JP2834494B2 - 充填材注入方法及び同装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は充填材注入方法及び該方法に用いる充填材注
入装置に関し、詳しくは、地盤沈下し易い軟弱地盤や埋
立て地盤に構築される建築物の床や土木構造物の底部で
ある基礎部分に埋設され、地盤沈下が生じて地盤と前記
基礎部分との間に空洞が生じたときに充填材を該空洞に
注入する方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 軟弱地盤や埋立て地盤では、土の圧密沈下を促進させ
るための砂杭を打込んだり、地盤中の水を排出するため
の水抜きパイプを埋設したり、或いは地盤を強化するた
めの薬液を土に混入する地盤改良工事を行なったりして
地盤の強化を図っている。

ところが、軟弱地盤や埋立て地盤においては、前記の
各方法を講じても地盤沈下が終了するまでに長期間を必
要とするので、やむを得ず、地盤沈下が終了するまでに
倉庫等の建築物や滑走路等の土木構造物を構築するのが
通常である。従って、建築物や土木構造物の構築後に地
盤沈下が起き、地盤と建築物や土木構造物の基礎部分と
の間に空洞が生じてしまうので、建築物や土木構造物が
変形し、構造的或いは機能的に種々の問題が発生する。

そこで、従来、空洞が生じた建築物や土木構造物の基
礎部分に各種ボーリング機により孔をあけ、この孔から
モルタルやコンクリート等の充填材を空洞に注入してい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、前記の方法によると、ボーリング機による
孔あけ作業は埃や騒音の発生を伴うため、建築物や土木
構造物の一時使用停止或いは建築物等に対する十分な養
生が必要になる上に、充填材の注入に最適な場所の近傍
に障害物が存在することが多いため、最適な場所に充填
材注入用の孔を設けることが困難な場合が多い。

そこで、本発明者は、地中に生じた空洞への充填材の
注入を簡易にするため、建築物や土木構造物の基礎部分
に、上下両端が開口している注入管を予め埋設してお
き、地盤沈下が生じたときに、充填材を前記注入管の内
部へ供給した後、該充填材を押圧して注入管の下端開口
部から地中の空洞へ注入する方法を考慮した。

ところが、この方法によると、基礎部分に上下両端の
開口した注入管が予め埋設されているので、地中の湿気
や水分が注入管の下端開口部から注入管の内部を通っ
て、基礎部分の表面に逆流してくるという新たな問題が
発生した。

さらに、前記の方法によると、充填材注入のため、充
填材を注入管の内部へ供給すると、空洞へ注入されずに
注入管内に残留した充填材が注入管の内部で固結してし
まうため、将来、再度地盤沈下が生じたとき、この注入
管を使用して充填材を空洞へ注入することができないと
いう問題もあった。

前記に鑑み、本発明は、充填材を注入管の内部を通っ
て地中の空洞へ簡易に注入でき、しかも地中の湿気や水
分が注入管の内部に侵入しないようにすることを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、請求項（１）の発明は、
開放可能に閉塞された吐出口を有する注入管を予め建築
物或いは土木構造物の基礎部分に埋設しておき、地盤沈
下により空洞が生じたときに、充填材を前記吐出口から
空洞へ注入するものである。

具体的に請求項（１）の発明の講じた解決手段は、管
体壁部に該管体の内部に供給される充填材を外部へ吐出
するための吐出口が設けられた注入管と、前記充填材の
吐出時前に前記吐出口を開放可能に閉塞する閉塞部材と
を備えた充填材注入装置を建築物或いは土木構造物の基
礎部分に予め埋設しておき、前記建築物或いは土木構造
物が構築されている地盤が沈下して該地盤と前記基礎部
分との間に空洞が生じたとき、充填材を前記吐出口から
前記空洞へ注入する構成とするものである。

また、前記の目的を達成するため、請求項（２）の発
明は、湿気や水分の逆流を阻止するため、注入管に、充
填材の吐出前は閉塞されているが、充填材の吐出時には
充填材を吐出するべく開放される吐出口を設けるもので
ある。

具体的に請求項（２）の発明の講じた解決手段は、管
体壁部に該管体の内部に供給される充填材を地中の空洞
へ吐出するための吐出口が設けられた注入管と、前記充
填材の吐出時前に前記吐出口を開放可能に閉塞する閉塞
部材とを備える構成とするものである。そして、充填材
注入装置の再使用を可能にするため、前記閉塞部材は、
前記管体の内部に出し入れ自在に装填されていると共
に、前記管体内部への挿入時、該管体内部の充填材を押
圧して前記吐出口から排出させる押圧部を備えている構
成とするものである。

（作用） 請求項（１）及び（２）の発明の構成により、充填材
の吐出時前に吐出口を開放可能に閉塞する閉塞部材を備
えているので、地中の湿気や水分は吐出口を通って注入
管の内部へ逆流しない。

また、建築物或いは土木構造物が構築されている地盤
が沈下して該地盤と前記建築物或いは土木構造物の基礎
部分との間に空洞が生じたときに、充填材は注入管の吐
出口から空洞へ注入される。

特に請求項（２）の発明では、閉塞部材に、管体内部
への挿入時、管体内部の充填材を押圧して排出する押圧
部が設けられているため、充填材の空洞への注入完了
後、充填材は前記押圧部によって外部へ排出され、管体
内部に残留しない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係る充填材注入装置
Ａが地中に埋設された状態の断面構造を示し、同図にお
いて、１は沈下が予想される地盤、２は地盤１の上に配
設された栗石、３は栗石２の上に打設された捨てコンク
リート、４は捨てコンクリート３の上に打設された、建
築物や土木構造物の基礎部分としての地表コンクリート
である。また、同図において、10は充填材注入装置Ａの
注入管であって、該注入管10は、例えば内径10cmの円形
断面で下端が開口した鋼管よりなる管体12と、管体12の
上部つまり地表コンクリート４と対応する部位の外周面
に突設され、地中の水が管体12外周面に沿って上昇する
のを阻止する板状の止水部材14とを備えている。

管体12の下部つまり地盤１、栗石２及び捨てコンクリ
ート３と対応する部位の周壁には、第２図（イ）に示す
縦長スリット状の吐出口12aが略等間隔に設けられてお
り、充填材の注入時、上端開口部から注入管10の内部に
注入される充填材は、この吐出口12aから地中の空洞へ
吐出される。

注入管10の内部には閉塞部材としての柱状閉塞体16が
進退自在に配設されている。該柱状閉塞体16は、管体12
の内径より若干小径で管体12の長さと略同長の柱体18
と、該柱体18の上端に一体に形成され、該柱体18より大
径の板体20とからなり、柱体18の周面は、充填材の吐出
時前吐出口12aを閉塞している閉塞部18aを構成している
と共に、柱体18の下面は、充填材の吐出完了後、注入管
10の内部に残留する充填材を押出して吐出口12aから排
出する押圧部18bを構成している。

本第１実施例の充填材注入装置Ａを用いて以下のよう
にして充填材を地中の空洞に注入することができる。

まず、建築物或いは土木構造物を構築する前に、吐出
口12aが地盤１、栗石２及び捨てコンクリート３と対向
し、且つ、閉塞部材16の頂部20上面と基礎コンクリート
４表面とが略面一となるように注入管10を基礎部分に埋
設しておく。

次に、例えば数年後、地盤１が沈下し、地盤１と地表
コンクリート４との間に空洞が生じたとき、柱状閉塞体
16を注入管10から引上げて注入管10の内部へ充填材を供
給し、この充填材を適当な押圧手段により押圧して吐出
口12aから地中の空洞へ圧入する。

このようにして充填材を空洞に充満させた後、柱状閉
塞体16を注入管10の内部へ挿入して、注入管10の内部に
残留している充填材を吐出口12aから空洞へ排出させ、
そのまま柱状閉塞体16を注入管10の内部に装着してお
く。

このようにすると、注入管10の吐出口12aが柱状閉塞
体16の閉塞部18aによって閉塞されているため、地中の
湿気や水分が注入管10の内部ひいては、地表コンクリー
ト４の表面に逆流することを防止できる。また、充填材
が柱状閉塞体16の押圧部18bによって排出されて注入管1
0の内部に残留していないので、将来、地盤１が沈下し
たとき、この注入管10を再度使用し、前記と同様の方法
によって充填材を地中の空洞へ注入することができる。

なお、この充填材注入装置Ａで用いることができる充
填材の材質は特に問わないが、土より軽量で且つ流動性
を有する材料が好ましい。

また、注入管10の管体12の断面形状については、円形
に限られず、正方形や矩形等に適宜変更可能である。

また、管体12の材質については、地表コンクリート４
等の圧力に耐えるものであれば特に問わず、鋼鉄、鋳
鉄、或いは塩化ビニール等の合成樹脂等を適宜用いるこ
とができるが、透明の素材を用いると、地盤１の沈下程
度を簡単に知ることができて好都合である。

また、管体12に設ける吐出口12aの形状については、
前記の縦長スリット状に代えて、第２図（ロ）に示すよ
うな散点状の設けられた円形孔であってもよいし、第２
図（ハ）に示すような螺旋状に延びる溝であってもよ
く、適宜変更可能である。

また、柱状閉塞体16の材質については、閉塞部18aに
よって吐出口12aから湿気及び水分が逆流するのを防止
でき、且つ、押圧部18bによって充填材を押圧して吐出
口12aから排出できるもの、例えば硬質スポンジ或いは
発泡スチロール等を用いることができる。

また、柱状閉塞体16の構造としては、前記実施例の柱
体18に代えて、鋼管或いは合成樹脂製管に底部が設けら
れたものであってもよいし、さらに、吐出口12aの閉塞
性及び充填材に対する押圧性を向上させるため、柱体18
の周囲にゴム製或いは硬質スポンジ製のシートが巻き付
けられたものでもよい。

第３図は前記第１実施例の第１変形例の断面構造を示
し、この第１変形例では、止水部材14として管体12の周
囲に上下３段の突条が設けられていると共に、管体12の
上端部に皿状のフランジ部22が設けられている。そし
て、フランジ部22底面と柱状閉塞体16の板体20下面との
間にゴム製のパッキング24が装着されていると共に、板
体20はボルト26によってフランジ部22に締付けられてお
り、注入管10の内部に湿気及び水分が逆流した場合、地
表コンクリート４表面への流出防止が図られている。

第４図は前記第１実施例の第２変形例の断面構造を示
し、この第２変形例では、フランジ部22の周壁内面に螺
溝22aが設けられていると共に、柱状閉塞体16の板体20
外周面に前記螺溝22aと係合する螺条20aが設けられてお
り、前記第１変形例と同様、湿気及び水分の地表コンク
リート４表面への流出防止が図られている。

第５図は前記第１実施例の第３変形例の断面構造を示
し、この第３変形例では、柱状閉塞体16の柱体18と板体
20とは別体に形成されていると共に、両者間にコイルス
プリング28が介装されている。このようにすることによ
り、柱体18はコイルスプリング28によって下方へ付勢さ
れているため、空洞へ吐出した充填材、或いは湿気や水
分等の吐出口12aからの逆流が確実に阻止される。

第６図は前記第１実施例の第４変形例の断面構造を示
し、この第４変形例では、閉塞部材は空気が充満した風
船30により形成されている。このようにすると、風船30
が注入管10の吐出口12aに密着して吐出口12aを確実に閉
塞するので、湿気と水分の逆流を確実に防止する。

第７図は本発明の第２実施例に係る充填材注入装置Ａ
の断面構造を示し、この充填材注入装置Ａは、一列に並
んで配設されていると共に下端部が前記第１実施例より
も下方へ延設された複数本の注入管10と、これら注入管
10の上端開口部を連通させ、充填材を各注入管10に配送
するＬ字状の配送管32と、注入管10の内部で吐出口12a
と対応する位置に配設され、吐出口12aを閉塞している
柱上閉塞体16とを備えている。

本第２実施例に係る充填材注入装置Ａを建築物や土木
構造物の基礎部分に埋設する場合には、複数固の充填材
注入装置Ａを並設し、地盤１が沈下したときに順次使用
することが好ましく、次のようにして充填材を地中の空
洞へ注入する。

まず、一の充填材柱入装置Ａの配送管32へ充填材を供
給し、充填材を押圧する。このようにすると、充填材は
配送管32を通って各注入管10に供給された後、閉塞部材
16を下方へ押圧するので、吐出口12aが開口し、この吐
出口12aから吐出される。この場合、該一の充填材注入
装置Ａの近傍に並設されている他の充填材注入装置Ａに
おいては、閉塞部材16は吐出口12aと対応する位置に配
設された状態であるから、前記一の充填材注入装置Ａか
ら空洞へ注入された充填材は該他の充填材注入装置Ａの
吐出口12aから内部へ逆流しない。

次に、将来、地盤１が再度沈下したときには、該他の
充填材注入装置Ａを用いて充填材を空洞へ注入すること
ができる。

この第２実施例のように配送管32を設け、配送管32の
上端開口部を邪魔にならない場所に配置すると、注入管
10の上端開口部が地表コンクリート４表面で多数開口し
て邪魔になる状態が避けられると共に、注入管10の上端
開口部が地表コンクリート４表面と面一になるよう注入
管10毎にレベル調整する手間を省くことができる。

第８図は前記第２実施例の第１変形例の断面構造を示
し、この第１変形例では、閉塞部材は空気が充満した風
船30により形成されていると共に、管体12の底部に尖端
を有する突起部12bが設けられている。従って、風船30
が充填材によって下方へ押圧されて突起部12bの尖端に
当接すると、風船30が破裂するので、注入管10の吐出口
12aが開放される。

第９図は前記第２実施例の第２変形例の断面構造を示
し、この第２変形例では、注入管10の吐出口12aの外方
に、ヒンジ34aによって外方へ開放可能に支持された閉
塞部材としての蓋体34が設けられている。従って、充填
材が注入管10に供給されると、充填材は蓋体34を外方へ
押圧するので、吐出口12aが開放される。

第10図は前記第２実施例の第３変形例の断面構造を示
し、この第３変形例では、吐出口12aの内側に丈夫な金
網36が取付けられていると共に、吐出口12aの外側に、
充填材の押圧力によって破断する閉塞部材としてのシー
ト38が貼着されている。この第３変形例では、一の充填
材注入装置Ａの注入管10に充填材を供給すると、充填材
は金網36の網目を通って外部へ向かうため、シート38は
破断して吐出口12aを開放する一方、他の充填注入装置
Ａでは、充填材が空洞から吐出口12aへ押し寄せても、
シート38はその内方に設けられた金網36によって破断を
阻止されるので、吐出口12aは閉塞された状態である。
この場合、金網36の網目としては、充填材が内部から外
部へ流通可能であって、且つ外部から押し寄せる充填材
によってシート38が破断されないようシート38を保護す
るため、20〜30mm程度が好ましい。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）及び（２）の発明
によると、充填材の吐出時前は吐出口を開放可能に閉塞
する閉塞部材を設けたため、地中の湿気や水分は閉塞さ
れている吐出口から注入管の内部へ逆流せず、また、地
盤が沈下し、地盤と建築物や土木構造物の基礎部分との
間に空洞が生じたときには注入管の吐出口から充填材を
空洞へ注入できる。このため、充填材を地中の空洞へ簡
易に注入でき、しかも地の湿気や水分は注入管の内部に
逆流しない。

特に請求項（２）の発明によると、閉塞部材に、管体
内部の充填材を押圧して排出させる押圧部が設けられて
いるため、空洞への充填材の注入完了後、充填材が注入
管の内部に残留しないので、充填材注入装置の再利用が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（イ）は本発明の第１実施例である充
填材注入装置を示し、第１図はその断面図、第２図
（イ）は注入管の側面図、第２図（ロ）及び（ハ）は前
記注入管の変形例を示す側面図、第３図〜第６図は各々
前記第１実施例に係る充填材注入装置の変形例を示す断
面図、第７図は本発明の第２実施例である充填材注入装
置の断面図、第８図〜第10図は各々前記第２実施例であ
る充填材注入装置の変形例を示す部分断面図である。 Ａ……充填材注入装置 10……注入管 12……管体 12a……吐出口 16……柱状閉塞体（閉塞部材） 18a……閉塞部 18b……押圧部 30……風船（閉塞部材） 32……配送管 34……蓋体（閉塞部材） 38……シート（閉塞部材）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 3/12 101 E02D 37/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管体壁部に該管体の内部に供給される充填
   材を外部へ吐出するための吐出口が設けられた注入管
   と、前記充填材の吐出時前に前記吐出口を開放可能に閉
   塞する閉塞部材とを備えた充填材注入装置を建築物或い
   は土木構造物の基礎部分に予め埋設しておき、前記建築
   物或いは土木構造物が構築されている地盤が沈下して該
   地盤と前記基礎部分との間に空洞が生じたとき、充填材
   を前記吐出口から前記空洞へ注入することを特徴とする
   充填材注入方法。
2. 【請求項２】管体壁部に該管体の内部に供給される充填
   材を地中の空洞へ吐出するための吐出口が設けられた注
   入管と、前記充填材の吐出時前に前記吐出口を開放可能
   に閉塞する閉塞部材とを備え、 前記閉塞部材は、前記管体の内部に出し入れ自在に装填
   されていると共に、前記管体内部への挿入時、該管体内
   部の充填材を押圧して前記吐出口から排出させる押圧部
   を備えていることを特徴とする充填材注入装置。