(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路基礎の軟弱地盤(11)に複数本の柱状体(20)を前記軟弱地盤(11)の下方の支持層に到達しない長さでかつ１０〜５０％の改良率で構築し、前記複数本の柱状体(20)の上に補強用網状体(21)を敷設し、前記補強用網状体(21)の上に土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層(13)を敷設し、前記浅層改良土層(13)の上に道路舗装(18)を構築することを特徴とする道路の構築工法。
【請求項２】
道路基礎の軟弱地盤(11)に埋設され沈下を抑制された地下構造物(12)の近傍の前記軟弱地盤(11)に複数本の柱状体(20)を前記軟弱地盤(11)の下方の支持層(16)に到達しない長さで前記地下構造物(12)から遠ざかるに従って段々に短くなるように１０〜５０％の改良率で構築し、前記複数本の柱状体(20)の上に補強用網状体(21)を敷設し、前記地下構造物(12)及び補強用網状体(21)の上に道路舗装(18)を構築することを特徴とする道路の構築工法。
【請求項３】
道路基礎の軟弱地盤(11)に埋設され沈下を抑制された地下構造物(12)の近傍の前記軟弱地盤(11)に複数本の柱状体(20)を前記軟弱地盤(11)の下方の支持層(16)に到達しない長さで前記地下構造物(12)から遠ざかるに従って段々に短くなるように１０〜５０％の改良率で構築し、前記複数本の柱状体(20)の上に土砂と固化材を混合して固化することにより浅層改良土層(13)を敷設し、前記地下構造物(12)及び浅層改良土層(13)の上に道路舗装(18)を構築することを特徴とする道路の構築工法。
【請求項４】
土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層(13)を敷設する請求項３記載の道路の構築工法。
【請求項５】
道路基礎の軟弱地盤(11)に埋設され沈下を抑制された地下構造物(12)の近傍の前記軟弱地盤(11)に複数本の柱状体(20)を前記軟弱地盤(11)の下方の支持層(16)に到達しない長さで前記地下構造物(12)から遠ざかるに従って段々に短くなるように１０〜５０％の改良率で構築し、前記複数本の柱状体(20)の上に補強用網状体(21)を敷設し、前記補強用網状体(21)の上に土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層(13)を敷設し、前記地下構造物(12)及び浅層改良土層(13)の上に道路舗装(18)を構築することを特徴とする道路の構築工法。
【請求項６】
土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて湿式混合して固化することにより浅層改良土層(13)を敷設する請求項１、４又は５記載の道路の構築工法。
【請求項７】
添加材が発泡ビーズ又は籾殻からなり、添加剤が気泡発生体からなり、前記添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方が発泡ビーズ、籾殻及び気泡発生体からなる群より選ばれた１種又は２種以上の低密度体である請求項１、４、５又は６記載の道路の構築工法。
【請求項８】
添加材が産業廃棄物の焼却により形成されたクリンカである請求項１、４、５又は６記載の道路の構築工法。
【請求項９】
添加材が無機繊維又は合成繊維である請求項１、４、５又は６記載の道路の構築工法。
【請求項１０】
柱状体(20)が既製杭又は地盤改良柱状体である請求項１ないし３又は５いずれか１項に記載の道路の構築工法。
【請求項１１】
柱状体(20)が地盤改良柱状体であって、前記柱状体(20)の胴部(20a)に節部(20b)を有する請求項１ないし３又は５いずれか１項に記載の道路の構築工法。
【請求項１２】
柱状体(20)が地盤改良柱状体であって、前記柱状体(20)の先端が胴部(20a)より大径の拡大部(20c)を有する請求項１ないし３、５又は１１いずれか１項に記載の道路の構築工法。
【請求項１３】
柱状体(20)が地盤改良柱状体であって、前記柱状体(20)が無機繊維又は合成繊維を含む請求項１ないし３、５、１１又は１２いずれか１項に記載の道路の構築工法。
【請求項１４】
柱状体(20)が地盤改良柱状体であって、前記柱状体(20)を機械撹拌法又は高圧噴射撹拌法により構築する請求項１ないし３、５、又は１１ないし１３いずれか１項に記載の道路の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤上に盛土により道路を構築する際の構築工法に関する。また軟弱地盤上に設けられた暗渠などの地下構造物の上を横断する道路を盛土により構築する工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
埋土層や沖積層の層厚が厚い軟弱地盤の上に盛土により道路を構築する場合には次の工法が採られている。先ず図９に示すように軟弱地盤１の浅層部分にセメント系固化材を乾式混合した後固化して浅層改良土層２ａを形成することにより、浅層の剛性を高めた改良地盤２とするか、或いは図１０に示すように軟弱地盤１の浅層部分に生石灰を乾式混合した後固化して浅層改良土層２ｂを形成し、更にこの浅層改良土層２ｂの上にＦｅ石灰を乾式混合した後固化して浅層改良土層２ｃを形成することにより、浅層の剛性を高めた改良地盤２とする。次いで図９及び図１０に示すように、この改良地盤２を路床として、この上にクラッシャーラン層３ａ及び粒度調整用砕石層３ｂからなる盛土を設けて路盤３とした後、路盤３の上にアスファルト・コンクリート層４を設けて舗装している。
なお、本明細書では、路盤と舗装とを分離せずに両者を合せて道路舗装という。
【０００３】
また図１１又は図１２に示すように、埋土層や沖積層の層厚が厚い軟弱地盤１の浅層部分に沈下を抑制された暗渠などの地下構造物６を設け、この地下構造物６を横断する道路をこの地下構造物６及び地下構造物以外の軟弱地盤１の上を道路舗装することにより構築する場合には、先ず軟弱地盤１の深層部分に軟弱地盤の下方の支持層７に到達する支持杭８で地下構造物６を支持した後、地下構造物以外の軟弱地盤１の浅層部分に、図９又は図１０と同様に改良地盤２及び路盤３を形成した後、路盤３の上にアスファルト・コンクリート層４を設けて舗装している。橋梁の取付部においては、橋台の埋戻し土層或いは盛土層の沈下による橋台付近での段差防止策として、踏掛版工法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
道路の路床には盛土による静的荷重とともに自動車の走行による動的荷重が加わり、これらの荷重が路床に伝達される。動的荷重の大きさは、盛土厚さが１．０ｍ程度と薄い場合には、静的荷重に匹敵し、かつ、長期間繰り返し作用する性質がある。そのため、地盤の改良の程度が十分でない場合、静的荷重による圧密沈下には十分に耐えられても、その数倍の動的荷重には耐えられず、道路が動的荷重により圧密沈下し続けることになる。一方、地盤を十分に改良すれば、動的荷重による圧密沈下を抑制することは可能であるが、地盤改良の程度と動的荷重による圧密沈下の抑制効果との関連が十分に把握されていないため、圧密沈下を抑制しようとするあまり、過剰に地盤改良を行って無用に工期が長引かせ、無駄な工費の支出を招くことが多かった。
【０００５】
また地下構造物及び地下構造物以外の軟弱地盤の上を道路舗装することにより構築する場合には、地下構造物は支持杭で支持されているため、沈下することはなく、沈下してもごく僅かである。この殆ど沈下しない地下構造物を横断して構築した道路に上述した静的荷重と動的荷重が加わると、図１１又は図１２の破線で示すように道路の地下構造物６の上の部分とそれに隣接する部分との境界に段差Ａを生じ、自動車の円滑な走行を阻害していた。このような段差は、補修しても繰り返し生じる。
【０００６】
本発明の目的は、比較的短い工期で安価に構築でき、軟弱地盤上に盛土により構築された道路が使用された際に、動的荷重による圧密沈下を抑制する道路の構築工法を提供することにある。
本発明の別の目的は、比較的短い工期で安価に構築でき、軟弱地盤上に設けられた暗渠などの地下構造物の上を横断する道路が使用された際に、道路の地下構造物の上の部分とそれに隣接する部分との境界に段差を生じさせない道路の構築工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、道路基礎の軟弱地盤１１に複数本の柱状体２０を軟弱地盤下方の支持層に到達しない長さでかつ１０〜５０％の改良率で構築し、これら複数本の柱状体２０の上に補強用網状体２１を敷設し、この補強用網状体２１の上に土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設し、この浅層改良土層１３の上に道路舗装１８を構築することを特徴とする道路の構築工法である。
柱状体２０の上に補強用網状体２１を敷設し、この上に土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設し、更に道路舗装１８を行うことにより、図９及び図１０に示したクラッシャーラン層３ａの厚さを小さくして、道路の動的荷重による圧密沈下をより一層抑制することができる。また柱状体２０は軟弱地盤１１の下方の支持層に到達しない長さであるため、工期の短縮と工費の節減につながる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、図２に示すように、道路基礎の軟弱地盤１１に埋設され沈下を抑制された地下構造物１２の近傍の軟弱地盤１１に複数本の柱状体２０を軟弱地盤下方の支持層１６に到達しない長さで地下構造物１２から遠ざかるに従って段々に短くなるように１０〜５０％の改良率で構築し、これら複数本の柱状体２０の上に補強用網状体２１を敷設し、地下構造物１２及び補強用網状体２１の上に道路舗装１８を構築することを特徴とする道路の構築工法である。
柱状体２０の上に補強用網状体２１を介して道路舗装１８を行うことにより、図１１及び図１２に示した改良地盤２を省略して、道路の動的荷重による圧密沈下を抑制することができ、また複数本の柱状体２０を地下構造物１２から遠ざかるに従って段々に短くなるようにしたので、道路が使用された際に、地下構造物１２の近傍では圧密沈下を極力抑制し、離れるに従って徐々にある程度の圧密沈下を許容するようにする。これにより、道路の地下構造物１２の上の部分とそれに隣接する部分との境界に発生する段差を抑制することができる。また柱状体２０は軟弱地盤１１の下方の支持層１６に到達しない長さであるため、工期の短縮と工費の節減につながる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、図３に示すように、道路基礎の軟弱地盤１１に埋設され沈下を抑制された地下構造物１２の近傍の軟弱地盤１１に複数本の柱状体２０を軟弱地盤下方の支持層１６に到達しない長さで地下構造物１２から遠ざかるに従って段々に短くなるように１０〜５０％の改良率で構築し、これら複数本の柱状体２０の上に土砂と固化材を混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設し、この地下構造物１２及び浅層改良土層１３の上に道路舗装１８を構築することを特徴とする道路の構築工法である。
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明であって、土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設する道路の構築工法である。
柱状体２０の上に、土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設し、この上に道路舗装１８を行うことにより、図１１及び図１２に示したクラッシャーラン層３ａの厚さを小さくして、道路の動的荷重による圧密沈下を抑制することができ、また複数本の柱状体２０を地下構造物１２から遠ざかるに従って段々に短くなるようにしたので、請求項２に係る発明と同様に、道路が使用された際に、道路の地下構造物１２の上の部分とそれに隣接する部分との境界に段差を生じさせない。また柱状体２０は軟弱地盤１１の下方の支持層１６に到達しない長さであるため、工期の短縮と工費の節減につながる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、図４に示すように、道路基礎の軟弱地盤１１に埋設され沈下を抑制された地下構造物１２の近傍の軟弱地盤１１に複数本の柱状体２０を軟弱地盤下方の支持層１６に到達しない長さで地下構造物１２から遠ざかるに従って段々に短くなるように１０〜５０％の改良率で構築し、これら複数本の柱状体２０の上に補強用網状体２１を敷設し、この補強用網状体２１の上に土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設し、地下構造物１２及び浅層改良土層１３の上に道路舗装１８を構築することを特徴とする道路の構築工法である。
柱状体２０の上に補強用網状体２１を敷設し、この上に土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設し、更に道路舗装１８を行うことにより、図１１及び図１２に示したクラッシャーラン層３ａの厚さを小さくして、道路の動的荷重による圧密沈下をより一層抑制することができ、また複数本の柱状体２０を地下構造物１２から遠ざかるに従って段々に短くなるようにしたので、請求項２に係る発明と同様に、道路が使用された際に、道路の地下構造物１２の上の部分とそれに隣接する部分との境界に発生する段差を抑制することができる。また柱状体２０は軟弱地盤１１の下方の支持層１６に到達しない長さであるため、工期の短縮と工費の節減につながる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１、４又は５に係る発明であって、土砂と固化材に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて湿式混合して固化することにより浅層改良土層１３を敷設する道路の構築工法である。
湿式混合することにより、施工現場における粉体による発塵が抑制され、現場近隣の環境を粉体で汚染することがなくなる。また湿式混合方式では締め固めを必要とせず、品質のばらつきも少なくできる。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１、４、５又は６に係る発明であって、添加材が発泡ビーズ又は籾殻からなり、添加剤が気泡発生体からなり、添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方が発泡ビーズ、籾殻及び気泡発生体からなる群より選ばれた１種又は２種以上の低密度体である道路の構築工法である。
添加材又は添加剤として低密度体を加えることにより、浅層改良土層１３を軽量化でき、浅層改良土層による静的荷重を低減することができる。また低密度体が動的荷重による振動を吸収するため、動的圧密沈下量を低減することができる。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１、４、５又は６に係る発明であって、添加材が産業廃棄物の焼却により形成されたクリンカである道路の構築工法である。
この工法によれば、産業廃棄物の焼却により形成された、処分に困窮しているクリンカを有効利用することができる。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項１、４、５又は６に係る発明であって、添加材が無機繊維又は合成繊維である道路の構築工法である。
添加材として上記繊維を加えることにより、浅層改良土層１３が補強され、交通荷重による改良地盤の割れを防止し、改良地盤の耐久性が向上する。また繊維を含まない浅層改良土層より層厚を薄くしても繊維を含まない浅層改良土層と同等の耐久性が得られる。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし３又は５いずれか１項に係る発明であって、柱状体２０が既製杭又は地盤改良柱状体である道路の構築工法である。柱状体に既製杭を用いることにより、より短い工期で安価に施工でき、地盤改良柱状体を用いることにより、道路の圧密沈下をより確実に防止できる。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、図５に示すように、請求項１ないし３又は５いずれか１項に係る発明であって、柱状体２０が地盤改良柱状体であって、この柱状体２０の胴部２０ａに節部２０ｂを有する道路の構築工法である。
地盤改良柱状体の胴部に節部２０ｂを設けることにより、地盤改良柱状体の沈下抵抗力が高まり、道路の圧密沈下を更により確実に防止できる。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、図６に示すように、請求項１ないし３、５又は１１いずれか１項に係る発明であって、柱状体２０が地盤改良柱状体であって、この柱状体２０の先端が胴部２０ａより大径の拡大部２０ｃを有する道路の構築工法である。
地盤改良柱状体の先端に胴部より大径の拡大部２０ｃを設けることにより、地盤改良柱状体の沈下抵抗力が高まり、道路の圧密沈下を更により確実に防止できる。
【００１８】
請求項１３に係る発明は、請求項１ないし３、５、１１又は１２いずれか１項に係る発明であって、柱状体２０が地盤改良柱状体であって、柱状体２０が無機繊維又は合成繊維を含む道路の構築工法である。
柱状体に上記繊維を含ませることにより、軟弱地盤の側方流動により柱状体に亀裂が生じても、柱状体の曲げ抵抗力が発揮されて、その後の側方流動を抑えることができる。
【００１９】
請求項１４に係る発明は、請求項１ないし３、５又は１１ないし１３いずれか１項に係る発明であって、柱状体２０が地盤改良柱状体であって、この柱状体２０を機械撹拌法又は高圧噴射撹拌法により構築する道路の構築工法である。
地盤改良柱状体を機械撹拌法により構築することにより、安価でかつ土質にかかわらず改良体の外径を一定に築造することができる。また地盤改良柱状体を高圧噴射撹拌法により構築することにより、施工機械を小型化、軽量化することができるようになり、狭い場所や既設の踏掛版の下にも施工することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、軟弱地盤にこの軟弱地盤下方の支持層に到達しない柱状体を構築し、柱状体の上に補強用網状体又は浅層改良土層或いは補強用網状体と浅層改良土層の双方を敷設したものである。上記組合せを採用する際には、柱状体の長さと道路舗装の厚さに、浅層改良土層の厚さを加えた値Ｌが交通荷重、即ち動的荷重による圧密沈下を抑制するための大きな条件である。柱状体の改良率を１０〜５０％の範囲に構築し、かつこの値Ｌを４ｍ以上にすれば、動的荷重による圧密沈下を実質的に解消することができる。ここで、柱状体の改良率とは、図７及び図８に示すように柱状体を上方から視たときの改良地盤の単位面積に占める柱状体断面積の百分率をいう。柱状体の改良率が１０％未満では圧密沈下を十分に抑制することができず、５０％を越えた場合、かえって工期及び工費がかさむ不具合がある。好ましくはこの改良率は１５〜３０％である。
【００２１】
上記値Ｌは４ｍ以上必要ではあるが、大きくしてもそれ程動的圧密沈下の抑制効果は大きくならない。しかし、値Ｌが大きくなればそれに応じて静的圧密沈下の抑制効果は大きくなる。本発明では、過剰な地盤改良を避けるために、図２〜図４に示すように柱状体の下端は軟弱地盤１１の下方の支持層１６にまで到達しない。図１には支持層を示していないが、同様に柱状体２０は支持層まで到達しない。軟弱地盤の層厚及びその軟弱程度、荷重条件、経済性などを考慮して、この値Ｌの最大値は適宜決められる。図２に示すように浅層改良土層を設けずに、補強用網状体２１の上に直接道路舗装１８が施される場合には、柱状体２０の改良率を大きくする必要がある。
図２〜図４に示すように、地下構造物の近傍には長い柱状体を構築し、この地下構造物から離れるに従って段々に短い柱状体を構築する場合の段差解消工法では、効率的かつ経済的に行う必要から、地下構造物近傍の地盤改良の諸条件は、図１に示す道路全長にわたって改良する場合と同じ条件が適用され、地下構造物から離れるに従って柱状体の長さが段々に短くなり、最後にはゼロになる点が異なる。
【００２２】
図１、図２及び図４に示す、本発明の補強用網状体２１は無機繊維、合成繊維、合成樹脂、スチールなどの材料から形成された網状体である。無機繊維又は合成繊維からなる網状体は、この繊維から紐状体を作り、これを製網したものである。無機繊維にはガラス繊維が、また合成繊維にはポリアミド系のナイロン繊維、ポリオレフィン系のポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等が例示される。合成樹脂にはポリエチレンやポリプロピレン樹脂等が例示される。スチールからなる網状体は、板状のスチールに周縁を残して多数本の切れ目を平行に入れた後、切れ目と直交する方向に板状のスチールの両縁を引張ることにより形成される。上記網状体の網目の間隔は１０〜２００ｍｍであり、要求される補強程度により、補強用網状体を１枚で使用するか、或いは複数枚重ね合せて使用する。
【００２３】
図１、図３及び図４に示す、本発明の浅層改良土層１３は土砂と、粉体又はスラリー状のセメント、セメント系固化材、生石灰等の固化材と、添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方とを均一に混合して固化することにより敷設される。対象地盤の含水状態により、混合して締め固めて浅層改良土層を形成する場合と、締め固めずに形成する場合がある。対象地盤の含水率が少ない場合で、スラリー状の固化材を用いて、この固化材と土砂に添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を更に加えて湿式混合すれば、施工現場における粉体による発塵が抑制され、現場近隣の環境を粉体で汚染することがなくなる。
【００２４】
本発明の添加材には、発泡ビーズ、籾殻等の低密度体や、産業廃棄物の焼却により形成されたクリンカや、無機繊維又は合成繊維等が挙げられる。また本発明の添加剤には気泡発生体が挙げられる。上記添加材又は添加剤は１種類でも、２種以上混合して添加してもよい。添加材と添加剤とを混合してもよい。発泡ビーズは浅層改良土層を形成する材料１００体積％に対して２０〜５０体積％添加する。２０体積％未満では添加目的を達成できず、５０体積％を越えると固化したときの浅層改良土層の強度が低下する。上記低密度体を加えることによって、浅層改良土層が軽量化され、静的圧密沈下量を小さくできるとともに、浅層改良土層の弾性係数が小さくなり、交通荷重による動的荷重を吸収する。これに伴って柱状体の長さを短くしても圧密沈下を防止することができる。
【００２５】
低密度体の気泡発生体としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル系化合物や高級アルコール硫酸エステル系化合物等が例示される。この気泡発生体は混合前は液体であるが、浅層改良土層を造成するときに層中に気泡を連行させる物質である。籾殻を低密度体とした場合、籾殻はＳｉＯ2分を多く含むため、耐食性が大きく、かつその形状から長期にわたって浅層改良土層の剪断強度を増大させるために交通荷重に対して抵抗力が大きい。
産業廃棄物の焼却により形成された直径が５ｍｍ以下のクリンカを添加材とする場合、この処分に困窮しているクリンカを有効利用することができる。
【００２６】
無機繊維又は合成繊維を添加材とする場合、好ましくは長さ２〜４ｃｍ程度のスチール繊維等の無機繊維、又は長さ４〜７ｃｍ程度のポリアミド系のナイロン繊維、ポリオレフィン系のポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維からなる合成繊維が用いられる。長さが上記下限値未満では補強効果に乏しく、上記上限値を越えると、他の材料との混合時に取扱いにくくなる。添加材として上記繊維を加えることにより、浅層改良土層が補強され、交通荷重による改良地盤の割れを防止し、改良地盤の耐久性が向上する。また繊維を含まない浅層改良土層より層厚を薄くしても繊維を含まない浅層改良土層と同等の耐久性が得られる。
上記目的を達成するために、浅層改良土層を形成する材料１００体積％に対して、籾殻、無機繊維又は合成繊維等は０．１〜５．０体積％、好ましくは０．２〜２．０体積％添加し、クリンカは３０体積％以下で添加する。また気泡発生体は浅層改良土層を形成する材料１００重量％に対して０．０１〜１．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％添加する。
【００２７】
柱状体の構築工法には、木杭、既製コンクリート杭、鋼杭等のような既製杭を深層地盤に打込む工法と、地盤改良柱状体を構築する工法がある。柱状体に既製杭を用いることにより、より短い工期で安価に施工でき、地盤改良柱状体を用いることにより、道路の圧密沈下をより確実に防止できる。この地盤改良柱状体を構築工法には機械撹拌法と高圧噴射撹拌法があるが、機械撹拌法により地盤改良柱状体を構築すると、安価でかつ土質にかかわらず改良体の外径を一定に築造することができる。また高圧噴射撹拌法により構築することにより、施工機械を小型化、軽量化することができるようになり、狭い場所や既設の踏掛版の下にも施工することができる。この地盤改良柱状体を構築する場合、図５に示すように地盤改良柱状体２０の胴部２０ａに節部２０ｂを形成することもできる。これにより地盤改良柱状体の周面の摩擦力が大きくなり、沈下抵抗力が高まって道路の圧密沈下を更により確実に防止できる。また軟弱地盤の側方流動を発生しにくくする利点もある。また地盤改良柱状体を構築する場合に、図６に示すように地盤改良柱状体２０の先端に胴部２０ａより大径の拡大部２０ｃを形成することもできる。これにより、地盤改良柱状体の沈下抵抗力がより高まり、道路の圧密沈下を更により確実に防止できる。
【００２８】
更に地盤改良柱状体２０に無機繊維又は合成繊維を含ませることもできる。この場合、好ましくは、無機繊維に長さ２〜４ｃｍ程度のスチール繊維が、また合成繊維に長さ４〜７ｃｍ程度のポリアミド系のナイロン繊維、ポリオレフィン系のポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維が用いられる。長さが上記下限値未満では補強効果に乏しく、上記上限値を越えると、他の材料との混合時に取扱いにくくなる。この繊維は地盤改良柱状体を形成する全ての材料に対して０．２〜２．０体積％程度含有する。柱状体に上記繊維を含ませることにより、軟弱地盤の側方流動により柱状体に亀裂が生じても、柱状体の曲げ抵抗力が発揮されて、その後の側方流動を抑えることができる。
【００２９】
柱状体を構築することにより、動的荷重による地盤の側方流動を防止することができる。上方から視た場合の柱状体の構築の仕方を図７及び図８に基づいて説明する。工事の効率及び経済性を考慮して、柱状体の平面配置は図７に示すような格子状配置にするか、或いは図８に示すような非接触形千鳥配置にして、改良率をできるだけ低く抑えるのが好ましい。改良率を１０〜５０％の範囲にして図７に示す格子状配置にした場合には、格子間隔ｄ1（但し、格子間隔ｄ1≧格子間隔ｄ2）が柱状体の上端から道路舗装面までの高さの２倍以下であれば、また同様に改良率を１０〜５０％の範囲にして図８に示す非接触形千鳥配置にした場合にも、道路の方向をＤとしたときに、柱状体間隔ｄ3（但し、柱状体間隔ｄ3≧柱状体間隔ｄ4）が柱状体の上端から道路舗装面までの高さの２倍以下であれば、それぞれ静的荷重、動的荷重は柱状体に確実に伝達され、十分地盤の側方流動を防止することができる。
【００３０】
図１〜図４に示すように、本発明の道路舗装１８はクラッシャーラン層１８ａ、粒度調整砕石層１８ｂ及びアスファルト・コンクリート１８ｃからなる。図１〜図４において、クラッシャーラン層１８ａは５〜１５ｃｍの厚さに、粒度調整砕石層１８ｂは１０〜３０ｃｍの厚さに、またアスファルト・コンクリート１８ｃは１０〜４０ｃｍの厚さにそれぞれ敷設される。
【００３１】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
図１に示すように、対象軟弱地盤１１に機械撹拌法により地盤改良柱状体２０を軟弱地盤１１の下方の支持層に到達しない長さで構築した。このとき柱状体はそれぞれ直径ａが８０ｃｍ、長さＬ4が４００ｃｍであって、図８に示す間隔ｄ3，ｄ4がそれぞれ１２５ｃｍ、改良率２５．７％で、非接触形千鳥配置に構築した。
地盤改良柱状体２０の上に、ガラス繊維からなる補強用網状体２１を敷設し、この上に、掘削土及び別に用意した土砂にセメント粉を加え、更に添加材として低密度体である籾殻を材料全体の２０重量％加えて、乾式混合した後、締め固めることにより浅層改良土層１３をＬ5＝６０ｃｍの厚さに敷設した。この上にクラッシャーラン層１８ａを３０ｃｍの厚さに敷設し、更にこの上に粒度調整砕石層１８ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート１８ｂで舗装した。図１に示す総合長さＬは５０５ｃｍであった。
＜比較例１＞
図９に示すように、実施例１と同一の対象軟弱地盤１を掘削し、この掘削土及び別に用意した土砂にセメント系固化材を加えて、乾式混合した後、締め固めることにより浅層改良土層２ａを６０ｃｍの厚さに敷設した。この上にクラッシャーラン層３ａを３０ｃｍの厚さに設けた後、更にこの上に粒度調整用砕石層３ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート４で舗装した。図９に示す総合長さＬは１０５ｃｍであった。
＜比較例２＞
図１０に示すように、実施例１と同一の対象軟弱地盤１を掘削し、この掘削土及び別に用意した土砂に生石灰を固化材として加えて、乾式混合した後、締め固めることにより浅層改良土層２ｂを１５０ｃｍの厚さに敷設した。この浅層改良土層２ｂの上にＦｅ石灰を乾式混合した後固化して浅層改良土層２ｃを３０ｃｍの厚さに形成した。この浅層改良土層２ｃの上にクラッシャーラン層３ａを３０ｃｍの厚さに設けた後、更にこの上に粒度調整用砕石層３ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート４で舗装した。図１０に示す総合長さＬは２２５ｃｍであった。
＜実施例２＞
図２に示すように、実施例１と同一の軟弱地盤１１を掘削し、地下構造物１２である暗渠を支持杭１７を介して支持層１６に支持した後、この暗渠の近傍の対象軟弱地盤１１に機械撹拌法によりそれぞれ直径ａが８０ｃｍの地盤改良柱状体２０を軟弱地盤１１の下方の支持層１６に到達しない長さで構築した。このとき柱状体が暗渠から遠ざかるに従って段々に短くなるように地盤改良柱状体２０を構築した。暗渠に最も近い柱状体の長さＬ7は４００ｃｍであって、柱状体は図８に示す間隔ｄ1，ｄ2がそれぞれ１２５ｃｍ、改良率２５．７％で、非接触形千鳥配置に構築した。
地盤改良柱状体２０の上にガラス繊維からなる補強用網状体２１を敷設し、この上にクラッシャーラン層１８ａを３０ｃｍの厚さに敷設し、更にこの上に粒度調整砕石層１８ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート１８ｃで舗装した。図２に示す最長の地盤改良柱状体の下端から支持層１６までの深さＬ6は２０ｍであり、総合長さＬは４４５ｃｍであった。
＜実施例３＞
図３に示すように、実施例１と同一の軟弱地盤１１を掘削し、実施例２と同様にして暗渠１２を支持層１６に支持した後、この暗渠の近傍の軟弱地盤１１に機械撹拌法によりそれぞれ直径ａが８０ｃｍの地盤改良柱状体２０を実施例２と同様に柱状体が暗渠から遠ざかるに従って段々に短くなるようにかつ軟弱地盤１１の下方の支持層１６に到達しない長さで構築した。暗渠に最も近い柱状体の長さＬ9は４００ｃｍであって、柱状体は図８に示す間隔ｄ3，ｄ4がそれぞれ１２５ｃｍ、改良率２５．７％で、非接触形千鳥配置に構築した。
地盤改良柱状体２０の上に、掘削土及び別に用意した土砂にスラリー状のセメント系固化材を加え、更に添加材として低密度体である発泡ビーズを材料全体の３０体積％加えて、湿式混合し浅層改良土層１３をＬ10＝３０ｃｍの厚さに敷設した。この上にクラッシャーラン層１８ａを３０ｃｍの厚さに敷設し、更にこの上に粒度調整砕石層１８ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート１８ｃで舗装した。図３に示す最長の地盤改良柱状体の下端から支持層１６までの深さＬ8は２０ｍであり、総合長さＬは４７５ｃｍであった。
＜実施例４＞
図４に示すように、実施例１と同一の軟弱地盤１１を掘削し、実施例２と同様にして暗渠１２を支持層１６に支持した後、この暗渠の近傍の軟弱地盤１１に機械撹拌法によりそれぞれ直径ａが８０ｃｍの地盤改良柱状体２０を実施例２と同様に柱状体が暗渠から遠ざかるに従って段々に短くなるようにかつ軟弱地盤１１の下方の支持層１６に到達しない長さで構築した。暗渠に最も近い柱状体の長さＬ12は４００ｃｍであって、柱状体は図８に示す間隔ｄ3，ｄ4がそれぞれ１２５ｃｍ、改良率２５．７％で、非接触形千鳥配置に構築した。
地盤改良柱状体２０の上に、ガラス繊維からなる補強用網状体２１を敷設し、この上に、掘削土及び別に用意した土砂にセメント粉を加え、更に添加材として低密度体である籾殻を材料全体の２０体積％加えて、乾式混合した後、締め固めることにより浅層改良土層１３をＬ13＝３０ｃｍの厚さに敷設した。この上にクラッシャーラン層１８ａを３０ｃｍの厚さに敷設し、更にこの上に粒度調整砕石層１８ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート１８ｃで舗装した。図４に示す最長の地盤改良柱状体の下端から支持層１６までの深さＬ11は２０ｍであり、総合長さＬは４７５ｃｍであった。
＜比較例３＞
図１１に示すように、実施例１と同一の軟弱地盤１を掘削し、実施例２と同様にして暗渠６を支持杭８を介して支持層７に支持した後、この暗渠の近傍の軟弱地盤１を掘削し、この掘削土及び別に用意した土砂にセメント系固化材を加えて、乾式混合した後、締め固めることにより浅層改良土層２ａを６０ｃｍの厚さに敷設した。この上にクラッシャーラン層３ａを３０ｃｍの厚さに設けた後、更にこの上に粒度調整用砕石層３ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート４で舗装した。図１１に示す総合長さＬは１０５ｃｍであった。
＜比較例４＞
図１２に示すように、実施例１と同一の軟弱地盤１を掘削し、実施例２と同様にして暗渠６を支持杭８を介して支持層７に支持した後、この暗渠の近傍の軟弱地盤１を掘削し、この掘削土及び別に用意した土砂に生石灰を固化材として加えて、乾式混合した後、締め固めることにより浅層改良土層２ｂを１５０ｃｍの厚さに敷設した。この浅層改良土層２ｂの上にＦｅ石灰を乾式混合した後固化して浅層改良土層２ｃを３０ｃｍの厚さに形成した。この浅層改良土層２ｃの上にクラッシャーラン層３ａを３０ｃｍの厚さに設けた後、更にこの上に粒度調整用砕石層３ｂを１０ｃｍの厚さに敷設し、その上を５ｃｍの厚さのアスファルト・コンクリート４で舗装した。図１２に示す総合長さＬは２２５ｃｍであった。
＜比較例５＞
図３に示した地盤改良柱状体２０を長くして、その柱状体の下端を軟弱地盤の下部の支持層１６に埋設するようにした（図示せず）以外は、実施例３と同様にして地盤を改良した。
＜比較試験とその結果＞
実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例５の各種工法で構築された道路の沈下量及び段差の発生状況について、構築してから使用開始されるまでの間と、使用開始してから７２０日経過するまでの間を測定した。また道路構築に要した工費について、実施例１を１００としたときの他の実施例及び比較例の概算値について調べた。これらの結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003653083.tif 000002
【００３３】
(a) 沈下量及び段差の発生状況について：
表１から明らかなように、実施例１の工法により構築された道路も、比較例１及び２の工法により構築された道路も、使用が開始されるまでの静的荷重による沈下量はいずれも小さく、実施例１の工法と比較例１及び２の工法との間に有意差は認められなかった。しかし、道路が使用されてからは動的荷重に起因して、比較例１，２の工法による道路の沈下量が大きかったのに対して、実施例１の工法による道路の沈下量は小さかった。
【００３４】
また地下構造物である暗渠の近傍に柱状体を構築した場合、実施例２〜４の工法により構築された道路も、比較例５の工法により構築された道路も、使用が開始されるまでの静的荷重による沈下量はいずれも小さく、図１１及び図１２に示される段差Ａは見られず、実施例２〜４の工法と比較例５の工法との間に有意差は認められなかった。また３個の実施例の間でも有意差があるとは言えなかった。
しかし比較例３及び４の工法により構築された道路は使用が開始されるまでの静的荷重による沈下量が比較的大きく、他の実施例２〜４の工法と比較例５の工法との間に有意差が認められた。また道路が使用されてからは動的荷重に起因して、比較例３，４の工法による道路の沈下量は著しく大きく、段差Ａがはっきりと現れたのに対して、実施例２〜４及び比較例５の工法による道路の沈下量はすべて小さく、段差は全く生じなかった。実施例２〜４の工法による道路の中で、特に実施例２及び３はその沈下量が比較的小さく、比較例５に匹敵する値を示した。
(b) 工費について：
実施例１の工法の工費を１００としたときの他の実施例２〜４の各工法の工費の概算値は、沈下量の大きな比較例１〜４の各工法の工費の概算値よりも高価であったが、柱状体の下端を支持層に埋設するようにした比較例５の工法の工費の概算値の約２０％〜約２７％の低いものであった。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、工期を無用に長引かせる過剰な地盤改良を行わずに、比較的短い工期で安価に道路を構築することができ、軟弱地盤上に盛土により構築された道路が使用された際に、動的荷重による圧密沈下を抑制することができる。
また、軟弱地盤上に設けられた暗渠などの地下構造物の上を横断する道路が使用された際に、道路の地下構造物の上の部分とそれに隣接する部分との境界に段差を生じさせることがない優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図２】本発明の実施例２の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図３】本発明の実施例３の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図４】本発明の実施例４の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図５】本発明の胴部に節部を有する地盤改良柱状体の正面図。
【図６】本発明の先端に拡大部を有する地盤改良柱状体の正面図。
【図７】本発明の格子状に配置した地盤改良柱状体の平面図。
【図８】本発明の非接触形千鳥に配置した地盤改良柱状体の平面図。
【図９】比較例１の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図１０】比較例２の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図１１】比較例３の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【図１２】比較例４の工法で構築した道路方向に直交する方向から視た断面図。
【符号の説明】
１１  軟弱地盤
１２  地下構造物
１３  浅層改良土層
１６  支持層
１７  支持杭
１８  道路舗装
１８ａ  クラッシャーラン層
１８ｂ  粒度調整砕石層
１８ｃ  アスファルト・コンクリート
２０  柱状体
２０ａ  胴部
２０ｂ  節部
２０ｃ  拡大部
２１  補強用網状体
【図１】
0003653083.tif 000003
【図２】
0003653083.tif 000004
【図３】
0003653083.tif 000005
【図４】
0003653083.tif 000006
【図５】
0003653083.tif 000007
【図６】
0003653083.tif 000008
【図７】
0003653083.tif 000009
【図８】
0003653083.tif 000010
【図９】
0003653083.tif 000011
【図１０】
0003653083.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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