(57)【要約】【課題】埋め戻し部における地盤改良材の強度設計を行う方法を提供する。【解決手段】現場土試料と第１地盤改良材とが接する第１供試体を作製し、現場土試料と第２地盤改良材とが接し、第１地盤改良材と強度が異なる第２供試体を作製し、現場土試料と第１地盤改良材との境界において、掘削バケットの互いに異なる回転数で、第１掘削孔及び第２掘削孔を形成し、現場土試料と第２地盤改良材との境界において、掘削バケットの互いに異なる回転数で、第３掘削孔及び第４掘削孔を形成し、第１掘削孔乃至第４掘削孔の曲がりの程度を測定し、測定結果に基づいて、曲がり程度と、掘削バケットの回転数と、第１地盤改良材の強度及び第２地盤改良材の強度と、の関係を特定する。【選択図】図１
2019214826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場土試料と第１地盤改良材とが接する第１供試体を作製し、
前記現場土試料と第２地盤改良材とが接し、前記第１地盤改良材と強度が異なる第２供試体を作製し、
前記現場土試料と前記第１地盤改良材との境界において、掘削バケットの互いに異なる回転数で、第１掘削孔及び第２掘削孔を形成し、
前記現場土試料と前記第２地盤改良材との境界において、掘削バケットの互いに異なる回転数で、第３掘削孔及び第４掘削孔を形成し、
前記第１掘削孔乃至第４掘削孔の曲がりの程度を測定し、
測定結果に基づいて、前記曲がり程度と、前記掘削バケットの回転数と、前記第１地盤改良材の強度及び前記第２地盤改良材の強度と、の関係を特定する、強度設計方法。
【請求項２】
前記掘削バケットの中心位置は、前記現場土試料と前記第１地盤改良材との境界、及び前記現場土試料と前記第２地盤改良材との境界で位置合わせされる、請求項１に記載の強度設計方法。
【請求項３】
前記曲がり程度は、前記第１掘削孔の深さに対する前記第１供試体の表面の前記第１掘削孔の中心と前記第１掘削孔の底面の中心との芯ずれ距離の比に基づいて決定される、請求項１又は２に記載の強度設計方法。
【請求項４】
前記曲がり程度と、前記掘削バケットの回転数と、前記第１地盤改良材の強度及び前記第２地盤改良材の強度との関係から、前記曲がり程度が許容範囲に含まれるかを判定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の強度設計方法。
【請求項５】
前記許容範囲として、前記曲がりの程度が、１／１００以下のいずれかの数値で設定されている、請求項４に記載の強度設計方法。
【請求項６】
前記第１地盤改良材及び前記第２地盤改良材の強度は、前記現場土試料の強度よりも低い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の強度設計方法。
【請求項７】
前記第１地盤改良材及び前記第２地盤改良材の強度は、前記現場土試料の強度よりも高い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の強度設計方法。
【請求項８】
前記第１地盤改良材の強度は、前記現場土試料の強度よりも高く、
前記第２地盤改良材の強度は、前記現場土試料の強度よりも低い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の強度設計方法。
【請求項９】
現場から現場土を採取し、
前記現場土と同等の地盤特性を有する現場土試料と、第１地盤改良材とが接する第１供試体を作製し、
前記現場土と同等の地盤特性を有する前記現場土試料と、第２地盤改良材とが接する第２供試体を作製し、
前記現場土試料と前記第１地盤改良材との境界において、掘削バケットの回転数が異なるように、第１掘削孔及び第２掘削孔を形成し、
前記現場土試料と前記第２地盤改良材との境界において、掘削バケットの回転数が異なるように、第３掘削孔及び第４掘削孔を形成し、
前記第１掘削孔乃至第４掘削孔の曲がりの程度を測定し、
測定結果に基づいて、前記曲がり程度と、前記掘削バケットの回転数と、前記第１地盤改良材の強度及び前記第２地盤改良材の強度と、の関係を特定し、
前記曲がり程度と前記掘削バケットの回転数と、前記第１地盤改良材の強度及び前記第２地盤改良材の強度と、の関係から、前記現場に埋め戻す第３地盤改良材の強度を設計し、
前記現場に、前記第３地盤改良材を埋め戻す、埋め戻し方法。
【請求項１０】
前記設計された前記掘削バケットの回転数によって、前記現場の地盤と前記第３地盤改良材との境界を掘削する、請求項９に記載の埋め戻し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存杭撤去後の空洞に充填する地盤改良材の強度設計を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物を解体する工事を行う際、既存建物の基礎に杭が使用されている場合には、既存杭を引き抜き、撤去する必要がある。既存杭を撤去した後、既存杭があった部分（以降、撤去孔）は空洞になるため、空洞の周囲と同等な強度を持たせるために、流動化処理土やセメントミルクなどで埋め戻しが行われる。また、既存杭の撤去後に行われる新設杭の施工には、アースドリル工法、プレボーリング工法等が採用されている。一般的なアースドリル工法としては、アースドリルの先端に取り付けられた掘削バケットの中心と、新設杭との杭芯とを位置合わせする。そして、地表面に対して垂直な掘削孔を形成する工程と、掘削孔に鉄筋かごを挿入する工程と、掘削孔にコンクリートを打設して、新設杭を構築する工程等が存在する。
【０００３】
特許文献１には、事前の室内試験によって対象地盤に対する適正な固化材投入量を決定できるようにしたセメント改良材の品質管理試験方法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４１２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撤去孔が、新築建物の新設杭の施工領域内に存在する場合、撤去孔に改良材を埋め戻しても施工領域内の地盤に強度差が生じてしまう。このため、掘削の進行に伴い、掘削バケットの中心が徐々に強度の弱い領域にずれてしまい、新設杭の掘削孔に対して垂直に掘削することが困難となる。また、掘削孔を垂直に形成するためには、掘削バケットの回転数を低くすることが望ましいが、所定の深さまで掘削するまでに多くの時間を要し、工期が延びてしまうため、コストが上昇してしまうおそれがある。
【０００６】
仮に、原地盤と全く同じ強度となる改良材を、撤去孔の各深度に埋め戻すことが出来れば掘削孔の曲がりは生じないが、原地盤と全く同じ強度の材料で撤去孔を埋め戻すことは、現実的に不可能である。そこで一般的には、原地盤と撤去工の埋戻し部の強度差ができるだけ小さくなるように改良材の目標強度を設定することで、新設杭の掘削時に孔曲りが生じないようにすることができるが、どの程度の強度差であれば孔曲がりが生じないかを事前に予測することは困難であった。
【０００７】
したがって、新設杭の掘削孔が撤去孔に干渉する場合、現場地盤の強度と埋め戻し部との強度差と、掘削バケットの回転数がどの程度であれば、新設杭の掘削孔を鉛直に形成できるかを定量的に評価する方法が必要とされていた。
【０００８】
そこで、本発明の一実施形態では、埋め戻し部における地盤改良材の強度設計を行う方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る強度設計方法は、現場土試料と第１地盤改良材とが接する第１供試体を作製し、現場土試料と第２地盤改良材とが接し、第１地盤改良材と強度が異なる第２供試体を作製し、現場土試料と第１地盤改良材との境界において、掘削バケットの互いに異なる回転数で、第１掘削孔及び第２掘削孔を形成し、現場土試料と第２地盤改良材との境界において、掘削バケットの互いに異なる回転数で、第３掘削孔及び第４掘削孔を形成し、第１掘削孔乃至第４掘削孔の曲がりの程度を測定し、測定結果に基づいて、曲がり程度と、掘削バケットの回転数と、第１地盤改良材の強度及び第２地盤改良材の強度と、の関係を特定する。
【００１０】
掘削バケットの中心位置は、現場土試料と第１地盤改良材との境界、及び現場土試料と第２地盤改良材との境界で位置合わせされてもよい。または実際の設計状況に合わせて、撤去孔と新設杭の干渉状況と同等の条件となるように掘削バケットの中心位置を、第１地盤改良材との境界、及び現場土試料と第２地盤改良材との境界からずらしてもよい。
【００１１】
曲がり程度は、第１掘削孔の深さに対する第１供試体の表面の第１掘削孔の上端部の中心と第１掘削孔の底面の中心との芯ずれ距離の比に基づいて決定されてもよい。
【００１２】
曲がり程度と掘削バケットの回転数と、第１地盤改良材の強度及び第２地盤改良材の強度との関係から、曲がり程度が許容範囲に含まれるかを判定してもよい。
【００１３】
許容範囲として、曲がりの程度が、１／１００以下のいずれかの数値で設定されていてもよい。
【００１４】
第１地盤改良材及び第２地盤改良材の強度は、現場土試料の強度よりも低くてもよいし、強くてもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る埋め戻し方法は、現場から現場土を採取し、現場土と同等の地盤特性を有する現場土試料と、第１地盤改良材とが接する第１供試体を作製し、現場土と同等の地盤特性を有する現場土試料と、第２地盤改良材とが接する第２供試体を作製し、現場土試料と第１地盤改良材との境界において、掘削バケットの回転数が異なるように、第１掘削孔及び第２掘削孔を形成し、現場土試料と第２地盤改良材との境界において、掘削バケットの回転数が異なるように、第３掘削孔及び第４掘削孔を形成し、第１掘削孔乃至第４掘削孔の曲がりの程度を測定し、測定結果に基づいて、曲がり程度と、掘削バケットの回転数と、第１地盤改良材の強度及び第２地盤改良材の強度と、の関係を特定し、曲がり程度と掘削バケットの回転数と、第１地盤改良材の強度及び第２地盤改良材の強度と、の関係から、現場に埋め戻す第３地盤改良材の強度を設計し、現場に、第３地盤改良材を埋め戻す方法である。
【００１６】
設計された掘削バケットの回転数によって、現場の地盤と第３地盤改良材との境界を掘削してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一実施形態では、埋め戻し部の地盤改良材の強度設計を行う方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る供試体の作製方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る供試体を示す概要図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る地盤改良材の強度の評価方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る供試体に掘削孔を形成する工程を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る供試体に掘削孔を形成する工程を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る複数の掘削孔が形成された供試体の上面図である。
【図７】図６に示す供試体をＡ１−Ａ２線に沿って切断した断面図である。
【図８】図６に示す供試体をＢ１−Ｂ２線に沿って切断した断面図である。
【図９】現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比と、掘削孔の曲がり角度との関係を示すグラフである。
【図１０】地盤改良材の強度及びバケットの回転数とコストとの関係を示すグラフである。
【図１１】現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比と、掘削孔の曲がり角度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態において、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その技術的思想の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係る地盤改良材の強度設計方法について、図１乃至図１１を参照して説明する。
【００２１】
＜概要＞
既存建物を解体する工事を行う際、既存建物の基礎に杭が使用されている場合には、既存杭を引き抜き、撤去する必要がある。既存杭を撤去した後、既存杭があった部分は空洞になるため、空洞は改良材などで埋め戻しが行われる。しかしながら、既存杭の撤去孔が、新築建物の新設杭の施工領域内に存在する場合、撤去孔に改良材を埋め戻しても施工領域内の地盤に強度差が生じてしまう。このため、掘削の進行に伴い、掘削バケットの中心が徐々に強度の弱い領域にずれてしまう。
【００２２】
そこで、本発明の一実施形態では、新設杭の掘削孔が現場地盤及び埋め戻し部に干渉する場合、現場地盤の強度と、埋め戻し部の強度差と、掘削バケットの回転数とがどの程度であれば、新設杭の掘削孔を垂直に形成できるかを定量的に評価する。具体的には、現場土試料と地盤改良材とが接する供試体に、掘削バケットで掘削孔を形成し、掘削孔の曲がりの程度を測定する。
【００２３】
図７は、本発明の一実施形態に係る地盤改良材の強度設計方法について説明する図である。現場の地盤特性を再現した現場土試料２１１と、地盤改良材２１２とが接する供試体２１０に、掘削バケットの互いに異なる回転数で掘削孔２２１を形成する。図７では、本来の掘削ライン２６１に対して、地盤改良材２１２側に掘削孔２２１が曲がっている様子を示す。掘削孔２２１が曲がっている場合、掘削孔２２１の底面の中心２５１は、供試体２１０の表面の掘削孔２２１の中心２３１に対して芯ずれが生じている。掘削孔２２１の曲がりの程度は、掘削孔２２１の曲がり角度θによって測定する。掘削孔２２１の曲がり角度θは、掘削孔２２１の深さｌに対する供試体２１０の表面の掘削孔２２１の中心２３１及び掘削孔２２１の底面２４１の中心２５１の芯ずれ距離ｒから求められる。また、距離ｒは、供試体２１０の表面の掘削孔２２１の中心２３１と、掘削孔２２１の底面２４１の中心２５１との水平距離ともいえる。また、点２７１は、供試体２１０の表面の掘削孔２２１の中心２３１における垂線と、掘削孔２２１の底面２４１の中心２５１を通って、供試体２１０の表面と平行な線との交点である。このようにして、供試体２１０に形成された掘削孔２２１の曲がりの程度を測定することにより、曲がりの程度と、掘削バケットの回転数と、地盤改良材２１２の強度との関係を特定する。以下、地盤改良材２１２の強度設計方法について、具体的に説明する。
【００２４】
図１及び図３は、本発明の一実施形態に係る地盤改良材の強度設計方法を説明するフローチャートである。図１において、ステップＳ１００〜ステップＳ１０６は供試体の作製方法であり、図３において、ステップＳ１０７〜ステップＳ１１１は、地盤改良材の強度評価方法であり、ステップＳ１１２及びステップＳ１１３は、現場の作業工程である。
【００２５】
＜供試体の作製方法＞
供試体の作製方法について、図１及び図２を参照して説明する。まず、現場で地盤調査を行ったり、現場土を採取したり、土質試験を行ったりして、地盤特性を把握する（ステップＳ１００）。次に、採取した現場土に対して、強度評価を行う（ステップＳ１０１）。強度評価として、例えば、採取した現場土に対して一軸圧縮試験等によって強度測定を行う。次に、既存建物の杭抜きを行う現場の地盤強度と同等仕様の現場土試料を作製する（ステップＳ１０２）。現場土試料は、例えば、セメント改良土、流動化処理土を用いて作製される。現場土試料は、作製する供試体の数に合わせて作製する。また、現場から採取した現場土を突き固めて、現場土試料として使用してもよい。次に、作製した現場土試料に対して、強度評価を行う（ステップＳ１０３）。強度評価として、例えば、作製した現場土試料に対して一軸圧縮試験等によって強度測定を行う。
【００２６】
次に、現場の杭抜き後の空洞に埋め戻しを行うための地盤改良材を複数作製する（ステップＳ１０４）。複数の地盤改良材は、例えば、流動化処理土、セメント改良土を用いて作製される。複数の地盤改良材は、強度がそれぞれ異なるように作製する。複数の地盤改良材の強度はそれぞれ、現場土試料の強度に対して高くてもよいし、低くてもよい。複数の地盤改良材のうち、現場土試料の強度よりも高い強度の地盤改良材と、低い強度の地盤改良材とがあってもよい。本実施形態では、複数の地盤改良材の強度はそれぞれ、現場土試料の強度よりも低い場合について説明する。次に、作製した複数の地盤改良材に対して、強度評価を行う（ステップＳ１０５）。強度評価として、例えば、作製した複数の地盤改良材に対して、一軸圧縮試験等によって強度測定を行う。
【００２７】
次に、作製した現場土試料と地盤改良材とが接するように供試体を複数作製する（ステップＳ１０６）。図２は、本実施形態に係る供試体２１０を説明する図である。図２に示すように、型枠２０１内に供試体２１０が設けられている。供試体２１０は、型枠２０１内において、現場土試料２１１と地盤改良材２１２とが接して設けられている。例えば、供試体２１０は、型枠２０１内に現場土試料２１１を入れた後に、地盤改良材２１２を入れることで作製する。なお、型枠２０１内に、現場土試料２１１と地盤改良材２１２とを入れる順番は逆であってもよい。これにより、現場土試料２１１と地盤改良材２１２とが接するように、供試体２１０が作製される。このようにして、地盤改良材２１２の強度毎に、供試体２１０を複数作製する。
【００２８】
＜地盤改良材の強度評価方法＞
地盤改良材の強度評価方法について、図３乃至図１０を参照して説明する。まず、供試体２１０の現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界において、掘削孔２２１を形成する（ステップＳ１０７）。図４及び図５は、供試体２１０に、掘削孔２２１を形成する工程を示す図である。掘削孔２２１は、アースドリルの先端に取り付けられた掘削バケット３０１を用いて形成する。まず、図４に示すように、掘削バケット３０１の中心３０２を、現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界に位置合わせする。そして、掘削バケット３０１を、矢印の方向に移動させる。これにより、図５に示すように、現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界において、掘削孔２２１が形成される。
【００２９】
本実施形態では、一つの供試体２１０に対して、掘削バケット３０１の回転数を異ならせて、複数の掘削孔を形成する。本実施形態では、掘削バケット３０１の回転数を、２０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、６０ｒｐｍとして説明する。図６は、掘削バケット３０１の回転数を異ならせて、複数の掘削孔を形成した後の供試体２１０の上面図である。図６において、掘削孔２２１は、掘削バケット３０１が６０ｒｐｍである場合について示し、掘削孔２２２は、掘削バケット３０１が４０ｒｐｍである場合を示し、掘削孔２２３は、掘削バケット３０１が２０ｒｐｍである場合を示す。なお、図６においては、掘削バケット３０１の回転数が３種類である場合について説明するが、掘削バケット３０１の回転数の種類については限定されない。
【００３０】
図６に示すように、掘削孔２２１の中心２３１、掘削孔２２２の中心２３２、掘削孔２２３の中心２３３は、現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界において、位置合わせされている。ただし、現場において新設杭の掘削孔の中心が、現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界に位置するとは限らない。そのため、現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界と、掘削孔２２１の中心との位置関係は、現場の新設杭の掘削孔の中心位置で位置決めされてもよい。例えば、掘削孔２２１の中心位置を、現場土試料２１１と地盤改良材２１２との境界からずらしてもよい。
【００３１】
本実施形態では、地盤改良材２１２の強度は、現場土試料２１１の強度よりも低い。そのため、掘削バケット３０１の回転数によっては、地盤改良材２１２の方に進みやすくなる。図６に示すように、掘削孔２２１の底面２４１の中心２５１及び掘削孔２２２の底面２４２の中心２５２は、地盤改良材２１２に側に位置している。さらに、掘削孔２２３の底面２４３の中心２５３は、掘削孔２２３の中心２３３と一致している。つまり、掘削孔２２１及び掘削孔２２２においては、芯ずれが生じていることがわかる。図６において、供試体２１０の表面の掘削孔２２１、２２２、２２３は実線で示している。また、掘削孔２２１、２２２、２２３の底面２４１、２４２、２４３は、破線で示している。なお、供試体２１０の表面の掘削孔２２１、２２２、２２３の孔径と底面２４１、２４２、２４３との孔径とは同じであるが、供試体２１０の奥行方向を示すために、底面２４１、２４２、２４３の孔径を、掘削孔２２１、２２２、２２３の孔径よりも小さく示している。
【００３２】
次に、複数の掘削孔の曲がりの程度をそれぞれ測定する（ステップＳ１０８）。掘削孔の曲がりの程度は、例えば、掘削孔の曲がり角度θから求められる。図７は、図６に示す掘削孔２２１をＡ１−Ａ２線に沿って切断した断面図である。図７に示す掘削孔２２１は、本来の掘削ライン２６１に対して、地盤改良材２１２側に曲がっている。そのため、掘削孔２２１の底面２４１の中心２５１は、地盤改良材２１２側に位置している。掘削孔２２１の曲がり角度θは、掘削孔２２１の深さｌに対する供試体２１０の表面の掘削孔２２１の中心２３１及び掘削孔２２１の底面２４１の中心２５１の芯ずれ距離ｒである。
【００３３】
図８は、図６に示す掘削孔２２３をＢ１−Ｂ２線に沿って切断した断面図である。図８に示す掘削孔２２３は、本来の掘削ライン２６３に概ね一致している。したがって、供試体２１０の表面の掘削孔２２３の中心２３３及び掘削孔２２３の底面２４３の中心２５３の芯ずれ距離は０となり、掘削孔２２３の曲がり角度θは０となる。
【００３４】
以上のようにして、供試体毎に形成された複数の掘削孔の曲がり角度θをそれぞれ測定する。
【００３５】
次に、地盤改良材の強度の評価を行う方法について説明する。現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比と、掘削孔の曲がりの程度と、掘削バケットの回転数と、の関係を特定する（ステップＳ１０９）。図９は、現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比と、掘削孔の曲がり角度θとの関係を示すグラフである。ｘ軸は、現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比を示し、ｙ軸は、掘削孔の曲がり角度θを示している。また、図９では、掘削バケットの回転数に応じた現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比と、曲がり角度θとの関係を示している。
【００３６】
図９では、現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比が１に近いほど、つまり地盤改良材の強度が現場土試料の強度と同程度であるほど、掘削孔の曲がり角度θは小さくなる。また、掘削バケットの回転数が低いほど、掘削孔の曲がり角度θが小さくなる。したがって、現場土試料の強度に対する地盤改良材の強度の比が１に近いほど、また掘削バケットの回転数が低いほど、掘削孔の曲がり角度θが小さくなるという関係が得られる。
【００３７】
複数の掘削孔のそれぞれについて、掘削孔の曲がり角度θが許容範囲か否かを判定する（ステップＳ１１０）。例えば、掘削孔の曲がり角度θの許容範囲は、１／１００以下のいずれかの数値で設定されていればよい。掘削孔の曲がり角度θが１／１００を超えると、現場において掘削孔を形成しても、垂直な掘削孔を形成することが困難となる。このようにして、掘削孔の曲がり角度θが許容範囲に含まれているか否かを判定する。本実施形態では、複数の掘削孔のうち、曲がり角度θが１／１００以下の掘削孔についてさらに評価を行う。
【００３８】
ところで、現場において使用する地盤改良材は強度が高くなるのに伴い、地盤改良材に含まれるセメントの量が増加する。セメントの量が増加すると、コストが上昇してしまう。また、掘削バケットの回転数が遅いほど、垂直な掘削孔を形成することが容易となるが、所定の深さまで掘削するまでに多くの時間を要し、工期が延びるためコストが上昇してしまう。
【００３９】
そこで、地盤改良材の強度（地盤改良材に含まれるセメントの量）に対するコストと、掘削バケットの回転数に対するコストとのバランスがとれるところで、地盤改良材の強度と掘削バケットの回転数を決定する（ステップＳ１１１）。
【００４０】
図１０に、地盤改良材の強度及びバケットの回転数と、コストとの関係を示す。図１０に示すグラフにおいて、ｘ軸の下側は地盤改良材の強度を示し、ｘ軸の上側は、掘削バケットの回転数を示し、ｙ軸はコストを示す。また、図１０に示す実線は、地盤改良材の強度に対するコストを示し、破線は掘削バケットの回転数に対するコストを示す。
【００４１】
ステップＳ１１０において、許容範囲に含まれる掘削孔のそれぞれに対して、当該掘削孔が形成された供試体に含まれる地盤改良材の強度（地盤改良材に含まれるセメントの量）のコスト、及び当該掘削孔を形成するときの掘削バケットの回転数によるコストをそれぞれ算出する。許容範囲に含まれる掘削孔のそれぞれに対して、地盤改良材の強度にかかるコストと、掘削孔の回転数にかかるコストの合計を算出することで、掘削孔を形成するためのコストを算出する。このようにして、地盤改良材の強度と、掘削バケットの回転数とから、コストのバランスが取れている条件を、現場で使用する地盤改良材の強度及び掘削バケットの回転数として決定する。
【００４２】
＜現場の作業工程＞
次に、現場における作業工程について説明する。現場において、ステップＳ１１１で決定された地盤改良材を使用して、既存杭の撤去孔に、当該地盤改良材を埋め戻す（ステップＳ１１２）。
【００４３】
次に、現場において、ステップＳ１１１で決定された掘削バケットの回転数によって、新設杭のための掘削孔を形成する（ステップＳ１１３）。
【００４４】
本発明の一実施形態に係る強度設計方法によれば、既存杭の撤去孔に埋め戻す地盤改良材の強度と、新設杭のための掘削孔を形成する掘削バケットの回転数を、定量的に評価することができる。また、本発明の一実施形態に係る強度設計方法によって設計された地盤改良材の強度で既存杭の撤去孔に埋め戻しを行い、掘削バケットの回転数で新設杭のための掘削孔を形成することで、垂直な掘削孔を形成することができる。
【００４５】
本実施形態では、ステップＳ１０４において作製される地盤改良材２１２の強度が、現場土試料２１１の強度よりも低い場合について説明したが、これに限定されない。複数の地盤改良材２１２の強度はそれぞれ、現場土試料２１１の強度よりも高くてもよい。この場合、現場土試料２１１の強度に対する地盤改良材２１２の強度の強度比と、掘削孔の曲がり角度θとの関係は、図１１に示す通りである。または、複数の地盤改良材のうち、現場土試料２１１の強度よりも低い強度の地盤改良材２１２と、現場土試料２１１の強度よりも高い強度の地盤改良材２１２との双方があってもよい。
【００４６】
なお、地盤改良材２１２の強度が現場土試料２１１の強度よりも高い場合、地盤改良材２１２の強度が現場土試料２１１の強度よりも低い場合と比較して、地盤改良材２１２に含まれるセメントの量が増加する。一般的には、セメントの量が増加することで、図１０で説明した通り、地盤改良材のコストが増加する傾向がある。本発明の一実施形態に係る強度設計方法よれば、地盤改良材の強度と、掘削バケットの回転数とから、コストのバランスが取れている条件を求めることができるため、工事の全体にかかるコストを低減することが可能である。
【００４７】
以上説明した通り、本発明の一実施形態に係る強度設計方法よれば、様々な条件で地盤改良材２１２を作製し、供試体として使用することで、既存杭の撤去孔に埋め戻す地盤改良材の強度と、新設杭のための掘削孔を形成する掘削バケットの回転数を、より定量的に評価することができる。
【符号の説明】
【００４８】
２０１：型枠、２１０：供試体、２１１：現場土試料２１１：地盤改良材、２２１、２２２、２２３：掘削孔、２３１、２３２、２３３：中心、２４１、２４２、２４３：底面、２５１、２５２、２５３：中心、２６１、２６３：掘削ライン、３０１：掘削バケット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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