圧送して吐出口２２か
らから吐出させ、注入口７，７…を通して、可撓性スリ
ーブ８を変形させつつもしくは被膜を破断させて、薬液
を周辺地盤に向かって浸透注入させる。

【００２９】薬液の注入に際しては、好適には注入内管
２０を外管１０の最深部まで挿入し、隣接パッカーをま
たは前述のように全てのパッカーを膨出させた後に、注
入内管２０を対応する注入口７，７…形成部位に対応す
る１スナップごと引き上げて順次注入することが望まし
い。逆に、上部から最深部に向かうステップダウン方式
や適宜の選択位置順で上下させる方式を採用できる。

【００３０】この場合、従来のように予めセメントベン
トナイト充填材を充填し、薬液の圧送圧によりそのセメ
ントベントナイト充填材を割裂させながら、地盤内に薬
液を注入する方法とは異なり、図５に示すように、隣接
パッカー６，６と挿入孔３１壁面と注入外管１０外面と
で囲まれる領域は充填材が存在しない空間であるから、
注入口７，７…を通して注入された薬液Ｇは、隣接パッ
カー６，６間において、比較的広い空間に満たされた状
態で、地盤３０内に注入される。

【００３１】したがって、その空間に面する挿入孔３１
の全体から地盤３０内に浸透するので、仮に高い注入速
度であっても割裂を生じることなく浸透することが実験
の結果から判明した。その結果、一つの注入ゾーンから
大量の薬液を注入することが可能となり、地盤内に浸透
した薬液は遠くまで浸透注入されることが判明した。実
験の結果では、注入径として約５ｍを得ることができ
た。

【００３２】薬液として、水ガラス系の薬液、特にシリ
カゾル系薬液を用いることが浸透注入の点で好ましい。
土中のゲルタイムとしては１〜１０時間程度が望まし
い。注入速度としては、４０リットル／分程度まで注入
できる。

【００３３】パッカーの膨出用流体としては、セメント
ベントナイトのほか、水や空気を用いることもできる
が、セメントベントナイトであると、これがやがて硬化
し、強固にパッカー６を挿入孔３１の孔壁面に密着させ
ることができる点で好ましい。パッカー６，６間の寸法
としては、１０cm〜２ｍ、特に好ましくは２５〜５０cm
程度とすることができる。

【００３４】図７に示すように、パッカー６とパッカー
６，６間寸法の合計長は、目標の改良体Ｚの直径（たと
えば５〜６ｍ程度）にほぼ一致させるのが好ましい。

【００３５】＜第２の施工例＞本発明は、臨海地区のほ
ぼ均一の砂地盤において液状化対策や地盤強化のための
工法として特に有効であるが、その地盤が、たとえば図
８に示すように、砂礫層などを含んでいる場合には、透
水係数がより大きい当該砂礫層を通して薬液が逸走する
可能性がある。そこで、主パッカー６長の中間または中
央を挟んで、分割パッカー６Ａ，６Ａに分割し、その間
に副注入口７Ａを形成し、この副注入口７Ａを砂礫層に
位置させ、分割パッカー６Ａ，６Ａを膨出した後に、副
注入口７Ａからセメントベントナイトや数秒〜数分のゲ
ルタイムを示す瞬結材などを注入し、砂礫層に荒詰め
し、続いて、主注入口７から薬液を注入すると、薬液に
逸走を生じることなく、均一な改良体を造成できる。

【００３６】＜第３の施工例＞改良体は、図６に示すよ
うに、軸方向に連続的にほか、図９に示すように、不連
続的に造成するものでもよい。この場合、同図のよう
に、隣接パッカー６，６間を飛ばして次の隣接パッカー
６，６間において薬液を注入するとき、飛ばそうとする
隣接パッカー６，６間に、予めセメントベントナイトな
どのシールグラウト材Ｘを注入して孔壁との間に充填し
ておくのが望ましい。これにより、次の隣接パッカー
６，６間において注入する薬液が、パッカー６と孔壁を
通って、飛ばした隣接パッカー６，６間に回り込むこと
を防止できる。

【００３７】＜第４の施工例＞本発明において、一つの
注入場所当り１つの改良体を造成するものでもよい。こ
のとき、図１０に示すように、先端より基部側にパッカ
ー６を外面部に有し、かつこのパッカー６より先端側に
注入口７を有する注入管１０を挿入孔３１内に相対的に
挿入し、パッカー６を膨出させて挿入孔３１壁面に密着
させ、このときパッカー６と挿入孔３１壁面と注入管１
０外面とで囲まれる領域を空間とした状態で、注入口７
から薬液を注入するようにしてもよい。

【００３８】（本発明の注入原理）前述の利点をもたら
す本発明の注入原理を改めて説明すると、図１１（Ａ）
に示すように、従来の二重管ダブルパッカー注入工法
は、予め孔壁との間にセメントベントナイト充填材Ｓを
充填し、薬液の圧送圧によりそのセメントベントナイト
充填材Ｓを割裂させながら、地盤内に薬液Ｇを注入する
方法ものである。したがって、充填材Ｓの割裂部位はご
く少数であり、その割裂部位からのみ薬液Ｇが注入され
るため、地盤に対する浸透面積は割裂部位に面する面積
の合計であり、浸透面積はきわめて小さい。

【００３９】これに対して、本発明では、図１１（Ｂ）
に示すように、充填材Ｓを充填していない空間全体から
薬液Ｇを注入するものであるために、薬液Ｇがその広い
空間に満たされつつ地盤３０内に注入される。したがっ
て、その空間に面する挿入孔３１の全体を浸透対象面積
として浸透注入されるので、一つの注入ゾーンから大量
の薬液を注入することが可能となり、地盤内に浸透した
薬液は遠くまで浸透注入される。

【００４０】実際に、従来の二重管ダブルパッカー注入
工法と本発明の注入工法とを、吐出量と注入圧力との関
係を比較すると、表１及び図１２の結果が得られた。こ
の結果からも、上記の本発明の注入原理が確認できた。

【００４１】

【表１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、浸透注
入による同心円筒状の改良体を造成することができると
ともに、たとえば直径で約５ｍ程度の大形の改良体を造
成できるなどの利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】注入装置例の縦断面図である。

【図２】本発明方法の第１段階の説明図である。

【図３】本発明方法の第２段階の説明図である。

【図４】本発明方法の第３段階の説明図である。

【図５】注入部分及び注入状態の要部説明図である。

【図６】改良体の造成終了段階の説明図である。

【図７】パッカー長と改良体の直径との関係の説明図で
ある。

【図８】第２の施工例の説明図である。

【図９】第３の施工例の説明図である。

【図１０】第４の施工例の説明図である。

【図１１】従来例との対比の下で本発明の注入原理の説
明図である。

【図１２】従来の二重管ダブルパッカー注入工法と本発
明の注入工法とを、吐出量と注入圧力との関係での比較
結果のグラフである。

【符号の説明】

１…第１管、２…第２管、３…第３管、４…透孔、５…
スリーブ、６…パッカー ７…注入口、８…皮膜、１０…外管、２０…注入内管、
２１…内管主体、２２…突出口、２３、２４…パッカー
部材、３０…対象地盤、３１…挿入孔、４０…膨張用流
体、５０…ケーシング、Ｇ…薬液、Ｚ…改良体。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月３０日（１９９９．７．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】薬液注入工法およびこれに用いる注入装
置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良のための
薬液注入工法およびこれに用いる注入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工法および装置は、主に昭和４
０年代の後半から昭和５０年代において多くの改良が加
えられてきた。現在も使用されている代表例はロッド注
入工法、ストレーナ注入工法、および二重管ダブルパッ
カー注入工法である。

【０００３】このうち二重管ダブルパッカー注入工法
は、確実な浸透注入を行うことができる点で優れてい
る。

【０００４】二重管ダブルパッカー注入においては、予
め対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を形成し、そ
の挿入孔内に二重管ダブルパッカー注入用注入管（外管
と内管を備える）を挿入する。

【０００５】しかし、挿入孔と注入管との間には、クリ
アランスが生じ、薬液を注入したとき、その薬液が地上
に流出してしまうので、予め、そのクリアランスにセメ
ントベントナイト充填材を充填しておき、薬液の圧送圧
によりそのセメントベントナイト充填材を割裂させなが
ら、地盤内に薬液を注入する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、セメント
ベントナイト充填材を割裂した薬液は、挿入孔壁面に対
応した地盤と接したきわめて狭い面積の部位のみを通し
て浸透注入する。

【０００７】このために注入速度を増大させると、地盤
が薬液も受け入れる浸透許容速度を上回り、地盤内にお
いて割裂が生じ、挿入孔の軸心を中心とした同心円筒状
の改良体を造成できず、地盤の緩み部分に多く注入され
る。その結果、改良体は一般的に楕円状となる。ちなみ
に、浸透許容速度は砂質土地盤では一般的に約１０リッ
トル／分である。

【０００８】本発明の主たる課題は、浸透注入による横
断面同心円状の改良体を造成すること、注入の各ステー
ジにおいて、直径で約５ｍ程度の球状の大形の改良体を
造成することにある。この改良体を軸方向に連結または
連続させるようにすると、直径約５ｍ程度の円筒状の改
良体を造成できる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の請求項１記載の発明は、対象地盤を所定深度まで掘
削して挿入孔を形成するとともに、軸方向に間隔を置い
て複数のパッカーを外面部に有し、かつ隣接するパッカ
ー間に注入口を有する注入管を前記挿入孔内に相対的に
挿入し、前記隣接する両パッカーを膨出させて前記挿入
孔壁面に密着させ、このとき前記隣接パッカーと挿入孔
壁面と注入管外面とで囲まれる領域を空間とした状態
で、前記注入口から薬液を注入することを特徴とする薬
液注入工法である。

【００１０】請求項２記載の発明は、対象地盤を所定深
度まで掘削して挿入孔を形成するとともに、先端より基
部側にパッカーを外面部に有し、かつ前記パッカーより
先端側に注入口を有する注入管を前記挿入孔内に相対的
に挿入し、前記パッカーを膨出させて前記挿入孔壁面に
密着させ、このとき前記パッカーと挿入孔壁面と注入管
外面とで囲まれる領域を空間とした状態で、前記注入口
から薬液を注入することを特徴とする薬液注入工法であ
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、軸方向に間隔を置
いた複数の部位に注入口を有する注入管と、前記注入管
内に挿入し移動可能な注入内管とを用い、前記注入内管
を前記注入管内において軸方向に移動させて、異なる部
位において注入口から薬液を注入する請求項１または２
記載の薬液注入工法である。

【００１２】請求項４記載の発明は、軸方向に間隔を置
いて複数のパッカーが外面部に装着され、隣接パッカー
の間にそれぞれ注入口が形成された注入外管と、この外
管に挿入可能であり、吐出口を有しその前後が注入外管
内面に液密に密着し、かつ内部に薬液を圧送する注入内
管とを用い、対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を
形成するとともに、前記注入外管を前記挿入孔内に相対
的に挿入し、前記注入内管を軸方向に位置移動させなが
ら、次記の（１）および（２）の工程を繰り返すことを
特徴とする薬液注入工法である。 （１）隣接するパッカーのそれぞれについて、パッカー
位置に前記吐出口を位置させてそのパッカーと吐出口と
を連通させた状態で、前記注入内管流路を通して膨出用
流体をパッカー内部に送り込んで膨出させて前記挿入孔
壁面に密着させる工程。 （２）前記注入外管内に注入内管を挿入し、前記パッカ
ーを作用させた状態で、前記注入内管に薬液を圧送して
前記吐出口から吐出させ、前記注入口を通して薬液を注
入する工程。

【００１３】請求項５記載の発明は、前記注入外管に透
孔が形成され、この透孔を軸方向に跨いで前記パッカー
が設けられ、そのパッカーの軸方向前後端部が注入外管
に液密に封止され、前記透孔を通して前記パッカー内に
膨出用流体が送り込まれる請求項４記載の薬液注入工法
である。

【００１４】請求項６記載の発明は、前記注入外管に透
孔が形成され、この透孔を覆って変形可能なスリーブが
設けられ、このスリーブを軸方向に跨いで前記パッカー
が設けられ、そのパッカーの軸方向前後端部が注入外管
に液密に封止されたものを用い、前記膨出用流体を前記
透孔を通して送り込み、この送り込み時においてスリー
ブが変形させて膨出用流体をパッカー内に流入させ、流
入完了状態において、スリーブを復元させて前記透孔を
閉塞させる請求項４または５記載の薬液注入工法であ
る。

【００１５】請求項７記載の発明は、注入速度を１０リ
ットル／分を超え４０リットル／分以下とする請求項１
〜６のいずれか１項記載の薬液注入工法である。

【００１６】請求項８記載の発明は、壁面に透孔が形成
され、この透孔を跨ぐパッカーが、軸方向に間隔を置い
て複数外面部に装着され、隣接パッカーの間に注入口が
形成された注入外管と、この注入外管に挿入可能であ
り、注入外管内面に吐出口の前後が液密に密着し、かつ
内部に薬液を圧送する注入内管とを有することを特徴と
する薬液注入装置である。

【００１７】請求項９記載の発明は、壁面に透孔が形成
され、透孔を覆って変形可能なスリーブが設けられ、こ
のスリーブを跨ぐ軸方向前後が注入外管に液密に封止さ
れたパッカーが、軸方向に間隔を置いて複数外面部に装
着され、隣接パッカーの間に注入口が形成された外管
と、この注入外管に挿入可能であり、注入外管内面に吐
出口の前後が液密に密着し、かつ内部に薬液を圧送する
注入内管とを有し、前記スリーブは前記透孔を通る膨出
用流体の送り込み圧力により変形可能であり、パッカー
内への膨出用流体流入完了状態において、スリーブが復
元されて前記透孔を閉塞させるように構成した、ことを
特徴とする薬液注入装置である。

【００１８】請求項１０記載の発明は、前記外管の注入
口が、可撓性スリーブで覆われるか、あるいは薬液の送
給圧により破断する被膜で覆われている請求項８または
９記載の薬液注入装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施の形
態によってさらに詳説する。

【００２０】＜注入装置例＞まず、注入装置について説
明すると、図１は外管１０を示し、第１管１の壁面に透
孔４が形成され、この透孔４を覆って変形可能なゴムな
どの可撓性スリーブ５が設けられ、このスリーブ５を跨
いで、軸方向前後がそれぞれ、第１管１と螺合した第２
管２および第３管３に液密に封止されたゴムなどの可撓
性のパッカー６が装着されている。

【００２１】図３に示されているように、外管１０は単
位管として用意され、単位管の第２管２と他の単位管の
第３管３とが螺合連設されて長尺の注入外管とされる。

【００２２】連設注入外管とする場合、パッカー６は軸
方向に間隔を置いて複数、たとえば３個以上外面部に装
着される。さらに、隣接パッカー６，６の間にそれぞれ
注入口７が、図１に示すように、第３管３に形成されて
いる。注入口７は一つのほか、図１に示すように複数、
たとえば４段で各段において９０度間隔で合計１６個形
成することができる。これらの注入口７，７…は、周辺
地盤からの砂粒子の侵入防止手段を採用することが望ま
しく、この砂粒子の侵入防止手段としては、各段を図１
に示すように、ゴムなどの可撓性スリーブ８で覆う、あ
るいは薬液の送給圧により破断するたとえば塩化ビニル
製の被膜を各段もしくは全体にわたって被覆するなどの
態様を採用できる。

【００２３】一方、図１に示すように、注入内管２０が
用意される。この注入内管２０は外管１０に挿入可能で
あり、外管１０内面に吐出口２２の前後が液密に密着
し、かつ内部に薬液を圧送するものであれば限定されな
いが、その構造例として、単純に、薬液の送給路を有す
る内管主体２１の吐出口２２の前後に、ゴムなどのパッ
カー部材２３，２４を設けたもののほか、特公昭６３−
４４８９３号公報の第４図に図示されたものをそままま
利用することができる。

【００２４】＜第１の施工例＞かかる注入装置を用いて
施工を行うに際しては、まず、図２に示すように、対象
地盤３０を所定深度まで掘削して挿入孔３１を形成す
る。この場合、挿入孔３１の崩落防止のためにケーシン
グ５０を用いて削孔することが望ましい。

【００２５】そして、注入外管１０を挿入孔３１内に挿
入する。

【００２６】その後、ケーシング５０を用いて挿入孔３
１を形成した場合には、これを撤去する。これにより、
注入外管１０を挿入孔３１内に相対的に挿入されること
となる。注入外管１０は直接またはケーシング５０とと
もに建込むことができるので、この意味で注入外管１０
を挿入孔３１内に「相対的に挿入する」との文言を本発
明において使用するものである。

【００２７】しかる後に、パッカー６位置に吐出口２２
を位置させてそのパッカー６の透孔４と吐出口２２とを
連通させた状態で、注入内管２０内の流路を通して膨出
用流体４０、好適には固結性材料たとえばセメントもし
くはセメントベントナイトなどを圧送し、隣接するパッ
カー６，６のそれぞれの内部に送り込んでこれらのパッ
カー６，６を膨出させて挿入孔３１壁面に密着させる。

【００２８】この膨出用流体４０の送り込みに際して
は、前述のように、注入内管２０を用いてその内部流路
を通して吐出口２２から吐出させるほか、他の適宜の手
段を用いることができる。いすれにしても、膨出用流体
４０は透孔４を通り、その送給圧によりスリーブ５が変
形し、たとえばそのスリーブ５両端部を第１管１の外面
と離間させながらパッカー６内に送り込まれる。パッカ
ー６が十分に膨出した時点で、膨出用流体４０の送り込
みを停止する。すると、スリーブ５は復元して、透孔４
を封止する。このパッカー６の膨出は、少なくとも隣接
パッカー６，６において行えばよいが、必要ならば対象
のパッカーの全てを順次膨出させておいてもよい。

【００２９】かかる段取りが終了したならば、あるいは
注入内管２０を膨出用流体４０の送り込みに用いるので
あればそのまま、注入外管１０内に注入内管２０を挿入
し、パッカー６，６を作用させた状態で、注入内管２０
に膨出用流体４０に代えて薬液を圧送して吐出口２２か
らから吐出させ、注入口７，７…を通して、可撓性スリ
ーブ８を変形させつつもしくは被膜を破断させて、薬液
を周辺地盤に向かって浸透注入させる。

【００３０】薬液の注入に際しては、好適には注入内管
２０を外管１０の最深部まで挿入し、隣接パッカーをま
たは前述のように全てのパッカーを膨出させた後に、注
入内管２０を対応する注入口７，７…形成部位に対応す
る１スナップごと引き上げて順次注入することが望まし
い。逆に、上部から最深部に向かうステップダウン方式
や適宜の選択位置順で上下させる方式を採用できる。

【００３１】この場合、従来のように予めセメントベン
トナイト充填材を充填し、薬液の圧送圧によりそのセメ
ントベントナイト充填材を割裂させながら、地盤内に薬
液を注入する方法とは異なり、図５に示すように、隣接
パッカー６，６と挿入孔３１壁面と注入外管１０外面と
で囲まれる領域は充填材が存在しない空間であるから、
注入口７，７…を通して注入された薬液Ｇは、隣接パッ
カー６，６間において、比較的広い空間に満たされた状
態で、地盤３０内に注入される。

【００３２】したがって、その空間に面する挿入孔３１
の全体から地盤３０内に浸透するので、仮に高い注入速
度であっても割裂を生じることなく浸透することが実験
の結果から判明した。その結果、一つの注入ゾーンから
大量の薬液を注入することが可能となり、地盤内に浸透
した薬液は遠くまで浸透注入されることが判明した。実
験の結果では、注入径として約５ｍを得ることができ
た。

【００３３】薬液として、水ガラス系の薬液、特にシリ
カゾル系薬液を用いることが浸透注入の点で好ましい。
土中のゲルタイムとしては１〜１０時間程度が望まし
い。注入速度（地盤からみれば浸透許容速度）として
は、４０リットル／分程度まで注入できる。

【００３４】パッカーの膨出用流体としては、セメント
ベントナイトのほか、水や空気を用いることもできる
が、セメントベントナイトであると、これがやがて硬化
し、強固にパッカー６を挿入孔３１の孔壁面に密着させ
ることができる点で好ましい。パッカー６，６間の寸法
としては、１０cm〜２ｍ、特に好ましくは２５〜５０cm
程度とすることができる。

【００３５】図７に示すように、パッカー６とパッカー
６，６間寸法の合計長は、目標の改良体Ｚの直径（たと
えば５〜６ｍ程度）にほぼ一致させるのが好ましい。

【００３６】＜第２の施工例＞本発明は、臨海地区のほ
ぼ均一の砂地盤において液状化対策や地盤強化のための
工法として特に有効であるが、その地盤が、たとえば図
８に示すように、砂礫層などを含んでいる場合には、透
水係数がより大きい当該砂礫層を通して薬液が逸走する
可能性がある。そこで、主パッカー６長の中間または中
央を挟んで、分割パッカー６Ａ，６Ａに分割し、その間
に副注入口７Ａを形成し、この副注入口７Ａを砂礫層に
位置させ、分割パッカー６Ａ，６Ａを膨出した後に、副
注入口７Ａからセメントベントナイトや数秒〜数分のゲ
ルタイムを示す瞬結材などを注入し、砂礫層に荒詰め
し、続いて、主注入口７から薬液を注入すると、薬液に
逸走を生じることなく、均一な改良体を造成できる。

【００３７】＜第３の施工例＞改良体は、図６に示すよ
うに、軸方向に連続的にほか、図９に示すように、不連
続的に造成するものでもよい。この場合、同図のよう
に、隣接パッカー６，６間を飛ばして次の隣接パッカー
６，６間において薬液を注入するとき、飛ばそうとする
隣接パッカー６，６間に、予めセメントベントナイトな
どのシールグラウト材Ｘを注入して孔壁との間に充填し
ておくのが望ましい。これにより、次の隣接パッカー
６，６間において注入する薬液が、パッカー６と孔壁を
通って、飛ばした隣接パッカー６，６間に回り込むこと
を防止できる。

【００３８】＜第４の施工例＞本発明において、一つの
注入場所当り１つの改良体を造成するものでもよい。こ
のとき、図１０に示すように、先端より基部側にパッカ
ー６を外面部に有し、かつこのパッカー６より先端側に
注入口７を有する注入管１０を挿入孔３１内に相対的に
挿入し、パッカー６を膨出させて挿入孔３１壁面に密着
させ、このときパッカー６と挿入孔３１壁面と注入管１
０外面とで囲まれる領域を空間とした状態で、注入口７
から薬液を注入するようにしてもよい。

【００３９】（本発明の注入原理）前述の利点をもたら
す本発明の注入原理を改めて説明すると、図１１（Ａ）
に示すように、従来の二重管ダブルパッカー注入工法
は、予め孔壁との間にセメントベントナイト充填材Ｓを
充填し、薬液の圧送圧によりそのセメントベントナイト
充填材Ｓを割裂させながら、地盤内に薬液Ｇを注入する
方法ものである。したがって、充填材Ｓの割裂部位はご
く少数であり、その割裂部位からのみ薬液Ｇが注入され
るため、地盤に対する浸透面積は割裂部位に面する面積
の合計であり、浸透面積はきわめて小さい。

【００４０】これに対して、本発明では、図１１（Ｂ）
に示すように、充填材Ｓを充填していない空間全体から
薬液Ｇを注入するものであるために、薬液Ｇがその広い
空間に満たされつつ地盤３０内に注入される。したがっ
て、その空間に面する挿入孔３１の全体を浸透対象面積
として浸透注入されるので、一つの注入ゾーンから大量
の薬液を注入することが可能となり、地盤内に浸透した
薬液は遠くまで浸透注入される。

【００４１】実際に、従来の二重管ダブルパッカー注入
工法と本発明の注入工法とを、吐出量と注入圧力との関
係を比較すると、表１及び図１２の結果が得られた。こ
の結果からも、上記の本発明の注入原理が確認できた。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、浸透注
入による同心円筒状の改良体を造成することができると
ともに、たとえば直径で約５ｍ程度の大形の改良体を造
成できるなどの利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】注入装置例の縦断面図である。

【図２】本発明方法の第１段階の説明図である。

【図３】本発明方法の第２段階の説明図である。

【図４】本発明方法の第３段階の説明図である。

【図５】注入部分及び注入状態の要部説明図である。

【図６】改良体の造成終了段階の説明図である。

【図７】パッカー長と改良体の直径との関係の説明図で
ある。

【図８】第２の施工例の説明図である。

【図９】第３の施工例の説明図である。

【図１０】第４の施工例の説明図である。

【図１１】従来例との対比の下で本発明の注入原理の説
明図である。

【図１２】従来の二重管ダブルパッカー注入工法と本発
明の注入工法とを、吐出量と注入圧力との関係での比較
結果のグラフである。

【符号の説明】 １…第１管、２…第２管、３…第３管、４…透孔、５…
スリーブ、６…パッカー ７…注入口、８…皮膜、１０…外管、２０…注入内管、
２１…内管主体、２２…吐出口、２３、２４…パッカー
部材、３０…対象地盤、３１…挿入孔、４０…膨張用流
体、５０…ケーシング、Ｇ…薬液、Ｚ…改良体。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を
   形成するとともに、軸方向に間隔を置いて複数のパッカ
   ーを外面部に有し、かつ隣接するパッカー間に注入口を
   有する注入管を前記挿入孔内に相対的に挿入し、前記隣
   接する両パッカーを膨出させて前記挿入孔壁面に密着さ
   せ、このとき前記隣接パッカーと挿入孔壁面と注入管外
   面とで囲まれる領域を空間とした状態で、前記注入口か
   ら薬液を注入することを特徴とする薬液注入工法。
2. 【請求項２】対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を
   形成するとともに、先端より基部側にパッカーを外面部
   に有し、かつ前記パッカーより先端側に注入口を有する
   注入管を前記挿入孔内に相対的に挿入し、前記パッカー
   を膨出させて前記挿入孔壁面に密着させ、このとき前記
   パッカーと挿入孔壁面と注入管外面とで囲まれる領域を
   空間とした状態で、前記注入口から薬液を注入すること
   を特徴とする薬液注入工法。
3. 【請求項３】軸方向に間隔を置いた複数の部位に注入口
   を有する注入管と、前記注入管内に挿入し移動可能な注
   入内管とを用い、前記注入内管を前記注入管内において
   軸方向に移動させて、異なる部位において注入口から薬
   液を注入する請求項１または２記載の薬液注入工法。
4. 【請求項４】軸方向に間隔を置いて複数のパッカーが外
   面部に装着され、隣接パッカーの間にそれぞれ注入口が
   形成された注入外管と、この外管に挿入可能であり、吐
   出口を有しその前後が注入外管内面に液密に密着し、か
   つ内部に薬液を圧送する注入内管とを用い、 対象地盤を所定深度まで掘削して挿入孔を形成するとと
   もに、前記注入外管を前記挿入孔内に相対的に挿入し、 前記注入内管を軸方向に位置移動させながら、次記の
   （１）および（２）の工程を繰り返すことを特徴とする
   薬液注入工法。 （１）隣接するパッカーのそれぞれについて、パッカー
   位置に前記吐出口を位置させてそのパッカーと吐出口と
   を連通させた状態で、前記注入内管流路を通して膨出用
   流体をパッカー内部に送り込んで膨出させて前記挿入孔
   壁面に密着させる工程。 （２）前記注入外管内に注入内管を挿入し、前記パッカ
   ーを作用させた状態で、前記注入内管に薬液を圧送して
   前記吐出口から吐出させ、前記注入口を通して薬液を注
   入する工程。
5. 【請求項５】前記注入外管に透孔が形成され、この透孔
   を軸方向に跨いで前記パッカーが設けられ、そのパッカ
   ーの軸方向前後端部が注入外管に液密に封止され、前記
   透孔を通して前記パッカー内に膨出用流体が送り込まれ
   る請求項４記載の薬液注入工法。
6. 【請求項６】前記注入外管に透孔が形成され、この透孔
   を覆って変形可能なスリーブが設けられ、このスリーブ
   を軸方向に跨いで前記パッカーが設けられ、そのパッカ
   ーの軸方向前後端部が注入外管に液密に封止されたもの
   を用い、 前記膨出用流体を前記透孔を通して送り込み、この送り
   込み時においてスリーブが変形させて膨出用流体をパッ
   カー内に流入させ、流入完了状態において、スリーブを
   復元させて前記透孔を閉塞させる請求項４または５記載
   の薬液注入工法。
7. 【請求項７】壁面に透孔が形成され、この透孔を跨ぐパ
   ッカーが、軸方向に間隔を置いて複数外面部に装着さ
   れ、隣接パッカーの間に注入口が形成された注入外管
   と、 この注入外管に挿入可能であり、注入外管内面に吐出口
   の前後が液密に密着し、かつ内部に薬液を圧送する注入
   内管とを有することを特徴とする薬液注入装置。
8. 【請求項８】壁面に透孔が形成され、透孔を覆って変形
   可能なスリーブが設けられ、このスリーブを跨ぐ軸方向
   前後が注入外管に液密に封止されたパッカーが、軸方向
   に間隔を置いて複数外面部に装着され、隣接パッカーの
   間に注入口が形成された外管と、 この注入外管に挿入可能であり、注入外管内面に吐出口
   の前後が液密に密着し、かつ内部に薬液を圧送する注入
   内管とを有し、 前記スリーブは前記透孔を通る膨出用流体の送り込み圧
   力により変形可能であり、パッカー内への膨出用流体流
   入完了状態において、スリーブが復元されて前記透孔を
   閉塞させるように構成した、 ことを特徴とする薬液注入装置。
9. 【請求項９】前記外管の注入口が、可撓性スリーブで覆
   われるか、あるいは薬液の送給圧により破断する被膜で
   覆われている請求項６〜８のいずれか１項に記載の薬液
   注入装置。