(57)【要約】【課題】地盤改良の工期の遅れを防止可能な地盤改良工法の選定方法を提供する。【解決手段】地盤改良工法の選定方法は、土壌試料を採取する工程と、土壌試料と固化材を用いて供試体を作製する工程と、供試体について予め設定された固化時間よりも短い測定時間において供試体の硬度を測定する測定工程と、供試体の硬度が予め設定された閾値以上であるか否かに基づき柱状改良工法の採用の可否を判断する工程と、閾値を準備する準備工程と、を備える。準備工程では、固化時間の到来時において強度の基準を満たすと判断される供試体の測定時間の到来時における硬度を測定し、それに基づいて閾値を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌試料を採取する採取工程と、
前記採取工程で得られた前記土壌試料と予め設定された量の固化材とを用いて、供試体を作製する作製工程と、
前記供試体について予め設定された固化時間よりも短い測定時間において前記供試体の硬度を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する判断工程と、
前記閾値を準備する準備工程と、を備え、
前記準備工程では、前記固化時間の到来時において強度の基準を満たすと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定し、測定された前記硬度に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする、地盤改良工法の選定方法。
【請求項２】
前記準備工程では、
前記固化時間の到来時において強度の基準を満たさないと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定し、
前記固化時間の到来時に強度の基準を満たす前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度値と、前記固化時間の到来時に強度の基準を満たさない前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度値と、の間に前記閾値を設定することを特徴とする、請求項１に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項３】
前記採取工程で得られた前記土壌試料が固化し易い土質であるか否かを判定する判定工程をさらに備え、
前記判定工程で前記土壌試料が固化し難いと判定した場合のみ、前記作製工程、前記測定工程及び前記判断工程が行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項４】
前記測定工程では、山中式土壌硬度計を用いて、バネ体の引張又は圧縮の量が３０ｍｍ以下となる前記測定時間において前記供試体の硬度を測定することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項５】
前記作製工程は、
前記土壌試料と前記固化材と水とを混合することにより、混合試料を得る混合工程と、
前記混合試料を筒体内に充填する充填工程と、を含み、
前記測定工程では、前記筒体内に収容された状態の前記供試体の硬度を測定することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の地盤改良工法の選定方法を用いて選定された工法により地盤を改良することを特徴とする、地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良工法の選定方法及び当該選定方法により選定された地盤改良工法を用いた地盤改良方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、宅地などにおける地盤改良工法の一つとして、柱状改良工法が知られている。この工法は、セメント系固化材と水を混合したスラリーを地中において現地の土と混合攪拌することにより当該土を固化させ、建物を支える改良柱体を地中に造成するという方法である。
【０００３】
しかし、現地の土には、腐植土（有機質土）のように固化材と混合しても十分に固化せず、固化不良を起こし易い性状のものが含まれる場合がある。このような固化不良は、建物の不同沈下の原因となり得るため、柱状改良工法の施工前に地盤の硬軟、締まり具合及び土層の構成を予め確認し、柱状改良工法を採用可能であるか否かを判断する必要がある。下記特許文献１には、柱状改良工法に適した土質であるか否かについて事前に判断する標準貫入試験（ボーリング調査）を行うための装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８８７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボーリング調査の結果に基づいて柱状改良工法にあたって土質に問題がないと判断されると、柱状改良工法の本施工を行うための重機などが現地に搬入される。そして、本施工が開始される前に、現地において試掘調査が行われることにより土質が再度確認される。
【０００６】
ここで、ボーリング調査では土質に問題がないと判断された場合でも、試掘調査において固化し難い可能性がある土（腐植土など）が確認される場合がある。これは、ボーリング調査では地盤に１０ｃｍ程度の径を有する孔を空けて１箇所のみで土質調査を行うのに対して、試掘調査では地盤に２０ｃｍ程度の径を有する孔を２〜３箇所空けて土質調査を行うため、調査対象範囲の広狭によって生じる問題である。
【０００７】
この場合、現地から重機を一旦引き揚げ、試掘調査で採取された土壌試料を別の場所にある試験所に搬送する。そして、この土壌試料と固化材を混合することにより供試体を作製し、当該供試体を用いて一軸圧縮試験を行うことにより土の固化具合を確認する（室内配合試験）。通常、この試験には１週間程度の時間を要する。そして、土が固化することが確認された場合には再び重機を搬入し、一方で土の固化具合が不十分であった場合には他の工法への変更が検討される。
【０００８】
このように、従来では、本施工前の試掘調査による土質の再確認時に固化し難い可能性がある腐植土等が確認された場合、重機の引き揚げや現地から離れた場所での室内配合試験を行う必要が生じるため、工期が大幅に遅れるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、地盤改良における工期の遅延化を防ぐことが可能な地盤改良工法の選定方法及び当該選定方法により選定された地盤改良工法を用いた地盤改良方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面に係る地盤改良工法の選定方法は、土壌試料を採取する採取工程と、前記採取工程で得られた前記土壌試料と予め設定された量の固化材とを用いて、供試体を作製する作製工程と、前記供試体について予め設定された固化時間よりも短い測定時間において前記供試体の硬度を測定する測定工程と、前記測定工程で得られた硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する判断工程と、前記閾値を準備する準備工程と、を備える。前記準備工程では、前記固化時間の到来時において強度の基準を満たすと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定し、測定された前記硬度に基づいて前記閾値を設定する。
【００１１】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、供試体の固化のための時間が比較的短いときに、供試体の強度と供試体の硬度とが略比例関係を有する点に着目した。そして、通常の固化時間の経過時に強度の基準を満たす供試体について、それよりも前の時間（測定時間）での硬度を測定したところ、通常の固化時間における強度が高いほど測定時間における硬度が高いことを見出し、本発明に想到した。
【００１２】
上記地盤改良工法の選定方法では、採取した土壌試料と固化材とを用いて供試体を作製し、所定の測定時間において供試体の硬度を測定する。そして、測定された供試体の硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する。この測定時間は、供試体について予め設定された固化時間よりも短い。このため、固化時間の到来時において供試体の強度を測定する場合に比べて、柱状改良工法の採用の可否を判断するのに要する日数をより少なくすることができる。しかも、この硬度測定は、持ち運び可能な硬度計を用いて現地で行うことができるため、土壌試料を試験所へ搬送する作業や重機の引き揚げ作業も不要になる。従って、上記地盤改良工法の選定方法によれば、地盤改良における工期の遅延化を防ぐことができる。
【００１３】
上記地盤改良工法の選定方法において、前記準備工程では、前記固化時間の到来時において強度の基準を満たさないと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定してもよい。そして、前記準備工程において、前記固化時間の到来時に強度の基準を満たす前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度値と、前記固化時間の到来時に強度の基準を満たさない前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度値と、の間に前記閾値を設定してもよい。
【００１４】
これにより、固化時間の到来時に強度の基準を満たす供試体の測定時間の到来時における硬度値のみに基づいて閾値を設定する場合に比べて、当該閾値をより容易に設定することができる。
【００１５】
上記地盤改良工法の選定方法は、前記採取工程で得られた前記土壌試料が固化し易い土質であるか否かを判定する判定工程をさらに備えていてもよい。そして、前記判定工程で前記土壌試料が固化し難いと判定した場合のみ、前記作製工程、前記測定工程及び前記判断工程が行われてもよい。
【００１６】
これにより、土壌試料が固化し難いと判定した場合にのみ供試体の硬度測定が行われるため、不必要な試験を行う必要がなくなり、工期の遅れを防ぐことができる。また土壌試料が固化し易い場合には、供試体の硬度を測定可能な時間が短く制限されるが、上述のように土壌試料が固化し難い場合には、硬度測定が可能な時間の幅をより広げることができる。
【００１７】
上記地盤改良工法の選定方法において、前記測定工程では、山中式土壌硬度計を用いて、バネ体の引張又は圧縮の量が３０ｍｍ以下となる前記測定時間において前記供試体の硬度を測定してもよい。バネ体の引張又は圧縮の量が３０ｍｍ以下となる時間範囲では、供試体の硬度と強度との間に強い相関関係が見られるため、より信頼性の高い測定値を得ることができる。
【００１８】
上記地盤改良工法の選定方法において、前記作製工程は、前記土壌試料と前記固化材と水とを混合することにより、混合試料を得る混合工程と、前記混合試料を筒体内に充填する充填工程と、を含んでいてもよい。前記測定工程では、前記筒体内に収容された状態の前記供試体の硬度を測定してもよい。これにより、測定中に供試体の形状が崩れるのを防ぐことができるため、硬度測定を正確に行うことができる。
【００１９】
本発明の他局面に係る地盤改良方法は、上記地盤改良工法の選定方法を用いて選定された工法により地盤を改良する方法である。このため、工法の選定段階で要する時間が少なく、工期の遅延化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、地盤改良における工期の遅延化を防ぐことが可能な地盤改良工法の選定方法及び当該選定方法により選定された地盤改良工法を用いた地盤改良方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係る地盤改良方法及び地盤改良工法の選定方法の流れを示すフローチャートである。
【図２】筒体内に混合試料が充填された様子を示す模式図である。
【図３】山中式土壌硬度計の構成を示す模式図である。
【図４】山中式土壌硬度計の円錐部を供試体に貫入させる前の様子を示す模式図である。
【図５】山中式土壌硬度計の円錐部を供試体内に貫入させた時の様子を示す模式図である。
【図６】供試体の材齢と強度との関係を示すグラフである。
【図７】柱状改良工法を説明するための模式図である。
【図８】鋼管杭工法を説明するための模式図である。
【図９】山中式土壌硬度計を用いて測定した硬度値と圧縮強度との関係（圧縮量が３５ｍｍ以下の範囲）を示すグラフである。
【図１０】山中式土壌硬度計を用いて測定した硬度値と圧縮強度との関係（圧縮量が３０ｍｍ以下の範囲）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る地盤改良工法の選定方法及び地盤改良方法について詳細に説明する。図１は、地盤改良方法の全体の流れを示すフローチャートである。本実施形態に係る地盤改良方法では、まず、工程Ｓ１０〜Ｓ８０の地盤改良工法の選定方法を用いて柱状改良工法を採用可能であるか否かを判断し、その判断に基づいて地盤改良の本施工（Ｓ９０）が行われる。
【００２３】
まず、搬入工程Ｓ１０が行われる。この工程Ｓ１０では、前工程で行われた標準貫入試験（ボーリング調査）において腐植土が確認されず、柱状改良工法にあたって現地の土質に問題がない（土が固化材により十分に固化する）と判断された後、柱状改良工法の本施工に使用する重機が現地に搬入される。
【００２４】
次に、採取工程Ｓ２０が行われる。この工程Ｓ２０では、柱状改良工法の本施工を開始する前に、当該本施工が予定された現地から土壌試料を採取することにより、現地の土質を再度確認する（試掘調査）。具体的には、搬入した重機により現地の地盤において２００ｍｍ径程度の孔を２〜３箇所空け、各孔から所定の深さ（例えば１ｍ）までの土壌試料を採取する。
【００２５】
次に、判定工程Ｓ３０が行われる。この工程Ｓ３０では、採取工程Ｓ２０で得られた土壌試料を目視観察等することにより、当該土壌試料が固化し易い土質であるか否かを判定する。具体的には、採取した土壌試料の中に腐植土等の固化し難い土が含まれるか否かを目視等により確認し、その有無に基づいて柱状改良工法にあたって土質に問題がないか否かを判定する。そして、腐植土等が確認されず土質に問題がない（土壌試料が固化し易い）と判定した場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、柱状改良工法の採用をそのまま決定する（Ｓ７０）。
【００２６】
腐植土は、柱状改良工法においてセメント系固化材と混合しても固化し難い性質を有する。このため、現地の地盤に少量でも腐植土が含まれる場合には、固化不良に起因して地盤を十分に強化することができない可能性があり、建物の不同沈下を招く虞がある。
【００２７】
また先に行われるボーリング調査では腐植土が確認されなかった場合でも、試掘調査において腐植土が確認される場合がある。これは、ボーリング調査では地盤に１０ｃｍ径程度の孔を１箇所のみ空けて土壌試料を採取するのに対して、試掘調査では上述の通り２０ｃｍ径程度の孔を２〜３箇所空けて土壌試料を採取するため、土質調査の対象範囲の違いに起因するものである。
【００２８】
判定工程Ｓ３０で腐植土等が確認された場合には、土壌試料が固化し難いと判定する（Ｓ３０：ＮＯ）。この場合、柱状改良工法の採用をそのまま決定せず、土壌試料と固化材とを混合し、その強度等を測定することにより土の固化具合を確認する試験をさらに行う必要がある。これは、目視確認等だけでは、土が固化材により十分に固化するか否かを判断するのが困難であるからである。
【００２９】
通常、このような土の固化試験を行う場合には、現地から重機を一旦引き揚げ、採取された土壌試料を別の場所にある試験所に搬送する。次に、この土壌試料と固化材とを混合することにより供試体を作製し、当該供試体について予め設定された固化時間（例えば２８日間）養生した後、当該供試体を用いて一軸圧縮試験を行う。そして、測定された圧縮強度に基づいて土が正常に固化するか否かを判断する。
【００３０】
これに対して、本実施形態では、現地から採取した土壌試料と固化材とを用いて供試体を作製し、上記固化時間よりも短い測定時間において供試体の硬度を現地で測定する。そして、測定された供試体の硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する。
【００３１】
このため、本実施形態では、通常の一軸圧縮試験のように固化時間の到来時に供試体の強度を測定する場合に比べて、柱状改良工法の採用の可否を判断するのに要する日数をより少なくすることができる。しかも、この硬度測定は、持ち運び可能な硬度計を用いて現地で行うことができるため、土壌試料を試験所へ搬送する作業や重機の引き揚げ作業も不要になる。従って、地盤改良における工期の遅延化を防ぐことができる。以下、供試体の硬度測定について詳細に説明する。
【００３２】
まず、作製工程Ｓ４０が行われる。この工程Ｓ４０では、混合工程Ｓ４１及び充填工程Ｓ４２が順に行われることにより、採取工程Ｓ２０で得られた土壌試料と予め設定された量の固化材とを用いて供試体が作製される。
【００３３】
まず、混合工程Ｓ４１では、採取工程Ｓ２０で得られた土壌試料と予め設定された量の固化材と水とを現地において混合する。具体的には、採取工程Ｓ２０で得られた土壌試料を所定の混合容器（図示しない）内に投入すると共に、予め設定された量の固化材及び水を当該混合容器内に投入する。固化材としては、柱状改良工法で用いられるものと同様に、セメント系固化材が使用される。そして、当該混合容器内において土壌試料と固化材と水とを混合攪拌することにより、土壌試料と固化材と水とが均一に混ざり合った混合試料が得られる。
【００３４】
次に、充填工程Ｓ４２では、まず図２に示す円筒形状の筒体１０が準備される。筒体１０は、軸方向の一方（上方）に開口１１が設けられると共に軸方向の他方（下方）が底部１２により塞がれたものであり、混合試料１３を充填可能な中空部１０Ａを有する。筒体１０の内径Ｄ１は例えば５０ｍｍであり、高さＨ１は例えば１００ｍｍである。その後、図２に示すように、混合試料１３が筒体１０の中空部１０Ａ全体に均一に充填される。これにより、円柱形状を有する硬度測定用の供試体１４が作製される。
【００３５】
次に、供試体１４の硬度を測定する測定工程Ｓ５０が行われる。まず、この工程Ｓ５０で用いられる硬度計１の構成及び仕組みについて図３〜図５を参照して説明する。
【００３６】
硬度計１は、山中式土壌硬度計であって、図３に示すように、円錐部２と、支持部６と、バネ体３と、突き当て鍔５と、遊動指標部４と、を備える。円錐部２は、供試体１４において測定面となる円柱上面１４Ａ（図４，５）に押し付けることにより、当該供試体１４内に貫入させるための部分である。支持部６は、円筒形状を有し、円錐部２が支持部６の軸方向に移動可能となるように当該円錐部２を支持する。
【００３７】
バネ体３は、供試体１４から円錐部２に加わる力により支持部６に対して円錐部２が軸方向に移動することに応じて圧縮変形可能となるように支持部６と円錐部２との間に設けられている。具体的には、図４及び図５に示すように円錐部２を供試体１４に押し付けたときに、供試体１４から受ける力によって円錐部２が支持部６内に押し込められるのに応じて、バネ体３が圧縮可能となっている。図３に示すように、バネ体３は、支持部６内に収容されており、一端が円錐部２の底部側に接続されると共に、他端が支持部６の底部側に接続されている。
【００３８】
突き当て鍔５は、円錐部２を供試体１４内に貫入させるときに、図５に示すように供試体１４の円柱上面１４Ａに接触させるための部分である。突き当て鍔５は、支持部６よりも径が大きい円板形状を有している。硬度計１においては、突き当て鍔５が円柱上面１４Ａに接触するまでに円錐部２が供試体１４内に貫入する深さが、「円錐部２の供試体１４に対する貫入深さ」として予め設定されている。
【００３９】
遊動指標部４は、支持部６の外周面の一部を軸方向に沿って切り欠いたスリット部６Ａに設けられている。図４及び図５に示すように、遊動指標部４は、円錐部２を供試体１４に押し付けたときのバネ体３の圧縮量に応じて、スリット部６Ａに沿って軸方向に移動する。スリット部６Ａの周りには目盛が設けられており、これによりバネ体３の圧縮量を読み取ることができる。
【００４０】
なお、硬度計１は、山中式土壌硬度計に限定されるものではなく、同様の機能を備えるものであれば（供試体１４の硬度測定が可能であれば）、その構造は特に制限されない。
【００４１】
ここで、測定工程Ｓ５０で得られる供試体１４の硬度の合否を判断するための、供試体１４の硬度の閾値を準備する準備工程について説明する。この準備工程は、搬入工程Ｓ１０よりも前に事前に行われる。
【００４２】
準備工程では、以下のようにして供試体１４の硬度の閾値Ｓ２が設定される（図６）。まず、複数種の土壌試料（１）〜（３）を準備し、これらの土壌試料と固化材とを用いて供試体をそれぞれ作製する。そして、供試体の材齢（供試体の作製時点からの経過時間）と、供試体の強度と、の関係について調査し、図６に示すようなグラフを得る。図６のグラフにおいて、横軸が供試体の材齢を示し、縦軸が供試体の強度を示している。また横軸中の「Ｔ１」が測定工程Ｓ５０において供試体１４の硬度を測定する「測定時間」を示し、「Ｔ２」が通常の一軸圧縮試験が行われる「固化時間」を示している。図６に示すように、（１）及び（２）の供試体は固化時間Ｔ２の到来時において強度の基準Ｓ１を満たし、（３）の供試体は固化時間Ｔ２の到来時において強度の基準Ｓ１を満たしていない。また図１０は、測定時間Ｔ１における供試体１４の硬度（横軸）と供試体１４の圧縮強度（縦軸）との関係を示している。図１０のグラフの通り、測定時間Ｔ１においては供試体１４の硬度と供試体１４の圧縮強度とは略比例関係を有している。
【００４３】
図６の（１）及び（２）の供試体の測定時間Ｔ１における硬度を硬度計１により測定すると共に、（３）の供試体の測定時間Ｔ１における硬度を硬度計１により測定する。そして、（１）及び（２）の硬度値と（３）の硬度値との間に硬度の閾値Ｓ２を設定する。測定時間Ｔ１において閾値Ｓ２を超える場合（（１）及び（２）の供試体）には固化時間Ｔ２においても基準Ｓ１を満たし、測定時間Ｔ１において閾値Ｓ２を超えない場合（（３）の供試体）には固化時間Ｔ２においても基準Ｓ１を満たさないことになる。従って、上記の通り設定した閾値Ｓ２に基づいて、通常の固化時間Ｔ２よりも短い測定時間Ｔ１において土壌試料が正常に固化するか否かを高い信頼性をもって評価することができる。
【００４４】
測定工程Ｓ５０では、供試体１４について予め設定された固化時間Ｔ２よりも短い測定時間Ｔ１（図６）において円錐部２を供試体１４に押し付けたときのバネ体３の圧縮量に基づいて、測定時間Ｔ１における供試体１４の硬度を測定する。具体的には、測定者が硬度計１を手に持ち、図４に示すように円錐部２の先端を供試体１４の測定面（円柱上面１４Ａ）の中央に垂直に突き立てる。次に、円錐部２の先端を供試体１４の測定面に押し付けることにより、当該円錐部２を供試体１４内に貫入させる。そして、図５に示すように、突き当て鍔５が測定面（円柱上面１４Ａ）に接触するまで円錐部２全体を供試体１４内に貫入させる。この時のバネ体３の圧縮量を目盛から読み取り、これに基づいて供試体１４の硬度を測定する。
【００４５】
測定時間Ｔ１は、円錐部２を予め設定された貫入深さまで供試体１４内に貫入可能となるように（つまり突き当て鍔５が円柱上面１４Ａに接触可能なように）予め設定されており、例えば１８時間とすることができる。これにより、例えば前日の午後４時頃に供試体１４を準備した後、翌日の午前１０時頃に硬度測定を開始することができるため、試験をスムーズに進めることができる。
【００４６】
本実施形態では、供試体１４の硬度測定において、バネ体３の圧縮量が３０ｍｍ以下となる範囲で供試体１４の硬度と強度との間に強い相関関係が見られるため、より信頼性の高い測定値を得ることができる。
【００４７】
また本実施形態では、図４及び図５に示すように、筒体１０内に収容された状態の供試体１４に対して円錐部２を押し付ける。これにより、円錐部２を押し付けたときに供試体１４の形状が崩れるのを筒体１０により防ぐことができるため、硬度測定を正確に行うことができる。
【００４８】
次に、判断工程Ｓ６０が行われる。この工程Ｓ６０では、測定工程Ｓ５０で得られた硬度が予め設定された硬度の閾値Ｓ２（図６）以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する。そして、測定工程Ｓ５０で得られた硬度が閾値Ｓ２以上である場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、現地の土が固化材により正常に固化するものと判断し、柱状改良工法の採用を決定する（Ｓ７０）。一方、測定工程Ｓ５０で得られた硬度が閾値Ｓ２未満である場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、土が固化不良を起こすものと判断する。この場合、柱状改良工法以外の工法を地盤改良工法として決定する（Ｓ８０）。具体的には、鋼管杭工法や既製コンクリート杭を用いた工法を柱状改良工法の代わりの工法として決定する。以上の工程Ｓ１０〜Ｓ８０により地盤改良工法を決定することができ、本実施形態に係る地盤改良工法の選定方法が終了する。
【００４９】
次に、施工工程Ｓ９０が行われる。この工程Ｓ９０では、判断工程Ｓ６０において決定された地盤改良工法を用いた本施工が開始される。柱状改良工法に決定した場合には（Ｓ７０）、図７（左）に示すように、スクリュー２１を貫入させて地盤を掘削しつつ、当該スクリュー２１の先端からセメントミルクを注入する。そして、設計深さまで掘り下げた後（図７（中央））、スクリュー２１を回転させて土とセメントミルクを攪拌しつつスクリュー２１を引き上げる。これにより、図７（右）に示すように、所定の設計長さ及び支持力を有するセメントからなる改良柱体２２が地中に造成され、これによって地盤を強化することができる。
【００５０】
一方、柱状改良工法以外の工法（例えば鋼管杭工法）に決定した場合には（Ｓ８０）、図８に示すように、重機を用いて鋼管杭３１を回転させつつ地盤に貫入し、複数本の鋼管杭３１を継ぎ足しつつ所定の設計深さまで打ち込むことにより地盤を強化する。以上のようにして住宅の建設にあたっての地盤強化が行われ、本実施形態に係る地盤改良方法が完了する。
【００５１】
なお、上記した実施形態は本発明の例示であり、本発明では例えば以下のような変形例も採用することができる。
【００５２】
上記実施形態のように、測定工程Ｓ５０で供試体１４の硬度を測定した後、この硬度値に基づいて測定時間Ｔ１における圧縮強度を推定してもよい。さらに、測定時間Ｔ１における圧縮強度に所定の係数を掛けて補正することにより、通常の固化時間Ｔ２における圧縮強度を算出してもよい。
【００５３】
上記実施形態では、供試体１４を筒体１０内に収容した状態で硬度測定を行う場合について説明したが、供試体１４を筒体１０から取り出した上で硬度測定を行ってもよい。
【００５４】
上記実施形態では、円錐部２の移動に応じてバネ体３が圧縮変形可能な硬度計１を用いる場合について説明したが、円錐部２の移動に応じてバネ体３が引張変形可能な硬度計が用いられてもよい。この場合、円錐部２を供試体１４に押し付けたときのバネ体３の引張量に基づいて測定時間Ｔ１における供試体１４の硬度を測定することができる。
【００５５】
また上記実施形態では、測定工程Ｓ５０において山中式土壌硬度計を用いる場合について説明したが、上述の通りこれに限定されるものではない。測定工程Ｓ５０において、山中式土壌硬度計とは異なる硬度計であって、円錐部と、円錐部が移動可能となるように円錐部を支持する支持部と、供試体から円錐部に加わる力により支持部に対して円錐部が移動することに応じて引張又は圧縮変形可能となるように支持部と円錐部との間に設けられたバネ体と、を備えると共に、硬度測定のための円錐部の供試体に対する貫入深さが予め設定された硬度計を用いてもよい。そして、円錐部を上記貫入深さまで供試体内に貫入可能となるように予め設定された測定時間において円錐部を供試体に押し付けると共にバネ体の引張又は圧縮の量に基づいて、上記測定時間における供試体の硬度を測定してもよい。また本発明では、円錐部と支持部とバネ体とを備える硬度計以外のものを用いて供試体の硬度を測定してもよい。
【００５６】
上記準備工程において、図６のように固化時間Ｔ２の到来時に基準Ｓ１を満たす複数（例えば２つ）の供試体について測定時間Ｔ１の到来時における硬度を測定し、その低い方の値を閾値Ｓ２として設定してもよい。また固化時間Ｔ２の到来時に基準Ｓ１を満たす１つの供試体についてのみ測定時間Ｔ１の到来時における硬度を測定し、その硬度値の公差を考慮して閾値Ｓ２を設定してもよい。
【実施例】
【００５７】
山中式土壌硬度計を用いて測定した硬度値と、一軸圧縮試験による圧縮強度と、の相関関係について確認するため、以下の実験を行った。
【００５８】
まず、砂質土を準備し、これにセメント系固化材及び水を混合することにより供試体１４を作製した。そして、硬度計１（山中式土壌硬度計）を用いて円錐部２を供試体１４内に貫入させたときのバネ体３の圧縮量（ｍｍ）及び硬度（ｋＮ／ｍ２）を測定した。この測定を、材齢１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、９時間、１８時間及び２４時間のそれぞれについて行った。また同じ供試体１４を用いて一軸圧縮試験を行い、供試体の圧縮強度（ｋＮ／ｍ２）を測定した。
【００５９】
また粘性土及び軟弱粘性土を準備し、山中式土壌硬度計による硬度測定及び一軸圧縮試験による圧縮強度の測定について、砂質土の場合と同様に行った。
【００６０】
下記表１は砂質土を用いた場合の実験結果を示し、下記表２は粘性土を用いた場合の実験結果を示し、下記表３は軟弱粘性土を用いた場合の実験結果をそれぞれ示している。図９のグラフは表１〜表３のデータをプロットしたものであり、図１０のグラフは表１〜表３のデータのうち圧縮量が３０ｍｍ超えるものを除外してプロットしたものである。
【００６１】
【表１】
2018104906.tif 000003
【００６２】
【表２】
2018104906.tif 000004
【００６３】
【表３】
2018104906.tif 000005
【００６４】
（考察）
図９及び図１０のグラフから明らかなように、山中式土壌硬度計による硬度値（横軸）と圧縮強度（縦軸）との間には、土質に依らず一定の比例関係があることが分かった。しかし、図９のグラフのように、硬度値（硬度計支持強度）が大きくなるとデータのばらつきが大きくなり、圧縮強度との相関が悪くなる（相関係数Ｒの二乗値が０．７４６８）。一方、図１０のグラフのように、バネ体３の圧縮量が３０ｍｍ以下の範囲であれば、硬度値と圧縮強度との間に強い相関関係が見られた（相関係数Ｒの二乗値が０．９９３７）。
【００６５】
また土の種類毎に測定可能な時間の上限について考察すると、比較的固化し易い砂質土及び粘性土では材齢が９時間以内であればバネ体３の圧縮量が３０ｍｍ以下となり、軟弱粘性土では材齢が２４時間経過した時点でもバネ体３の圧縮量が３０ｍｍ以下であった。また測定時間の下限について考察すると、どの種類の土でも硬度と圧縮強度との相関関係が確認できるのは材齢が６時間以上からであった。よって、６時間以上９時間以下の範囲であれば、どのような種類の土でも硬度と圧縮強度との間に強い相関関係が得られると考えられる。また軟弱粘性土の結果から考えると、腐植土のように固化し難い土の場合では２４時間経過した時点でも硬度と圧縮強度との間に相関関係が得られると考えられる。よって、測定時間Ｔ１を試験のスケジュール上好ましい１８時間に設定することができると考えられる。
【００６６】
今回開示された実施形態及び実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６７】
１  硬度計
２  円錐部
３  バネ体
６  支持部
１０  筒体
１３  混合試料
１４  供試体
Ｓ２０  採取工程
Ｓ３０  判定工程
Ｓ４０  作製工程
Ｓ４１  混合工程
Ｓ４２  充填工程
Ｓ５０  測定工程
Ｓ６０  判断工程
Ｔ１  測定時間
Ｔ２  固化時間
【図１】
2018104906.tif 000006
【図２】
2018104906.tif 000007
【図３】
2018104906.tif 000008
【図４】
2018104906.tif 000009
【図５】
2018104906.tif 000010
【図６】
2018104906.tif 000011
【図７】
2018104906.tif 000012
【図８】
2018104906.tif 000013
【図９】
2018104906.tif 000014
【図１０】
2018104906.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌試料を採取する採取工程と、
前記採取工程で得られた前記土壌試料と予め設定された量の固化材とを用いて、地盤改良の現地で供試体を作製する作製工程と、
前記供試体について予め設定された固化時間よりも短い測定時間において前記現地で前記供試体の硬度を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する判断工程と、
前記閾値を準備する準備工程と、を備え、
前記準備工程では、前記固化時間の到来時において強度の基準を満たすと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定し、測定された前記硬度に基づいて前記閾値を設定し、
前記測定工程では、筒体内に収容された状態の前記供試体の硬度を、山中式土壌硬度計を用いて測定することを特徴とする、地盤改良工法の選定方法。
【請求項２】
前記準備工程では、
前記固化時間の到来時において強度の基準を満たさないと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定し、
前記固化時間の到来時に強度の基準を満たす前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度値と、前記固化時間の到来時に強度の基準を満たさない前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度値と、の間に前記閾値を設定することを特徴とする、請求項１に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項３】
前記採取工程で得られた前記土壌試料が固化し易い土質であるか否かを判定する判定工程をさらに備え、
前記判定工程で前記土壌試料が固化し難いと判定した場合のみ、前記作製工程、前記測定工程及び前記判断工程が行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項４】
前記測定工程では、前記山中式土壌硬度計のバネ体の引張又は圧縮の量が３０ｍｍ以下となる前記測定時間において前記供試体の硬度を測定することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項５】
前記作製工程は、
前記土壌試料と前記固化材と水とを混合することにより、混合試料を得る混合工程と、
前記混合試料を前記筒体内に充填する充填工程と、を含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の地盤改良工法の選定方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の地盤改良工法の選定方法を用いて地盤改良工法を選定し、選定された工法により地盤を改良することを特徴とする、地盤改良方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一局面に係る地盤改良工法の選定方法は、土壌試料を採取する採取工程と、前記採取工程で得られた前記土壌試料と予め設定された量の固化材とを用いて、地盤改良の現地で供試体を作製する作製工程と、前記供試体について予め設定された固化時間よりも短い測定時間において前記現地で前記供試体の硬度を測定する測定工程と、前記測定工程で得られた硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する判断工程と、前記閾値を準備する準備工程と、を備える。前記準備工程では、前記固化時間の到来時において強度の基準を満たすと判断される前記供試体の前記測定時間の到来時における硬度を測定し、測定された前記硬度に基づいて前記閾値を設定する。前記測定工程では、筒体内に収容された状態の前記供試体の硬度を、山中式土壌硬度計を用いて測定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記地盤改良工法の選定方法では、採取した土壌試料と固化材とを用いて供試体を作製し、所定の測定時間において供試体の硬度を測定する。そして、測定された供試体の硬度が予め設定された硬度の閾値以上であるか否かに基づいて、柱状改良工法の採用の可否を判断する。この測定時間は、供試体について予め設定された固化時間よりも短い。このため、固化時間の到来時において供試体の強度を測定する場合に比べて、柱状改良工法の採用の可否を判断するのに要する日数をより少なくすることができる。しかも、この硬度測定は、持ち運び可能な硬度計を用いて現地で行うことができるため、土壌試料を試験所へ搬送する作業や重機の引き揚げ作業も不要になる。従って、上記地盤改良工法の選定方法によれば、地盤改良における工期の遅延化を防ぐことができる。また筒体内に収容された状態の供試体の硬度を測定することにより、測定中に供試体の形状が崩れるのを防ぐことができるため、硬度測定を正確に行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記地盤改良工法の選定方法において、前記測定工程では、前記山中式土壌硬度計のバネ体の引張又は圧縮の量が３０ｍｍ以下となる前記測定時間において前記供試体の硬度を測定してもよい。バネ体の引張又は圧縮の量が３０ｍｍ以下となる時間範囲では、供試体の硬度と強度との間に強い相関関係が見られるため、より信頼性の高い測定値を得ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記地盤改良工法の選定方法において、前記作製工程は、前記土壌試料と前記固化材と水とを混合することにより、混合試料を得る混合工程と、前記混合試料を前記筒体内に充填する充填工程と、を含んでいてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の他局面に係る地盤改良方法は、上記地盤改良工法の選定方法を用いて地盤改良工法を選定し、選定された工法により地盤を改良する方法である。このため、工法の選定段階で要する時間が少なく、工期の遅延化を防ぐことができる。