(57)【要約】【課題】削孔するボーリング孔の本数が少なくても、軟弱地盤の改良が必要な領域を確実に改良することが出来て、しかも、建造物下方の領域も改良可能な軟弱地盤の液状化防止工法の提供。【解決手段】ロータリー式自在ボーリングマシン（３）を使用して、建造物（１）下方の施工領域（Ｇｕ）内でボーリング孔（Ａ４）を螺旋状に削孔し、削孔されたボーリング孔（Ａ４）を介して地盤改良用の薬液（Ｍ）を注入する。【選択図】　図１
2004060243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリー式自在ボーリングマシンを使用して、建造物下方の施工領域内でボーリング孔を螺旋状に削孔し、削孔されたボーリング孔を介して地盤改良用の薬液を注入することを特徴とする液状化防止工法。
【請求項２】
ボーリング孔を複数本削孔し、削孔されたボーリング孔の一部を介して地盤改良用の薬液を注入し、薬液注入用ボーリング孔に隣接するボーリング孔には負圧を付加することを特徴とする液状化防止工法。
【請求項３】
ロータリー式自在ボーリングマシンを使用して、建造物下方の施工領域内でボーリング孔を螺旋状に複数本削孔し、削孔された螺旋状ボーリング孔の一部を介して地盤改良用の薬液を注入し、薬液注入用ボーリング孔に隣接する螺旋状ボーリング孔には負圧を付加することを特徴とする液状化防止工法。
【請求項４】
ロータリー式自在ボーリングマシンを使用して、建造物下方の施工領域内でボーリング孔を螺旋状に削孔し、削孔されたボーリング孔に透水性を有する材料を充填することを特徴とする液状化防止工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤の液状化防止工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤の液状化防止のために、従来から種々の技術が存在している。
例えば、軟弱地盤に対してボーリング孔を垂直方向へ削孔し、地盤改良用の薬液を注入する注入工法や、軟弱地盤を広げる様に低流動性で且つ早急に固結する様な充填材や骨材或いは砂等（充填材）を充填して、軟弱地盤を締め固める充填グラウト工法等が存在している。
【０００３】
しかし、これらの工法では、各ボーリング孔毎に薬液注入或いは充填材を充填処理する必要がある。特に、軟弱地盤が広範囲に亘り、多数のボーリング孔を削孔しなればならない場合には、多数のボーリング機械と多大な労力が必要となる。
【０００４】
また、建造物下方の領域（地盤）については、地上側（すなわち建造物内部）で作業することが出来ないので、従来の注入工法や、充填グラウト工法では施工は極めて困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、削孔するボーリング孔の本数が少なくても、軟弱地盤の改良が必要な領域を確実に改良することが出来て、しかも、建造物下方の領域も改良可能な軟弱地盤の液状化防止工法の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の軟弱地盤の液状化防止工法は、ロータリー式自在ボーリングマシン　（３）を使用して（所謂「曲がりボーリング」により）、建造物（１）下方の施工領域（Ｇｕ）内でボーリング孔（Ａ４）を螺旋状に削孔し、削孔されたボーリング孔（Ａ４）を介して地盤改良用の薬液（Ｍ：注入材、地盤改良材）を注入することを特徴としている（請求項１：図１、図２）。
【０００７】
係る構成を具備する本発明によれば、建造物（１）下方の施工領域（Ｇｕ）内でボーリング孔（Ａ４）を螺旋状に削孔し、削孔されたボーリング孔（Ａ４）を介して地盤改良用の薬液（Ｍ）を注入しているので、螺旋状に延在する地中固結体（Ｇｈ）を、施工しようとする領域（施工予定領域）内に築造することが出来る。
したがって、従来の直線状縦孔（ボーリング孔）を削孔する場合に比較して、１本のボーリング孔或いは地中固結体の長さが長くなり、１本の地中固結体で施工領域全般に亘って改良することが可能となる。
そして、螺旋状に掘削するので、例えば、円筒状の建造物、例えば、タンク　（１）等の基礎部分にとくに有効である。
【０００８】
また、上述した構成であれば、所謂曲がりボーリングを使用して、施工領域　（Ｇｕ）の直上の位置から水平方向に離隔した個所から、水平方向削孔、斜め方向削孔、鉛直方向削孔を適宜組み合わせて、所望の施工予定領域まで削孔することが可能である。
従って、施工予定領域直上に建造物（１）が存在しても、当該建造物（１）に影響を与えない様な位置から曲がりボーリングにより削孔その他の処理を実行できる。
【０００９】
また、本発明の液状化防止工法は、（例えば建造物１下方の施工領域Ｇｕ内で）ボーリング孔を複数本削孔し、削孔されたボーリング孔（Ｂ７）の一部（７Ｂ）を介して地盤改良用の薬液（Ｍ）を注入し、薬液注入用ボーリング孔（７Ｂ）に隣接するボーリング孔（１２Ｂ）には負圧（バキュームＶｃ）を付加することを特徴としている（請求項２：図３、図４）。
【００１０】
係る構成を具備する本発明では、バキューム（負圧）を付加したボーリング孔（１２Ｂ）を介して、軟弱地盤から排水が行われ、また周囲から薬液（Ｍ）等を吸引する。
薬液注入用ボーリング孔（７Ｂ）から注入された薬液（Ｍ）は、減圧されたボーリング孔（１２Ｂ）側に吸引され、薬液（Ｍ）の浸透範囲を拡大する。したがって、軟弱地盤に薬液（Ｍ）が良く浸透する。
【００１１】
さらに本発明の液状化防止工法は、ロータリー式自在ボーリングマシン（３）を使用して（所謂「曲がりボーリング」により）、建造物（１）下方の施工領域（Ｇｕ）内でボーリング孔を螺旋状に複数本削孔し、削孔された螺旋状ボーリング孔の一部（７ｉ、７ｃ、７ｏ・・総称Ａ７）を介して地盤改良用の薬液（Ｍ：注入材、地盤改良材）を注入し、薬液注入用ボーリング孔（Ａ７）に隣接する螺旋状ボーリング孔（１２ｉ、１２ｃ、１２ｏ・・総称Ａ１２）には負圧（バキューム）を付加する（請求項３：図５〜図７）。
【００１２】
このようにボーリング孔を螺旋状に掘削することで、１本のボーリング孔の延長距離を長くして、さらに螺旋ピッチを小さくすれば密に施工できるので、少ない本数で広範囲の地盤を改良できる。
また、バキューム孔（Ａ１２）と薬液注入孔（Ａ７）を交互に配置することで、地盤に注入された薬液（Ｍ）がバキューム孔（Ａ１２）側に吸引され、地盤中に良好に浸透する。さらに、バキュームＶｃにより軟弱地盤の水分がバキューム孔（Ａ１２）を介して良好に排出される。
また、曲がりボーリングによって、建造物（１）の外部からボーリングできるので、建造物（１）下方の領域でも地盤改良が施工可能である。
【００１３】
本発明の液状化防止方法において、ロータリー式自在ボーリングマシンを使用して、建造物下方の施工領域内でボーリング孔を螺旋状に削孔し、削孔されたボーリング孔に透水性を有する材料を充填することを特徴としている（請求項４）。
【００１４】
係る構成を具備する本発明によれば、ボーリング孔に透水性を有する材料（砂や礫材、またはそれ等と同等の透水性能を有する排水材）を充填することにより、地震の際に発生する過剰間隙水圧を減少するので、液状化防止を図ることが出来るのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明の第１実施形態を示している。
建造物である円筒状のタンク１の地下が施工領域となるゆるい砂質土層等の軟弱地盤Ｇｕである。
最初に、改良すべき地盤Ｇｕの地上からの距離Ｈｏ、改良地盤の層深さＨ１、改良地盤の直径Ｄ等及び施工に伴うタンク１への影響を勘案して、タンク１から適宜の距離をおいて、螺旋状に削孔できる所謂「ロータリー式自在ボーリングマシン」３を配置させる。
【００１７】
また、改良すべき地盤Ｇｕの性状とボーリングマシン３の能力からボーリング入射角αと、螺旋のピッチｐ、とを決定する。また、ボーリング出射角βと、出射点Ｅｏと、タンク１端からの距離Ｌｏも決定しておく。入射点Ｅｉと地上に露出する出射点Ｅｏとは、タンク１を挟んだ対称位置である必要はなく、工事が容易な位置で良い。さらに、工事の方法によっては、ボーリング孔Ａ４の出射点Ｅｏがなくて、ボーリング孔Ａ４は突き当たりブラインドでもよい。
【００１８】
次ぎに、ボーリングマシン３を作動させて、矢印Ａ方向にボーリング孔Ａ４を削孔する。可撓性のあるボーリングロッド４（図においては、掘削線でボーリングロッドを表現してある）を、把持、回転させる把持部３ａによって入射点Ｅｉから軟弱地盤Ｇｕに向かって削孔する。ボーリング孔Ａ４の直進状部６から第１の螺旋部７ａを削孔し、続いて第２、第３の螺旋部７ｂ、７ｃをピッチｐで削孔する。第１の螺旋部７ａからの鉛直方向削孔深さが、所定深さＨ１を越えた段階で、適宜な位置から出射点Ｅｏに向かって直線状の出射部８を削孔し、ボーリング孔Ａ４の削孔を完了させる。
【００１９】
次いで、ボーリング孔Ａ４の第１、第２、第３の螺旋部７ａ、７ｂ、７ｃから公知、任意の方法によって地盤改良用の薬液Ｍを地盤Ｇｕに注入し、ボーリング孔Ａ４の外周に円筒状の固結体Ｇｈを形成して地盤Ｇｕを改良させる。
薬液Ｍのボーリング孔Ａ４からＡ方向の注入は、ボーリングロッド４を引き上げながら管先端から注入してもよいし、出射点Ｅｏ側から矢印ＲＡ方向に薬液注入管を挿入してもよい。
【００２０】
なお、改良すべき軟弱地盤の性状に合わせて、螺旋ピッチｐを等ピッチでなく疎密の不等ピッチにしてもよい。
【００２１】
図２は、ボーリング孔Ａ４を図１におけるＹ−Ｙ断面で見る別例で、ボーリン　グ孔Ａ４を水平方向に複列平行に削孔して地盤Ｇｕの改良を密にする形態を示している。前記実施形態のボーリング孔Ａ４が１本では、所期の地盤改良が不充分な場合の手段で、図示においては、ボーリング孔Ａ４を平行、３列に掘削している。
外径方向から７ａｏ、７ａ、７ａｉの順に平行に削孔して、地盤Ｇｕに薬液Ｍを注入し、それぞれに固化体Ｇｈを築造させている。
【００２２】
この場合には、ボーリング孔Ａ４の深さ方向（螺旋）ピッチｐ１を前記図１の実施形態と同一にし、水平方向間隔ｗは任意適宜とし、半径方向最外周のボーリング孔７ａｏを前記図１の実施形態と同径のＤにすれば、前記図１の３倍の地盤改良がされる。
【００２３】
図３、図４は、本発明の第２実施形態を示している。タンク１下方の施工領域の地盤Ｇｕに、図示の例では、深さ方向に１列にボーリング孔７Ｂ、１２Ｂ、７Ｂ、１２Ｂ（総称Ｂ７）が水平、平行に掘削され、ボーリング孔７Ｂには複数の注入孔１７ａを有する薬液注入管７Ｂａが挿入され、ボーリング孔７Ｂに隣接するボーリング孔１２Ｂには複数の吸引孔１３を有する吸引管１２ａが挿入されている。
ボーリング孔７Ｂの削孔は、図示の水平、平行に掘削されるだけでなく、平行な斜孔、縦孔であってもよい。
【００２４】
削孔は、直線状孔であれば、公知、任意のボーリング機械でよく、螺旋状削孔であれば、前記のロータリー式自在ボーリングマシン３で行う。
【００２５】
削孔後にボーリング孔７Ｂに薬液注入管７Ｂａが挿入される。この際、最上部の薬液注入管７Ｂａには、注入孔１７ａが上方に設けられていないものを使用して、地盤Ｇｕが地上へ隆起することがないように配置する。
また、ボーリング孔１２Ｂには吸引管１２ａが挿入される。この際、最下部の吸引管１２Ｂには、吸引孔１３が下方に設けられていないものを使用して、注入管７Ｂａに対する吸引管１２ａの吸引効果を有効にするよう配置する。
【００２６】
ついで、ボーリング孔７Ｂ内の薬液注入管７Ｂａから薬液Ｍが放射状に地盤Ｇｕに注入される。同時に、ボーリング孔１２内の吸引管１２ａから管外壁の地盤ＧｕにバキュームＶｃがかけられる。
吸引管１２ａのバキュームＶｃによって、地盤Ｇｕ中の水分が吸引管１２ａ内に吸引され排水されるとともに、薬液注入管７Ｂａから地盤Ｇｕへの注入薬液Ｍが浸透拡散され、固化体Ｇｈ１の領域が拡大される。
【００２７】
このようにして、薬液注入用のボーリング孔７Ｂから注入される薬液Ｍは、隣接するバキューム用のボーリング孔１２Ｂによって固化体Ｇｈ１が拡大される。
【００２８】
図５〜図７に、薬液注入孔Ａ４とバキューム孔Ａ１２を交互に配置する本発明の第３実施形態を示している。第１、第２実施形態と異なる部分を主体に説明する。
【００２９】
建造物である円筒状のタンク１の地下が施工領域となるゆるい砂質土層等の軟弱地盤Ｇｕである。
第１実施形態と同様に、改良すべき地盤Ｇｕの地上からの距離、改良地盤の層深さ、改良地盤の直径等を勘案して、タンク１から適宜の距離をおいて、螺旋状に削孔できる所謂「ロータリー式自在ボーリングマシン」３を配置させる。
【００３０】
また、改良すべき地盤Ｇｕの性状とボーリングマシン３の能力からボーリング入射角α１と、螺旋のピッチｐ１、とを決定する。また、ボーリング出射角β１と、出射点Ｅｏ１、Ｅｏ２と、タンク１端からの距離Ｌｏ１も決定しておく。入射点Ｅｉ１と地上に露出する出射点Ｅｏ１とは、タンク１を挟んだ対称位置である必要はなく、工事が容易な位置で良い。さらに、工事の方法によっては、薬液注入用ボーリング孔Ａ４１、バキューム用ボーリング孔Ａ１２の出射点Ｅｏ１、Ｅｏ２がなくて、突き当たりブラインドでもよい。
【００３１】
次ぎに、ボーリングマシン３を作動させて、水平平行な３本のボーリング孔Ａ４１ｉ、Ａ４１ｃ、Ａ４１ｏ（図７参照）で形成される薬液注入用のボーリング孔Ａ４１を削孔する。
説明を簡単にするため、３本のボーリング孔の内、中央のボーリング孔Ａ４１ｃの削孔について説明する。
【００３２】
最初に、可撓性のあるボーリングロッド４ｃを、把持、回転させる把持部３ａによって入射点Ｅｉ１から軟弱地盤Ｇｕに向かって削孔する。ボーリング孔Ａ４１ｃの直進状部６１ｃから第１の螺旋部７ａｃを削孔し、続いて第２、第３の螺旋部７ｂｃ、７ｃｃをピッチｐで削孔する。第１の螺旋部７ａｃからの削孔深さが、所定深さを越えた段階で、適宜な位置から出射点Ｅｏ１に向かって出射部８ｃを削孔し、ボーリング孔Ａ４１ｃの削孔を完了させる。
【００３３】
次いで、螺旋半径がｗ１だけ大きいボーリング孔Ａ４１ｏと、ｗ１だけ小さいボーリング孔Ａ４１ｉ（図７参照）を前記と同様に削孔する。そして、ボーリング孔Ａ４１ｉ、Ａ４１ｃ、Ａ４１ｏのそれぞれに薬液注入管を挿入する。
【００３４】
次ぎに、水平平行な３本のボーリング孔１２ｉ、１２ｃ、１２ｏで形成されるバキュームＶｃ用のボーリング孔Ａ１２を削孔する。
入射点Ｅｉ１をずらせた位置Ｅｉ２からボーリング孔Ａ４１より１／２ピッチ深い位置に螺旋部１２ｉ、１２ｃ、１２ｏが位置するようにボーリング孔Ａ１２を削孔する。そして、上記削孔と同要領で出射点Ｅｏ１からずれた所定位置Ｅｏ２に向かって削孔する。ついで、ボーリング孔１２ｉ、１２ｃ、１２ｏのそれぞれに吸入管を挿入する。
【００３５】
次いで、薬液注入用ボーリング孔Ａ４１から公知、任意の方法によって地盤改良用の薬液Ｍを地盤Ｇｕに注入する。　薬液Ｍのボーリング孔Ａ４１からの注入は、ボーリングロッド４を引き上げながら管先端から注入してもよいし、出射点Ｅｏ１側から注入管を挿入してもよい。同時に、バキューム用ボーリング孔Ａ１２から孔外方の地盤ＧｕにバキュームＶｃがかけられる。バキュームのかけ方は、出射点Ｅｏ側からかけることが、排水および注入薬液の吸引効果が高いが、任意の方法によってよい。
ここで、バキュームのかけ方については、特に限定するものではない。例えば、従来・公知の真空技術をそのまま適用することが可能である。
【００３６】
ボーリング孔Ａ１２のバキュームＶｃによって、地盤Ｇｕ中の水分がボーリング孔Ａ１２内に吸引され、地上に排水されるとともに、薬液注入用ボーリング孔Ａ４１から地盤Ｇｕへの注入薬液Ｍが浸透拡散され、固化体Ｇｈ２の円筒径が拡大される。
【００３７】
このようにして、薬液注入用のボーリング孔Ａ４１からの注入薬液Ｍは、隣接するバキューム用のボーリング孔Ａ１２によって固化体Ｇｈ２が拡大され、固化体Ｇｈ２で囲まれた領域が地盤改良域となって液状化が防止される。
【００３８】
なお、上記各図示の実施形態は、あくまで例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、薬液注入による軟弱地盤の改良を記述しているが、充填グラウト工法を実施する場合には、薬液注入用ボーリング孔Ａ４、Ａ４１から砂その他の骨材、急結性の注入材やその他の充填材を充填すればよい。
【００３９】
これに加えて、明確には図示されてはいないが、ボーリング孔には砂や礫材、またはそれ等と同等の透水性能を有する排水材を充填し、以って、地震の際に発生する過剰間隙水圧を減少して、液状化防止を図ることも出来る。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１）　本発明の液状化防止工法によって、既設建造物下方の軟弱地盤に対し液状化防止のための地盤改良ができる。
（２）　少数のボーリング孔で、例えば螺旋ピッチを小にすれば、密度高く削孔でき、軟弱地盤への薬液注入を密度高く行える。
（３）　螺旋状の削孔をするので、地上のボーリング開始点と要地盤施改良域とが距離があってもよい。したがって、地上建造物への影響がなく、かつ、工事スペースのとれる適地を任意に選定できる。
（４）　地盤改良域が円柱状になるので、円柱、円筒状の建造物たとえばタンク等の地下地盤改良には最も適する。
（５）　ボーリング孔の１部を薬液注入用とし、隣接するボーリング孔をバキューム吸引用にしたものでは、ここから地盤中の水分が排出されるとともに薬液吸引による薬液の浸透により固化体が拡大され改良域が広範囲になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の螺旋状ボーリング孔から軟弱地盤に薬液を注入する第１実施形態を示す側断面図。
【図２】螺旋状ボーリング孔を複数にした実施形態を示す側断面図。
【図３】ボーリング孔の１部で薬液注入し隣接孔でバキュウームを付加して排水と薬液拡散をさせる第２実施形態を示す側断面図。
【図４】図３のＹ矢視図。
【図５】複数の螺旋状ボーリング孔の１部から軟弱地盤に薬液を注入し、隣接孔でバキュウームを付加して排水と薬液拡散をさせる第３実施形態を示す側断面図。
【図６】図５のＹ１−Ｙ１視ボーリング孔管軸側断面図。
【図７】図６の管軸正面断面図。
【符号の説明】
Ａ４・・ボーリング孔
Ｅｉ・・入射点
Ｅｏ・・出射点
Ｇｕ・・軟弱地盤
Ｇｈ・・固化体
Ｍ・・・薬液
１・・・建造物、タンク
３・・・ロータリー式自在ボーリングマシン
４・・・ボーリングロッド
６・・・ボーリング孔の直進状部
７ａ、７ｂ、７ｃ・・ボーリング孔の第１、第２、第３の螺旋部
【図１】
2004060243.tif 000003
【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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