地盤改良工法、地盤改良工法に用いられる外管及び注入管
【課題】地盤を確実に圧密すると共に施工性の良い地盤改良工法を提供する。
【解決手段】ケーシングにより地盤を削孔する削孔工程と、ケーシングの中に外管１１を建込む外管建込み工程と、ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、外管１１の中に内管２１を建込む内管建込み工程と、内管２１へ充填材を供給し、内管２１に連通している外管１１に設けられた複数個の袋体１３内に充填材を圧入する圧入工程とを有する。
【解決手段】ケーシングにより地盤を削孔する削孔工程と、ケーシングの中に外管１１を建込む外管建込み工程と、ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、外管１１の中に内管２１を建込む内管建込み工程と、内管２１へ充填材を供給し、内管２１に連通している外管１１に設けられた複数個の袋体１３内に充填材を圧入する圧入工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中に挿入した注入管に設けられた袋体を膨張させることによって注入管の周辺地盤を圧密する地盤改良工法、及び地盤改良工法によって形成された複合地盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来地盤改良工法として、地盤の上から盛土荷重等の上載荷重又はバキュームによる負圧効果により、圧密排水を図り地盤強化する方法があるが、深度が深くなると効果が薄れ、十分な地盤改良を図ることができない。
【０００３】
そこで、深度が深くても地盤改良の効果が薄れない地盤改良工法として、軟弱な地盤に所定間隔毎に並べて鉛直方向に形成された複数の注入孔の内部にそれぞれ１つの袋体を配設し、袋体に水を加圧注入して袋体を膨らませて周囲の地盤を圧密化する工法がある（特許文献１参照）。注入孔と平面視マトリックス状に配列されるように、ドレーン孔が形成されており、ドレーン孔には砂やボード状の厚紙等の吸水性材料が詰められ、地盤内の水分を吸収することによって、地表面に排出可能となっている。
【０００４】
したがって、袋体が膨らんだ際に、袋体周囲の注入孔が拡張されるとともにドレーン孔からの地盤内水分が排出される。この後に袋体の内部にセメントミルク等の固化剤を注入し、水を固化剤によって押し上げて排出させて、固化剤を固化させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９３３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地盤は地層の変化等の要因によって地盤の強度が異なるので、地盤の深度によって地盤を圧密できる体積が異なっていた。したがって、特許文献１の発明のように袋体が１つで形成されていると、所定の深度における袋体の膨張量、すなわち地盤の圧密量を予測及び確認できないので、確実に圧密を行うことが困難であった。また、１つの袋体を膨張させるので、袋体内の圧力、すなわち、地盤を圧密する圧力は一定となった。したがって、圧密対象範囲が鉛直方向に長く、複数の地層に亘るような場合には、特に地盤を確実に圧密するのが困難であった。
【０００７】
さらに、大きく柔らかい袋体を注入孔に挿入する作業は、非常に手間が掛かると共に、挿入時に袋体が注入孔の孔壁等に接触したりするので、袋体が損傷し袋体を交換することがあった。交換しない場合には、袋体に固化剤を注入中に袋体が破けて注入が漏れることもあった。このように施工性が悪かった。
【０００８】
本発明の目的は斯かる課題に鑑みてなされたもので、地盤を確実に圧密すると共に施工性の良い地盤改良工法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、地盤中で袋体に充填材を圧入することによって地盤を圧密する地盤改良工法であって、ケーシングにより地盤を削孔する削孔工程と、ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、外管の中に内管を建込む内管建込み工程と、内管へ充填材を供給し、内管に連通している外管に設けられた複数個の前記袋体内に充填材を圧入する圧入工程とを有する。
通常、地盤改良工等の工事前には地盤調査が行われるので、地盤の強度や空隙率等の物性は予め分かっている。したがって、外管と内管からなる注入管の軸方向に複数備えられた袋体は地盤の強度や空隙率等の物性から袋体の大きさ、すなわち袋体内に圧入される充填材の量、及び袋体の備える位置を個別に設計することができる。この結果、地盤の位置に最適な量の充填材が袋体を介して地盤へ注入されると共に、地盤隆起を起こす危険性もない。また、充填材は地盤中へ逸走しないので、充填量管理が確実に行われる。
また、袋体は外管に備えられているので、公知の装置を用いて、地面や削孔の孔壁に接触させることなく容易に削孔に挿入することが可能である。
圧入工程は、複数の袋体毎に独立して充填材を圧入することもある（請求項２）。この場合、深度によって、すなわち袋体が挿入される位置によって圧力も袋体毎に設定することができるので、その通りに充填材を圧入すれば地盤は確実に圧密される。
地盤中の水を外管の袋体間から外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を内管から排出する排水工程を有することもある（請求項３）。袋体の膨張によって圧密された注入管の周辺地盤中の間隙水が注入管の方へ排除されて、注入管に集まり、注入管及び膨張した袋体に沿って流れる。この間隙水を外管の中へ取り込んで内管から排出することによって、圧入工程と同時に地盤中の排水を行うこともできるので、急速に圧密が進行し、短時間で一層強固な地盤が形成される。
内管へ硬化材を供給し、内管に連通している外管の袋体間から地盤に硬化材を直接注入する直接注入工程を有することもある（請求項４）。例えば、圧入工程において袋体内に圧入した充填材量が足りない場合において、圧入工程完了後に膨張した袋体間の間から硬化材を直接地盤へ補足的に注入することによって、地盤は一層確実に圧密される。
内管が引き抜かれた状態で、地盤中の水を外管の袋体間から外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を外管から排出する外管排水工程を有することもある（請求項５）。この場合、内管建込み工程の前後においても地盤の排水を行うことができ、強固な地盤が形成される。
請求項６に記載の発明は、地盤中で袋体に充填材を圧入することによって地盤を圧密する地盤改良工法であって、ケーシングにより地盤を削孔する削孔工程と、ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、外管に設けた複数の袋体に充填材を圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。
通常、地盤改良工等の工事前には地盤調査が行われるので、地盤の強度や空隙率等の物性は予め分かっている。したがって、注入管の軸方向に複数備えられた袋体は地盤の強度や空隙率等の物性から袋体の大きさ、すなわち袋体内に圧入される充填材の量、及び袋体の備える位置を個別に設計することができる。この結果、地盤の位置に最適な注入量の硬化材が地盤へ注入されると共に、地盤隆起を起こす危険性もない。また、充填材は地盤中へ逸走しないので、圧入量管理が確実に行われる。
また、袋体は注入管に備えられているので、公知の装置を用いて、地面や削孔の孔壁に接触させることなく容易に削孔に挿入することが可能である。
請求項７に記載の複合地盤は請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法によって圧密される地盤及び充填材が圧入された袋体からなることを特徴とする。この場合、袋体に圧入された充填材が硬化して改良固結体を形成することによって、杭体として機能すると共に、袋体が地盤に対して外管の軸方向の荷重に対して周辺摩擦力を発生させるので、複合地盤として優れている。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる外管であって、外側に複数の袋体が設けられ、袋体に覆われている部分に充填材圧入口が形成されていることを特徴とする。この場合、請求項１と同等の作用を有する。
複数の袋体に充填材が圧入されたときに、外管の軸方向に接触するように袋体が配設されていることもある（請求項９）。この場合、注入管の軸方向に連続して注入管の側方地盤が圧密され、一層強固な地盤が形成される。
複数の袋体に充填材が圧入されたときに、外管の軸方向に離れるように袋体が配設されていることもある（請求項１０）。
充填材が圧入された複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることもある（請求項１１）。
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる注入管であって、注入管は外管と、外管に挿入される内管とからなり、外管には複数個の袋体が設けられ、袋体に覆われている部分の外管に充填材圧入口が形成され、内管には前記内管の軸方向に複数個のパッカーが設けられ、パッカーの間に充填材供給口が形成され、袋体に充填材が圧入される状態において充填材供給口と充填材圧入口は連通していることを特徴とする。この場合、注入管の軸方向に連続して注入管の側方地盤が圧密され、一層強固な地盤が形成される。
複数の袋体に充填材圧入口されたときに、外管の軸方向に接触するように袋体が配設されていることもある（請求項１３）。この場合、注入管の軸方向に連続して注入管の側方地盤が圧密され、一層強固な地盤が形成される。
複数の袋体に充填材が圧入されたときに、外管の軸方向に離れるように袋体が配設されていることもある（請求項１４）。
充填材が圧入された複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることもある（請求項１５）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記の通り、袋体は注入管の軸方向に複数備えられ、袋体に充填材を圧入して袋体を膨張させる膨張工程を有し、袋体が備えられている、注入管の軸方向の全範囲において、注入管の周辺地盤が圧密されるので、確実に圧密すると共に施工性を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）に本発明の地盤改良工を実施するための注入管１の例を示す。注入管１は外管１１と内管２１からなり、外管１１の中に内管２１が建て込まれる。
【００１３】
外管１１には軸方向に所定間隔おいて複数（図１（ａ）において２つ）の充填材圧入口１２ａが設けられ、１組の充填材圧入部１２をなし、この１組の充填材圧入部１２が軸方向に複数個並設されている。１組の充填材圧入部１２の外側には袋体１３がバンド等の締結部材１４で外管１１に強固に締結されている。したがって、１つの袋体１３の中で外管１１の軸方向に対して前後２箇所に第１距離Ｌおいて充填材圧入口１２ａが配設されている。充填材圧入口１２ａは周方向に等間隔で複数形成されている（図１（ｂ））において４つ）。充填材圧入部１２の外側にかつ袋体１３の内側には、袋体１３に圧入される充填材の逆流を阻止する、例えばゴム製スリーブ等の逆流阻止部材１７が外管１１に設けられている。
【００１４】
袋体１３は例えばプロピレン繊維等の高強度のシートから、両端が開口された形状に製造されたものである。袋体１３は外管１１を挿通させた状態で、両端部をバンド等の締結部材１４によって締結させて密閉している。袋体１３は、図１（ａ）の一点鎖線で示されるように、不使用時には外管１１に折り畳まれており、充填材圧入口１２ａから充填材が圧入されて膨張すると、例えば団子状に形成される。
【００１５】
袋体１３の大きさは、注入管１の軸に直角の断面の直径Ｄ１が３００ｍ／ｍ〜１０００ｍ／ｍ、長さＬ１が３００ｍ／ｍ〜１０００ｍ／ｍとなるのが好適である。袋体１３の形状や大きさ、すなわち袋体１３に充填材を圧入して地盤を圧密させる形状や大きさは袋体１３が配置される地盤の特性に合わせて適宜に設計される。また、袋体１３の強度は、袋体１３が配置される地盤の特性に合わせて設定される充填材が圧入される圧力に応じて適宜に設計される。
【００１６】
外管１１の袋体１３の間には排水口１５が形成されている。排水口１５は外管１１の周方向に等間隔で複数個形成されている。排水口１５の外側には外管１１内に地盤中の土砂が浸入しないために、フィルター部材１６が外管１１に装着され、排水口１５を覆っている。フィルター部材１６の形状・大きさ・材質は建て込まれる地盤に合わせて適宜設定される。
【００１７】
外管１１では、この２つの充填材圧入部１２とこれらを覆う袋体１３、及び袋体１３の間の排水口１５とこれを覆うフィルター部材１６を一のセットＸとし、この一のセットＸが外管１１の軸方向に複数のセットＸが備えられている。
【００１８】
内管２１は例えば２本の注入用内管２２、２３、エアー用内管２５及び吸引用内管２４がパッカー２６に挿通した状態で１つに束ねられている。
【００１９】
注入用内管２２、２３の外管１１に挿入された方の先端部は閉じられており、それぞれ１つの充填材供給口２２ａ、２３ａが設けられている。充填材供給口２２ａ、２３ａは、注入用内管２２、２３がパッカー２６によって１つに束ねられた状態で、内管２１の軸方向で異なる位置に配置されている。
【００２０】
また、パッカー２６は、充填材供給口２２ａ、２３ａの内管２１の軸方向に対して両側に第１距離Ｌ以上離れた状態で、各内管２２乃至２５を１つに束ねている。パッカー２６は各内管２２乃至２６を１つに束ねる、例えば金属製の基体２７と、基体２７の外側に取り付けられる、例えばゴム製のパッカー部材２８とを備えている。パッカー部材２８はエアー用内管２５の中と連通しており、エアー用内管２５にエアーが供給されるとパッカー部材２８は膨張する。
【００２１】
吸引用内管２４は両端部とも開口しており、外管１１に建て込まれる側の端部が、充填材供給口２２ａ、２３ａ間に配設されているパッカー２６の間に配置さている。ここで、外管１１に建て込まれる側の端部の開口している部分は、外管１１の排水口１５を通って外管１１と内管２１の間に浸入してくる地盤中の間隙水を吸引する吸引口２４ａとして機能する。
【００２２】
袋体１３に充填材を圧入する際に、パッカー２６のパッカー部材２８が膨張することによって、外管１１と内管２１の間の空間内では硬化材供給口２２ａ、２３ａ、吸引口２４ａはパッカー２６によって完全に隔離され、それぞれが独立する。したがって、充填材供給口２２ａ、２３ａはそれぞれ別の充填材圧入部１２と、吸引口２４ａは排水口１５と連通する。すなわち、内管２１は使用時に外管１１の一のセットＸに対応してセットされる。
【００２３】
次に、地盤改良工法について説明する。図２に示すように、公知の機械３によって、ケーシング４を用いて所定深度削孔する。図３に示すように、削孔完了後に外管１１を建て込み、図４に示すように、ケーシング４を引き抜く。その後に、図５に示すように、内管２１を建て込み、内管２１を所定位置にセットする。本実施の形態においては、地上に近いセットＸに合わせて内管２１をセットする。すなわち、本実施の形態では、地盤の圧密を地上側から行う。この場合、地盤の圧密範囲の最上部から施工されるので、次のセットＸで地盤を圧密しても上への影響を軽減され、地盤の隆起を防止することができる。
【００２４】
次に、エアー用内管２５にエアーを供給し、パッカー部材２８を膨張させた後に、図６に示すように、注入用内管２２、２３に例えば気泡性グラウト等の充填材を同時に供給して、複数の袋体１３を同時に膨張させ、充填材を袋体１３を介して地盤へ注入する。この時に、吸引用内管２４に負圧を発生させて地盤を排水する。充填材が袋体１３に圧入されると袋体１３は平面視放射状に膨張するので、注入管１の周辺地盤が圧密され、間隙水圧が発生する。この結果、注入管１の周辺から注入管１に近づく方向へ間隙水が排除される。尚、注入用内管２２、２３に充填材を供給する前、又は供給した後においても吸引用内管２４に負圧を発生させて地盤を排水しても構わない。
【００２５】
ここで、外管１１に設けられた排水口１５から外管１１と内管２１の間へ間隙水を取り込んで内管２１から間隙水を排出するので、注入管１の周辺地盤の排水が促進される。したがって、注入管１の周辺地盤は圧密されることによって、密度が増大すると同時に間隙水が排除されるので、注入管１の周辺地盤強度は急速に増大する。更に、注入用内管２２、２３と別の吸引用内管２４を用いて注入路と排水路とを分けているので、圧入時に同時に排水することができ作業時間を短縮することができる。
【００２６】
充填材を供給している間、注入用内管２２、２３内を流れる充填材の流量、総量及び注入用内管２２、２３の圧力を計測する。袋体１３の中に圧入される充填材の量は設定されており、充填材は袋体１３の外へ流出しないので、充填材を各袋体１３に対して目標量圧入した充填材の圧入を停止し、追って吸引用内管２４からの排水を停止する。
【００２７】
このように、流出する蓋然性のない、複数に小分けされた袋体１３を膨張させて地盤を圧密するので、地盤の部分毎に地盤の強度や間隙率等の特性に応じて地盤の圧密量、すなわち袋体１３の膨張量（充填材の圧入量）を設計し、その設計量通りに地盤を圧密することができる。また、地盤のどの位置にどの位の量を圧入したかが容易に把握される。さらに、地盤の部分毎に圧力を設定・管理することができるので、圧高による地盤の隆起を防止することができる。
【００２８】
エアー用内管２５へのエアーの供給を停止して、パッカー部材２８を収縮させ、内管２１を次の所定位置にセットする。このように、内管２１を建て込んだ後は、図７に示すように、内管２１のセット〜袋体１３への圧入を繰り返し、１つの注入管１による圧密を完了する。この結果、注入管１周辺の地盤の強度が増大すると共に、図８に示すように、袋体１３内に圧入された充填材が硬化して改良固結体が形成される。
【００２９】
ここで、例えば充填材を所定量圧入したが所定の効果が得られなかった場合、図１０に示すように充填材供給口２２ａ、２３ａがそれぞれ排水口１５に対向するように、かつ充填材供給口２２ａと排水口１５、充填材供給口２３ａと排水口１５がパッカー２６間に配置されるように、内管２１を外管１１内部で移動させる。その後、図９に示すように、注入用内管２２、２３に、例えば、セメントベントナイトやセメントミルク等の硬化材を供給し、排水口１５からフィルター部材１６を通して硬化材を地盤へ直接注入する。この時、硬化材は例えば一点鎖線で示す範囲まで注入されて硬化する。このように、袋体１３からの注入が充分でない場合に、袋体１３の間に設けられた排水口１５からも補足的に圧密して、地盤を確実に強化することができる。
【００３０】
上記の様に地盤を平面視放射状に圧密すると共に、改良固結体を形成する作業を、図１１に示すように、例えば平面視正方形の格子状の位置において順次行う。この結果、複合地盤が形成される。ここで、袋体１３、すなわち改良固結体は団子状であるので、有効断面が大きくなり、地盤支持力に有利となる。また、袋体１３の注入管１の軸に直角する最大断面の直径Ｄ２が注入管１の建込み間隔Ｌ２の７０％程度が好ましい。この場合、正方形の格子状に配置される注入管１に囲まれる範囲において袋体１３の膨張による地盤の圧密が完全に進行する。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、図１２に示すように、他の実施の形態である注入管３１について説明する。だだし、実施の形態１と共通する部分については、同一の名称・符号を用い、説明を省略する。
【００３２】
外管４１には、図１２に示すように、地盤に挿入される側の端部が閉じられている。そして、外管４１には外管４１の軸方向で地上側から地中側へ向かって、排水口１５と２つの充填材圧入部４２が１セットＹとなり、複数のセットＹが連続して並設されている。充填材圧入口４２ａの外側に袋体１３が、排水口１５にフィルター部材１６がそれぞれ装着されている。
【００３３】
内管５１には、図１２に示すように、内管５１の軸方向で地上側から地中側へ向かって、吸引口２４ａと充填材供給口２２ａ、２３ａが配置されるように、注入用内管２２、２３、エアー用内管２５、吸引用内管２４がパッカー２６に１つに束ねられている。さらに、内管５１が外管４１に挿入した際に、外管４１の軸方向に前後する充填材圧入部１２と充填材供給口２２ａ、２３ａが、排水口１５と吸引口２４ａがそれぞれ対向するように、言い換えれば、外管４１の１セットに対応して充填材供給口２２ａ、２３ａ、吸引口２４ａが配置されている。
【００３４】
このような注入管３１を用いて実施の形態１と同様の手順で地盤改良工を行う。注入管３１の周辺地盤の圧密により発生した間隙水圧によって注入管３１の周辺地盤中の間隙水が外管４１に集まり、外管４１に沿って上昇する。排水口１５は２つの充填材圧入口１２ａ，４２ａすなわち２つの袋体１３の上に設けられているので、外管４１に沿って上昇する間隙水は排水口１５から外管４１の中へ取り込まれて、吸引用内管２４から排出される。したがって、効率的に地盤が排水される。
【００３５】
（その他の実施の形態）
削孔の配置、すなわち圧密する箇所の配置は正方形の格子状に限られるものではなく、三角形や矩形の格子状等地盤の強度や地盤の含水率等の諸条件に応じて適宜設定することができる。
【００３６】
また、注入管１、３１は外管１１、４１と内管２１、５１からなるもの以外に、注入管は外管からのみなり、外管１１、４１に充填材を供給し、全部の袋体１５を一度に膨張させて地盤を圧密してもよい。この場合、外管１１、４１の建て込まれる側の端部は閉じていなければならない。この場合、作業時間の短縮を図ることができる。
【００３７】
また、袋体１３は充填材が圧入されたときに、外管１１、４１の軸方向に前後する他の袋体１３と当接するように取付けられても良い。
【００３８】
袋体１３の形状・大きさを統一せずに、袋体１３が地盤内に配置した際にその場所で袋体１３が膨張することによって最適な圧密となるように袋体１３の形状・大きさを設計することができる。
【００３９】
充填材圧入口１２ａ，４２ａ、排水口１５、充填材供給口２２ａ、２３ａ、吸引口２４ａの形状・大きさや設置位置は適宜に設定される。また、袋体１２、締結部材１４及び逆流阻止部材１７、の設計強度は地盤の強度に合わせた圧入圧力に応じて適宜に設定される。
【００４０】
充填材は気泡性グラウトに限られるものではなく、セメントミルクやセメントベントナイト等のセメント系硬化材であってもよい。しかし、気泡性グラウト材は硬化後に収縮せずに袋体１３の膨張を維持できるので、地盤中での収縮による地盤の変位は無く、地盤の安定性に有利である。また、気泡性グラウト材は膨張性に優れているので、少ない量で袋体１３を膨張させて地盤を圧密することができ、経済性が良い。
【００４１】
袋体１３は、プロピレン繊維以外にケプラー繊維、アラミド繊維、カーボン繊維等のシートから製造することもできる。
【００４２】
また、外管４１の建て込む側の端部が閉鎖され、排水口１５が２つの充填材圧入口１２、すなわち２つの袋体１３の上に設けられていてもよい。この場合、外管４１の建て込まれる側の端部は閉じているので、外管４１と内管５１の間に残った充填材や間隙水等はパッカー部材２８が収縮しても地盤中へ流出しない。さらに、充填材や間隙水等は外管４１の底に溜まるが、吸引口２４ａが充填材供給口２２ａ、２３ａより地盤側へ配置されているので、底に溜まった充填材や間隙水を吸引することができる。
【００４３】
間隙水の排出は吸入用内管２４を用いて行うばかりではなく、外管１１、４１を用いて行ってもよい。この場合、内管２１、５１が外管１１、４１に建て込まれていないときでも間隙水の排出を行うことができる。
【００４４】
硬化材を排水口１５から地盤へ注入するのは、袋体１３を全て膨張させた後に限られるものではなく、１セット毎に袋体１３の膨張量を確認した後でその都度、膨張させた袋体１３の間の排水口１５から硬化材を地盤へ注入することもできる。この場合、注入する位置の誤認が防止されると共に、内管２１の移動距離が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）は使用状態における外管の要部断面図、内管の要部正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】削孔工程の状況を示した正面図である。
【図３】ケーシング引抜き工程の状況を示した正面図である。
【図４】外管建込み工程の状況を示した正面図である。
【図５】内管を建て込む状況を示した正面図である。
【図６】圧入工程の状況を示した正面図である。
【図７】２番目のセットに内管をセットして袋体へ充填材を圧入する状況を示した正面図である。
【図８】袋体内に圧入された充填材が硬化して改良固結体が形成する状況を示した正面図である。
【図９】硬化材を排水口から地盤へ直接注入する状況を示した正面図である。
【図１０】図９における外管の要部断面図、内管の要部正面図である。
【図１１】施工後の平面図である。
【図１２】実施の形態２の使用状態における外管の要部断面図、内管の要部正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１………注入管
３………機械
４………ケーシング
１１……外管
１２……充填材圧入部
１２ａ…充填材圧入部
１３……袋体
１４……締結部材
１５……排水口
１６……フィルター部材
１７……逆流阻止部材
２１……内管
２２……注入用内管
２２ａ…充填材供給口
２３……注入用内管
２３ａ…充填材供給口
２４……吸引用内管
２４ａ…吸引口
２５……エアー用内管
２６……パッカー
２７……基体
２８……パッカー部材
３１……注入管
４１……外管
４２……充填材圧入部
４２ａ…充填材圧入口
５１……内管
Ｘ………セット
Ｙ………セット
Ｌ………第１距離
Ｌ１……注入管の長さ
Ｌ２……注入管１の建込み間隔
Ｄ１……袋体の注入管の軸に直角の断面の直径
Ｄ２……袋体の注入管の軸に直角する最大断面の直径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中に挿入した注入管に設けられた袋体を膨張させることによって注入管の周辺地盤を圧密する地盤改良工法、及び地盤改良工法によって形成された複合地盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来地盤改良工法として、地盤の上から盛土荷重等の上載荷重又はバキュームによる負圧効果により、圧密排水を図り地盤強化する方法があるが、深度が深くなると効果が薄れ、十分な地盤改良を図ることができない。
【０００３】
そこで、深度が深くても地盤改良の効果が薄れない地盤改良工法として、軟弱な地盤に所定間隔毎に並べて鉛直方向に形成された複数の注入孔の内部にそれぞれ１つの袋体を配設し、袋体に水を加圧注入して袋体を膨らませて周囲の地盤を圧密化する工法がある（特許文献１参照）。注入孔と平面視マトリックス状に配列されるように、ドレーン孔が形成されており、ドレーン孔には砂やボード状の厚紙等の吸水性材料が詰められ、地盤内の水分を吸収することによって、地表面に排出可能となっている。
【０００４】
したがって、袋体が膨らんだ際に、袋体周囲の注入孔が拡張されるとともにドレーン孔からの地盤内水分が排出される。この後に袋体の内部にセメントミルク等の固化剤を注入し、水を固化剤によって押し上げて排出させて、固化剤を固化させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９３３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地盤は地層の変化等の要因によって地盤の強度が異なるので、地盤の深度によって地盤を圧密できる体積が異なっていた。したがって、特許文献１の発明のように袋体が１つで形成されていると、所定の深度における袋体の膨張量、すなわち地盤の圧密量を予測及び確認できないので、確実に圧密を行うことが困難であった。また、１つの袋体を膨張させるので、袋体内の圧力、すなわち、地盤を圧密する圧力は一定となった。したがって、圧密対象範囲が鉛直方向に長く、複数の地層に亘るような場合には、特に地盤を確実に圧密するのが困難であった。
【０００７】
さらに、大きく柔らかい袋体を注入孔に挿入する作業は、非常に手間が掛かると共に、挿入時に袋体が注入孔の孔壁等に接触したりするので、袋体が損傷し袋体を交換することがあった。交換しない場合には、袋体に固化剤を注入中に袋体が破けて注入が漏れることもあった。このように施工性が悪かった。
【０００８】
本発明の目的は斯かる課題に鑑みてなされたもので、地盤を確実に圧密すると共に施工性の良い地盤改良工法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、地盤中で袋体に充填材を圧入することによって地盤を圧密する地盤改良工法であって、ケーシングにより地盤を削孔する削孔工程と、ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、外管の中に内管を建込む内管建込み工程と、内管へ充填材を供給し、内管に連通している外管に設けられた複数個の前記袋体内に充填材を圧入する圧入工程とを有する。
通常、地盤改良工等の工事前には地盤調査が行われるので、地盤の強度や空隙率等の物性は予め分かっている。したがって、外管と内管からなる注入管の軸方向に複数備えられた袋体は地盤の強度や空隙率等の物性から袋体の大きさ、すなわち袋体内に圧入される充填材の量、及び袋体の備える位置を個別に設計することができる。この結果、地盤の位置に最適な量の充填材が袋体を介して地盤へ注入されると共に、地盤隆起を起こす危険性もない。また、充填材は地盤中へ逸走しないので、充填量管理が確実に行われる。
また、袋体は外管に備えられているので、公知の装置を用いて、地面や削孔の孔壁に接触させることなく容易に削孔に挿入することが可能である。
圧入工程は、複数の袋体毎に独立して充填材を圧入することもある（請求項２）。この場合、深度によって、すなわち袋体が挿入される位置によって圧力も袋体毎に設定することができるので、その通りに充填材を圧入すれば地盤は確実に圧密される。
地盤中の水を外管の袋体間から外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を内管から排出する排水工程を有することもある（請求項３）。袋体の膨張によって圧密された注入管の周辺地盤中の間隙水が注入管の方へ排除されて、注入管に集まり、注入管及び膨張した袋体に沿って流れる。この間隙水を外管の中へ取り込んで内管から排出することによって、圧入工程と同時に地盤中の排水を行うこともできるので、急速に圧密が進行し、短時間で一層強固な地盤が形成される。
内管へ硬化材を供給し、内管に連通している外管の袋体間から地盤に硬化材を直接注入する直接注入工程を有することもある（請求項４）。例えば、圧入工程において袋体内に圧入した充填材量が足りない場合において、圧入工程完了後に膨張した袋体間の間から硬化材を直接地盤へ補足的に注入することによって、地盤は一層確実に圧密される。
内管が引き抜かれた状態で、地盤中の水を外管の袋体間から外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を外管から排出する外管排水工程を有することもある（請求項５）。この場合、内管建込み工程の前後においても地盤の排水を行うことができ、強固な地盤が形成される。
請求項６に記載の発明は、地盤中で袋体に充填材を圧入することによって地盤を圧密する地盤改良工法であって、ケーシングにより地盤を削孔する削孔工程と、ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、外管に設けた複数の袋体に充填材を圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。
通常、地盤改良工等の工事前には地盤調査が行われるので、地盤の強度や空隙率等の物性は予め分かっている。したがって、注入管の軸方向に複数備えられた袋体は地盤の強度や空隙率等の物性から袋体の大きさ、すなわち袋体内に圧入される充填材の量、及び袋体の備える位置を個別に設計することができる。この結果、地盤の位置に最適な注入量の硬化材が地盤へ注入されると共に、地盤隆起を起こす危険性もない。また、充填材は地盤中へ逸走しないので、圧入量管理が確実に行われる。
また、袋体は注入管に備えられているので、公知の装置を用いて、地面や削孔の孔壁に接触させることなく容易に削孔に挿入することが可能である。
請求項７に記載の複合地盤は請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法によって圧密される地盤及び充填材が圧入された袋体からなることを特徴とする。この場合、袋体に圧入された充填材が硬化して改良固結体を形成することによって、杭体として機能すると共に、袋体が地盤に対して外管の軸方向の荷重に対して周辺摩擦力を発生させるので、複合地盤として優れている。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる外管であって、外側に複数の袋体が設けられ、袋体に覆われている部分に充填材圧入口が形成されていることを特徴とする。この場合、請求項１と同等の作用を有する。
複数の袋体に充填材が圧入されたときに、外管の軸方向に接触するように袋体が配設されていることもある（請求項９）。この場合、注入管の軸方向に連続して注入管の側方地盤が圧密され、一層強固な地盤が形成される。
複数の袋体に充填材が圧入されたときに、外管の軸方向に離れるように袋体が配設されていることもある（請求項１０）。
充填材が圧入された複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることもある（請求項１１）。
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる注入管であって、注入管は外管と、外管に挿入される内管とからなり、外管には複数個の袋体が設けられ、袋体に覆われている部分の外管に充填材圧入口が形成され、内管には前記内管の軸方向に複数個のパッカーが設けられ、パッカーの間に充填材供給口が形成され、袋体に充填材が圧入される状態において充填材供給口と充填材圧入口は連通していることを特徴とする。この場合、注入管の軸方向に連続して注入管の側方地盤が圧密され、一層強固な地盤が形成される。
複数の袋体に充填材圧入口されたときに、外管の軸方向に接触するように袋体が配設されていることもある（請求項１３）。この場合、注入管の軸方向に連続して注入管の側方地盤が圧密され、一層強固な地盤が形成される。
複数の袋体に充填材が圧入されたときに、外管の軸方向に離れるように袋体が配設されていることもある（請求項１４）。
充填材が圧入された複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることもある（請求項１５）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記の通り、袋体は注入管の軸方向に複数備えられ、袋体に充填材を圧入して袋体を膨張させる膨張工程を有し、袋体が備えられている、注入管の軸方向の全範囲において、注入管の周辺地盤が圧密されるので、確実に圧密すると共に施工性を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）に本発明の地盤改良工を実施するための注入管１の例を示す。注入管１は外管１１と内管２１からなり、外管１１の中に内管２１が建て込まれる。
【００１３】
外管１１には軸方向に所定間隔おいて複数（図１（ａ）において２つ）の充填材圧入口１２ａが設けられ、１組の充填材圧入部１２をなし、この１組の充填材圧入部１２が軸方向に複数個並設されている。１組の充填材圧入部１２の外側には袋体１３がバンド等の締結部材１４で外管１１に強固に締結されている。したがって、１つの袋体１３の中で外管１１の軸方向に対して前後２箇所に第１距離Ｌおいて充填材圧入口１２ａが配設されている。充填材圧入口１２ａは周方向に等間隔で複数形成されている（図１（ｂ））において４つ）。充填材圧入部１２の外側にかつ袋体１３の内側には、袋体１３に圧入される充填材の逆流を阻止する、例えばゴム製スリーブ等の逆流阻止部材１７が外管１１に設けられている。
【００１４】
袋体１３は例えばプロピレン繊維等の高強度のシートから、両端が開口された形状に製造されたものである。袋体１３は外管１１を挿通させた状態で、両端部をバンド等の締結部材１４によって締結させて密閉している。袋体１３は、図１（ａ）の一点鎖線で示されるように、不使用時には外管１１に折り畳まれており、充填材圧入口１２ａから充填材が圧入されて膨張すると、例えば団子状に形成される。
【００１５】
袋体１３の大きさは、注入管１の軸に直角の断面の直径Ｄ１が３００ｍ／ｍ〜１０００ｍ／ｍ、長さＬ１が３００ｍ／ｍ〜１０００ｍ／ｍとなるのが好適である。袋体１３の形状や大きさ、すなわち袋体１３に充填材を圧入して地盤を圧密させる形状や大きさは袋体１３が配置される地盤の特性に合わせて適宜に設計される。また、袋体１３の強度は、袋体１３が配置される地盤の特性に合わせて設定される充填材が圧入される圧力に応じて適宜に設計される。
【００１６】
外管１１の袋体１３の間には排水口１５が形成されている。排水口１５は外管１１の周方向に等間隔で複数個形成されている。排水口１５の外側には外管１１内に地盤中の土砂が浸入しないために、フィルター部材１６が外管１１に装着され、排水口１５を覆っている。フィルター部材１６の形状・大きさ・材質は建て込まれる地盤に合わせて適宜設定される。
【００１７】
外管１１では、この２つの充填材圧入部１２とこれらを覆う袋体１３、及び袋体１３の間の排水口１５とこれを覆うフィルター部材１６を一のセットＸとし、この一のセットＸが外管１１の軸方向に複数のセットＸが備えられている。
【００１８】
内管２１は例えば２本の注入用内管２２、２３、エアー用内管２５及び吸引用内管２４がパッカー２６に挿通した状態で１つに束ねられている。
【００１９】
注入用内管２２、２３の外管１１に挿入された方の先端部は閉じられており、それぞれ１つの充填材供給口２２ａ、２３ａが設けられている。充填材供給口２２ａ、２３ａは、注入用内管２２、２３がパッカー２６によって１つに束ねられた状態で、内管２１の軸方向で異なる位置に配置されている。
【００２０】
また、パッカー２６は、充填材供給口２２ａ、２３ａの内管２１の軸方向に対して両側に第１距離Ｌ以上離れた状態で、各内管２２乃至２５を１つに束ねている。パッカー２６は各内管２２乃至２６を１つに束ねる、例えば金属製の基体２７と、基体２７の外側に取り付けられる、例えばゴム製のパッカー部材２８とを備えている。パッカー部材２８はエアー用内管２５の中と連通しており、エアー用内管２５にエアーが供給されるとパッカー部材２８は膨張する。
【００２１】
吸引用内管２４は両端部とも開口しており、外管１１に建て込まれる側の端部が、充填材供給口２２ａ、２３ａ間に配設されているパッカー２６の間に配置さている。ここで、外管１１に建て込まれる側の端部の開口している部分は、外管１１の排水口１５を通って外管１１と内管２１の間に浸入してくる地盤中の間隙水を吸引する吸引口２４ａとして機能する。
【００２２】
袋体１３に充填材を圧入する際に、パッカー２６のパッカー部材２８が膨張することによって、外管１１と内管２１の間の空間内では硬化材供給口２２ａ、２３ａ、吸引口２４ａはパッカー２６によって完全に隔離され、それぞれが独立する。したがって、充填材供給口２２ａ、２３ａはそれぞれ別の充填材圧入部１２と、吸引口２４ａは排水口１５と連通する。すなわち、内管２１は使用時に外管１１の一のセットＸに対応してセットされる。
【００２３】
次に、地盤改良工法について説明する。図２に示すように、公知の機械３によって、ケーシング４を用いて所定深度削孔する。図３に示すように、削孔完了後に外管１１を建て込み、図４に示すように、ケーシング４を引き抜く。その後に、図５に示すように、内管２１を建て込み、内管２１を所定位置にセットする。本実施の形態においては、地上に近いセットＸに合わせて内管２１をセットする。すなわち、本実施の形態では、地盤の圧密を地上側から行う。この場合、地盤の圧密範囲の最上部から施工されるので、次のセットＸで地盤を圧密しても上への影響を軽減され、地盤の隆起を防止することができる。
【００２４】
次に、エアー用内管２５にエアーを供給し、パッカー部材２８を膨張させた後に、図６に示すように、注入用内管２２、２３に例えば気泡性グラウト等の充填材を同時に供給して、複数の袋体１３を同時に膨張させ、充填材を袋体１３を介して地盤へ注入する。この時に、吸引用内管２４に負圧を発生させて地盤を排水する。充填材が袋体１３に圧入されると袋体１３は平面視放射状に膨張するので、注入管１の周辺地盤が圧密され、間隙水圧が発生する。この結果、注入管１の周辺から注入管１に近づく方向へ間隙水が排除される。尚、注入用内管２２、２３に充填材を供給する前、又は供給した後においても吸引用内管２４に負圧を発生させて地盤を排水しても構わない。
【００２５】
ここで、外管１１に設けられた排水口１５から外管１１と内管２１の間へ間隙水を取り込んで内管２１から間隙水を排出するので、注入管１の周辺地盤の排水が促進される。したがって、注入管１の周辺地盤は圧密されることによって、密度が増大すると同時に間隙水が排除されるので、注入管１の周辺地盤強度は急速に増大する。更に、注入用内管２２、２３と別の吸引用内管２４を用いて注入路と排水路とを分けているので、圧入時に同時に排水することができ作業時間を短縮することができる。
【００２６】
充填材を供給している間、注入用内管２２、２３内を流れる充填材の流量、総量及び注入用内管２２、２３の圧力を計測する。袋体１３の中に圧入される充填材の量は設定されており、充填材は袋体１３の外へ流出しないので、充填材を各袋体１３に対して目標量圧入した充填材の圧入を停止し、追って吸引用内管２４からの排水を停止する。
【００２７】
このように、流出する蓋然性のない、複数に小分けされた袋体１３を膨張させて地盤を圧密するので、地盤の部分毎に地盤の強度や間隙率等の特性に応じて地盤の圧密量、すなわち袋体１３の膨張量（充填材の圧入量）を設計し、その設計量通りに地盤を圧密することができる。また、地盤のどの位置にどの位の量を圧入したかが容易に把握される。さらに、地盤の部分毎に圧力を設定・管理することができるので、圧高による地盤の隆起を防止することができる。
【００２８】
エアー用内管２５へのエアーの供給を停止して、パッカー部材２８を収縮させ、内管２１を次の所定位置にセットする。このように、内管２１を建て込んだ後は、図７に示すように、内管２１のセット〜袋体１３への圧入を繰り返し、１つの注入管１による圧密を完了する。この結果、注入管１周辺の地盤の強度が増大すると共に、図８に示すように、袋体１３内に圧入された充填材が硬化して改良固結体が形成される。
【００２９】
ここで、例えば充填材を所定量圧入したが所定の効果が得られなかった場合、図１０に示すように充填材供給口２２ａ、２３ａがそれぞれ排水口１５に対向するように、かつ充填材供給口２２ａと排水口１５、充填材供給口２３ａと排水口１５がパッカー２６間に配置されるように、内管２１を外管１１内部で移動させる。その後、図９に示すように、注入用内管２２、２３に、例えば、セメントベントナイトやセメントミルク等の硬化材を供給し、排水口１５からフィルター部材１６を通して硬化材を地盤へ直接注入する。この時、硬化材は例えば一点鎖線で示す範囲まで注入されて硬化する。このように、袋体１３からの注入が充分でない場合に、袋体１３の間に設けられた排水口１５からも補足的に圧密して、地盤を確実に強化することができる。
【００３０】
上記の様に地盤を平面視放射状に圧密すると共に、改良固結体を形成する作業を、図１１に示すように、例えば平面視正方形の格子状の位置において順次行う。この結果、複合地盤が形成される。ここで、袋体１３、すなわち改良固結体は団子状であるので、有効断面が大きくなり、地盤支持力に有利となる。また、袋体１３の注入管１の軸に直角する最大断面の直径Ｄ２が注入管１の建込み間隔Ｌ２の７０％程度が好ましい。この場合、正方形の格子状に配置される注入管１に囲まれる範囲において袋体１３の膨張による地盤の圧密が完全に進行する。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、図１２に示すように、他の実施の形態である注入管３１について説明する。だだし、実施の形態１と共通する部分については、同一の名称・符号を用い、説明を省略する。
【００３２】
外管４１には、図１２に示すように、地盤に挿入される側の端部が閉じられている。そして、外管４１には外管４１の軸方向で地上側から地中側へ向かって、排水口１５と２つの充填材圧入部４２が１セットＹとなり、複数のセットＹが連続して並設されている。充填材圧入口４２ａの外側に袋体１３が、排水口１５にフィルター部材１６がそれぞれ装着されている。
【００３３】
内管５１には、図１２に示すように、内管５１の軸方向で地上側から地中側へ向かって、吸引口２４ａと充填材供給口２２ａ、２３ａが配置されるように、注入用内管２２、２３、エアー用内管２５、吸引用内管２４がパッカー２６に１つに束ねられている。さらに、内管５１が外管４１に挿入した際に、外管４１の軸方向に前後する充填材圧入部１２と充填材供給口２２ａ、２３ａが、排水口１５と吸引口２４ａがそれぞれ対向するように、言い換えれば、外管４１の１セットに対応して充填材供給口２２ａ、２３ａ、吸引口２４ａが配置されている。
【００３４】
このような注入管３１を用いて実施の形態１と同様の手順で地盤改良工を行う。注入管３１の周辺地盤の圧密により発生した間隙水圧によって注入管３１の周辺地盤中の間隙水が外管４１に集まり、外管４１に沿って上昇する。排水口１５は２つの充填材圧入口１２ａ，４２ａすなわち２つの袋体１３の上に設けられているので、外管４１に沿って上昇する間隙水は排水口１５から外管４１の中へ取り込まれて、吸引用内管２４から排出される。したがって、効率的に地盤が排水される。
【００３５】
（その他の実施の形態）
削孔の配置、すなわち圧密する箇所の配置は正方形の格子状に限られるものではなく、三角形や矩形の格子状等地盤の強度や地盤の含水率等の諸条件に応じて適宜設定することができる。
【００３６】
また、注入管１、３１は外管１１、４１と内管２１、５１からなるもの以外に、注入管は外管からのみなり、外管１１、４１に充填材を供給し、全部の袋体１５を一度に膨張させて地盤を圧密してもよい。この場合、外管１１、４１の建て込まれる側の端部は閉じていなければならない。この場合、作業時間の短縮を図ることができる。
【００３７】
また、袋体１３は充填材が圧入されたときに、外管１１、４１の軸方向に前後する他の袋体１３と当接するように取付けられても良い。
【００３８】
袋体１３の形状・大きさを統一せずに、袋体１３が地盤内に配置した際にその場所で袋体１３が膨張することによって最適な圧密となるように袋体１３の形状・大きさを設計することができる。
【００３９】
充填材圧入口１２ａ，４２ａ、排水口１５、充填材供給口２２ａ、２３ａ、吸引口２４ａの形状・大きさや設置位置は適宜に設定される。また、袋体１２、締結部材１４及び逆流阻止部材１７、の設計強度は地盤の強度に合わせた圧入圧力に応じて適宜に設定される。
【００４０】
充填材は気泡性グラウトに限られるものではなく、セメントミルクやセメントベントナイト等のセメント系硬化材であってもよい。しかし、気泡性グラウト材は硬化後に収縮せずに袋体１３の膨張を維持できるので、地盤中での収縮による地盤の変位は無く、地盤の安定性に有利である。また、気泡性グラウト材は膨張性に優れているので、少ない量で袋体１３を膨張させて地盤を圧密することができ、経済性が良い。
【００４１】
袋体１３は、プロピレン繊維以外にケプラー繊維、アラミド繊維、カーボン繊維等のシートから製造することもできる。
【００４２】
また、外管４１の建て込む側の端部が閉鎖され、排水口１５が２つの充填材圧入口１２、すなわち２つの袋体１３の上に設けられていてもよい。この場合、外管４１の建て込まれる側の端部は閉じているので、外管４１と内管５１の間に残った充填材や間隙水等はパッカー部材２８が収縮しても地盤中へ流出しない。さらに、充填材や間隙水等は外管４１の底に溜まるが、吸引口２４ａが充填材供給口２２ａ、２３ａより地盤側へ配置されているので、底に溜まった充填材や間隙水を吸引することができる。
【００４３】
間隙水の排出は吸入用内管２４を用いて行うばかりではなく、外管１１、４１を用いて行ってもよい。この場合、内管２１、５１が外管１１、４１に建て込まれていないときでも間隙水の排出を行うことができる。
【００４４】
硬化材を排水口１５から地盤へ注入するのは、袋体１３を全て膨張させた後に限られるものではなく、１セット毎に袋体１３の膨張量を確認した後でその都度、膨張させた袋体１３の間の排水口１５から硬化材を地盤へ注入することもできる。この場合、注入する位置の誤認が防止されると共に、内管２１の移動距離が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）は使用状態における外管の要部断面図、内管の要部正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】削孔工程の状況を示した正面図である。
【図３】ケーシング引抜き工程の状況を示した正面図である。
【図４】外管建込み工程の状況を示した正面図である。
【図５】内管を建て込む状況を示した正面図である。
【図６】圧入工程の状況を示した正面図である。
【図７】２番目のセットに内管をセットして袋体へ充填材を圧入する状況を示した正面図である。
【図８】袋体内に圧入された充填材が硬化して改良固結体が形成する状況を示した正面図である。
【図９】硬化材を排水口から地盤へ直接注入する状況を示した正面図である。
【図１０】図９における外管の要部断面図、内管の要部正面図である。
【図１１】施工後の平面図である。
【図１２】実施の形態２の使用状態における外管の要部断面図、内管の要部正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１………注入管
３………機械
４………ケーシング
１１……外管
１２……充填材圧入部
１２ａ…充填材圧入部
１３……袋体
１４……締結部材
１５……排水口
１６……フィルター部材
１７……逆流阻止部材
２１……内管
２２……注入用内管
２２ａ…充填材供給口
２３……注入用内管
２３ａ…充填材供給口
２４……吸引用内管
２４ａ…吸引口
２５……エアー用内管
２６……パッカー
２７……基体
２８……パッカー部材
３１……注入管
４１……外管
４２……充填材圧入部
４２ａ…充填材圧入口
５１……内管
Ｘ………セット
Ｙ………セット
Ｌ………第１距離
Ｌ１……注入管の長さ
Ｌ２……注入管１の建込み間隔
Ｄ１……袋体の注入管の軸に直角の断面の直径
Ｄ２……袋体の注入管の軸に直角する最大断面の直径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中で袋体に充填材を圧入することによって前記地盤を圧密する地盤改良工法であって、
ケーシングにより前記地盤を削孔する削孔工程と、
前記ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、
前記ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、
前記外管の中に内管を建込む内管建込み工程と、
前記内管へ充填材を供給し、前記内管に連通している前記外管に設けられた複数個の前記袋体内に前記充填材を圧入する圧入工程と
を有することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
前記圧入工程は、前記複数の袋体毎に独立して前記充填材を圧入することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項３】
前記地盤中の水を前記外管の前記袋体間から前記外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を前記内管から排出する排水工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良工法。
【請求項４】
前記内管へ硬化材を供給し、前記内管に連通している前記外管の前記袋体間から前記地盤に前記硬化材を直接注入する直接注入工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項５】
前記内管が引き抜かれた状態で、前記地盤中の水を前記外管の前記袋体間から前記外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を前記外管から排出する外管排水工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項６】
地盤中で袋体に充填材を圧入することによって前記地盤を圧密する地盤改良工法であって、
ケーシングにより前記地盤を削孔する削孔工程と、
前記ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、
前記ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、
前記外管に設けた複数の袋体に充填材を圧入する圧入工程と
を有することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法によって圧密された複合地盤。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる外管であって、
外側に複数の袋体が設けられ、前記袋体に覆われている部分に充填材圧入口が形成されていることを特徴とする外管。
【請求項９】
前記複数の袋体に前記充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に接触するように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の外管。
【請求項１０】
前記複数の袋体に充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に離れるように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の外管。
【請求項１１】
前記充填材が圧入された前記複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の外管。
【請求項１２】
請求項１乃至５のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる注入管であって、
前記注入管は外管と、前記外管に挿入される内管とからなり、
前記外管には複数個の袋体が設けられ、前記袋体に覆われている部分の前記外管に充填材圧入口が形成され、
前記内管には前記内管の軸方向に複数個のパッカーが設けられ、前記パッカーの間に充填材供給口が形成され、
前記袋体に前記充填材を圧入される状態において前記充填材供給口と前記充填材圧入口は連通していることを特徴とする注入管。
【請求項１３】
前記複数の袋体に前記充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に接触するように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項１２に記載の注入管。
【請求項１４】
前記複数の袋体に前記充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に離れるように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項１２に記載の注入管。
【請求項１５】
前記充填材が圧入された前記複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の注入管。
【請求項１】
地盤中で袋体に充填材を圧入することによって前記地盤を圧密する地盤改良工法であって、
ケーシングにより前記地盤を削孔する削孔工程と、
前記ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、
前記ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、
前記外管の中に内管を建込む内管建込み工程と、
前記内管へ充填材を供給し、前記内管に連通している前記外管に設けられた複数個の前記袋体内に前記充填材を圧入する圧入工程と
を有することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
前記圧入工程は、前記複数の袋体毎に独立して前記充填材を圧入することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項３】
前記地盤中の水を前記外管の前記袋体間から前記外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を前記内管から排出する排水工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良工法。
【請求項４】
前記内管へ硬化材を供給し、前記内管に連通している前記外管の前記袋体間から前記地盤に前記硬化材を直接注入する直接注入工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項５】
前記内管が引き抜かれた状態で、前記地盤中の水を前記外管の前記袋体間から前記外管の中へ取り込むと共に、取り込んだ水を前記外管から排出する外管排水工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項６】
地盤中で袋体に充填材を圧入することによって前記地盤を圧密する地盤改良工法であって、
ケーシングにより前記地盤を削孔する削孔工程と、
前記ケーシングの中に外管を建込む外管建込み工程と、
前記ケーシングを引抜くケーシング引抜き工程と、
前記外管に設けた複数の袋体に充填材を圧入する圧入工程と
を有することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法によって圧密された複合地盤。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる外管であって、
外側に複数の袋体が設けられ、前記袋体に覆われている部分に充填材圧入口が形成されていることを特徴とする外管。
【請求項９】
前記複数の袋体に前記充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に接触するように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の外管。
【請求項１０】
前記複数の袋体に充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に離れるように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の外管。
【請求項１１】
前記充填材が圧入された前記複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の外管。
【請求項１２】
請求項１乃至５のいずれかに記載の地盤改良工法に用いられる注入管であって、
前記注入管は外管と、前記外管に挿入される内管とからなり、
前記外管には複数個の袋体が設けられ、前記袋体に覆われている部分の前記外管に充填材圧入口が形成され、
前記内管には前記内管の軸方向に複数個のパッカーが設けられ、前記パッカーの間に充填材供給口が形成され、
前記袋体に前記充填材を圧入される状態において前記充填材供給口と前記充填材圧入口は連通していることを特徴とする注入管。
【請求項１３】
前記複数の袋体に前記充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に接触するように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項１２に記載の注入管。
【請求項１４】
前記複数の袋体に前記充填材が圧入されたときに、前記外管の軸方向に離れるように前記袋体が配設されていることを特徴とする請求項１２に記載の注入管。
【請求項１５】
前記充填材が圧入された前記複数の袋体の大きさがそれぞれ異なることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の注入管。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２９１４３７（Ｐ２００８−２９１４３７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３５２７４（Ｐ２００７−１３５２７４）
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（３９１０１９７４０）三信建設工業株式会社 (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（３９１０１９７４０）三信建設工業株式会社 (59)
【Ｆターム（参考）】
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