JPS6050927B2

JPS6050927B2 - 地盤注入工法

Info

Publication number: JPS6050927B2
Application number: JP55102201A
Authority: JP
Inventors: 紘治中山; 眞松枝; 武彦所
Original assignee: NIPPON SOGO BOSUI KK
Current assignee: NIPPON SOGO BOSUI KK
Priority date: 1980-07-25
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1985-11-11
Also published as: JPS5729725A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は地盤改良を目的として実施される薬液注入工
法、特に瞬結性グラウトと緩結性グラウトの組合せによ
る注入工法に関する。

薬液注入工法は近年軟弱地盤の強化や止水を目的として
各種の建設工事に使用されている。

しかし従来多用されてきたゲルタイムが数分のグラウト
では複雑な多層地盤や水の豊富な地盤では地上への溢出
や地中の弛みからの流出が激しく肝心の対象地盤に対し
て充分な連続固結体を形成せず、、所期の目的を達し難
いことが判つてきた。このような現象に対処するため、
予め注入管回りに充分なスリーブグラウトを施し、その
後長いゲルタイムのグラウトによつて細かい間隙に浸透
させる方法が考えられた。しかしこの方法はスリーブグ
ラウトを充填するために、前もつて大口径のケーシング
で地盤を掘削しておく必要があり、また地盤中の弛み部
分や、層境へ予めセメントミルクあるいはＬＷグラウト
のような強度の高いグラウトを注入して地盤の均質化を
計つておく必要がある等注入効果を高めるための前処理
に手間がかかり経済的でないという問題がある。またそ
の先行グラウトによる地盤の均質化を過不足なく行なう
ことはかなりの熟練と技術を必要とするが、このことは
複雑多岐にわたる実際の現場では効果の面で確実性に欠
ける一つの要因となる。そこで瞬結性のグラウトを用い
ることにより、まずグラウトの注入管回りからの溢出や
、地中における流出を止めることが所定範囲への確実な
注・入を可能とする最も簡便でかつ有効な方法である。

この方法はゲルタイムが数秒という瞬結性グラウトを用
いるが、これを確実にかつ継続的に地盤中に送り込むこ
とができれば地盤状況に関する高度な知識や判断力など
人為的な要因の入り込むフ余地は少なく、したがつて実
際の現場における注入効果にばらつきを生ずることは非
常に少ないと考えられる。しかし瞬結性グラウトを用い
る注入工法の浸透様式は、僅かな浸透、固結、脈状浸入
といつた形５式によるため、単位時間当りの注入速度を
上げると、地盤の抵抗が大きくなり、注入圧が高くなり
易いこと、また微視的に見ると緩結性グラウトを用いた
方法に比較して土の骨格構造を壊し易いという問題点が
あり、固結体の均質性を確保し、地盤の変状を最小にす
るためには厳しい施工管理が要求される。

そこで緩結性グラウトと瞬結性グラウトとを組合せるこ
とにより、それぞれの長所を生かした複合注入が考えら
れ、この二種のグラウトを二重管を用いて交互に注入す
る方法が提案された。

しかしながらこのような方法では瞬結性グラウトによつ
て形成したグラウトパツカーが、次いで注入される緩結
性グラウトにより突き破られたり、注入とともに注入管
回りのパツカー効果が不充分となつたりする可能性があ
り、複合注入としての長所を生かしきれないことが懸念
される。さらに注入による効果的地盤改良を行う場合の
最も重要な要素の一つとして、単位時間当りの注入速度
を小さくすることが上げられている。

これは、地盤に剪断破壊を起こさせず、また、地盤の構
成をできるだけ変化させずに均質な固結体を形成させる
上での必須条件とされている。ところが、単管にしろ二
重管にしろ、グラウトの吐出口は通常１口と見なされる
から、経済性を高めようとして注入速度を上けると、注
入効果を減じるという矛盾があり、これ迄も、大きな課
題とされて，来た。しかるに、以前よりストレーナー形
式の吐出口を有するものもあるが、注入に伴う地盤性状
の変化によつて、差して注入しないうちに周辺地山の抵
抗圧に差を生ずるため、抵抗の大きくなつた地！山付近
のストレーナーロから１つづつ目詰まりを起こし、いず
れは、１つの口からしか吐出しなくなるため、ストレー
ナー形式の注入方法は、理論程有効ではないとされてき
た。

そこで以上のような問題点を熱慮した結果、３一流路管
を用いて瞬結性グラウトと緩結性グラウトを同時に注入
することが前記したような問題点を一挙に解決する最も
有効な方法であることに着目し、この工法を発明するに
至つた。

ところでこの発明の工法を実施する注入装置はク次のよ
うな機能が備わつている。

すなわち３つの流路が吐出口まで完全に独立を保つてい
ること、穿孔時には先端より穿孔水を吐出し、最深部到
達後容易かつ確実にグラウト注入に切り変えられること
、瞬結性グラウトの主剤液およびそれの硬化剤液となる
Ａ．．Ｂ液は充分に混練されること、穿孔中Ａ．．Ｂ液
の吐出口および緩結性グラウト液となるＣ＋Ｄ液の吐出
口よりスライムが逆流しないこと、ロッドの脱着が容易
で３流路ともに高い管内圧に耐えられること等が要求さ
れる。そして従来薬液、水および空気を吐出する同心円
状の３重管があるが、この形式によつて通常の薬液注入
に用いられるψ４０〜５−の管を構成することは管のフ
肉厚と強度の点で実施が難しく実用性に乏しい。そこで
この工法で用いる注入装置は１本の外管内にＡ．Ｂ液用
の２本の平行管を挿入し、外管とＡ，．Ｂ液用の管の間
隔をＣ＋Ｄ液の流路とした。以下この発明を実施例によ
つて説明する。第１図はこの発明の施工状態とこれに用
いた装置を示している。

そして注入管１をます地盤中に挿入し、それを引上げな
がら、その先端の吐出口２より緩結性グラウトのＣ＋Ｄ
液を地盤中に吐出注入する。先端部から０．３ＴｒＬ．
〜２ｍの位置に瞬結性グラウトのＡ．．Ｂ液の吐出口３
があり、緩結性グラウトの注入と同時に吐出口３より瞬
結性グラウトを吐出注入する。注入管１は第２図、第３
図に示すように外管４内にＡ液用管５とＢ液用管６の２
本の平行管が挿入してあり外管４と管５，６の間隙７が
Ｃ＋Ｄ液の流路となり、各グラウト液が液送される。

なおそのようにして形成される３流路を通る液の種類は
この実施例に限られず、適宜変更できる。そして注入管
１は第４図乃至第９図に示す継手８を使用する継手構造
によつて接続される。そして各管の嵌合部には回転トル
クを伝達するようにスプラインキー９が形成されピン孔
１０にピン１１を挿通して連結する。なお継手８の本体
には２つのＣ＋Ｄ液の流路７″が穿設してある。吐出口
２は第１０図乃至第１２図に示すようにボール弁１２が
設けてある。

吐出口３は第１３図乃至第１５図に示すように液圧によ
つて作動する弁１３，１４があつてＡ液、Ｂ液はこの吐
出口３において混合される。なお吐出口３を構成するノ
ズル部のＣ＋Ｄ液の流路は符号７″で示す。ところで吐
出口２，３の距離が近すぎる場合注人中周辺の間隙水圧
が上昇し易く、地盤隆起を招く一因となる。また距離が
離れすぎる場合土層の変化を木目細かく捕えることが難
しいこと等から好ましくは０．５〜１．０７ｎ程度離れ
て吐出口２，３を位置させるのが適当である。なお注入
機のポンプＡ．．Ｂ液とＣ＋Ｄ液についてそれぞれ吐出
量を変換しうる装置とし、注入速度を別々に制御し、２
種のグラウトの注入量の割合を自由に変化させ、注入を
継続しつつ調節できるようにする。

これによつて例えば注入対土層が比較的透水性のよい均
一な砂地盤などでは上部の吐出口３より瞬結性グラウト
を僅かに注入した後両吐出口２，３緩結性グラウトを同
時に注入することによソー吐出口からの注入時の略２倍
の注入速度がえられる。ところで前記瞬結性がえられる
ような配合の主剤液Ａとその硬化剤Ｂおよび緩結性グラ
ウトＣ＋Ｄ液の材料としては次のような材料が使用され
る。

瞬結性グラウトには、Ａ液として水ガラス、Ｂ液硬化剤
としてアルミン酸ソーダ、重炭酸塩等のアルカリ塩や、
リン酸、炭酸等の無機酸およびこれらの塩類、さらに詐
酸、酒石酸等、また有機酸およびそれらのエステルや多
価アルコール部分エステル等増強作用のある有機反応剤
に前記の無機酸やそれらの塩類等を適当に組み合わせた
ものによつてゲルタイムが数秒またはそれ以下となるよ
うに配合されたものを用いる。

緩結性グラウトとしては、前記有機酸エステルや多価ア
ルコール部分エステル等を単独または２種以上組合せる
か、さらにはこれらに加え無機系の硬化剤をゲルタイム
調整剤として目的に応じて適当に配合し数分〜数十分の
ゲルタイムとして用いる。

またその具体的一例における１００ｅ標準配合は次の通
りである。

（１）瞬結性グラウトゲルタイム（１５配Ｃ）、３秒
Ａ液・・・・・・水ガラス５０ｋ９、水５０ｋｇＢ液・
・・・・・重炭酸カリウム１５ｋｇ、残り水（Ｉｉ）緩
結性グラウトゲルタイム（１５残Ｃ）、１扮Ｃ液・・
・・・・水ガラス６０ｋ９、水４０ｋ９Ｄ液・・・・・
・エチレンカーボネツト６ｋｇ、残り水この発明は以上
の構成からなり、瞬結性グラウトの主剤液およびそれの
硬化剤液と緩結性グラウト液とを、異なる３流路を通し
、上下所定間隔をもつた吐出口を有する一本の注入管か
ら同時に注入し、しかも瞬結性グラウトが上部から常時
吐出されているため、最後まで確実にグラウトパツカー
が形成される。

したがつて、確実性の高い限定域注入が可能となる。ま
た、先行して注入された瞬結性グラウトは、弛い部分や
、大きな間隙の粗詰めをなし、また注入管の引上げによ
つて生ずる注入空間を通して浸透性のよい緩結性グラウ
トが注入されるため、無理のない注入が行なわれ、均質
な地盤改良が期待できる。さらに、１本の注入管を使用
する瞬結性グラウトと緩結性グラウトとが３流路を通つ
て別々に液送され、吐出注入されるので土質に応じた両
グラウトの注入速度、注入量の調整、組合せが可能とな
る。

すなわちこの発明では、２種のグラウトは別々のポンプ
に送ることができ、したがつて、地盤抵抗の変化に関係
なく、グラウトを最後迄別口より吐出させることができ
ることから、ストレーナー形式のように、注入に伴う吐
出口の目詰まりの心配はない。

また、２つの吐出口は、上下所定間隔すなわち０．５〜
１．０ＴＬ程離れた距離を保つているため、間隙水圧等
に関する周辺地山への影響は、２種のグラウトを合計し
て１つの吐出口から注入した場合に比べ、大巾に小さく
なる。したがつて、この発明では、１つの吐出口からの
グラウトの単位時間当りの吐出速度を小さくしつつ、合
計の吐出速度を大きくすることが可能であるため、丁寧
な注入ができ、かつ経済性に優れている。

すなわち、１本の削孔に対し、２本分の注入速度で施工
できる計算となる。ノなお図示した装置のごとく１本
の注入管は外管内に２本の平行管が挿入されていて、２
本の平行管と、外管と平行管との間隙によつて３流路を
形成するならば、通常の注入管と同様な径の注入管がえ
られる。したがつて、瞬結性グラウトによる工法と緩結
性グラウトによる工法の長所を有効かつ経済的に生かす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は施工状態断面図、第２図、第３図は注）入管の
横断面図と一部縦断面図、第４図は継手部の分解斜視図
、第５図は注入管継手部の縦断面図第６図はＩ−１断面
図、第７図は継手の側面図、第８図はその横断面図、第
９図は接続状態の横断面図、第１０図、第１１図、第１
２図は先端吐出口部分の平面図と縦断面図、第１３図、
第１４図、第１５図は上部吐出口部分の■−■断面図と
縦断面図である。１・・・・・・注入管、２・・・・・・吐出口、３・・
・・・・吐出口、４・・・・・外管、５，６・・・・・
・管、７・・・・・間隙、７″，ｒ・・・・・・流路、
８・・・・・・継手、９・・・・・・スプラインキー１
０・・・・・・ピン孔、１１・・・・・・ピン、１２・
・・・・・ボール弁、１３，１４・・・・・・弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１１本の管内に３流路を構成し、上下所要間隔をもつ
た吐出口を有する注入管を地盤中に挿入し、次いでその
注入管を引上げながら、注入管内の３流路のうちの２流
路をもつて瞬結性がえられるような配合の主剤液と硬化
剤液とを送液し、上記吐出口近傍においてこの２液を合
流させて瞬結性グラウトを吐出注入し、他の１流路を用
いて前記瞬結性グラウトと同時に緩結性グラウトを送液
して下部吐出口より吐出注入することを特徴とする地盤
注入工法。