(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性土地盤中に薬液を注入する薬液注入工法において、
粘性土地盤中に発生する割裂脈の進展を防止しつつ、新たな割裂脈が発生するように薬液の注入速度又は注入圧力を動的に変化させて薬液を粘性土地盤に注入し、
粘性土地盤中に短い割裂脈を多数形成することを特徴とする、
薬液注入工法。
【請求項２】
粘性土地盤中に薬液を注入して得られた地盤構造体において、
粘性土地盤中に発生する割裂脈の進展を防止しつつ、新たな割裂脈が発生するように薬液の注入速度又は注入圧力を動的に変化させて薬液を粘性土地盤に注入し、粘性土地盤中に短い割裂脈が多数形成されていることを特徴とする、
地盤構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、止水工、地盤補強工、アンカー工等に適用できる薬液注入に関し、より詳細には、注入速度又は注入圧力を増減変化させて地中に薬液を動的に注入する薬液注入に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の薬液注入技術では、注入速度を一定にして注入を行い、図８のように、薬液を注入管ａで地盤に注入し、薬液が球状ｂに浸透するとして設計を行っている。しかしながら、粘性土のように浸透注入が期待できない粘性土地盤では、図９のように、少数の長い割裂脈ｃが発生し、設計どおりの改良が行なえないことが多く、薬液注入による地盤補強の信頼性が低い一因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
本発明は、粘性土地盤を有効に地盤改良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粘性土地盤中に薬液を注入する薬液注入工法において、粘性土地盤中に発生する割裂脈の進展を防止しつつ、新たな割裂脈が発生するように薬液の注入速度又は注入圧力を動的に変化させて薬液を粘性土地盤に注入し、粘性土地盤中に短い割裂脈を多数形成することを特徴とする、
薬液注入工法、又は、粘性土地盤中に薬液を注入して得られた地盤構造体において、粘性土地盤中に発生する割裂脈の進展を防止しつつ、新たな割裂脈が発生するように薬液の注入速度又は注入圧力を動的に変化させて薬液を粘性土地盤に注入し、粘性土地盤中に短い割裂脈が多数形成されていることを特徴とする、地盤構造体である。
【０００５】
【発明の実施の形態１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００６】
＜イ＞薬液注入
粘性土地盤の地盤改良において、種々の試行を繰り返し行った結果、薬液の注入速度又は注入圧力を動的に制御することで、粘性土地盤中の設計領域に短い割裂脈を多数発生させることができ、設計通に効率良く注入でき、地盤改良効果があることが判明した。この方法により、粘性土地盤中に強固な地盤構造体を構築することができる。
【０００７】
なお、粘性土地盤は、細粒分（７５μｍ未満）、砂分（７５μｍ〜２ｍｍ）、礫分（２ｍｍ〜７５ｍｍ）の成分を示す図１において、粘性土の粒度分布で示された範囲に入るものであり、更に、図２で示された液状限界と塑性指数で示された粘性土の範囲に入るものが好ましい。例えば、関東ローム、黒ぼく、海成粘土、沖積シルトなどが該当する。
【０００８】
図３に示す本発明の概念図を基に説明すると、注入管１を粘性土地盤７中に貫挿し、地上側には薬液の注入速度又は注入圧力を動的に制御して供給する注入手段を配置し、薬液を注入して割裂脈８を形成し、地盤構造体９を構築する。
【０００９】
注入手段は、例えば、制御装置６で制御されるモータなどの駆動源２で稼働するポンプ３で構成され、ポンプ３の回転数を変化させることで、ポンプ３に接続するタンク４内の薬液５の注入速度又は注入圧力を任意に制御できる。
【００１０】
注入手段は、注入目的や用途に応じた公知の薬液注入装置を含み、これらの各種注入手段の駆動源によって注入速度や圧送圧力を動的に制御できる構造であれば良い。
【００１１】
尚、図３では発明の理解を助けるためにタンク４をひとつしか図示していないが、例えば、薬液５を構成する材料数に応じて複数存在することもできる。
【００１２】
薬液の注入速度や注入圧力は、種々の波形で変化でき、例えば、サイン波形、矩形波形、また、鋸刃波形などで制御できる。
【００１３】
注入速度や注入圧力を制御する場合も、制御波形のピッチ、振幅、周期等は、薬液の性状や対象地盤を考慮して適宜選択する性質のものである。
【００１４】
尚、従来技術において薬液の注入時に圧力変動が起こり得るが、これは注入速度を一定に保つことにより結果として生じる現象である。したがって、従来の圧力変動現象と本発明はその本質を異にするものである。
【００１５】
＜ハ＞短い割裂脈が多数発生する理由
一般に地盤の割裂脈は地盤の剪断強度を越えた外力が作用したときに起こるとされ、従来の技術では、一度割裂脈が発生すると、割裂脈が進展することが多かった。
【００１６】
本発明は、動的に注入速度や注入圧力を制御することにより、割裂脈の進展を防止し、また、割裂脈自体の強度は原地盤より大きいので、再び割裂脈が発生しても、その割裂脈は前のものとは異なり、結果として、設計領域に短い割裂脈を多数作ることができる。
【００１７】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１８】
＜イ＞試験方法
今回試験した地盤は関東ロームの粘性土地盤とし、注入する薬液はセメント系薬液とした。
【００１９】
注入速度や圧力を動的に変化した実験例は、ケース１〜ケース５の５例とし、また、変化させない従来例は、比較例の１例とした。
【００２０】
ケース１〜ケース３の３種類は、周波数を一定にして、速度振幅を変化させたものであり、それらの値を表１に示す。その結果を図４に示す。
【００２１】
ケース１、ケース４、ケース５の３種類は、速度振幅を一定にして、周波数を変化させたものであり、それらの値を表２に示す。その結果を図５に示す。
【００２２】
各例とも、地表から１ｍ〜２ｍの深度の範囲で薬液を注入した。そのために、注入管の先端を、まず深度２ｍに配置して所定の注入パターンで注入し、次に、注入管を深度１．７５ｍ、１．５ｍ及び深度１．２５ｍと引き上げ、各々同様の注入パターンで注入した。なお、ケース１〜ケース５における速度振幅とは、注入速度の最大値と最小値の差で、注入速度の変動の幅を示している。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
＜ロ＞試験結果
ケース１〜ケース３（周波数：一定、振幅：変動）では、図４のように、上下領域で注入があり、注入領域の中間付近（深度１．５ｍ）で、比較例（静的注入）よりも割裂脈の本数が多くなっている。
【００２６】
ケース１、ケース４〜ケース５（周波数：変動、振幅：一定）では、図５のように、注入領域のほぼ全域において、比較例（静的注入）よりも割裂脈の本数が多くなっている。
【００２７】
ケース２と比較例の割裂脈の描写を各々図６と図７に示す。これらの図は、深度１．５ｍにおける平面の分布図である。図６では割裂脈が多数発生しているのに対して、図７では少数の割裂脈しか発生していない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように注入速度や注入圧力を動的に制御することで次の効果を得ることができる。
＜イ＞薬液の注入速度や注入圧力を動的に変動することにより、粘性土地盤の設計領域に短い割裂脈を多数発生させることができ、設計領域を効率良く改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粒度で粘性土を示すグラフの図
【図２】液状限界と塑性指数で粘性土を示すグラフの図
【図３】本発明に係る注入原理を示す概念図
【図４】周波数一定の各実験例における割裂脈の本数と深度の関係図
【図５】振幅一定の各実験例における割裂脈の本数と深度の関係図
【図６】ケース５の深度１．５ｍの割裂脈の発生の描写図
【図７】参考例の深度１．５ｍの割裂脈の発生の描写図
【図８】設計上の薬液の浸透図
【図９】従来工法による長い割裂脈の発生図
【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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