(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を透気性地層に到達する深度まで打設して残置し、その後行われる前記地盤改良工法で地中に排出された圧縮空気を前記杭から排気して、地盤の変位を低減することを特徴とする変位低減地盤改良工法。
【請求項２】
前記施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤の改良、及び前記透気性材料による杭の打設を共に、実質的に同一の機能を有する施工機械で行うことを特徴とする請求項１記載の変位低減地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、圧縮空気による地盤の変位を低減するための変位低減地盤改良工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する工法は、次のようなものがある。すなわち、(1) 粉体状あるいは粉粒体状の地盤改良材を圧縮空気により土中に排出し、攪拌翼で原位置土と攪拌混合し、地盤改良するもの（特公昭５７−５８４９３号公報）。(2) 液状の地盤改良材を圧縮空気により土中に噴射し、その噴射力で原位置土と攪拌混合し、地盤改良するもの（特公昭５１−８４９３号公報）。(3) 中空管の回転軸内に地盤改良材である砂を入れ、回転軸を回転させながら地盤に所定深度まで貫入した後、次いで中空管の下端から排出される砂柱部に圧縮空気の圧力を作用させつつ、中空管の引き抜きを行い、所定の砂杭を造成するもの（特開昭５３−１４５８１０号公報）、等である。
【０００３】
これらの圧縮空気を使用する地盤改良工法では、通常、施工機械に付帯した空気抜き機構により圧縮空気を回収している。前記(3) の地盤改良工法で例示すれば、回転軸を角形にしたり、フィンを設けて、回転軸外周と地盤とに隙間を形成し、この隙間を利用して用済みの圧縮空気を地上に導き、回転軸を通して地盤上に設置したフード内に回収する空気抜き機構がある（特開昭５７−６１１０８号公報参照）。しかし、上記した空気抜き機構は、回転軸が長尺の場合に隙間を維持するのが困難であり、また地盤の土質の種類により圧縮空気の抜け具合が異なって不安定である。そこで、確実な空気抜きを行うことのできる空気抜き機構として、回転軸内に用済みの圧縮空気を地上に導く通路を創設し、その通路を通して圧縮空気を回収するものがある（特公昭６１−１６８０８号公報、特公平５−８２９５号公報、特公昭６２−４９４０９号公報等参照）。
【０００４】
しかしながら、改良すべき地盤に透気性地層があると、上記した各種の空気抜き機構があっても、圧縮空気の一部は透気性地層を通り改良地盤以外の周辺地盤に流れ、周辺地盤を隆起若しくは水平移動等の変位を起こし、周辺地盤上の既存構造物や植木、樹木などの自然物に影響を与える。そこで、改良地盤の周辺近傍にも空気抜き機構を設け、改良地盤から周辺地盤へ向かう圧縮空気の流れを減殺する変位低減地盤改良工法がある（特公平４−３８２４１号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した公報例の変位低減地盤改良工法は、改良すべき地盤の周辺近傍に空気抜き機構があるから、透気性地層を通った圧縮空気はその空気抜き機構を通り大気に流れ、周辺地盤へ向かう圧縮空気の流れを減殺し、周辺地盤へ変位を与えることがないため、都合がよい。しかしながら、改良地盤全体が粘性土である場合、地盤改良工法の施工機械に付帯した空気抜き機構により回収できなかった圧縮空気は、改良地盤内に留まりがちであり、改良地盤における種々の変位の原因となる。加えて、公報例の空気抜き機構は、改良すべき地盤の周辺近傍にオーガータイプの穿孔機で開けた縦孔に有孔管を建て込み、その周辺に砕石等のフィルター材を充填して設置したり、有孔管の代わりにフィルター材より粗目の砕石等を中心部に充填するなど、本来の地盤改良工法とは別建ての施工機械にて行う必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、改良すべき地盤の深さや種類に影響されず、周辺地盤は無論のこと改良地盤の変位を防ぐと共に、同じ施工機械にて本来の地盤改良と変位防止とを施工できる変位低減地盤改良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】
かかる実情において、本発明者らは、鋭意検討を行った結果、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を打設し、その後行われる前記地盤改良工法で地中に排出された用済みの圧縮空気を杭から排気可能とすれば、地盤内を流通する圧縮空気により地盤の変位を防げることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を透気性地層に到達する深度まで打設して残置し、その後行われる前記地盤改良工法で地中に排出された圧縮空気を前記杭から排気して、地盤の変位を低減することを特徴とする変位低減地盤改良工法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、予め改良すべき地盤に打設した杭から地盤内を流通している圧縮空気を大気中へ排出することができ、周辺地盤上の既存構造物や植木、樹木などの自然物に影響を与えることがない。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤の改良、及び前記透気性材料による杭の打設を共に、実質的に同一の機能を有する施工機械で行うことを特徴とする請求項１記載の変位低減地盤改良工法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、別途の施工機械を用意する必要がなく、工費の節減を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における変位低減地盤改良工法を図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す縦断面図、図２は本発明の実施の形態の変位低減地盤改良工法に使用する施工機械の施工状況を示す縦断面図である。本発明の変位低減地盤改良工法は、施工時に圧縮空気を使用することにより、砂等の地盤改良材（以下、地盤改良材と言う）１を土中に排出し地盤Ａを改良する際、予め改良すべき地盤Ａに透気性材料２による杭３を打設する。その後の施工において、地盤改良材１を土中に排出又は搬送した際、用済み圧縮空気を杭３から排気可能として、地盤Ａに砂層等の透気性地層４があると杭３から圧縮空気が速やかに抜け、更に透気性地層４が無く粘性土層５のみでも若干は通気性があるので杭３から圧縮空気が抜けて、地盤Ａの変位を低減するものである。ここで、砂等の地盤改良材１としては、例えば、砂等の良質土、残土又は残土と他の材料（固化材）の混合材等が例示できる。
【００１１】
本発明の変位低減地盤改良工法は、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤改良工法に全て適用可能である。本実施の形態例での地盤改良工法は、中空管１０内に地盤改良材１を入れ、中空管１０を回転させながら地盤Ａに所定深度まで貫入させ、次いで中空管１０を逆回転して所定位置まで引き上げながら地盤改良材１を中空管１０の下端１１から圧縮空気を作用させつつ排出し、次いで、中空管１０を正回転させ再貫入を行って、地盤改良材１とその周囲の地盤土を締固め、これらの引抜き・貫入を繰り返し、地盤Ａ中に拡径した改良杭１２を造成して地盤改良を行うものである。
【００１２】
上記した中空管１０は、丸パイプ状であり、施工機械の回転駆動機１３及び強制昇降装置１４に回転自在、且つ昇降自在に吊り下げられている。また、移動バケット（不図示）により運搬された地盤改良材１は、ホッパー１５から中空管１０内に供給される。この同じ施工機械を使用して、本発明の変位低減地盤改良工法は実施可能である。すなわち、地盤改良材１の代わりに透気性材料２を使用すればよい。
【００１３】
本発明において、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を打設し、その後施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法を実施する形態としては、例えば、改良すべき地盤Ａが図３に示すように、境界線２０にて囲われているような場合、まず、境界線２０に沿って杭３を打設し、その内側を改良杭１２で打設する形態、杭３と改良杭１２を交互に打設する形態、及び境界線２０に沿って縦（横）一列に杭３を打設し、その後の一列は改良杭１２を打設しこれを繰り返し打設する形態が挙げられる。境界線２０に沿って杭３を打設し、その内側を改良杭１２を打設する形態の場合、図３に示すように、先ず、前記杭３を造成して境界線２０外の周辺地盤２１に圧縮空気が流れないようにする。すなわち、図４に示すように、中空管１０を位置決めし、この中空管１０内に移動バケットにより運搬した透気性材料２をホッパー１５を通じて供給する。その後、中空管１０を回転させながら地盤Ａに所定深度まで貫入し、次いで中空管１０を逆回転して引き抜きながら、開けた孔２２に透気性材料２を中空管１０の下端１１から排出し残置して、地盤Ａに前記杭３を造成する。この杭３は透気性材料２を使用しているから、空隙が多く用済みの圧縮空気は容易に抜ける。この透気性材料２としては、砂利、砕石、スラグ、貝殻等が挙げられる。境界線２０に沿って杭３を打設した後は、その内側の改良杭１２を打設すればよい。
【００１４】
杭３と改良杭１２を交互に打設する形態の場合、図５に示すように、境界線２０の一辺２０ａ側に既存構造物２３や樹木等の自然物２４がある状況下において、先ず、境界線２０ａ側の透気性杭３ａ及び３ｂを打設し、次いで改良杭１２ａを打設し、次いで透気性杭３ｃを打設し、次いで改良杭１２ｂを打設し、後は順次境界線から遠ざかる方向にこの順序で打設する方法、あるいは境界線２０ａ側の透気性杭３ａ、３ｂ及び３ｃ打設し、次いで改良杭１２ａ及び１２ｂを打設して境界線２０ａ側近傍の杭を打設し、これを境界線から遠ざかる方向に順次打設する方法などが挙げられる。これらのいずれの方法を採るかは、既存構造物２３や樹木等の自然物２４への変位を起こさない打設方法であれば、特に制限されない。
【００１５】
境界線２０に沿って縦（横）一列に杭３を打設し、その後の一列は改良杭１２を打設しこれを繰り返し打設する形態は、図６に示すように、境界線２０の一辺２０ａ側に既存構造物２３や樹木等の自然物２４がある状況下において適用される。これによれば、最初に打設される境界線２０の一辺２０ａ側近傍の杭は透気性杭３であるから、その後の改良杭１２から地中に排出される用済み空気は透気性杭３を通って大気に排出され、既存構造物２３や樹木等の自然物２４への変位を起こさない。
【００１６】
なお、この杭３は透気性地層４に到達していれば、改良杭１２と同じ深さでなくてもよい。
【００１７】
本発明においては、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤改良材による地盤の改良、及び透気性材料による杭の打設を共に、実質的に同一の機能を有する施工機械で行うことができる。この場合、実質的に同一の機能を有するとは、例えば、中空管に投入される地盤改良材である砂と透気性材料である砕石とが異なるだけの施工機械同士、又は一の施工機械で先ず、砕石を打設し、別の施工機械で砂杭を打設する場合におけるこれら施工機械の双方を含む意味である。
【００１８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での変更、追加は本発明の範囲内である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、予め改良すべき地盤に打設した透気性杭から地盤内を流通している圧縮空気を排出することができる。従って、改良すべき地盤の深さや種類に影響されず、周辺地盤は無論のこと改良地盤の変位を防ぐと共に、本来の地盤改良を施工できる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、別途の施工機械を用意する必要がなく、工費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の変位低減地盤改良工法に使用する施工機械の施工状況を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法の各工程を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す平面図である。
【符号の説明】
１                    地盤改良材
２                    透気性材料
３                    杭（透気杭）
４                    透気性地層
５                    粘性土層
１０                  中空管
１１                  下端
１２                  改良杭
１３                  回転駆動機
１４                  強制昇降装置
１５                  ホッパー
２０                  境界線
２１                  周辺地盤
２２                  孔
２３                  構造物
２４                  自然物
Ａ                    改良地盤
【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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