JP3007452U

JP3007452U - 地盤改良工の注入装置および施工効果判定装置

Info

Publication number: JP3007452U
Application number: JP1994010639U
Authority: JP
Inventors: 孝大木
Original assignee: 佐野猛
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1995-02-14
Anticipated expiration: 2000-08-03

Abstract

(57)【要約】【目的】地盤安定化工事の効果を施工直後に、かつ施
工の１本１本について確認することができる検出装置を
提供する。【構成】地盤改良工法に用いる注入パイプ１の下端近
辺に設けた電気絶縁層６およびその絶縁層６内に埋設さ
れる電極Ｐ群からなる検出部と、注入パイプ１の地上側
に設けられる電源、電流計および電圧計からなる測定部
と、その測定部と前記検出部とを接続すると共に、前記
パイプ１内に通されるケーブル８とからなる施工効果検
出装置。【効果】注入パイプ１の下降時に施工前の地盤の比抵
抗を測定することができ、上昇時に施工後の地盤の比抵
抗を測定できるので、施工直後に両者を比較して施工の
効果の確認判定が可能である。さらに薬液注入工法や高
圧噴射注入工法ないしソイルセメント柱工法において、
１本１本の施工の効果が確認できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は地盤改良工の注入装置および施工効果判定装置に関する。さらに詳しくは、軟弱地盤改良工法の各種の工法中、軟弱地盤中に柱状に安定処理材（剤）を注入ないし噴射するなどにより固結させて安定化を図る、薬液注入工法あるいは高圧噴射注入工法、およびこれに類似したソイルセメント柱工法、あるいは薬液注入工法による地中連続壁造成工法において、その施工に用いる注入装置および施工の効果の確認・判定を行う装置に関する。

【０００２】

【技術の背景】

土木工学における軟弱地盤の改良安定化工法として広い適用範囲にわたり有効に適用されている方法に、薬液注入工法および高圧噴射注入工法がある。もう少し細かく工法を分類すると、前者には単管注入工法、二重管注入工法、あるいは瞬結注入工法、複合注入工法などの種類があり、後者には、ＣＣＰ工法、ＪＳＧ工法ならびにコラムジェット工法などの工法が含まれている。前記薬液注入工法と高圧噴射注入工法とは、一見しただけでは異なった原理による工法であるように見られるが、両者とも軟弱な地盤中に安定処理材（注入材、薬液）を液体の状態で注入させる点で同じである。すなわち前者は比較的低圧で原地盤の間隙に対して安定処理材を滲透させるように注入し、後者は高圧ジェットにより注入パイプの周辺の地盤を強制的に切削して空隙を作り、そこに安定処理材を充填するという相違はあるが、どちらも注入によって注入パイプ周辺の地盤中への安定処理材の滲透・充填を行なうという点では同様のジャンルに属するものであり、深層混合攪拌工法のように機械的攪拌によって安定所処理材と原地盤土とを混合攪拌する工法とは、明確にその原理を異にするものである。

【０００３】地盤改良工法における薬液注入工法および高圧噴射注入工法の特徴は、このように低圧と高圧の違いはあるが、いずれも注入パイプ（ロッド）の先端部から薬液を注入して周辺地盤中に滲透ないし圧入充填させるものであり、その滲透なり圧入充填なりがどの範囲にまで実施されるかは、注入パイプ周辺の地盤の性質によって大きく左右される。たとえば薬液注入工法における注入圧力は、注入パイプ先端部における周辺地盤の土圧・水圧よりもそれほど大きくないので、地盤の種類（砂質土を主に対象とするのであるが、それに含まれている粘性土分の含有割合、また粗砂か、中粒砂か、細砂か、などの砂粒の大きさなど）、地盤の性質（間隙の多少、大小、クラックの有無）、地下水の状況、その他によって、注入材の滲透する範囲が大きく変化するのが通常である。また高圧噴射注入工法の場合には、噴射圧は２００〜４００kgf/cm² ないしはそれ以上と非常に大きく、そのため注入パイプ周辺の地盤土を強制的に大きな半径の広さまで押しのけて切削するものであるが、それでも地盤のＮ値がたとえば０のところと５のところとでは、押しのけ切削してできる空隙部の広さは、Ｎ値が０のところよりも５のところの方が小さくなる。ところが現実の地盤においては均質で同じような地盤が続いていることはほとんどなく、とくに表層部の軟弱地盤に多い埋土、盛土層では、鉛直方向にも水平方向にも変化が多いため、注入を主とするこれらの工法（薬液注入工法および高圧噴射注入工法）によって均質な改良範囲ないし改良結果を得ることはむつかしい。

【０００４】

【従来の技術】

そこで従来より、薬液注入工法などの施工後にその施工の効果判定を行ない、施工が不充分な場合には、再度その近くに施工することが行なわれている。そのような効果判定のために従来行われている方法としては、次のようなものがある。ボーリングまたはサウンディングボーリングに伴って採取した資料による土質検査注入工施工後に採取した資料を室内養生し、適当な時間の経過後に行なう室内土質試験現場にて行なう揚水試験または透水試験

【０００５】これらのうち、、、は注入工施工後の地盤ないし柱状改良体の強度的変化を確認しようとするものであり、は地盤の透水性の変化（遮水性）を確認しようとするものである。したがって地盤ないし改良体の強度が発現するためには注入後に一定の時間が経過することが必要であり、施工直後の効果判定というようなことは到底できない。他方の揚水試験や透水試験にしても、注入工の施工直後とはいかない上に、何本かの削孔を行わなければならず、かなりの手間を要する。しかもこれらの方法はいずれも注入工の個々について検出することは到底不可能で、せいぜい数十本に１本か、数十ｍ² の施工範囲について１箇所といった密度で測定ないし検査を行なうことになる。そのような理由により、現在のところ施工時の管理としては、薬液注入工法においては、１本ごとには注入量、注入深度、各注入ステップごとの所要時間、注入圧（最高圧）などを測定し、高圧噴射注入工法の場合は注入深度、注入量、ロッド引き上げ速度、注入圧などを測定して、標準的な目標値を達成しているかどうかを確認することにより、注入工の成否の推定に資する程度である。

【０００６】なお最近注入工の施工による地盤ないし改良体の電気的性質や弾性波速度の変化に注目して、比抵抗値の測定や、弾性波探査を利用する試みが各地で行われつつあるが、いずれも現在のところいまだ実験室の段階であり、現場で適用するまでには至っていない。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案はこうした従来の注入工施工後の効果判定方法の欠点に鑑み、以下の課題を解決しようとするものである。その第１は、注入工の施工直後に、薬液注入工法においては周辺地盤中への安定処理材の注入滲透範囲を、高圧噴射注入工法においては注入によって注入パイプの周りに造成された改良柱の径を、それぞれ確認把握することができる装置を提供することである。その第２は、注入工の１本１本について施工効果の判定検出を行うことができる装置を提供することである。そして第３は、それらの装置に用いる、取扱が容易で、実用性の高い検出装置を提供することである。そして第４に、こうした施工直後の効果判定装置を内蔵した注入装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の注入装置は、地盤中に安定処理材などを注入するための注入パイプと、その下端付近の周辺地盤の比抵抗値を検出する比抵抗測定装置とを備えていることを構成上の特徴としている。なお本考案の注入装置が適用される工法としては、薬液注入工法および高圧噴射注入工法の他、ソイルセメント柱工法や、注入による地中連続壁造成工法があげられる。

【０００９】本考案の検出装置は、地盤中に安定処理材などを注入するための注入パイプの下端付近に設けた電気絶縁領域、およびその電気絶縁領域の表面にそれぞれ先端が露出するように、注入パイプの長手方向に配列される複数個の電極からなる検出部と、各電極を用いて周辺地盤の比抵抗値を測定する測定器および電源からなる測定部と、各電極と測定器および電源を接続する伝達部とからなることを構成上の特徴としている。そのような装置においては、注入パイプの下端付近において、他の部分と実質的に同じ外径となるように、絶縁体層を全周に設けるものとする。

【００１０】前記複数個の電極は、その間に電源によって電流が流される一対の電流電極と、その電流によって生ずる電位差を測定する一対の電位電極とからなる４個１組の基準電極群とすることができ、測定器は、電流電極間を流れる電流の大きさを測定するための電流計と、電位差を測定する電圧計とを内蔵しているものが用いられる。また測定器および電源を地上側に配置し、伝達部を地上側の測定器および電源と絶縁領域の電極群とを接続するケーブルないしコードとすることができる。さらに前記４個１組の基準電極群を２組以上設け、かつ、電流電極間の間隔を組ごとに異ならせるのが好ましい。その場合も測定器および電源を地上側に配置し、伝達部を地上側の測定器および電源と絶縁領域の電極群とを接続するケーブルないしコードとするのが好ましい。さらに測定器は、測定する電極群の組を選択するための切り換えスイッチを介して複数の組の基準電極群に接続することができる。また測定器に測定結果を記録するための記録装置を設けてもよい。

【００１１】

【作用】

一般に土は電気的に導体であり、その伝導度は土の種類によって相違がある。したがって伝導度の逆数である比抵抗もまた、土の種類によりそれぞれ異なった値を示す。表１は各種の土（岩石）の一般的な比抵抗値を示したものである。

【００１２】

【表１】

【００１３】ところがこれらの地盤中に、セメントミルク、珪酸ソーダ（水ガラス）、石灰などを注入ないし混入すると、比抵抗値が減少する。また原地盤の土を切削排除し、セメントミルクや珪酸ソーダなどの充填により柱状体を造成した場合にも、その柱状体の比抵抗値は原地盤周辺の土の比抵抗値よりも一般的には低い値を示す。しかもこれらの比抵抗値の変化は強度のように安定化処理材が注入なり混合されてから徐々に発現するのではなく、注入・混合が行われ、柱ができた時点においてただちに変化を生ずるから、注入・混合とほぼ同時に比抵抗値を測定し、その効果の判定を行うことができる。

【００１４】本考案ではこうした事実をとらえ、注入パイプの下端付近に１組または複数組の電極群を設置して、注入材を注入パイプの下端部分から周辺地盤に注入しながら注入パイプを引き上げていく時、同時に周辺地盤の比抵抗値を測定することができるようにしたものである。それにより注入工施工直後の比抵抗値を測定し、施工前に測定した原地盤の比抵抗値とを比較して、注入工がどの程度充分に行われたかを、施工直後に、かつ注入工や改良柱などの１本ずつについて、判定することができる。なお、ここで問題になるのは、注入パイプはほとんど鋼でできているので、ただ単にその先端に電極を設けただけでは電流が全部注入パイプを伝わって流れ、周辺地盤の比抵抗値をまったく測定できないことである。そのため本考案においては、電極群を設置すべき注入パイプの下端付近に電気絶縁領域を設け、電極群の周囲を絶縁物で完全に包み込むようにして、電極が直接注入パイプと接触したり、また電極間に流れる電流が注入パイプの内部を通過したりすることを避けるようにしているのである。

【００１５】さらに本考案においては、注入パイプの下端付近に設けた電極群は、直接周囲の地盤に接する。したがって、たとえば薬液注入工の場合に注入パイプ自体でもって削孔して注入パイプを設置する場合、あるいはボーリングによってあらかじめ注入工を削孔し、その孔中に注入パイプを挿入する場合、また高圧噴射注入工のように高圧のジェット水流によって削孔して注入パイプないしロッドを設置する場合など、いずれの場合においても、注入パイプまたはロッドの降下時に比抵抗値を測定すれば、注入工施工前の原地盤の比抵抗値を知ることができる。したがって注入パイプを降下させる時に原地盤の比抵抗値を検出し、それを記録しておけば、注入パイプを引き上げる時、すなわち施工直後に再び測定してそれをさきに測定した原地盤の比抵抗値と比較し、注入工の状態をただちに判定することができる。

【００１６】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本考案の装置の実施例を説明する。図１から図７までは薬液注入工法の例についての図であり、図８から図１０までは高圧噴射注入工法の場合の例に関するものである。図１ａおよび図１ｂはそれぞれ本考案の装置の一実施例を掘削または挿入時と注入時において示すパイプ先端部の断面模式図、図２は図１の装置における電極群の配置図、図３および図４はそれぞれ本考案の装置の検出部と測定部の接続状態を示す断面図、図５は豊浦標準砂地盤における空隙率と比抵抗の関係を示すグラフ、図６および図７はそれぞれ薬液注入工法における測定データを示すグラフおよびそれから推定される注入効果範囲を示す断面図、図８は高圧噴射注入工（ここではＪＳＧ工の例により説明する）における本考案の装置の電極群配配列の一例を示す図、図９および図１０はそれぞれ高圧噴射注入工法における測定データを示すグラフおよびそれから推定される注入材充填範囲（改良柱の仕上り径）を示す断面図である。

【００１７】まず図１〜７を参照して本考案を薬液注入工法に適用する場合の実施例を説明する。図１ａにおいて、符号１は地盤改良装置の薬液注入パイプ（以下、単に注入パイプという）であり、その注入パイプ１の下端周縁には地盤を掘削するためのリング状のクラウン２が設けられている。また注入パイプ１の下端には、地盤掘削時に水を噴出するための開口部３が設けられている。そしてその開口部３は図１ｂに示すように、薬液注入時には蓋４で閉じられるように構成されている。また下端からいくらか上方には、安定処理材を横方向に噴出させるためのノズル５が設けられている。注入パイプ１は通常、鋼などの金属製であるが、ノズル５から下方の下端付近に、セラミックないし電気絶縁性のプラスチックスからなる絶縁層６が、注入パイプ１の全周を取りまくように設けられている。なお絶縁層として、グラスファイバーや炭素繊維で補強した合成樹脂などを用いてもよい。

【００１８】さらに絶縁層６内には、図２に示すように、１０個の電極Ｐ１〜Ｐ１０が埋め込まれている。各電極Ｐ１〜１０の先端は絶縁層６から露出して直接地盤に接しており、他端側はコード７が接続され、それらのコード７は纏められ、１本のキャブタイヤケーブル８として注入パイプ１の内壁に沿って上方に延びており、地上部の測定器および電源に接続している。

【００１９】本考案の検出装置の中心的役割を担うのは電極群であるが、この電極群の構造は次のようにしてなっている。すなわち全体の電極群は１組ないし複数組の基準電極群からなり、基準電極群は図３および図４に示すように１列に並んだ４個の電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で構成される。なお図３は各電極間の間隔ａがすべて同じウエンナ法による電極配置を示し、図４は電位電極の間隔ａと、電位電極Ｓ２、Ｓ３と電流電極Ｓ１、Ｓ４の間隔ｂが異なるシャランベルジャー法による電極配列を示す。その外側の２個の電極Ｓ１、Ｓ４は電流電極、内側の２個の電極Ｓ２、Ｓ３は電位電極である。これらの各電極はそれぞれケーブルないしコードで地上にある測定器に接続している。そして地上に置かれた電源９から供給される電流はコードまたはケーブルを経て、２個の電流電極のうちの一方の正（プラス）の電流電極（たとえばＳ１）の先端から注入パイプの周辺地盤中を伝わって、もう一つの負（マイナス）の電流電極（たとえばＳ４）に達し、ここに一つの電気回路が成り立つのである。このとき内側の２個の電位電極Ｓ２、Ｓ３の間には電位差が生ずるが、これらの回路を流れる電流の大きさも電位電極の間の電位差も、いずれも地上に置かれた測定器に内蔵されている電圧計Ｖおよび電流計Ｉを通じて、周辺地盤の比抵抗値として検出されるのである。このとき検出される比抵抗値は基準電極群の外側の２個の電流電極を直径の両端とする球状体の地盤の比抵抗値を与えるものである。

【００２０】したがって前述の図２の場合のように、基準電極群の数が複数組あり、各々の基準電極群の電流電極の間隔がそれぞれに異なる場合には、各基準電極群によって得られる比抵抗値は、それぞれ注入パイプを中心として異なる半径の球状体内部の地盤の比抵抗値であり、これを切り換えスイッチにより逐次測定して行くことによって、パイプ位置を中心として異なる広さの範囲における周辺地盤の比抵抗値が得られるのである。またこれらの測定値は地上にある測定器に設けられた記録装置によつて自動的に記録することも可能である。

【００２１】つぎに図２に戻って１０個の電極群Ｐ１〜１０の配置および作用について説明する。この場合はＰ１からＰ１０までの１０個の電極をもって、４組の基準電極群を構成するもので、その配列はいずれもシュランベルジャー法によっている。すなわちＰ５、Ｐ６の対を電位電極とし、Ｐ４、Ｐ７の対、Ｐ３、Ｐ８の対およびＰ２、Ｐ９の対をそれぞれ電流電極とする３組の基準電極群（以下、Ａ１、Ａ２、Ａ３配列という）と、Ｐ４、Ｐ７の対を電位電極とし、Ｐ１、Ｐ１０の対を電流電極とする１組の基準電極群（以下、Ａ４配列という）とである。シュランベルジャー法による配列においては、１列に並んだ４個の電極のうち、外側の２個を電流電極、中央の２個を電位電極とする。そして電位電極間の間隔をａ、電流電極とその隣の電位電極との間隔をｂとすると、両端にある２つの電流電極間の間隔ＢはＢ＝ａ＋２ｂとなる。両電流電極間の間隔がＢであるような１組の基準電極群により測定される比抵抗値は、その両電流電極を直径の両端とする球状体に含まれる地盤の比抵抗値を与えるとされているから、図２の４組の基準電極群によっては、Ｂ１（２０cm）、Ｂ２（３５cm）、Ｂ３（５０cm）およびＢ４（６５cm）を直径とする球状体の地盤の比抵抗値を測定することができる。これらの寸法は下記に述べるように、一般的に砂質土に対して薬液注入工を施工する場合に、その滲透範囲を測定する上で好ましい間隔である。しかし本考案はこれらに限定されるものではなく、他の間隔寸法を採用することもできる。また基準電極群の組数も、たとえば１組だけ、または２〜３組だけでもよく、あるいは５組以上採用してもよい。以下、上記装置を用いて地盤安定化工事の結果を確認・判定する原理を説明する。

【００２２】薬液注入工法はその目的によって大きく２つに分けられる。ゆるい砂質土地盤を安定させ、剪断抵抗を増大させる目的で行うものと、遮水を目的として行う場合とである。後者の場合には注入工の対象となる地盤は必ずしも緩い軟弱層とは限らない。しかしいずれにせよ薬液注入工法の対象となる地盤は砂質土を主とした地盤であり、粘土を混入するとしてもシルト混じり砂とか粘土混じり砂程度であり、比抵抗値はかなり大きい。したがって安定処理材が原地盤土の間隙中に浸透すれば、その比抵抗値は小さくなる。たとえば図５は豊浦標準砂に対して安定化処理材として珪酸ソーダ溶液を注入浸透させた場合の充填率（砂の空隙量に対する浸透量の割合）と、施工後の砂の比抵抗値の関係を室内実験で測定した結果の一例を示すグラフであるが、これによれば砂の空隙量に対する充填率が４０％程度のときは比抵抗値が２０．０Ωｍ程度であるが、充填率が５０％程度になれば１０．０Ωｍ程度、６０％程度になれば５．０Ωｍ程度、さらに７０％程度以上になれば４．０Ωｍ以下程度と、しだいに小さくなっている。

【００２３】これらのことから薬液注入工法施工後の地盤の比抵抗値が分かれば、安定処理材が地盤の空隙中にどの程度有効に浸透充填しているかを察知することが可能となり、ひいては施工後の地盤の強度の増加や力学的性質などの改良効果についても推定することができる。とくに遮水や止水を目的とする場合には、少なくとも空隙率の６０％以上を充填することが望まれるが、本考案の装置を用いることによって容易にその効果が充分であるか否かを、その場で判定することが可能である。とくに本考案においては、注入パイプ１の一部に比抵抗値の検出装置を組み込んでいるから、注入工の施工と同時にその浸透範囲を確定し、施工効果を判定することができるのである。さきに述べたように、薬液注入工法においては、その対象とする地盤は砂質土系の地盤である。したがってその注入材（安定処理材）の滲透範囲は、地盤の状態（砂粒子の大きさ、粒径、間隙率等）、注入材の性質（主として粘性土）あるいは注入方法などによっても異なるが、概ね、粘性土分の混入していない微砂で半径１５〜２５cm程度、粒子が大きい粗砂で２０〜３０cm程度、また逆に粘土分やシルト分が混入してくるに伴って滲透範囲は小さくなるとみられる。こうした事由から本実施例では図２にみられるように各基準電極群の電流電極間の間隔を定めたものである。

【００２４】つぎに上記のごとく構成される検出装置を用いて、各種の地盤改良工において施工効果を確認・判定する方法を説明する。なお以下の説明は、地盤改良工法のうち代表的な薬液注入工法および高圧噴射注入工法についての使用例であるが、本考案の検出装置の用途はそれらに限るものではなく、他の地盤安定化工法、並びに類似の地中連続壁工法およびソイルセメント柱工法などにも適用することができる。

【００２５】薬液注入工法においては、図１ａに示すように、注入パイプ１をその下端のクラウン２で地盤を削りながら、あるいは開口部３から水を噴出させて地盤を押しのけながら所定の深度まで挿入していく。そのときたとえば図２に示す電極Ｐ４、Ｐ７を電流電極とし、電極Ｐ５、Ｐ６を電位電極とするＡ１配列により周辺地盤の比抵抗値を測定し、記録しながら下降させる。ついで注入パイプ１が所定の深度に達したとき、図１ｂに示すように、蓋４で開口部３を塞ぎ、注入パイプ１を通じて安定処理材を送り、ノズル５から周辺の地盤Ｇ中に３〜３．５分間程度注入・浸透させる。ついで注入がほぼ終了する時点で各電極配列Ａ１〜４を切り替えながら、周辺地盤の比抵抗値を測定する。すなわち電流電極としてＰ４とＰ７、Ｐ３とＰ８、Ｐ２とＰ９およびＰ１とＰ１０を採用して順次それらを直径の両端とする球状体の地盤の比抵抗を検出する。ついで注入パイプ１を１ステップだけ、たとえば２５cmあるいは３０cm程度上昇させ、その位置で再びノズル５から安定処理材を噴出させ、その周囲に注入・浸透させる。このようにして２５〜３０cmを１ステップとして、注入と引き上げとを交互に繰り返しながら地盤表面まで注入を行っていく。

【００２６】図６は上記のようにして測定した地盤の比抵抗値のグラフである。そのグラフにおいて、４組の電極配列Ａ１〜４による比抵抗は、ρ１、ρ２、ρ３、ρ４で示す。すなわちρ１〜ρ４はそれぞれ電極配列Ａ１〜Ａ４により測定した、注入パイプを中心とする直径Ｂ１〜Ｂ４の範囲の比抵抗の深さ方向の変化を示している。なおグラフの右端のρ０曲線は、地盤中に注入パイプ１を降下させる際に測定した注入工施工前の原地盤の比抵抗曲線である。このようなグラフが得られたとき、つぎのことを読み取ることができる。

【００２７】（１）注入工施工後の比抵抗値は、ρ１曲線については概ね全深度にわたって１５Ωｍ程度である。これは注入パイプを中心に半径１０．０cm（＝Ｂ１／２）の範囲については、全深度にわたり薬液の浸透がほぼ充分に行われたことを意味する。（２）しかしρ２曲線においては、ＧＬ−２．５ｍから−３．７ｍの間およびＧＬ−６．００ｍから−７．００ｍの間において比抵抗値ρ２の値は５０〜９０Ω ｍ程度を示している。このことはＧＬ−７．００ｍ〜−８．００ｍの間、ＧＬ− ３．７０〜−７．００ｍの間、およびＧＬ−２．５０ｍより上の地盤では、注入パイプの周囲に半径１７．５cm（＝Ｂ２／２）の範囲で薬液の浸透がある程度行われたが、ＧＬ−２．５０〜−３．７０ｍおよびＧＬ−６．００〜７．００ｍの２か所では薬液浸透範囲が半径１７．５cmに達しなかったことを示している。（３）さらにρ３曲線やρ４曲線のデータを見ると、注入パイプを中心として半径２５cm（＝Ｂ３／２）や半径３２．５cm（＝Ｂ４／２）の周辺まではほとんど薬液が到達していないことがわかる。しかしそれでもρ３曲線やρ４曲線の比抵抗値が注入工施工前の原地盤の比抵抗値ρ０よりいくらか小さいのは、それらの曲線に対応する電流電極間を流れる電流の一部が、注入パイプの近傍における薬液が良く浸透している地盤の部分を通過するからであると考えられる。

【００２８】このようにして図６の比抵抗値−深度曲線から、この薬液注入工による注入パイプ周辺の地盤中への浸透の様子が推定される。それを図示すれば図７のようになる。

【００２９】つぎに本考案の装置を高圧噴射注入工法に適用する場合の実施例を説明する。高圧噴射注入工法においては、注入パイプの先端に装着されたノズルから超高圧によって噴出される安定処理材やジェット水流、あるいは圧縮空気などにより、注入パイプの先端周辺の軟弱地盤を切削し、押しのけて強制的に空隙を造り、その空隙部分に安定処理材を填充することにより硬化改良柱を造成するものである。このようにして造成された改良柱は、ほとんど安定処理材であるセメント系固化材、セメントないし珪酸ソーダと若干の原地盤土の混合物でなっているため、その比抵抗値は原の地盤の比抵抗値よりも甚だしく小さな値となる。ところが本工法の有するひとつの短所は、造成される改良柱は主として高圧噴射の水流によって切削され、押しのけられた空隙部の大きさに依存するため、施工対象地盤の一部に硬い層があったりすると、そのところで改良柱の径が小さくなり、全体として改良柱の太さが一定にならないことである。そこで本考案の装置を用いて各深度における改良柱の太さを連続的に測定して施工効果の判定を行なうことが出来るのである。

【００３０】高圧噴射注入工法の例として、ＪＳＧ工法を砂質土地盤に対して施工する場合について説明する。砂質土地盤に対して施工するＪＳＧ工法による改良柱の径は、対象地盤の性質（硬さなど）や安定処理材の注入量、あるいは注入パイプの引き上げ速度などによっても相違があるが、概ね８０cmから１．４ｍ程度までの間である。よって本実施例では図８に示すように、Ｂ１＝８０cm、Ｂ２＝１００cm 、Ｂ３＝１２０cm、Ｂ４＝１４０cmの４組の基準電極群を構成する１０個の電極Ｐ１〜Ｐ１０を絶縁層６で完全に包み込んだ検出部を注入パイプ１の先端部分に取りつけている。各組の４個の電極配列Ａ１〜Ａ４は薬液注入工法の場合と同様とする。また絶縁層がこれらの１０個の電極を完全に覆って長さＨ＝１５０cmにわたって注入パイプ１の全周面を被覆していることも、薬液注入工法の場合と同様である。なお図８において、Ｐ５、Ｐ６は２０cmの間隔で配置された電位電極であり、Ｐ１〜Ｐ４およびＰ７〜Ｐ１０の電極は前記Ｂ１〜Ｂ４の間隔を与えるべく配列された電流電極である。

【００３１】このようにして本実施例ではＰ５、Ｐ６の両電極は常に電位電極として機能し、他の８個の電極は常に電流電極として機能する。高圧噴射注入工法では噴射注入時には、毎分１０〜１５回転の比較的低速で回転させながら徐々に注入パイプを引き上げていくが、その引き上げ速度も遅く、通常１．０ｍ当たり１３分から２４分である。したがって４組の比抵抗測定用の電極配列Ａ１〜Ａ４による測定を切り替えながら施工を実施することは充分可能である。なお施工前の原地盤の比抵抗値は注入パイプを下降させるときに、たとえばＡ１配列によって測定しておく。

【００３２】いまこのようにして深度１０．０ｍ、改良柱の目標仕上がり径１．２ｍのＪＳＧ工法を施工し、高圧噴射に伴って４組の基準電極群による比抵抗値の測定を行い、図９のようなデータを得たとする。このグラフからはつぎのようなことを見てとることができる。（１）ρ１曲線およびρ２曲線においては、各深度の比抵抗値がすべて１５Ωｍ程度以下で充分小さい。このことから造成された改良柱の径は、すべて１ｍ（Ｂ２＝１００cm））以上は充分にある。（２）ρ３曲線のＧＬ−４．００〜５．００ｍ間において、比抵抗値が異常に高いが、この部分では改良柱の径が１２００mm（＝Ｂ２）に達していないことを示している。それでも比抵抗値が６０Ωｍ程度以下を示しているのは、電流が直径１０００mmは充分にあると見られる改良柱部を通過しているためである。（３）ρ４曲線においては、各深度において比抵抗値はさらに高く、注入パイプからＢ４／２＝７０cm離れたところでは改良柱が全くできていないことが明らかである。

【００３３】このようにして図９の比抵抗値−深度曲線から、本ＪＳＧ工法により改良柱１０の出来型を推定すれば、図１０のようになる。

【００３４】

【考案の効果】

本考案の装置を用いる効果として、つぎの事項が上げられる。（１）薬液注入工法、高圧噴射注入工法、その他類似の注入工を主とする地盤改良工において、施工装置と施工後の効果判定装置が一体となっているため、地盤改良工施工後にわざわざその効果判定のための作業をする必要がない。（２）薬液注入工法および高圧噴射注入工法のいずれの種類の工法に対しても、容易に適用され、しかも注入工の施工と同時にその効果を確認・判定することができる。（３）注入工の１本１本について、効果の確認・判定が可能である。（４）注入パイプまたは注入ロッドに直接装備されているので、注入パイプなどの降下時にも測定することが可能である。そのため１回の注入工において、注入工施工前の原地盤の状態把握と施工後の効果確認判定とを同時に行うことができる。そのため施工前後の比較対照が容易となり、施工管理上の効果が極めて大きい。（５）ソイルセメント工法、その他、注入による地盤連続壁造成工法など、類似の工法においても容易に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａおよび図１ｂはそれぞれ本考案の装置の
掘削（またはパイプ挿入）時および注入時におけるパイ
プ先端部の模式図である。

【図２】薬液注入工法における本考案の装置の電極群配
列の一例である。

【図３】本考案の装置の検出部と測定部の接続状態の実
施例を示す断面図である（ウエンナー法による電極配列
の場合）。

【図４】本考案の装置の検出部と測定部の接続状態の実
施例を示す断面図である（シュランベルジャー法による
電極配列の場合）。

【図５】豊浦標準砂地盤における空隙に対する安定処理
材（薬液）の充填率と比抵抗値の関係を示すグラフであ
る。

【図６】薬液注入工法に本考案の装置を適用した場合の
測定データを示すグラフである。

【図７】図６のデータから推定される注入効果範囲を示
す断面図である。

【図８】高圧噴射注入工法における本考案の装置の電極
群配列の一例である。

【図９】高圧噴射注入工法に本考案の装置を適用した場
合の測定データを示すグラフである。

【図１０】図９のデータから推定される注入効果範囲を
示す断面図である。

【符号の説明】

１注入パイプ５絶縁層６コードＰ１〜１０電極

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】地盤中に安定処理材などを注入するため
の注入パイプと、その下端付近の周辺地盤の比抵抗値を
検出する比抵抗測定装置とを備えている、地盤改良工の
注入装置。
【請求項２】地盤中に安定処理材などを注入するため
の注入パイプの下端付近に設けた電気絶縁領域、および
その電気絶縁領域の表面にそれぞれ先端が露出するよう
に、注入パイプの長手方向に配列した複数個の電極から
なる検出部と、各電極を用いて注入パイプ周辺地盤の比抵抗値を測定す
る測定器および電源とからなる測定部と、前記電極と測定器および電源とを接続する伝達部とから
なる地盤改良工の施工効果検出および判定装置。
【請求項３】前記電気絶縁領域が、注入パイプの下端
付近において、他の部分と実質的に同じ外径となるよう
に、その全周に設けた絶縁体層である請求項２記載の装
置。
【請求項４】前記複数個の電極が、その間に電源によっ
て電流が流される一対の電流電極と、その電流によって
生ずる電位差を測定する一対の電位電極とからなる４個
１組の基準電極群であり、前記測定器が電流電極間を流れる電流の大きさを測定す
るための電流計と、電位差を測定する電圧計とを内蔵し
ている請求項２記載の装置。
【請求項５】測定器および電源が地上側に配置されて
おり、伝達部が地上側の測定器および電源と絶縁領域の
電極群とを接続するケーブルないしコードである請求項
２、３または４記載の装置。
【請求項６】前記４個１組の基準電極群が２組以上設
けられており、かつ、電流電極間の間隔が組ごとに異な
っている請求項４記載の装置。
【請求項７】測定器および電源が地上側に配置されて
おり、伝達部が地上側の測定器および電源と絶縁領域の
電極群とを接続するケーブルないしコードである請求項
６記載の装置。
【請求項８】前記測定器が、測定する電極群の組を選
択するための切り換えスイッチを介して複数の組の基準
電極群に接続されている請求項６または７記載の装置。
【請求項９】前記測定器に測定結果を記録するための
記録装置が設けられている請求項２または８記載の装
置。