JP4093579B2 - 既設構造物直下の地盤の液状化対策工法 - Google Patents

Description

本発明は、砂地盤等の液状化のおそれがある地盤（単に対象地盤ともいう）の上に、空港の滑走路、工場の大型タンク等、各種の建築物や土木構造物が既設されている場合において、その既設構造物直下の液状化のおそれがある地盤に対し、地盤改良材の浸透注入により液状化対策を施す技術に関する。

砂地盤等の液状化のおそれがある対象地盤上に、空港の滑走路、工場の大型タンク等、各種の建築物や土木構造物が既設されている場合、地盤の液状化による地盤沈下が懸念される。

したがって、従来から前記対象地盤に液状化対策を施す技術が提案されており、例えば、既設構造物周囲の地表面から対象地盤に達するように削孔を行い、これにより形成される孔を利用して地盤改良剤を注入する等の液状化防止対策を施す方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

この場合、既設構造物周囲の地表面から対象地盤に達するように削孔を行うためには、少なくとも地表面から改良対象深度までは曲線状の削孔を行う必要があり、また改良範囲が水平方向に広い場合には、曲線状の削孔と合わせて直線状に削孔を行う必要がある。

このような削孔を可能にするものとして、次のような方向制御削孔方法が知られている。すなわち、この方向制御削孔方法においては、曲がり可能な削孔軸の先端に、軸心方向に対して傾斜した平坦な受圧面を有するテーパービットを取り付け、曲線的に削孔する場合には削孔軸に推進力のみを与えることで、その先端のテーパービットの受圧面にかかる力により推進方向を変化させながら削孔軸を地中に曲線推進させる。他方、直線的に削孔する場合には、削孔軸に回転力と推進力の両方を与え、受圧面にかかる力の方向を回転軸心周りの変化により打ち消すことで、直線的な削孔を可能にしている。

本出願人は、かかる方向制御削孔について鋭意研究しており、削孔に際してテーパービットの受圧面から削孔軸の軸心方向に沿って削孔水を噴射し、地盤の弛緩を行うことによって、より円滑な削孔が可能となることを確認している。

しかし、従来方法は、受圧面における軸心部位に噴射口を設けていたため、直線削孔時にはビット前方の地盤を有効に弛緩させうるが、曲線削孔時にはビットの曲線推進方向に削孔水を噴射することができず、十分な弛緩が行えないため、円滑かつ急角度な曲線推進が困難であった。

そして、この問題点に起因し、削孔開始位置が既設構造物から遠くならざるを得ず、より広範囲な施工スペースを必要とするという問題点が発生していた。
特開平８−１２０６６１号公報

そこで、本発明の主たる課題は、曲線削孔において削孔水による地盤弛緩を十分に行うことができ、円滑かつ急角度な曲線推進を行うことができるようにし、もって施工スペースの狭小化を図る、あるいは狭小な施工スペースであっても対応可能とすることにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
曲がり可能な削孔軸と、削孔軸の先端に設けられた、軸心方向に対して傾斜した受圧面を有するテーパービットと、削孔軸を回転及び推進させる回転推進手段とを有し、前記回転推進手段により前記削孔軸に推進力のみを与え、その先端のテーパービットの受圧面にかかる力により推進方向を変化させながら削孔軸を地中に曲線推進しうるように構成した、削孔装置を用い、
液状化のおそれがある対象地盤に地盤改良剤を浸透注入し、液状化防止対策を施す方法であって；
前記テーパービットは、前記軸心を通り受圧面の先端を結ぶ縦断面において、前記軸心方向となす傾斜角度が０度を超え９０度未満の第１傾斜角度をもち、かつ、前記軸心と直交する横断面において、その縦線となす傾斜角度が−９０度を超え＋９０度未満の第２傾斜角度をもち、削孔水の流路が斜め前方に向き、その流路の噴射口は、前記テーパービットの前記受圧面の先端より後方における前記テーパービットの側面に開口した構成を有し、
前記噴射口から削孔水を噴射しつつ；直線推進時には前記回転推進手段により前記掘削軸及びテーパービットに回転力及び推進力を与え、曲線推進時には、前記掘削軸及びテーパービットに前記回転推進手段により回転させることなく推進力を与えて、前記削孔軸を地表面から地中に進行させ、前記対象地盤に達する挿入孔を形成し、
その後、形成された挿入孔を通して前記対象地盤に地盤改良剤を浸透注入し、液状化防止対策を施すことを特徴とする地盤の液状化対策工法。

（作用効果）
図１に本発明における削孔方法の特徴を示す。同図に符号ｗで示すように、本発明においては、テーパービット６の前方地盤に向けて、かつ削孔軸５の軸心方向Ｄ１に対して曲線推進方向側に傾斜した方向Ｄ２に向けて削孔水ｗ１を噴射しながら、削孔軸５を軸心方向Ｄ１に沿って地中に推進させる。したがって、同図（ａ）に示すように削孔軸５を回転させずに推進させて、テーパービット６の受圧面６０にかかる力により推進方向を変化させながら削孔軸５を地中に曲線推進させたときでも、テーパービット６の推進先に向けて削孔水を噴射し、当該推進先の地盤を確実に弛緩させることができる。さらに、かかる削孔水の噴射形態を採ると、軸心方向Ｄ１に対して曲線推進方向側の地盤を集中的に弛緩させることができる。そのため、テーパービット６はより緩い地盤側に逃げ易くなる結果、より円滑かつ確実に方向を変化させることができる。

これに対して、受圧面６０における軸心部位から削孔水を噴射させる従来の形態では、符号ｗ２で示すようにビットの曲線推進方向に削孔水を噴射することができず、円滑な曲線推進が不可能である。

一方、削孔軸５を回転させつつ推進させたときには、同図（ｂ）に示すように、受圧面６０にかかる力の方向が回転軸心Ｄ１周りの変化により打ち消され、直線的な推進が可能となるとともに、削孔水の噴射方向は推進方向（軸心方向Ｄ１）に対して傾斜しているものの、削孔軸５及びテーパービット６の回転に伴って削孔水噴射方向も符号ｗ３で示すように回転するため、結果的には、テーパービット６の前方の広い範囲に対して削孔水を噴射することができ、円滑な直線推進が可能となる。

なお、本発明において噴射口からの削孔水を噴射方向は、図２に示すように、軸心方向Ｄ１をｘ軸とし、ｘ軸と受圧面６０の先端６０ｐとを含む平面をｘ−ｙ平面とし、ｘ−ｙ平面内におけるｘ軸に対する第１傾斜角度をθ１とし、ｙ軸に対するｘ軸周りの第２傾斜角度をθ２としたとき、０°＜θ１＜９０°かつ−９０°＜θ２＜９０°の両条件を満たす方向に向けて削孔水を噴射することを意味する。
ここで図２をもって、噴射口からの削孔水を噴射方向を再度説明すれば、図２（ａ）に示されるように、軸心ｘを通り受圧面の先端６０ｐを結ぶ縦断面（ｘ−ｙ平面）において、前記軸心方向Ｄ１となす傾斜角度が０度を超え９０度未満の第１傾斜角度θ１をもち、かつ、図２（ｂ）に示されるように、前記軸心ｘと直交する横断面（ｙ−ｚ平面）において、その縦線ｙとなす傾斜角度が−９０度を超え＋９０度未満の第２傾斜角度をもって傾斜するものである。

かくして、本発明によれば、従来よりも円滑、確実に、急角度での曲線推進を行うことができるようになるため、対象地盤を改良する際に、既設構造物から削孔開始位置までの距離を短縮でき、施工スペースを狭小化できる、あるいは狭小な施工スペースでも対応できるようになる。

特に、本発明のように、地中でテーパービットを取り外すようにすると、迅速に管体の建て込み作業を行うことができる。また、テーパービットの径を管体内径より大きくすることができ、より円滑に管体を挿入孔内に建て込むことができるようになる。

＜請求項２記載の発明＞
前記挿入孔を形成した後、その挿入孔内に管体を挿入し、
管体を、前記対象地盤に達するように挿入したならば、管体を残して削孔軸を回収し、その後、軸方向に間隔をおいて複数の外部パッカーを外面部に有し、かつ隣接する外部パッカー間に注入口を有する注入外管を前記管体内に挿入した後、この注入外管を残して前記管体を挿入孔から引き抜き、その後、前記注入外管を利用して前記対象地盤に地盤改良剤を浸透注入する、請求項１記載の地盤の液状化対策工法。

（作用効果）
また、軸方向に間隔をおいて複数の外部パッカーを外面部に有し、かつ隣接する外部パッカー間に注入口を有する注入外管を管体内に挿入した後、この注入外管を残して管体を挿入孔から引き抜き、その後、注入外管を利用して対象地盤に地盤改良剤を浸透注入する。かかる注入外管を用いることにより、対象地盤に対して、限定的に地盤改良材を浸透注入することができ、効率良く液状化対策を施すことができる。

以上のとおり本発明によれば、曲線削孔において削孔水による地盤弛緩を十分に行うことができ、円滑かつ急角度な曲線推進を行うことができるようになり、もって施工スペースを狭小化できるようになる、あるいは狭小な施工スペースでも対応できるようになる等の利点がもたらされる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
＜管建込み装置＞
図３は、管建込み装置例１の施工状態を示しており、この管建込み装置１は、地中に建て込まれる曲がり可能な外管（本発明の管体に相当）２と、この外管２の先端に対して同軸的に取り付けられたリングビット３と、外管２内およびリングビット３の貫通孔を通り、リングビット３よりも前方に延在する、外管２よりは曲がり難いが曲がり可能な内管５（本発明の削孔軸に相当）と、内管５の先端に対して取り付けられたテーパービット６と、内管５および外管２を支持するとともに内管５を回転及び推進させる回転推進装置７とを備えている。

（回転推進装置の構成）
回転推進装置７は、例えば図示するように、ベースマシン７Ｂにより傾動自在に支持されたリーダ７Ｌと、このリーダ７Ｌに対して、油圧により長手方向に昇降自在なように取り付けられた油圧モータ等の回転駆動源７Ｍとから主に構成することができる。内管５は推進時には回転駆動源７Ｍの回転軸に同軸的に連結され、外管２はその内管５の外側を取り囲むように通されるが、回転駆動源７Ｍには連結されず単にリーダ７Ｌに沿って支持されるだけである。

（外管の構成）
外管２は、例えば挿入深さに応じて単位外管２０を複数直列接続して形成する。この単位外管２０としては、図４に示すように、長手方向略全体を占める樹脂管部２１がポリエチレン等の樹脂から形成され、この樹脂管部の一端部に雌ネジ部２２ａを有する継手装置２２が取り付けられ、他端部に雄ネジ部２３ａを有する継手装置２３が取り付けられたものを用いることができる。ただし本実施形態では、先頭の外管２については、図５に示すように先端部にリングビットホルダ２６を取り付けたものを用いる。これらの継手装置２２，２３は例えば鋼等の高剛性材料で形成される。樹脂管部の具体例としては、例えば三菱樹脂社製のヒシパイプＨＰＰＥ（高性能ポリエチレン）を好適に用いることができる。

これら継手装置と樹脂管部との取付構造としては、例えば図４に示すように、継手装置２２，２３の管取付側端部に、雄ネジ部２４ａを外周面に有しかつ樹脂管部２１内径と同等もしくは若干小さい外径を有する内管部２４および内管部２４の雄ネジ部２４ａとは締め付け方向が反対の雌ネジ部２５ａを内周面に有しかつ樹脂管部２１外径と同等もしくは若干大きい内径の外管部２５からなる二重構造部ＤＢを設け、樹脂管部２１の端部２１Ｓを内管部２４外周面の雄ネジ部２４ａと外管部２５内周面の雌ネジ部２５ａとの隙間に挟むことにより、樹脂管部２１に継手装置２２，２３を取り付けるのが好ましい。この場合において、樹脂管部の端部２１Ｓ内面に、継手装置２２，２３の内管部外周面の雄ネジ部２４ａと螺合する雌ネジ部を形成しておいたり、樹脂管部の端部２１Ｓ外面に、継手装置の外管部内周面の雌ネジ部２５ａと螺合する雄ネジ部を形成しておくのが望ましいが、形成していなくとも樹脂管部２１の材料が継手装置２２，２３の雄・雌ネジ部２４ａ，２５ａよりもある程度軟らかい場合には、これらネジ部２４ａ，２５ａのネジ山が挟持固定に際して樹脂管部２１に食い込むため、問題なく固定できる。

また特に継手装置２２，２３は、図示のように内管部２４の先端が外管部２５の先端よりも突出するように形成するのが望ましい。かかる構成とすると、樹脂管部２１が曲がったとしても、その端部２１Ｓ挟持部は全く曲がらないため、継手装置２２，２３の内管部２４および外管部２５間による挟持固定が外れ難い。

かかる単位外管２０は、例えば継手装置の外管部２５を若干大きめにかつ別体として形成しておき、内管部２４の外周に樹脂管部２１を接続した後、樹脂管部の外側に予め又はその後に配置した外管部２５をスライドし、外管部２５と内管部２４との隙間に樹脂管部の端部２１Ｓを位置させた後、外管部２５を周囲から圧縮して外管部２５と内管部２４との隙間に樹脂管部の端部２１Ｓを挟んで固定し、外管部２５の内周面の雌ネジ部２５ａのネジ山を樹脂管外面に食い込む又は螺合させ、さらに外管部２５を継手装置２３の本体に溶接Ｗ等により固定することによって製造できる。

そして本例では、外管２の先端、すなわち最先端の単位外管２０の先端には、図５にも示すようにリングビットホルダ２６を介してリングビット３が同軸的にかつ削孔回転方向にのみ回転自由に取り付けられる。リングビットホルダ２６は図６に分解状態を示すように全体的に管状をなしており、基端部に前述の単位外管端部の継手装置と同様の挟持固定用二重構造部ＤＢを有し、先端に同外径のリング状ホルダクラッチ２７が同軸的に溶接Ｗ等により固定され、このホルダクラッチ２７の基端側に部分的に内径が拡径された内径拡径部２６Ｄを有するものである。一方リングビット３は、図５のほか図１０〜１２にも示すように基端側の小径管軸部３０と先端大径部３１とからなり、小径管軸部３０の先端部にはホルダクラッチ２７と係合するリング状のビットクラッチ３２が溶接等により固設され、小径管軸部３０の基端部には外径拡径部３３が設けられている。

本例では、このリングビット３の小径管軸部３０の基端にある外径拡径部３３をビットホルダ２６の内径拡径部２６Ｄ内に収めることによって、リングビット３がビットホルダ２６により回転自由に支持され、しかも前後方向には後述のクラッチの段部高さ分の遊びをもってビットホルダ２６に対して連結されている。また、ホルダクラッチ２７およびビットクラッチ３２はそれぞれ図７および図８に示すような一方側平面に段部２７Ａ…，３２Ａ…を周方向に複数有する略類似した形状をなしており、それぞれビットホルダ２６およびリングビット３に対する取り付け状態では図５に示すように相互の段部２７Ａ…，３２Ａ…の形成面が対面するように取り付けられ、使用時には図９に示すようにこれら段部形成面相互が当接される。そして特に、これらホルダクラッチ２７およびビットクラッチ３２の各段部２７Ａ…，３２Ａ…相互は、ビットクラッチ３２側を削孔回転方向に回転させたときにはビットクラッチ３２の段部３２Ａ…がホルダクラッチ２７の段部２７Ａ…に引っ掛からずに段部高さ分前後動しながら回転し、削孔回転方向と反対方向に回転させたときには引っ掛かりそれ以上は回転しない形状とされている。

一方、リングビット３は先端大径部３１の外径が外管２の外径よりも若干大径とされ、また図１０〜１２にも示すように先端大径部３１の前面には周方向に多数のビット３ａ，３ａ…が設けられており、さらに内周面には軸心方向に沿って基端から長手方向途中部まで（先端には達しない）溝部３０Ｄ，３０Ｄ…が周方向に複数（図示例では６つ）形成されている。この溝部３０Ｄ，３０Ｄ…の機能については後述する。

（内管の構成）
他方、本装置例の内管５は、例えば挿入深さに応じて単位内管５０を複数直列接続して形成することができる。この単位内管５０としては、図１３に示すように、外管２よりも曲がり難い（剛性が高い）が曲がり可能な材料、例えば鋼管等により形成し、連結手段として一端部に雌ネジ部５１を及び他端部に雄ネジ部５２をそれぞれ形成したものを用いることができる。ただし、図５に示すように、内管５のうちリングビット３よりも前方に突出する先導部分５０Ｆが曲がり易いと後述の直線推進時における精度が低くなるので、当該先導部分５０Ｆは基端側部分よりも剛性を高くし、曲がり難くするのが望ましい。特に、先導部分５０Ｆと基端側部分の境目が丁度、リングビット３前端部近傍に位置するようにすると、先導部分５０Ｆの単位管としてより剛性の高い材料で形成した先導専用単位管を準備すれば済むため好ましい。
ちなみに、外管２をも含めて剛性の高低を示すと、次の式（１）のようになる。
内管先導部＞内管基端側部分＞外管 ・・・（１）
このように、外管２を内管５よりも曲がり易くしないとスムーズ且つ急角度での曲線推進が非常に困難となり、また内管５のうちでもリングビット３から突出する先導部５０Ｆを基端側部分よりも曲がり難くしないと推進時の直進性が低くなる。

そして本例では、内管５におけるリングビット３と対応する部分は、係合部を備えた略筒状のビットデバイス５５により構成されている。ビットデバイス５５は、図５のほか図１４および図１５にも示すように、リングビット３内側に嵌め入れられる程度の外径を有し、先端部および基端部に単位内管との接続手段として雌ネジ部５５Ａおよび雄ネジ部５５Ｂをそれぞれ備えるとともに、その外周面におけるリングビット３内周面の溝部３０Ｄ，３０Ｄ…と対応する部位に長手方向に沿う凸条部５５Ｃ，５５Ｃ…が複数（図示例では３つ）形成されたものである。このビットデバイス５５の各凸条部５５Ｃは、内管５を前進させた時には対応するリングビット溝部３０Ｄ内の前端限度までそれぞれ挿入され、それ以上は挿入されないため、内管５に前進力を与えると内管５がリングビット３およびこれに連結された外管２を引張りながら前進することになる。そしてこの状態で内管５を回転させたときには凸条部５５Ｃ及び溝部３０Ｄ相互の周方向の噛み合いにより、内管５の回転力がリングビット３に伝達され、それによってリングビット３が外管２に対して回転されるようになっている。一方、内管５を外管２に対して後退させると、ビットデバイス５５の凸条部５５Ｃはリングビット３内面の溝部３０Ｄから離脱するようになっており、さらに後退させるとビットデバイス５５がリングビットホルダ２６の後方に離脱し、後方の外管２内へ後退されるようになっている。なお、この凸条部５５Ｃの挿入を容易にするために、その数を溝部よりも少なくする、具体的には半数程度にするのが好ましい。

他方、本例では内管５の先端に、軸心方向に対して傾斜した受圧面６０を有するテーパービット６がビットレジューサ５６（これも内管５を構成する）を介して取り付けられている。ビットレジューサ５６は図５のほか図１６にも示すように、基端部に連結手段として雄ネジ部５６Ａを有し、この雄ネジ部５６Ａにより内管５の先端雌ネジ部５１に螺合連結される。またビットレジューサ５６の先端部にはテーパービット６の連結のために、係合溝５６Ｂが設けられている。また、内空部５６Ｃは削孔水を流通させるための通路とされる。

テーパービット６としては、例えば図５のほか図１７〜２１にも示すように、略円柱状をなし、頭部に軸心方向に対して傾斜した平坦面よりなる受圧面６０を有するものである。テーパービット６の外径はリングビット３よりも若干大径とし、かつ基端部外周面に軸方向に沿う凸条部６１，６１…を周方向に複数形成したものが好適に用いられる。かかるテーパービット６は、構造が簡素なため鋳造等を利用して安価に製造でき、後述するように地中に埋め殺すとしても、施工コストが著しく高騰するようなことはない。

特に本例では、図２０に示されるように、テーパービット６の基端面には前述のビットレジューサ５６を係合するための係合孔６２が軸心方向に沿って形成されており、この係合孔６２の基端部内周面に係合凸部６２ｐが突設されている。この係合凸部６２ｐをビットレジューサ５６の係合溝５６Ｂに沿って通すようにして、係合孔６２内にビットレジューサ５６を挿入し係合させることにより、内管５の先端にテーパービット６が取り付けられる。

そして、テーパービット６の非受圧面の先端部における幅方向中央には受圧面６０の傾斜方向と平行な方向を臨む噴射口６３が形成されており、この噴射口６３は流路６４を介して係合孔６２内と連通されている。特に図示例ではこの反対面にも平坦な傾斜面６５が形成されており、噴射口６３がこの傾斜面６５に設けられている。なお、この噴射口６３の噴射方向は、軸心方向Ｄ１をｘ軸とし、ｘ軸と受圧面６０の先端位置とを含む平面をｘ−ｙ平面とし、ｘ−ｙ平面内におけるｘ軸に対する傾斜角度をθ１とし、ｙ軸に対するｘ軸周りの傾斜角度をθ２としたとき、θ１＝受圧面の傾斜角度、かつθ２＝０°の両条件を満たすものである。θ１は、受圧面の傾斜角度に対して±５°程度であるのが好ましく、θ２は０°であるのが好ましい。

＜既設構造物直下に存在する液状化のおそれがある地盤の液状化対策工法。＞
次に、以上に述べた装置例を用いた本発明に係る液状化対策工法について説明する。先ず、好適には図２２に示すように既設構造物ＣＳ周囲の地盤Ｇの挿入部位に少なくとも内管先導部分５０Ｆの長さと同程度の長さのガイド管１００を挿入する。そして、図示しないが回転推進装置７の回転駆動軸に内管先導部分５０Ｆを連結し、当該内管先導部分５０Ｆを回転推進または推進のみにより挿入する。この推進は回転推進装置７の回転駆動源の下降により行う。またこの際、内管５内およびテーパービット６の流路６４を通じて先端に泥水等の削孔水を供給しながら推進させるのが望ましい。なお、ガイド管１００の建込みを省略することもできるが、当初は内管５のみで推進させることになるため、推進方向がズレ易いので、図示例のようにガイド管１００を用いるのが好ましい。

次いで図示しないが、先端部にビットデバイス５５を取り付けた単位内管５０を、リングビット３を取り付けた外管２内に挿し通した状態で、リングビット３先端から突出するビットデバイス５５先端を、先に推進させた内管先導部５０Ｆの基端に継ぎ足す（図５参照）。しかる後、継ぎ足した単位内管５０の基端部を回転駆動源に連結する。

以降は、内管５および外管２ともに順次単位内管５０および単位外管２０をそれぞれ継ぎ足しながら図２３に示すようにさらに地中に推進させる。この際、本例では、推進に際してその方向制御を行うことができる。

より詳細に説明すると、直線推進を行うときには図２５に示すように、回転推進装置７により内管５に回転力および推進力を与え、内管５先端のテーパービット６により削孔しながら内管５を地中に直線的に推進させる。この場合、テーパービット６の先端は受圧面６０を有しているものの軸心周りに回転しながら前進するので受圧面６０による受圧の影響は打ち消され、直線的に削孔することが可能である。また、テーパービット６の先端からの削孔水の噴射方向は推進方向（軸心方向Ｄ１）に対して傾斜しているものの、削孔軸５及びテーパービット６の回転に伴って軸心周りに回転するため、結果的には、テーパービット６の前方の広い範囲に対して削孔水を噴射することができ、円滑な直線推進が可能となる。

またこの直線推進に際しては、内管５を構成するビットデバイス５５の凸条部５５Ｃとリングビットの溝部３０Ｄとの噛み合いにより内管５の回転力および推進力がリングビット３に与えられる（図５参照）。前述のとおり、リングビット３はビットホルダ２６により外管２先端に回転自在に支持されており且つビットクラッチ３２およびホルダクラッチ２７の各段部３２Ａ…，２７Ａ…相互はビットクラッチ３２Ａ側を削孔回転方向に回転させたときには引っ掛からずリングビット３の回転を許容し、さらに外管２には周囲地盤の拘束力が作用しているので、外管２は回転されずリングビット３のみが回転する。またリングビット３は外管２先端に対して前後方向には連結されているため、内管５によりリングビット３に与えられた推進力によって外管２が引っ張られるようにして連行推進される。

これに対して、曲線推進を行うときには図２６に示すように、テーパービット６の受圧面６０の先端が回転軸心に対して曲げたい側に位置する状態で内管５の回転を止め、更にそのままの状態で回転推進装置７により内管５に推進力のみを与える。この際、テーパービット６の受圧面６０にかかる力によりテーパービット６の推進方向が徐々に変化し、内管５を地中に曲線的に推進させることができる。また、削孔水はテーパービット６の推進先に向かって噴射されるため、当該推進先の地盤を確実に弛緩することができ、またその結果、テーパービット６はより緩い地盤側に逃げ易くなり、より円滑かつ確実に、またより急角度に削孔方向を変化させることができる。

またこの曲線推進に際しては、内管５を構成するビットデバイス５５の凸条部５５Ｃとリングビット内周面の溝部３０Ｄとの噛み合いにより内管５の推進力がリングビット３に与えられる。リングビット３は外管２先端に対して前後方向には連結されているため、内管５によりリングビット３に与えられた推進力によって外管２が引っ張られるようにして曲線的に推進される。なお、この曲線推進は三次元曲線的な推進が可能であり、図示例では鉛直面方向において曲げているが、水平面方向に曲げることもできる。

また、かかる方向制御に際しては、内管５先端の存在位置や、姿勢、軌道等を知る必要がある。このため、ジャイロや角度計を内管５の先端部内（例えば内管先導部分５０Ｆ）に内蔵させて姿勢や軌道を計測したり、内管５の先端部内に電磁波発信機を設け地上側からこの電磁波を受信して内管先端部の位置を計測したり、内管５の先端ビット６の掘削により発生する弾性波を地上で計測して内管５の先端部の位置を計測したりすることができる。

かくして、図２３に示すように、内管５を既設構造部ＣＳ周囲の地表面から改良対象層までは弧状に進行させ、その後は改良対象層内を水平方向に沿って進行させて、既設構造物ＣＳ直下の対象地盤に至る挿入孔Ｈを形成しながら、順次形成される挿入孔内Ｈに外管２を挿入することによって、外管２を既設構造物ＣＳの直下に達するように挿入できる。

そして、所望の経路（直線的な経路であっても、またＳ字状等の曲がりくねった経路であっても良い）で、既設構造物ＣＳ周囲の地表面から少なくとも対象地盤に達する所定深さまで外管２を推進させたならば、本発明では図２４に示すように、テーパービット６を内管先端から取り外す。具体的には、先ず内管５を外管２に対して後退させて、テーパービット６基端部の凸条部６１，６１…をリングビット３前面のビット３ａ，３ａ間に挿入する。しかる後この状態で、内管５に削孔時とは反対方向の回転力を与えると、テーパービット６に対しても削孔時とは反対方向の回転力が付与され、さらにその凸条部６１，６１…がリングビットのビット３ａに引っ掛かりリングビット３にも削孔時とは反対方向の回転力が伝達されるものの、その際に、リングビット３のビットクラッチ３２の段部３２Ａが、周囲地盤により回転しないように拘束された外管２先端のホルダクラッチ２７の段部２７Ａに引っ掛かるため、結果的にテーパービット６は殆ど反対周りに回転できない状態となる。そして、このテーパービット６が回転しない状態で内管５を削孔時とは反対周りに回転させつつ引き抜くと、テーパービット６の係合凸部６２ｐを内管５先端のビットレジューサ５６の係合溝５６Ｂに沿って引き抜くことができる。かかる係合の解除により、テーパービット６を内管５先端から離脱させることができるのである。

テーパービット６を取り外したならば、テーパービット６を外管２前方の地中に残し且つ外管２をそのまま地中に挿入した状態（換言すれば、外管２を既設構造物ＣＳの直下の地盤に留置し、かつその前方の取り外し位置にテーパービット６を留置した状態）で、回転推進装置７により内管５を外管２から引き抜く。かくして外管２を、図２７に示すように既設構造物ＣＳの周囲の地表面から少なくとも対象地盤に達するように地中に建て込むことができる。なお、この場合において、テーパービット６はそのまま地中に埋め殺しても良いし、ビット取り外し位置近傍に予めまたはその後に立坑を掘り、取り外したテーパービット６を回収しても良い。

かくして地中に建て込まれた外管２は、本発明では、地盤改良剤の注入管を挿入するためのケーシング管とする等、地盤改良剤の浸透注入に利用される。すなわち、図２７に示すように外管２を対象地盤内まで建て込んだならば、この外管２内に注入管２００を挿入し、次いで図２８に示すように注入管２００を残して外管２を引き抜きいた後、当該注入管２００を介して対象地盤内に地盤改良剤の注入を行う。

この注入方法としては、本出願人による特開２０００−８０６４０号公報において提案したものが好適である。これを適用した場合の注入状態が図２９に示されている。すなわち、軸方向に間隔をおいて複数の外部パッカー２０６，２０６…を外面部に有し、かつ隣接する外部パッカー２０６，２０６間に注入口２０７，２０７…を有する注入外管２０１を、前述のようにして地中に建て込まれた外管２内を通して対象地盤まで挿入した後、注入外管２０１を残して外管２を挿入孔Ｈから引き抜く。

これにより、注入外管２０１が挿入孔Ｈ内に建て込まれる。しかる後、注入外管２０１における隣接する両外部パッカー２０６，２０６を膨出させて挿入孔Ｈ壁面に密着させる。外部パッカー２０６，２０６を膨出するには、内部に水や空気等の膨出用流体、好適には固結性材料たとえばセメントもしくはセメントベントナイトを充填させる。この一方で、この注入外管２０１内に、軸方向に間隔をおいて複数の内部パッカー２１６，２１６を外面部に有し、かつ隣接する内部パッカー２１６，２１６間に吐出口２１７を有する注入内管２１０を挿入し、隣接する両内部パッカー２１６，２１６を膨出させて注入外管２０１内面に密着させた状態とする。この内部パッカー２１６，２１６の膨出にも外部パッカーと同様の膨出用流体を用いることができる。この際、隣接外部パッカー２０６，２０６と挿入孔Ｈ壁面と注入外管２０１外面とで囲まれる領域は、何も充填されていない空間とする。

しかる後、注入内管２１０内、注入内管２１０の吐出口２１７、注入外管２０１内、注入外管２０１の注入口２０７、および隣接パッカー間の空間をこの順に介して、地盤改良剤を浸透注入する。図中二点鎖線で示す部位Ｌ，Ｌが地盤改良剤の浸透部位である。かくして、対象地盤内に地盤改良剤を浸透注入し、その固化により対象地盤を改良できる。地盤改良剤としては、水ガラス系の薬液、特にシリカゾル系薬液を用いることが浸透注入の点で好ましい。土中のゲルタイムとしては１〜１０時間程度が望ましい。注入速度としては、４０リットル／分程度まで注入できる。

地盤改良剤を注入するに際して、施工を簡略化し効率を向上させるために、削孔外管２として注入外管２０１を用い、この注入外管２０１を挿入孔Ｈの形成時に直接に削孔内管５により引き込むこともできる。ただし、この場合には引き込む外管２０１の外面にパッカー２０６が張り出しているため、これを内管５により引き込むのは困難である。したがってこの場合、図３０に示すように、長手方向に間隔をおいて複数の注入口２２７を有し、外周面に張り出たもののない（すなわち面一）注入外管２２０を前述の削孔内管５により引き込むのが望ましい。またこの場合、各注入口２２７はスリーブＳＬにより開閉可能に塞いでおき、注入時には注入圧によってスリーブＳＬが変形（この状態が二点鎖線で示されている）して地盤改良剤Ｇが注入外管２２０外部の地盤に注入され、地盤改良剤Ｇの注入を止めたときにはスリーブＳＬが復元して注入口２２７を塞ぐように構成するのが望ましい。

さらに、注入口を有しない外管２を挿入した場合であっても、その後に、内部に図示しないドリル装置等の孔形成手段を入れて注入口を形成し、注入外管として利用することもできる。

＜その他＞
（イ）上記例において、単位外管２０や単位内管５０相互の連結手段として、上記例のような螺合連結以外にも、他の公知の連結構造を適用できる。
（ロ）上記例においては、図示例のテーパービット６に限らず、例えば屈曲軸状のテーパービットや円弧軸状のテーパービットも、その周面が軸心方向に対して傾斜した受圧面をなすので利用できる。
（ハ）上記例においては、ビットデバイス５５を用いずに、リングビット３と対応する単位内管５０外面の所定位置に凸条部５５Ｃ，５５Ｃ…を直接設けても良い。
（ニ）上記例においては、テーパービットの径を外管の外径同等またはそれ以上に形成しておけば、リングビットを省略することも可能である。
（ホ）上記例において、テーパービット６を着脱自在に取り付けるための手段としては、螺合連結のほか、公知の着脱連結構造を採用することができる。

本発明は、砂地盤の上に、空港の滑走路、工場の大型タンク等、各種の建築物や土木構造物が既設されている場合に適用されるものである。

本発明の概要説明図である。 本発明の概要説明図である。 管建込み装置の施工状態概要図である。 単位外管の一部破断図である。 要部概略図である。 リングビットホルダの分解状態破断図である。 ホルダクラッチの正面図および側面図である。 ビットクラッチの側面図および正面図である。 クラッチの噛合い状態を示す側面図である。 リングビットおよびホルダ部の破断図である。 リングビットの前面図である。 リングビットの要部縦断面図である。 単位内管の縦断面図である。 ビットデバイスの破断図である。 ビットデバイスの前面図である。 ビットレジューサの破断図である。 テーパービットの正面図である。 テーパービットの平面図である。 テーパービットの底面（受圧面の裏面）図である。 テーパービットの右側面図である。 テーパービットの縦断面図である。 施工要領図である。 施工要領図である。 施工要領図である。 方向制御の説明図である。 方向制御の説明図である。 地盤改良の施工要領図である。 地盤改良の施工要領図である。 地盤改良剤の注入例を示す要部拡大縦断面図である。 他の、地盤改良剤の注入例を示す要部拡大縦断面図である。

符号の説明

１…建込み装置、２…外管、３…リングビット、５…内管（削孔軸）、６…テーパービット、７…回転推進装置、６３…噴射口。

Claims (2)

1. 曲がり可能な削孔軸と、削孔軸の先端に設けられた、軸心方向に対して傾斜した受圧面を有するテーパービットと、削孔軸を回転及び推進させる回転推進手段とを有し、前記回転推進手段により前記削孔軸に推進力のみを与え、その先端のテーパービットの受圧面にかかる力により推進方向を変化させながら削孔軸を地中に曲線推進しうるように構成した、削孔装置を用い、
   液状化のおそれがある対象地盤に地盤改良剤を浸透注入し、液状化防止対策を施す方法であって；
   前記テーパービットは、前記軸心を通り受圧面の先端を結ぶ縦断面において、前記軸心方向となす傾斜角度が０度を超え９０度未満の第１傾斜角度をもち、かつ、前記軸心と直交する横断面において、その縦線となす傾斜角度が−９０度を超え＋９０度未満の第２傾斜角度をもち、削孔水の流路が斜め前方に向き、その流路の噴射口は、前記テーパービットの前記受圧面の先端より後方における前記テーパービットの側面に開口した構成を有し、
   前記噴射口から削孔水を噴射しつつ；直線推進時には前記回転推進手段により前記掘削軸及びテーパービットに回転力及び推進力を与え、曲線推進時には、前記掘削軸及びテーパービットに前記回転推進手段により回転させることなく推進力を与えて、前記削孔軸を地表面から地中に進行させ、前記対象地盤に達する挿入孔を形成し、
   その後、形成された挿入孔を通して前記対象地盤に地盤改良剤を浸透注入し、液状化防止対策を施すことを特徴とする地盤の液状化対策工法。
2. 前記挿入孔を形成した後、その挿入孔内に管体を挿入し、
   管体を、前記対象地盤に達するように挿入したならば、管体を残して削孔軸を回収し、その後、軸方向に間隔をおいて複数の外部パッカーを外面部に有し、かつ隣接する外部パッカー間に注入口を有する注入外管を前記管体内に挿入した後、この注入外管を残して前記管体を挿入孔から引き抜き、その後、前記注入外管を利用して前記対象地盤に地盤改良剤を浸透注入する、請求項１記載の地盤の液状化対策工法。

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