JPH1136281A - 注入固化方法及びその注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注入固化方法において、注入グラウト材の地
上への漏出を遮断し、所定範囲を無駄なく改良し、グラ
ウト材の浸透性を向上する。 【解決手段】 少なくとも一部が軸方向に移動可能で、
かつ、内部に内管流路を有する内管とそれをとり囲み、
かつ、前記内管との間に外管流路を形成するように設け
られた外管とからなる掘削兼グラウト注入部材により、
そのまま、または掘削孔と注入部材との間にシールグラ
ウトあるいは砂の充填を行ったのち、外管流路１４に圧
縮空気、内管流路１３にはグラウトまたは気液混合グラ
ウトを夫々圧送し、注入グラウト材の地上への漏出を遮
断するように地盤内に水平方向にエアーバリアー５１を
形成し、管内または管外で気液混合されたグラウトを気
液混合グラウトの噴射圧力で土粒子間隙に浸入させなが
ら徐々に改良径を大きくして浸透性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮空気とグラウ
ト材を用いた注入固化方法及びその注入装置に関するも
ので、砂質地盤の液状化防止対策、及び液状化に伴う地
盤流動化防止対策のために開発された技術であり、より
具体的には、恒久性、高強度が要求される既設構造物基
礎地盤の改良、（例えば新幹線、高速道路の高架橋下部
基礎地盤補強など）岸壁の荷役施設及び護岸・擁壁の下
部地盤の改良、既設タンク基礎地盤の改良などに適した
注入固化方法及びその注入装置に関する。

【０００２】

【従来技術】液状化現象が科学的に認識されたのは、新
潟地震（１９６４年、Ｍ＝７．５）以降からで、この地
震を契機として、液状化現象の解明とその対策に関する
工学的な取り組みが急速に進展し多くの実用化技術が研
究されてきている。このうち、固結工法ではセメントな
どの改良材と土を地盤中で攪拌混合する深層混合処理工
法、懸濁液状の改良材を地盤中に注入して固化させる注
入固化工法などがあり、いづれの工法も地盤の性質（密
度、透水性）を変えて液状化抵抗を増大させ過剰間隙水
圧の発生を抑制し液状化を起こさせないという考え方に
基づいている。前者は比較的施工実績も多く、実用化技
術が種々提案されているのに対し後者は施工実績も少な
く、実用化技術に遅れをとっているが、近年、恒久性の
超微粒子懸濁液グラウトが開発され兵庫県南部地震の復
興対策工事で採用されたことでにわかに脚光を浴びるこ
ととなった。

【０００３】緩結性の溶液グラウト及び超微粒子懸濁液
グラウトで砂質土地盤を浸透改良する工法は、二重管ダ
ブルパッカー工法（ソレタンシュ工法、スリーブ工法）
が広く知られている。一方、圧縮空気を用いるグラウト
注入方法では、特開昭６０−１３８１１２号公報に記載
されている圧縮空気を地中に吹き込んで該地盤中に透気
道を形成し、その後該透気道に粉体または懸濁液状のグ
ラウトを注入することを含む空気式グラウチング方法が
提案されている。この方法は先ず圧縮空気により透気道
を形成し、その後該透気道に粉体または懸濁液状のグラ
ウト材を注入するという２段階方式を採用しており、グ
ラウト材を広範囲にわたって注入することが可能である
が、広範囲にわたって透気道を維持するには圧縮空気の
圧力を高めておく必要があり、漏気性の軟弱地盤や既設
構造物周辺では圧縮空気により地盤を破壊する危険性が
ある。また、同公報の図３及び図４から明らかなように
エアーパイプの下方端部に複数の吐出口を有した注入装
置より粉体または懸濁液状のグラウト材を圧縮空気とと
もに地盤中に吹込むことになるが、同吐出口には逆流防
止のための逆止弁などの装置がないため、注入完了時、
またはエアーパイプの接続・切断時には送気装置及びグ
ラウト送給装置を停止すると前記吐出口よりパイプ内に
粉体または懸濁液状のグラウト材が逆流するため、注入
装置内が閉塞するなどのトラブルが発生しやすい。

【０００４】また、圧縮空気を用いるグラウト注入で他
の方法として、特開昭５４−１５２３０９では、気・液
を別通路を通して圧送しているものも提案されている
が、この装置では気・液の両通路は注入管内で気・液が
混合する構成になっており、しかも気・液の吐出口には
一旦噴出した液などが管内に逆流するのを防止するため
の逆止弁などの装置がないため、噴出を一時停止すると
きなどに管内への逆流が生じ、噴出口が塞がれるなどの
不都合が生じ、注入不能となり、注入管を引き抜き再度
削孔するなど多大な手間と費用を要する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の二重管
ダブルパッカー工法（ソレタンシュ工法、スリーブ工
法）は、外管と地盤に形成されるリング状間隙に硬化材
（セメント・ベントナイト）を充填し固化させ、外管と
地盤を一体化させることにより（外管を動かさない）グ
ラウトの逸走、上噴が確実に防止されることで、溶液グ
ラウト及び超微粒子懸濁液グラウトのような緩結性注入
材を注入する場合、非常に有効である反面、注入時にお
いて、前記外管の周囲に形成されたシールグラウトを割
って地盤に注入する際のクラッキングは、外管の設置状
態と関係し一方に偏ってクラッキングされる場合が多
く、従って注入管を中心として放射状に注入されること
は少ない。また、この工法では、低吐出、低圧力により
砂質土層の浸透注入を行うことを要旨としているが、超
微粒子懸濁液グラウトを砂質土層に低圧力で注入した場
合、土粒子間隙を通過する際、グラウト中の微粒子と土
粒子の接触面に生じる抵抗力や、グラウトの流速が遅い
とグラウト微粒子の沈殿、凝集などが生じ、吐出口周辺
が目詰まり状態となり、緩結性の溶液型グラウトに比較
して改良径が小さくなるという欠点がある。改良径が小
さいと施工面積当たりの注入孔数が増大しコスト面に影
響するので、従って如何に浸透性を向上させ改良径を大
きくするかということが重要な課題となる。

【０００６】次ぎに、圧縮空気とグラウト材を用い地盤
に注入する工法で緩結性の超微粒子懸濁液グラウトを注
入する場合、気液混合されたグラウトが注入管廻りの空
隙に沿って上部に逃げ地表面に噴出したり、既設構造物
との境界面、地盤中の水みち、空隙などから漏出したり
することが多い。注入管を所定位置まで削孔する場合、
削孔水を使用するのが一般的で、削孔水をスライム排出
手段として使用するため、特に緩い砂質土などでは注入
管周囲の地盤に大きな空隙が形成される。この空隙に瞬
結性のグラウト材を用いてグラウトパッカーを形成し、
注入材の上噴防止を行っているが、気液混合グラウトを
注入する時、地盤の受入れ抵抗が大きく且つグラウトパ
ッカーの形成に溶液型グラウトを用いた場合にはホモゲ
ル強度が小さいため、グラウトパッカーは容易に破られ
上噴防止は困難となる。従って、気液混合グラウトを注
入するに当たっては前記上噴防止が重要な課題となる。

【０００７】また、圧縮空気と超微粒子懸濁液グラウト
の気液混合グラウトを注入する工法の装置に関しては、
地上に設けられた装置で予め混合された気液混合グラウ
トをエアーパイプ先端に接続された注入吐出口から地盤
中に注入するもの、または二重管の一方の流路に圧縮空
気を送気し、他方の流路に超微粒子懸濁液グラウトを送
液して注入管先端の管内で混合させ吐出口より地盤中に
注入する方法、更に三重管を用いた方法で２つの流路を
超微粒子懸濁液グラウトのそれぞれＡ液、Ｂ液とし注入
管先端の管内で混合させ吐出口より地盤中に注入し、他
の１つの流路より圧縮空気を別の吐出口より噴射させる
方法などがあるが、注入管の外周に複数の吐出口を有
し、地盤に対し水平方向に開口されている注入管装置で
は、所定の注入終了時または注入管の切断、接続時には
送気装置及びグラウト送給装置を停止し前記操作を行う
ことになるが、両装置を停止すると、注入管内が負圧状
態となり、外周地盤に注入され圧力状態の気液混合グラ
ウトが前記開口した吐出口より逆流するため、先端装置
内が閉塞し注入不能となるなどの問題が生じる。

【０００８】次に砂質土地盤を均質に浸透注入させるた
めの気液混合グラウトの吐出方向については、注入管の
軸方向に対し直角（地盤に対し水平方向）に指向し、周
方向に複数の吐出口を有する注入装置では、注入材の噴
射は吐出口数に応じた点状の注入形態を示し、点状の中
間部では未浸透部分が形成され易く、所定領域を均質に
浸透改良がなされないなどの課題が生じる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記問題点
を解決するために提案されたもので、少なくとも一部が
軸方向に移動可能で、かつ、内部に内管流路を有する内
管とそれをとり囲み、かつ、前記内管との間に外管流路
を形成するように設けられた外管とからなる掘削兼グラ
ウト注入部材により、圧縮空気または／及び水を用い、
所定深度まで掘削し、注入する方法において、前記注入
部材の前記外管には、下側吐出部と上側吐出部により構
成された２つの吐出部が軸方向に適宣間隔で配設され、
前記２つの吐出部にはそれぞれ環状凹窩を有し、該環状
凹窩にはそれぞれ周方向に亘り、等配分に複数の細孔が
穿設され、前記環状凹窩部分にそれぞれ弾性環状体で覆
い、前記下側吐出部では、前記弾性環状体の上下いずれ
か一方の端部を前記環状凹窩外周面の外管に突設された
環状突出部により挟着するとともに、前記上側吐出部で
は、前記弾性環状体の上下いずれか一方の端部を前記環
状凹窩外周面の外管に突設された環状突出部により挟着
してなる注入部材を用い、掘削時には前記注入部材の内
外２つの流路のうち、いずれか一方または両方の流路に
圧縮空気または水を送り、いずれの場合も下方では内管
流路に流入し、注入部材の先端より噴出させて被改良地
盤内の所定深度まで削孔した後、注入時には内管流路が
管体下端部に連通している場合には、該内管流路を閉塞
し、内管流路が閉じられているときにはそのまま内管流
路に液または圧縮空気を圧入し、この液圧または空気圧
により下側内管を下落させ、管体下端部に通ずる流路を
閉塞するとともに前記下側吐出部に設けられた前記各細
孔と内管流路とを連通し、上側吐出部では外管流路と連
通させ、そのまま、又は掘削孔と注入部材との間にシー
ルグラウトあるいは砂の充填を行った後、内管流路に圧
縮空気とグラウトを圧入し、それらを管内で混合し、混
合された気液混合グラウトを前記下側吐出部より噴射
し、同気液混合グラウトの噴射圧力で土粒子間隙に浸入
させながら徐々に地盤改良径を大きくする一方、前記上
側吐出部より圧縮空気を噴射し、前記注入部材周囲の隙
間より漏出する前記気液混合グラウトを、同圧縮空気の
噴射流に誘引させ随伴状態で地盤中に注入させることに
より、地上へのグラウトの漏出を遮断するエアーバリア
ーを形成し、外周地盤の所定範囲を改良することを特徴
とする注入固化方法を開発した。

【００１０】さらに、本発明では、少なくとも一部が軸
方向に移動可能で、かつ、内部に内管流路を有する内管
とそれをとり囲み、かつ、前記内管との間に外管流路を
形成するように設けられた外管とからなる掘削兼グラウ
ト注入部材により圧縮空気または／及び水を用い、所定
深度まで掘削し、注入する装置において、前記注入部材
の前記外管には、下側吐出部と上側吐出部により構成さ
れた２つの吐出部が軸方向に適宣間隔で配設され、前記
２つの吐出部はそれぞれ環状凹窩を有し、該環状凹窩に
はそれぞれ周方向等配分に複数の細孔が穿設され、前記
環状凹窩部分にそれぞれ弾性環状体で覆い、前記下側吐
出部では、前記弾性環状体の上下いずれか一方の端部を
前記環状凹窩外周面の外管に突設された環状突出部によ
り挟着するとともに、前記上側吐出部では、前記弾性環
状体の上下いずれか一方の端部を前記環状凹窩外周面の
外管に突設された環状突出部により挟着し、掘削時に
は、前記外管の内周壁に、移動しない上側内管とその下
側に移動可能な内管が下側吐出部の各細孔を閉塞するよ
うに配設され、管体下端部に通ずる流路を形成し、注入
時には管体下端部に通ずる流路を閉塞栓で閉塞した後、
内管流路に液または圧縮空気を圧入し、この液圧または
空気圧により下側内管を下落させ、前記下側吐出部に設
けられた前記各細孔と内管流路とを連通し、前記上側吐
出部では外管流路と連通するようにした注入部材を用い
てなることを特徴とする掘削兼注入装置を開発した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を本発明の好ましい実
施の形態を示す図面について説明する。 （実施例１）図１は、本発明請求項１及び２の発明を実
施するための注入装置で、（１）は掘削時、（２）は注
入時における状態を示すもので、（１）の掘削時では、
１は注入部材、２は吐出部で、下側吐出部５と上側吐出
部４により構成された２つの吐出部が軸方向に適宣間隔
で配設され、好ましくは部材１先端に掘削刃３ａを有す
る掘削部材３を装着することができる。前記吐出部２は
上部管６と中部管７と下部管８よりなり、中部管７の外
周面には上側吐出部４を形成する第２の環状凹窩１０と
下側吐出部５を形成する第１の環状凹窩９が設けられ、
中部管７の基端部、下端部にそれぞれ外周螺糸部７ａ、
７ｂが設けられ、同部７ａ、７ｂに中部管７と同径の上
部管６及び下部管８が螺着され、同下部管８の下端には
弁体３ｃを有する掘削部材３と掘削刃３ａが螺着され、
また同下部管８の上端縁は前記第１の環状凹窩９の下半
部外周を囲繞まる環状突出部８ａが突出され、上部管６
の下端縁は前記第２の環状凹窩１０の上半部外周を囲繞
まる環状突出部６ａが突出されている。外管１１の上部
管６と中部管７に連通した中空部には移動しない上側内
管１２が上部管６と中部管７の断面中心に配設され、そ
の下端部外周が中部管７における第２の環状凹窩１０の
下端部に位置する内周部に設けられた段部７ｃより下方
に配設された内周螺糸部７ｄに螺着され、移動しない上
側内管１２は上部管６と外周螺糸部７ａの中空部を介し
て中部管７の中空部に連通して内管流路１３を形成し、
一方前記段部７ｃより上方の中部管７内の中空部は移動
しない上側内管１２の外周壁と前記段部７ｃとによって
内周及び下端を閉塞されて外管流路１４を形成してい
る。

【００１２】前記第２の環状凹窩１０には周方向に９０
度間隔で４方向に穿設された細孔１０ａを有し、該細孔
１０ａは中部管７の外管流路１４に連通し、前記第１の
環状凹窩９には周方向に９０度間隔で４方向に穿設され
た細孔９ａを有し、前記凹窩１０、９にはゴム等よりな
る弾性環状体１０ｃ、９ｃを嵌着するが、好ましくは上
部管６、中部管７及び下部管８の外周面より突出してい
ないものがよい。上側吐出部４では、弾性環状体１０ｃ
の上端部が第２の環状凹窩１０と上部管６の環状突出部
６ａとによって挟着され、下側吐出部５では、弾性環状
体９ｃの下端部が第１の環状凹窩９と下部管８の環状突
出部８ａとによって挟着されている。

【００１３】また、移動しない上側内管１２の下側には
前記中部管７の内周壁に移動可能な下側内管１２ａが前
記各細孔９ａを閉塞するように中部管７に収納され、移
動可能な下側内管１２ａの外周面と中部管７の内周壁と
の間はオイルシール１２ｃにより前記各細孔９ａの上方
と下方がシールされている。移動可能な下側内管１２ａ
の下端部と中部管７の下端部とを下落防止ピン１２ｄで
固定し、移動しない上側内管１２の内管流路１３と移動
可能な下側内管１２ａの流路１３ａとを連通し、更に流
路１３ａは管体下端部に通ずる流路１３ｃに連通され、
更に掘削部材３内の中空部を介して掘削刃３ａ内の噴出
口にいたる。

【００１４】前記掘削部材３の中空部には上下の流路を
連通させ、軸方向に複数の切込溝が設けられた案内管３
ｆを有し、案内管３ｆの軸心には移動可能な弁棒３ｄと
その先端に弁体３ｃがスプリング３ｅにより弁座３ｂに
常時上方に押し上げられ逆止弁が形成されている。前記
掘削部材３及び掘削刃３ａは、逆止弁を設けた公知の掘
削部材でもよく、また、ロッドクラウンあるいはメタル
クラウンなどの掘削刃を用いてもよい。

【００１５】図１（１）の掘削時には、注入部材１の基
端部に図示しない二重管とスイベルが接続されており、
まず、注入部材１を回転させながら、移動しない内管１
２の内管流路１３を介して液または圧縮空気を圧送す
る。中部管７の内周壁に移動可能な下側内管１２ａが前
記各細孔９ａを閉塞するように中部管７に収納され流路
１３ａを形成しているので、液または圧縮空気は流路１
３ａを通り管体下端部の流路１３ｃを通って掘削部材３
の案内管３ｆの切込み溝を介して下方に流れ、液圧また
は空気圧により弁体３ｃを押し下げ、弁体３ｃと弁座３
ｂの隙間３ｈより掘削部材３の下端部に装着された掘削
刃３ａ内の噴出口３ｉより噴出して所定深度まで削孔す
る。

【００１６】次ぎに注入部材１の内管流路１３にスチー
ルボール１３ｂなどの閉塞栓を投下すると、移動可能な
下側内管１２ａの上側内周部に突出された弁座１２ｂに
スチールボール１３ｂが着座し、下側内管１２ａの流路
１３ａを閉塞する。ここで内管流路１３に液または圧縮
空気を圧送すると、内管流路１３の下方流路１３ａが閉
塞されているので、移動可能な下側内管１２ａの下端部
と中部管７の下端部とを固定している下落防止ピン１２
ｄを液圧または空気圧でせん断するとともに下側内管１
２ａを下落させ、下側吐出部５に設けられた各細孔９ａ
と内管流路１３とを連通させ、図１（２）に示す注入開
始時の状態となる。

【００１７】図３に示すように、着脱自在な２重管２７
に掘削刃３ａを有する掘削部材３を装着した注入部材１
を継接し、液または圧縮空気を使用し被改良地盤４６の
所定深度まで公知の注入管設置機２９により回転・圧入
しながら削孔する。この際、図１（１）に示すように前
記上側吐出部４及び下側吐出部５に環状に設けられた弾
性環状体１０ｃ、９ｃは、夫々外管１１の外周面より突
出しないように嵌着されているので、注入部材１の圧入
に対し障害とならず、同注入部材１は円滑に地中に圧入
されるとともに、周辺土砂が注入細孔１０ａ、９ａへの
浸入が防止される。

【００１８】このように所定深度まで削孔し注入部材１
を設置したら、同注入部材１の内管流路１３にスチール
ボール１３ｂなどの閉塞栓を投下し、下側内管１２ａの
流路１３ａを閉塞し、図１（２）に示す注入開始状態
で、前記注入部材１を回転することなく、前記注入部材
１の周辺に形成された空隙に砂を充填し、またはシール
グラウトを行なう時は、瞬結型の懸濁液グラウトまたは
溶液グラウトを用い、図１（２）に示すように上側吐出
部４に連通した外管流路１４には主剤、下側吐出部５に
連通した内管流路１３には硬化剤を２ショット方式で送
液し、前記上側吐出部４と下側吐出部５より同時に注入
し、管外で２液混合させ、注入部材１外周に形成される
空隙にシールグラウトすることにより、グラウトまたは
圧縮空気及び気液混合グラウトの地表面への漏出を防止
する。シールグラウト量は、注入部材１外周に形成され
る空隙への注入なので予め計画された注入量で注入し、
好ましくはステップ時など注入部材１を移動させる場合
は適宣行うことが望ましい。

【００１９】また、本発明の要旨である圧縮空気とグラ
ウトからなる気液混合グラウトを地盤に注入中に後述の
エアーバリアー（ａｉｒ ｂａｒｒｉｅｒ）を逸脱した
グラウトや予期し得ない既設構造物との境界面、地盤中
の水みち、空隙などから漏出したりすることを防止する
ために、地上に設置した流路切替装置３３で上記シール
グラウト方法に切替え、随時、シールグラウトを行うこ
とが可能である。

【００２０】本発明の請求項１に記載の発明は図３に示
すようにグラウト材を１ショットまたは１．５ショット
方式で送給装置３５より流量計３４を通り流路切替装置
３３の図示しないグラウト流入口にいたる。また、第１
系統の圧縮空気は送気装置４１の第１系統送気口４０よ
り圧力計付きのレギュレータ３９と風量計３８を接続し
たエアーホース３７を通り流路切替装置３３の図示しな
い第１系統圧縮空気口にいたる。ここで流路切替装置３
３の操作により同配管内で第１系統の圧縮空気と前記グ
ラウト材は合流混合され気液混合グラウトとなり、流路
切替装置３３の図示しない流出口に接続された内管流路
用ホース３１、及びスイベル３０を介して、前記注入部
材１の内管流路１３にいたる。一方、第２系統の圧縮空
気は、送気装置４１の第２系統送気口４５より、圧力計
付きのレギュレータ４４と、風量計４３を接続したエア
ーホース４２を通り前記流路切替装置３３における図示
しない第２系統圧縮空気口にいたり、前記流路切替装置
３３における図示しない流出口に接続された外管流路用
ホース３２、及びスイベル３０を介して、前記注入部材
１の外管流路１４にいたる。

【００２１】ここで図１（２）に示すように、前記注入
部材１の２流路のうち、内管流路１３には第１系統の圧
縮空気とグラウト材よりなる気液混合グラウトが送液さ
れ、前記内管流路１３は下側吐出部５を形成する第１の
環状凹窩部９の細孔９ａと連通しているので、前記気液
混合グラウトは夫々の細孔９ａを経て、第１の環状凹窩
９と弾性環状体９ｃの隙間を通り、弾性環状体９ｃを半
径方向に押し広げながら環状凹窩部分９の上端に達する
が、ここで横方向に向きを変え弾性環状体９ｃ上端と環
状凹窩部９上端の隙間より被改良地盤４６に噴射され
る。

【００２２】なお、弾性環状体９ｃの下端部は凹窩外周
面と下部管８に突出された環状突出部８ａで挟着するた
め、細孔９ａより吐出された気液混合グラウトは環状凹
窩部分９と弾性環状体９ｃの隙間部分では上方向のみに
吐出される。また、環状凹窩部分９に穿設された細孔９
ａは、周方向に亘り４個で９０度間隔に形成され、夫々
の細孔９ａで前記の吐出状態が同時に行われることにな
るので、切れ目なく全方位に噴射される。一方、外管流
路１４には第２系統の圧縮空気が送気され、前記外管流
路１４は上側吐出部４を形成する第２の環状凹窩部１０
の細孔１０ａと連通しているので、前記圧縮空気は夫々
の細孔１０ａを経て、第２の環状凹窩部１０と弾性環状
体１０ｃの隙間を通り、弾性環状体１０ｃを半径方向に
押し広げながら環状凹窩部分１０の下端に達し、ここで
横方向に向きを変え弾性環状体１０ｃ下端と環状凹窩部
１０下端の隙間より地盤に噴射される。前記弾性環状体
１０ｃの上端部は凹窩外周面と上部管６に突出された環
状突出部６ａで挟着されるため、細孔１０ａより吐出さ
れた第２系統の圧縮空気は第２の環状凹窩部分１０と弾
性環状体１０ｃの隙間部分では下方向のみに噴出され
る。また、環状凹窩部分１０に穿設された細孔１０ａ
は、下側吐出部５と同様、周方向等配分で４個で９０度
間隔に形成され、夫々の細孔１０ａで前記の噴出状態が
同時に行われることになるので、切れ目なく全方位に噴
射される。

【００２３】このように下側吐出部５より気液混合グラ
ウトを地盤に対し水平方向、周方向では点注入すること
なく全方位に亘って面状に噴射し、地盤内の噴射面積を
広めて土粒子間隙に均等に浸入させ、気液混合グラウト
の噴射圧力で間隙にグラウト材を浸入させながら徐々に
改良径を大きくして浸透性を向上させると同時に、前記
上側吐出部４より第２系統の圧縮空気を地盤に対し水平
方向、周方向では全方位に噴射することにより地盤内に
水平方向のエアーバリアー（ａｉｒ ｂａｒｒｉｅｒ）
を形成し、下部から漏出する気液混合グラウトを、圧縮
空気の噴射流に誘引させ随伴状態で地盤に注入するの
で、気液混合グラウトの地上への漏出を遮断するととも
に、所定範囲を無駄なく注入することが出来る。図１
（１）及び（２）に示す注入部材１の吐出部２は、下側
吐出部５と上側吐出部４の２段の吐出口で構成されてお
り、同各吐出部間の間隔は、土質状況または注入方法に
応じ狭小な間隔に配設することもでき、また所定寸法の
間隔に配設することもできる。また、上側吐出部４より
圧縮空気とグラウト材を用い合流混合させた気液混合グ
ラウトを噴射し、同気液混合グラウト中の気体でエアー
バリアーを形成する事もできる。（請求項４）この方法
では、前記下側吐出部５と上側吐出部４の吐出口との間
の間隔を、たとえばステップ間隔と同寸法に設定し、気
液混合グラウトを同時に下側吐出部５と上側吐出部４よ
り噴射することにより、同気液混合グラウト中の気体で
エアーバリアーの形成とともに同種グラウトの同時注入
を可能ならしめ、１本当たりの施工時間を１／２に短縮
できる。また、前記下側吐出部５の第１の環状凹窩９及
び上側吐出部４の第２の環状凹窩１０には周方向等分に
９０度間隔に４個の細孔９ａ，１０ａを夫々有し、夫々
の細孔９ａ，１０ａには取替自在な筒状中空ノズル９
ｂ、１０ｂを着脱自在にネジ接続することも可能であ
る。ノズル径は下側吐出部５と上側吐出部４とのバラン
スを考慮して圧縮空気または気液混合グラウトの圧力及
び流量を自由に設定出来る。（請求項９）更に図９に示
すように上側吐出部４の弾性環状体１０ｃの下端部を第
２の環状凹窩１０外周面の中部管７の上側に突設された
環状突出部７ｅにより挟着し、下側吐出部５と同様、弾
性環状体１０ｃの上端部より地盤に対して水平方向に噴
射することもでき、また、図１０に示すように下側吐出
部５の弾性環状体９ｃの上端部を第１の環状凹窩９外周
面の中部管７の下側に突設された環状突出部７ｅにより
挟着し、上側吐出部４と同様、弾性環状体９ｃの下端部
より地盤に対して水平方向に噴射することもできる。
（請求項７）このように所定量の注入が完了したら、注
入部材１をステップアップまたはステップダウンし、次
のステップの注入を行うが、本発明ではステップアップ
方式が望ましい。また、ステップ間隔は、１０ｃｍ間隔
以上１００ｃｍ間隔までの範囲内で、１／４ｍ（２５ｃ
ｍ）間隔とすることが望ましい。以上の注入操作を繰り
返し、１孔当たりの注入が終了する。このように、請求
項１の記載の発明は、予め切替装置３３の操作でグラウ
ト材と第１系統の圧縮空気を合流混合せさた気液混合グ
ラウトを下側吐出部５より噴射すると同時に、上側吐出
部４より第２系統の圧縮空気または気液混合グラウトを
噴射し、エアーバリアーを形成して注入する事を要旨と
する。 （実施例２）次に請求項２の発明を具体的に説明する。
図３に示すようにグラウト材は１ショットまたは１．５
ショット方式でグラウト送給装置３５より流量計３４を
通り流路切替装置３３の図示しないグラウト流入口にい
たる。ここで流路切替装置３３の操作により、第１系統
の圧縮空気を用いることなく、グラウト材は流路切替装
置３３における図示しない第１系統流出口に接続された
内管流路用ホース３１、及びスイベル３０を介して、前
記注入部材１の内管流路１３にいたる。一方、第２系統
の圧縮空気は、送気装置４１の第２系統送気口４５よ
り、圧力計付きのレギュレータ４４と、風量計４３を接
続したエアーホース４２を通り前記流路切替装置３３に
おける図示しない第２系統圧縮空気口に至り、前記流路
切替装置３３における図示しない第２系統流出口に接続
された外管流路用ホース３２、及びスイベル３０を介し
て、前記注入部材１の外管流路１４に至る。

【００２４】ここで図１（２）に示すように前記注入部
材１の２流路のうち、内管流路１３にはグラウト材が送
液され、同内管流路１３は下側吐出部５を形成する第１
の環状凹窩部９の細孔９ａと連通しているので、前記グ
ラウト材は夫々の細孔を経て、第１の環状凹窩９と弾性
環状体９ｃの隙間を通り、弾性環状体９ｃを半径方向に
押し広げながら環状凹窩部分９の上端に達するが、ここ
で横方向に向きを変え弾性環状体９ｃ上端と環状凹窩部
９上端の隙間より地盤に噴射される。

【００２５】なお、弾性環状体９ｃの下端部は凹窩外周
面と下部管８に突出された環状突出部８ａで挟着するた
め、細孔９ａより吐出されたグラウト材は環状凹窩部分
９と弾性環状体９ｃの隙間部分では上方向のみに吐出さ
れる。また、環状凹窩部分９に穿設された細孔９ａは、
周方向等分で４個で９０度間隔に形成され、夫々の細孔
で前記の吐出状態が同時に行われることになるので、切
れ目なく全方位に噴射される。一方、外管流路１４には
第２系統の圧縮空気が送気され、前記外管流路１４は上
側吐出部４を形成する第２の環状凹窩部１０の細孔１０
ａと連通しているので、前記圧縮空気は夫々の細孔を経
て、第２の環状凹窩部１０と弾性環状体１０ｃの隙間を
通り、弾性環状体１０ｃを半径方向に押し広げながら環
状凹窩部分１０の下端に達するが、ここで横方向に向き
を変え弾性環状体１０ｃ下端と環状凹窩部１０下端の隙
間より地盤に噴射される。前記弾性環状体１０ｃの上端
部は凹窩外周面と上部管６に突出された環状突出部６ａ
で挟着するため、細孔１０ａより吐出された第２系統の
圧縮空気は第２の環状凹窩部分１０と弾性環状体１０ｃ
の隙間部分では下方向のみに噴出される。また、環状凹
窩部分１０に穿設された細孔１０ａは、下側吐出部５と
同様、周方向等分で４個で９０度間隔に形成され、夫々
の細孔で前記の噴出状態が同時に行われることになるの
で、切れ目なく全方位に噴射される。

【００２６】このようにグラウト材を下側吐出部５より
噴射すると同時に上側吐出部４より第２系統の圧縮空気
を噴射し、管外で圧縮空気とグラウト材を合流混合させ
た気液混合グラウトを土粒子間隙に浸入させ、気液混合
グラウトの噴射圧力で間隙にグラウト材を浸入させなが
ら徐々に改良径を大きくする一方、上側吐出部４より噴
射された圧縮空気は地盤内に水平方向のエアーバリアー
（ａｉｒ ｂａｒｒｉｅｒ）を形成するので、前記注入
部材１周囲の隙間より漏出する前記グラウトを、圧縮空
気の噴射流に誘引させ随伴状態で地盤中に注入し、地上
への漏出を遮断するとともに、所定範囲を無駄なく注入
することが可能となる。 図１（１）または（２）に示
す注入部材１の吐出部２は、実施例１と同様に下側吐出
部５と上側吐出部４の２段の吐出口で構成されている
が、管外でグラウト材と圧縮空気を合流混合させるには
前記２つの吐出口は、狭小間隔に配設されることが望ま
しい。また、上側吐出部４より圧縮空気とグラウト材を
用い合流混合させた気液混合グラウトを噴射し、同気液
混合グラウト中の気体でエアーバリアーを形成する事も
できる。（請求項４）更にこの方法では、上側吐出部４
より圧縮空気と２液混合型グラウトの一方の配合液Ａを
合流混合させた気液混合剤を噴射すると同時に下側吐出
部５より他方の配合液Ｂを噴射し、管外で２液を混合さ
せた気液混合グラウトを地盤に注入するとともに上側吐
出部４より噴射された気液混合剤中の気体によりエアー
バリアーを形成することもできる。また、前記下側吐出
部５の第１の環状凹窩９及び上側吐出部４の第２の環状
凹窩１０には周方向等分に９０度間隔に４個の細孔９
ａ，１０ａを夫々有し、夫々の細孔９ａ，１０ａには取
替自在な筒状中空ノズル９ｂ、１０ｂを着脱自在にネジ
接続することも可能である。ノズル径は下側吐出部５と
上側吐出部４とのバランスを考慮して圧縮空気または気
液混合グラウトの圧力及び流量を自由に設定出来る。こ
のように所定量の１ステップ当たりの注入が完了した
ら、注入部材１を回転させることなくステップアップま
たはステップダウンし次のステップの注入を行うが、本
発明ではステップアップ方式が望ましい。また、ステッ
プ間隔は、１０ｃｍ間隔以上１００ｃｍ間隔までの範囲
内で、１／４ｍ（２５ｃｍ）間隔とすることが望まし
い。以上の注入操作を繰り返し、１孔当たりの注入が終
了する。従って、請求項２に記載の発明は、下側吐出部
５よりグラウト材と上側吐出部４より第２系統の圧縮空
気が噴射され、管外で合流混合し、気液混合グラウトを
形成するとともに上側吐出部４より噴射された第２系統
の圧縮空気または気液混合グラウト中の気体によりエア
ーバリアーの形成を兼ねる事になる。 （実施例３）図２は請求項３に記載の発明を実施するた
めの具体例を示すもので、請求項１及び２に記載の注入
部材１の基端部にそのまま、又は接続管１６を介して適
宣間隔をおいて上段吐出部１７が形成され、上段吐出部
１７には上部管１９と下部管２０よりなり、上部管１９
の外周面には第３の環状凹窩２１が設けられ、その下部
には外周螺糸部１９ａ設けられ、同部１９ａに上部管１
９と同径の下部管２０が螺着され、同管２０の下端に
は、接続管１６が継接される。また同下部管２０の上端
縁は前記第３の環状凹窩２１の下半部外周を囲繞する環
状突出部２０ａが突出されている。

【００２７】外管１８の上部管１９内には内管２３が同
心状に配設され、その上部には内管２３をガイドする案
内管２２に接続され、その案内管２２には軸方向に凸状
溝が周方向等分に４ケ所設けられ、外管１８と内管２３
の中空部に連通し、その外周面は外管１８の内周に面
し、外管１８の外周面より案内管２２に着脱自在に案内
管固定用ネジ２２ａで接続される。内管２３は上部管１
９の中空部と下部管２０の中空部を介し接続管１６の内
管通路１６ｃに継接され、流路２４を形成する。一方前
記内管２３の外周壁と上部管１９の内周壁の中空部は、
下方の内管２３の外周壁と下部管２０の内周壁の中空部
に連通し、流路２５を形成している。

【００２８】前記第３の環状凹窩２１と上部管１９の流
路２５とを連絡する細孔２１ａが前記第３の環状凹窩２
１に周方向に９０度間隔で４方向に穿設され、前記凹窩
２１にはゴム等よりなる弾性環状体２１ｃが、好ましく
は、その外周面が上部管１９及び下部管２０の外周面よ
り突出しないように嵌装され、その下端部が第３の環状
凹窩２１と下部管２０の環状突出部２０ａとによって挟
着された注入部材１５を用い、前記注入部材１５周囲の
隙間より漏出するグラウトを、上段吐出部１７より噴射
された圧縮空気の噴射流に誘引させ随伴状態で地盤中に
注入させることにより、地上へのグラウトの漏出を遮断
するエアーバリアーを形成し、前記注入部材１の吐出部
２より形成されたエアーバリアーとともに多重バリアー
を形成する。

【００２９】更に詳細に説明すると、図２に示す注入部
材１５は、請求項１または２の実施例で説明した注入部
材１に接続管１６を介して接続されたもので、吐出部は
吐出部２と上段吐出部１７よりなり、吐出部２は更に下
側吐出部５、上側吐出部４により構成されているため、
注入部材１５には３段の吐出部が形成されている。ま
た、前記上段吐出部１７の基端部に更に複数段の吐出部
を形成する事も可能である。吐出部２と上段吐出部１と
の間の間隔は、ステップ間隔と同様とし、１０ｃｍ間隔
以上１００ｃｍ間隔までの範囲内で、１／４ｍ（２５ｃ
ｍ）間隔とすることが望ましい。

【００３０】ここで、吐出部２の下側吐出部５より気液
混合グラウトまたはグラウト材を噴射し地盤に注入する
と同時に吐出部２の上側吐出部４より第２系統の圧縮空
気を噴射しエアーバリアーを形成するが、上段吐出部１
７の第３の環状凹窩２１部分には、周方向等分に９０度
間隔に４個の細孔２１ａを有し、夫々の細孔２１ａは前
記吐出部２の上側吐出部４より噴射される第２系統の圧
縮空気の流路１４と上段吐出部１７の流路２５と連通
し、前記夫々の細孔２１ａを経た第２系統の圧縮空気は
第３の環状凹窩２１と弾性環状体２１ｃの隙間部分に浸
入し、前記弾性環状体２１ｃを半径方向に押し広げ、環
状凹窩部分２１の上端に達し、ここで横方向に向きを変
え弾性環状体２１ｃの上端と環状凹窩部２１の間隙より
地盤に対し水平方向、周方向では全方位に噴射すること
により地盤内に水平方向のエアーバリアー（ａｉｒ ｂ
ａｒｒｉｅｒ）を形成し、前記上側吐出部４より噴射し
形成されたエアーバリアーとともに多重エアーバリアー
を形成し、下部から漏出するグラウトを、圧縮空気の噴
射流に誘引させ随伴状態で地盤に注入するので、気液混
合グラウトの地上への漏出を遮断するとともに、所定範
囲を無駄なく注入することが出来る。

【００３１】なお、弾性環状体２１ｃの下端部は凹窩外
周面と下部管２０に突出された環状突出部２０ａで挟着
するため、圧縮空気は第３の環状凹窩２１と弾性環状体
２１ｃの隙間部分では上方向のみに吐出されるようにな
っている。吐出部２の外管流路１４と上段吐出部１７の
外管流路２５と連通した上側吐出部４と上段吐出部１７
より圧縮空気とグラウト材を用い合流混合させた気液混
合グラウトを噴射し、同気液混合グラウト中の気体によ
り多重エアーバリアーを形成する事もできる。（請求項
５）。また、前記夫々の細孔２１ａには、取替自在な筒
状中空ノズル２１ｂを着脱自在にネジ接続出来る。ノズ
ル径は吐出部２の上側吐出部４と上段吐出部１７とのバ
ランスを考慮して、圧縮空気または気液混合グラウトの
圧力及び流量を自由に設定出来る。（請求項９）このよ
うに所定量の１ステップ当たりの注入が完了したら、ス
テップアップまたはステップダウンし次のステップの注
入を行うが、本発明ではステップアップ方式が望まし
い。また、ステップ間隔は、１０ｃｍ間隔以上１００ｃ
ｍ間隔までの範囲内で、１／４ｍ（２５ｃｍ）間隔とす
ることが望ましい。以上の注入操作を繰り返し、１孔当
たりの注入が終了する。

【００３２】次に本発明の作用を更に詳細に説明する。
通常、砂質土地盤にはグラウト材として緩結性の溶液型
グラウトが一般的に用いられることが多いが、最近で
は、前述の通り超微粒子懸濁液グラウトが恒久性グラウ
トとして用いられるようになった。しかし、両者の浸透
形態には大きな違いがあり、前者の緩結性の溶液グラウ
トでは、グラウトの注入圧力により地盤内の間隙水を押
出し、土粒子の組成構造を変えることなく、土粒子間隙
に存在する間隙水とグラウトを置換していくもので、グ
ラウト及びグラウト水自体が土粒子を包み込んでゲル化
し固結域を形成するものであるが、後者の超微粒子懸濁
液グラウトは、不溶解性の微粒子とグラウト水よりな
り、前者との違いは、グラウト微粒子はグラウト水に浮
遊した状態で土粒子間隙に運ばれ、微粒子自体が水和反
応により固結するもの、また、グラウト水に含まれる刺
激剤により固結するものなどがあり、特に超微粒子セメ
ント系ではグラウト水自体が土粒子を包み込んで固結す
るものでない。従って、超微粒子懸濁液グラウトを土粒
子間隙に浸透注入させる場合、その浸透性を阻害する要
因として、グラウト自体の注入圧力で間隙水を押出す時
の抵抗のほか、土粒子間隙を通過する際のグラウト中の
微粒子と土粒子の接触面に生じる抵抗力や、図４に示す
ようにグラウトが土粒子間の大小様々な間隙を通過する
際に、流速の減少によって沈殿・凝集が生じ、目詰り状
態が形成される。この現象は、太い注入ホースでセメン
ト液を長時間、低吐出量で注入した時にホース内にセメ
ント粒子が沈殿し、やがて閉塞する場合と似ている。

【００３３】また、図５に示すように１つの吐出ノズル
などから点として注入した場合などで、グラウトの濃度
が高い場合には、吐出ノズル付近にグラウト粒子による
濾過現象（グラウト粒子の浸透速度が水の浸透速度より
も遅くなり、グラウトの濃度が高くなる現象をいう。）
が生じ、一時的に間隙水圧の上昇や目詰まり状態が形成
され、改良径も小さくなるなどの傾向が見られる。

【００３４】よって本発明では、グラウト材と圧縮空気
を管内で混合させた気液混合グラウトを下側吐出口より
噴射すると同時に上側吐出口より圧縮空気を噴射し、ま
たは下側吐出口よりグラウト材、上側吐出口より圧縮空
気を噴射し、管外で合流混合させた気液混合グラウトを
地盤に対し水平方向、周方向では点注入することなく面
状に全方位に亘って噴射し、地盤の噴射面積を広めて土
粒子間隙に均等に浸入させ、圧縮空気の噴射流でグラウ
トの流速を速めることにより、グラウト中の微粒子の沈
殿・凝集を抑制し、且つ濾過現象を防止することにな
る。

【００３５】図６は圧縮空気の噴射流でグラウトの流速
を速め、グラウト中の微粒子とグラウト水を噴射流によ
り押出しながら浸透範囲を拡大してゆく状態を模式的に
示したものであるが、 吐出口付近では微粒子の濾過現象が生じ易くグラウ
トの濃度も高いが、 圧縮空気の噴射流でグラウトの微粒子、グラウト水
の流速が速められ間隙水を押し出している。 圧縮空気に押出されてグラウト粒子が浸入してい
る。

【００３６】以上の現象が外周部に向かって繰り返し行
われ、グラウトのエネルギーが消滅したところで浸透は
停止する。従って、従来の注入方法より圧縮空気を用い
ることにより格段に浸透性を向上させることが可能とな
った。

【００３７】なお、本発明にいう超微粒子懸濁液グラウ
トとして、超微粒子スラグ系、超微粒子系シリカ系グラ
ウト、超微粒子セメント系、更に超硬粉砕ボールなどを
用いた湿式粉砕機で粉砕した超微粒懸濁型地盤改良薬
液、その他の超微粒子系グラウトを用いることができ
る。更に必要ならば、無機系、有機系の瞬結性または緩
結性溶液型グラウトを用いる事も可能である。

【００３８】次に上噴対策について本発明の作用を説明
する。注入管を所定位置まで削孔する場合、ほとんどの
注入工法は削孔水を使用するのが一般的で、削孔水をス
ライム排出手段として使用するため、特に緩い砂質土な
どでは注入管周囲の地盤に空隙が形成され注入材の上噴
が生じその対策が大きな課題となっている。

【００３９】特に圧縮空気と超微粒子懸濁液グラウトを
用いた気液混合グラウトで注入する場合、注入管廻りの
空隙に沿って上部に逃げ地表面に噴出したり、既設構造
物との境界面、地盤中の水みち、空隙などから漏出した
りすることが懸念され、その上噴対策が最も重要とな
る。本発明では、掘削刃を有する掘削部材を接続した注
入部材で、液または圧縮空気を使用して、所定深度まで
注入管設置機により回転削孔した場合や注入ステップ時
の注入管の移動では、注入部材外周に形成される空隙に
沿って圧縮空気やグラウトが地表面に漏出する場合が考
えられるが、これらを防止するため、注入部材周囲に砂
の充填を行ったり、またはシールグラウトを行うことも
ある。

【００４０】更に図７に示すように注入時において、前
記下側吐出部５より気液混合グラウトが地盤中に浸透注
入され、そのグラウトの一部が、注入管周囲に形成され
た空隙に沿って上噴する場合があるが、上側吐出部４よ
り圧縮空気または気液混合グラウト中の気体を地盤に対
し水平方向、周方向では面状に全方位で噴射させること
によりエアーバリアー５１が形成され、下部から漏出す
る気液混合グラウト５２を、圧縮空気の噴射流に誘引さ
せ随伴状態で地盤に注入するので、気液混合グラウト５
２の地上への漏出を遮断するとともに、所定範囲を無駄
なく注入することが出来る。

【００４１】また、図８に示すように、吐出部２の下側
吐出部５よりグラウトまたは気液混合グラウトが地盤中
に浸透注入され、そのグラウトの一部が、注入管周囲に
形成された空隙に沿って上噴する場合があるが、吐出部
２の上側吐出部４と上段吐出部１７の吐出部より圧縮空
気または気液混合グラウト中の気体を地盤に対し水平方
向、周方向では面状に全方位で噴射させることにより、
上側吐出部４より噴射し形成されたエアーバリアーとと
もに多重エアーバリアー５３が形成され、下部から漏出
する気液混合グラウト５２を、圧縮空気の噴射流に誘引
させ随伴状態で地盤に注入するので、気液混合グラウト
の地上への漏出を遮断するとともに、所定範囲を無駄な
く注入することが出来る。

【００４２】更に本発明では、既注入固化地盤、あるい
は洪積砂質土、砂礫土などの硬質地盤の削孔及び注入に
おいて、所定深度までロータリパーカッションドリル機
によりケーシングパイプを回転または打撃・回転削孔し
た後、ケーシングパイプ内に注入部材が接続された二重
管ロッドを継ぎ足しながら遊挿し、ケーシングパイプを
引き抜きながらまたは引き抜いた後、削孔部内の注入部
材とそれに継接された二重管ロッド周囲に砂を充填し、
同注入部材と充填砂を密着させ、無水状態で削孔した時
と同様な状態を形成することにより注入部材周囲から圧
縮空気とグラウト材からなる気液混合グラウトの上噴防
止を図ることも出来る。

【００４３】また、別の方法として、前記硬質地盤の所
定深度までケーシングパイプで削孔した後、充填砂で穴
埋めした所を再び注入部材が接続された二重管ロッドに
より液または圧縮空気を用い削孔し、注入部材と充填砂
とを密着させ、充填砂内に注入部材が貫入された状態で
注入を行うため、注入部材周囲からのグラウト材の漏出
はなくなり、前記エアーバリアー形成による相乗効果に
よりグラウト材の地上への上噴防止を図ることも出来
る。

【００４４】また、軟弱な埋立地や、一旦工事などで掘
り返し埋戻した場所では、地盤に拘束力がないので、図
３に示すように口元管２８を設置し、圧縮空気やグラウ
トの漏出を防止するが、その方法として、地上部から比
較的浅い深度の表層部または非液状化層までコアーチュ
ーブ等で有水削孔した後、その孔に口元管２８を挿入し
たら、口元管周囲の空隙にシールグラウトし、口元管２
８と地盤とを一体化し、必要ならば口元管上端に市販品
のメカニカルパッカーを装着することも可能である。

【００４５】このように本発明では、圧縮空気、気液混
合グラウトの地上への漏出防止を目的として、エアーバ
リアーまたは多重エアーバリアーの形成、更にケーシン
グパイプを用いて注入部材周囲に砂を充填することによ
り注入部材と地盤との密着化、シールグラウトの実施、
更に必要ならば口元管の設置など多くの上噴防止対策を
実施することにより所定改良範囲を確実に注入すること
になる。

【００４６】次に注入装置に関するもので、吐出部を形
成する環状凹窩部分とゴムなどの弾性環状体の作用で
は、環状凹窩部分の上部外周面にゴムなどの弾性環状体
を先端側から挿抜自在に嵌着するが、嵌着前の弾性環状
体の内径寸法より環状凹窩部分の外径寸法が若干大きい
ので径方向に拡膨した状態で嵌着するため、環状凹窩部
外周面は密着状態となり、また、好ましくは外管の外周
面より突出しないように嵌着することで削孔時において
地盤との摩擦などにより弾性環状体の破損を防止するこ
とが可能である。

【００４７】次に弾性環状体の弾性作用による圧力につ
いては、グラウト材を送給装置より送液すると弾性環状
体の弾性作用により２．０ｋｇ／ｃｍ^２程度の初期圧力
が生じる。また、圧縮空気を用い気液混合グラウトとし
た場合、前記初期圧力に送気圧力が加算される。従っ
て、グラウト材または気液混合グラウトに運動エネルギ
ーが付加され、地盤に対して水平方向、周方向では面状
に指向性をもって噴射される。ここで弾性環状体の弾性
作用を一般的な現象で説明すると、庭の樹木に水道ホー
スで散水する場合、ホース先端を絞らないと狭い範囲し
か散水出来ないばかりか地盤に水が浸透せず、水溜まり
が出来るが、図１１のように、親指と人差指で先端を上
下に軽く絞ると水は横に広がりを持ち遠くまで広い範囲
に散水することが出来る。先端を絞ることにより水の圧
力が高められ、水平方向に押しつぶされたホースの形状
に従い水に指向性が付与され放射状に放出されるのであ
る。

【００４８】上記の作用のうち、先端を上下に軽く絞
り、水平方向に押しつぶされたホースの形状、これが弾
性環状体上端と環状凹窩部分の吐出口部分にあたり周方
向に９０度間隔４個の細孔より吐出されるので切れ目な
く面状に全方位で地盤に噴射され、地盤の噴射面積を広
めて土粒子間隙に均等に浸入させる作用を有する。

【００４９】所定の注入終了時または二重管ロッドの切
断、接続時には送気装置及びグラウト送給装置を一時停
止すると、既注入地盤に残留した圧力状態の気液混合グ
ラウトが注入管内へ逆流する惧れがあるが、両装置を停
止した場合、管内圧力は０となり、従って弾性環状体は
収縮し環状凹窩部外周面に密着状態となるため、逆止弁
の作用が生じ、注入管内にグラウトや圧縮空気が逆流し
閉塞することはない。また、２つの吐出口は２つの流路
と１：１で対応しているので完全に独立を保っている。
なお、管内圧力は０の場合、弾性環状体は収縮し環状凹
窩部外周面に密着状態となるが、この時の弾性圧力は、
２．０ｋｇ／ｃｍ^２程度であり、ゴムの硬度、または弾
性環状体の内径寸法を変更することにより圧力が変えら
れる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、圧縮空
気と超微粒子懸濁液グラウトの気液混合グラウトを用い
た注入固化方法及びその注入装置により地盤内への浸透
性を大幅に向上させ、改良径を大きくするとともに、恒
久性、高強度の固結体が形成されることで地盤の液状化
抵抗を増大させ、過剰間隙水圧の発生を抑制し液状化防
止はもとより地盤流動化防止、基礎地盤の耐震補強等な
どが有効となりその優れた効果を有する。

【００５１】本発明に用いる注入設備は、従来の設備が
そのまま使用でき、小型で且つ機動性に富むため、既設
構造物基礎地盤の耐震補強で施工スペースのない狭い場
所での施工にも対応でき、斜注入、水平注入が可能とな
る。なお、本発明では、仮設工事など一般的な注入工事
にも充分対応できるため、その適用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る注入固化装置の一実施例を示し請
求項１または２の注入方法、並びに請求項７の注入部材
先端装置で（１）は削孔時、（２）は注入時の縦断面図
である。

【図２】本発明の他の実施例を示し、請求項３または８
の注入部材先端装置の縦断面図である。

【図３】本発明の注入実施態様示す全体図である。

【図４】グラウトが土粒子間の大小様々な間隙を通過す
る際に、流速の減少によって生じるグラウト粒子の沈殿
物の状態を示すものである。

【図５】圧縮空気を用いない一般的な注入方法で懸濁液
グラウトを吐出ノズルより点状に注入した場合の吐出ノ
ズル付近に生ずるグラウトの濾過現象を示すものであ
る。

【図６】圧縮空気の噴射流でグラウトの流速を速め、グ
ラウト中の微粒子とグラウト水を噴射流により押出しな
がら浸透範囲を拡大していく状態を模式的に示したもの
である。

【図７】請求項１または２の発明におけるエアーバリア
ーなど概要説明の縦断面図である。

【図８】請求項３の発明における多重エアーバリアーな
ど概要説明の縦断面図である。

【図９】上側吐出部における弾性環状体の下端部を突出
部により挟着し上端部より噴射する装置の例を示す縦断
面図である。

【図１０】下側吐出部における弾性環状体の上端部を突
出部により挟着し下端部より噴射する装置の例を示す縦
断面図である。

【図１１】弾性環状体と環状凹窩部分の間隙より噴射す
る状態を概念的に説明した図である。

【符号の説明】

１ 注入部材 ２ 吐出部 ３ 掘削部材 ３ａ 掘削刃 ３ｂ 掘削部材の弁座 ３ｃ 弁体 ３ｄ 弁棒 ３ｅ スプリング ３ｆ 案内管 ３ｇ スプリング固定用ネジ ３ｈ 弁体と弁座の隙間 ３ｉ 噴出口 ４ 吐出部の上側吐出部 ５ 吐出部の下側吐出部 ６ 上部管 ６ａ 上部管の環状突出部 ７ 中部管 ７ａ 中部管の上側外周螺糸部 ７ｂ 中部管の下側外周螺糸部 ７ｃ 中部管の段部 ７ｄ 中部管の内周螺糸部 ７ｅ 中部管の環状突出部 ８ 下部管 ８ａ 下部管の環状突出部 ８ｂ 管体下端部 ９ 第１の環状凹窩 ９ａ 第１の環状凹窩の細孔 ９ｂ 筒状ノズル ９ｃ 第１の環状凹窩に嵌着する弾性環状体 １０ 第２の環状凹窩 １０ａ 第２の環状凹窩の細孔 １０ｂ 筒状ノズル １０ｃ 第２の環状凹窩に嵌着する弾性環状体 １１ 外管 １２ 移動しない内管 １２ａ 移動可能な内管 １２ｂ 移動可能な内管内周部に設けられた弁座 １２ｃ オイルシール １２ｄ 下落防止ピン １３ 移動しない内管の内管流路 １３ａ 移動可能な内管の内管流路 １３ｂ スチールボール １３ｃ 管体下端部の流路 １４ 外管流路 １５ 注入部材１を継接した注入部材 １６ 接続管 １６ａ 接続管の外管 １６ｂ 接続管の内管 １６ｃ 接続管の内管流路 １６ｄ 接続管の外管流路 １７ 上段吐出部 １８ 上段吐出部の外管 １９ 上段吐出部の上部管 １９ａ 上部管の外周螺糸部 ２０ 上段吐出部の下部管 ２０ａ 下部管の環状突出部 ２１ 第３の環状凹窩 ２１ａ 第３の環状凹窩の細孔 ２１ｂ 筒状ノズル ２１ｃ 第３の環状凹窩に嵌着する弾性環状体 ２２ 内管の案内管 ２２ａ 案内管固定用ネジ ２３ 上段吐出部の内管 ２４ 上段吐出部の内管流路 ２５ 上段吐出部の外管流路 ２６ 注入部材 ２７ 二重管ロッド ２８ 口元管 ２９ 注入管設置機 ３０ 二重管スイベル ３１ 内管用注入ホース ３２ 外管用注入ホース ３３ 流路切替機 ３４ 流量計 ３５ グラウト送給装置 ３６ グラウトミキサー装置 ３７ 第１系統のエアーホース ３８ 第１系統の風量計 ３９ 第１系統の圧力計付きレギュレータ ４０ 第１系統送気口 ４１ 送気装置 ４２ 第２系統のエアーホース ４３ 第２系統の風量計 ４４ 第２系統の圧力計付きレギュレータ ４５ 第２系統送気口 ４６ 被改良地盤 ５１ エアーバリアー ５２ 気液混合グラウト ５３ 多重エアーバリアー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 弘 千葉県佐倉市山王２−８−10 (72)発明者 杉本 光 千葉県船橋市新高根４−10−18 (72)発明者 高田 征士 千葉県船橋市前原西１−３−25

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部が軸方向に移動可能で、
   かつ、内部に内管流路を有する内管と、それをとり囲
   み、かつ前記内管との間に外管流路を形成するように設
   けられた外管とからなる掘削兼グラウト注入部材によ
   り、圧縮空気または／及び水を用い、所定深度まで掘削
   し、注入する方法において、前記注入部材の前記外管に
   は、下側吐出部と上側吐出部により構成された２つの吐
   出部が軸方向に適宣間隔で配設され、前記２つの吐出部
   にはそれぞれ環状凹窩を有し、該環状凹窩にはそれぞれ
   周方向に亘り、等配分に複数の細孔が穿設され、前記環
   状凹窩部分にそれぞれ弾性環状体で覆い、前記下側吐出
   部では、前記弾性環状体の上下いずれか一方の端部を前
   記環状凹窩外周面の外管に突設された環状突出部により
   挟着するとともに、前記上側吐出部では、前記弾性環状
   体の上下いずれか一方の端部を前記環状凹窩外周面の外
   管に突設された環状突出部により挟着してなる注入部材
   を用い、掘削時には前記注入部材の内外２つの流路のう
   ち、いずれか一方または両方の流路に圧縮空気または水
   を送り、いずれの場合も下方では内管流路に流入し、注
   入部材の先端より噴出させて被改良地盤内の所定深度ま
   で削孔した後、注入時には内管流路が管体下端部に連通
   している場合には、該内管流路を閉塞し、内管流路が閉
   じられているときにはそのまま内管流路に液または圧縮
   空気を圧入し、この液圧または空気圧により下側内管を
   下落させ、管体下端部に通ずる流路を閉塞するとともに
   前記下側吐出部に設けられた前記各細孔と内管流路とを
   連通し、上側吐出部では外管流路と連通させ、そのま
   ま、又は掘削孔と注入部材との間にシールグラウトある
   いは砂の充填を行った後、内管流路に圧縮空気とグラウ
   トを圧入し、それらを管内で混合し、混合された気液混
   合グラウトを前記下側吐出部より噴射し、同気液混合グ
   ラウトの噴射圧力で土粒子間隙に浸入させながら徐々に
   地盤改良径を大きくする一方、前記上側吐出部より圧縮
   空気を噴射し、前記注入部材周囲の隙間より漏出する前
   記気液混合グラウトを、同圧縮空気の噴射流に誘引させ
   随伴状態で地盤中に注入させることにより、地上へのグ
   ラウトの漏出を遮断するエアーバリアーを形成し、外周
   地盤の所定範囲を改良することを特徴とする注入固化方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の注入部材の内管流路に
   連通した下側吐出部より圧縮空気を用いることなく、グ
   ラウトを噴射すると同時に上側吐出部より圧縮空気を噴
   射し、管外で同圧縮空気と前記グラウトを合流混合させ
   た気液混合グラウトを同気液混合グラウトの噴射圧力で
   土粒子間隙に浸入させながら徐々に改良径を大きくする
   一方、前記注入部材周囲の隙間より漏出する前記グラウ
   トを、前記圧縮空気の噴射流に誘引させ随伴状態で地盤
   中に注入させることにより、地上へのグラウトの漏出を
   遮断するエアーバリアーを形成し、外周地盤の所定範囲
   を改良する請求項１に記載の注入固化方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の注入部材の基
   端部にそのまま、又は接続管を介して軸方向に適宣間隔
   をおいて上段吐出部が形成され、前記上段吐出部の外管
   には環状凹窩を有し、該環状凹窩には軸線に対し水平方
   向に指向して延びる細孔が穿設され、この細孔は内外２
   流路のうち外管流路と連通し、前記環状凹窩部分に弾性
   環状体を嵌着するとともに前記弾性環状体の下端部を前
   記凹窩外周面と外管に突出された環状突出部で挟着して
   なる注入部材を用い、前記注入部材周囲の隙間より漏出
   する前記気液混合グラウトまたはグラウトを、前記上段
   吐出部より噴射された圧縮空気の噴射流に誘引させ随伴
   状態で地盤中に注入させることにより、地上へのグラウ
   トの漏出を遮断する多重エアーバリアーを形成すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の注入固化方法。
4. 【請求項４】 少なくとも上側吐出部より気液混合グラ
   ウトを吐出することにより、該気液混合グラウト中の気
   体が、エアーバリアーを形成するようにした請求項１ま
   たは２に記載の注入固化方法。
5. 【請求項５】 少なくとも上側吐出部および上段吐出部
   のいずれからも気液混合グラウトを吐出することによ
   り、これら気液混合グラウト中の気体がエアーバリアー
   を形成するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載
   の注入固化方法。
6. 【請求項６】 前記グラウトは、超微粒子懸濁液グラウ
   トからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載の注入固化方法。
7. 【請求項７】 少なくとも一部が軸方向に移動可能で、
   かつ、内部に内管流路を有する内管とそれをとり囲み、
   かつ、前記内管との間に外管流路を形成するように設け
   られた外管とからなる掘削兼グラウト注入部材により圧
   縮空気または／及び水を用い、所定深度まで掘削し、注
   入する装置において、前記注入部材の前記外管には、下
   側吐出部と上側吐出部により構成された２つの吐出部が
   軸方向に適宣間隔で配設され、前記２つの吐出部はそれ
   ぞれ環状凹窩を有し、該環状凹窩にはそれぞれ周方向等
   配分に複数の細孔が穿設され、前記環状凹窩部分にそれ
   ぞれ弾性環状体で覆い、前記下側吐出部では、前記弾性
   環状体の上下いずれか一方の端部を前記環状凹窩外周面
   の外管に突設された環状突出部により挟着するととも
   に、前記上側吐出部では、前記弾性環状体の上下いずれ
   か一方の端部を前記環状凹窩外周面の外管に突設された
   環状突出部により挟着し、掘削時には、前記外管の内周
   壁に、移動しない上側内管とその下側に移動可能な内管
   が下側吐出部の各細孔を閉塞するように配設され、管体
   下端部に通ずる流路を形成し、注入時には管体下端部に
   通ずる流路を閉塞栓で閉塞した後、内管流路に液または
   圧縮空気を圧入し、この液圧または空気圧により下側内
   管を下落させ、前記下側吐出部に設けられた前記各細孔
   と内管流路とを連通し、前記上側吐出部では外管流路と
   連通するようにした注入部材を用いてなることを特徴と
   する掘削兼注入装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の注入部材の基端部にその
   まま、又は接続管を介して軸方向に適宣間隔をおいて上
   段吐出部が形成され、前記上段吐出部の外管には環状凹
   窩を有し、該環状凹窩には軸線に対し水平方向に指向し
   て延びる細孔が穿設され、この細孔は内外２流路のうち
   外管流路と連通しており、前記環状凹窩部分に弾性環状
   体を嵌着するとともに前記弾性環状体の下端部が前記凹
   窩外周面と外管に突出された環状突出部で挟着してなる
   注入部材を用いてなることを特徴とする請求項７に記載
   の注入装置。
9. 【請求項９】 前記下側吐出部、上側吐出部または前記
   上段吐出部における前記外管の環状凹窩部分には、周方
   向等配に複数の細孔を有し、該細孔にノズル口径が選択
   または取替自在な筒状中空ノズルを着脱自在にとりつけ
   られるようにした請求項７または８に記載の注入装置。