JPS6248009B2 - - Google Patents

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JPS6248009B2
JPS6248009B2 JP52059517A JP5951777A JPS6248009B2 JP S6248009 B2 JPS6248009 B2 JP S6248009B2 JP 52059517 A JP52059517 A JP 52059517A JP 5951777 A JP5951777 A JP 5951777A JP S6248009 B2 JPS6248009 B2 JP S6248009B2
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liquid material
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tubular member
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JPS53145314A (en
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Juichiro Takahashi
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TAKAO ENTAAPURAIZU KK
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TAKAO ENTAAPURAIZU KK
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Priority to FR7815142A priority patent/FR2415169A1/fr
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Publication of JPS6248009B2 publication Critical patent/JPS6248009B2/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、主に粘土層あるいは泥炭層等から
成る軟弱粘性土地盤の改良工法およびその装置に
関するものである。
粘性軟弱土地盤を強化する方法としては、いわ
ゆる置換工法と脱水圧密工法とが従来から知られ
ている。置換工法においては、機械的な掘削ある
いは爆破により不良土を除去し、良質土と置き換
えるのであるが、この方法は多くの労力を要し、
地表から２〜３ｍ程度の比較的浅い地層に対して
しか利用できない。一方、脱水圧密工法において
は盛土して軟弱地盤に静荷重を与え、徐々に脱水
圧密作用を生じさせるのであるが、この方法には
軟弱地盤が十分に脱水圧密されるまでに、かなり
の時間を要するという欠点がある。そこで土また
は砂を盛土する前にサンドドレーンまたはペーパ
ードレーンを地層中に打設することによつて脱水
圧密に要する時間をできるだけ減少させようとす
る工法が試みられている。それによれば地層中の
間隙水はサンドパイルまたはペーパーなどを通つ
て排水されるため脱水作用および圧密作用がそれ
なりに促進されることになる。しかしいずれにし
ても上述した従来の工法は、施工期間が短かい場
合や、土または砂のようないわゆる載荷物を利用
できないような例えば河床部を強化改良する場合
などには不適格なものである。こうした事情か
ら、載荷物を地表に盛上げる手間を省くと共に可
及的短期間で軟弱粘性土地盤を改良する工法およ
びそのための装置の開発が強く要望されている。
本発明者は、軟弱地層を改良する工法として、
固化可能な液剤例えばセメントと水との混合液
（セメントミルク）を地層中に注入し、その液剤
の固化によつて地層中に形成される強固な板状体
あるいは柱状体で地盤を強化する工法について
種々の研究を行つてきた。
軟弱地盤と呼ばれている粘性土は多くの間隙を
有しているが、その間隙は通常の場合間隙水によ
つて充たされている。この間隙水をセメントミル
クの注入などによつて排除し、間隙容積を縮少さ
せれば、軟弱層が全体として圧密され強化され
る。しかも注入されたセメントミルクは約48時間
後に固化して地層中に強固な板状壁体または柱状
体を形成するので、充分な地盤強化が達成でき
る。
本発明者の研究実験によれば、地層中に注入さ
れたセメントミルクは、粘土粒子の間に存在して
いる空隙を通つて地層中に入るのではなく、注入
材料粒子の粒径よりも広い幅をもつ亀裂を地層中
に形成しつつ地層中に圧入されて板状壁体を形成
するものであることが確認された。固化した後の
注入物は一般に３〜４cmないし約30cmの厚さと、
時には10ｍ以上の垂直高さとをもつ板状壁体とな
る。また軟弱層が例えば地表下10ｍ程度まで存在
していても、実際にはその内２〜３ｍ程度につい
て強化されれば所期の目的は十分に達成される場
合もあり、それ以上の範囲にわたつて強化しても
注入材料が無駄になる。一方、液剤の注入作業を
行なうに当つては、注入材料の注入部所の地盤強
度を予め測定してあれば、その測定値に従つて液
剤の注入圧力の調整を行なうことができる。
本発明の目的は、上述した問題を合目的的に遂
行することのできる軟弱粘性土地盤の改良工法お
よびその装置を提供することにある。
本発明者の研究実験によれば、セメントミルク
を主体とする注入液（セメントミルク主体液）
は、注入圧力が注入部所での地盤強度よりも大き
い場合、注入部所の附近の地盤に亀裂が生じ、そ
の亀裂の幅が注入材料の粒子の粒径より大きくな
り、その結果として注入材料が地層中に注入され
ることが確認された。そしてセメントミルク主体
液が絶えず注入されてゆくと、附近の地盤全体に
樹枝状の壁状構造が形成される。注入部所の地盤
強度は全ての方向について一様でなく、注入され
たセメントミルク主体液は最も抵抗の少ない方向
に最も多く注入される傾向をもつているため、結
果的に樹枝状の壁状の構造が形成されているもの
と考えられる。このような壁状構造の地層中での
容積は注入作業に伴なつて増大するため、その樹
枝状壁部によつて両側部位がはさまれた軟弱地層
部分はその間で圧縮され、脱水圧密作用を受け
る。即ち注入材料は強制的に軟弱地層に対して横
方向載荷物として作用し、樹枝状の壁状構造は軟
弱地層の脱水圧密作用を促進すると共に、固化後
は樹枝状の堅固な支持構造を形成するという、二
重の機能をもつている。
本発明者が研究を行なつた軟弱土地盤の改良工
法によりセメントミルク主体液を地層中に注入す
る際には、改良すべき区域全体にわたるいくつか
の点でサウンデイングなどの土質試験を行ない、
その結果得られた地盤強度値を参照値として、サ
ウンデイング地点以外の地点、普通はその中間の
地点からセメントミルクを注入するのであるが、
これでは実際の注入地点の注入深度での地盤強度
は把握できない。そのため注入圧をその注入点附
近の地盤強度に従つて設定することができず、注
入作業の管理が十分に行なわれない。
本発明にあつては、この点に着目し、地盤強度
指標値の測定とセメントミルク主体液の注入と
が、１つの装置を軟弱土地盤の注入点に差込むこ
とによつて連続的に行なわれるようにしたもので
ある。本発明の改良工法においても、改良区域全
体にわたるいくつかの点であらかじめサウンデイ
ングなどの土質試験を行なうことには変わりはな
いが、注入地点での地盤強度指標値を注入装置を
兼ねた測定装置によつて測定し、初期注入圧をそ
の測定値以上の値に設定することによつて、きわ
めて合理的な注入が行なわれるものである。
本発明工法においてはサウンデイングを行なつ
た地点の例えば中間の地点で、土質試験の結果の
みに基づいて注入を行なうのではなく、その中間
地点での地盤強度指標値が求められるので、その
地盤強度指標値以上に注入圧を設定して注入すれ
ばセメントミルク主体液が注入部所から比較的軟
弱な地層部分中に次々に注入されてゆくことにな
る。
本発明による工法においては、最初に注入地点
で所要深度での地盤強度指標値が求められ、その
指標値に基づいて注入圧が設定される。従来方法
で注入地点での地盤強度を求めて、その地盤強度
以上の注入圧に設定する場合、換算図表による複
雑で不正確な換算が必要となり、そのため地盤強
度以上に注入圧を設定しても換算誤差などのため
所期の結果が得られないこともある。本発明によ
れば地盤強度の指標値と注入圧とが地表面に設け
た同じ圧力計の読みとして表わされるので、誤差
が発生することがなく、注入作業の管理にとつて
きわめて好都合である。
以下図面を参照して本発明の実施例を具体的に
説明する。
第１図には本発明工法の原理が概略的に図示し
てある。注入材料はセメントミルク液が好適であ
るが、これに高炉スラグから得たフライアツシユ
やおがくずなどを後述するように注入材料の密度
調節用として加えても良い。注入材料はポンプ１
および注入導管２を経て地表の適当な供給源から
軟弱地層に注入される。注入圧Ｐ（Kg／cm2）の基
本式は次式によつて表わされる。
Ｐ＝（Ａ×Ｍ）＋Ｄ ………(1) ここにＡは注入材料の密度（Kg／cm3）、Ｍは液
柱の有効高さ（cm）、Ｄはポンプ１の送圧（Kg／
cm2）である。
改良しようとする軟弱地層の地盤強度がＱ
（ｔ／m2）であれば、Ｐ＞Ｑの場合には地盤が破
壊されて注入材料が注入されてゆくことになる。
次にＰ＝Ｑの平衡状態になると、改良を要する軟
弱地盤は目標とした地盤強度まで充分に強化され
たことになり、そのあとＰ＜Ｑとなると注入材料
はポンプの送圧に抗して供給源の方に逆流する傾
向を生じ、給送管内の背圧が増大する。このよう
な状態になれば軟弱地盤はもはや充分に強化され
ているので注入作業を中止する。第２ａ図は注入
作業を開始したＰ＞Ｑの状態、第２ｂ図はＰ＝Ｑ
の平衡状態第２ｃ図はＰ＜Ｑの状態をそれぞれ表
わしている。図中、Ｒは地盤中に注入された液剤
が固化してできた枝状壁体である。
セメントミルク主体液の注入圧は注入初期にお
いて、周囲の地盤強度以上の値にすれば、Ｐ＞Ｑ
の関係が保たれるので注入が連続して行なわれ
る。その理由は、注入地点の周囲には必ずどこか
に軟弱な部分があり、セメントミルク主体液がそ
の軟弱地層部分へと供給されるためである。
樹枝状の壁面体によつて軟弱地層が脱水圧密さ
れる機構については、完全に解明するところまで
には至つていないが、地層中の間隙水は壁面体の
成長と共に当然排除されることになるから、地表
に排出されるか、附近の砂層に吸収されるので、
それにより注入量に比例して地層が圧密され、そ
の過程で地盤強度が増大してゆく。この場合に未
固化の壁状体自身も排水経路としてサンドドレー
ンやペーパードレーンなどに相当する重大な役割
りを果している。またセメントミルク主体液を注
入する際に樹枝状の壁体構造の一部に真空が生じ
る。このことは一時注入作業を中断して注入導管
内のセメントミルク主体液に手を当てた時にわず
かに引き込まれる感触があることによつて確めら
れる。間隙水はこのような真空の作用のため流体
状のセメントミルク主体液に排出される。間隙水
はその外にも地表面に至る多数の亀裂を形成して
地表に排除されることが確かめられている。
第３図、第４ａ図〜第４ｃ図および第８図には
本発明の注入装置の一例が示されている。第３図
において２ａは注入管２ｂは注入管２ａを支持す
る貫入管であり、貫入管２ｂの一端に供給管２ｃ
が連結してある。３は圧力計、４はスリース弁、
５はキヤツプである。供給管２ｃはグラウトポン
プ６およびサクシヨンホース７を介してセメント
ミキサ８と連通している。第４ａ図において貫入
管２ｂの下端部には、コーン１１を先端部に固定
したピストンロツド１０を収容した注入管２ａが
固着してある。ピストンロツド１０はほぼ中央部
の膨大部分１４および上端膨大部分１５を除いて
は注入管１の内径よりも少し小さな外径を有す
る。注入管２ａを形成している管壁には、その所
要部所に、斜め上向きに貫通する数個の注入孔即
ちスリツト１２が円周方向に等間隔に形成してあ
る。スリツト１２はピストンロツド１０が下降し
てその中央膨大部分１４の傾斜面１４ａが注入管
２ａの下端のストツパシユー１３の対応斜面１７
と係合した時にピストンロツド１０の頂面１９が
スリツト１２の内側の下縁部と合致するかまたは
それよりわずか下方に位置するようになつてい
る。スリツト１２は第４ａ図に示したように、斜
め上向きに開口するものでも良いが、第４ｂ図お
よび第４ｃ図のようにほぼ水平あるいは斜め下向
きに開口するように形成すると、後述するよう
に、改良区域の地盤強度に従つてセメントミルク
主体液の注入範囲を制御する上に好都合である。
ピストンロツド１０の先端コード１１は地盤強度
測定用に例えば60゜の先端角をもつコーンとして
形成する。貫入管２ｂと注入管２ａおよびその内
部のピストンロツド１０を改良すべき軟弱粘性地
盤中の所要深度に貫入させた後、送水ポンプ９か
らサクシヨンホース７および供給管２ｃを経て送
水し、ピストンロツド１０の頂面１９に水圧を作
用させ、先端コーン１１を地盤中に更に圧入させ
る。ピストンロツド１０の斜面１４ａがストツパ
シユー１３の対応斜面１７に係合すると、スリツ
ト１２が開放されて水がそこから周囲の地層中に
放出するので、送水圧力の変化が圧力計３に表示
される。その間の圧力計３における圧力変化の平
均値は先端コーン１１が貫入した地層部分の地盤
強度即ち注入区域での基準地盤強度の指標値を表
わすことになる。この地層部分の深さは斜面１７
とスリツト１２との間隔に等しく、普通は10〜20
cmで実用上充分である。注入管２ａおよび貫入管
２ｂは、前述したように地盤強度指標値を測定す
る間、先端コーン１１を取付けたピストンロツド
１０を周囲地層から離隔させて地層との摩擦接触
を避け、圧力計３に測定誤差が生じないようにす
る役目もしている。
基準地盤強度指標値が得られたら、スリース弁
４を開放して水を排出し、セメントミルク主体液
を供給管２ｃから貫入管２ｂに供給する。グラウ
トポンプ６の吐出圧は一定としておき、供給管２
ｃまたはサクシヨンホース７の適所に設けた調整
弁（図示していない）を操作して、前述したＰ＞
Ｑの条件がみたされるように操作すれば、セメン
トミルク主体液は連続的にスリツト１２から周囲
地盤中に注入される。この場合セメントミルク主
体液の静圧は圧力計３から注入点までの液柱の質
量に等しい。調整弁により送圧を調整する代り
に、前記の（Ａ×Ｍ）即ち液柱（Ｍ）の静圧を調
整しても良いが、その場合には圧力計３を含めた
全体の供給装置の高さをかえることが必要とな
る。また注入液の組成即ち密度を変えることによ
つても上述の注入圧Ｐを調整できる。これにはセ
メントと水の混合比を変えたり、フライアツシユ
またはおがくずのような骨材を添加物として加え
れば良い。しかしその場合には注入液により置換
される軟弱粘性土地盤の地層の単位容積当り密度
も同時に勘案する必要がある。
なお第３ａ図に示したように貫入管２ｂに回転
装置２ｄを付設し、注入中に貫入管２ｂおよび注
入管２ａを回転させるようにすると、セメントミ
ルク主体液が無指向的に周囲地層中に注入される
ので改良効果が一そう高くなる。
第５ａ図ないし第５ｃ図は第４ａ図ないし第４
ｃ図に対応する作用説明図である。即ち第４ａ図
に示した斜め上向きに開口するスリツト１２を形
成した注入管２ａの場合には、セメントミルク主
体液は斜め上向きに地層中に入り、第４ｂ図に示
した貫入管２ｂの場合には、セメントミルク主体
液は斜め下向きに地層中に入ることになる。第６
ａ図ないし第６ｃ図はそれぞれ異なつた条件にあ
る軟弱地層にセメントミルク主体液を注入する場
合に第４ａ図および第４ｂ図に示した注入管２ａ
が利用できることを示した図である。第６ａ図は
具体的な一例として例えば河川改修の際河床の軟
弱地盤を改良するために堤体部に注入する場合に
貫入管２ｂから注入管２ａを経て斜め下向きに注
入する状態を示したものである。図中、２０は目
的とする改良対象地盤で、２１はその最上限、２
２は最下限である。第６ｂ図は地表下のある深さ
の範囲を改良しようとする場合に第４ａ図の注入
管２ａのスリツト１２により斜め上向きに注入す
る状態を示している。なおこの場合、横方向の一
方の側のみに改良範囲が限られる場合は、片側に
矢板等の仮設物２３を貫入配置して区切る。第６
ｃ図は軟弱地盤が相当深い個所まで続いていても
実際にはその一部の深さについて改良すれば良い
場合に第４ａ図の注入管２ａを使用して注入操作
を行なう状態を示している。この場合前述の式Ｐ
＝（Ａ×Ｍ）＋Ｄにおいて、液柱の静圧（Ａ×Ｍ）
は、セメントミルク主体液がいつたん斜め上向き
に向かつてから下方に向かうため、セメントミル
ク主体液が最高点に達したところで零になる。そ
のため実際にはポンプ送圧Ｄだけで注入が行われ
ることになり、所要の改良範囲だけにセメントミ
ルク主体液が分布される。第６ｄ図は地盤中に図
示の条件の軟弱地層があつて、その範囲について
改良しようとする場合に第５ｃ図の注入管を使用
する例を示したものである。
第７図は改良すべき範囲を区画するための周壁
２４を形成するようにセメントミルク主体液を注
入し、次に周壁２４に囲まれた範囲内の軟弱土地
盤２５について同様の注入作業を行なう場合を示
している。周壁２４を形成するには、複数の地点
に注入管２ａを貫入し、、矢印の方向に注入管２
ａのスリツト１２を経てセメントミルク主体液を
注入する。次に周壁２４により包囲された軟弱土
地盤２５について注入作業をするには、複数の任
意の地点に注入管２ａとそれに取付けた貫入管２
ｂとを貫入し、矢印の方向にスリツト１２を経て
セメントミルク主体液を注入する。周壁２４は改
良すべき範囲を包囲するように設けなくとも良
く、例えば河床の弱粘地盤を改良する場合には河
川の両岸に各々１個形成すれば良い。
周壁２４を形成する代りに矢板を打込んでその
内部に注入作業を行ない、セメントミルク主体液
が固化した後矢板を取除くようにしても良い。
注入後の主成分となるセメントには、一般の場
合には比重3.05以上、凝結開始時間１時間以上、
凝結終了時間10時間以内、３日後と７日後および
28日後の曲げ強さがそれぞれ12Kg、25Kgおよび36
Kg以上、３日後と７日後および28日後の圧縮強さ
がそれぞれ45Kg、90Kgおよび200Kg以上の普通ポ
ルトランドセメントが特に好適である。またセメ
ントと水との配合量は重量比で約１：１とする場
合が多いが、改良地盤の地盤条件によつてきまる
配合比に基づいてフライアツシユやおがくずなど
の添加物を加えてセメントミルクの密度を調整す
ることも可能である。この場合にセメントミルク
主体液の密度がそれにより置換される地層の密度
と等しい値になるようにする必要がある。
次に第９図を参照して本発明による改良工法を
用いた実際の施工例について説明する。第９図に
おいて、改良すべき軟弱地盤の範囲は主として河
床部である。堤体から河床部にかけてすべり面を
生じている。この軟弱地盤の改良に当つては、地
点２８，２９，３０に注入管２ａを貫入してそれ
ぞれ第６ｃ図、第６ａ図および第６ｂ図に示した
注入形態で注入を行う。第９図には示してない
が、実際には河川に沿つてこの場合には地点２
８，２９，３０に対応する３列に各々の複数の貫
入地点を定め河川から遠い方の列の各々の貫入地
点について注入作業を行い、次に河川に近い方の
列について順次に注入作業を行つてゆくものであ
り、第９図には各列について１個の貫入地点２８
〜３０しか図示されていない。貫入地点２８〜３
０から注入されたセメントミルク主体液は順次河
床部の方向に分布してゆき、最終的には河床部を
中心とした範囲にわたつて分布し、すべりによつ
て破壊した堤体部から河床部にかけての地盤が強
化される。
注入作業を行なう前に、改良範囲のおよその地
盤強度を通常用いられる方法により測定し、改良
後の目標地盤強度を設定しておく必要がある。本
出願人が実際に行なつた施工例においては改良前
の地盤強度は0.7t／m2であつたがこの場合には注
入地点２８を含む列については0.7〜0.8t／m2、
注入点２９を含む列については0.8〜1.0t／m2、
注入点３０を含む列については1.0〜1.2t／m2を
それぞれ目標地盤強度として設定することができ
る。実際の施工の結果では注入点２８を含む列に
ついて注入作業を行なう時点ですべり面付近に
0.8〜0.9t／m2の目標地盤強度が得られると共
に、注入点２９を含む列の付近にもセメントミル
ク主体液が到達していることが実験的に確かめら
れている。
次に前記の注入点２９を含む列の１つの注入点
について、第３図および第８図に示した注入装置
を用いて地盤改良実験を行つた場合の実施例につ
いて説明する。
実施例 先端角60゜、断面積10cm2、長さ30cmの注入管２
ａに貫入管２ｂをネジ止めした長さ約４ｍの管体
を強化しようとする軟弱土地盤の注入地点２９に
深さ約3.1ｍまで圧入し、貫入管２ｂに取付けた
圧力計３により、送入ポンプ９から送水した水の
圧力を確認しながら、ピストンロツド２を加圧
し、それを徐々に圧入させたところ、ピストンロ
ツド１０が約30cmの圧入量に達した時にスリツト
４が開放されて水が外部に噴出し、圧力計３の数
値が急激に減少する直前の読みは1.3Kg／cm2と指
示された。
この地盤強度指標値から次のようにして注入管
２ａの貫入位置での粘着力を計算した。
ピストンロツド１０の上面（６cm2）にかかる力
は、 1.3Kg／cm2×６cm2＝7.8Kg 先端コーン１１の断面積は10cm2であるから、コ
ーン支持力ｑcは0.78Kg／cm2となる。
従つて粘性土についての公式ｑc＝10.75C（Ｃ
は粘着力）から、粘着力Ｃは Ｃ＝0.073Kg／cm2＝0.73t／m2 この粘着力は周知のように地盤強度を表わす値
であり、改良区域全体についてあらかじめ行なつ
た土質試験から得られた平均値の0.7t／m2という
すべり面の近辺での地盤強度とほぼ合致する値で
あつた。
この値を改良区域の最終的な目標地盤強度であ
る1.2t／m2に高めることを目標として次のように
セメントミルクの注入を行なつた。
200容量のセメントミキサに普通ポルトラン
ドセメント40Kg／袋を４袋投入し、重量比１：
0.94で水と混合し、セメントミルクを調整した。
セメントと水の混合比を１：0.94としたのは、
改良区域の地盤密度である1.5t／m2と同じ値の密
度をもつようにセメントミルクを調整することを
目的として行なつたものである。即ちこの場合セ
メント密度は3.15Kg／、水の密度は１Kg／で
あり、セメントミキサに投入されるセメント４袋
の容量は50.8、水は150（全容量200.8）、
セメント４袋の重量は160Kg、水は150Kg（全重量
310Kg）となり、セメントミルクの単位容積当り
重量平均値は1.54t／m2となり、地盤の平均密度
1.5t／m2とほぼ合致するので、注入時において軟
弱地盤と置換した際の整合条件がみたされること
になる。
次にグラウトポンプ６の送圧を供給管２ｃに設
けた調整弁により調整し、圧力計３の読みが1.2
Kg／m2になるように設定して注入を行なつた。全
部のセメントミルクの注入に要した時間は約２時
間であり、その間の圧力計３の読みは約1.2Kg／
m2でほぼ一定であつた。
注入終了後約48時間後に改良後の地盤強度を測
定したところ１〜1.2t／m2であり、注入前の
0.7t／m2に比べて短期間に著しい改良効果が得ら
れた。
またセメントミルク主体液の注入前に圧力計３
の読みが1.2Kg／m2となるようにグラウトポンプ
の送圧を調整したのは次の理由によるものであ
る。即ちセメントミルクと水とには密度差があ
り、セメントミルク注入中の地表での圧力計３の
読み1.2Kg／cm2に3.5ｍの深さでは0.2Kg／cm2の静圧
が加わることになるので、注入圧は1.4Kg／cm2と
なる。この値は圧力計３の読み1.3Kg／cm2より大
きいので附近の地盤を破壊するのに充分な値であ
る。なおこの実施例では注入点附近の地盤は全体
としてどこかにセメントミルク主体液が圧入され
る軟弱地層部分があり、セメントミルク主体液が
ほぼ一定の注入圧で連続的に注入されるのである
が、もし周囲地層中にセメントミルク主体液が充
満した飽和状態となればセメントミルク主体液は
ポンプの送圧に抗して逆流する傾向を生じ、圧力
計３の読みが増大する。このような状態になれば
附近の地盤が十分に強化されたものとみなされる
ので、注入作業を中止しても良い。
以上に述べたように、本発明によれば、従来の
載荷物あるいはペーパードレーンまたはサンドド
レーンを用いる工法に比較して著しく短期間に軟
弱地盤を改良することができ、しかも地形的条件
から従来の工法を適用できない区域もきわめて容
易に強化することができる。注入されたセメント
ミルクは軟弱地盤に対し横方向に作用する載荷物
としての役目をし、強力な脱水圧密作用を行うだ
けでなく、固化後は軟弱地盤の骨格体となる堅固
な網状の固化壁面を形成する。また改良区域の所
定個所にポンプやセメントミキサを設置し、サク
シヨンホースと供給管を移動させるだけで多数の
注入地点について注入操作が行なわれる。またス
リツトの方向を異にする貫入パイプを改良すべき
範囲にその改良の目的に合わせて適宜使用するこ
とができ、従来困難とされた軟弱粘性土地盤の改
良にきわめて有効である。
また注入部所での地盤強度指標値を圧力計で読
取り、圧力計に指示される初期注入圧がその指標
値以上となるようにセメントミルク主体液の静圧
またはポンプの送圧を設定すれば、周囲の地層が
改良を要しない程度に強化されるまではほぼその
時の送圧でセメントミルク主体液の注入が行なわ
れるので、注入部所での測定を行なわないで注入
する場合よりも現場作業の管理が容易になるとい
う利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による軟弱粘性土地盤改良方法
の原理説明図、第２ａ図〜第２ｃ図は本発明によ
る軟弱粘性土地盤改良方法の３つの段階を示す説
明図、第３図は本発明の一実施例による軟弱粘性
土地盤改良装置の要部を示す一部切断側面図、第
３ａ図は他の実施例による改良装置要部の側面
図、第４ａ図はその貫入部分を示す側断面図、第
４ｂ図および第４ｃ図は変形実施例による貫入部
分の部分的断面図、第５ａ図ないし第５ｃ図は注
入状態の説明図、第６ａ図ないし第６ｄ図は本発
明の各種の施工例を示す説明図、第７図は周壁を
形成する場合の施工例を示す説明図、第８図は本
発明による軟弱粘性土地盤改良工法に用いる装置
の全体的な配置図、第９図は河床部の軟弱粘性土
地盤に本発明による改良工法を適用した場合の例
を示す説明図である。 図において２ａは注入管、２ｂは貫入管、３は
圧力計、６はグラウトポンプ、９は送水ポンプ、
１０はピストンロツド、１１は先端コーン、１２
はスリツトである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 軟弱粘性土地盤を改良強化しようとする場
    合、軟弱粘性土地盤の所定の複数地点と所要深度
    で、軟弱粘性土地盤の圧縮特性と強度特性に関す
    る地盤強度の指標となる値を測定して、その測定
    値から目的とする地盤改良の改良目標値を設計
    し、これらの値に基づいて注入固化用液状材料の
    注入圧力を決定して、この注入圧力を調整・管理
    しながら指標値を測定した複数個所からその周囲
    の軟弱粘性土地盤中に注入固化用液状材料を注入
    して、測定と注入を連続的に同時に行う工法とそ
    の工程において、注入固化用液状材料の分布範囲
    が複数個所の他の分布範囲と相接するか、または
    部分的に重なり合うように注入することによつ
    て、圧密・脱水、排水、固化、置換の改良効果が
    一工程で得られることを特徴とする軟弱粘性土地
    盤の改良工法。 ２ 地盤中に所要の注入固化用液状材料を供給す
    るための管状部材と、この管状部材の管壁部分に
    形成された液状材料の注入孔と、前記管状部材内
    に摺動自在に挿入配置されたピストンロツド部材
    とからなる組立体を地盤中に所要の深度にわたつ
    て貫入し、前記管状部材にその上端部から液状材
    料を圧送し、それによつてピストンロツド部材が
    下降して地層中に圧入する工程において、管状部
    材内の液状材料が管状部材の注入孔から外方に流
    出し得る位置にピストンロツド部材が下降した時
    の液状材料の送入圧力によつて、軟弱粘性土地盤
    の圧縮特性と強度特性に関する地盤強度の指標と
    なる値を測定し、その値に基づいて注入固化用液
    状材料の注入圧力を調整し、注入固化用液状材料
    を、前記値を測定した複数の個所からそれぞれそ
    の周囲の軟弱地盤中に注入して周囲の地層中に分
    布させ、それらの個所からの注入固化用液状材料
    の分布範囲が相接するか、または部分的に重なり
    合うように注入することによつて、圧密・脱水、
    排水、固化、置換の改良効果が一工程で得られる
    ことを特徴とする軟弱粘性土地盤の改良工法。 ３ 前記液状材料の注入圧力は、液状材料を管状
    部材に供給する送入圧力または管状部材の液圧も
    しくは液状材料の比重のいずれかまたはそれぞれ
    の組合せによつて調整することを特徴とする特許
    請求の範囲第２項記載の軟弱粘性土地盤の改良工
    法。 ４ 地盤中に注入固化用液状材料を供給するため
    の管状部材と、この管状部材の管壁に形成された
    液状材料の注入孔と、前記管状部材内に摺動自在
    に挿入配置されたピストンロツド部材と、管状部
    材へ液状材料を加圧供給する装置と、前記管状部
    材の上端部から管状部材内に圧送される液状材料
    によつてピストンロツド部材が下降して地盤中に
    圧入する工程において、管状部材内の液状材料が
    注入孔から外方に流出し得る位置にピストンロツ
    ド部材が下降した時の液状材料の送入圧力の低下
    から軟弱粘性土地盤の圧縮特性と強度特性に関す
    る地盤強度の指標となる値を測定する装置とから
    なることを特徴とする軟弱粘性土地盤の改良工
    法。
JP5951777A 1977-05-23 1977-05-23 Method and device for improving weak viscous ground Granted JPS53145314A (en)

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