(57)【要約】【課題】低コストで締め固め効率をより一段と向上させることができる砂質地盤締固め工法を提供する。【解決手段】砂質地盤１をロッド５の振動により締め固める砂質地盤締固め工法であって、砂質地盤１の浅層部２中に所定深度までロッド５を打ち込んで貫入し、次に、ロッド５を所定長さ引き抜いて該ロッド５の先端部５ａに振動・衝撃を加えてその周囲にできた空洞部Ｋに周辺地盤の土砂１ａを落とし込み、次に、ロッド５を打ち戻して浅層部２を締め固める。【選択図】図１
2019019490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂質地盤をロッドの振動により締め固める砂質地盤締固め工法であって、
前記砂質地盤の浅層部中に所定深度まで前記ロッドを打ち込んで貫入し、次に、前記ロッドを所定長さ引き抜いて該ロッドの先端部に振動・衝撃を加えてその周囲にできた空洞部に周辺地盤を落とし込み、次に、前記ロッドを打ち戻して前記浅層部を締め固めることを特徴とする砂質地盤締固め工法。
【請求項２】
請求項１記載の砂質地盤締固め工法であって、
前記砂質地盤の浅層部に対して前記ロッドを斜めに打ち込み・引き抜きすることを特徴とする砂質地盤締固め工法。
【請求項３】
請求項２記載の砂質地盤締固め工法であって、
前記砂質地盤の深層部を地盤改良する前工程にて、本工程で深層部を地盤処理する１箇所より斜めに前記ロッドを違う方向から複数回にわたり前記浅層部に貫入・引き抜きして該浅層部の沈下処理を施し、次に、前記ロッドを打ち戻して前記浅層部を締め固めた後、前記本工程にて深層部中に材料砂の圧入を施して地盤改良を行うことを特徴とする砂質地盤締固め工法。
【請求項４】
請求項１記載の砂質地盤締固め工法であって、
前記砂質地盤の浅層部に対して前記ロッドを鉛直に打ち込み・引き抜きすることを特徴とする砂質地盤締固め工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂質地盤をロッドやケーシングパイプ等を介して締め固める砂質地盤締固め工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の砂質地盤締固め工法として、材料砂をケーシングパイプを通して地中に圧入することで、砂質地盤を締め固める工法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９１４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の砂質地盤締固め工法では、材料砂の圧入により、砂質地盤の間隙を減少させているが、浅層部では盛り上りや側方への押し出し変位を発生させることが多く、変位緩衝孔等の対策が必要となることが多かった。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、低コストで締め固め効率をより一段と向上させることができる砂質地盤締固め工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、砂質地盤をロッドの振動により締め固める砂質地盤締固め工法であって、前記砂質地盤の浅層部中に所定深度まで前記ロッドを打ち込んで貫入し、次に、前記ロッドを所定長さ引き抜いて該ロッドの先端部に振動・衝撃を加えてその周囲にできた空洞部に周辺地盤を落とし込み、次に、前記ロッドを打ち戻して前記浅層部を締め固めることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の砂質地盤締固め工法であって、前記砂質地盤の浅層部に対して前記ロッドを斜めに打ち込み・引き抜きすることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２記載の砂質地盤締固め工法であって、前記砂質地盤の深層部を地盤改良する前工程にて、本工程で深層部を地盤処理する１箇所より斜めに前記ロッドを違う方向から複数回にわたり前記浅層部に貫入・引き抜きして該浅層部の沈下処理を施し、次に、前記ロッドを打ち戻して前記浅層部を締め固めた後、前記本工程にて深層部中に材料砂の圧入を施して地盤改良を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１記載の砂質地盤締固め工法であって、前記砂質地盤の浅層部に対して前記ロッドを鉛直に打ち込み・引き抜きすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、砂質地盤の浅層部中に所定深度までロッドを打ち込んで貫入し、次に、ロッドを所定長さ引き抜いて該ロッドの先端部に振動・衝撃を加えてその周囲にできた空洞部に周辺地盤を落とし込み、次に、ロッドを打ち戻して浅層部を締め固めることにより、ロッドの周囲の周辺地盤の沈下を促進させることができ、締め固め効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、砂質地盤の浅層部に対してロッドを斜めに打ち込み・引き抜きすることにより、ロッドの上部の周辺地盤の土砂がロッドを引き抜いた空洞部に落ち込み易く、ロッドを鉛直に設置して打ち込み・引き抜きした場合に比べて、沈下処理の効率をより一段と良くすることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、砂質地盤の深層部を地盤改良する前工程にて、本工程で深層部を地盤処理する１箇所より斜めにロッドを違う方向から複数回にわたり浅層部に貫入・引き抜きして該浅層部の沈下処理を施し、次に、ロッドを打ち戻して浅層部を締め固めた後、本工程にて深層部中に材料砂の圧入を施して地盤改良を行うことで、１箇所より複数回のロッドの斜め打ち込み・引き抜きにより広範囲の砂質地盤を締め固めて沈下や側方への引き込み変位を発生させ、その後の本工程にて行う材料砂の圧入締め固めで発生する盛り上りや側方への押し出し変位と相殺することができ、深層部の地盤改良を低コストで簡単かつ確実に行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、砂質地盤の浅層部に対してロッドを鉛直に打ち込み・引き抜きすることにより、ロッドの先端部の下側にできた空洞部にロッドの周囲の周辺地盤の土砂を確実に落とし込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態のロッドを斜めに設置する場合の砂質地盤締固め工法によるロッドの貫入状態を示す断面図、（ｂ）は同ロッドの引き抜き時の断面図、（ｃ）は同ロッドの打ち戻し時の断面図である。
【図２】上記第１実施形態の砂質地盤締固め工法の前工程と本工程の関係を説明する平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態のロッドを鉛直に設置する場合の砂質地盤締固め工法によるロッドの貫入状態を示す断面図、（ｂ）は同ロッドの引き抜き時の断面図、（ｃ）は同ロッドの打ち戻し時の断面図である。
【図４】実験用の中型土槽でロッドを斜めに打設・引き抜きする場合の側面図である。
【図５】実験用の中型土槽でロッドを斜めに打設・引き抜きする場合の平面図である。
【図６】実験用の中型土槽でロッドを鉛直に打設・引き抜きする場合の側面図である。
【図７】実験用の中型土槽でロッドを鉛直に打設・引き抜きする場合の平面図である。
【図８】実験用の中型土槽においてロッドを斜めに打設・引き抜きする場合と鉛直に打設・引き抜きする場合の総打撃回数と模擬地盤の沈下量の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１（ａ）は本発明の第１実施形態のロッドを斜めに設置する場合の砂質地盤締固め工法によるロッドの貫入状態を示す断面図、図１（ｂ）は同ロッドの引き抜き時の断面図、図１（ｃ）は同ロッドの打ち戻し時の断面図である。
【００１７】
この第１実施形態の砂質地盤締固め工法は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、砂質地盤１の浅層部２をロッド５の先端部５ａの振動Ｓ及び衝撃Ｇにより締め固める工法であり、先端部５ａに振動Ｓ及び衝撃Ｇを付与する振動・衝撃付与装置６を備えたロッド５を用いている。尚、図中符号３は砂質地盤１の深層部を示す。
【００１８】
次に、砂質地盤１の深層部３を地盤改良する前工程である浅層部２をロッド５の先端部５ａの振動・衝撃により締め固める手順を、図１（ａ）〜図１（ｃ）を用いて説明する。
【００１９】
まず、図１（ａ）に示すように、砂質地盤１の浅層部２中に所定深度（深度５〜６ｍ程度）までロッド５を回転させながら浅層部２に対して斜めに打ち込んで貫入する。
【００２０】
その後、図１（ｂ）に示すように、ロッド５を所定長さ（例えば６０ｃｍ程度）引き抜いて、ロッド５の先端部５ａより周辺地盤に所定時間（例えば１〜３分程度）振動・衝撃を加えて、引き抜いたロッド５の先端部５ａの周囲にできた空洞部Ｋに周辺から周辺地盤の土砂１ａを落とし込んで供給して、空洞部Ｋを埋める作業を行う。
【００２１】
その後、図１（ｃ）に示すように、ロッド５を例えば４０ｃｍ打ち戻して、２０ｃｍ相当分を締め固める。この作業を連続して行い、浅層部２の５〜６ｍ程度を締め固める。この締め固め部分を図１（ｃ）中符号Ｍで示す。
【００２２】
このように、砂質地盤１の浅層部２に対してロッド５を斜めに打ち込み・引き抜きすることにより、ロッド５の上部の周辺地盤の土砂１ａがロッド５を引き抜いた空洞部Ｋに落ち込み易く、沈下処理の効率が良くなる。即ち、斜めにロッド５を貫入させることで、ロッド５の上部の周辺地盤の土砂１ａの落ち込みが促進され、締め固め効率が良くなる。さらに、ロッド５の打ち戻しを行うことで、より締め固め効果が大きくなる。
【００２３】
また、例えば、空港の地盤改良のように、舗装に穴をあけて施工する場合、ロッド５を斜めに貫入させることで、前工程の一次締固めで二次締固めによる材料砂の圧入を伴わない振動・衝撃の作用範囲を、舗装の穴の直下でなく、ロッド５の斜めの貫入により斜めの範囲に広げることができ、その分、簡単かつ低コストで地盤改良することができる。
【００２４】
図２は第１実施形態の砂質地盤締固め工法の前工程と本工程の関係を説明する平面図である。
【００２５】
図２に示すように、砂質地盤１の深層部３を地盤改良する前工程（一次締固め）にて、本工程（二次締固め）で深層部３を地盤処理する１箇所より違う方向（例えば放射状の２〜４方向）から斜めにロッド５を２〜４回にわたり浅層部２に貫入・引き抜きして該浅層部２の沈下処理と周辺地盤の土砂１ａの落とし込み処理を施す。
【００２６】
そして、ロッド５を打ち戻して浅層部２を締め固めた後、本工程にて、深層部３中にケーシングパイプ７を通して材料砂を圧入して地盤改良を行う。
【００２７】
このように、深層部３を地盤改良する前工程にて、砂質地盤１中にケーシングパイプ７を貫入させる１箇所よりロッド５を違う方向から斜めに浅層部２に貫入・引き抜きして、浅層部２の沈下処理と周辺地盤の土砂１ａの落とし込み処理を施し、浅層部２を締め固めした後で、本工程にて、深層部３にケーシングパイプ７を通して材料砂を圧入して地盤改良を行うことで、１箇所より複数方向からのロッド５の斜め打ち込み・引き抜きにより広範囲の砂質地盤１を締め固めて沈下や側方への引き込み変位を発生させ、その後の本工程にて行う材料砂の圧入締め固めで発生する盛り上りや側方への押し出し変位と相殺することができ、深層部３の地盤改良を低コストで簡単かつ確実に行うことができる。
【００２８】
図３（ａ）は本発明の第２実施形態のロッドを鉛直に設置する場合の砂質地盤締固め工法によるロッドの貫入状態を示す断面図、図３（ｂ）は同ロッドの引き抜き時の断面図、図３（ｃ）は同ロッドの打ち戻し時の断面図である。
【００２９】
この第２実施形態の砂質地盤締固め工法も砂質地盤１の浅層部２をロッド５の先端部５ａの振動Ｓ及び衝撃Ｇにより締め固める工法であり、先端部５ａに振動Ｓ及び衝撃Ｇを付与する振動・衝撃付与装置６を備えたロッド５を用いている。尚、図中符号３は砂質地盤１の深層部を示す。
【００３０】
次に、砂質地盤１の深層部３を地盤改良する前工程である浅層部２をロッド５の先端部５ａの振動・衝撃により締め固める手順を、図３（ａ）〜図３（ｃ）を用いて説明する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、砂質地盤１の浅層部２中に所定深度（深度５〜６ｍ程度）までロッド５を回転させながら浅層部２に対して鉛直に打ち込んで貫入する。
【００３２】
その後、図３（ｂ）に示すように、ロッド５を所定長さ（例えば６０ｃｍ程度）引き抜いて、ロッド５の先端部５ａより周辺地盤に所定時間（例えば１〜３分程度）振動・衝撃を加えて、引き抜いたロッド５の先端部５ａの周囲にできた空洞部Ｋに周辺から土砂（周辺地盤）を落とし込んで供給して、空洞部Ｋを埋める作業を行う。
【００３３】
その後、図３（ｃ）に示すように、ロッド５を例えば４０ｃｍ打ち戻して、２０ｃｍ相当分を締め固める。この作業を連続して行い、浅層部２の５〜６ｍ程度を締め固める。この締め固め部分を図３（ｃ）中符号Ｍで示す。
【００３４】
このように、砂質地盤１の浅層部２に対してロッド５を鉛直に打ち込み・引き抜きすることにより、前記第１実施形態と同様に、ロッド５の周囲の周辺地盤の土砂１ａがロッド５を引き抜いた空洞部Ｋに落ち込み易く、沈下処理の効率が良くなる。さらに、ロッド５の打ち戻しを行うことで、締め固め効果が大きくなる。
【００３５】
尚、前記第１実施形態によれば、本工程で深層部を地盤処理する１箇所より斜めにロッドを放射状の２〜４方向から浅層部に貫入・引き抜きするようにしたが、放射状の５方向以上から斜めにロッドを浅層部に貫入・引き抜きするようにしても良い。
【実施例】
【００３６】
図４は実験用の中型土槽でロッドを斜めに打設・引き抜きする場合の側面図、図５は実験用の中型土槽でロッドを斜めに打設・引き抜きする場合の平面図、図６は実験用の中型土槽でロッドを鉛直に打設・引き抜きする場合の側面図、図７は実験用の中型土槽でロッドを鉛直に打設・引き抜きする場合の平面図である。
【００３７】
図４〜図７に示すように、ロッド５を斜めに打設・引き抜きして締め固める場合と、ロッド５を鉛直に打設・引き抜きして締め固める場合に使用する実験用の底有で円筒状の中型土槽１０は、内径φ４００ｍｍ、高さ４００ｍｍの同じ大きさのものである。この中型土槽１０内に、ロッド５としての塩化ビニル製のパイプ（ＶＰ２５、φ３２ｍｍ）を４本設置し、その周囲を乾燥させた例えば宇部珪砂の６号と７号のブレンド砂（６号：７号＝７：３）で所定密度（設定Ｄｒ＝５０％）になるように充填（５層×層厚７０ｍｍ＝高さ３５０ｍｍ）し、模擬地盤（砂質地盤）１１を作製した。
【００３８】
この模擬地盤１１の試験では、ロッド５としての塩化ビニル製のパイプを５ｃｍずつ引き抜いた状態で、木づちでパイプを叩き、衝撃を加える。その後、同様の手順で引き抜きと打撃を５回実施し、最終的に短管パイプを模擬地盤１１から完全に引き抜く。これを４本繰り返す。４本終了後、模擬地盤１１の砂面１１ａの沈下量を計測して、締固め度合いを確認した。この計測結果を図８に示す。
【００３９】
即ち、図８において、斜め貫入の場合の総打撃回数６回、６０回、３００回の砂面１１ａの沈下量を黒色の四角形で示し、鉛直貫入の場合の総打撃回数３００回の砂面１１ａの沈下量を白色（白抜き）の三角形で示す。
【００４０】
図８に示すように、中型土槽１０を用いた試験では、斜め貫入の場合の総打撃回数６回での砂面１１ａの沈下量は−４．５ｍｍ、６０回で−６．９ｍｍ、３００回で−１６．８ｍｍであり、また、鉛直貫入の場合の総打撃回数３００回での砂面１１ａの沈下量は−１０．７ｍｍとなり、斜め貫入と鉛直貫入で打撃回数を変えた場合、同程度の砂面１１ａの沈下を発生させようとする場合に、斜め貫入では、鉛直貫入に比べて約１／２の打撃回数で済み効率的であることが判った。即ち、振動・衝撃を発生させるロッド５を鉛直に貫入させるよりも、斜めに貫入させて引き抜いた方が、ロッド直上の地盤の沈下を誘発でき、引き込み・沈下の効率が良く、しかも、ロッド５を斜めに貫入させて引き抜いた方が、鉛直に貫入させて引く抜くよりも施工時間を約半分に減らすことができ、より効率的に模擬地盤１１を締め固めることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  砂質地盤
２  浅層部
３  深層部
５  ロッド
５ａ  先端部
１１  模擬地盤（砂質地盤）
Ｓ  振動
Ｇ  衝撃
Ｋ  空洞部
【図１】
2019019490.tif 000003
【図２】
2019019490.tif 000004
【図３】
2019019490.tif 000005
【図４】
2019019490.tif 000006
【図５】
2019019490.tif 000007
【図６】
2019019490.tif 000008
【図７】
2019019490.tif 000009
【図８】
2019019490.tif 000010