(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第一排泥口が列状に形成されているとともに先端が閉塞された外管と、
先端部に第二排泥口が形成されているとともに前記外管に内挿された内管と、
前記第二排泥口の後方において前記内管の外面に設置されたパッカーと、を備える排泥管であって、
前記パッカーは、前記第二排泥口を最先部の前記第一排泥口よりも先端側に位置させた際に、最先部の該第一排泥口よりも先端側に位置させた第一パッカーと、最後部の該第一排泥口の後方に位置させた第二パッカーとの少なくとも２つで構成され、
前記パッカーにより、前記外管と前記内管との隙間が閉塞されることを特徴とする、排泥管。
【請求項２】
最後部の前記第一排泥口の後方に設置されたパッカーを備え、当該パッカーにより前記外管と前記内管との隙間が閉塞されることを特徴とする、請求項１に記載の排泥管。
【請求項３】
前記第二排泥口が、前記内管の先端面に形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の排泥管。
【請求項４】
前記第二排泥口が、前記内管の側面に形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の排泥管。
【請求項５】
前記パッカーは、膨張することで前記外管の内面および前記内管の外面に密着し、前記隙間を閉塞することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の排泥管。
【請求項６】
噴射管と排泥管とを地中に配置する配置工程と、  前記噴射管から改良体を噴射するとともに、前記排泥管により排泥を行う改良工程と、を備える地盤改良方法であって、  前記排泥管は、複数の第一排泥口を有するとともに先端が閉塞された外管と、先端部に第二排泥口を有するとともに前記外管に内挿される内管と、前記第二排泥口の後方において前記内管の外面に設置されたパッカーとを有していて、  前記配置工程では、最先端の前記第一排泥口の前方に前記パッカーを位置させるとともに、前記パッカーにより前記外管と前記内管との隙間を閉塞し、  前記改良工程では、前記噴射管による噴射攪拌が行われる改良ゾーンに最も近い前記第一排泥口の後方に前記パッカーを位置させるとともに、前記パッカーにより前記外管と前記内管との隙間を閉塞することを特徴とする、地盤改良方法。
【請求項７】
前記配置工程では、最後部の前記第一排泥口の後方に他のパッカーを位置させ、当該パッカーにより前記外管と前記内管との隙間を閉塞することを特徴とする、請求項６に記載の地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平噴射攪拌に使用する排泥管および地盤改良方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
噴射攪拌による地盤改良では、改良体を噴射しつつ排泥することで地盤内の圧力を調整し、地表面における隆起等を防止するのが一般的である。
【０００３】
例えば、水平噴射攪拌による地盤改良では、排泥口が形成された排泥管を噴射管の上方に埋設しておくことで、圧力上昇時の排泥を行う。
排泥管として複数の排泥口が形成されたものを使用すれば、改良ゾーンの移動に伴い排泥管を配設する手間を省略することができる。
【０００４】
ところが、従来の排泥管では、地盤内に配設する際に排泥口から排泥管内に土砂が入り込む場合がある。排泥管内に土砂が入り込むと、土砂により閉塞されて排泥不能になるおそれがある。
【０００５】
排泥管を地盤内に設置する際に内部が閉塞されない工法として、特許文献１には、複数の排泥口が形成された排泥管を、排泥口を閉じた状態で地中に埋設し、噴射攪拌時に排泥口を開放する地盤改良方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６４７５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の地盤改良方法では、噴射攪拌時に全ての排泥口が開放された状態となるため、意図しない排泥口から排泥されることがあり、所望の形状や強度による地盤改良ができなくなるおそれがあった。
また、改良ゾーン以外の排泥口における土砂が流出や流入することにより、改良ゾーンからの排泥が阻害され、排泥不良が生じるおそれもあった。
【０００８】
このような観点から、本発明は、排泥不良が生じることを防止し、かつ、水平噴射攪拌による地盤改良を高品質に行うことを可能とした排泥管および地盤改良方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の排泥管は、複数の第一排泥口が列状に形成されているとともに先端が閉塞された外管と、先端部に第二排泥口が形成されているとともに前記外管に内挿された内管と、
前記第二排泥口の後方において前記内管の外面に設置されたパッカーと、を備える排泥管であって、前記パッカーは、前記第二排泥口を最先部の前記第一排泥口よりも先端側に位置させた際に、最先部の該第一排泥口よりも先端側に位置させた第一パッカーと、最後部の該第一排泥口の後方に位置させた第二パッカーとの少なくとも２つで構成され、前記パッカーにより、前記外管と前記内管との隙間が閉塞されることを特徴としている。
【００１０】
かかる排泥管によれば、排泥管を地盤内に設置する際に、内管の内部に土砂が入り込むことを防止することが可能となる。
また、内管を移動させて第二排泥口の位置を改良ゾーン近傍の第一排泥口に配置するとともに、パッカーで隙間を閉塞すれば、改良ゾーン近傍の第一排泥口を開放させるとともに意図しない排泥口からの土砂の流出入を防止することができる。
【００１１】
最後部の前記第一排泥口の後方にパッカーが設置されており、当該パッカーにより前記外管と前記内管との隙間が閉塞されていれば、排泥管の後部において外管と内管との隙間に土砂が入り込むことを防止することができる。そのため、外管内での内管の移動が阻害されることがない。
【００１２】
前記第二排泥口は、前記内管の先端面に形成されていてもよいし、前記内管の側面に形成されていてもよい。
【００１３】
前記パッカーが、膨張することで前記外管の内面および前記内管の外面に密着し、前記隙間を閉塞するものであれば、外管内での内管の移動がパッカーにより阻害されることがない。
【００１４】
また、本発明の地盤改良方法は、噴射管と排泥管とを地中に配置する配置工程と、前記噴射管から改良体を噴射するとともに、前記排泥管により排泥を行う改良工程とを備える地盤改良方法であって、前記排泥管は、複数の第一排泥口を有するとともに先端が閉塞された外管と、先端部に第二排泥口を有するとともに前記外管に内挿される内管と、前記第二排泥口の後方において前記内管の外面に設置されたパッカーとを有していて、前記配置工程では、最先端の前記第一排泥口の前方に前記パッカーを位置させるとともに、前記パッカーにより前記外管と前記内管との隙間を閉塞し、前記改良工程では、前記噴射管による噴射攪拌が行われる改良ゾーンに最も近い前記第一排泥口の後方に前記パッカーを位置させるとともに、前記パッカーにより前記外管と前記内管との隙間を閉塞することを特徴としている。
【００１５】
かかる地盤改良方法によれば、配置工程において排泥管内に土砂が入り込むことを防止できる。また、改良工程において意図しない第一排泥口に土砂が入り込むことも防止できる。
【００１６】
前記配置工程では、最後部の前記第一排泥口の後方に他のパッカーを位置させ、当該パッカーにより前記外管と前記内管との隙間を閉塞すれば、排泥管の後部において外管と内管との隙間に土砂が入り込むことを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排泥管および地盤改良方法によれば、排泥不良が生じることが防止され、かつ、水平噴射攪拌による地盤改良を高品質に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は第一の実施の形態に係る排泥管を示す断面図である。
【図２】（ａ）は第一の実施の形態に係る削孔工程を示す縦断図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した断面図、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）は図２に続く工程を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した断面図、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）は図３に続く工程を示す縦断面図、（ｂ）は配置工程を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図５に続く工程を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した断面図である。
【図６】（ａ）は噴射工程を示す縦断図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は第二の実施の形態に係る排泥管を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第一の実施の形態について説明する。
本実施形態の排泥管１は、図１の（ａ）に示すように、外管１０と内管２０とパッカー３０とを備えた二重管構造により構成されている。
【００２０】
外管１０は、先端が閉塞されている。外管１０の側面には、複数の第一排泥口１１，１１，…が、軸方向に沿って間隔をあけて列状に形成されている。
本実施形態では、１列の第一排泥口１１が形成されている場合について説明するが、第一排泥口１１は、複数列形成されていてもよい。また、各列に形成された第一排泥口１１，１１，…の位置をずらすことで、第一排泥口１１，１１，…を千鳥状に配置してもよい。なお、第一排泥口１１の数は限定されるものではなく、外管１０の長さや、地盤改良の範囲等に応じて適宜設定すればよい。
【００２１】
外管１０の材質は限定されるものではないが、本実施形態では、塩化ビニル管により構成する。
【００２２】
内管２０は、外管１０の内径よりも小さな外径を有した管材により構成されていて、外管１０に内挿されている。
内管２０は、外管１０の内部を軸方向に移動可能である（図１の（ｂ）参照）。
【００２３】
内管２０の先端面は開口しており、第二排泥口２１となっている。
内管２０の材質は限定されるものではないが、本実施形態では、鋼管により構成する。
【００２４】
パッカー３０は、内管２０の外面に周設（設置）されている。
パッカー３０は、樹脂製の袋状部材により構成されており、内部に液体または気体を注入することで膨張する。
【００２５】
パッカー３０は、膨張することで、外管１０の内面および内管２０の外面に密着し、外管１０と内管２０との間に形成された隙間Ｓを遮蔽する。
【００２６】
本実施形態では、２つのパッカー３０（第一パッカー３１および第二パッカー３２）が内管２０の外面に固定されている。
【００２７】
第一パッカー３１は、第二排泥口２１の後方に設置されている。すなわち、第一パッカー３１は、内管２０の先端が外管１０の先端部に位置した状態では、最先部の第一排泥口１１よりも先端側に位置する。
【００２８】
第二パッカー３２は、内管２０の先端が外管１０の先端部に位置した状態（第一パッカー３１が最先部の第一排泥口１１よりも先端側に位置した状態）においても、最後部の第一排泥口１１の後方に位置する。
【００２９】
なお、パッカー３０の材質、配置、数量等は、限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
例えば、本実施形態では、複数の第一排泥口１１，１１，…を前後から挟むようにパッカー３０を配設しているが、複数の第一排泥口１１，１１，…の中間部にパッカー３０を配設してもよい。
【００３０】
次に、排泥管１を利用した地盤改良方法について説明する。
本実施形態の地盤改良方法は、削孔工程と、配置工程と、改良工程とを備えている。
【００３１】
削孔工程は、地盤Ｇを削孔して、排泥管挿入孔ｈ１（図４の（ｂ）参照）および噴射管挿入孔ｈ２（図３の（ｃ）参照）を形成する工程である。
【００３２】
本実施形態では、まず、噴射管挿入孔ｈ２を形成する。
噴射管挿入孔ｈ２は、図２の（ａ）に示すように、削孔機４０により削孔管４１を介して地盤Ｇを削孔することにより形成する。
【００３３】
削孔管４１の材質は限定されるものではないが、本実施形態では鋼管を使用する。
削孔管４１の先端部は、傾斜しており、いわゆる竹割り型を呈している。
【００３４】
削孔管４１の先端部の内部は、図２の（ｂ）に示すように、インナーヘッド４２により塞がれている。
【００３５】
インナーヘッド４２は、鋼製部材からなり、削孔管４１の先端を遮蔽して、削孔管４１の内部に土砂が入り込むことを防止する。
【００３６】
インナーヘッド４２の先端は、削孔管４１の先端形状に応じて、いわゆる竹割り型に傾斜している。
インナーヘッド４２の後端には、回収用ロッド４３（図２の（ｃ）参照）が接続される。回収用ロッド４３の接続部の構成は限定されるものではないが、本実施形態では、雌ネジからなる。
【００３７】
噴射管挿入孔ｈ２の削孔が完了したら、図２の（ｃ）に示すように、インナーヘッド４２に回収用ロッド４３を接続し、削孔管４１を残置させた状態で、インナーヘッド４２を回収する。
なお、回収用ロッド４３の先端部には、インナーヘッド４２の雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。
【００３８】
本実施形態では、噴射管挿入孔ｈ２の削孔後、回収用ロッド４３を削孔管４１内に挿入して、インナーヘッド４２に螺着させた後、回収ロッド４３を引き抜くことで、インナーヘッド４２を回収する。
なお、回収ロッド４３は、予めインナーヘッド４２に固定されていてもよい。
【００３９】
インナーヘッド４２を回収したら、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、削孔管４１内にガイド管４４を挿入する。
【００４０】
ガイド管４４を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では塩化ビニル管を使用する。
【００４１】
ガイド管４４を所定の位置に配置したら、図３の（ｃ）に示すように、削孔管４１を回収する。
【００４２】
次に、噴射管挿入孔ｈ２の上方に、排泥管挿入孔ｈ１を削孔する。
排泥管挿入孔ｈ１の削孔は、図４の（ａ）に示すように、削孔管４１を介して削孔機４０により行う。
なお、削孔機４０および削孔管４１には、噴射管挿入孔ｈ２を削孔する際に使用したものを使用する。
【００４３】
削孔管４１を所定の位置まで挿入したら、削孔管４１を残置させた状態で、インナーヘッド４２を回収する（図２の（ｃ）参照）。
【００４４】
配置工程は、削孔工程において形成された排泥管挿入孔ｈ１および噴射管挿入孔ｈ２を利用して、排泥管１および噴射管２を地中に配置する工程である。
【００４５】
まず、図４の（ｂ）に示すように、削孔管４１内に排泥管１を挿入する。
このとき、排泥管１は、図１の（ａ）の状態で挿入する。すなわち、内管２０の第二排泥口２１を最先部の第一排泥口１１よりも先端側に位置させるとともに、第一パッカー３１および第二パッカー３２を膨張させて隙間Ｓを閉塞しておく。このようにすると、第一排泥口１１から第二排泥口２１への経路が第一パッカー３１により遮蔽されているため、内管２０の内部に土砂が入り込むことがない。
【００４６】
なお、第一排泥口１１から土砂が入り込んだとしても、第二パッカー３２により隙間Ｓが閉塞されているため、最後部の第一排泥口１１よりも後方に土砂が入り込むこともない。
【００４７】
排泥管１を所定の位置に配置したら、図４の（ｃ）に示すように、削孔管４１を回収する。
【００４８】
次に、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、ガイド管４４を貫通させて、噴射管２を所定の位置に配置する。
【００４９】
改良工程は、図６の（ａ）に示すように、噴射管２から改良ゾーンＡに改良体を噴射するとともに、排泥管１により排泥を行う工程である。
【００５０】
まず、図１の（ｂ）に示すように、パッカー３０を収縮させた状態で内管２０を後退させ、改良ゾーンＡに最も近い第一排泥口１１の後方に第一パッカー３１を位置させる（図１の（ｃ）参照）。
【００５１】
次に、図１の（ｃ）に示すように、第一排泥口１１の後方に位置させた第一パッカー３１および第二パッカー３２を膨張させる。こうすることで、第一排泥口１１から第二排泥口２１まで連通する排泥経路を確保するとともに、外管１０と内管２０との隙間Ｓ（他の経路）を閉塞する。
【００５２】
続いて、図６の（ａ）に示すように、噴射管２から改良ゾーンＡに改良体を噴射する。
また、改良体の噴射と同時に排泥管１による排泥を行う。
【００５３】
改良工程では、噴射管２を後退させることで、改良ゾーンＡを随時移動させながら改良を行う。改良ゾーンＡの移動（噴射管２の後退）に伴い、図６の（ｂ）に示すように、内管２０も後退させて、改良ゾーンＡに最も近い第一排泥口１１から排泥を行う。
【００５４】
本実施形態の排泥管１および地盤改良方法によれば、排泥管１（内管２０）が閉塞されることなく、排泥不良が生じることが防止され、かつ、水平噴射攪拌による地盤改良を高品質に行うことが可能となる。
【００５５】
内管２０を移動させて第二排泥口２１の位置を改良ゾーンＡ近傍の第一排泥口１１に配置するとともに、パッカー３０で隙間を閉塞しているため、改良ゾーンＡ近傍の第一排泥口１１を開放させるとともに意図しない排泥口１１からの土砂の流出入を防止することができる。
また、排泥管１を地盤内に設置する際に、内管２０の内部に土砂が入り込むことが防止されている。
【００５６】
第二パッカー３２により最後部の第一排泥口１１の後方において外管１０と内管２０との隙間を閉塞することで、排泥管１の後部において外管１０と内管２０との隙間に土砂が入り込むことが防止されている。そのため、外管１０内での内管２０の移動が阻害されることがない。
【００５７】
パッカー３０は収縮可能に構成されているため、外管１０内での内管２０の移動がパッカー３０により阻害されることがない。
【００５８】
噴射管挿入孔ｈ２の削孔に使用した削孔機および削孔管を、排泥管挿入孔ｈ１の削孔でも使用することで、設備費や材料費の削減が可能となる。
【００５９】
次に、第二の実施の形態に係る排泥管１ついて説明する。
排泥管１は、図７の（ａ）に示すように、外管１０と内管２０とパッカー３０とを備えた二重管構造により構成されている。
【００６０】
外管１０の構成は、第一の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６１】
内管２０は、外管１０の内径よりも小さな外径を有した管材により構成されていて、外管１０に内挿されている。
内管２０は、外管１０の内部を移動可能である（図１の（ｂ）参照）。
【００６２】
内管２０の側面には、第二排泥口２１が形成されている。
内管２０の材質は限定されるものではないが、本実施形態では、鋼管により構成する。
【００６３】
パッカー３０は、内管２０の外面に周設（設置）されている。
本実施形態では、３つのパッカー３０（第一パッカー３１、第二パッカー３２および第三パッカー３３）が内管２０の外面に固定されている。
【００６４】
第一パッカー３１は、内管２０の先端部であって、第二排泥口２１の後方に設置されている。第一パッカー３１は、内管２０の先端が外管１０の先端部に位置した状態では、最先部の第一排泥口１１よりも先端側に位置する。
【００６５】
第二パッカー３２は、内管２０の先端が外管１０の先端部に位置した状態（第一パッカー３１が最先部の第一排泥口１１よりも先端側に位置した状態）においても、最後部の第一排泥口１１の後方に位置する。
【００６６】
第三パッカー３３は、内管２０の第二排泥口２１よりも先端側に設置されている。なお、第三パッカー３３は、必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。
【００６７】
この他のパッカー３０の構成は、第一の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
排泥管１を利用して地盤改良を行う場合には、まず、パッカー３０を収縮させた状態で内管２０を後退させる。内管２０の後退は、改良ゾーンＡに最も近い第一排泥口１１の後方に第一パッカー３１が位置するまで行う（図７の（ｂ）参照）。
【００６９】
次に、図７の（ｂ）に示すように、第一排泥口１１の前後に位置された第一パッカー３１および第三パッカー３３を膨張させる。こうすることで、第一排泥口１１から第二排泥口２１まで連通する排泥経路を確保するとともに、外管１０と内管２０との隙間Ｓ（他の経路）を閉塞する。
【００７０】
続いて、噴射管２から改良ゾーンＡに改良体を噴射すると同時に排泥管１による排泥を行う。
【００７１】
なお、この他の第二の実施の形態に係る排泥管１を利用した地盤改良方法の各作業手順は、第一の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７２】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００７３】
例えば、前記各実施形態では、第二パッカーを配置する場合について説明したが、第二パッカー３２は、必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。
また、前記各実施形態では、第二パッカーを内管の外面に固定したが、第二パッカーは外管の内面に固定してもよい。
【００７４】
また、パッカー３０は、隙間Ｓを閉塞することが可能であればその構成は限定されるものではなく、必ずしも袋状の部材である必要はない。
【００７５】
前記実施形態では、噴射管挿入孔を先に削孔するものとしたが、排泥管挿入孔を先に削孔してもよいし、噴射管挿入孔および排泥管挿入孔を同時に削孔してもよい。
【００７６】
前記実施形態では、噴射管を配置する際にガイド管を利用する場合について説明したが、ガイド管を利用することなく噴射管を配置してもよい。
【００７７】
前記実施形態では、いわゆる自在ボーリングを利用して排泥管および噴射管を地中に配置したが、排泥管および噴射管の配置方法はこれに限定されるものではない。例えば、立坑を利用して水平ボーリングを行ってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１    排泥管
２    噴射管
１０  外管
１１  第一排泥口
２０  内管
２１  第二排泥口
３０  パッカー
３１  第一パッカー
３２  第二パッカー
Ａ    改良ゾーン
Ｇ    地盤
Ｓ    隙間
【図１】
0005702238.tif 000002
【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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