JP2005009310A

JP2005009310A - 地盤注入装置

Info

Publication number: JP2005009310A
Application number: JP2004258432A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Shimada; 俊介島田
Original assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Current assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】４０ｍを越える大深度の地盤に対してグラウトの注入を行うに際し、施工を能率良く、経済的に、且つスピーディに、安全状態で所定短期間で低コストで行えることが出来るようにする。
【解決手段】グラウトタンク６から送液部５０を介し分岐的に地盤２１に掘削形成した多数の削孔２０に対し、外管２２のみを埋め殺し的に挿入セットし、該外管２２に対し可撓性のある多重管の内管３０を、同時に該外管２２内に挿入、或いは、盛り替え的に挿脱セットし、グラウト２４を外管２２の最深度部５９に注入するに際し、圧力変動や地盤抵抗にも関わらず一定流量を確保し、注入を地盤２１に対して行う。地盤に形成する削孔２０の直径が大きくされ得ず、小さくする注入に際し、その圧力や地盤抵抗が変動しても、流量が一定で安定してスムーズに設計通りの施工が短期間でスピーディに行え、低コストで施工が行えるという効果が奏される。
【選択図】図１

Description

開示技術は（超）大深度の地盤等における地盤改良のグラウト注入工事の技術分野に属する。

周知の如く、国土が狭隘で、しかも内陸部の多くの山間林野部が複雑に入り組んでいるうえに、長い海岸線に近接している特殊な地勢条件の我が国にあっては、軟弱地盤を埋め立て、或いは、浚渫、又は、所定の地盤改良工事を行って、有効に供するような技術研究が盛んに行われ、近時は実用化し得るような成果も見受けられるようになり、その幾つかは実施化されているものである。

而して、前述した如く、国土が狭隘で、しかも、特殊な地勢条件の我が国にあって、都市等に於いては、集中的に、且つ、集約的に多くの建築構造物が構築されており、該種構築物の地下部は勿論のこと、更には、病院等の公共施設等の平面的な利用分野は極めて限られるようになってきており、公共施設等も重ねて構築する余地はほとんど無く、したがって、土地や空間の利用とは浅層部等の地下１０ｍ、２０ｍ等以内の浅層部位や中層部位に於ける地下構築物の建設の余地はなくなりつつあり、近時は、当該浅層部は勿論のこと、地下２０ｍ程度の中層部に至る開発もほとんど開発し尽くされている赴きがある。

したがって、今後ビル等の構築や地下鉄等の地下構造物の部位は１０ｍや２０ｍ以内の浅深度部位や中深度部位を越えて（超）大深度部位にまで及ぶようになることが予見される。

これに対処する地盤改良技術は、従来の浅層部や中層部に対するものとは異なり、例えば、所定のグラウト等の地盤内への注入工事等の従来の薬液注入では施工精度が粗く、又、大深度工事であるが故に効率が悪く、又、その施工速度がスピーディでは無く、コストも経済的に見合わないものとする。

而して、近時地盤改良施工工法に広く用いられるようになって開発されてきた該施工工法に図１３に示す様な、地盤改良工法が広く用いられるようになり、従来地盤工法は地盤２１中にケーシングパイプ２を所定深度迄挿入装置３により、掘削嵌入させ、ジェネレータ４によって制御駆動される単基のポンプ５により、グラウトタンク６から所定の改良材としてのグラウトを所定のスイーベルジョイントを介し、該ケーシングパイプ２内に圧送し、該ケーシングパイプ２の先端部のノズルタイプの吐出口８から当該ケーシングパイプ２のステップアップ（或いは、ステップダウン）工程等において、回転裡に地盤２１中の吐出注入し、そして地盤改良を行うようにしている。

土粒子間にグラウトを浸透固結する工法として、図１３、１５に示す様な、所謂二重管ダブルパッカ方式も開発され、該地盤２１中にケーシングパイプ２を介し先行削孔２０を形成し、その内部に同芯的にスリーブ２４を外装した外管３０を挿入し、その内部に内管２２を挿入し、該先行削孔２０の間にシール用のスリーブグラウト２６等を充填し、当該内管２２内にパッカ３３を所定ピッチで装備配設して該パッカ３３、３３間にタンク６′からグラウトをポンプ５′を介して送給し、該内管２２の図示しない吐出口からスリーブ２４中の図示しない所定のスリットを介し、シール用のシールグラウト２６を割裂して、地盤２１中に当該改良材を吐出注入させて所定の改良域を構築するような技術もある。而して、上述施工態様は図１６の（リ）、（ヌ）、（ル）、（オ）に示す様にされるものである。

しかしながら、かかる従来技術による（超）大深度地盤の改良にあっては、前述した如く、浅層度の地盤中心か、中層度の地盤中心の注入改良技術であるため、（超）大深度の地盤改良の場合、削孔長が長くでも、１本１本の各注入管の上げ下げを介して注入するには長い時間と多大な手間を要す。このため、図１４に示す施工法が、複数の吐出口３１′から同時に注入出来る利点がありはする。

しかしながら、図１４、１５に示す様に、所定の削孔２０を形成し、該削孔２０内に先端に吐出口３１を長手方向にその開口位置をずらした細径のグラウト送給通路のパイプ３７を所定の結束状態にして挿入し、グラウト送給通路の該パイプ３７はバルブ１７、１７・・を介し、ヘッダー１８を介し、グラウトタンク６に接続されているが、結束細管３７群はシールグラウト２６で地盤２１に定着固定して埋め殺しの状態にされるため、該結束細管３７の本数が増えると、該削孔２０の径が大きくなり、該結束細管３７の数量も大量となり、経済的に見合わないというデメリットがあった。例えば、直径１ｃｍの注入細管を１０本結束し、吐出口３１を注入深度１ｍ間に設けると、削孔２０の径１０ｍｍで１０ｍの注入区間となる。そして、これ以上深くなると、１０本以上の結束細管３７を用いて１００ｍｍ以上の削孔２０をして１０ｍ以上の該結束細管３７を地盤２１中に埋め殺しにしなくてはならない。

このように、（超）大深度であるために、該削孔２０の長さも長く、該削孔２０の径も大きくなり、施工能率が非能率的であり、各結束細管３７も長く、グラウト等の材料費も高くなり、結果的に、コスト高になるというデメリットがあった。

上述課題を解決するために、この出願の発明者は都市部やその近郊部に於ける大深度の地中構造物の増大する需要製や必要性に鑑み、外管のみを削孔中に埋設してその中に結束細管を内管として挿脱自在に挿入し、該結束細管を該外管内で移動して複数の内管の吐出口から平面的に、或いは、垂直的に、或いはこれらを組み合わせて立体的な三次元的態様に同時に注入し、しかも、該内管を回収して外管のみを地盤中に埋め殺し等にする事によって前述問題を解決したものである。
なし

この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく１０ｍより大なる大以深、或いは、更に４０ｍより大なる以深の超大深度の地盤等の改良施工の需要性や必要性の急増に鑑み、施工能率が良く、経済的でスピーディな施工が可能であるように設計通りの（超）大深度の地盤改良の現出が可能であるようにして、建設産業に於ける（超）大深度地盤に於ける土木技術利用分野に益する優れた地盤注入工法を提供せんとするものである。

上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の地盤注入装置は、前述課題を解決するために、軸方向の異なる部位に複数の吐出口を有し、地盤に形成された削孔内に挿入埋設される外管と、この外管内に挿入され、軸方向に所定ピッチで配設された複数の袋状ゴムパッカを有し、かつ互いに隣接するパッカ間にそれぞれ吐出口を有し、さらに、パッカ流路および複数のグラウト流路を有する内管とを備え、前記パッカ流路の吐出口は前記パッカ内に臨ませ、かつ、前記グラウト流路の吐出口はそれぞれ、内管のパッカ間に位置する吐出口に別々に臨ませるようにすることを特徴とする。

而して、上述構成において、（超）大深度の地盤に於ける改良用のグラウトの注入を行うに際し、該（超）大深度の地盤に形成した削孔内に袋パッカを有する外管のみを挿入埋設し、該外管内に軸方向に所定ピッチで配設したパッカを有した内管を挿入するようにして該パッカを外管内面に定着させ、該内管からのグラウトをその複数の吐出口から地盤内に注入するようにするグラウトの地盤注入工法であるようにし、而して、上記袋パッカを直接地盤中の上記削孔内壁に定着固定させ、或いは、該地盤の削孔壁の間に介装したシールグラウトを介し、地盤削孔に定着固定させ、地盤に吐出注入するようにもし、該削孔が地盤に所定数複数立体的等に形成されていても、当該内管を各外管に対し盛り替え的に移動することが出来ることにより、外管のみを挿入する削孔の径を小さく出来、注入グラウトの量を可及的に少なくし、作業能率が良く、又、経済的であるようにしてコストダウンが図れるようにし、該施工に際し、内管全体を全ての吐出口から多連装ポンプ、又は、複数の注入ポンプを介してグラウトを同時一斉に地盤中に注入するようにし、又、該多連装ポンプ又は複数の注入ポンプに代えて送液部の管路より分岐部を介して接続分岐された複数の削孔の外管の内管に分岐的に同時にグラウトを送給してシングルポンプを介して分岐的にグラウトを同時一斉に吐出注入することが可能であるようにした技術的手段を講じたものである。

次にこの出願の発明の実施しようとする形態を図１〜図１１の図面に従って説明すれば以下の通りである。

尚、第１２図以下の図面と同一態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。

開示技術は当該所定の被改良地盤２１中にその地上より１０ｍ以深、或いは、２０ｍ以深の大深度の部位、更に４０ｍ以深の超大深度の部位に於いて、前述近時増大する構築物の需要や必要性に応えるべく、図１に示す様に、地盤２１の所定部位に形成される削孔２０に対し、当該（超）大深度の地盤２１の（超）大深度の先端部分の深層の１０ｍから２０ｍ程度（或いは、超大深度）の部位に亘ってグラウトを注入して地盤改良するようにされている態様であり、図示しない所定のケーシングパイプによって掘削形成される削孔２０は単一でも良いが、所定の改良域に亘り、定数複数（多数）に相互並列的、或いは、上向き、傾斜向き等の態様も含む等マトリックス状に立体的に形成され得るものであり、而して、図２に示す形態の態様等にあっては、該削孔２０に対し、該削孔２０を掘削形成するケーシングパイプを所定に引き抜いた後に所定の金属製、或いは、硬質プラスチックの樹脂製の外管２２を挿入し、該外管２２と削孔２０との間には該外管２２の挿入に先だってシールグラウト２６が密封的に封入充填されて軸方向所定ピッチで形成した吐出口２３に対してはカバーするゴム製の可撓性のスリーブ２４で覆われ、該外管２２の内部のシャンク部には軸方向所定ピッチで穿設された上記吐出口２３に対応する吐出口２３′を有する共に、外管２２と内管３０との間に空間３２を形成するようにゴム製等の可撓性のパッカ３３がその上下端を金属製のリング３４により所定数固設されて配設されるようにされ、該パッカ３３により外管２２の内面に密着当接されて空間３２を形成され内部の送給通路３５に、図示しない地上プラントのポンプより送給されたグラウトを上記吐出口２３′を経て、該空間３２を通り、吐出口２３′より吐出し、スリーブ２４を開いて外管２２と削孔２０の壁面２５と外管２２との間に封入充填されているシールグラウト２６を通り、グラウトを地盤２１中に吐出注入するようにされている。

上記内管３０内の送給通路３５、及び、外管２２の内部内には、図９の(ト)、（チ）に示す様な、パッカ３３作動用のエアホース３３′を内部に有する結束細管３７を挿入することも可能である。

尚、当該図９の（チ）の２８′は内管３０のグラウト注入部であり、該内管３０のグラウト注入部２８′は軸方向所定ピッチでパッカ３３、３３・・と、エアや不活性ガス（例えば窒素ガス）や水等の液体の作動通路３３′と、グラウトの流路Ａ、Ｂ３３′′が２重管又は並列で（もし、注入管流路が２本あるなら、３重管又は、３本の並列管となる）吐出口３０′′′）を介してゴムパッカ３３、３３を膨張させて外管２２の内壁に圧着させ、グラウトを吐出口２３′から吐出噴射して空間３２を介して該外管２２の吐出口２３、２３から前記スリーブ２４を開いて地盤２１中に注入する様にされている。

又、図６に示す内管３０の注入部の一部、或いは、所定間隔に可撓性管体を用いる事により可撓性内管とし外管２２が土圧で曲がっても内管を容易に挿入出来る。

そして、内管３０のグラウト注入部２８′に至る迄の注入液やパッカ作動用流体の流路やグラウト注入流路は２重管、又は、並列等の可撓性ホースを用いる事も出来る。

そして、当該大深度の地盤２１に於ける改良領域の縦方向ピッチは在来態様同様に通常５０ｃｍ程度である。したがって、削孔２０の内径との間には一定の拘束条件が在り、内管３０が可撓性のホース型のもので、図４の（ロ）に示す様に、内管３０内にパッカ３３作動用のホース３１を有した細管群３３′を集合結束した結束細管３０′を配設するような態様では、削孔２０の深度が３０メートルを越すような場合、内管３０は最低で６０本必要であり、したがって、前述した如く在来態様では、該削孔２０は大径とならざるを得ず、施工能率が悪く、そのため、使用するグラウトの量も多く、不経済でスピーディでないために、内管３０は可及的に細く形成されることが望ましいものである。

而して、図３に示す実施形態は図２に示す形態の如く、外管２２の袋パッカ２７がシールグラウト２６を介して削孔２０の壁面２５に密着当接するのに対し、該外管３２に対しその軸方向に於いて、該削孔２０の内壁面２５に対し密着当接するゴム製等の可撓性の袋パッカ２７が所定ピッチで複数配設され、金属製のリング２８で固定して配設されて膨出縮退自在に配設されており、該外管２２の上下に所定ピッチで設けた該袋パッカ２７と壁面２５にかこまれた大きな空間３２′を介して低圧用で多量のグラウトの吐出量を注入することが出来る。このため、その結束する内管３０の数がより少なくて済み、地盤２１の（超）大深度の該地盤２１への注入がスムーズに行われ、又複数の削孔２０に対し移動し、盛り替え的に経時的に挿脱して入れ替えしてグラウトの注入を行うことが極めて容易に能率的に行えるようにした実施例の態様である。当該態様においても、内管３０の送給通路３５内には図９の（ト）、（チ）に示すパッカ３３作動用のエアホース３３′を有する結束細管３７を挿入するものである。

そして、注入管としての内管３０の態様は図４の（イ）に示す如く、その保形性と所定の強度剛性を有する金属製、或いは、所定の硬質樹脂製の芯管３６の周囲にホース等の可撓性の細管３７を所定のバンドやパッカ３３のリングで結束した様式のものや、当該図４の（ロ）に示す様に、吐出口２３′′の軸方向位置を異ならせて結束した態様も可能であり、所定のジョイントにより所定ユニットを接続して所定長さの（超）大深度に亘って配設することが出来るようにされており、その場合、パッカ３３の端部をゴムホース製等の内管３０の部位に於いて、結束され、図示しないリール等を介して順に削孔２０の内部に挿入された外管２２の内部の送給路に図示しないウエイト等を介して配設することが出来るものである。そして、当該図２、図３、図４に示す様な、内管３０の延設に際しては図５に示す様に、削孔２０の地上に立設したスタンド３７に回転自在に設けたリール３８をモーター３９、減速器４０を介して回動させて該内管３０をその先端に配設したウエイト４０を介して削孔２０の外管内の送給路内に延設するようにされ、該リール３８の中心に設けたスイ−ベルジョイント４３によりポンプ４４を介し、又、ジェネレーター４５により開閉操作されるバルブ４６、４６・・を介し該ポンプ４４によりタンク６，６・・からグラウトを送給路４５′に送給されるようにされている。尚、４７は該スイ−ベルジョイント４３のコントロールユニットである。

また、図９の（チ）に示す様に、結束内管３０は、円筒状に結束した注入細管３７の中の一本をパッカ３３を軸方向に所定ピッチで設けた図示しない逆止弁を該パッカ３３の所定位置に設けた態様であり、そして、該逆止弁３の下部に軸方向所定ピッチのゴム製のパッカ３３の作動用の吐出口３０′′′を有するエアホース３３′を内設して有した多重管３０′′の態様である。

而して実際の（超）大深度の地盤２１に於ける施工に際しては、前述図２、３、４に示す様に、内管３０をチューブタイプやホースタイプ等の可撓性の結束細管のものを用い、硬質の支持材３０′′を中央に支持棒として介装することにより、削孔２０の径が、２０ｍ以上の（超）大深度地盤に対するグラウトの注入を行うに際し、複数の該削孔２０を当該地盤２１に対し平行に形成したネットワーク状の態様であっても、（超）大深度の地盤改良の態様であっても、又、上向きや傾斜状の態様であっても、ネットワーク裡に立体的な地盤２１内への（超）大深度の地盤中への注入が行うことが出来、そして、当該立体的な複数の削孔２０が（超）大深度地盤２１に対し形成されている場合に、該各削孔２０に対し経時的に盛り替え式に随時各削孔２０内に対しグラウトの注入を行う様な態様であっても、当該各削孔２０の径をさほど大きくするようなことは無く、上述する如く、例えば、図８に示す様に、当該削孔２０の最先端部の１０ｍ〜２０ｍに亘る改領域５９に対して該グラウトの注入を行う場合であっても、全ての削孔２０に対しグラウトの同時注入を行うことが可能であり、当該同時注入を行う態様としては各削孔２０に対して複数のグラウト注入ポンプ毎に各独立的にグラウトの注入を同時一斉に行うことが出来、その際に、特開平１１−８１２９６号公報に示されている多連装ポンプ４９′を介し行うことも出来、又、複数の注入ポンプにより注入することも出来、当該単一のシングルタイプのユニットポンプにより１本の送液部から分岐的に接続するに削孔に対する内管３０を分岐させて各削孔２０に対し同時一斉に注入を行うことも出来る。

後者の態様について図６、７により説明すると、図６に示す態様において、特開平３−９３９１６号公報に示される様に、１つのグラウトタンク６から１つのシングルタイプのポンプ４９を介して基本的な一本の送液部５０が循環部５１により接続され、その中途に開閉バルブ５２を有して連結されており、当該図６に示す形態に於いては、該送液部５０より複数の立体的な削孔２０、２０が地盤２１に対し複数掘削して設けられて該各削孔２０に対し外管２２が一種のマトリックスタイプの削孔２０に立体的に配設セットされ、当該各外管に対し注入管としての内管３０が該外管内に該送液部５０から分岐的に臨まされるようにされ、送液部５０のシングルポンプ４９寄りには一次圧力計５３、一次流量計５４が配設され、各内管３０には分岐部から個別の切り替えバルブ５５、噴出ノズル５６、二次流量計５７、二次圧力計５８が各々直列的に配装されて、設けられているようにされている。

尚、５９は群列して設けた削孔２０の最深部の改良領域であり、したがって、当該改良領域５９は各削孔２０が（超）大深度であるにもかかわらず、その最深度部に於いて、約１０ｍの長さの改良深さ幅に亘って、形成されるものである。そして図７に示す様に、その（ニ）に於いては、縦軸に流量Ｖ_１を、横軸に二次圧力Ｐ_２を採ると、削孔２０の径を極小の直径を有する噴射ノズル５６を介してシングルポンプ４９により上流側の一次圧力を下流側の二次圧力に比べて充分に大きく保つと、下流側の広範囲な圧力変化を生じても、暫時該噴出ノズル５６に対して一定の流量を保つことが、Ｃ_１、Ｃ_２の特性グラフに示す様になる。

而して、当該（ニ）の態様に於いてＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、はＣ_１次側の方が噴射ノズル５６の径が大きく、Ｃ_３側が小さいようにされていることが分かり、而も、当該二次圧力Ｐ_２に対応する流量が一定に保つ領域（直線部）と漸減する領域の急カーブで下降する部分に分かれることが分かっており、又、一次圧力が同じ場合に、噴射ノズル５６の径が小さいほど流量が小さく、大きいほど流量が大きくなることも分かり、該噴出ノズル５６の直径が一次側の圧力が大きいほど流量は大きいことも分かっている。

又、当該図７の（ホ）に示す如く、同じ縦軸に流量Ｖ_２を、横軸に二次圧力Ｐ_２と採ると、一本の送液部５０から噴射ノズル５６を介して多くの内管３０を分岐させてグラウトを送液する場合、地盤２１の注入抵抗圧力が変動しても、注入ステージの注入路の位置する該地盤２１の相違による各注入削孔２０に於ける抵抗圧力が異なっても、圧力がある場合には、一次側の噴射ノズル５６の口径に対応した一定の流量を得ることが出来、又、注入中に二次圧力Ｐ_２が上昇し、一定の流量を保持し得なくなった場合には、一次圧力を上昇させたり、或いは、該噴射ノズル５６の径を大きくするなどの操作により所定の流量を保持し得ることが分かっている。

而して当該（ホ）に於いては、Ｃ_４とＣ_４′は該噴射ノズル５６の直径が１．５ｍｍであり、一次圧力が５０ｋｇｆｇ／ｃｍ^２であり、Ｃ_５とＣ_５′は噴射ノズル５６の直径が１．５ｍｍと０．５ｍｍの態様であり、しかも、一次圧力が８０ｋｇｆｇ／ｃｍ^２である特性曲線を示しているものである。

又、当該（ホ）に示す特性に於いては、一つの送液部５０から分岐した内管３０に対しグラウトの地盤２１への注入中において、当該地盤２１の注入抵抗圧力が変動しても、或いは、注入ステ−ジの変化により該地盤２１の抵抗圧が変化しても、更には、注入管路の通路図５に示す４５′の位置する地盤２１の相違により、各グラウトの注入送給における抵抗値が異なっても、その圧力がある範囲に在る場合には、一次圧力、噴射ノズル５６の径に対応した一定の流量を得ることが分かっているものであり、又、グラウトの注入中に二次圧力Ｐ_２が上昇し、所定の流量を保持し得なくなった場合には、一次圧力を上昇させたり、或いは、噴射ノズル５６の径を大きくする等の操作により、所定の流量を保持し得ることが分かっているものである。而して、当該（ホ）に示す技術の詳細については、上記特開平３−９３９１６号公報の出願人の先願発明に開示してあるものである。

したがって、１つの送液部５０から分岐内管３０を分岐させる態様において、注入抵抗圧が異なっても、所定の流量を確保することが出来ることが分かっているものであり、これにより、複数の分岐内管３０に対して同時一斉にグラウトの圧送が可能であることが分かるものであり、この点の詳細については出願人の先願発明である上記公開公報の特開平３−９３９１６号に開示してあるものである。

当該態様によれば、（超）大深度のグラウトの地盤２１への注入において、一つの送液部５０から分岐して形成した削孔２０に対し、外管２２を同じくマトリックス状に立体的に形成して内管３０を挿入し、或いは、盛り替え的に順次挿入してグラウトを注入しても、又、削孔２０の直径を変化させても、注入抵抗が相違しても、一定の流量でグラウトを地盤２１内に注入することが出来る。

この場合、各削孔２０に挿入した外管２２に遊挿する内管が図９、及び、次の図１０に示すいずれの態様のものであっても採用可能なものである。

そのため、大深度の地盤注入であるにも関わらず、複数の削孔２０に対しグラウト２４を注入する際に際しての流量変化を行わず、作業能率も良くスムーズに同時一斉注入の施工が行え、ランニングコストを含め費用的にも安くつく利点がある。

而して、当該実施形態においては、内管２０′が図１０に示す様に、パッカ３３はプラスチック製の台座３４を上下に有し且つ、全てのパッカ３３はその中央部に支持棒３３′′に係脱自在に一体的に所定ピッチで螺合するように装着されている。

そして、該パッカ３３には上記空間３２に臨む先端部に２７′′が形成され、膨縮作用をするエア又は窒素ガス供給通路３３′′′が注入用グラウトの送給通路２７′と共に前述図５に示す巻き取り機構のリール３８に巻き取られるようにされている。

そして、該外管２２は前述図２、３に示した様に２種類あるものである。

尚、当該膨縮作動用の気体通路３３′′′に設けた所定の噴出口からパッカ３３連結条体に当該作動ガスを噴出して該パッカ３３を膨張させて外管２２の内壁面に密着当接させてパッカ作用が確実に行われるようにされ、昇降機５８′を介して上記支持棒３３′′を上昇させるとともに、パッカ３３と台座３４を外管２２の外部から削孔２０外へと取り出し次回に備えて所定に折り畳み、又、作動ガス供給通路３３′′′とグラウト送給通路２７′もリール３８にその可撓性を用いて巻取りすることが出来る用にされている。

そして、グラウト注入を地盤２１に注入するに際しては、前記図５に示すようにジェネレーター４０を介し、又、リール３８を介して削孔２０内にガス通路３３′′′とグラウト圧送通路２７′を繰り出すと共にパッカ３３を順次支持棒３３′′に螺合させて、予め、削孔２０内に注入しておいた外管２２内に挿入し、ガス送給通路３３′′′を介して、前記図５に示す態様同様に、所定にガス圧を供給してパッカ作用を外管２２の内壁面に施してグラウトを圧送送給通路２７′を介してパッカ３３の空間３２′から外管２２のスリーブ２４を開いてシールグラウト２６を割裂して地盤２１中に所定に圧注する。

そして、所定量のグラウトが圧注された後は上述プロセスとは逆プロセスによりパッカ装置類を外管２２の外部に取り出すと共にガス供給通路３′′′及びグラウト送給通路２７′をリール３８に巻き取って次回の圧注に備えるようにする。

このようにすることにより、外管２２のみを挿脱するだけで地盤２１に対して取り替えるだけで内管３０の交換等をしなくてもすみ、このようにすることにより作業能率の向上とコストダウンを図ることが出来て施工能率が極めて向上するようにすることが出来る。

このことは１つの送液部５０から分岐する内管３０の径の態様の如何を問わず、量一定の確保が行われるものもある。

次に、図１１以下の１つの多連装ポンプ４９′による複数個多数の削孔２０を地盤２１中に形成して、該各削孔２０に対し個別的に挿入した内管３０に対する接続態様が当該多連装ポンプ４９′が個々の該内管３０に接続されている態様に於いても変わらないものである。

そして、図８に示す実施形態の態様に於いては、上記グラウトタンク６からのグラウト２４は多連装ポンプ４９′に送給され、前記特開平１１−８１２９６号公報に開示されているように、該多連装ポンプ４９′の各個別のユニットポンプからは各々独立的に削孔２０の内管３０に対しグラウト２６を圧送して送給するようにされており、該各内管３０に於ける一次圧力、二次圧力と流量の特性関係は図７の（ニ）、（ホ）に示す態様と同様であり、該グラウトの最深度の改良領域５９に於ける流量一定は確保され、したがって、当該削孔２０の径の変動や地盤抵抗が変化しても、一定の流量を確保することが出来ることは、当該削孔２０が大深度であるにも関わらず、スムーズな施工が安全裡に能率良く、低コストで出来るようにされるものである。

又、上記多連装ポンプ４９′は上述特開平１１−８１２９６号公報発明に開示されている如く、上述の態様において、図１１に示す態様の如く、４９′はこの出願の発明の１つの要旨の中心を成す構成部分の地盤２１への超多点注入装置としての多連装ポンプであって、ポンププラントの多連装ポンプを成すものであり、該多連装ポンプ４９′は、例えば、実施態様においては、当該図１１に示すカム作動方式の５０連装の態様であるが、例えば、図に示す態様においては、図示の都合上、３連装の重連タイプの態様で示されている。

そして、各多連装ポンプ４９′にあっては、図示しないインバータモーター等の駆動源に連結されている回転シャフト６０にキー６１により、この出願の発明の多連装ポンプ４９′の構成要素を成す所定形状のカム６２が一体的に連結されており、該カム６２によるカム駆動方式のものにされている。

而して、図１１、１２に示す様に、当該多連装ポンプ４９′のベース６３に一体的に設けられた支持ブラケット６４にはグラウト等の改良材の吸引口６５と吐出口６６を有するシリンダー６７に対しピストン７２がスライド自在に設けられており、該ベース６３に一体的に設けられた支持ブラケット６８に対しては該シリンダー６７の進退調整装置してのスクリュウネジ６９が調製ナット７０を基端部に有して、該支持ブラケット６４に対し進退動調整自在に設けられており、該シリンダー６７内にはピストン７２がサクションバルブとしての自動開閉ブルブ７３を設けられており、該ピストン７２の軸方向に穿設された吸引吐出するグラウトの前後の吐出室、排出室に対する吸排孔７４に対して該ピストン７２の進退動に応じて自動開閉して該シリンダー６７の加圧室にする改良材のグラウト２４の自動的供給を行うようにされている。

而して、該ピストン７２に一体的に連結されて前延されているピストンロッド７５の先端には一体的に図１１に示す様に、ブラケット７１が固設されて、上記カム６２に当接して転動するカムフォロワ−としてのタペット７６を枢支している。

而して、該ブラケット７１には当該図１１に示す様に、支持機構としてのガイドバー７７がガイドのケース７８に一体的に設けられ、その内部には多数のスライドベアリング７９が設けられて、ベース６３に固設された支持ブラケット６４に一体的に設けられた該スライバー７７にスライド自在に設けられてカム６２の回転による斜め方向の分力を介してのピストンロッド７５の上下の揺動や変形や撓みが防止されてスムーズなピストン７２の進退作動がなされて、グラウトの吸排がスムーズに行われるようにされている。

而して、各ポンプ４９′のカム６２による稼動に際しては、進退調整装置としてのスクリュウネジ６９をその調整ナット７０を手法により回転させることにより、シリンダー６７が進退動し、該シリンダー６７とカムフォロワ−としてのタペット７６の取り付けブラケット７１との間に介装している弾圧スプリング７８を介しポンプ４９′のストロークが調整されてカム６２のカムフォロワ−タペット７６に対する当接、非当接を選択自在にし、且つ、その進退動ストロークを調整自在にされている。

かかるシリンダー６７の進退自在にした点はこの出願の発明の要旨の一部を成す構成要素としての多連装ポンプ４９′の重要なメカニズムの１つである。

そして、該シリンダー６７の吐出口６６は、圧送通路３５、及び、ヘッダーを介して各改良材のグラウトの圧送通路３５に接続されており（設計によっては圧力ポットを介在させ）該改良材のグラウトのゲルタイムを調整するに際しては、カム６２の前後の該カム６２のカム面に一対のユニットポンプを配設し、改良材のグラウトのゲルタイムを調整する主剤と副剤等を適宜に調整したグラウトを吸排口６５、６６を介して改良材の圧送通路３５を通し、吐出口から当該地盤２１の所定のステージの地質層にグラウトを吐出して注入することが出来るようにされている。

そして、多連装ポンプ４９′に於ける各カム６２のカム面の加圧面と吸引面の形状を適宜に選択設計することにより加圧時間を長く、排出時間を短く、或いは、逆にして改良材の圧送通路３５を介して吐出口２３からの吐出圧を急速、中速、低速に適宜に調整することが出来るようにされており、当該実施例の態様においては、少量の低圧の低速吐出が成されるようにされている。

したがって、該カム６２はこの出願の発明の１つの要旨の中心を成す構成要素としての多連装ポンプ４９′の重要な構成部分を成しているものである。

尚、この出願の発明の実施形態は前述各実施例に他の種々の態様が採用可能であることは勿論のことである。

以上、この出願の発明によれば、地盤中に複数多数の削孔を垂直状は勿論、上向きや傾斜する場合にあっても、横方向、上下の方向等立体的にマトリックス状に立体的に形成させ、該各削孔に対し、挿入、或いは、盛り替え的に挿入した内管からグラウトを最深度部の改良領域に対しを注入する場合の態様においても、即ち、各削孔に臨ませた内管がシングルポンプにより分岐的にパッカを介して一斉に同時に注入するような態様は勿論のこと、多連装ポンプにより分岐的にパッカを介して一斉に同時に注入するような態様は勿論のこと、多連装ポンプを介し、又は、複数のポンプを介し、独立的にグラウトを地盤中に一斉に同時注入するような態様にあっても、グラウトの流量を一定量に確保することが出来ることにより、（超）大深度の地盤改良において、グラウトの注入の施工態様が経済的にスムーズに安全裡に行われ、而も工期が短縮され設計通りに施工が行えて低コストで出来る。

又、地盤注入工法において、外管の外側に設けた袋パッカを地盤の削孔の内壁に定着固定させ、グラウトを注入するようにする場合であっても、該外管と削孔の外管の間にシールグラウトを間にして削孔壁に袋パッカを定着固定させてグラウトを注入するような態様にあっても、確実に該外管に個別に、或いは、盛り替え的に挿入する内管を介して確実に設計通りにグラウトの地盤内への注入流量を安定させて注入することが出来る為に、設計通りの大深度地盤に対する地盤注入工事の注入施工が急速に安定して安全に行え、而も、低コストで施工期間内に行えるという優れた効果が奏される。

そして、該内管がパッカを有し、所定方向軸方向所定間隔で吐出口を有する複数の細管を結束した可撓性を有する内管とすることにより、圧力が上がったり、又、当該削孔が斜設、或いは、垂設状であるような場合に於いても、特に結束細管中に支持棒が在るようにすれば、内管が屈曲し難く、スムーズにグラウトの注入が行えるという優れた効果が奏される。

このような施工は、該内管が補足的な多重管とされている場合においても、各多重管をジョイントを介して長工程に接続することにより、同一効果が図れるという利点が有り、又、内管の全ての吐出口から多連装ポンプを介して同時に一斉にグラウトを地盤中に注入することが出来ることが可能であり、又、１つのシングルポンプの送液部の管路から分岐部を介して接続分岐された複数の削孔の外管に内装した内管に対しても、同時に該グラウトを圧送して同時一斉に地盤中への注入が行えるようにすることも可能であり、そのいずれかの態様を選択することも当該地盤の性状に応じて、又、注入時の地盤の抵抗等を勘案して選択することが出来るという効果もある。

又、（超）大深度の地盤に対するグラウトの注入に際し、当該大深度の削孔の最深度の１０ｍ〜２０ｍ部位に亘る部分についてのみ注入が出来る為に、注入するグラウトが少量で済むことと相俟って、経済性が大いに図られ、又、スピーディな施工が行えるという優れた効果が奏され、削孔に対する外管のみを埋め殺しにして盛り替え的に内管のみを挿脱することも出来る為に、上述効果と相俟って（超）大深度地盤に対する施工が極めてやり易く、施工の向上を図ることが出来るという優れた効果が奏される。

そして、削孔径を小さく抑えることが出来るために、内管の各注入管路の数も少なくすることが出来、したがって、注入するグラウトの量も削減出来るという効果も奏され、施工能率の向上と工期の短縮も可能であり、結果的のコストダウンが図れるという優れた効果が奏される。

そして、この出願の発明によれば、地盤中に掘削形成する削孔の直径を小さくすることが出来る為に多重管や結束細管により内管の外管に対する挿脱がし易く、能率的に次回施工や再挿入がやり易いという効果もあり、上述の点からもコストの抑制もすることが出来るという効果がある。

この出願の発明の大深度の削孔を形成する側断面概略図である。削孔に対する外管内面に対し内管のパッカの当接密着をして大深度にグラウトを噴出する一態様の概略側面図である。削孔の壁面に対するパッカの直接的な定着の態様の概略側面図である。内管の断面図であり（イ）は結束細管の部分平断面図であり、（ロ）は内管が多重管である部分側面図である。ホース状の内管のリールを介しての取り扱い施工の概略側面図である。内管に対するグラウトのシングルポンプによるパッカを介しての注入の概略側面図である。一次圧力と二次圧力の流量に対する関係特性グラフ図であり、（ニ）は一次圧力に対する、又は、二次圧力に対する噴出ノズル口径による流量の関係特性グラフ図であり、（ホ）は流量と二次圧力に対する噴出ノズル口径による特性グラフ図である。掘削形成した削孔に対するグラウトの同時一斉注入を行う多連装ポンプ施工態様の概略側面図である。この出願の発明の内管内の細管の半断面図であり、（ト）は結束細管の上半断面図であり、（チ）は同下半断面図である。内管の他の態様の概略断面図である。多連装ポンプユニットの側断面図である。上記多連装ポンプの構造平断面図である。従来技術に基づく地盤中へのグラウト注入の一態様の側断面図である。同従来技術に基づく地盤中へのグラウト注入の別の態様の側断面図である。従来技術に基づく地盤中へのグラウト注入の他の態様の側断面図である。同施工態様の縦断面図であり、（リ）、（ヌ）、（ル）、（オ）は書く施工プロセスの段階縦断面図である。

符号の説明

２１地盤
２０削孔
２２外管
２７袋パッカ
３３パッカ
３０内管
２３吐出口
４５削孔外管
４９削孔の最深度部分
２９スリーブグラウト
３６結束細管
３０多重管
３９′ マルチポンプ
５６送液部
５１管路
３０′ 支持棒

Claims

軸方向の異なる部位に複数の吐出口を有し、地盤に形成された削孔内に挿入埋設される外管と、この外管内に挿入され、軸方向に所定ピッチで配設された複数の袋状ゴムパッカを有し、かつ互いに隣接するパッカ間にそれぞれ吐出口を有し、さらに、パッカ流路および複数のグラウト流路を有する内管とを備え、前記パッカ流路の吐出口は前記各パッカ内に臨ませ、かつ、前記グラウト流路の吐出口はそれぞれ、内管のパッカ間に位置する吐出口に別々に臨ませるようにすることを特徴とする地盤注入装置。