地盤改良工法用注入内管及びその地盤改良工法用注入内管を有する地盤改良工法用注入管並びにその地盤改良工法用注入内管が用いられる地盤改良工法
【課題】同時に複数ステージ注入できると共に、曲線形状の外管に全体的に追従して容易に挿入することが可能な内管を提供する。
【解決手段】細管２と細管２を継ぐ複数の継手部材３とを備え、継手部材３には細管２を挿入する挿入部８が形成され、細管２の両端部がそれぞれの側の継手部材３の挿入部８に挿入され、且つ細管２の挿入部８からの抜け出しが阻止された状態で、細管２の少なくとも一端部が細管２の軸方向に摺動可能とされ、細管２は一方の継手部材３に接続された別の細管２と細管２の軸方向に連通し、細管２の少なくとも１本は挿入部８に挿入された状態で継手部材３に取り付けられたパッカー１０と連通する。
【解決手段】細管２と細管２を継ぐ複数の継手部材３とを備え、継手部材３には細管２を挿入する挿入部８が形成され、細管２の両端部がそれぞれの側の継手部材３の挿入部８に挿入され、且つ細管２の挿入部８からの抜け出しが阻止された状態で、細管２の少なくとも一端部が細管２の軸方向に摺動可能とされ、細管２は一方の継手部材３に接続された別の細管２と細管２の軸方向に連通し、細管２の少なくとも１本は挿入部８に挿入された状態で継手部材３に取り付けられたパッカー１０と連通する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤改良工、特に薬液注入工に用いられる地盤改良工法用内管、及びその内管を有する地盤改良工法用注入管並びにその地盤改良工法用注入内管が用いられる地盤改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薬液注入工では１本の削孔内で１ステージ（削孔軸方向に対して１箇所）毎に注入するので、施工時間が長くなるため施工効率が良くない。したがって、１本の削孔内で同時に複数ステージ注入する方法が採用されることが往々ある。例えば、上下に台座を備える複数のパッカーによってグラウト送給通路、ガス送給通路及び支持棒からなる複数本の細管が一本に束ねられた内管を地盤に挿入された外管に挿入し、パッカー間に配置された、細管の先端部から、外管のスリーブを介して地盤に注入することによって、同時に複数ステージ注入する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
グラウト送給通路等の細管はそれぞれ連続した１本の管である。支持棒は所定ピッチでパッカーと一体的に螺合している。グラウト送給通路及びガス送給通路は可撓性部材を有し、リールに巻き取られるので、少なくともリールに巻き取られる程度の可撓性を有する。このようにリールとグラウト送給通路及びガス送給通路の可撓性との関係については明記されているが、グラウト送給通路及びガス送給通路の台座に対する接続構造や平面視配列等の台座とグラウト送給通路及びガス送給通路との関係は明記されていない。
【０００４】
台座とグラウト送給通路及びガス送給通路との関係は明記されていないが、通常の内管の使用状態では、台座とグラウト送給通路及びガス送給通路とが固定されている。したがって、グラウト送給通路及びガス送給通路は台座に対して内管の軸方向に相対移動できない。また、通常の内管の使用状態では、特許文献１の図１０に示すように、同時に複数ステージ注入するためにグラウト送給通路は複数本からなり、他の細管であるガス送給通路と支持棒と共に縦断面視平行に並設される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３８５５２号公報（図５、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外管を挿入するために地盤に形成される削孔は、地盤強度や地質等の地盤の特性によっては、直線状に形成される予定であっても必ずしも直線状に形成されず、曲線状に形成されることがある。特に、今後利用が期待される大深度まで削孔する場合においては削孔距離が長くなるので、削孔が曲線状に形成される確立が高くなる。
【０００７】
更に近年、方向や曲率を制御する自在ボーリング技術が開発され、小曲率の曲がった注入外管に容易に挿入できることが求められてきている。このような曲線状の削孔に挿入された外管は、削孔の形状に沿って曲線状に変形することになる。
【０００８】
曲線状に変形された外管に上記の内管が挿入されると、縦断面視平行に並設された細管群も外管の形状に追従して曲線状に形成されるので、細管群の曲線の中心に対して細管群の中立線より内側は中立線より短く、外側は中立線より長くなる。複数の細管は曲線の中心に対して細管群の中立線より内側か外側に位置し、各細管は台座に固定されている。
【０００９】
したがって、曲線の中心に対して中立線より内側に位置する細管は縮もうとして、両端部で固定されている継手部材から圧縮力を受けて座屈する虞がある。一方、曲線の中心に対して外側に位置する細管は延びようとして、両端部で固定されている継手部材から引張力を受けて破断する虞がある。この結果、上記の内管では曲線形状の外管に追従して挿入することが困難である。
【００１０】
ここで、曲線形状の外管に追従可能な内管として例えば実開昭５５−２１３３４号公報に開示されている内管は、軸方向に並設される内管同士を曲折ジョイントで連結するものであるが、複数の細管を有する内管の場合、構造が複雑になるので適用できない。
【００１１】
また、実開昭５９−５６２３８号公報に開示されている内管は、パッカー間に挟まれた可撓短管を有するものであるが、可撓短管部分の一部のみが曲線状の外管に追従できるものである。
【００１２】
本発明の目的は斯かる課題に鑑みてなされたもので、同時に複数ステージ注入できると共に、曲線形状の外管に全体的に追従して容易に挿入することが可能な地盤改良工法用内管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明の地盤改良工法用内管は、地盤に設けられた削孔に挿入された外管に挿入される内管であって、細管と該細管を継ぐ複数の継手部材とを備え、前記継手部材には前記細管を挿入する挿入部が形成され、前記細管の両端部がそれぞれの側の前記継手部材の前記挿入部に挿入され、且つ前記細管の前記挿入部からの抜け出しが阻止された状態で、前記細管の少なくとも一端部が前記細管の軸方向に摺動可能とされ、前記細管は前記一方の継手部材に接続された別の細管と前記細管の軸方向に連通し、前記細管の少なくとも１本は前記挿入部に挿入された状態で前記継手部材に取り付けられたパッカーと連通することを特徴とする。
曲線状に形成された削孔に挿入された外管に内管が挿入される場合、細管は軸方向に摺動可能であり、挿入部の中で抜け出しを阻止されているので、継手部材と接続した状態で、挿入部の更に奥へ相対的に前進し、又は、挿入部の外部へ相対的に後退する。したがって、細管は継手部材に接続された他の細管と軸方向に連続性を保持しながら、細管の全長が短縮する向き又は延長する向きに摺動することができる。
継手部材間に複数本の細管で構成される場合、曲線の中心に対して内管の中立線より内側に位置する細管はその位置における内管の周長に追従して短縮する向きに摺動し、曲線の中心に対して内管の中立線より外側に位置する細管はその位置における内管の周長に追従して延長する向きに摺動する。したがって、細管は継手部材から圧縮力又は引張力を受けずに、内管の曲線に沿って円滑に曲げ変形する。
さらに、継手部材間に複数本の細管で構成される場合、細管を注入材をゲル化時間の短い瞬結性注入材を供給する細管とゲル化時間の長い浸透性の浸透性注入材を供給する細管とで構成させ、２液式の薬液注入工法を行うことができる。
前記細管の摺動可能な端部の横断面は先端へ向かって小さくなる（請求項２）。横断面とは細管の細管の軸に直交する断面のことをいう。細管の横断面が小さくなる部分の外面と挿入部の内壁との間に空間が形成されるので、細管の摺動可能な端部は細管の軸方向に回動可能となる。この結果、内管は剛性による撓み以上に曲げ変形可能となる。また、横断面が細管の周方向全域において縮径する場合、当該細管のいかなる回動方向に対しても、細管の外面と挿入部の内壁との間に空間が形成されるので、回動範囲が拡大する。
前記継手部材間に前記複数本の細管が配設され、前記複数本の細管のうち１の細管が一方の継手部材の挿入部で摺動可能となり、他の細管のうち少なくとも１本が他方の継手部材の挿入部で摺動可能となる（請求項３）。この場合、継手部材間の細管は両端部で回動可能となるので、内管の曲げ変形できる曲率が増大する。
前記細管の端部の、前記挿入部からの抜け出しを防止する抜出防止手段が前記細管に設けられている（請求項４）。したがって、細管の一端部は摺動可能となっていても確実に挿入部の中に収まる。
細管は継手部材に脱着可能に取り付けられていることもある（請求項５）。
例えば、従来から行われている、外管と内管を使用する一般的な薬液注入工では、１ステージずつ注入する場合、ステージの移動毎に内管を１ステージ長だけ移動させるので、内管に設けられるパッカーの間隔は任意に設定されている。一方、同時に複数ステージ注入する場合、ステージの移動毎に内管をその複数ステージ長だけ移動させる。ここでステージ長はどの現場においても、主に３３．３ｃｍ（稀に５０ｃｍ）と規定されている（地盤工学会、「薬液注入工法の調査・設計から施工まで」、第９刷、地盤工学会、平成１２年５月、ｐ．１００参照）ので、パッカーの間隔はステージ長に一致している。したがって、いずれの場合も、現場に応じてパッカーの間隔を変更する必要は無い。
これに対し、近年広く行われるようになった液状化対策の薬液注入工では、１ステージ長は現場によって１．５〜３ｍ程度の範囲で異なる場合が多い。ここで、各現場毎に、同時に複数ステージ注入を行うためには、現場が替わる際にパッカーの間隔をその現場のステージ長に容易に一致させることが求められる。
しかし、内管は、例えば特許文献１のようにパッカーが設けられている台座（継手部材）が各供給通路（細管）に固定されているので、パッカーの間隔が容易に変更できない構造となっている。したがって、現場毎にパッカーの間隔をステージ長に一致させるためには、現場が替わる際に内管全体を交換する必要があり、段取りに手間を要する。
本発明の地盤改良工法用内管は、細管と継手部材とが脱着可能に構成されているので、現場が替わる際に既設の細管を適切な長さの細管と交換することでパッカーが取り付けられている継手部材間の長さ、すなわちパッカーの間隔を次の現場のステージ長に容易に一致させることができる。このように、パッカーの間隔を容易に設定・変更することができるので、段取りの手間が省かれると同時に、外管の軸方向に対する改良範囲の自由度が高まる。
請求項６に係る注入管は、請求項１乃至５のいずれかに記載の内管が前記外管に挿入されてなることを特徴とする。この注入管は、請求項１乃至５の発明と同等の作用・効果を有する。
請求項７に係る地盤改良工法は、地盤を削孔する削孔工程と、前記地盤に設けられた削孔に前記外管を挿入する外管挿入工程と、請求項１乃至５のいずれかに記載の内管を前記外管に挿入する内管挿入工程と、前記内管に改良材を供給し、前記外管から前記地盤へ前記改良材を圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。この地盤改良工法は、請求項１乃至５の発明と同等の作用・効果を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記の通り、細管の両端部がそれぞれの側の継手部材の挿入部に挿入され、且つ細管の挿入部からの抜け出しが阻止された状態で、細管の少なくとも一端部が細管の軸方向に摺動可能とされるので、同時に複数ステージ注入することができると共に、曲線形状の外管に全体的に追従して容易に挿入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の内管１の例を示す。内管１は、例えば鋼製の細管２と、細管２同士をその細管２の同軸上に継ぐ継手部材３とからなる。継手部材３は例えば内管１の一端部において軸方向に複数個配設されており（図において４個）、継手部材３の間にはそれぞれ例えば複数本の細管２が内管１又は継手部材３の周方向に配設されて継手部材３と接続している。一の継手部材３の両端部で同軸上に接続する細管２の内部は連通し、細管２は同軸上に継手部材３を介して複数本連設され、１つの独立した細管群２０を形成する。したがって、本実施の形態においては細管群２０が内管１の周方向に４つ形成されている。
【００１６】
図６（ａ）に示すように、内管１は地盤に形成された削孔１１に挿入された外管１２に、継手部材３と継手部材３の間に配設される細管２とで形成される先端部分Ｘを先頭に挿入される。以下、内管１の軸に沿って先頭の継手部材３へ向かう方向を先端方向と、それと反対側へ向かう方向を地上方向と称す。継手部材３は、最も地上側に位置する第１継手部材３ａ〜最も先端側に位置する第４継手部材３ｄで構成されている（以下、第１継手部材３ａ〜第４継手部材３ｄの全ての継手部材を指すときは継手部材３と云う）。
【００１７】
図１に示すように、細管２は例えば改良材を供給するための改良材用細管２ａと空気を供給するための空気用細管２ｂからなる（以下、改良材用細管２ａと空気用細管２ｂの双方を指すときは細管２と云う）。細管群２０は、空気用細管２ｂが同軸上に継手部材３を介して連設されてなる空気用細管群２０ｂと、改良材用細管２ａが同軸上に継手部材３を介して連設されてなる改良材用細管群２０ａとからなる。本実施の形態では、１つの空気用細管群２０ｂと、３つの改良材用細管群２０ａとが形成されている。
【００１８】
空気用細管群２０ｂは、最も先端側の空気用細管２ｂが第３継手部材３ｃと第４継手部材３ｄの間に配設され、第４継手部材３ｄまで形成されている。一方、改良材用細管群２０ａは、最も先端側の改良材用細管２ａが改良材用細管群２０ａによって第１継手部材３ａと第２継手部材３ｂの間、第２継手部材３ｂと第３継手部材３ｃの間、第３継手部材３ｃと第４継手部材３ｄの間に配設され、それぞれ第２継手部材３ｂ〜第４継手部材３ｄまで形成されている。この結果、先端部分Ｘでは先端方向へ進むに連れて、継手部材３間の細管２の本数が減少して継手部材３間の剛性が低くなる継手部材間は曲げ易くなる。
【００１９】
また、同軸上に配設される改良材用細管２ａの中で最も先端側に位置するものには、改良材を外部へ吐出するための吐出口４が設けられている。改良材用細管群２０ａによって先端側の改良材用細管２ａの配設位置を異ならせ、先端側の改良材用細管２ａに吐出口４が設けられることよって、複数ステップにおいて同時に注入することができると共に、継手部材３間の細管２の本数を削減することができる。
【００２０】
さらに、各細管群２０ａ、２０ｂの中で最も先端側に配設されている細管２の先端側で接続する継手部材３の先端側端部では細管２が接続されずに閉塞されているので、細管２に供給される空気や改良材の外管１２内への流出が阻止される。
【００２１】
図２に示すように、細管２の一端部の外面には雄螺子部５が形成され、他端部の外面には例えば周方向にＯリング溝６ａと抜け出し防止手段溝６ｂが細管２の軸方向に、Ｏリング溝６ａが外側に位置するように、形成されている（図にＯリング溝６ａが２つ、抜け出し防止手段溝６ｂが１つ）。Ｏリング溝６ａにはＯリング６ａが嵌着し、抜け出し防止手段溝６ｂには例えばリング状の抜け出し防止手段１４が取り付けられている。
【００２２】
図３に示すように、継手部材３の端部には細管２が挿入して接続するための挿入部８が形成されている。挿入部の個数は、例えば継手部材３間に配設される細管２の本数に対応し、第１継手部材３ａのように先端側で３本の細管２と、地上側で４本の細管２と接続する場合、第１継手部材３ａの先端側端部には３つの挿入部８が、地上側端部には４つの挿入部８が形成されている。
【００２３】
継手部材３の軸方向中央部には全周に亘って、例えばゴム製のパッカー１０が装着されている。パッカー１０は継手部材３の両端部の挿入部８に挿入した空気用細管２ｂと連通し、空気用細管２ｂに空気が供給されると継手部材３の軸に対して放射状に膨張する。
【００２４】
挿入部８は、細管２が挿入して固定される固定挿入部８ａと、細管２が挿入して内管１の軸方向に摺動可能となる摺動挿入部８ｂとからなる。継手部材３の一端部に複数の挿入部８が形成される場合においては、例えば継手部材３の周方向に固定挿入部８ａと摺動挿入部８ｂとが混在している（以下、固定挿入部８ａと摺動挿入部８ｂの双方を指すときは挿入部８と云う）。
【００２５】
図４に示すように、固定挿入部８ａの口径は細管２の外径と同一であり、固定挿入部８ａの内壁には細管２の雄螺子部５と螺合する雌螺子部９が成型されている。摺動挿入部８ｂの口径は細管２の外径より大きく、かつＯリング７の外径より小さい。したがって、摺動挿入部８ｂの内壁と細管２の外面との間はＯリング７で密閉されるので、水等が摺動挿入部８ｂを通って細管２の外部から細管２の内部へ浸入することや、空気や改良材が摺動挿入部８ｂを通って細管２の内部から細管２の外部へ流出することが防止される。
【００２６】
さらに、摺動挿入部８ｂの口径は、細管２の抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分の外径よりも大きい。したがって、摺動挿入部８ｂは細管２の抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分は摺動挿入部８ｂの中で摺動自在となる。
【００２７】
摺動挿入部８ｂの外側端部に例えば側面に雌螺子部を有する円柱形状の係止体溝１５が形成されている。係止体溝１５には例えば雄螺子部を有する円筒状の係止体１６が螺合する。係止体１６の内径は、細管２の抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分の外径よりも小さい。
【００２８】
したがって、細管２のＯリング７及び抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分が摺動挿入部８ｂに挿入した状態で係止体１６が係止体溝１５に螺合している場合、細管２が摺動挿入部８ｂから抜け出る向き摺動するとき、係止体１６が抜け出し防止手段１４を係止し、細管２の摺動挿入部８ｂからの抜け出しを阻止する。
【００２９】
細管２と継手部材３とが接続するとき、細管２の端部は挿入部８に挿入すると同時に、細管２の一端部が雄螺子部５と固定挿入部８ａの雌螺子部９と螺合することによって継手部材３に固定されている。
【００３０】
この状態において、内管１のＯリングが取り付けられている端部は、摺動挿入部８ｂの軸方向中央辺りまで挿入されている。継手部材３間に配設される細管２は一端部のみで固定され、他端部は軸方向に対して地上側にも先端側にも摺動可能となっているので、先端部分Ｘは内管１の軸方向に延長又は短縮が可能となる。
【００３１】
上記の様に構成された本発明の内管１は、図６（ａ）に示すように、地盤に形成された削孔１１に挿入した外管１２に先端部分Ｘを先頭に挿入される。外管１２には軸方向に複数の注入口１３が形成され、注入口１３を外側から覆うスリーブ１７が取り付けられている。注入口１３の位置に合わせて、詳細には注入口１３を外管１２の軸方向にパッカー１０で挟まれると同時に、吐出口４と連通するように内管１を設置する。
【００３２】
内管１の位置が定まれば、空気用細管群２０ｂに空気を供給してパッカー１０を膨張させた後に、各改良材用細管群２０ａに改良材を供給して吐出口４から改良材を吐出させる。改良材用細管２ａから吐出した改良材は外管１２の内部を経由して外側にスリーブ１７が設けられた注入口１３から同時に複数ステージの地盤に注入される。
【００３３】
所定の位置での注入が完了すると、図６（ｂ）に示すように、内管１を次の目標位置に設置して、同様の作業を繰り返す。このように、同時に複数ステージ注入できるので、１本の削孔１１に挿入された外管１２において注入する回数が軽減され、作業時間の短縮を図ることができる。また、パッカー１０の間には細管が載置され、着脱自在となっているので、細管２の長さを適宜調整することによって、注入するステージの間隔に容易に合わせることができる。
【００３４】
上述したように、内管１は地盤中に形成された削孔１１に挿入された外管１２の中に挿入される。削孔１１が直線状に形成され、直線状の外管１２がその形状を維持したまま削孔１１に挿入される場合、外管１２に挿入された内管１の細管２と継手部材３との接続構造は、図４に示すように、地上で接続された状態と変わらず、細管２の端部が摺動挿入部８ｂの軸方向中央辺りに位置すると共に、内管１の周方向に並設する細管２は平行となる。
【００３５】
しかしながら、外管１２が直線状であっても、削孔が曲線状に形成されたり、削孔１１内で地盤から土圧を受けることによって、外管１２がその削孔１１に挿入されることによって曲線状に形成されることもある。
【００３６】
図５に示すように、内管１が曲線状に形成された外管１２に挿入された場合、継手部材３間の細管２の一端部は挿入部８の中で摺動可能となっているので、曲線の中心に対して内管１の中立線より内側に位置する細管群２０では摺動挿入部８ｂに挿入している細管２の端部が摺動挿入部８ｂの軸方向中央側へ相対的に摺動し、曲線の中心に対して内管１の中立線より外側に位置する細管群２０では、摺動挿入部８ｂに挿入している細管２の端部が摺動挿入部８ｂの軸方向外側へ相対的に摺動する。
【００３７】
すなわち、先端部分Ｘの内側が短縮され、外側が延長される。したがって、内管１が周方向に複数本の細管２を有する場合であっても、先端部分Ｘが全体で円滑に曲げ変形可能となるので、複数ステージ同時に注入できると共に、内管１は曲げ変形した外管１２に容易に追従できる。
【００３８】
また、摺動挿入部８ｂの径が細管２の外径より大きいので、細管２と摺動挿入部８ｂの双方とも細管２の軸に対して回動することができる。したがって、例えば第４継手部材３ｄが外管１２の曲線形状に合わせて曲がる際に、第４継手部材３ｄの地上側端部に形成される固定挿入部８ａに固定される細管２の地上側端部は、第４継手部材３ｄの挙動に合わせて、第３継手部材３ｃの先端側端部に形成される摺動挿入部８ｂの中で外管１２の軸に対して回動する。
【００３９】
また、第４継手部材３ｄの地上側に形成される摺動挿入部８ｂは、第３継手部材３ｃの先端側に形成される固定挿入部８ａに固定されている細管２の先端側端部の周辺で、第４継手部材３ｄの挙動に合わせて外管１２の軸に対して回動する。この結果、先端部分Ｘの曲げ変形量が大きくなり、内管１は細管２の剛性に起因する撓み以上に曲げ変形することが可能である。この第４継手部材３ｄの回動は、引き続いて外管１２の曲線部分に差し掛かる第３〜１継手部材３ｃ〜３ａについても同様に起こる。
【００４０】
さらに、継手部材３の一端部において固定挿入部８ａと摺動挿入部８ｂとが混在するので、細管２の両端部で回動可能となり、内管２の曲げ変形量が一層大きくなる。また、継手部材３の間の細管２が着脱自在であるので、外管１２の軸方向に対する注入範囲すなわち外管１２の注入口１３の設置間隔に対応して細管２の長さを変更できる。したがって、注入範囲の設計の自由度が高まるので、注入の対象地盤によって注入範囲を設計し、効果的に注入することができる。
【００４１】
次に、継手部材３の一例について説明する。図７（ａ）に示すように、継手部材３は、その断面中心部に位置する芯体３１と、芯体３１が挿入する中空体３２と、芯体３１の端部が挿入すると共に、中空体３２の端部に接続し、挿入部８を具備する係止体３３とからなる。
【００４２】
中空体３２は、例えば略円筒状に形成されており、芯体３１を挿入する挿入孔３４が設けられている。中空体３２の中央部にはパッカー１０が装着されている。
【００４３】
芯体３１は、軸方向の両端部に位置し、係止体３３と固定する例えば外観が円柱状の固定部材３５と、固定部材３５の間に位置する例えば複数の管３６が束ねられてなる接続部材３７とを有する。
【００４４】
芯体３１には、係止体３３と接続された状態で挿入部８と連通する貫通孔３８が形成されている。ここでは、各管３６の内部が貫通孔３８として機能している。また、管３６には、内部で改良材用細管２ａと連通する改良材用管３６ａと空気用細管２ｂと連通する空気用管３６ｂからなり、空気用管３６ｂには空気孔３９が形成され、空気孔３９を通じてパッカー１０に空気が供給されるようになっている。
【００４５】
図７（ｂ）に示すように、芯体３１の全長は中空体３２の全長より長く、芯体３１が中空体３２に挿入した状態で中空体３２の端部から芯体３１の端部が突出する。この状態において、固定部材３５が中空体３２の端部から突出しており、固定部材３５の中空体３２の端部から突出している部分には、係止体３３と固定するための固定手段４３を差し込むための固定穴４０が設けられている。
【００４６】
係止体３３は例えば外観が円柱状に形成され、一端部には芯体３１を挿入させるための挿入穴４１が設けられている。また、係止体３３には芯体３１が挿入した状態で芯体３１の固定穴４０と対応する箇所に固定孔４２が形成されている。
【００４７】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、中空体３２に挿入された芯体３１の両端部に、固定孔４２と固定穴４０が対向するように係止体３３を被せると同時に、係止体３３を中空体３２に当接して、固定孔４２及び固定穴４０に例えばピン等の固定手段４３を差し込む。この結果、芯体３１と係止体３３が固定されると同時に、中空体３２が芯体３１に固定された係止体３３によって軸方向に係止されことによって、芯体３１、中空体３２及び係止体３３が一体となる。
【００４８】
（その他の実施の形態）
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４９】
本発明は上述したように地盤注入工に限って適用されるものではなく、地盤に硬化材を圧入して地盤を圧密させる地盤改良工にも適用される。
【００５０】
また、細管群２０は１つの空気用細管群２０ｂと３つの改良材用細管群２０ａからなる構成に限られず、例えば、１つの空気用細管群２０ｂと２重管や３重管を用いた１つの改良材用細管群２０ａから構成されてもよい。
【００５１】
複数の挿入部８が継手部材３の端部に形成される場合、周方向に配列させることを説明したが、これに限られるものではなく、直列等に配置することも可能であり、内管１が曲線状の外管１２に追従して曲げ変形可能となればよい。
【００５２】
細管２と継手部材３の固定方法は細管２の雄螺子部５と固定挿入部８ａの雌螺子部９による螺合に限られるものではなく、細管２と継手部材３に孔を設けてそこにピンを通して固定する方法でもよい。また、細管２の一端部が必ずしも固定される必要はなく、継手部材３から抜け出ないような措置がされていればよい。
【００５３】
また、Ｏリング７が取り付けられている側の先端部分は先端へ向かって縮径して形成されることもある。この場合、摺動挿入部８ｂの内壁と細管２の外面との距離が大きくなる。したがって、細管２又は摺動挿入部８ｂの回動範囲が拡大し、先端部分Ｘの曲げ変形量が一層大きくなる。ここで、当該縮径部分の軸に直角の断面がその軸に対して同心円となっていると、摺動挿入部８ｂの内壁と細管２の外面は軸に直角平面上いずれの方向に対しても回動範囲が拡大する。
【００５４】
継手部材３の構造は、上記の構造に限られるものではなく、細管２が軸方向に摺動可能に接続され、パッカー１０を膨張させることが可能であればよい。例えば、図８に示すように、芯体３１の接続部材３７が改良材用管３６ａのみからなり、空気用細管２ｂが挿入される挿入部８から直接パッカー１０に空気が供給される構造とすることもできる。
【００５５】
上記実施の形態においては、抜け出し防止手段１４をリング状としたが、係止体１６に係止される、例えば単数又は細管２の周方向に複数の突起状の被係止片としてもよい。係止体１６も円筒状に限るものではなく、抜け出し防止手段１４を係止できればよい。
【００５６】
また、図９（ａ）に示すように、１組のパッカー１０間に２本の改良材用細管２ａ、２ｃを配置させ、各々に吐出口４ａ、４ｃを形成させることで、ゲルタイムの短い注入材とゲルタイムの長い浸透性の注入材を同時に使用することができるので、２液式の薬液注入方法を採用することができ、施工形式に対する汎用性が高くなる。
【００５７】
また、図９（ｂ）に示すように、第１継手部材１０３ａ〜第３継手部材１０３ｃの間に、空気用細管２ｂと改良材用細管２ａを２本と改良材用細管２ｃを２本配置させ、図９（ｃ）に示すように第３継手部材１０３ｃと第４継手部材１０３ｄの間に空気用細管２ｂ、改良材用細管２ａ、２ｃを１本ずつ配置させると２液式の薬液注入を同時に２ステージ注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】内管の斜視図である。
【図２】（ａ）は細管の正面における破断図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】内管の一部が分解された状態を示す図１の拡大図である。
【図４】直線状の外管に挿入された内管の拡大断面図である。
【図５】曲線状の外管に挿入された内管の拡大断面図である。
【図６】（ａ）は内管が外管内で最初に設置された状況を示す拡大縦断面図、（ｂ）は内管が外管内で２回目に設置された状況を示す拡大縦断面図である。
【図７】（ａ）は継手部材が分解された斜視図、（ｂ）は中空体に芯体が挿入した状況を示す正面図、（ｃ）は継手部材の正面図である。
【図８】その他の実施形態における芯体の斜視図である。
【図９】（ａ）はその他の実施形態における内管が外管内に設置された状況を示す拡大断面図、（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１………内管
２………細管
２ａ……改良材用細管
２ｂ……空気用細管
２ｃ……改良材用細管
３………継手部材
３ａ……第１継手部材
３ｂ……第２継手部材
３ｃ……第３継手部材
３ｄ……第４継手部材
４………吐出口
４ａ……吐出口
４ｃ……吐出口
５………雄螺子部
６ａ……Ｏリング溝
６ｂ……抜け出し防止手段溝
７………Ｏリング
８………挿入部
８ａ……固定挿入部
８ｂ……摺動挿入部
９………継手部材の雌螺子部
１０……パッカー
１１……削孔
１２……外管
１３……注入口
１４……抜け出し防止手段
１５……係止体溝
１６……係止体
１７……スリーブ
２０……細管群
２０ａ…改良材用細管群
２０ｂ…空気用細管群
３１……芯体
３２……中空体
３３……係止体
３４……挿入孔
３５……固定部材
３６……管
３６ａ…改良材用管
３６ｂ…空気用管
３７……接続部材
３８……貫通孔
３９……空気孔
４０……固定穴
４１……挿入孔
４２……固定孔
４３……固定手段
１０１…内管
１０３ａ…第１継手部材
１０３ｂ…第２継手部材
１０３ｃ…第３継手部材
１０３ｄ…第４継手部材
Ｘ………先端部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤改良工、特に薬液注入工に用いられる地盤改良工法用内管、及びその内管を有する地盤改良工法用注入管並びにその地盤改良工法用注入内管が用いられる地盤改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薬液注入工では１本の削孔内で１ステージ（削孔軸方向に対して１箇所）毎に注入するので、施工時間が長くなるため施工効率が良くない。したがって、１本の削孔内で同時に複数ステージ注入する方法が採用されることが往々ある。例えば、上下に台座を備える複数のパッカーによってグラウト送給通路、ガス送給通路及び支持棒からなる複数本の細管が一本に束ねられた内管を地盤に挿入された外管に挿入し、パッカー間に配置された、細管の先端部から、外管のスリーブを介して地盤に注入することによって、同時に複数ステージ注入する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
グラウト送給通路等の細管はそれぞれ連続した１本の管である。支持棒は所定ピッチでパッカーと一体的に螺合している。グラウト送給通路及びガス送給通路は可撓性部材を有し、リールに巻き取られるので、少なくともリールに巻き取られる程度の可撓性を有する。このようにリールとグラウト送給通路及びガス送給通路の可撓性との関係については明記されているが、グラウト送給通路及びガス送給通路の台座に対する接続構造や平面視配列等の台座とグラウト送給通路及びガス送給通路との関係は明記されていない。
【０００４】
台座とグラウト送給通路及びガス送給通路との関係は明記されていないが、通常の内管の使用状態では、台座とグラウト送給通路及びガス送給通路とが固定されている。したがって、グラウト送給通路及びガス送給通路は台座に対して内管の軸方向に相対移動できない。また、通常の内管の使用状態では、特許文献１の図１０に示すように、同時に複数ステージ注入するためにグラウト送給通路は複数本からなり、他の細管であるガス送給通路と支持棒と共に縦断面視平行に並設される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３８５５２号公報（図５、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外管を挿入するために地盤に形成される削孔は、地盤強度や地質等の地盤の特性によっては、直線状に形成される予定であっても必ずしも直線状に形成されず、曲線状に形成されることがある。特に、今後利用が期待される大深度まで削孔する場合においては削孔距離が長くなるので、削孔が曲線状に形成される確立が高くなる。
【０００７】
更に近年、方向や曲率を制御する自在ボーリング技術が開発され、小曲率の曲がった注入外管に容易に挿入できることが求められてきている。このような曲線状の削孔に挿入された外管は、削孔の形状に沿って曲線状に変形することになる。
【０００８】
曲線状に変形された外管に上記の内管が挿入されると、縦断面視平行に並設された細管群も外管の形状に追従して曲線状に形成されるので、細管群の曲線の中心に対して細管群の中立線より内側は中立線より短く、外側は中立線より長くなる。複数の細管は曲線の中心に対して細管群の中立線より内側か外側に位置し、各細管は台座に固定されている。
【０００９】
したがって、曲線の中心に対して中立線より内側に位置する細管は縮もうとして、両端部で固定されている継手部材から圧縮力を受けて座屈する虞がある。一方、曲線の中心に対して外側に位置する細管は延びようとして、両端部で固定されている継手部材から引張力を受けて破断する虞がある。この結果、上記の内管では曲線形状の外管に追従して挿入することが困難である。
【００１０】
ここで、曲線形状の外管に追従可能な内管として例えば実開昭５５−２１３３４号公報に開示されている内管は、軸方向に並設される内管同士を曲折ジョイントで連結するものであるが、複数の細管を有する内管の場合、構造が複雑になるので適用できない。
【００１１】
また、実開昭５９−５６２３８号公報に開示されている内管は、パッカー間に挟まれた可撓短管を有するものであるが、可撓短管部分の一部のみが曲線状の外管に追従できるものである。
【００１２】
本発明の目的は斯かる課題に鑑みてなされたもので、同時に複数ステージ注入できると共に、曲線形状の外管に全体的に追従して容易に挿入することが可能な地盤改良工法用内管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明の地盤改良工法用内管は、地盤に設けられた削孔に挿入された外管に挿入される内管であって、細管と該細管を継ぐ複数の継手部材とを備え、前記継手部材には前記細管を挿入する挿入部が形成され、前記細管の両端部がそれぞれの側の前記継手部材の前記挿入部に挿入され、且つ前記細管の前記挿入部からの抜け出しが阻止された状態で、前記細管の少なくとも一端部が前記細管の軸方向に摺動可能とされ、前記細管は前記一方の継手部材に接続された別の細管と前記細管の軸方向に連通し、前記細管の少なくとも１本は前記挿入部に挿入された状態で前記継手部材に取り付けられたパッカーと連通することを特徴とする。
曲線状に形成された削孔に挿入された外管に内管が挿入される場合、細管は軸方向に摺動可能であり、挿入部の中で抜け出しを阻止されているので、継手部材と接続した状態で、挿入部の更に奥へ相対的に前進し、又は、挿入部の外部へ相対的に後退する。したがって、細管は継手部材に接続された他の細管と軸方向に連続性を保持しながら、細管の全長が短縮する向き又は延長する向きに摺動することができる。
継手部材間に複数本の細管で構成される場合、曲線の中心に対して内管の中立線より内側に位置する細管はその位置における内管の周長に追従して短縮する向きに摺動し、曲線の中心に対して内管の中立線より外側に位置する細管はその位置における内管の周長に追従して延長する向きに摺動する。したがって、細管は継手部材から圧縮力又は引張力を受けずに、内管の曲線に沿って円滑に曲げ変形する。
さらに、継手部材間に複数本の細管で構成される場合、細管を注入材をゲル化時間の短い瞬結性注入材を供給する細管とゲル化時間の長い浸透性の浸透性注入材を供給する細管とで構成させ、２液式の薬液注入工法を行うことができる。
前記細管の摺動可能な端部の横断面は先端へ向かって小さくなる（請求項２）。横断面とは細管の細管の軸に直交する断面のことをいう。細管の横断面が小さくなる部分の外面と挿入部の内壁との間に空間が形成されるので、細管の摺動可能な端部は細管の軸方向に回動可能となる。この結果、内管は剛性による撓み以上に曲げ変形可能となる。また、横断面が細管の周方向全域において縮径する場合、当該細管のいかなる回動方向に対しても、細管の外面と挿入部の内壁との間に空間が形成されるので、回動範囲が拡大する。
前記継手部材間に前記複数本の細管が配設され、前記複数本の細管のうち１の細管が一方の継手部材の挿入部で摺動可能となり、他の細管のうち少なくとも１本が他方の継手部材の挿入部で摺動可能となる（請求項３）。この場合、継手部材間の細管は両端部で回動可能となるので、内管の曲げ変形できる曲率が増大する。
前記細管の端部の、前記挿入部からの抜け出しを防止する抜出防止手段が前記細管に設けられている（請求項４）。したがって、細管の一端部は摺動可能となっていても確実に挿入部の中に収まる。
細管は継手部材に脱着可能に取り付けられていることもある（請求項５）。
例えば、従来から行われている、外管と内管を使用する一般的な薬液注入工では、１ステージずつ注入する場合、ステージの移動毎に内管を１ステージ長だけ移動させるので、内管に設けられるパッカーの間隔は任意に設定されている。一方、同時に複数ステージ注入する場合、ステージの移動毎に内管をその複数ステージ長だけ移動させる。ここでステージ長はどの現場においても、主に３３．３ｃｍ（稀に５０ｃｍ）と規定されている（地盤工学会、「薬液注入工法の調査・設計から施工まで」、第９刷、地盤工学会、平成１２年５月、ｐ．１００参照）ので、パッカーの間隔はステージ長に一致している。したがって、いずれの場合も、現場に応じてパッカーの間隔を変更する必要は無い。
これに対し、近年広く行われるようになった液状化対策の薬液注入工では、１ステージ長は現場によって１．５〜３ｍ程度の範囲で異なる場合が多い。ここで、各現場毎に、同時に複数ステージ注入を行うためには、現場が替わる際にパッカーの間隔をその現場のステージ長に容易に一致させることが求められる。
しかし、内管は、例えば特許文献１のようにパッカーが設けられている台座（継手部材）が各供給通路（細管）に固定されているので、パッカーの間隔が容易に変更できない構造となっている。したがって、現場毎にパッカーの間隔をステージ長に一致させるためには、現場が替わる際に内管全体を交換する必要があり、段取りに手間を要する。
本発明の地盤改良工法用内管は、細管と継手部材とが脱着可能に構成されているので、現場が替わる際に既設の細管を適切な長さの細管と交換することでパッカーが取り付けられている継手部材間の長さ、すなわちパッカーの間隔を次の現場のステージ長に容易に一致させることができる。このように、パッカーの間隔を容易に設定・変更することができるので、段取りの手間が省かれると同時に、外管の軸方向に対する改良範囲の自由度が高まる。
請求項６に係る注入管は、請求項１乃至５のいずれかに記載の内管が前記外管に挿入されてなることを特徴とする。この注入管は、請求項１乃至５の発明と同等の作用・効果を有する。
請求項７に係る地盤改良工法は、地盤を削孔する削孔工程と、前記地盤に設けられた削孔に前記外管を挿入する外管挿入工程と、請求項１乃至５のいずれかに記載の内管を前記外管に挿入する内管挿入工程と、前記内管に改良材を供給し、前記外管から前記地盤へ前記改良材を圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。この地盤改良工法は、請求項１乃至５の発明と同等の作用・効果を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記の通り、細管の両端部がそれぞれの側の継手部材の挿入部に挿入され、且つ細管の挿入部からの抜け出しが阻止された状態で、細管の少なくとも一端部が細管の軸方向に摺動可能とされるので、同時に複数ステージ注入することができると共に、曲線形状の外管に全体的に追従して容易に挿入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の内管１の例を示す。内管１は、例えば鋼製の細管２と、細管２同士をその細管２の同軸上に継ぐ継手部材３とからなる。継手部材３は例えば内管１の一端部において軸方向に複数個配設されており（図において４個）、継手部材３の間にはそれぞれ例えば複数本の細管２が内管１又は継手部材３の周方向に配設されて継手部材３と接続している。一の継手部材３の両端部で同軸上に接続する細管２の内部は連通し、細管２は同軸上に継手部材３を介して複数本連設され、１つの独立した細管群２０を形成する。したがって、本実施の形態においては細管群２０が内管１の周方向に４つ形成されている。
【００１６】
図６（ａ）に示すように、内管１は地盤に形成された削孔１１に挿入された外管１２に、継手部材３と継手部材３の間に配設される細管２とで形成される先端部分Ｘを先頭に挿入される。以下、内管１の軸に沿って先頭の継手部材３へ向かう方向を先端方向と、それと反対側へ向かう方向を地上方向と称す。継手部材３は、最も地上側に位置する第１継手部材３ａ〜最も先端側に位置する第４継手部材３ｄで構成されている（以下、第１継手部材３ａ〜第４継手部材３ｄの全ての継手部材を指すときは継手部材３と云う）。
【００１７】
図１に示すように、細管２は例えば改良材を供給するための改良材用細管２ａと空気を供給するための空気用細管２ｂからなる（以下、改良材用細管２ａと空気用細管２ｂの双方を指すときは細管２と云う）。細管群２０は、空気用細管２ｂが同軸上に継手部材３を介して連設されてなる空気用細管群２０ｂと、改良材用細管２ａが同軸上に継手部材３を介して連設されてなる改良材用細管群２０ａとからなる。本実施の形態では、１つの空気用細管群２０ｂと、３つの改良材用細管群２０ａとが形成されている。
【００１８】
空気用細管群２０ｂは、最も先端側の空気用細管２ｂが第３継手部材３ｃと第４継手部材３ｄの間に配設され、第４継手部材３ｄまで形成されている。一方、改良材用細管群２０ａは、最も先端側の改良材用細管２ａが改良材用細管群２０ａによって第１継手部材３ａと第２継手部材３ｂの間、第２継手部材３ｂと第３継手部材３ｃの間、第３継手部材３ｃと第４継手部材３ｄの間に配設され、それぞれ第２継手部材３ｂ〜第４継手部材３ｄまで形成されている。この結果、先端部分Ｘでは先端方向へ進むに連れて、継手部材３間の細管２の本数が減少して継手部材３間の剛性が低くなる継手部材間は曲げ易くなる。
【００１９】
また、同軸上に配設される改良材用細管２ａの中で最も先端側に位置するものには、改良材を外部へ吐出するための吐出口４が設けられている。改良材用細管群２０ａによって先端側の改良材用細管２ａの配設位置を異ならせ、先端側の改良材用細管２ａに吐出口４が設けられることよって、複数ステップにおいて同時に注入することができると共に、継手部材３間の細管２の本数を削減することができる。
【００２０】
さらに、各細管群２０ａ、２０ｂの中で最も先端側に配設されている細管２の先端側で接続する継手部材３の先端側端部では細管２が接続されずに閉塞されているので、細管２に供給される空気や改良材の外管１２内への流出が阻止される。
【００２１】
図２に示すように、細管２の一端部の外面には雄螺子部５が形成され、他端部の外面には例えば周方向にＯリング溝６ａと抜け出し防止手段溝６ｂが細管２の軸方向に、Ｏリング溝６ａが外側に位置するように、形成されている（図にＯリング溝６ａが２つ、抜け出し防止手段溝６ｂが１つ）。Ｏリング溝６ａにはＯリング６ａが嵌着し、抜け出し防止手段溝６ｂには例えばリング状の抜け出し防止手段１４が取り付けられている。
【００２２】
図３に示すように、継手部材３の端部には細管２が挿入して接続するための挿入部８が形成されている。挿入部の個数は、例えば継手部材３間に配設される細管２の本数に対応し、第１継手部材３ａのように先端側で３本の細管２と、地上側で４本の細管２と接続する場合、第１継手部材３ａの先端側端部には３つの挿入部８が、地上側端部には４つの挿入部８が形成されている。
【００２３】
継手部材３の軸方向中央部には全周に亘って、例えばゴム製のパッカー１０が装着されている。パッカー１０は継手部材３の両端部の挿入部８に挿入した空気用細管２ｂと連通し、空気用細管２ｂに空気が供給されると継手部材３の軸に対して放射状に膨張する。
【００２４】
挿入部８は、細管２が挿入して固定される固定挿入部８ａと、細管２が挿入して内管１の軸方向に摺動可能となる摺動挿入部８ｂとからなる。継手部材３の一端部に複数の挿入部８が形成される場合においては、例えば継手部材３の周方向に固定挿入部８ａと摺動挿入部８ｂとが混在している（以下、固定挿入部８ａと摺動挿入部８ｂの双方を指すときは挿入部８と云う）。
【００２５】
図４に示すように、固定挿入部８ａの口径は細管２の外径と同一であり、固定挿入部８ａの内壁には細管２の雄螺子部５と螺合する雌螺子部９が成型されている。摺動挿入部８ｂの口径は細管２の外径より大きく、かつＯリング７の外径より小さい。したがって、摺動挿入部８ｂの内壁と細管２の外面との間はＯリング７で密閉されるので、水等が摺動挿入部８ｂを通って細管２の外部から細管２の内部へ浸入することや、空気や改良材が摺動挿入部８ｂを通って細管２の内部から細管２の外部へ流出することが防止される。
【００２６】
さらに、摺動挿入部８ｂの口径は、細管２の抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分の外径よりも大きい。したがって、摺動挿入部８ｂは細管２の抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分は摺動挿入部８ｂの中で摺動自在となる。
【００２７】
摺動挿入部８ｂの外側端部に例えば側面に雌螺子部を有する円柱形状の係止体溝１５が形成されている。係止体溝１５には例えば雄螺子部を有する円筒状の係止体１６が螺合する。係止体１６の内径は、細管２の抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分の外径よりも小さい。
【００２８】
したがって、細管２のＯリング７及び抜け出し防止手段１４が取り付けられた部分が摺動挿入部８ｂに挿入した状態で係止体１６が係止体溝１５に螺合している場合、細管２が摺動挿入部８ｂから抜け出る向き摺動するとき、係止体１６が抜け出し防止手段１４を係止し、細管２の摺動挿入部８ｂからの抜け出しを阻止する。
【００２９】
細管２と継手部材３とが接続するとき、細管２の端部は挿入部８に挿入すると同時に、細管２の一端部が雄螺子部５と固定挿入部８ａの雌螺子部９と螺合することによって継手部材３に固定されている。
【００３０】
この状態において、内管１のＯリングが取り付けられている端部は、摺動挿入部８ｂの軸方向中央辺りまで挿入されている。継手部材３間に配設される細管２は一端部のみで固定され、他端部は軸方向に対して地上側にも先端側にも摺動可能となっているので、先端部分Ｘは内管１の軸方向に延長又は短縮が可能となる。
【００３１】
上記の様に構成された本発明の内管１は、図６（ａ）に示すように、地盤に形成された削孔１１に挿入した外管１２に先端部分Ｘを先頭に挿入される。外管１２には軸方向に複数の注入口１３が形成され、注入口１３を外側から覆うスリーブ１７が取り付けられている。注入口１３の位置に合わせて、詳細には注入口１３を外管１２の軸方向にパッカー１０で挟まれると同時に、吐出口４と連通するように内管１を設置する。
【００３２】
内管１の位置が定まれば、空気用細管群２０ｂに空気を供給してパッカー１０を膨張させた後に、各改良材用細管群２０ａに改良材を供給して吐出口４から改良材を吐出させる。改良材用細管２ａから吐出した改良材は外管１２の内部を経由して外側にスリーブ１７が設けられた注入口１３から同時に複数ステージの地盤に注入される。
【００３３】
所定の位置での注入が完了すると、図６（ｂ）に示すように、内管１を次の目標位置に設置して、同様の作業を繰り返す。このように、同時に複数ステージ注入できるので、１本の削孔１１に挿入された外管１２において注入する回数が軽減され、作業時間の短縮を図ることができる。また、パッカー１０の間には細管が載置され、着脱自在となっているので、細管２の長さを適宜調整することによって、注入するステージの間隔に容易に合わせることができる。
【００３４】
上述したように、内管１は地盤中に形成された削孔１１に挿入された外管１２の中に挿入される。削孔１１が直線状に形成され、直線状の外管１２がその形状を維持したまま削孔１１に挿入される場合、外管１２に挿入された内管１の細管２と継手部材３との接続構造は、図４に示すように、地上で接続された状態と変わらず、細管２の端部が摺動挿入部８ｂの軸方向中央辺りに位置すると共に、内管１の周方向に並設する細管２は平行となる。
【００３５】
しかしながら、外管１２が直線状であっても、削孔が曲線状に形成されたり、削孔１１内で地盤から土圧を受けることによって、外管１２がその削孔１１に挿入されることによって曲線状に形成されることもある。
【００３６】
図５に示すように、内管１が曲線状に形成された外管１２に挿入された場合、継手部材３間の細管２の一端部は挿入部８の中で摺動可能となっているので、曲線の中心に対して内管１の中立線より内側に位置する細管群２０では摺動挿入部８ｂに挿入している細管２の端部が摺動挿入部８ｂの軸方向中央側へ相対的に摺動し、曲線の中心に対して内管１の中立線より外側に位置する細管群２０では、摺動挿入部８ｂに挿入している細管２の端部が摺動挿入部８ｂの軸方向外側へ相対的に摺動する。
【００３７】
すなわち、先端部分Ｘの内側が短縮され、外側が延長される。したがって、内管１が周方向に複数本の細管２を有する場合であっても、先端部分Ｘが全体で円滑に曲げ変形可能となるので、複数ステージ同時に注入できると共に、内管１は曲げ変形した外管１２に容易に追従できる。
【００３８】
また、摺動挿入部８ｂの径が細管２の外径より大きいので、細管２と摺動挿入部８ｂの双方とも細管２の軸に対して回動することができる。したがって、例えば第４継手部材３ｄが外管１２の曲線形状に合わせて曲がる際に、第４継手部材３ｄの地上側端部に形成される固定挿入部８ａに固定される細管２の地上側端部は、第４継手部材３ｄの挙動に合わせて、第３継手部材３ｃの先端側端部に形成される摺動挿入部８ｂの中で外管１２の軸に対して回動する。
【００３９】
また、第４継手部材３ｄの地上側に形成される摺動挿入部８ｂは、第３継手部材３ｃの先端側に形成される固定挿入部８ａに固定されている細管２の先端側端部の周辺で、第４継手部材３ｄの挙動に合わせて外管１２の軸に対して回動する。この結果、先端部分Ｘの曲げ変形量が大きくなり、内管１は細管２の剛性に起因する撓み以上に曲げ変形することが可能である。この第４継手部材３ｄの回動は、引き続いて外管１２の曲線部分に差し掛かる第３〜１継手部材３ｃ〜３ａについても同様に起こる。
【００４０】
さらに、継手部材３の一端部において固定挿入部８ａと摺動挿入部８ｂとが混在するので、細管２の両端部で回動可能となり、内管２の曲げ変形量が一層大きくなる。また、継手部材３の間の細管２が着脱自在であるので、外管１２の軸方向に対する注入範囲すなわち外管１２の注入口１３の設置間隔に対応して細管２の長さを変更できる。したがって、注入範囲の設計の自由度が高まるので、注入の対象地盤によって注入範囲を設計し、効果的に注入することができる。
【００４１】
次に、継手部材３の一例について説明する。図７（ａ）に示すように、継手部材３は、その断面中心部に位置する芯体３１と、芯体３１が挿入する中空体３２と、芯体３１の端部が挿入すると共に、中空体３２の端部に接続し、挿入部８を具備する係止体３３とからなる。
【００４２】
中空体３２は、例えば略円筒状に形成されており、芯体３１を挿入する挿入孔３４が設けられている。中空体３２の中央部にはパッカー１０が装着されている。
【００４３】
芯体３１は、軸方向の両端部に位置し、係止体３３と固定する例えば外観が円柱状の固定部材３５と、固定部材３５の間に位置する例えば複数の管３６が束ねられてなる接続部材３７とを有する。
【００４４】
芯体３１には、係止体３３と接続された状態で挿入部８と連通する貫通孔３８が形成されている。ここでは、各管３６の内部が貫通孔３８として機能している。また、管３６には、内部で改良材用細管２ａと連通する改良材用管３６ａと空気用細管２ｂと連通する空気用管３６ｂからなり、空気用管３６ｂには空気孔３９が形成され、空気孔３９を通じてパッカー１０に空気が供給されるようになっている。
【００４５】
図７（ｂ）に示すように、芯体３１の全長は中空体３２の全長より長く、芯体３１が中空体３２に挿入した状態で中空体３２の端部から芯体３１の端部が突出する。この状態において、固定部材３５が中空体３２の端部から突出しており、固定部材３５の中空体３２の端部から突出している部分には、係止体３３と固定するための固定手段４３を差し込むための固定穴４０が設けられている。
【００４６】
係止体３３は例えば外観が円柱状に形成され、一端部には芯体３１を挿入させるための挿入穴４１が設けられている。また、係止体３３には芯体３１が挿入した状態で芯体３１の固定穴４０と対応する箇所に固定孔４２が形成されている。
【００４７】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、中空体３２に挿入された芯体３１の両端部に、固定孔４２と固定穴４０が対向するように係止体３３を被せると同時に、係止体３３を中空体３２に当接して、固定孔４２及び固定穴４０に例えばピン等の固定手段４３を差し込む。この結果、芯体３１と係止体３３が固定されると同時に、中空体３２が芯体３１に固定された係止体３３によって軸方向に係止されことによって、芯体３１、中空体３２及び係止体３３が一体となる。
【００４８】
（その他の実施の形態）
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４９】
本発明は上述したように地盤注入工に限って適用されるものではなく、地盤に硬化材を圧入して地盤を圧密させる地盤改良工にも適用される。
【００５０】
また、細管群２０は１つの空気用細管群２０ｂと３つの改良材用細管群２０ａからなる構成に限られず、例えば、１つの空気用細管群２０ｂと２重管や３重管を用いた１つの改良材用細管群２０ａから構成されてもよい。
【００５１】
複数の挿入部８が継手部材３の端部に形成される場合、周方向に配列させることを説明したが、これに限られるものではなく、直列等に配置することも可能であり、内管１が曲線状の外管１２に追従して曲げ変形可能となればよい。
【００５２】
細管２と継手部材３の固定方法は細管２の雄螺子部５と固定挿入部８ａの雌螺子部９による螺合に限られるものではなく、細管２と継手部材３に孔を設けてそこにピンを通して固定する方法でもよい。また、細管２の一端部が必ずしも固定される必要はなく、継手部材３から抜け出ないような措置がされていればよい。
【００５３】
また、Ｏリング７が取り付けられている側の先端部分は先端へ向かって縮径して形成されることもある。この場合、摺動挿入部８ｂの内壁と細管２の外面との距離が大きくなる。したがって、細管２又は摺動挿入部８ｂの回動範囲が拡大し、先端部分Ｘの曲げ変形量が一層大きくなる。ここで、当該縮径部分の軸に直角の断面がその軸に対して同心円となっていると、摺動挿入部８ｂの内壁と細管２の外面は軸に直角平面上いずれの方向に対しても回動範囲が拡大する。
【００５４】
継手部材３の構造は、上記の構造に限られるものではなく、細管２が軸方向に摺動可能に接続され、パッカー１０を膨張させることが可能であればよい。例えば、図８に示すように、芯体３１の接続部材３７が改良材用管３６ａのみからなり、空気用細管２ｂが挿入される挿入部８から直接パッカー１０に空気が供給される構造とすることもできる。
【００５５】
上記実施の形態においては、抜け出し防止手段１４をリング状としたが、係止体１６に係止される、例えば単数又は細管２の周方向に複数の突起状の被係止片としてもよい。係止体１６も円筒状に限るものではなく、抜け出し防止手段１４を係止できればよい。
【００５６】
また、図９（ａ）に示すように、１組のパッカー１０間に２本の改良材用細管２ａ、２ｃを配置させ、各々に吐出口４ａ、４ｃを形成させることで、ゲルタイムの短い注入材とゲルタイムの長い浸透性の注入材を同時に使用することができるので、２液式の薬液注入方法を採用することができ、施工形式に対する汎用性が高くなる。
【００５７】
また、図９（ｂ）に示すように、第１継手部材１０３ａ〜第３継手部材１０３ｃの間に、空気用細管２ｂと改良材用細管２ａを２本と改良材用細管２ｃを２本配置させ、図９（ｃ）に示すように第３継手部材１０３ｃと第４継手部材１０３ｄの間に空気用細管２ｂ、改良材用細管２ａ、２ｃを１本ずつ配置させると２液式の薬液注入を同時に２ステージ注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】内管の斜視図である。
【図２】（ａ）は細管の正面における破断図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】内管の一部が分解された状態を示す図１の拡大図である。
【図４】直線状の外管に挿入された内管の拡大断面図である。
【図５】曲線状の外管に挿入された内管の拡大断面図である。
【図６】（ａ）は内管が外管内で最初に設置された状況を示す拡大縦断面図、（ｂ）は内管が外管内で２回目に設置された状況を示す拡大縦断面図である。
【図７】（ａ）は継手部材が分解された斜視図、（ｂ）は中空体に芯体が挿入した状況を示す正面図、（ｃ）は継手部材の正面図である。
【図８】その他の実施形態における芯体の斜視図である。
【図９】（ａ）はその他の実施形態における内管が外管内に設置された状況を示す拡大断面図、（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１………内管
２………細管
２ａ……改良材用細管
２ｂ……空気用細管
２ｃ……改良材用細管
３………継手部材
３ａ……第１継手部材
３ｂ……第２継手部材
３ｃ……第３継手部材
３ｄ……第４継手部材
４………吐出口
４ａ……吐出口
４ｃ……吐出口
５………雄螺子部
６ａ……Ｏリング溝
６ｂ……抜け出し防止手段溝
７………Ｏリング
８………挿入部
８ａ……固定挿入部
８ｂ……摺動挿入部
９………継手部材の雌螺子部
１０……パッカー
１１……削孔
１２……外管
１３……注入口
１４……抜け出し防止手段
１５……係止体溝
１６……係止体
１７……スリーブ
２０……細管群
２０ａ…改良材用細管群
２０ｂ…空気用細管群
３１……芯体
３２……中空体
３３……係止体
３４……挿入孔
３５……固定部材
３６……管
３６ａ…改良材用管
３６ｂ…空気用管
３７……接続部材
３８……貫通孔
３９……空気孔
４０……固定穴
４１……挿入孔
４２……固定孔
４３……固定手段
１０１…内管
１０３ａ…第１継手部材
１０３ｂ…第２継手部材
１０３ｃ…第３継手部材
１０３ｄ…第４継手部材
Ｘ………先端部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に設けられた削孔に挿入された外管に挿入される内管であって、
細管と該細管を継ぐ複数の継手部材とを備え、
前記継手部材には前記細管を挿入する挿入部が形成され、
前記細管の両端部がそれぞれの側の前記継手部材の前記挿入部に挿入され、且つ前記細管の前記挿入部からの抜け出しが阻止された状態で、前記細管の少なくとも一端部が前記細管の軸方向に摺動可能とされ、
前記細管は前記一方の継手部材に接続された別の細管と前記細管の軸方向に連通し、
前記細管の少なくとも１本は前記挿入部に挿入された状態で前記継手部材に取り付けられたパッカーと連通することを特徴とする地盤改良工法用内管。
【請求項２】
前記細管の摺動可能な端部の横断面は先端へ向かって小さくなることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法用内管。
【請求項３】
前記継手部材間に前記複数本の細管が配設され、
前記複数本の細管のうち１の細管が一方の継手部材の挿入部で摺動可能となり、他の細管のうち少なくとも１本が他方の継手部材の挿入部で摺動可能となることを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良工法用内管。
【請求項４】
前記細管の端部の、前記挿入部からの抜け出しを防止する抜出防止手段が前記細管に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良工法用内管。
【請求項５】
前記細管は前記継手部材に脱着可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地盤改良工法用内管。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の内管が前記外管に挿入されてなることを特徴とする地盤改良工法用注入管。
【請求項７】
地盤を削孔する削孔工程と、
前記地盤に設けられた削孔に前記外管を挿入する外管挿入工程と、
請求項１乃至５のいずれかに記載の内管を前記外管に挿入する内管挿入工程と、
前記内管に改良材を供給し、前記外管から前記地盤へ前記改良材を圧入する圧入工程とを有することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項１】
地盤に設けられた削孔に挿入された外管に挿入される内管であって、
細管と該細管を継ぐ複数の継手部材とを備え、
前記継手部材には前記細管を挿入する挿入部が形成され、
前記細管の両端部がそれぞれの側の前記継手部材の前記挿入部に挿入され、且つ前記細管の前記挿入部からの抜け出しが阻止された状態で、前記細管の少なくとも一端部が前記細管の軸方向に摺動可能とされ、
前記細管は前記一方の継手部材に接続された別の細管と前記細管の軸方向に連通し、
前記細管の少なくとも１本は前記挿入部に挿入された状態で前記継手部材に取り付けられたパッカーと連通することを特徴とする地盤改良工法用内管。
【請求項２】
前記細管の摺動可能な端部の横断面は先端へ向かって小さくなることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法用内管。
【請求項３】
前記継手部材間に前記複数本の細管が配設され、
前記複数本の細管のうち１の細管が一方の継手部材の挿入部で摺動可能となり、他の細管のうち少なくとも１本が他方の継手部材の挿入部で摺動可能となることを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良工法用内管。
【請求項４】
前記細管の端部の、前記挿入部からの抜け出しを防止する抜出防止手段が前記細管に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良工法用内管。
【請求項５】
前記細管は前記継手部材に脱着可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地盤改良工法用内管。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の内管が前記外管に挿入されてなることを特徴とする地盤改良工法用注入管。
【請求項７】
地盤を削孔する削孔工程と、
前記地盤に設けられた削孔に前記外管を挿入する外管挿入工程と、
請求項１乃至５のいずれかに記載の内管を前記外管に挿入する内管挿入工程と、
前記内管に改良材を供給し、前記外管から前記地盤へ前記改良材を圧入する圧入工程とを有することを特徴とする地盤改良工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−４１２８０（Ｐ２００９−４１２８０Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０８１８０（Ｐ２００７−２０８１８０）
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（３９１０１９７４０）三信建設工業株式会社 (59)
【出願人】（５９１２４７７９８）原工業株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（３９１０１９７４０）三信建設工業株式会社 (59)
【出願人】（５９１２４７７９８）原工業株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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