(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発破による軟弱地盤の締固め方法において、
少なくとも発破時以降における地盤内の間隙水圧を測定し、
この測定結果に基づいて地盤の締まり程度を評価し、
この評価結果が目標締まり程度に達していない場合には追加発破を実施するとともに、この追加発破に際して、前記間隙水圧の測定結果より、締まり程度と発破孔の配置との関係および締まり程度と装薬量との関係を求め、これらの関係に基づいて、任意の締まり程度の締固めを行いうるように、追加発破における発破孔の配置および装薬量を定める、
ことを特徴とする発破による軟弱地盤の締固め方法。
【請求項２】
前記間隙水圧の測定結果から求まる、間隙水圧の上昇量、上昇した間隙水圧の消散速度、および上昇した間隙水圧の消散時間のうちの少なくとも１つに基づいて、地盤の締まり程度を評価する、請求項１記載の発破による軟弱地盤の締固め方法。
【請求項３】
前記地盤の締まり程度は、地盤の密度分布および地盤の沈下量分布の少なくとも一方である、請求項１または２記載の発破による軟弱地盤の締固め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発破による軟弱地盤の締固め工法に関し、さらに詳しくは作業能率が高くかつ経済的な発破による締固め工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発破による緩い地盤の締め固めに関しては、従来より、ヨーロッパや北米を中心にして数々の施工例がある。本発明者らは、かかる発破による締め固め方法を、我が国において例えば埋立地や造成地等の軟弱地盤に適用することについて検討していた。
【０００３】
この種の発破による軟弱地盤の締固めにおいては、その締固め効果は、主に地盤条件、発破孔の配置および装薬量に依存している。そのため、従来では、先ず対象地盤の土質調査等を行い、この調査結果を過去の経験に照らして適切な発破孔の配置および装薬量を推定し、これに従って発破を行っていた。また、発破後において、サウンディング等により地盤の締まり程度を評価し、その評価結果に基づいて追加の発破を行うか否かを決定していた。そして、追加の発破を行う場合には、締まり程度の評価結果および過去の経験に基づいて、適切な発破孔の配置および装薬量を推定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発破による軟弱地盤の締固め方法は、作業能率および経済性が低いものであった。
すなわち、サウンディング等により締まり程度を確認する場合、適切な計測タイミングを定めるための客観的かつ合理的な判断基準が存在しなかった。そのため、締固めが不完全な状態で締まり程度を計測したり、完全に地盤が締め固められているにもかかわらず計測を待機したりしてしまうことがあった。この場合、追加の発破における発破孔の配置や装薬量等を正確に定められなかったり、不必要な追加の発破を行ってしまったり、効率良く作業できなかったりすることになる。これに対して、締まり程度の確認を経時的に複数回行って、地盤が所望の程度に締め固められたか否かを判断することもできるが、その場合、作業能率の低下は避けられない。
【０００５】
また、適切な発破孔の配置および装薬量を定めるための客観的かつ合理的な判断基準も存在しなかった。そのため、所望の締固め効果を得られないことが多く、追加の発破を何度も繰り返さなければならないことがあった。また、発破孔の配置および装薬量が不適切な場合には、必要以上の数の発破孔を設けてしまったり、必要以上の量の爆薬を使用してしまったりすることがあった。
【０００６】
そこで、本発明の主たる課題は、作業能率が高くかつ経済的な、発破による軟弱地盤の締固め工法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の発破による軟弱地盤の締固め方法は、発破による軟弱地盤の締固め方法において、
少なくとも発破時以降における地盤内の間隙水圧を測定し、
この測定結果に基づいて地盤の締まり程度を評価し、
この評価結果が目標締まり程度に達していない場合には追加発破を実施するとともに、この追加発破に際して、前記間隙水圧の測定結果より、締まり程度と発破孔の配置との関係および締まり程度と装薬量との関係を求め、これらの関係に基づいて、任意の締まり程度の締固めを行いうるように、追加発破における発破孔の配置および装薬量を定める、
ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、前記間隙水圧の測定結果から求まる、間隙水圧の上昇量、上昇した間隙水圧の消散速度、および上昇した間隙水圧の消散時間のうちの少なくとも１つに基づいて、地盤の締まり程度を評価することが提案される。また、前記地盤の締まり程度は、地盤の密度分布および地盤の沈下量分布の少なくとも一方であるのが好ましい。
【０００９】
＜作用＞
本発明では、間隙水圧の測定結果に基づいて地盤の締まり程度を評価する。この間隙水圧の測定は連続的に行うことができるため、地盤の締まり程度を効率良くかつ正確に評価することができる。したがって、本発明では、追加発破の実施の可否、追加発破における発破孔の配置および装薬量を、客観的かつ合理的な判断基準によって効率良くかつ正確に決定でき、もって作業能率および経済性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳述する。
本発明では、発破を実施するに当たり、先ず対象地盤の土質調査等を行い、調査結果を過去の経験にてらして適切な発破孔の配置（水平方向の配列および水平方向の孔間隔）および装薬量を推定し、これに従い発破孔を設ける。この発破孔の配置は、対象地盤等において試験発破を行いその結果に基づいて定めることもできる（後述する）。例えば図１に示すように、複数の発破孔１，１…を地盤の締固め領域に行列状に設けることができる。また、発破孔は、例えば少なくとも締固め対象部位の深度まで延在する孔を削孔し、この孔内における締固め対象部位の深度範囲に１つまたは複数の爆薬を装薬した後、孔内に砂・礫・粘土等の充填材を充填することにより設ける（図示せず）。
【００１１】
また、本発明では、少なくとも発破時以降における地盤内の間隙水圧を測定する。このために、少なくとも地盤の締固め範囲における適宜の位置に、孔内に間隙水圧計を設置した間隙水圧観測孔を設ける。図１に示す例では、隣合う４つの発破孔１，１…によって定まる領域の中央に、間隙水圧観測孔２，２を設けている。この間隙水圧観測孔２は、例えば図２に示す構造のものとすることができる。先ず地盤の適宜の位置に少なくとも地下水位以下まで延在する孔を削孔し、この孔内に孔壁保護のためケーシングパイプ（図示せず）を建て込む。そして、このケーシングパイプを抜きながら締固め対象深度よりも下側にベントナイトペレット等のシール材Ｓ１を充填し、次いで当該締固め対象深度の範囲内に間隙水圧計４を設置するとともに、砂や礫などの透水性充填材Ｔを充填し、さらに、この透水性充填材Ｔの上側にシール材Ｓ２を充填する。同図中の４ａは間隙水圧計４からの検出信号を地上側に伝達するためのケーブルを示している。このように構築した間隙水圧観測孔２では、地盤内の締固め対象深度のみにおける間隙水圧を測定することができる。
【００１２】
尚、図示しないが、ケーシングパイプを完全に抜かずに上側のシール材Ｓ２の上側に保持することで、シール材Ｓ２よりも上側の孔壁を保護し、もってケーブル４ａを保護することができる。また、図２に示す例と異なり、少なくとも設置状態において締固め対象深度に相当する部分に内外に通じる通水孔が複数形成されたケーシングパイプを孔内に建て込むとともに、このケーシングパイプ内に、下側シール材の充填、間隙水圧計の設置、上側シール材の充填を順に行うことにより、ケーシングを建て込んだままで地盤内の締固め対象深度のみにおける間隙水圧を測定することができる間隙水圧観測孔を設けることもできる。
【００１３】
かかる発破準備および間隙水圧の測定準備が完了したならば、地盤内の間隙水圧の測定を開始するとともに発破を実施し、間隙水圧の測定結果に基づいて、間隙水圧の上昇量、上昇した間隙水圧の消散速度および消散時間のうちの少なくとも１つを求め、これら間隙水圧の上昇量、上昇した間隙水圧の消散速度および消散時間のうちの少なくとも１つに基づいて、地盤の締まり程度、例えば地盤の締固め対象領域における地盤の沈下量分布、相対密度を評価する。好適には、間隙水圧の上昇量および間隙水圧の消散時間を求め、これらの両方に基づいて地盤の締まり程度を評価する。
【００１４】
続いて、得られた地盤の締まり程度と目標締まり程度とを対比し、残締まり程度を求め、目標に達していない場合には追加の発破を実施する。この追加発破は、目標締まり程度となっていない地盤領域についてのみ行うのが好ましい。
【００１５】
この追加発破を実施する場合、本発明では、間隙水圧の測定結果より、締まり程度と発破孔の配置との関係、および締まり程度と装薬量との関係を求め、これらの関係に基づいて、任意の締まり程度（例えば残締まり程度）の締固めを行いうるように、追加発破における発破孔の配置および装薬量を定める。
すなわち、発破による軟弱地盤の締固めは、爆発の衝撃力により地盤の粒子構造を破壊し、人為的に地盤に液状化を発生させ、その後の地盤粒子の再堆積により地盤がより密な状態となることを利用するものである。そのため、地盤の液状化の程度と地盤の締まり程度との間には当然に一定の関係がある。また、地盤の液状化の程度は、間隙水圧の上昇量と地盤の有効応力との大小関係により判断することができる。さらに、間隙水圧の上昇量は、地盤条件の他に、発破孔間隔および装薬量が主なパラメータとなる。したがって、地盤の締まり程度と発破孔の配置との間、および締まり程度と装薬量との間には、各々一定の関係があり、これらの関係に基づいて所望の締まり程度となるような発破孔の配置および装薬量を定めることができる。
【００１６】
例えば、残締まり程度の締固めを行うのに締固め対象領域全体の完全な液状化を必要とする場合、締固め対象領域における地盤の有効応力に対する間隙水圧の最大上昇量の比（以下、過剰間隙水圧比という）が少なくとも１となるように発破孔の配置および装薬量を定める。いま、過剰間隙水圧比と発破孔からの距離Ｒおよび装薬量Ｗとの関係が図３に示すグラフで表されるものとし、追加発破における装薬量Ｗを３ｋｇと仮定すれば、発破孔からの距離Ｒが３．３ｍ以下の地盤部分においては、過剰間隙水圧比が１以上となり完全に液状化することになる。したがって、装薬量を３ｋｇとする場合、地盤の締固め対象領域の外周から３．３ｍ以内の部分よりも内側の領域に６．６ｍ以内の間隔で発破孔を設けることにより、略領域全体にわたり完全液状化を生じさせることができる。尚、図３に実線で示すグラフは、間隙水圧の測定実験より求めた近似直線である。
【００１７】
また、液状化をより完全なものとするためには、近似直線にのみ基づいて発破孔の配置および装薬量を定めるのではなく、測定データの誤差やバラツキを考慮して定めるのが好ましい。
【００１８】
かかる方法等により、発破孔の配置および装薬量を定めたならば、これに従い追加発破を実施する。この追加発破においても、前述のように間隙水圧の経時変化の測定等を行い、地盤の締まり程度を把握する。そして、この追加発破における地盤の締まり程度と目標締まり程度とを対比し、目標に達していない場合にはさらに追加発破を実施することができる。そして、目標締まり程度に達するまで、かかる追加発破を繰り返すことができる。
【００１９】
一方、上記例では、発破を行うにあたり、適切な発破孔の配置等を経験に基づいて推定していたが、この発破に先立って試験発破を行い、これに基づいて、以降の発破における適切な発破孔の配置および装薬量を定めることもできる。例えば図１に示すように、締固め対象領域の近傍に、間隙水圧観測孔２，２からの距離および装薬量の異なる試験発破の発破孔５，５…をそれぞれ設け、試験発破を行うとともに、間隙水圧観測孔２，２により間隙水圧を測定する。次に、間隙水圧測定結果に基づき、締固め対象地盤における、地盤の締まり程度と発破孔の配置との関係、および締まり程度と装薬量との関係のうちの少なくも一方の関係を求め、この関係に基づき、試験発破以降の発破における適切な発破孔の配置および装薬量を決定する。この決定方法は、前述の追加発破と同様であるので、ここでは敢えて説明を省略する。
【００２０】
尚、この試験発破は、締固め対象地盤と同じ土質の地盤であれば、締固め対象地盤とは異なる場所の地盤において行うこともできる。また、上記試験発破を行う例では、過去に行った試験発破の結果を援用することができる。さらに、上記試験発破を行う例においても、必要に応じて前述の追加発破を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、作業能率が高くかつ経済的な、発破による軟弱地盤の締固め工法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発破孔の配列例を示す地盤上面図である。
【図２】  間隙水圧観測孔の例を示す断面概略図である。
【図３】  過剰間隙水圧比と、発破孔からの距離Ｒおよび装薬量Ｗとの関係例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…発破孔、２…間隙水圧観測孔、４…間隙水圧計。
【図１】
0003653168.tif 000002
【図２】
0003653168.tif 000003
【図３】
0003653168.tif 000004