JP3745249B2 - 地盤注入工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地盤注入工法において、深度方向における地盤状況の変化に応じて注入濃度、ゲルタイムを自在に切り替えられるようにした地盤注入工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、以下のような工法がある。一例目は、薬液注入工法として、二重管を用いロッドの先端で二液を合流させ、短時間で固結させて充填・止水する方法。二例目は、地盤注入工法として、二重管を用い二液をロッド先端で合流させ、ゲルタイムの比較的短い注入材によりパッカーを形成し、次にセメントミルクによる一液を注入し、パッカーを打ち破って地盤の細部に充填する方法。三例目は、同じ区間を繰り返し注入できる工法として、まず、予め削孔を行い、そこに有孔パイプを挿入し、地盤とパイプのスペースには充填材を注入する。次に、有孔パイプ内に水を圧入して、先に充填した地盤とパイプとのスペースの充填材に亀裂を生じせしめ開口させる。その上で、地盤注入する区間をゴムパッカーで区切って地盤注入材を注入・充填する。この工法は、注入後パイプ内を水で洗浄して一旦終了し、必要に応じて繰り返し地盤注入することができる点を特徴とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一例目の薬液注入工法は、二重管を使用のため恒久的なセメント系材料を使用すると穴詰まりするなどのトラブルが発生しやすい。そのため、一般に水ガラス系の材料を使用する事が多く、比較的短期間の止水には差し支えないが、長期間には注入材料が化学反応を起こし溶脱することがある。二例目の、ゲルタイムが短い注入材でパッカーを形成させ、それをゲルタイムの比較的長い材料により打ち破って細部に浸透させる方法は、二重管を使用するため二液の合流モニターが地中に位置することと、液の吐出口が狭いことから特に恒久性の優れたセメント系材料を使用すると一例目同様故障することが多い。また、均質な砂・礫層や比較的小さな亀裂などは高い効果をもたらすが、大きな空洞やランダムに粘土を挟むような層では効果が薄い。三例目の有孔パイプとゴムパッカーを用いる工法は、削孔およびパイプ挿入、パイプと地盤間の充填、更にはその充填材の水による開口が必要であるなど複数の作業工程を必要する欠点に加え、充填後に水洗いしておくことで必要に応じて同じ区間の繰り返し注入・充填が可能であるとういうことになっていることに対して、実際には注入材が固結しており、数倍の圧力で注入しなければ繰り返し注入施工ができないなどの欠点がある。本発明は、このような従来技術の問題点を解消するためになされ、空隙・空洞などが介在する複雑な地盤の注入・充填を一工程の作業で可能にするために、注入材の濃度とゲルタイムが自在に調整できるシステムとその混合スイベル、および、長期的にも溶脱の少ないセメント系材料でもトラブルなく注入できる単管注入において、効率的に混合できる混合スイベルの提供を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を技術的に解決するための手段として、本発明は、
第１に固化材と硬化材をロッド頭部の混合スイベルで合流させて行なう地盤注入工において、固化材（１）とＡ液（２）の合流点、もしくは硬化材（３）とＢ液（４）の合流点に流量調整器（７）を取り付け、該流量調整器（７）の上記固化材（１）とＡ液（２）との二液、もしくは上記硬化材（３）とＢ液との二液の流入口（９−ａ）、（９−ｂ）にまたがって連続した移動式弁を設け、該連続移動式弁（１０）を移動させることで該流入口（９−ａ）、（９−ｂ）を１００対０から０対１００の比率に開閉可能にした流量調整器（７）用いて固化材（１）とＡ液（２）の二液、もしくは硬化材（３）とＢ液（４）の二液の配合比を自在に調節可能にすることで、地盤注入材の濃度とそのゲルタイムを変化させ、注入・充填できるようにしたことを特徴とする地盤注入工法、
第２に上記混合スイベル（６）内の合流口（１２−ａ）、（１２−ｂ）を偏心させる構造にした混合スイベル（６）を用いることを特徴とする上記第１発明記載の注入工法、
によって構成される。
固化材とＡ液もしくは硬化材とＢ液の合流点に、それぞれの流入口にまたがって取り付けた連続弁を移動させることで二液の比率を自在に調整できる流量調整器を設け、必要に応じて硬化材の濃度を変えたりゲルタイムを調節したりできる。一方で、ロッド頭部に取り付けたスイベル兼混合装置である混合スイベルでは、合流口を平面的に偏心させ、液が混合スイベルに入った時点で自然に回転することにより混合される。
【０００５】
【作用】
地盤注入を実施する時には、基本注入形式として、固化材と水（Ａ液）を混合したセメントミルクと、硬化材と水（Ｂ液）を混合して一定のゲルタイムになるように調整された硬化材液を混合スイベルで合流させて混合し注入する。その後に、同じ地点で硬化材を停止してセメントミルクのみを注入・充填する。次に、この作業をステップアップしながら繰り返す。一般的には、Ａ液、Ｂ液はいずれも水である。本発明では、この基本注入形式のシステムに加え、施工の途中で地盤の変化に応じて注入濃度を調整するために固化材に新たにＡ液を合流させる流量調整器を取り付け、また、ゲルタイムを調整するために硬化材に新たにＢ液を合流させる流量調整器を取り付けたもので、どちらか一方だけの実施でもかまわない。このように、流量調整器の操作によって地盤の状況に合った濃度およびゲルタイムでの地盤注入が可能になる。また、このシステムを加えることによって、硬化材を停止して固化材のみを注入する場合、硬化材をＢ液に切り替えて送ることでホース内を洗浄し、硬化材のシステム内での固結を防ぐことができる。更に、固化材と硬化材の合流装置である混合スイベルはロッドの頭部にあり、万一、故障しても地上であるため対応が容易である。しかも、単管ロッドであるため削孔終了と同時にロッドは引き上げずにそのまま注入作業に切り替えられるなど、すべての作業が一工程で済む。加えて、固化材と硬化材の混合は合流装置である混合スイベルへの合流口が偏心しているため、スイベル内への吐出と同時に二液が自然に回転し効率良く混合する。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳説する。図−１においてロッド５で削孔し、基本注入形式では、Ａ液・Ｂ液は接合せずに一定の濃度に設定した固化材１と一定のゲルタイムに設定した硬化材３を混合スイベル６を通してロッド５の先端より地盤へ注入することにより、ロッド先端部の空隙や粗い土粒子間の充填を終了し、ロッド５と孔壁の間のリークを防止するパッカー効果を生じさせる。次に、硬化材３を停止して固化材１のみを細部まで注入・充填する。この作業を順次一定間隔でステップアップして繰り返す。この時、たとえば比較的大きい空隙や空洞が存在する場合は、固化材１と硬化材３のみを限定注入し、固化材のみの注入は中止してステップアップする。この方法に加え、本発明では、一定の濃度に設定した固化材１と一定のゲルタイムに設定した硬化材３にそれぞれＡ液Ｂ液を流量調整器７で合流させて地盤にあった濃度、ゲルタイムに調整して注入・充填する。良く締まった砂や粘土層および空隙・空洞が複雑に入り混じった地盤の場合にはこまめに調整して注入・充填する。
ここで、図−２、図−３の流量調整器は、ハンドル１１を回すことで連続弁１０が移動し、二液の流量比が調整できるため、常に一定の流量が維持できる構造になっている。
図−４、図−５は、混合スイベルにおいて、合流口１２−ａと合流口１２−ｂは平面的に偏心しており、二液を合流させると同時に二液が自然に回転して混合される。また、合流口１２−ａ、１２−ｂは、上下に段差を設けて取り付けても良い。更に、合流口を偏心させる代わりに混合スイベルの内部に突起を設けるか断面を絞って混合効率を高めても良い。
【０００７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固化材および硬化材に、それぞれＡ液Ｂ液を流量調整器で合流させることで、地盤の変化に応じて注入材の濃度およびゲルタイムを調整し、一工程で適切な注入・充填ができるようになった。それに用いる流量調整器は、二つの流入口にまたがって連続した連続弁を移動させて調整するため、常にトータルで一定量の材料を送ることができる。また、混合スイベルの合流口を平面的に偏心させたため、それぞれの材料が自然回転して混合され、単純で故障の少ない点に特徴を持つ単管注入でも十分に複数液の混合注入ができ、複雑な地盤における注入材の充填および止水が可能になる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本注入形式に流量調整器を取り付けた注入システム概要
【図２】上から見た流量調整器の断面図
【図３】横から見た流量調整器の断面図
【図４】上から見た混合スイベルの断面図
【図５】横から見た混合スイベルの断面図
【符号の説明】
１・・・固化材
２・・・Ａ液
３・・・硬化材
４・・・Ｂ液
５・・・ロッド
６・・・混合スイベル
７・・・流量調整器
８・・・ホース
９−ａ・・・流入口
９−ｂ・・・流入口
１０・・・連続弁
１１・・・ハンドル
１２−ａ・・・合流口
１２−ｂ・・・合流口

Claims (2)

1. 固化材と硬化材をロッド頭部の混合スイベルで合流させて行なう地盤注入工において、固化材（１）とＡ液（２）の合流点、もしくは硬化材（３）とＢ液（４）の合流点に流量調整器（７）を取り付け、該流量調整器（７）の上記固化材（１）とＡ液（２）との二液、もしくは上記硬化材（３）とＢ液との二液の流入口（９−ａ）、（９−ｂ）にまたがって連続した移動式弁を設け、該連続移動式弁（１０）を移動させることで該流入口（９−ａ）、（９−ｂ）を１００対０から０対１００の比率に開閉可能にした流量調整器（７）用いて固化材（１）とＡ液（２）の二液、もしくは硬化材（３）とＢ液（４）の二液の配合比を自在に調節可能にすることで、地盤注入材の濃度とそのゲルタイムを変化させ、注入・充填できるようにしたことを特徴とする地盤注入工法。
2. 上記混合スイベル（６）内の合流口（１２−ａ）、（１２−ｂ）を偏心させる構造にした混合スイベル（６）を用いることを特徴とする請求項１記載の注入工法。

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