(57)【要約】【課題】低改良率であっても充分な補強効果が得られる合理的な盛土支持地盤の補強構造を提供する。【解決手段】盛土１０の周縁部下方の盛土支持地盤１１中に杭状の第１の地盤改良体１を形成し、その内側に壁状の第２の地盤改良体２を形成し、さらにその内側に杭状の第３の地盤改良体３を形成する。第１、第３の地盤改良体よりも第２の地盤改良体の改良深度の方が深くなるように設定され、第１〜第３の地盤改良体のうち少なくとも１つもしくはいずれもが基礎地盤に達していない。第１の地盤改良体のさらに外側の盛土支持地盤中に壁状の第４の地盤改良体４を形成する。第２の地盤改良体中に芯材５を設ける。第２の地盤改良体の上部に引張材６を定着して外側への変形および変位を拘束する。盛土と盛土支持地盤との層境付近にその全面にわたって敷網材７を敷設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱な盛土支持地盤上に盛土を造成する際の盛土支持地盤の補強構造であって、
盛土の周縁部下方の盛土支持地盤中に杭状の第１の地盤改良体を形成し、
その内側で想定される盛土支持地盤の水平変位方向に交差する方向に沿うように盛土支持地盤中に壁状の第２の地盤改良体を形成し、
さらにその内側の盛土支持地盤中に杭状の第３の地盤改良体を形成してなることを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【請求項２】
請求項１記載の盛土支持地盤の補強構造であって、
前記第１の地盤改良体および第３の地盤改良体の改良深度よりも前記第２の地盤改良体の改良深度の方が深くなるように設定され、前記第１〜第３の地盤改良体のうち少なくとも１つの地盤改良体の下端が基礎地盤に達していないことを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【請求項３】
請求項２記載の盛土支持地盤の補強構造であって、
前記第１〜第３の地盤改良体の下端のいずれもが基礎地盤に達していないことを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の盛土支持地盤の補強構造であって、
前記第１の地盤改良体のさらに外側の盛土支持地盤中に壁状の第４の地盤改良体を形成してなることを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【請求項５】
請求項１，２，３または４記載の盛土支持地盤の補強構造であって、
前記第２の地盤改良体中に芯材を設けてなることを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【請求項６】
請求項１，２，３，４または５記載の盛土支持地盤の補強構造であって、
前記第２の地盤改良体の内側の盛土と盛土支持地盤との層境付近に、想定される盛土支持地盤の水平変位方向に沿って引張材を配設し、該引張材の一端部を前記第２の地盤改良体の上部に定着することにより、該引張材により該第２の地盤改良体の外側への変形および変位を拘束してなることを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５または６記載の盛土支持地盤の補強構造であって、
盛土と盛土支持地盤との層境付近に全面にわたって敷網材を敷設してなることを特徴とする盛土支持地盤の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱な盛土支持地盤上に盛土を造成するに際して、盛土やその周辺地盤の沈下や水平変位を有効に防止でき、かつ盛土支持地盤の側方流動を有効に防止し得る合理的な盛土支持地盤の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように軟弱地盤上に盛土を造成する際には、盛土に許容限度以上の沈下が生じたり、原地盤（盛土支持地盤）に側方流動や液状化が生じることを防止するための対策が必要である。
【０００３】
そのための手法として、たとえば特許文献１には、軟弱地盤上に盛土を施工する際に、多数の杭（既製杭や場所打杭、または深層攪拌混合処理工法による地盤改良杭）を支持層に達するように格子状や連続壁状、井桁状に設けるととともに、軟弱地盤と盛土との間に砂質盛土を設けるという側方流動防止構造が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２９２３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される側方流動防止構造は支持層に達する多数の杭の施工を必要とし、したがって施工が大がかりとなって多大な工費と工期を要するものであるし、特に深層攪拌混合処理工法により地盤改良杭を造成する場合には地盤改良率がかなり高くなるのであまり現実的ではない。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は盛土支持地盤を深層攪拌混合処理工法による地盤改良の手法により補強するに際して、低改良率であっても充分な補強効果が得られて盛土やその周辺地盤の沈下や水平変位を有効に防止でき、かつ盛土支持地盤の側方流動を有効に防止し得る合理的な補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、軟弱な盛土支持地盤上に盛土を造成する際の盛土支持地盤の補強構造であって、盛土の周縁部下方の盛土支持地盤中に杭状の第１の地盤改良体を形成し、その内側で想定される盛土支持地盤の水平変位方向に交差する方向に沿うように盛土支持地盤中に壁状の第２の地盤改良体を形成し、さらにその内側の盛土支持地盤中に杭状の第３の地盤改良体を形成してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の盛土支持地盤の補強構造であって、前記第１の地盤改良体および第３の地盤改良体の改良深度よりも前記第２の地盤改良体の改良深度の方が深くなるように設定され、前記第１〜第３の地盤改良体のうち少なくとも１つの地盤改良体の下端が基礎地盤に達していないことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の盛土支持地盤の補強構造であって、前記第１〜第３の地盤改良体の下端のいずれもが基礎地盤に達していないことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１，２または３記載の発明の盛土支持地盤の補強構造であって、前記第１の地盤改良体のさらに外側の盛土支持地盤中に壁状の第４の地盤改良体を形成してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３または４記載の発明の盛土支持地盤の補強構造であって、前記第２の地盤改良体中に芯材を設けてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４または５記載の発明の盛土支持地盤の補強構造であって、前記第２の地盤改良体の内側の盛土と盛土支持地盤との層境付近に、想定される盛土支持地盤の水平変位方向に沿って引張材を配設し、該引張材の一端部を前記第２の地盤改良体の上部に定着することにより、該引張材により該第２の地盤改良体の外側への変形および変位を拘束してなることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１，２，３，４，５または６記載の発明の盛土支持地盤の補強構造であって、盛土と盛土支持地盤との層境付近に全面にわたって敷網材を敷設してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、盛土の周縁部下方に設けられる杭状の第１の地盤改良体により盛土の周辺地盤の沈下や変位が有効に抑止され、その内側の盛土支持地盤に設けられる壁状の第２の地盤改良体により盛土中央付近の沈下と外方への側方流動が有効に抑止され、さらにその内側に設けられる杭状の第３の地盤改良体により盛土天端の沈下が有効に抑止される。
したがって本発明によれば、盛土やその周辺地盤の各部に要求される沈下量や水平変位量の許容限度に応じて第１〜第３の地盤改良体を盛土支持地盤中の各部に適正深度となるように適正配置することにより、全体として低改良率であっても、また各地盤改良体を安定な基礎地盤に達するように設けずとも、盛土支持地盤全体に対する充分な補強効果が得られ、盛土の沈下はもとよりその周辺地盤の沈下や水平変位も有効に防止することができ、盛土支持地盤に側方流動が発生することも有効に防止できる。
【００１４】
特に、必要に応じて盛土の最外周縁部（法尻部の下方）に壁状の第４の地盤改良体をさらに設けることにより周辺地盤に対する影響をさらに抑止することができる。
また、第２の地盤改良体の上部に芯材を設けたり、第２の地盤改良体に引張材を定着することにより、第２の地盤改良体の曲げ変形や側方変位が拘束されて側方流動防止効果をより向上させることができる。
さらに、盛土と盛土支持地盤との間に全面的に敷網材を敷設することにより盛土による上載荷重が盛土支持地盤全体に分散されることができてより効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図２に本発明の実施形態を示す。本実施形態は、軟弱地盤上に道路地盤としての盛土１０を造成するに際し、その盛土１０を支持する軟弱な盛土支持地盤１１中に深層攪拌混合処理工法による地盤改良体を形成することにより、盛土支持地盤１１を補強して盛土１０の沈下や水平変位を防止することはもとより、盛土１０の周辺地盤の沈下や水平変位を防止し、さらに盛土支持地盤１１の側方流動を防止するようにしたものであって、特に機能の異なる第１〜第４の地盤改良体１〜４を適正位置に適正配置することを主眼とする。
なお、盛土１０であるが、本実施形態では盛土材料として土、砂、砂利、アスファルト、コンクリート等を想定しているが、盛土材料については特に限定するものではない。
【００１６】
第１の地盤改良体１は、盛土１０の周縁部（法肩付近から法尻付近の範囲）下方の盛土支持地盤１１中に杭状に形成され、かつ盛土１０の長さ方向に間隔をおいて列をなすように配置されたものであり、主として盛土１０の法面を支持するとともに周辺地盤への影響を抑止してその沈下を抑制する機能を発揮するものである。すなわち、この第１の地盤改良体１は、盛土支持地盤１１内の円弧滑り面によって形成される滑り土塊に入り込んで法面の滑り破壊を防止するほか、周辺地盤の沈下を許容値内に抑制するものである。
この第１の地盤改良体１は主として法面を支持することからその支持荷重（盛土１０自体の上載荷重）は盛土１０内部を支持する第３の地盤改良体３（後述）に比較して小さいが、周辺地盤の沈下を小さくすることを重視すれば、周辺地盤の許容沈下量の方が盛土１０自体の許容沈下量より小さい（厳しい）ことから、図示例のように第１の地盤改良体１の所要長さを盛土１０内部に設置する第３の地盤改良体３に比べて長くする（より深部に達する）ことが好ましい。
ただ、盛土周縁部の法面形状や軟弱地盤の層厚によっては盛土１０の安定性を主に考慮すれば良い場合があり、その場合は第１の地盤改良体１よりも第３の地盤改良体３の方が長くなることもある。
【００１７】
第２の地盤改良体２は、盛土中央部の沈下を抑制するとともに盛土中央部からの側方流動を防止する機能を発揮するもので、第１の地盤改良体１よりも内側の法面下方地盤（特に法肩部付近の下方地盤）に配置されるものであり、盛土１０の長さ方向（想定される側方流動の発生方向に対して直交方向）に沿う壁状に形成されている。図示例では隣り合う第２の地盤改良体２どうしを盛土１０の長さ方向に若干の間隔を確保しかつ盛土１０の幅方向に若干ずらして千鳥配置することにより、それらの間を地下水が通水可能としている。
この第２の地盤改良体２の長さは側方流動を有効に防止し得るように、また側方流動を防止することによって盛土中央部の沈下防止効果も見込めるように設定すれば良いが、そのためには図示例のように上記の第１の地盤改良体１や後述する第３の地盤改良体３、第４の地盤改良体４よりも長くすることが好ましい。
【００１８】
第３の地盤改良体３は、第２の地盤改良体２の内側に第１の地盤改良体１と同様に杭状に形成されたもので、盛土１０の長さ方向に若干の間隔をおきかつ列をなすように千鳥配置されたものである。これら第３の地盤改良体３は主として盛土天端の沈下を抑止するものであるが、上述したように盛土１０自体の許容沈下量は周辺地盤の許容沈下量に比べて大きくて良いことが多いことから、その場合には図示例のように第３の地盤改良体３の所要長さは第１の地盤改良体１の長さよりも短くて済む。
【００１９】
第４の地盤改良体４は、第１の地盤改良体１の外側、特に法尻部の下方地盤に設けられるものであって、これは第２の地盤改良体２と同様に盛土１０の長さ方向に沿う壁状に形成されている。この第４の地盤改良体４は周辺地盤の沈下や変位の制限が厳しい場合（許容沈下量や許容変位量が特に小さい場合）に設ければ良く、そのために必要な長さを設定すれば良い。
【００２０】
さらに、本実施形態では上記の第２の地盤改良体２中の上部にＨ形鋼からなる芯材５が設けられており、かつその芯材５にはＰＣ鋼材からなる引張材６が定着されている。
引張材６は両側の第２の地盤改良体２の内側で盛土１０と盛土支持地盤１１との層境付近において盛土１０の幅方向（想定される側方流動の発生方向）に沿って配設され、その両端部が両側の第２の地盤改良体２に設けられている芯材５の頭部に緊結されている。
したがって第２の地盤改良体２は芯材５によって曲げ剛性が充分に高められており、かつ引張材６によって外側への変形や変位が確実に拘束されており、第２の地盤改良体２のみでは側方流動圧に対して充分に抵抗しきれない場合においても確実に側方流動を防止し得るものとなっている。
【００２１】
さらに、本実施形態では盛土１０と盛土支持地盤１１との層境付近に敷網材７が全面的に敷設されており、盛土１０による上載荷重がその敷網材７により盛土支持地盤１１全体に分散されるようになっている。
【００２２】
上記の構造によれば、盛土１０やその周辺地盤の各部に要求される許容沈下量や許容水平変位量に応じて第１〜第４の地盤改良体１〜４が盛土支持地盤１１中の各部に適正深度となるように適正配置されているので、充分に低改良率であっても盛土支持地盤１１全体に対する充分な補強効果が得られて、盛土１０の沈下はもとよりその周辺地盤の沈下や水平変位および盛土支持地盤１０の側方流動を有効に防止することができるものである。
なお、本実施形態では、地盤改良体の改良率（平面視で地盤の単位面積内における地盤改良体面積が占める比率）は、第１〜第４の地盤改良体１〜４の施工範囲それぞれもしくは全体で改良率５〜２０％となるように設定している。しかし、第１の地盤改良体１の施工範囲だけを改良率５〜２０％にしたり、第２の地盤改良体２の施工範囲だけを改良率５〜２０％にすることも考えられる。
したがって本発明によれば、特許文献１に示される従来工法に比べて充分に低改良率であってもそれ以上の補強効果が得られるし、従来工法のように地盤改良体（深層攪拌混合処理杭）を安定な基礎地盤１２（盛土と軟弱な盛土支持地盤の双方を安定的に支持できる地盤）に達するように設けなくても良く、また盛土と盛土支持地盤との間に厚い砂質盛土層を設けなくても良いから、従来工法に比べて格段に低コストかつ短工期で実施することが可能であって極めて合理的である。
【００２３】
なお、第１〜第４の地盤改良体１〜４の設計に当たってはＦＥＭ解析手法等を活用し、許容沈下量や許容変位量に納まるかどうかを確認しつつ各地盤改良体の配置や長さ、形態を最適に設定すれば良い。
【００２４】
また、上記実施形態における第４の地盤改良体４は周辺地盤の許容沈下量や許容変位量によっては省略することも可能である。
また、上記実施形態では第２の地盤改良体２に芯材５を設け、その芯材５を介して第２の地盤改良体２に対して引張材６を緊結するようにしたが、第２の地盤改良体２自体が充分な曲げ剛性を有する場合には芯材５や引張材６をいずれも省略したり、芯材５のみを設けて引張材６を省略したり、あるいは芯材５を省略して引張材６を第２の地盤改良体２に直接定着するようにしても良い。
なお、引張材６の緊結に際しては、図示のように盛土１０の両側にある一対の第２の地盤改良体２どうしを相互に緊結することで双方を引張材６の定着体としたり、盛土１０の幅が広い場合は、盛土中央部にある第３の地盤改良体３を引張材他端部の定着体として用いて第２の地盤改良体２と第３の地盤改良体３とを引張材６で緊結するようにしても良いし、引張材他端部の定着体の形態は種々考えられる。
さらに、上記実施形態では敷網材７を全面的に敷設するようにしたが、それも不要であれば省略して差し支えない。
【００２５】
さらに、上記実施形態は道路地盤としての一方向に長い盛土１０への適用例であることから盛土断面は全体として左右対称形であり、したがって第１〜第４の地盤改良体１〜４の全てを左右対称をなすように配置したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、盛土全体の形態や規模、用途に応じて、また盛土やその周辺地盤に要求される許容沈下量や許容変位量に応じて、各地盤改良体の仕様や配置はもとより細部の具体的な構成については本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜の設計的変更や応用が可能であることは言うまでもなく、たとえば一方の側が山で他方の側が低地のような地形の場合で山側に摺りつけて盛土する場合、山側から低地側に向かって順に第３、第２、第１の地盤改良体もしくは第３、第２、第１、第４の地盤改良体とするように片側構成とする場合もある。
それから、本発明の各実施形態では、第１〜第４の地盤改良体１〜４の下端がいずれも基礎地盤１２に接していないことで説明し、その点を特徴ともしているが、上記各実施形態における地盤改良体下端の基礎地盤到達の観点では、第１と第３と第４の地盤改良体の下端が基礎地盤に達しておらず第２の地盤改良体の下端が基礎地盤に達している、第１と第３の地盤改良体の下端が基礎地盤に達しておらず第２と第４の地盤改良体の下端が基礎地盤に達している、第１と第３と第４の地盤改良体のいずれか１つの下端が基礎地盤に達しておらず第２の地盤改良体を含む他の地盤改良体の下端が基礎地盤に達している、第１〜第４の地盤改良体の全ての下端が基礎地盤に達している、というように、設計条件によって種々の形態を取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の盛土支持地盤の補強構造の実施形態を示す断面図である。
【図２】同、平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  第１の地盤改良体
２  第２の地盤改良体
３  第３の地盤改良体
４  第４の地盤改良体
５  芯材
６  引張材
７  敷網材
１０  盛土
１１  盛土支持地盤（軟弱地盤）
１２  基礎地盤
【図１】
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【図２】
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