JP3275039B2

JP3275039B2 - 地盤注入装置及び工法

Info

Publication number: JP3275039B2
Application number: JP06125299A
Authority: JP
Inventors: 俊介島田
Original assignee: 強化土エンジニヤリング株式会社
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: KR100397250B1; CN1266129A; JP2000257057A; KR20000071412A; CN1137312C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、地盤の改良工事、地
盤の液状化防止や大深度掘削の際の地盤の補強効果を図
る施工の技術に関するものであり、特に、液状化防止施
工工事のように大容量地盤の地盤改良のための硬化材の
地盤への注入の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より地盤掘削や大深度地下工事の周
辺地盤をはじめ、地下水の存在による流動性を帯びた地
盤の液状化現象に対する安定化施工技術は当該地盤に形
成した削孔に注入管を挿入してセメントモルタルや薬液
等の硬化材を注入することにより地盤を部分的に或い
は、広領域的に強化する施工態様が広く用いられてき
た。

【０００３】而して、地盤の強化安定化施工に用いる技
術にも種々の開発改良研究がなされて近時、図７に示す
様な袋体５を軸方向で所定ピッチで有する２重管ダブル
パッカ方式の管体１を用いる注入工法が実用されている
ようになり、該種工法は地盤の地山に所定の削孔を形成
し、該削孔の内部にシールグラウト１３を充填し、該管
体１を該形成した削孔内に挿入し、該外管１に挿入した
内管から袋体５内に設けた吐出口３´ を介し、それに
外設したスリーブ４´ を開き、セメントミルク等の充
填材６を送給し、該袋体５を膨脹させて、削孔の孔壁に
密着締着させた後、図示しない内管を挿入して外管の管
体１の所定間隔部位で設けた吐出口３´を介し、所定の
硬化材を注入し、該管体１の該吐出口３´ の外側に嵌
設したスリーブ４を開いて上記シールグラウト１３を割
裂し、地盤の削孔の孔壁を介し、地盤中に硬化材の注入
を行って安定化を図るようにするものである。

【０００４】しかしながら、液状化防止工法のように、
広範囲の地盤に１本の注入管から硬化材を広範囲に注入
しようとする場合、注入管１のまわりのシールグラウト
１３によるシールによって、硬化材１９が地盤に浸透す
るための地盤への開口部が少なく、毎分当たりの多量の
吐出量を均質に長時間、広範囲に均等に浸透し続けるこ
とが困難であるという難点があった。

【０００５】又、図８に示す様に、地盤の地山７に所定
サイズの削孔８を形成し、外管１２の軸方向所定ピッチ
で形成した所定サイズの吐出口９を所定段数開口し、該
各吐出口９に環設状にゴムスリーブ１０を環設してスト
レーナー１１を設けた外管１２をシールグラウト１３を
介して該削孔８の内部に挿入し、該外管１２の内部に内
管１７をゴムパッカ１４，１４を所定間隔で有して挿入
し、該各ゴムパッカ１４間に空間１５を形成し、噴出口
１６を内管１７の軸方向に所定数穿設形成し、ゴムパッ
カ１４間の空間１５に外管１２の吐出口９と内管１７の
噴出口１６とを相互に連通状態にさせ、所定のストロー
クでのステップアップ方式により内管１７内の硬化材１
９の通路１８から圧送される該硬化材１９を該内管１２
の噴出口１６を通り、ゴムパッカ１４，１４間の空間１
５を介し、外管１２の吐出口９を介し、ゴムスリーブ１
０を開いて削孔８の孔壁内のスリーブグラウト１３の割
裂を介し、地盤の地山内に浸透注入されるようにされて
いる。

【０００６】尚、硬化材通路１８から硬化材１９を内管
１７の噴出口１６を経て空間１５を介し、外管１２の吐
出口９を介し、スリーブグラウト１３を割裂する。

【０００７】而して、当該図８によるパッカ方式の注入
管１´ にあっては、内管１７内の硬化材通路１８から
の所定ストロークのステップアップ方式での硬化材は外
管１２の外側のスリーブグラウト１３を割裂し、地盤の
地山７に浸透することは可能ではあり、又図９，１０に
示す様に、ポンプ圧、即ち、内管１７内の圧力に対応し
て外管１２の吐出口９の外側の地盤の抵抗圧力が様々に
変化しても、該内管１７内の細孔の噴出口１６（例えば
図９に於いてはその口径１．０ｍｍ、図１０においては
２．５ｍｍ）によって、外側の抵抗圧力がある程度変化
しても、該噴出口１６からの吐出流量は、例えば、図９
においては管内圧力を５０ｋｇ／ｃｍ²の場合、地盤の
抵抗圧が０〜３０ｋｇ／ｃｍ²内で変化しても、ほぼ
４．５ｌ／ｍｉｎの噴射量を得、図１０に於いても同様
に、ほとんど９ｌ／ｍｉｎと変化が無く、ほぼ一定であ
ることが実験的に確かめられてはいる。

【０００８】しかるに、上記工法は、実際の施工におい
ては、外管１２と削孔８孔壁の間に位置するスリーブグ
ラウト１３が削孔内で沈殿を生じたり、周辺からの砂の
崩壊によって砂と混じる深さ方向に不均質に固結し、そ
の結果、注入液の吐出浸透が困難にはなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】又、上述図７によるダ
ブルパッカ方式においても、所定ストロークのステップ
アップ方式での硬化材１９のシールグラウト１３を割裂
しての注入態様では原理的には均質な注入流量が得られ
るはずであるが、現実の該硬化材１９の注入に際しては
該シールグラウト１３の部分的濃淡や、削孔壁の破壊に
よる密度の変化等による固結状態の変化のため原理通り
にはいかず、内管圧力と噴出口１６径に対応した所定量
の均質な注入が期待出来ない欠点があった。

【００１０】このことは、複段の吐出口９から同時に所
定量の注入をする事を不可能にし、短い注入ステージで
一段一段ごとに注入せざるを得ない事になる。

【００１１】したがって、該種在来態様の地盤注入工法
では広大な面積地盤の液状化防止施工が能率よく出来な
い欠点があった。

【００１２】このように、従来の注入手段では、注入ス
テージ長を長くとればとる程、周辺地盤の土質が変化す
るため、浸透の大きい土層に注入液が注入し、ステージ
全長からの周辺地盤への浸透が困難となるネックがあ
り、このため注入管の管体１のまわりにシ−ルグラウト
１３によるシールを形成すると、該シ−ルグラウト１３
の存在により、周辺地盤への開口部が小さくなるため、
毎分当りの吐出量を大きくすると、注入圧力が過大にな
り、又、長時間浸透し続けると、ゲル化物が該注入管の
管体１のまわりのシールグラウト１３の開口部を閉塞し
て長時間の注入を阻害するというネックがあった。

【００１３】

【発明の目的】そこで、発明者（出願人）は注入硬化材
の上述地盤への注入の技術的事項に鑑み、液状化防止工
事等の施工の如く、広大な土量を硬化材によって経済的
に改良するには、１注入ステージを長くとり、
１ステージ当りの毎分の注入量を大きく１ステージ
当り長時間注入し続けて大量に薬液を注入して、広範囲
を浸透固結する事が即ち、図７，８のいずれの工法でも
必要である事に着目し、前述の液状化防止注入工事や大
深度地盤の硬化材注入による地盤改良において、地盤７
の土性の変化と地盤７中に形成した削孔８の孔壁の崩落
等に対する抵抗圧力が変化しても、安定した吐出量が一
定した状態で注入が保持され、大容積土量の改良を設計
通りの大量の注入を長時間継続して実施せしめ、又、大
注入ステージに一気に均一に注入して固結し、造成体の
地盤内の構築が設計通りに行なわれ得るようにして建設
産業における土木技術利用分野に益する優れた地盤注入
装置及び工法を提供せんとするものである。

【００１４】上述事項に基づいて出願人は新たな装置及
び工法を案出したものであり、当該工法及び装置は、従
来の二重管ダブルパッカ工法の機能を持つと共に砂質土
から粘性土まで地盤性状に応じた合理的な注入改良が出
来、猶且つ、工期の短縮に寄与するべく開発した画期的
な注入技術である。

【００１５】そして、該新規注入工法を図１２によっ
て、その原理態様を更に略説すると、当該図１２の
（イ）に示す様に、注入外管建込みケーシング用の孔８
を地盤７中に削孔し、（ロ）に示す様に、袋体２６を装
着した注入外管２１を該削孔８中に建込み、該外管２１
内に（ハ）に示す様に、内管２８を挿入して袋体２６内
に硬化材を充填注入して、該袋体２６の削孔８に対する
パッカ形成をすると共にその周辺地盤の圧密強化２６´
し、（ニ）に示す如く、上記挿入した内管２８を介し
て浸透性硬化材の注入をするようにする

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述原理態様、及び目的
に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明
の構成は、前述課題を解決するために、硬化材による膨
脹可能な袋体が嵌着されている外管のシャンク部に軸方
向複段の硬化材吐出口が穿設され、内部に同じく軸方向
複段の細孔からなる硬化材噴出口が穿設され、且つ該噴
出口をはさんで複数段のパッカが介装された内管がそれ
によって該外管内に挿設され、該内外管の間に形成され
た空間が軸方向に複数段形成される地盤地位装置であっ
て、上記外管のシャンク部に複数の袋体が少なくとも１
つ装着され、該外管の袋体の一方側に少なくとも一つの
硬化材吐出口と該内管の複数段のパッカの間に少なくと
も１つの硬化材の噴出口が穿設され、該硬化材の吐出口
と該硬化材の噴出口が上記相互に軸方向に隔成された同
一空間に相互に連通されているようにすることを第一の
基幹とし、該内管の硬化材噴出口は細孔からなり、該複
数の硬化材噴出口から該複数個の袋体間の複数の外管吐
出口より硬化材を地盤に注入する注入装置であるように
し、又、この出願の発明は複数の吐出口が設けられてい
る外管内に挿入されて地盤中に硬化材を注入する内管を
有する注入装置であって、該内管には流体によって膨脹
する少なくとも３つのパッカと該パッカの間に位置する
複数の噴出口から硬化材が同時に噴射されるようにされ
ているようにもし、又、当該上述態様において、上記各
隔成された空間に圧力センサーが臨まれるようにもし、
而して、硬化材による膨脹可能な袋体が装着されて、複
数の硬化材吐出口を有する外管を地盤に形成した削孔に
挿入して該外管のシャンク部に形成された複数段の吐出
口から硬化材を地盤内に注入する地盤注入工法であっ
て、上記袋体を硬化剤によって膨脹せしめて削孔の孔壁
にシールグラウトを介することなく直接的に締着固定し
た状態にする事並びに、複数の噴出口を有する内管から
硬化材を圧送して、上記外管の吐出口より地盤に浸透す
るようにすることからなることを第二の基幹とした技術
的手段を講じたものである。

【００１７】尚、上述構成においては、一般に袋体への
硬化材の注入によるパッカの形成は地盤への注入に先行
するが、袋体への注入と地盤への注入を同時に行って
も、袋体への注入は注入量が少ないため初期の段階でパ
ッカが形成され、その後、地盤への注入が継続する事に
なる。

【００１８】又、上述態様においては、袋体には急結性
のモルタルや瞬結液等を注入すると施工が急速に行われ
る。

【００１９】

【作用】上述構成において、施工順を説明すると、この
出願の発明の技術は工法は、二重管ダブルパッカ工法の
優位性をより展開した硬化材の地盤中への注入が出来る
ようにしたものであり、特殊な構造の注入内管を有し、
注入外管に例えば、２メートルごと等に挿着した袋体に、セ
メントミルク、又は、ゲルタイムが瞬結〜長結の硬化材
を充填して、削孔によって乱れた地盤と注入外管の空隙
を密着させて強力なパッカ作用で２メートルごと等に拘束し
た地盤を１ステージとして、前述した特殊な構造の内管
を外管に挿入して上下２段の吐出口から、削孔空隙に均
等量注入出来るようにし、当該工法は、従来の二重管ダ
ブルパッカ工法の機能を持つと共に砂質土から粘性土ま
で地盤性状に応じた合理的な注入改良が出来、猶且つ、
工期の短縮に寄与する画期的な注入技術であり、外管の
シャンク部に少なくとも１つ通常は複数の袋体が挿着さ
れ、又、各内外管の間のリング状の間隙には硬質プラス
チック製等のパッカやエアパッカ（空気や水や窒素等の
ような不活性ガスなどの流体で膨脹するパッカを含む）
等が設けられるようにする。

【００２０】該外管の内部には硬化材供給通路を有する
内管が外管に締着するゴム或いは、エアタイプのパッカ
が所定間隔に相互に相隣る間隔部に空間を形成し、内管
管路の断面積よりも内管の硬化材の噴出口の面積の合計
が小さくなるように細孔の噴出口に形成され、各袋体が
セメントモルタル等の硬化材により膨出して削孔の壁面
に緊着状態で締着され、該袋体の膨脹により袋体周辺の
地盤も圧密化されて実質的に膨脹した袋体以上の大サイ
ズのパッカ体となり、該各袋体を越えて薬液が浸透しな
いようにし、１注入ステージの長さを大きくとる事によ
る外管まわりの削孔空間の孔壁の崩落等による吐出抵抗
が生じても、内管の細孔の噴出口からの硬化材が該空間
に噴射する事により硬化材が管外の抵抗圧力の変化にも
関わらず、複数の外管の吐出口から所定量安定して一定
状態で吐出され、確実に所定の注入ステージにおいて地
盤中に均質的に注入浸透されて、所定サイズの長尺の造
形体が所定大エリアに形成される。

【００２１】又、各空間にあっては、圧力センサーを設
ければ、該空間に於ける硬化材の注入浸透圧が確実に作
用していることが地上に於いても、測定可能であり、袋
体の削孔孔壁に対する締着作用と噴出口からの硬化材の
安定した量での空間の地山に対する長時間継続する注入
浸透が行われて、大サイズ、長尺の円筒状の構造物が地
盤内に形成されて液状化現象の発生防止や大深度地盤の
掘削が安定して行われるようにしたものであり、又、外
管に設けた袋体の数は上下１組の他に、複数組であって
もよいし、又、少なくとも１つあればよい。即ち、注入
袋間が短い場合は、地上側に袋体を１つ設け、該袋体の
下方側の外管に複段の吐出口を設け、該複段の吐出口か
ら所定の注入量を２度以上注入することが出来るように
したものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、この出願の発明の実施しよ
うとする形態を実施例の態様として図１乃至図７及び図
１１〜１３を参照して説明すれば以下の通りである。

【００２３】尚、第８以下の図面と同一態様部分は同一
符号を用いて説明するものである。

【００２４】図示態様は地盤の液状化防止の硬化材１９
の注入の施工態様であり、図１乃至図４に示す態様にお
いて、２０はこの出願の発明の一つの要旨の中心を成す
所定ストロークステップアップ方式をとる地盤注入装置
であり、概略の構成は図１，２に示す様に、所定サイズ
の径の鋼製、或いは、合成樹脂製の外管２１と該外管２
１に対し軸方向所定位置に所定段数設けられた硬質プラ
スチック製、或いは、ゴム製のパッカ２９…を装備する
内管２８、及び、該外管２１のシャンクに設定間隔で設
けられた複数個の合成樹脂製等の袋体２６から成るもの
であり、該外管２１の先端の底部が蓋体２７により、盲
状態に閉塞されており、その先端部の袋体の２６…の上
下端はリング体２４，２４により外管２１の該側面に締
着されて、膨縮自在にされている。

【００２５】そして、該袋体２６の内側の外管２１には
所定の硬化材吐出口２５が穿設されており、該各吐出口
２５の外側面にはこれをカバーするようにゴム製のスリ
ーブ２３が環設されている。

【００２６】又、該外管２１のシャンク部には所定間隔
で（同一ビッチ間隔とは限らない）上記袋体２６，２６
…が装備されており、該各袋体２６の内側の外管２１の
側面には硬化材吐出口２５が上述の如く穿設され、又、
その外側にはゴム製のスリーブ２３が、上述同様に開閉
自在に設けられている。

【００２７】又、図１に示す様に、ｍ外管２１は所定の
長尺にするべくターンバックルタイプのジョイント２２
を介して、ユニット外管が設定長さに連結されるように
されている。

【００２８】而して、上述する如く、注入装置２０は削
孔８に対し、その内部にスリーブグラウト１３は図８に
示す在来態様の如くは充填介装はされておらず、外管２
１の所定ピッチで装備されている各袋体２６は該外管２
１の側面に対し折り畳まれたり、巻き込まれたりした状
態で地盤の削孔８内にスムーズに挿入して予めプレボー
リングされた地層ごとの各ステージに各袋体２６，２６
間が対応するようにセットされるようにされている。

【００２９】而して、各袋体２６，２６間の外管２１の
内部に挿入された内管２８に所定ピッチで環設装備され
たゴム製やプラスチック製のパッカ２９，２９間には噴
出口３４，３４…が開口形成されて、内部の硬化材通路
１８を対し、図示しない地上の圧送ポンプから圧送され
る硬化材１９を前述図８に基づいて説明した図９，１０
に示す様に、基本的に内管２８の外側の抵抗圧力の状況
の変化に関係なく所定ストロークのステップアップステ
ージごとに一定の設定量で硬化材１９を地盤の内に注入
することが出来るようにされている。

【００３０】又、該内管２８の内部に所定ピッチで設け
られたゴム製やプラスチック製のパッカ２９，２９間の
空間３２に対する周公知の圧力センサーを設けることが
可能であり、該各圧力センサーに対するリードケーブル
が該内管２８内にて地上に延設されている。

【００３１】尚、該内管２８の先端には図２に示す様に
盲ボルト２７´ が封塞されて密封状態にされている。

【００３２】上述構成の注入装置２０において、地盤注
入工法の実施態様を説明すると、全ステージに一挙に硬
化材を注入浸透させるに、図４に示す実施例の態様の如
く、地盤の地山７に設計サイズで形成した削孔８に対
し、スリーブグラウト１３を在来態様の如くは充填介装
しない状態で外管２１に所定ピッチで挿着環設した各袋
体２６を外装した状態で所定深度まで挿入する。

【００３３】そして、内管２８の内部の硬化材１９の送
給通路１８に対し、図示しない地上からの圧送ポンプを
介し、所定の硬化材１９を圧送供給すると、該硬化材１
９は図示しない通路から噴出されて、各袋体２６を膨脹
させ、当該膨脹された各袋体２６は削孔８の孔壁に内側
から当接密着して締着状態になり、又、その膨脹力によ
り周辺の地盤を経時的に圧密状態２６´ にされて、挿
入状態の削孔８内に於ける挿入セット姿勢を保持する。

【００３４】かくして浸透のための硬化材１９は圧送ポ
ンプを介して袋体２６，２６間のスリーブグラウト１３
の充填介装されていない部分は内管２８の各パッカ２
９，２９間の空間３２を介し、蓄圧状態を保持し外管２
１の吐出口２５を介しての袋体２６による削孔８に対す
る圧接固着によるパッカ効果によって削孔８の孔壁内へ
浸透注入し、この際前述した如く、該削孔８の孔壁８´
に当該図４に示す様に、崩落現象が生じて吐出口２５
のいくつかの部分に目詰まり等が生じて抵抗圧力が生じ
ても、前述した図９，１０に示した如く、内管２８の噴
出口３４からは抵抗圧力に関係無く、該内管２８内への
圧力（ポンプ圧）を該噴出口３４の口径に対応して、所
定の一定量の硬化材１９が、一定に噴射されて、所定量
が周辺に浸透し、外管２１の吐出口２５から全ての注入
深度に対する硬化材１９の均一な注入浸透がされて長時
間大量に注入し続けて所定大サイズの柱状の造形体を地
盤７中に設計通りに造成することが出来る。

【００３５】そして、図１１，１２，１３により基本的
施工の実施例の態様を追加的に示すと、図１１に示す様
に、特殊な構造の内管２８で、外管２１に２ｍごと等に
挿着した袋体２６に、外管２１を挿入してセメントミル
ク、又は、ゲルタイムが瞬結〜長結の硬化材１９を圧送
して、削孔８によって乱れた地盤と外管２１の空隙を密
着圧密化させ、該袋体２６で２ｍごと等に拘束した地盤
を１ステージとして、内管２８により前述した該内管２
８を外管２１に挿入して上下２段の吐出口２５から、削
孔空隙に硬化材１９を均等量注入出来るようにし、そし
て、当該実施例を図１２により更に順序的に説明する
と、（イ）に示す様に、注入外管建て込みケーシングで
地盤中に削孔８を形成し、（ロ）に示す様に、袋体２６
を挿着した注入外管２１を建込み、（ハ）、（ニ）に示
す様に内管２８を外管２１内に挿入して袋体２６内に硬
化材を充填注入して該袋体２６の強力なパッカ形成を介
して周辺地盤の圧密強化地盤２６´ とし、（ニ）に示
す如く外管２１内に内管２８を挿入して浸透性硬化材１
９の注入をするようにする。

【００３６】而して、当該工法の設計態様の実例とし
て、図１１〜図１３に示す様に注入管の埋設間隔Ｐ＝２ｍｘ２ｍの正方形配置にし、注入速度ｆ＝３０ｌ／ｍｉｎとし、注入管１孔当り改良平面積Ａｐ＝２ｍｘ２ｍ＝４ｍ² １ステージ当りの改良土量（ｍ³）をＶ＝２ｍ（改良高さ）ｘ４ｍ²＝１６ｍ³とし１ステージ当りの硬化材１９の注入量（ｋｌ）ＱＱ＝Ｖｘ（０．３５〜０．４０）＝５０．６〜６．４ｋｌここで；０．３５〜０．４０は注入率である。１ステージ当り注入時間ｔ１＝６ｋｌ÷０．０３ｋｌ／ｍｉｎ＝２００ｍｉｎ＝３．３時間（注入継続時間）袋体２６の注入充填量（ｌ）ｑｑ＝６０ｌとして長時間による大量の注入を可能とすることが出来
る。

【００３７】尚、袋体２６に硬化材１９を圧入して膨脹
する事により該周辺地盤は経時的に圧密強化され実質的
に袋体２６よりも大サイズのパッカ体２６´ となり、
各パッカ体２６´ を越えて注入液が逸脱することはな
く、図１１、図１２の（ニ）に示す様に設計地層のステ
ージ内に注入浸透して凝固していく。

【００３８】そして、袋体２６，２６間の空間にはシー
ルグラウト１３が充填されておらず、削孔の崩落等が生
じても上記特殊な内管２８を通して外管２１を介し硬化
体２６´ は所定の深度に於いて所定に形成される。

【００３９】この点が、この出願の発明の重要なポイン
トである。

【００４０】したがって、該外管２１に設けた膨脹性の
袋体２６の介在により、又、地盤の地山７に形成した削
孔８内にスリーブグラウト１３が在来態様の如く、介装
充填されていないため、内管２８から噴出された硬化材
は図９，１０に示すデータの如く確実に均一状態で全て
のステージの地層地盤に対し注入浸透することが出来、
設計通りの大サイズの造形体を地盤中に形成することが
できる。

【００４１】又、外管２１の吐出口２５は図２に示す様
に、上下の袋体２６，２６間に複数設けてもよいし、図
４の態様に示す如く上下の袋体２６，２６間に少なくと
も１つ設けてもよい。

【００４２】当該プロセスにおいて、外管２１と内管２
８のリング状の間隙部３２に各相隣るパッカ２９，２９
間に形成される空間３２の蓄圧状態は圧力センサー（設
置した場合は）により所定に検出されて地上の図示しな
い測定装置において蓄圧状態、即ち、注入が行われてい
ることが検出されていく。

【００４３】尚、該空間３２における硬化材１９の注入
状態が確認され、圧力測定データによっては、各ゴムパ
ッカ２９の外管２１の削孔８の内壁８´ に対する締着
状態をより確実にして硬化材１９の噴出を設計通りに保
証することが出来る。

【００４４】そして、外管２１の硬化材１９の吐出口２
５からの硬化材１９の逆流はスリーブ２３によってこれ
を確実に防止することが出来る。

【００４５】このようにすることにより、図５に示す様
に、注入装置２０を縦方向、或いは斜め方向に交叉して
地盤７に挿入セットし、液状化防止施工を行うことが出
来るものである。

【００４６】又、設計変更的な態様としては、パッカに
ついてゴム製のパッカのみばかりでなく、エアパッカに
することが出来ることは勿論のことである。

【００４７】例えば、図６の２８´ は内管２８の注入
部であり、該内管注入部２８´ は軸方向所定ピッチで
エアパッカ２９´ ，２９´ …とエアやガス（例えば窒
素ガス）や水等の液体の作動流路３０´ と注入液の流
路４０が２重管又は並列で（もし、注入管流路が２本あ
るなら、３重管又は、３本の並列管となる）作動液の吐
出口３０´´を介して空間２９´´に作動流体を注入し
て、ゴム製からなる該ゴムパッカ２９´ ，２９´ を膨
脹させて外管２１の内壁に圧着させ、注入液を噴出口３
４から噴射して空間３２を介し外管２１の噴出口２５，
２５から地盤７中に注入する。その作用効果は上述実施
例と実質的に変わりはないものである。

【００４８】又、当該図６に示す内管２８の注入部２８
´ の一部、或いは、所定間隔に可撓性管体を用いる事
により可撓性内管とし外管２１が土圧で曲がっても内管
を容易に挿入出来る。

【００４９】そして、該内管２８の注入部２８´ に至
る迄の注入液やパッカ作動用流体の流路３０´ は２重
管又は並列等の可撓性ホースを用いる事も出来る。

【００５０】この出願の発明の実施形態において、内管
２８を図２に示す様に、注入ステージを上方に移向しな
がら注入してもよいし、又、図４に示す様にすれば、多
数の複段の注入ステージを１度に注入する事も出来る
し、又、該内管２８を固定したまま、全注入の深度の注
入ステージを１度に注入する事が出来る。

【００５１】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に軟弱地盤の液状化防止工事や構築物の基礎の掘削に対
する補強工事等の施工において、地盤中に２重管ダブル
パッカー方式による硬化材注入施工を行うに、外管のシ
ャンク部に軸方向少なくとも１段或いは、複段の袋体が
挿着され、該外管内に内管を挿入して、該袋体にセメン
トミルク等の硬化材を圧入して、該袋体を膨脹させて削
孔部に固結体を形成して削孔に密着固定させる事によ
り、多数の外管を対象地盤に設け、各袋体が固結液の固
化によって地盤に固定された後、外管の該袋体間に穿設
された硬化材の吐出口から硬化材が削孔空間を介し、地
盤中に注入浸透させて施工するに、袋体間に少なくとも
一つの外管の硬化材の吐出口を設け、一方、内管には複
数段に設けられたパッカ間に位置する内管の硬化材噴出
口が穿設されている注入装置としたことにより、硬化材
の吐出口と硬化材の噴出口が一連となって設けられた注
入管のパッカによって隔成された同一空間に相互に連通
されているように形成されていることにより、外管の硬
化材の吐出口に削孔の崩落等による抵抗圧力が生じて
も、又、土層の違いによる抵抗圧力が生じても、内管の
硬化材の噴出口から常に所定量の硬化材の噴出が保証さ
れ、１注入ステージを長くとり、１ステージ当たりの毎
分の吐出量を大きくしても均質に所定深度に所定量注入
され、１ステージ当たり長時間注入し続けて大量の硬化
材の注入をすることが出来、したがって、地盤中に確実
に設計通りの大サイズの超長尺で大径の筒体等の造形物
が形成されることが出来るという優れた効果が奏され
る。

【００５２】又、外管のシャンク部に複数設けられた袋
体にセメントミルク等の作動液を圧入して該袋体を膨脹
し、周辺地盤を圧密する事により確実に極めて強大なパ
ッカ効果を形成する。

【００５３】このため、外管まわりにシ−ルグラウトに
よるシール形成の必要がなくなり、上下の１組の袋体に
囲まれた削孔空間全体に於て周辺地盤に硬化材が浸透す
ることとなる。

【００５４】ここで１ステージという言葉を一度に注入
する注入管の軸方向の単位区間として使うとすると、１
ステージ当りの硬化材源の浸透面積が非常に大きくたる
ため、毎分当りの吐出量を大きくしても、低圧で注入出
来ることになり、土粒子間の浸透注入が可能になるとい
う優れた効果が奏される。

【００５５】又、広範囲に一挙に硬化材を浸透せしめる
ことが可能となるために、長時間注入し続けても、注入
源の浸透面積が広いため、浸透源がゲル化物で閉束され
る事はないという効果も奏される。

【００５６】又、袋体の膨脹効果によって、パッカ周辺
が広く圧密されているため、実際の袋体よりも大きなパ
ッカ効果が形成されていることになり、硬化材がパッカ
を越えて上方削孔空間に逸出し難いという効果もある。

【００５７】したがって、長時間硬化材を圧入し続けて
も、硬化材が系外に逸出する事なく広範囲の地盤を均質
に浸透固結する事が可能となる優れた効果が奏される。

【００５８】よって、全ステージに対する均一な硬化材
の注入が一挙に行え、設計通りの造形体が成形すること
が出来るという優れた効果が奏される。

【００５９】又、１ステージ内の内管の噴出口の合計面
積が内管の断面積より小径に形成されているために図
９，図１０に示す様に、管内圧力を所定圧力以上（通常
５ｋｇ／ｃｍ²以上）に保つ事により、削孔の崩落等が
生じて抵抗圧力の相違が生じても、内管の噴出口から吐
出口径に対応した所定量の硬化材の噴出が保証され、結
果的に設計通りの地盤中の造形体が全ステージに渡って
形成出来るという優れた効果が奏される。

【００６０】又、外管と内管の内のリング状の間隙に軸
方向所定ピッチで挿着されたパッカ間の圧力空間に圧力
センサーを設けた場合、該各圧力空間の硬化材圧が地上
にて、リードケーブルを介し検出することが出来るため
に、圧力空間における硬化材の蓄圧充填状態が検出され
確実に硬化材の地盤中への注入が行われていることが確
認出来るという優れた効果が奏される。

【００６１】又、パッカ作用等が優れているため、上記
注入装置を地盤の広いエリアにブロックごとに集中的に
時間をずらせて注入施工を行うことが出来る態様も採用
可能であるというメリットもある。

【００６２】又、地盤が施工対象として広いエリアであ
る場合には、ブロックごとに注入装置を集中させて同時
或いは時間をずらせて注入施工を行うことにより当該地
盤のエリアごとの性情にあわせて、注入施工を行うこと
が出来、施工能力が良く、工期も設計通りに変更出来る
という優れた効果が奏される。

【００６３】又、シ−ルグラウトを削孔内に介装する事
がないために、外管の吐出口に対する抵抗圧力が種々変
化したり、或いは、削孔の孔壁に崩落現状が生じて吐出
抵抗が変化しても、そして、一部の吐出口の前面が崩落
現象によって埋まっても、内管の噴出ノズルの噴出口か
らはポンプ圧と噴出口径に対応した一定量の硬化材の噴
出量が保証されるために該削孔空間を介し、注入ステー
ジの全長に亘って地盤中の硬化材の所定量の浸透注入が
確保され、したがって、設計通りの大サイズの長尺の地
盤内の造形体の構築が設計通りに行われるという優れた
効果が奏される。

【００６４】このようにして得られる地盤改良は液状化
現象防止のみならず、各種地盤の掘削工事における補強
効果も充分に奏することができ、シールド掘削等の工事
の施工においても、補強材効果が発揮され、トンネル掘
削時の止水と補強等にも多大な効果が発揮出来るという
優れた効果が奏される。

【００６５】又、各パッカ間に形成される空間に外管の
吐出口からの硬化材吐出と内管の噴出口とが相互に連通
されているために、一方の外管の吐出口が閉塞状態にな
ったり、詰まり抵抗が大きくなっても、内管の噴出口か
らの硬化材の一定量の噴出が保証され、削孔空間を介
し、地盤に対する硬化材の浸透注入が行われるという優
れた効果が奏される。

【００６６】又、外管内に挿入される注入液用内管を細
径にして複数本併設して２液式の注入液を通って任意に
調節したゲル化時間の注入液で地盤を固結する事も出来
るという優れた効果が奏される。

【００６７】この点からも、地盤の地山に対する予定通
りの大サイズ、長尺の地盤内の造成体の構築がなされる
という優れた効果が奏される。

【００６８】更に、この出願の発明の地盤注入装置を各
袋体の膨脹を介しての圧密後に地盤のブロックごとに集
中的に行うことも出来るために、大面積エリアの地盤に
対する所定の地盤改良工事が高能率に行えるという優れ
た効果が奏される。

【００６９】そして、地盤の全てのステージに対する上
下方向や斜め方向の硬化材の浸透注入が一挙に行える為
に施工能率が良く管理も難しやすく、極めて高能率で施
工間の短縮化が可能であり、優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の地盤注入装置の部分断面側面
図である。

【図２】部分拡大要部断面図である。

【図３】外管の拡大半断面側面図である。

【図４】削孔に挿入された注入装置の施工要領説明断面
図である。

【図５】施工態様の液状化防止施工技術に関する模式断
面図である。

【図６】内管の他の実施例の分解断面図を示すものであ
り、（イ），（ロ）は分解接続の部分縦断面図である。

【図７】従来技術に基づく袋体を装着したスリーブグラ
ウトを介在した２重管ダブルパッカ注入の概略断面図で
ある。

【図８】同じく、従来技術に基づくスリーブグラウト介
装の削孔に対する注入装置の施工断面図である

【図９】図８による抵抗圧力と細孔の噴出口からの流量
のノズル一定における送管グラフ図である。

【図１０】細孔の噴出口のサイズを変えた場合の抵抗圧
力と噴出口からの流量の送管図である。

【図１１】この出願の発明の基本的実施例の概略模式側
断面図である。

【図１２】同施工順の模式側断面図であり、（イ）はケ
ーシング削孔の模式側断面図、（ロ）は外管建込み模式
側断面図、（ハ）は袋体による地盤圧密強化の模式側断
面図、（ニ）は浸透性硬化材注入の模式側面図である。

【図１３】図１１の模式平断面図である。

【符号の説明】

２６袋体２１外管２５硬化材吐出口３４硬化材噴出口２８内管３２空間２９パッカ２０地盤注入装置７削孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】硬化材による膨脹自在な袋体が軸方向の異
なる位置に複数個嵌着されている外管のシャンク部に軸
方向複段の硬化材吐出口が穿設され内部に同じく軸方向
複段の細孔からなる硬化材噴出口が穿設され、該噴出口
をはさんで複数段のパッカが介装された内管が該外管内
に挿設され、そして該パッカが内外管の間の空間に軸方
向に少なくとも２つ形成される地盤注入装置において、
該外管の袋体の下方側に少なくとも一つの硬化材の吐出
口と該内管の複数段のパッカの間に少なくとも１つの硬
化材の噴出口が穿設され、該硬化材の吐出口と硬化材の
噴出口が上記相互に軸方向に隔成された同一空間に相互
に連通自在にされ、該複数の硬化材噴出口から該複数個
の袋体間の複数の外管吐出口より硬化材を地盤に注入す
ることを特徴とする地盤注入装置。
【請求項２】複数の吐出口が設けられている外管に挿入
されて地盤中に硬化材を注入する内管を有する注入装置
であって、該内管には流体によって膨脹する少なくとも
３つのパッカと該パッカの間に少なくとも１つ位置する
複数の噴出口から硬化材が同時に噴出されるようにされ
ていることを特徴とする請求項１記載の地盤注入装置。
【請求項３】硬化材による膨脹可能な袋体が軸方向の異
なる位置に複数装着されて、複数の硬化材吐出口を有す
る外管を地盤に形成した削孔に挿入して該外管のシャン
ク部に形成された複数段の硬化材吐出口から硬化材を地
盤に注入する地盤注入工法において、上記袋体を硬化剤
によって膨脹せしめて削孔の孔壁にシールグラウトを介
さず直接的に締着固定した状態にする事並びに、複数の
噴出口を有する内管から硬化材を噴出し、上記外管の複
数の吐出口より地盤に注入浸透するようにすることから
なることを特徴とする地盤注入工法。