JPS63300108A - 微細粉粒体吹込みによる地盤改良工法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本説明は、いずれも地表面からの又は施工中の掘Ｉｌ！
！ｌされた箇所や完成されている地下構造物への漏水や
漏気、さらには有害がスの漏洩を防止したり、更には地
盤中に気・ａ漏洩防止壁を形成したりそれらの地盤の強
度増加をするために用いられるものである。

（ｌ！米技Ｉｆｆ） 従来、地盤からの漏水、湯気、有害ボスＩｌａを防止す
るためには漏水、漏気している付近の地表面や地盤中に
セメント、ベントナイト、薬液等を含む液体を直播又は
注入管等を用いて、地表又は地中に注入して上水、気層
や不透水・気層を形成したり、地下構造物の場合には地
下構造物を貫通して地下１遺書と接している地中にｔａ
注入管を進入させ改良薬を注入していた。

しかし、これらの方法はいずれもセメント、ベントナイ
ト、薬液等の地盤改良材を水等の液体に懸濁または溶解
させた状態で注入しているため、セメントやベントナイ
トの粒子が地山の土の間隙に入りにくいし、液体である
ために地盤中への均一な注入が不可能であり、上水・気
層の形成が均一に形成出来ず、厚い部分や薄い部分が生
じ、十分な止水・気層が出来なかった。

又、水等の液体を用いるので重量が大となり大がかりな
注入装置を必要としでいた。

（解決すべき問題点） 本発明ではセメント、７ライ７ツシエ、タルク、珪藻土
、マグネサイト等の微細粉粒体を用いて、手軽に、均一
で確実に（気・液漏１防土壁）を形成する工法及び１Ｉ
Ｉｌを開発する二とが解決すべき問題点である。

（解決するための手段） 上記間ｚ点を解決するために重層発明がｒ！！４Ｒシた
手段を以下説明するが、説明に先立って本麗明纏書で用
いられる用語について定義する。

セメント等の微細粉粒体とはセメント、７ライ７ツシ１
、タルク、（滑石）珪藻土、マグネサイト、水晶石、ア
ルミナ、鉄粉、金属微粉末、カーボン、ポリエチレング
リコール等の平均粒径約０．１〜５０μ−程度の粒粉体
を意味する用語として用いる。

先ず、本願では上記問題点を解決するために、地盤中の
土粒よりも粒径がかなり小さいセメント弾の微細粉粒体
を地盤中に気体によって圧送し、これらセメント等の微
細粉粒体を、地盤中の土粒間隙に必要深度にわたって送
り込み、この上粒間隙をセメント等の微細粉粒体で埋め
ることにより！＆密な地層をある範２Ｉｌ（ｔｌＩ度）
にわたうて形成して気・液の漏洩を防止することを基本
的解決原理とするものである。

さらに本願では、上記基本的解決ｊ［理に基づいて、よ
り実体的ないくつかの地盤改良工法とそれに用い為装置
を開発した。

即ち、セメンシ等微細粉粒体を地盤中に進入させる工法
として■セメント等微細粉粒体をエアー・ゾルにして地
盤中に吹込む工法■セメント等微細粉粒体にシリコンや
オイル岬で被膜を作ってそれを圧縮空気と共に地盤中に
吹込む工法を開発した。さらにこれら工法を実施する装
置として■開口のある管の先端部付近に笠状のパックを
取付けた吹込み管■上記■の吹込み管の外周にこれをす
っぽり被うようにして設けた回収外管がある吹込み管。

［Ｆ］周壁に開口が穿設されている外管と、この外管内
に軸方向に移動可能に収容されている内管とからなり、
内管の先ｇａ部付近には開口が穿設され、この開口が穿
設されている部分の、軸方向上下端に位置する内管外周
に、その先端が外管内壁に接するパッカーが取り付けら
れている吹込み装置。

■管の先ｊＩＷＳ付近に開口が穿設されており、この開
口が穿設されているＳ分の軸方向上下端に位置する管外
周に、その先端がボーリング穴に接する円盤状のパッカ
ーが取付けられている吹込み！Ｉ置。

をＩｌ！！発した。

（実施例） 図を用いて本願各発明を説明する。

第１図を用いて杢麿第１発明と第２発明（特許！＋１′
ＦＣの範囲第５項記載）とを説明する。

第１図における（１）が吹込み管であり、その先端には
パック（２）が連設されている。このパック（２）は一
体形成されでいてもよいし、別体のものをなんらかの手
段で取り付けられでいてもよい。

パック（２）の先端面にはゴムやフェルトさらには空気
入り弾性体、液体・気体の入った蛇腹体などの弾性体か
らなゐパツキン（３）が付設されており、これにより地
表面との密着性を良くしている。

パツキン（３）は地表面の門凸状態に応じて任意のもの
が選択できる。

又パック（２）は吹込み管（１）に対して歳差運動、即
ちその軸方向に対しで、任意角度に変更できるように取
付けることも本発明に含まれものであり、このように取
付けるとさらに、地表面に対する密着性が向上する。

また図中（８）はセメント等微細粉粒体をエアー・ゾル
にしたちのを収容している容器であり、（７）はそれを
吹込み管（１）に圧送するためのポンプである。

また（１０）は吹込み作用によも吹込み管（１）の反力
を受は止めるための支持体であるが、これは必ずしも必
要とするものではな−１゜二のような吹込み装置を用い
て地盤を改良する工法についでＩ！明する。

まず、セメント等微細粉粒体を含むエアー・ゾルを容器
（８）よりポンプ（７）により吹込み管（１）に圧送し
、笠状のパック（２）により拡散方向に勢いづけて地盤
（１４）中に吹込む。

吹込まれたセメント等徽細粉粒（１５）は地盤（１４）
中の土粒（１６）の間隙に送込まれ、その間隙を塞いで
緻密な地盤とし、気・液の漏洩を防止で終る地盤に改良
される。

ＩＩＥＺ図は、第１発明の他の実施例と第３発明（特許
請求の範囲を示すものであって、吹込み管（１１）があ
り、その先端に吹込みパック（１２）が笠状に拡径して
設けられでおり、その先端周縁にパツキン《１３）が付
設されていることは、先のｗ４ｉ図の例と変わりない。

この実施例では、吹込み管（１１）及び吹込みパック（
１２）の外周に、それぞれ吸込み管（４）と先端周縁に
パラ幹ン（６）を付設した吸込みパック（５）が設けら
れており、これらによって吹込みパック（１２）と地表
面との閏、さらには、一たん地中に吹込まれた空気や一
部の七メント等微細粉粒が回収される。

さらに、これら吸込み管（４）や吸込みパック（５）の
吸込み作用により、吹込み作用による吹込み管（１１）
、吹込みパック（１２）等の反力を緩和することが出来
るので、反力を受は止める装置を省略、又は簡単なもの
ですますことがで軽る。

又図中（８）はセメント等微細粉粒体をエアー・ゾルに
したものを収容している容器であり、（７）はポンプで
ある。

このような吹込み装置を用いて地盤を改良する工法につ
いて説明する。

まず、セメント等微細粉粒体を含む工７−・ゾルを＄３
（８）よりポンプ（７）により吹込み管（１１）に圧送
し、笠状の吹込みパック（１２）により拡散方向に付勢
させて地盤（１４）中に吹込む。

吹込まれたセメント等微細粉粒体（ｌ５）は地ｆｉ（１
４）中の土粒（１６）の間隙に送り込まれ、その間隙を
塞いで緻密な地盤とし、気・液の漏洩を防止でさる地盤
に改良する。

そしてこの実施例では吹込みパック（１２）の先端周縁
に付設されているパツキン（１３）と地表の隙間から及
び一たん地盤（１４）中に吹込まれたものが土粒（１６
）のＩＩｌ！隙から再び地表に漏れ出したエアー・ゾル
を、吸い込みパック（５）によって集め、吸込み管（４
）を通して回収容器（９）に回収される。

次に第３図及Ｖ第４図を用いて、地盤中に液体又は気体
の漏洩を防止する壁を形成する方法及び４１ｍを説明す
る。

？！４３図は地盤中（１４）にセメント等＠鱈粉粒体（
１５）を含むエアー・ゾルや、上記微細粉粒（１５）の
外周に、シリコンオイルや重質油などでオイル被膜を作
ったものを圧縮空気と共に送り込む。

注入管（２０）とその外側に略同心的に配置されている
外管（２４）とから成っている．注入管（２０）の先端
は密閉された底ｇ（２３）となっており先端近《の周壁
には、軸方向の一定長さにわたって放射方向に複数個の
注入するための注入管開口（２１）（２１）が穿孔され
ている。

一方外管（２４）の周壁にもほぼ全周にわたって外管開
口（２５）が穿孔されている．そして注入管（２０）の
開口が穿孔されている範囲の先後端の外周には、前記外
管（２４）の内壁に、その先端が接するような円盤状パ
フ力−（２２）、（２２）が固設されている．このよう
な装置を用いて、地盤中の任意の位置に、液体・気体の
漏洩防止壁な形成するには、第７図に示すように任意の
適宜位置に、まずボーリングＩｆ！械によりボーリング
穴を地中にあけ、そこに外管（２４）及び注入管（２０
）を必要な深さに挿入する．外管（２４）及び注入管（
２０）の設置が終ったら、ポンプ（フ）により、セメン
ト等微細粉粒体（１５）からなるエアー・ゾル又はシリ
コンオイル等によって、被膜が形成されているセメンシ
等の微細粉粒（１５）を圧縮空気と共に注入管（２０）
に送り込み、注入管開口（２１）を通しで注入管（２０
）外に送り出す。

注入管（２０）をでたエアー・ゾル等は外管（２４）の
内壁と注入？（２０）の外壁との間の空間に吹き出され
るが、この！２間は上下２つの円盤状のパッカー（２２
）、（２２）によって閉空間とされるため高圧となり、
外管（２４）の外′ｒ！閏口（２５）より周囲の地盤中
に送り込まれる。

そして地盤の土粒のく１６）間隙を通して、かなりの深
さに（送り出し圧力や粒土の抵抗値により決まる）まで
セメント等の機側粉粒（１５）は送り込まれ、地盤中の
土粒１ｌ１１隙をうめることになる。

このように一定の深さにわたって地上苫度が高まること
になる。

この様子は第６図に詳しく示されている。

即ち、第６１！１２点鎖線の左側のごとくになる。

この作業を終ったら、注入！（２０）の開口長さｒＬＪ
だけ注入管を引き上げる。

注入管（２０）を引き上げれば、それに固設されている
上下の両パッカー（２２）、（２ｚ）もそれにつれて引
き上げられる。

このようにして、−股上に注入管（２０）を引き上げた
状態で、先の注入作業を行ない、このような作業を繰り
返し行なうことにより地盤中の必要な深さにわたって、
上水壁や気体漏洩壁を形成できる。

なお、注入管（２０）の引上げ作業はＩｆ絖的に行って
もよいし、連続的にゆっ（ワ行つでもよい。

大に、第４図について説明する。

１１１１４１！ｌにおける（３０）は注入管で、その先
端部（３３）は密塞されている。

そして注入管（３ｏ）の先端部近くの肩壁には、軸方向
一定長さｒＬＪにわたって複数個の注入開口（３１）が
穿設されている。

そして、この開口顧域の上下端外周にはボーリング穴（
２６）の内壁（３４）にその先端が接する円盤状パッカ
ー（３２）、（３２）が固設されている。

このような吹込みｉｕｔを用いて、地盤中に気・液漏洩
防止壁を形成するには、まずセメント等微細粉粒体（１
５）を含むエアー・ゾルを容器（８）よりポンプ（７）
により、注入管（３０）に圧送する。

圧送されたエアー・ゾルは、注入Ｗ（３０）の底部（３
３）はｖ！！本されているため注入開口（３１）より注
入管（３０）外に噴出する。

注入ｆｆ＜３０）の注入開口（３１）が穿設されている
間口部の外側空間は、該開口部の上下端外周に取り付け
られている円盤状のパッカー（３２）、（３２）とボー
リング穴（２６）内壁とによって間中間となっており、
吹込み量には１ｚ比例して圧力が高くなり、エアー・ゾ
ルは周囲地ｆｉ（１４）中に吹込まれる。吹込まれたエ
アー・ゾル中のセメント等量ｊｌＩ粉粒体（１５）は地
盤の土粒間隙に送り込まれ、その間隙をうめることにな
る。

この様子は第６１！Ｉに詳しく示されている。

即ち、＃Ｉ６図の２貞鎖纏の右側のような土粒（１６）
だけの状態だったものがセメント等微細粉粒体（１５）
によって、その間隙がうめられ緻密な地盤に変わる。十
分な吹き込み作業が終わったら注入Ｗ（３０）をｒＬＪ
の長さだけ軸方向に引き上げ、再び上述のごとき作業を
繰り返し所望する深さにわたっで気・液漏洩防止壁を形
成する。

また注入管（３０）の引き上げは新絞的に杼なってもよ
いし、連続的に−っくワ行なってもよい。

次に第１〜３発明の他の実施例、即ち地下構造物の壁の
向う側の地盤を改良する工法及び装置について説明する
。

地下構造物の！（４２）より気・液の漏洩がある場合、
その壁面近くに注入管（４０）を挿入出来る程度の穴を
ドリルであけ、そこに注入管（４０）をその先端が反対
側の壁面に接している地ｆｉ（４４）に至るまで押入れ
る。注入管（４０）には、ポンプ（７）及びセメント等
ｍｍ粉粒（１５）を含むエアー・ゾル容！（８）が連設
されており、これによりエアー・ゾルは注入管（４０）
内に圧送される。注入管に圧送されたエアー・ゾルは注
入管（４０）の先端に穿設された開口（４１）より、地
盤（４４）中に吹込まれる。その結果セメント等微細粉
粒体（１５）は地盤（４４）中の土粒間隙に押込まれ、
その間隙を埋めることになりＩｋ蜜な土質に変える。

この様子は第６１！ｌに示されているが、先の例と同じ
であるのでこれ以上の説明は略すゐ。

以上いくつかの実施例を説明したが、これらの実施例で
用いられるエアー・ゾルやセメント等微細粉粒体を被膜
する材料についてさらに詳しく説明する。

これらは主として分散剤と滑剤とから構成されており、
０分散剤としては、たとえば の共１合体オリゴマーＭＨ４塩 ■滑剤としては、たとえば 炭化水素鎖＋親木基から成るもので、親木基としてはア
ミ７基（−ＮＩ１２） アマノイド基（−ＮＨ２ＣＯ） カルボキシル基（−Ｃ００Ｉ！　） 水酸基（−ＯＨ） がある。

これら親木基のステアリン酸、即ち具体的にはステアリ
ン酸ナトリウム、ステアリン酸カルンウム、コロイダル
シルカ、チタンカップリング剤３燐陵カルシウム、カラ
ファイト等を用いる。

セメント等金趨粉粒体としては セメント、フライ７ツシユ、タルクく滑石）、珪藻土、
マグネサイ）・、水晶石、アルミナ、鉄粉、金属微粉末
、カーボン、ポリエチレングリコール等の平均粒径が約
０．１〜５０μ膿程度のものを用いる。

（効果） 本ｍ第５発明によれば、 セメント等＠細粉粒体を地盤中の土粒間隙に気流と共に
圧入するという、簡単な作業によって手軽に、深い層に
わたって！＆密な土質に変えることができ、気体でも液
体でも殆んど通さない漏洩防止壁を任意の地盤中に形成
できる。

又、本願第２発明（ｌｌｌＩ求の範囲第５屓）によれば
、いかなる地形の地表面からも、必要とする面積にわた
り所望深度にセメント等微細粉粒体を吹き込むことがで
きるので、手軽に、必要範囲にわたって気・ａ漏洩防止
壁を形成できる。

又、本願第３発明（ｍｉｌｌ求の範ｌ！ｌ第８項）によ
れば、吸込み管があるため吹込み反力を弱くすることが
でき、吹込みが円滑に行なえる。

又、本！１ｌｔＩ４４発明（請求の範囲第１２項）によ
ればボーリング穴と略同形の外管があるため、漏れが少
なく効率的に吹き込み作業ができるし、高圧が得られる
ので、セメント等＠繕粉粒体を地盤の深（にまで吹き込
むことができる。

又、本ｍ第５発明（請求の範囲第１３項）によれば１本
の注入管という簡単な！Ｉ置によりパッカーを有効に利
用して効率的にセメント等徽緬粉粒を吹き込むことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願ｗ４１発明と第２発明についての実施例
を示すものである。 第２図は、本！１１第１発明の他の実施例と、本ｍ第３
発明の実施例を示すものである。 第３図は、本！＋１第１発明の他の実施例と、本願第４
発明の実施例を示すものである。 第４図は、本願第１発明の他の実施例と、本ｍ第５発明
の実施例を示すものである。 第５図は、本ｍ第１発明の他の実施例を示すものである
。 第６図は、本願発明の原理を図解したもので地盤の土粒
中にセメント等微細粉粒体が吹き込まれる様子を示した
ものである。 第７図は、地盤中に気・液漏洩防止壁を形成している様
子を示すものである。 １、・・・吹き込み管 ２、・・・パック ３、・・・パツキン ４、・・・吸い込み管 ５、・・・吸い込みパック ６＋・・・パツキン １１、・・・吹き込み管 １２、・・・吹き込みパック １３、・・・吹き込みパツキン １５、・・・セメント等微細粉粒体 １６、・・・土　　粒 ２０、・・・注入管 ２１、・・・注入管開口 ２２、・・・パッカー ２４、・・・外　　管 ２５、・・・外管開口 ２６、・・・ボーリング穴 ３０、・・・注　入　管 ３１、・・・注入管開口 ３２、・・・パッカー ４０、・・・注　入　管 才１　図 づ３已 ヤ５　図 ｆ６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セメント等の微細粉粒体を、圧縮空気と共にパイプ
   や注入管により地盤中に吹込むことにより、地盤中の土
   粒間隙を目づまり状態にして気・液の漏洩しにくい地盤
   にする地盤改良工法。 ２）セメント等の微細粉粒体を、エアーゾルにしてパイ
   プや注入管により地盤中に吹込むようにした特許請求の
   範囲第１項記載の地盤改良工法。 ３）セメント等の微細粉粒体に、シリコンやオイルによ
   る被膜を形成したものをパイプや注入管により地盤中に
   吹込むようにした特許請求の範囲第１項記載の地盤改良
   工法。 ４）セメント等の微細粉粒体を、地下構造物の壁を貫通
   して該壁面に接する地盤中に吹込むようにした特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の地盤改良
   工法。 ５）先端部に開口が穿設されている管体と、該開口が穿
   設されている位置よりも、さらに根元部に当たる管体の
   位置に、管体の全周にわたって密着状態に取付けられて
   いる笠状のパックとからなるセメント等微細粉粒体吹込
   み装置。 ６）笠状のパックの自由端周縁部にパッキンが付設され
   ている特許請求の範囲第５項記載の吹込み装置。 ７）笠状パックが、管体の軸方向に対して任意角度傾斜
   首振り可能に取付けられている、特許請求の範囲第５項
   又は第６項記載の吹込み装置 ８）先端部に開口が穿設されている管体と、該開口が穿
   設されている位置よりも、さらに根元部に当たる管体の
   位置に、管体の全周にわたって密着状態に取付けられて
   いる笠状の吹込みパックとからなる吹込み装置と、この
   吹込み装置を取り囲むように設けられた回収外管とから
   なるセメント等微細粉粒体吹込み装置。 ９）回収外管が管体とその先端に取付けられた笠状の回
   収パックとからなる特許請求の範囲第８項の吹込み装置
   。 １０）笠状の吹込みパックと笠状の回収パックとの両方
   又はいずれかが、それらが取付けられている管体の軸方
   向に対し任意角度傾斜できるようになっている特許請求
   の範囲第８項又は第９項記載の吹込み装置。 １１）回収外管が吸引装置に連結されている特許請求の
   範囲第８項ないし第１０項のいずれかに記載の吹込み装
   置。 １２）予め掘削されたボーリング穴の断面形状とほぼ同
   形の断面外形を有し、周壁に開口を有する外管と、この
   外管内に軸方向移動可能に収容されており軸方向の適宜
   長さにわたって、その周壁に開口が穿設されている内管
   と、該内管の前記開口部の軸上下端部に位置する内管外
   周部に、その先端が外管内周壁に接する円盤上パッカー
   が取付けられている地盤中へのセメント等微細粉粒体吹
   込み装置。 １３）管の先端部近くに軸方向の適宜長さにわたって開
   口が穿設されている開口部を有し該開口部の軸方向上下
   端部に位置する管外周部に、その先端がボーリング穴の
   内径に接する円盤上のパッカーを取付けた地盤中へのセ
   メント等微細粉粒体吹込み装置。