(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
限られた拘束時間を使って、既設構造物下部の地盤を、コンパクショングラウチング工法に従って改良施工する際に用いられる地盤改良装置であって、
移動自在な第１の車両に搭載されており、前記既設構造物の表面から下部へ向けて削孔するためのボーリングマシンと、
削孔内に自己硬化性の注入材を圧入するための特殊注入ポンプと、
移動自在な第２の車両に搭載されており、前記特殊注入ポンプへ注入材を供給するための特殊注入プラントと、を有しており、
前記特殊注入ポンプは、前記第１又は第２の車両によって移動自在に牽引されるように構成されており、
当該地盤改良装置は、拘束時間内の施工後に速やかにすべて撤去できるように構成されていることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
請求項１記載の地盤改良装置を使用して、限られた拘束時間を使って、コンパクショングラウチング工法に従い既設構造物下部の地盤を改良するための方法であって、
移動自在な車両に搭載されたボーリングマシンに対して、箱型のスライム収納ピットをセットし、
さらに、前記ボーリングマシンを用いて、前記既設構造物の表面から下部へ向けて削孔し、
次いで、移動自在な車両に牽引可能に構成された特殊注入ポンプを用いて、削孔内に自己硬化性の注入材を圧入し、
拘束時間内の施工後に速やかに前記地盤改良装置をすべて撤去することを特徴とする地盤改良方法。
【請求項３】
請求項１記載の地盤改良装置を使用して、限られた拘束時間を使って、既設構造物である滑走路下部の地盤を、コンパクショングラウチング工法に従い改良するための方法であって、
移動自在な車両に搭載されたボーリングマシンを用いて、前記滑走路の表面から下部へ向けて削孔し、
次いで、移動自在な車両に牽引可能に構成された特殊注入ポンプを用いて、削孔内に自己硬化性の注入材を圧入し、
航空機の不測の離着陸に備えて、滑走路路面保護用キャップを成す蓋体を前記削孔の上部に被冠させることを特徴とする地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
開示技術は、既設構造物（飛行場，ハイウェイ，岸壁等）の下部の地盤の液状化防止等の対策を構ずる地盤改良施工技術の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
〔第１の従来の技術〕
国土が狭隘で山間林野部が多く而も、複雑に入り組んだ長い海岸線に迫っているような特殊な地勢条件の我が国にあっては、住宅は勿論、各種企業施設等に活用する平地等の有効利用は極めて重要である。そのため、単なる平地の活用に止まらず、旧くから河川，湖沼や遠浅海岸等の埋め立てや浚渫等により、有効利用を図る技術が長らく用いられてきている。
【０００３】
そして、近時においては、セメントミルク等の改良材の地盤中への注入を介し施工を行うような地盤改良技術が、軟弱地盤改良工事等において盛んに利用されるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような従来技術に基づく地盤改良技術では、地盤中に注入した改良材が地中に逸走して地盤改良の不均一さを生じさせたり、また、逸走等の結果として地下水を汚染して公害問題などが生ずる虞があった。
【０００５】
また、サンドドレーンやケミコパイル工法等では地盤中に充填した改良材の上部に盛り土をしたり、さらに、その上載荷荷重によって排水を行うようにするなどの技術にあっては、施工精度が不均一になる不具合があるばかりでなく、施工の機械の大きさが飛行場滑走路のような既設構造物直下の施工に好ましくないという不具合があった。
【０００６】
〔第２の従来の技術〕
我が国は世界有数の地震国であり、激震が生ずることもある。このような激震が生ずると、上述在来工法によって改良された軟弱地盤中の地下水の透水性が変化し、甚だしい液状化現象を生じ、初期の地盤改良の意味が無くなってしまうという欠点があった。
【０００７】
特に、半永久的に使用する施設における大規模な既設構造物（飛行場，ハイウェイ，岸壁等の既設構造物）あっては、液状化現象が発生すると、致命的打撃を与える虞があった。
【０００８】
これに対し、非流動性を有し、自己硬化性で低スランプ（０〜５ｃｍ等）の改良材を地盤中に間欠的に圧入して、固化重積体の積層状の構造物とする地盤改善工法が提案されている。当該工法は、所謂コンパクショングラウチングデンバーシステムとして広く実用に供されるようになってきている。
【０００９】
かかる、コンパクショングラウチングデンバーシステムの工法は、例えば、特開平６−１０８４４９号（特許第２７４３２３２号）公報に開示されているものであり、土木業界において大いなる注目を集めている。
【００１０】
しかしながら、空港やハイウェイや港湾の岸壁等の恒常的な既設構造物にあっては、砂や砕石等の地盤中への注入による一次地盤改良工法を施してあっても、激振等の地震が経時的に少ない回数で起こると、液状化現象が原因で隆起や沈下が生じ、当該既設構造物の本来的機能を全うできない程のダメージを受けることとなる。しかも、その後の使用には耐えられず、また、その機能回復の為に大補修をするには再アスファルト被覆裡の補修等の施工工数が多くなる難点があり、また、コスト的にも極めて高くなる不利な点があった。
【００１１】
而して、当該既設構造物は前述の如く国土の有効利用し得る平野部が限られている我が国の地勢条件にあっては、永久既設構造物としてのその使用において、重要であり、その保全性は極めて注目すべきことであることは言を待たないものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく、国土の狭隘な我が国にあって、限られた平野部を有効に利用し、而も、半永久的な恒常的機能を有する既設構造物の地震等による液状化現象等による機能喪失等の問題点を解決すべき技術的課題とし、従来技術に基づいて一次施工を行った既設構造物下部の地盤の改良を行った後にさらに、一般部的に或いは、一部に上述コンパクショングラウチングデンバーシステムを用いて重ねて強固な地盤改良を施し、液状化現象等が生じても、既設構造物の機能が失われないようにし、建設産業における既設構造物機能保持技術利用分野に益する優れた既設構造物下部の地盤改良方法及び、該方法に直接利用する装置を提供せんとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的は、下記（１）〜（３）に記載の本発明によって達成される。
【００１４】
（１）  限られた拘束時間を使って、既設構造物下部の地盤を、コンパクショングラウチング工法に従って改良施工する際に用いられる地盤改良装置であって、
移動自在な第１の車両に搭載されており、前記既設構造物の表面から下部へ向けて削孔するためのボーリングマシンと、
削孔内に自己硬化性の注入材を圧入するための特殊注入ポンプと、
移動自在な第２の車両に搭載されており、前記特殊注入ポンプへ注入材を供給するための特殊注入プラントと、を有しており、
前記特殊注入ポンプは、前記第１又は第２の車両によって移動自在に牽引されるように構成されており、
当該地盤改良装置は、拘束時間内の施工後に速やかにすべて撤去できるように構成されていることを特徴とする地盤改良装置。
【００１５】
（２）  上記（１）記載の地盤改良装置を使用して、限られた拘束時間を使って、コンパクショングラウチング工法に従い既設構造物下部の地盤を改良するための方法であって、
移動自在な車両に搭載されたボーリングマシンに対して、箱型のスライム収納ピットをセットし、
さらに、前記ボーリングマシンを用いて、前記既設構造物の表面から下部へ向けて削孔し、
次いで、移動自在な車両に牽引可能に構成された特殊注入ポンプを用いて、削孔内に自己硬化性の注入材を圧入し、
拘束時間内の施工後に速やかに前記地盤改良装置をすべて撤去することを特徴とする地盤改良方法。
【００１６】
（３）  上記（１）記載の地盤改良装置を使用して、限られた拘束時間を使って、既設構造物である滑走路下部の地盤を、コンパクショングラウチング工法に従い改良するための方法であって、
移動自在な車両に搭載されたボーリングマシンを用いて、前記滑走路の表面から下部へ向けて削孔し、
次いで、移動自在な車両に牽引可能に構成された特殊注入ポンプを用いて、削孔内に自己硬化性の注入材を圧入し、
航空機の不測の離着陸に備えて、滑走路路面保護用キャップを成す蓋体を前記削孔の上部に被冠させることを特徴とする地盤改良方法。
【００１７】
〔作用〕
地震により地盤に液状化現象が生じた場合であっても、既設構造物（飛行場，ハイウェイ，岸壁等）の機能が維持されるように、既設構造物の下部地盤に対しては、コンパクショングラウチングデンバーシステムによる地盤改良施工を行う必要がある。
【００１８】
そこで、まず、当該既設構造物の下部地盤の表面に、直径７センチ等の削孔を、車載したボーリングマシン等を用いて所定間隔で穿設する。次いで、当該削孔に対し、非流動性で自己硬化性であって低スランプ等（０〜５ｃｍ等）のモルタルを、牽引タイプの特殊注入ポンプを使って、間欠的に当該地盤中に圧入する。
【００１９】
この圧入により周囲の地盤が圧縮強化され、既設構造物下部の地盤の強度，剛性がアップして、液状化現象の発生が確実に防止されることとなって、既設構造物の機能が充分に維持される。
【００２０】
また、低スランプの注入材が静的に圧入されるが為に、振動や騒音等の環境悪化等の現象も生ぜず、通信施設等の付帯構造物に何ら悪影響を与えない。
【００２１】
さらに、飛行場（空港）における夜間の施工作業等を行うことにより、拘束時間後の翌朝には、再び当該飛行場（空港）の機能が回復できるように当該デンバーシステムのボーリングマシンや特殊注入プラント等の施設は車載式にして相互にセットリセットが施工現場において行われ、何等機能の実使用には障害にならないようにするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、この出願の発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
〔本発明の概略構成〕
図１は、飛行場（空港）の一部を示す断面図である。
図１において、地盤１上の滑走路２の外側（両外側）の部分には、予備的作業ヤード３が設けられている。この作業ヤード３の部分では、注入材６が車載式の特殊注入プラント４に供給され、その前部には滑走路２のコンパクショングラウチング施工部分に移動自在な複数の特殊注入ポンプ７が、特殊注入プラント４からの材料供給を受け、注入ホース５０を介してコンパクショングラウチング施工部分に接続される。
【００２４】
特殊注入ポンプ７は、図２に示すように、ボーリングマシンプラント８の車両（４ｔユニック（登録商標））１１に牽引されるようになっており、また、滑走路２への搬入及び滑走路２からの撤去が自在に行えるように構成されている。このボーリングマシンプラント８の車両１１には、発電機１３，ボーリングマシン１４，クレーン１５が搭載してある。
【００２５】
また、特殊注入ポンプ７の中間部分には、図１に示すように、注入ロッドリフト装置９が流量圧力監視装置１０と共にセットされるようになっている。
【００２６】
〔各プラントの詳細〕
次に、各プラントについて図３以下の図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図３において、車両（４ｔユニック）１１は、送水ポンプ１２，発電機１３，ボーリングマシン１４等を使用自在に構成されている。上述構成において、滑走路２の長手方向所定間隔にボーリングできるように、クレーン１５を利用してボーリングマシン１４を所定にセットするようになっている。
【００２８】
ボーリングマシン１４には、図３に示すように、スライム回収箱１７が設けられている。このスライム回収箱１７は、図５に示すように、注入ロッド穴２２及び水中ポンプ水をセットするボックス２３を有している。注入ロッド２１の先端には、図４に示すように、滑走路２の長手方向に所定ピッチを介して削孔するメタルクラウン２４及びスタビライザー２５をセット自在にしている。
【００２９】
図７に示すように、２０ｔトラックに車載の特殊注入プラント４には（図１０参照）、ミキシングオーガー４５を介して、特殊注入ポンプ７，７が選択的に接続自在にされている。
【００３０】
次に、図６を参照して削孔１台当たりの配置及び作業員の配置を説明すると、車両１１の発電機１３及び送水ポンプ１２からボーリングマシン１４に対しては、循環ホース，送水ホース７１が接続されており、ボーリングマシン１４の近傍には作業員１６，１６が配置されている。
【００３１】
次に、コンパクショングラウチング圧入用の特殊注入プラント４は、散水車とロッド洗浄所を両側にセットした特殊デンバーシステム施工用の車両（２０ｔトラック）３３に発電機１８と共に車載され（図１０参照）、図８に示すように特殊注入ポンプ７，注入ロッドリフト装置９を配置している。
【００３２】
なお、特殊注入ポンプ７の注入ロッドリフト装置９に対する接続は、注入ホース使った作業員１６による選択的な作業により継続的に行う。
【００３３】
また、図１０に示すように、車両３３は、発電機１８，分電盤３６を搭載し、特殊注入プラント４も搭載し、さらにセメントサイロ３７も搭載し、最後部にはミキシングオーガー４５を上昇させて取り付けているものである。
【００３４】
〔削孔・グラウチング〕
図３，４に示すように、クレーン１５，作業員１６を使って、車両１１からボーリングマシン１４を、滑走路２の所定削孔部位に下ろして、削孔を完了する。そして、図８に示すように、注入ロッドリフト装置９を介して、特殊注入ポンプ７から注入材を固化重積体４１状に圧入する作業を行う。
【００３５】
この注入材圧入作業を行うに際しては、続いて移動されてきた車両３３の特殊注入プラント４（図１０参照）から、特殊注入ポンプ７及び流量圧力監視装置１０を介して、作業員１６によりベント管（アナログ式圧力計付）４８を注入ロッド２１に接続する。
【００３６】
次いで、特殊注入ポンプ７を持続的に反復作動させることにより、注入ホース５０を介して注入材を自在に反復して圧入し、図８に示すように固化重積体４１を地盤中に形成する。これにより、周囲地盤を圧縮緊締し間隙率を小さくして、液状化現象の発生が予防されるようになる。
【００３７】
なお、図８，９において、符号５０は注入ホースを示し、符号５１は下側がテーパーネジになっている注入ヘッドを示し、符号５２はクランプを示している。
【００３８】
そして、滑走路２に対する削孔を行うには、図１１に示すように、滑走路２中に直径１０センチ程度の削孔を行って、注入ロッド２１を搬入セットする。また、その上部に埋設金物３９を挿入セットし、さらに、蓋体（滑走路路面保護用キャップ）４０を作業中の航空機の不測の離陸着陸に備えて被冠させ、コンクリートボンドを充填し施工を完了する。
【００３９】
そして、該削孔が行われて、コンパクショングラウチング施工が一旦完了すると次ぎの削孔とコンパクショングラウチングを移向的に行って反復する。
【００４０】
なお、削孔２２は滑走路２の長手方向に一定間隔を介して、行うばかりでなく幅方向にも所定間隔を介して行うようにされるものである。
【００４１】
〔本発明のメリット〕
そして、作業着手時点においては、４ｔユニックトラック式のボーリングマシンプラント８のボーリングマシン１４や、２０ｔトラックである車両３３の特殊注入プラント４が車載式にされていることにより、予備的作業ヤード３から滑走路２の作業部位に早急に移動することができる。その結果として、拘束時間内の施工後は、所定の作業準備ヤード３の部位に撤去することがスムーズに行われて、航空機の離着陸には何等支障はないという格別の効果が達成されるものである。
【００４２】
また、作業中における航空機における離着陸についても、注入ロット２１の上部には図１１に示す様に滑走路路面保護用キャップ４０が被冠固着されるようになっているために、その滑走路面にとって何等障害とはならないものである。
【００４３】
そして、削孔に固化重積体された静的圧入により充填された非流動性で低スランプ（０〜５ｃｍ）の固化重積体４１（図１，８参照）は、滑走路２の周辺地盤を圧縮強化し、地盤の間隙率を小さくする。
【００４４】
しかも、固化重積体の圧入は、バイブロハンマー等を用いる事なく特殊注入ポンプ７により注入ホース５０を介し圧入されるために、極めて静的であり、周辺に対する振動や騒音が無く周辺施設等に対する障害は生じない。また、通信施設等に対する振動等の影響もない。
【００４５】
また、図４，図５に示す送水によるスライムの排除はスライム収納箱１７内において、充分に回収されて、無公害裡に廃棄することができる。
【００４６】
なお、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るものでないことは勿論であり、例えば、ハイウェイ等の既設構造物に対しても行われ得ることは勿論のことである。
【００４７】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、飛行場等の既設構造物が地震によってその基礎地盤が液状化現象等を生ずる恐れがある場合に、コンパクショングラウチングデンバーシステム工法を用いて当該地盤中に固化重積体を静的に圧入して周辺地盤を圧密、締め固めするために当該液状化の地盤の間隙率が低くなって復旧現象が生ぜず、既設構造物の機能保全が確実に図られる。
【００４８】
また、この出願の発明によれば、既設構造物の下部地盤に対するコンパクショングラウチングデンバーシステムによる液状化防止機能等を果たす施工を行うに、諸プラントを車載式にして、予備作業ヤードで材料等を積み込み、特殊注入ポンプと注入ロッドを注入ホースで接続するようになっている。これにより、舗装等を一次撤去した場合には、翌朝までに仮復旧がすることができ、保安施設等への影響は容易に避けられるという優れた効果が奏される。
【００４９】
また、ボーリングマシンや特殊注入プラント等を車載式にしたことにより、移動性が高められ夜間等の限られた拘束時間内で施工作業が確実に行われるという優れた効果が奏される。
【００５０】
そして、既設構造物の下部地盤にコンパクショングラウチングデンバーシステムの施工を行う際に、当該地盤の表面に１０センチ等の穴を穿設することにより、当該地盤の表面硬さが高い場合にも、容易に施工が行えるという点が振動騒音を伴わない静的な施工であることと相俟って設計通りに、又、即応的に行うことが出来る優れた効果が奏される。
【００５１】
また、液状化現象防止のための地盤改良をコンパクショングラウチングプラント方式により行うために、圧密沈下等によった不測の地盤沈下の修正が各種施設を用いながら行うことが出来るという利点もある。
【００５２】
なお、４トンユニックからボーリングマシンを下ろす場合にも作業員による取り扱いが極めて容易であり、作業能率も良く設計通りの施工が確実に行えるという効果がある。
【００５３】
また、この出願の発明によれば、ボーリングマシンや特殊注入プラントを車載式にしたことにより移動の容易性を高められている。その結果、飛行場（空港）等の恒常的に機能する既設構造物の下部地盤の液状化を防止する目的で、コンパクショングラウチング施工を行うにあたって、夜間から早朝までの限られた時間帯内に施工を能率良くすることができるという優れた効果が奏される。
【００５４】
そして、各移動式のプラントにおいては、一般的に小型小サイズにできるために高さを制限することができることにより作業性が著しく高まり、その点施工能率において極めて優れるという優れた効果が奏される。
【００５５】
そして、プラントを車載式にすることにより、作業ヤードの位置の制約をなくし、保安施設等の機能に障害を与えないという効果も奏される。
【００５６】
なお、各削孔対するコンパクショングラウチングデンバーシステムによる施工が均一に行われるために地盤の表面の凹凸等が避けられる効果もある。
【００５７】
また、舗装等を一時的に撤去した場合に、短時間で仮復旧ができるという効果も奏される。
【００５８】
また、削孔の上部に滑走路路面保護用キャップ方式で埋め込むことができるために、飛行場（空港）等における作業中の不測の航空機の離陸発着等に何等障害無く行われるという利点もある。
【００５９】
また、激震などの地震により、液状化現象が生じるような虞がある場合にも周辺施設等を含めてその通常の機能が保てるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  飛行場（空港）の一般部の法断面図である。
【図２】  ボーリングマシンを搭載した車載式の４トンユニックと牽引している特殊注入ポンプの側面図である。
【図３】  ４トンユニックからボーリングマシンの積み下ろしを行ってセットする状態の側面図である。
【図４】  セットされたボーリングマシンの送水ホースとの取り合い側面図である。
【図５】  スライム収納箱の概略指図である。
【図６】  ボーリングマシンのセットの態様図である。
【図７】  車載式の特殊注入プラントから特殊注入ポンプへの接続態様の平面図である。
【図８】  滑走路の内部地盤に対する固化重積体の圧入態様の側面図である。
【図９】  注入ロッドリフト装置と固化重積体注入態様の分解側面図である。
【図１０】  特殊注入プラントのユニックの側面図である。
【図１１】  滑走路路面保護用キャップ断面図である。
【符号の説明】
１              地盤
２              滑走路（既設構造物）
３              作業ヤード
４              特殊注入プラント
５              発電機
６              注入材
７              特殊注入ポンプ
８              ボーリングマシンプラント
９              注入ロッドリフト装置
１０            流量圧力監視装置
１１            車両（４ｔユニック）
１２            送水ポンプ
１３            発電機
１４            ボーリングマシン
１５            クレーン
１６            作業員
１７            スライム回収箱
１８            発電機
１９            ホッパー
２１            注入ロッド
３３            車両（２０ｔトラック）
３５            車両
３６            分電盤
３７            セメントサイロ
３９            埋設金物
４０            蓋体（滑走路路面保護用キャップ）
４５            ミキシングオーガー
４７            流量圧力計
４８            ベント管
５０            注入ホース
５１            注入ヘッド
５２            クランプ
７１            送水ホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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