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JP2683758B2 - Ground improvement method and apparatus - Google Patents

Ground improvement method and apparatus

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Publication number
JP2683758B2
JP2683758B2 JP4078689A JP4078689A JP2683758B2 JP 2683758 B2 JP2683758 B2 JP 2683758B2 JP 4078689 A JP4078689 A JP 4078689A JP 4078689 A JP4078689 A JP 4078689A JP 2683758 B2 JP2683758 B2 JP 2683758B2
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JP
Japan
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particle size
clay
injection
suspension
water level
Prior art date
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JP4078689A
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武司 宮本
紀治 三宅
克之 玉置
陽之助 保坂
諭 高橋
賢 天野
文昭 平野
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Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Corp filed Critical Shimizu Corp
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地盤の改良方法および装置に係わり、特に、
改良すべき地層内に粒度調整粘土懸濁液をそのヘッド圧
により自然浸透させるようにした地盤の改良方法および
装置に関する。
The present invention relates to a ground improvement method and apparatus, and in particular,
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for improving a ground in which a grain-size-controlled clay suspension is allowed to naturally permeate into a formation to be improved by its head pressure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に沖積層や埋立地の砂地盤は、地下水位が浅く地
下水が豊富であり、その強度も著しく低く、例えば液状
化の原因などとなる。そのため地盤の透水性を減少さ
せ、強度を増加させる必要がある。
In general, alluvium and landfill sand grounds have a shallow groundwater level and abundant groundwater, and their strength is extremely low, which causes liquefaction, for example. Therefore, it is necessary to reduce the water permeability of the ground and increase the strength.

従来、上記の如き砂地盤に対する地盤改良手段として
は、砂地盤中に仮埋設したロッドや有孔管を通してセメ
ント・粘土の懸濁液や化学薬品の溶液等の改良材をポン
プによって加圧注入し、この改良材によって上記砂地盤
を固結させることが一般的であった。
Conventionally, as a ground improvement means for the sand ground as described above, a pump such as a suspension of cement / clay or a chemical solution is injected under pressure by a pump through a rod or a perforated pipe temporarily buried in the sand ground. It was common to consolidate the sand ground with this improved material.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来の方法にあっては下記の如き
不都合が生じていた。
However, the above-mentioned conventional method has the following disadvantages.

すなわち、上記薬剤はゲルタイムが通常、数秒〜10数
分、長くとも数10分であるためポンプにより例えば10〜
30kg/cm2の高い圧力で注入される。このため、グラウト
ポンプが注入井1本に付き1〜2組必要であり、かつ、
そのための配管や注入井周囲のシールを耐圧性のものと
しなければならず、設備が複雑となりコストのかかるも
のとなっていた。
That is, since the gel time of the above drug is usually several seconds to several tens of minutes, and at most several tens of minutes, for example, the gel time is 10 to 10
Injected at high pressure of 30kg / cm 2 . Therefore, one or two sets of grout pumps are required for each injection well, and
For this purpose, the pipes and the seal around the injection well must be pressure-resistant, which complicates the equipment and increases the cost.

また、薬剤が強制的な加圧によって注入されるため、
注入薬剤が地層の特に脆弱部のみに集中したり、あるい
は目的外の地層に逃げ込んだりする現象が生じ易く、地
層全体への均一な注入が困難であった。そのため、注入
量や注入範囲を見定める注入管理が難しいものとなって
いた。また、このように薬剤を高圧で注入するため、時
として周辺地盤に変状を来す、といった不都合を生じる
こともあった。
Also, since the drug is injected by forced pressurization,
It is difficult to uniformly inject the injected drug into the entire formation, because the injected drug is likely to concentrate in only the fragile portion of the formation or to escape into the undesired formation. Therefore, it is difficult to control the injection amount and the injection range. Further, since the drug is injected at a high pressure in this way, there is a problem that the surrounding ground is sometimes deformed.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、上記欠
点を排除し、注入剤を目的とする地層へ均一に注入する
ことができ、かつ、注入管理を確実にかつ容易に行うこ
とのできる地盤の改良方法および装置を提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to eliminate the above-mentioned drawbacks, to inject the injection agent uniformly into the target formation, and to perform injection control reliably and easily. It is an object of the present invention to provide a ground improvement method and apparatus.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

請求項1の発明に係る地盤の改良方法は、ベントナイ
ト等の粘土の懸濁液から、該懸濁液中に含まれる粘土粒
子を分級することにより粒度調整粘土懸濁液を作成する
工程と、前記粒度調整粘土懸濁液を、粘土変化が生じな
いように維持しながら地下水位よりも上位において一定
水位に貯留する工程と、前記粒度調整粘土懸濁液を目的
とする地層に注入するための注入管を複数本所定間隔で
地盤内に設置する工程と、前記注入管内に前記粒度調整
粘土懸濁液を注入し、該粒度調整粘土懸濁液を前記水位
によって生じる水頭圧により改良すべき地層内に自然浸
透させる工程と、を有することを特徴とするものであ
る。
A method for improving a ground according to the invention of claim 1 comprises a step of preparing a particle size adjusting clay suspension by classifying clay particles contained in the suspension of clay such as bentonite, A step of storing the particle size adjusting clay suspension at a constant water level above the groundwater level while maintaining the clay so as not to change, and injecting the particle size adjusting clay suspension into a target formation A step of installing a plurality of injection pipes at a predetermined interval in the ground, and injecting the particle size adjustment clay suspension into the injection pipe, and improving the particle size adjustment clay suspension by the water head pressure generated by the water level And a step of naturally permeating the inside.

また、請求項2の発明に係る地盤の改良装置は、ベン
トナイト等の粘土の懸濁液から該懸濁液中に含まれる粘
土粒子を分級処理することにより得た粒度調整粘土懸濁
液を、改良すべき地層内に注入することにより地盤の改
良を行う装置であって、地盤内に複数本所定間隔で埋設
した粒度調整粘土懸濁液注入用の注入管と、粒度調整粘
土懸濁液を地下水位以上の一定水位に貯留するための定
水位槽と、粒度調整粘土懸濁液を前記定水位槽を介して
常時循環させるための循環槽と、前記定水位槽と前記各
注入管とをつなぐ注入ラインと、を備えた構成のものと
した。
Further, the ground improvement apparatus according to the invention of claim 2 is a particle size-adjusted clay suspension obtained by classifying clay particles contained in the suspension of clay such as bentonite, It is a device for improving the ground by injecting into the formation to be improved, and an injection pipe for injecting a particle size adjusting clay suspension embedded at a predetermined interval in the ground and a particle size adjusting clay suspension. A constant water level tank for storing at a constant water level above the ground water level, a circulation tank for constantly circulating the particle size adjusting clay suspension through the constant water level tank, the constant water level tank and each of the injection pipes. An injection line for connection was provided.

〔作用〕[Action]

粘土の懸濁液を分級処理することにより、粘土粒子の
うち例えば粗粒子分を含まない粘土懸濁液、すなわち粒
度調整粘土懸濁液を作成することができる。この粒度調
整粘土懸濁液は、循環させることにより一定粘土に保持
した状態で長期間の貯留が可能である。
By classifying the clay suspension, for example, a clay suspension containing no coarse particles, that is, a particle size-adjusted clay suspension, can be prepared. By circulating this particle size-adjusted clay suspension, it is possible to store it for a long period of time while it is held in a constant clay.

粒度調整粘土懸濁液を地下水頭より上位に貯留するこ
とにより、そのヘッド圧により粒度調整粘土懸濁液は地
層内に自然浸透するものとなる。その際、該懸濁液は、
含有粘土粒子の粒度を調整されたものであるから浸透過
程において泥膜や目詰まり等を起こすことがなく、しか
も自然浸透により均一な充填が図れるものとなる。
By storing the particle size adjustment clay suspension above the groundwater head, the head pressure causes the particle size adjustment clay suspension to naturally permeate into the formation. At that time, the suspension is
Since the particle size of the contained clay particles is adjusted, a mud film or clogging does not occur in the infiltration process, and moreover, the natural infiltration allows uniform filling.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の第1実施例を添付の図面を参照しなが
ら説明する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係る地盤の改良装置の一実施例で、
本発明を細砂地盤に適用した例を示すものである。ま
た、図示例のものは、その細砂層が被圧状態(改良すべ
き帯水層中の地下水の水頭がその帯水層の上側境界面よ
り高い位置にある状態)にある場合について示したもの
である。
FIG. 1 shows an embodiment of a ground improvement device according to the present invention.
It shows an example in which the present invention is applied to a fine sand ground. The example shown in the figure shows the case where the fine sand layer is under pressure (the head of groundwater in the aquifer to be improved is higher than the upper boundary surface of the aquifer). Is.

図において符号Gは地盤、Wは地下水頭、1は本発明
により改良すべき細砂層、2は細砂層1の下層を構成す
るシルト層、3,3,…は地表より前記細砂層1に貫入され
た複数本の注入管(注入井)、4は注入管3内に注入す
べき粒度調整粘土懸濁液A(後述)を所定水位(水頭)
に保つための定水位槽、5は粒度調整粘土懸濁液Aを前
記所定水位槽4を介して循環させるための循環槽、6は
粒度調整粘土懸濁液Aを前記定水位槽4より前記注入管
3,3,…に注入するための供給ラインである。
In the figure, reference numeral G is the ground, W is the groundwater head, 1 is a fine sand layer to be improved by the present invention, 2 is a silt layer which constitutes the lower layer of the fine sand layer 1, 3, 3, ... Intrudes into the fine sand layer 1 from the ground surface. A plurality of injection pipes (injection wells) 4 that have been subjected to particle size adjustment clay suspension A (described later) to be injected into the injection pipe 3 have a predetermined water level (head).
A constant water level tank 5 for keeping the particle size adjusting clay suspension A circulated through the predetermined water level tank 4, and 6 a particle size adjusting clay suspension A from the constant water level tank 4 Injection tube
It is a supply line for injecting into 3,3, ....

前記循環槽5に貯留される粒度調整粘土懸濁液Aは、
ポンプ7により循環ライン8を介して定水位槽4に汲み
上げられる。定水位槽4には、循環槽5に延びるオーバ
ーフローライン9が設けられている。これにより、粒度
調整粘土懸濁液Aは、これら循環槽5および定水位槽4
を循環しながら常に一定水位に保たれるものとなってい
る。
The particle size adjusting clay suspension A stored in the circulation tank 5 is
It is pumped up by the pump 7 to the constant water level tank 4 via the circulation line 8. The constant water tank 4 is provided with an overflow line 9 extending to the circulation tank 5. Thereby, the particle size adjusting clay suspension A is supplied to the circulation tank 5 and the constant water tank 4.
The water level is always maintained while circulating.

この場合において、循環槽5に貯留される前記粒度調
整粘土懸濁液Aは、例えば第2図に示す注入用粘土懸濁
液作成装置10によって作成されるものとなっている。
In this case, the particle size adjustment clay suspension A stored in the circulation tank 5 is prepared by, for example, the injecting clay suspension preparation device 10 shown in FIG.

該装置10において符号11は水とベントナイト等の粘土
とを混濁させて濃度5%以下の粘土懸濁液を作成するミ
キサー、12はミキサー11にて作成された粘土懸濁液を所
要時間静置させて、粘度粒子を十分に膨潤させるための
膨潤槽、13は膨潤槽12からの粘土懸濁液を一時貯留する
貯留槽、14は粘土懸濁液から粒度の粗い粒子を分離除去
するための分離装置、15は前記分離装置14にて処理され
た粘土懸濁液からさらに粘土の細粒分のみを分離させる
濾過装置である。また、符号16〜20は前記各装置・槽を
接続するラインである。この場合における前記分離装置
14としては、高G(高遠心力)で運転される連続処理型
の遠心分離装置が望ましく、例えば自動排出形遠心分離
機、あるいは高速デカンタ等が好適である。また、この
場合における前記濾過装置15は、粒径1μmまでの固形
物の分離を連続処理可能なフィルター装置としている。
In the apparatus 10, reference numeral 11 is a mixer for making water and clay such as bentonite turbid to make a clay suspension having a concentration of 5% or less, and 12 is the clay suspension made by the mixer 11 and allowed to stand for a required time. The swelling tank for sufficiently swelling the viscous particles, 13 is a storage tank for temporarily storing the clay suspension from the swelling tank 12, 14 is for separating and removing coarse particles from the clay suspension. A separating device 15 is a filtering device for further separating only fine particles of clay from the clay suspension treated by the separating device 14. Reference numerals 16 to 20 are lines connecting the above-mentioned devices and tanks. The separating device in this case
A continuous processing type centrifugal separator operated at a high G (high centrifugal force) is desirable as 14, and an automatic discharge type centrifugal separator or a high speed decanter is suitable. Further, in this case, the filtration device 15 is a filter device capable of continuously treating separation of solid matter having a particle size of up to 1 μm.

なお、ここで言う“粘土”とは、ベントナイトの他、
自然地盤中に含まれる粘土、あるいは現地発生土から分
離して取り出した粘土成分等を含むものである。
The term "clay" used here means not only bentonite,
It contains clay contained in the natural ground, or clay components separated from the locally generated soil and the like.

前記注入管(注入井)3は、改良範囲および改良すべ
き地層の状態に応じて配置される。この注入管3は例え
ば第3図および第4図に示すようなもので、パイプ下端
あるいは管壁に開口部3aを有したものとなっている。ま
た、各注入管3,3,…における地表より突出した上端部か
らは、第5図に示すように、該注入管3と連通する透明
樹脂管22がそれぞれ立ち上げられている。該透明樹脂管
22は、少なくとも前記定水位槽4によって定められる水
位よりも上方に延出したものとなっている。
The injection pipe (injection well) 3 is arranged according to the extent of improvement and the condition of the formation to be improved. The injection pipe 3 is, for example, as shown in FIGS. 3 and 4, and has an opening 3a at the lower end of the pipe or the pipe wall. Further, as shown in FIG. 5, transparent resin pipes 22 communicating with the injection pipes 3 are respectively raised from the upper ends of the injection pipes 3, 3, ... The transparent resin tube
22 extends at least above the water level determined by the constant water level tank 4.

次に、上記の如く構成された地盤の改良装置の作用と
共に、本発明に係る地盤の改良方法を説明する。
Next, the operation of the ground improvement apparatus configured as described above and the ground improvement method according to the present invention will be described.

注入井の設置は、小径の孔をボーリング等により掘孔
し、その小径孔と同心的に、僅かに大径となる注入管3
を貫入していくことにより行う。ただし、特に地盤が軟
い場合には、該注入管3を、いわゆる掘孔用ケーシング
チューブとして機能させることも可能である。これら注
入管3(注入井)は、下記の式による試算結果を参考に
施工条件や改良すべき細砂層1の状態に鑑みて約2m〜8m
の間隔で設置する。
The injection well is installed by drilling a small-diameter hole by boring or the like, and concentric with the small-diameter hole, making the injection pipe 3 slightly larger.
It is done by penetrating. However, especially when the ground is soft, the injection pipe 3 can be made to function as a so-called casing tube for a hole. These injection pipes 3 (injection wells) are approximately 2 to 8 m in view of the construction conditions and the state of the fine sand layer 1 to be improved with reference to the trial calculation result by the following formula.
Install at intervals.

ここに、 D:1本の注入井による改良範囲の直径(m) qw:注入井から注入可能な清水の流量(m3/h) T:注入継続時間(h);最長100h程度 α:充填率 η:改良地盤の間隙率 μm/μw:水に対する注入液の粘土の比 H:改良地盤の厚さ(m) 注入井から注入可能な清水の流量qwは、実際の注入と
同条件で予め清水を注入することにより簡単に求められ
るが、これを行わない場合には地盤の透水係数から井戸
の公式を用いて計算することもできる。
Here, D: Diameter of improvement range with one injection well (m) qw: Flow rate of fresh water that can be injected from the injection well (m 3 / h) T: Duration of injection (h); Max. Ratio η: Porosity of improved ground μm / μw: Ratio of clay of injected liquid to water H: Thickness of improved ground (m) The flow rate qw of fresh water that can be injected from the injection well is the same as the actual injection in advance. It can be easily obtained by injecting fresh water, but if this is not done, it can be calculated from the hydraulic conductivity of the ground using the well formula.

一方、前記注入管3,3,…の設置と平行して、前記注入
用粘土懸濁液作成装置10を稼働させる。この注入用粘土
懸濁液作成装置10では、まず前記ミキサー11により濃度
5%以下の粘土懸濁液を作成し、それを膨潤槽12に貯留
する。前記粘土懸濁液はこの膨潤槽12にて約12時間〜24
時間にわたり静置されることにより、粘土粒子が十分に
膨潤される。ここにおける粘土懸濁液は、通常の泥水工
法等において一般に用いられる懸濁液と同じもので、お
およそ粒径最大40μm〜70μmまでの粒子(固形物)を
含んだものとなっている。膨潤槽12から粘土懸濁液は一
旦、貯留槽13に移された後、分離装置14にかけられる。
この分離装置14は、上述のとおり極めて高い遠心力によ
り固液分離または分級を行うものであるから、これによ
り粘土懸濁液に混入された粒子の内、粒度の大きいもの
が除去される。この分離装置14を通過した粘土懸濁液
は、さらに濾過装置15にかけられることにより、大部分
が粒度径5μm以下となる粒度調整粘土懸濁液Aが作成
される。懸濁粒子の大部分が粒度径1μm程度となれば
なお好ましい。ただし、前記分離装置14によって懸濁液
中の粘土粒子が所望する微細なものとされた場合には濾
過装置15をバイパスすることもできる。
On the other hand, the clay suspension preparation apparatus 10 for injection is operated in parallel with the installation of the injection pipes 3, 3, .... In this injecting clay suspension preparation apparatus 10, first, a clay suspension having a concentration of 5% or less is prepared by the mixer 11 and stored in the swelling tank 12. The clay suspension is stored in the swelling tank 12 for about 12 hours to 24 hours.
The clay particles are sufficiently swelled by allowing them to stand for a time. The clay suspension here is the same as the suspension generally used in the ordinary mud construction method and the like, and contains particles (solid matter) having a maximum particle size of 40 μm to 70 μm. The clay suspension from the swelling tank 12 is once transferred to the storage tank 13 and then applied to the separating device 14.
Since the separation device 14 performs solid-liquid separation or classification by extremely high centrifugal force as described above, large particles of the particles mixed in the clay suspension are removed by this. The clay suspension that has passed through the separating device 14 is further applied to a filtering device 15 to prepare a particle size adjusting clay suspension A whose majority has a particle size diameter of 5 μm or less. It is more preferable that most of the suspended particles have a particle size of about 1 μm. However, when the separating device 14 makes the clay particles in the suspension fine as desired, the filtering device 15 may be bypassed.

粒度調整粘土懸濁液Aを作成する際の分級目安として
本出願人は、実験の結果、この粒度調整粘土懸濁液Aに
含まれる粘土粒子の粒径が、改良すべき地盤の20%粒径
のおおよそ1/25〜1/100以下となるように粗粒子分を分
離・除去すればよい、との知見を得た。上記数値に幅が
あるのは、例えば20%粒径が0.1mm程度の細砂に対して
は、粘土粒径がその1/100(=1μm)以下であること
が好ましく、粗砂層あるいは中砂層に対しては粘土粒径
がそれらの1/25以下であればよいからである。上記で、
“20%粒径が0.1mmの砂”とは、ある砂を仮に0.1mm目の
フルイに掛けたときに、全質量のうちの20%がそのフル
イを通過したとき、その砂は20%粒径が0.1mmの砂と言
うわけである。
As a result of experiments, the applicant of the present invention has found that the particle size of clay particles contained in the particle size adjusting clay suspension A is 20% of the ground to be improved as a standard for classification when preparing the particle size adjusting clay suspension A. It was found that the coarse particles should be separated and removed so that the diameter becomes about 1/25 to 1/100 or less. The above numerical values vary, for example, for fine sand with a 20% particle diameter of about 0.1 mm, it is preferable that the clay particle diameter is 1/100 (= 1 μm) or less. The reason is that the clay particle size should be 1/25 or less of those. Above,
"Sand with a 20% grain size of 0.1 mm" means that if a certain sand is hung on a 0.1 mm sieve, and 20% of the total mass passes through the sieve, the sand will be a 20% grain. This is sand with a diameter of 0.1 mm.

上記の如く作成された粒度調整粘土懸濁液Aが、第1
図または第2図に示される前記循環槽5に供給される。
The particle size adjusting clay suspension A prepared as described above is the first
It is supplied to the circulation tank 5 shown in FIG.

この循環槽5内の前記粒度調整粘土懸濁液Aは、ポン
プ7、循環ライン8を介して定水位槽4に汲み上げられ
る。この定水位槽4において粒度調整粘土懸濁液Aは、
オーバーフローライン9の作用により常に一定水位に保
たれるものとなる。また、オーバーフローライン9から
の余剰分は再び循環槽5に戻される。さらにこの粒度調
整粘土懸濁液Aは、このように循環槽5,定水位槽4間を
常時循環され流動していることにより澱むことがなく、
よって粘土粒子の沈降分離やチキソトロピー性等による
粘性変化を生じせしめず常に一定粘土(濃度)を保つこ
とができ、ゲル化することもない。
The particle size adjusting clay suspension A in the circulation tank 5 is pumped to the constant water level tank 4 via the pump 7 and the circulation line 8. In the constant water level tank 4, the particle size adjusting clay suspension A is
Due to the action of the overflow line 9, a constant water level is always maintained. The surplus from the overflow line 9 is returned to the circulation tank 5 again. Further, since the particle size adjusting clay suspension A is constantly circulated and flowing between the circulation tank 5 and the constant water level tank 4 in this way, it does not settle,
Therefore, a constant clay (concentration) can always be maintained without causing sedimentation and separation of clay particles and a change in viscosity due to thixotropy, etc., and gelation does not occur.

さて、上記の如き粒度調整粘土懸濁液A満たされた定
水位槽4と各注入管3,3,…とを注入ライン6を介して連
通させると、粒度調整粘土懸濁液Aは各注入管3内に満
たされ、かつ、そのヘッド圧が注入管3内に満たされた
粒度調整粘土懸濁液Aに加えられるものとなる。そし
て、このヘッド圧は地下水により細砂層1が含有する水
分に与えられている圧力(地下水位Wによる水頭圧)よ
りも高いため、粒度調整粘土懸濁液Aは、それら細砂層
1内に含有される水分を排除しながら、細砂層を構成す
る細砂粒子間に浸透して行く。この際、粒度調整粘土懸
濁液Aを構成する粘土粒子は、上記の如く通常の粘土懸
濁液を構成する粘土粒子に比して極めて微細なものであ
るため、細砂に対しても目詰まり等を生じることなく浸
透して行くことが可能となり、確実に細砂層1全体に均
一に充填されるものとなる。注入される粒度調整粘土懸
濁液Aは、従来の薬液と異なりゲルタイムが極めて長い
ため、このような静水圧による長時間の自然浸透注入が
実現的に可能となるわけである。
Now, when the constant water tank 4 filled with the particle size adjusting clay suspension A as described above and the respective injection pipes 3, 3, ... Are made to communicate with each other through the injection line 6, the particle size adjusting clay suspension A is injected respectively. The tube 3 is filled and its head pressure is applied to the particle size adjusting clay suspension A filled in the injection tube 3. Since this head pressure is higher than the pressure (water head pressure due to the groundwater level W) given to the moisture contained in the fine sand layer 1 by the groundwater, the particle size adjusting clay suspension A is contained in the fine sand layer 1 While excluding the water that is generated, it penetrates between the fine sand particles that form the fine sand layer. At this time, since the clay particles constituting the particle size adjusting clay suspension A are extremely fine as compared with the clay particles constituting the ordinary clay suspension as described above, the clay particles are also fine against fine sand. It becomes possible to penetrate without causing clogging and the like, and the entire fine sand layer 1 is surely and uniformly filled. Since the particle size adjusting clay suspension A to be injected has an extremely long gel time unlike the conventional chemical solution, such a long time natural permeation injection by hydrostatic pressure can be realized practically.

また、粒度調整粘土懸濁液Aが注入管3に流入する
際、本管に比して細い支管内を流動する時に流速に比例
した圧力損失が生じる。このため各注入管3,3,…の上端
部に設けられた前記透明樹脂管22には、第5図に示す如
く、定水位槽4の水槽水位l1に対して低いレベルl2に液
面が位置するものとなる。これら両レベルの差Δhが圧
力損失であり、このΔhを読み取ることで、注入量Qを
次式、 Q=K・Δh(K:換算係数) で求めることができる。なお、このΔhはあまり大きな
ものではなく、高精度の測定には難があるので、流量を
厳密に知りたい場合には正規の流量計や圧力計等を設置
してもよい。
Further, when the particle size adjusting clay suspension A flows into the injection pipe 3, a pressure loss proportional to the flow velocity occurs when flowing in the branch pipe which is thinner than the main pipe. For this reason, as shown in FIG. 5, the transparent resin pipe 22 provided at the upper end of each of the injection pipes 3, 3, ... Has a level l 2 lower than the water level l 1 of the constant water level tank 4. The surface will be located. The difference Δh between these two levels is the pressure loss, and by reading this Δh, the injection amount Q can be obtained by the following equation, Q = K · Δh (K: conversion coefficient). Since this Δh is not so large and it is difficult to measure with high accuracy, a regular flow meter, pressure gauge, or the like may be installed if it is desired to know the flow rate exactly.

ここで次に示す表および第6図(表をグラフ化したも
の)は本出願人が実施した実験の結果を示したものであ
る。
Here, the following table and FIG. 6 (a graph of the table) show the results of the experiment conducted by the applicant.

これらより、本発明に係る粒度調整粘土懸濁液Aが約
2日間、あるいはそれ以上の長期(長時間)にわたり細
砂層間に浸透することが解る。図中、同一条件で清水を
注入した例が参考のため示してある。泥水工法等で用い
られる通常の粘土懸濁液が、長くともせいぜい半日以内
で浸透を停止してしまうことを考慮したとき、如何に該
粒度調整粘土懸濁液Aの浸透性が優れているかが判る。
From these, it can be seen that the particle size adjusting clay suspension A according to the present invention penetrates between the fine sand layers for a long period (long time) of about 2 days or more. In the figure, an example in which fresh water is injected under the same conditions is shown for reference. Considering that the usual clay suspension used in the muddy water method and the like stops osmosis within at most half a day at the longest, how excellent the permeability of the particle size adjusting clay suspension A is? I understand.

また、第7図はAPI規格の濾過試験器を用いた室内試
験による、粒度調整粘土懸濁液Aと未処理の粘土懸濁液
との浸透性について比較したものである。ちなみに、こ
の試験は第8図に示す濾過試験器50を用いて下記の条件
で実施したものである。濾過試験器50の各部の部材名の
みを述べれば、51はフレーム、52は押さえスクリュー、
53はメスシリンダー、54はサポート、55は蓋、56は払い
弁、57はパッキング、58はシリンダーセル、59はろ紙、
60はスクリーン金網、61はドレーンチューブである。実
験条件は、 △シリンダーセル58:内径76.2mm,高さ63,5mm以上、 △加圧装置:通常エアーコンプレッサーまたは炭酸ガス
ボンベから調圧弁を介して作用させる。
Further, FIG. 7 is a comparison of the permeability of the particle size-adjusted clay suspension A and the untreated clay suspension in an indoor test using an API standard filtration tester. By the way, this test was conducted under the following conditions using the filtration tester 50 shown in FIG. If only the member names of each part of the filtration tester 50 are described, 51 is a frame, 52 is a holding screw,
53 is a measuring cylinder, 54 is a support, 55 is a lid, 56 is a pay valve, 57 is packing, 58 is a cylinder cell, 59 is a filter paper,
60 is a screen wire mesh, and 61 is a drain tube. The experimental conditions are as follows: △ Cylinder cell 58: Inner diameter 76.2 mm, height 63,5 mm or more, △ Pressurizing device: Normally, an air compressor or a carbon dioxide gas cylinder is operated via a pressure regulating valve.

△ろ紙:東洋ろ紙NO.4,直径90mm相当。△ Filter paper: Toyo filter paper No. 4, equivalent to 90 mm in diameter.

△金網:目の開き0.17〜0.25mmのもの。△ Wire mesh: Opening of 0.17 to 0.25 mm.

△方法:低蓋にパッキング57c,金網60,ろ紙59,パッキン
グ57bの順に置き、その上にシリンダーセル58を締め込
む。次にシリンダーセル58内に試験液を290ml以上入れ
る。上蓋を密閉固定し、3kgf/cm2の圧力を30分間加え、
容器下端から流出するろ水量(ml)を測定する。
△ method: Place packing 57c, wire mesh 60, filter paper 59, packing 57b on the lower lid in this order, and tighten cylinder cell 58 on it. Next, 290 ml or more of the test solution is put into the cylinder cell 58. Fix the upper lid tightly, apply a pressure of 3 kgf / cm 2 for 30 minutes,
Measure the amount of filtered water (ml) flowing out from the bottom of the container.

このように第7図からも、粒度調整粘土懸濁液Aの浸
透性が極めて優れていることが一目瞭然に解る。
Thus, it is clear from FIG. 7 that the permeability of the particle size adjusting clay suspension A is extremely excellent.

したがって、細砂層1の状況や、改良の程度に応じて
所定の期間にわたって上記状態を維持すれば、細砂層1
全体に十分な量の粒度調整粘土懸濁液Aが浸透して地下
水と置換され、その後チキソトロピー性により徐々にゲ
ル化する。これによって細砂層1を固結させ、その強度
を高めるとともに止水性を確保することができるものと
なる。
Therefore, if the above condition is maintained for a predetermined period according to the condition of the fine sand layer 1 and the degree of improvement, the fine sand layer 1
A sufficient amount of the particle size-adjusted clay suspension A permeates the whole and is replaced with ground water, and then gradually gels due to thixotropic property. As a result, the fine sand layer 1 can be solidified, its strength can be increased, and waterproofing can be secured.

また第9図は、施工後の止水(透水性低下)効果をみ
る実験の結果の一例を示すグラフで、井戸(例えば試験
井)内の地下水を1.5m揚水した時の回復時間を示してい
る。施工前では数10分で水位の元の状態に回復している
(つまり透水性が高い=止水効果が小さい)のに対し、
施工後は2日以上たっても水位が40cm程度までしか回復
せず、高い止水効果が発現していることが判る。ちなみ
に、施工後における改良地盤の透水係数(k=2.6×10
-5cm/s)は、難透水層に匹敵する値である。
In addition, Fig. 9 is a graph showing an example of the result of the experiment for checking the water-stopping (permeability-lowering) effect after construction, showing the recovery time when 1.5m of groundwater in a well (for example, test well) is pumped. There is. Before the construction, the water level is restored to the original state in a few tens of minutes (that is, the water permeability is high = the water blocking effect is small).
It can be seen that the water level recovers only to about 40 cm even after 2 days or more after construction, and a high water-stopping effect is exhibited. By the way, the permeability of the improved ground after construction (k = 2.6 × 10
-5 cm / s) is a value comparable to the impermeable layer.

以上の如く、上記地盤の改良方法によれば、注入液と
して、粒度調整粘土懸濁液Aを使用するため、粘土粒子
を、目詰まり等を生じさせることなく細砂粒子間に確実
に浸透させることができるものとなる。しかもその際、
粒度調整粘土懸濁液Aを、定水位槽4における水頭圧に
よって注入するものであるから、注入液を、細砂層1の
特定部分に集中させることなく細砂層1内全体にまんべ
んなく均一に浸透させることができる。また、このよう
に粒度調整粘土懸濁液Aを低い静置圧にて注入すること
により、細砂層1の透水性と注入液の粘土とを把持して
おけば、該粒度調整粘土懸濁液Aの浸透量および浸透範
囲を正確に推定することが可能で、地盤Gや構造物を変
状させることもなく注入管理が容易なものとなる。
As described above, according to the ground improvement method, since the particle size adjusting clay suspension A is used as the injecting liquid, the clay particles are surely permeated between the fine sand particles without causing clogging or the like. You will be able to. And at that time,
Since the particle size adjusting clay suspension A is injected by the head pressure in the constant water level tank 4, the injection solution is evenly and uniformly permeated into the entire fine sand layer 1 without being concentrated in a specific portion of the fine sand layer 1. be able to. In addition, if the water permeability of the fine sand layer 1 and the clay of the injecting liquid are grasped by injecting the particle size adjusting clay suspension A at a low static pressure, the particle size adjusting clay suspension can be obtained. It is possible to accurately estimate the permeation amount and permeation range of A, and the injection management becomes easy without deforming the ground G or the structure.

例えば、注入圧により地盤Gに上向きの水圧が作用す
ると、土粒子に上向きの力が作用することになる。この
ため水圧がある値(限界動水勾配iC)以上になると、土
粒子が流動化してクイックサンド状態となりボイリング
を生じるとになる。限界動水勾配は次式で示される。
For example, when an upward water pressure acts on the ground G due to the injection pressure, an upward force acts on the soil particles. For this reason, when the water pressure exceeds a certain value (critical hydraulic gradient i C ), the soil particles become fluidized and become a quick sand state, causing boiling. The critical hydraulic gradient is shown by the following equation.

ここに、Gs:土粒子の比重、e:土の間隙比である。 Here, Gs: specific gravity of soil particles and e: void ratio of soil.

そこで、ボイリングによる地盤変状を生じないために
は動水勾配をiC未満に抑えればよい。
Therefore, in order to prevent ground deformation due to boiling, the hydraulic gradient should be kept below i C.

いま、第10図に示すような実例について試算すると、
以下のようである。
Now, when the trial calculation for the actual example shown in FIG. 10 is performed,
It looks like this:

i<iC ……(2) 上記(1)式より、 また、i−P/Hなので、(2)式より、 となる。i <i C (2) From the above formula (1), Also, since it is i-P / H, from equation (2), Becomes

従って、注入圧(水頭)Pは、P=6mの場合には5.1
m、H=10mの場合には8.5m未満にすればボイリングを生
じせしめないことになる。
Therefore, the injection pressure (head) P is 5.1 when P = 6m.
In the case of m and H = 10 m, if it is less than 8.5 m, boiling will not occur.

さらにこの地盤の改良方法によれば、従来必要であっ
た注入用のグラウトポンプや耐圧配管、耐圧シール等を
使用する必要がなく、しかも第1図の如く注入ライン6
を分岐させるだけで、同時に複数本の注入井(注入管
3)に対して施工が可能となるため、装置・設備が極め
て簡便なもので済み、加えて、注入材料も安価な粘土で
あるため高価な薬液の数10分の1の価格で済む等、施工
費用を大幅に削減することが可能となる。
Further, according to this ground improvement method, it is not necessary to use a grout pump for injection, a pressure resistant pipe, a pressure resistant seal, etc., which have been conventionally required, and moreover, as shown in FIG.
Since it is possible to work on multiple injection wells (injection pipes 3) at the same time simply by branching, the equipment and facilities are extremely simple, and the injection material is also inexpensive clay. Construction costs can be significantly reduced, for example, the price is one-tenth the price of expensive chemicals.

さらに、粒度調整粘土懸濁液Aの注入は、注入管3を
地盤内に設置したまま行うため、孔壁が保護され、施工
中の孔壁崩壊が確実に防止されるものとなる。また、本
実施例のものでは、各注入管3,3,…のそれぞれに流量計
測手段(透明樹脂管22)を設置しているため、これによ
り各注入管3,3,…の浸透状態、各注入管3間の相対的な
注入量の差などを把持することができる。そして、第1
図,第5図に示す如く、それぞれの注入管3に対応させ
て、注入量を制限するバルブ21を設けておくことによ
り、特定の注入管3(例えば特に浸透速度の遅い注入管
3)のみに粒度調整粘土懸濁液Aを供給する、等の操作
も可能である。
Further, since the particle size adjusting clay suspension A is injected with the injection pipe 3 installed in the ground, the hole wall is protected, and the collapse of the hole wall during the construction is surely prevented. Further, in the present embodiment, since the flow rate measuring means (transparent resin pipe 22) is installed in each of the injection pipes 3, 3, ..., By this, the permeation state of each injection pipe 3, 3 ,. It is possible to grasp the relative difference in the injection amount between the injection tubes 3 and the like. And the first
As shown in FIG. 5 and FIG. 5, only a specific injection pipe 3 (for example, an injection pipe 3 having a particularly slow permeation rate) is provided by providing a valve 21 for limiting the injection amount corresponding to each injection pipe 3. It is also possible to supply the particle size adjusting clay suspension A to the above.

第11図は、本第1実施例において、改良すべき細砂層
1が不圧帯水層である場合について示したものである。
FIG. 11 shows a case where the fine sand layer 1 to be improved is an unconfined aquifer in the first embodiment.

この場合でも工法としては上記例のものと同じであ
る。この場合は、注入管3として、改良すべき細砂層1
に対応する部分の管壁に開口部3a(スクリーン)が設け
られたもの(例えば第4図もの)を使用すればよい。本
例にあっても、上記実施例のものと同様の効果を得るこ
とができる。
Even in this case, the construction method is the same as that of the above example. In this case, as the injection pipe 3, the fine sand layer 1 to be improved
What has the opening 3a (screen) on the tube wall of the portion corresponding to (for example, the one shown in FIG. 4) may be used. Also in this example, the same effect as that of the above-described example can be obtained.

ちなみに、今回、本出願人は上記地盤の改良方法と同
時に、施工後の改良効果を確認する方法(装置)として
第12図に示す如き装置および方法を開発した。地盤改良
後の透水性が低い地盤における施工効果(透水性)の確
認法としては、単孔式現場透水試験のうち既に、i)揚
水法(変水位法=回復法)、ii)注水法(変水位法)、
iii)定水位注水法、等が実施されている。揚水法は、
第13図中線図aで示される如く、一度、試験井内の水を
自然地下水位以下まで排出して低下させた後、試験井内
の水位の上昇(回復)程度を検出するもの、変水位注水
法は、試験井内に注水して水位を上昇させた後、その下
降程度を検出するもの(図中線図b)、また、定水位注
水法は、試験井内の水位が常に一定レベルを保つように
注水を行い、そのときの注水量により透水係数を算出す
るもの(図中線図c)、である。今回提供のものを第12
図を参照して説明すると、図中符号30は試験井であっ
て、この試験井30は前記注入管(注入井)3,3,…のうち
の一本(あるいは複数本)を利用してもよいし、別途設
けてもよいものである。前記試験井30は、該試験井30内
の水を配管31を介して汲み上げるための揚水ポンプ32、
初期水位L0より下位の任意レベルL1に設けられた電極
E1、前記レベルL1より下位のレベルL2に設けられた電極
E2、電極E2のさらに下方に設けられた電極E0、これら電
極E0,E1,E2の信号により前記揚水ポンプ32のON/OFF制御
を行うレベルスイッチ33、試験井30内の水位(深度)を
検知する水位計34、該水位計34からの信号を記録するコ
ンピュータ35等を備えた構成となっているものである。
また、同図中符号36は山砂、37は遮水モルタル、38は珪
砂からなるフィルターを示している。この試験井30によ
る確認法は定水位揚水法および変水位揚水法(回復法)
の一種であって、試験井30内の水位を、排水(揚水)回
復とにより一定範囲内において繰り返し、そのときの水
位回復状態や揚水量より、改良すべき地層の透水係数
等、地盤の改良効果を確認するものである。すなわち、
該試験井30内の水位が高位にある電極E1(レベルL1)に
達すると、レベルスイッチ33が作動して揚水ポンプ32を
起動させ水を排出し、排出によって水位が低位にある電
極E2(レベルL2)まで降下したら揚水ポンプ32を自動停
止し、試験井30内の水位が再び上昇するのを待つという
ものである。すなわちこの試験法によれば、第13図に符
号dで示す如き線図が得られるものとなるわけである。
従来の試験法において、i)の揚水法にあっては貯留係
数を求めることができず、ii),iii)の注水法にあって
は透水係数の算定方法が限定され、かつ孔壁目詰まり等
によって実際より低目の値が出る等の欠点があったが、
本試験法によれば、透水係数および貯留係数の両方が求
められ、しかも複数の方法で算定できるので信頼性の高
い算定結果を得ることができるものとなる。
By the way, this time, the present applicant has developed a device and a method as shown in FIG. 12 as a method (apparatus) for confirming the improvement effect after construction, simultaneously with the method for improving the ground. As a method of confirming the construction effect (permeability) on the ground with low permeability after soil improvement, the i-pumping method (variable water level method = recovery method), ii) water injection method ( Water level method),
iii) The constant water level injection method is implemented. The pumping method is
As shown in Fig. 13 midline diagram a, once the water in the test well is discharged to a level below the natural groundwater level and lowered, then the rise (recovery) level of the water level in the test well is detected, and the variable water level injection The method is to inject water into the test well to raise the water level, and then detect the degree of decrease (line b in the figure). The constant water level injection method ensures that the water level in the test well always remains at a constant level. The water permeability is calculated by calculating the water permeability by the amount of water injected at that time (line c in the figure). No. 12 provided this time
Referring to the figure, reference numeral 30 in the figure is a test well, and this test well 30 uses one (or a plurality) of the injection pipes (injection wells) 3, 3 ,. It may be provided separately or may be provided separately. The test well 30 is a pumping pump 32 for pumping the water in the test well 30 through a pipe 31.
Electrodes provided at an arbitrary level L 1 below the initial water level L 0
E 1 , an electrode provided at a level L 2 lower than the level L 1
E 2 , an electrode E 0 provided further below the electrode E 2 , a level switch 33 for performing ON / OFF control of the pumping pump 32 by the signals of these electrodes E 0 , E 1 , and E 2 , in the test well 30 It is configured to include a water level meter 34 for detecting the water level (depth), a computer 35 for recording a signal from the water level meter 34, and the like.
Further, in the figure, reference numeral 36 is a mountain sand, 37 is a water blocking mortar, and 38 is a filter made of silica sand. The confirmation method using this test well 30 is the constant level pumping method and the variable level pumping method (recovery method).
It is a type of the test well 30 and the water level in the test well 30 is repeated within a certain range by drainage (pumping) recovery. It is to confirm the effect. That is,
When the water level in the test well 30 reaches the electrode E 1 (level L 1 ) at a high level, the level switch 33 operates to activate the pumping pump 32 to discharge water, and the discharge causes the electrode E at a low level. When the water level drops to 2 (level L 2 ), the pumping pump 32 is automatically stopped and the water level in the test well 30 rises again. That is, according to this test method, a diagram as shown by the symbol d in FIG. 13 can be obtained.
In the conventional test method, the storage coefficient cannot be obtained in the pumping method of i), and the permeability calculation method is limited in the water injection method of ii) and iii), and the pore wall is clogged. There were some drawbacks, such as lower values than they actually are,
According to this test method, both the hydraulic conductivity and the storage coefficient can be obtained, and since they can be calculated by multiple methods, highly reliable calculation results can be obtained.

次に第14図および第15図は、本発明の第2実施例を説
明するものである。上記第1実施例では、粒度調整粘土
懸濁液Aが注入される地層すなわち改良すべき地層が細
砂層である場合について述べたが、本第2実施例は、粗
砂層あるいは中砂層を対象としたものである。
Next, FIGS. 14 and 15 explain a second embodiment of the present invention. In the above-mentioned first embodiment, the case where the stratum into which the particle size adjusting clay suspension A is injected, that is, the stratum to be improved is the fine sand layer is described, but the second embodiment is intended for the coarse sand layer or the medium sand layer. It was done.

第14図に示されるものは、本第2実施例における注入
用粘土懸濁液作成装置10′を示すものである。先に第2
図に示した注入用粘土懸濁液作成装置10と同一構成要素
には同符号を付してその説明を省略する。本図中符号39
は沈降槽、40は液体サイクロンである。該液体サイクロ
ン40のオーバーフロー側からはライン41が循環槽5′に
伸びている。この循環槽5′には、上記第1実施例と同
様な構成で、これに係わる定水位槽4′、ポンプ7′、
循環ライン8′、オーバーフローライン9′等が配置さ
れている。定水位槽4′には、ここでは図示を省略して
あるが、第1図と同様に注入ライン6′の一端が接続さ
れる。一方、前記液体サイクロン40のアンダーフロー側
に貯留槽13が設けられている。そして、この貯留槽13か
らはライン42が、上記とは別の循環槽5″に延びてい
る。この循環槽5″にも、これに係わる定水位槽4″、
ポンプ7″、循環ライン8″、オーバーフローライン
9″、注入ライン6″等が同様に構成されている。
FIG. 14 shows an apparatus 10 'for preparing a clay suspension for injection in the second embodiment. Second first
The same components as those of the injecting clay suspension preparation apparatus 10 shown in the figure are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral 39 in the figure
Is a settling tank and 40 is a hydrocyclone. A line 41 extends from the overflow side of the hydrocyclone 40 to the circulation tank 5 '. This circulation tank 5'has the same structure as that of the first embodiment, and has a constant water level tank 4 ', a pump 7',
A circulation line 8 ', an overflow line 9', etc. are arranged. Although not shown here, one end of the injection line 6'is connected to the constant water tank 4 ', which is not shown here. On the other hand, a storage tank 13 is provided on the underflow side of the liquid cyclone 40. A line 42 extends from the storage tank 13 to a circulation tank 5 ″ different from the above. The circulation tank 5 ″ also has a constant water level tank 4 ″,
The pump 7 ″, the circulation line 8 ″, the overflow line 9 ″, the injection line 6 ″ and the like are similarly configured.

上記注入用粘土懸濁液作成装置10′によれば、ミキサ
ー11にて作成された粘土懸濁液が一旦、沈降槽39に貯留
され、ここで含まれる粘土粒子のうち粒径40μm程度以
上の粗粒子分が沈降によって分離される。その後、この
粗粒子分の除去された粘土懸濁液が前記液体サイクロン
40にかけられることとなる。この液体サイクロン40で
は、沈降槽39からの上記粘土懸濁液中に含まれる粘土粒
子のうち、所定粒径(例えば粒径10μm)未満のものは
オーバーフロー側に、それ以上のものはアンダーフロー
側に分離される。そして、オーバーフロー分はライン41
を介して一方の循環槽5′に、アンダーフロー分は貯留
槽13に一旦貯留された後、ライン42を介して他方の循環
槽5″に貯留される。その後の作用は上記実施例と同様
であり、これら各循環槽5′,5″にそれぞれ貯留された
粒度調整粘土懸濁液A′,A″は、定水位槽4′,4″を介
して循環されることにより常時一定粘土と濃度に保持さ
れる。
According to the above-mentioned clay suspension preparation apparatus for injection 10 ', the clay suspension prepared by the mixer 11 is once stored in the settling tank 39, and the clay particles contained therein have a particle size of about 40 μm or more. The coarse particles are separated by settling. Thereafter, the clay suspension from which the coarse particles have been removed is transferred to the liquid cyclone.
40 times. In this liquid cyclone 40, among the clay particles contained in the clay suspension from the settling tank 39, those smaller than a predetermined particle size (for example, particle size 10 μm) are on the overflow side, and those larger than that are on the underflow side. Is separated into And the overflow amount is line 41
The underflow portion is temporarily stored in the storage tank 13 via one line and then stored in the other circulation tank 5 ″ via the line 42. The subsequent operation is the same as that of the above embodiment. The particle size adjusting clay suspensions A ', A "stored in the respective circulation tanks 5', 5" are circulated through the constant water level tanks 4 ', 4 ", so that the clay is always a constant clay. The concentration is kept.

一方第15図は、本実施例における注入井部分を示して
おり、図中符号45は中砂層(粒径0.2mm〜0.6mm)、46は
中砂層45下部の粗砂層(粒径0.6mm〜2.0mm)である。そ
れぞれの層45,46に対応して注入管3′,3″が地表より
埋設されており、これら注入管3′,3″は図示の如く、
それぞれ注入の対象となる部分に開口部3aを有した構成
のものとなっている。そして、一方の注入管3′には前
記定水位槽4′からの注入ライン6′が、また他方の注
入管3″には前記定水位槽4″からの注入管ライン6″
が接続される。
On the other hand, FIG. 15 shows an injection well portion in the present embodiment. In the figure, reference numeral 45 is a medium sand layer (grain size 0.2 mm to 0.6 mm), and 46 is a coarse sand layer below the medium sand layer 45 (grain size 0.6 mm to 0.6 mm). 2.0 mm). Injecting pipes 3 ', 3 "are buried from the surface corresponding to the respective layers 45, 46, and these injecting pipes 3', 3" are as shown in the figure.
Each of them has a configuration having an opening 3a in a portion to be injected. An injection line 6'from the constant water level tank 4'is provided in one injection pipe 3 ', and an injection line 6 "from the constant water level tank 4" is provided in the other injection pipe 3 ".
Is connected.

上記構成では、一方の定水位槽4′からの粒度調整粘
土懸濁液A′が注入管3′を介して中砂層45に、また、
他方の定水位層4″からの粒度調整粘土懸濁液A″が注
入管3″を介して粗砂層46に静置圧注入される。
In the above configuration, the particle size adjusting clay suspension A'from one of the constant water level tanks 4'is applied to the intermediate sand layer 45 via the injection pipe 3 ', and
The particle size adjusting clay suspension A ″ from the other constant water level layer 4 ″ is statically pressure injected into the coarse sand layer 46 through the injection pipe 3 ″.

ここで、定水位層4′に貯留された粒度調整粘土懸濁
液A′は、含まれる粘土粒子の径が10μm以下のもので
あるから、粒径0.2mm〜2.0mmとなる中砂層に対し、定水
位槽4′の水頭圧による自然浸透注入が可能となるとと
もに、目詰まり等を生じることもなくスムーズに注入さ
れるものとなる。しかも、層の粒径に対し粒度調整粘土
懸濁液A′に含まれる粘土粒子径が細か過ぎることもな
いから適度な充填性を生じ、逸水して過度(無限)に浸
透することもなく、かつ、注入された粒度調整粘土懸濁
液が地下水流動により容易に流出(すなわち粘度が低す
ぎることに原因して)されるおそれもない。このこと
は、粗砂層46に対しても同様である。
Here, since the particle size adjusting clay suspension A'stored in the constant water level layer 4'includes clay particles having a diameter of 10 μm or less, the medium sand layer having a particle size of 0.2 mm to 2.0 mm is The natural permeation injection by the water head pressure of the constant water level tank 4'is possible, and the injection is smoothly performed without causing clogging. Moreover, since the clay particle diameter contained in the particle size adjusting clay suspension A ′ is not too fine with respect to the particle diameter of the layer, proper packing properties are not caused, and there is no water leakage and excessive (infinite) penetration. Moreover, there is no possibility that the injected clay suspension for controlling particle size is easily discharged (that is, due to the viscosity being too low) due to groundwater flow. This also applies to the coarse sand layer 46.

すなわち、定水位槽4″に貯留された粒度調整粘土懸
濁液A″は含まれる粘土粒子の径が10μm〜40μmであ
るから、粒径0.6mm〜2.0mmとなる粗砂層46に対し、定水
位槽4″の水頭圧による注入が可能となるとともに、顕
著な目詰まり等を生じることもなくスムーズに静置圧注
入されるものとなり、また、層の粒径に対し粒度調整粘
土懸濁液A″に含まれる粘土粒子径が細か過ぎることも
ないから、効率的な注入が実施されることとなるわけで
ある。
That is, since the particle size-adjusted clay suspension A ″ stored in the constant water level tank 4 ″ has a clay particle diameter of 10 μm to 40 μm, the coarse sand layer 46 having a particle diameter of 0.6 mm to 2.0 mm is It becomes possible to inject by the water head pressure of the water level tank 4 ", and it is possible to inject smoothly by static pressure without causing significant clogging, etc. Also, the particle size adjusting clay suspension relative to the particle size of the layer Since the diameter of the clay particles contained in A ″ is not too small, efficient injection can be carried out.

以上から、中砂層あるいは粗砂層に対しても上記第1
実施例で得られる上述の種々の効果、すなわち注入液の
対象層全体への均一な浸透、低コスト化、周辺地盤への
悪影響の防止、等々を同様に得ることができる。
From the above, the first
The above-mentioned various effects obtained in the examples, that is, uniform penetration of the injecting liquid into the entire target layer, cost reduction, prevention of adverse effects on the surrounding ground, and the like can be similarly obtained.

また、本第2実施例による注入用粘土懸濁液作成装置
10′にあっては、上記第1実施例に示した同装置10に比
して処理精度の低い機器を用い、かつ単純な構成のもの
で足り、より低コストでの施工が望める。さらに、注入
用粘土懸濁液作成装置10′を本実施例の如く構成した場
合には、上記のように中砂層注入用の粒度調整粘土懸濁
液A′と粗砂層注入用の粒度調整粘土懸濁液A″との同
時生産が行なわれ、効率的である。そして、注入管3に
ついても上記注入管3′,3″の如く構成することによ
り、中砂層45と粗砂層46とへの同時注入が可能となり、
極めて効率的な施工が望めるようになる。
In addition, a clay suspension preparation apparatus for injection according to the second embodiment
10 'requires a device having a lower processing accuracy than that of the device 10 shown in the first embodiment, and has a simple structure, and can be constructed at a lower cost. Further, when the injecting clay suspension preparation apparatus 10 'is configured as in this embodiment, the particle size adjusting clay suspension A'for injecting the medium sand layer and the particle size adjusting clay for injecting the coarse sand layer are used as described above. The simultaneous production with the suspension A ″ is performed, and it is efficient. By constructing the injection pipe 3 as the above-mentioned injection pipes 3 ′, 3 ″, the medium sand layer 45 and the coarse sand layer 46 are also formed. Simultaneous injection is possible,
You can expect extremely efficient construction.

第16図のものは、本第2実施例のものを発展させて、
上記第1実施例で示した細砂層1の改良も行えるように
したものである。図中、前述のものと同じ構成要素には
同符号を付してその説明を省略する。
FIG. 16 is a development of the second embodiment,
The fine sand layer 1 shown in the first embodiment can be improved. In the figure, the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この例は、先の第14図のものにおいて、前記液体サイ
クロン40から述びたライン41と、循環槽5′との間に第
2の液体サイクロン47を設け、そのアンダーフロー側に
前記循環槽5′を配置するともに、オーバーフロー側に
前記第1実施例で示したものと同じ循環槽5をライン43
を介して配したものである。前記第2の液体サイクロン
47は、前記液体サイクロン40より分級能力が高く、粒径
5μm以下、好ましくは1μm以下の粒子を分級できる
ものである。
This example is the same as the one shown in FIG. 14 above. A second liquid cyclone 47 is provided between the line 41 described from the liquid cyclone 40 and the circulation tank 5 ′, and the circulation tank is provided on the underflow side thereof. 5'is arranged and the same circulation tank 5 as shown in the first embodiment is provided on the overflow side in the line 43.
It is arranged through. The second liquid cyclone
47 has a higher classification ability than the liquid cyclone 40 and can classify particles having a particle size of 5 μm or less, preferably 1 μm or less.

すなわち、注入用粘土懸濁液作成装置10″をこのよう
に構成すれば、循環槽5(定水位槽4)には粒径5μm
以下の粘土粒子のみを含む粒度調整粘土懸濁液Aが、循
環槽5′(定水位槽4′)には粒径約5μm〜10μmの
粘土粒子を含む粒度調整粘土懸濁液A′が、循環槽5″
(定水位槽4″)には粒度約10μm〜40μmの粘土粒子
を含む粒度調整粘土懸濁液A″が循環貯留されることと
なる。よって、第15図のものと同じ要領で、地盤の細砂
層1,中砂層45,粗砂層46に注入管3(3′,3″)をそれ
ぞれ対応させて設置し、それぞれに、各定水位層4,4′,
4″からの粒度調整粘土懸濁液A,A′,A″を注入すれば、
細砂層1、中砂層45、粗砂層45の全ての改良を平行して
同時に実施することも可能である。
That is, if the clay suspension preparing apparatus for injection 10 ″ is configured in this way, the circulation tank 5 (constant water level tank 4) has a particle size of 5 μm.
A particle size-adjusted clay suspension A containing only the following clay particles was added to the circulation tank 5 '(constant water level tank 4'), and a particle size-adjusted clay suspension A'containing clay particles having a particle size of about 5 μm to 10 μm was used. Circulation tank 5 "
In the (constant water level tank 4 ″), a particle size adjusting clay suspension A ″ containing clay particles having a particle size of about 10 μm to 40 μm is circulated and stored. Therefore, in the same manner as in Fig. 15, the injection pipes 3 (3 ', 3 ") are installed corresponding to the fine sand layer 1, the medium sand layer 45, and the coarse sand layer 46 of the ground, respectively, and the constant water level is set for each. Tier 4, 4 ′,
If you inject the particle size adjustment clay suspension A, A ′, A ″ from 4 ″,
It is also possible to carry out all the improvements of the fine sand layer 1, the medium sand layer 45 and the coarse sand layer 45 in parallel and simultaneously.

なお、本発明においては、前記定水位槽4の設置高さ
を変化させること等により粒度調整粘土懸濁液Aの水位
を変化させ、これにより全体の注入圧を地盤状況等に応
じて若干変化させることも可能である。さらに、実施例
では注入管3,3,…が地盤Gに垂直に設置された例のみを
示したが、例えば法面や切羽等からこれらを水平方向あ
るいは傾斜方向に設置してもよい。
In the present invention, the water level of the particle size adjusting clay suspension A is changed by changing the installation height of the constant water level tank 4, etc., and the total injection pressure is slightly changed according to the ground condition etc. It is also possible to let. Further, in the embodiment, only the example in which the injection pipes 3, 3, ... Are vertically installed on the ground G is shown, but they may be installed in the horizontal direction or the inclined direction, for example, from a slope or a face.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したとおり、請求項1の発明に係る地盤の改
良方法によれば、注入液として粒度調整粘土懸濁液を用
いるため、粘土粒子を改良すべき地盤(地層)に目詰ま
り等を生じさせることなく確実に行きわたらせることが
できる。しかも該粒度調整粘土懸濁液を、定水位槽にお
ける低い設置圧によって注入するものであるから、注入
液を特定部分に集中させることなく、かつ他の地層に影
響を与えることなく改良すべき層内全体にまんべんなく
均一に拡散させることができる。また、粒度調整粘土懸
濁液を静置圧にて注入することにより、該注入液の浸透
量および浸透範囲の推定をする上での確実性が増し、注
入管理を正確かつ容易に行えるようになる上、高圧の注
入用ポンプや耐圧配管、耐圧シール等を使用する必要が
なく、しかも同時複数本施工が容易に実現できるものと
なるため、装置・設備が極めて簡便なもので済み、施工
費用を大幅に削減することが可能となる。さらには、粒
度調整粘土懸濁液の注入を、注入管を地盤内に設置した
まま行うため孔壁が保護され、施工中の孔壁崩壊が確実
に防止される、といった効果を奏することができる。
As described above, according to the ground improvement method of the first aspect of the present invention, since the particle size adjusting clay suspension is used as the injection liquid, clogging or the like is caused in the ground (geosphere) to be improved with clay particles. Can be spread without fail. Moreover, since the particle size-adjusted clay suspension is injected at a low installation pressure in a constant water level tank, a layer to be improved without concentrating the injected solution on a specific part and without affecting other formations. It can be evenly dispersed throughout the entire interior. Further, by injecting the particle size adjusting clay suspension at a static pressure, the certainty in estimating the permeation amount and permeation range of the injecting liquid is increased, and the injection control can be performed accurately and easily. In addition, there is no need to use high-pressure injection pumps, pressure-resistant pipes, pressure-resistant seals, etc., and multiple simultaneous constructions can be easily realized, so equipment and facilities are extremely simple, and construction costs are high. Can be significantly reduced. Furthermore, since the injection of the particle size adjusting clay suspension is performed while the injection pipe is installed in the ground, the hole wall is protected, and it is possible to reliably prevent the collapse of the hole wall during construction. .

また請求項2の発明に係る地盤の改良装置によれば、
上記方法を確実に実現するとともに、注入すべき粒度調
整粘土懸濁液の粘度を常時一定なる低粘度に保つことが
でき、上記方法によって得られる注入効果をさらに助長
することができるものとなる。
According to the ground improvement device of the invention of claim 2,
The above method can be reliably realized, and the viscosity of the particle size adjusting clay suspension to be injected can be maintained at a constant low viscosity at all times, and the injection effect obtained by the above method can be further promoted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1実施例による地盤の改良装置の一
実施例を示す全体側断面図、第2図は同実施例による注
入用粘土懸濁液作成装置を示す概略構成図、第3図およ
び第4図はそれぞれ注入管を地盤Gと共に示す立断面
図、第5図は、一実施例における注入管の上部構造を示
す立面図、第6図および第7図は実験結果の一例で第6
図は経過時間と累積注入量との関係を示すグラフ、第7
図は経過時間と累積浸透量を示すグラフ、第8図は濾過
試験器を示す斜視図、第9図は経過時間と水位降下との
関係を示すグラフ、第10図は注入管が設置された地盤の
一部を示す縦断面図、第11図は改良装置の他の構成例を
示す全体側断面図、第12図は試験井を観測装置と共に示
す側断面図、第13図は施工後の現場透水試験における経
過時間と水位降下との関係を示すグラフ、第14図は本発
明の第2実施例による注入用粘土懸濁液作成装置を示す
概略構成図、第15図は同実施例による注入管を地盤Gと
共に示す立断面図、第16図は注入用粘土懸濁液作成装置
の他の構成例を示す概略構成図である。 A,A′,A″……粒度調整粘土懸濁液、 G……地盤、 W……地下水頭、 1……細砂層、 3,3′,3″……注入管、 4,4′,4″……定水位槽、 5,5′,5″……循環槽、 6……注入ライン、 8,8′,8″……循環ライン、 9,9′,9″……オーバーフローライン、 10,10′,10″……注入用粘土懸濁液作成装置、 45……中砂層、 46……粗砂層。
FIG. 1 is an overall side sectional view showing an embodiment of a ground improvement device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an injection clay suspension preparation device according to the same embodiment, 3 and 4 are elevation sectional views showing the injection pipe together with the ground G, FIG. 5 is an elevation view showing the superstructure of the injection pipe in one embodiment, and FIGS. 6 and 7 are experimental results. 6th in an example
Fig. 7 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the cumulative injection amount,
Fig. 8 is a graph showing elapsed time and cumulative permeation amount, Fig. 8 is a perspective view showing a filtration tester, Fig. 9 is a graph showing the relationship between elapsed time and water level drop, and Fig. 10 is an injection pipe installed. A longitudinal cross-sectional view showing a part of the ground, FIG. 11 is an overall side cross-sectional view showing another configuration example of the improved device, FIG. 12 is a side cross-sectional view showing a test well together with an observation device, and FIG. 13 is a view after construction. The graph which shows the relationship between the elapsed time and the water level drop in the field permeability test, FIG. 14 is a schematic block diagram which shows the clay suspension preparation apparatus for injection | pouring by the 2nd Example of this invention, FIG. 15 is the same Example. FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing the injection pipe together with the ground G, and FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing another configuration example of the clay suspension preparation device for injection. A, A ′, A ″ …… Grain size controlled clay suspension, G …… Soil, W …… Groundwater head, 1 …… Narrow sand layer, 3,3 ′, 3 ″ …… Injection pipe, 4,4 ′, 4 ″ …… constant water level tank, 5,5 ′, 5 ″ …… circulation tank, 6 …… injection line, 8,8 ′, 8 ″ …… circulation line, 9,9 ′, 9 ″ …… overflow line, 10,10 ′, 10 ″ …… Injection clay suspension preparation device, 45 …… Medium sand layer, 46 …… Coarse sand layer.

フロントページの続き (72)発明者 保坂 陽之助 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 高橋 諭 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 天野 賢 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 平野 文昭 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−207713(JP,A) 特開 昭61−207714(JP,A)Front Page Continuation (72) Inventor Yonosuke Hosaka 2-16-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Takahashi 2-16-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Ken Amano 2-16-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Fumiaki Hirano 2-16-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (56) Reference Reference JP-A-61-207713 (JP, A) JP-A-61-207714 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ベントナイト等の粘土の懸濁液から、該懸
濁液中に含まれる粘土粒子を分級処理することにより、
粒度調整粘土懸濁液を作成する工程と、 前記粒度調整粘土懸濁液を、粘度変化が生じないように
維持しながら地下水位よりも上位において一定水位に貯
留する工程と、 前記粒度調整粘土懸濁液を、目的とする地層に注入する
ための注入管を複数本所定間隔で地盤内に設置する工程
と、 前記注入管内に前記粒度調整粘土懸濁液を注入し、該粒
度調整粘土懸濁液を、前記水位によって生じる水頭圧に
より改良すべき地層内に自然浸透させる工程と、 を有することを特徴とする地盤の改良方法。
1. From a suspension of clay such as bentonite, clay particles contained in the suspension are classified,
Creating a particle size adjusting clay suspension; storing the particle size adjusting clay suspension at a constant water level above the groundwater level while maintaining a viscosity change; A step of installing a plurality of injection pipes for injecting the suspension into the target formation at a predetermined interval in the ground, and injecting the particle size adjustment clay suspension into the injection pipe, the particle size adjustment clay suspension And a step of allowing the liquid to naturally permeate into the formation to be improved by the water head pressure generated by the water level, the method for improving the ground.
【請求項2】ベントナイト等の粘土の懸濁液から、該懸
濁液中に含まれる粘土粒子を分級処理することにより得
た粒度調整粘土懸濁液を、改良すべき地層内に注入する
ことにより地盤の改良を行う装置であって、 地盤内に複数本所定間隔で埋設され、前記粒度調整粘土
懸濁液を目的とする地層内に注入する注入管と、 前記粒度調整粘土懸濁液を地下水位以上の一定水位に貯
留するための定水位槽と、 前記粒度調整粘土懸濁液を前記定水位槽を介して常時循
環させるための循環槽と、 前記定水位槽と前記各注入管とをつなぐ注入ラインと、 を備えていることを特徴とする地盤の改良装置。
2. A particle size adjusting clay suspension obtained by classifying clay particles contained in a suspension of clay such as bentonite into the formation to be improved. A device for improving the ground by means of a plurality of embedded in the ground at a predetermined interval, the injection pipe for injecting the particle size adjusting clay suspension into the intended formation, the particle size adjusting clay suspension A constant water level tank for storing at a constant water level above the ground water level, a circulation tank for constantly circulating the particle size adjusting clay suspension through the constant water level tank, the constant water level tank and the respective injection pipes A ground improvement device, which is equipped with an injection line that connects the
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