JP2010242409A - 薬液注入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な装置で、大径の改良体を造成することができる薬液注入工法とする。
【解決手段】地盤Ｇを掘削して挿入孔２を形成し、この孔２にスリーブグラウトＳ１を充填し、注入口１１ａを有する単位管１１が軸方向に連結されてなる注入外管１０を挿入し、この管１０周りにスリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを、所定の単位管１１Ａ周りにおいては阻止し、注入外管１０内に、流出口２２を有する注入内管２０を挿入して、この流出口２２から一次薬液Ｃ１を流出し、この薬液Ｃ１を単位管１１の注入口１１ａから地盤Ｇに注入し、注入内管２０の流出口２２から二次薬液Ｃ２を流出し、この薬液Ｃ２を所定の単位管１１Ａの注入口１１ａから地盤Ｇに注入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤改良のための薬液注入工法に関するものである。

従来から、この種の薬液注入工法としては、ロッド注入工法、ストレーナ注入工法、二重管ダブルパッカー注入工法などがある。
このうち二重管ダブルパッカー注入工法は、例えば、特許文献１などに開示されるように、地盤を掘削して挿入孔を形成するとともに、この挿入孔に二重管を挿入し、この二重管から地盤に薬液を注入する工法である。この二重管ダブルパッカー注入工法は、地盤に薬液を確実に注入することができるため、多くの施工実績を残しており、また、現在でも、広く利用されている。

しかしながら、この二重管ダブルパッカー注入工法においては、薬液が注入管と挿入孔とのクリアランス（間隙）を通して地上に流出するのを防止するために、当該クリアランスに、セメントベントナイトのスラリー等からなるスリーブグラウトを充填する。そして、薬液の注入は、当該薬液の注入圧によって固化したスリーブグラウトを割裂させながら行い、この割裂部分に面する地盤部分からのみ薬液が地盤に注入される。したがって、薬液の注入速度を上げると、地盤に割裂が形成され易く、挿入孔を中心とした同心円形状の改良体が造成されずに、楕円形状の改良体が造成されるおそれがある。そこで、例えば、地盤が砂質土である場合は、注入速度を１０リットル／分程度に抑えており、直径５ｍ程度の大径の改良体を造成するには不向きな工法であった。

そこで、本出願人は、例えば、特許文献２や特許文献３に開示するように、大径の改良体を造成するに適した薬液注入工法を提案した。
この薬液注入工法は、例えば、図１の（１）に示すような、注入外管１００及び注入内管２００からなる二重管を用いて、地盤Ｇに薬液Ｃを注入する工法である。注入外管１００には、軸方向に間隔を置いて複数のパッカー１０１が備えられており、隣接するパッカー１０１間には、薬液Ｃを噴出する注入口１０２が形成されている。また、注入内管２００は、注入外管１００内に挿入され、この注入外管１００内を、軸方向に移動できる形態とされており、薬液Ｃ等の流体を流出する流出口２０１が形成されている。

この工法においては、例えば、まず、図１の（２）に示すように、必要に応じてケーシング装置１を用いる等して、地盤Ｇを掘削し、挿入孔２を形成する。次に、図１の（３）に示すように、二重管１００，２００を挿入孔２内に挿入し、ケーシング装置１を挿入孔２から引き抜く。そして、図１の（４）に示すように、注入外管１００の外周面に備えられた全てのパッカー１０１を、あるいは相互に隣接する一対のパッカー１０１を膨出させて（膨らませて）、当該パッカー１０１の膨出面（表面）を挿入孔２の内壁面に密着させる。このパッカー１０１の膨出は、例えば、注入内管２００を通して、パッカー１０１内に、セメントベントナイトのスラリー等からなる膨出液を注入することにより、行うことができる。

以上の工程においては、注入外管１００と挿入孔２との間にスリーブグラウトを充填せず、隣接する一対のパッカー１０１、挿入孔２の内壁面、及び、注入外管１００の外周面で囲まれる注入領域５を、スリーブグラウトが充填されていない空間とする。これにより、薬液Ｃを、注入内管２００を通して圧送し、流出口２０１、注入口１０２から噴出すると、注入領域５が薬液Ｃで満たされ、地盤Ｇの注入領域５に面する部分全面から薬液Ｃが地盤Ｇに注入される。

そして、１の注入口１０２を通した薬液Ｃの注入が終了（１ステージの終了）したら、注入外管１００内において注入内管２００を移動し、他の注入口１０２から薬液Ｃを地盤Ｇに注入する（他のステージ）。この薬液Ｃの注入を繰り返すことにより、図１の（５）に示すように、球状の改良体Ｇ２が上下に並んで複数形成され、全体として円柱状の改良体が造成される。

以上のように、本工法においては、地盤Ｇの注入領域５に面する部分全面という広い領域から薬液Ｃが地盤Ｇに注入されるため、注入速度を、例えば、４０Ｌ／分程度にまで上げることができ、大径の改良体を造成することができる。しかも、挿入孔２の内壁面と注入外管１００の外周面とのクリアランスは、一対のパッカー１０１によって塞がれているため、注入領域５に満たされた薬液Ｃが地上に流出するおそれはない。したがって、現在、この工法は、極めて有用な薬液注入工法の１つとなっている。

もっとも、この薬液注入工法は、パッカーが備わる注入外管を用いるものであるため、パッカーが備わる注入外管を用いない簡易な装置で、同様に、大径の改良体を造成することができないかが、模索されている。

特開平９‐３８６８号公報 特許３１０２７８６号公報 特許３３１３３５１号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、簡易な装置で、大径の改良体を造成することができる薬液注入工法を提供することにある。

この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
地盤を掘削して挿入孔を形成し、
当該挿入孔に、スリーブグラウトを充填し、かつ、注入口を有する単位管が軸方向に連結されてなる注入外管を挿入し、
この注入外管周りに前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを、所定の単位管周りにおいては阻止し、
前記注入外管内に、流出口を有する注入内管を挿入して、
当該注入内管の流出口から一次薬液を流出し、当該流出一次薬液を、前記単位管の注入口から前記地盤に注入し、
前記注入内管の流出口から二次薬液を流出し、当該流出二次薬液を、前記所定の単位管の注入口から前記地盤に注入する、
ことを特徴とする薬液注入工法。

〔請求項２記載の発明〕
前記所定の単位管として、
当該単位管の注入口を軸方向に跨ぎ、かつ軸方向前後端部が当該単位管の外周面に固定された膨出シートが備わる単位管を用い、
前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
前記注入外管内に、前記注入内管を挿入し、
当該注入内管の流出口から流体を流出し、当該流出流体を、前記所定の単位管の注入口から流出させることにより、前記膨出シートを固化前の前記スリーブグラウト中に膨出させ、
この膨出状態において前記スリーブグラウトが固化した後、更に前記流体を流出させて前記膨出シートを破裂させる、
請求項１記載の薬液注入工法。

〔請求項３記載の発明〕
前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
前記注入外管内に、前記注入内管を挿入し、
当該注入内管の流出口から前記スリーブグラウトの固化を阻止する薬液を流出し、当該流出薬液を、前記所定の単位管の注入口から固化前の前記スリーブグラウト中に流出させる、
請求項１記載の薬液注入工法。

〔請求項４記載の発明〕
前記所定の単位管として、
当該所定の単位管の注入口を覆った状態で当該所定の単位管の外周面に固定され、かつ前記スリーブグラウトの固化を阻止する薬液が含浸されたシートが備わる単位管を用い、
前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
前記薬液シートと固化前の前記スリーブグラウトとが接触した状態とする、
請求項１記載の薬液注入工法。

〔請求項５記載の発明〕
前記所定の単位管として、
当該単位管外面の注入口近傍に吸水ポリマーが備わる単位管を用い、
前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
前記吸水ポリマーと固化前の前記スリーブグラウトとが接触した状態とする、
請求項１記載の薬液注入工法。

本発明によると、簡易な装置で、大径の改良体を造成することができる薬液注入工法となる。

従来の薬液注入工法の施工手順を説明するための図である。 本形態の薬液注入工法の施工手順を説明するための図である（前半）。 本形態の薬液注入工法の施工手順を説明するための図である（後半）。 注入外管及び注入内管を説明するための図である。 膨出シートの備付け例を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態について、説明する。
〔挿入孔の形成〕
本形態の薬液注入工法においては、図２の（１）に示すように、地盤改良の範囲に応じた所定の深度まで、例えば、１００ｍまで地盤Ｇを掘削して、挿入孔２を形成する。この掘削に際しては、必要に応じて、ケーシング装置１を用いることができる。このケーシング装置１としては、例えば、軸方向に連結された複数の円筒状ロッド（例えば、直径５０〜１５０ｍｍ）、この円筒状ロッドの先端に接続された地盤Ｇを掘削する図示しない掘削ビットなどからなる公知の装置を用いることができる。この公知の装置を用いた場合、円筒状ロッドが、地表等に設置された図示しない駆動源によって回転させられることで、当該円筒状ロッドの先端に接続された掘削ビットが回転し、もって地盤Ｇが掘削される。

〔スリーブグラウトの充填〕
挿入孔２が形成されたら、当該挿入孔２内に、ケーシング装置１を利用した場合は、図２の（２）に示すように、挿入孔２内に挿入された状態にあるケーシング装置１内に、スリーブグラウトＳ１を充填する。このスリーブグラウトＳ１の固化により、挿入孔２とこの挿入孔２内に挿入される注入外管１０とのクリアランス（間隙）を通して、注入薬液（二次薬液Ｃ２）が、地上に流出するのが防止される。

本形態において、スリーブグラウトＳ１の種類は、特に限定されず、例えば、セメントベントナイト（ＣＢ）、ＬＷ、スラグ系固化材等を使用することができる。ただし、充填してから固化するまでの固化時間が、６０〜６００分であるスリーブグラウトＳ１を使用するのが好ましく、３００〜６００分であるスリーブグラウトＳ１を使用するのがより好ましい。

スリーブグラウトＳ１の固化時間が短過ぎると、後述する「注入領域６（図３参照）においてスリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止すること」が困難になる場合がある。他方、スリーブグラウトＳ１の固化時間が長過ぎると、二次薬液Ｃ２の地上への流出が防止されないおそれがあり、又は、二次薬液Ｃ２を注入するまでの待ち時間が長くなって、作業効率が低下する。

〔注入外管の挿入〕
スリーブグラウトＳ１の充填が終了したら、当該スリーブグラウトＳ１が充填されている挿入孔２内に、本形態のようにケーシング装置１を用いた場合は、図２の（３）に示すように、挿入孔２内に挿入された状態にあるスリーブグラウトＳ１が充填されたケーシング装置１内に、注入外管１０を挿入する。

この注入外管１０は、注入口１１ａ（図４参照）を有する単位管１１が軸方向に連結されてなり、したがって、注入外管１０全体としては、注入口１１ａが軸方向に等間隔を置いて形成された（配置された）状態になっている。

この注入外管１０の構成要素である単位管１１としては、例えば、現在、二重管ダブルパッカー注入工法等において実用化されている「マンシェットチューブ」等を用いることができる。

本形態の単位管１１は、図４の（１）に示すように、周壁に周方向に間隔を置いて複数の注入口１１ａが形成されており、この注入口１１ａが、ゴム等からなる可撓性のスリーブ１２で覆われている。なお、このほかに注入口１１ａが、例えば、１つ形成されている形態、軸方向に間隔を置いて複数形成されている形態、等も考えられる。

この単位管１１においては、例えば、図４の（２）に示すように、注入口１１ａから、一次薬液Ｃ１、二次薬液Ｃ２等の流体Ｗを噴出すると、この流体Ｗの噴出圧によって可撓性のスリーブ１２が撓み、この撓みによって単位管１１外周面とスリーブ１２内周面との間に形成された隙間から、流体Ｗが噴出される。

ここで注入口１１ａから流体Ｗを噴出させる方法は、特に限定されないが、本形態においては、ダブルパッカー２３の備わる注入内管２０を用いる。
この注入内管２０は、内空部を薬液Ｃ１，Ｃ２、水、空気等の流体Ｗが流通する管体２１と、この管体２１の周壁に形成された流出口２２と、管体２１の外周面であって流出口２２を軸方向に関して挟んだ位置に設けられた一対のパッカー（ダブルパッカー）２３と、を有する。この注入内管２０は、ダブルパッカー２３が、流体Ｗの噴出対象となる注入口１１ａを軸方向に関して挟んだ位置にくるように挿入される。この状態において、ダブルパッカー２３は、単位管１１の内周面に密接しており、管体２１内を流れる流体Ｗは、流出口２２から流出した後、注入口１１ａを通して噴出される。流出口２２から流出した流体Ｗは、ダブルパッカー２３によって、単位管１１内における軸方向への流出が阻止されるため、流出口２２から流出した流体Ｗを、注入口１１ａからで噴出することができる。

〔ケーシングの引抜き〕
注入外管１０の挿入が終了したら、図２の（４）に示すように、挿入孔２内からケーシング装置１を引き抜く。

〔固化体形成の阻止〕
スリーブグラウトＳ１を充填した後、所定の時間を経過すると、注入外管１０の周りにスリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるが、本形態においては、図３の（１）に示すように、所定の単位管１１Ａの周り（符号６で示す。以下、注入領域ともいう。）に、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止する。

ここで、「スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止する」とは、注入領域６に、単にスリーブグラウトＳ１の固化体が存在しない状態にすることを意味する。したがって、注入領域６が、空間になっている状態にすることのほか、例えば、固化していない（例えば、スラリー状。）スリーブグラウトＳ１が存在する状態にすること、水等の他の流体が存在する状態にすることなどをも含む。

なお、注入領域６、すなわち所定の単位管１１Ａの周りとは、当該所定の単位管１１Ａの外周面に面する領域の全てである必要はなく、当該所定の単位管１１Ａの外周面に面する領域の一部であってもよい。また、注入領域６が、当該所定の単位管１１Ａに隣接する他の単位管１１の周りにまで及ぶ形態も含む。この注入領域６の形状は、通常、中空円筒状になる。

ところで、本形態において、所定の単位管１１Ａとは、固化体Ｇ２を形成するための二次薬液Ｃ２（図３の（３）参照。）を噴射する注入口１１ａが備わる単位管を意味する。したがって、本形態の薬液注入工法は、二次薬液Ｃ２の噴出圧により、スリーブグラウトＳ１の固化体を割裂させながら、地盤Ｇに二次薬液Ｃ２を注入する工法とは異なる。本形態の薬液注入工法においては、注入口１１ａから噴出された二次薬液Ｃ２が、いったん注入領域６に注入され、この注入領域６に注入された二次薬液Ｃ２が、スリーブグラウトＳ１の固化体の割裂等を行うことなく、地盤Ｇに注入される。したがって、本形態においては、地盤Ｇの注入領域６に面する部分全面から二次薬液Ｃ２の浸透注入が行われるため、二次薬液Ｃ２の注入速度を速くしたとしても、地盤Ｇの割裂が生じない。結果、１つの注入口１１ａから大量の二次薬液Ｃ２を注入することができ、改良体Ｇ２の径を、前述パッカー１０１が備えられた注入外管１００（図１参照）を用いて注入する場合と同様、例えば、２．０〜４．０ｍにすることができる。しかも、以上から明らかなように、本形態においては、パッカー１０１が備えられた注入外管１００を用いる必要がなく、簡易な装置で、大径の改良体Ｇ２を造成することができる。

本形態において、以上の固化体形成の阻止（注入領域６の形成）は、例えば、注入外管１０の挿入等を行った後、所定の作業を行うことにより、あるいは単位管１１Ａとして所定のものを用いることにより、あるいはこの両者を組み合わせることにより、実現することができる。この具体例については、後述する。

〔一次薬液の注入〕
注入領域６以外の注入外管１０周りにおいて、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されたら、改良体Ｇ２を形成するための一次薬液Ｃ２の注入が可能であるが、本形態においては、これに先立って、図３の（２）に示すように、所定の単位管１１Ａ以外の単位管１１に備わる注入口１１ａ（図４の（１）参照）から一次薬液Ｃ１を噴出し、この一次薬液Ｃ１を地盤Ｇに注入する。この点、所定の単位管１１Ａ以外の単位管１１の周りには、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されているため、この一次薬液Ｃ１の注入は、当該一次薬液Ｃ１の噴出圧により、スリーブグラウトＳ１の固化体を割裂させながら行うことになる。しかしながら、この一次薬液Ｃ１の注入は、地盤Ｇが、例えば、砂礫層等の透水係数が大きい層を含んでいる場合に、当該砂礫層等を通して二次薬液Ｃ２が逸走するのを防止するために行うもの、つまり荒詰めのために行うものである。したがって、一次薬液Ｃ１の注入においては、二次薬液Ｃ２を注入する場合のような、挿入孔を中心とした同心円形状の改良体が造成されないといったことは問題にならない。

この一次薬液Ｃ１の注入方法は、特に限定されるものではないが、本形態においては、前述した注入内管２０を使用する。
すなわち、まず、注入内管２０を、ダブルパッカー２３が、一次薬液Ｃ１の噴出対象となる注入口１１ａを軸方向に関して挟んだ位置にくるように挿入する。そして、この状態において、管体２１内に流体Ｗの一種である一次薬液Ｃ１を流し、この一次薬液Ｃ１を流出口２２から流出させ、注入口１１ａを通して噴出する。この一次薬液Ｃ１の噴出によって、可撓性のスリーブ１２が撓み、この撓みによって単位管１１とスリーブ１２との間に形成された隙間から、一次薬液Ｃ１が噴出し、スリーブグラウトＳ１の固化体を割裂させながら、地盤Ｇに注入する。

以上のように、一次薬液Ｃ１は、地盤Ｇの荒詰めを行うためのものであるため、この目的を達成することができるものであれば、その種類は特に限定されず、例えば、セメントベントナイトのスラリーや、溶液型注入材、懸濁型注入材等を使用することができる。

本形態において、一次薬液Ｃ１の注入は、１の注入口１１ａからの注入が終了（１ステージの終了）したら、注入外管１０内において注入内管２０を移動し、他の注入口１１ａからも同様に行う（他のステージ）。そして、この一次薬液Ｃ１の注入を繰り返すことにより、地盤Ｇ全体が均一な性状となり、したがって、本形態の薬液注入工法は、地盤Ｇが、臨海地区等におけるような均一な砂層（臨海地区等においては、液状化対策や地盤強化のための薬液注入工法が利用されている。）ではなく、例えば、砂層、砂礫層等のさまざまな層（多層）からなる場合に好適な薬液注入工法として、採用することができる。なお、注入内管２０の移動は、例えば、最深部側に位置する注入口１１ａから最浅部側に位置する注入口１１ａに向かって、一次薬液Ｃ１の注入口１１ａが、順に変化するように行うことができる。

〔二次薬液の注入〕
一次薬液Ｃ１の注入が終了したら、図３の（３）に示すように、所定の単位管１１Ａに備わる注入口１１ａ（図４の（１）参照）から二次薬液Ｃ２を噴出し、この二次薬液Ｃ２を地盤Ｇに注入する。

この点、本形態においては、前述したように、所定の単位管１１Ａの周り（注入領域６）に、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されていないため、この二次薬液Ｃ２の注入によって形成される改良体Ｇ２は、極めて大きく、しかも挿入孔２を中心とした同心円形状にすることができる。

また、本形態においては、この二次薬液Ｃ２の注入に先立って、一次薬液Ｃ１を注入しているため、地盤Ｇの透水係数が均一化しており、例えば、地盤Ｇが砂礫層等の透水係数が大きい層を含んでいる場合にも、当該砂礫層等を通して二次薬液Ｃ２が逸走するおそれがない。

この二次薬液Ｃ２の注入方法も、特に限定されるものではないが、本形態においては、前述した注入内管２０を使用する。
すなわち、まず、注入内管２０を、ダブルパッカー２３が、二次薬液Ｃ２の噴出対象となる注入口１１ａを軸方向に関して挟んだ位置にくるように挿入する。そして、この状態において、管体２１内に流体Ｗの一種である二次薬液Ｃ２を流し、この二次薬液Ｃ２を流出口２２から流出させ、注入口１１ａを通して噴出する。この二次薬液Ｃ２の噴出によって、可撓性のスリーブ１２が撓み、この撓みによって単位管１１とスリーブ１２との間に形成された隙間から、二次薬液Ｃ２が噴出し、注入領域６に注入され、さらに、地盤Ｇに注入される。

本形態において、二次薬液Ｃ２は、地盤Ｇの改良体Ｇ２を形成するためのものであるため、この目的を達成することができるものであれば、その種類は特に限定されず、例えば、セメント系、水ガラス系、超微粒子系の薬液を使用することができる。ただし、二次薬液Ｃ２としては、水ガラス系の薬液、特にシリカゾル系の薬液を使用することが、浸透性及び固化体強度のバランスに優れる点で好ましい。

また、二次薬液Ｃ２のサンドゲルタイムは、１〜１０時間であるのが好ましい。なお、二次薬液Ｃ２の注入速度（地盤Ｇからみれば浸透許容速度）は、４０リットル／分まで上げることができる。

本形態において、二次薬液Ｃ２の注入は、１の注入口１１ａからの注入が終了（１ステージの終了）したら、注入外管１０内において注入内管２０を移動し、他の注入口１１ａからも同様に行う（他のステージ）。そして、この二次薬液Ｃ２の注入を繰り返すことにより、図３の（３）に示すように、球状の改良体Ｇ２が、挿入孔２の軸方向に並んで複数形成され、全体として円柱状の改良体が造成される。なお、注入内管２０の移動は、例えば、最深部側に位置する注入口１１ａから最浅部側に位置する注入口１１ａに向かって、二次薬液Ｃ２の注入口１１ａが、順に変化するように行うことができる。

〔荒詰めの容易性〕
ところで、前述したパッカー１０１が備わる注入外管１００を用いる薬液注入工法（以下、単に先行の工法ともいう。）においても、荒詰めによる二次薬液Ｃ２の逸走防止は可能であった。
すなわち、当該先行の工法による場合は、図１の（５）に示すように、パッカー１０１の周りに存在する砂礫層Ｇ３に一次薬液Ｃ１を注入する場合、パッカー１０１が軸方向に関して２つに分割された分割パッカーが備えられ、かつこの２つの分割パッカー間に副注入口が形成された短管を用意し、この短管に形成された副注入口を砂礫層Ｇ３に位置させ、当該副注入口からから砂礫層Ｇ３等に向けて一次薬液Ｃ１を注入した（例えば、特許３１０２７８６号の図８参照。）。

したがって、先行の工法による場合は、施工現場に応じて、軸方向に関するパッカーの長さが異なる複数種の短管を用意し、この複数種の短管を組み合わせることにより、一次注入（荒詰め注入）及び二次注入を実現していた。この点、このような事情からすると、全てのパッカーの長さを、分割パッカーの長さに揃えておくことで、複数種の短管を用意する必要がなくなるとも思える。

しかしながら、相互に隣接する注入口１１ａ間の距離Ｌ１（図１の（５）参照）は、目標とする改良体Ｇ２の径（例えば、直径５〜６ｍ。）に一致させるのが好ましい。これは、距離Ｌ１が短過ぎると、装置コストが増加するうえに、改良体Ｇ２の重なり部分が多くなって、二次薬液Ｃ２の無駄、労力の無駄が生じ、他方、二次薬液Ｃ２及び労力の無駄をなくすために改良体Ｇ２の径を小さくすると、大径の改良体を造成することができるという先行工法の優位性が減殺されるためである。したがって、先行の工法においては、施工現場に応じて、パッカーの長さが異なる複数種の短管を用意するのが好ましい。

これに対し、本形態の薬液注入工法においては、二次薬液Ｃ２の注入部以外は全て一次薬液Ｃ１によって荒詰めすることができるため、施工現場に応じて、装置を変更する必要がない。また、仮に一次薬液Ｃ１及び二次薬液Ｃ２の注入位置を変更する必要が生じても、所定の単位管１１Ａを含め全ての単位管が同一長とされているため、単に所定の単位管１１Ａをいずれとするかを決定することのみによって、単位管１１Ａとして所定のものを用いる場合においても、他の単位管１１との連結の順序を変えることのみによって、任意の位置に一次薬液Ｃ１及び二次薬液Ｃ２を注入することができ、極めて好適である。

ここで、単位管１１（所定の単位管１１Ａも含む）の長さＬ２（図３の（１））は、通常２５〜５０ｃｍ、好ましくは３３．３ｃｍである。したがって、実際の施工において、径２．０〜４．０ｍの改良体を造成するにあたっては、６〜１２本ごとに所定の単位管１１Ａを位置させるとよい。

〔固化体形成の阻止：具体例〕
（形態例１）
本形態においては、前述所定の単位管１１Ａとして、図５に示すように、当該単位管１１の注入口１１ａを軸方向に跨ぎ、かつ軸方向前端部１３ａ及び後端部１３ｂが当該単位管１１の外周面に固定された膨出シート１３が備わるものを用いる。

この形態においては、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止するにおいて、注入外管１０（単位管１１）内に前述注入内管２０を挿入し、当該注入内管２０の流出口２２から水、空気等の流体Ｗを流出し、当該流出流体Ｗを、所定の単位管１１Ａの注入口１１ａから流出させる。これにより、膨出シート１３が固化前（スラリー状）のスリーブグラウトＳ１中に膨出し（膨らみ）、注入領域６に存在するスリーブグラウトＳ１が押し退けられる（スリーブグラウトＳ１の排除）。そして、この膨出シート１３の膨出状態においてスリーブグラウトＳ１が固化したら、更に注入口１１ａから流体Ｗを流出させて膨出シート１３を破裂させる。これにより、膨出した膨出シート１３が存在した位置に空間が形成され、この空間が注入領域６となる。なお、流体Ｗとして水等の液体を使用した場合においも、この液体Ｗは地盤Ｇに吸収されるため、通常、注入領域６は、空間になると考えられる。また、この形態は、固化体の形成を阻止するについて、注入外管１０の挿入等を行った後に所定の作業を行う形態と、単位管１１Ａとして所定のものを用いる形態と、を組み合わせた形態にあたる。

以上から明らかなように、本形態においては、単位管１１がそのまま利用され、この単位管１１に膨出シート１３が固定されるのみで、所定の単位管１１Ａとなるため、極めて簡易で、かつ汎用性に優れる。特に、一次薬液Ｃ１及び二次薬液Ｃ２の注入に注入内管２０を用いる本形態においては、膨出シート１３を膨出させるにおいても、同一の注入内管２０を用いると、装置コストがかさむのを抑えることができる。

また、膨出シート１３としては、例えば、紙、布、ゴム等の安価な材料をそのまま使用することができ、装置コストがかさむのを抑えることができる。

膨出シート１３の破裂強度は、特に限定されるものではないが、好ましくは１０，０００〜１００，０００ｋｇ／ｍ²、より好ましくは５０，０００〜１００，０００ｋｇ／ｍ²である。破裂強度が１０，０００ｋｇ／ｍ²を下回ると、膨出シート１３を膨らませる過程において、当該膨出シート１３が破裂してしまうおそれがあり、他方、破裂強度が１０，０００ｋｇ／ｍ²を上回ると、スリーブグラウトＳ１の固化後に流体Ｗを流出させても、膨出シート１３が破裂しないおそれがある。

また、膨出シート１３の引裂強度も、特に限定されるものではないが、好ましくは１０〜１００Ｎ、より好ましくは１０〜５０Ｎである。引裂強度が１０Ｎを下回ると、膨出シート１３が地盤Ｇに接触した際などにおいて、膨出シート１３が裂けてしまうおそれがある。

さらに、単位管１１に膨出シート１３を固定する方法も、特に限定されるものではないが、膨出シート１３を単位管１１に巻き付ける等した後、その上端部１３ａ及び下端部１３ｂを、例えば、ビニールテープ、金具バンド、加締金具等の固定手段１４等で管体１１に固定する方法によれば、単位管１１に対する膨出シート１３の固定という点で、装置コストがかさむのを抑えることができる。

なお、膨出シート１３は、単に流入領域６に存在するスリーブグラウトＳ１を押し退けるためのものであり、先行工法において用いられた注入外管１００のパッカー１０１のように二次薬液Ｃ２の流出を防止するためのものではないこと、及び、スリーブグラウトＳ１から単位管１１に向かう圧を受けること、から単位管１１に対する固定強度を強くする必要がなく、また、固定精度等もそれほど大きな問題とならない。したがって、以上で説明したように、他の単位管１１と同様の単位管１１に簡易な加工を施すのみで、所定の単位管１１Ａとすることができ、装置コスト、作業コスト等の増加を抑えることができる。

（形態例２）
本形態においては、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止するにおいて、注入外管１０（単位管１１）内に前述注入内管２０を挿入し、当該注入内管２０の流出口２２から、化学反応等によってスリーブグラウトＳ１の固化を阻止する薬液（流体Ｗの一種）を流出し、当該流出薬液を、所定の単位管１１Ａの注入口１１ａから固化前のスリーブグラウトＳ１中に流出させる。

この形態によると、注入外管１０として、何ら特別のものを用いずに、注入領域６を形成することができる。つまり、本形態は、固化体の形成を阻止するについて、単位管１１Ａとして所定のものを用いず、単に注入外管１０の挿入等を行った後に所定の作業を行う形態である。また、特に、一次薬液Ｃ１及び二次薬液Ｃ２の注入に注入内管２０を用いる本形態においても、固化を阻止する薬液の注入に、同一の注入内管２０を用いると、装置コストがかさむのを抑えることができる。

本形態において、スリーブグラウトＳ１の固化を阻止する薬液の種類は、特に限定されず、注入領域６にスリーブグラウトＳ１が存在しない状態とする薬液である必要はなく、スリーブグラウトＳ１のスラリー状態を維持する薬液でも足りる。このような薬液としては、例えば、スリーブグラウトＳ１としてセメントベントナイトのスラリーを使用する場合は、フミン酸、クエン酸等を挙げることができる。

（形態例３）
本形態においては、所定の単位管１１Ａとして、当該所定の単位管１１Ａ（１１）の注入口１１ａを覆った状態で当該所定の単位管１１Ａの外周面に固定され、かつ化学反応等によってスリーブグラウトＳ１の固化を阻止する薬液が含浸されたシートが備わる単位管を用いる。そして、この形態においては、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止するにおいて、当該薬液シートと固化前のスリーブグラウトＳ１とが接触した状態とする。

この形態によると、注入外管１０の挿入等を行った後、何ら特別な作業を要せずに、注入領域６を形成することができる。つまり、本形態は、固化体の形成を阻止するについて、注入外管１０の挿入等を行った後に所定の作業を行わず、単に単位管１１Ａとして所定のものを用いる形態である。

本形態において、薬液シートに含浸させる薬液は、形態例２と同様のものを使用することができる。ただし、本形態の薬液シートは、所定時間（例えば、５〜１０時間）経過すると溶けて消滅する紙等であるとより好ましいものとなる。

（形態例４）
本形態においては、所定の単位管１１Ａとして、当該所定の単位管１１Ａ（１１）外周面の注入口１１ａ近傍に吸水ポリマーが備わる単位管を用い、スリーブグラウトＳ１の固化体が形成されるのを阻止するにおいて、吸水ポリマーと固化前のスリーブグラウトＳ１とが接触した状態とする。

この形態においては、吸水ポリマーがスリーブグラウトＳ１の水分を吸収して膨張し、注入領域６に存在するスリーブグラウトＳ１を押し退けるが、その後、当該膨張した吸水ポリマーがスリーブグラウトＳ１の塩によって収縮し、この段階においてはスリーブグラウトＳ１が固化しているため、結果的に、スリーブグラウトＳ１が膨張及び収縮した領域が空間となり、この空間が注入領域６となる。

この形態によると、注入外管１０の挿入等を行った後、何ら特別な作業を要せずに、注入領域６を形成することができる。つまり、本形態は、固化体の形成を阻止するについて、注入外管１０の挿入等を行った後に所定の作業を行わず、単に単位管１１Ａとして所定のものを用いる形態である。

〔その他〕
本形態の薬液注入工法においては、円柱状の改良体を、垂直方向に形成する場合を説明したが、例えば、斜め方向、水平方向に形成することなどもできる。

本形態の薬液注入工法においては、スリーブグラウトＳ１の充填、注入外管１０の挿入、ケーシング装置１の引抜きの順に作業を行う場合を説明したが、例えば、注入外管１０の挿入をスリーブグラウトＳ１の充填に先立って、あるいはスリーブグラウトＳ１の充填とともに行うことや、ケーシング装置１の引抜きをスリーブグラウトＳ１の充填や注入外管１０の挿入に先立って行うことなどもできる。

本発明は、地盤改良のための薬液注入工法として、適用可能である。

１…ケーシング装置、２…挿入孔、５，６…注入領域、１０…注入外管、１１…単位管、１１Ａ…所定の単位管、１１ａ…注入口、１２…スリーブ、１３…膨出シート、１３ａ…前端部、１３ｂ…後端部、１４…固定手段、２０…注入内管、２１…管体、２２…流出口、２３…ダブルパッカー、１００…注入外管、１０１…パッカー、１０２…注入口、２００…注入内管、２０１…流出口、Ｃ…薬液、Ｃ１…一次薬液、Ｃ２…二次薬液、Ｇ…地盤、Ｇ２…固化体、Ｇ３…砂礫層、Ｓ１…スリーブグラウト、Ｗ…流体。

Claims (5)

1. 地盤を掘削して挿入孔を形成し、
   当該挿入孔に、スリーブグラウトを充填し、かつ、注入口を有する単位管が軸方向に連結されてなる注入外管を挿入し、
   この注入外管周りに前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを、所定の単位管周りにおいては阻止し、
   前記注入外管内に、流出口を有する注入内管を挿入して、
   当該注入内管の流出口から一次薬液を流出し、当該流出一次薬液を、前記単位管の注入口から前記地盤に注入し、
   前記注入内管の流出口から二次薬液を流出し、当該流出二次薬液を、前記所定の単位管の注入口から前記地盤に注入する、
   ことを特徴とする薬液注入工法。
2. 前記所定の単位管として、
   当該単位管の注入口を軸方向に跨ぎ、かつ軸方向前後端部が当該単位管の外周面に固定された膨出シートが備わる単位管を用い、
   前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
   前記注入外管内に、前記注入内管を挿入し、
   当該注入内管の流出口から流体を流出し、当該流出流体を、前記所定の単位管の注入口から流出させることにより、前記膨出シートを固化前の前記スリーブグラウト中に膨出させ、
   この膨出状態において前記スリーブグラウトが固化した後、更に前記流体を流出させて前記膨出シートを破裂させる、
   請求項１記載の薬液注入工法。
3. 前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
   前記注入外管内に、前記注入内管を挿入し、
   当該注入内管の流出口から前記スリーブグラウトの固化を阻止する薬液を流出し、当該流出薬液を、前記所定の単位管の注入口から固化前の前記スリーブグラウト中に流出させる、
   請求項１記載の薬液注入工法。
4. 前記所定の単位管として、
   当該所定の単位管の注入口を覆った状態で当該所定の単位管の外周面に固定され、かつ前記スリーブグラウトの固化を阻止する薬液が含浸されたシートが備わる単位管を用い、
   前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
   前記薬液シートと固化前の前記スリーブグラウトとが接触した状態とする、
   請求項１記載の薬液注入工法。
5. 前記所定の単位管として、
   当該単位管外面の注入口近傍に吸水ポリマーが備わる単位管を用い、
   前記スリーブグラウトの固化体が形成されるのを阻止するにおいて、
   前記吸水ポリマーと固化前の前記スリーブグラウトとが接触した状態とする、
   請求項１記載の薬液注入工法。

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