(57)【要約】【課題】地盤の土粒子に附着する附着水に着目し、ＳＷＰの技術を応用して、シートや粘土によるシール等の気密性確保無しに、大気開放下の真空気化で乾燥させ、時間短縮・コストダウンを図りながら、水位の復元で土粒子に空気を安定してトラップさせる。【解決手段】大気に開放された地盤に所定間隔をあけて複数本の井戸１を設置するとともに、その井戸１間に吸気管２及び送気管３を挿入する。そして、各々の井戸１から下部のストレーナ１０を介して地中の水と空気をそれぞれ吸引することで、地下水を低下させて井戸間に不飽和ゾーンを形成し、その不飽和ゾーンの空気を吸気管２の下端から吸引することで、負圧化ゾーンを形成する。その後、その負圧化ゾーンに送気管３の下端から空気を送ることで、土粒子に空気をトラップさせる。こうして土粒子に空気をトラップさせた後、地下水位を復元させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気に開放された地盤に所定間隔をあけて複数本の井戸を設置するとともに、その井戸間に吸気管及び送気管を挿入して、
各々の井戸から下部のストレーナを介して地中の水と空気をそれぞれ吸引することで、地下水を低下させて井戸間に不飽和ゾーンを形成し、
その不飽和ゾーンの空気を前記吸気管の下端から吸引することで、負圧化ゾーンを形成した後、
その負圧化ゾーンに前記送気管の下端から空気を送ることで、土粒子に空気をトラップさせることを特徴とする地盤の改良工法。
【請求項２】
前記土粒子に空気をトラップさせた後、地下水位を復元させることを特徴とする請求項１に記載の地盤の改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空気化促進による軟弱地盤の改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は特許文献１において地盤の改良工法を提案した。
この工法は、ＳＷＰ（スーパーウェルポイント）を用いて飽和地下水を負圧伝播で揚水することで、主に目的のエリアのみ集中してスポット的に水位低下が望め不飽和ゾーンを作り出す。その後、ＳＷＰのバキユームポンプや、ボルテックスポンプを用いて、不飽和ゾーンの範囲で真空気化を促進して水分の除去やＶＯＣｓ（揮発性有機化合物）、油分など気化性のものを地中から除去し、地盤改良や土壌浄化を進める。
【０００３】
ところで、砂の液状化対策として空気のトラップ技術は、地震時に地下水圧が過剰間隙水圧にならずに液状化防止に有効とされている。このことは、空気がクッション材の役目を果すからと言われている。
空気のトラップ技術としては、ナノバブル注入工法、重力排水による一時水位低下工法、エアデス工法（圧気によるトラップ）等がある。
なお、空気のトラップ量としては、３％⇒ＮＧ、５％以上⇒ＯＫの目安がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３０９５（特許第４１１４９４４号）公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した従来技術のナノバブル注入工法、エアデス工法については、５％位の空気量は確保するも、圧気工法のため、カバーロックとなる上載荷重や地表部の地盤改良が必要となり、コストアップと現場制限の問題がある。
【０００６】
そして、従来のいずれの工法も、自由水（重力水）除去にポイントを置いているに対し、附着水を乾燥除去させるのに加熱すれば、水分は除去できるが、コストアップになる。
また、従来の真空気化は、地盤上にシートを敷いたり粘土によるシールを施したりして気密性を確保して行うことから、時間が掛かりコストアップとなっていた。
【０００７】
本発明の課題は、地盤の土粒子に附着する附着水に着目し、ＳＷＰの技術を応用して、シートや粘土によるシール等の気密性確保無しに、大気開放下の真空気化で乾燥させ、時間短縮・コストダウンを図りながら、水位の復元で土粒子に空気を安定してトラップさせることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
大気に開放された地盤に所定間隔をあけて複数本の井戸を設置するとともに、その井戸間に吸気管及び送気管を挿入して、
各々の井戸から下部のストレーナを介して地中の水と空気をそれぞれ吸引することで、地下水を低下させて井戸間に不飽和ゾーンを形成し、
その不飽和ゾーンの空気を前記吸気管の下端から吸引することで、負圧化ゾーンを形成した後、
その負圧化ゾーンに前記送気管の下端から空気を送ることで、土粒子に空気をトラップさせることを特徴とする地盤の改良工法。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の地盤の改良工法であって、
前記土粒子に空気をトラップさせた後、地下水位を復元させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＳＷＰの技術を応用して、シートや粘土によるシール等の気密性確保無しに、大気開放下で地盤の土粒子を真空気化により乾燥させ、水位の復元で土粒子に空気を安定してトラップさせるため、時間短縮・コストダウンを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した一実施形態の工法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（真空気化の概要）
本発明は、土粒子に附着する附着水に着目し、ＳＷＰの技術を応用して真空気化で乾燥させ、水位を復元すると９％位の空気が安定してトラップすることを、水槽実験等で確認することができた。
真空気化とは、加熱するのではなく、ＳＷＰで地下水を低下させ、不飽和エリアを作り、空気の吸引と圧気の供給による空気の通過で水の沸点温度を低下させ、地中温度（ｔ＝１５〜１９℃）で真空気化乾燥させ、水分の替りに空気を附着させる工法である。
この工法の方が、他の空気トラップ工法と対比して地下水面を復元した場合でも、その空気トラップ量は９〜１０％以上、安定してトラップし続け、液状化対策として有効である。
【００１３】
（実施形態）
図１は本発明を適用した一実施形態の工法を示すもので、１は井戸、２は吸気管、３は送気管である。
【００１４】
図示のように、大気開放の対象地盤には、ＳＷＰによる２本の井戸１・１が所定間隔をあけてそれぞれ設置されるとともに、その２本の井戸１・１の間において、各々の井戸１の近傍に沿って吸気管２がそれぞれ挿入されて、その２本の吸気管２・２の間において、２本の送気管３が所定間隔をあけてそれぞれ挿入されている。
【００１５】
井戸１には、その下部のストレーナ１０の底部に設置される揚水ポンプ１１に接続した内管１２に開閉弁１３を介して図示しない揚水管が接続されるとともに、地上に設置された真空ポンプ１５に接続した吸引管１６が接続されている。
【００１６】
吸気管２には、地上に設置されたボルテックスブロア２１に接続した吸引管２２が接続されている。
【００１７】
送気管３には、地上に配置された大型コンプレッサ３１に接続した供給管３２が接続されている。
【００１８】
以上において、ＳＷＰによる井戸１には、揚水ポンプ１１と真空ポンプ１５により、下部のストレーナ１０を介して地中の水と空気が吸引される。これにより、２本の井戸１・１の間において、地下水が低下し、図示のように不飽和ゾーンが形成される。
【００１９】
ここで、吸気管２の下端は、図示のように、不飽和ゾーンの下部に位置し、２本の吸気管２・２の間の送気管３の下端は、図示のように、吸気管２の下端よりも上位において、不飽和ゾーンに位置するよう予め設計されている。
【００２０】
次に、工程を手順に従って説明する。
【００２１】
１）先ず、ＳＷＰ工法にて、２本の井戸１・１の間の自由地下水を低下させ、不飽和ゾーンを形成する。
【００２２】
２）次に、その不飽和ゾーンを、２本の吸気管２・２の下端からボルテックスブロア２１により空気を吸引して、負圧化ゾーンを形成する。これにより、土の中に大気からの空気を流動させて真空気化し、水分、空気等、全てを除去して土粒子のみとする。
【００２３】
３）その後、その負圧化ゾーンに、２本の送気管３・３の下端から大型コンプレッサ３１により圧気を供給して、土粒子に空気をトラップさせる。
【００２４】
４）こうして土粒子の周りにその重力により空気がトラップすると、その後、地下水位を復元しても、そのトラップ空気は約８５％残り、永久的にトラップされ安定化する。具体的には、自然状態より５％位多くトラップされる。
【００２５】
従って、地震時には、以上のトラップ空気により過剰間隙水圧にならず、液状化対策として有効である。
【００２６】
以上、実施形態の真空気化促進による軟弱地盤の改良工法によれば、ＳＷＰの技術を応用して、シートや粘土によるシール等の気密性確保無しに、大気開放下で地盤の土粒子を真空気化により乾燥させ、水位の復元で土粒子に空気を安定してトラップさせるため、時間短縮・コストダウンを達成することができる。
【００２７】
（変形例）
以上の実施形態においては、２本の井戸、吸気管及び送気管をそれぞれ設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３本以上の井戸及び吸気管を設置したり、１本あるいは３本以上の送気管を挿入したりしてもよい。
また、実施形態では、圧気により土粒子に空気をトラップさせたが、大気圧程度の空気の供給でも土粒子に空気をトラップさせることができる。
さらに、その他、具体的な構成等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２８】
１  井戸
１１  揚水ポンプ
１２  内管
１３  開閉弁
１５  真空ポンプ
１６  吸引管
２  吸気管
２１  ボルテックスブロア
２２  吸引管
３  送気管
３１  大型コンプレッサ
３２  供給管
【図１】
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