JP2010189961A

JP2010189961A - Air injection device, air injection system, and air injection method into ground

Info

Publication number: JP2010189961A
Application number: JP2009036600A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Uchida; 明彦内田; Takaaki Shimizu; 孝昭清水; Takeshi Honda; 剛本多; Hideyuki Shiosaka; 英之塩坂
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP5132605B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air injection device capable of preventing the ground from being liquefied by reducing the degree of saturation and changing a specific region of the ground to be fed with air. SOLUTION: The air injection device 20 has an air supply pipe 32, an air feeding device 34 for feeding air into the air supply pipe 32, an upper part packer 36 suspended higher than the air supply pipe 32 and expanding its diameter to block a perforated pipe 28, and a lower part packer 38 suspended lower than the air supply pipe 32 and extending its diameter to block the perforated pipe 28. Here, air is poured into a liquefaction addressing layer S from the air supply pipe 32 to reduce the degree of the saturation of the soft ground 18A and prevent its liquefaction. Furthermore, since the upper part packer 36 and the lower part packer 38 are suspended independently from the air supply pipe 32, they are independently moved to change a specific region of the soft ground 18A in which air is fed. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、空気注入装置、空気注入システム、及び地盤への空気注入方法に関する。 The present invention relates to an air injection device, an air injection system, and a method of injecting air into the ground.

地盤の液状化は、砂地盤の水圧が地震による振動によって静水圧より高くなり（この水圧を過剰間隙水圧という）、過剰間隙水圧が各深度における上載圧に等しくなったときに、砂粒子同士の結合が外れて水中に浮かんだような状態となるために起こる。ここで、地盤の液状化防止方法の例として、地盤に気泡を注入して地盤の飽和度を低下させ、不飽和状態とする方法がある（例えば、特許文献１、２参照）。 The liquefaction of the ground is caused when the water pressure of the sand ground becomes higher than the hydrostatic pressure due to vibration caused by the earthquake (this water pressure is called excess pore water pressure), and when the excess pore water pressure becomes equal to the overpressure at each depth, This happens because the bonds are released and become floating. Here, as an example of the ground liquefaction prevention method, there is a method in which bubbles are injected into the ground to lower the saturation level of the ground to make it unsaturated (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献１の液状化防止方法では、地盤を掘削して形成した注入孔へ水溶液を注入し、発泡剤によって水溶液を発泡させることで、地盤中に気泡を注入している。また、特許文献２の液状化防止方法では、地盤を掘削して形成した注入用の孔に注入内管を配置し、注入内管に形成された注入口から微細気泡を分散させた注入水を注入している。 In the liquefaction prevention method of Patent Document 1, an aqueous solution is injected into an injection hole formed by excavating the ground, and bubbles are injected into the ground by foaming the aqueous solution with a foaming agent. Moreover, in the liquefaction prevention method of Patent Document 2, an injection inner pipe is arranged in an injection hole formed by excavating the ground, and injection water in which fine bubbles are dispersed from an injection port formed in the injection inner pipe is provided. Injecting.

特許文献１、２の方法では、いずれも、地震により地盤中の水圧が上昇して過剰間隙水圧が発生しようとしたとき、気泡により形成された空隙が圧縮することによって水圧の上昇を抑えて液状化を防止している。 In both methods of Patent Documents 1 and 2, when the water pressure in the ground rises due to an earthquake and an excess pore water pressure is about to be generated, the void formed by the bubbles is compressed to suppress the increase in water pressure and liquid. Is prevented.

しかし、特許文献１の液状化防止方法では、地上から注入孔の底部までと対応する地盤全体が不飽和状態となるため、地盤の特定領域に気泡を注入することはできなかった。また、特許文献２の液状化防止方法では、注入内管に形成された注入口が一箇所のみであり、空気を供給する地盤の特定領域を拡大又は縮小することができなかった。 However, in the liquefaction prevention method of Patent Document 1, since the entire ground corresponding to the ground to the bottom of the injection hole is in an unsaturated state, bubbles cannot be injected into a specific region of the ground. Moreover, in the liquefaction prevention method of Patent Document 2, there is only one injection port formed in the injection inner pipe, and a specific area of the ground for supplying air cannot be enlarged or reduced.

特開２００１−３５５２２８JP 2001-355228 A 特開２００８−２１７０JP2008-2170

本発明は、地盤の飽和度を低下させて液状化を防止すると共に、空気を供給する地盤の特定領域を変更することができる空気注入装置、空気注入システム、及び地盤への空気注入方法を得ることを目的とする。 The present invention provides an air injecting device, an air injecting system, and a method for injecting air into the ground, which can reduce the saturation of the ground to prevent liquefaction and change a specific region of the ground to which air is supplied. For the purpose.

本発明の請求項１に係る空気注入装置は、地盤に形成された孔部へ挿入された有孔管内に吊下げられ、供給された空気が放出される空気孔が形成された空気供給管と、前記空気供給管に空気を供給する空気供給手段と、前記空気供給管よりも上方に吊下げられ、拡径して前記有孔管を塞ぐ上部閉塞手段と、前記空気供給管よりも下方に吊下げられ、拡径して前記有孔管を塞ぐ下部閉塞手段と、を有する。 An air injecting apparatus according to claim 1 of the present invention is an air supply pipe that is suspended in a perforated pipe inserted into a hole formed in the ground and formed with an air hole through which supplied air is discharged. An air supply means for supplying air to the air supply pipe, an upper closing means suspended above the air supply pipe and expanding the diameter to close the perforated pipe, and below the air supply pipe And a lower closing means that is suspended and expands to close the perforated tube.

上記構成によれば、空気供給管が、有孔管内に吊下げられ位置決めされている。そして、空気供給管の上方の有孔管は上部閉塞手段によって塞がれており、空気供給管の下方の有孔管は下部閉塞手段によって塞がれている。ここで、空気供給手段から空気供給管に空気が供給されて空気孔から空気が放出されると、放出された空気は、上部閉塞手段と下部閉塞手段とで密閉された領域に相当する領域の地盤に供給される。これにより、地盤の特定領域に空気を供給して地盤の飽和度を低下させ、液状化を防止することができる。 According to the above configuration, the air supply pipe is suspended and positioned in the perforated pipe. The perforated pipe above the air supply pipe is closed by the upper closing means, and the perforated pipe below the air supply pipe is closed by the lower closing means. Here, when air is supplied from the air supply means to the air supply pipe and air is released from the air holes, the released air is in a region corresponding to a region sealed by the upper closing means and the lower closing means. Supplied to the ground. Thereby, air can be supplied to the specific area | region of a ground, the saturation of a ground can be reduced, and liquefaction can be prevented.

さらに、上部閉塞手段と下部閉塞手段が空気供給管と独立して吊下げられているので、吊下げ長さを調整して上部閉塞手段と下部閉塞手段の間隔が変更可能となっている。これにより、空気を供給する地盤の特定領域を変更することができる。 Furthermore, since the upper closing means and the lower closing means are suspended independently of the air supply pipe, the distance between the upper closing means and the lower closing means can be changed by adjusting the suspension length. Thereby, the specific area | region of the ground which supplies air can be changed.

本発明の請求項２に係る空気注入装置は、前記上部閉塞手段及び前記下部閉塞手段は、空気が供給されると内外に膨張するチューブである。この構成によれば、空気供給によるチューブの膨張だけで有孔管が閉塞されるので、上部閉塞手段及び下部閉塞手段を簡易な構成とすることができる。 In the air injection device according to claim 2 of the present invention, the upper closing means and the lower closing means are tubes that expand inward and outward when air is supplied. According to this configuration, since the perforated tube is closed only by the expansion of the tube by supplying air, the upper closing means and the lower closing means can be simplified.

本発明の請求項３に係る空気注入装置は、前記空気供給手段から前記空気供給管までの空気供給経路の途中には、前記空気供給管への空気の供給又は供給停止を行う切換手段が設けられている。この構成によれば、空気供給管への空気の供給を連続的又は断続的に行える。 The air injecting apparatus according to claim 3 of the present invention is provided with a switching means for supplying or stopping supply of air to the air supply pipe in the middle of the air supply path from the air supply means to the air supply pipe. It has been. According to this configuration, the supply of air to the air supply pipe can be performed continuously or intermittently.

本発明の請求項４に係る空気注入装置は、前記上部閉塞手段と前記下部閉塞手段の間に浸水した水の圧力を計測する水圧計が設けられ、前記切換手段が、設定された圧力設定値と前記水圧計で測定された圧力測定値との差異に応じて空気の供給又は供給停止を行う。 The air injection device according to claim 4 of the present invention is provided with a water pressure gauge for measuring the pressure of water submerged between the upper closing means and the lower closing means, and the switching means is a set pressure set value. And supply of air is stopped according to the difference between the measured pressure value measured by the water pressure gauge and the water pressure gauge.

上記構成によれば、水圧計によって計測される水圧の変化が、空気供給管から供給される空気の供給量の変化と対応しているため、空気供給管から地盤へ所定の空気量が供給されているかどうかを検知することができる。また、空気供給経路の途中で空気漏れが発生しても、水圧計の水圧の変化で検知することができる。 According to the above configuration, since the change in the water pressure measured by the water pressure gauge corresponds to the change in the supply amount of the air supplied from the air supply pipe, a predetermined amount of air is supplied from the air supply pipe to the ground. It can be detected whether or not. Moreover, even if an air leak occurs in the middle of the air supply path, it can be detected by a change in the water pressure of the water pressure gauge.

本発明の請求項５に係る空気注入装置は、地盤の前記孔部と異なる位置に掘削された測定用孔部に配置され、該測定用孔部にて地盤の導電率又は比抵抗を測定する電気特性測定手段が設けられ、前記切換手段が、前記電気特性測定手段で測定された地盤の導電率又は比抵抗に応じて、前記空気供給管への空気の供給又は供給停止を行う。 The air injection device according to claim 5 of the present invention is arranged in a measurement hole excavated at a position different from the hole portion of the ground, and measures the conductivity or specific resistance of the ground in the measurement hole portion. Electrical characteristic measuring means is provided, and the switching means supplies or stops supplying air to the air supply pipe according to the ground conductivity or resistivity measured by the electrical characteristic measuring means.

空気は水（地下水）に較べて比抵抗が大きい。このため、地盤中の空気量が多くなると、比抵抗が大きくなり導電率が下がる。ここで、上記構成によれば、電気特性測定手段によって地盤の導電率又は比抵抗が測定され、この測定値に応じて地盤中の空気の過不足が判断される。これにより、地盤中の空気量を実測しなくても地盤中の空気の過不足状態を検知することができる。 Air has a higher specific resistance than water (groundwater). For this reason, when the amount of air in the ground increases, the specific resistance increases and the conductivity decreases. Here, according to the said structure, the electrical conductivity measuring means or specific resistance is measured by an electrical property measurement means, and the excess or deficiency of the air in the ground is judged according to this measured value. Thereby, it is possible to detect an excess / deficiency state of air in the ground without actually measuring the amount of air in the ground.

本発明の請求項６に係る空気注入装置は、前記切換手段の空気の供給又は空気の供給停止を設定された時間で切換えるタイマーが設けられている。この構成によれば、切換手段の空気の供給又は空気の供給停止がタイマーで切換えられるので、地盤への空気注入を自動化できる。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a timer for switching the air supply or the air supply stop of the switching means at a set time. According to this configuration, since the air supply or the air supply stop of the switching means is switched by the timer, the air injection into the ground can be automated.

本発明の請求項７に係る空気注入システムは、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の空気注入装置と、地盤の前記孔部と異なる位置に掘削された揚水用孔部から水を揚げる揚水手段と、前記揚水手段で揚げられた水を前記有孔管に注水する注水手段と、を有する。 An air injection system according to a seventh aspect of the present invention includes an air injection device according to any one of the first to sixth aspects, and a pumping hole excavated at a position different from the hole portion of the ground. A pumping means for pumping water, and a water injection means for pouring water pumped by the pumping means into the perforated pipe.

上記構成によれば、揚水手段で地盤から水が揚げられることにより、空気注入装置が設置された孔部周辺の地盤と、揚水用孔部周辺の地盤との間で地下水位面の勾配が形成される。ここで、地下水位面は、空気注入装置が設置された孔部周辺の方が高い位置にあるため、地下水は、空気注入装置が設置された孔部周辺から揚水用孔部周辺へ移動する。この地下水の移動に合わせて、空気注入装置から注入された空気が揚水用孔部周辺へ移動するため、地盤内に空気を供給することができ、地盤の不飽和状態を保持することができる。 According to the above configuration, when the water is pumped from the ground by the pumping means, a groundwater level gradient is formed between the ground around the hole where the air injection device is installed and the ground around the pumping hole. Is done. Here, since the level of the groundwater level is higher in the vicinity of the hole where the air injection device is installed, the groundwater moves from the periphery of the hole where the air injection device is installed to the vicinity of the pumping hole. In accordance with the movement of the groundwater, the air injected from the air injecting device moves to the vicinity of the pumping hole, so that the air can be supplied into the ground, and the unsaturated state of the ground can be maintained.

なお、揚水手段で揚げられた水は、注水手段によって孔部に注水すれば、地盤内の合計の地下水量はあまり変化しない。このため、地下水の減少による地盤沈下を防止することができる。 In addition, if the water pumped by the pumping means is poured into the hole by the water pouring means, the total amount of groundwater in the ground does not change much. For this reason, ground subsidence due to a decrease in groundwater can be prevented.

本発明の請求項８に係る地盤への空気注入方法は、地盤に孔部を形成する孔部形成工程と、前記孔部へ有孔管を挿入する挿入工程と、前記有孔管に請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の空気注入装置を吊下げる吊下げ工程と、前記孔部と前記有孔管との隙間に、上下が粘土層で囲まれ前記空気注入装置で注入された空気が透過する砂利層を形成する砂利層形成工程と、を有する。 The method of injecting air into the ground according to claim 8 of the present invention includes a hole forming step of forming a hole in the ground, an insertion step of inserting a perforated pipe into the hole, and the perforated pipe. A suspension step of suspending the air injection device according to any one of claims 1 to 6, and a gap between the hole portion and the perforated pipe is surrounded by a clay layer and injected by the air injection device. A gravel layer forming step of forming a gravel layer through which the air is transmitted.

上記構成によれば、空気注入装置から注入され有孔管から放出された空気は、粘土層を透過せず、砂利層のみを透過して地盤に注入される。これにより、地盤の特定領域のみに空気を注入することができる。 According to the said structure, the air inject | poured from the air injection apparatus and discharge | released from the perforated pipe does not permeate | transmit a clay layer, but permeate | transmits only a gravel layer and is inject | poured into the ground. Thereby, air can be inject | poured only into the specific area | region of the ground.

本発明は、上記構成としたので、地盤の飽和度を低下させて液状化を防止すると共に、空気を供給する地盤の特定領域を変更することができる。 Since this invention set it as the said structure, while reducing the saturation of a ground and preventing liquefaction, the specific area | region of the ground which supplies air can be changed.

（ａ）本発明の第１実施形態に係る空気注入システムの構成図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る空気注入システムの平面図である。(A) It is a block diagram of the air injection system which concerns on 1st Embodiment of this invention. (B) It is a top view of the air injection system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る空気注入装置の構成図である。It is a block diagram of the air injection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. （ａ）本発明の第１実施形態に係る空気注入装置の部分斜視図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る空気注入装置の上部閉塞手段の横断面図である。(A) It is a fragmentary perspective view of the air injection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (B) It is a cross-sectional view of the upper obstruction | occlusion means of the air injection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｃ）本発明の第１実施形態に係る空気注入装置の設置工程を示す工程図である。(A)-(c) It is process drawing which shows the installation process of the air injection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る空気注入装置を地盤の孔部に設置した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the state where the air injection device concerning a 1st embodiment of the present invention was installed in the hole of the ground. 本発明の第１実施形態に係る空気注入システムによる地盤への空気注入状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the air injection state to the ground by the air injection system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る空気注入システムを用いて地盤へ空気注入したときの時間と地盤の飽和度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the time when air is inject | poured into the ground using the air injection system which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the saturation degree of a ground. 本発明の第２実施形態に係る空気注入システムによる地盤への空気注入状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the air injection state to the ground by the air injection system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る空気注入装置の電気特性測定手段の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the electrical property measurement means of the air injection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る空気注入システムを用いて地盤へ空気注入したときの時間と地盤の飽和度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the time when air is inject | poured into the ground using the air injection system which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and the saturation degree of a ground.

本発明の空気注入装置、空気注入システム、及び地盤への空気注入方法の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１（ａ）、（ｂ）には、地盤１２に設置された空気注入システム１０と、地盤１２上に構築された構造物としての建物１４が示されている。地盤１２は、不透水層としての非液状化地盤１６と、非液状化地盤１６の上層にある軟弱地盤１８とで構成されており、建物１４は軟弱地盤１８上に支持されている。 1st Embodiment of the air injection apparatus of this invention, an air injection system, and the air injection method to the ground is described based on drawing. FIGS. 1A and 1B show an air injection system 10 installed on the ground 12 and a building 14 as a structure constructed on the ground 12. The ground 12 is composed of a non-liquefied ground 16 as an impermeable layer and a soft ground 18 above the non-liquefied ground 16, and the building 14 is supported on the soft ground 18.

建物１４の周囲の軟弱地盤１８には、建物１４を取り囲んで、コンクリートやソイルセメントなどの連続壁からなる止水壁２２が構築されており、止水壁２２の下端部は非液状化地盤１６に到達している。また、建物１４の一組の側壁１４Ａ、１４Ｂに隣接した軟弱地盤１８の一部には、空気注入用の注入孔部２４（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ）と、揚水用の揚水孔部２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ）とが、掘削により形成されている。 In the soft ground 18 around the building 14, a water blocking wall 22 made of a continuous wall such as concrete or soil cement is constructed surrounding the building 14, and the lower end of the water blocking wall 22 is a non-liquefied ground 16. Has reached. In addition, an air injection hole 24 (24A, 24B, 24C, 24D, 24E) and a pumping hole for pumping water are formed in a part of the soft ground 18 adjacent to the pair of side walls 14A, 14B of the building 14. The part 26 (26A, 26B, 26C, 26D, 26E) is formed by excavation.

注入孔部２４Ａ〜２４Ｅは、建物１４を挟んで揚水孔部２６Ａ〜２６Ｅとそれぞれ対向配置状態となっている。なお、注入孔部２４Ａ〜２４Ｅはそれぞれ同様の掘削状態となっており、揚水孔部２６Ａ〜２６Ｅもそれぞれ同様の掘削状態となっているため、以後の説明では注入孔部２４、揚水孔部２６としてＡ〜Ｅの符号を省略して説明する。 The injection hole portions 24A to 24E are arranged opposite to the pumping hole portions 26A to 26E with the building 14 in between. The injection hole portions 24A to 24E are in the same excavation state, and the pumping hole portions 26A to 26E are also in the same excavation state. Therefore, in the following description, the injection hole portion 24 and the pumping hole portion 26 are used. In the following description, the symbols A to E are omitted.

注入孔部２４内には、塩化ビニルからなる断面円形状の有孔管２８が、開口を上側に向けて立設されている。有孔管２８は、注入孔部２４の深さと同程度の長さとなっており、空気注入を行う位置の側壁には後述する貫通孔２９（図５参照）が形成されている。なお、以後の説明では、図５を除いて有孔管２８の貫通孔の図示を省略する。 In the injection hole portion 24, a perforated tube 28 made of vinyl chloride and having a circular cross section is erected with the opening facing upward. The perforated tube 28 has a length approximately equal to the depth of the injection hole portion 24, and a through hole 29 (see FIG. 5) described later is formed on the side wall at a position where air injection is performed. In the following description, illustration of the through hole of the perforated tube 28 is omitted except for FIG.

また、有孔管２８の外径は、注入孔部２４の孔径よりも小さくなっており、有孔管２８と注入孔部２４の間には、予め設定された幅の隙間が形成されている。ここで、軟弱地盤１８（１８Ａ）には、空気注入が必要とされる液状化対策層Ｓが設定され、この液状化対策層Ｓの深度に合わせて、有孔管２８と注入孔部２４の隙間に砂利層２５が形成されている。砂利層２５は、上下が粘土層２７で挟まれており、砂利層２５を通る空気が上方へ漏れることなく液状化対策層Ｓに注入されるようになっている。 Further, the outer diameter of the perforated tube 28 is smaller than the hole diameter of the injection hole portion 24, and a gap having a preset width is formed between the perforated tube 28 and the injection hole portion 24. . Here, a liquefaction countermeasure layer S that requires air injection is set in the soft ground 18 (18A), and the perforated pipe 28 and the injection hole portion 24 are formed in accordance with the depth of the liquefaction countermeasure layer S. A gravel layer 25 is formed in the gap. The gravel layer 25 is sandwiched between upper and lower clay layers 27, and air passing through the gravel layer 25 is injected into the liquefaction countermeasure layer S without leaking upward.

一方、空気注入システム１０は、止水壁２２で囲まれた軟弱地盤１８Ａに注入孔部２４から空気を注入する空気注入装置２０（２０Ａ〜２０Ｅ）と、軟弱地盤１８中の地下水を揚水孔部２６から地上へ揚げる揚水装置３０（３０Ａ〜３０Ｅ）と、揚水装置３０で地上に揚げられた地下水を注入孔部２４の有孔管２８に注入する注入配管４０とで構成されている。なお、空気注入装置２０Ａ〜２０Ｅはそれぞれ同様の構成となっており、揚水装置３０Ａ〜３０Ｅもそれぞれ同様の構成となっているため、以後の説明では空気注入装置２０、揚水装置３０としてＡ〜Ｅの符号を省略して説明する。 On the other hand, the air injection system 10 includes an air injection device 20 (20A to 20E) that injects air into the soft ground 18A surrounded by the water blocking wall 22 from the injection hole 24, and the ground water in the soft ground 18 as a pumping hole. A pumping device 30 (30A to 30E) that pumps 26 to the ground, and an injection pipe 40 that injects groundwater pumped to the ground by the pumping device 30 into the perforated pipe 28 of the injection hole 24. The air injection devices 20A to 20E have the same configuration, and the pumping devices 30A to 30E have the same configuration. Therefore, in the following description, the air injection devices 20A to 20E are A to E as the air injection device 20 and the pumping device 30. The description is omitted.

図２に示すように、空気注入装置２０は、有孔管２８内に吊下げられた空気供給管３２と、空気供給管３２に空気を供給する空気供給装置３４と、空気供給管３２よりも上方に吊下げられた上部パッカー３６と、空気供給管３２よりも下方に吊下げられた下部パッカー３８と、を有している。空気供給管３２は、下端のみ硬質材となっており、それ以外の部位はビニール製チューブで構成されている。 As shown in FIG. 2, the air injecting device 20 includes an air supply pipe 32 suspended in the perforated pipe 28, an air supply apparatus 34 that supplies air to the air supply pipe 32, and the air supply pipe 32. The upper packer 36 is suspended upward, and the lower packer 38 is suspended below the air supply pipe 32. The air supply pipe 32 is made of a hard material only at the lower end, and the other parts are made of a vinyl tube.

空気供給装置３４は、箱状の筐体３４Ａを有しており、筐体３４Ａの側壁には、空気供給管３２の一端が連結された連結部４２が設けられている。また、空気供給装置３４には、連結部４２に連結された空気供給管３２に空気を供給するためのコンプレッサー４４、供給配管４６、バルブ４８、制御部５０、レギュレータ５２、圧力計５４、流量計５６、電磁弁５８、及びタイマー６１が設けられている。さらに、空気供給装置３４には、上部パッカー３６及び下部パッカー３８に配管（図示省略）を介して空気の注入を行い、又は上部パッカー３６及び下部パッカー３８から空気を排出するパッカー作動装置６０が設けられている。 The air supply device 34 has a box-shaped housing 34A, and a connecting portion 42 to which one end of the air supply pipe 32 is connected is provided on the side wall of the housing 34A. Further, the air supply device 34 includes a compressor 44 for supplying air to the air supply pipe 32 connected to the connecting portion 42, a supply pipe 46, a valve 48, a control unit 50, a regulator 52, a pressure gauge 54, and a flow meter. 56, a solenoid valve 58, and a timer 61 are provided. Further, the air supply device 34 is provided with a packer actuating device 60 that injects air into the upper packer 36 and the lower packer 38 via a pipe (not shown) or discharges air from the upper packer 36 and the lower packer 38. It has been.

空気供給装置３４の筐体３４Ａ内では、連結部４２とコンプレッサー４４が供給配管４６で接続されている。供給配管４６には、コンプレッサー４４側を上流側、連結部４２側を下流側として、上流側にバルブ４８が取付けられており、バルブ４８から下流側に向けて順にレギュレータ５２、圧力計５４、流量計５６、及び電磁弁５８が取付けられている。 In the housing 34 A of the air supply device 34, the connecting portion 42 and the compressor 44 are connected by a supply pipe 46. The supply pipe 46 is provided with a valve 48 on the upstream side, with the compressor 44 side on the upstream side and the connecting portion 42 side on the downstream side. The regulator 52, pressure gauge 54, flow rate are sequentially installed from the valve 48 toward the downstream side. A total 56 and a solenoid valve 58 are attached.

コンプレッサー４４は、図示しない電源から電源供給されることにより作動して、供給配管４６へ空気を送出するようになっている。また、バルブ４８は、コンプレッサー４４の使用、未使用に合わせて供給配管４６を開放又は遮断させる。さらに、レギュレータ５２は、コンプレッサー４４から送出された空気の圧力を予め設定した設定圧力まで減圧させる構成となっている。 The compressor 44 operates when power is supplied from a power source (not shown), and sends air to the supply pipe 46. The valve 48 opens or closes the supply pipe 46 according to whether the compressor 44 is used or not. Further, the regulator 52 is configured to reduce the pressure of the air sent from the compressor 44 to a preset pressure.

圧力計５４は、供給配管４６内に送り込まれた空気の圧力がレギュレータ５２によって設定圧力まで減圧されているかどうかを確認するためのものであり、流量計５６は、供給配管４６を空気が流れていることを確認するためのものである。また、電磁弁５８は、タイマー６１が接続されており、タイマー６１に設定された空気供給の時間に合わせて電気的にスイッチのＯＮ、ＯＦＦが行われ、供給配管４６を開放又は遮断させる。 The pressure gauge 54 is for confirming whether or not the pressure of the air sent into the supply pipe 46 is reduced to the set pressure by the regulator 52, and the flowmeter 56 is configured so that air flows through the supply pipe 46. It is for confirming that there is. In addition, a timer 61 is connected to the electromagnetic valve 58, and the switch is electrically turned on and off in accordance with the air supply time set in the timer 61, thereby opening or shutting off the supply pipe 46.

制御部５０は、コンプレッサー４４、電磁弁５８、及びパッカー作動装置６０の動作スイッチのＯＮ、ＯＦＦを、予め設定された動作プログラムに基づき自動で行うようになっている。なお、タイマー６１への時間設定は、制御部５０を介して設定される。 The control unit 50 automatically turns on and off the operation switches of the compressor 44, the electromagnetic valve 58, and the packer actuator 60 based on a preset operation program. The time setting for the timer 61 is set via the control unit 50.

一方、有孔管２８内にクレーン等の吊下手段（図示省略）を用いて吊下げられた空気供給管３２は、空気供給装置３４の連結部４２に連結されている。有孔管２８内の空気供給管３２には、砂利層２５の位置に合わせて複数の空気孔３２Ａが形成されている。 On the other hand, the air supply pipe 32 suspended in the perforated pipe 28 using a suspension means (not shown) such as a crane is connected to a connection portion 42 of the air supply device 34. A plurality of air holes 32 A are formed in the air supply pipe 32 in the perforated pipe 28 in accordance with the position of the gravel layer 25.

図３（ａ）に示すように、空気供給管３２の空気孔３２Ａよりも上側には、円筒状の上部パッカー３６が外挿されており、空気供給管３２の下側には、円筒状の下部パッカー３８が設けられている。なお、上部パッカー３６と下部パッカー３８の間には、空気供給管３２の空気孔３２Ａから空気が放出されていることを検知するための水圧計６５（図２参照）が設けられているが、ここでは図示を省略している。 As shown in FIG. 3A, a cylindrical upper packer 36 is extrapolated above the air hole 32 A of the air supply pipe 32, and a cylindrical shape is placed below the air supply pipe 32. A lower packer 38 is provided. A water pressure meter 65 (see FIG. 2) is provided between the upper packer 36 and the lower packer 38 for detecting that air is released from the air hole 32A of the air supply pipe 32. Here, illustration is omitted.

上部パッカー３６は、全体が円筒状となっており、上端部と下端部に環状の円板部３６Ａ、３６Ｂが設けられている。円板部３６Ａ、３６Ｂの間には、膨張又は収縮が可能なゴム等の弾性素材からなる環状（チューブ状）のパッカー袋３６Ｃが設けられている。パッカー袋３６Ｃには、円板部３６Ａを貫通して上部パッカー用配管（図示省略）が接続されており、上部パッカー用配管の端部は、前述のパッカー作動装置６０（図２参照）に接続されている。 The upper packer 36 has a cylindrical shape as a whole, and is provided with annular disc portions 36A and 36B at the upper end and the lower end. An annular (tube-shaped) packer bag 36C made of an elastic material such as rubber that can expand or contract is provided between the disc portions 36A and 36B. An upper packer pipe (not shown) is connected to the packer bag 36C through the disc portion 36A, and the end of the upper packer pipe is connected to the packer operating device 60 (see FIG. 2). Has been.

また、円板部３６Ａの上面には、上部パッカー３６を吊下げるための複数のワイヤー６２Ａの一端が取り付けられている。なお、ワイヤー６２Ａは円板部３６Ａの周方向で例えば４箇所に取り付けられるが、ここでは２本のワイヤー６２Ａのみを図示し、他のワイヤー６２Ａの図示を省略している。 Further, one end of a plurality of wires 62A for suspending the upper packer 36 is attached to the upper surface of the disc portion 36A. The wires 62A are attached to, for example, four locations in the circumferential direction of the disc portion 36A. Here, only two wires 62A are shown, and the other wires 62A are not shown.

図３（ｂ）には、図３（ａ）の上部パッカー３６を破線Ｄで切ったときの断面図が示されている。パッカー袋３６Ｃは環状であり、内部空間３６Ｄに空気が注入されることにより２点鎖線Ａ、Ｂで示すように内外へ膨張するようになっている。また、パッカー袋３６Ｃの穴部３６Ｅ内には、空気供給管３２と、下部パッカー３８に空気を注入するための下部パッカー用配管４１と、水圧計６５（図２参照）の配線６５Ａとが設けられている。 FIG. 3B shows a cross-sectional view of the upper packer 36 shown in FIG. The packer bag 36C has an annular shape, and expands inward and outward as indicated by two-dot chain lines A and B when air is injected into the internal space 36D. Further, in the hole portion 36E of the packer bag 36C, an air supply pipe 32, a lower packer pipe 41 for injecting air into the lower packer 38, and a wiring 65A for the water pressure gauge 65 (see FIG. 2) are provided. It has been.

一方、図３（ａ）に示すように、下部パッカー３８は、全体が円柱状となっており、上端部と下端部に円形の円板部３８Ａ、３８Ｂが設けられている。円板部３８Ａ、３８Ｂの間には、膨張又は収縮が可能なゴム等の弾性素材からなる環状（チューブ状）のパッカー袋３８Ｃが設けられている。パッカー袋３８Ｃには、円板部３８Ａを貫通して下部パッカー用配管４１（図３（ｂ）参照）が接続されており、下部パッカー用配管４１の端部は、前述のパッカー作動装置６０（図２参照）に接続されている。なお、下部パッカー３８に空気供給管３２の下端は挿入されていないが、下部パッカー３８を上部パッカー３６と同じ構成として、空気供給管３２の下端を挿入させるようにしてもよい。 On the other hand, as shown in FIG. 3A, the lower packer 38 has a columnar shape as a whole, and circular disc portions 38A and 38B are provided at the upper end portion and the lower end portion. An annular (tube-shaped) packer bag 38C made of an elastic material such as rubber that can expand or contract is provided between the disk portions 38A and 38B. The lower packer pipe 41 (see FIG. 3B) is connected to the packer bag 38C through the disc portion 38A, and the end of the lower packer pipe 41 is connected to the packer operating device 60 ( (See FIG. 2). Although the lower end of the air supply pipe 32 is not inserted into the lower packer 38, the lower packer 38 may have the same configuration as the upper packer 36 and the lower end of the air supply pipe 32 may be inserted.

また、円板部３８Ａの上面には、下部パッカー３８を吊下げるための複数の鎖６３Ａの一端が取り付けられている。なお、鎖６３Ａは円板部３８Ａの周方向で例えば４箇所に取り付けられるが、ここでは２本の鎖６３Ａのみを図示し、他の鎖６３Ａの図示を省略している。 One end of a plurality of chains 63A for suspending the lower packer 38 is attached to the upper surface of the disc portion 38A. The chains 63A are attached to, for example, four places in the circumferential direction of the disc portion 38A. Here, only two chains 63A are illustrated, and the other chains 63A are not illustrated.

ここで、上部パッカー３６及び下部パッカー３８は、パッカー作動装置６０（図２参照）から気体が送り込まれ圧力がかけられることでパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃが膨張する。また、上部パッカー３６及び下部パッカー３８は、パッカー作動装置６０によってパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃから気体が抜かれることで圧力が下がり収縮する。なお、有孔管２８へ上部パッカー３６及び下部パッカー３８を吊下げるときは、パッカー袋３６Ｃ、３８Ｃが収縮状態となっている。 Here, as for the upper packer 36 and the lower packer 38, the packer bags 36C and 38C expand when gas is fed from the packer operating device 60 (see FIG. 2) and pressure is applied. Further, the upper packer 36 and the lower packer 38 are contracted by decreasing the pressure when the packer actuating device 60 removes gas from the packer bags 36C and 38C. When the upper packer 36 and the lower packer 38 are suspended from the perforated tube 28, the packer bags 36C and 38C are in a contracted state.

図２に示すように、上部パッカー３６に一端が取り付けられたワイヤー６２Ａは、他端が軟弱地盤１８上に設けられた巻取装置６２で巻き取られるようになっており、これにより、上部パッカー３６が有孔管２８内に吊下げられている。一方、下部パッカー３８に一端が取り付けられた鎖６３Ａは、他端が上部パッカー３６の円板部３６Ｂに取り付けられており、これにより、下部パッカー３８が有孔管２８内に吊下げられている。 As shown in FIG. 2, the wire 62 A having one end attached to the upper packer 36 is wound up by a winding device 62 provided on the soft ground 18. 36 is suspended in the perforated tube 28. On the other hand, the chain 63A having one end attached to the lower packer 38 has the other end attached to the disc portion 36B of the upper packer 36, whereby the lower packer 38 is suspended in the perforated tube 28. .

ここで、巻取装置６２を動作させることで、有孔管２８内での上部パッカー３６の設置位置と、下部パッカー３８の設置位置とが変更される。なお、上部パッカー３６は、砂利層２５の上側の粘土層２７と対応する位置に設置され、下部パッカー３８は、砂利層２５の下側の粘土層２７と対応する位置に設置される。 Here, by operating the winding device 62, the installation position of the upper packer 36 and the installation position of the lower packer 38 in the perforated pipe 28 are changed. The upper packer 36 is installed at a position corresponding to the clay layer 27 above the gravel layer 25, and the lower packer 38 is installed at a position corresponding to the clay layer 27 below the gravel layer 25.

水圧計６５は、上部パッカー３６と下部パッカー３８の間で且つ砂利層２５と対応する位置に配置されており、この位置での水圧の変化を計測する。なお、水圧計６５は、上部パッカー３６及び下部パッカー３８が有孔管２８内に配置された後、地下水が注入配管４０（図１（ｂ）参照）から有孔管２８内に注入されることで、水圧が計測可能となる。 The water pressure gauge 65 is disposed between the upper packer 36 and the lower packer 38 and at a position corresponding to the gravel layer 25, and measures a change in water pressure at this position. The water pressure gauge 65 is configured such that after the upper packer 36 and the lower packer 38 are arranged in the perforated pipe 28, groundwater is injected into the perforated pipe 28 from the injection pipe 40 (see FIG. 1B). Thus, the water pressure can be measured.

また、水圧計６５は、前述の制御部５０と電気的に接続されている。制御部５０は、予め設定された圧力設定値と水圧計６５で測定された圧力測定値との差異に応じて、電磁弁５８を開放又は遮断して空気の供給又は供給停止を行うようになっている。 The water pressure gauge 65 is electrically connected to the control unit 50 described above. The control unit 50 opens or shuts off the electromagnetic valve 58 to supply or stop supplying air in accordance with the difference between the preset pressure setting value and the pressure measurement value measured by the water pressure gauge 65. ing.

一方、図１に示すように、揚水孔部２６内には、塩化ビニルからなる断面円形状の有孔管３１が、開口を上側に向けて立設されている。有孔管３１は、揚水孔部２６の深さと同程度の長さとなっており、揚水を行う位置の側壁には複数の貫通孔（図示省略）が形成されている。また、有孔管２８の外径は、注入孔部２４の孔径よりも小さくなっており、有孔管２８と注入孔部２４の間には、予め設定された幅の隙間が形成されている。この隙間は、砂利層２５及び粘土層２７で埋められているが、一部土砂も用いられている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, a perforated tube 31 having a circular cross section made of vinyl chloride is erected in the pumping hole portion 26 with the opening facing upward. The perforated pipe 31 has the same length as the depth of the pumping hole portion 26, and a plurality of through holes (not shown) are formed on the side wall at the position where pumping is performed. Further, the outer diameter of the perforated tube 28 is smaller than the hole diameter of the injection hole portion 24, and a gap having a preset width is formed between the perforated tube 28 and the injection hole portion 24. . This gap is filled with the gravel layer 25 and the clay layer 27, but some earth and sand are also used.

揚水孔部２６の内側には、揚水孔部２６内に流入した地下水を揚水する揚水ポンプ３３が設けられている。揚水ポンプ３３は、空気供給装置３４の制御部５０（図２参照）に電気的に接続されており、制御部５０によってスイッチのＯＮ、ＯＦＦが行われる。また、揚水ポンプ３３には、揚水孔部２６内から地上へ向けて延設された揚水パイプ３５の一端が接続されており、揚水パイプ３５の他端は、地上に設けられた揚水タンク３７に接続されている。 Inside the pumping hole portion 26, a pumping pump 33 is provided for pumping up groundwater flowing into the pumping hole portion 26. The pumping pump 33 is electrically connected to a control unit 50 (see FIG. 2) of the air supply device 34, and the control unit 50 turns on and off the switch. In addition, one end of a pumping pipe 35 extending from the pumping hole portion 26 toward the ground is connected to the pumping pump 33, and the other end of the pumping pipe 35 is connected to a pumping tank 37 provided on the ground. It is connected.

揚水タンク３７は、前述の注入配管４０が接続されており、注入配管４０の接続部位には、内部に貯留された水を所定の圧力で注入配管へ送出する送出ポンプ（図示省略）が設けられている。ここで、揚水ポンプ３３、揚水パイプ３５、及び揚水タンク３７により揚水装置３０が構成されている。 The pumping tank 37 is connected to the injection pipe 40 described above, and a connection pump (not shown) is provided at a connection portion of the injection pipe 40 to send water stored therein to the injection pipe with a predetermined pressure. ing. Here, the pumping device 30 is constituted by the pumping pump 33, the pumping pipe 35, and the pumping tank 37.

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。まず、空気注入システム１０の設置工程について説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. First, the installation process of the air injection system 10 will be described.

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、建物１４を囲むようにして軟弱地盤１８から非液状化地盤１６まで止水壁２２を構築する。これにより、止水壁２２の外側にある周辺地盤と、建物１４の下側の軟弱地盤１８Ａとの水（地下水）の移動が遮断される。また、地盤１２上には、空気供給装置３４と揚水タンク３７を設置する。なお、止水壁２２で囲まれた軟弱地盤１８Ａについては、予めどの深度に液状化対策層Ｓを設けるかが決められている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, a water blocking wall 22 is constructed from the soft ground 18 to the non-liquefied ground 16 so as to surround the building 14. Thereby, the movement of the water (ground water) between the surrounding ground outside the water blocking wall 22 and the soft ground 18A below the building 14 is blocked. An air supply device 34 and a pumping tank 37 are installed on the ground 12. Note that the soft ground 18A surrounded by the cut-off wall 22, or providing a liquefaction countermeasures layer S is determined in advance what depth.

続いて、図４（ａ）に示すように、オーガー等の掘削機（図示省略）により軟弱地盤１８Ａに複数の注入孔部２４を形成する。そして、注入孔部２４内に有孔管２８を立設する。ここで、有孔管２８と注入孔部２４の間には隙間が形成されている。 Subsequently, as shown in FIG. 4A, a plurality of injection holes 24 are formed in the soft ground 18A by an excavator such as an auger (not shown). A perforated tube 28 is erected in the injection hole 24. Here, a gap is formed between the perforated tube 28 and the injection hole 24.

続いて、図４（ｂ）に示すように、有孔管２８と注入孔部２４の隙間に粘土を充填して、粘土層２７Ａを形成する。なお、形成される粘土層２７Ａの上面の高さが、軟弱地盤１８Ａの液状化対策層Ｓの下面の高さとなるまで粘土の充填を行う。 Subsequently, as shown in FIG. 4B, clay is filled in the gap between the perforated tube 28 and the injection hole 24 to form a clay layer 27A. The clay is filled until the height of the upper surface of the formed clay layer 27A becomes the height of the lower surface of the liquefaction countermeasure layer S of the soft ground 18A.

続いて、有孔管２８と注入孔部２４の隙間で粘土層２７Ａ上に砂利を充填して、砂利層２５を形成する。なお、形成される砂利層２５の上面の高さが、軟弱地盤１８Ａの液状化対策層Ｓの上面の高さとなるまで砂利の充填を行う。また、砂利層２５は、空気の透過が十分可能となるように予め石及び砂が選定されているものとする。 Subsequently, gravel is filled on the clay layer 27 A through the gap between the perforated pipe 28 and the injection hole 24 to form the gravel layer 25. In addition, gravel filling is performed until the height of the upper surface of the gravel layer 25 to be formed becomes the height of the upper surface of the liquefaction countermeasure layer S of the soft ground 18A. The gravel layer 25 is preliminarily selected from stones and sand so that air can be sufficiently transmitted therethrough.

続いて、有孔管２８と注入孔部２４の隙間で砂利層２５上に粘土を充填して、粘土層２７Ｂを形成する。これにより、有孔管２８が固定される。なお、粘土層２７Ｂについては、粘土を地上まで充填して形成しなくともよく、空気が上方に抜けない程度の層厚となった後に、注入孔部２４掘削時の土砂で埋めるようにしてもよい。 Subsequently, the gravel layer 25 is filled with clay through the gap between the perforated pipe 28 and the injection hole 24 to form a clay layer 27B. Thereby, the perforated pipe | tube 28 is fixed. The clay layer 27B does not have to be formed by filling clay up to the ground. After the layer thickness becomes such that air does not escape upward, the clay layer 27B may be filled with earth and sand when the injection hole portion 24 is excavated. Good.

続いて、図４（ｃ）に示すように、有孔管２８内に空気供給管３２、下部パッカー３８、及び上部パッカー３６を一体で挿入する。下部パッカー３８は、予め鎖６３Ａの長さが調整されることにより位置調整されており、上面が液状化対策層Ｓの下面となる位置で保持される。 Subsequently, as shown in FIG. 4C, the air supply pipe 32, the lower packer 38, and the upper packer 36 are integrally inserted into the perforated pipe 28. The position of the lower packer 38 is adjusted in advance by adjusting the length of the chain 63A, and is held at a position where the upper surface is the lower surface of the liquefaction countermeasure layer S.

また、上部パッカー３６は、巻取装置６２でワイヤー６２Ａが引き出され又は巻き取られることにより位置調整され、下面が液状化対策層Ｓの上面となる位置で保持される。なお、上部パッカー３６の位置は、巻取装置６２において、ワイヤー６２Ａの巻取り量に基づいて検出される。 Further, the position of the upper packer 36 is adjusted by drawing or winding the wire 62 A by the winding device 62, and the lower packer 36 is held at a position where the lower surface becomes the upper surface of the liquefaction countermeasure layer S. The position of the upper packer 36 is detected by the winding device 62 based on the winding amount of the wire 62A.

挿入された空気供給管３２は、接続されたチューブにスケールをつけておくことで位置検出が行われる。ここで、空気孔３２Ａが砂利層２５と対向する位置まで挿入された状態で、空気供給管３２の端部を空気供給装置３４の連結部４２に連結し、空気供給管３２の高さ位置を固定する。 The position of the inserted air supply pipe 32 is detected by attaching a scale to the connected tube. Here, in a state where the air hole 32A is inserted to a position facing the gravel layer 25, the end of the air supply pipe 32 is connected to the connection part 42 of the air supply device 34, and the height position of the air supply pipe 32 is set. Fix it.

続いて、パッカー作動装置６０（図２参照）を作動して、上部パッカー３６、下部パッカー３８のパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃ（図３（ａ）参照）にそれぞれ水または空気を注入する。空気が注入されたパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃは、膨張して有孔管２８内を密閉すると共に、有孔管２８に圧着され位置が固定される。なお、前述の水圧計６５（図２参照）は、上部パッカー３６と下部パッカー３８の間に配置されている。 Subsequently, the packer operating device 60 (see FIG. 2) is operated to inject water or air into the packer bags 36C and 38C (see FIG. 3A) of the upper packer 36 and the lower packer 38, respectively. The packer bags 36C and 38C into which air has been injected expand to seal the inside of the perforated tube 28 and are crimped to the perforated tube 28 to fix the position. The aforementioned water pressure gauge 65 (see FIG. 2) is disposed between the upper packer 36 and the lower packer 38.

このように空気注入装置２０の各部（空気供給管３２、空気供給装置３４、上部パッカー３６、及び下部パッカー３８）を軟弱地盤１８Ａに設置することで、図５に示すように、空気孔３２Ａから有孔管２８の貫通孔２９及び砂利層２５を通して、液状化対策層Ｓへ空気Ｐが送り込み可能となる。また、注入した空気が、有孔管２８内の上部パッカー３６、下部パッカー３８の上部や下部へ抜けないようにしている。 In this way, by installing each part of the air injection device 20 (the air supply pipe 32, the air supply device 34, the upper packer 36, and the lower packer 38) on the soft ground 18A, as shown in FIG. The air P can be sent to the liquefaction countermeasure layer S through the through hole 29 and the gravel layer 25 of the perforated pipe 28. Further, the injected air is prevented from escaping to the upper and lower portions of the upper packer 36 and the lower packer 38 in the perforated tube 28.

一方、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、建物１４を挟んで注入孔部２４と反対側において、オーガー等の掘削機（図示省略）により軟弱地盤１８Ａに複数の揚水孔部２６を形成する。そして、揚水孔部２６内に有孔管３１を立設する。ここで、有孔管３１と揚水孔部２６の隙間に土砂等を充填して有孔管３１を固定する。 On the other hand, as shown in FIGS. 1A and 1B, a plurality of pumping hole portions 26 are formed in the soft ground 18A by an excavator such as an auger (not shown) on the opposite side of the injection hole portion 24 across the building 14. Form. A perforated pipe 31 is erected in the pumping hole portion 26. Here, the perforated pipe 31 is fixed by filling the gap between the perforated pipe 31 and the pumping hole portion 26 with earth and sand.

続いて、クレーン（図示省略）等により揚水パイプ３５及び揚水ポンプ３３を吊下げると共に、有孔管３１内に挿入する。そして、揚水ポンプ３３が地下水面より十分深い位置まで挿入された状態で、揚水パイプ３５の端部を揚水タンク３７に接続し、揚水ポンプ３３の高さ位置を固定する。なお、空気孔３２Ａと揚水ポンプ３３は同じレベルでなくてもよい。揚水ポンプ３３は空気孔３２Ａと同じかより深い位置がよい。 Subsequently, the pumping pipe 35 and the pumping pump 33 are suspended by a crane (not shown) and inserted into the perforated pipe 31. Then, with the pumping pump 33 inserted to a position sufficiently deeper than the groundwater surface, the end of the pumping pipe 35 is connected to the pumping tank 37 to fix the height position of the pumping pump 33. The air hole 32A and the pumping pump 33 do not have to be at the same level. The pumping pump 33 is preferably located at the same position or deeper than the air hole 32A.

続いて、各揚水タンク３７を複数のパイプで連通させた状態で、注入配管４０の一方の端部を揚水タンク３７に接続する。ここで、注入配管４０の他方の端部は、予め複数の注入孔部２４に合わせて分岐されており、各注入孔部２４に挿入することで、揚水タンク３７から送出された水が有孔管２８内に注入される。 Subsequently, one end of the injection pipe 40 is connected to the pumping tank 37 in a state where the pumping tanks 37 are communicated with each other by a plurality of pipes. Here, the other end of the injection pipe 40 is branched in advance according to the plurality of injection holes 24, and the water sent from the pumping tank 37 is perforated by being inserted into each injection hole 24. It is injected into the tube 28.

次に、軟弱地盤１８Ａへの空気の注入作用について説明する。 Next, the air injection action to the soft ground 18A will be described.

図６に示すように、空気供給管３２の上方の有孔管２８は、上部パッカー３６によって塞がれており、空気供給管３２の下方の有孔管２８は、下部パッカー３８によって塞がれている。ここで、空気供給装置３４において、バルブ４８及び電磁弁５８（図２参照）を開放した状態でコンプレッサー４４（図２参照）が駆動されることにより、空気供給管３２内に空気が供給される。 As shown in FIG. 6, the perforated pipe 28 above the air supply pipe 32 is closed by the upper packer 36, and the perforated pipe 28 below the air supply pipe 32 is closed by the lower packer 38. ing. Here, in the air supply device 34, air is supplied into the air supply pipe 32 by driving the compressor 44 (see FIG. 2) with the valve 48 and the electromagnetic valve 58 (see FIG. 2) opened. .

図２、図５に示すように、空気注入装置２０では、上部パッカー３６と下部パッカー３８の間が地下水（図示省略）で浸水されており、この地下水による水圧が水圧計６５で計測される。そして、制御部５０及び電磁弁５８が、予め設定された圧力設定値と水圧計６５で測定された圧力測定値との差異に応じて、空気供給管３２への空気Ｐの供給又は供給停止を行う。 As shown in FIGS. 2 and 5, in the air injecting device 20, the space between the upper packer 36 and the lower packer 38 is submerged with groundwater (not shown), and the water pressure due to the groundwater is measured by a water pressure gauge 65. Then, the controller 50 and the electromagnetic valve 58 stop supplying or stopping the supply of the air P to the air supply pipe 32 according to the difference between the preset pressure setting value and the pressure measurement value measured by the water pressure gauge 65. Do.

ここで、水圧計６５によって計測される水圧の変化が、空気供給管３２から供給される空気Ｐの供給量の変化と対応しているため、空気供給管３２から軟弱地盤１８Ａへ所定の空気量が供給されているかどうかを検知することができる。また、供給配管４６及び空気供給管３２の途中で空気漏れが発生することがあっても、水圧計６５の水圧の変化で検知することができる。 Here, since the change in the water pressure measured by the water pressure gauge 65 corresponds to the change in the supply amount of the air P supplied from the air supply pipe 32, a predetermined amount of air from the air supply pipe 32 to the soft ground 18A. Can be detected. Further, even if an air leak occurs in the middle of the supply pipe 46 and the air supply pipe 32, it can be detected by a change in the water pressure of the water pressure gauge 65.

続いて、空気供給管３２に供給された空気Ｐが空気孔３２Ａから放出されると、放出された空気Ｐは、有孔管２８の貫通孔２９及び砂利層２５を通って、軟弱地盤１８Ａの液状化対策層Ｓに気泡となって注入される。空気Ｐが注入された軟弱地盤１８Ａの液状化対策層Ｓでは、地下水による間隙の飽和度が低下することになる。 Subsequently, when the air P supplied to the air supply pipe 32 is released from the air hole 32A, the released air P passes through the through hole 29 of the perforated pipe 28 and the gravel layer 25, and reaches the soft ground 18A. Bubbles are injected into the liquefaction countermeasure layer S. In the liquefaction countermeasure layer S of the soft ground 18A into which the air P has been injected, the degree of saturation of the gap due to the groundwater is lowered.

ここで、液状化対策層Ｓの間隙に空気Ｐ（気泡）が存在し、飽和度が低下した状態において地盤１２に地震が発生すると、液状化対策層Ｓでは、空気Ｐの気泡が収縮することで間隙水圧の上昇が抑えられる。これにより、砂粒子同士が接触したままの状態が保持され、水中を砂粒子が自由に移動することが抑制されるので、軟弱地盤１８Ａの液状化を防止できる。 Here, when air P (bubbles) exists in the gap between the liquefaction countermeasure layers S and an earthquake occurs in the ground 12 in a state where the saturation level is lowered, the bubbles of the air P contract in the liquefaction countermeasure layers S. This suppresses the increase in pore water pressure. Accordingly, the state in which the sand particles remain in contact with each other is maintained, and the sand particles are restrained from freely moving in the water, so that the soft ground 18A can be prevented from being liquefied.

図７には、軟弱地盤１８Ａへの空気Ｐの注入時間と軟弱地盤１８Ａの飽和度との関係がグラフで示されている。なお、軟弱地盤１８Ａの飽和度とは、軟弱地盤１８Ａ中の土砂の間隙を地下水がどの程度埋めているかを比率で表したものであり、土砂の間隙が全て地下水で埋まっている場合には、飽和度が１００％となる。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the injection time of the air P into the soft ground 18A and the saturation level of the soft ground 18A. The degree of saturation of the soft ground 18A is a ratio of how much groundwater fills the gap between the earth and sand in the soft ground 18A. When all the gap between the earth and sand is filled with groundwater, Saturation is 100%.

図７に示すように、軟弱地盤１８Ａへの空気Ｐの注入時間が０からｔ１、ｔ２（ｔ１＜ｔ２）と長くなると、軟弱地盤１８Ａの飽和度は１００％からＡ％、Ｂ％（Ａ＞Ｂ）と減少している。これにより、軟弱地盤１８Ａに空気Ｐを注入することで、軟弱地盤１８Ａが不飽和状態となることが分かる。なお、不飽和状態は、土砂の間隙に空気Ｐの気泡が入り込み、地下水による土砂の間隙空間の占有率が低減することによる。 As shown in FIG. 7, when the injection time of the air P into the soft ground 18A is increased from 0 to t1, t2 (t1 <t2), the saturation of the soft ground 18A is from 100% to A%, B% (A> B) and decrease. Thereby, it turns out that soft ground 18A will be in an unsaturated state by injecting air P to soft ground 18A. In the unsaturated state, air P bubbles enter the gap between the earth and sand, and the occupation ratio of the gap space between the earth and sand by the groundwater is reduced.

また、図７において、時間ｔ３では空気の注入が停止されることを示しており、時間ｔ４では空気の注入が再開されることを示している。時間ｔ３から時間ｔ４までの間は、空気の注入が停止されているため、地盤の飽和度が上昇することになる。一方、時間ｔ４以降は、空気の注入が再開されるため、地盤の飽和度が低下する。 In FIG. 7, the time t3 indicates that the air injection is stopped, and the time t4 indicates that the air injection is resumed. Between time t3 and time t4, since the injection of air is stopped, the degree of saturation of the ground increases. On the other hand, after time t4, since the injection of air is resumed, the saturation level of the ground decreases.

ここで、図６に示すように、揚水ポンプ３３によって有孔管３１周辺の軟弱地盤１８Ａの地下水が汲み上げられると、軟弱地盤１８Ａ内の地下水の水位面Ｌは、注入孔部２４側が高く揚水孔部２６側が低くなる。このように、注入孔部２４から揚水孔部２６に向けて地下水の水位面Ｌに勾配が生じるため、注入孔部２４周辺の地下水は、揚水孔部２６に向けて移動する。この地下水の流れによって、軟弱地盤１８Ａ中に注入された空気Ｐ（気泡）は、揚水孔部２６に近い位置へ移動していく。これにより、液状化対策層Ｓの幅をより広く（より遠くまで設定）することができ、空気Ｐを軟弱地盤１８Ａ内に保持できる。 Here, as shown in FIG. 6, when the groundwater of the soft ground 18A around the perforated pipe 31 is pumped up by the pumping pump 33, the groundwater level surface L in the soft ground 18A is high on the injection hole portion 24 side. The part 26 side is lowered. As described above, since the groundwater level L is inclined from the injection hole 24 toward the pumping hole 26, the groundwater around the injection hole 24 moves toward the pumping hole 26. Due to the flow of the groundwater, the air P (bubbles) injected into the soft ground 18 A moves to a position close to the pumping hole portion 26. Thereby, the width | variety of the liquefaction countermeasure layer S can be made wider (it sets far), and the air P can be hold | maintained in the soft ground 18A.

揚水ポンプ３３で揚げられた水は、注入配管４０によって注入孔部２４の有孔管２８内に注水されるため、軟弱地盤１８Ａ内の合計の地下水量はあまり変化しない。このため、空気注入システム１０では、揚水孔部２６周辺の地下水の減少による地盤沈下を防止することができる。このように、空気孔３２Ａから注入される空気を遠くまで到達させるには揚水量を多くする必要があるので、注入側へ水を戻しているが、この動作は必ず行われるものではない。例えば、注入孔部２４と揚水孔部２６が近ければ揚水量は少なくて済むので、揚水した水を注入側へ戻さないこともある。 Since the water pumped by the pump 33 is injected into the perforated pipe 28 of the injection hole 24 by the injection pipe 40, the total amount of ground water in the soft ground 18A does not change much. For this reason, in the air injection system 10, ground subsidence due to a decrease in groundwater around the pumping hole portion 26 can be prevented. Thus, since it is necessary to increase the pumping amount in order to make the air injected from the air hole 32A reach far, water is returned to the injection side, but this operation is not necessarily performed. For example, if the injection hole portion 24 and the pumping hole portion 26 are close to each other, the amount of pumped water is small, and thus the pumped water may not be returned to the injection side.

なお、空気注入装置２０では、上部パッカー３６に対して鎖６３Ａで下部パッカー３８が吊下げられているので、鎖６３Ａの吊下げ長さを調整して上部パッカー３６と下部パッカー３８の間隔が変更可能となっている。これにより、液状化対策層Ｓの設定領域が変更されることがあっても、液状化対策層Ｓに空気を注入することができる。 In the air injection device 20, since the lower packer 38 is suspended by the chain 63A with respect to the upper packer 36, the distance between the upper packer 36 and the lower packer 38 is changed by adjusting the suspension length of the chain 63A. It is possible. Thereby, even if the setting area | region of the liquefaction countermeasure layer S may be changed, air can be inject | poured into the liquefaction countermeasure layer S. FIG.

また、空気注入装置２０では、上部パッカー３６、下部パッカー３８が、空気Ｐが供給されると内外に膨張するパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃを有しており、空気供給によるパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃの膨張だけで有孔管２８が閉塞されるので、上部パッカー３６及び下部パッカー３８を簡易な構成とすることができる。 In the air injection device 20, the upper packer 36 and the lower packer 38 have packer bags 36C and 38C that expand inward and outward when air P is supplied, and only the expansion of the packer bags 36C and 38C by air supply is provided. Since the perforated tube 28 is closed, the upper packer 36 and the lower packer 38 can have a simple configuration.

さらに、空気注入装置２０では、電磁弁５８（図２参照）がタイマー６１（図２参照）で設定された時間に合わせて供給配管４６の開放又は遮断を行うことが可能となっているため、空気供給管３２への空気Ｐの供給を連続的又は断続的に行える。 Furthermore, in the air injection device 20, the electromagnetic valve 58 (see FIG. 2) can open or shut off the supply pipe 46 in accordance with the time set by the timer 61 (see FIG. 2). The supply of the air P to the air supply pipe 32 can be performed continuously or intermittently.

次に、本発明の空気注入装置、空気注入システム、及び地盤への空気注入方法の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Next, 2nd Embodiment of the air injection apparatus of this invention, an air injection system, and the air injection method to the ground is described based on drawing. Note that components that are basically the same as those in the first embodiment described above are given the same reference numerals as those in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

図８には、空気注入システム７０が示されている。空気注入システム７０は、第１実施形態の空気注入システム１０（図１参照）に、さらに比抵抗測定装置８０を設けた構成となっている。 In FIG. 8, an air injection system 70 is shown. The air injection system 70 has a configuration in which a specific resistance measuring device 80 is further provided in the air injection system 10 (see FIG. 1) of the first embodiment.

図８に示すように、建物１４の下部の軟弱地盤１８Ａには、比抵抗測定装置８０を設けるための測定用孔部７２が掘削されている。測定用孔部７２内には、図示しない複数の貫通孔が形成された有孔管７４が挿入され固定されている。また、有孔管７４内には、比抵抗測定装置８０の一部である電極ユニット７６が、図示しないケーブル及び巻取装置によって吊下げられている。電極ユニット７６には配線７３、７５の一端が電気的に接続されており、配線７３、７５の他端は、空気供給装置３４内の制御部５０に接続されている。 As shown in FIG. 8, a measurement hole 72 for providing a specific resistance measuring device 80 is excavated in the soft ground 18 A below the building 14. A perforated tube 74 having a plurality of through holes (not shown) is inserted and fixed in the measurement hole 72. In the perforated tube 74, an electrode unit 76, which is a part of the specific resistance measuring device 80, is suspended by a cable and a winding device (not shown). One ends of wirings 73 and 75 are electrically connected to the electrode unit 76, and the other ends of the wirings 73 and 75 are connected to the control unit 50 in the air supply device 34.

図９には、比抵抗測定装置８０の構成が示されている。比抵抗測定装置８０は、第１電極７７及び第３電極７８を有する電極ユニット７６と、軟弱地盤１８Ａの上面に固定された第２電極７９と、軟弱地盤１８Ａの上面で第２電極７９と異なる位置に固定された第４電極８１と、第１電極７７と第２電極７９の間に電流を流す電流供給源８２と、第４電極８１を基準として第３電極７８の電位を測定する電位計８４とを有している。なお、電極ユニット７６では、第１電極７７の鉛直上方に第３電極７８が取り付けられている。 FIG. 9 shows the configuration of the specific resistance measuring device 80. The specific resistance measuring device 80 is different from the second electrode 79 on the upper surface of the soft ground 18A, the electrode unit 76 having the first electrode 77 and the third electrode 78, the second electrode 79 fixed on the upper surface of the soft ground 18A. A fourth electrode 81 fixed at a position, a current supply source 82 for passing a current between the first electrode 77 and the second electrode 79, and an electrometer for measuring the potential of the third electrode 78 with reference to the fourth electrode 81. 84. In the electrode unit 76, a third electrode 78 is attached vertically above the first electrode 77.

第１電極７７と第２電極７９は、配線８３により電気的に接続されており、配線８３の経路途中に電流供給源８２が設けられている。電流供給源８２には、配線７３の一端が接続されており、配線７３の他端は制御部５０（図８参照）に接続されている。これにより、第１電極７７と第２電極７９の間に流した電流（Ｉ）が、制御部５０で記録されるようになっている。 The first electrode 77 and the second electrode 79 are electrically connected by a wiring 83, and a current supply source 82 is provided in the middle of the path of the wiring 83. One end of a wiring 73 is connected to the current supply source 82, and the other end of the wiring 73 is connected to the control unit 50 (see FIG. 8). As a result, the current (I) passed between the first electrode 77 and the second electrode 79 is recorded by the control unit 50.

一方、第３電極７８と第４電極８１は、配線８５により電気的に接続されており、配線８５の経路途中に電位計８４が設けられている。電位計８４には、配線７５の一端が接続されており、配線７５の他端は制御部５０（図８参照）に接続されている。これにより、第３電極７８を基準とした第４電極８１の電位（Ｖ）が、制御部５０で記録されるようになっている。 On the other hand, the third electrode 78 and the fourth electrode 81 are electrically connected by a wiring 85, and an electrometer 84 is provided in the middle of the path of the wiring 85. One end of the wiring 75 is connected to the electrometer 84, and the other end of the wiring 75 is connected to the control unit 50 (see FIG. 8). Accordingly, the potential (V) of the fourth electrode 81 with respect to the third electrode 78 is recorded by the control unit 50.

軟弱地盤１８Ａが等方均質媒体であるとすると、第１電極７７の周りの等電位面Ｍは球面となる。この等電位面Ｍの電位は、第３電極７８を基準とした第４電極８１の電位（Ｖ）として測定される。ここで、等電位面Ｍの電位Ｖは、軟弱地盤１８Ａの比抵抗ρｔに比例し、（１）式で求めることができる。（１）式において、Ｄは第１電極７７と第３電極７８の間隔、Ｖは第４電極８１の電位、Ｉは電流供給源８２で流された電流である。 If the soft ground 18A is an isotropic homogeneous medium, the equipotential surface M around the first electrode 77 is a spherical surface. The potential of the equipotential surface M is measured as the potential (V) of the fourth electrode 81 with respect to the third electrode 78. Here, the potential V of the equipotential surface M is proportional to the specific resistance ρt of the soft ground 18A and can be obtained by the equation (1). In the formula (1), D is the distance between the first electrode 77 and the third electrode 78, V is the potential of the fourth electrode 81, and I is the current passed by the current supply source 82.

次に、軟弱地盤１８Ａの比抵抗測定方法について説明する。アーチー（Ａｒｃｈｉｅ）の法則によれば、岩石、土が水で飽和している場合、（２）式に示す関係式が成立する。

Next, a specific resistance measurement method for the soft ground 18A will be described. According to Archie's law, when the rock and soil are saturated with water, the relational expression shown in equation (2) holds.

（２）式において、ρｔは軟弱地盤１８Ａ（岩石、土）の比抵抗、ρｗは軟弱地盤１８Ａの岩石や土の間隙に存在する地下水（間隙水）の比抵抗であり、Ｆ（＝ρｔ／ρｗ）は地層比抵抗係数（フォーメーションファクタ）と呼ばれている。また、ａとｂは実験により求められる定数であり、Ｎは軟弱地盤１８Ａの岩石や土の間隙率である。

In the equation (2), ρt is the specific resistance of the soft ground 18A (rock, soil), ρw is the specific resistance of groundwater (pore water) existing in the rock or soil gap of the soft ground 18A, and F (= ρt / ρw) is called a formation resistivity coefficient (formation factor). Further, a and b are constants obtained by experiments, and N is the porosity of the rock or soil of the soft ground 18A.

ここで、定数ａ、定数ｂ、及び間隙水の比抵抗ρｗが予め実験により得られており、軟弱地盤１８Ａの比抵抗ρｔの測定中に間隙水の比抵抗ρｗが変化しないとすると、（１）式を用いて比抵抗測定装置８０により測定された軟弱地盤１８Ａの比抵抗ρｔを（２）式に代入することで、軟弱地盤１８Ａの間隙率Ｎが求められる。 Here, the constant a, the constant b, and the specific resistance ρw of the pore water are obtained in advance by experiment, and if the specific resistance ρw of the pore water does not change during the measurement of the specific resistance ρt of the soft ground 18A, (1 The porosity N of the soft ground 18A can be obtained by substituting the specific resistance ρt of the soft ground 18A measured by the specific resistance measuring device 80 using the formula (2) into the formula (2).

制御部５０（図８参照）では、軟弱地盤１８Ａに空気（気泡）が必要量注入されたときの基準間隙率Ｎ１が予め設定されており、測定により得られた間隙率Ｎと基準間隙率Ｎ１との差分がゼロに近づくように、空気供給装置３４（図８参照）を作動させるようになっている。 In the control unit 50 (see FIG. 8), a reference porosity N1 when a necessary amount of air (bubbles) is injected into the soft ground 18A is preset, and the porosity N and the reference porosity N1 obtained by the measurement are set. The air supply device 34 (see FIG. 8) is actuated so that the difference between the two approaches zero.

なお、本実施形態では比抵抗に着目して軟弱地盤１８Ａの間隙率Ｎを求めているが、比抵抗ρと導電率（σとする）は逆数の関係（ρ＝１／σ）にあるため、導電率計により軟弱地盤１８Ａの導電率σを測定し、比抵抗ρに変換して、（１）式、（２）式を用いて間隙率Ｎを求めるようにしてもよい。 In this embodiment, the porosity N of the soft ground 18A is obtained by paying attention to the specific resistance. However, since the specific resistance ρ and conductivity (σ) are in an inverse relationship (ρ = 1 / σ). Alternatively, the conductivity σ of the soft ground 18A may be measured with a conductivity meter, converted to a specific resistance ρ, and the porosity N may be obtained using equations (1) and (2).

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described.

図８、図９に示すように、第１実施形態と同様の工程により、止水壁２２で囲まれた軟弱地盤１８Ａに空気注入装置２０及び揚水装置３０を設置する。続いて、空気供給装置３４が作動し、空気供給管３２に供給された空気Ｐが空気孔３２Ａから放出されると、放出された空気Ｐは、有孔管２８の貫通孔２９及び砂利層２５を通って、軟弱地盤１８Ａの液状化対策層Ｓに気泡となって注入される。空気Ｐが注入された軟弱地盤１８Ａの液状化対策層Ｓでは、地下水による間隙の飽和度が低下することになる。 As shown in FIGS. 8 and 9, the air injection device 20 and the pumping device 30 are installed on the soft ground 18 A surrounded by the water blocking wall 22 by the same process as in the first embodiment. Subsequently, when the air supply device 34 is operated and the air P supplied to the air supply pipe 32 is released from the air holes 32A, the released air P is passed through the through holes 29 and the gravel layer 25 of the perforated pipe 28. It passes through and is injected into the liquefaction countermeasure layer S of the soft ground 18A as bubbles. In the liquefaction countermeasure layer S of the soft ground 18A into which the air P has been injected, the degree of saturation of the gap due to the groundwater is lowered.

ここで、液状化対策層Ｓの間隙に空気Ｐ（気泡）が存在し、飽和度が低下した状態において地震が発生すると、液状化対策層Ｓでは、空気Ｐの気泡が収縮することで間隙水圧の上昇が抑えられる。これにより、砂粒子同士が接触したままの状態が保持され、水中を砂粒子が自由に移動することが抑制されるので、軟弱地盤１８Ａの液状化を防止できる。 Here, when an earthquake occurs in a state where air P (bubbles) exists in the gap between the liquefaction countermeasure layers S and the degree of saturation is lowered, the bubbles in the liquefaction countermeasure layer S contract the pore water pressure due to the shrinkage of the bubbles of the air P. Rise is suppressed. Accordingly, the state in which the sand particles remain in contact with each other is maintained, and the sand particles are restrained from freely moving in the water, so that the soft ground 18A can be prevented from being liquefied.

また、比抵抗測定装置８０では、電流供給源８２の電流Ｉと、電位計８４の電位Ｖと、第１電極７７と第３電極７８の間隔Ｄと、（１）式とにより、軟弱地盤１８Ａの比抵抗ρｔが測定される。さらに、比抵抗測定装置８０では、得られた比抵抗ρｔと（２）式とにより、軟弱地盤１８Ａの間隙率Ｎが求められる。 Further, in the specific resistance measuring device 80, the soft ground 18A is obtained from the current I of the current supply source 82, the potential V of the electrometer 84, the distance D between the first electrode 77 and the third electrode 78, and the equation (1). The specific resistance ρt is measured. Furthermore, in the specific resistance measuring apparatus 80, the porosity N of the soft ground 18A is obtained from the obtained specific resistance ρt and the equation (2).

ここで、空気供給装置３４の制御部５０では、求められた間隙率Ｎと予め設定されている基準間隙率Ｎ１との差に応じて、軟弱地盤１８Ａ中の空気Ｐの注入量の過不足が判断される。空気Ｐの注入量が不足と判断された場合は、引き続き空気Ｐの注入が行われる。また、空気Ｐの注入量が必要十分と判断された場合は、電磁弁５８（図２参照）が遮断され、空気Ｐの注入が停止される。これにより、軟弱地盤１８Ａ中の空気量を実測しなくても、軟弱地盤１８Ａ中の空気の過不足状態を検知して、必要な空気Ｐを注入することができる。 Here, in the control unit 50 of the air supply device 34, according to the difference between the obtained gap ratio N and a preset reference gap ratio N1, the amount of air P injected into the soft ground 18A is excessive or insufficient. To be judged. If it is determined that the amount of air P injected is insufficient, the air P is continuously injected. If it is determined that the injection amount of air P is necessary and sufficient, the electromagnetic valve 58 (see FIG. 2) is shut off and the injection of air P is stopped. Thus, even if the amount of air in the soft ground 18A is not actually measured, it is possible to detect the excess or deficiency of the air in the soft ground 18A and inject the necessary air P.

図１０には、空気の注入停止（時間ｔ３、ｔ５）又は注入再開（時間ｔ４）したときの時間と地盤の飽和度の関係が示されている。飽和度Ｃ％は、構造物の使用に有害とならない飽和度の下限値であり、飽和度Ｄ％は、液状化防止に必要な飽和度の上限値である。空気の注入を停止すると、地盤中の空気が減少する（上方へ抜ける、溶ける）ため飽和度が上昇する。また、空気注入を再開すれば、再び飽和度が低下する。 FIG. 10 shows the relationship between the time when the air injection is stopped (time t3, t5) or the injection is restarted (time t4) and the ground saturation. The saturation degree C% is a lower limit value of the saturation degree that is not harmful to the use of the structure, and the saturation degree D% is an upper limit value of the saturation degree necessary for preventing liquefaction. When the injection of air is stopped, the air in the ground decreases (extracts upward and melts), so the saturation increases. In addition, when air injection is resumed, the saturation level decreases again.

ここで、空気を注入して、比抵抗測定装置８０で得られる飽和度の値がＣ％に達したら、空気注入・揚水を自動停止させる。一方、比抵抗測定装置８０で得られる飽和度の値がＤ％を上回ったら、空気注入・揚水を再開する。このように、比抵抗測定装置８０を利用することにより、地盤の飽和度を所定の範囲に保つことができる。 Here, when air is injected and the saturation value obtained by the specific resistance measuring device 80 reaches C%, the air injection / pumping is automatically stopped. On the other hand, when the saturation value obtained by the specific resistance measuring device 80 exceeds D%, the air injection / pumping is resumed. Thus, by using the specific resistance measuring device 80, the saturation of the ground can be maintained within a predetermined range.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。 In addition, this invention is not limited to said embodiment.

注入孔部２４及び揚水孔部２６の数は、５だけでなく、１つ又は２つ以上の複数から自由に選択することができる。また、空気供給管３２の空気孔３２Ａの数も、１つ又は２つ以上の複数から自由に選択することができる。 The number of the injection hole portions 24 and the pumping hole portions 26 can be freely selected from not only five but also one or a plurality of two or more. Also, the number of air holes 32A of the air supply pipe 32 can be freely selected from one or a plurality of two or more.

上部パッカー３６、下部パッカー３８におけるパッカー袋３６Ｃ、３８Ｃの膨張又は収縮は、空気だけでなく液体を用いて行ってもよい。 The expansion or contraction of the packer bags 36C and 38C in the upper packer 36 and the lower packer 38 may be performed using not only air but also liquid.

１０空気注入システム
１８Ａ軟弱地盤（地盤）
２０空気注入装置
２４注入孔部（孔部）
２５砂利層
２６揚水孔部（揚水用孔部）
２７粘土層
２８有孔管
３０揚水装置（揚水手段）
３２空気供給管
３２Ａ空気孔
３４空気供給装置（空気供給手段）
３６上部パッカー（上部閉塞手段）
３６Ｃパッカー袋（チューブ）
３７揚水タンク（注水手段）
３８下部パッカー（下部閉塞手段）
３８Ｃパッカー袋（チューブ）
４０注入配管（注水手段）
５０制御部（切換手段）
５８電磁弁（切換手段）
６１タイマー
６５水圧計
７２測定用孔部
８０比抵抗測定装置（電気特性測定手段） 10 Air injection system 18A Soft ground (ground)
20 air injection device 24 injection hole (hole)
25 Gravel layer 26 Pumping hole (hole for pumping)
27 Clay layer 28 Perforated pipe 30 Pumping device (pumping means)
32 Air supply pipe 32A Air hole 34 Air supply device (air supply means)
36 Upper packer (upper closing means)
36C Packer bag (tube)
37 Pumping tank (water injection means)
38 Lower packer (lower closing means)
38C Packer bag (tube)
40 Injection pipe (water injection means)
50 Control unit (switching means)
58 Solenoid valve (switching means)
61 Timer 65 Water pressure gauge 72 Measuring hole 80 Resistivity measuring device (electrical characteristic measuring means)

Claims

An air supply pipe in which air holes are formed that are suspended in a perforated pipe inserted into a hole formed in the ground and from which the supplied air is discharged;
Air supply means for supplying air to the air supply pipe;
Upper closing means that is suspended above the air supply pipe, expands the diameter and closes the perforated pipe,
Lower closing means that is suspended below the air supply pipe, expands the diameter, and closes the perforated pipe,
An air injection device.

The air injection device according to claim 1, wherein the upper closing means and the lower closing means are tubes that expand inward and outward when air is supplied.

The switching means for supplying or stopping supply of air to the air supply pipe is provided in the middle of the air supply path from the air supply means to the air supply pipe. Air injection device.

A water pressure gauge is provided for measuring the pressure of water submerged between the upper closing means and the lower closing means;
The air injection device according to claim 3, wherein the switching means supplies or stops supplying air in accordance with a difference between a set pressure set value and a pressure measured value measured by the water pressure gauge.

An electrical property measuring means is provided that is disposed in a measurement hole excavated at a position different from the hole portion of the ground, and that measures the electrical conductivity or specific resistance of the ground in the measurement hole portion,
The air according to claim 3 or 4, wherein the switching means supplies or stops supplying air to the air supply pipe in accordance with the ground conductivity or specific resistance measured by the electrical characteristic measuring means. Injection device.

The air injecting device according to any one of claims 3 to 5, wherein a timer for switching air supply or air supply stop of the switching means at a set time is provided.

The air injection device according to any one of claims 1 to 6,
A pumping means for pumping water from a pumping hole excavated at a position different from the hole of the ground;
Water injection means for injecting the water pumped by the water pumping means into the perforated pipe;
Having an air injection system.

A hole forming step for forming a hole in the ground;
An insertion step of inserting a perforated pipe into the hole;
A suspension step of suspending the air injection device according to any one of claims 1 to 6 on the perforated pipe,
A gravel layer forming step for forming a gravel layer that is surrounded by a clay layer in the gap between the hole and the perforated pipe and through which air injected by the air injection device is transmitted;
A method for injecting air into the ground.