JP5289639B1

JP5289639B1 - 薬液注入工法及び薬液注入時の地盤中の薬液注入構造

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Publication number: JP5289639B1
Application number: JP2013050456A
Authority: JP
Inventors: 隆善松永; 浩大島
Original assignee: 株式会社大阪防水建設社
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: JP2014177746A

Abstract

【課題】地盤の深度に応じて薬液を注入することができる薬液注入工法及び薬液注入時の地盤中の薬液注入構造を提供する。
【解決手段】薬液注入工法は、ケーシングパイプを地盤Ｇに貫入して孔Ｈを形成する削孔工程と、薬液注入装置２を孔Ｈ内に挿入する挿入工程と、孔Ｈ内に孔壁安定液を充填する充填工程と、ケーシングパイプ１０を引き抜く引抜工程と、孔Ｈ内にシールグラウト材Ａ，Ｂを充填するシール工程と、シールグラウト材の層４，５を介して地盤Ｇ中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含む。シール工程では、孔Ｈ内に、シールグラウト材Ａとシールグラウト材Ｂとを交互に注入することで、シールグラウト材Ａの層４とシールグラウト材Ｂの層５とを上下方向に交互に積層する。薬液注入工程では、シールグラウト材Ｂの層５に対して薬液を排出させる。シールグラウト材Ｂの層５は、シールグラウト材Ａの層４よりも強度が小さい又はポーラス状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤改良工法において地盤中に薬液を注入するための薬液注入工法及び薬液注入時の地盤中の薬液注入構造に関するものである。

従来、薬液注入工法の一つとしてダブルパッカ工法が知られている。これは、改良目的の地盤にケーシングパイプを貫入して孔を形成し、孔内にシールグラウト材（懸濁系材料）を充填した後、直ちにスリーブパイプを挿入する。そして、ケーシングパイプを孔内から引き抜き、シールグラウト材が硬化した後、図６に示すように、スリーブパイプ１００内にダブルパッカ１０１を備えたインジェクションパイプ１０２を挿入し、薬液注入箇所に、ダブルパッカ１０１を配置する。そして、外部からインジェクションパイプ１０２内に薬液を導入し、複数の吐出口１０３から排出される薬液を、排出口１０４を覆う円筒形のゴムスリーブ１０５のスリット１０６を通して、圧送させることによりシールグラウト材の層のクラッキングを行う。これにより、シールグラウト材の層にクラックが形成され、このクラックを介して薬液を浸透させて、地盤に薬液を注入し、薬液を硬化させることで地盤を改良する工法である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−７４５９１号公報

上記したダブルパッカ工法においては、シールグラウト材の層に形成したクラックを介して薬液を地盤Ｇへ注入している。しかし、地盤Ｇへ薬液を注入する際の注入面積が小さいため、６Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ程度の低い注入速度で薬液を地盤Ｇに注入しているのが現状である。このような低速度で薬液を注入すると、注入作業に時間がかかり、工期が長くなったり工費が増加する等の課題がある。これに対して、注入作業を効率的に行うために、地盤Ｇへの薬液の注入速度を上げると、圧力上昇に起因して地盤Ｇの隆起や割裂等が発生し、近隣家屋へ悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上記問題に着目してなされたものであり、地盤の所望箇所に良好に薬液を注入することができるうえ、薬液の注入面積を大きくすることにより、薬液の注入時間を短縮することができるとともに、地盤の削孔本数を減少させて削孔時間を短縮することができる薬液注入工法及び薬液注入時の地盤中の薬液注入構造を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、ケーシングパイプを地盤に貫入して孔を形成する削孔工程と、薬液の排出口を複数有する薬液注入管及びシールグラウト材を前記孔内に注入可能な注入管を備えた薬液注入装置を、前記孔内に挿入する挿入工程と、前記孔内に孔壁安定液を充填する充填工程と、前記ケーシングパイプを引き抜く引抜工程と、前記孔内の前記薬液注入管の周囲にシールグラウト材を充填するシール工程と、硬化した前記シールグラウト材の層を介して地盤中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含み、前記シール工程では、前記孔内に、シールグラウト材Ａと前記シールグラウト材Ａとは異なるシールグラウト材Ｂとを交互に注入することで、シールグラウト材Ａの層とシールグラウト材Ｂの層とを上下方向に交互に積層し、前記薬液注入工程では、前記シールグラウト材Ｂの層に対して、前記複数の排出口より薬液を排出させ、前記シールグラウト材Ｂの層は、前記シールグラウト材Ａの層よりも強度が小さい又は強度が小さいポーラス状である薬液注入工法によって達成される。

また、本発明の上記目的は、ケーシングパイプを地盤に貫入して孔を形成する削孔工程と、薬液の排出口を複数有する薬液注入管及びシールグラウト材を前記孔内に注入可能な注入管を備えた薬液注入装置を、前記孔内に挿入する挿入工程と、前記ケーシングパイプを引き抜きながら、前記孔内の前記薬液注入管の周囲にシールグラウト材を充填するシール工程と、硬化した前記シールグラウト材の層を介して地盤中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含み、前記シール工程では、前記孔内に、シールグラウト材Ａと前記シールグラウト材Ａとは異なるシールグラウト材Ｂとを交互に注入することで、シールグラウト材Ａの層とシールグラウト材Ｂの層とを上下方向に交互に積層し、前記薬液注入工程では、前記シールグラウト材Ｂの層に対して、前記複数の排出口より薬液を排出させ、前記シールグラウト材Ｂの層は、前記シールグラウト材Ａの層よりも強度が小さい又は強度が小さいポーラス状である薬液注入工法によっても達成される。

上記した構成において、「硬化」とは、シールグラウト材が完全に固まって硬化した状態のみならず、完全には硬化しないが、粘性が高く流動性は多少残るが層の形状がある程度保持される半硬化した状態（ゲル状態）も含んでいる。

上記構成の薬液注入方法において、前記薬液注入装置は、パッカーと、前記パッカーに対して流体の供給及び排出が可能な流体供給管とをさらに備え、かつ、前記注入管、前記パッカー及び前記流体供給管が前記薬液注入管に対して上下動可能に構成され、前記充填工程では、前記パッカーに流体を供給して膨張させた状態で前記パッカーの下方空間に一方のシールグラウト材を注入した後、前記注入管、前記パッカー及び前記流体供給管を前記薬液注入管に対して上昇させ、前記パッカーに流体を供給して膨張させた状態で前記パッカーの下方空間に他方のシールグラウト材を注入することで、前記孔内にシールグラウト材Ａの層及び前記シールグラウト材Ｂの層を交互に積層することが好ましい。

また、上記構成の薬液注入方法において、前記シールグラウト材Ａの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．５ＭＮ／ｍ^２以上であり、前記シールグラウト材Ｂの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．２ＭＮ／ｍ^２以下であることが好ましい。

また、上記構成の薬液注入方法において、前記シールグラウト材Ａ及び前記シールグラウト材Ｂは可塑性かつ水中不分離性を有することが好ましい。

また、本発明の上記目的は、薬液の排出口を複数有し、地盤に形成された孔内に挿入された薬液注入管と、前記孔内の前記薬液注入管の周囲に形成されたシールグラウト材の層と、を備え、前記シールグラウト材の層は、互いに異なるシールグラウト材Ａの層及びシールグラウト材Ｂの層が前記孔の上下方向に交互に配置されるように積層されており、前記シールグラウト材Ｂの層は、前記シールグラウト材Ａの層よりも強度が小さい又はポーラス状であり、前記シールグラウト材Ｂの層に対して、前記複数の排出口より薬液が排出されるように構成されている薬液注入構造によっても達成される。

また、上記構成の薬液注入構造において、前記シールグラウト材Ａの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．５ＭＮ／ｍ^２以上であり、前記シールグラウト材Ｂの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．２ＭＮ／ｍ^２以下であることが好ましい。

本発明の薬液注入工法及び薬液注入時の地盤中の薬液注入構造によれば、地盤の所望箇所に良好に薬液を注入することができるうえ、薬液の注入面積を大きくすることにより、薬液の注入時間を短縮することができるとともに、地盤の削孔本数を減少させて削孔時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る薬液注入方法の工程図である。薬液注入装置の概略構成を示す斜視図である。薬液注入装置の概略構成を示す斜視図である。薬液注入管の概略構成を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る薬液注入方法の工程図である。ダブルパッカ工法において用いられる薬液注入管の概略構成を示す断面図である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る薬液注入方法の一例を示した工程図である。本実施形態の薬液注入方法は、改良目的の地盤Ｇにケーシングパイプ１０を貫入して孔Ｈを形成する削孔工程と、孔Ｈ内に薬液注入管２０を備えた薬液注入装置２を挿入する挿入工程と、孔Ｈ内に孔壁安定液を充填する充填工程と、ケーシングパイプ１０を引き抜く引抜工程と、孔Ｈ内にシールグラウト材を充填するシール工程と、硬化したシールグラウト材の層を介して地盤Ｇ中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含んでいる。以下、これに従って施工順序を説明する。

まず、図１（ａ）のように、地盤Ｇに対して金属製のケーシングパイプ１０を貫入して削孔を行なう。ケーシングパイプ１０の先端にはビット１１が取り付けられており、図示しない小型のボーリングマシンを用いてケーシングパイプ１０を回転させながら、ビット１１により地盤Ｇを削孔することで孔Ｈを形成する。このとき、ケーシングパイプ１０の先端から水を吐出させながら削孔してもよい。水は、泥水であっても普通の水であってもよい。

地盤Ｇに対して所定深度まで削孔を行ない、ケーシングパイプ１０が地中に埋設されると、次に、図１（ｂ）のように、薬液注入装置２を孔Ｈ（ケーシングパイプ１０）内に挿入する。薬液注入装置２の説明については後述する。そして、図１（ｃ）のように、孔Ｈ（ケーシングパイプ１０）内に孔壁安定液を注入する。孔壁安定液は、ケーシングパイプ１０を引き抜いたときに孔Ｈの孔壁と接触することにより、孔壁を安定させて孔壁の崩落を防止するためのものである。孔壁安定液としては、泥水やセメントベントナイト液、繊維くずや増粘剤を含有する水溶液等、従来公知のものを用いることができる。

次に、ケーシングパイプ１０を孔Ｈ内から引き抜いた後、孔Ｈ内の薬液注入管２０の周囲に、流動性を有していて、所定時間の経過によって硬化するシールグラウト材を薬液注入装置２を用いて充填する。ここで、孔Ｈ内に挿入される薬液注入装置２は、図２のように、薬液注入管２０と、第１注入管２１と、第２注入管２２と、パッカー２３と、流体供給管２４とを備えている。薬液注入管２０は、内部に空洞を有する円筒状のものであり、周面には、地盤改良のために地盤に注入される薬液の排出口２５（図４に示す）が複数形成されている。薬液注入管２０は、地中に挿入する深さに応じて複数の筒状体を、ジョイントを介して順次直列に継ぎ足すように連結していくことで形成することもできる。薬液注入管２０の材質としては、硬質塩化ビニル等の合成樹脂や鋼鉄等の金属など、公知の材料を使用することができる。また、薬液注入管２０の内径や肉厚についても、地盤の強度や土質などに応じて適宜設定すればよく、限定されるものではない。

第１注入管２１は、シールグラウト材Ａを孔Ｈ内に充填するためのものであり、可撓性を有するホース状のものである。第１注入管２１の下端開口は、パッカー２３（及び上下の金属製キャップ２５）を貫通してパッカー２３の下方位置まで延びている。また、第２注入管２２も、第１注入管２１と同様、可撓性を有するホース状のものであり、第２注入管２２の下端開口が、パッカー２３（及び上下の金属製又は樹脂製キャップ２５）を貫通してパッカー２３の下方位置まで延びている。ただし、第２注入管２２は、シールグラウト材Ａとは異なるシールグラウト材Ｂを孔Ｈ内に充填するためのものである。

パッカー２３は、可撓性を有し、伸縮自在の例えばゴム製からなる袋状のものであり、その上下端が金属製キャップ２５，２５により閉じられている。パッカー２３には、パッカー２３の内部に流体を供給することが可能な、可撓性を有するホース状の流体供給管２４が接続されている。パッカー２３は、流体供給管２４からの流体の供給を受けて膨張し、流体が内部から排出されることで収縮する。パッカー２３に供給される流体としては、空気や水を用いることができる。

上記した第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４は、薬液注入管２０に対して上下方向に移動可能に取り付けられている。

上記構成からなる薬液注入装置２を用いて、孔Ｈ内にシールグラウト材を充填する方法について説明すると、流体供給管２４から流体をパッカー２３の内部へ供給すると、図３のように、パッカー２３が膨張して孔Ｈの孔壁に密着し、パッカー２３の下方位置に、シールグラウト材が充填される空間が形成される。そして、図１（ｄ）のように、例えば第１注入管２１により、上記空間にシールグラウト材Ａを充填する。このシールグラウト材Ａが所定時間経過後に硬化することで、薬液注入管２０の周囲にはシールグラウト材Ａの層４が形成される。このシールグラウト材Ａの層４は、後述する地盤改良のためにシールグラウト材Ｂの層５に排出された薬液が他領域へ侵入することを防ぐパッカーとしての役割を果たす。このシールグラウト材Ａの層４の厚み（上下方向の高さ）は、例えば１ｍ程度とすることができるが、これに限られるものではなく、適宜設定可能である。

上記空間にシールグラウト材Ａを充填すると、パッカー２３内部に供給された流体をパッカー２３から排出してパッカー２３を収縮させ、第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４を、薬液注入管２０に対して上方に移動させる。第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４を、所定高さだけ上方に移動させると、図１（ｅ）のように、再び、流体供給管２４から流体をパッカー２３の内部へ供給してパッカー２３を膨張させ、パッカー２３の下方位置であってシールグラウト材Ａの層４の上方に、空間を形成する。この空間に、次は、第２注入管２２によりシールグラウト材Ｂを充填する。このシールグラウト材Ｂが所定時間経過後に硬化又は半硬化することで、シールグラウト材Ａの層４上の薬液注入管２０の周囲にはシールグラウト材Ｂの層５が形成される。このシールグラウト材Ｂの層５は、薬液を注入したい地盤Ｇ中の薬液注入箇所に対応する高さ位置に配置され、後述する薬液を地盤Ｇ中の薬液注入箇所まで浸透させる役割を果たす。このシールグラウト材Ｂの層５の厚み（上下方向の高さ）は、例えば１ｍ程度とすることができるが、これに限られるものではなく、適宜設定可能である。

そして、上記空間にシールグラウト材Ｂを充填すると、図１（ｆ）のように、再び、パッカー２３内部に供給された流体をパッカー２３から排出してパッカー２３を収縮させ、第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４を、薬液注入管２０に対して上方に移動させる。第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４を、所定高さだけ上方に移動させると、再び、流体供給管２４から流体をパッカー２３の内部へ供給してパッカー２３を膨張させ、パッカー２３の下方位置であってシールグラウト材Ｂの層５の上方に、空間を形成する。この空間に、次は、第１注入管２１によりシールグラウト材Ａを充填する。このシールグラウト材Ａが所定時間経過後に硬化することで、シールグラウト材Ｂの層５上の薬液注入管２０の周囲にはシールグラウト材Ａの層４が形成される。

このような工程を繰り返して、孔Ｈ内に、シールグラウト材Ａ及びシールグラウト材Ｂを交互に注入した後、所定時間（例えば１日）経過させることで、図１（ｇ）のように、孔Ｈ内に、所定の厚みを有するシールグラウト材Ａの層４及びシールグラウト材Ｂの層５を上下方向に交互に形成する。

このように、薬液注入管２０の周囲にシールグラウト材の層４，５を形成して薬液注入管２０の周囲をシールすることで、薬液注入管２０の排出口２５から薬液を排出した時に薬液が薬液供給管２０の外周面に沿って地上側又は地下側に漏れ出すことを防止することができる。

上記したシールグラウト材は、流動性を有し、所定時間の経過によって硬化又は半硬化するものであり、通常、セメントやセメントを懸濁させてなるセメントミルクをベースとし、砂、砂利、粘土、ベントナイト、石灰、石膏等が配合されたものである。また、各種公知の増粘剤（例えば、ＣＭＣ、グアーガム、キサンタンガム）や可塑剤が添加されていることで、水中不分離性及び可塑性を有している。シールグラウト材Ａ，Ｂが可塑性を有していることで、上記空間へのシールグラウト材Ａ，Ｂの充填時に、材料分離を起こすことがなく上記空間の隅々までシールグラウト材Ａ，Ｂを充填することができる。また、シールグラウト材Ａ，Ｂが水中不分離性を有していることで、シールグラウト材Ａとシールグラウト材Ｂとが交互に孔Ｈ内に充填される際に、互いに希釈されることが防止されるため、シールグラウト材Ａ及びシールグラウト材Ｂの充填・固化後に、均一な強度（例えば、一軸圧縮強さ）を有するシールグラウト材の層４，５を交互に孔Ｈ内に形成することができる。なお、本明細書中、水中での材料分離が生じない性質を、「水中不分離性」という。

また、本実施形態では、シールグラウト材Ａとシールグラウト材Ｂとは異なるものであり、硬化又は半硬化した際にシールグラウト材Ｂの層５の強度が、シールグラウト材Ａの層４の強度よりも小さくなるように、それぞれの配合量が決められている。例えばセメントの配合量を少なくすることで硬化又は半硬化した際のシールグラウト材の層の強度を小さくすることができる。また、シールグラウト材Ｂとしては、増粘剤に砂、砂利等を配合したものや、水に砂、砂利等を配合したものであっても構わない。この場合には、シールグラウト材Ｂの層は、完全には硬化した状態とはならずに、粘性が高く層の形状がある程度保持されるが流動性が若干残る半硬化した状態（ゲル状態）となり、強度が低下する。

シールグラウト材Ａの層４の強度は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．５ＭＮ／ｍ^２以上であることが好ましい。上記強度が０．５ＭＮ／ｍ^２未満であると、形成されたシールグラウト材Ａの層４の強度が弱く、パッカーとしての機能が得られない恐れがあるためである。一方、シールグラウト材Ｂの層５の強度は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．２ＭＮ／ｍ^２以下であることが好ましい。上記強度が０．２ＭＮ／ｍ^２を以下であると、薬液注入管２０の排出口２５から注入された薬液がシールグラウト材Ｂの層５を効率よく浸透し、薬液を地盤Ｇに効果的に注入することができるためである。シールグラウト材Ａの層４及びシールグラウト材Ｂの層５の強度が上記範囲を満たす程度であることによって、その後の薬液注入工程において、より効果的に、薬液を所望の地盤Ｇの範囲（薬液注入箇所）に安定してかつ短時間で注入することができる。

図１（ｇ）のように、シールグラウト材Ａの層４及びシールグラウト材Ｂの層５が上下方向に交互に積層された薬液注入構造１が地盤Ｇ中に形成されると、次に、薬液注入管２０を用いて地盤Ｇへの薬液の注入を行う。つまり、外部から薬液注入管２０に薬液を供給して、薬液供給管２０の上下方向に複数設けられた排出口２５からシールグラウト材Ｂの層５の厚み方向のほぼ全領域に対して薬液を排出する。この薬液がシールグラウト材Ｂの層５のほぼ全領域を浸透していくことで、地盤Ｇ中の薬液注入箇所に薬液が短時間で注入される。地盤Ｇに薬液を注入させる方法としては、例えば、図４のように、薬液注入管２０内にダブルパッカを備えた円筒状のインジェクションパイプ６を挿入して、地盤Ｇ中の薬液注入箇所に薬液を注入する方法が挙げられる。具体的には、薬液注入管２０には、上下方向に複数の排出口２５が形成されているとともに、全ての排出口２５を覆うように円筒形のゴムスリーブ２６が外周面に装着されている。このゴムスリーブ２６には、排出口２５と対向する位置にスリット２７が形成されている。また、インジェクションパイプ６には、上下にゴム製のパッカー６０，６０が設けられているとともに、上下のパッカー６０，６０の間に薬液の吐出口６１が形成されている。パッカー６０，６０は、図示しない供給管により供給される空気や水等により膨張することでインジェクションパイプ６と薬液注入管２０との隙間を塞いで、上下のパッカー６０，６０で挟まれる空間を密閉する。これにより、吐出口６１から吐き出された薬液が漏れなく排出口２５から排出される。上下のパッカー６０，６０の間隔は、シールグラウト材Ｂの層５の厚み（上下方向の高さ）とほぼ同程度（例えば１ｍ）となるように設定されているが、多少前後してもよい。

上記構成のインジェクションパイプ６を薬液注入管２０内に挿入し、ダブルパッカ（パッカー６０，６０）を地盤Ｇ中の薬液注入箇所、つまり、シールグラウト材Ｂの層５に対応する位置に配置する。そして、外部からインジェクションパイプ６内に薬液を導入し、この薬液Ｌを所定の注入速度（例えば１５Ｌ／ｍｉｎ〜４０Ｌ／ｍｉｎ）で吐出口６１から排出口２５及びスリット２７を通して噴射させる。これにより、図１（ｈ）のように、噴射された薬液はシールグラウト材Ｂの層５を浸透して地盤Ｇ中の所望の薬液注入箇所に注入され、注入された薬液が硬化することによって、薬液注入箇所の地盤Ｇが強化・改良される。所望の薬液注入箇所、つまり、シールグラウト材Ｂの層５に対する薬液の注入が完了すると、インジェクションパイプ６を薬液注入管２０内で、次の所望の薬液注入箇所、つまり、一つ上方のシールグラウト材Ｂの層５まで上昇させ、同様に薬液をシールグラウト材Ｂの層５に排出・浸透させることで、地盤Ｇ中の所望の薬液注入箇所が次々に強化・改良される。薬液としては、硬化時間の長い溶液型水ガラス系やシリカゾル系、コロイドシリカ系、超微粒子シリカ系、あるいはセメント系のような耐久性を備えた高浸透性の薬液を用いるのが好ましい。

本実施形態の薬液注入方法によると、地盤Ｇに形成された孔Ｈ内に挿入された薬液注入管２０と、孔Ｈ内の薬液注入管２０の周囲に形成されたシールグラウト材の層４，５と、を備え、シールグラウト材の層４，５が、シールグラウト材Ａの層４及びシールグラウト材Ａの層４よりも強度が小さいシールグラウト材Ｂの層５が孔Ｈの上下方向に交互に配置されるように形成された薬液注入構造１が、地盤Ｇ中に形成される。

本実施形態の薬液注入構造１のように、地盤Ｇ中に互いに強度の異なるシールグラウト材の層４，５を上下方向に交互に形成するとともに、低強度のシールグラウト材Ｂの層５を地盤Ｇ中の薬液注入箇所と対応する位置に配置し、薬液注入管２０の複数の排出口２５から薬液を低強度のシールグラウト材Ｂの層５に対して排出させるように構成することで、従来のダブルパッカ工法と比較して、地盤Ｇに対する薬液の注入面積を大きくすることができる。よって、薬液を短時間でかつ広範囲に地盤Ｇに注入することができるので、薬液の注入作業を短縮することができるとともに、地盤Ｇに形成する削孔本数を減少可能であるので、削孔時間を短縮することができる。その結果、工期の短縮や工費の削減を実現可能である。また、シールグラウト材Ｂの層５は低強度であるので、圧力をさほどかけなくても薬液を容易にシールグラウト材Ｂの層５を浸透させることができるので、圧力上昇に起因した地盤Ｇの隆起や割裂等が発生することを防止できる。また、地盤Ｇの深度に応じた薬液の注入が可能になり、薬液を地盤Ｇ中の所望の薬液注入箇所に注入できる。このように、本実施形態の薬液注入構造１及び薬液注入工法によれば、地盤Ｇ中の所望箇所に良好に薬液を注入することができるうえ、地盤Ｇに対する薬液の注入面積を大きくすることにより、薬液の注入時間を短縮することができるとともに、薬液の注入範囲が広範囲になることで地盤Ｇの削孔本数を減少させて削孔時間を短縮することができる。

図５は、本発明の第２実施形態に係る薬液注入方法の一例を示した工程図である。第２実施形態の薬液注入方法によっても、上記構造の薬液注入構造１を地盤Ｇ中に形成することができる。この第２実施形態の薬液注入方法は、改良目的の地盤Ｇにケーシングパイプ１０を貫入して孔Ｈを形成する削孔工程と、孔Ｈ内に薬液注入管２０を備えた薬液注入装置２を挿入する挿入工程と、孔Ｈ内にシールグラウト材を充填するシール工程と、ケーシングパイプ１０を引き抜く引抜工程と、硬化したシールグラウト材の層を介して地盤Ｇ中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含んでいる。以下、これに従って第２実施形態の施工順序を説明する。なお、第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。

まず、図５（ａ）のように、地盤Ｇに対して金属製のケーシングパイプ１０を貫入して削孔を行なう。地盤Ｇに対して所定深度まで削孔を行ない、ケーシングパイプ１０が地中に埋設されると、次に、図５（ｂ）のように、孔Ｈ（ケーシングパイプ１０）内に薬液注入装置２を挿入する。そして、孔Ｈ内の薬液注入管２０の周囲に、シールグラウト材を薬液注入装置２を用いて充填する。

まず、図５（ｃ）のように、ケーシングパイプ１０を所定高さだけ引き抜いて、薬液注入管２０に対して上方に移動させる。その後、流体供給管２４から流体をパッカー２３の内部へ供給し、パッカー２３を膨張させて孔Ｈの孔壁に密着させ、パッカー２３の下方位置に、シールグラウト材が充填される空間を形成する。そして、例えば第１注入管２１により、上記空間にシールグラウト材Ａを充填する。このシールグラウト材Ａが所定時間経過後に硬化することで、薬液注入管２０の周囲にシールグラウト材Ａの層４が形成される。このシールグラウト材Ａの層４の厚み（上下方向の高さ）は、例えば１ｍ程度とすることができるが、これに限られるものではなく、適宜設定可能である。

上記空間にシールグラウト材Ａを充填すると、パッカー２３内部に供給された流体をパッカー２３から排出してパッカー２３を収縮させ、図５（ｄ）のように、ケーシングパイプ１０と、第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４とを薬液注入管２０に対して所定高さだけ上方に移動させる。ケーシングパイプ１０と、第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４とを上方に移動させると、再び、流体供給管２４から流体をパッカー２３の内部へ供給してパッカー２３を膨張させ、パッカー２３の下方位置であってシールグラウト材Ａの層４の上方に、空間を形成する。この空間に、次は、第２注入管２２によりシールグラウト材Ｂを充填する。このシールグラウト材Ｂが所定時間経過後に硬化又は半硬化することで、シールグラウト材Ａの層４上の薬液注入管２０の周囲にシールグラウト材Ｂの層５が形成される。このシールグラウト材Ｂの層５は、薬液を積極的に注入したい地盤Ｇ中の薬液注入箇所に対応する高さ位置に配置され、このシールグラウト材Ｂの層５の厚み（上下方向の高さ）は、例えば１ｍ程度とすることができるが、これに限られるものではなく、適宜設定可能である。

そして、上記空間にシールグラウト材Ｂを充填すると、再び、パッカー２３内部に供給された流体をパッカー２３から排出してパッカー２３を収縮させ、図５（ｅ）のように、ケーシングパイプ１０と、第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４とを薬液注入管２０に対して所定高さだけ上方に移動させる。ケーシングパイプ１０と、第１注入管２１、第２注入管２２、パッカー２３及び流体供給管２４とを上方に移動させると、再び、流体供給管２４から流体をパッカー２３の内部へ供給してパッカー２３を膨張させ、パッカー２３の下方位置であってシールグラウト材Ｂの層５の上方に、空間を形成する。この空間に、次は、第１注入管２１によりシールグラウト材Ａを充填する。このシールグラウト材Ａが所定時間経過後に硬化することで、シールグラウト材Ｂの層５上の薬液注入管２０の周囲にシールグラウト材Ａの層４が形成される。

このような、ケーシングパイプ１０を引き抜きながら、孔Ｈ内の薬液注入管２０の周囲にシールグラウト材Ａ，Ｂを充填する工程を繰り返すことで、図５（ｆ）のように、孔Ｈ内に、シールグラウト材Ａ及びシールグラウト材Ｂを交互に注入し、所定時間（例えば１日）経過させることで、シールグラウト材Ａ及びシールグラウト材Ｂを硬化又は半硬化させて、孔Ｈ内に、所定の厚みを有するシールグラウト材Ａの層４とシールグラウト材Ｂの層５とを形成する。

これにより、図５（ｇ）のように、地盤Ｇ中に、シールグラウト材Ａの層４及びシールグラウト材Ｂの層５が上下方向に交互に積層された薬液注入構造１が形成される。

上記構造の薬液注入構造１が地盤Ｇ中に形成されると、第１実施形態と同様に、薬液注入管２０内にダブルパッカを備えた円筒状のインジェクションパイプ６を挿入して、薬液供給管２０の複数の排出口２５からシールグラウト材Ｂの層５の厚み（高さ）方向のほぼ全域にわたって薬液を排出する。これにより、薬液がシールグラウト材Ｂの層５を浸透していくことで、地盤Ｇ中の所望の薬液注入箇所に薬液が注入される。注入された薬液が硬化することによって、薬液注入箇所の地盤Ｇが強化・改良される。

この第２実施形態の薬液注入方法によっても、地盤Ｇに形成された孔Ｈ内に挿入された薬液注入管２０と、孔Ｈ内の薬液注入管２０の周囲に形成されたシールグラウト材の層４，５と、を備え、シールグラウト材の層４，５が、シールグラウト材Ａの層４及びシールグラウト材Ａの層４よりも強度が小さいシールグラウト材Ｂの層５が孔Ｈの上下方向に交互に配置されるように形成された薬液注入構造１が、地盤Ｇ中に形成される。よって、地盤Ｇ中の所望箇所に良好に薬液を注入することができるうえ、地盤Ｇに対する薬液の注入面積を大きくすることにより、薬液の注入時間を短縮することができるとともに、薬液の注入範囲が広範囲になることで地盤Ｇの削孔本数を減少させて削孔時間を短縮することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明に係る薬液注入方法及び薬液注入構造の具体的な態様は上記した実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、薬液注入装置２が第１注入管２１及び第２注入管２２を備え、シールグラウト材Ａ及びシールグラウト材Ｂを別々の第１注入管２１及び第２注入管２２を用いて孔Ｈ内に注入しているが、これに限られず、薬液注入装置２に注入管を１つだけ設け、１つの注入管で、シールグラウト材Ａ及びシールグラウト材Ｂを交互に孔Ｈ内に注入するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、シールグラウト材Ｂは、硬化又は半硬化した際に、シールグラウト材Ａの層４よりも強度が小さくなるような材料が用いられているが、これに限られず、硬化した際にシールグラウト材Ｂの層がポーラス状となるような、例えばポーラスコンクリート等が用いられてもよい。シールグラウト材Ｂの層５がポーラス状（多孔質）であっても、このシールグラウト材Ｂの層５を地盤Ｇ中の薬液注入箇所と対応する位置に形成すると、薬液注入管２０から排出された薬液は、シールグラウト材Ｂの層５を良好に薬液注入箇所に向かって浸透するので、薬液を地盤Ｇ中の所望の薬液注入箇所に注入でき、地盤Ｇの深度に応じた薬液の注入が可能になる。

また、上記実施形態では、パッカー２３として袋状のものを用いているが、その他に、単に板状のゴムや可撓性を有する合成樹脂等を用いることができる。

また、上記実施形態では、地盤Ｇ中に薬液を注入させる方法として、薬液注入管２０内にダブルパッカを備えた円筒状のインジェクションパイプ６を挿入する方法を採用しているが、その他、当該技術分野において公知の方法を用いて地盤Ｇ中に薬液を注入するようにしても構わない。

１薬液注入構造
２薬液注入装置
４シールグラウトＡの層
５シールグラウトＢの層
１０ケーシングパイプ
２０薬液注入管
２１第１注入管
２２第２注入管
２３パッカー
２４流体供給管
２５排出口
Ｇ地盤
Ｈ孔

Claims

ケーシングパイプを地盤に貫入して孔を形成する削孔工程と、
薬液の排出口を複数有する薬液注入管及びシールグラウト材を前記孔内に注入可能な注入管を備えた薬液注入装置を、前記孔内に挿入する挿入工程と、
前記孔内に孔壁安定液を充填する充填工程と、
前記ケーシングパイプを引き抜く引抜工程と、
前記孔内の前記薬液注入管の周囲にシールグラウト材を充填するシール工程と、
硬化した前記シールグラウト材の層を介して地盤中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含み、
前記シール工程では、前記孔内に、シールグラウト材Ａと前記シールグラウト材Ａとは異なるシールグラウト材Ｂとを交互に注入することで、シールグラウト材Ａの層とシールグラウト材Ｂの層とを上下方向に交互に積層し、
前記薬液注入工程では、前記シールグラウト材Ｂの層に対して、前記複数の排出口より薬液を排出させ、
前記シールグラウト材Ｂの層は、前記シールグラウト材Ａの層よりも強度が小さい又はポーラス状である薬液注入工法。
ケーシングパイプを地盤に貫入して孔を形成する削孔工程と、
薬液の排出口を複数有する薬液注入管及びシールグラウト材を前記孔内に注入可能な注入管を備えた薬液注入装置を、前記孔内に挿入する挿入工程と、
前記ケーシングパイプを引き抜きながら、前記孔内の前記薬液注入管の周囲にシールグラウト材を充填するシール工程と、
硬化した前記シールグラウト材の層を介して地盤中に薬液を注入する薬液注入工程と、を含み、
前記シール工程では、前記孔内に、シールグラウト材Ａと前記シールグラウト材Ａとは異なるシールグラウト材Ｂとを交互に注入することで、シールグラウト材Ａの層とシールグラウト材Ｂの層とを上下方向に交互に積層し、
前記薬液注入工程では、前記シールグラウト材Ｂの層に対して、前記複数の排出口より薬液を排出させ、
前記シールグラウト材Ｂの層は、前記シールグラウト材Ａの層よりも強度が小さい又はポーラス状である薬液注入工法。
前記薬液注入装置は、パッカーと、前記パッカーに対して流体の供給及び排出が可能な流体供給管とをさらに備え、かつ、前記注入管、前記パッカー及び前記流体供給管が前記薬液注入管に対して上下動可能に構成され、
前記充填工程では、前記パッカーに流体を供給して膨張させた状態で前記パッカーの下方空間に一方のシールグラウト材を注入した後、前記注入管、前記パッカー及び前記流体供給管を前記薬液注入管に対して上昇させ、前記パッカーに流体を供給して膨張させた状態で前記パッカーの下方空間に他方のシールグラウト材を注入することで、前記孔内にシールグラウト材Ａの層及び前記シールグラウト材Ｂの層を交互に積層する請求項１又は２に記載の薬液注入工法。
前記シールグラウト材Ａの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．５ＭＮ／ｍ^２以上であり、
前記シールグラウト材Ｂの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．２ＭＮ／ｍ^２以下である請求項１〜３のいずれかに記載の薬液注入工法。
前記シールグラウト材Ａ及び前記シールグラウト材Ｂは可塑性かつ水中不分離性を有している請求項１〜４のいずれかに記載の薬液注入工法。
薬液の排出口を複数有し、地盤に形成された孔内に挿入された薬液注入管と、
前記孔内の前記薬液注入管の周囲に形成されたシールグラウト材の層と、を備え、
前記シールグラウト材の層は、互いに異なるシールグラウト材Ａの層及びシールグラウト材Ｂの層が前記孔の上下方向に交互に配置されるように積層されており、
前記シールグラウト材Ｂの層は、前記シールグラウト材Ａの層よりも強度が小さい又はポーラス状であり、
前記シールグラウト材Ｂの層に対して、前記複数の排出口より薬液が排出されるように構成されている薬液注入構造。
前記シールグラウト材Ａの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．５ＭＮ／ｍ^２以上であり、
前記シールグラウト材Ｂの層は、１軸圧縮強度（ｑｕ）が０．２ＭＮ／ｍ^２以下である請求項６に記載の薬液注入構造。