JP6861412B2 - 地盤改良方法 - Google Patents

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本発明は、地盤に打設した注入具を介して薬液等の注入材を注入して地盤改良する地盤改良方法に関する。
この種の地盤改良方法では、薬液注入工法が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。この薬液注入工法では、注入管(注入具)より薬液を地盤中に吐出させ、地盤の空隙(土粒子間の間隙)に薬液を充填して固化改良体を造成する。
特開2015−135030号公報
しかしながら、前記従来の地盤改良方法では、注入管の付近に空洞や砂礫層等の透水性の良い箇所、または、地下水流の影響があると、薬液はその方向(目的とする位置とは別の方向)に流れてしまい、設計等で計画された地盤の所定の箇所での固化改良体の造成が困難であった。
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、地盤に依存していた注入材の注入方向の制御が可能となり、地盤の所定の位置に固化改良体を簡単かつ確実に造成することができる地盤改良方法を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、地盤に注入材を注入する注入具を打設し、前記注入具の吐出口より前記注入材を前記地盤の土粒子間の間隙に吐出させて固化改良体を造成する地盤改良方法において、前記地盤中の過剰水を排出する排水用ボードを該地盤の平面多角形の頂部に相当する位置にそれぞれ配置して打設する共に、前記平面多角形の少なくとも中心位置に前記注入具を配置して打設し、前記排水用ボードから排出される前記過剰水の流出量を計測し、選択的に前記排水用ボードの通水経路を開閉して、前記注入具の吐出口から吐出される前記注入材の注入方向の制御を行いながら前記注入具の吐出口より前記注入材を吐出させて前記地盤中に固化改良体を造成することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の地盤改良方法であって、前記注入具として板幅方向に凹凸状になっているプラスチック製の芯体と該芯体の凹凸状の部分を覆う不透水性のフィルタから成る注入ボードを用いることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2記載の地盤改良方法であって、前記地盤に前記排水用ボードを打設する際に打設ケーシングの内部に前記排水用ボードを挿入した状態で前記打設ケーシングを所定深度まで打ち込むと共に、前記地盤に前記注入ボードを打設する際に別の打設ケーシングの内部に前記注入ボードを挿入した状態で前記別の打設ケーシングを所定深度まで打ち込むことを特徴とする。
以上説明したように、請求項1の発明によれば、地盤中の過剰水を排出する排水用ボードを地盤の平面多角形の頂部に相当する位置にそれぞれ配置して打設する共に、平面多角形の少なくとも中心位置に注入材を吐出する注入具を配置して打設し、排水用ボードの過剰水の流出量を計測しながら注入具の吐出口より注入材を吐出させて地盤中に固化改良体を造成することにより、地盤に依存していた注入材の注入方向の制御が可能となり、設計等で計画された地盤の所定の位置に固化改良体を簡単かつ確実に造成することができる。特に、排水用ボードから排出される過剰水の流出量を計測し、選択的に排水用ボードの通水経路を開閉して、注入具の吐出口から吐出される注入材の注入方向の制御を行うことにより、注入材を地盤の土粒子間の間隙に簡単かつ確実に注入させることができて、注入具の周りに固化改良体を簡単かつ確実に造成することができる。
請求項2の発明によれば、注入具として板幅方向に凹凸状になっているプラスチック製の芯体と該芯体の凹凸状の部分を覆う不透水性のフィルタから成る注入ボードを用いることにより、複数の排水用ボードの間に注入ボードを簡単かつ確実に打設することができ、排水用ボードによる過剰水の排出により地下水の流れが可及的に抑えられた状態で注入ボードの吐出口から注入材を地盤の土粒子間の間隙に確実に吐出させることができる。また、注入ボードの地盤への打設は、従来の二重管ダブルパッカーによる施工法(注入管設置位置を削孔して注入管を建て込み、削孔壁と注入管との隙間を充填する方法)に対して、ケーシングの圧入のみによる施工で簡単に打設できる。さらに、注入ボードは両面の吐出口から注入材を吐出可能であり、任意の深度で多段で吐出位置を設定可能である。
請求項3の発明によれば、打設ケーシングの内部に排水用ボードを挿入し、かつ、別の打設ケーシングの内部に注入ボードを挿入した状態で各打設ケーシングを地盤に打ち込むことにより、複数の排水用ボードの間に注入ボードを簡単かつ確実に打設することができる。
(a)は本発明の各実施形態の地盤改良方法に用いられる注入ボードを地盤に打設した状態を示す側面図、(b)は同注入ボードの正面図、(c)は同注入ボードの部分断面図である。 (a)は本発明の各実施形態の地盤改良方法に用いられる排水用ボードを地盤に打設した状態を示す側面図、(b)は同排水用ボードの正面図、(c)は同排水用ボードの部分断面図である。 (a)は本発明の第1実施形態の地盤改良方法を模式的に示す概略平面図、(b)は施工時に地盤中の過剰水を排水しない地盤改良方法を模式的に示す概略平面図である。 上記第1実施形態の地盤改良方法を模式的に示す概略側面図である。 (a)は本発明の第2実施形態の地盤改良方法を模式的に示す概略平面図、(b)は施工時に地盤中の過剰水を排水しない地盤改良方法を模式的に示す概略平面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1(a)は本発明の第1、第2実施形態の地盤改良方法に用いられる注入ボードを地盤に打設した状態を示す側面図、図1(b)は同注入ボードの正面図、図1(c)は同注入ボードの部分断面図、図2(a)は第1、第2実施形態の地盤改良方法に用いられる排水用ボードを地盤に打設した状態を示す側面図、図2(b)は同排水用ボードの正面図、図2(c)は同排水用ボードの部分断面図である。
図1(a),(b),(c)に示すように、地盤10に薬液等の注入材11を注入する注入ボード(注入具)20は、板幅方向に凹凸状になっているプラスチック製の芯体21と、この芯体21の凹凸状の部分の表面及び裏面側を覆う不透水性のフィルタ22とで構成されており、可撓性の細長い板状に形成されている。
芯体21の凹凸状の部分の複数の凹部21aと不透水性のフィルタ22とで区画形成された空間は注入材11の流路23となっており、各流路23の上側から下側にかけて注入材11を吐出する吐出口24をそれぞれ設けてある。
また、芯体21の上端側には、注入材導入部25を装着してあり、この注入材導入部25に連結された供給用ホース26で薬液等の注入材11を供給するようになっている。さらに、芯体21の下端側にはアンカー27を取り付けてある。このアンカー27は、地盤10中に打設された打設ケーシング16を引き抜くときに打設ケーシング16内の注入ボード20が打設ケーシング16の引き抜きに連動して上がる共上がり現象を防止する部材である。
図2(a),(b),(c)に示すように、地盤10中の地下水等の過剰水13を排出する排水用ボード30は、幅方向に凹凸状になっているプラスチック製の芯体31と、この芯体31の凹凸状の部分の表面及び裏面側を覆う透水性のフィルタ32とで構成されており、可撓性の細長い板状に形成されている。
芯体31の凹凸状の部分の複数の凹部31aと透水性のフィルタ32とで区画形成された空間は、過剰水13の流路(通水経路)33となっており、各流路33内には透水性のフィルタ32を通して過剰水13が芯体31の上端側の排出管36により地上に排出されるようになっている。さらに、芯体31の下端側にはアンカー37を取り付けてある。このアンカー37は、地盤10中に打設された打設ケーシング15を引き抜くときに打設ケーシング15内の排水用ボード30が打設ケーシング15の引き抜きに連動して上がる共上がり現象を防止する部材である。
次に、上記構成の注入ボード20と排水用ボード30を用いて、本発明の第1、第2実施形態の地盤改良方法を説明する。
図3(a)は本発明の第1実施形態の地盤改良方法を模式的に示す概略平面図、図3(b)は施工時に地盤中の過剰水を排水しない地盤改良方法を模式的に示す概略平面図、図4は同地盤改良方法を模式的に示す概略側面図である。
図3(a)に示すように、内部に排水用ボード30を挿入した打設ケーシング15を地盤10の平面四角形(多角形)の頂部に相当する位置にそれぞれ配置して所定深度まで打ち込むと共に、内部に注入ボード20を挿入した打設ケーシング16を平面四角形の中心位置に配置して所定深度まで打ち込む。
次に、各打設ケーシング15内に挿入された排水用ボード30を地中に残置した状態で打設ケーシング15を引き抜いて、排水用ボード30の上端側を地表側に露出させると共に、打設ケーシング16内に挿入された注入ボード20を地中に残置した状態で打設ケーシング16を引き抜いて、注入ボード20の上端側を地表側に露出させる。
次に、図4に示すように、各排水用ボード30で地盤10中の過剰水13を地上に排出しながら注入ボード20の吐出口24より注入材11を地盤10の土粒子間の間隙に吐出・充填させて、図3(a)に示すように、地盤10中の1つの注入ボード20の周りに固化改良体12を造成する。
この際、注入ボード20の吐出口24から注入材11を吐出させ、排水用ボード30の排出管36からの過剰水13の流出量を計測し、過剰水13の流出量を確認し、選択的に各排水用ボード30の流路33或いは排出管36を図示しないバルブを介して開閉する(例えば、過剰水13の流出量が多い場合は、バルブを閉じて過剰水13の流出量を減らし、また、過剰水13の流出量が少ない場合は、バルブを開いて過剰水13の流出量を増やす)ことで、注入ボード20の吐出口24から吐出される注入材11の注入方向の制御を行う。即ち、注入ボード20の周囲の地盤10の土粒子間の間隙に注入材11が均一かつ充分に注入されるようにする。これにより、第1実施形態の地盤改良方法では、4つの排水用ボード30の間に注入ボード20を打設し、注入ボード20の吐出口24の周りの地盤10中の過剰水13の流れを可及的に抑えることができるため、従来地盤10に依存していた薬液等の注入材11の注入方向を制御することができ、設計等で計画された地盤の所定の位置に固化改良体12を簡単かつ確実に造成することができる。
即ち、図3(b)に示すように、注入ボード20の吐出口24から注入材11を吐出する際に、排水用ボード30で地盤10中の過剰水13を排出しながら施工しないと、注入ボード20の付近に空洞や砂礫層等の透水性の高い箇所があると、地下水の流れにより薬液等の注入材11が設計等で計画された地盤の所定の位置とは別の方向に流れてしまい、設計等で計画された地盤の所定の箇所に固化改良体を造成することが困難であったが、図3(a)に示すように、この第1実施形態では、排水用ボード30で地盤10中の過剰水13を排出しながら、注入ボード20の吐出口24より注入材11を吐出させて地盤10中に固化改良体12を所造成することにより、地盤10に依存していた注入材11の注入方向の制御が可能となり、設計等で計画された地盤の所定の位置に固化改良体12を簡単かつ確実に造成することができる。
また、注入ボード20の地盤10への打設は、従来の二重管ダブルパッカーによる施工法(注入管設置位置を削孔して注入管を建て込み、削孔壁と注入管との隙間を充填する方法)に対して、打設ケーシング16の圧入のみによる施工で簡単に打設できる。さらに、注入ボード20は両面の吐出口24から注入材11を吐出可能であり、任意の深度で多段で吐出位置を設定可能である。
図5(a)は本発明の第2実施形態の地盤改良方法を模式的に示す概略平面図、図5(b)は施工時に地盤中の過剰水を排水しない地盤改良方法を模式的に示す概略平面図である。
この第2実施形態では、内部に排水用ボード30を挿入した打設ケーシング15を地盤10の平面三角形(多角形)の頂部に相当する位置にそれぞれ配置して所定深度まで打ち込むと共に、内部に注入ボード20を挿入した打設ケーシング16を平面三角形の中心位置に配置して所定深度まで打ち込む。
次に、各打設ケーシング15内に挿入された排水用ボード30を地中に残置した状態で打設ケーシング15を引き抜いて、排水用ボード30の上端側を地表側に露出させると共に、打設ケーシング16内に挿入された注入ボード20を地中に残置した状態で打設ケーシング16を引き抜いて、注入ボード20の上端側を地表側に露出させる。
次に、排水用ボード30で地盤10中の過剰水13を地上に排出しながら注入ボード20の吐出口24より注入材11を地盤10の土粒子間の間隙に吐出・充填させて、図5(a)に示すように、地盤10中の1つの注入ボード20の周りに固化改良体12を造成する。
この際、注入ボード20の吐出口24から注入材11を吐出させ、排水用ボード30の排出管36からの過剰水13の流出量を計測し、過剰水13の流出量を確認し、選択的に各排水用ボード30の流路33或いは排出管36を図示しないバルブを介して開閉する(例えば、過剰水13の流出量が多い場合は、バルブを閉じて過剰水13の流出量を減らし、また、過剰水13の流出量が少ない場合は、バルブを開いて過剰水13の流出量を増やす)ことで、注入ボード20の吐出口24から吐出される注入材11の注入方向の制御を行う。即ち、注入ボード20の周囲の地盤10の土粒子間の間隙に注入材11が均一かつ充分に注入されるようにする。これにより、第2実施形態の地盤改良方法では、3つの排水用ボード30の間に注入ボード20を打設し、注入ボード20の吐出口24の周りの地盤10中の過剰水13の流れを可及的に抑えることができるため、従来地盤10に依存していた薬液等の注入材11の注入方向を制御することができ、設計等で計画された地盤の所定の位置に固化改良体12を簡単かつ確実に造成することができる。
即ち、図5(b)に示すように、注入ボード20の吐出口24から注入材11を吐出する際に、排水用ボード30で地盤10中の過剰水13を排出しながら施工しないと、注入ボード20の付近に空洞や砂礫層等の透水性の高い箇所があると、地下水の流れにより薬液等の注入材11が設計等で計画された地盤の所定の位置とは別の方向に流れてしまい、設計等で計画された地盤の所定の箇所に固化改良体を造成することが困難であったが、図5(a)に示すように、この第2実施形態では、排水用ボード30で地盤10中の過剰水13を排出しながら注入ボード20の吐出口24より注入材11を吐出させて地盤10中に固化改良体12を所造成することにより、地盤10に依存していた注入材11の注入方向の制御が可能となり、設計等で計画された地盤の所定の位置に固化改良体12を簡単かつ確実に造成することができる。
尚、前記各実施形態によれば、注入具として注入ボードを用いたが、注入具として注入材を吐出する吐出口を備えた円筒状の注入管を用いても良い。また、地盤中の過剰水を排出する排水具として排水用ボードを用いたが、地盤中の過剰水を排出する排出口を備えた円筒状の排水管を用いても良い。
10 地盤
11 注入材
12 固化改良体
13 地盤中の過剰水
15 排水用ボード挿入用の打設ケーシング
16 注入ボード挿入用の打設ケーシング(別の打設ケーシング)
20 注入ボード(注入具)
21 プラスチック製の芯体
22 不透水性のフィルタ
24 吐出口
30 排水用ボード
33 流路(通水経路)

Claims (3)

  1. 地盤に注入材を注入する注入具を打設し、前記注入具の吐出口より前記注入材を前記地盤の土粒子間の間隙に吐出させて固化改良体を造成する地盤改良方法において、
    前記地盤中の過剰水を排出する排水用ボードを該地盤の平面多角形の頂部に相当する位置にそれぞれ配置して打設する共に、前記平面多角形の少なくとも中心位置に前記注入具を配置して打設し、前記排水用ボードから排出される前記過剰水の流出量を計測し、選択的に前記排水用ボードの通水経路を開閉して、前記注入具の吐出口から吐出される前記注入材の注入方向の制御を行いながら前記注入具の吐出口より前記注入材を吐出させて前記地盤中に固化改良体を造成することを特徴とする地盤改良方法。
  2. 請求項1記載の地盤改良方法であって、
    前記注入具として板幅方向に凹凸状になっているプラスチック製の芯体と該芯体の凹凸状の部分を覆う不透水性のフィルタから成る注入ボードを用いることを特徴とする地盤改良方法。
  3. 請求項2記載の地盤改良方法であって、
    前記地盤に前記排水用ボードを打設する際に打設ケーシングの内部に前記排水用ボードを挿入した状態で前記打設ケーシングを所定深度まで打ち込むと共に、前記地盤に前記注入ボードを打設する際に別の打設ケーシングの内部に前記注入ボードを挿入した状態で前記別の打設ケーシングを所定深度まで打ち込むことを特徴とする地盤改良方法。
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