第 43 回地盤工学研究発表会
2008 年７月

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K - 02 （広島）
割裂注入による地盤改良効果に関する原位置試験（その２）注入

地盤改良割裂注入（株）設計室ソイル

正高田徹

三井ホーム（株）

正岡野泰三

平﨑毅

○今井敬介

（有）富山建設
グラウト工業（株）

正

1.はじめに戸建住宅に利用される地盤補強工法の多くは 表層改良 ， 柱状改良 ， 小口径鋼管杭”であり，注入による補強は少ない。これは前報(その 1)1） で述べた注入工法の技術的課題が起因していると考える。しかしながら，注入工法は小型機を用いるため他工法で施工困難な住宅密集域など狭小地施工に対応できたり，空洞充填注入など特殊な地盤条件にも廉価に適用できるなど長所も多い。筆者らは,これまでに戸建住宅の地盤補強工法として注入工法を約千棟(10 年間)実施し,基礎の不同沈下事故も 0.3％と少なく，補強工法の一つとして対応できる範囲にあると考えている。しかし未だに過去の実績等を踏まえて注入設計が成されたり，改良効果の確認手法が不明瞭な点も課題として残っている。
本稿は，前報(その 1)1） の実験に続き，造成盛土地盤で注入を行い注入量(率)と改良効果の関係をスウェーデン式サ ウンディング（SWS）及び表面波探査を用いて確認した結果を示すものである。
2.試験概要試験場所は，神奈川県横須賀市に位置する丘陵地で高さ 4m の L 型擁壁で宅地造成された盛土地盤である(写真 1)。盛土材はハンドオーガーによる目視調査によれば，改良深度 GL-1.0〜-3.0ｍ付近は砂分が混在するシルト主体の土質である。
改 良 対 象 土量 は W5m×L5m × H2m ＝50m3 で，図 1，2 に示す孔配置にて注入した。注入材は瞬結型セメント系薬液(表写真 1

試験位置（左：擁壁全景、右：敷地全景）2)を用い，2 重管ストレーナ(単相)方式にて注入した。各注入孔は，1 次孔から 4次孔まで内挿法で配置させ，各次数の注入完了毎，1 日の養生期間を設けて SWSと表面波探査を行った。累積注入量は最終次数で 10,000L(表 1)とし，この数値は注入率(α):20％に相当する。
表1次数

注入箇所数

1次孔

5

1,5,13,21,25

6

7,9,11,15,17,
19

2次孔
3次孔

84次孔

6計

25

孔№

3,6,8,10,16,18,20,23
2,4,12,14,22,24

次数別注入量
１孔当り
注入量

注入量
(L)

累積注入量(L)

注入率

2000

2000

4%

2400

4400

9%

3200

7600

15%

図2

400L

2400

10000

20%

−

10000

20%

孔配置図（断面図）
表2

使用材料配合（400L 当り）

図１

Ａ液孔配置図（平面図）

3.実験結果と考察

Ｂ液

3号珪酸ソーダ

100Ｌ

普通セメント

80 kg

水100Ｌ

硬化剤（LG-1P)

30 kg

水約160L計200 Ｌ

図 3 に注入前の表面波探査結果を示す。今回用いた表面波探査は，2 個の受信器で得られたデータから鉛直方向の表面波速度 Vr(m/s)を求めるものである。この Vr より深度補正した区間平均速度 Vr を求め，一軸圧縮強度 qu(kN/m2)を推定する。なお Vr と qu の計

200Ｌ

Field examination on ground improvement in fracture grouting of clayey soil(Part2) : Toru Takata(Soil Design Inc.), Taizou Okano(MitsuiHome Co.,Ltd.), Tsuyoshi Hirasaki(Tomiyama Construction Co.,Ltd.), Keisuke Imai (Grout Kougyo Co.,Ltd.)959

関係は以下の相関式を用いた 2)。

q u = 111 ⋅ (V r / 134 ) (1 / 0 .443 )Ｗｓｗ （ｋＮ）･･････････････ (1)0

図 4 に注入前の SWS 結果の一例を示す。SWS で求めら0.510Ｎｓｗ
50 100 150 2000れる Wsw(kN)，Nsw から qu を式(2)で評価した。
qu = 45Wsw + 0.75Nsw････････････････

1(2)
深度 （m）

図 5，6 に各調査結果から式(1)，(2)で推定した qu による深度分布を注入次数毎にプロットした。いずれも注入領域4 測点の平均値である。図 5，6 より次数が増す，すなわち注入率が高まるにつれて qu が上昇しているのが分かる。図5 に示す SWS 結果では，スクリューポイントが硬化した割234

裂脈にぶつかり極度に数値が上昇しているが，貫通してしまうと元地盤の強度と変わらないか若干高まる程度の値と5図3なる。この傾向は前報(その 1)1)と酷似している。またスク表面波探査結果

リューポイントが割裂脈の走向や傾斜によってぶつかる回

図4q u （kN/㎡）

数も異なると思われ，測点数を比較的多くしないと評価は0難しいと考える。

50SWS 結果
q u （kN/m2 ）1001500001

1100200300

一方，図 6 に示す表面波探査結果では，深さが深くなる

これは元地盤よりも十分硬質な割裂脈あるいはガラや礫質層があると，Vr(図 4)は乱れやすい傾向にあり下部もその影響を受けてしまうからと考える。また深さ 4.5m にある擁注入範
囲2

深度（ｍ）と異なる傾向を示し，また数値自身も高い値を示している。

深度（ｍ）

につれ qu は高まり，SWS など多くのサウンディング結果

3

注入
範
囲23

改良前

改良前

壁底盤の影響もある。しかし表面波探査は表層からの非破1次孔α=4％

1次孔α=4％2次孔α=9％2次孔α=9％壊調査であり，改良前の Vr に対して，割裂脈の数，すなわ44次孔α=20％4次孔α=20％

ち割裂脈の密度が Vr の変化に対応していると考えられる。
そこで各注入率で換算した qu を改良前の qu で無次元化し3次孔α=15％43次孔α=15％

図5

qu の次数毎の深度分布たものを改良率β と定義する。図 7 に注入率とβの関係を

図6

深度分布(表面波探査)(SWS)示す。図７では，表面波探査による元地盤の換算 qu が深度方向で大きな差2.2の値を示しており，注入率が増すにつれ βの増加は少なくなる。また注入区間上部，すなわち元地盤の qu が小さくなるにつれ，βは高い値を示す傾向にある。この改良率と注入率の相関は，一般の設計資料 3)と合致しており，定性的に改良効果を表す手法としては適用できると言える。ただし粘2性土に対する注入率は概ね 30％以上(改良効果:原地盤の粘着力＋10kN/ｍ )改良後の qu／改良前の quが見られていたので,注入区間を上部と下部の平均値もプロットした。図７より，注入区間(GL-1〜-3ｍ)のβは注入率 10％で 1.36，注入率 20％で 1.52

qu の次数毎のGL-1m〜 -3mの平均GL-2m〜 -3mの平均

2.0

GL-1m〜 -2mの平均

1.8
1.6
1.41.2が用いられており 3)，それに比して十分低い注入率で改良効果が見られて1.0いる。この違いは薬材の強度が十分高いことが上げられるが，割裂脈を複0合土として，かつ非開削で評価したことが大きいものと考えている。
4.まとめ
割裂注入による改良効果の確認手法に SWS の他，表面波探査を実施した。その結果，以下の知見が得られたので要約する。

510152025

注入率（％）

図7

注入率と無次元化した qu の比較(表面波探査)①SWS では硬化した割裂脈と粘性土からなる複合土を分離して評価することとなり確認手法としては不向きである。
②表面波探査は表層からの調査であるが，注入の前後で実施すれば複合土として改良効果を定性的に評価することができる。
今後は，調査データを蓄積し地盤条件の違いによる注入効果を明確にし，設計資料へ反映していきたいと考える。
最後に本報告(その 1,2)をまとめるに当って実験・解析にご協力頂きました，薬液注入工法の支持力効果に関する研究会((社)建築研究振興協会 委託研究)，東海大学工学部藤井衛教授，ならびに研究室の皆様方に深く感謝致します。
【参考文献】
1) 高田,岡野,平﨑,今井：割裂注入による地盤改良効果に関する原位置試験(その 1),第 43 回地盤工学研究発表会,2008.7
2）土質工学会：土質調査法，1982
3) （社）日本グラウト協会：薬液注入工 設計資料，H16.4

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