JP5990443B2 - Ground improvement material injection method - Google Patents
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Description
本発明は、地盤の液状化防止等のために地盤中に地盤改良材を注入する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for injecting a ground improvement material into the ground in order to prevent liquefaction of the ground.
埋め立て地をはじめとして、地下水位が高い砂質地盤では、地震の震動により液状化現象が発生し、マンホールや下水管が押し上げられて地表面から突出したり、建造物が傾いたりする被害が発生している。このような液状化現象を未然に防止するためには、液状化が懸念される地盤に対して改良工事を行わなければならない。 In sandy ground with a high groundwater level, such as landfills, liquefaction occurs due to earthquake vibration, and manholes and sewer pipes are pushed up and protrude from the ground surface, and damage to the building can occur. ing. In order to prevent such a liquefaction phenomenon, improvement work must be performed on the ground where liquefaction is a concern.
従来から行われている地盤の液状化防止方法には種々のものがある。例えば、深層混合処理工法により地盤中に地盤改良体を形成する方法(特許文献1参照)や、対象地盤に地盤硬化材を高圧注入して、地盤中に地盤硬化材注入層を造成する方法(特許文献2参照)等が知られている。 There are various conventional methods for preventing ground liquefaction. For example, a method of forming a ground improvement body in the ground by a deep mixing treatment method (see Patent Document 1), or a method of injecting a ground hardening material into the target ground at a high pressure to create a ground hardening material injection layer in the ground ( Patent Document 2) is known.
特許文献1に記載された技術は、地盤に貫入した噴射管の噴射口から、空気を含む高圧流体ジェットを噴射して地盤を切削しつつ攪拌する工程と、噴射管を上昇させる工程とを行うことにより地盤改良体を形成するものである。 The technique described in Patent Document 1 performs a step of jetting a high-pressure fluid jet containing air from an injection port of an injection tube penetrating into the ground and stirring while cutting the ground, and a step of raising the injection tube Thus, the ground improvement body is formed.
特許文献2に記載された技術は、上下に段差をもって背向する対の重合噴射ノズルを有する注入ロッドを対象地盤に挿入し、上段ノズル及び下段ノズルから硬化材を高圧噴射して硬化材注入層を造成するものである。 In the technique described in Patent Document 2, an injection rod having a pair of superposition injection nozzles facing upwards and downwards is inserted into a target ground, and a hardener is injected at a high pressure from an upper nozzle and a lower nozzle, and a hardener injection layer is formed. Is to create.
例えば、液状化防止の対象となる地盤は飽和地盤であり、地盤中に地下水が存在する。地盤中に地下水が存在する地盤に対して、特許文献1及び特許文献2に記載されたように、地盤中に硬化材等の地盤改良材を注入する技術を適用する場合には、圧力をかけて地盤改良材を注入しなければならない。また、地盤改良材の注入範囲が局所的(例えば2.0m程度の範囲)となるため、広範囲にわたって地盤改良を行うためには、地盤改良材を注入すべき箇所が増加する。このため、工期が長期にわたるばかりでなく、工費が嵩むという不都合があった。 For example, the ground targeted for liquefaction prevention is saturated ground, and groundwater exists in the ground. When applying a technique for injecting a ground improvement material such as a hardened material into the ground as described in Patent Document 1 and Patent Document 2 on the ground where groundwater exists in the ground, pressure is applied. The ground improvement material must be injected. Moreover, since the injection | pouring range of a ground improvement material becomes local (for example, the range of about 2.0 m), in order to perform ground improvement over a wide range, the location which should inject a ground improvement material increases. For this reason, there is a disadvantage that not only the construction period is long but also the construction cost is increased.
さらに、圧力をかけて地盤改良材を注入するため、改良対象となる地盤中の強度が均一でない場合、すなわち、地盤強度が弱い箇所が存在する場合には、地盤強度が強い箇所を避けて、地盤強度が弱い箇所のみに地盤改良材が浸入しやすくなる。このため、地盤改良材の注入範囲が不均一となり、改良対象となる地盤全体を均一に処理することができないこともあった。 Furthermore, in order to inject the ground improvement material under pressure, if the strength in the ground to be improved is not uniform, that is, if there are places where the ground strength is weak, avoid the places where the ground strength is strong, The ground improvement material is likely to enter only in places where the ground strength is weak. For this reason, the injection | pouring range of the ground improvement material became non-uniform | heterogenous, and the whole ground used for improvement could not be processed uniformly.
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、改良対象となる地盤中に、確実かつ均一に地盤改良材を行き渡らせることが可能な地盤改良材の注入方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a method of injecting a ground improvement material capable of reliably and uniformly spreading the ground improvement material into the ground to be improved. To do.
本発明の地盤改良材の注入方法は、主要な工程として、地下水位の低下工程と、地盤改良材の注入工程と、地下水位の回復及び地盤改良材の拡散充填工程とを含んでいる。 The ground improvement material injection method of the present invention includes, as main steps, a groundwater level lowering step, a ground improvement material injection step, a groundwater level recovery and a ground improvement material diffusion filling step.
地下水位の低下工程は、揚水手段を用いて、改良対象となる地盤の地下水位を一旦低下させて、土粒子中の間隙水を排出する工程である。地盤改良材の注入工程は、注入手段を用いて、地盤中に地盤改良材を注入する工程である。地下水位の回復及び地盤改良材の拡散充填工程は、揚水手段を停止することにより、地盤の地下水位を回復させると共に、地盤中に地盤改良材を注入する工程を継続して、地下水位の回復に伴って間隙水が排出された土粒子の間隙中に地盤改良材を拡散充填する工程である。 The step of lowering the groundwater level is a step of temporarily lowering the groundwater level of the ground to be improved using a pumping means and discharging pore water in the soil particles . The step of injecting the ground improvement material is a step of injecting the ground improvement material into the ground using the injection means. In the process of groundwater level recovery and ground improvement material diffusion filling, the groundwater level of the ground is recovered by stopping the pumping means, and the process of injecting ground improvement material into the ground is continued to recover the groundwater level. This is a step of diffusing and filling the ground improvement material into the gaps of the soil particles from which the pore water has been discharged .
また、地下水位を低下させる工程よりも前に、改良対象となる地盤において、地下水が流入してくる位置又は地盤改良材を拡散させたくない位置の少なくとも一方を囲う止水壁を設ける工程を実施することが好ましい。 Also, before the step of lowering the groundwater level, in the ground to be improved , a step of providing a water blocking wall that surrounds at least one of the position where the groundwater flows in or the position where the ground improvement material is not desired to diffuse is performed. It is preferable to do.
本発明の地盤改良材の注入方法によれば、地盤中の地下水位を低下させた後に地盤改良材を注入し、地下水位の回復に伴って地盤改良材を地盤中に拡散充填する。このため、地盤全体にわたって同様な圧力で地盤改良材を注入することができるので、土粒子の間隙内に地盤改良材を均一に拡散充填して、均一な改良地盤を形成することが可能となる。 According to the method for injecting ground improvement material of the present invention, the ground improvement material is injected after the groundwater level in the ground is lowered, and the ground improvement material is diffused and filled into the ground as the groundwater level recovers. For this reason, since the ground improvement material can be injected with the same pressure over the entire ground, it becomes possible to form a uniform improved ground by uniformly diffusing and filling the ground improvement material into the gaps of the soil particles. .
また、揚水手段を停止すると、短期間で地下水位が回復するため、地盤改良材の拡散充填も短期間で実施することができ、従来工法と比較して工期が短縮され、工費も低減することが可能となる。 In addition, if the pumping means is stopped, the groundwater level will be restored in a short period of time, so diffusion filling of the ground improvement material can be performed in a short period of time, and the construction period will be shortened and the construction cost will be reduced compared to the conventional method Is possible.
また、止水壁を設けて、地下水位の低下工程及び地盤改良材の注入・拡散充填工程を実施することにより、改良範囲を限定することができる。したがって、改良対象となる地盤に対して、効率的に地盤改良材を注入できるだけでなく、地盤改良材を拡散させたくない範囲に地盤改良材が拡散することがないので、適切な地盤改良を行うことが可能となる。 Moreover, an improvement range can be limited by providing a water blocking wall and performing the groundwater level lowering step and the ground improvement material injection / diffusion filling step. Therefore, not only the ground improvement material can be efficiently injected into the ground to be improved, but also the ground improvement material will not diffuse to the extent that the ground improvement material is not desired to be diffused. It becomes possible.
以下、図面を参照して、本発明の地盤改良材の注入方法の実施形態を説明する。図1〜図4は本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法を説明するもので、図1は地盤改良材の注入方法の説明図、図2は地盤中に地盤改良材を注入して拡散充填する工程を示す模式図、図3は揚水手段の一例を示す模式図、図4は注入手段の一例を示す模式図である。 Hereinafter, an embodiment of a method for injecting a ground improvement material of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 illustrate a method of injecting a ground improvement material according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram of a method of injecting a ground improvement material. FIG. 2 is a diagram of injecting a ground improvement material into the ground. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of pumping means, and FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of injection means.
<地盤改良材の注入方法の概要>
我が国では、プレート境界型巨大地震の発生により地盤の液状化現象が発生し、これによる大規模な被害が予想されている。実際、東日本大震災では、埋立地、堤防や盛り土、護岸等で液状化現象が発生して、様々な被害をもたらした。このため、近い将来発生すると予測されている大規模地震に備えて、早急に液状化対策を行うことが望まれている。
<Outline of injection method of ground improvement material>
In Japan, liquefaction of the ground occurs due to the occurrence of a massive plate boundary earthquake, and large scale damage is expected due to this phenomenon. In fact, during the Great East Japan Earthquake, liquefaction occurred in landfills, embankments, banking, and revetments, causing various damage. For this reason, it is desirable to take measures against liquefaction as soon as possible in preparation for a large-scale earthquake that is expected to occur in the near future.
本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法は、改良対象となる地盤中の地下水位を低下させた後に地盤改良材を注入し、地下水位の回復に伴って注入した地盤改良材を地盤中に拡散充填する方法であり、大規模な工事を行うことなく、適切かつ確実に地盤改良を行うことを可能としたものである。 The ground improvement material injecting method according to the embodiment of the present invention is the method of injecting the ground improvement material after reducing the groundwater level in the ground to be improved, and then injecting the ground improvement material injected along with the recovery of the groundwater level into the ground. It is a method of diffusing and filling inside, and it is possible to perform ground improvement appropriately and reliably without large-scale construction.
なお、以下に示す実施形態では、飽和地盤において地下水位を低下させて、一旦、地盤を不飽和化させ、この不飽和化地盤に地盤改良材を注入して、地下水位の回復(上昇)に伴って地盤改良材を地盤中に拡散充填し、液状化対策を行う工事を例にとって説明を行うが、本発明の地盤改良材の注入方法は、液状化対策工事にのみ適用されるものではなく、地盤改良材の注入を行う工事に対して広く適用することができる。 In the embodiment shown below, the groundwater level is lowered in the saturated ground, the ground is once desaturated, and the ground improvement material is injected into the unsaturated ground to restore (increase) the groundwater level. Along with this, the ground improvement material is diffused and filled into the ground and explained as an example of the construction for countermeasures against liquefaction, but the ground improvement material injection method of the present invention is not only applied to the countermeasures against liquefaction. It can be widely applied to construction for injecting ground improvement materials.
<揚水手段>
本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法では、図1及び図3に示すように、井戸10及び揚水を行うための地下水汲上ポンプ20が揚水手段として機能する。なお、揚水を行うための地下水汲上ポンプ20は、地盤中の地下水位を低下させることができれば、どのようなポンプを用いてもよい。例えば、井戸10の底部に設置された重力排水型の揚水ポンプを使用することもできるし、井戸10中に負圧を発生させて揚水を行う負圧ポンプを使用することもできる。
<Pumping means>
In the method for injecting ground improvement material according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 3, the
なお、負圧ポンプを用いた場合の方が、より一層短時間で地下水位を低下させることができる。また、井戸10の数は、改良対象となる地盤の地質、地下水の湧出状況、改良範囲等に応じて、適宜変更して実施することができる。また、地下水汲上ポンプ20により揚水された地下水は、貯留タンク30に蓄えられ、適切な水質改善処理(例えば、濁水処理)を施した後に放流される。
In the case of using a negative pressure pump, the groundwater level can be lowered in a shorter time. Moreover, the number of the
<注入手段>
本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法では、図1及び図4に示すように、改良対象となる地盤中に注入管40を挿入し、注入管40に接続した注入装置(地盤改良材タンク50及び注入ポンプ60)を用いて、地盤中に地盤改良材を注入する。
<Injection means>
In the ground improvement material injection method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 4, an injection device (ground improvement) in which an
さらに具体的に説明すると、例えば、地盤改良材を地盤改良材タンク50に貯留し、この地盤改良材を注入ポンプ60により注入管40に送出し、地盤中に挿入された注入管40の先端部近傍に設けた注入口41から噴出させることにより、地盤中に地盤改良材を注入する。なお、地盤改良材を地盤中に広く行き渡らせるために、注入管40を引き抜きながら地盤改良材の注入を行ってもよい。また、注入管40の長さ方向の複数箇所に注入口41を設けて、地盤改良材を地盤中に広く行き渡らせることもできる。
More specifically, for example, the ground improvement material is stored in the ground
なお、注入手段は、地盤中に地盤改良材を注入できればとのような装置であってもよく、一般的に使用されている装置を使用し、あるいは注入する地盤改良材の種類に合わせて改良を施して使用することができる。一般的な注入手段としては、二重管ストレーナを用いて削孔及び薬材注入を行う装置、ケーシングを用いて削孔を行った後に孔内に注入管40を挿入して薬材注入を行う装置、曲がりボーリングを行って薬材注入を行う装置等、種々の装置が存在する。
The injection means may be a device that can inject a ground improvement material into the ground, use a commonly used device, or improve according to the type of ground improvement material to be injected. Can be used. As a general injection means, a device for performing drilling and chemical material injection using a double tube strainer, and after performing drilling using a casing, an
<地盤改良材>
本発明で使用する地盤改良材は、地盤中に浸透拡散させるため、ゲルタイムが長いということが条件となるが、この条件さえ満たせば、懸濁型、溶液型、高粘性材料等、どのような地盤改良材を用いてもよい。
<Ground improvement material>
The ground improvement material used in the present invention is required to have a long gel time in order to permeate and diffuse into the ground, but as long as this condition is satisfied, any suspension type, solution type, high viscosity material, etc. A ground improvement material may be used.
<地盤改良材の注入方法の工程>
本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法では、図1(a)に示すように、飽和状態の地盤において、揚水手段(井戸10及び地下水汲上ポンプ20)を用いて地盤中の地下水を揚水し、図1(b)に示すように、地下水位を低下させる。地下水位が低下すると、それまで飽和状態だった地盤が不飽和化する。
<Process of ground improvement material injection method>
In the method for injecting ground improvement material according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 (a), in the ground in a saturated state, groundwater in the ground is discharged using pumping means (well 10 and groundwater pumping pump 20). Pump water and lower the groundwater level as shown in FIG. When the groundwater level drops, the ground that was previously saturated becomes desaturated.
地下水位が所定の位置(深さ)まで低下したら、図1(c)に示すように、注入手段(注入管40及び注入ポンプ60)を用いて地盤中に地盤改良材を注入する。続いて、図1(d)に示すように、地下水汲上ポンプ20を停止して地下水位を回復させると共に、地下水位の回復(上昇)に伴って地盤改良材を地盤中に拡散充填する。なお、地下水汲上ポンプ20を停止した後も、地盤中に地盤改良材が行き渡るまで、地盤改良材の注入を継続することが好ましい。
When the groundwater level is lowered to a predetermined position (depth), as shown in FIG. 1C, the ground improvement material is injected into the ground using the injection means (
また、本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法では、地下水位を低下させる工程よりも前に、改良対象となる地盤の少なくとも一部を囲う止水壁70を設ける工程を実施することが好ましい。この止水壁70は、例えば、図3及び図4に示すように、改良対象となる地盤を囲むように設置するが、改良対象となる地盤の全周囲を取り囲むのではなく、特に、地下水が流入してくる位置のみに止水壁70を設けたり、地盤改良材を拡散させたくない位置のみに止水壁70を設けたりすることができる。
Moreover, in the method for injecting ground improvement material according to the embodiment of the present invention, the step of providing the
<地盤改良材の拡散充填>
本発明の実施形態に係る地盤改良材の注入方法で改良対象となる地盤には、図2(a)に示すように、土粒子80の間に間隙水90が存在する。そして、揚水手段を稼働して、改良対象となる地盤の地下水位を低下させると、図2(b)に示すように、土粒子80の間に存在する間隙水90が排出され、間隙100が生じる。この間隙100内には空気が存在する。
<Diffusion filling of ground improvement material>
As shown in FIG. 2A,
そして、揚水手段を停止して、地盤の地下水位を回復させると、図2(c)に示すように、間隙水90が排出された間隙100に地盤改良材110が拡散充填される。これにより、地盤のせん断強度が大きくなり、過剰間隙水圧の発生が抑制されて、地盤の液状化強度が向上する。
Then, when the pumping means is stopped and the groundwater level of the ground is restored, as shown in FIG. 2 (c), the
<従来技術との比較>
本発明の地盤改良材の注入方法は、改良対象となる地盤中に、圧力をかけて地盤改良材を強制的に注入する従来の地盤改良材の注入方法とはまったく異なる新たな発想に基づくものである。すなわち、本発明の地盤改良材の注入方法では、地盤の地下水位を一旦低下させて、土粒子80中の間隙水90を排出した後、地下水位を回復させることにより、地下水位の回復(上昇)に伴って地盤改良材を地盤中(土粒子の間隙中)に拡散充填する点に特徴がある。
<Comparison with conventional technology>
The ground improvement material injection method of the present invention is based on a new concept that is completely different from the conventional ground improvement material injection method in which the ground improvement material is forcibly injected into the ground to be improved by applying pressure. It is. That is, in the method for injecting ground improvement material according to the present invention, the groundwater level of the ground is once lowered, the
そして、本発明の地盤改良材の注入方法は、従来の薬液注入工法(地盤改良材の注入工法)を用いた種々の用途に適用可能であり、特に改良地盤の均一性が求められる液状化防止や、止水等の用途に適用すると、本発明の優れた効果を十分に発揮することができる。 The ground improvement material injection method of the present invention can be applied to various uses using the conventional chemical solution injection method (ground improvement material injection method), and is particularly effective in preventing liquefaction where uniformity of the improved ground is required. When applied to applications such as water stoppage, the excellent effects of the present invention can be sufficiently exhibited.
また、従来の地下水位低下技術や薬材注入技術を応用して、地盤中の地下水位を低下させて地盤改良材を注入し、その後、地下水位を回復させるだけでよいため、工期の短縮、工事費用の低減等、種々の優れた効果を奏することができる。 In addition, by applying conventional groundwater level lowering technology and chemical material injection technology, it is only necessary to inject ground improvement material by lowering the groundwater level in the ground, and then restore the groundwater level, shortening the construction period, Various excellent effects such as reduction of construction costs can be achieved.
10 井戸
20 地下水汲上ポンプ
30 貯留タンク
40 注入管
41 注入口
50 地盤改良材タンク
60 注入ポンプ
70 止水壁
80 土粒子
90 間隙水
100 間隙
110 地盤改良材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
注入手段を用いて、前記地盤中に地盤改良材を注入する工程と、
前記揚水手段を停止することにより、前記地盤の地下水位を回復させると共に、前記地盤中に地盤改良材を注入する工程を継続して、地下水位の回復に伴って前記間隙水が排出された土粒子の間隙中に前記地盤改良材を拡散充填する工程と、
を含むことを特徴とする地盤改良材の注入方法。 Using the pumping means, once reducing the groundwater level of the ground to be improved , and discharging the pore water in the soil particles ;
A step of injecting a ground improvement material into the ground using an injection means;
By stopping the pumping means, the groundwater level of the ground is recovered and the step of injecting a ground improvement material into the ground is continued, and the soil from which the pore water has been discharged with the recovery of the groundwater level Diffusing and filling the ground improvement material in the gaps between the particles ;
A method for injecting a ground improvement material, comprising:
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