JPWO2015092854A1 - 地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

地上に構築物がない地盤（Ｇ）や軟弱な地盤（Ｇ）などであっても、地盤強化や地表面の上昇、平坦化などを行えるようにする。グラウトの注入深さ位置の圧密度を調査し、この圧密度とグラウトの単発注入量とに基づいて最初にグラウトが浸透を起こす浸透半径（ｒ）を予測し、この浸透半径（ｒ）の２倍を超える隣接間隔（Ｌ）を離して複数のグラウト注入ポイント（Ｐ）を設定し、各グラウト注入ポイント（Ｐ）にてインターバル注入を開始し、初回注入時に固化部（Ｘ）を形成し次回注入時に肥大固化部（Ｙ）を形成させる。

Description

本発明は、地上に構築物がない地盤や軟弱な地盤などであっても、地盤強化や地表面の上昇、平坦化などを行えるようにした地盤改良工法に関するものである。

従来、自硬性のグラウトを地盤に注入することで地盤の圧密度を高め、地盤を強化する地盤改良工法は公知である。グラウトには、ゲルタイムの短い瞬結性のものだけでなく、ゲルタイムの長い緩結性のものを用いることもある。
構築物が地震や近隣地の掘削工事などで不同沈下した場合に、構築物を不同沈下前の状態に復元する地盤改良工法としては、構築物が沈下した部分の地盤へ向けてグラウトを注入することにより、地盤中に固化支持層を造成し、その造成反力で構築物をその基礎ごと持ち上げるという技術が提案されている（特許文献１等）。

一方、軟弱地盤などで地盤の強化や止水などを目的とする場合の地盤改良工法としては、多数点のグラウト注入ポイントごとに、グラウトの注入速度、注入圧、注入と停止との切り替えなどを管理することにより、層ごとに異なる地盤状況（透水係数や間隙率など）に対応させる技術が提案されている（特許文献２、３等）。
その他の改良工法としては、地盤に縦穴を掘削して、この縦穴にグラウトを噴射注入することにより柱状の固化支持部を造成するという技術も知られている（特許文献４等）。

特許第３１２６８９６号公報 特開２００３−２３２０３０号公報 特許第４６７２６９３号公報 特開平６−３０６８４６号公報

特許文献１で開示される地盤改良工法では、地上に構築物が存在する地盤には有効である。しかし、構築物が存在しない地盤では、地盤中に固化支持層を造成したときの造成反力を地上にて抑え込むものがないために、クラウト注入ポイントに対応して地表面の局部的な盛り上がりが発生してしまう、ということが起こる。そのため、構築物に代わる重量物を別途、準備する手間が必要になり、また盛り上がりが発生した場合にはその後の整地をする手間が必要になる。これらの結果から、構築物が存在しない地盤の改良には不向きな工法とされていた。

一方、特許文献２、３などで開示される地盤改良工法では、グラウトの注入速度、注入圧、注入と停止との切り替えなどを、多数設置されたグラウト注入用ポンプの制御により行っている。そのため、地盤状況を監視することが却って制御の複雑化や制御の不安定化を招来することに繋がり、それが原因で制御精度も低下する問題（グラウトの供給量が地盤状況に合致しない問題）があった。のみならず、グラウトの注入状況を管理するための検出器類を多く必要とし、制御装置や注入ポンプにも高性能のものが必要とされるなど、設備コストが高騰化する問題もあった。

特許文献４で開示される地盤改良技術では、地盤に対して縦穴を掘削する必要があることから、大型の設備機械を要し、施工も大掛かりとなって工費が高騰化するといった問題があった。また大型の設備機械を使用することに関しては、狭い現場や狭い道路の先にある現場への搬入が困難となるうえに、一度に複数個所の柱状固化支持部を造成するのが難しいという問題も付随するものであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、地盤中に固化支持層を造成してその造成反力により地盤の圧密度を高めることが容易に行えるものとし、もって地上に構築物がない地盤や軟弱な地盤などであっても、地盤強化や地表面の上昇、平坦化などを行えるようにした地盤改良工法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る地盤改良工法は、改良対象地となる地盤にてグラウトの注入を予定する深さ位置の圧密度を調査し、この深さ位置で取得された圧密度とグラウトを単発注入する際の注入量とに基づいて個々のグラウト注入ポイントまわりで最初にグラウトが浸透を起こす浸透半径を予測し、予測された浸透半径の２倍を超える隣接間隔を相互に離して複数箇所のグラウト注入ポイントを設定し、各グラウト注入ポイントにてグラウトを単発注入すると共に注入後のグラウトが固化する時間を空けてそれぞれのグラウト注入ポイントにて少なくとも１回のグラウト単発注入を加えるインターバル注入を開始し、初回注入時のグラウトが個々のグラウト注入ポイントにて独立した固化部を形成し次回注入時のグラウトが初回注入時の固化部を割裂して樹木根状に拡散する肥大固化部を形成させることを特徴とする。

互いに隣接するグラウト注入ポイント間の地盤がそれぞれのグラウト注入ポイントで形成された肥大固化部からの相互干渉を受けて圧密化されるまで、インターバル注入を繰り返し行うことにより、改良対象地の地盤中に対して地表面に沿って広がる固化支持層を造成させるものとするのが好適である。
ここにおいて「肥大固化部からの相互干渉」は、肥大固化部同士の交錯に及んだ状態であるものとおくことができる。

グラウトを単発注入後に、同じグラウト注入ポイントにて次回のグラウト注入を行うまでに空ける時間は、先に注入したグラウトのゲルタイム内とするとよい。
改良対象地において層厚方向の地質調査を行い、地盤改良すべき深さ領域内に圧密度の高い高密度層とその下層側で圧密度の低い低密度層とが積層して存在することを発見したときには、低密度層をグラウトの注入深さ位置として設定するとよい。

固化支持層が造成される過程で地表面の上昇分布を監視し、局部的に盛り上がるグラウト注入ポイントを発見したときには、このグラウト注入ポイントでのグラウト注入を停止させ、盛り上がりを生じていないグラウト注入ポイントではグラウト注入を続行させることにより、改良対象地全域にわたる盛り上がりの上端レベルを揃えることができる。
固化支持層が造成される過程で地表面の上昇分布を監視し、相対的に低位となる位置を発見したときには、この位置に配置されたグラウト注入ポイントから優先してグラウトのインターバル注入を行って、改良対象地全域にわたる地表面の平坦化を維持させることができる。

グラウト注入ポイントでのグラウトの注入は、複数のグラウト注入ポイントの配置順にしたがって供給と停止とを順次入れ替わりのタイミングで切り換えるものとし、一巡したタイミングに合わせて次サイクルへ移行できるように、グラウト注入ポイントの個数をグループ化させるとよい。
グラウトの注入を予定する深さ位置はグラウト注入ポイントごとに深さ方向で複数設定しておき、この設定したなかで最も深い深さ位置にて固化支持層が造成された後、グラウト注入深度を一段階浅い深さ位置に移行させて次の固化支持層を造成させるものとし、各グラウト注入ポイントで上下に多段の固化支持層が造成されるものとしてもよい。

本発明に係る地盤改良工法によれば、地盤中に固化支持層を造成してその造成反力により地盤の圧密度を高めることが容易に行えるものであり、その結果、地上に構築物がない地盤や軟弱な地盤などであっても、地盤強化や地表面の上昇、平坦化などを行える。

本発明に係る地盤改良工法によって固化支持層が造成される様子を段階的且つ模式的に説明した側断面図である。 図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）にそれぞれ対応させてグラウトの浸透状況を示した平面図である。 複数のグラウト注入ポイントを整然と配置する例を示した平面図である。 複数のグラウト注入ポイントを半ピッチずらして配置する例を示した平面図である。 改良対象地の地盤が高密度層である場合に本発明に係る地盤改良工法を実施した状況を示した側断面図である。 改良対象地の地盤が低密度層とその下層側の高密度層との積層地盤である場合に本発明に係る地盤改良工法を実施した状況を示した側断面図である。 本発明に係る地盤改良工法の実施に使用可能なグラウト供給装置とその設置状況を模式的に示した側面図である。 本発明に係る地盤改良工法の第２実施形態として造成した固化支持層を模式的に説明した側断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
本発明に係る地盤改良工法は、図５や図６などに示すように、グラウトの注入操作によって地盤Ｇ中にグラウトの固化支持層Ｒを造成し、その造成反力で地盤Ｇの圧密度を高めたり、場合によっては地盤Ｇの表層部を押し上げたりして、所望する安定地盤へと改良する工法である。本発明の地盤改良工法によれば、地上に構築物が存在する地盤Ｇでの地盤改良を達成できるだけでなく、地上に構築物がない地盤Ｇや軟弱な地盤Ｇなどであっても、地盤改良を達成することができる。

なお、本明細書において「固化」の呼称は、原則として固体の状態を言うものとおくが、「固化部」や「肥大固化部」とする呼称には、固体のみならず液相から固相へ変化する中間的な状態（ゲル状（＝ゼリー状）であるものや固体に少量の液体が混じった状態など）を含める場合もある。
本発明の地盤改良工法では、まず改良対象地となる地盤Ｇにおいて地表面から地下へ向けた層厚方向の地質調査（例えばスウェーデン式サウンディング試験方法等）を行う。そして、この地質調査で圧密度の高い高密度層ｍがどの深さに存在するかを探し出し、この高密度層ｍの深さに応じてグラウトの注入を予定する深さ位置（以下、「グラウト注入層」と言う）を設定する。

例えば、図５に示すように、地盤表層部に高密度層ｍが存在し、この高密度層ｍの層中にグラウトの固化支持層Ｒを造成できることが判明した場合であれば、この高密度層ｍの層中にグラウト注入層を設定すればよい。固化支持層Ｒを造成できるか否かは、造成する固化支持層Ｒの上層側に対し、地盤表面層にクラックなどを発生させることなく且つ固化支持層Ｒによる造成圧が有効に伝搬する層厚を確保できることをもって、判断すればよい。

しかし、地盤表層部が圧密度の低い低密度層（粘性土、砂質土、礫質土など）である場合には、この低密度層よりも下層側に高密度層ｍが存在するか否かを調査する。この調査により高密度層ｍが発見され、且つこの高密度層ｍに適切な層厚を確保できることが判明した場合には、この高密度層ｍの層中にグラウト注入層を設定すればよい。
ただ、図６に示すように、地盤表層部に高密度層ｍが存在したとしてもこの高密度層ｍが層厚不足と判断された場合や、地盤表層部が低密度層であってその下層側に存在する高密度層ｍが層厚不足と判断された場合には、これらの高密度層ｍの更に下層側に低密度層ｎが積層状に存在しているか否かを調査する。この調査により高密度層ｍ下の低密度層ｎの存在が判明した場合には、この低密度層ｎに対してグラウト注入層（固化支持層Ｒの造成）を設定する。

このように地質調査に基づいてグラウト注入層の深さ設定を行った場合には、同時に、このグラウト注入層の圧密度を取得していることになる。しかし、わざわざ地質調査を行わなくても当初からグラウト注入層の深さ設定が行える場合など、グラウト注入層の圧密度が不明である場合には、グラウト注入層を設定する段階で事前にその圧密度調査を実施し、数値データとして、グラウト注入層の圧密度を取得しておく。

一方、設定した少量を、設定した時間だけ空けて間欠的に注入する（連続的な注入ではないことを指しており、以下、この注入方法を「単発注入」と言う）ものとして、１回あたりの単発注入で注入する量（以下、「単発注入量」と言う）を設定する。この単発注入量の設定は、グラウト注入層の深さ設定と並行して行ってもよいし、それより前の段階で行ってもよい。更には、後の段階で行ってもよい。

そして、このグラウトの単発注入量と、既に取得済みのグラウト注入層の圧密度とに基づき、グラウトの注入位置（個々のグラウト注入ポイントＰ）を中心としたグラウトの浸透半径ｒ（図１（Ａ）及び図２（Ａ）では浸透直径を［２ｒ］と表示）を予測する。この浸透半径ｒの予測を行うに際しては、必要に応じてグラウトの粘度や注入圧、注入速度、地盤中の温度などをも考慮するとよい。また、隣接するグラウト注入ポイントＰ，Ｐ間において、予測した浸透半径ｒが異なる場合には、大きい数値となる方の浸透半径ｒを採用すればよい。

そして、このようにして浸透半径ｒを予測した後は、この浸透半径ｒの２倍を超える隣接間隔Ｌ（図３に示す［２ｒ＋α］や図４に示す［２ｒ＋β］に相当）を離して複数箇所のグラウト注入ポイントＰを設定する。グラウト注入ポイントＰの隣接間隔Ｌは、例えば１ｍ〜３ｍなどとする。
各グラウト注入ポイントＰの配置は、図３に例示するように縦横（縦とは図３の上下方向を言い、横とは図３の左右方向を言う）に均等間隔を保持させるマス目配置にしてもよいし、図４に例示するように横方向に長い複数列（横方向は図４の左右方向）の配列ピッチを半ピッチずらすような千鳥配置にしてもよい。なお、図３や図４では２列としたが３列以上としてもよい。

そして、このようにグラウト注入ポイントＰを設定できたなら、各グラウト注入ポイントＰにてインターバル注入を開始する。このインターバル注入とは、グラウトの単発注入を行った後、注入後のグラウトが地盤Ｇ中で固化（固体となる状態及び液相から固相へ変化する中間的な状態を含む）する時間を空けて、同じ位置で追加的にグラウトの単発注入を行う注入方法を言う。

このインターバル注入を行うことで次のような状況が得られる。
すなわち、図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示すように、初回注入時において個々のグラウト注入ポイントＰからグラウトが地盤中へ注入されると、グラウトと土壌との結合で独立した塊状の固化部Ｘが形成される。グラウトの１回あたりの注入量は少量に設定してあり、また注入時間が短いので、グラウトは液状態のままで地盤中を広く拡散してしまうようなことはない。それ故に、グラウトはグラウト注入ポイントＰの周囲に小さく留まるようになって、固化部Ｘの形成は確実なものとなる。

なお、この初回注入時に形成される固化部Ｘは、土圧などの影響で下向きの浸透に対して抵抗を受けやすく、固化の過程（ゲルタイム内）では主に水平方向に拡散される傾向を示す。
また、この初回注入時に形成される固化部Ｘは、各グラウト注入ポイントＰが隣接間隔Ｌ（グラウトの浸透半径ｒの２倍を超えた距離）をおいて配置されていることに起因して、互いの隣接間（固化部Ｘと固化部Ｘとの間）が乖離する状態に保持され、互いに交錯したり結合したりすることはない。そのため個々の固化部Ｘは、確実に、それぞれが外形を独立させた独立形体となるのである。

この初回注入に続いて行われる次回注入時のグラウトは、初回注入時の固化部Ｘに対してその内部（中心部）へと注入される。そして、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）に示すように、注入されたグラウトの一部が初回注入時の固化部Ｘと結合しながらも、注入圧によって固化部Ｘの外側面を割裂させて周囲へ樹木根状に拡散するようになる。
なお、次回注入時のグラウトで初回注入時の固化部Ｘを割裂させるまでは高い注入圧力を要するが、一旦、割裂が生じれば負荷が減り、その後のグラウト注入は容易となって地盤Ｇ中で急速に拡散浸透する。この拡散するグラウトが再び周辺の土壌と結合し、初回注入時の固化部Ｘと一体化して各グラウト注入ポイントＰを中心とする肥大固化部Ｙを形成させることになる。

この次回注入時に形成される肥大固化部Ｙは、初回注入時の固化部Ｘを割裂する勢い（注入圧）を受けて下向き及び水平方向に拡散浸透する傾向を示す。
このようなインターバル注入を繰り返すことで、追加されるグラウトが肥大固化部Ｙの外側面を割裂させて周囲へ樹木根状に拡散するようになり、肥大固化部Ｙは更に肥大化される。そのため、互いに隣接するグラウト注入ポイントＰ，Ｐ間の地盤が、それぞれのグラウト注入ポイントＰ，Ｐで形成された肥大固化部Ｙ，Ｙからの相互干渉を受けることになり、実質的に圧密化されるようになる。この干渉は、グラウト注入ポイントＰ，Ｐ間の地盤が互いの対向方向へ圧密を受けて硬化することによるものであったり、図１（Ｃ）及び図２（Ｃ）に示すように、隣接するそれぞれの肥大固化部Ｙ，Ｙから拡散浸透するグラウトが交錯し合い、周辺の土壌との結合を起こすことによるものであったりする。

その結果、改良対象地の地盤Ｇ中で地表面に沿って広がるようにして固化連体Ｚが形成され、その全体として、一体的強度を高めた固化支持層Ｒ（図５、図６参照）が造成されることになる。この固化支持層Ｒの拡散された範囲で、固化支持層Ｒの下層や周辺地層が圧密されることになる。
なお、改良対象地における改良前地盤Ｇの圧密度をはじめ、使用するグラウトの品種、グラウトの単発注入量などとの相関関係で、固化部Ｘから固化連体Ｚへと移行する状況も種々様々に変化することになる。そのため、インターバル注入を繰り返す回数については、２回以上とする点を除いて特に限定されるものではない。例えば、２回目のグラウト注入時に形成される肥大固化部Ｙが、互いに隣接するグラウト注入ポイントＰ，Ｐ間で相互干渉を起こして一気に固化連体Ｚを形成するものとしてもよい。また、固化連体Ｚが形成された段階で、それ自体を固化支持層Ｒと見なすことも可能な場合がある。

固化支持層Ｒを造成してゆく過程では、地表面の上昇分布を監視するようにする。監視は、例えばレーザーレベルなどの機器を用いることで容易に実行できる。この監視により相対的に低位となる位置を発見した場合には、該当位置（低地）に配置されたグラウト注入ポイントＰから優先してインターバル注入を行うようにする。
反対に、各グラウト注入ポイントＰにおいて、固化部Ｘや肥大固化部Ｙ、或いは固化連体Ｚが形成されるときの反力で地表面が局部的に盛り上がっていることを発見した場合は、該当位置（盛り上がり部）に配置されたグラウト注入ポイントＰでのグラウト注入を停止させ、盛り上がりを生じていない他のグラウト注入ポイントＰでのグラウト注入を続行させるようにする。このようにして、改良対象地全域にわたる盛り上がりの上端レベルを揃えるようにする。

これらの対策を施すことで、改良対象地全域にわたる地表面の平坦化を維持させることができる。
ところで、図３や図４に示したようにグラウト注入ポイントＰを設定した後、実際の作業では、個々のグラウト注入ポイントＰに対してグラウト注入層まで届く注入管挿入穴を掘削する。そして、各注入管挿入穴にグラウト注入管をそれぞれ挿入する。掘削には、掘削ドリルを備えた掘削装置（図示略）を用いればよい。

なお、改良対象地となる地盤Ｇが広大な場合は、改良対象地内を複数の区画に区分けして作業を進めるようにしてもよい。この場合、１区画内であっても注入管挿入穴の掘削深さ（或いは、挿入するグラウト注入管の挿入深さ）は、必ずしも同じとは限らない。
図７は、各グラウト注入ポイントＰの注入管挿入穴へグラウト注入管１を挿入すると共に、各グラウト注入管１に対して分配手段２を接続し、またこれら分配手段２をホース等の配管部材３によってグラウト供給装置４と接続した様子を模式的に示している。

言うまでもなく、グラウト注入管１には、注入管挿入穴に挿入可能な管径のものを用いる。また、このグラウト注入管１は、注入管挿入穴内でその先端（下端）がグラウト注入層に達し、且つ地上へ突出する長さを有したものとする。場合によっては継ぎ手を介して長さ方向に分割や連結が自在に行える構造のものを使用してもよい。
なお、グラウトには、ゲルタイムの長い緩結性のものや、反対にゲルタイムの短い瞬結性のものを採用することができる。またグラウトには、注入の都度、複数種の薬剤を混合させて用いるものを採用することもできる。どのようなグラウトを採用するかは、地盤の地質状況に応じて適宜選択すればよい。

本実施形態では、グラウトとして水ガラス系注入材（Ａ液）とセメント系注入材（Ｂ液）とを混合させて用いるものを採用した。そのため、グラウト注入管１には、Ａ液とＢ液とを同時期に且つ混ざりあわないようにしつつ、目的とするグラウト注入層まで送り込むことを可能にする二重管構造のものを採用した。ただ、二重管構造のものに代えて、２本のシングル管を併用させるようにしてもよい。

また、グラウトの注入に際してはＡ液とＢ液との混合が必要となるので、分配手段２はＡ液用の切替弁とＢ液用の切替弁とを有した構成のものを採用した。各切替弁には三方弁、スプール弁、ニードル弁などを採用すればよい。また、これら切替弁は、電動駆動式、電磁駆動式、流体圧（エア等）駆動式などの遠隔操作ができるものを採用するのが好適である。この分配手段２は、個々のグラウト注入管１に対して個別に接続するために複数が必要とされるが、複数の分配手段２を設置用の支持フレーム（図示略）に組み込んでおくと、設置作業を能率的に行えて好都合である。

グラウト供給装置４は、グラウトを加圧状態で供給可能にする送液ポンプ５を備えている。本実施形態では、グラウトにＡ液とＢ液とを用いるので、送液ポンプ５もＡ液用（５Ａ）とＢ液用（５Ｂ）とに対応させて２台設け、配管部材３もＡ液用（３Ａ）とＢ液用（３Ｂ）とに分けてある。
グラウト供給装置４（送液ポンプ５）及び分配手段２（切替弁）は、コンピュータ等の制御部６によって制御可能なものとしておけばよい。すなわち、この制御部６は、各グラウト注入管１に対するグラウトの注入条件や、複数本のグラウト注入管１に対するグラウト供給順（すなわち、分配手段２の選出）などを任意に設定できるものとしておく。

グラウトの注入条件としては、グラウトの単発注入量の設定（例えば１リットル）や、この単発注入量を注入する時間の設定（例えば３秒）等とする。そして、注入条件の各設定値が満足されたことを検出したときに、当該グラウト注入ポイントでのグラウトの供給停止と、次に選択された他のグラウト注入ポイントへのグラウト供給開始とを行うような設定とする。

また、グラウト供給順の設定としては、グラウト注入ポイントＰの所定数をグループ化させ、各グラウト注入ポイントＰの配置順にしたがって供給と停止とを順次入れ換えながら、グループ内の全てのグラウト注入ポイントＰを一巡させ、それを１サイクルとおく。そして、１サイクルが終了したタイミングでそのまま次サイクルへ移行できるような設定とすればよい。

なお、地盤Ｇ中へ注入したグラウトが完全に固化してしまうと、この固化部分の内部へその次のグラウトを注入させることが困難となる。そこで、このような場合では、グラウトのゲルタイム（例えば３０〜６０秒）の範囲でグループ内を一巡できるように、１グループ内に設定するグラウト注入ポイントＰの数を調整するとよい。
サイクルの繰り返し回数は、人為的な目視判断に委ねて適宜設定できるものとしてもよいし、固化支持層Ｒの造成を自動検出可能な構成（例えば、グラウト注入圧が設定値に達するのを検出させるなど）にして、検出するまでサイクルの繰り返しを行わせるような設定としてもよい。

以上、詳説したところから明らかなように、本発明に係る地盤改良工法によれば、グラウトの注入操作によって地盤Ｇ中にグラウトの固化支持層Ｒを造成し、その造成反力で地盤Ｇの圧密度を高めたり、場合によっては地盤Ｇの表層部を押し上げたりできるので、地上に構築物が存在する地盤Ｇでの地盤改良を達成できるだけでなく、地上に構築物がない地盤Ｇや軟弱な地盤Ｇなどであっても、地盤改良を達成することができる。

また、本発明に係る地盤改良工法では、改良対象地で複数箇所に設定するグラウト注入ポイントＰの配置を、地層条件ごとに合わせるようにしているので、改良対象地ごとに最適な地盤改良が行える利点がある。
更に本発明に係る地盤改良工法では、改良工事に際して大型の設備機械や特殊なポンプなどを必要とせず、比較的簡単な機材を使用して施工できるため、工期の短縮化や工費の低廉化などを図れるという効果も得られるものとなる。

図８は、本発明に係る地盤改良工法の第２実施形態を示している。この第２実施形態が第１実施形態と最も異なるところは、グラウト注入ポイントＰごとに深さ方向で複数のグラウト注入層を設定する点にある。そしてまず、この設定したなかで最も深いグラウト注入層において固化支持層Ｒを造成する。そして一つの深さ位置にて固化支持層Ｒを造成した後は、グラウト注入深度を一段階浅いグラウト注入層に移行させて次の固化支持層Ｒを造成させる。このようにして、各グラウト注入ポイントＰで多段の固化支持層Ｒを造成するものである。

固化支持層Ｒを造成する手順としては、第１実施形態と同じであり、初回注入時の固化部Ｘを形成し、肥大固化部Ｙを形成して（又は肥大固化部Ｙの形成を経ずに）固化連体Ｚを形成させるようにする。
本第２実施形態におけるその他の作業手順や使用機材、個々の作業に関する作用効果などは第１実施形態と略同じである。

なお、グラウト注入深度を一段階浅いグラウト注入層に移行させるには、グラウト注入管１の地表面上へ突出している部分に駆動を付与して上昇させることで行う。このグラウト注入管１の上昇は、地上部に人力式又は油圧式のジャッキ装置等（図示略）を設置してグラウト注入管１を引き上げるようにすればよい。
なお、先（下層側）に造成されている固化支持層Ｒに対してその上側に新たな固化支持層Ｒを造成することで、この新たな固化支持層Ｒは先に造成されている固化支持層Ｒを踏み台として造成反力を生起させるようになり、この新たな固化支持層Ｒとその周囲を含めた上層側の地盤押し上げに寄与することになる。

そのため、個々のグラウト注入ポイントＰで観察すれば、地盤Ｇの深部から地表面に向けて順次、地盤押し上げ作用が累積するようになって、全体としての地盤圧密度が高められることが判る。しかも、改良対象地に配分した複数のグラウト注入ポイントＰで同様に多段の固化支持層Ｒが造成されることにより、各グラウト注入ポイントＰ間で水平方向に拡がる高い圧密強度が得られることになり、極めて安定した地盤を造成できることとなる。

ところで、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、図３や図４ではグラウト注入ポイントＰが２列（又はそれ以上の列）に並んで配置されるものとして説明したが、グラウト注入ポイントＰは１列に配置することも可能である。

グラウト注入ポイントＰにおいて、グラウト注入管１を挿入するための注入管挿入穴を設けるには、機械掘削や人力掘削を採用する他、ニューマチックハンマーを使用してグラウト注入管１を直接、地盤中へ貫入させる方法を採用することもできる。
その他、注入管挿入穴を掘削しない方法もある。すなわち、グラウト注入管１の下端部に掘削カッターを設け、このグラウト注入管１を回転駆動させながら下降させるようにすることで、グラウト注入管１自体を地盤Ｇに突き刺す方法などである。

この方法を採用すると、注入管挿入穴を掘削する手間が省け、工期短縮に有益となる。また、グラウト注入管１の下端が目的とするグラウト注入層へ届いているか否かを簡単に確認することができる利点がある。加えて、掘削中の回転負荷を監視することで、層厚方向での地質変化（例えば、砂傑層など硬質土層の存在）を知ることができ、適切な対処ができる利点がある。更に言えば、グラウト注入管１を深い位置まで挿入することができる点で有益となる。

グラウト注入ポイントＰの隣接間隔Ｌを意図的に狭めると、地盤Ｇの圧密強度が一層高くなったり押し上げ力が一層強くなったりする。このような現象をグラウト注入ポイントＰの配置設定に利用することができる。
各グラウト注入ポイントＰに対してグラウトの注入を行うに際して、一区画内にグラウト注入層の浅い箇所と深い箇所とが共存するような場合、深い箇所のグラウト注入に比べて、浅い箇所でのグラウト注入の注入回数や注入量などを少なくするような制御を行うことで、区画内のバランスを保持させるように制御することも可能である。

１ グラウト注入管
２ 分配手段
３ 配管部材
４ グラウト供給装置
５ 送液ポンプ
６ 制御部
ｍ 高圧密層
ｎ 低圧密層
Ｒ 固化支持層
Ｘ 固化部
Ｙ 肥大固化部
Ｚ 固化連体

Claims (9)

1. 改良対象地となる地盤にてグラウトの注入を予定する深さ位置の圧密度を調査し、
   この深さ位置で取得された圧密度とグラウトを単発注入する際の注入量とに基づいて個々のグラウト注入ポイントまわりで最初にグラウトが浸透を起こす浸透半径を予測し、
   予測された前記浸透半径の２倍を超える隣接間隔を相互に離して複数箇所のグラウト注入ポイントを設定し、
   各グラウト注入ポイントにてグラウトを単発注入すると共に注入後のグラウトが固化する時間を空けてそれぞれのグラウト注入ポイントにて少なくとも１回のグラウト単発注入を加えるインターバル注入を開始し、
   初回注入時のグラウトが個々のグラウト注入ポイントにて独立した固化部を形成し次回注入時のグラウトが初回注入時の固化部を割裂して樹木根状に拡散する肥大固化部を形成させること
   を特徴とする地盤改良工法。
2. 互いに隣接するグラウト注入ポイント間の地盤がそれぞれのグラウト注入ポイントで形成された肥大固化部からの相互干渉を受けて圧密化されるまで前記インターバル注入を繰り返し行うことにより前記改良対象地の地盤中に対して地表面に沿って広がる固化支持層を造成させることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
3. 前記肥大固化部からの相互干渉は、肥大固化部同士の交錯に及んだ状態であることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良工法。
4. グラウトを単発注入後に、同じグラウト注入ポイントにて次回のグラウト注入を行うまでに空ける時間は、先に注入したグラウトのゲルタイム内とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤改良工法。
5. 前記改良対象地において層厚方向の地質調査を行い、地盤改良すべき深さ領域内に圧密度の高い高密度層とその下層側で圧密度の低い低密度層とが積層して存在することを発見したときには、前記低密度層をグラウトの注入深さ位置として設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤改良工法。
6. 前記固化支持層が造成される過程で地表面の上昇分布を監視し、局部的に盛り上がるグラウト注入ポイントを発見したときには当該グラウト注入ポイントでのグラウト注入を停止させ、盛り上がりを生じていないグラウト注入ポイントではグラウト注入を続行させることにより改良対象地全域にわたる盛り上がりの上端レベルを揃えることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良工法。
7. 前記固化支持層が造成される過程で地表面の上昇分布を監視し、相対的に低位となる位置を発見したときには当該位置に配置されたグラウト注入ポイントから優先して前記グラウトのインターバル注入を行って改良対象地全域にわたる地表面の平坦化を維持させることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良工法。
8. 前記グラウト注入ポイントでのグラウトの注入は、複数のグラウト注入ポイントの配置順にしたがって供給と停止とを順次入れ替わりのタイミングで切り換えるものとし、一巡したタイミングに合わせて次サイクルへ移行できるように、グラウト注入ポイントの個数をグループ化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤改良工法。
9. グラウトの注入を予定する深さ位置はグラウト注入ポイントごとに深さ方向で複数設定しておき、この設定したなかで最も深い深さ位置にて固化支持層が造成された後、グラウト注入深度を一段階浅い深さ位置に移行させて次の固化支持層を造成させるものとし、各グラウト注入ポイントで上下に多段の固化支持層が造成されるものとすることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良工法。

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