JPH058292B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明は、軟弱地盤の強化や止水を目的とし
たグラウトによる地盤改良工法に関するものであ
る。

「従来の技術」 従来の軟弱地盤のグラウトによる地盤改良工法
には大きく分けて次の方法がある。

イ 地盤の土とグラウトを強制的に攪拌混合して
改良固結土杭を造成する方法。

ロ 地盤の土粒子の配列を変えることなくグラウ
トを土粒子の間隙に浸透、あるいは脈状に圧入
する方法。

イ）の方法には、グラウトにジエツトエネルギ
ーを付加して物理的に地盤の土の攪拌混合するジ
エツトグラウト工法と、攪拌翼等により機械的に
土とグラウトを強制的に攪拌する機械攪拌工法と
が実用化されている。

ロ）の方法は、グラウトを地盤中に注入するも
ので一般に地盤注入工法と呼ばれ、砂質土の場合
は土粒子間にゲルタイムを有するグラウト（例え
ば水ガラス系）を浸透固結させ、粘性土には脈状
に注入して地盤改良を行う工法であつて、この内
グラウトに薬液（水ガラス）を使用するものは薬
液注入工法と呼ばれている。

「発明が解決しようとする問題点」 上記イ）の方法において、機械攪拌工法は攪拌
翼の回転によつて対象地盤の相対密度（地盤の硬
軟）に関係なく一定範囲を均一に削孔してグラウ
トと土とを攪拌混合するから、一定径の改良土杭
が得られ、改良土量に対するグラウト（硬化剤も
含む）の添加量が少なくても均一な固結強度が得
られ、更に施工による排土量もも少なく、使用機
器、グラウト量、排土処理等から施工費用が安い
利点がある。

しかしながら、一定径の改良土杭が造成される
ことから、連続的に施工した場合隣接する杭相互
の確実に接合一体化することは技術的に極めて困
難であり、その結果第６図に示すように杭間の間
隙部分における地盤の固結及び止水を期待できな
い欠点があり、実際施工に当つて止水を目的とす
る場合には各杭間に薬液注入を行つて止水効果を
補填する施工を行わねばならないのが現状であ
る。

一方、ジエツトグラウト工法は、グラウトに超
高圧のジエツトエネルギーを加えて地盤を穿削す
ると共に、土とグラウトを攪拌混合して改良土杭
を造成する工法であるため、連続的に施工した場
合隣接する杭間の接合が不完全であつても各杭の
外側の地盤中に一部のグラウトが圧入され、杭相
互間は地盤注入工法と同様な改良効果が得られ、
機械攪拌工法のように杭間に薬液注入を行うこと
なく止水効果が期待できる利点がある。

しかしながら、ジエツト圧力は常に一定である
ため、地盤の相対密度により改良土杭径が大きく
影響される欠点がある。即ち、第８図に示すよう
に硬い土層では杭径が小さくなり、逆に軟らかい
土層では杭径が大きくなり、この結果均一な径の
土杭が得られず、改良範囲を明確に特定できない
ことになる。

また、ジエツトエネルギーを用いるため使用機
器が高価となり、改良土量に対するグラウトが非
常に多いので排土（グラウトと土が混つた泥水）
の処理費も高く相対的に施工費用が高くなる欠点
がある。

一方、ロ）の方法においては、比較的簡単な設
備で容易に地盤全体の強化を計ることができ、止
水効果も期待できる利点があるが、グラウトを加
圧して地盤を攪拌することなく圧入する方法であ
るため、上記イ）の方法のように確実に改良土層
（杭）を形成することが不可能に近く困難であり、
均一な固結強度を期待することができない欠点が
ある。

以上のように上記いずれの工法もそれぞれ一長
一短があり、それぞれその使用目的が限られる難
点がある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、前記従来の課題を解決するため
に、改良主体である地盤の強化は固結強度の高い
グラウトを用いて、地盤の相対密度に影響のなく
均一な杭径が得られる機械攪拌工法を利用し、杭
相互間の主として止水効果を期待する中間領域の
改良はジエツトグラウト又は地盤注入工法を利用
し、これらの工程を同時又は連続的に行うことに
より、地盤強化と止水効果の利点を同時に得られ
る合理的な地盤改良工法を提案するものである。

「実施例」 以下この発明を図面に示す実施例について説明
すると、第１図はこの発明に使用する注入管の一
例を示したもので、注入管１は内部に三つのグラ
ウト流路２ａ，２ｂ，２ｃを有する三重管又は大
径管内に三本の小径管を装填した三系列管から成
り、その先端部外周には複数の攪拌翼３が設けら
れている。

攪拌翼３の先端には、上記いずれかふたつの流
路２ａ，２ｂにそれぞれ独立に連通する内外のグ
ラウト導入路４ａ，４ｂにそれぞれ独立に接続さ
れた二重ノズル管等の翼先端吐出口５，６が設置
されている。

この翼先端吐出口５，６は、必ずしも二重ノズ
ルである必要はなく、それぞれ並列状に設置した
り、互いに噴射方向が交差するように角度を持た
せたものでもよい。また、翼先端吐出口は必ずし
も二つである必要はなく、第２図に示すように導
入路４ａ，４ｂを通つて独立に導入された二液性
グラウト（Ａ液、Ｂ液）を混合室７にて混合した
後、この混合液を一つの翼先端吐出口８から吐出
させるようにしてもよい。

注入管１の先端又はその外周等攪拌翼３の近傍
には、上記他の流路２ｃに連通する管端部吐出口
９が設置されている。この管端部吐出口９、例え
ば注入管１の先端開口部に設ける場合には流路２
ｃとの間に逆止弁１０を設置する。

また、注入管１の先端及び攪拌翼３の下面には
例えばビツト１１，１１′を取付けるか、あるい
はアースオーガーなどの掘削器具を取付け、注入
管１を回転しながら地盤を穿孔できるようになつ
ている。

改良土杭の施工に際しては上記注入管１を用い
て次のように行なう。

先ず第３図に示す第一の方法において、注入管
１を回転してビツト１１，１１′により地盤を穿
孔しながら、管端部吐出口９から固結強度の高い
グラウトを吐出させ、攪拌翼３によりグラウトと
土を攪拌し、所定深度まで改良土杭１２の造成施
工を行なう。

次いで、この改良土杭１２の硬化前に注入管１
を回転しながら又は回転しないで引上げながら、
一定ステツプ毎に攪拌翼３先端の二つの翼先端吐
出口５，６又は８からゲルタイムの短い例えば水
ガラス系グラウトなどのグラウトを噴射し、周辺
地盤中に圧入又はジエツトエネルギーにより土と
混合し、周辺改良土１３を造成する。

この工法では、掘削水を用いて又は用いないで
穿孔しながらグラウトを噴射するため、砂質土の
ように孔壁が崩落し易い地盤においてはグラウト
がベントナイトのような粘着剤として機能し、そ
の粘着効果により土砂の崩落を防止することがで
きる。従つて、ベントナイト等土の崩落防止剤を
特に用いることなく施工でき、材料の節減と施工
の単純化を図ることができると共に、ベントナイ
トを併用することによるグラウトの固結強度の低
下を防止して高い強度を得ることが可能となる。

次に第４図に示す第二の方法において、注入管
１を回転してビツト１１，１１′により地盤中に
所定深度まで穿孔した後、注入管１を引上げなが
ら管端部吐出口９から固結強度の高いグラウトを
吐出しし、攪拌翼３により土と攪拌混合して改良
固結杭１２を造成しながら、同時に攪拌翼３の先
端の翼先端吐出口５，６又は８からゲルタイムの
短い例えば水ガラス系グラウトなどのグラウトを
噴射し、周辺地盤中に圧入又はジエツトエネルギ
ーにより土と混合し、周辺改良土１３を造成す
る。

この工法は、地盤がシルト、粘土等の粘性土で
あつて、掘削水を用いて又は用いないで穿孔して
も孔壁を保持できる場合に主として実施するもの
で、両グラウトを同時に吐出させるため、第一の
工法よりも施工性がよく技術的にも優れる。

更に第５図に示す第三の方法において、注入管
１を回転してビツト１１，１１′により地盤中に
所定深度まで穿孔した後、注入管１を引上げなが
ら管端部吐出口７から固結強度の高いグラウトを
吐出しながら攪拌翼３により土と攪拌混合して一
定ステージまで改良固結杭１２の造成施工を行
い、一旦回転を停止して攪拌翼３の先端に設けた
翼先端吐出口５，６又は８からゲルタイムの短
い、例えば水ガラス系グラウトなどのグラウトを
噴射し、周辺地盤中に圧入又はジエツトエネルギ
ーにより土と混合し、周辺改良土１３を造成した
後、更に注入管１を引上げながら順次同様の施工
を一定ステージ毎に反復する。

この工法は、上記第二の工法に準じた方法であ
るが、周辺地盤への注入を間歇的に行うため主と
して固結強度の高いグラウトと土との攪拌による
固結杭造成の効果を期待し、周辺地盤の注入は止
水効果のみを期待する場合に用いる。

以上の各工程を隣接地盤に連続して行い、第６
図に示すように隣接して造成された改良土杭１
２，１２間を翼先端吐出口５，６，８から注入し
たグラウトによる相互に一体化した周辺改良土１
３を造成する。

なお、上記第一乃至第三の工法において攪拌翼
３の先端の翼先端吐出口５，６又は８から噴射す
るゲルタイムの短いグラウトに代えて上記固結強
度の高いグラウトを噴射してもよい。また、第二
及び第三の方法においては注入管１による掘進の
際には、各吐出口５，６，８，９のいずれかを利
用して掘削水を吐出させながら掘削してもよく、
また掘削水を用いないで掘削してもよい。

この発明に用いる一液性の固結強度の高いグラ
ウトとしては、通常のセメント系あるいはスラグ
系硬化剤を用いたグラウトで、必要に応じて他の
添加剤を加えることができるのは言うまでもな
い。

また、ゲルタイムの短いグラウトとして用いる
水ガラス系グラウトは、水ガラス（Ａ液）を主剤
とし、これにゲル化剤（Ｂ液）を加えてゲルタイ
ム10〜30秒以下の二液性瞬結性グラウト、あるい
は水ガラスに例えば塩化ケルシユウムなどのゲル
化剤を加えると瞬時（ゲルタイム０秒）にゲル化
する二液性瞬時グラウトなどを用いる。

このようにゲルタイムの短いグラウトを用いる
理由は、上記のように攪拌翼３で土と強度の高い
グラウトを攪拌混合した状態で、攪拌翼３の翼先
端吐出口５，６，７から噴射されたグラウトが周
辺の未改良地盤に圧入された後逆流してくるた
め、できるだけ短時間で固結させる必要があるか
らである。特に、注入管１を回転しないで一定ス
テツプで注入する場合は、瞬結グラウトが望まし
い。

一方、改良対象地盤が非常に軟弱な粘性度であ
る場合には、土とグラウトの相対密度がそれ程変
わらないので、ゲルタイムの長い固結強度の高い
グラウトを用いても逆流はあまり発生せず、この
ようなグラウトでも使用可能である。

なお、上記ゲルタイムの短い二液性グラウト
（Ａ，Ｂ液）は、瞬結グラウトの場合においては
混合室７で合流混合した後、一つの翼先端吐出口
８から噴射するか、二つの翼先端吐出口５，６か
ら別個に噴射させたＡ液及びＢ液を地盤中で混合
させるかのいずれの方法でもよい。また、瞬時グ
ラウトの場合においては、後者の二液を地盤中で
混合する方法により行う。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、改良主体である
地盤の強化は固結強度の高いグラウトを用いて、
地盤の相対密度に影響なく均一な杭径が得られる
機械攪拌工法によつて改良土杭を造成施工できる
と共に、杭相互間の主として止水効果を期待する
中間領域の改良はジエツトグラウト又は地盤注入
工法を利用して施工することができ、これらの工
程を同時又は連続的に行われることにより、地盤
全体の強化と止水効果の確実性を同時に満足する
地盤改良を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の工法に用いる注入管の要部
の概要を示す縦断面図、第２図は同注入管の翼先
端吐出口の他の態様を示す部分縦断面図、第３図
ａ，ｂ、第４図ａ，ｂ，ｃ及び第５図ａ，ｂはこ
の発明の工法の工程を示す縦断面図、第６図はこ
の発明による地盤改良状態を示す横断面図、第７
図及び第８図は従来工法による地盤改良状態を示
す縦断面図である。 １……注入管、２ａ，２ｂ，２ｃ……フラウト
流路、３……攪拌翼、５，６，８……翼先端吐出
口、９……管端部吐出口、１２……改良土杭、１
３……周辺改良土。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三つのグラウト流路を有する管体の先端部外
   周に攪拌翼を設け、前記攪拌翼の先端部に前記グ
   ラウト流路の二つの流路にそれぞれ連通する翼先
   端吐出口を設け、前記管体の先端部に他の一つの
   流路に連通する管端部吐出口を設けた注入管を回
   転して、地盤を穿孔しながら前記管端部吐出口か
   ら固結強度の高いグラウトを注入し、前記攪拌翼
   により地盤の土と前記グラウトを攪拌混合して所
   定深度まで改良固結杭を造成した後、前記注入管
   を回転しながら又は回転しないで引き上げながら
   一定ステツプ毎に前記翼先端吐出口からグラウト
   を噴射し、周辺地盤の土と混合又は圧入すること
   を特徴とする地盤改良工法。 ２ 三つのグラウト流路を有する管体の先端部外
   周に攪拌翼を設け、前記攪拌翼の先端部に前記グ
   ラウト流路の二つの流路にそれぞれ連通する翼先
   端吐出口を設け、前記管体の先端部に他の一つの
   流路に連通する管端部吐出口を設けた注入管を回
   転しながら所定深度まで穿孔した後、前記注入管
   を回転して又は回転しないで引き上げながら前記
   管端部吐出口から固結強度の高いグラウトを注入
   すると同時に、前記翼先端吐出口からグラウトを
   噴射し、周辺地盤の土と前記各グラウトとを攪拌
   混合することを特徴とする地盤改良工法。 ３ 三つのグラウト流路を有する管体の先端部外
   周に攪拌翼を設け、前記攪拌翼の先端部に前記グ
   ラウト流路の二つの流路にそれぞれ連通する翼先
   端吐出口を設け、前記管体の先端部に他の一つの
   流路に連通する管端部吐出口を設けた注入管を回
   転しながら所定深度まで穿孔した後、前記注入管
   を回転して引き上げながら一定ステツプまで前記
   管端部吐出口から固結強度の高いグラウトを注入
   し、一定ステージの改良固結杭を造成すると共
   に、引き上げ位置において回転を止めて前記翼先
   端吐出口からグラウトを噴射して周辺地盤の土と
   混合又は圧入し、その後順次一定ステツプ毎に前
   記注入管を引き上げながら同様の工程を反復する
   ことを特徴とする地盤改良工法。