JP5092103B1 - 地盤の不飽和化による地盤改良工法および地盤改良装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
微細気泡を混入したシリカ溶液を地盤に注入管9を通して注入することにより、地盤を不飽和化しかつ固結化して液状化を防止する。シリカ溶液を加圧する加圧タンク1と、シリカ溶液に微細気泡を混入するバブル発生装置2と、シリカ溶液を加圧タンク1とバブル発生装置2との間を送液管6を通して循環させる溶液循環ポンプ5と、加圧タンク1とバブル発生装置2にエアを送り込むコンプレッサー7と、微細気泡を混入したシリカ溶液を地盤に注入する注入管9を備えて構成する。バブル発生装置2は加圧タンク1内に直線状に設置され、かつ溶液循環ポンプ5から加圧タンク1に伸びる送液管6に接続された溶液導入管18に当該溶液導入管18の管軸方向に複数設置する。
【選択図】図2
Description
送液管を通して送り込まれる液体に微細気泡を混入するバブル発生装置と、当該バブル発生装置にエアを送り込むコンプレッサーをそれぞれ配置し、前記バブル発生装置は送液管を通して送り込まれた液体が旋回しながら流れる液体導入路、液体導入孔および液体放出路をそれぞれ有し、前記液体導入路は液体の流れる方向に徐々に小径をなす円錐形状に形成し、前記液体導入孔は液体導入路と液体放出路との間に形成し、かつ当該液体導入孔の内壁面に前記エアコンプレッサーから送り込まれるエアが吐出するエア吐出口を形成し、送液管を通して前記バブル発生装置に液体を送り込み、同時に前記コンプレッサーの作動により前記エア吐出口から前記溶液導入孔内にエアを吐出させることにより液体バブルを生成して放出することを特徴とするものである。
(1).密閉状態の加圧下において液体に気体を混入することにより液体の気体溶存量を高めて地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(2).バブル発生装置によって液体に気体を混入して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(3).バブル発生装置によって液体と気体を撹拌・混合・溶解して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(2)渦流発生装置によって液体に気体を混入して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(3)渦流発生装置によって液体と気体を撹拌・混合・溶解して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
注入は加圧状態(P0)の加圧タンク1に薬液を供給したのち、タンクに溜めた溶液を循環させながら気泡を発生させて注入管を通して注入する。
また、地震時には、薄いゲル膜が容易に変形して内部の気体が圧縮して地震荷重を吸収して大きな液状化強度を得ることができる。シリカ濃度は0.1〜40wt%とすることができるが、特に0.1〜4wt%が好ましい。また、シリカ溶液はゲル化反応剤を含む水ガラスまたはシリカコロイド、あるいはその混合物が望ましい。
体積(L)=水の体積(L)×GV=1×1.745=1.745L
20℃において400kPa加圧下のタンクにおいては水1Lあたり4.388Lの二酸化炭素が溶解する。
体積(L)=水の体積(L)×GV=1×4.388=4.388L
密閉かつ加圧した容器内で注入材中に溶解した二酸化炭素が地盤中に浸透することにより、圧力が下がり溶解している二酸化炭素が気体化することで目的の不飽和度に調整することができる。
3 原料液配合ミキサー、4 送液管、5 シリカ溶液循環ポンプ、
6 送液管、7 エアコンプレッサー、8 注入ポンプ、9 注入管、
10 集中管理装置、11 信号ケーブル、12 溶液導入路、
13 溶液放出路 、14 溶液導入孔、15 エア吐出口、16 エア管、
17 圧送管、18 シリカ溶液導入管、19 注入管、20 外管、21 内管、
22 キャップ、23 コーン、24 注入管、25 外管、26 内管、
27 逆止弁、28 外管パッカー、29 内管パッカー、
30 シールグラウト、31 柱状空間、32 バブル発生装置、
33 圧力・流量計、34 注入管、35 外管、36 内管、
37 バブル発生装置、38 タンク、39 分配装置、40 分岐バルブ、
41 バブル発生装置(渦流発生装置)、42 注入管、43 圧力・流量計、
44 バブル生成装置(渦流発生装置)、45 圧送ポンプ、
46 分岐バルブ(電磁バルブ)、47 集中管理装置、48 駆動原、
49 ユニットポンプ、50 流量切替バルブ、51 集中管理装置、
52 削孔、53 外管、54 内管、55 外管パッカー、
56 柱状空間導水部材、57 外管、58 内管、59 逆止弁、
60 柱状空間導水部材、61 シールグラウト、62 逆止弁、
63 渦流発生体、バブル発生装置(渦流発生装置)、65 溶液タンク、
66 注入管、67 送液管、68 エア管、69 圧送管、 70 バルブ、
71 原料液配合ミキサー、72 注入ポンプ、73 既存構造物、
74 遮蔽壁(地中連続壁)、75 不透水層、76 仕切り壁、77 固結体、78 杭体。
Claims (17)
- (1)と(2)、(1)と(3)の工程のいずれか二工程、または(1),(2)および(3)の三工程、あるいは(2)または(3)のいずれか一工程によって、微細気泡を混入した液体を地盤に注入管を通して注入することにより、地盤を不飽和化して液状化を防止する地盤改良工法において、
送液管を通して送り込まれる液体に微細気泡を混入するバブル発生装置と、当該バブル発生装置にエアを送り込むコンプレッサーをそれぞれ配置し、前記バブル発生装置は送液管を通して送り込まれた液体が旋回しながら流れる液体導入路、液体導入孔および液体放出路をそれぞれ有し、前記液体導入路は液体の流れる方向に徐々に小径をなす円錐形状に形成し、前記液体導入孔は液体導入路と液体放出路との間に形成し、かつ当該液体導入孔の内壁面に前記エアコンプレッサーから送り込まれるエアが吐出するエア吐出口を形成し、送液管を通して前記バブル発生装置に液体を送り込み、同時に前記コンプレッサーの作動により前記エア吐出口から前記溶液導入孔内にエアを吐出させることにより液体バブルを生成して放出することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
(1).密閉状態の加圧下において液体に気体を混入することにより液体の気体溶存量を高めて地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(2). バブル発生装置によって液体に気体を混入して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(3).バブル発生装置によって液体と気体を撹拌・混合・溶解して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程 - (1)と(2)、(1)と(3)の工程のいずれか二工程、または(1),(2)および(3)の三工程、あるいは(2)または(3)のいずれか一工程によって、微細気泡を混入した液体を既存構造物の周囲および/または直下の地盤に注入管を通して注入することにより、地盤を不飽和化して液状化を防止する地盤改良工法において、
送液管を通して送り込まれる液体に微細気泡を混入するバブル発生装置と、当該バブル発生装置にエアを送り込むコンプレッサーをそれぞれ配置し、前記バブル発生装置は送液管を通して送り込まれた液体が旋回しながら流れる液体導入路、液体導入孔および液体放出路をそれぞれ有し、前記液体導入路は液体の流れる方向に徐々に小径をなす円錐形状に形成し、前記液体導入孔は液体導入路と液体放出路との間に形成し、かつ当該液体導入孔の内壁面に前記エアコンプレッサーから送り込まれるエアが吐出するエア吐出口を形成し、送液管を通して前記バブル発生装置に液体を送り込み、同時に前記コンプレッサーの作動により前記エア吐出口から前記溶液導入孔内にエアを吐出させることにより液体バブルを生成して放出することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
(1).密閉状態の加圧下において液体に気体を混入することにより液体の気体溶存量を高めて地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(2).バブル発生装置によって液体に気体を混入して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程
(3).バブル発生装置によって液体と気体を撹拌・混合・溶解して地盤に注入することにより地盤を不飽和化する工程 - 請求項1または2記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、気体を混入した液体に旋回流を生じさせて微粒子化することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、地盤中に一定領域を囲むように遮蔽壁を形成し、当該遮蔽壁内に微細気泡を混入した液体を注入することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、微細気泡を混入したシリカ溶液を注入することにより、地盤を不飽和化および固結化することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項5記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、微細気泡を混入した液体を注入することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項1〜6のいずれかひとつに記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、地盤中に複数の固結体を形成することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項1〜7のいずれかひとつに記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、地盤に微細気泡を反復注入することにより、地盤中に微細気泡を広く分散することを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項5〜8のいずれかひとつに記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、シリカ溶液の濃度を0.1〜4%とすることを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 請求項1〜9のいずれかひとつに記載の地盤の不飽和化による地盤改良工法において、地盤の不飽和度を3〜9%とすることを特徴とする地盤の不飽和化による地盤改良工法。
- 微細気泡を混入した液体を地盤に注入管を通して注入することにより、地盤を不飽和化して液状化を防止する地盤改良装置において、送液管を通して送り込まれる液体に微細気泡を混入するバブル発生装置と、当該バブル発生装置にエアを送り込むコンプレッサーと、微細気泡を混入した液体を地盤に注入する注入管を備えて構成され、前記バブル発生装置は送液管を通して送り込まれた液体が旋回しながら流れる液体導入路、液体導入孔および液体放出路をそれぞれ有し、前記液体導入路は液体の流れる方向に徐々に小径をなす円錐形状に形成され、前記液体導入孔は液体導入路と液体放出路との間に形成され、かつ当該液体導入孔の内壁面にエアコンプレッサーから送り込まれるエアが吐出するエア吐出口が設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
- 請求項11記載の地盤改良装置において、バブル発生装置はタンク内に直線状に設置され、かつ溶液循環ポンプから加圧タンクに伸びる送液管に接続された溶液導入管に当該溶液導入管の管軸方向に複数設置されていることを特徴とする地盤改良装置。
- 請求項11記載の地盤改良装置において、バブル発生装置は加圧タンク内に当該加圧タンクの内壁面に沿って螺旋状に設置され、かつ溶液循環ポンプから加圧タンクに伸びる送液管に接続された溶液導入管に当該溶液導入管の管軸方向に複数設置されていることを特徴とする地盤改良装置。
- 請求項11記載の地盤改良装置において、バブル発生装置は注入管または加圧タンクと注入管との間に敷設された送液管に設置されていることを特徴とする地盤改良装置。
- 請求項11〜14のいずれかひとつに記載の地盤改良装置において、注入管は、削孔内に設置された外管と外管内に設置された内管を備え、外管は先端に削孔ビットと削孔水吐出口を有し、かつ外管と内管との間に内管を介して地盤に注入される液体を、マイクロバブルを混入して外管の側部から地盤中に吐出するバブル発生装置を備えていることを特徴とする地盤改良装置。
- 請求項11〜14のいずれかひとつに記載の地盤改良装置において、注入管は、削孔内に設置される外管と外管内に設置された内管を備え、外管は削孔内で膨張することにより柱状浸透源を形成する複数の外管パッカーと前記柱状浸透源に通じる外管吐出口を有し、内管は外管内で膨張することにより前記柱状浸透源に通じる液体流路を形成する複数の内管パッカーと前記液体流路に通じる内管吐出口を備えていることを特徴とする地盤改良装置。
- 請求項11〜16のいずれかひとつに記載の地盤改良装置において、注入管を複数備えていることを特徴とする地盤改良設置。
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