JP7029935B2

JP7029935B2 - 地盤改良薬液の注入方法

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Publication number: JP7029935B2
Application number: JP2017216917A
Authority: JP
Inventors: 拓馬桑原; 孝次佐藤; 義夫御手洗; 哲平秋本
Original assignee: Toa Corp; Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Toa Corp; Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: JP2019085840A

Description

本発明は、地盤改良薬液の注入方法に関し、さらに詳しくは、地盤に注入中の薬液のゲル化および沈降を抑制して、現地条件に応じた適切な施工を行うことができる地盤改良薬液の注入方法に関するものである。

地盤改良方法として、地盤の対象領域に地盤改良薬液（以下、薬液という）を注入し、土中で薬液をゲル化（固結）させて改良体を形成する薬液注入工法が行われている。従来、薬液を注入する現地条件（対象領域の土質や周囲にある構造物等）によらず、薬液を注入し終えた直後に薬液がゲル化するように、対象領域に配置した薬液注入手段の注入口からの薬液の１回の注入あたりの注入時間と、薬液のゲルタイムとが同じ長さに設定されている。

しかしながら、対象領域の土質が不均質な場合等には、計画した注入時間どおりに薬液の注入が終了せずに、注入中に薬液がゲル化してしまうことがある。注入中に薬液がゲル化した場合には、注入圧力を増加させて注入を継続するか、注入を中断せざるを得なくなる。注入圧力を増加させて注入を継続させた場合には、薬液が不規則な形状になって固結する可能性がある。対象領域に近接した構造物（建築物や舗装等）がある場合や、注入位置の土被りが小さい場合には、注入圧力の増加に起因して、近接した構造物や地表面に変位が生じる可能性がある。一方で、ゲルタイムを注入時間に比べて過剰に長く設定すると、注入された薬液がゲル化する前に対象領域の下方に沈降して計画どおりの改良体を形成できない。

ゲル化する前に薬液を対象領域に確実に注入する方法として、薬液が注入される地盤内に弾性波測定手段を設置し、弾性波測定手段で得られた弾性波速度の経時変化から薬液の原位置でのゲルタイムを推定する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、薬液をゲル化開始時までに確実に地盤に注入することを意図しているだけである。そのため、地盤に注入中の薬液のゲル化および沈降を抑制して、現地条件に応じた適切な施工を行うには改善の余地がある。

特開２０１０－３７８１２号公報

本発明の目的は、地盤に注入中の薬液のゲル化および沈降を抑制して、現地条件に応じた適切な施工を行うことができる地盤改良薬液の注入方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の地盤改良薬液の注入方法は、地盤改良薬液を地盤の対象領域に注入して前記対象領域に改良体を形成する地盤改良薬液の注入方法において、前記対象領域に配置した薬液注入手段の注入口から前記対象領域への前記地盤改良薬液の注入開始から注入終了までの１回の注入時間に基づいて、前記地盤改良薬液のゲルタイムの基準範囲を設定して、前記基準範囲と事前に取得した前記対象領域の透水係数とに基づいて前記ゲルタイムの実用範囲を決定し、前記ゲルタイムが前記実用範囲内に調整された前記地盤改良薬液を使用し、前記実用範囲を決定する際には、前記透水係数に基づいて、注入した前記基準範囲内に設定された前記地盤改良薬液の前記対象領域での沈降の有無を予め設定された境界値により事前に判定し、沈降無しと判定した場合は前記実用範囲を前記基準範囲よりも長時間側にシフトさせ、沈降有りと判定した場合は前記実用範囲を前記基準範囲よりも長時間側にシフトさせないことを特徴とする。

本発明によれば、１回の注入時間に基づいて設定した地盤改良薬液のゲルタイムの基準範囲を単純にそのまま施工時のゲルタイムとして用いるのではなく、この基準範囲に対して対象領域の透水係数を考慮してゲルタイムの実用範囲を決定する。地盤の透水係数は注入した地盤改良薬液の沈降に大きく影響するので、ゲルタイムがこの実用範囲内に調整された地盤改良薬液を使用することで、注入している地盤改良薬液のゲル化および沈降を抑制して、現地条件に応じた適切な施工を行うことができる。

本発明の地盤改良薬液の注入方法の一例を示すフロー図である。ゲルタイム試験の結果を例示するグラフ図に基準範囲を決定する手順を記載した説明図である。注入模擬試験を縦断面視で例示する説明図である。注入模擬試験で形成した改良体サンプルを縦断面視で例示する説明図である。透水係数と注入後ゲル化所要時間と薬液の沈降の有無との関係を例示するグラフ図である。ゲルタイム試験の結果を例示するグラフ図に実用範囲を決定する手順を記載した説明図である。ゲルタイム試験の結果を例示するグラフ図に実用範囲を決定する別の手順を記載した説明図である。薬液注入工程を縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明の地盤改良薬液の注入方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

本発明は、図８に例示するように、地盤Ｇの対象領域に配置した薬液注入手段１０の注入口１１ａから地盤改良薬液Ｌ（以下、薬液Ｌという）を注入することにより、対象領域に改良体Ｉを形成する。本発明では、施工前の段階で、薬液Ｌについて従来設定していたゲルタイムの基準範囲を、事前に取得した対象領域の地盤Ｇの透水係数を用いて調整することで実用範囲を決定する。そして、ゲルタイムをこの実用範囲に調整した薬液Ｌを使用して施工を行う。以下では、薬液Ｌとして、酸性の溶液型のシリカ系薬液を使用する場合を例示する。

本発明は、図１のフロー図に例示する５つの工程（基準範囲設定工程、境界値設定工程、判定工程、実用範囲決定工程、薬液注入工程）を有している。基準範囲設定工程は従来から実施されている工程であり、その他の工程は本発明による新たな工程である。以下に、各工程の詳細を説明する。

基準範囲設定工程では、薬液注入手段１０の注入口１１ａから対象領域への薬液Ｌの注入開始から注入終了までの１回の注入時間に基づいて、薬液Ｌのゲルタイムの基準範囲を設定する。そのためにこの工程では、薬液Ｌの１回の注入時間を決定する必要がある。１回の注入時間は、例えば、注入開始から注入終了までの１回の設計注入量（改良体１球あたりの設計注入量）、注水試験で求めた限界注入速度、および施工現場の制約条件（施工可能時間等）に基づいて決定する。注水試験では、対象領域に薬液Ｌを注入するに際して、事前に地盤Ｇに水を注入して割裂が生じない薬液Ｌの限界注入速度を決定する。

また、この工程では薬液Ｌの配合試験を行うことにより、改良体Ｉに求められる設計基準強度を満足する薬液Ｌの薬液濃度を決定する。薬液Ｌとして、シリカ系薬液を使用する場合には、薬液Ｌのシリカ濃度（重量比率）は例えば、５％～１０％程度に決定される。

次いで、決定した薬液濃度の薬液Ｌのゲルタイム試験を行うことにより、図２に例示するように、薬液Ｌのゲルタイムと水素イオン濃度指数（以下、ｐＨという）との関係データ（以下、第１関係データという）を取得する。ゲルタイムは、土中に注入された薬液Ｌが流動性を失い、粘性が急激に増加するまでの時間を意味している。

ゲルタイム試験は、使用する薬液Ｌの種類や工法によってそれぞれ確認方法が設定されているため、それぞれの確認方法に従って行う。例えば、浸透固化処理工法におけるゲルタイム試験は、公益社団法人地盤工学会関東支部発行の「薬液注入工法を用いた地盤改良技術の今後の展開に関する調査検討会：活動報告書」（平成２４年３月発行）に記載の手順に従って行う。具体的には、２００ｍｌの容器に試料砂を１２０ｇ計り取り、蒸留水を３０ｍｌ添加して水和状態とした試料を作成する。次いで、その試料に、反応材の添加量を変えた薬液Ｌをそれぞれ３０ｍｌずつ投入し薬さじ等で混合する。そして、薬液Ｌ投入後、上澄みの薬液Ｌがゲル化するまでの時間をゲルタイムとして記録する。

図２に示すように、薬液ＬのゲルタイムとｐＨは相関関係を有しているので、薬液ＬのｐＨを変化させることでゲルタイムを調節することができる。シリカ系薬液の場合には、酸性の反応材の添加量を変えることで薬液ＬのｐＨを操作することができる。薬液ＬのｐＨが小さい（強酸性側）ほどゲルタイムが長くなり、薬液ＬのｐＨが大きい（中性側）ほどゲルタイムが短くなる。

次に、１回の注入時間と同じ時間をゲルタイムの基準値として、その基準値に所定の許容誤差を含めた範囲をゲルタイムの基準範囲に設定する。例えば、１回の注入時間を１００分に決定した場合には、ゲルタイムの基準値は１００分となり、許容誤差を±α分（例えば、±２０分）とすれば、ゲルタイムの基準範囲は１００分±α分（例えば、８０分～１２０分）に設定される。ゲルタイムの基準範囲の時間幅（許容誤差の大きさ）は施工可能時間などの条件に応じて適宜決定できる。

図２では、薬液Ｌのゲルタイムの基準範囲Ｒ２は、薬液ＬのｐＨを基準にして設定されている。具体的には、１回の注入時間と同じ時間をゲルタイムの基準値Ｖ１とし、その基準値Ｖ１に対応する薬液ＬのｐＨを第１関連データから求める。そして、その求めた薬液ＬのｐＨを基準値Ｚ１として、その基準値Ｚ１に許容誤差（例えば、±０．２）を含めたｐＨの範囲（Ｚ２～Ｚ３）を、薬液ＬのｐＨの基準範囲Ｒ３に設定する。そして、その薬液ＬのｐＨの基準範囲Ｒ３に対応するゲルタイムの範囲（Ｔ３～Ｔ２）をゲルタイムの基準範囲Ｒ２として設定する。

境界値設定工程では、注入した薬液Ｌの対象領域での沈降の有無を判定するための境界値（境界条件）を設定する。境界値は例えば注入模擬試験の結果に基づいて設定する。注入模擬試験は図３に例示するように、地盤Ｇを再現した模擬地盤１に薬液Ｌを注入して改良体サンプルを形成し、ゲルタイム経過後、改良体サンプルの形状を確認して薬液Ｌの沈降の有無を判別する。

模擬地盤１は、直方体形状のケーシング２の底部に礫材３を敷き詰めて、礫材３の上に不織布４を敷き、不織布４の上にさらに砂材５（例えば、硅砂等）を敷き詰めて作製する。模擬地盤１は、直方体形状に限らず円柱状などの他の形状であってもよい。模擬地盤１には、礫材３で構成された透水層に水Ｗを注入する注水用配管６と、砂材５で構成された注入領域に薬液Ｌを注入する薬液用配管７とを埋設した状態にする。

薬液用配管７は中途の位置に薬液Ｌを注入するための注入口７ａが設けられた有底管体である。薬液用配管７の注入口７ａは、図３の破線で示している改良体サンプルの形成予定範囲が注入領域に収まる位置に配置する。改良体サンプルの形成予定範囲の下端部と透水層の上端部との離間距離は、薬液Ｌの沈降が生じた際に、薬液Ｌが透水層の上端部に達する程度の距離（例えば、１０ｍｍ～５０ｍｍ）に設定する。

次いで、注水用配管６によって透水層に水Ｗを注入し、砂材５を飽和した状態にした後、薬液用配管７の注入口７ａから砂材５の注入領域に薬液Ｌを注入する。そして、薬液Ｌのゲルタイムが経過した後に、模擬地盤１に形成された改良体サンプルの形状を確認することにより、その条件における薬液Ｌの沈降の有無を判別する。

この注入模擬試験を、模擬地盤１の透水係数と、薬液Ｌのゲルタイムとをそれぞれ変えて複数の条件で行う。薬液Ｌの注入時間、薬液濃度、薬液Ｌの比重は実質的に同一条件に設定し、薬液Ｌのゲルタイムはそれぞれ注入時間よりも長く設定する。薬液Ｌのゲルタイムは、第１関係データに基づいて、薬液ＬのｐＨを変化させることによって調節する。

この実施形態では、６通りの異なる試験条件で注入模擬試験を行った。図４の（ａ）～（ｆ）は、それぞれの注入模擬試験によって形成した改良体サンプルＡ～Ｆを例示している。改良体サンプルＡ～Ｆのそれぞれの試験条件は表１に示すとおりである。薬液Ｌのシリカ濃度は８％、薬液Ｌの比重は２０℃で１．０９、注入時間は約１０分に設定した。

薬液Ｌの沈降の有無は、改良体サンプルＡ～Ｆの形状を確認することで判別することができる。図４では模擬地盤１と改良体サンプルＡ～Ｆの形状との関係が分かり易いように、模擬地盤１の内部に配置された改良体サンプルＡ～Ｆを例示しているが、実際には模擬地盤１を解体し、改良体サンプルＡ～Ｆの周りの余分な砂材５を落とした状態で改良体サンプルＡ～Ｆの形状を目視で確認する。

図４の（ｅ）、（ｆ）に例示する改良体サンプルＥ、Ｆのように、破線で示す形成予定範囲に薬液Ｌが留まり、改良体サンプルＥ、Ｆが薬液用配管７の注入口７ａを中心にした球形に近い形状である場合には、薬液Ｌの沈降が生じない条件であると判別できる。一方、図４の（ａ）、（ｂ）に例示する改良体サンプルＡ、Ｂのように、全体的に薬液Ｌが形成予定範囲よりも下側に沈降して改良体サンプルＡ、Ｂの下側が透水層と接触して平坦になっている場合には、薬液Ｌの沈降が生じる条件であると判別できる。

図４の（ｃ）、（ｄ）に例示する改良体サンプルＣ、Ｄのように、改良体サンプルＣ、Ｄの大部分は注入口７ａを中心にした球形に近い形状であるが、上部や下部に薬液Ｌの沈降の痕跡が見られた場合には、薬液Ｌの沈降が生じるか否かの境界に近い条件であると判別できる。特に、改良体サンプルＤのように、上部に小さな窪みがあり、下部に小さな膨らみがあるが、透水層と接触せずにほぼ球形であるような改良体サンプルが形成された条件は、薬液Ｌの沈降が生じるか否かの境界に非常に近い条件であると判別できる。

図５に注入模擬試験の結果を示す。図５は、注入後ゲル化所要時間（ゲルタイム－注入時間）を縦軸として、模擬地盤１の透水係数の対数関数を横軸とした片対数グラフになっている。薬液Ｌの沈降が生じた条件（改良体サンプルＡ、Ｂ）を黒塗りの四角マーカーで示し、薬液Ｌの沈降が生じなかった条件（改良体サンプルＥ、Ｆ）を白抜きの四角マーカーで示している。沈降の量は小さいが薬液Ｌの沈降が若干生じる条件（改良体サンプルＣ、Ｄ）は、半分黒塗りで半分白抜きの四角マーカーで示している。

このようにデータをプロットすることで、図５に例示するように、薬液Ｌに沈降が生じるか否かの境界値Ｘ（境界条件）を示す透水係数と注入後ゲル化所要時間との相関関係データ（以下、第２関係データという）を得ることができる。この実施形態では、薬液Ｌの沈降が生じなかった改良体サンプルＥの条件と、薬液Ｌの沈降が生じるか否かの境界に非常に近い改良体サンプルＤの条件とを結んだ線分を境界値Ｘとして一点鎖線で示している。

地盤Ｇの透水係数が大きいほど薬液Ｌの沈降が生じ易く、注入後ゲル化所要時間が長いほど薬液Ｌの沈降が生じ易くなるため、境界値Ｘは右下がりの線分となる。図５では、境界値Ｘよりも左側（透水係数が小さい側）の領域が薬液Ｌの沈降が生じない条件となり、境界値Ｘよりも右側（透水係数が大きい側）の領域が薬液Ｌの沈降が生じる条件となる。

このように、予め境界値Ｘを設定することで、薬液Ｌを注入する対象領域の透水係数に応じて、薬液Ｌの沈降が生じない条件を満たすゲルタイム（注入後ゲル化所要時間）を把握することができる。また、境界値Ｘに基づいて、薬液Ｌを注入する対象領域の透水係数に対応する注入後ゲル化所要時間を求めることで、薬液Ｌの沈降が生じない条件を満たす最長のゲルタイムを把握することが可能となる。

この実施形態では、６通りの条件で行なった試験結果Ａ～Ｆに基づいて境界値Ｘを設定したが、より多くの試験結果に基づいて境界値Ｘを設定すると、境界値Ｘをより精度よく設定することができる。

判定工程では、対象領域の透水係数に基づいて、ゲルタイムが基準範囲内に設定された薬液Ｌを対象領域に注入した場合の薬液Ｌの沈降の有無を、予め設定された境界値Ｘにより判定する。対象領域の透水係数を取得する方法としては、原位置透水試験（現地注水試験）や、室内透水試験（定水位透水試験や変水位透水試験等）が例示できる。対象領域の透水係数は、対象領域から採取した土サンプルの粒度から推定することもできる。透水係数を粒度から推定する方法としては、クレーガーによる透水係数の推定方法等が例示できる。

図５に例示するように、薬液Ｌのゲルタイムを設定した基準値Ｖ１にした場合（注入後ゲル化所要時間が０秒の場合）の境界値Ｘにおける透水係数と、対象領域の透水係数とを比較して対象領域での薬液Ｌの沈降の有無を判定する。この実施形態では、ゲルタイムを基準値Ｖ１にした場合の境界値Ｘにおける透水係数Ｘ０は４×１０^－４（ｍ／ｓ）であるので、対象領域の透水係数が４×１０^－４（ｍ／ｓ）以上である場合には沈降有りと判定し、４×１０^－４（ｍ／ｓ）より小さい場合には沈降無しと判定する。

実用範囲決定工程では、ゲルタイムの基準範囲と、対象領域の透水係数とに基づいてゲルタイムの実用範囲を決定する。判定工程で沈降有りと判定した場合には、薬液Ｌの沈降を出来るだけ小さくするために、一回の注入時間とゲルタイムとの時間差（注入後ゲル化所要時間）を小さくすることが望ましい。そのため、沈降有りと判定した場合には、薬液Ｌのゲルタイムの実用範囲を基準範囲よりも長時間側にシフトさせずに、基準範囲の数値範囲を実用範囲として決定する。即ち、１回の注入時間を基準値として設定した基準範囲をそのままゲルタイムの実用範囲として決定する。

一方、図５に示すように、判定工程で沈降無しと判断した場合には、薬液Ｌのゲルタイムを１回の注入時間よりも長く設定しても、注入後ゲル化所要時間が対象領域の透水係数における境界値Ｘを越えない範囲であれば、薬液Ｌが沈降することなく良質な改良体Ｉを形成することができる。そのため、判定工程で沈降無しと判断した場合には、薬液Ｌのゲルタイムの実用範囲を基準範囲よりも長時間側にシフトさせる。

ゲルタイムを基準範囲よりも長時間側にシフトさせる際の実用範囲の上限値は、対象領域の透水係数と境界値Ｘとに基づいて決定するとよい。具体的には、図５に示すように、対象領域の透水係数において境界値Ｘに対応する注入後ゲル化所要時間を求める。例えば、対象領域の透水係数が１．５×１０^－４（ｍ／ｓ）である場合には、境界値Ｘに対応する注入後ゲル化所要時間は２００分となる。

その求めた注入後ゲル化所要時間（２００分）を図６に示すように、１回の注入時間に加算した時間がゲルタイムの実用範囲の上限値Ｕ１となるように、ゲルタイムの実用範囲Ｐ１を基準範囲Ｒ１よりも長時間側にシフトさせる。即ち、この実施形態の場合には、１回の注入時間１００分に注入後ゲル化所要時間２００分を加算した３００分が実用範囲Ｐ１の上限値Ｕ１となるように、基準範囲Ｒ１よりも実用範囲Ｐ１を長時間側にシフトさせて、ゲルタイムの実用範囲Ｐ１を２６０分～３００分に決定する。

図７に示すように、薬液Ｌのゲルタイムの実用範囲Ｐ２は、薬液ＬのｐＨを基準にして決定することもできる。具体的には、対象領域の透水係数と境界値Ｘに基づいて、薬液Ｌの沈降が生じないゲルタイムの上限値Ｕ１を求め、その上限値Ｕ１に対応する薬液ＬのｐＨ（Ｚ４）が、薬液ＬのｐＨの実用範囲Ｒ４の下限値になるように、薬液ＬのｐＨの実用範囲Ｒ４をｐＨの基準範囲Ｒ３よりも強酸性側にシフトさせる。そして、その薬液ＬのｐＨの実用範囲Ｒ４（Ｚ４～Ｚ５）に対応するゲルタイムの範囲（Ｔ５～Ｔ４）をゲルタイムの実用範囲Ｐ２として設定することで、ゲルタイムの実用範囲Ｐ２を基準範囲Ｒ２よりも長時間側にシフトさせる。

薬液注入工程では、図８に示すように、ゲルタイムを実用範囲内に調整した薬液Ｌを対象領域に配置した薬液注入手段１０の注入口１１ａから対象領域に注入する。薬液注入手段１０は例えば、外管１１と、外管１１に挿入される内管１２と、内管１２に接続される薬液供給設備１３と、上下２つの内管パッカ１２ｂ、１２ｃに接続される加圧設備１４とを有する。

注入孔Ｈに外管１１を挿入し、外管１１に内管１２を内挿して吐出口１２ａを注入口１１ａに対応する位置に配置する。次に、加圧設備１４から内管パッカ１２ｂ、１２ｃにガスｇを供給して内管パッカ１２ｂ、１２ｃを膨張させ、内管パッカ１２ｂ、１２ｃによって内管１２の外周面と外管１１の内周面との間を密に塞ぐ。そして、薬液供給設備１３によって内管１２に薬液Ｌを供給し、吐出口１２ａから注入口１１ａを通して対象領域に注入する。

薬液Ｌを注入し終えたら、加圧設部１４によって内管パッカ１２ｂ、１２ｃを収縮させて、次に薬液Ｌを注入する注入口１１ａの位置まで内管１２を移動させて、前述した手順と同様の手順で薬液Ｌの注入を行なう。注入された薬液Ｌが固化することで、対象領域には改良体Ｉが形成される。

このように、本発明によれば、１回の注入時間に基づいて設定した薬液Ｌのゲルタイムの基準範囲を単純にそのまま施工時のゲルタイムとして用いるのではなく、この基準範囲に対して対象領域の地盤Ｇの透水係数を考慮してゲルタイムの実用範囲を決定する。地盤Ｇの透水係数は注入した薬液Ｌの沈降に大きく影響するので、ゲルタイムがこの実用範囲内に調整された薬液Ｌを使用することで、注入している薬液Ｌのゲル化および沈降を抑制することができる。

特に、判定工程で沈降無しと判定される透水係数の比較的小さい対象領域の場合には、ゲルタイムの実用範囲を基準範囲よりも長時間側にシフトさせることで、ゲルタイムの実用範囲を１回の注入時間よりも長く設定することができる。これにより、注入中に薬液Ｌがゲル化する不具合を回避するには有利になり、薬液Ｌの注入中に不具合が生じた場合にも、土中で薬液Ｌがゲル化する前に対処することが可能となる。

より具体的には、例えば、注入位置に近接した構造物がある場合や注入位置における土被りが小さい場合にも、薬液Ｌがゲル化するまでに時間的な余裕ができるので、注入圧力を計画した圧力よりも小さくして、予定の注入時間よりも長い時間をかけてゆっくりと注入する等の対策を講じることが可能になる。これにより、近接した構造物や地表面に変位が生じる施工トラブルをより確実に回避することができる。そのため、現地条件に応じた適切な施工を行うには有利になる。

また、薬液Ｌの注入圧力が高い場合や内管パッカ１２ｂ、１２ｃによる密閉が不十分な場合には、薬液Ｌの注入中に内管パッカ１２ｂ、１２ｃの隙間から薬液Ｌが地表などに漏れ出す不具合（リーク）が発生する場合があるが、そのような場合にも、注入圧力を計画した圧力よりも小さくして、薬液Ｌの漏れ出しが無いように予定の注入時間よりも長い時間をかけてゆっくりと注入する等の対策を講じることが可能になる。

境界値Ｘは注入模擬試験とは異なる試験やコンピュータシミュレーション等で設定することもできるが、注入模擬試験によって取得した第２関係データに基づいて境界値Ｘを設定すると、境界値Ｘを簡易に精度よく設定することができる。

ゲルタイムの実用範囲を基準範囲よりも長時間側にシフトさせる際の実用範囲の上限値を、対象領域の透水係数と境界値Ｘとに基づいて決定すると、対象領域での薬液Ｌの沈降を確実に回避しつつ、ゲルタイムの実用範囲を最大限に長く設定することができる。それ故、薬液Ｌの注入中における薬液Ｌのゲル化および沈降のリスクを低減するには益々有利になる。

薬液Ｌの注入位置（外管１１の管軸芯）の所定距離以内（例えば、１０ｍ以内）に構造物が無い場合や、対象領域の土質が均一な場合などの施工の不具合が生じ難い現地条件の場合には、判定工程において、ゲルタイムの実用範囲を基準範囲よりも長時間側にシフトさせないと判定することもできる。

薬液Ｌを作液する際には、薬液ＬのｐＨを調整する反応材の添加量によって薬液Ｌの比重が若干変化するが、薬液Ｌの比重の差は非常に小さい。それ故、上記で例示した実用範囲決定工程のように、反応材の添加量による薬液Ｌの比重の変化を考慮しなくても、現地条件に応じた適切なゲルタイムの実用範囲を決定することが可能である。ただし、薬液Ｌの比重の大きさは薬液Ｌの沈降に少なからず影響を与えるため、薬液Ｌの比重の大きさに応じてゲルタイムの実用範囲を補正すると、ゲルタイムの実用範囲をより精度よく設定することができる。例えば、薬液Ｌの比重が所定値よりも大きくなる場合には、ゲルタイムの実用範囲をシフトさせる際の実用範囲の上限値を低くする補正を行い、薬液Ｌの比重が所定値よりも小さくなる場合には、実用範囲の上限値を高くする補正を行う。

尚、上記の実施形態で例示したグラフや数値データは一例である。対象領域の土質や使用する薬液Ｌの仕様等によって、境界値Ｘの傾きや切片、薬液Ｌのゲルタイムを基準値Ｖ１にした場合の境界値Ｘにおける透水係数Ｘ０の数値等は例示したデータと異なる場合がある。

１模擬地盤
２ケーシング
３礫材
４不織布
５砂材
６注水用配管
７薬液用配管
７ａ注入口
１０薬液注入装置
１１外管
１１ａ注入口
１２内管
１２ａ吐出口
１２ｂ、１２ｃ内管パッカ
１３薬液供給設備
１４加圧設備
Ｇ地盤
Ｌ地盤改良薬液
Ｉ改良体
Ａ～Ｆ改良体サンプル
Ｈ注入孔
Ｗ水
ｇガス

Claims

地盤改良薬液を地盤の対象領域に注入して前記対象領域に改良体を形成する地盤改良薬液の注入方法において、
前記対象領域に配置した薬液注入手段の注入口から前記対象領域への前記地盤改良薬液の注入開始から注入終了までの１回の注入時間に基づいて、前記地盤改良薬液のゲルタイムの基準範囲を設定して、前記基準範囲と事前に取得した前記対象領域の透水係数とに基づいて前記ゲルタイムの実用範囲を決定し、前記ゲルタイムが前記実用範囲内に調整された前記地盤改良薬液を使用し、
前記実用範囲を決定する際には、前記透水係数に基づいて、注入した前記基準範囲内に設定された前記地盤改良薬液の前記対象領域での沈降の有無を予め設定された境界値により事前に判定し、沈降無しと判定した場合は前記実用範囲を前記基準範囲よりも長時間側にシフトさせ、沈降有りと判定した場合は前記実用範囲を前記基準範囲よりも長時間側にシフトさせないことを特徴とする地盤改良薬液の注入方法。
前記地盤改良薬液を模擬地盤に注入して改良体サンプルを形成する注入模擬試験を行うことにより、前記模擬地盤の透水係数と、前記地盤改良薬液を土中に注入し終えてから前記地盤改良薬液がゲル化するまでの注入後ゲル化所要時間と、前記模擬地盤における前記地盤改良薬液の沈降の有無との関係データを取得し、その関係データに基づいて前記境界値を設定する請求項１に記載の地盤改良薬液の注入方法。