JP5920881B2 - 地盤注入装置及び地盤注入工法 - Google Patents

Description

本発明は、改良するべき地盤に地盤注入材料（注入薬液、セメントミルク等）を注入して地盤改良を行う技術に関する。

係る技術（地盤注入工法）は、従来は、図９で示すように、シール材２０（例えば、セメントベントナイト溶液）を充填したボーリング孔Ｈ内に地盤注入装置１０Ｊを挿入し、地盤注入装置１０Ｊから地盤注入材料を噴射していた。
そして、噴射された地盤注入材料により固化したシール材２０にクラックを発生させ、そのクラックを経由して地盤注入材料をボーリング孔Ｈの内壁面に到達せしめ、改良するべき地盤中に注入していた。

なお、シール材を割る際には、地盤注入材料の圧力でシール材にクラックを発生させる場合と、地盤注入材料に代えて水を噴射してシール材にクラックを発生させる場合とがある。
水を噴射してクラックを発生する場合には、クラック発生後、地盤注入材料を噴射する。

ここで、従来技術では、水平方向断面について３６０°均一に地盤注入材料が地盤に注入される訳ではない。すなわち、従来技術においては、水平方向断面において、クラックを発生させることは困難であった。
そのため、従来技術では、地盤注入材料が地盤に注入される領域が偏ってしまい、地盤注入工法による地盤改良の質を向上することが困難であった。

また、従来技術においては、図１０に示すように、地盤注入装置１０Ｊの縦方向（垂直方向）に断続的に（例えば３３ｃｍピッチで）地盤注入材料噴射口１０１を設けている。
ここで、地盤注入工法では、シール材２０において、縦方向に連続してクラックを生じさせて、改良するべき地盤の縦方向について地盤注入材料を連続して注入することが望ましい。
しかし、従来技術では、シール材の縦方向に連続的にクラックを生じさせることは困難である。

その他の従来技術として、非アルカリ性シリカ溶液を注入して、コンクリートの劣化防止と水質保全を図る技術も存在する（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は上述した従来技術の問題点の解消を企図するものではない。

特開２０１１−２４１６７４号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、地盤注入材料を注入するべき領域において、水平方向について均一に地盤注入材料を注入することができて、しかも、縦方向に連続してシール材にクラック（割裂）を形成して、縦方向に連続して地盤注入材料を注入することが出来る地盤注入装置及び地盤注入工法の提供を目的としている。

本発明の地盤注入装置（１０）は、注入パイプ（１）と、その外周部を被覆する弾性材（２）を有しており、注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）外周における断面形状が多角形（三角形〜十二角形）であり、注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）の内部空間（１ｅ）の断面形状は円形であり、注入パイプ（１）には（地盤注入材料あるいは水の）噴射孔（１ａ）が形成されており、弾性材（２）における注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）外周の断面多角形の角部（２ｃ）に相当する位置に（地盤注入材料あるいは水の）噴射用スリット（２ａ）が形成されており、前記噴射用スリット（２ａ：多角形の角部）と注入パイプ（１）の噴射孔（１ａ）の位置（多角形の辺の中央）は水平方向断面では異なっている（整合していない）ことを特徴としている。
本明細書における「多角形」なる文言は、正多角形のみならず、正多角形ではない多角形をも包含する趣旨の文言である。

本発明において、注入パイプ（１：あるいは注入装置１０）の外周における断面形状は、三角形〜十二角形の何れかであるのが好ましい。

また、本発明の地盤注入工法は、シール材（２０：例えば、セメントベントナイト溶液）を充填したボーリング孔（Ｈ）に、注入パイプ（１）とその外周部を被覆する弾性材（２）を有しており、注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）外周における断面形状が多角形（三角形〜十二角形）であり、注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）の内部空間（１ｅ）の断面形状は円形であり、注入パイプ（１）には（地盤注入材料あるいは水の）噴射孔（１ａ）が形成されており、前記噴射用スリット（２ａ：多角形の角部）と注入パイプ（１）の噴射孔（１ａ）の位置（多角形の辺の中央）は水平方向断面では異なっており（整合していない）、弾性材（２）における注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）の外周の断面多角形の角部（２ｃ）に相当する位置に（地盤注入材料あるいは水の）噴射用スリット（２ａ）が形成されている地盤注入装置（１０）を挿入する工程と、
シール材（２０）が固化した後、（図示しない注入内管を介して）液体（地盤注入材料あるいは水）を供給する工程を有し、当該供給する工程では、供給された液体（地盤注入材料あるいは水）が注入パイプ（１）の噴射孔（１ａ）から、注入パイプ（１）と弾性材（２）の境界を介して弾性材（２）の噴射用スリット（２ａ）から噴射され、固化したシール材（２０）にクラック（２０ｃ）を発生させ、当該クラック（２０ｃ）を介してボーリング孔内壁面（Ｈｉ）に到達することを特徴としている。
本発明の地盤注入工法の実施に際しては、ボーリング孔（Ｈ）に地盤注入装置（１０）を挿入した後、地盤注入装置（１０）の注入パイプ（１：あるいは地盤注入装置１０）の内部空間（１ｅ）にパッカ（６０）を設けた注入内管（５０）を挿入し、地盤注入材料を注入するべき注入領域の上方および下方に位置するパッカを膨張させる工程を有するのが好ましい。

上述する構成を具備する本発明によれば、注入パイプ（１）あるいは地盤注入装置（１０）の外周における断面形状が多角形（三角形〜十二角形）であるので、ボーリング孔（Ｈ）のシール材（２０）が充填されている領域において、多角形断面の角部（２ｃ）とボーリング孔（Ｈ）の内壁（Ｈｉ）の距離が、他の領域に比べて短くなり、その分、固化したシール材（２０）の強度が低くなり、クラック（２０ｃ）が発生し易くなる。
そのため、本発明の地盤注入装置（１０）における多角形断面の角部（２ｃ）から放射状に（対角線方向延長線上に）、確実に割裂（クラック２０ｃ）が形成される。そして、当該クラック（２０ｃ）を経由して、地盤注入材料が、多角形断面における全ての頂点（角部２ｃ）における対角線方向延長線上の領域に注入される。
すなわち、本発明によれば、地盤注入材料が注入される領域（多角形断面の頂点から対角線方向延長線上の領域）は、ボーリング孔（Ｈ）の中心線に対して対称となり、周方向について均一の間隔で地盤注入材料が注入されることになるので、特定の領域に偏ることなく、改良するべき地盤に対して地盤注入材料が均一に注入される。

また、本発明によれば、地盤注入装置（１０）の多角形断面の角部（２ｃ）から放射状（多角形断面における対角線方向の延長線上）に、正確にクラック（２０ｃ）が発生する。
そのため、地盤注入材料が噴射される噴射用スリット（２ａ）が、地盤注入装置（１０）の長手方向（縦方向）に断続的に形成されていても、多角形断面の角部（２ｃ）から放射状（多角形断面における対角線方向の延長線上）に発生したクラック（２０ｃ）は、固化したシール材（２０）中で、縦方向（垂直方向）に連続して形成される。
その結果、縦方向に連続して発生したクラック（２０ｃ）を経由して、地盤注入材料を、改良するべき地盤に対して縦方向に連続して注入することが出来る。

すなわち、本発明によれば、地盤注入材料の注入区間を縦方向（垂直方向）に長くすることが出来るので、単位時間当たりの地盤注入材料の注入量を増加し、以って、地盤注入材料の注入速度を速くすることが出来るので、施工時間を短縮することが出来る。また、地盤注入材料を注入する回数も減少することが出来る。
また、単位長さ当たりの注入区間で比較すると、地盤注入材料の注入区間の長さが長い方が、地盤注入材料を低い圧力で注入することが出来る。低い圧力で注入された地盤注入材料は、ゆっくりと地盤中に浸透するので、改良するべき地盤中に満遍なく、均一に浸透することになり、改良効果が高くなる。
さらに、本発明によれば地盤注入材料の注入区間を（縦方向：垂直方向に）連続することが出来るので、地盤注入材料が注入されない領域（注入未改良区間）の発生が抑制され、改良するべき地盤が均一に改良される。

例えば、沖積層の場合、通常は、透水係数が垂直方向よりも水平方向のほうが大きいため、地盤注入材料は水平方向に浸透され易い。本発明では、透水係数が垂直方向よりも水平方向のほうが大きい地盤であっても、注入区間を縦方向（垂直方向）に、長い範囲に亘って連続させることが出来る。
注入区間を縦方向（垂直方向）に、長い範囲に亘って連続させることが出来るため、本発明によれば、地盤注入材料のゲルタイムについては限定されることがない。ゲルタイムが長い地盤注入材料であっても、ゲルタイムが短い地盤注入材料であっても、本発明に適用することが出来る。

これに加えて本発明では、注入パイプ（１）の内部空間（１ｅ）の断面形状は円形であるため、パッカ（６０）のついた注入内管（５０）を注入パイプ（１）内周の内側に挿入することが出来る。
そして、パッカ（６０）が膨張した場合に、膨張したパッカ（６０）が注入パイプ（１）の内壁面（内周面１ｉ）に密着し、地盤注入材料をシールすることが出来る。

本発明において、弾性材（２）における噴射用スリット（２ａ）の位置（多角形の角部２ｃ）と、注入パイプ（１）の噴射孔（１ａ）の位置（多角形の辺の中央）が、水平方向断面で異なっていれば（整合していなければ）、地盤注入材料を注入する以前の段階で、固化していないシール材（２０）が、弾性材（２）の噴射用スリット（２ａ）と注入パイプ（１）の噴射孔（１ａ）を経由して、注入パイプ（１）内に逆流してしまうことが防止される。
また、弾性材における噴射用スリット（２ａ）の位置（多角形の角部２ｃ）と、注入パイプ（１）の噴射孔（１ａ）の位置（多角形の辺の中央）が、水平方向断面で異なっているので（整合していないので）、注入パイプ（１）から噴射した液体（地盤注入材料あるいは水）により、弾性材（２）が半径方向外方に膨張し易く、当該弾性材（２）を膨張させることによって生じるシール材（２０）の歪が、多角形断面の頂点（角部２ｃ）に集中し易くなる。

本発明の第１実施形態を示す水平断面図である。 第１実施形態に係る地盤注入装置を図式的に示す水平断面図である。 図２において、地盤注入材料の流れを図式的に説明する水平断面図である。 第１実施形態に係る地盤注入装置をボーリング孔に挿入した状態を示す斜視図である。 第１実施形態による地盤注入工法を示す模式図である。 図５の地盤注入工法をより詳細に示す模式図である。 第１実施形態におけるクラック発生過程を説明する水平断面図である。 本発明の第２実施形態を示す水平断面図である。 従来技術を示す水平断面図である。 従来技術を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図７を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１において、第１実施形態の地盤注入装置１０がボーリング孔Ｈに挿入されており、ボーリング孔Ｈは施工エリアである地山Ｇに削孔されている。
ボーリング孔Ｈ内にはシール材２０が充填されており、図１の状態では、シール材２０は既に固化している。そして、地盤注入装置１０の噴射用スリット２ａ（図１では図示せず：図２、図３参照）から、地盤注入材料或いは水のジェットＪｗが噴射される。
図１において、符号１ｉは、地盤注入装置１０内部の円形空間（パイプ本体１Ａの内部空間１ｅ：図２参照）における内壁面を示している。

図２において、地盤注入装置１０は、注入パイプ１と、その外周部を被覆する弾性材２を有している。
注入パイプ１は、断面円環状の中空チューブ（以下、「パイプ本体」と言う）１Ａに、４個の、いわゆる「Ｒ面木（アール面木）」１Ｂを組み合わせて、正方形断面（正四角形断面）に構成されている。ただし、注入パイプ１の断面形状は正方形に限定されるものではなく、その他の四角形（例えば、矩形）断面であっても良い。
図２において、符号１ｅは、地盤注入装置１０の内部空間、すなわち、パイプ本体１Ａの内部空間を示している。
パイプ本体１Ａは、例えば塩化ビニール管で構成されている。

Ｒ面木１Ｂは、断面が概略直角二等辺三角形状であり、直角二等辺三角形の底辺に相当する部分が湾曲している。当該湾曲した部分（Ｒ面木１Ｂの直角二等辺三角形断面の底辺に相当する部分）の曲率半径は、パイプ本体１Ａの外周の半径に概略等しく設定されている。そして、注入パイプ１は、４つのＲ面木１Ｂによって、パイプ本体１Ａの外周が隙間なく包囲される様に構成されている。
パイプ本体１Ａにおいて、隣接する２個のＲ面木１Ｂの中間に相当する位置には、貫通孔（地盤注入材料の噴射孔：以下、「噴射孔」と言う）１ａが形成されている。噴射孔１ａは、パイプ本体１Ａの管壁を貫通しており、図２、図３では、円周方向について、４箇所に穿孔されている。
実機においては、噴射孔１ａは同一平面上に４箇所形成せずに、垂直方向（図２、図３では紙面に垂直な方向）について、各々の噴射孔１ａの位置が異なっている（垂直方向について、いわゆる「千鳥状に」形成させている）様に構成しても良い。

地盤注入装置１０には、パイプ本体１Ａの内部空間１ｅを介して、地上側から地盤注入材料が供給される。地盤注入材料を供給する際には、図６（Ａ）、（Ｂ）で示すように、パイプ本体１Ａの内部空間１ｅに、注入内管５０（図６（Ｂ）参照）が挿入され、当該注入内管５０にはパッカ６０（６０−１、６０−２）が設けられている。
図２において、注入パイプ１として、外周側の断面形状が正方形であり、且つ、内部空間１ｅの断面形状が円形の中空管状部材（パイプ）を使用すれば、Ｒ面木１Ｂの使用は不要である。

注入パイプ１の外周側の断面形状は、三角形〜十二角形の何れかより選択することも出来る。そして、選択された断面形状は、正三角形〜正多角形以外の三角形〜十二角形であっても良い。
ただし、注入パイプ１の外周側の断面形状が多角形でも、内部空間１ｅの断面形状は円形でなければならない。パッカのついた注入内管（図示せず）を、パイプ本体１Ａの内部空間１ｅ（内周面１ｉ）に挿入するためである。換言すれば、地盤注入材料を注入する工程で、注入パイプ１内で（注入内管の）パッカを膨張させる際に、膨張したパッカ（図示せず）によって注入パイプ１の内部空間１ｅを上下方向（垂直方向）に確実にシールするためである。

注入パイプ１の内部空間１ｅにおける断面形状が、例えば正方形であると、パッカを膨張した際に、注入パイプ１の内部空間１ｅにおける隅部（正方形の角部）に隙間が生じてしまい、パッカが膨張しても当該隅部には充填されず、隙間が形成されてしまい、垂直方向のシールが不完全になってしまう。すなわち、パッカが膨張しても、注入パイプ１の内部空間１ｅ内で、膨張したパッカによって充填されない隅部（正方形の角部）を地盤注入材料が通過してしまうのである。
図１〜図３で示すように、注入パイプ１の内部空間１ｅの断面形状が円形であれば、パッカが膨張すると注入パイプ１の内壁面（内周面１ｉ：図１、図２参照）に密着し、隙間が形成されることはなく、垂直方向について地盤注入材料をシールすることが出来る。

図２において、弾性材２は、熱収縮後も弾性を有する熱収縮性材料で構成されている。ここで、図２、図３では、弾性材２の厚さ寸法が、実機の場合よりも大きく表現されており、弾性材２の厚さが実際よりも誇張されている。
弾性材２を注入パイプ１に被覆させるためには、例えば、外周側断面形状が正方形の注入パイプ１に、熱収縮性材料製のチューブ（２：弾性材製のチューブ）を被せ、当該熱収縮性材料製チューブを加熱することにより、注入パイプ１の外周部に被覆すれば良い。
弾性材（熱収縮性チューブ）２は熱収縮して注入パイプ１の外周を被覆した後、注入パイプ１と同一の断面形状（第１実施形態では正方形）となる。図２で示すように、注入パイプ１の外周を被覆した状態の弾性材２では、その断面形状である正方形の角部（隅部）の部分２ｃに、噴射用スリット２ａが形成されている。
弾性材２に対して噴射用スリット２ａを形成するには、例えば、弾性材（熱収縮性チューブ）２を注入パイプ１の外周部に被覆した後、切削加工（切り込みを形成する加工）を施せば良い。

図１〜図３では、同一の水平断面について、噴射用スリット２ａが、正方形断面の全ての角部（隅部）２ｃに形成されている。
しかし、同一の水平断面については、（正方形断面の）一つの角部２ｃのみに噴射用スリット２ａを形成し、地盤注入装置１０の長手方向（垂直方向：図４における上下方向）について、噴射用スリット２ａ（図４では符号を省略）を交互に形成して、いわゆる「千鳥」状に配置しても良い。
換言すれば、地盤注入装置１０の長手方向について、図４に示すように、噴射用スリット２ａの上下方向位置をずらして配置して、いわゆる「千鳥」状に噴射用スリット２ａを形成しても良い。その場合には、同一の水平断面については、正方形断面の一つの角部２ｃのみに噴射用スリット２ａが形成される。
何れの場合においても、地盤注入装置１０の長手方向（図４では上下方向）について、噴射用スリット２ａは連続してはおらず、断続的に形成されている。
ここで、図４における符号３０と、図５における符号３０−１、３０−２、３０−３は、地盤注入装置１０の継手部材を示している。図５、図６（Ａ）における符号４０は、地盤注入工法を施工するのに用いられる部材のうち、地盤注入材料の注入を行わない領域（区間ＬＮ：図６（Ａ）参照）における管状の部材（非注入区間ＬＮにおける注入パイプ：例えば、塩化ビニール管）を示している。

図３において、注入パイプ１の内部空間１ｅを流下した地盤注入材料は、パイプ本体１Ａに形成した噴射孔１ａを経由して、Ｒ面木１Ｂと弾性材（熱収縮性チューブ）２との境界を流れ（図３における点線の矢印参照）、噴射用スリット２ａからジェットＪｗとして噴射される。
ここで、弾性材（熱収縮性チューブ）２は、熱収縮した後も弾性を有する材料で製造されている。
そのため、地盤注入材料噴射時には、弾性材２が半径方向外方に弾性変形して（図７において破線で示す形状）、弾性材２とＲ面木との隙間（境界）の寸法が大きくなり、地盤注入材料が（弾性材２とＲ面木との境界を）流れ易くなる。

第１実施形態に係る地盤注入装置１０を用いて地盤注入工法を施工するには、先ず、公知の技術を用いてボーリング孔Ｈを削孔し、そのボーリング孔Ｈの内部にシール材２０を充填する。シール材２０を充填することにより、注入された地盤注入材料が地盤Ｇ中に浸入せずに、ボーリング孔Ｈを経由して地上側に流出してしまうという事態が防止される。
シール材２０としては、例えば、セメントベントナイト溶液が用いられる。

その後、シール材２０を充填したボーリング孔内Ｈに、図１、図４〜図６で示すように、地盤注入装置１０を挿入する。
シール材２０が固化したならば、図６（Ａ）で示すように、地盤注入装置１０の注入パイプ１の内部空間１ｅに、パッカ６０（６０−１、６０−２）を備えた注入内管（５０：図６（Ｂ）参照）を挿入し、地盤注入材料を注入するべき注入区間Ｌｊの上下のパッカ６０−１、６０−２を膨張させる。図６（Ａ）、（Ｂ）において、注入内管５０は、パッカ６０−１、６０−２を有する管状部材を包括的に表現している。
地盤注入材料を注入するべき注入区間Ｌｊの上下２箇所のパッカ６０−１、６０−２を膨張させたならば、地上側から地盤注入材料を供給して、当該注入区間Ｌｊに地盤注入材料を注入する（図６（Ａ）の矢印ＪＩ）。
図６（Ａ）で示すように、地盤注入材料を注入するべき注入区間Ｌｊは、上下２箇所の膨張したパッカ６０−１、６０−２で挟まれている。図６（Ａ）において、膨張したパッカ６０−１、６０−２は、領域注入パイプ１の内部空間１ｅ（図２、図３参照）を閉鎖している。

図６（Ａ）、（Ｂ）において、上方のパッカが符号６０−１で示されており、下方のパッカが符号６０−２で示されている。そして、上下のパッカ６０−１、６０−２を包括的に表現する場合には、符号６０で表記している。
図６（Ａ）において、地盤注入材料を注入する対象となる区間が符号ＬＳＡで示されており、その上方における地盤注入材料の注入の対象となっていない区間が符号ＬＮで示されている。そして、地盤注入の対象区間ＬＳＡにおける注入パイプは符号１で示されているが、地盤注入の対象となっていない区画ＬＮにおける注入パイプは符号１Ｄで示されている。
図６（Ａ）において、符号ＩＡで示すのは、地盤注入材が注入されて地盤が改良された領域、あるいは改良体である。
なお、図６（Ｂ）において、符号５２は注入内管５０に接続されているホース状部材であり、例えば塩化ビニールにより構成されている。

膨張したパッカ６０−１、６０−２で挟まれた注入区間Ｌｊにおいて、地盤注入材料は、図３を参照して説明したように、噴射孔１ａより流出して、Ｒ面木１Ｂと熱収縮した弾性材（熱収縮性チューブ）２の境界を流れて、噴射用スリット２ａから噴射される。噴射用スリット２ａから噴射される地盤注入材料は、図６（Ａ）では矢印ＪＩで示されている。
図３において、噴射用スリット２ａから地盤注入材料を噴射することにより、固化したシール材２０にクラック２０ｃが発生し、当該クラック２０ｃはボーリング孔Ｈの壁面まで到達する。
噴射用スリット２ａから噴射された地盤注入材料は、クラック２０ｃを経由して、地盤Ｇ中の改良するべき領域（Ｇｇ１、Ｇｇ２、Ｇｇ３）に到達し、地盤Ｇに注入される（図５）。
なお、図５では、改良するべき領域（Ｇｇ１、Ｇｇ２、Ｇｇ３）に同時に地盤注入材料が噴射されるように表現されているが、実際の施工では、図６（Ａ）で示すように、最初に最下位のパッカ（図示せず）を膨張させて、最下方の領域Ｇｇ１を施工する。次に、最下位のパッカとその直上の図示しないパッカ（下から２番目のパッカ）を膨張させて、領域Ｇｇ２を施工する。その後、下から２番目のパッカ３０−２と下から３番目のパッカ（図示せず）を膨張させて、領域Ｇｇ３を施工する。

地盤注入工法の施工に関する上述の記載では、地盤注入材料の圧力でシール材２０を割る（クラックを発生させる）旨を説明した。
ただし、図示はされていないが、最初に地盤注入材料に代えて水を噴射してシール材２０にクラック２０ｃを発生させ、その後、水に代えて地盤注入材料を供給することも出来る。

第１実施形態において、注入パイプ１の断面形状を正方形としたのは、シール材２０が充填されている領域において、正方形断面の角部（頂部）２ｃとボーリング孔Ｈの内壁の距離が、角部以外の領域におけるボーリング孔Ｈの内壁との距離に比較して、短いからである。ボーリング孔Ｈの内壁との距離が短い分だけ、角部２ｃとボーリング孔Ｈ内壁面の間で固化したシール材２０の強度が低くなり、クラックが生じ易くなる（固化したシール材２０が割れ易くなる）。
また、断面を正方形にすると、角部（隅部）２ｃの放射方向（対角線方向の延長線上）にクラック２０ｃが正確に入ることが、発明者の実験で確認されている。

図９、図１０を参照して上述した通り、従来技術では、水平方向の全域（３６０°全周）に亘って、均一に（均一な間隔で）地盤注入材料が地盤に注入される訳ではない。
そして、シール材におけるクラックが水平方向について均一の間隔で生じないため、地盤注入材料が地盤に注入される間隔も、水平方向の全域（３６０°全周）に亘って均一とはならず、偏りができてしまう。
そのため、水平方向の全域（３６０°全周）について、地盤注入材料が注入される領域に偏りが存在してしまう。

それに対して、第１実施形態では、弾性材（熱収縮性チューブ）２の正方形断面における角部（隅部）２ｃの部分に噴射用スリット２ａが形成されており、当該正方形断面の頂点（角部、隅部）２ｃにおける対角線方向延長線上に、確実に割裂（クラック）２０ｃが形成される。そして、当該クラック２０ｃを経由して、地盤注入材料が、正方形の全ての頂点（角部、隅部）２ｃにおける対角線方向延長線上の領域に注入される。
その結果、地盤注入材料が流れるクラック（正方形断面の頂点から対角線方向延長線上に延在するクラック）は、ボーリング孔Ｈの中心線に対して対称となり、特定の領域に偏ることなく、水平方向について均一の間隔で生じる。
その結果、地盤注入材料が注入される領域も水平方向について均一に存在することになり、地盤注入材料が注入される領域の偏在が防止される。

また、従来技術では、図１０を参照して上述した様に、縦方向（地盤注入装置１０Ｊの長手方向：ボーリング孔Ｈに挿入された場合には鉛直方向）において、断続的に（たとえば、３３ｃｍピッチで）、地盤注入材料の噴射口１０１を形成している。従来技術では、シール材を縦方向に連続して割り、縦方向に連続して地盤注入材料を地盤へ注入することが出来ないからである。
それに対して第１実施形態では、注入パイプ１あるいは地盤注入装置１０の正方形断面の角部２ｃから放射状（正方形断面における対角線方向の延長線上）に、正確にクラック２０ｃが発生される。
そのため、地盤注入材料が噴射される噴射用スリット２ａが、縦方向に断続的に形成されていても、正方形断面の角部２ｃから放射状（正方形断面における対角線方向の延長線上）に発生されたクラック２０ｃは、固化したシール材２０中で、縦方向に連続して形成される。その結果、改良するべき地盤に対して縦方向に連続して地盤注入材料を注入することが出来るのである。

第１実施形態に係る地盤注入装置１０において、地盤注入材料を注入するための噴射用スリット２ａが形成されている区間が縦方向（垂直方向）に長いので、単位時間当たりの地盤注入材料の注入量が増加し、以って、地盤注入材料の注入速度を速くすることが出来る。そのため、施工時間を短縮し、地盤注入材料を注入する回数を減少することが出来る。
また、地盤注入装置１０は、噴射用スリット２ａが形成されている区間が長いので、単位長さ当たりの注入区間において、地盤注入材料を低い圧力で注入することが出来る。そして、地盤注入装置１０から低い圧力で注入された地盤注入材料は、ゆっくりと地盤中に浸透して、改良するべき地盤中に満遍なく、均一に浸透するので、改良効果が高くなる。
さらに、地盤注入装置１０の噴射用スリット２ａを縦方向（垂直方向）に連続して形成することにより、地盤注入材料が注入されない領域（注入未改良区間）の発生が防止されて、縦方向（垂直方向）について改良するべき地盤が均一に改良される。

また、第１実施形態に係る地盤注入装置１０によれば、例えば沖積層の様に、透水係数が垂直方向の透水係数よりも水平方向の透水係数の方が通常大きい地盤においても、噴射用スリット２ａが縦方向（垂直方向）に連続して形成されているため、縦方向（垂直方向）に、長い範囲に亘って連続して地盤注入材料が注入される。
そして、地盤注入装置１０によれば、地盤注入材料の注入区間を縦方向（垂直方向）に、長い範囲に亘って連続させることが出来るため、地盤注入材料のゲルタイムについては限定されず、ゲルタイムが長い地盤注入材料であっても、ゲルタイムが短い地盤注入材料であっても使用することが出来る。

次に、弾性材２における噴射用スリット２ａの位置（断面正方形の角部２ｃ）と、注入パイプ１の噴射孔１ａの位置（断面正方形の辺の中央）が、水平方向断面において、異なっている（整合していない）理由について説明する。
弾性材２の噴射用スリット２ａの位置（断面正方形の角部２ｃ）と、注入パイプ１の噴射孔１ａの位置（断面正方形の辺の中央）がずれておらず、整合している場合には、地盤注入材料の注入以前の段階で、固化していないシール材２０が、弾性材２の噴射用スリット２ａと注入パイプ１の噴射孔１ａを経由して、注入パイプ１内に逆流してしまう。
シール材２０が注入パイプ１内に逆流してしまうことを防止するため、弾性材２の噴射用スリット２ａと、注入パイプ１の噴射孔１ａとを、水平断面において異なった位置にずらせて（整合しない様にせしめて）、配置しているのである。

ここで、注入パイプ１を弾性材２で被覆しているのは、半径方向外方に膨張させるためでもある。
図７で示すように、シール材２０にクラック２０ｃを生じさせる（固化したシール材２０を割る）に際して、地盤注入材料による圧力が作用すると、弾性材２が半径方向外方に膨張する様に弾性変形する（破線で示す状態）。
図７の破線で示すように弾性材２が半径方向外方に膨張すると、当該膨張によりシール材２０に歪が生じる。そして、弾性材２が半径方向外方に膨張することにより、固化したシール材２０に生じる歪は、一番薄い領域である正方形の角部（あるいは隅部）２ｃに集中する。その結果、シール材２０にクラック２０ｃが発生する。

ここで、注入パイプ１の噴射孔１ａが正方形の角部（隅部）２ｃにあると、注入パイプ１から噴射した地盤注入材料あるいは水の圧力により、弾性材２が半径方向外方に膨張することが困難である。
注入パイプ１の噴射孔１ａが正方形の角部（隅部）２ｃではなく、正方形の辺の中央にあれば、注入パイプ１から噴射した地盤注入材料（あるいは水）の圧力により、弾性材２が半径方向外方に膨張し易くなる。
そのため、注入パイプ１の噴射孔１ａを正方形断面の辺の中央に相当する位置に設け、噴射用スリット２ａの位置（断面正方形の角部２ｃの位置）とは異なった位置にしている。弾性材２を半径方向外方に膨張し易くして、シール材２０にクラック２０ｃが発生するのを促進するためである。

図８は本発明の第２実施形態を示している。
図１〜図７の第１実施形態では、地盤注入装置１０における注入パイプ１の断面形状が正方形となっているが、図８の第２実施形態では、地盤注入装置１０Ｃの断面（外周）は六角形となっている。
図８の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図７の第１実施形態と同様である。

図示の実施形態において、注入パイプの断面形状が三角形では、注入パイプが大きくなり過ぎて、ボーリング孔からはみ出してしまう可能性があるが、ボーリング孔の内壁面に到達するクラックは確実に発生されることが、発明者の実験で確認されている。
また、注入パイプの断面形状が十二角形よりも辺あるいは角が多い形状にすると、断面形状の角部からボーリング孔Ｈの内壁面に到達するクラックが発生されない場合があることも、発明者の実験で確認された。
注入パイプの断面形状が十二角形よりも辺あるいは角が多い形状にすると、角部とボーリング孔の内壁の距離と、断面形状の辺の部分とボーリング孔の内壁の距離との差がさほど大きくないことが、その理由であると推定される。また、断面形状が十二角形よりも辺あるいは角が多い形状であると、弾性材を半径方向外方に膨張した際に、シール材２０に生じる歪が角部（隅部）に集中し難くなり、角部からボーリング孔Ｈの内壁面に到達するクラックが発生しなくなると推定される。

角部からボーリング孔Ｈの内壁面に到達するクラックが発生しないと、クラックが生じなかった角部の半径方向の延長線上の領域には地盤注入材料が注入されず、水平面において、地盤注入材料が注入される領域が均一にはならない。
そのため、注入パイプの断面形状は三角形〜十二角形とするべきである。
発明者の実験では、注入パイプの断面形状としては、第１実施形態の正方形、第２実施形態の六角形が、特に好適であった。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・注入パイプ
１Ａ・・・パイプ本体
１Ｂ・・・Ｒ面木
２・・・弾性材
１０・・・地盤注入装置
２０・・・シール材
３０・・・継手
５０・・・注入内管
６０、６０−１、６０−２・・・パッカ

Claims (3)

1. 注入パイプと、その外周部を被覆する弾性材を有しており、注入パイプの外周における断面形状が多角形であり、注入パイプの内部空間の断面形状は円形であり、注入パイプには噴射孔が形成されており、弾性材における注入パイプ外周の断面多角形の角部に相当する位置に噴射用スリットが形成されており、前記噴射用スリットと注入パイプの噴射孔の位置は水平方向断面で異なっていることを特徴とする地盤注入装置。
2. 注入パイプの外周における断面形状は、三角形〜十二角形の何れかである請求項１の地盤注入装置。
3. シール材を充填したボーリング孔に、注入パイプとその外周部を被覆する弾性材を有しており、注入パイプの外周における断面形状が多角形であり、注入パイプの内部空間の断面形状は円形であり、注入パイプには噴射孔が形成されており、そして、前記噴射用スリットと注入パイプの噴射孔の位置は水平方向断面で異なっており、弾性材における注入パイプ外周の断面多角形の角部に相当する位置に噴射用スリットが形成されている地盤注入装置を挿入する工程と、シール材が固化した後、液体を供給する工程を有し、当該供給する工程では、供給された液体が注入パイプの噴射孔から、注入パイプと弾性材の境界を介して弾性材の噴射用スリットから噴射され、固化したシール材にクラックを発生し、当該クラックを介してボーリング孔内壁面に到達することを特徴とする地盤注入工法。

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