(57)【要約】【課題】軟弱地盤に補強鋼材を適切に打ち込むことで補強するための補強支援情報を提供して、補強方法を実施する担当者の負担を軽減して費用の削減を図り、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に安全性が確保された補強方法を迅速に提供する。【解決手段】補強鋼材寸法データを可変可能な変数として設定可能であって、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材寸法データ（断面幅寸法×補強鋼材長さ）を設定し、設定された補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算し、Tq ≧ｑ  を満足させる補強鋼材の種類及び補強鋼材寸法データから作業鋼板幅内補強鋼材本数を取得する。【選択図】図６
2019183559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤の下方に硬質地盤が存在するときの軟弱地盤の補強方法に軟弱地盤補強支援装置からの支援情報が用いられ、当該軟弱地盤補強支援装置が、データベース、演算処理手段及び画面表示手段を備え、
軟弱地盤補強支援装置から提供された軟弱地盤補強支援情報に基づいて、軟弱地盤に補強鋼材を打ち込むことで軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法において、
軟弱地盤上に、軟弱地盤に接触する接触面積Aaの作業鋼板を敷設し、当該作業鋼板上に作業機械を設置し、軟弱地盤上に作業鋼板の重さPs及び作業機械の重さPcによる集中荷重Ｐを鉛直方向に負荷させたときに、軟弱地盤補強支援装置が、P/Aaから算出された平均荷重度ｑが負荷され、補強前の軟弱地盤についての、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の補強前の地耐力度qaと、設定された補強鋼材本数及び補強鋼材の補強鋼材寸法データから演算された地耐力度の増加量Δquとから補強後の地耐力度Tqを演算して、Tq ≧ｑとなる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数の情報を提供するものであり、
当該軟弱地盤補強支援装置からの、Tq ≧ｑとなる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数の情報を持つ軟弱地盤補強のための補強鋼材打込み支援情報の提供に基づいて、補強鋼材を、軟弱地盤の下層に存在する硬質地盤に達しないようにして鉛直方向に打ち込むことで、軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法であって、
軟弱地盤補強支援装置のデータベースに、
作業鋼板について軟弱地盤に接触する接触面積Aa及び作業機械の重さを含む作業諸データ、各種の補強鋼材について予め設定された、断面幅寸法×補強鋼材長さからなる補強鋼材寸法データを含む補強鋼材データ、軟弱地盤の種類と種類に対応して、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、軟弱地盤の補強前の地耐力度qa、及び補強鋼材の補強で、軟弱地盤との摩擦によって発生する摩擦抵抗力を取得する摩擦抵抗力Ｑfriの取得式及び当該軟弱地盤の影響範囲の体積重量を演算し、影響範囲の体積重量から変形土圧抵抗力を取得する変形土圧抵抗力Ｗrの取得式、及び摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗr、及び補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データに基づいて地耐力の増加量Δquを取得する地耐力度の増加量Δquの取得式が格納され、
前記演算処理手段が、
補強鋼材寸法データが可変可能な変数因子とし設定され、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材の種類から補強鋼材寸法データを設定し、
変数因子としての補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の軟弱地盤が破壊されない許容限界値としての地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算し、
Tq ≧ｑ
なる地盤の地耐力度Tqを満足する補強鋼材寸法データを取得し、補強鋼材寸法データから補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数を取得し、
補強鋼材の種類及び補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報に含まれる補強鋼材種類及び補強鋼材本数の内、いずれかの補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が、作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報として取得されること
を特徴とする軟弱地盤の補強方法。
【請求項２】
請求項１に記載された軟弱地盤の補強方法において、
データベースに、作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報が取得されたときに、補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報が対比してデータベースに格納され、補強鋼材の種類が特定されると、補強鋼材補強支援情報及び補強鋼材補強情報が対比して取得されることを特徴とする軟弱地盤の補強方法。
【請求項３】
請求項１に記載された軟弱地盤の補強方法において、
データベースに、軟弱地盤の種類に対応して、演算されたを地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得する標準貫入試験値‘Ｎ’  値の取得式が格納され、
演算処理手段が、演算されたを地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得し、当該‘Ｎ’  値と軟弱地盤のヤング係数との既存の関係式から当該‘Ｎ’  値に依存した軟弱地盤のヤング係数を演算し、ヤング係数を用いて地盤の即時沈下量を求める沈下量計算式から当該ヤング係数を用いて即時沈下量を取得し、軟弱地盤の即時沈下量を閾値に対比し、軟弱地盤の即時沈下量が閾値よりも小さいときに、地盤の地耐力度Tqが、Tq ≧qの対比に用いられること
を特徴とする軟弱地盤の補強方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載された軟弱地盤の補強方法において、
地耐力度Tqと即時沈下量Ｓe あるいは地盤の変形量δo との地耐力度線がX軸に地耐力度Tq、Y軸に沈下量Ｓeあるい地盤の変形量はδoを採った座標で表され、  
平均荷重度ｑに対して、地耐力度線上に、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、地盤の補強前の地耐力度qaが予め設定され、短期許容地耐力度qa（qa（短））が、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の地耐力度qaの点に表示され、補強後の地耐力度線が表示され、当該地耐力度線上に、地耐力度Tqが短期許容地耐力度qa（qa（短））＋地耐力度の増加量Δquで表示され、当該地盤の地耐力度Tqが、Tq≧ｑを満足させる補強鋼材の種類及び補強鋼材本数が取得されることを特徴とする軟弱地盤の補強方法。
【請求項５】
請求項４に記載された軟弱地盤の補強方法において画面表示手段の画面に、前記座標が表示され、該座標上に、平均荷重度ｑ線、及びTq≧ｑを満足させる補強鋼材寸法データに基づく地耐力度線に加えてTq≧ｑを満足させない補強鋼材寸法データに基づく地耐力度線が対比表示されることを特徴とする軟弱地盤の補強方法。
【請求項６】
データベース、演算処理手段及び画面表示手段を備え、生成した軟弱地盤補強支援情報の提供に基づいて、補強鋼材を、軟弱地盤の下層の存在する硬質地盤に達しないようにして打ち込むことで、軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法に用いられる軟弱地盤補強支援装置において、
軟弱地盤補強支援装置のデータベースに、
作業鋼板について軟弱地盤に接触する接触面積Aa及び作業機械の重さを含む作業諸データ、各種の補強鋼材について予め設定された補強鋼材寸法データ（断面寸法×補強鋼材長さ）を含む補強鋼材データ、軟弱地盤の種類と種類に対応して、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、軟弱地盤の補強前の地耐力度qa、及び補強鋼材の補強で、軟弱地盤との摩擦によって発生する摩擦抵抗力を取得する摩擦抵抗力Ｑfriの取得式及び当該軟弱地盤の影響範囲の体積重量を演算し、影響範囲の体積重量から変形土圧抵抗力を取得する変形土圧抵抗力Ｗrの取得式、及び摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗr、及び補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数に基づいて地耐力度の増加量Δquを取得する地耐力度の増加量Δquの取得式が格納され、
前記演算処理手段が、
補強鋼材寸法データが可変可能な変数因子とし設定され、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材の種類から補強鋼材寸法データを設定し、
変数因子としての補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の軟弱地盤が破壊されない許容限界値としての地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算し、
Tq ≧ｑ
なる地盤の地耐力度Tqを満足する補強鋼材寸法データを取得し、補強鋼材寸法データから補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数を取得し、
取得された補強鋼材寸法データ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報を画面表示手段の画面に表示すること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置。
【請求項７】
請求項６に記載された軟弱地盤補強支援装置において、
作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報が取得されたときに、補強鋼材種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報が対比してデータベースに格納され、強鋼材の種類が特定されると、補強鋼材補強支援情報及び補強鋼材補強情報が対比して取得されること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置。
【請求項８】
請求項６に記載された軟弱地盤補強支援装置において、
データベースに、軟弱地盤の種類に対応して、演算された地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得する標準貫入試験値‘Ｎ’  値の取得式が格納され、
演算処理手段が、演算されたを地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得し、当該‘Ｎ’  値と軟弱地盤のヤング係数との既存の関係式から当該‘Ｎ’  値に依存した軟弱地盤のヤング係数を演算し、ヤング係数を用いて地盤の即時沈下量を求める沈下量計算式から当該ヤング係数を用いて即時沈下量を取得し、軟弱地盤の即時沈下量を閾値に対比し、軟弱地盤の即時沈下量が閾値よりも小さいときに、地盤の地耐力度Tqが、Tq ≧qの対比に用いられること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置。
【請求項９】
請求項６に記載された軟弱地盤補強支援装置において、
地耐力度Tqと即時沈下量Ｓe あるいは地盤の変形量δo との地耐力度線がX軸に地耐力度Tq、Y軸に沈下量Ｓeあるいは地盤の変形量δoを採った座標で表され、  
平均荷重度ｑに対して、地耐力度線上に、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、軟弱地盤の補強前の地耐力度qaが予め設定され、短期許容地耐力度qa（qa（短））が、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の地耐力度qaの点に表示され、補強後の地耐力度線が表示され、当該地耐力度線上に、地盤の地耐力度Tqが短期許容地耐力度qa（qa（短））＋地耐力度の増加量Δquで表示され、当該地盤の地耐力度Tqが、Tq≧ｑを満足させる補強鋼材寸法データ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得されること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明は、粘性土、および砂質土の軟弱地盤に適用できる地盤補強方法に関し、具体的には、軟弱地盤の補強方法及び軟弱地盤の補強支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤対策には、数多くの方法が提案実施されてきている。これ等の提案にあっては、長期的な負荷作用に対する構造体の鉛直方向支持を行うことで、短期的な負荷作用に対する鉛直方向支持にも対応するものであった。
【０００３】
従来の構造体の鉛直方向支持の数例を列記すると、
1)  1-1  木杭等を支持力が確保できる間隔で地盤の支持層以上の深さまで達するように設置する。
1-2  サンドコンパクションパイル工法を用いる。サンドコンパクションパイル工法は、振動機を地盤内に入れて、振動・衝撃により地盤を締め固めるとともに、支持力が確保できる間隔に砂杭、砂柱を作り地盤強度を高める工法である。
1-3  サンドドレイン工法を用いる。サンドドレイン工法は、軟弱な粘性土地盤中にケーシングパイプを挿入し、砂を入れて引き抜きながら支持力が確保できる間隔に砂柱を作り地盤強度を高める工法である。
2）軟弱地盤の土そのものを改良する方法
軟弱地盤層の土を排出して、セメント系固化材や化学的固化材と土を混合撹拌して、その地耐力度を高める工法が提案された。
【０００４】
特許文献１には、函体ユニットの底板の下側に水平抵抗版を突出させ、水底地盤上に軟着底させた人工地盤が記載される。
【０００５】
特許文献２には、地盤に複数の柱をオーバーラップさせて水平断面を環状に形成した柱群を、間隔をおいて鉛直に配置した構造が記載される。
【０００６】
特許文献３には、地盤の設計地耐力算定システム及び地盤の設計地耐力算定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体が記載される。
【０００７】
特許文献４には、基礎工法選定方法及び基礎工法選定プログラム並びに基礎工法選定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６５４５０号公報
【特許文献２】特開２００３−６４６５７号公報
【特許文献３】特許第３１３６３１５号公報
【特許文献４】特開２００３−２６８７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の軟弱地盤補強方法は、1)で示すように、補強材は、土木機械が用いられて軟弱地盤下方にある固体支持層に達するまで設置される。補強材は、長大化したものが用いられ、それだけコストが増大するものとなっていた。
【００１０】
2）の場合は土木機械により土の搬出が必要となり、セメント系固化材や化学的固化材を投入して機械により土と混合撹拌する。この工法には、大規模な機械の使用が必要である。
【００１１】
従来の技術1)、2）の作業は大規模機械の使用が必要であり、セメント系固化材や化学的固化材を投入による軟弱地盤の固化が必要とされた。そのため、作業工は、多岐に渡るため多数必要となり、所要作業日数は必然的に多くなっていた。このために従来技術による軟弱地盤補強方法に要する費用は莫大となっていた。  そして、従来技術による軟弱地盤補強方法を採用すると、作業後における軟弱地盤の復元は困難となっていた。
【００１２】
従来の軟弱地盤補強方法は、長期的に荷重が作用した場合に荷重に耐え得るものとした軟弱地盤補強方法であって、軟弱地盤に仮設的に短期的な集中荷重が作用した場合、例えば作業機械による作業時に短期的な集中荷重が作用した場合に適した補強構造を提案していない。
【００１３】
特許文献１，２は、長期的に作用荷重が作用することを想定しての軟弱地盤補強方法を対象としていて、軟弱地盤に仮設的に短期的な集中荷重が作用した場合に、適切に算出された補強鋼材補強方法、補強構造を提案するものではない。
【００１４】
特許文献３には、地盤の設計地耐力データを格納する地耐力データファイル、スエーデン式サウンデイング試験で収集した基礎下複数深度ごとの‘Ｎ’値を格納する‘Ｎ’値データファイル等を含む各種のデータファイルを有して、地盤の設計地耐力算定システムを記載するが、軟弱地盤に仮設的に短期的な集中荷重が作用した場合に、適切に算出された補強鋼材補強方法、補強構造を提案するものではない。
【００１５】
特許文献４には、貫入試験結果データ入力工程、基礎選定工程、地盤支持力度判定工程、圧密沈下判定工程、不同沈下判定工程を有して、地盤補強が必要か否かの基礎判定を行うことを記載するが、軟弱地盤に仮設的に短期的な集中荷重が作用した場合に、適切に算出された補強鋼材補強方法、補強構造を提案するものではない。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑み、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に適した軟弱地盤の補強方法及びこれによって補強された構造を形成することを課題とするもので、例えば大型の移動式クレーンを軟弱地盤上に設置して、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に、軟弱地盤に補強鋼材を適切に打ち込むことで補強するための補強支援情報を提供して、補強方法を実施する担当者の負担を軽減して費用の削減を図り、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に安全性が確保された補強方法を迅速に提示することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
軟弱地盤については、「日本建築学会  建築基礎構造設計基準・同解説，1961改」に解説がなされている。支持地盤としては不適の‘Ｎ’値が4以下の粘性土あるいは‘Ｎ’値が５以下の砂質土を言う。このような値を示す軟弱地盤は、従来集中荷重に対する支持地盤としては不適とされた。
【００１８】
‘Ｎ’値は、標準貫入試験で、30cm貫入の打撃回数を指し、標準貫入試験で取得された‘Ｎ’値データであり、‘Ｎ’値データは、当該分野において周知のものであり、インターネットを介してのデータ検索により容易に取得することができる。
なお、‘Ｎ’値は、通常、Ｎの斜体文字で使用されるが、電子出願で制限される文体の関係で、‘Ｎ’が使用される。明細書の一部及び図面では斜形したＮが使用されるが、‘Ｎ’と同一である。
【００１９】
摩擦抵抗力（Ｑfri）とは、軟弱地盤と補強鋼材との摩擦による摩擦力度に基づいて発生する抵抗力であり、変形土圧抵抗力（Ｗr）とは、地盤の単位体積重量に基づいて発生する変形抵抗力である。土圧負担力とは、摩擦抵抗力（Ｑfri）と変形土圧抵抗力（Ｗr）との合計の値である。
【００２０】
作業鋼板とは、作業機械を載置する鋼板であり、作業機械を載置する鋼板に敷き鋼板及び覆工板が使用される場合は、これらの組み合わせからなる鋼板である。
【００２１】
断面寸法とは、補強鋼材の長手方向に直角方向断面から取得される各部の寸法を総称する。断面寸法は、採用された補強鋼材の構造形状に依存して定まる寸法である。補強鋼材と特定すれば、断面寸法が特定される。
【００２２】
地盤の地耐力度Tqは、Tq ＝qa＋Δquで算出される。地盤が破壊しない許容限界値としての地耐力度qaに地耐力度の増加度Δquが加算された値である。地盤が破壊しない許容限界値としての補強前の地耐力度qaをいくつにするかは、過去の経験から作業担当者によって設定される。
【００２３】
短期許容地耐力度qa（qa（短））とは、短期に荷重が負荷された時の地盤支持力の限界値。長期許容地耐力度qa（qa（長））の2倍が採用される。（図6参照）
地盤の拘束強度Ｐ’とは、土圧負担力を断面幅寸法×補強鋼材長さで除した値である。
【００２４】
土圧負担力は、摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrを加算した値。
【００２５】
摩擦抵抗力は、補強鋼材の補強で、軟弱地盤との摩擦によって発生する抵抗力。
【００２６】
変形土圧抵抗力は、補強鋼材の補強で軟弱地盤の受ける影響範囲の体積重量が演算され、影響範囲の体積重量から求められた土圧抵抗力。
【００２７】
補強影響幅とは、補強鋼材の幅で定まる値で、軟弱地盤の影響範囲の体積重量によって変形土圧抵抗力Ｗrを演算するときの台形形状影響範囲の底辺の値である。
【００２８】
土圧許容地耐力度τbearとは、集中荷重が作用した状態で該地盤に生じた横拘束時のせん断強度。補強鋼材に生じる拘束強度P’のときの、地盤がせん断破壊しない許容地耐力限界度（ｋN/m2）。
【００２９】
補強鋼材寸法データは、典型的には断面幅寸法×補強鋼材長さデータからなる。
【００３０】
即時沈下とは、地盤が荷重を受けたとき、載荷とほぼ同時に生ずる沈下現象。砂質土や粘性土等の軟弱地盤に見られる。
【００３１】
本発明は、断面寸法×補強鋼材長さを可変可能な変数として設定し、当該板幅方向における補強鋼材の断面幅寸法から補強鋼材による補強影響幅が設定され、作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材本数が設定される関係において補強鋼材本数を可変可能な変数として設定する。
【００３２】
本発明は、具体的には、
軟弱地盤の下方に硬質地盤が存在するときの軟弱地盤の補強方法に軟弱地盤補強支援装置からの支援情報が用いられ、当該軟弱地盤補強支援装置が、データベース、演算処理手段及び画面表示手段を備え、
軟弱地盤補強支援装置から提供された軟弱地盤補強支援情報に基づいて、軟弱地盤に補強鋼材を打ち込むことで軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法において、
軟弱地盤上に、軟弱地盤に接触する接触面積Aaの作業鋼板を敷設し、当該作業鋼板上に作業機械を設置し、軟弱地盤上に作業鋼板の重さPs及び作業機械の重さPcによる集中荷重Ｐを鉛直方向に負荷させたときに、軟弱地盤補強支援装置が、P/Aaから算出された平均荷重度ｑが負荷され、補強前の軟弱地盤についての、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の補強前の地耐力度qaと、設定された補強鋼材本数及び補強鋼材の補強鋼材寸法データから演算された地耐力度の増加量Δquとから補強後の地耐力度Tqを演算して、Tq ≧ｑとなる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数の情報を提供するものであり、
当該軟弱地盤補強支援装置からの、Tq ≧ｑとなる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数の情報を持つ軟弱地盤補強のための補強鋼材打込み支援情報の提供に基づいて、補強鋼材を、軟弱地盤の下層に存在する硬質地盤に達しないようにして鉛直方向に打ち込むことで、軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法であって、
軟弱地盤補強支援装置のデータベースに、
作業鋼板について軟弱地盤に接触する接触面積Aa及び作業機械の重さを含む作業諸データ、各種の補強鋼材について予め設定された、断面幅寸法×補強鋼材長さからなる補強鋼材寸法データを含む補強鋼材データ、軟弱地盤の種類と種類に対応して、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、補強前の軟弱地盤の地耐力度qa、及び補強鋼材の補強で、軟弱地盤との摩擦によって発生する摩擦抵抗力を取得する摩擦抵抗力Ｑfriの取得式及び当該軟弱地盤の影響範囲の体積重量を演算し、影響範囲の体積重量から変形土圧抵抗力を取得する変形土圧抵抗力Ｗrの取得式、及び摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗr、及び補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データに基づいて地耐力度の増加量Δquを取得する地耐力度の増加量Δquの取得式が格納され、
前記演算処理手段が、
補強鋼材寸法データが可変可能な変数因子とし設定され、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材の種類から補強鋼材寸法データを設定し、
変数因子としての補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の軟弱地盤が破壊されない許容限界値としての地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算し、
Tq ≧ｑ
なる地盤の地耐力度Tqを満足する補強鋼材寸法データを取得し、補強鋼材寸法データから補強鋼材の種類及び補強鋼材本数を取得し、
補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報に含まれる補強鋼材種類及び補強鋼材本数の内、いずれかの補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が、作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報として取得されること
を特徴とする軟弱地盤の補強方法を提供する。
【００３３】
本発明は、上述された軟弱地盤の補強方法において、
データベースに、作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報が取得されたときに、補強鋼材の種類及び補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報が対比してデータベースに格納され、補強鋼材の種類が特定されると、補強鋼材補強支援情報及び補強鋼材補強情報が対比して取得されることを特徴とする軟弱地盤の補強方法を提供する。
【００３４】
本発明は、上述された軟弱地盤の補強方法において、
データベースに、軟弱地盤の種類に対応して、演算された地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得する標準貫入試験値‘Ｎ’  値の取得式が格納され、
演算処理手段が、演算されたを地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得し、当該‘Ｎ’  値と軟弱地盤のヤング係数との既存の関係式から当該‘Ｎ’  値に依存した軟弱地盤のヤング係数を演算し、ヤング係数を用いて地盤の即時沈下量を求める沈下量計算式から当該ヤング係数を用いて即時沈下量を取得し、軟弱地盤の即時沈下量を閾値に対比し、軟弱地盤の即時沈下量が閾値よりも小さいときに、地盤の地耐力度Tqが、Tq ≧qの対比に用いられること
を特徴とする軟弱地盤の補強方法を提供する。
【００３５】
本発明は、上述された軟弱地盤の補強方法において、
地耐力度Tqと即時沈下量Ｓe あるいは地盤の変形量δo との地耐力度線が導かれ、X軸に地耐力度Tq、Y軸に沈下量Ｓeあるい地盤の変形量はδoを採った座標で表され、  
平均荷重度ｑに対して、地耐力度線上に、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、軟弱地盤の補強前の地耐力度qaが予め設定され、短期許容地耐力度qa（qa（短））が、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の地耐力度qaの点に表示され、補強後の地耐力度線が表示され、当該地耐力度線上に、地盤の地耐力度Tqが短期許容地耐力度qa（qa（短））＋地耐力度の増加量Δquで表示され、当該地盤の地耐力度Tqが、Tq≧ｑを満足させる補強鋼材の種類及び補強鋼材本数が取得されることを特徴とする軟弱地盤の補強方法を提供する。
【００３６】
本発明は、上述された軟弱地盤の補強方法において画面表示手段の画面に、前記座標が表示され、該座標上に、平均荷重度ｑ線、及びTq≧ｑを満足させる補強鋼材寸法データに基づく地耐力度線に加えてTq≧ｑを満足させない補強鋼材寸法データに基づく地耐力度線が対比表示されることを特徴とする軟弱地盤の補強方法を提供する。
【００３７】
本発明は、データベース、演算処理手段及び画面表示手段を備え、生成した軟弱地盤補強支援情報の提供に基づいて、補強鋼材を、軟弱地盤の下層の存在する硬質地盤に達しないようにして打ち込むことで、軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法に用いられる軟弱地盤補強支援装置において、
軟弱地盤補強支援装置のデータベースに、
作業鋼板について軟弱地盤に接触する接触面積Aa及び作業機械の重さを含む作業諸データ、各種の補強鋼材について予め設定された補強鋼材寸法データ（断面寸法×補強鋼材長さ）を含む補強鋼材データ、軟弱地盤の種類と種類に対応して、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、補強前の軟弱地盤の補強前の地耐力度qa、及び補強鋼材の補強で、軟弱地盤との摩擦によって発生する摩擦抵抗力を取得する摩擦抵抗力Ｑfriの取得式及び当該軟弱地盤の影響範囲の体積重量を演算し、影響範囲の体積重量から変形土圧抵抗力を取得する変形土圧抵抗力Ｗrの取得式、及び摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗr、及び補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データに基づいて地耐力度の増加量Δquを取得する地耐力度の増加量Δquの取得式が格納され、
前記演算処理手段が、
補強鋼材寸法データが可変可能な変数因子とし設定され、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材の種類から補強鋼材寸法データを設定し、
変数因子としての補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の軟弱地盤が破壊されない許容限界値としての地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算し、
Tq ≧ｑ
なる地盤の地耐力度Tqを満足する補強鋼材寸法データを取得し、補強鋼材寸法データから補強鋼材の種類及び補強鋼材本数を取得し、
取得された補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データからなる補強鋼材補強支援情報を画面表示手段の画面に表示すること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置を提供する。
【００３８】
本発明は、上述された軟弱地盤補強支援装置において、
作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報が取得されたときに、補強鋼材種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報が対比してデータベースに格納され、補強鋼材の種類が特定されると、補強鋼材補強支援情報及び補強鋼材補強情報が対比して取得されること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置を提供する。
【００３９】
本発明は、上述された軟弱地盤補強支援装置において、
データベースに、軟弱地盤の種類に対応して、演算された地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得する標準貫入試験値‘Ｎ’  値の取得式が格納され、
演算処理手段が、演算された地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得し、当該‘Ｎ’  値と軟弱地盤のヤング係数との既存の関係式から当該‘Ｎ’  値に依存した軟弱地盤のヤング係数を演算し、ヤング係数を用いて地盤の即時沈下量を求める沈下量計算式から当該ヤング係数を用いて即時沈下量を取得し、軟弱地盤の即時沈下量を閾値に対比し、軟弱地盤の即時沈下量が閾値よりも小さいときに、地盤の地耐力度Tqが、Tq ≧qの対比に用いられること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置を提供する。
【００４０】
本発明は、上述された軟弱地盤補強支援装置において、
地耐力度Tqと即時沈下量Ｓe あるいは地盤の変形量δo との地耐力度線が、X軸に地耐力度Tq、Y軸に沈下量Ｓeあるいは地盤の変形量δoを採った座標で表され、  
平均荷重度ｑに対して、地耐力度線上に、地盤が破壊しない許容限界値として設定される、補強前の軟弱地盤の地耐力度qaが予め設定され、短期許容地耐力度qa（qa（短））が、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の地耐力度qaの点に表示され、補強後の地耐力度線が表示され、当該地耐力度線上に、地盤の地耐力度Tqが短期許容地耐力度qa（qa（短））＋地耐力度の増加量Δquで表示され、当該地盤の地耐力度Tqが、Tq≧ｑを満足させる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数が取得されること
を特徴とする軟弱地盤補強支援装置を提供する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、軟弱地盤の地耐力度の増加量Δquを演算し、
補強後の地盤の地耐力度Tq を次の式
Tq＝qa＋Δqu
から演算し、
満足させる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数を取得し、取得された補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数及びからなる補強鋼材補強支援情報を取得することができ、当該情報に基づいて、補強鋼材を、軟弱地盤の下層に存在する硬質地盤に達しないようにして鉛直方向に打ち込むことで、軟弱地盤を補強する軟弱地盤の補強方法を提供することができる。
【００４２】
これによって、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に適した軟弱地盤の補強方法及びこれによって補強された構造を形成することを課題が解決される。また、例えば大型の移動式クレーンを軟弱地盤上に設置して、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に、軟弱地盤に補強鋼材を適切に打ち込むことで補強することを可能とする補強支援情報が提供されることで、補強方法を実施する作業担当者が補強鋼材補強情報を作成するときの負担を軽減して費用の削減を図り、軟弱地盤に短期的に集中荷重が作用した場合に安全性が確保された補強方法を迅速に提示することの課題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例である軟弱地盤の補強方法を示す図
【図２】本発明の実施例である軟弱地盤の補強構造分解状態を示す図
【図３】補強鋼材の設置の状態を示す図
【図４】敷き鋼板と覆工板によって作業鋼板を形成した状態を示す図
【図５】地盤抵抗模式図
【図６】地盤に即時沈下量(Se)と横方向変形(δside)が生じる状態を説明する図
【図７】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図８】圧着接合の機構形成に伴う補強鋼材に発生する摩擦抵抗力（Qfri）、変形土圧抵抗力(Wr)及び土圧負担力Qbearを示す図
【図９】圧着接合の機構形成に伴う補強鋼材に発生する摩擦抵抗力（Qfri）、変形土圧抵抗力(Wr)及び土圧負担力Qbearを示す図
【図１０】本発明の実施例の概念を示す図
【図１１】本発明の実施例である軟弱地盤補強支援装置１０１をブロックで示す図
【図１２】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図１３】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図１４】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図１５】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図１６】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図１７】地盤の許容地耐力度を示すデータ図
【図１８】本発明の実施例をフローで示す図
【図１９】テンプレート示す図
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００４５】
図１は、本発明の実施例である軟弱地盤の補強構造を示す図である。
【００４６】
図２は、本発明の実施例である軟弱地盤の補強構造を分解状態で示す図である。図２（a）は、敷き鋼板（Y）と補強鋼材との組み合わせを示す平面図、図２（ｂ）は、敷き鋼板（Y）の水平方向における断面図、図２（ｃ）は、敷き鋼板（Y）の縦方向における断面図、図２（ｄ）は、敷き鋼板（Y）と補強鋼材２との組み合わせを示す正面図、図２（e）は、その側面図である。軟弱地盤の補強構造を分かり易くするために全体構成を図２にまとめて図示してある。
【００４７】
図１及び図２において、軟弱地盤の補強構造１００には、作業鋼板１と補強鋼材２が用いられる。作業鋼板１は、複数枚の敷き鋼板と覆工板から構成され、図には、矩角形状の敷き鋼板（Ｙ１）及び敷き鋼板（Ｙ’１）が１組の敷き鋼板として図示され、矩角形状の覆工板（Ａ）が図示される。敷き鋼板（Ｙ１）及び敷き鋼板（Ｙ’１）が複数枚並べられ、溶接による一体結合されて組みの敷き鋼板とされる。以下、組み合わされた敷き鋼板を敷き鋼板（Ｙ）と称する。敷き鋼板（Ｙ）の中央部の上面に、敷き鋼板（Ｙ）より小形の覆工板（Ａ）が重ねて載置される。敷き鋼板（Ｙ）には、敷鉄板と知られた規格寸法の鋼板が使用される。覆工板（A）には、例えば突起付圧延H形鋼を、例えば５本並べそのフランジを突合わせ溶接し、更に端部を平鋼で補強した形状のものが使用される。したがって、作業鋼板１は、敷き鋼板（Y)と覆工板（A)を重ねた重合板（Y,A）構成であり、規格寸法の鋼板、鋼材から構成される。
【００４８】
作業鋼板１は、周辺単純支持の板の弾性解析において、地盤面に集中荷重（P）の作用を受けたとき、ｘ-ｙ方向ともに、板の曲げモーメントが弾性域にある断面性能を用いる。
【００４９】
本実施例において、敷き鋼板（Ｙ’１）は、運送を容易にするため、規格幅が約1.5mのものから約2.5mのものが用いられる。  工場製作品の敷き鋼板が用いられてもよい。
【００５０】
アウトリガー下の高剛性の覆工板を覆工板（A)と呼ぶ。覆工板（A)が、２組並べられた敷き鋼板（Y)の中央部で、組みの敷き鋼板(Y)にそれぞれ重ねて設置される。敷き鋼板（Y)は、覆工板（A)の作用荷重を受け、押圧された状態となり、作業鋼板１は、１枚板と同等の構造性能を持つ。本発明は、この構造に限定されず、適宜変更することができる。例えば、１枚の鋼板から構成されてもよい。
【００５１】
敷き鋼板（Y)と覆工板（A)を重ねた重合板（Y,A）の重量を、重合板荷重と呼ぶ。
【００５２】
敷き鋼板（Y）の下側の軟弱地盤に打ち込まれる補強鋼材２が準備される。
【００５３】
補強鋼材２の頭部に横移動抑止筋３が設置される。横移動抑止筋３は、補強鋼材２の横方向の移動を防止する。
【００５４】
補強鋼材２は、作業鋼材１の、すなわち敷き鋼板（Ｙ）の両側に並行して配置される。
【００５５】
敷き鋼板（Y）は、補強材としての補強鋼材２に接触するが固着されない。覆工板（A,有効な接触面積Aa）が集中荷重（P）の作用を受けると、覆工板（A）が敷き鋼板（Y）を押圧して圧着された接合形態が形成される。この圧着接合を介して集中荷重（Ｐ）は、軟弱地盤上に平均した荷重度として負荷される。平均荷重度ｑは、P/Aaで表される。
【００５６】
軟弱地盤面に作用する荷重は、作業機械の荷重と重合板である作業鋼板１の荷重を加えた荷重であり、集中荷重（P）となる。
【００５７】
補強鋼材の断面形状は、H形鋼、I形鋼、溝形鋼、等辺山形鋼、鋼矢板、角形鋼管、丸鋼管等のいずれかの形状が採用可能である。
【００５８】
本実施例で用いられる補強鋼材２の断面形状は、H形鋼、I形鋼、溝形鋼、等辺山形鋼、鋼矢板、角形鋼管、丸鋼管等である。各補強鋼材幅は約75〜230mm程度で、埋込長（ｚ）は、1.2m〜2.0m程度である。
【００５９】
補強鋼材の打込みの傾き精度（φｘ＝ｄｘ/ｚ：dx：地盤表面の水平方向のずれ、z：補強鋼材長）は、約±１％以内とする。補強鋼材の頭部には、引き抜き撤去用の孔を設ける。
【００６０】
施工終了後は、分離可能な重合板（Y,A)、補強鋼材、横移動抑止筋の全てを撤去し、地盤を復元することに特長がある。
【００６１】
補強鋼材２の頭部に横移動抑止筋３が設置される。横移動抑止筋３は、補強鋼材２の横方向土圧発生の補助的機能を発揮する。
【００６２】
横移動抑止筋３は、梯子状筋、または、スパイラル筋を用いる。梯子状筋の形状は、補強鋼材２の断面形状に応じて変化させ、横間隔（ピッチ）は150mm〜230mm程度、縦間隔(ピッチ)は150mm〜230mm程度とする。
【００６３】
制作は異形棒鋼（D10、D13程度）、または、丸鋼(φ9、φ12程度）を用いて堅固に溶接接合する。
【００６４】
スパイラル筋は異形棒鋼（D10、D13程度）、丸鋼(φ9程度)、または、高強度鉄筋（径10、13程度）で、内径は（150〜230ｍｍ）程度の市販の規格品を用いる。
【００６５】
梯子状筋は、補強鋼材の打込みの定規（ゲージ）の役目もする。
【００６６】
図３は、補強鋼材２の設置の状態を示す図である。
【００６７】
図３において、有効な接触面積（Ac）ｍ２で長さ（ｚ）ｍを有した本数Ｎ本の補強鋼材２について、長さ（ｚ）ｍの全長が軟弱地盤の下方に存在する硬質地盤に達せず軟弱地盤内に配置されるようにして鉛直方向に打ち込む設定がなされる。
【００６８】
図４は、敷き鋼板（Ｙ）と覆工板（Ａ）によって重合板としての作業鋼板１を形成した状態を示す図である。
【００６９】
図４は、作業鋼板１の形成状態を示す図である。集中荷重（P）に対し、覆工板（A)を敷き鋼板（Y)の中央部に重ねて作業鋼板１として設置する方法として、２枚例と３枚例とが図示される。
【００７０】
作業鋼板１下方の軟弱地盤には、作業機械の荷重（Ｐｃ）と作業鋼板１の荷重（Ｐｓ）が加算される集中荷重(P)が作用する。
【００７１】
本実施例の場合、工事に依存した短期の集中荷重が有効面積（Aa)の作業鋼板上に作用する。  軟弱地盤には、均一な等分布荷重度ｑ＝P/Aaが発生する。
【００７２】
作業鋼板１に作業機械の荷重が作用すると、敷き鋼板（Y)は、覆工板（A)により支圧されて圧縮接合となり、作業鋼板１は一体化状態（1枚板の性状）の構造性能を呈する。作業鋼板は、上述したように周辺単純支持板の弾性解析において、作用荷重としての集中荷重（P）に対し、ｘ−ｙ方向ともに、板の曲げモーメントが弾性域にある断面性能を用いるとすることに特徴がある。摩擦力が補強鋼材に生じて、作業鋼板１を押上げるように作用する。補強鋼材頭部と作業鋼板１は圧着接合状態になり荷重伝達機構が形成される。
【００７３】
本実施例は、補強鋼材２が軟弱地盤の下層に存在する硬質地盤に達せず軟弱地盤内に配置される補強鋼材下部が自由端でも土圧を負担できることに特徴がある。
【００７４】
打込みの傾き精度（φｘ＝ｄｘ/ｚ：dx：地盤表面の水平方向のずれ、z：補強鋼材長）は、約±１％以内とする。補強鋼材の頭部には、引き抜き撤去用の孔が設けられる。
【００７５】
施工終了後は、分離可能な作業鋼板１、補強鋼材、横移動抑止筋の全てを撤去し、軟弱地盤を復元することに特徴がある。
【００７６】
図５は、集中荷重（P）が作用したときの即時沈下量（Se）または鉛直方向の変形量δoと横方向変形量δsideとの関係を示す図である。
【００７７】
図５に示すように、地盤上に敷き鋼板（Y）に覆工板（A)を重ねて置いた作業鋼板１に短期的な集中荷重（Ｐ)を載荷すると、地盤には、図５に示す鉛直方向の即時沈下量（Se）または鉛直方向の変形量δoと横方向変形量δsideの関係が生じる。
【００７８】
図５において、軟弱地盤に敷き鋼板（Y）と覆工板(A)からなる作業鋼板１を置き、中央部に集中荷重（P)を載荷すると、軟弱地盤面には作業鋼板１の荷重が加算され、集中荷重（P）が作用する。
【００７９】
集中荷重（P）が作用すると、軟弱地盤は圧縮され、軟弱地盤に即時沈下量(Se)と横方向変形量(δside)が生じる。  地盤の即時沈下に伴い、打込まれた補強鋼材に摩擦抵抗力が生じ、摩擦抵抗力は、敷き鋼板（Y)を押し上げるように作用する。これによって、補強鋼材２と敷き鋼板(Y)は圧着された接合の状態になる。移動式クレーンがその配設から退去されると、敷き鋼板（Y）と覆工板  (A)とは直ちに分離状態となる。
【００８０】
標準貫入試験値（‘Ｎ’値）の小さい軟弱地盤は緩く、横方向変形量δsideの進行が早く、短期許容地耐力度qa（qa(短）)が荷重度(q)より小さい場合は補強が必要となる。  集中荷重（P）が作用する軟弱地盤の横方向変形を抑止（補強鋼材の拘束効果）すると、補強鋼材表面には、拘束力としての土圧抵抗力強度、すなわち拘束力である地盤の拘束強度（P’）が生じる。
【００８１】
図６は、地盤の地耐力度Tq（Ｘ軸）と即時沈下量Se（δo）（Ｙ軸）との関係を示す図である。また、この図は、地盤の地耐力度Tqと鉛直方向の変形量δoとの関係を示す図でもある。図６（a）は、地盤の地耐力度Tqと即時沈下量（Se)との関係を示し、。図６（ｂ）は、地耐力度Tqの取得方法を説明する。
【００８２】
地盤の地耐力度Tqと即時沈下量（Se)との関係は、X軸に地耐力度Tq、Y軸に即時沈下量（Se)、(δo）を採った座標で表される。地盤には、集中荷重（P）の作用に基づいた、P/Aaから算出された平均荷重度ｑが負荷される。座標上で、平均荷重度q線で示される。図には、軟弱地盤である標準貫入試験値‘Ｎ’値が小さな地盤の例が示される。したがって、図6は、軟弱地盤がどれくらいの重さ、すなわち集中荷重に耐えられるかを示す図である。
【００８３】
本例では軟弱地盤に集中荷重を負荷すると、地盤は変形して即時沈下が生じる。この即時沈下量（Se)と地耐力度Tqとの関係は、図6に示されるように、地耐力度Tqと即時沈下量Se（δo）との関係図で表される。この即時沈下は、地盤の荷重度に依存して生じるもので、図に示されるように、湾曲状となる。ここでは、この湾曲線は、補強鋼材による補強前では地耐力度qaを示す地耐力度qa線であり、補強鋼材による補強後では、補強前の地耐力度qaに地耐力度の増加量（度）Δquを加えたを地耐力度Tqによる地耐力度Tq線となる。補強前にあっても、地耐力度の増加量Δquが零であるとするならば、地耐力度qa線も地耐力度Tq線となるので、ここではすべての湾曲線を総括する場合に、地耐力度Tq線呼ぶことにする。補強前の地耐力度qaを示す地耐力度qa線上には、地盤が破壊しない許容限界値として取得される地耐力度qaが、短期の集中荷重で即時沈下量の限界内を保持する短期許容地耐力度qa（qa（短））として表示された。またこの線上には、短期許容地耐力度qa（qa（短））の１/２の点に長期許容地耐力度qa（qa（長））を表示可能である。短期許容地耐力度qa（qa（短））の値は、長期許容地耐力度qa（qa（長））の値の２倍とされる。
【００８４】
演算処理手段が、
補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データを可変可能な変数として設定可能であって、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データ（断面寸法×補強鋼材長さ）を設定する。
【００８５】
設定された補強鋼材本数の下に、設定された補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算する。
【００８６】
Tq ≧ｑ
なるTqを補強後の地盤が破壊しない許容限界値として設定する。
【００８７】
Tq ≧ｑを満足する地盤が破壊しない許容限界値としての地盤の地耐力度Tqとさせる補強鋼材寸法データ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数を取得する。
【００８８】
取得された補強鋼材寸法データ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報を画面表示手段の画面に表示する。
【００８９】
補強前は、Tq ＝qaであり、この状態下で、Tq ＝qa＜ｑのとき、補強が必要とされる。
【００９０】
図6（b）に示される補強鋼材による軟弱地盤の補強がなされる。
【００９１】
補強鋼材による補強、すなわち補強鋼材の軟弱地盤への打込により、軟弱地盤はせん断強度(cu)を負担し、拘束強度が生じる。拘束強度（P’）で軟弱地盤がせん断破壊しない補強方法が選定される。
【００９２】
補強方法は、補強鋼材寸法データの設定に基ずく地盤の拘束強度(Ｐ’)以内の値が確保されて、地盤の地耐力度Tqを平均荷重度以下にする設定から策定される。
【００９３】
cu=Δqu/2=m×P’  、強度増加率ｍを介して関係式が生じる。ここに、ｍは砂質土、粘性土ともに0.32とする。
軟弱地盤の補強に際しては、作業鋼板幅内補強鋼材本数の設定の下、せん断破壊しないように適切な補強鋼材寸法データ、具体的には補強鋼材の断面寸法×補強鋼材長さデータを選定する。
地盤のヤング率（Es）は、‘Ｎ’値に依存する。補強後のEｓの換算‘Ｎ’値は、Tq（=qa(短)+Δqu）/qa(短)で算定する。
【００９４】
地盤の限界強度は、鉛直方向、水平方向ともにほぼ同じとなることが知られており、本実施例もそれに従った。報告例もある。
【００９５】
取得された作業鋼板幅内補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データ（断面幅寸法×補強鋼材長さデータ）からなる補強鋼材補強支援情報が画面表示手段の画面上に上述した座標として表示される。
【００９６】
座標には、補強前のTq線に加えて、補強後のTq線が、補強鋼材寸法データ（断面幅寸法×補強鋼材長さデータ）に対応して任意数表示可能である。計算時に実際いくつの線にするかは、作業担当によって決められる。図6にあっては、補強前のTq線に加えて、その１〜その４のTq線からなる5つの線が表示された。その１〜その４に対応して、地耐力の補強量が増加された。補強前の補強前のTq線上には、qa(短)が作業担当者によって表示された。したがって、この値が短期作業の場合に、qa(短)が許容限界値として設定された。座標上に、平均荷重度ｑが表示された。平均荷重度ｑは、集中荷重の値及び作業鋼板の面積によって決まるが、予め定められるので、座標上では、平均荷重度ｑの点は、qa(短)の下側に表示された。すなわちｑ＞qa(短)であり、軟弱地盤を補強する必要のある状態が示された。
【００９７】
これに対処するために、軟弱地盤補強支援装置からの支援に基づいて、その１〜その４のTq線からなる5つのTq線が作成され、座標上に表示された。座標上で、その１〜その４に対応して、補強量が増加されて、標準貫入試験値‘Ｎ’値が増大されるに連れて線上に地盤の地耐力度Tqを増大するように設定可能であり、地耐力度Tq 線が右下がりに表示され、設定された。軟弱地盤の場合、標準貫入試験値‘Ｎ’値は、３あるいは４に特定し得るので、この設定は容易である。
【００９８】
座標上で、Tq１を取得したその１のTq線及びTq２〜Tq４を取得したその２〜その４のTq線が表示された。Tq１はp線よりは上側にあり、補強が不十分であることが分かる。その２のTq２は、平均荷重度ｑ線との交点上にある。その３、その４のTq線上に設定されるTq３、Tq４は、平均荷重度ｑ線との交点下にある。その２〜その４によれば、補強が十分であることが分かる。
【００９９】
Tq１がp線よりは上側にあるその１のTq線は採用することができない。その2〜４のTq線は採用され得る。したがって、Tq点が平均荷重度ｑ線より大きな値となる領域は、Tq ≧ｑ  を満足し、適切な補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データが取得され、これに基づく（断面幅寸法×補強鋼材長さデータすなわち補強鋼材の種類及び補強鋼材本数が取得される。このようなTq ≧ｑの満足領域を図6（a）では、発明の範囲として表示がなされた。補強鋼材の種類に基づく補強鋼材寸法データで設定に依存して、発明の範囲を定め得る。
【０１００】
このようなTq ≧ｑ  を満足する補強鋼材寸法データ、断面幅寸法×補強鋼材長さデータ、作業鋼板幅内補強鋼材の種類及び補強鋼材本数が複数軟弱地盤補強支援装置から補強支援情報として提供される。
【０１０１】
補強鋼材補強支援情報に基づいて、作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報が取得され、補強鋼材補強情報に基づく補強鋼材の軟弱地盤への打込みがなされる。
【０１０２】
補強鋼材寸法データが、補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さデータからなり、補強鋼材の種類と補強鋼材寸法データとの関係が予めデータベースに格納される。また、かつ作業担当者によって決定された作業鋼板幅内補強鋼材本数及び補強鋼材種類からなる補強鋼材補強情報が取得されたときに、補強鋼材種類及び補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報が対比してデータベースに格納され、強鋼鋼材の種類が特定されると、補強鋼材補強支援情報及び補強鋼材補強情報が対比して取得される。
【０１０３】
データベースに、軟弱地盤の種類に対応して、演算された地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値‘Ｎ’  値を取得する標準貫入試験値の換算‘Ｎ’  値の取得式が格納され、
演算処理手段が、演算された地盤の地耐力度Tqから標準貫入試験値の換算‘Ｎ’  値を取得し、当該‘Ｎ’  値と軟弱地盤のヤング係数との既存の関係式から当該換算‘Ｎ’  値に依存した軟弱地盤の換算ヤング係数を演算し、換算ヤング係数を用いて地盤の即時沈下量を求める沈下量計算式から当該換算ヤング係数を用いて即時沈下量を取得し、軟弱地盤の即時沈下量を閾値に対比し、軟弱地盤の即時沈下量が閾値よりも小さいときに、地盤の地耐力度Tqが、Tq ≧qの対比に用いられる。
【０１０４】
地耐力度Tqと即時沈下量Ｓe あるいは地盤の変形量δo との地耐力度線と即時沈下量との関係がX軸に地耐力度Tq、Y軸に沈下量Ｓeあるいは地盤の変形量δoを採った座標で表され、  平均荷重度  ｑに対して、地耐力度線上に、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の地耐力度qaが予め設定され、補強前に、短期許容地耐力度qa（qa（短））が、地盤が破壊しない許容限界値として設定される軟弱地盤の地耐力度qaの点に表示され、補強後の地耐力度線が表示され、当該地耐力度線上に、地耐力度Tqが短期許容地耐力度qa（qa（短））＋地耐力度の増加量Δquで表示され、当該地盤の地耐力度Tqが、Tq≧ｑを満足させる作業鋼板幅内補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データ（断面寸法×補強鋼材長さデータ）が取得される。
【０１０５】
図６（ｂ）において、
・地盤の拘束強度（P’）で軟弱地盤がせん断破壊しない補強方法を選定する。
・地耐力度の増加量Δquを演算する。
・Tq ≧ｑ  なるTqを補強後の地盤が破壊しない許容限界値として設定する。
この場合に、Tq 値を平均荷重度ｑ値に近似させる場合に、・地盤の拘束強度（P’）で軟弱地盤がせん断破壊しない補強方法を選定する作業が割愛される。
【０１０６】
図７は、地盤の許容地耐力度を示すデータ図である。軟弱地盤の種類に対応した長期許容地耐力度qa（qa（長））の値が示される。長期許容地耐力度qa（qa（長））の値に対応した‘Ｎ’値が示される。上述したように、短期許容地耐力度qa（qa（短））の値は、長期許容地耐力度qa（qa（長））の値の２倍とされる。
【０１０７】
図７に示されるように、砂質地盤の一部（非常に緩い）及び粘土地盤の一部（緩い柔らかい、非常に緩い、柔らかい）が軟弱地盤と認定される。関東ロームは、軟弱地盤としては認定されない。
【０１０８】
標準貫入試験値‘Ｎ’値が大きな地盤は、短期許容地耐力度qa（qa（短））から長期許容地耐力度まで地耐力に余裕がある。しかし、下表に示されるように‘Ｎ’値の小さな軟弱地盤（砂質土は、‘Ｎ’＜5、粘性土は、‘Ｎ’＜4，）は、図６に示されるように、短期許容地耐力度qa（qa（短））から長期許容地耐力度qa（qa（長））まで急激な変形で移行するので、従来支持地盤としては不適と評価され、補強鋼材は、硬質地盤に達するものが使用された。
【０１０９】
補強鋼材による補強がなされると、集中荷重（P）の作用によって即時沈下したとき、補強鋼材表面に摩擦が発生し、摩擦による摩擦抵抗力が生じ、また補強鋼材が周囲の軟弱地盤の背面土によって横方向変形が抑制され、変形土圧抵抗力(Wr)が生じる。
【０１１０】
摩擦抵抗力Qfriは、外周１面周長：φcのとき、Qfri=τfri×φc×zで表される。
変形土圧抵抗力Wr は、Wr＝γ×Ae×ｚで表される。
ここで、τfri：地盤の摩擦力度
砂質地盤では3×‘Ｎ’値が採用される。
粘性土地盤では5×‘Ｎ’値が採用される。
φc：補強鋼材の周囲長さ
ｚ：補強鋼材の長さ
γ：補強鋼材による影響範囲Aeの体積重量で、砂質土は18ｋN/m3が採用され、粘性土は16kN/m3が採用される。
Ae：地盤の背面土による変形土圧抵抗力Wrに影響のある影響範囲（計算式は、図８（ｂ）に示される。）  
【０１１１】
これに対応して、地盤の補強前の地耐力度qaは、高まる。これにより、地盤は、支持地盤として改善され、‘Ｎ’値が見かけ上高められ、当初の‘Ｎ’値相当以上の見かけ‘Ｎ’値に基づいた補強前の地耐力度qa+地耐力度の増加量Δquが得られ、補強後の地耐力度Tq及び補強後のヤング係数が確保できる。
【０１１２】
これによって、即時沈下量Seを小さく演算できることになり、即時沈下量閾値内に収める設計が可能になる。
【０１１３】
図８は、補強鋼材２の作用する地盤による地盤抵抗模式図である。
【０１１４】
図８（a）は、補強鋼材２の作用する地盤による地盤抵抗状態を鉛直方向から見た図であり、図８（ｂ）は、補強鋼材２の作用する地盤による地盤抵抗状態を上方から見た図で、拡大して示される。図８（ｃ）は、典型的なH型鋼の断面を示す図である。
【０１１５】
図８において、補強鋼材２には、本例の場合、H型鋼が使用された。図８（ｂ）に、補強鋼材２を打込んだことによる地盤の背面土による影響範囲Aeが示してある。影響範囲Aeは、補強鋼材２を幅としたほぼ台形形状として想定できる。
【０１１６】
H型鋼は、横、竪方向とも補強鋼材幅B1を有し、例えば
B1=0.125ｍ
である。この場合の補強鋼材の周囲長さφcは、0.36ｍとして計算される。
【０１１７】
図８において、上述したように、台形形状は、地盤の背面土による変形土圧抵抗力Wrに影響のある影響範囲Aeを示す。
【０１１８】
このときの影響範囲Aeの底辺は、5.8B1（B1は、例えば0.125m）となり、奥行長（h1）は、2.4B1となる。変形土圧抵抗力Wrの算定における影響範囲Ae(B1による補強影響幅、B1による奥行長h1)は、工学的判断から作業者によって決められる。補強影響幅は補強鋼材幅（B1）の5.8倍で、両側から４５°とすることができる。このとき、奥行長（h1）は、2.4B1となる。また、補強鋼材長さｚとしては、1.5mが採用可能である。補強鋼材長さｚは、適宜設定される。補強鋼材２は、作業鋼板１の圧着接合された接合鉛直圧着状態（圧着接合機構を形成）に設定された機構となる。
【０１１９】
補強鋼材２は、影響範囲面積Aeである地盤の背面土によって抵抗バネによる水平抵抗バネ力を受ける。
【０１２０】
補強鋼材による影響範囲Aeの体積重量γは、例えば砂質土は18ｋN/m3を用い、粘性土は16kN/m3を用いる。
【０１２１】
地盤の背面土による変形土圧抵抗力Wrは、
Ae＝(5.8+1)B1×2.4B1×１/２＝6.96B12＝8.16 m×0.1252m＝0.12m2
砂質土のWr＝γ×Ae×ｚ＝18ｋN/m3×0.12m2×1.5m(z)＝3.2kN
粘性土のWr＝γ×Ae×ｚ＝16ｋN/m3×0.12m2×1.5m(z)＝2.9kN     
で表せる。
【０１２２】
図９は、圧着接合の機構形成に伴う補強鋼材に発生する摩擦抵抗力（Qfri）、変形土圧抵抗力(Wr)及び土圧負担力Qbearを示す図である。
【０１２３】
補強鋼板２に生じる摩擦抵抗力（Qfri）は、作業鋼板１の敷き鋼板(Y)を押し上げるように作用するので、補強鋼材と敷き鋼板（Y)とは圧着された接合状態になり伝達機構を形成する。これにより、補強鋼材には、土圧抵抗力が生じる。土圧抵抗力が土圧負担力（Qbear)となる。土圧抵抗力は、補強鋼材に生じる摩擦抵抗力（Qfri)と背面土による変形土圧抵抗力（Wr)である。摩擦抵抗力（Qfri)＋変形土圧抵抗力（Wr)の合算値がトータルした土圧抵抗力を示し、地盤の負担する土圧負担力Qbearとなる。
【０１２４】
変形土圧抵抗力Wrの算定における影響範囲Aeは、設計上の工学的判断から影響幅、奥行長hが決められる。例えば、影響幅は補強鋼材幅（B1）の両側から４５°の角度で、3倍とか、5.8倍とされる。奥行長（h1）についても、2.4B1とか、3B1とされる。
【０１２５】
本実施に係る軟弱地盤の補強方法は、作業機械(例えば、移動式クレーン)、荷重概要、敷き鋼板（Y)と覆工板（A)の形状と構造性能、補強鋼材の効果と機能、横移動抑止筋の役目、地盤と改良された地盤の性状、施工機材等採用によって構成される。
【０１２６】
集中荷重作用させる場合、軟弱地盤の許容地耐力が確認され、これに対する集中荷重の大きさが確認され、軟弱地盤の補強方法に対する安全性が確認される。
【０１２７】
軟弱地盤の改良に係る作業機械は、大型の移動式クレーンである。
【０１２８】
補強鋼材の挿入・打込みは、ガードレール支柱打込み機等で行う。打込みの傾き精度（φｘ＝ｄｘ/ｚ：dx：地盤表面の水平方向のずれ、z：補強鋼材長）は、約±１％以内とする。
補強鋼材の上部には引き抜き用の穴を設け、作業終了後は孔にシャックル、ワイヤを介して撤去できるようにする。
【０１２９】
横移動抑止筋は梯子状筋、または、スパイラル筋等として、補強鋼材の頭部に設置する。
梯子状筋は、その形状を補強鋼材の断面形状に応じて変化させ、横間隔（ピッチ）は150〜230mm程度、縦間隔(ピッチ)は150〜230mm程度とする。制作は異形棒鋼（D10、D13程度）、または、丸鋼(φ9、φ12程度）を用いて堅固に溶接接合する。
【０１３０】
スパイラル筋は異形棒鋼（D10、D13程度）、丸鋼(φ9程度)、または、高強度鉄筋（径10、13程度）で、内径は（150〜230ｍｍ）程度の市販の規格品を用いる。
【０１３１】
梯子状筋は、補強鋼材の挿入・打設時の定規(ゲージ）の役目もし、施工を容易にし、精度を高める。敷き鋼板（Y）及び覆工板（Ａ）の作業鋼板１と補強鋼材、あるいは及び作業鋼板１と横移動抑止筋を組み合わせることを特徴とする軟弱地盤の補強方法、補強構造を形成する。
【０１３２】
図９において、
元の地盤面からの即時沈下量：Se
Seによる摩擦抵抗力：τfri×φc×z =τfri×As
As:補強鋼材の表面積
上述したように
土圧負担力Qbear＝Wr＋Qfri
一方、せん断破壊に関係して、土圧許容地耐力限界度τbear は、
Qbear＝Abear×τbear  から  
τbear＝Qbear/ Abear  となる。
Abear: 土圧負担力（Qbear)を負担する表面面積
τbearは、補強鋼材に生じる拘束強度P’のときの、地盤がせん断破壊しない許容地耐力限界度（ｋN/m2）。
【０１３３】
図１０は、本発明の実施例の概念を示す図である。
【０１３４】
図１０において、軟弱地盤１０の上に作業鋼板１が載置された。作業鋼板１については、図１〜図３で説明した。今、軟弱地盤１０の下方には、硬質地盤（固質地盤）１１が存在する。
【０１３５】
軟質地盤１０には、作業機械荷重、例えばクレーン荷重（Ｐｃ）及び作業鋼板荷重（Ｐｓ）の合計になる集中荷重（Ｐ）が鉛直方向に負荷される。作業鋼板１の有効面積はＡａであるので、単位面積当たりの平均荷重度は、ｑ＝Ｐ/Ａａとなる。単位面積当たりの集中荷重度qに対抗する形で、軟弱地盤１０から短期許容地耐力度qa（qa（短））である地盤耐力度が発生する。すなわち、地盤耐力度として、短期許容地耐力度qa（qa（短））が採用された。
【０１３６】
今、軟弱地盤上に、軟弱地盤に有効に接触する接触面積Aaの作業鋼板を敷設し、当該作業鋼板上に作業機械を設置し、軟弱地盤上に作業鋼板の重さ（Ps）及び作業機械の重さ（Pc）による集中荷重（Ｐ）を鉛直方向に負荷される。P/Aaで算出される平均荷重度ｑが、軟弱地盤について、短期荷重に対する許容限界値として取得される短期許容耐力度qa(短)に比して、ｑ≦qa(短)であることが確認される。
【０１３７】
このときに、断面幅寸法×補強鋼材長さを可変可能な変数として設定し、当該板幅方向における補強鋼材の断面寸法から補強鋼材による補強影響幅が設定され、作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材本数が設定される関係において補強鋼材本数を作業鋼板幅内で可変可能な変数として設定される。
【０１３８】
断面寸法は、採用された補強鋼材の構造形状に依存して定まる。補強鋼材を特定したときに自ずと断面幅寸法が定まる。よって、断面幅寸法を規定することは、補強鋼材を特定することであり、補強鋼材を規定することは断面幅寸法を特定することになる。  
断面寸法、例えば接触面積（Ac）ｍ２で長さ（ｚ）ｍを有した本数Ｎ本の補強鋼材２について、長さ（ｚ）ｍの全長が軟弱地盤の下方に存在する硬質地盤に達せず軟弱地盤内に配置されるようにして鉛直方向に本数Ｎ本を打込み得ることが順次演算処理される。本数Ｎ本が得られる。1本とか2本とかの少数本数は、採用されない。
【０１３９】
補強鋼材本数Ｎ本は、軟弱地盤の補強方法を実行する作業担当者によって影響幅を参照して実際の作業鋼板幅内打ち込み本数に選択され、設定される。
【０１４０】
この打ち込み設定によって、各補強鋼材に、軟弱地盤との摩擦によって摩擦抵抗力（Ｑfri）が発生し、及び地盤の単位体積重量によって変形土圧抵抗力（Ｗr）が鉛直方向に発生する。摩擦抵抗力（Ｑfri）に変形土圧抵抗力（Ｗr）を加えた抵抗力が土圧負担力（Qbear）となる。土圧負担力（Qbear）によって地盤の拘束強度（Ｐ’）が発生する。
【０１４１】
軟弱地盤１０に発生した補強前の地耐力度、すなわち許容地耐力度qaと地盤の拘束強度（Ｐ’）から補強後の地耐力度、すなわち許容地耐力度Tqが取得され、取得された地盤の地耐力度Tq から軟弱地盤１０の補強に必要とされる断面幅寸法×補強鋼材長の補強鋼材設計データ及び補強鋼材設計データから作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得される。
【０１４２】
図１１は、本発明の実施例である軟弱地盤補強支援装置１０１をブロックで示す図である。
【０１４３】
軟弱地盤補強支援装置１０１は、入力手段２１、演算処理手段２２、出力手段２３、格納手段としてのデータベース２４及び画面表示手段２５を備える。
【０１４４】
入力手段２１は、
・作業諸データを含む諸データの入力
・工事を行う軟弱地盤の種類を含む軟弱地盤寸法データの入力
を行う。
【０１４５】
演算処理手段２２は、
・Ｐ＝Ｐｓ＋Ｐｃの計算、 q＝P/Aaの計算
・補強前の地耐力度qa（短）の取得
・Ｑfri、Ｗrの演算
・Qbear＝（Ｑfri＋Ｗr）の演算
・軟弱地盤の拘束強度Ｐ’の取得と拘束強度制限値との比較
・補強後の地耐力度Tq の演算
・Tq≧qを満足したときの補強支援情報の取得
補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さの取得、作業鋼板幅内補強鋼材本数Ｎ本の取得
・補強後の地盤の地耐力度Tq及び（換算）‘Ｎ’値の計算
・即時沈下量の計算
・即時沈下量が閾値内にあることの検証
・総合表示
取得した作業鋼材の種類及び補助鋼材本数Ｎ本及び作業担当者によって決定され作業    鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数M本入力
取得情報を格納し、データベース化
・面表示指示を含む出力指示
を行う。
【０１４６】
出力手段２３は、
・作業鋼材の種類及び補強鋼材本数Ｎ本及び作業担当者によって決定され作業鋼材の種    類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数M本の出力
を行う。
【０１４７】
データベース２４は、次のデータを格納する。
・図6に示される座標の作成データを含む諸データ
・作業諸データ
敷き鋼板のデータ、覆工板のデータ
作業鋼板の接触面積Ａｃと荷重、作業機械の種類と荷重（作業鋼板のデータ）
・補強鋼材データ
補強鋼材の幅Ｂ１、長さｚ、接触面積Ａｃ,及び外周面周長φｃ、補強鋼材の幅Ｂ  １による影響幅eb   
・地盤の種類、q−δ（Se）関係、(換算) ‘Ｎ’値、地盤拘束強度による強度増加率ｍｃ、ｍｓ（ｍ）実験データを含む軟弱地盤データ
・土圧抵抗力の取得式を含む各種データの取得
変形土圧抵抗力（Wr）の取得式
摩擦抵抗力（Qfri）の取得式
土圧負担力（Qbear）の取得式
地盤の拘束強度の取得式
補強前及び補強後許容地耐力度の取得式
地耐力度の増加量の取得式
・即時沈降量の取得式
即時沈降量の取得と即時沈降量の閾値の取得
・テンプレート
画面表示手段２５は、画面２５Aを備え、演算処理手段２２の指示の下、作業担当の作業の進行に合わせて各種データを表示するテンプレートが表示される。テンプレートに表示される項目は、図１５に示される。
【０１４８】
本発明の実施例の概念をフローチャートで説明する。
2019183559.tif 000003
【０１４９】
2019183559.tif 000004
【０１５０】
2019183559.tif 000005
【０１５１】
2019183559.tif 000006
【０１５２】
・地盤の土圧抵抗力は、地盤に生じるせん断力、または、せん断応力度である。補強鋼材の影響幅 (補強鋼材幅(B1)から影響範囲の体積重量(18kN/m3)が定まり、敷き鋼板の有効な接触面積Aa=25.0 m2(4.9m×5.1m)の下に、補強鋼材本数を定め得る。
【０１５３】
補強鋼材の土圧抵抗力（1本当たり）は、(設計)摩擦抵抗力（Qfri）と背面土の変形土圧抵抗力(Wr)を加えたもので評価される。
実施例では、土圧抵抗力は、(Qfri+Wr)は、3.9kN+2.3kN=6.2kNとなる。
【０１５４】
土圧抵抗力が、土圧負担力となる。
【０１５５】
補強鋼材の拘束効果により、地盤の拘束強度(Ｐ’)は、土圧負担力（１本当たり）を補強材断面積（(補強鋼材幅(B1))×補強鋼材長さ(z)）で除した値となる。
本例では、Ｐ’=6.2kN/(0.125m×1.2m)=41.3kN/ｍ2となる。
【０１５６】
地盤の許容されるせん断地耐力限界度である地盤の拘束力度(Ｐ’)の制限値は、‘Ｎ’値×18kN/ｍ2とすれば、54kN/ｍ2であるので、上述の地盤の拘束力度(Ｐ’)値で軟弱地盤はせん断破壊しない。
【０１５７】
地盤のせん断強度(cu)、砂地盤の強度増大率(ms)、地盤の拘束強度（Ｐ’）、鉛直方向の地耐力度の増加量Δquの関係は、cu＝ms×Ｐ’、  Δqu=2×ms×Ｐ’ で算定される。
【０１５８】
砂質土の強度増加率(ms)は、安全を考慮して0.32とする。
(砂質土のmsは、内部摩擦力による。ms＝tanφ、φ=(20‘Ｎ’)0.5+15，‘Ｎ’=3の場合、ms=0.42)
鉛直方向の地盤の地耐力度の増加量(Δqu)は、Δqu=2×ms×Ｐ’=26.0kN 
・地盤の補強後の地耐力度(Tq )は、qa（短）=54.0+Δqu=80.0kN/ｍ2  ＞  ｑ＝76kN/ｍ2 
設定された補強鋼材：H形鋼，断面寸法H‐125×125×6.5×9  ：φc=0.36mの場合:
・地盤の地耐力度(Tq )は、平均荷重度ｑ以上である。よって  OK
・設定された事項で、補強鋼材の仕様が決定された。
例２
例１の場合に比べて、補強鋼材長さｚが1.8mとされた。(B1=0.125m)
摩擦抵抗力：Qfr=τfri×φc(m)×ｚ(m)
=‘Ｎ’値×3 kN/ｍ2×φｃ(m)×ｚ(m)=9kN/ｍ2×0.36m×1.8m=5.8ｋN
背面土の変形土圧抵抗力(Wr)：Wr=γ×Ae×ｚ，γ：単位体積重量18kN/m3、
Ae：奥行長ｈｌ：2.4B1、影響幅は、B1から４５°で影響最大は5.8B1；影響面積：8.16B12，z=1.8m
Wr=γ×Ae×z=18kN/m3×8.16×0.1252ｍ2×1.8m=4.1kN
土圧抵抗力：Qfri+Wr=9.9kN、地盤の拘束強度(Ｐ’)は、43.0kN/ｍ2
43.0kN/ｍ2＜地盤せん断地耐力限界度54 kN/ｍ2  よって、OK  
・打ち込み長が大きくなれば、補強鋼材の土圧負担力（または土圧抵抗力）は増大するが、地盤の拘束力の変化は小さく、Ｐ’=43.0ｋN/ｍ2程である。このことは、例１に比べて拘束効果による鉛直方向の地耐力の増加量の（Δｑu）はないが、土圧負担力が高まったことを示す。検討例では9.9ｋN×7＝65.1ｋN
・地盤の地耐力度(Tq )は、平均荷重度ｑ以下である。よって  OK
・補強鋼材長さｚ(emL)として 1.5mが採用され、同様にして演算がなされ、この場合においても、ｑ＝76kN/ｍ2  より大きな値が得られ、補強鋼材の長さｚ(emL)として 1.5mが決定された。
【０１５９】
・以上のように、演算処理手段が、変数としての断面寸法×補強鋼材長さの補強鋼材をＮ本、軟弱地盤に打込むことで軟弱地盤と補強鋼材との摩擦による摩擦力度に基づいて発生する摩擦抵抗力（Ｑfri）及び地盤の単位体積重量に基づいて発生する変形土圧抵抗力（Ｗr）を演算して、（Ｑfri＋Ｗr）から鉛直方向の抵抗力を表す土圧負担力を演算し、
地盤拘束度Ｐ’を、土圧負担力を断面寸法×補強鋼材長さで除して演算し、地盤の拘束強度Ｐ’が地耐力限界度以内であることを前提にして、
軟弱地盤の鉛直方向の地耐力度の増加量Δquを演算し、
軟弱地盤の補強後の地耐力度Tq を次の式
Tq＝qa(短)＋Δqu
から演算した。
【０１６０】
変数としての断面幅寸法(補強鋼材幅(B1)×補強鋼材長さの補強鋼材から、演算された地盤の拘束強度Ｐ’が、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力度以内で、かつ
Tq ≧ｑ
の範囲にある補強鋼材の断面幅寸法(補強鋼材幅(B1)×補強鋼材長さを取得した。
【０１６１】
Tq≧ｑ
を満足させる断面幅寸法(補強鋼材幅(B1)×補強鋼材長さデータ取得し、当該データ範囲内にある断面幅寸法×補強鋼材長さであって、演算された地盤の拘束強度Ｐ’がせん断強度に基づいて、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力限度以内にある補強鋼材の断面幅寸法(補強鋼材幅(B1)×補強鋼材長さを取得する。
【０１６２】
作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材の本数が設定される関係において取得された断面寸法から補強影響幅が設定されたることに基づいて作業鋼板の板幅と補強影響幅との関係から作業鋼板幅内補強鋼材本数を取得する。
【０１６３】
図１２は、補強鋼材寸法データ検証１を示す図である。上図と下図からなる。
【０１６４】
砂質土の場合で、使用鋼材としてＨ形鋼（Ｉ形鋼）が選択された場合の例である。
【０１６５】
図6（b）における、地盤の拘束強度（P’）で軟弱地盤がせん断破壊しない補強方法の選定に関する。
【０１６６】
H(I)形鋼について、図１２に記載した条件の下に、地盤の拘束強度(Ｐ’)の制限値に対する地盤の拘束強度(Ｐ’)値の検証を行った。地盤の拘束強度Ｐ’値が、設定されたＰ’制限値を超える場合、その補強方法は、NGであることを示す。地盤の拘束強度Ｐ’値が、設定されたＰ’制限値を超える場合が四角の枠で表示される。
【０１６７】
図１２上図において、断面幅寸法H−75×75×5×8の補強鋼材は、せん断地耐力限界である設定されたＰ’制限値54kN/m2を越え、選択不適（ＮＧ）であった。その他の補強鋼材は、せん断地耐力限界である設定されたＰ’制限値54kN/m2以内にあった。
【０１６８】
図１２下図において、‘Ｎ’＝４、Ｐ’＝（‘Ｎ’値）×１８kN/ｍ2＝７２kN/ｍ2の場合が示される。
Ｐ’が７２kN/ｍ2を越え、ＮＧになるケースはない。この場合に、軟弱地盤の補強後の地耐力度Tqが演算され、平均荷重度ｑとの比較で平均荷重度ｑを越える補強鋼材寸法データが選定される。平均荷重度ｑを負担しない補強後の地耐力度TqがＮＧとなる。このようにＮＧとなる補強鋼材寸法データは、Ｐ’制限値及び平均荷重ｑの負担から判断され、妥当な補強鋼材寸法データが選択される。妥当な補強鋼材寸法データが選定されることで、補強鋼材の補強本数が設定される。
【０１６９】
図１３は、補強鋼材寸法データ検証２を示す図である。上図と下図からなる。
【０１７０】
砂質土の場合で、使用鋼材としてＨ形鋼（Ｉ形鋼）が選択された場合の例である。
【０１７１】
図１３に示されるように、ＮＧとなる補強鋼材寸法データは、Ｐ’制限値及び平均荷重度ｑの負担から判断され、妥当な補強鋼材寸法データが選択される。妥当な補強鋼材寸法データが選定されることで、補強強鋼材の補強本数が設定される。
【０１７２】
図１４は、補強鋼材寸法データ検証３を示す図である。上図と下図からなる。
【０１７３】
砂質土の場合で、使用鋼材として等辺山形鋼（４５°）が選択された場合の例である。
【０１７４】
図１４に示されるように、ＮＧとなる補強鋼材寸法データは、Ｐ’制限値及び平均荷重度ｑの負担から判断され、妥当な補強鋼材寸法データが選択される。妥当な補強鋼材寸法データが選定されることで、補強鋼材の補強本数が設定される。
【０１７５】
図１５は、補強鋼材寸法データ検証４を示す図である。上図と下図からなる。
【０１７６】
粘性土の場合で、使用鋼材としてＨ形鋼（Ｉ形鋼）が選択された場合の例である。
【０１７７】
H(I)形鋼について、図１３に記載した条件の下に検証を行った。地盤の拘束強度Ｐ’値が、設定されたＰ’制限値を超える場合、その補強方法は、NGであることを示す。地盤の拘束強度Ｐ’値が、設定されたＰ’の拘束制限値を超える場合が四角の枠で表示される。
【０１７８】
断面寸法I−75×75×5×8、I−100×75×5×8、H−100×100×6×８、H−125×125×6.5×9、H−150×150×7×10、H−175×175×7.5×11、H−200×200×8×12は、せん断地耐力限界度54kN/m2を越え、採用不敵であった。その他の補強鋼材は、せん断地耐力限界である設定されたＰ’制限値54kN/m2以内にあった。
【０１７９】
‘Ｎ’＝４、Ｐ’＝（‘Ｎ’値）×１８kN/ｍ2＝72kN/ｍ2の場合を下図に示す。断面幅寸法I−75×75×5×8、H−100×100×6×８、H−125×125×6.5×9、H−150×150×7×10、H−150×150×7×10の補強鋼材は、せん断地耐力限界である設定されたＰ’制限値72kN/m2を越え、採用不適（ＮＧ）であった。このようにＮＧとなる補強鋼材寸法データは、Ｐ’制限値及び平均荷重度ｑの負担から判断され、妥当な補強鋼材寸法データが選択される。妥当な補強鋼材寸法データが選定されることで、補強鋼材の補強本数が設定される。
【０１８０】
図１６は、補強鋼材寸法データ検証４を示す図である。上図と下図からなる。
【０１８１】
粘性土の場合で、使用鋼材として等辺山形鋼（４５°）が選択された場合の例である。
図１６に示されるように、ＮＧとなる補強鋼材寸法データは、Ｐ’制限値及び平均荷重度ｑの負担から判断され、妥当な補強鋼材寸法データが選択される。妥当な補強鋼材寸法データが選定されることで、補強鋼材の補強本数が設定される。
図１７は、補強鋼材寸法データ検証４を示す図である。上図と下図からなる。
【０１８２】
粘性土の場合で、使用鋼材として角型鋼板が選択された場合の例である。
【０１８３】
図１７に示されるように、ＮＧとなる補強鋼材寸法データは、Ｐ’制限値及び平均荷重度ｑの負担から判断され、妥当な補強鋼材寸法データが選択される。妥当な補強鋼材寸法データが選定されることで、補強鋼材の補強本数が設定される。
【０１８４】
図１８は、本発明の実施例であるフローをブロックで示す図である。
【０１８５】
図１９は、本発明の実施例で用いられるテンプレートを示す図である。
【０１８６】
図１８及び図１９を用いて本発明の実施例を説明する。
【０１８７】
図１８に示す各項目が実行された結果が、図１９に表示されたテンプレート３０の各空欄に埋め込まれる方式が採用される。テンプレート３０の各空欄には番号が付されている。テンプレート３０には、まず補強工事名が記載される。その他の事項も記載されるが、これらの事項は、当該テンプレート３０では省略されている。
【０１８８】
図１８において、軟弱地盤に集中荷重Pが、作業鋼板を介して鉛直方向に作用する（S11）。
【０１８９】
作業諸データが取得される。作業諸データには、作業鋼板の有効面積Ac,作業鋼板の重さPs,作業機械の重さPc、補強鋼材データ（幅B1,長さｚ、外周面周長φｃ）軟弱地盤の種類とその補強前の地耐力度qa,、‘Ｎ’値）が取得される（S12）。
【０１９０】
ｑ＝P/Aの計算、P＝Pc＋Psの計算がなされる（S13）
結果がテンプレート３０のNo.１からNo.10に記載される。
【０１９１】
比較qa＞ｑがなされる（S14）。YESの場合、補強鋼材打込み不要とされる（S15）。Noの場合、補強鋼材の打込み要と判断される（S16）。結果がテンプレート３０のNo.11〜No.13に記載される。
【０１９２】
補強鋼材の打込み要と判断されると、断面幅寸法×長さ及び本数N本の打込みが設定される（S17）。この場合の打込み本数Nは、作業鋼板の左右半分部分に設定される本数Nである。Nは、整数で順次変更可能とされる。設定状況がテンプレート３０のNo.14,No.15に記載される。
【０１９３】
変形土圧抵抗力（Wr）と摩擦抵抗力（Qfri）の計算、（Wr＋Qfri）の計算を行い、土圧負担力Qbear＝（Wr＋Qfri）の取得を行う（S18）。結果がテンプレート３０のNo.16に記載される。
土圧負担力度Qbearによって軟弱地盤に生じる地盤の拘束強度Ｐ’を計算する（S19）。例えば、この計算は、Qbear＝τbear（kN/m2）×B1×ｚ(B1×ｚ：接触した側面積)でなされる。よってτbear（kN/m2）＝Qbear/(B1×ｚ)で計算される。結果がテンプレート３０のNo.17に記載される。
【０１９４】
地盤の拘束強度Ｐ’には、地盤せん断地耐力限界値である制限値が設定される。計算された地盤の拘束強度Ｐ’が地盤せん断地耐力限界値（すなわち制限値）に比較され、地盤拘束強度Ｐ’が予め設定された制限値内であるかが判定される（S20）。
【０１９５】
YESの場合に、次のステップS21に行き、Noの場合、設定をし直すためステップS17に戻る砂質地盤か粘土質地盤であるかに対応し、制限値内の地盤の拘束強度Ｐ’が取得される（S2１）。結果がテンプレート３０のNo.18,No.19に記載される。
【０１９６】
設定断面寸法の補強鋼材による軟質地盤の補強後の地耐力度Tq の計算がなされる（S22）。
【０１９７】
Tq ＝qa＋Δqu（Δquは、拘束強度Ｐ’による地耐力度の増加量）
cu＝Δqu/２＝ms×Ｐ’、又はmc×Ｐ’
ここで、cu：地盤のせん断強度。  Δqa：地盤の強度増加量。
【０１９８】
本例の場合の地盤の強度増加度Δqu：砂質地盤ms:0.32, 粘土地盤mc0.33が公表された試験結果ら採用される。
Δqu＝２×ms×Ｐ’  又はΔqu＝２×mｃ×Ｐ’
計算結果に基づき設定断面寸法の補強鋼材による補強後の軟質地盤の地耐力度Tq が取得される（S23）。
【０１９９】
補正後、比較がなされる（S24）。
【０２００】
比較  Tq  ≧q
N０の場合には、S17に戻る。YESの場合、qT ≧qを満足したときの補強鋼材断面寸法情報を取得する（S25）。結果がテンプレート３０のNo.20〜No.29に記載される。
軟弱地盤の補強方法を実行する作業担当者によって決定された断面幅寸法×長さが取得される。結果がNo.30に記載される。
取得した情報に基づいて、軟弱地盤に打込む作業鋼板幅内補強鋼材本数が演算される（S26）。結果がNo.31に記載される。
次に、‘Ｎ’値のみかけ上の増加量が次の式から計算され、‘Ｎ’値が取得される（S27）。
【０２０１】
増加計算  Tq/qa(短)の計算  ‘Ｎ’値＝軟弱地盤の‘Ｎ’値＋増加した‘Ｎ’値、
ここに、qa(短）は、単位‘Ｎ’値の短期許容地耐力度(18kN/ｍ2)の補正値でTqに依存して定まる。
【０２０２】
結果がテンプレート３０のNo.32, No.33に記載される。
即時沈下量が計算される。また、沈下量閾値が設定される（S29）。結果がテンプレート３０のNo.34, No.35に記載される。
【０２０３】
比較 
即時沈下量≦閾値
がなされる（S29）。
【０２０４】
即時沈下量≦閾値を満足したときの断面幅寸法×長さ情報を取得する（S30）.
最後に、作業の確認がなされる（S31）。
【０２０５】
補強鋼材の種類の決定（補強鋼材寸法データの決定）
作業鋼板幅内補強鋼材本数
結果がテンプレート３０のNo.38,No.39に記載される。
【０２０６】
以上に説明された構成に基づいて、次に示される形態が形成される。
（１）軟弱地盤上に、軟弱地盤に接触する接触面積Aaの作業鋼板を敷設し、当該作業鋼板上に作業機械を設置し、軟弱地盤上に作業鋼板の重さPs及び作業機械の重さPcによる集中荷重Ｐを鉛直方向に負荷させたときに、軟弱地盤補強支援装置が、P/Aaから算出された平均荷重度ｑ、及び荷重が負荷されたときの許容限界値として取得される地盤耐力度qaから、ｑ＞qaであると、補強する。補強後に必要とされる軟弱地盤の地耐力度Tqを演算し、当該地盤の地耐力度Tqを得るに必要とされる補強鋼材の補強鋼材寸法データ、典型的な断面幅寸法×補強鋼材長データ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数を取得して提供する。
（２）当該軟弱地盤補強支援装置からの、補強鋼材の補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数、典型的に断面幅寸法×補強鋼材長データからなる軟弱地盤補強支援情報の提供に基づいて、補強鋼材を、軟弱地盤の下層に存在する硬質地盤に達しないようにして鉛直方向に打ち込むことで、軟弱地盤を補強する。
（３）軟弱地盤補強支援装置のデータベースに、
作業鋼板について軟弱地盤に接触する接触面積Aa及び作業機械についての重さを含む作業諸データ、各種の補強鋼材について予め設定された補強鋼材寸法データ（断面幅寸法×補強鋼材長さ）を含む補強鋼材データ、軟弱地盤の種類と種類に対応して、地盤が破壊しない許容限界値として設定される補強前の軟弱地盤の地耐力度qa、及び補強鋼材の補強で、軟弱地盤との摩擦によって発生する摩擦抵抗力を取得する摩擦抵抗力Ｑfriの取得式及び当該軟弱地盤の影響範囲の体積重量を演算し、影響範囲の体積重量から変形土圧抵抗力を取得する変形土圧抵抗力Ｗrの取得式、及び摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗr、及び作業鋼板幅内補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データに基づいて地耐力の増加量Δquを取得する地耐力度の増加量Δquの取得式が格納される。
（４）前記演算処理手段が、
補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データを可変可能な変数として設定可能であって、作業担当者の設定指示に基づいて、補強鋼材寸法データ（断面幅寸法×補強鋼材長さ）を設定し、補強鋼材寸法データから作業鋼板幅内補強鋼材本数を設定する。
【０２０７】
設定された補強鋼材本数の下に、設定された補強鋼材寸法データを順次変更設定して、摩擦抵抗力Ｑfriの取得式から摩擦抵抗力Ｑfri及び変形土圧抵抗力Ｗrの取得式から変形土圧抵抗力Ｗrを演算し、地耐力度の増加量Δquの取得式から地耐力度の増加量Δquを演算し、補強後の軟弱地盤の地耐力度Tqを、Tq ＝qa＋Δquから演算する。
【０２０８】
Tq ≧ｑ
なるTqを補強後の地盤が破壊しない許容限界値として設定する。
【０２０９】
Tq ≧ｑを満足する地盤が破壊しない許容限界値としての地耐力度Tqとさせる補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データを取得する。
【０２１０】
取得された作業鋼板幅内補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データからなる補強鋼材補強支援情報を画面表示手段の画面に表示する。
（５）必要補強量を、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力限界値である制限値以内にあって、地耐力度（Tｑ）以内の補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得される。すなわち補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が選定される。
（６）補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数からなる補強鋼材補強支援情報に基づいて、作業担当者によって決定された補強鋼材寸法データ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数からなる補強鋼材補強情報が取得される補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データからなる補強鋼材補強支援情報に含まれる補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数の内、いずれかの作業鋼板幅内補強鋼材本数及び補強鋼材寸法データ及び補強鋼材本数が、作業担当者によって決定された補強鋼材補強情報として取得される。
（７）補強鋼材補強情報に基づいた断面寸法×補強鋼材長さで決定本数の補強鋼材が作業鋼板幅内で当該軟弱地盤に打ち込まれる
（８）前記演算処理手段が演算処理したデータが所定のフォーマットを有するテンプレートに順次記載され、画面表示装置の画面に表示される。
【実施例】
【０２１１】
実施例１
・砂質土地盤の補強  I
標準貫入試験値（‘Ｎ’値）は、‘Ｎ’値=3の場合。
【０２１２】
地盤の荷重度（ｑ）：ｑ＝P／Aa＝1900kN/25.0ｍ2=76kN/ｍ2  、ここに、P:地盤への作用荷重、Aa:作用面積
地盤の短期許容地耐力度（qa（短))：qa(短）=54kN/ｍ2  ゆえに  ‘Ｎ’値=3
ｑ  ＞  qa(短）    NG    ：補強が必要
補強工法は、適切なH形鋼（I形鋼）を作業鋼板下の地盤に挿入・打込む工法。
【０２１３】
地盤に生じる拘束強度(せん断強度）により、鉛直方向の地耐力度を高めることに特徴がある。
【０２１４】
本例はH-125×125×6.5×9を挿入する。  打込長（ｚ）は、1.2ｍとする。
【０２１５】
・地盤の性能：摩擦力度τfri=3×‘Ｎ’ 値=9kN/ｍ2，1面周長φc=0.375m,影響幅eb=0.725m、影響面積Ae=0.128ｍ2、
Ae は、Wr計算の面積で補強材幅（B1)から、４５°で奥行き長（0.3ｍ）の場合の面積を示す。
【０２１６】
補強鋼材に生じる土圧抵抗力は、摩擦力によるものと、背面土による変形土圧抵抗力によるものである。
【０２１７】
地盤の摩擦抵抗力（Qfri)による：Qfri=τfri×φc×ｚ=9kN/ｍ2×0.375m×1.2m=4.05kN
背面土の変形土圧抵抗力(Wr)    ：Wr=γ×Ae×z=18kN/m3×0.128ｍ2×1.2m=2.76kN
補強鋼材（１本あたり）の負担耐力（Qbear）  : Qbear=Qfri+Wr=6.81kN
ここに、Qbear=τbear×B1×ｚ=P'×B1×ｚ  、τbearは地盤の土圧許容地耐力度（せん断強度）を示し、P'は地盤の拘束強度を示す。
・作業鋼板１の地盤面積：B×L=約4.9ｍ×5.1m=25.0ｍ2  程度の面積において必要な補強量の算定を従来の技術に基づいて算定された補強量と比較する。
【０２１８】
本実施例の場合：
本実施例による必要補強量の算定Tq：Wr算定時の影響幅（ｍ）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２１９】
補強例では補強影響幅：eb=0.725m
必要な作業鋼板幅内補強鋼材本数：N(短辺)=INT(4.9m/0.725)=7本、長辺も同じ
７本補強の補強影響幅は、eb短辺=4.9m/７=0.7m  ≒0.725m  OK          
必要な補強量；7×Qbear(6.81kN)=47.7kN  
拘束強度（１本当たり）：  P'=45.4kN/ｍ2 
地盤のせん断強度（ｃu)、地盤の拘束強度（P')とすれば、鉛直方向の地耐力度の増加量（Δqu)は、砂質地盤の強度増加率（ms）を介して、Δqu=2×ms×P'  ，多くの実験的データから、ms=0.32とする。
【０２２０】
Δqu=0.64×P'=0.64×45.4ｋN/ｍ2＝29.0kN/ｍ2。
【０２２１】
補強後の地盤の地耐力度（Tｑ）とすると、
Tq=qa(短）＋Δｑu    ,  qa(短）は、短期許容地耐力度。Δquは、補強による地耐力度の増加量。
【０２２２】
Tｑ＝qa(短）+Δqu=54kN/ｍ2+29.0kN/ｍ2=83kN/ｍ2    ＞ q（荷重度）    OK
【０２２３】
比較例T1：理論式1)による必要な補強量の算定方法：この場合の必要な補強量をΔP横とする。
【０２２４】
ΔP横=P/z2×3/π×{(x/z)2 ／{(x/z)2+{(y/z)2  +1｝5/2 
：ここに、P=1900kN，x=4.9/2=2.45m、y=5.1/2=2.55ｍ，ｚ=1.2m
=1900kN/1.22×3/3.14×{(2.45/1.2)2 ／{(2.45/1.2)2+{(2.55/1.2)2  +1｝5/2
=1900kN×0.01=19kN
【０２２５】
比較例T2：慣例の考え方による必要な補強量の算定方法：この場合の必要な補強量を２％P横とする。
【０２２６】
必要な補強量は、作用鉛直力（P)の2％を必要拘束横力（２％P横）とされる。
【０２２７】
２％P横=1900ｋN×0.02＝38ｋN
本実施例による必要な補強量の算定To：Wr算定時の影響幅（ｍ）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２２８】
補強例では補強影響幅：eb=0.725m
必要な作業鋼板幅内補強鋼材本数：Ｎ=INT(4.9m/0.725)=7本
７本補強の補強影響幅ebは、eb短辺=4.9m/７=0.7ｍ≒0.725ｍ  OK      
必要補強量；7×Qbear(6.81kN)=47.7kN  
地盤の拘束強度（１本当たり）：  P'=45.4kN/ｍ2 
地盤のせん断強度（ｃu)、拘束強度（P')とすれば、鉛直方向の増分である地耐力度の増加量（Δqu)は、砂質地盤の強度増加率（ms）を介して、Δqu=2×ms×P'  ，多くの実験的データから、ms=0.32とする。
【０２２９】
Δqu=0.64×P'=0.64×45.4ｋN/ｍ2＝29.0kN/ｍ2。
【０２３０】
補強後の地耐力度（Tｑ）とすると、
Tq=qa(短）＋Δｑu  ,  qa(短）は、短期許容地耐力度。Δquは、補強による地耐力度の増加量。
【０２３１】
Tｑ＝qa(短）+Δqu=54kN/ｍ2+29.0kN/ｍ2=83kN/ｍ2    ＞ q（平均荷重度）    OK
結論：必要な補強量を、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力限界値である制限値以内にあって、地耐力度（Tｑ）以内の補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さ及び補強鋼材本数が取得される。すなわち補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が選定される。
【０２３２】
作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材本数が設定される関係において取得された断面幅寸法から補強影響幅が設定されたることに基づいて作業鋼板の板幅と補強影響幅との関係から作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得された。
【０２３３】
よって、最も安全な値で、断面幅寸法×補強鋼材長さの補強鋼材の種類が取得され、作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得された。
【０２３４】
実施例２
・砂質土地盤の補強  II
標準貫入試験値（‘Ｎ’値）は、‘Ｎ’値=4の場合。
【０２３５】
地盤の平均荷重度（q)：q=P/Aa=1900kN/25ｍ2=76kN/ｍ2
補強前の短期許容地耐力度：qa（短）=18ｋN/ｍ2×4=72kN/ｍ2  ＜  ｑ    NG  よって、補強が必要
補強例Iに比べて小さな拘束強度を選定する。I形鋼 I‐125×75×5.5×9.5を挿入・打込む工法とする。
【０２３６】
補強鋼材の挿入・打込長は1.2ｍとする。
I形鋼-125×75×5.5×9.5の諸性状： 摩擦力度（τfri):τfri=3kN/ｍ2×‘Ｎ’値=12kN/ｍ2、１面周長（φc）=0.275m、Wr計算時の影響幅（eb）=0.725m、影響面積(Ae)=0.128ｍ2：Ae算定は、補強材幅(B1)から４５°で奥行長(0.3m)の場合の値。砂地盤の単位体積重量（γ）は、18ｋN/m3とする。
【０２３７】
・地盤の摩擦抵抗力：Qfri=τfri×φc×z (kN)=12kN/ｍ2×0.275m×1.2m=3.96ｋN
・地盤の背面土による変形土圧抵抗力：Wr=γ×Ae×ｚ (kN)=18kN/m3×0.128ｍ2×1.2m=2.76kN                          
・地盤の補強鋼材１本当たりの負担力（Qbear) = Qfri+Wr=6.72kN
・地盤の拘束強度：  P'=Qbear/(B1×z)=6.72/0.125/1.2=44.8kN/ｍ2
・作業鋼板１の地盤面積：B×L=約4.9ｍ×5.1m=25.0ｍ2  程度の面積において必要な補強量の算定を従来の技術に基づいて算定された補強量と比較する。
【０２３８】
本実施例の場合：
本実施例による必要な補強量の算定、補強後の地盤の地耐力度Tq：Wr算定時の影響幅（eb）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２３９】
補強後の地盤の地耐力度Tq：Wr算定時の影響幅（eb）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２４０】
補強例では補強影響幅eb：eb=0.725m
必要な補強鋼材本数：Ｎ= INT(4.9m/0.725)=7本
７本補強の補強影響幅は、eb短辺=0.7×７＝4.9ｍ    OK          
必要な補強量；7×Qbear（6.72kN=47.0kN）  
地盤の拘束強度（P'）は、P'=44.8kN/ｍ2 
地盤のせん断強度（ｃu)、地盤の拘束強度（P')とすれば、鉛直方向の地耐力度の増加量（Δqu)は、砂質地盤の強度増加率（ms）を介して、Δqu=2×ms×P'  ，多くの実験的データから、ms=0.32とする。
【０２４１】
Δqu=0.64×P'=0.64×44.8ｋN/ｍ2＝28.7kN/ｍ2。
【０２４２】
補強後の地盤の地耐力度（Tｑ）とすると、
Tq=qa(短）＋Δｑu,  qa(短）は、短期許容地耐力度、Δquは、補強による地耐力度の増加量。
【０２４３】
Tｑ＝qa(短）+Δqu=72kN/ｍ2+28.7kN/ｍ2=100.7kN/ｍ2    ＞ q（荷重度）    OK
【０２４４】
比較例T1：理論式1)による必要な補強量の算定方法：この場合の必要な補強量をΔP横とする。
ΔP横=P/z2×3/π×{(x/z)2 ／{(x/z)2+{(y/z)2  +1｝5/2
：ここに、P=1900kN，x=4.9/2=2.45m、y=5.1/2=2.55ｍ，ｚ=1.2m
=1900kN/1.22×3/3.14×{(2.45/1.2)2 ／{(2.45/1.2)2+{(2.55/1.2)2  +1｝5/2                =1900kN×0.01=19kN
【０２４５】
比較例T2：慣例の考え方による必要な補強量の算定方法：この場合の必要な補強量を２％P横とする。
【０２４６】
必要な補強量は、作用鉛直力の集中荷重（P)の2％を必要な拘束横力（２％P横）とする。
２％P横=1900ｋN×0.02＝38ｋN
結論：必要な補強量を、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力限界値である制限値以内にあって、地盤の地耐力度（Tｑ）以内の補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さ及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得される。すなわち補強鋼材の種類及び作業鋼板幅内補強鋼材本数が選定される。
【０２４７】
作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材の本数が設定される関係において取得された断面寸法から補強影響幅が設定されたることに基づいて作業鋼板の板幅と補強影響幅との関係から作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得された。
【０２４８】
よって、最も安全な値で、断面幅寸法×補強鋼材長さの補強鋼材の種類が取得され、作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得された。
【０２４９】
実施例3
粘土質地盤の補強  I
標準貫入試験値（‘Ｎ’値）が‘Ｎ’値=3の場合。
【０２５０】
地盤の平均荷重度（q)：q=P/Aa=1900kN/25ｍ2=72kN/ｍ2
補強前の短期許容地耐力度：qa（短）=18ｋN/ｍ2×3=54kN/ｍ2      ＜  ｑ    NG    補強が必要。地盤の拘束強度は、同じ値の54kN/ｍ2。以下の例も同じ。
【０２５１】
地盤がせん断破壊しない補強鋼材を選定し、補強鋼材は、H-150×100×6×9とする。打込長（z)は、
z=1.2m として、作業鋼板１下の地盤（B×L=4.9m×5.1m程度）に挿入打設する工法とする。
【０２５２】
・地盤の性能：摩擦抵抗力度(τfri)=5×‘Ｎ’値=15kN/ｍ2、1面周長（φc)=0.35m、影響幅（eb）=0.75m、
影響面積（Ae）=0.135ｍ2：Ae は、Wr計算の面積で補強材幅（B1)から、４５°で奥行き長（0.3ｍ）の場合の面積。
【０２５３】
粘性土の単位体積重量：γ=16kN/m3。
【０２５４】
補強鋼材に生じる土圧抵抗力は、摩擦抵抗力によるものと、背面土による変形土圧抵抗力によるものである。
【０２５５】
地盤の摩擦力度による摩擦抵抗力（Qfri)：Qfri=τfri×φc×ｚ=15kN/ｍ2×0.35m×1.2m=6.3 kN
背面土の変形土圧抵抗力(Wr)  ：Wr=γ×Ae×z=16kN/m3×0.135ｍ2×1.2m=2.59kN
補強鋼材（１本あたり）の負担耐力（Qbear）  : Qbear=Qfri+Wr=8.89kN
ここに、Qbeaｒ=τbear×B1×ｚ=P'×B1×ｚ  、τbearは地盤の土圧許容地耐力度（せん断強度）を示し、P'は地盤の拘束強度を示す。
P'=8.89kN/0.15m/1.2m=49.4kN/ｍ2  ＜  54kN/ｍ2  地盤はせん断破壊しない。
・作業鋼板１の地盤面積：B×L=約4.9ｍ×5.1m=25.0ｍ2  程度の面積において必要な補強量の算定を従来の技術に基づいて算定された補強量と比較する。
【０２５６】
本実施例の場合：
本実施例による必要な補強量の算定、地盤の地耐力度Tq：Wr算定時の補強影響幅（eb）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２５７】
Tq：Wr算定時の影響幅（eb）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２５８】
補強例では補強影響幅：eb=0.75m  で作業鋼板１の短辺（B)を全面補強する。
【０２５９】
作業鋼板幅内補強鋼材本数(Ｎ)  ：Ｎ=INT(B/eb)=INT(4.9m/0.75)=7本  ：長辺幅(5.1ｍ）も同様。
【０２６０】
必要な補強量；７×8.89ｋN(Qbear)=62.2 kN
必要な補強量：max=max(T1,T2,T3)=62.2kN        
地盤の作業鋼板１下（B×L=4.9m×5.1m程度）に補強鋼材を挿入・打設することにより、作業鋼板１周辺の補強地盤にはせん断強度(cu)、地盤の拘束強度（P')が生じる。粘性土地盤の強度増加率（mc）とすれば、鉛直方向の地耐力度の増加量（Δqu)は、以下の関係式で求められる。多くの実験的データから、mc =0.32とする。
【０２６１】
P'は地盤の拘束強度で、49.4kN/ｍ2。
【０２６２】
cu=Δqu/2=mc×P'    ：    Δqu=2×mc×P'  
Δqu=2×0.32×49.4kN=31.6ｋN
補強後の地耐力度（Tq)：ｑa（短）＋Δqu 、 qa(短）：短期許容地耐力度。Δqu:補強による地耐力度の増加量。
【０２６３】
Tq＝54kN/ｍ2+31.6kNｍ2＝85.6kN/ｍ2    ＞  ｑ  (地盤の荷重度）    OK
比較例T1：理論式1)による必要な補強量の算定方法：この場合の必要な補強量をΔP横とする。
【０２６４】
ΔP横=P/z2×3/π×{(x/z)2 ／{(x/z)2+{(y/z)2  +1｝5/2 
ここに、P=1900kN，x=4.9/2=2.45m、y=5.1/2=2.55ｍ，ｚ=1.2m
ΔP横=1900kN/1.22×3/3.14×{(2.45/1.2)2 ／{(2.45/1.2)2+{(2.55/1.2)2  +1｝5/2                  =1900kN×0.01=19kN
比較例T2：慣例の考え方による必要な補強量の算定方法：この場合の必要な補強量を２％P横とする。
【０２６５】
必要な補強量は、作用鉛直力の集中荷重（P)の2％を必要な拘束横力（２％P横）とする。
【０２６６】
２％P横=1900ｋN×0.02＝38ｋN
結論：必要な補強量を、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力限界値である制限値以内にあって、地耐力度（Tｑ）以内の補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さ及び補強鋼材本数が取得される。すなわち補強鋼材の種類及び補強鋼材本数が選定される。
【０２６７】
作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材の本数が設定される関係において取得された断面寸法から補強影響幅が設定されたることに基づいて作業鋼板の板幅と補強影響幅との関係からΔP横補強鋼材本数が取得された。
【０２６８】
よって、最も安全な値で、断面幅寸法×補強鋼材長さの補強鋼材の種類が取得され、補強鋼材本数が取得された。
【０２６９】
実施例４
粘土質地盤の補強  II
標準貫入試験値（‘Ｎ’値）が‘Ｎ’値=4の場合。
【０２７０】
地盤の荷重度（q)：q=P/Aa=1900kN/25ｍ2=76kN/ｍ2
補強前の短期許容地耐力度：qa（短）=18ｋN/ｍ2×4（‘Ｎ’値)=72kN/ｍ2      ＜  ｑ    NG    補強が必要。
【０２７１】
補強は、H-150×100×6×9、z=1.2m を作業鋼板１下の地盤（B×L=4.9m×5.1m程度）に挿入打設する工法。
【０２７２】
・地盤の性能：摩擦力度（τfri）=5×‘Ｎ’値=20kN/ｍ2、1面周長(φc）=0.35m、影響幅（eb）=0.75m、
影響面積（Ae）=0.135ｍ2：Ae は、Wr計算の面積で補強影響幅（B1)から、４５°で奥行き長（0.3ｍ）の場合の面積。
【０２７３】
粘性土の単位体積重量：γ=16kN/m3。
【０２７４】
補強鋼材に生じる土圧抵抗力は、摩擦抵抗力によるものと、背面土による変形土圧抵抗力によるものである。
【０２７５】
地盤の摩擦力による摩擦抵抗力（Qfri)：Qfri=τfri×φc×ｚ=20kN/ｍ2×0.35m×1.2m=8.4 kN
背面土の変形土圧抵抗力(Wr)    ：Wr=γ×Ae×z=16kN/m3×0.135ｍ2×1.2m=2.59kN
補強鋼材（１本あたり）の土圧負担力（Qbear）  : Qbear=Qfri+Wr=11.0kN
ここに、Qbeaｒ=τbear×B1×ｚ=P'×B1×ｚ  、τbearは地盤の土圧許容地耐力度（せん断強度）を示し、P'は地盤の拘束強度を示す。
【０２７６】
P'=11.0kN/0.15m/1.2m=61.1kN/ｍ2  ＜72kN/ｍ2（4(‘Ｎ’値)×18）,地盤はせん断破断しない。
・作業鋼板１の地盤面積：B×L=約4.9ｍ×5.1m=25.0ｍ2  程度の面積において必要な補強量の算定を従来の技術に基づいて算定された必要補強量と比較する。
【０２７７】
本実施例の場合：
本実施例による必要補強量の算定Tq：Wr算定時の補強影響幅（eb）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２７８】
Tq：Wr算定時の補強影響幅（eb）の間隔で補強することにより、想定部位（B×L)のほぼ全面を補強する。
【０２７９】
補強例では補強影響幅：eb=0.75m  で、作業鋼板１の短辺（B)を全面補強する。
【０２８０】
作業鋼板幅内補強鋼材本数(Ｎ)  ：Ｎ= (4.9m/0.75)=7本  :長辺（L)も同様となる。
【０２８１】
地盤の作業鋼板１下（B×L=4.9m×5.1m程度）に補強鋼材を挿入・打設することにより、作業鋼板１周辺の地盤には、せん断強度(cu)、地盤の拘束強度（P')が生じる。粘性土地盤の強度増加率（mc）とすれば、鉛直方向の地耐力度の増加量（Δqu)は、以下の関係式で求められる。多くの実験的データから、mc =0.32とする。
【０２８２】
cu=Δqu/2=mc×P'    ：    Δqu=2×mc×P'
Δqu=2×0.32×61.1  kN=39.1ｋN            ：  P'=61.1  kN/ｍ2
補強後の地耐力度Tq：ｑa（短）＋Δqu 、 qa(短）：短期許容地耐力度。Δqu:補強による地耐力度の増加量。
【０２８３】
Tq＝72 kN/ｍ2+39.1 kNｍ2＝111.1 kN/ｍ2    ＞  ｑ  (平均荷重度）    OK
【０２８４】
比較例T1：理論式1)による必要補強量の算定方法：この場合の必要補強量をΔP横とする。
【０２８５】
ΔP横=P/z2×3/π×{(x/z)2 ／{(x/z)2+{(y/z)2  +1｝5/2
ここに、P=1900kN，x=4.9/2=2.45m、y=5.1/2=2.55ｍ，ｚ=1.2m
=1900kN/1.22×3/3.14×{(2.45/1.2)2 ／{(2.45/1.2)2+{(2.55/1.2)2  +1｝5/2              =1900kN×0.01=19kN
【０２８６】
比較例T2：慣例の考え方による必要補強量の算定方法：この場合の必要補強量を２％P横とする。
【０２８７】
必要補強量は、作用鉛直力である集中荷重（P)の2％を必要拘束横力（２％P横）とする。
【０２８８】
２％P横=1900ｋN×0.02＝38ｋN
結論：必要補強量を、軟弱地盤に許容値として予め設定された、土圧負担力の限界値を表す地盤せん断地耐力限度以内にあって、地盤せん断地耐力限度に最も近い値で、補強鋼材の断面幅寸法×補強鋼材長さが取得され、
作業鋼板の板幅と補強影響幅とから補強鋼材の本数が設定される関係において取得された断面幅寸法から補強影響幅が設定されたることに基づいて作業鋼板の板幅と補強影響幅との関係から作業鋼板幅内補強鋼材本数が取得された。
【０２８９】
よって、最も安全な値で、断面幅寸法×補強鋼材長さが取得され、補強鋼材本数が取得された。
【符号の説明】
【０２９０】
Y１、Ｙ'1…敷き鋼板、A…覆工板、Ｐc…機械荷重（クレーン荷重）、Ps…作業鋼板の重さ（荷重）、Ｐ…集中荷重、Aa…作業鋼板の有効な接触面積（ｍ２）、Ac…補強鋼板の接触面積ｍ２、B１…補強鋼材幅、ｚ…補強鋼材長さ（ｍ）、φｃ…補強鋼材の外周面周長、Ｂ０…補強の影響幅、qa…補強前の地耐力度（典型的には短期許容地耐力度）、Δqu…補強された地耐力度の増加量、‘Ｎ’  値及び‘Ｎ’'  値標準貫入試験値、Ｎ…取得された補強鋼材本数、Ｍ…作業担当者によって決定された補強鋼材本数、Qfri…摩擦抵抗力、Ｗr…変形土圧抵抗力、Qbear…土圧負担力、Ｐ’…地盤の拘束強度、Se…即時沈下量(沈下変化量)、Es…軟質地盤のヤング係数、νs…ポアソン比、Tq …補強後の地盤の地耐力度（補強前の地耐力度qaを含む場合がある。）、１…作業鋼板、２…補強鋼材、３…横移動抑止筋、１０…軟弱地盤、１２…硬質地盤（固質地盤）、２１…入力手段、２２…演算処理手段、２３…出力手段、２４…データベース（格納手段）、２５…画面表示手段、３０…テンプレート、１００…軟弱地盤の補強構造、１０１…軟弱地盤補強支援装置。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019183559.tif 000022
【図１７】
2019183559.tif 000023
【図１８】
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【図１９】
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