(57)【要約】【課題】軟弱地盤の強度を従来のマットレス工法よりも高めることができる工法を提供する。【解決手段】ジオテキスタイルで構成された略直方体状の枠体内に中詰材が充填されたマットレス状の構造物を設置する地盤改良工法であって、地盤上、又は地盤の表層部に、ジオテキスタイルで構成され、底面及び側面が一体化されるとともに、上面が開放された枠体を設置する、枠体設置工程と、該枠体内に所定高さまで中詰材を充填する、第一充填工程と、該中詰材の上に、略水平に中敷用ジオテキスタイルを敷設する、中敷用ジオテキスタイル敷設工程と、中敷用ジオテキスタイルの上にさらに所定高さまで中詰材を充填する、第二充填工程と、第二充填工程の後、枠体の上面を、枠体の側面と一体化したジオテキスタイルで形成する、上面形成工程と、を備える、地盤改良工法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジオテキスタイルで構成された略直方体状の枠体内に中詰材が充填されたマットレス状の構造物を、地盤上、又は地盤の表層部に、設置する地盤改良工法であって、
前記地盤上、又は前記地盤の表層部に、前記ジオテキスタイルで構成され、底面及び側面が一体化されるとともに、上面が開放された前記枠体を設置する、枠体設置工程と、
前記枠体設置工程の後、前記枠体内に所定高さまで前記中詰材を充填する、第一充填工程と、
前記第一充填工程の後、前記中詰材の上に、略水平に中敷用ジオテキスタイルを敷設する、中敷用ジオテキスタイル敷設工程と、
前記中敷用ジオテキスタイル敷設工程の後、前記中敷用ジオテキスタイルの上に所定高さまで前記中詰材を充填する、第二充填工程と、
前記第二充填工程の後、前記枠体の上面を、前記枠体の側面と一体化したジオテキスタイルで形成する、上面形成工程と、
を備える、地盤改良工法。
【請求項２】
前記中敷用ジオテキスタイルが、３軸方向に特に強い引っ張り強度を有するジオテキスタイルである、請求項１に記載の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤を補強できる地盤改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱な地盤上に、住宅、擁壁、埋設管などを建設・設置する場合、地盤上又は地盤の表層部に、砕石などからなる中詰材をジオテキスタイルで包んでなる人工的に作られた地盤（以下、「マットレス状の構造物」ということがある。）を設置・埋設することで、地盤を補強する工法（以下、「マットレス工法」ということがある。）が用いられていた。
【０００３】
上記したマットレス工法に関連する技術として、例えば、特許文献１には、軟弱地盤上に立設した型枠内にジオテキスタイルを敷き、ジオテキスタイルの周縁部を上方へ起立させて形成した表層材収容部内へセメント系スラリーを充填した後、周縁部をセメント系スラリーの表面上へ折り曲げて被覆し、対向する周縁部同士を重ね合わせて固定し、セメント系スラリーを硬化させて改良表層を構築する工法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１４０８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているような工法を含めて、従来のマットレス工法でも軟弱地盤を補強する効果は得られていた。しかし、地盤の強度をより高められる工法の開発が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、軟弱地盤の強度を従来のマットレス工法よりも高めることができる工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図面の形態に限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、ジオテキスタイルで構成された略直方体状の枠体（１０ｂ）内に中詰材（２０）が充填されたマットレス状の構造物（１）を、地盤上、又は地盤（１００）の表層部に、設置する地盤改良工法であって、地盤上、又は地盤の表層部に、ジオテキスタイルで構成され、底面（１１）及び側面（１２）が一体化されるとともに、上面が開放された枠体を設置する、枠体設置工程（Ｓ１）と、枠体設置工程の後、枠体内に所定高さまで中詰材（２０ａ）を充填する、第一充填工程（Ｓ２）と、第一充填工程の後、中詰材の上に、略水平に中敷用ジオテキスタイル（２１）を敷設する、中敷用ジオテキスタイル敷設工程（Ｓ３）と、中敷用ジオテキスタイル敷設工程の後、中敷用ジオテキスタイルの上に所定高さまで中詰材（２０ｂ）を充填する、第二充填工程（Ｓ４）と、第二充填工程の後、枠体の上面（１３）を、枠体の側面と一体化したジオテキスタイルで形成する、上面形成工程（Ｓ５）と、を備える、地盤改良工法である。本発明において「中詰材」とは、特に限定されるものではなく、具体的には、砕石などを用いることができる。
【０００８】
上記本発明の地盤改良工法において、中敷用ジオテキスタイルが、３軸方向に特に強い引っ張り強度を有するジオテキスタイルであることが好ましい。かかる形態とすることによって、マットレス状の構造物は上から加えられた荷重をより広範囲に分散させられるため、より高負荷に耐え得ることができる。したがって、軟弱地盤の強度をより高められる工法を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軟弱地盤の強度を従来のマットレス工法よりも高めることができる地盤改良工法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の地盤改良工法の工程を概略的に示すフローチャートである。図２〜図７は、本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図と断面図である。図２〜図７の各図面において、左側の図が上面図、右側の図が左側の図に引いた破線の箇所での鉛直方向の断面図である。なお、図２〜図７では、図面が煩雑になるのを防ぐため、一部符号を省略している。
【００１２】
図１に示すように、本発明の地盤改良工法は、枠体設置工程（Ｓ１）と、第一充填工程（Ｓ２）と、中敷用ジオテキスタイル設置工程（Ｓ３）と、第二充填工程（Ｓ４）と、上面形成工程（Ｓ５）と、を備えている。これらの各工程について以下に詳述する。
【００１３】
１．枠体設置工程（Ｓ１）
工程Ｓ１は、地盤上、又は地盤の表層部に、ジオテキスタイルで構成され、底面及び側面が一体化されるとともに、上面が開放された枠体を設置する工程である。具体的には、まず、図２に示すように、地盤１００にマットレス状の構造物１（図７参照。）を埋設できる大きさの窪地１０１を形成する。そして、その窪地１０１内に、窪地１０１の側面に沿った木枠１０２を設置する。
【００１４】
木枠１０２を設置後、図３に示すように、木枠１０２の内側に、上面が開放された枠体１０ａ（上面が閉じられた枠体１０ｂ（図７参照。）と区別して表記する。）を設置する。枠体１０ａはジオテキスタイルで構成されており、底面１１と、側面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、及び１２ｄ（図３の右図では２面（側面１２ａ、１２ｃ）のみ示している。）と、枠体１０ｂの上面１３（図７参照。）の一部となる上面片１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄとからなる。
【００１５】
底面１１は略長方形状であり、その４辺に側面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、及び１２ｄ（以下、これらをまとめて「側面１２」ということがある。）が一体化されている。これらを一体化する方法は特に限定されず、１つのジオテキスタイルで構成させても良く、従来の公知の方法を用いて複数のジオテキスタイルを連結させることで構成させても良い。また、隣接する側面同士（１２ａ及び１２ｂ、１２ｂ及び１２ｃ、１２ｃ及び１２ｄ、１２ｄ及び１２ａ）もそれぞれ一体化されており、これらは従来の公知の方法を用いて連結させることができる。さらに、側面１２ａの底面１１とは反対側に上面片１３ａが、側面１２ｂの底面１１とは反対側に上面片１３ｂが、側面１２ｃの底面１１とは反対側に上面片１３ｃが、側面１２ｄの底面１１とは反対側に上面片１３ｄが、それぞれ一体化されている。これらを一体化する方法は特に限定されず、１つのジオテキスタイルで構成させても良く、従来の公知の方法を用いて複数のジオテキスタイルを連結させることで構成させても良い。
【００１６】
第一充填工程（Ｓ２）
工程Ｓ２は、工程Ｓ１の後、図４に示すように、枠体１０ａ内に所定高さまで中詰材２０ａを充填する工程である。所定の高さとは、中敷用ジオテキスタイル２１（図５参照。）を敷設する予定の高さ（例えば、枠体１０ｂの高さの半分程度）を意味し、その高さまで、中詰材２０ａを締め固めつつ充填する。
【００１７】
中敷用ジオテキスタイル敷設工程（Ｓ３）
工程Ｓ３は、工程Ｓ２の後、図５に示すように、中詰材２０ａの上に、略水平に中敷用ジオテキスタイル２１を敷設する工程である。
【００１８】
第二充填工程（Ｓ４）
工程Ｓ４は、図６に示すように、中敷用ジオテキスタイル２１の上にさらに所定高さまで中詰材２０ｂを充填する工程である。すなわち、中敷用ジオテキスタイル２１を一層だけ備えるマットレス状の構造物１を作製する予定の場合には、側面１２の高さと略同一の高さまで中詰材２０ｂを締め固めつつ充填する。
【００１９】
上面形成工程（Ｓ５）
工程Ｓ５は、締め固められた中詰材２０の表面の高さが側面１２の高さと略同一となった後に、図７に示すように、枠体１０ａの上面を閉じ、側面１２と一体化されたジオテキスタイルで構成された上面１３を備える枠体１０ｂとする工程である。上面１３を形成する方法の具体例としては、上面片１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄを連結させて上面１３を形成する方法や、さらに別のジオテキスタイルを用意して、それを上面片１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄと連結させることで上面１３を形成する方法を挙げられる。これらの場合の連結方法としては、公知の方法を用いることができる。
【００２０】
これまでの本発明の説明では、マットレス状の構造物内に一層だけ中敷用ジオテキスタイルが敷設される形態例について説明したが、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、マットレス状の構造物内に中敷用ジオテキスタイルを複数層敷設することもできる。その場合、最初の第二充填工程の後に、所定高さまで、中敷用ジオテキスタイル敷設工程及び第二充填工程を繰り返し行えば良い。
【００２１】
本発明に用いることができるジオテキスタイルとしては、例えば、三菱樹脂株式会社製のテンサーを挙げることができる。従来、マットレス状の構造物の枠体を構成するジオテキスタイルとしては、図８（ａ）に示すような、メッシュ開口部が略四角形であって、２軸方向に特に強い引っ張り強度を有するテンサーが用いられており、本発明においてもこのようなテンサーを用いることができる。また、後述するように、図８（ｂ）に示すような、メッシュ開口部が略三角形となっており、３軸方向に特に強い引っ張り強度を有している結果、全方向（３６０度）に強度を擬似的に有するトラス構造を有する補強材（例えば、特開２００４−４４３７４号公報に開示されているジオグリット。）を用いることが好ましい。
【００２２】
ジオテキスタイルからなる枠体で中詰材を拘束したマットレス状の構造物は、上から荷重を加えられると剪断抵抗を発揮させるため、該マットレス状の構造物を設置・埋設することで地盤を補強することができる。さらに、本発明の地盤改良工法によって得られるマットレス状の構造物では、上記のようにマットレス状の構造物内に中敷用ジオテキスタイルを敷設しているため、上からの荷重に対してより抵抗することが可能になる。
【００２３】
中敷用ジオテキスタイルとしては、３軸方向に特に強い強度を有するジオテキスタイルを用いることが好ましい。かかる形態とすることによって、マットレス状の構造物の上から加えられた荷重をより広範囲に分散させることができるため、上からのより大きな荷重に耐えることができる。その原理について、図９を用いて以下に説明する。
【００２４】
図９は、図８（ａ）に示したテンサーのような２軸方向に特に強い引っ張り強度を有するテンサー（以下、「テンサーａ」という。）の引っ張り強度と、図８（ｂ）に示したような３軸方向に特に強い引っ張り強度を有するテンサー（以下、「テンサーｂ」という。）の引っ張り強度を示す図である。同心円は強度を示しており、最外円の外側に記した数字は強度を有する方向（角度）を意味する。実線９１がテンサーａの引っ張り強度であり、破線９３がテンサーｂの引っ張り強度である。また、実線９１で囲われた領域の内側に実線で描かれた円９２は、テンサーａの引っ張り強度が最も弱い方向の強度を通る円である。破線９３で囲われた領域の内側に破線で描かれた円９４は、テンサーｂの引っ張り強度が最も弱い方向の強度を通る円である。
【００２５】
図９に示すように、テンサーａは２軸方向（０°−１８０°と９０°−２７０°）には特に強い強度を有するが、その他の方向の引っ張り強度は比較的弱いため、円９２の大きさは小さい。一方、テンサーｂは３軸方向（０°−１８０°と６０°−２４０°と１２０°−３００°）に特に強い強度を有し、円９４の大きさが大きい。すなわち、テンサーｂはテンサーａに比べて多くの方向に強い強度を有する。したがって、上から加えられた荷重に対して、テンサーｂはテンサーａに比べて多くの方向にその荷重を分散させることができる。
【００２６】
図１０は、上から荷重を加えられた場合の、従来のマットレス状の構造物と中敷用ジオテキスタイルとしてテンサーｂを用いた本発明のマットレス状の構造物（以下、「マットレスｂ」という。）との応力分布を概略的に示す図である。図１０（ａ）は、従来のマットレス状の構造物及びマットレスｂの応力分布を鉛直方向の断面で（二次元的に）見た場合の図である。図１０（ｂ）は、マットレスｂの応力分布を三次元的に見た場合の斜視図である。図１０（ｃ）は、従来のマットレス状の構造物の応力分布を三次元的に見た場合の斜視図である。
【００２７】
図１０（ａ）に示すように、従来のマットレス状の構造物でもマットレスｂでも、上から荷重２００を加えられた際、鉛直方向の断面で見れば、応力は略台形に分布する。一方、三次元的に見た場合には、従来のマットレス状の構造物では図１０（ｃ）に示すように２軸方向に応力が分布するのに対して、マットレスｂでは図１０（ｂ）に示すように全方向（３６０度）に分散して応力が分布する。これは、上述したように、テンサーｂは３軸方向に特に強い引っ張り強度を有している結果、全方向（３６０度）に強度を擬似的に有し、荷重を多くの方向に分散させることができるためである。
【００２８】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う地盤改良工法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の地盤改良工法の工程を概略的に示すフローチャートである。
【図２】本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図３】本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図４】本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図５】本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図６】本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図７】本発明の地盤改良工法における過程の一部を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図８】本発明に用いることができるジオテキスタイルの例を概略的に示す図である。
【図９】本発明に用いることができるジオテキスタイルの強度の比較を概略的に示す図である。
【図１０】上から荷重を加えられた場合の応力分布を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…マットレス状の構造物
１０ａ…上面が開放された枠体
１０ｂ…枠体
１１…底面
１２…側面
１３…上面
２０…中詰材
２１…中敷用ジオテキスタイル
１００…地盤
１０１…窪地
１０２…木枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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