JPH06228940A - 地盤安定化工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グラウトを加圧注入する地盤安定化工法にお
いて掘削性に優れた地盤安定層の形成を可能にする。 【構成】 繊維強化プレスチック製の中空杭１１を用意
し、偏心拡張ビット１２を用いて中空杭１１を地盤中に
打込んだ後、該ビット１２を引抜いて中空杭１１に注入
機１５を挿入し、所定の挿入位置で注入機１５の一対の
膨出体１４を膨出させて中空杭１１内に圧力室１６を形
成した後、注入管１７を通じて前記圧力室１６にグラウ
トを圧送し、このグラウトの圧力により中空杭１１に設
けた逆指弁１０を開いてグラウトを中空杭１１の外部へ
吐出させ、定着層１８の心部に中空杭１１を一体に有す
る地盤安定層１９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空杭を地盤中に定着
させて地盤の安定化を図る地盤安定化工法に係り、特に
中空杭を通じて地盤中にグラウトを加圧注入する地盤安
定化工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の地盤安定化工法として
は、図７に示すように、地盤１中に比較的小口径（100
〜300 mm）の中空杭（鋼管杭）２を打設した後、この中
空杭２内に弾性変形可能な一対の膨出体（ゴム製）３ａ
を備えた注入機３を挿入し、先ず最深の挿入位置で前記
膨出体３ａを膨出させて中空杭２内に密閉の圧力室４を
形成し、しかる後に注入機３およびこの注入機３に接続
した注入管５を通じて圧力室４内にセメント、モルタル
などのグラウトを圧送し、このグラウトの圧力により中
空杭２に設けた逆止弁６を開いて該中空杭２の外部へグ
ラウトを吐出させ、中空杭２の周りに定着層７を形成し
（）、続いて注入機３を引上げながら前記操作を繰返
して定着層７を次第に上方へ拡大する（）ようにした
工法がある（例えば、特開平３−２０８９８６号公報参
照）。

【０００３】上記地盤安定化工法によれば、中空杭２の
周りの地盤中にグラウトを加圧注入するので、中空杭２
の周りに充分なる厚さを有する強固な定着層７が形成さ
れ、この定着層７が強度の大きい中空杭２と一体となっ
て地盤安定層８を形成し、例えば図８に示すごときトン
ネルＡ（またはＢ）の内壁補強を始め、急傾斜地ののり
面補強、立坑の土留めや止水等に利用して好適となる。

【０００４】ところで、土木工事の分野では、例えば図
８に示すように、一度掘削したトンネルＡ（点線で示
す）を拡張して新たなトンネルＢ（実線で示す）とする
拡張工事を始め、トンネルの完成に伴う立坑の解体工
事、山岳を切り開いての道路の拡幅工事等が行われるこ
とが多く、この場合は、一度形成した地盤安定層８を部
分的に掘削しなければならないこととなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記グ
ラウトを加圧注入する地盤安定化工法によれば、地盤中
に厚肉でかつ強固な定着層７が存在する上、その心部に
難削材である鋼管杭２が存在することとなるため、上記
した掘削が極めて困難となり、再工事に多大の時間とコ
ストとがかかるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、グラウトを加圧
注入する地盤安定化工法において掘削性に優れた地盤安
定層の形成を可能にしようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、地盤中に打設した中空杭内に注入機を挿
入し、所定の挿入位置で前記注入機にグラウトを圧送
し、このグラウトの圧力により前記中空杭に設けた逆止
弁を開いて該中空杭の外部にグラウトを吐出させ、該中
空杭の周りに定着層を形成するようにした地盤安定化工
法において、前記中空杭として繊維強化プラスチック製
のパイプを用いるようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記のように構成した地盤安定化工法において
は、定着層の心部に存在する中空杭が繊維強化プラスチ
ック製のパイプから成っているので、鋼管杭を用いた場
合に比して地盤安定層の掘削が容易となり、しかも強度
的な低下を来すことはない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【００１０】図１は、本発明にかゝる地盤安定化工法を
工程順に示したものである。本実施例においては、後に
詳述する複数の逆止弁１０を設けた繊維強化プラスチッ
ク製のパイプから成る中空杭１１を用意し、先ずこの中
空杭１１内に、先端に偏心拡張ビット１２を有する削孔
ロッド１３を挿入し、削孔ロッド１３の回転により削孔
を行いながら中空杭１１を一体的に推進し（）、中空
杭１１を所定深度まで打込んだ後、削孔ロッド１３と共
に偏心拡張ビット１２を引上げる（）。次に、中空杭
１１の中に、弾性変形可能な一対の膨出体１４を備えた
注入機１５を挿入し、先ず最深の挿入位置で前記膨出体
１４を膨出させて中空杭１１内に密閉の圧力室１６を形
成し、しかる後に注入機１５およびこの注入機１５に接
続した注入管１７を通じて圧力室１６内にセメント、モ
ルタルなどのグラウトを圧送し、このグラウトの圧力に
より中空杭１１に設けた逆止弁１０を開いて該中空杭１
１の外部へグラウトを吐出させ、中空杭１１の周りに定
着層１８を形成し（）、続いて注入機１５を引上げな
がら前記操作を繰返して定着層１８を次第に上方へ拡大
する（）ようにしている。

【００１１】注入機１５は、図２に示されるように、開
口２１ａを有する中空のスペーサ２１の両端に連結され
た一対のシリンダ２２を備えている。各シリンダ２２に
は環状ピストン（図示略）が摺動自在に内装されてお
り、該ピストンから延ばした環状ロッド２３の先端に前
記した膨出体１４が連結されている。また一端がスペー
サ２１に固定されたパイプ２４が各シリンダ２２、前記
環状ピストン、環状ロッド２３および膨出体１４を挿通
して延ばされており、シリンダ２２内にはこのパイプ２
４と協働して前記環状ピストンの摺動空間としての環状
の密閉室（図示略）が画成されている。このシリンダ２
２の密閉室には、パイプ２４内を挿通して延ばした配管
（図示略）およびスペーサ２１の外側に取り回した分岐
管２５を介して圧油が給排され、この圧油の給排により
各シリンダ２２内の環状ピストンが摺動し、環状ロッド
２３が同期して伸縮動するようになる。

【００１２】またパイプ２４には、膨出体１４に対して
シリンダ２２と反対側にロックナット２６を用いてスト
ッパ２７が嵌装されており、このストッパ２７により膨
出体１４の、シリンダ２２から離間する方向への移動が
規制されている。これにより、いま環状ロッド２３が伸
長すると、膨出体１４がストッパ２７側へ押圧されてそ
の径を膨らませ、この結果、中空杭１１の内面に膨出体
１４が圧接し、中空杭１１内には前記した圧力室１６が
形成されるようになる。パイプ２４内には前記したグラ
ウト圧送用の注入管１７が挿入されており、注入管１７
の先端１７ａがスペーサ２１内に導入されている。した
がって、前記一対の膨出体１４の膨出により圧力室１６
を形成した状態でこの注入管１７を通してグラウトを圧
送すると、圧力室１６内には高圧のグラウトが封じ込め
られるようになる。

【００１３】一方、逆止弁１０は、図３および４に詳細
に示されるように、一端側に直径方向に横断する係止片
３１ａを有する環状の支持体３１とこの支持体３１内に
嵌装された弾性変形可能な弁体３２とから成り、その係
止片３１ａを中空杭１１の外側に向けた状態で中空杭１
１に形成した貫通孔３３に圧入固定されている。貫通孔
３３の途中には段差３３ａが形成されており、逆止弁１
０は、その支持体３１が該段差３３ａに着座するまで貫
通孔３３内に圧入されている。すなわち、逆止弁１０の
弁体３２は支持体３１の係止片３１ａと貫通孔３３の段
差３３ａとにより中空杭１１の外・内両方向への抜けが
規制されている。

【００１４】上記逆止弁１０は、中空杭１１に対してそ
の軸方向へ等ピッチで複数配置されると共に、各軸方向
の位置で中空杭１１の円周方向へ等ピッチで複数配置さ
れている。図２に示すように注入機１５をこの逆止弁１
０に対応するに箇所で位置固定させて前記圧力室１６を
形成し、この圧力室１６にグラウトを圧送すると、グラ
ウトの圧力Ｐを受けて弁体３２が矢印Ａにて示すように
中空杭１１の外方へ弾性変形し（図４）、逆止弁１０が
開かれて貫通孔３３を通じてグラウトが中空杭１１の外
方へ吐出される。なお、弁体３２は、ゴムまたはプラス
チックから成り、その厚さを調整することによりグラウ
トの吐出圧を任意に決定することができる。また、逆止
弁１０の全体は、中空杭１１の外周面から突出しないよ
うにその厚さ（高さ）が設定されている。

【００１５】上記構成の逆止弁１０付の中空杭１１およ
びの注入機１５を用いることにより、図１に示した工程
に従って、所定の挿入位置ごとに注入機１５により圧力
室１６を形成し、この圧力室１６にグラウトを圧送して
逆止弁１０を開き、中空杭１１の周りの地盤中にグラウ
トを加圧注入すると、中空杭１１の周りに充分なる厚さ
を有する強固な定着層１８が形成される。中空杭１１は
繊維強化プラスチック製のパイプから成っているので、
従来の鋼管杭２（図７）と対比して強度的な遜色はな
く、この結果、前記定着層１８と強度の大きい中空杭１
１とが一体となって地盤安定層１９を形成する。したが
って、このようにして構築された地盤安定層１９は、例
えば前出図８に示したようにトンネルＡ（またはＢ）の
内壁を補強するアンカーとしての利用を始め、図５に示
すように定着層１８を隣接する中空杭１１の相互間でラ
ップさせることにより、立坑の土留め壁や止水壁、急傾
斜地ののり面の補強壁としての利用が可能になる。

【００１６】しかして、既設のトンネルを拡張したり、
立坑を解体したり、あるいは道路を拡幅する工事が必要
になった場合、地盤安定層１９を構成する中空杭１１は
繊維強化プラスチックのパイプから成っているので、鋼
管杭を用いる場合に比してその掘削あるいは破壊は容易
となり、再工事にかかる時間とコストとが可及的に低減
されるようになる。

【００１７】なお、上記実施例において中空杭１１を打
設する際、偏心拡張ビット１２を用いて削孔するように
したが、これに代えて、例えば図６に示すように中空杭
１１の先端に予め削孔ビットＢを一体化し、図示を略す
打設機により中空杭１１を回転させながら打込み、削孔
ビットＢは消耗品として地盤中に残すようにしても良
い。また、上記実施例において、逆止弁１０として中空
杭１１へのインサート式のものを用いたが、この逆止弁
１０の構造は任意であり、グラウトの圧力を受けて吹き
飛ばす形式のものを採用することができる。また、本発
明は定寸の中空杭を継ぎ足して長尺のものとして用いる
ことも含むもので、この場合は、繊維強化プラスチック
製のパイプと鋼管とを継ぎ足して、地盤表層部側に繊維
強化プラスチック製のパイプ（中空杭）を位置させるよ
うにすることもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる地盤安定化工法によれば、中空杭として繊維強化
プラスチック製のパイプを用いたので、鋼管杭を用いる
場合に比して強度的な低下を来すことなく地盤安定層の
掘削を容易とし、再工事にかかる時間とコストとを可及
的に低減せしめる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる地盤安定化工法を工程順に示す
模式図である。

【図２】本発明で用いる注入機の構造を示す正面図であ
る。

【図３】中空杭に設ける逆止弁の構造を示す平面図であ
る。

【図４】中空杭に設ける逆止弁の構造と設置態様を示す
断面図である。

【図５】本地盤安定化工法による地盤安定層の形成状態
を示す模式図である。

【図６】中空杭の打設方法の一例を示す模式図である。

【図７】従来の地盤安定化工法を工程順に示す模式図で
ある。

【図８】地盤安定化工法をトンネルの内壁補強への利用
態様を示す模式図である。

【符号の説明】

10 逆止弁 11 中空杭 12 偏心拡張ビット 14 膨出体 15 注入機 16 圧力室 17 グラウト供給管 18 定着層 19 地盤安定層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤中に打設した中空杭内に注入機を挿
   入し、所定の挿入位置で前記注入機にグラウトを圧送
   し、このグラウトの圧力により前記中空杭に設けた逆止
   弁を開いて該中空杭の外部にグラウトを吐出させ、該中
   空杭の周りに定着層を形成するようにした地盤安定化工
   法において、前記中空杭として繊維強化プラスチック製
   のパイプを用いることを特徴とする地盤安定化工法。