地盤改良工法

【課題】簡易なダブルパッカ方式で薬液注入する地盤改良工法とする。
【解決手段】被圧地盤Ｇに、削孔ビット２を具備した削孔管１を挿入し、ダブルパッカ方式で薬液注入を行う。この削孔管ビット２は、その先端部が塞がれており、かつ逆止弁付きで噴射ノズルが備わっている。また、地盤Ｇに挿入した削孔管１を引き抜かずに、この削孔管１内に、この削孔管１を注入外管とするダブルパッカ２２の備わる注入内管２１を挿入して薬液注入を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルパッカ方式の地盤改良工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の地盤改良工法は、例えば、特許文献１や、特許文献２、特許文献３、特許文献４等に開示されており、概ね次に示す施工手順を経る。
まず、図１に示すように、地盤Ｇに、ケーシング管たる削孔管１０１を挿入する。この挿入は、削孔管１０１の先端部に備わる削孔ビット１０２、及びこの削孔ビット１０２から噴出される削孔水Ｗによって、円滑化される。次に、図２に示すように、削孔管１０１内に、マンシェットチューブたる注入外管１０３を挿入する。挿入した注入外管１０３の先端部は、削孔ビット１０２に接続する。この接続が終了したら、図３に示すように、地盤Ｇから、削孔管１０１を、引き抜く。そして、図４に示すように、注入外管１０３内に、先端部にダブルパッカ１０５の付いた注入内管１０４を挿入して、地盤Ｇに、薬液Ｓを注入する。この薬液Ｓの注入に際しては、例えば、注入外管１０３の口元を、ウエス１０８及び急結モルタル１０９でコーキングして、地盤Ｇから、薬液Ｓが逆流するのを防止する。
【０００３】
しかしながら、この従来の地盤改良工法は、手間がかかるとの問題が指摘されている。具体的には、例えば、削孔管１０１は、地盤Ｇから大変大きな圧力を受けているため、引き抜くのに、大きな力が必要であり、時間もかかる。また、削孔管１０１の引抜きにともなって、注入外管１０３が、地盤Ｇから抜け出してしまうおそれがあるため、この抜け出しを防止する作業が別途必要になり、時間がかかる。
【特許文献１】特公平５−６５６５１号公報
【特許文献２】特公平６−８６７２７号公報
【特許文献３】特公平７−１０３５４５号公報
【特許文献４】特公平８−１４１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする主たる課題は、簡易なダブルパッカ方式の地盤改良工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
地盤に削孔管を挿入し、ダブルパッカ方式で薬液注入する、地盤改良工法であって、
前記地盤に挿入した削孔管を引き抜かずに、この削孔管内に、この削孔管を注入外管とするダブルパッカの備わる注入内管を挿入して薬液注入する、ことを特徴とする地盤改良工法。
【０００６】
〔請求項２記載の発明〕
被圧地盤に、先端部に削孔ビットが備わる削孔管を挿入し、ダブルパッカ方式で薬液注入する、地盤改良工法であって、
前記削孔ビットとして、前記削孔管の先端部を塞ぎ、かつ逆止弁の付いた削孔水噴出ノズルが備わるものを用い、
前記被圧地盤に挿入した削孔管を引き抜かずに、この削孔管内に、この削孔管を注入外管とするダブルパッカの備わる注入内管を挿入して薬液注入する、ことを特徴とする地盤改良工法。
【０００７】
〔請求項３記載の発明〕
薬液注入後、注入内管は引き抜き、他方、削孔ビット及び削孔管は残置する、請求項１又は請求項２記載の地盤改良工法。
【０００８】
（主な作用効果）
（１）地盤に挿入した削孔管を引き抜かずに、この削孔管内に、この削孔管を注入外管とするダブルパッカの備わる注入内管を挿入して薬液注入すると、削孔管を引き抜く手間が省かれ、また、削孔管の引き抜きにともなう注入外管飛び出しの危険も防止され、この危険回避のための作業が不要になる。したがって、施工容易である。
【０００９】
（２）先端部に削孔ビットが備わる削孔管を用いるとともに、削孔ビットとして、削孔管の先端部を塞ぎ、かつ逆止弁の付いた削孔水噴出ノズルが備わるものを用いると、被圧地盤であっても、地下水、泥土等が削孔管を通して、逆流するおそれがない。
【００１０】
（３）削孔ビット及び削孔管を残置すると、施工容易になる。また、削孔管を残置すると、地盤の強度が増す。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、簡易なダブルパッカ方式の地盤改良工法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下では、図５に示すように、改良対象地盤Ｇの側方に、立坑１０を掘削形成し、地盤Ｇの表面を遮水壁等の矢板１１で覆うなどした後、立坑１０内において、水平方向に地盤改良作業を行う場合を例に、説明する。
【００１３】
本形態では、まず、図５に示すように、矢板１１に、薬液注入穴たるグラウトホール１３を形成するとともに、このグラウトホール１３と連通するように、基管１２を取り付ける。
【００１４】
次に、図６に示すように、この基管１２の立坑１０側に、半径方向に膨脹・収縮自在な筒状弁膜１４Ａ（図９参照）を有するプリペンダー１４、ゲートバルブ１５及びチーズ（Ｔ字形状管）１６を、この順に取り付ける。
【００１５】
チーズ（Ｔ字形状管）１６は、後述する削孔管（注入外管）１の地盤Ｇへの挿入を案内するものである。チーズ（Ｔ字形状管）１６は、基管１２とほぼ同径とされており、後端部に、止水パッキンとして機能するプリペンダー１７が備えられている。また、チーズ（Ｔ字形状管）１６は、中央部下側に、泥土等の排出口として機能するボールバルブ１８が備えられている。ボールバルブ１８は、コック開閉棒１９によって開閉自在とされている。
【００１６】
次に、図７に示すように、地盤Ｇに、先端部に削孔ビット２が備わる削孔管１を、チーズ（Ｔ字形状管）１６に案内させて、適宜の位置まで削孔挿入する。
【００１７】
削孔管１は、単管１Ａ，１Ａ…が、軸方向に適宜継ぎ足されてなる。また、削孔管１は、削孔管１先端部の内壁面及び削孔ビット２後端部の外壁面に、周回り方向に沿う環状のスナップリング４６が埋め込まれて、削孔ビット２と接続されている。スナップリング４６の削孔ビット２側及び削孔管１側には、シリコンや硬質ゴム等からなる環状の止水用Ｏリング４７，４７が備えられ、削孔管１及び削孔ビット２の接続部から地下水や土砂等が流入しないようになっている。
【００１８】
他方、削孔ビット２は、図１１及び図１２に示すように、中央部が突出する円錐状の先端面に、複数のビット（チップ）３４，３４…が備わる。ビット３４，３４…は、削孔ビット２の本体部３８が、図示しない駆動源によって軸心回りに回転させられるのにともなって、地盤Ｇを掘削する。この掘削にともない、削孔管１が、地盤Ｇに挿入されて、孔が形成される（削孔）。
【００１９】
本削孔ビット２は、削孔管１の先端部を塞ぎ、かつ逆止弁３６の付いた削孔水噴出ノズル３５，３５…が備わる。削孔水噴出ノズル３５，３５…から、削孔水Ｗを噴出して地盤Ｇを掘削することで、削孔管１の地盤Ｇへの挿入が円滑・迅速になる。また、削孔水噴出ノズル３５，３５…に、逆止弁３６が付いているので、地盤Ｇが被圧地盤、軟弱地盤等であっても、単管１Ａの継ぎ足し等に際して、泥土等が、削孔水噴出ノズル３５，３５…や削孔管１等を通して、逆流するおそれがない。
【００２０】
削孔水Ｗは、例えば、削孔管１を通して、削孔ビット２まで送り、削孔水噴出ノズル３５，３５…から噴出することができる。ただし、図７に示すように、削孔管１に、先端部４が削孔ビット２と接続された管状のインナーロッド３を通しておき、このインナーロッド３を通して、削孔水Ｗを、削孔ビット２まで送り、削孔水噴出ノズル３５，３５…から噴出するのが好ましい。後述するように、本削孔管１は、ダブルパッカ方式による薬液注入の注入外管としての機能も兼ねており、図１１に示すように、管周壁に軸方向に適宜間隔をおいて薬液吐出口３１，３１…が設けられているためである。つまり、削孔水Ｗを、削孔管１を通して送ると、噴出圧力が不十分になるおそれがあるためである。
【００２１】
削孔水Ｗは、インナーロッド３の先端部４まで送られた後、図１１に示すように、上流側削孔水噴出ノズルたる流路３９Ａ及び３９Ｂ、並びに（下流側）削孔水噴出ノズル３５，３５…を通され、地盤Ｇに向かって噴出される。
【００２２】
流路３９Ａ及び３９Ｂは、削孔ビット２本体部３８のほぼ中心部を軸方向に通る。流路３９Ｂは、先端側（地盤Ｇ側）に向かって径が広がっており、先端側に、ばね等の弾性伸縮部材３７が、基端側（立坑１０側）に、鉄球等の弁３６が、それぞれ備えられている。したがって、削孔水Ｗの圧力によって、弁３６が先端側に移動すると、弾性伸縮部材３７は縮まり、弁３６と流路３９Ｂの内壁面との間には隙間ができる。つまり、弁３６が、開いた状態になる。逆に、削孔水Ｗの圧力が一定以下となり、あるいは削孔水Ｗが止まると、弾性伸縮部材３７の弾性伸張力によって、弁３６が基端側に移動する。弁３６が基端側に移動すると、弁３６と流路３９Ｂの内壁面との間の隙間がなくなり、弁３６が、閉じた状態になる（逆止弁構造）。
【００２３】
流路３９Ｂ上流側の流路３９Ａは、流路３９Ｂよりも、径が細くなっている。したがって、流路３９Ａを通る削孔水Ｗの圧力は高く、弁３６には、この圧力の高い削孔水Ｗが当たることになる。よって、削孔水Ｗの流通にともなって、弁３６は、先端側に確実に移動する。
【００２４】
一方、削孔水噴出ノズル３５，３５…は、流路３９Ｂの先端部から、複数方向に、本実施の形態では、図１２に示すように、３方向に、分岐し、先端面まで貫通している。
【００２５】
ところで、図７に示すように、削孔水Ｗの噴出及び削孔作業の際にともなって排出される泥土２０等は、コック開閉棒１９を回して、ボールバルブ１８内のコックを開き、ボールバルブ１８から排出することができる。
【００２６】
削孔管１の挿入が終了したら、削孔ビット２とインナーロッド３の先端部４との接続を解除し、図８に示すように、削孔管１からインナーロッド３を引き抜く。なお、インナーロッド３は、地盤Ｇから圧力を受けていないため、この引抜きは容易である。
【００２７】
本接続解除のために、削孔ビット２及びインナーロッド３の先端部４は、図１１及び図１３に示すような構造となっている。
まず、削孔ビット２本体部３８の後端面に凹部４１が、インナーロッド３先端部４の先端面に凹部４１に嵌合する凸部４２が、それぞれ設けられている。また、凸部４２には、径外方に向かって突出する１つ又は複数の係止部４３，４３…が、凹部４１には、後端縁から軸方向に延在する溝部４４，４４…及びこの溝部４４，４４…の先端部から周回り方向に延在する受係止溝４５，４５…が、それぞれ形成されている。削孔ビット２及びインナーロッド３の先端部４は、係止部４３，４３…が、溝部４４，４４…を通った後、周回り方向に回転して受係止溝４５，４５…に係ることにより、接続された状態になっている。したがって、削孔ビット２及びインナーロッド３先端部４の接続は、インナーロッド３の先端部４を回転して、係止部４３，４３…が受係止溝４５，４５…に係っているのを解き、係止部４３，４３…を、溝部４４，４４…を通して引き抜くことにより、解除される。
【００２８】
インナーロッド３の引き抜きが終了したら、図９に示すように、プリペンダー１４の筒状弁膜１４Ａを膨脹させて、削孔管１周りを止水する。この止水により、削孔管１周りから泥土２０が逆流するのが防止されるので、次いで、ゲートバルブ１５及びチーズ（Ｔ字形状管）１６を取り外す。
【００２９】
次に、図１０に示すように、削孔管１に、この削孔管１を注入外管とするダブルパッカ２２の備わる鋼管又は非鋼管の注入内管２１を挿入して、薬液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を注入する。
【００３０】
ダブルパッカ２２は、注入内管２１と連通し薬液吐出孔２５が備わる筒状のストレーナ部２４と、このストレーナ部２４の先端部及び後端部に設けられ、削孔管１の内壁面に密接自在のパッカー体２３，２３と、から主になる。ダブルパッカ２２及び注入内管２１を、注入外管（削孔管）１に挿入するに際しては、パッカー体２３，２３が、注入外管（削孔管）１の内壁面に密接しない状態にしておく。ダブルパッカ２２を適宜の位置まで挿入したら、パッカー体２３，２３を膨張させて、注入外管（削孔管）１の内壁面に密接させる。そして、薬液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、注入内管２１を通して、ダブルパッカ２２のストレーナ部２４に送り込み、薬液吐出孔２５から吐出させる。薬液吐出孔２５から吐出された薬液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、更に薬液吐出口３１を通して、注入外管（削孔管）１から地盤Ｇに吐出される。
【００３１】
薬液吐出口３１は、図１１中に拡大して示すように、注入外管（削孔管）１の周壁面を貫通する貫通孔３２とこの貫通孔３２を地盤Ｇ側から覆う可とう（撓）性部材３３と、から主になる。薬液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の吐出に際しては、可とう性部材３３の周端部が地盤Ｇ側にたわむので、薬液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、円滑に吐出される。他方、薬液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を吐出しないときは、可とう性部材３３が貫通孔３２を覆うので、泥土等が注入外管（削孔管）１に流入することはない（逆止弁構造）。薬液吐出口３１が逆止弁構造となっていることにより、削孔管１が、ダブルパッカ方式による薬液注入の注入外管としての機能を、兼ね得ることになる。
【００３２】
以上の薬液注入作業は、ダブルパッカ２２の位置を変更しながら、適宜繰り返すことができる。
【００３３】
本薬液注入作業に際して、薬液の種類、注入の回数等は、特に限定されない。本実施の形態では、まず、セメントベントナイト、デンカＳパック等の懸濁液型注入材や溶液型注入材等からなるスリーブグラウトＳ１を注入して、注入外管（削孔管）１の周辺部を充填することにより安定化させる。次に、セメントベントナイト、デンカＳパック等の懸濁液型注入材や溶液型注入材等からなる第１次薬液Ｓ２及びシリカライザー、シラクソル、セメントミルク等からなる第２次薬液Ｓ３を注入して、地盤を改良する。
【００３４】
薬液注入後、注入内管２１は引き抜き、他方、削孔ビット２及び注入外管（削孔管）１は残置する。削孔ビット２及び注入外管（削孔管）１を残置すると、施工容易である。また、注入外管（削孔管）１を残置すると、地盤の強度が増す。
【００３５】
〔削孔管及び削孔ビットの接続構造の変形例〕
図１４〜２１及び図２２に、削孔管１、削孔ビット２などの接続構造の変形例を示した。なお、作用・機能等が同一で、形状のみが異なる部材は、先の実施例と、同一の符号で示した。また、本形態では、先の実施例と異なる箇所を、主に説明する。
【００３６】
本形態では、図１４に示すように、削孔管１及び削孔ビット２が、介在筒２Ａを介して、接続されている。この介在筒２Ａは、先端部（紙面左側）が削孔ビット２に外接し、後端部（紙面右側）が削孔管１に外接している。
【００３７】
介在筒２Ａ及び削孔ビット２は、介在筒２Ａ先端部の内壁面に周回り方向に沿う環状のスナップリング４６が埋め込まれ、このスナップリング４６によって、接続されている。
【００３８】
このスナップリング４６の先方側には、削孔ビット２後端部の外壁面に、シリコンや硬質ゴム等からなる環状の止水用Ｏリング４７Ａが埋め込まれて、介在筒２Ａ及び削孔ビット２の接続部（の間隙）から地下水や土砂等が流入しないようになっている。加えて、スナップリング４６の後方側にも、介在筒２Ａ先端部の内壁面に、シリコンや硬質ゴム等からなる環状の止水用Ｏリング４７Ｂが埋め込まれて、介在筒２Ａ及び削孔ビット２の接続部（の間隙）から地下水や土砂等が流入しないようになっている。このように、止水用Ｏリング４７を２つ設けるのは、削孔ビット２及び介在筒２Ａは、回転し、また、地盤から大きな振動を受けるため、土砂等の流入が生じやすく、また、Ｏリングの摩耗・劣化が生じやすいためである。したがって、止水用Ｏリング４７の数は、３つ、４つ、又はそれ以上の複数と、適宜増やすことができる。
【００３９】
一方、介在筒２Ａ及び削孔管１は、介在筒２Ａ後端部内壁面のネジ部と削孔管１先端部外壁面のネジ部とで構成された螺合部Ｒ１において、螺合されて、接続されている。特に、本形態では、この接続を確実なものとするために、螺合部Ｒ１の後端縁付近が溶接されている。
【００４０】
また、削孔ビット２の本体部３８の後端面の凹部４１には、インナーロッド３の先端部４が嵌合する。本形態において、先端部４は、インナーロッド３に、螺合部Ｒ１において螺合され、ピン４Ａで固定されて、取り付けられている。したがって、螺合を解くことにより、取り外し可能である。また、止水性向上の観点から、介在筒２の内壁面には、止水用Ｏリング４７Ｃが埋め込まれており、インナーロッド３先端部４との間を、土砂等が流通しないようになっている。
【００４１】
本形態においては、削孔ビット２が、介在筒２Ａに内接する接続形態となっているが、図２２に示すように、削孔ビット２が、介在筒２Ａに外接する接続形態とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ダブルパッカ方式の地盤改良工法として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の地盤改良工法を説明するための図である。
【図２】従来の地盤改良工法を説明するための図である。
【図３】従来の地盤改良工法を説明するための図である。
【図４】従来の地盤改良工法を説明するための図である。
【図５】本実施の形態の地盤改良工法を説明するための図である。
【図６】本実施の形態の地盤改良工法を説明するための図である。
【図７】本実施の形態の地盤改良工法を説明するための図である。
【図８】本実施の形態の地盤改良工法を説明するための図である。
【図９】本実施の形態の地盤改良工法を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態の地盤改良工法を説明するための図である。
【図１１】削孔管及び削孔ビットの接続構造を説明するための図である。
【図１２】削孔ビットの正面図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】削孔管及び削孔ビットの接続構造の変形例を示す図である。
【図１５】図１４の削孔ビットである。
【図１６】図１５の削孔ビットの後方からの図である。
【図１７】図１４の介在筒である。
【図１８】図１４のインナーロッドの先端部である。
【図１９】図１８の先端部の先方からの図である。
【図２０】図１８の先端部の後方からの図である。
【図２１】図１４の削孔ビットの先端面である。
【図２２】介在筒及び削孔ビットの接続構造の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…削孔管、１Ａ…単管、２…削孔ビット、３…インナーロッド、１０…立坑、３４…ビット、３５…削孔水噴出ノズル、３５…逆止弁、１０１…ケーシング管、１０２…削孔ビット、１０３…注入外管、１０４…注入内管、１０５…ダブルパッカ、Ｇ…地盤、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…薬液、Ｗ…削孔水。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に削孔管を挿入し、ダブルパッカ方式で薬液注入する、地盤改良工法であって、
前記地盤に挿入した削孔管を引き抜かずに、この削孔管内に、この削孔管を注入外管とするダブルパッカの備わる注入内管を挿入して薬液注入する、ことを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
被圧地盤に、先端部に削孔ビットが備わる削孔管を挿入し、ダブルパッカ方式で薬液注入する、地盤改良工法であって、
前記削孔ビットとして、前記削孔管の先端部を塞ぎ、かつ逆止弁の付いた削孔水噴出ノズルが備わるものを用い、
前記被圧地盤に挿入した削孔管を引き抜かずに、この削孔管内に、この削孔管を注入外管とするダブルパッカの備わる注入内管を挿入して薬液注入する、ことを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
薬液注入後、注入内管は引き抜き、他方、削孔ビット及び削孔管は残置する、請求項１又は請求項２記載の地盤改良工法。

【図１】