JPH03191112A - 薬液注入工法 - 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］ この発明は、軟弱或いは滞水地盤を強化または止水する
為の地盤改良技術の内、ガイド管とガイド管内に挿入可
能な単管または多重管構造の注入管とからなる、薬液注
入工法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、建設工事の発展とその規模の拡大に伴い、地盤改
良技術の開発も目覚ましいものがあり環境保全は熱論の
こと、改良効果の確実性と安全性にも優れた、各種地盤
改良工法が考案されている。

薬液注入とは、軟弱或いは滞水地盤に対して予め設定し
た固結時間に調合した薬液を注入ポンプにより加圧して
注入域地盤に注入する地盤改良技術の一つであって、公
知の薬液注入工法は注入域地盤に効率良く注入し固結さ
せる方法を目的とした注入装置または薬液の種類、或い
は注入方法に関する技術発明によって実施されているも
のが多い。

現在利用されている代表的な薬液注入方法としては、単
管ロッドを注入管として分単位の固結時間を持つ薬液を
注入域地盤に注入する単管ロッド注入方式、或いは二重
管ロッドを注入管として秒単位の固結時間を持つ薬液を
注入域地盤に注入する二重管ロッド注入方式、同様に、
二重管ロッドにより秒単位と分単位の固結時間を持つ複
数の薬液を注入域地盤に交互に繰り返し注入する二重管
ロッド複合注入方式、或いは予め注入域地盤に埋設した
注入管を区間を限定して主に分単位の固結時間を持つ薬
液を繰り返し注入するストレーナ注入方式等がある。

しかし、薬液注入工法は、自然状態の地盤中に薬液を注
入ポンプにより加圧して注入域地盤に注入する方法であ
って、現在に於いてもその効果が常に確実とは断定し得
ない。

その理由として、注入ポンプにより加圧し注入域地盤に
注入された薬液は、注入吐出口から最も注入抵抗の低い
方向に浸入するのが自然であって、仮に全く同一の組成
からなる地盤に於いて同一の注入方式で注入したとして
も、注入域地盤の上下の土質構成の相違、或いは注入域
地盤の深さの相違等、その他多くの要因により全く同一
の注入効果とはなり得ない。

公知の薬液注入工法はまさにこの不確定要素に対しての
技術開発であって、その技術は格段の進歩があるが、未
だその効果が確実と言える薬液注入工法はない。

このことは、薬液注入工法が自然地盤を対象とする限り
、解決し得ない問題と言える。

従来、薬液注入工法のかかる問題に対して、薬液注入の
実施に当たって、土質調査による注入域地盤の土性値の
事前確認と薬液注入後の土質調査による注入域地盤の土
性値の事後確認を行い、薬液注入による改良効果を前記
それぞれの土質調査結果に示される注入域地盤の土性値
の数値変化と、薬液注入施工時に示される注入圧力の変
化等の状況を総合して、薬液注入による効果を確認し判
断する例が多い。

実際の工事例にあっては、前記不確定要素を考慮して本
注入前に現地盤において薬液の種類や必要量、注入方式
の適性についての試験注入工事を実施し、前記試験注入
を行った注入域地盤に対して薬液注入に関する土質調査
を行い、その結果にもとづいて薬液の種類や必要量、注
入方式を決定し、その上で薬液注入工事を実施する場合
が多い。

［解決しようとする課題］ 上記従来例にあるように、薬液注入工法は確実性に於い
て問題はあるものの、今後発展の見込める大深度地下工
事または地下水位以下の狭い場所での地盤改良にあって
は、代替技術の開発のない限りその利用頻度はむしろ拡
大する傾向にある。

そこで、本発明は、上記従来例にある薬液注入工法の問
題点を考慮の結果、注入効果が正確に確認できる薬液注
入工法を提案する。

即ち、従来例にある注入域地盤の土性値の事前確認、或
いは注入域地盤の土性値の事後確認によって注入効果確
認する場合に於いて、または前記試験注入の事前、事後
に於いて行う薬液注入に関する土質調査をハンドフィー
ド式ポーリング機による一般的な土質調査により行う方
法は、土質調査と薬液注入とは別作業となる上、より多
くの土質調査を薬液注入の前後に注入域それ自体の現位
置に於いて実施するのは、効率が悪く経済性の点で問題
となる外、長期の工事日数を必要とする等の問題がある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記問題点を解決する手段として、施工位置
から注入域に至る注入域地盤に重ならない範囲の所定区
間に、注入域地盤の範囲に応じた所定孔数のガイド管を
埋設し、前記ガイド管を共用することによって薬液注入
の事前、事後の土質調査と薬液注入時の削孔作業の重複
をなくし、また薬液注入に於いて使用する注入管と土質
調査に於いて使用する調査管等、それぞれ使用する装置
の一部を兼用することにより、薬液注入と同一作業の中
で注入域地盤の薬液注入に関する土質調査を、薬液注入
の前後任意の時に実施することが出来るので、薬液注入
と効果確認調査を必要に応じ繰り返し実施することによ
って、注入効果が確実に確認出来且つ経済的で効率の良
い薬液注入を実施することが出来る。

［実施例コ 以下この発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明を止水効果を目的とした砂質土層に於
ける二重管ロッド注入方式による実施例で、先ず、施工
位置に注入域地盤１４の範囲に応じた所定孔数の注入ガ
イド管１ａを注入域地盤１４に重ならない範囲で埋設し
、また前記注入ガイド管１ａに囲まれる中間位置に効果
［認ガイド管１ｂを任意孔数埋設し、それぞれシール注
入材３を充填注入した後（ａ）、任意の前記注入ガイド
管ｌａ内に二重管式調査管１２とその先端に先端土質試
験装置１３を取付けた土質調査装置を挿入し、前記注入
ガイド管１ａの先端から注入域地盤１４の下端に至る任
意の調査位置において固定し、調査管外管流路２０′か
らパッカー作動流体を送り所定圧力に保持した後、調査
管内管流路１９′から清水を送り、この時の調査管内管
流路１９′を通過する清水の流量と圧力の関係から、薬
液注入前の地盤透水性に係わる値を求め、以下同様にし
て、所定区間の地盤透水性に係わる値を求め記録する（
ｂ）。

次に、二重管式注入管９とその先端に先端注入装置１０
を取付けた注入装置を注入ガイド管りａ内に挿入し、注
入管内管流路１９または注入管外管流路２０から、或い
はその両方から削孔水を送りながら所定深度まで削孔し
、注入管内管流路１９及び注入管外管流路２０がら、方
は薬液のＡ液を他方からは薬液のＢ液をそれぞれ注入し
、注入管９を順次移動しながら注入域地盤１４に薬液注
入を行い（Ｃ）、以下同様；こして埋設した所定孔数の
注入ガイド管１ａに対して薬液注入を行う。

所定の薬液注入の終了後、予め埋設した効果確認ガイド
管ｌｂ内に、（ｂ）項と同様にして土質調査装置を挿入
し、調査位置において薬液注入後の地盤透水性に係わる
値を求め（ｄ）、薬液注入前における注入域地盤１４と
その周辺の地盤透水性に係わる値と薬液注入後における
膜性入域地盤１５とその周辺の地盤透水性に係わる値の
変化結果を比較検討して、注入効果の判定を行う。

薬液注入後の土質調査の実施後は、膜性入域地盤１５に
残る調査孔路１６′に充填注入材１６を充填注入し、注
入ガイド管１ａ及び効果確認ガイド管１ｂのそれぞれの
頂部は、キャップ１８して閉鎖しくｅ）、本体工事の完
了まで残置する。

以上、第１図の実施例において、注入管９と調査管１２
及び注入管スイベル８と調査管頂部装置１１を同一の構
造とすれば、経済的であり且つ効率の良い作業が出来る
。

第２図は本発明にもとづく注入ガイド管１ａ及び効果確
認ガイド管１ｂの基本的な配置に関する実施例であって
、薬液注入による改良目的が地盤強化を主体とする場合
に於いては注入ガイド管１ａは基盤目状に配置し、前記
注入ガイド管１ａに囲まれる中間位置に効果確認ガイド
管１ｂを任意数配置する例（ａ）、或いは薬液注入によ
る改良目的が止水効果を主体とする場合に於いては注入
ガイド管１ａは千鳥状に配置し、前記注入ガイド管１ａ
に囲まれる中間位置に効果確認ガイド管１ｂを任意数配
置する例（ｂ）、とがある。

第２図の実施例にあっては、（ａ）項の基盤目配置では
６孔の注入ガイド管１ａに対して最大２孔の効果確認ガ
イド管１ｂを配置できるのに対して、（ｂ）項の千鳥配
置では５孔の注入ガイド管１ａに対して最大３孔の効果
確認ガイド管１ｂを配置することが出来るので、より正
確な効果確認が出来る。

第３図は本発明にもとづくガイド管の埋設に関し、注入
ガイド管１ａを例としてその埋設方法を施工順に示す実
施例であって、先ず注入ガイド管１ａがそれ自体削孔可
能なケーシング管にあっては、その先端に切削ビット２
を取付けて削孔スイベル２１を介して削孔水を送りなが
ら、ポーリング機により所定深度まで削孔しくａ）、そ
の後削孔スイベル２１からシール注入材３を注入し固定
埋設する（ｂ）。

固定埋設した注入ガイド管１ａの内部を、シール注入材
３の固結を待って水ホース２２と洗浄管２２′等の組み
合わせで清水を送り洗浄しくＣ）、注入ガイド管１ａの
頂部にキャップ１８を取付けて閉鎖する（ｄ）。

以上の方法により埋設されたガイド管は、地盤との密着
が確実であり薬液注入時の薬液の逸走もなく、また土質
調査における調査結果の正確さが期待できる。

第４図は、本発明に基づく薬液注入後の土質調査を施工
順に示した実施例であって、先ず効果確認用ガイド管１
ｂ内に注入管９とその先端に注入管用切削ビット１０′
を取付は挿入し効果確認用ガイド管１ｂの先端から膜性
入域地盤１５の下端に至る任意の調査位置まで注入管内
管流路１９または注入管外管流路２０から、或いはその
両方から削孔水を送りなから削孔を行った後、注入管９
を引き抜く（ａ）。

次に、前記効果確認用ガイド管ｌｂ内に調査管１２とそ
の先端に先端土質試験装置１３を取付けた土質調査装置
を前記効果確認用ガイド管１ｂの先端から膜性入域地盤
１５の下端に至る任意の調査位置まで挿入しくｂ）、調
査管外管流路２０′からパッカー作動流体を送り所定圧
力に保持した後、調査管内管流路１９′から清水を送り
この時の調査管内管流路１９′を通過する清水の流量と
圧力の関係から、薬液注入後の地盤透水性に係わる値を
求め、以下同様にして所定区間の地盤透水性に係わる値
を求め記録しくＣ）、任意の効果確認用ガイド管１ｂに
対する薬液注入後の土質調査を終了後は土質調査装置を
引き抜き、膜性入域地盤１５に残る調査孔路１６−に充
填注入材１６を充填注入しておく　　（ｅ　）　　。

第５図は、本発明による薬液注入工法を施工位置が地下
水位以下のトンネル内等において実施した場合において
、注入ガイド管１ａを例として、その頂部に口元パッカ
ー４を取付けた実施例を示す。

この場合、注入ガイド管１ａの頂部は異径継ぎ手２４と
ボール弁２３を組み合わせて接続し、且つボール弁２３
の他方には口元パッカー４を取付けて、注入管９または
調査管１２の挿入時板外はボール弁２３を閉鎖しておく
。

この方法によれば、ボール弁２３を開き注入管９または
調査管１２を挿入した後に、締め付はネジ部５を回して
ゴムスリーブ６を押しつけることによって、挿入した注
入管９または調査管１２に密着させ、注入ガイド管１ａ
と挿入した注入管９または調査管１２との間隙からの地
下水または土砂の流出を防止することが出来る。

この方法によれば、従来困難であったトンネル内等、施
工位置が地下水位以下の場所に於いても、安全確実に本
発明による薬液注入を実施することが出来る。

第６図は本発明に使用する先端土質試験装置１３の例で
あって、薬液注入による改良目的が地盤強化を主体とす
る場合に於いては先端が円錐形をなす各種静的圧入試験
装置を使用することが可能であって、調査管】２が単管
である場合くａ）、或いは調査管１２が二重管である場
合（ｂ）とがあり、土質調査位置の深さに応じて任意に
選択するが、何れの場合であっても土質調査位置からｆ
Ｉ！ｌ査管１２に荷重を加え一定の貫入速度を保ち、そ
の時の荷重力の変化から地盤強度を求める方法、或いは
薬液注入による改良目的が止水効果を主体とする場合に
於いてはその上下に伸縮性袋２５をもつ先端土質試験装
置１３を使用する方法があり（ｃ）、（ｃ）項の例にあ
っては調査管１２を二重管とし調査管外管流路２０′か
らバッカー作動流体を送り所定圧力に保持した後、調査
管内管流路１９′から清水を送りこの詩の調査管内管流
路１９−を通過する清水の流量と圧力の関係から、伸縮
性袋２５によって遮断された範囲の地盤透水性に係わる
値を求めることが出来る。

［発明の効果］ 以上の通りこの発明によれば、薬液注入の施工にあたっ
て注入域地盤自体に於いて、又複数の注入域地盤にあっ
てはその都度、注入前の注入域地盤の土質調査が容易に
行えるので、予め選定した薬液と注入方式の適合性を判
断することが可能で、土質構成が複雑に変化する地域の
薬液注入にも充分対応出来る上、注入後に於いては既往
入域地盤の土質調査を行うことによって薬液注入の改良
目的に関する土性値の変化を正確に知ることが出来、薬
液注入の改良効果を確実に得ることが出来る。

又、本発明をストレーナ注入方式等、注入区間を限定し
て反復注入する注入方式を用いて実施する場合にあって
は、注入域地盤に対して段階的に薬液注入と効果確認の
為の土質調査を行うことによって、目的とする改良効果
を最小限の注入材量によって得ることが出来、経清的で
確実な薬液注入を実施することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）はこの発明の第一実施例を施工順
に示す縦断面図、第２図（ａ）。 （ｂ）はこの発明に用いるガイド管の配置を示す平面図
、第３図（ａ）〜（ｄ）はこの発明に用いるガイド管の
埋設方法を施工順に示す縦断面図、第４図（ａ）〜（ｅ
）はこの発明による薬液注入後の土質調査例を施工順に
示ず縦断面図、第５図は実施例の口元パッカーの取付は
態様を示す縦断面図、第６図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明
に用いる先端土質調査装置の例を示す縦断面図である。 １ａ・・・・・・注入ガイド管、１ｂ・・・・・・効果
確認ガイド管、２・・・・・・切削ビット、３・・・・
・・シール注入材、４・・・・・・口元バッカー、５・
・・・・・締め付はネジ部、６・・・・・・ゴムスリー
ブ、７・・・・・・パッカー本体、部、６・・・・・・
ゴムスリーブ、７・・・・・・パッカー本体、８・・・
・・・注入管スイベル、９・・・・・・注入管、１０・
・・・・・先端注入装置、１０＝・・・・・・注入管切
削ビット、１１・・・・・・調査管頂部装置、１２・・
・・・・調査管、１３・・・・・・先端土質試験装置、
１４・・・・・・注入域地盤、１５・・・・・・既往入
域地盤、１６・・・・・・充填注入材、１６′・・・・
・・調査孔路、１７・・・・・・圧力計、１８・・・・
・・キャップ、１９・・・・・・注入管内管流路、１９
′・・・・・・調査管内管流路、２０・・・・・・注入
管外管流路２０−・・・・・・調査管外管流路、２１・
・・・・・削孔スイベル、２２・・・・・・水ホース、
２２′・・・・・・洗浄管、２３・・・・・・ボール弁
、２４・・・・・・異径継ぎ手、２５・・・・・・伸縮
性袋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 施工位置から注入域の方向に向かって、注入域に重なら
   ない範囲で所定間隔で埋設したガイド管と、前記ガイド
   管内に挿入可能な単管または多重管構造の注入管とから
   なる薬液注入方式にあって、前記薬液注入方式と下記の
   Ａ）またはＢ）の１つ以上を組み合わせて注入すること
   を特徴とする薬液注入工法。 Ａ）単管または多重管構造の調査管と、その先端に先端
   土質試験装置を取付けてなる土質調査装置を前記ガイド
   管内に挿入し、前記ガイド管先端から注入域下端に至る
   任意の範囲の地盤にっいて、薬液注入に関する土質調査
   を薬液注入前に行うこと。 Ｂ）単管または多重管構造の調査管と、その先端に先端
   土質試験装置を取付けてなる土質調査装置を前記ガイド
   管内に挿入し、前記ガイド管先端から注入域下端に至る
   任意の範囲の地盤について、薬液注入に関する土質調査
   を薬液注入後に行うこと。