ホーム > 技術とサービス > 土木技術 > 地盤改良技術 > 対策技術(注入)

地盤改良技術

曲がりボーリング式薬液注入工法
「カーベックス工法」

三次元的に削孔制御できるボーリング技術によって、
構造物直下の地盤を改良

鹿島とケミカルグラウト(鹿島グループ会社)が開発したカーベックス(CurveX)工法は、曲がりボーリング技術を用いることで、タンク、護岸、鉄道等の既設構造物の直下の軟弱地盤を改良することができます。地下の障害物を避けながらボーリング孔を自在に削孔し、薬液注入工法によって地盤改良を行うことができます。

2001年の工法開発以降、豊富な施工実績(2013年現在で延べ30件程度)があります。対象施設や構造物の外側から施工できることから、施設・構造物を供用しながらの施工が可能です。立坑内から水平ボーリングで削孔し地盤改良する既設構造物直下の従来型地盤改良に比べ、立坑等の大規模な仮設備が不要となるため、コストを削減し、工期を短縮できます。

※「カーベックス」はケミカルグラウトの登録商標です。

特許登録済

このページの閲覧には
Flash Playerが必要です。

カーベックス工法(動画)

キーワード

軟弱地盤、液状化、対策、地盤改良、三次元、曲がり、自在、構造物、直下、薬液、注入、位置検知、
障害物、地震、耐震、補強

特徴・施工実績

カーベックス工法は、特殊ロッドの採用により急曲径(最小曲率半径30m)の削孔を可能にしています。また、高精度な位置検知および姿勢制御システムを装備し、位置計測を繰り返しながらボーリングすることで、位置修正の自由度が高く、障害物を避けての削孔が可能です。遠方からの削孔(最大削孔長は200m)であっても、削孔の軌跡を計画位置に対して±30cm 以内を目標とする削孔精度を有しています。代表的な施工実績としては、沈埋トンネル、石油タンク、岸壁等の液状化対策や、道路や鉄道を横断する新設トンネル建設時の止水対策等に採用されています。

図版:施工概念図

施工概念図

図版:川崎港海底トンネルアプローチの液状化対策工事

川崎港海底トンネルアプローチの液状化対策工事

特長・メリットココがポイント

稼働中施設の構造物直下地盤を改良(液状化対策/耐震補強等)

施設の稼動を止めることなく、対象とする構造物直下の地盤を改良できます。最大200mの削孔が可能なことから、対象構造物の周辺に障害物がある場合も、遠隔地から施工することができます。耐久性・浸透性に優れたシリカ系注入材や極超微粒子セメントを使用することで、砂地盤に立地する構造物の液状化対策や耐震補強が可能です。

図版:稼働中施設の直下地盤の改良例(川崎港海底トンネル)

稼働中施設の直下地盤の改良例(川崎港海底トンネル)

正確な位置で地盤を改良

地中に障害物がある場合でも、障害物を避けて目標箇所まで高い精度で削孔し、正確な位置で地盤改良できます。削孔の軌跡を、計画位置に対して±30cm 以内で管理できます。高精度な挿入式位置検知センサー・姿勢制御システムの搭載、及び最小曲率半径30mで施工できる特殊ロッドの採用によって、高い位置精度を実現しました。

図版:削孔軌跡(計画と実績)の管理画面の例

削孔軌跡(計画と実績)の管理画面の例

豊富な施工実績

2001年に本工法を実用化し、自在掘削技術を用いた注入工法のパイオニアで、2013年現在で約30件の施工実績があります。構造物直下の地盤改良では、注入時に構造物が変状しない施工管理が重要となりますが、各種モニタリングを行いながら、安全・安心な施工を行います。

改ページ

適用実績

図版:川崎港海底トンネル改良

川崎港海底トンネル改良

場所:神奈川県川崎市

竣工年:2008年9月 2009年5月 2010年3月 2010年11月

発注者:神奈川県川崎市

施工目的:液状化対策

規模:φ2,700
総本数 28本 16本 57本 51本
総削孔長 2,120m 1,197m
4,188m 2,955m
総注入量 2,003m3 1,144m3
2,825m3 1,346m3

図版:旧法特定タンク(T-206)新基準適合化

旧法特定タンク(T-206)
新基準適合化

場所:三重県四日市市

竣工年:2011年1月

発注者:三菱化学

施工目的:液状化対策

規模:Ф1,200~2,250 総本数32本
総削孔長1,300m 総注入量197m3

図版:227タンク液状化対策

227タンク液状化対策

場所:大阪府堺市

竣工年:2012年11月

発注者:コスモ石油・コスモエンジニアリング

施工目的:液状化対策

規模:Φ2,250 Φ2,400 総本数24本 総削孔長1,057m 総注入量470m3

学会論文発表実績

  • 「曲がりボーリングを用いた薬液注入による液状化対策工法の現地実証試験」,土木学会論文集,No.756,2004年
  • 「カーベックス工法の適用と特長」,日本工業出版,建設機械11月号 第43巻第11号(通巻513号),2007年
  • 「最近の地盤注入工法 自在ボーリング技術とその適用」,基礎工,Vol.36,2008年5月
  • 「三次元削孔による耐震補強・液状化防止工法の現状 ─カーベックス工法─」,建設の施工企画,No.720,2010年2月
  • 「曲線ボーリングを採用した供用トンネル直下における液状化対策工事」,土木学会第65回年次学術講演会,2010年9月
  • 「供用中の沈埋トンネル直下地盤を対象とした液状化対策 カーベックス工法の施工実績」,建設の施工企画,No.750,2012年8月

ステップダウン式薬液注入工法
「ニューマックス工法」

高品質・低コスト・短工期を実現した地盤注入工法

鹿島グループのケミカルグラウトが開発したニューマックス工法は、トンネル工事・開削工事等の止水対策・地盤強化、さらに地盤の液状化対策等に利用できます。新型パッカー・注入システムを採用することで、在来工法に比べ、二重管ストレーナ工法より高品質で、二重管ダブルパッカー工法より低コスト・短工期で、地盤改良を行うことができます。また、ニューマックス工法では、施工後も地盤内に注入パイプを残しません。二重管ダブルパッカー工法より、環境面においても安心です。

※「ニューマックス」はケミカルグラウトの登録商標です。

特許出願中

このページの閲覧には
Flash Playerが必要です。

ニューマックス工法 動画

キーワード

軟弱地盤、止水、液状化、対策、地盤改良、パッカー、ステップダウン、薬液、注入
改ページ

特徴・施工手順

ニューマックス工法では、注入管周りからの注入材の逃げを防止できる新型パッカーを開発し採用しています。これにより、軟弱地盤でも、ステップダウン(下降)式の注入を可能にしました。また、浸透源が1mの高速注入対応型ノズルを開発・採用することで、注入速度を速めことができるようになり、浸透効率を高めています。在来工法に比べ、注入に必要な工程数を減らし、高速に注入できることから、短工期、低コストを実現しています。

施工は、パッカーを膨張し作用させた状態での注入と、パッカーを収縮し解除した状態でのボーリング削孔を繰り返すことで、行います。

図版:新型パッカーと注入モニター

新型パッカーと注入モニター

図版:ニューマックス 施工手順

ニューマックス 施工手順

改ページ

特長・メリットココがポイント

地山補強/止水対策/砂地盤の液状化対策

ニューマックス工法は、在来工法よりも高品質、短工期、低コストの薬液注入工法として、地山補強/止水対策等に利用できます。さらに、耐久性・浸透性に優れたシリカ系注入材を使用することで、砂地盤の液状化対策も行うことができます。

高品質、短工期、低コスト

新型パッカーを採用したことで、軟弱地盤でも、注入管周りからの注入材の逃げを防止でき、高品質の改良を行えます、またステップダウン(下降)式の注入が可能になり、本注入前に行う止水注入が不要になりました。さらに、高速注入対応型ノズルを採用することで、高速注入が可能になりました。これらの技術により、在来工法に比べ、高品質、短工期、低コストの注入を実現しました。

適用実績

図版:大阪港北港南地区岸壁改良

大阪港北港南地区岸壁改良

場所:大阪府大阪市

竣工年:2011年3月

発注者:国土交通省近畿地方整備局

施工目的:液状化対策

規模:42,200m3 総注入量12,400m3

図版:旧法特定タンク(T-206)新基準適合化

旧法特定タンク(T-206)
新基準適合化

場所:三重県四日市市

竣工年:2011年1月

発注者:三菱化学

施工目的:液状化対策

規模:51本 総削孔長474.8m 総注入量132m3

図版:常磐線大野・双葉間富沢Bv

常磐線大野・双葉間富沢Bv

場所:福島県双葉町

竣工年:2006年3月

発注者:東日本旅客鉄道

施工目的:地盤強化・止水

規模:総注入量146m3

学会論文発表実績

  • 「三次元削孔と直線削孔を組み合わせた耐震補強・液状化対策 ─CurveX工法とPneumaX工法併用の提案で目的を達成─」,建設機械11月号,第47巻第11号,2011年

可塑状グラウトによる地盤注入工法

地盤中の空隙、間隙を効率的に充填注入する技術

近年、地震発生時の災害復旧対応、BCPの観点から岸壁の耐震補強工事が多く進められています。ほとんどの場合、護岸背面の埋立て地盤は地震時に液状化すると判定され、この部分は溶液型の薬液注入工法、あるいはセメントミルクを用いた高圧噴射撹拌工法による地盤改良が実施されます。しかしながら、護岸ケーソン直下の基礎捨石層や背面の裏込栗石層は間隙が大きいため、この層を通じて薬液やセメントミルクが海へ流出し、pHの上昇や汚濁などが発生することが懸念されます。これを防止するために、あらかじめ間隙の大きな層に充填注入し、流出経路を閉塞する材料が「可塑状グラウト」です。

図版:可塑状グラウトの充填注入箇所例

可塑状グラウトの充填注入箇所例

キーワード

捨石、栗石、間隙充填、空隙充填、流出防止、海域汚染防止、液状化、地盤改良、地震、耐震、補強
改ページ

特徴

2種類の流動性のある材料(A液:主材=流動性グラウト、B液:可塑剤)を混合することで可塑状グラウトとします。A液、B液の初期状態ではそれぞれ液体状ですが、A液、B液を混合すると10秒前後の時間でゲル化して可塑状固結状態となります。

可塑状とは、自重変形による流動性を失っているものの、外力によって若干圧力を加えることで容易に変形しうる状態(可塑状固結状態)のことをいいます。可塑状グラウトは、この可塑状固結状態を長時間(10~30分以上)保持できる注入材です。注入材は、大きな地盤空隙に注入した後にも流出せず、計画した限定的な範囲に留まり、良好に充塡されます。

図版:流動性グラウトの例(セメントミルク。自重で流れてしまう)

流動性グラウトの例
(セメントミルク。自重で流れてしまう)

図版:可塑状グラウトの例(自重による流動性が失われているが、加圧により圧送可能)

可塑状グラウトの例
(自重による流動性が失われているが、加圧により圧送可能)

図版:流動性グラウトと可塑剤の混合確認状況

流動性グラウトと可塑剤の混合確認状況

図版:可塑状固結状態となったグラウト

可塑状固結状態となったグラウト

特長・メリットココがポイント

空隙が大きい地盤への確実な注入

従来技術では注入が難しかった間隙が大きい護岸ケーソン直下の基礎捨石層や背面の裏込栗石層にも、流出させることなく注入材を注入できます。また、水中不分離性を有しているので、注入中の注入材分離による改良地盤の品質低下や環境負荷の増大といった懸念がありません。

図版:水中の礫への限定注入イメージ

水中の礫への限定注入イメージ

改ページ

適用実績

図版:大阪港北港南地区岸壁改良

大阪港北港南地区岸壁改良

場所:大阪府大阪市

竣工年:2011年3月

発注者:国土交通省近畿地方整備局

目的:一般港湾の液状化対策、薬液注入材の流出対策

図版:八戸LNGターミナル

八戸LNGターミナル

場所:青森県八戸市

発注者:日揮プラントソリューション

目的:SMW連続壁造成時のソイルセメント流出対策

学会論文発表実績

  • 「耐震性向上を目的とした岸壁背面の地盤改良(その2) ─可塑性グラウトによる遮蔽壁築造工─」,地盤工学会第47回地盤工学研究発表会,2012年
  • 「既設構造物の耐震補強、液状化対策を目的とした地盤改良技術」,平成23年度中国地方建設技術開発交流会,2011年

極超微粒子セメント注入工法

高強度と高浸透性を有する地盤注入技術

近年、構造物基礎関係の補強を目的とした地盤強化やトンネル工事における地下水環境の保全を目的とした止水対策などで、恒久的な地盤注入技術が着目されています。地盤注入では、恒久性の面からセメント系の注入材が多用されますが、細粒分の多い地盤や微細亀裂の多い岩盤の場合、従来の超微粒子セメントでも浸透注入は困難という課題がありました。

そこで、耐久性に優れ、高強度を発揮するとともに高浸透性を有する極超微粒子セメント注入工法を開発しました.この工法は、超微粒子セメントよりも微細粒材料(平均粒径が1/3の1.5μm)を良好に分散させることで、高い強度・浸透性・止水性を実現することができ、耐震補強、液状化対策などの地盤強化の他、止水工事へ適用することができます。

特許出願中

図版:極超微粒子セメントの電子顕微鏡写真

極超微粒子セメントの電子顕微鏡写真

図版:室内改良出来形粒度分布

室内改良出来形粒度分布

キーワード

地盤改良、注入工法、極超微粒子セメント、高耐久、高強度、高浸透、地盤強化、止水、耐震補強、液状化対策
改ページ

現場注入試験

砂地盤を対象に現場注入試験を行った結果、設計通り直径約2mの改良体が造成できることを確認しました。改良体の一軸圧縮強さは、水セメント比800%で約3,000kN/m2以上であり、室内試験結果と同等の値を示し、注入孔からの距離による著しいばらつきは認められませんでした。また、改良体の透水係数は1×10-5~1×10-6cm/secであり、高い止水性を発揮できました。なお、注入設備は、従来の薬液注入工法と概ね同じですが、ダムグラウトで用いるコロイダルミキサや流量・圧力測定装置を用いることで、周辺地盤へ漏洩すること無く円滑かつ安全な施工が可能です。

図版:注入設備状況

注入設備状況

図版:現場改良出来形

現場改良出来形

特長・メリットココがポイント

優れた浸透性と高強度

室内一次元注入試験を実施して、従来の注入材と比較検討しました(細粒分含有率20%の細砂を対象)。

  • 超微粒子セメント注入材や懸濁型薬液注入材で浸透が困難であった地盤に対しても、溶液型薬液注入材と同等の浸透長を有します。
  • 水セメント比800%の極超微粒子セメント注入材は材令28日で約3,000kN/m2の一軸圧縮強さを示し、溶液型薬液注入材の約10倍大きい値を実現しています。
  • 極超微粒子セメントに増量材を添加したり、注入途中で配合を変更したりすることで、浸透長を確保しつつコスト縮減を図ることができます。

さらに、室内三次元注入試験を実施して、水セメント比が改良体の透水係数や一軸圧縮強さに及ぼす影響について調べました(細粒分含有率20%の細砂を対象)。

  • 水セメント比800%以下にすれば、約3,000 kN/m2以上の強度ならびに、地盤の透水係数に比べて2オーダ以上小さい10-5cm/secオーダ以下の止水性が得られます。
  • 水セメント比800%以下では、浸透長の低下は概ね無く、設計改良長をほぼ確保することができます。

図版:室内試験による各注入材の浸透性および強度特性の比較

室内試験による各注入材の浸透性および強度特性の比較

図版:室内試験による水セメント比が改良体の一軸圧縮強さや透水係数に及ぼす影響

室内試験による水セメント比が改良体の一軸圧縮強さや透水係数に及ぼす影響

改ページ

既設構造物の耐震補強

極超微粒子セメント注入材と曲りボーリング(カーベックス工法等)を組み合わせることで、これまで他工法で困難であった既設構造物直下においても高強度に地盤を改良できます。

図版:極超微粒子セメント注入材と曲りボーリングによる既設構造物直下の地盤改良工法

極超微粒子セメント注入材と曲りボーリングによる既設構造物直下の地盤改良工法

学会論文発表実績

  • 「極超微粒子注入材による 地盤注入工法の開発」,土木学会第65回年次学術講演会,2010年
  • 「超大型地震に対する極超微粒子注入材による液状化対策」,土木学会第66回年次学術講演会,2011年
  • 「超微粒子セメント注入材による砂質土地盤への注入工法の開発」,材料第61巻第1号

地盤改良技術 インデックス

ホーム > 技術とサービス > 土木技術 > 地盤改良技術 > 対策技術(注入)

ページのトップへ戻る

ページの先頭へ