(57)【要約】【課題】注入計画範囲において均一な地盤改良を行うことができ、かつ出来形管理を精度よく行うことができる。【解決手段】長距離薬液注入を使用して薬液注入地盤改良による地盤止水方法であって、第１ゲルタイムを有する第１ゲルタイム薬液と、第１ゲルタイムより長い第２ゲルタイムを有する第２ゲルタイム薬液と、を備え、上方から見た平面視で地盤改良領域２の外周部に第１ゲルタイム薬液を注入して外周改良壁２Ａを地盤改良する工程と、外周改良壁２Ａの内側に第２ゲルタイム薬液を注入して内周改良壁２Ｂを地盤改良する工程と、を有する地盤止水方法を提供する。【選択図】図１
2022003198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長距離薬液注入を使用して薬液注入地盤改良による地盤止水方法であって、
第１ゲルタイムを有する第１ゲルタイム薬液と、
前記第１ゲルタイムより長い第２ゲルタイムを有する第２ゲルタイム薬液と、を備え、
上方から見た平面視で地盤改良領域の外周部に前記第１ゲルタイム薬液を注入して外周改良壁を地盤改良する工程と、
前記外周改良壁の内側に前記第２ゲルタイム薬液を注入して内周改良壁を地盤改良する工程と、
を有することを特徴とする薬液注入地盤改良による地盤止水方法。
【請求項２】
前記内周改良壁のさらに内側に前記第２ゲルタイム薬液よりも長い第３ゲルタイムを有する第３ゲルタイム薬液を注入して中央改良部を地盤改良する工程を有していることを特徴とする請求項１に記載の薬液注入地盤改良による地盤止水方法。
【請求項３】
前記中央改良部は、径方向に複数段設けられ、
前記第３ゲルタイムは、径方向の外側から内側に向けて長い薬液により地盤改良されていることを特徴とする請求項２に記載の薬液注入地盤改良による地盤止水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤止水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤への薬液注入工法として、例えば特許文献１に示されるようなゲルタイムの短い薬液を用いて例えば直径０．５〜１．０ｍの球状に注入しているのが一般的である。
【０００３】
これに対して、ゲルタイムの長い薬液を使用して直径２ｍ以上の薬液注入をする長距離薬液注入工法が近年開発されてきている。このような長距離薬液注入工法では、注入ロッドの施工数を減らすことができるため、平面的に広範囲を改良する場合や既存の建物躯体下部を改良する場合に工期や工費の低減を図ることができる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−７０３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の長距離薬液注入工法による施工では、以下のような問題があった。
すなわち、注入した薬液が地盤の透水性の高い箇所を選択的に浸透してしまうため、注入計画範囲を均一に改良することが難しいといった問題があった。
【０００６】
また、薬液注入は施工時に注入圧と注入流量のみを管理しているのが一般的であることから、長距離薬液注入工法の場合にはとくに出来形を確認することができない。
そのため、注入計画範囲を確実に施工できる方法が求められており、その点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、注入計画範囲において均一な地盤改良を行うことができ、かつ出来形管理を精度よく行うことができる地盤止水方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る地盤止水方法は、長距離薬液注入を使用して薬液注入地盤改良による地盤止水方法であって、第１ゲルタイムを有する第１ゲルタイム薬液と、前記第１ゲルタイムより長い第２ゲルタイムを有する第２ゲルタイム薬液と、を備え、上方から見た平面視で地盤改良領域の外周部に前記第１ゲルタイム薬液を注入して外周改良壁を地盤改良する工程と、前記外周改良壁の内側に前記第２ゲルタイム薬液を注入して内周改良壁を地盤改良する工程と、を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、止水性を確実に確保できるゲルタイムの短い第１ゲルタイム薬液で先行して外周改良壁を形成することができ、外周改良壁によって内側改良領域を囲うことができる。これにより外周改良壁の内外の地盤を遮水することができ、外周改良壁の内部を外周改良壁の外方からの水の浸入を防止した状態で掘削したり、杭を切断することが可能となる。その後、外周改良壁の内側の改良領域に対して第１ゲルタイム薬液よりゲルタイムが長い第２ゲルタイム薬液を使用して内周改良壁を形成することができる。
【００１０】
このように本発明では、長短のゲルタイムをもつ薬液を使い分けて打設する薬液注入の施工法となる。そして、確実性のあるゲルタイムの短い薬液注入により先ず改良領域の外周部を囲い、その後、内部地盤の改良を長距離薬液注入により効率的に実施することができる。
したがて、注入計画範囲において均一な地盤改良を行うことができ、かつ出来形管理を精度よく行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係る地盤止水方法は、前記内周改良壁のさらに内側に前記第２ゲルタイム薬液よりも長い第３ゲルタイムを有する第３ゲルタイム薬液を注入して中央改良部を地盤改良する工程を有していることを特徴としてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る地盤止水方法は、前記中央改良部は、径方向に複数段設けられ、前記第３ゲルタイムは、径方向の外側から内側に向けて長い薬液により地盤改良されていることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の地盤止水方法によれば、注入計画範囲において均一な地盤改良を行うことができ、かつ出来形管理を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による地盤止水方法の施工状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す地盤改良領域を下方から見た平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、地盤止水方法の地盤改良手順を示す図であって、図２に対応する平面図である。
【図４】実施例によるマルチストレーナー管の注入構造を示す側面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施例による長距離薬液注入の施工時における注入圧と注入流量の関係を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、実施例による長距離薬液注入の施工時における注入圧と注入流量（累積）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態による地盤止水方法について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態による地盤止水方法は、図１及び図２に示すように、長距離薬液注入を使用して所定の地盤改良領域２に対して複数の段階に分けて薬液注入地盤改良を行うことによって地盤に止水領域を形成する。
ここで、本実施形態では、地盤改良領域２において、上方から見た平面視で中心側を内側を内周側、外側を外周側として以下説明する。また、本実施形態では地盤改良領域２は平面視で略円形に形成され、その中心軸に直交する方向を径方向とする。
【００１７】
本実施形態では、既設の拡底杭３を掘り出す際に、この拡底杭３の周囲に筒状の深礎用ライナー４を掘り下げる。本実施形態による地盤止水方法は、前述した深礎用ライナー４を沈設するときに、拡底杭３の底部３ａを支持する支持地盤を含む領域（地盤改良領域２）である例えば砂礫層を確実に遮水改良する際に適用される施工方法である。そして、地盤改良領域２を改良して止水状態を確保した後、深礎用ライナー４の内側で拡底杭３を掘り出す。
地盤改良領域２は、拡底杭３の底部３ａを支持する中央部から径方向で深礎用ライナー４の外側に広がる領域となっている。
【００１８】
具体的に地盤止水方法としては、第１ゲルタイムを有する第１ゲルタイム薬液を地盤改良領域２の外周部に注入して外周改良壁２Ａを地盤改良する工程と、第１ゲルタイムより長い第２ゲルタイムを有する第２ゲルタイム薬液を外周改良壁２Ａの内側に注入して内周改良壁２Ｂを地盤改良する工程と、第２ゲルタイム薬液よりも長い第３ゲルタイムを有する第３ゲルタイム薬液を内周改良壁２Ｂのさらに内側に注入して中央改良部２Ｃを地盤改良する工程と、を有している。
【００１９】
外周改良壁２Ａは、平面視で深礎用ライナー４の径方向外側の領域であって、深礎用ライナー４の下端４ａから上方の領域まで形成されている。中央改良部２Ｃは、拡底杭３の底部３ａを支持する領域である。そして、内周改良壁２Ｂは、外周改良壁２Ａと中央改良部２Ｃとの間の領域である。内周改良壁２Ｂと中央改良部２Ｃは、平面視で深礎用ライナー４の内側の領域となり、ほぼ拡底杭３の底部３ａ付近までの高さとなっている。
【００２０】
図２に示すように、外周改良壁２Ａ、内周改良壁２Ｂ、及び中央改良部２Ｃは、それぞれ注入孔により薬液注入される複数の注入部２１、２２、２３の集合により形成されている。なお、外周改良壁２Ａおよび内周改良壁２Ｂの注入部２１、２２は直径０．５〜１．０ｍの通常の薬液注入工法により施工され、中央改良部２Ｃは直径２．０ｍ以上の長距離薬液注入工法により施工されている。
【００２１】
次に、地盤止水方法を用いた地盤改良の施工手順について、より詳細に説明する。
本実施形態では、図１に示すように、例えば最大径６．７ｍの拡底杭３を掘り出すために深礎用ライナー４を用いて掘り進める際に、拡底杭３の底部３ａの支持地盤である砂礫層を地盤止水方法により確実に遮水改良した後に、拡底杭３を掘り起こす施工である。
【００２２】
先ず、図１及び図３（ａ）に示すように、地表から深礎用ライナー４を設けた後、その深礎用ライナー４の外周部にゲルタイム（第１ゲルタイム）の短い薬液注入をしてリング状の外周改良壁２Ａを施工する。
【００２３】
次に、深礎内部を例えば地下水位ＷＬの上の深さまで深礎用ライナー４内を掘削するとともに、拡底杭３の上部を切断する。図１は、この拡底杭３の上部を切断した状態を示している。その後、図３（ｂ）に示すように、杭巻き込み部となる領域について同様にリング状の内周改良壁２Ｂを施工する。
【００２４】
次に、外周改良壁２Ａ及び内周改良壁２Ｂを作成した後、上述した地下水位ＷＬの上の深さの位置で拡底杭３を切断し、その切断面に複数（ここでは９箇所）のコア（図１に示す符号５）を抜いて注入口を設置し、図３（ｃ）に示す直径２ｍの長距離薬液注入を実施して、中央改良部２Ｃを施工する。この中心部分に長距離薬液注入を採用することにより、その設置数を最小限にすることができ、コア抜きや注入管を設置する作業にかかる時間やコストを低減することができる。
【００２５】
（実施例）
次に、上述した地盤止水方法の効果を裏付けるために実施した実施例について、説明する。
実施例で使用する具体的な長距離薬液注入の仕様例として、図４に示すように、注入方法はマルチストレーナー工法で、注入方式は１ステージ毎ステップアップ注入とし、注入長２ｍ（図４のＬ１）、注入率３６％、換算改良径４．９ｍ、改良体積６２．２ｍ３、施工箇所９箇所、注入量２４８８リットル（改良体１箇所当たり）、注入単位吐出量１２Ｌ／ｍｉｎ以下、ゲルタイム１０分以上、注入材は緩結性シリカゾルグラウト、注入管理は流量圧力管理とした。
【００２６】
ここで、図４は、マルチストレーナー管５１を有する注入構造５を示している。注入構造５は、マルチストレーナー管５１、マルチストレーナー５２、ソケット５３、塩ビパイプ５４、上部キャップ５５を有している。マルチストレーナー管５１の長さをＬ１とし、マルチストレーナー５２の長さをＬ２としている。
【００２７】
また、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）は、施工時に測定した注入管Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９の注入流量（Ｌ／ｍｉｎ）と注入圧（ＭＰａ）の関係を示している。図５（ａ）〜（ｃ）において、図中上部に位置するグラフは注入流量を示している。図６（ａ）〜（ｃ）は、注入流量が累積を示したものであり、直線状のグラフが注入流量を示している。図５（ａ）及び図６（ａ）は注入管Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３であり、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は注入管Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６であり、図５（ｃ）及び図６（ｃ）は注入管Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９である。
この結果、外周壁に囲まれたエリアであっても、ゲルタイムの長い薬液を用いて約７Ｌ／ｍｉｎの低速で注入することにより、０．４ＭＰａ以内の薬液注入としては比較的低い注入圧で安定した注入ができていることがわかる。元々あった間隙水は注入エリアの下部に浸透したと推定される。
【００２８】
そして、拡底杭を掘り起こし後、底部地盤の遮水状況を調べた結果、均質に薬液が行き渡り、湧水はほぼ０であった。こうしたことから、本実施形態による地盤止水方法により高い遮水性が確保できることが確認された。
【００２９】
次に、上述した地盤止水方法の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、図１及び図２に示すように、止水性を確実に確保できるゲルタイムの短い第１ゲルタイム薬液で先行して外周改良壁２Ａを形成することができ、外周改良壁２Ａによって内側改良領域を囲うことができる。これにより外周改良壁２Ａの内外の地盤を遮水することができ、外周改良壁２Ａの内部を外周改良壁２Ａの外方からの水の浸入を防止した状態で掘削したり、杭を切断することが可能となる。その後、外周改良壁２Ａの内側の改良領域２に対して第１ゲルタイム薬液よりゲルタイムが長い第２ゲルタイム薬液を使用して内周改良壁２Ｂを形成することができる。
【００３０】
このように本実施形態では、長短のゲルタイムをもつ薬液を使い分けて打設する薬液注入の施工法となる。そして、確実性のあるゲルタイムの短い薬液注入により先ず改良領域の外周部を囲い、その後、内部地盤の改良を長距離薬液注入により効率的に実施することができる。
したがて、注入計画範囲において均一な地盤改良を行うことができ、かつ出来形管理を精度よく行うことができる。
【００３１】
本実施形態では、外周部の改良が遮水壁になって長距離薬液注入が外周域に流れ出すのを防ぐため、所定の注入量を注入すれば、計画領域の確実な注入が可能である。
【００３２】
上述のように本実施形態による地盤止水方法では、注入計画範囲において均一な地盤改良を行うことができ、かつ出来形管理を精度よく行うことができる。
【００３３】
以上、本発明による地盤止水方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３４】
例えば、内周改良壁２Ｃのさらに内側に第２ゲルタイム薬液よりも長い第３ゲルタイムを有する第３ゲルタイム薬液を注入して中央改良部２Ｃを地盤改良する工程を有しているが、このように内周改良壁２Ｃのさらに内側に中央改良部２Ｃを設けることに限定されることはない。
【００３５】
また、本実施形態では、中央改良部２Ｃが径方向に複数段設けられ、第３ゲルタイムは、径方向の外側から内側に向けて長い薬液により地盤改良されていてもよい。
【００３６】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２  地盤改良領域
２Ａ  外周改良域
２Ｂ  内周改良域
２Ｃ  中央改良部
３  拡底杭（杭）
３ａ  底部
４  深礎用ライナー
【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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