JP2002242173A - 薬液注入工法 - Google Patents

薬液注入工法

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JP2002242173A
JP2002242173A JP2001036132A JP2001036132A JP2002242173A JP 2002242173 A JP2002242173 A JP 2002242173A JP 2001036132 A JP2001036132 A JP 2001036132A JP 2001036132 A JP2001036132 A JP 2001036132A JP 2002242173 A JP2002242173 A JP 2002242173A
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JP
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injection
chemical solution
ground
chemical
target ground
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English (en)
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Takeshi Miyamoto
武司 宮本
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤改良に際して薬液を長時間にわたって注
入し大口径改良体を造成する。 【解決手段】 地盤改良に際して対象地盤に薬液を注入
するに際し、ゲル化時間を1昼夜以上に調製した薬液2
を用い、その薬液を加圧空気により加圧して地盤4中に
少なくとも1昼夜以上にわたって連続的に注入する。対
象地盤をモデル化した浸透試験装置による浸透試験を予
め実施して、対象地盤における薬液の浸透性能を予め予
測し、それに基づいて注入を行う。対象地盤に多数の観
測井を設けて、各観測井において薬液の浸透状況を確認
しつつ注入を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良に際して
対象地盤に薬液を注入するための薬液注入工法にに関す
る。
【0002】
【従来の技術】周知のように、従来の薬液注入工法は、
定量薬液注入ポンプを用いて1カ所の注入孔からその周
囲に一定流量の薬液を一定速度で注入するという定量注
入工法により、図4に示すように所定径寸法の改良体1
をラップさせた状態で多数造成するというものが最も一
般的である。図4は半径1mの改良体1を0.9mピッ
チで造成する場合の例を示し、(a)は改良体1を正方
形配列した場合、(b)は千鳥配列した場合の例であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような定量注入
工法による従来の薬液注入工法では、1カ所の注入孔か
らの改良範囲(薬液の浸透距離、つまり改良体1の半
径)は、通常50cm程度から最大でも2m程度であ
り、そのため、 ・広範囲を改良するには多数の注入孔を掘削する必要が
あり、その注入孔掘削にかなりの手間と費用がかかる、 ・既設構造物の下部の地盤に対して傾斜堀りで注入管を
打設して注入する場合には、特に注入管の打設本数が非
常に多くなり、また構造物中心部直下付近では注入管の
打設が困難で未改良部が発生してしまう場合がある、 ・既設構造物内から作業を行う場合には、スラブ解体な
いしスラブを貫通してのボーリング作業が必要である
し、作業後の修復、補強が必要となる、 ・地下埋設物の輻輳箇所では注入管打設位置での埋設物
確認作業が困難である、 ・図4に示されているように、多数の改良体を細かいピ
ッチで造成しても、改良体相互間に未改良部が多く残
り、特に改良体の半径が小さい場合に改良部に対して未
改良部の割合が多くなる、といった問題がある。
【0004】以上のことから、1カ所の注入孔からの改
良範囲(薬液の浸透距離、つまり改良体の半径)を可及
的に大きくしたいという要請がある。それを実現するた
めには、長時間にわたって連続的な注入作業を行えば良
いのであるが、現状では次のような理由により長時間の
連続注入は困難である。
【0005】通常の薬液はゲル化時間(ゲルタイム)
が短く、地盤に対する流動性(浸透性)を10時間程度
しか確保できないが、1カ所の注入孔から良好な浸透注
入を行うためには注入速度をあまり大きくできず、通常
は毎分20〜30リットル程度が上限であり、したがっ
て10時間程度の注入作業で注入可能な薬液量は10数
3程度であり、それにより造成される改良体の体積は
最大で30m3程度、半径が2m程度に留まることにな
る。 通常の注入装置、特に定量薬液注入ポンプは騒音や振
動が大きく、また部品の消耗が激しく、常時監視が必要
であるため、昼夜にわたる長時間の連続注入作業が困難
である。 通常の定量注入工法では注入量の増大とともに注入圧
力が次第に上昇し、地盤や近接構造物を変状させる懸念
が生じるため、その防止のために注入速度を刻々と制御
する必要があるが、定量注入工法では注入速度の管理、
制御が必ずしも容易ではなく、特に昼夜にわたる長時間
の連続注入を精度良く安定に行うことは極めて困難であ
る。
【0006】上記事情に鑑み、本発明は、長時間にわた
る連続注入を可能として大径の改良体を造成し得る有効
な薬液注入工法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、地盤
改良に際して対象地盤に薬液を注入するための薬液注入
工法であって、ゲル化時間を1昼夜以上に調製した薬液
を用い、その薬液を加圧空気により加圧して地盤中に少
なくとも1昼夜以上にわたって連続的に注入することを
特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、対象地盤をモデル化した浸透試験装置による浸透試
験を予め実施して、対象地盤における薬液の浸透性能を
予め予測し、それに基づいて注入を行うことを特徴とす
る。
【0009】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明において、対象地盤に多数の観測井を設けて、各観測
井において薬液の浸透状況を確認しつつ注入を行うこと
を特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態である薬
液注入工法を実施している状況を示す概要図である。本
実施形態の薬液注入工法は、ゲル化時間が1昼夜以上と
なるように十分に長く調製した薬液2を用い、その薬液
2を注入装置3によって一定圧に加圧して改良対象の地
盤4に1昼夜以上にわたって連続的に加圧注入して大口
径の改良体1を造成することを主眼とする。
【0011】まず、注入装置3について説明する。符号
5は加圧槽、6は加圧槽5内を加圧するためのコンプレ
ッサ、7は加圧槽5の内圧を制御するための制御装置で
ある。符号8は加圧槽5に薬液2を補給するための補給
装置であって、これは貯液槽9と送液ポンプ10から構
成されている。符号11は補給装置8の制御器、12は
流量検出器である。
【0012】加圧槽5に付設されている制御装置7は、
加圧槽5内の液位を適正に維持するように補給装置8を
制御して薬液2の補給を行うとともに、加圧槽5内の液
位が下がることに伴う圧力低下や、薬液補給に伴う加圧
槽5内の圧力上昇を検知して、コンプレッサ6を制御し
て加圧槽5内の圧力を常に一定に保持するように制御す
るものである。
【0013】上記構成の注入装置3は、加圧槽5の圧力
を制御装置7により適正な注入圧力に設定してそれを維
持しつつ、加圧槽5から薬液2を注入ホース13、注入
孔14を通して地盤4に連続的に加圧注入するものであ
り、それにより地盤4に薬液2を安定にかつ連続的に注
入して大口径の改良体1を造成することができるもので
ある。特に、薬液2を所望圧力で加圧注入することから
注入圧力が数10kPa程度の低い場合であっても簡単に
かつ精度の良い注入が可能であるし、注入圧力を直接的
に制御できるので近接構造物がある場合や地盤変状が懸
念される場合などには注入圧力を細かく調整することが
できる。
【0014】しかも、従来の定量注入工法において用い
る定量薬液注入ポンプは、特殊で高価な製品であり、騒
音や振動も大きく、トラブルも比較的多く、面倒な保守
を必要とするものであったのに対し、この注入装置3で
は広く普及している安価で信頼性の高い機器のみを使用
することで済み、したがって装置全体を安価とでき、保
守も簡単であり、騒音や振動も少なく、貯液槽9と送液
ポンプ10による補給装置8を備えているので長時間の
連続運転が可能であるし、圧力容器である加圧槽5を小
形、軽量のものとでき、以上のことから1昼夜を越える
長時間の連続運転を行う場合に採用して最適なものであ
る。
【0015】ところで、本実施形態の薬液注入工法は、
上記の注入装置3を用いて1昼夜以上の連続運転を行う
ものであることから、薬液2のゲル化時間も当然に作業
時間に見合うように十分に長く確保する必要があり、そ
のような薬液2を調製して使用する必要がある。そのよ
うな1昼夜以上のゲル化時間を確保し得る薬液として
は、たとえば活性珪酸水溶液と酸性反応剤とを有効成分
とするもの(特開平11−269458号公報)、活性
珪酸水溶液と酸性シリカゾル水溶液を有効成分とするも
の(特開2000−109834号公報)、活性珪酸水
溶液と水ガラスを有効成分とするもの(特開2000−
109835号公報)等が好適に採用可能である。
【0016】また、本実施形態の薬液注入工法を実施す
るに当たっては、注入対象の地盤4をモデル化した浸透
試験装置による浸透試験を予め実施して、地盤4におけ
る薬液2の浸透性能を予め予測・評価し、それに基づい
て薬液2の配合やゲル化時間、注入圧力その他の諸条件
を最適に設定して注入を行うことが好ましい。そのよう
な浸透試験の方法とそのための装置としては、たとえば
特開平11−037997号公報に示されるものが好適
に採用可能である。
【0017】さらに、本実施形態の薬液注入工法を実施
する際には、地盤4に多数の観測井を設けて、各観測井
において薬液2の浸透状況を確認しつつ注入を行うこと
が好ましい。すなわち、図2に示すように注入孔14の
周囲に多数の観測井15を形成して、それら観測井15
において注入圧力、注入時間、累積注入量等を観測し、
その観測結果に基づいて薬液2の浸透状況を確認しつつ
注入を行うと良い。そのようにすることにより、注入条
件を常に最適に維持できるとともに、割裂注入の発生や
地表への薬液噴出等の異常事態を予測でき、それを未然
に回避することができる。なお、図2においてtiは注
入開始後の経過時間、Qiはti時の薬液注入総量(累積
量)であって、図2(a)は適正な注入圧により適正な
浸透注入が行われている状況(薬液が注入孔14の周囲
に均等に浸透していって各時刻ごとに適正量が注入され
ているいる状況)を示し、(b)は注入圧が過大となっ
て異常な割裂注入が発生した状況(薬液が特定方向に偏
って注入され、その結果、注入総量がQ1になる時点が
適正値t1からずれた状況)を示している。(b)の状
況が確認された場合には、注入条件の修正・再設定が必
要であるので、速やかに適切な処置を行えば良い。
【0018】なお、地盤4が不飽和である場合や、塩水
化地盤であるような場合には、そのままでは適正な浸透
注入が阻害されるので、予め清水を注水して地盤の間隙
を飽和化・清水化してから薬液の注入を行うことが好ま
しい。
【0019】図3は本発明の薬液注入工法による薬液注
入実験の結果(注入圧力と注入速度の経時変化、および
累積注入量)を示すものである。この実験によれば、2
日間にわたる昼夜連続注入によって1本の注入孔から約
23m3の薬液2を良好に浸透注入させることができ
た。また、不飽和な砂質地盤に対してその安定性を損な
うことのない程度の低圧(100kPa未満程度)で注入
を行った場合においても、注入圧力を精度良く管理する
ことができ、半径4m以上の均質な改良体を造成するこ
とができ、従来の定量注入工法による場合に比べて改良
体の半径を従来の2倍程度に大きくすることができた。
【0020】
【発明の効果】請求項1の発明は、ゲル化時間を1昼夜
以上に調製した薬液を用い、その薬液を加圧空気により
加圧して地盤中に少なくとも1昼夜以上にわたって連続
的に注入するので、従来に比べて2倍以上もの大口径改
良体の造成が可能となり、したがって地盤改良工事の工
費削減と工期短縮を図ることができるのみならず、既設
構造物の下部に対する地盤改良や、構造物に近接する位
置あるいは地下埋設物の輻輳箇所での注入作業を容易に
実施することが可能となる。
【0021】請求項2の発明は、対象地盤をモデル化し
た浸透試験装置による浸透試験を予め実施して、対象地
盤における薬液の浸透性能を予め予測し、それに基づい
て注入を行うので、注入作業をより安定にかつ精度良く
行うことができる。
【0022】請求項3の発明は、対象地盤に多数の観測
井を設けて、各観測井において薬液の浸透状況を確認し
つつ注入を行うので、注入条件を常に最適に維持できる
とともに異常事態の発生を予測してそれを未然に回避す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態である注入工法を実施して
いる状況を示す概要図である。
【図2】 同、観測井による注入状況を確認する場合の
概念図である。
【図3】 同、注入実験結果を示す図である。
【図4】 従来一般の定量注入工法による改良体造成状
況を示す図である。
【符号の説明】
1 改良体 2 薬液 3 注入装置 4 地盤 5 加圧槽 6 コンプレッサ 14 注入孔 15 観測井

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤改良に際して対象地盤に薬液を注入
    するための薬液注入工法であって、ゲル化時間を1昼夜
    以上に調製した薬液を用い、その薬液を加圧空気により
    加圧して地盤中に少なくとも1昼夜以上にわたって連続
    的に注入することを特徴とする薬液注入工法。
  2. 【請求項2】 対象地盤をモデル化した浸透試験装置に
    よる浸透試験を予め実施して、対象地盤における薬液の
    浸透性能を予め予測し、それに基づいて注入を行うこと
    を特徴とする請求項1記載の薬液注入工法。
  3. 【請求項3】 対象地盤に多数の観測井を設けて、各観
    測井において薬液の浸透状況を確認しつつ注入を行うこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の薬液注入工法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005232742A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Osaka Bosui Constr Co Ltd 表層地盤改良工法
WO2022199523A1 (zh) * 2021-03-26 2022-09-29 广东睿博建筑设计研究有限公司 一种地基处理方法
CN115233648A (zh) * 2022-08-01 2022-10-25 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种含软弱夹层砂砾地基的加固方法
JP7206544B2 (ja) 2019-02-22 2023-01-18 株式会社竹中工務店 遮水壁

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