JPH08145926A - 2極法比抵抗法による薬液注入形態のモニタリング方法 - Google Patents

2極法比抵抗法による薬液注入形態のモニタリング方法

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JPH08145926A
JPH08145926A JP28806694A JP28806694A JPH08145926A JP H08145926 A JPH08145926 A JP H08145926A JP 28806694 A JP28806694 A JP 28806694A JP 28806694 A JP28806694 A JP 28806694A JP H08145926 A JPH08145926 A JP H08145926A
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JP
Japan
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injection
electrode
specific resistance
potential
ground
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JP28806694A
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English (en)
Inventor
Hajime Fujisawa
一 藤沢
Kiyoshi Kuwabara
清 桑原
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East Japan Railway Co
Original Assignee
East Japan Railway Co
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注入を行っている時点で注入工法、注入管理
値の適否を判断して良好な薬液注入を可能にする。 【構成】 注入孔の上下に所定間隔毎に複数の電極が設
けられたロッドを地中に挿入して注入孔を通して地盤中
に薬液を注入し、注入孔に最も近い電極を電流電極とし
て地表面の電流遠電極との間に通電し、他の電極を電位
電極として地表面の電位遠電極間との電位差を各電位電
極について測定し、通電電流と測定した電位差とから各
電位電極と地表面間の比抵抗を求め、比抵抗の時間変化
から薬液注入状況を監視することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、比抵抗法を用いて地盤
改良のための薬液注入状態をモニタリングする方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】掘削工事等を実施する場合、地盤強化、
水止め等のために水ガラスなどからなる薬液注入が行わ
れている。図7は従来の薬液注入を説明する図で、地盤
調査により注入を行う地盤の状況を把握し、地盤の改良
目的に合った注入工法を選定し、また、注入速度、注入
圧力、ゲルタイム等の各種の注入管理値を選定して薬液
を注入する。次いで、地盤掘削、ボーリング等によって
地盤調査を実施して注入効果を確認し、注入の設計施行
標準等に照らし合わせて検討し、注入工法、注入管理値
の選定にフィードバックさせてこれらの管理を行う。こ
の注入工法の選定、注入管理値の管理は、事前のボーリ
ングで得られたデータに基づいて決めた注入方法、注入
管理値によりその現場内においては、ほぼ画一的に施行
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
では、地盤内の注入状況を確認する手段がないため、本
当にその地盤に適した注入工法、注入管理値になってい
るかを知るためには、注入終了後に地盤を掘削して確認
するか、あるいは調査ボーリングにより試料採取を行っ
て確認するしか方法がない。この確認作業によって十分
な地盤改良ができていないことが分かっても、工期の関
係から注入工事はほとんど終了しており、確認により知
り得た情報をその現場の施行管理に反映することはほと
んど不可能である。このような施行の良否の不確実性が
薬液注入の信頼性の低さの原因になっている。
【0004】地盤の不均一性によって、各注入孔ごとに
地質、地層が変化し、そのため、注入状況も注入孔ごと
に変化する。本当にその地盤に適した注入を行うには、
注入状況を観測しながら事前に検討した注入工法、並び
に注入管理値が適正であることを確認し、適正でなけれ
ばそれらをただちに修正し、最も適正な注入工法、注入
管理値によって施行しなければならない。そのため、注
入状況を観測する方法の確立が薬液注入の施行管理に不
可欠となっている。
【0005】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、注入を行ないながら注入状況を確認して注入工法、
注入管理値に反映し、良好な注入を行える2極法比抵抗
法による薬液注入形態のモニタリング方法を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の2極
法比抵抗法による薬液注入形態のモニタリング方法は、
注入孔の上下に所定間隔毎に複数の電極が設けられたロ
ッドを地中に挿入して注入孔を通して地盤中に薬液を注
入し、注入孔に最も近い電極を電流電極として地表面の
電流遠電極との間に通電し、他の電極を電位電極として
地表面の電位遠電極間との電位差を各電位電極について
測定し、通電電流と測定した電位差とから各電位電極と
地表面間の比抵抗を求め、比抵抗の時間変化から薬液注
入状況を監視することを特徴とする。また、本発明は、
前記ロッドには複数の注入孔が形成され、吐出孔の上下
にダブルパッカーを取り付けた内管を前記ロッド内に挿
入し、ダブルパッカーの深さ位置を順次変えてロッドの
注入孔を選択し、前記内管の吐出孔、ロッドの注入孔を
通して各深さ位置において薬液注入を行うことを特徴と
する。
【0007】
【作用】本発明は、図1に示すように、地盤調査、地盤
改良目的に合った注入工法を選定するとともに、注入管
理値を選定して薬液を注入する。この注入状況を2極法
比抵抗法によってモニタリングし、直ちに注入工法の選
定、注入管理値の選定にフィードバックさせて注入を行
っていく。注入終了後には掘削やボーリングによって地
盤調査を行って薬液注入の効果を確認するが、この確認
結果は当該現場の注入工法の選定、注入管理値の選定に
はフィードバックさせることは出来ない。本発明は、注
入状況を逐一把握し、その適否の情報を注入工法、注入
管理値の選定に反映させながら薬液注入を行うことがで
きるので、最も適した注入工法、注入管理値を選定して
地盤改良を行うことが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、実施例を図面を参照して説明する。ま
ず、図2により地盤改良のための薬液注入について説明
する。図2は薬液注入工程を説明する図で、地盤を削孔
して鋼管等からなるケーシング1を挿入した後(図2
(a))、ケーシング内に塩ビ管等からなる外管2を挿
入する(図2(b))。外管2には、所定深さごとに注
入孔3が形成され、後述するように、注入孔間には銅板
を巻付けることにより複数の電極が形成されている。薬
液注入に際しては、シール材を注入してケーシング1を
引き抜き(図2(c))、薬液を注入するための内管4
を外管2内に挿入する(図2(d))。内管4には薬液
吐出孔5が形成され、その上下にはダブルパッカー6が
設けられており、地上より空気等を送り込んでパッカー
を膨らませて外管2に密着させることにより、外管2内
の所定領域を密閉する。この状態で薬液を圧送すればダ
ブルパッカーで密閉された領域の注入孔3より地盤に対
して薬液が注入される。そして、ダブルパッカーの位置
を変えて順次各深さの注入孔を選択して薬液注入し、例
えば、深い位置から順次地表面側に向けて行い、注入作
業が終了すると内管が回収される。
【0009】次に、薬液注入状態のモニタリングについ
て説明する。図3は本発明の2極法比抵抗法を用いて薬
液注入形態をモニタリングするための測定系統図であ
る。注入される薬液は水ガラスを主材としたもので、薬
液に含まれるNaイオン等の電解質により注入された地
盤の比抵抗が低下するので、この変化を捉えて薬液注入
状況を確認するものである。図3において、改良すべき
地盤に対して挿入される外管2には、前述したように、
複数の注入孔3が形成されるとともに、例えば、幅10
mm、厚さ2mm、長さ160mmの鋼板を33cm〜
50cm間隔で取り付けて電極を形成し、各電極は単芯
ケーブル11で地表の電気探査器10に接続する。電極
の取り付け範囲は、注入範囲をカバーできるように選定
する。測定時には、薬液注入点に最も近い電極を電流電
極C1 、電流電極C1 の上下の3〜5点程度の電極を電
位電極P1-1 〜P1-10となるように配線して電気探査器
10に接続し、地表面には電流遠電極C2 、電位遠電極
2 を設ける。そして、薬液注入開始とともに、電流電
極C1 と地表面(電流遠電極C2 )間に約1mA程度通
電し、各電位電極P1-1〜P1-10と地表面(電位遠電極
2 )間の電位差、即ち、電位遠電極P2 を基準電位と
したときの各電位電極の電位を測定する。測定の時間間
隔は、注入開始時は密(数10秒〜1分)、それ以後は
数分程度とする。こうして、通電した電流値と測定した
電位とから地表面と各電位電極間の比抵抗が求められ、
薬液の注入状況が観察される。
【0010】次に、図4、図5を参照して本発明による
注入状況のモニタリング方法について説明する。図4は
薬液注入範囲の拡がりを示す図、図5は注入時間に対す
る比抵抗変化率を示す図である。図4(a)は浸透注入
形態の場合を示しており、注入点を中心にほぼ等方的に
薬液が浸透し、薬液が浸透した低比抵抗領域が順次外方
へ拡大していき、注入範囲Aは、最終的にはおよそ球状
か、円柱状の形になる。各電位電極に対しては内側(範
囲A内)が低比抵抗領域で、外側(範囲A外)が高比抵
抗領域となってその境界面(比抵抗境界面)が順次移動
していく形となる。また、注入時間の経過に伴い、地盤
内の薬液密度が高まるので比抵抗が低下する。したがっ
て、各電位電極に対しては比抵抗境界面が順次移動して
いく形となる。このように、比抵抗境界面が順次移動し
ていくとき、電位電極が比抵抗境界面内に入るまでは比
抵抗が増大する現象(逆感度)が現れる。そのため、比
抵抗の変化は、図5(a)に示すように、注入点に近い
電位電極P1-5 、P1-6 から比抵抗が低下し始め、遠い
電位電極P1-1 、P1-2 、P1-9 、P 1-10 等の比抵抗
は一端増加した後、遅れて低下していく。
【0011】これに対して割裂注入の場合、図4(b)
に示すように、局所的に薬液が板状あるいは脈状に地盤
内に拡がり、低比抵抗領域は地盤内のある部分に限定さ
れる。各電位電極に対しては、比抵抗の境界面の移動が
起こらず、注入時間の経過に伴い、地盤内の薬液密度が
高まるので比抵抗が低下する。このため、比抵抗の変化
は、図5(b)に示すように、各電位電極とも注入開始
とともに低下し始める形を示す。なお、実際には、注入
初期では注入領域が小さいため、浸透注入、割裂注入と
も逆感度現象が現れる場合があり、注入領域が多少広が
る、例えば数分後からの比抵抗変化を観察することが望
ましい。このように、外管に取り付けた電極で比抵抗変
化を測定することにより、注入時に薬液注入形態を判別
することができるので、直ちに注入工法、注入管理値等
に反映することができる。
【0012】次に、模型による実験結果について説明す
る。模型実験は3m×5mの広さのほぼ中央部を珪砂で
置き換えた土槽地盤で行った。珪砂置換部の規模は1.
1m(縦)×1.1m(横)×1.3m(深さ)で、薬
液注入管はこの珪砂の中央に設置した。実験ケースとし
ては、 ケース1:浸透注入となる供試体 ケース2:割裂注入となる供試体 とし、ケース1は上記珪砂置換部により、ケース2は、
上記珪砂置換部に対して注入口から上下各5cmの位置
に油粘土を厚さ3mm程度の板状に延ばして敷き、注入
した際に薬液が油粘土面で挟まれた珪砂の層のみに浸透
するようにしたものである。注入管としては21mmφ
の塩ビ管を用い、電極は注入管の周囲に幅5mmの銅板
を原則として5cm間隔で1m区間に巻付け、各電極は
単芯ケーブルによって測定器に接続した。薬液として
は、溶液型シリカゾル系薬液をケース1、2とも30l
配合した。実際の注入は、薬液を入れたアクリルタンク
を地表面から高さ2m程度の位置に吊り上げて、薬液の
水頭が一定になるように調整しながら水頭差のみによる
定圧注入を行い比抵抗の測定をおこなった。測定は2極
法を用い、注入口部に付けた電極を電流電極とし、他の
電極を電位電極とし、測定の際は、20点の電位電極の
うち14電極を選んで、1回の通電で1電極の電位を測
定し、これを繰り返して14電極の電位を測定し、これ
を経時的に45分〜90分間行った。通電の時間間隔
は、注入開始〜10分までは45秒〜1分、以後は2分
〜5分とした。なお、注入前に土槽地盤の見掛け比抵抗
値を測定してこれを初期値とし、注入時の測定値との変
化の割合を求める際に用いた。
【0013】こうして測定した結果は図6に示すような
ものであった。図6(a)は浸透注入(ケース1)の場
合、図6(b)は割裂注入(ケース2)の場合の比抵抗
変化を示している。図6から分かるように、注入初期は
浸透注入、割裂注入とも注入範囲が狭いため同じような
挙動を示し、一時注入点に近い電位電極付近で比抵抗が
増大する。数分経過後は、両者の比抵抗変化は図5で説
明したような特性を示し、割裂注入の場合には時間経過
とともに全ての電位電極で測定される比抵抗が減少し、
一方、浸透注入の場合には、注入点から離れた電位電極
で測定される比抵抗は、一端増加し、時間遅れを持って
減少しており、浸透注入か割裂注入かを判別することが
できる。
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、注入を行
っている時点で良好な注入が行われているか否かを確認
できるので、その情報をただちに現場の施行に反映で
き、浸透注入になるように、その地盤に最も適した注入
工法、注入管理値の選定ができ、確実に浸透注入により
施行して地盤を改良することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による注入工法、注入管理値の管理方
法を説明する図である。
【図2】 薬液注入を説明する図である。
【図3】 2極法比抵抗法を用いて薬液注入形態をモニ
タリングするための測定系統図である。
【図4】 薬液注入範囲の拡がりを説明する図である。
【図5】 注入時間に対する比抵抗変化率を説明する図
である。
【図6】 模型実験による比抵抗変化率を示す図であ
る。
【図7】 従来の注入工法、注入管理値の管理方法を説
明する図である。
【符号の説明】
1…ケーシング、2…外管、3…注入孔、4…内管、5
…薬液吐出孔、6…ダブルパッカー、10…電気探査
器、11…単芯ケーブル、C1 …電流電極、P1-1 〜P
1-10…電位電極、C2 …電流遠電極、P2 …電位遠電
極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 注入孔の上下に所定間隔毎に複数の電極
    が設けられたロッドを地中に挿入して注入孔を通して地
    盤中に薬液を注入し、注入孔に最も近い電極を電流電極
    として地表面の電流遠電極との間に通電し、他の電極を
    電位電極として地表面の電位遠電極間との電位差を各電
    位電極について測定し、通電電流と測定した電位差とか
    ら各電位電極と地表面間の比抵抗を求め、比抵抗の時間
    変化から薬液注入状況を監視することを特徴とする2極
    法比抵抗法による薬液注入形態のモニタリング方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法において、前記ロッ
    ドには複数の注入孔が形成され、吐出孔の上下にダブル
    パッカーを取り付けた内管を前記ロッド内に挿入し、ダ
    ブルパッカーの深さ位置を順次変えてロッドの注入孔を
    選択し、前記内管の吐出孔、ロッドの注入孔を通して各
    深さ位置において薬液注入を行うことを特徴とする2極
    法比抵抗法による薬液注入形態のモニタリング方法。
JP28806694A 1994-11-22 1994-11-22 2極法比抵抗法による薬液注入形態のモニタリング方法 Pending JPH08145926A (ja)

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