JPH02221510A - 地盤の改良方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地盤の改良方法および装置に係わり、特に、改
良すべき地層内に粒度調整粘土懸濁液をそのヘッド圧に
より自然浸透させるようにした地盤の改良方法および装
置に関する。

〔従来の技術〕

一般に沖積層や埋立地の砂地盤は、地下水位が浅く地下
水が豊富であり、その強度も著しく低く、例えば液状化
の原因などとなる。そのため地盤の透水性を減少させ、
強度を増加させる必要がある。

従来、上記の如き砂地盤に対する地盤改良手段としては
、砂地盤中に仮埋設したロッドや有孔管を通してセメン
ト・粘土の懸濁液や化学薬品の溶液等の改良材をポンプ
によって加圧注入し、この改良材によって上記砂地盤を
固結させることが一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の方法にあっては下記の如き不
都合が生じていた。

すなわち、上記薬剤はゲルタイムが通常、数秒〜ｌＯ数
分、長（とも数１０分であるためポンプにより例えば１
０〜３０　ｋｇ／ａｍ’の高い圧力で注入される。この
ため、グラウトポンプが注入井１本に付き１〜２組必要
であり、かつ、そのための配管や注入井周囲のシールを
耐圧性のものとしなければならず、設備が複雑となりコ
ストのかかるものとなっていた。

また、薬剤が強制的な加圧によって注入されるため、注
入薬剤が地層の特に脆弱部のみに集中したり、あるいは
目的外の地層に逃げ込んだりする現象が生じ易く、地層
全体への均一な注入が困難であった。そのため、注入量
や注入範囲を見定める注入管理が難しいものとなってい
た。また、このように薬剤を高圧で注入するため、時と
して周辺地盤に変状を来す、といった不都合を生じるこ
ともあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、上記欠点
を排除し、注入剤を目的とする地層へ均一に注入するこ
とができ、かつ、注入管理を確実かつ容易に行うことの
できる地盤の改良方法および装置を提供することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明に係る地盤の改良方法は、ベントナイト
等の粘土の懸濁液から、該懸濁液中に含まれる粘土粒子
を分級することにより粒度調整粘土懸濁液を作成する工
程と、前記粒度調整粘土懸濁液を、粘度変化が生じない
ように維持しながら地下水位よりも上位において一定水
位に貯留する工程と、前記粒度調整粘土懸濁液を目的と
する地層に注入するための注入管を複数本所定間隔で地
盤内に設置する工程と、前記注入管内に前記粒度調整粘
土懸濁液を注入し、該粒度調整粘土懸濁液を前記水位に
よって生じる水頭圧により改良すべき地層内に自然浸透
させる工程と、を有することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明に係る地盤の改良装置は、ベント
ナイト等の粘土の懸濁液から該懸濁液中に含まれる粘土
粒子を分級処理することにより得た粒度調整粘土懸濁液
を、改良すべき地層内に注入することにより地盤の改良
を行う装置であって、地盤内に複数本所定間隔で埋設し
た粒度調整粘土懸濁液注入用の注入管と、粒度調整粘土
懸濁液を地下水位以上の一定水位に貯留するための定水
位槽と、粒度調整粘土懸濁液を前記定水位槽を介して常
時循環させるための循環槽と、前記定水位槽と前記各注
入管とをつなぐ注入ラインと、を備えた構成のものとし
た。

〔作用〕

粘土の懸濁液を分級処理することにより、粘土粒子のう
ち例えば粗粒子分を含まない粘土懸濁液、すなわち粒度
調整粘土懸濁液を作成することができる。この粒度調整
粘土懸濁液は、循環させることにより一定粘度に保持し
た状態で長期間の貯留が可能である。

粒度調整粘土懸濁液を地下水頭より上位に貯留すること
により、そのヘッド圧により粒度調整粘土懸濁液は地層
内に自然浸透するものとなる。その際、該懸濁液は含有
粘土粒子の粒度を調整されたものであるから浸透過程に
おいて泥膜や目詰まり等を起こすことがなく、しかも自
然浸透により均一な充填が図れるものとなる。

〔実施例〕 以下、本発明の第１実施例を添付の図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明に係る地盤の改良装置の−実施例で、本
発明を細砂地盤に適用した例を示すものである。また、
図示例のものは、その細砂層が被圧状態（改良すべき帯
水層中の地下水の水頭がその帯水層の上側境界面より高
い位置にある状態）にある場合について示したものであ
る。

図において符号Ｇは地盤、Ｗは地下水頭、■は本発明に
より改良すべき細砂層、２は細砂層１の下層を構成する
シルト層、３，３．・・・は地表より前記細砂層１に貫
入された複数本の注入管（注入井）、４は注入管３内に
注入すべき粒度調整粘土懸濁液Ａ（後述）を所定水位（
水頭）に保つための定水位槽、５は粒度調整粘土懸濁液
Ａを前記所定水位槽４を介して循環させるための循環槽
、６は粒度調整粘土懸濁液入を前記定水位槽４より前記
注入管３，３．・・・に注入するための供給ラインであ
る。

前記循環槽５に貯留される粒度調整粘土懸濁液Ａは、ポ
ンプ７により循環ライン８を介して定水位槽４に汲み上
げられる。定水位槽４には、循環槽５に延びるオーバー
フローライン９が設けられている。これにより、粒度調
整粘土懸濁液Ａは、これら循環槽５および定水位槽４を
循環しながら常に一定水位に保たれるものとなっている
。

この場合において、循環槽５に貯留される前記粒度調整
粘土懸濁液Ａは、例えば第２図に示す注入用粘土懸濁液
作成装置１０によって作成されるものとなっている。

該装置１０において符号１１は水とベントナイト等の粘
土とを混濁させて濃度５％以下の粘土懸濁液を作成する
ミキサー　１２はミキサー１１にて作成された粘土懸濁
液を所要時間静置させて、粘度粒子を十分に膨潤させる
ための膨潤槽、１３は膨潤槽１２からの粘土懸濁液を一
時貯留する貯留槽、１４は粘土懸濁液から粒度の粗い粒
子を分離除去するための分離装置、１５は前記分離装置
１４にて処理された粘土１％［液からさらに粘土の細粒
分のみを分離させる濾過装置である。また、符号１６〜
２０は前記各装置・槽を接続するラインである。この場
合における前記分離装置１４としては、高Ｇ　（高遠心
力）で運転される連続処理型の遠心分離装置が望ましく
、例えば自動排出形遠心分離機、あるいは高速デカンタ
等が好適である。また、この場合における前記濾過装置
１５は、粒径１μｍまでの固形物の分離を連続処理可能
なフィルター装置としている。

なお、ここで言う“粘土”とは、ベントナイトの他、自
然地盤中に含まれる粘土、あるいは現地発生上から分離
して取り出した粘土成分等を含むものである。

前記注入管（注入井）３は、改良範囲および改良すべき
地層の状態に応じて配置される。この注入管３は例えば
第３図および第４図に示すようなもので、パイプ下端あ
るいは管壁に開口部３ａを有したものとなっている。ま
た、各注入管３，３゜・・・における地表より突出した
上端部からは、第５図に示すように、該注入管３と連通
ずる透明樹脂管２２がそれぞれ立ち上げられている。該
透明樹脂管２２は、少なくとも前記定水位槽４によって
定められる水位よりも上方に延出したものとなっている
。

次に、上記の如く構成された地盤の改良装置の作用と共
に、・本発明に係る地盤の改良方法を説明する。

注入井の設置は、小径の孔をポーリング等により掘孔し
、その小径孔と同心的に、僅かに大径となる注入管３を
貢大していくことにより行う。ただし、特に地盤が軟い
場合には、該注入管３を、いわゆる掘孔用ケーシングチ
ューブとして機能させることも可能である。これら注入
管３（注入井）は、下記の式による試算結果を参考に施
工条件や改良すべき細砂層１の状態に鑑みて約２ｍ〜８
ｍの間隔で設置する。

ここに、 Ｄ：　１本の注入井による改良範囲の直径（ｍ）ｑｗ：
注入井から注入可能な清水の流量（ｍ’／ｈ）Ｔ：注入
継続時間（ｈ）；最長ｔｏｏｈ程度α：充填率 Ｆ７：改良地盤の間隙率 μｍ／μＷ：水に対する注入液の粘度の比ＦＩ：改良地
盤の厚さ（ｍ） 注入井から注入可能な清水の流量ｑｗは、実際の注入と
同条件で予め清水を注入することにより簡単に求められ
るが、これを行わない場合には地盤の透水係数から井戸
の公式を用いて計算することもできる。

一方、前記注入管３，３．・・・の設置と平行して、前
記注入用粘土懸濁液作成装置ｌＯを稼動させる。

この注入用粘土懸濁液作成装置１０では、まず前記ミキ
サー１１により濃度５％以下の粘土懸濁液を作成し、そ
れを膨潤槽１２に貯留する。前記粘土懸濁液はこの膨潤
槽１２にて約１２時間〜２４時間にわたり静置されるこ
とにより、粘土粒子が十分に膨潤される。ここにおける
粘土懸濁液は、通常の泥水工法等において一般に用いら
れる懸濁液と同じもので、おおよそ粒径最大４０μＩｍ
〜７０μｍまでの粒子（固形物）を含んだものとなりて
いる。膨潤槽１２から粘土懸濁液は一旦、貯留槽１３に
移された後、分離装置１４にかけられる。

この分離装置１４は、上述のとおり極めて高い遠心力に
より固液分離または分級を行うものであるから、これに
より粘土懸濁液に混入された粒子の内、粒度の大きいも
のが除去される。この分離装置１４を通過した粘土懸濁
液は、さらに濾過装置１５にかけられることにより、大
部分が粒度径５μｍ以下となる粒度調整粘土懸濁液Ａが
作成される。懸濁粒子の大部分が粒度径１μｍ程度とな
ればなお好ましい。ただし、前記分離装置１４によって
懸濁液中の粘土粒子が所望する微細なものとされた場合
には濾過装置１５をバイパスすることもできる。

粒度調整粘土懸濁液Ａを作成する際の分級目安として本
出願人は、実験の結果、この粒度調整粘土懸濁液Ａに含
まれる粘土粒子の粒径が、改良すべき地盤の２０％粒径
のおおよそ１／２５〜１／１００以下となるように粗粒
子分を分離・除去すればよい、との知見を得た。上記数
値に幅があるのは、例えば２０％粒径が０．１ｍｍ程度
の細砂に対しては、粘土粒径がその１／１ｏｏ（＝１μ
ｍ）以下であることが好ましく、粗砂層あるいは中砂層
に対しては粘土粒径がそれらの１／２５以下であればよ
いからである。上記で、′２０％粒径が０．１ｍｍの砂
”とは、ある砂を仮に０．１ｍｍ目のフルイに掛けたと
きに、全質量のうちの２０％がそのフルイを通過したと
き、その砂は２０％粒径が０．１ａ＋＋ｎの砂と言うわ
けである。

上記の如く作成された粒度調整粘土懸濁液Δが、第１図
または第２図に示される前記循環槽５に供給される。

この循環槽５内の前記粒度調整粘土懸濁液Ａは、ポンプ
７、循環ライン８を介して定水位槽４に汲み上げられる
。この定水位槽４において粒度調整粘土懸濁液Ａは、オ
ーバーフローライン９の作用により常に一定水位に保た
れるものとなる。また、オーバーフローライン９からの
余剰分は再び循環槽５に戻される。さらにこの粒度調整
粘土懸濁液Ａは、このように循環槽５．定水位槽４間を
常時循環され流動していることにより澱むことがな（、
よって粘土粒子の沈降分離やチキソトロピー性等による
粘性変化を生じせしめず常に一定粘度（ａ度）を保つこ
とができ、ゲル化することもない。

さて、上記の如き粒度調整粘土懸濁液Ａが満たされた定
水位槽４と各注入管３，３．・・・とを注入ライン６を
介して連通させると、粒度調整粘土懸濁液Ａは各注入管
３内に満たされ、かつ、そのヘッド圧が注入管３内に満
たされた粒度調整粘土懸濁液Ａに加えられるものとなる
。そして、このヘッド圧は地下水により細砂層１が含有
する水分に与えられている圧力（地下水位Ｗによる水頭
圧）よりも高いため、粒度調整粘土懸濁液Ａは、それら
細砂層１内に含有される水分を排除しながら、細砂層を
構成する細砂粒子間に浸透して行く。この際、粒度調整
粘土懸濁ｉ（Ｉ　Ａを構成する粘土粒子は、上記の如く
通常の粘土懸濁液を構成する粘土粒子に比して極めて微
細なものであるため、細砂に対しても目詰まり等を生じ
ることな（浸透して行くことが可能となり、確実に細砂
層ｌ全体に均一に充填されるものとなる。注入される粒
度調整粘土懸濁液Ａは、従来の薬液と異なりゲルタイム
が極めて長いため、このような静水圧による長時間の自
然浸透注入が現実的に可能となるわけである。

また、粒度調整粘土懸濁液入が注入管３に流入する際、
本管に比して細い支管内を流動する時に流速に比例した
圧力損失が生じる。このため各注入管３，３．・・・の
上端部に設けられた前記透明樹脂管２２には、第５図に
示す如く、定水位槽４の水槽水位１２１に対して低いレ
ベルＱ、に液面が位置するものとなる。これら両レベル
の差Δｈが圧力損失であり、このΔｈを読み取ることで
、注入ｆｆ１Ｑを次式、 Ｑ＝Ｋ・Δｈ　　　　（Ｋ：換算係数）で求めることが
できる。なお、このΔｈはあまり大きなものではなく、
高精度の測定には難があるので、流量を厳密に知りたい
場合には正規の流量計や圧力計等を設置してもよい。

ここで次に示す表および第６図（表をグラフ化したもの
）は本出願人が実施した実験の結果を示したものである
。

表 これらより、本発明に係る粒度調整粘土懸濁液Ａが約２
日間、あるいはそれ以上の長期（長時間）にわたり細砂
層間に浸透することが解る。図中、同一条件で清水を注
入した例が参考のため示しである。泥水工法等で用いら
れる通常の粘土懸濁液が、長（ともせいぜい半日以内で
浸透を停止してしまうことを考慮したとき、如何に該粒
度調整粘土懸濁液Ａの浸透性が優れているかが判る。

また、第７図はＡＰＩ規格の濾過試験器を用いた室内試
験による、粒度調整粘土懸濁液Ａと未処理の粘土懸濁液
との浸透性について比較したものである。ちなみに、こ
の試験は第８図に示す濾過試験′ａ５０を用いて下記の
条件で実施したものである。濾過試験器５０の各部の部
材名のみを述べれば、５１はフレーム、５２は押さえス
クリュー５３はメスシリンダー　５４はサポート、５５
は蓋、５６は払い弁、５７はバッキング、５８はシリン
ダーセル、５９はろ紙、６０はスクリーン金網、６１は
ドレーンチューブである。実験条件は、△シリンダーセ
ル５８：内径７６．２ｍｍ。

高さ６３．５ｍａ＋以上、 Δ加圧装置二通常エアーコンプレッサーまたは炭酸ガス
ボンベから調圧弁を介して作用させる。

△ろ紙：東洋ろ紙ＮＯ，４，直径９０ｓ＋ｓ相当。

Δ金網：目の開きＯ，１７〜０．２５ａ＋ｍのもの。

△方法：底蓋にバッキング５７Ｃ１金網６０．ろ紙５９
．バッキング５７ｂの順に置き、その上にシリンダーセ
ル５８を締め込む。次にシリンダーセル５８内に試験液
を２９０ａ＋１以上入れる。上蓋を密閉固定し、３　ｋ
ｇｒ／ｃ＋＋＋’の圧力を３０分間加え、容器下端から
流出するろ水量（ｍｌ）を測定する。

このように第７図からも、粒度調整粘土懸濁液への浸透
性が極めて優れていることが一目瞭然に解る。

したがって、細砂層１の状況や、改良の程度に応じて所
定の期間にわたって上記状態を維持すれば、細砂層１全
体に十分な量の粒度調整粘土懸濁液Ａが浸透して地下水
と置換され、その後チキソトロピー性により徐々にゲル
化する。これによって細砂層１を固結させ、その強度を
高めるとともに止水性を確保することができるものとな
る。

また第９図は、施工後の止水（透水性低下）効果をみる
実験の結果の一例を示すグラフで、井戸（例えば試験弁
）内の地下水を１．５ｍ揚水した時の回復時間を示して
いる。施工前では数１０分で水位が元の状態に回復して
いる（つまり透水性が高い＝止水効果が小さい）のに対
し、施工後は２日以上たっても水位が４０ｃｍ程度まで
しか回復せず、高い止水効果が発現していることが判る
。ちなみに、施工後における改良地盤の透水係数（ｋ＝
　２．６　Ｘ　１０−’ａｍ／ｓ　）は、難透水層に匹
敵スル値である。

以上の如く、上記地盤の改良方法によれば、注入液とし
て、粒度調整粘土懸濁液入を使用するため、粘土粒子を
、目詰まり等を生じさせることな（細砂粒子間に確実に
浸透させることができるものとなる。しかもその際、粒
度調整粘土懸濁液Ａを、定水位槽４における水頭圧によ
って注入するものであるから、注入液を、細砂層１の特
定部分に集中させることなく細砂層ｌ内全体にまんべん
なく均一に浸透させることができる。また、このように
粒度調整粘土懸濁液Ａを低い静置圧にて注入することに
より、細砂層１の透水性と注入液の粘度とを把握してお
けば、該粒度調整粘土懸濁液への浸透量および浸透範囲
を正確に推定することが可能で、地盤Ｇや構造物を変状
させることもな（注入管理が容易なものとなる。

例えば、注入圧により地！Ｇに上向きの水圧が作用する
と、土粒子に上向きの力が作用することになる。このた
め水圧がある値（限界動水勾配置ｃ）以上になると、土
粒子が流動化してクイックサンド状態となりボイリング
を生じるとになる。限界動水勾配は次式で示される。

ここに、Ｇｓ：土粒子の比重、ｅ：土の間隙比である。

そこで、ボイリングによる地盤変状を生じないためには
動水勾配をｉｃ未満に抑えればよい。

いま、第１０図に示すような実例について試算すると、
以下のようである。

ｉ＜ｉｃ ・・・・・・（２） 上記（１）式より、 また、ｉ　＝　Ｐ　／　Ｈなので、（２）式より、とな
る。

従って、注入圧（水頭）Ｐは、Ｈζ６ｍの場合には５．
１ｆｆｉ、Ｈ＝ｌＯｍの場合には８．５１１＋未満にす
ればボイリングを生じせしめないことになる。

さらにこの地盤の改良方法によれば、従来必要であった
注入用のグラウトポンプや耐圧配管、耐圧シール等を使
用する必要がなく、シかも第１図の如く注入ライン６を
分岐させるだけで、同時に複数本の注入井（注入管３）
に対して施工が可能となるため、装置・設備が極めて簡
便なもので済み、加えて、注入材料も安価な粘土である
ため高価な薬液の数１０分の１の価格で済む等、施工費
用を大幅に削減することが可能となる。

さらに、粒度調整粘土懸濁液への注入は、注入管３を地
盤内に設置したまま行うため、孔壁が保護され、施工中
の孔壁崩壊が確実に防止されるものとなる。また、本実
施例のものでは、各注入管３．３．・・・のそれぞれに
流量計測手段（透明樹脂管２２）を設置しているため、
これにより各注入管３．３．・・・の浸透状態、各注入
管３間の相対的な注入量の差などを把握することができ
る。そして、第１図、第５図に示す如く、それぞれの注
入管３に対応させて、注入量を制限するバルブ２１を設
けておくことにより、特定の注入管３（例えば特に浸透
速度の遅い注入管３　）のみに粒度調整粘土懸濁液入を
供給する、等の操作も可能である。

第１１図は、本第１実施例において、改良すべき細砂層
１が不正帯水層である場合について示したものである。

この場合でも工法としては上記例のものと同じである。

この場合は、注入管３として、改良すべき細砂層ｌに対
応する部分の管壁に開口部３ａ（スクリーン）が設けら
れたもの（例えば第４図もの）を使用すればよい。本例
にあっても、上記実施例のものと同様の効果を得ること
ができる。

ちなみに、今回、本出願人は上記地盤の改良方法と同時
に、施工後の改良効果を確認する方法（装置）として第
１２図に示す如き装置および方法を開発した。地盤改良
後の透水性が低い地盤における施工効果（透水性）の確
認法としては、単孔式現場透水試験のうち既に、ｉ）揚
水法（変水位法−回復法）、ｉｉ　）注水法（変水位法
）、１ｉｉ）定水位注水法、等が実施されている。揚水
法は、第１３図中線図ａで示される如（、−度、試験井
内の水を自然地下水位以下まで排出して低下させた後、
試験井内の水位の上昇（回復）程度を検出するもの、変
水位注水法は、試験井内に注水して水位を上昇させた後
、その下降程度を検出するもの（図中線図ｂ）、また、
定水位注水法は、試験井内の水位が常に一定レベルを保
つように注水を行い、そのときの注水量により透水係数
を算出するもの（図中線図Ｃ）、である。今回提供のも
のを第１２図を参照して説明すると、図中符号３０は試
験片であって、この試験片３０は前記注入管（注入井）
３，３．・・・のうちの−本（あるいは複数本）を利用
してもよいし、別途設けてもよいものである。

前記試験片３０は、該試験弁３０内の水を配管３１を介
して汲み上げるための揚水ポンプ３２、初期水位り。よ
り下位の任意レベルＬ１に設けられた電極Ｅ１、前記レ
ベルＬ１より下位のレベルＬ。

に設けられた電極Ｅ　ｔ　、電極Ｅ、のさらに下方に設
けられた電極ＥＯ％これら電極Ｅ。、Ｅ、、Ｅ、（７）
信号により前記揚水ポンプ３２の０Ｎ１０ＦＦ制御を行
うレベルスイッチ３３、試験弁３０内の水位（深度）を
検知する水位計３４、該水位計３４からの信号を記録す
るコンピュータ３５等を備えた構成となっているもので
ある。また、同図中符号３６は山砂、３７は遮水モルタ
ル、３８は珪砂からなるフィルターを示している。この
試験片３０による確認法は定水位揚水法および変水位揚
水法（回復法）の一種であって、試験弁３０内の水位を
、排水（揚水）と回復とにより一定範囲内において繰り
返し、そのときの水位回復状態や揚水量より、改良すべ
き地層の透水係数等、地盤の改良効果を確認するもので
ある。すなわち、該試験弁３０内の水位が高位にある電
極Ｅｌ（レベルＬＩ）に達すると、レベルスイッチ３３
が作動して揚水ポンプ３２を起動させ水を排出し、排出
によって水位が低位にある電極Ｅｔ（レベルＬ、）まで
降下したら揚水ポンプ３２を自動停止し、試験弁３０内
の水位が再び上昇するのを待つというものである。すな
わちこの試験法によれば、第１３図に符号ｄで示す如き
線図が得られるものとなるわけである。従来の試験法に
おいて、ｉ）の揚水法にあっては貯留係数を求めること
ができず、ｉｉ）、１ｉｉ）の注水法にあっては透水係
数の算定方法が限定され、かつ孔壁目詰まり等によって
実際より低目の値が出る等の欠点があったが、本試験法
によれば、透水係数および貯留係数の両方が求められ、
しかも複数の方法で算定できるので信頼性の高い算定結
果を得ることができるものとなる。

次に第１４図および第１５図は、本発明の第２実施例を
説明するものである。上記第１実施例では、粒度調整粘
土懸濁液Ａが注入される地層すなわち改良すべき地層が
細砂層である場合について述べたが、本第２実施例は、
粗砂層あるいは中砂層を対象としたものである。

第１４図に示されるものは、本第２実施例における注入
用粘土懸濁液作成装置ｌＯ′を示すものである。先に第
２図に示した注入用粘土懸濁液作成装置１０と同一構成
要素には同符号を付してその説明を省略する。本図中符
号３９は沈降槽、４０は液体サイクロンである。該液体
サイクロン４０のオーバーフロー側からはライン４１が
循環槽５′に延びている。この循環槽５′には、上記第
１実施例と同様な構成で、これに係わる定水位槽４′、
ポンプ７′、循環ライン８′、オーバーフローライン９
′等が配置されている。定水位槽４には、ここでは図示
を省略しであるが、第１図と同様に注入ライン６′の一
端が接続される。−方、前記液体サイクロン４０のアン
ダーフロー側に貯留槽１３が設けられている。そして、
この貯留槽１３からはライン４２が、上記とは別の循環
槽５′に延びている。この循環槽５′にも、これに係わ
る定水位槽４′、ポンプ７′、循環ライン８′、オーバ
ーフローライン９′、注入ライン６′等が同様に構成さ
れている。

上記注入用粘土懸濁液作成装置１０’によれば、ミキサ
ー１１にて作成された粘土懸濁液が一旦、沈降槽３９に
貯留され、ここで含まれる粘土粒子のうち粒径４０μ−
程度以上の粗粒子分が沈降によって分離される。その後
、この粗粒子分の除去された粘土懸濁液が前記液体サイ
クロン４０にかけられることとなる。この液体サイクロ
ン４０では、沈降槽３９からの上記粘土懸濁液中に含ま
れる粘土粒子のうち、所定粒径（例えば粒径１０μｍ）
未満のものはオーバーフロー側に、それ以上のものはア
ンダーフロー側に分離される。そして、オーバーフロー
分はライン４■を介して一方の循環槽５′に、アンダー
フロー分は貯留槽１３に一旦貯留された後、ライン４２
を介して他方の循環槽５′に貯留される。その後の作用
は上記実施例と同様であり、これら各循環槽５’、５’
にそれぞれ貯留された粒度調整粘土懸濁液Ａ’　、Ａ’
は、定水位槽４′、４′を介して循環されることにより
常時一定粘度と濃度に保持される。

−力筒１５図は、本実施例における注入井部分を示して
おり・、図中符号４５は中砂層（粒径０．２１鵬〜０　
、６　ｍｓ）、４６は中砂層４５下部の粗砂層（粒径０
　、６　ｍｍ〜２　、０　ｍｍ）である。それぞれの層
４５．４６に対応して注入管３’、３’が地表より埋設
されており、これら注入管３’、３’は図示の如く、そ
れぞれ注入の対象となる部分に開口部３日を有した構成
のものとなっている。そして、一方の注入管３′には前
記定水位槽４′からの注入ライン６′が、また他方の注
入管３′には前記定水位槽４″からの注入管ライン６′
が接続される。

上記構成では、一方の定水位槽４′からの粒度調整粘土
懸濁液Ａ′が注入管３′を介して中砂層４５に、また、
他方の定水位槽４′からの粒度調整粘土懸濁液Ａ′が注
入管３′を介して粗砂層４６に静置圧注入される。

ここで、定水位槽４′に貯留された粒度調整粘土懸濁液
Ａ′は、含まれる粘土粒子の径が１０μｍ以下のもので
あるから、粒径０．２＋ｎｍ〜２．Ｏｍｍとなる中砂層
に対し、定水位槽４′の水頭圧による自然浸透注入が可
能となるとともに、目詰まり等を生じることもなくスム
ーズに注入されるものとなる。しかも、層の粒径に対し
粒度調整粘土懸濁液Ａ′に含まれる粘土粒子径が細か過
ぎることもないから適度な充填性を生じ、逸水して過度
（無限）に浸透することもなく、かつ、注入された粒度
調整粘土懸濁液が地下水流動により容易に流出（すなわ
ち粘度が低すぎることに原因して）されるおそれもない
。このことは、粗砂層４６に対しても同様である。

すなわち、定水位ＰＪ４′に貯留された粒度調整粘土懸
濁液Ａ’は、含まれる粘土粒子の径が１０μｍ〜４０μ
ｌであるから、粒径０．６１〜２゜０ＩｌｌＩとなる粗
砂層４６に対し、定水位槽４′の水頭圧による注入が可
能となるとともに、顕著な目詰まり等を生じることもな
くスムーズに静置圧注入されるものとなり、また、層の
粒径に対し粒度調整粘土懸濁液Δ′に含まれる粘土粒子
径が細か過ぎることもないから、効率的な注入が実施さ
れることとなるわけである。

以上から、・中砂層あるいは粗砂層に対しても上記第１
実施例で得られる上述の種々の効果、すなわち注入液の
対象層全体への均一な浸透、低コスト化、周辺地盤への
悪影響の防止、等々を同様に得ることができる。

また、本第２実施例による注入用粘土懸濁液作成装置１
０′にあっては、上記第１実施例に示した同装置１０に
比して処理精度の低い機器を用い、かつ単純な構成のも
ので足り、より低コストでの施工が望める。さらに、注
入用粘土懸濁液作成装置１０′を本実施例の如く構成し
た場合には、上記のように中砂層注入用の粒度調整粘土
懸濁１（ＩＥ　Ａと粗砂層性入用の粒度調整粘土懸濁液
Ａ′との同時生産が行なわれ、効率的である。そして、
注入管３についても上記注入管３’、３’の如（構成す
ることにより、中砂層４５と粗砂層４６とへの同時注入
が可能となり、極めて効率的な施工が望めるようになる
。

第１６図のものは、本第２実施例のものを発展させて、
上記第１実施例で示した細砂層１の改良も行えるように
したものである。図中、前述のものと同じ構成要素には
同符号を付してその説明を省略する。

この例は、先の第１４図のものにおいて、前記液体サイ
クロン４０から延びたライン４１と、循環槽５′との間
に第２の液体サイクロン４７を設け、そのアンダーフロ
ー側に前記循環槽５′を配置するともに、オーバーフロ
ー側に前記第１実施例で示したものと同じ循環槽５をラ
イン４３を介して配したものである。前記第２の液体サ
イクロン４７は、前記液体サイクロン４０より分級能力
が高く、粒径５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下の粒子
を分級できるものである。

すなわち、注入用粘土懸濁液作成装置１０’をこのよう
に構成すれば、循環槽５　（定水位槽４）には粒径５μ
ｍ以下の粘土粒子のみを含む粒度調整粘土懸濁液Ａが、
循環槽５′　（定水位槽４′）には粒径約５μｍ〜１０
μｍの粘土粒子を含む粒度調整粘土懸濁液Ａ′が、循環
槽５′　（定水位槽４′）には粒度約１０μｍ〜４０μ
ｍの粘土粒子を含む粒度調整粘土懸濁液Ａ′が循環貯留
されることとなる。よって、第１５図のものと同し要領
で、地盤の細砂層１１．中砂層４５．粗砂層４６に注入
管３　　（３’　、３“）をそれぞれ対応させて設置し
、それぞれに、各定水位槽４．４’　、４’からの粒度
調整粘土懸濁液Ａ、Ａ’　、Ａ’を注入すれば、細砂層
１、中砂層４５、粗砂層４５の全ての改良を平行して同
時に実施することも可能である。

なお、本発明においては、前記定水位槽４の設置高さを
変化させること等により粒度調整粘土懸濁液Ａの水位を
変化させ、これにより全体の注入圧を地盤状況等に応じ
て若干変化させることも可能である。さらに、実施例で
は注入管３，３．・・・が地盤Ｇに垂直に設置された例
のみを示したが、例えば法面や切羽等からこれらを水平
方向あるいは傾斜方向に設置してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、請求項１の発明に係る地盤の改良
方法によれば、注入液として粒度調整粘土懸濁液を用い
るため、粘土粒子を改良すべき地盤（地層）に目詰まり
等を生じさせることな（確実に行きわたらせることがで
きる。しかも該粒度調整粘土懸濁液を、定水位槽におけ
る低い静置圧によって注入するものであるから、注入液
を特定部分に集中させることな（、かつ他の地層に影響
を与えることなく改良すべき層内金体にまんべんなく均
一に拡散させることができる。また、粒度調整粘土懸濁
液を静置圧にて注入することにより、該注入液の浸透量
および浸透範囲の推定をする上での確実性が増し、注入
管理を正確かつ容易に行えるようになる上、高圧の注入
用ポンプや耐圧配管、耐圧シール等を使用する必要がな
く、しかも同時複数本施工が容易に実現できるものとな
るため、装置・設備が極めて簡便なもので済み、施工費
用を大幅に削減することが可能となる。さらには、粒度
調整粘土懸濁液の注入を、注入管を地盤内に設置したま
ま行うため孔壁が保護され、施工中の孔壁崩壊が確実に
防止される、といった効果を奏することができる。

また請求項２の発明に係る地盤の改良装置によれば、上
記方法を確実に実現するとともに、注入すべき粒度調整
粘土懸濁液の粘度を常時一定なる低粘度に保つことがで
き、上記方法によって得られる注入効果をさらに助長す
ることができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による地盤の改良装置の一
実施例を示す全体側断面図、第２図は同実施例による注
入用粘土懸濁液作成装置を示す概略構成図、第３図およ
び第４図はそれぞれ注入管を地盤Ｇと共に示す置所面図
、第５図は、一実施例における注入管の上部構造を示す
立面図、第６図および第７図は実験結果の一例で第６図
は経過時間と累積注入量との関係を示すグラフ、第７図
は経過時間と累積浸透量を示すグラフ、第８図は濾過試
験器を示す斜視図、第９図は経過時間と水位降下との関
係を示すグラフ、第１０図は注入管が設置された地盤の
一部を示す縦断面図、第１１図は改良装置の他の構成例
を示す全体側断面図、第１２図は試験弁を観測装置と共
に示す側断面図、第１３図は施工後の現場透水試験にお
ける経過時間と水位降下との関係を示すグラフ、第１４
図は本発明の第２実施例による注入用粘土懸濁液作成装
置を示す概略構成図、゛第１５図は同実施例による注入
管を地盤Ｇと共に示す立話面図、第１６図は注入用粘土
懸濁液作成装置の他の構成例を示す概略構成図である。 １０゜ １０′ １０’ ・・・・・・注入用粘土懸濁液 作成装置、 ４５・・・・・・中砂層、 ４６・・・・・・粗砂層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベントナイト等の粘土の懸濁液から、該懸濁液中
   に含まれる粘土粒子を分級処理することにより、粒度調
   整粘土懸濁液を作成する工程と、前記粒度調整粘土懸濁
   液を、粘度変化が生じないように維持しながら地下水位
   よりも上位において一定水位に貯留する工程と、 前記粒度調整粘土懸濁液を、目的とする地層に注入する
   ための注入管を複数本所定間隔で地盤内に設置する工程
   と、 前記注入管内に前記粒度調整粘土懸濁液を注入し、該粒
   度調整粘土懸濁液を、前記水位によって生じる水頭圧に
   より改良すべき地層内に自然浸透させる工程と、 を有することを特徴とする地盤の改良方法。
2. （２）ベントナイト等の粘土の懸濁液から、該懸濁液中
   に含まれる粘土粒子を分級処理することにより得た粒度
   調整粘土懸濁液を、改良すべき地層内に注入することに
   より地盤の改良を行う装置であって、 地盤内に複数本所定間隔で埋設され、前記粒度調整粘土
   懸濁液を目的とする地層内に注入する注入管と、 前記粒度調整粘土懸濁液を地下水位以上の一定水位に貯
   留するための定水位槽と、 前記粒度調整粘土懸濁液を前記定水位槽を介して常時循
   環させるための循環槽と、 前記定水位槽と前記各注入管とをつなぐ注入ラインと、 を備えていることを特徴とする地盤の改良装置。