(57)【要約】【課題】柱体間の結合力を維持しつつ、固化剤の使用量を減らし得る地盤改良体を提供する。【解決手段】地盤改良体２０は、地中に形成される複数の柱体２１と、補強部材３０とを備える。複数の柱体２１は、上下方向１３を軸方向とする円柱であり、径方向１４に連続して並べられている。隣り合う２つの柱体２１は、一部が重複している。補強部材３０は、２つの柱体２１が重複する重複部２２に配置されており、２つの柱体２１にそれぞれ挿入されている。補強部材３０は、上下方向１３を長手とし、径方向１４を短手とする平板である。重複部２２に配置された補強部材３０は、隣り合う２つの柱体２１間の結合力を高める。したがって、隣り合う２つの柱体２１間の結合力を従来と同等に維持しつつ、２つの柱体２１間の距離を従来よりも短くして、柱体２１の形成に用いられる固化剤の使用量を減らすことができる。【選択図】図２
2019065481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中において上下方向を軸方向とする円柱状の複数の柱体が径方向に連続して並べられた構造体と、
上記径方向に離間した第１端及び第２端を有しており、当該第１端及び第２端が、隣り合う２つの上記柱体にそれぞれ挿入されており、上下方向に延びる補強部材と、を備えた地盤改良体。
【請求項２】
隣り合う２つの上記柱体は、径方向において互いに離間している請求項１に記載の地盤改良体。
【請求項３】
隣り合う２つの上記柱体は、径方向において一部が重複しており、
上記補強部材は、少なくとも、上記柱体の重複部分に挿入されている請求項１に記載の地盤改良体。
【請求項４】
隣り合う２つの上記柱体は、径方向において外周面が接触している請求項１に記載の地盤改良体。
【請求項５】
地中において上下方向を軸方向とする円柱状の複数の柱体が径方向に連続して並べられた構造体と、上記径方向に離間した第１端及び第２端を有しており、当該第１端及び第２端が、隣り合う２つの上記柱体にそれぞれ挿入されており、上下方向に延びる補強部材と、を備えた地盤改良体の施工方法であって、
地盤を掘削しつつ掘削土に固化剤を混入して撹拌し、上記柱体を地中に形成する第１工程と、
上記柱体が固化する前に上記補強部材を地中に挿入する第２工程と、を有する地盤改良体の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の柱体によって形成される地盤改良体、及び当該地盤改良体の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、地盤改良体からなる地盤拘束壁を地中に形成し、地盤の液状化を防止する技術が開示されている。地盤改良体は、地盤を掘削しつつ、その掘削土へセメントミルク等の固化剤を注入し、撹拌混合して形成される。地盤改良体は円柱形状である。複数の地盤改良体は、径方向において一部を重複させて並べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６１０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
隣り合う２つの柱体の中心間の距離を小さくして２つの柱体の重複部分を大きくするほど、２つの柱体間の結合力は強くなる。しかしながら、柱体の総体積（柱体の本数×柱体の体積）が増加する。そうすると、柱体の形成に用いられる固化剤の使用量が多くなり、製造コストが高くなってしまう。隣り合う２つの柱体の間の距離を大きくして重複部分を小さくすれば、固化剤の使用量を減らすことができる。しかしながら、２つの柱体間の結合力は弱くなる。柱体間の結合力が弱いと、地震などによって柱体間にせん断力が働いた場合に、柱体同士が離れるおそれが生じる。
【０００５】
本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、柱体間の結合力を従来と同等以上に維持しつつ、固化剤の使用量を減らし得る手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
(1)  本発明に係る地盤改良体は、地中において上下方向を軸方向とする円柱状の複数の柱体が径方向に連続して並べられた構造体と、上記径方向に離間した第１端及び第２端を有しており、上下方向に延びる補強部材と、を備える。補強部材の上記第１端及び第２端は、隣り合う２つの上記柱体にそれぞれ挿入されている。
【０００７】
補強部材の第１端及び第２端は、隣り合う２つの柱体にそれぞれ挿入されているから、隣り合う２つの柱体間の結合力を高めることができる。したがって、隣り合う２つの柱体間の結合力を維持しつつ、柱体の径を従来よりも小さくすることができ、或いは、隣り合う２つの柱体間の中心間距離を従来よりも大きくすることができる。その結果、隣り合う２つの柱体間の結合力を従来と同等以上に維持しつつ、固化剤の使用量を低減することができる。
【０００８】
(2)  好ましくは、隣り合う２つの上記柱体は、径方向において互いに離間していてもよい。
【０００９】
隣り合う２つの柱体は、径方向において互いに離間するから、隣り合う２つの柱体を径方向において一部を重複させて配置するよりも、固化剤の使用量を低減することができる。
【００１０】
(3)  好ましくは、隣り合う２つの上記柱体は、径方向において一部が重複していてもよい。上記補強部材は、少なくとも、上記柱体の重複部分に挿入されている。
【００１１】
隣り合う２つの柱体は、径方向において一部が重複し、補強部材は、少なくとも、柱体の重複部分に挿入されているから、隣り合う２つの柱体を径方向において互いに離間して配置するよりも、柱体間の結合力を高めることができる。
【００１２】
(4)  好ましくは、隣り合う２つの上記柱体は、径方向において外周面が接触していてもよい。
【００１３】
隣り合う２つの柱体は、径方向において外周面が接触している。補強部材は、柱体が固化する前に、隣り合う２つの柱体の双方に重複して地中に挿入される。隣り合う２つの柱体は、径方向において外周面が接触しているから、隣り合う２つの柱体を引き離しつつ、隣り合う２つの柱体を完全に離間させるよりも補強部材を地中に容易に挿入することができる。すなわち、固化剤の使用量を減らしつつ、地盤改良体の施工の容易性を確保することができる。
【００１４】
(5)  本発明に係る地盤改良体の施工方法は、地中において上下方向を軸方向とする円柱状の複数の柱体が径方向に連続して並べられた構造体と、上記径方向に離間した第１端及び第２端を有しており、当該第１端及び第２端が、隣り合う２つの上記柱体にそれぞれ挿入されており、上下方向に延びる補強部材と、を備えた地盤改良体の施工方法である。当該施工方法は、地盤を掘削しつつ掘削土に固化剤を混入して撹拌し、上記柱体を地中に形成する第１工程と、上記柱体が固化する前に上記補強部材を地中に挿入する第２工程と、を有する。
【００１５】
本発明は、地盤改良体の施工方法として捉えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る地盤改良体及び地盤改良体の施工方法によれば、柱体間の結合力を維持しつつ、固化剤の使用量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態に係る地盤改良体２０の平面図である。
【図２】図２は、地盤改良体２０の斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、実施形態に係る地盤改良体２０の平面図であり、図３（Ｂ）は、従来の地盤改良体４０の平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、変形例１に係る地盤改良体２０の斜視図であり、図４（Ｂ）は、変形例２に係る地盤改良体２０の斜視図であり、図４（Ｃ）は、変形例３に係る地盤改良体２０の斜視図である。
【図５】図５は、変形例４に係る補強部材３２、３３、３４の斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、実施形態に係る地盤改良体２０の施工方法５０を示す図であり、図６（Ｂ）は、変形例５に係る地盤改良体２０の施工方法６０を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００１９】
本実施形態では、図１に示される基礎構造１０が説明される。基礎構造１０は、実線で示される地盤改良体２０と、二点鎖線で示される基礎１１とを備える。基礎１１は、布基礎やべた基礎であり、不図示の建物の躯体を支持する。建物は、例えば住宅などである。
【００２０】
地盤改良体２０は、複数の柱体２１を備える。詳しくは後述されるが、柱体２１は、不図示の施工機を用いて形成される。施工機には、例えば、日本車輛製造株式会社（商標）のＤＨＪ６０やＤＨＪ８５などの杭打機が用いられる。
【００２１】
施工機は、ロッド（杭）と、ロッドの先端に設けられたオーガドリルとを備える。オーガドリルは、回転しながら地盤を掘削し、地中に挿入されていく。ロッドは、セメントミルクなどの固化剤が噴出する噴出口を有する。また、ロッドは、掘削した土と注入した固化剤とを混ぜる撹拌羽を有する。固化剤が固化すると、図２に示されるように、円柱状の柱体２１が地中に形成される。
【００２２】
形成された柱体２１は、上下方向１３を軸方向とする上下方向１３に長い縦長の円柱状である。上下方向１３における柱体２１の長さは、施工機のロッドの長さに応じて決まる。柱体２１の長さは、例えば、１０〜１５ｍに設定される。また、柱体２１の直径は、オーガドリルの形状に応じて決まる。柱体２１の直径は、例えば、４０ｃｍ〜８０ｃｍに設定される。具体的には、５０ｃｍや５５ｃｍや６５ｃｍに設定される。
【００２３】
複数の柱体２１は、一部を互いに重複させて径方向１４に沿って並んで形成される。図１に示されるように、複数の柱体２１は、平面視が枠状の構造体２３を形成する。
【００２４】
図２に示されるように、補強部材３０は、隣り合う２つの柱体２１が重複する重複部２２に配置されている。
【００２５】
補強部材３０は、上下方向１３を長手とし、径方向１４を短手とする矩形の平板である。補強部材３０は、隣り合う２つの柱体２１の重複部２２において、隣り合う２つの柱体２１の中心同士を結ぶ仮想直線（不図示）上に配置されて、２つの柱体２１にそれぞれ挿入されている。このように設けられた補強部材３０は、隣り合う２つの柱体２１間の結合力を高める。
【００２６】
補強部材３０は、上述の施工機によって地中に挿入される。施工機は、補強部材３０の長手方向の一端部（上端部）を把持して補強部材３０を吊り下げ、補強部材３０の上端部を下方に押圧して補強部材３０を地中に挿入する。補強部材３０は、固化剤が固まるまでの間に、地中に挿入される。
【００２７】
補強部材３０の材質及び厚みは、補強部材３０を地中に挿入でき、かつ、地震などによって地盤改良体２０に加わる負荷（せん断力）に耐え得るように設定される。例えば、補強部材３０には、厚みが数ｍｍから十数ｍｍの鋼材が用いられる。
【００２８】
上下方向１３における柱体２１の長さは、上下方向１３における柱体２１の長さと略同一または短くされる。すなわち、補強部材３０は、柱体２１を超えて地中に挿入されることがない。したがって、施工機を用いて補強部材３０を地中に容易に挿入することができる。
【００２９】
また、上下方向１３における補強部材３０の長さは、好ましくは、上下方向１３における柱体２１の長さの半分以上とされる。したがって、補強部材３０は、２つの柱体２１を確実に結合することができる。また、さらに好ましくは、上下方向１３における補強部材３０の長さは、上下方向１３における柱体２１の長さと略同一とされる。上下方向１３における補強部材３０の長さが上下方向１３における柱体２１の長さと略同一とされることにより、２つの柱体２１の結合力をさらに高めることができる。
【００３０】
なお、補強部材３０は、重複部２２に配置されているから、短手に沿う方向（柱体２１の径方向）における補強部材３０の一端（本発明の第１端）は、一方の柱体２１に挿入されており、補強部材３０の他端（本発明の第２端）は、他方の柱体２１に挿入されている。
【００３１】
図３（Ａ）に示される隣り合う２つの柱体２１間の距離Ｌ１は、図３（Ｂ）に示される従来の地盤改良体４０の柱体２１間の距離Ｌ２よりも大きくされる。なお、図３（Ａ）に示される柱体２１の構成と、図３（Ｂ）に示される柱体２１の構成とは同じである。
【００３２】
距離Ｌ１は、例えば５０ｃｍであり、距離Ｌ２は、例えば４０ｃｍである。距離Ｌ１が５０ｃｍであり、距離Ｌ２が４０ｃｍである場合、地盤改良体２０に使用される固化剤の量は、従来よりも２０％少なくなる。
【００３３】
一方、図３（Ａ）に示される２つの柱体２１の重複部２２には補強部材３０が配置されており、柱体２１の間の結合力は、図３（Ｂ）に示される従来の柱体２１間の結合力と同等以上である。
【００３４】
[地盤改良体２０の施工方法５０]
図６（Ａ）に示される施工方法５０は、施工機を用いて柱体２１を形成する第１工程５１と、同じ施工機を用いて補強部材３０を地中に挿入する第２工程５２とを備える。第１工程５１及び第２工程５２は繰り返し実行される。
【００３５】
詳しく説明すると、まず、作業者は、第１工程５１において、上述の施工機を用いて地盤を掘削しつつ、掘削土に固化剤を注入して撹拌し、柱体２１を形成する。作業者は、まず、数個程度の柱体２１を形成する。
【００３６】
次に作業者は、第２工程５２において、掘削に用いた施工機を用いて、補強部材３０を地中に挿入する。作業者は、固化剤が固まるまでに、補強部材３０を地中に挿入する。すなわち、作業者は、固化剤が固まるまでに補強部材３０を地中に挿入可能な程度の個数の柱体２１を第１工程５１において形成する。
【００３７】
作業者は、第１工程５１と第２工程５２とを繰り返し行って、地盤改良体２０を地中に形成する。
【００３８】
作業者は、地盤改良体２０を地中に形成した後、地盤改良体２０の上に基礎１１（図１）を設ける。作業者は、基礎１１を設けた後、不図示の建物を基礎１１の上に建築する。
【００３９】
[実施形態の効果]
補強部材３０は、隣り合う２つの柱体２１の重複部２２に配置され、隣り合う２つの柱体２１にそれぞれ挿入されているから、隣り合う２つの柱体２１間の結合力を高めることができる。したがって、隣り合う２つの柱体２１間の結合力を維持しつつ、図３に示されるように、隣り合う２つの柱体２１間の中心間距離を従来よりも大きくすることができる。その結果、隣り合う２つの柱体２１間の結合力を従来と同等以上に維持しつつ、固化剤の使用量を低減することができる。
【００４０】
また、補強部材３０は、平板であるから、地中に挿入する際に受ける抵抗が円筒状や角柱状などに比べて低い。したがって、施工機を用いて補強部材３０を容易に地中に挿入することができる。
【００４１】
また、上下方向１３における補強部材３０の長さは、上下方向１３における柱体２１の長さと略同一、または短くされから、補強部材３０が柱体２１を超えて地中に挿入されることがない。したがって、破損させることなく補強部材３０を地中に挿入することができる。
【００４２】
また、上下方向１３における補強部材３０の長さは、上下方向１３における柱体２１の長さの半分以上とされるから、隣合う２つの柱体２１を確実に結合することができる。
【００４３】
また、基礎１１（図１）は地盤改良体２０の上に設けられるから、地盤改良体２０によって基礎１１を確実に支持することができる。
【００４４】
また、地盤改良体２０の施工方法５０では、１台の施工機により、柱体２１を形成し、かつ、補強部材３０を地中に挿入する。１台の施工機のみが搬入可能な施工現場において、施工方法５０が用いられる。１台の施工機によって地盤改良体２０の施工を行うから、基礎構造１０（図１）を施工する敷地（施工現場）が狭い場合であっても、地盤改良体２０の施工を行うことができる。
【００４５】
また、１台の施工機によって地盤改良体２０の施工を行うから、複数の施工機を用いる場合よりも、施工コストを抑えることができる。
【００４６】
[変形例１]
上述の実施形態では、隣り合う２つの柱体２１の重複部２２に補強部材３０（図２）が配置された例が説明された。本変形例１では、図４（Ａ）に示されるように、２つの柱体２１の重複部２２を超えて補強部材３１が設けられた例が説明される。
【００４７】
補強部材３１は、短手の長さが補強部材３０よりも長い。短手に沿う方向（径方向１４）における補強部材３１の中央部は重複部２２に位置し、短手に沿う方向における補強部材３１の両端部は重複部２２の外に位置する。
【００４８】
[変形例１の効果]
補強部材３１は、２つの柱体２１の重複部２２を超えて設けられるから、隣り合う２つの柱体２１間の結合力をさらに高めることができる。
【００４９】
[変形例２]
上述の実施形態では、隣り合う２つの柱体２１の一部が重複する例が説明された。本変形例では、図４（Ｂ）に示されるように、隣り合う２つの柱体２１の外周面同士が接する例が説明される。
【００５０】
補強部材３０は、実施形態１で説明された補強部材３０と同一の構成を有している。補強部材３０は、隣り合う２つの柱体２１の中心同士を結ぶ仮想直線（不図示）上に配置されて、２つの柱体２１にそれぞれ挿入されている。隣り合う２つの柱体２１にそれぞれ挿入された補強部材３０は、２つの柱体２１間の結合力を高める。
【００５１】
[変形例２の効果]
本変形例では、隣り合う２つの柱体２１の外周面同士が接する。したがって、重複部２２を有する上述の実施形態よりも、隣り合う２つの柱体２１間の距離が大きい。その結果、固化剤の使用量が実施形態よりも少なくなる。一方、補強部材３０により、隣り合う２つの柱体２１間の結合力は、従来と同等以上に維持される。
【００５２】
[変形例３]
上述の実施形態では、隣り合う２つの柱体２１の一部が重複する例が説明された。本変形例では、図４（Ｃ）に示されるように、隣り合う２つの柱体２１が互いに離間する例が説明される。
【００５３】
補強部材３１は、変形例１で説明された補強部材３１と同一の構成を有している。補強部材３１は、短手に沿う方向の一端（第１端）が隣り合う２つの柱体２１の一方の柱体２１に挿入され、他端（第２端）が他方の柱体２１に挿入されている。離間する２つの柱体２１に端部をそれぞれ挿入された補強部材３１は、離間する２つの柱体２１を結合する。
【００５４】
[変形例３の効果]
本変形例では、隣り合う２つの柱体２１は、互いに離間する。したがって、重複部２２を有する上述の実施形態よりも、隣り合う２つの柱体２１間の距離が大きい。その結果、固化剤の使用量が実施形態よりも少なくなる。一方、補強部材３１により、離間する２つの柱体２１が結合されており、隣り合う２つの柱体２１間の結合力は、従来と同等以上に維持される。
【００５５】
[変形例４]
上述の実施形態や変形例１〜３では、平板である補強部材３０、３１が用いられた例が説明された。しかしながら、補強部材３０、３１に代えて補強部材３２が用いられてもよい。補強部材３２は、図５（Ａ）に示されるように、水平面に沿った断面が波状の波板である。
【００５６】
また、補強部材３０、３１に代えて補強部材３３が用いられてもよい。補強部材３３は、図５（Ｂ）に示されるように、水平面に沿った断面が十字の形状である。
【００５７】
また、補強部材３０、３１に代えて補強部材３４が用いられてもよい。補強部材３４は、図５（Ｃ）に示されるように、円筒である。
【００５８】
また、補強部材３０、３１に代えて、平板の表面や裏面に突起（縞）が設けられた縞鋼板（不図示）が用いられてもよい。
【００５９】
[変形例４の作用効果]
波板である補強部材３２が用いられた場合、平板に比べて強度が高くなり、また、補強部材３２を地中に挿入する際の抵抗が円筒状や角柱状などに比べて低い。すなわち、２つの柱体２１間の結合力が高くなり、かつ、補強部材３２を地中に容易に挿入することができる。
【００６０】
十字の形状である補強部材３３が用いられた場合、平板や波板に比べて強度が高くなり、また、補強部材３３を地中に挿入する際の抵抗が円筒状や角柱状などに比べて低い。すなわち、２つの柱体２１間の結合力が高くなり、かつ、補強部材３３を地中に容易に挿入することができる。
【００６１】
円筒である補強部材３４が用いられた場合、平板や波板や十字の形状に比べて強度が高くなり、また、補強部材３４を地中に挿入する際の抵抗が円柱状や角柱状などに比べて低い。すなわち、２つの柱体２１間の結合力が高くなり、かつ、補強部材３４を地中に容易に挿入することができる。
【００６２】
縞鋼板である補強部材（不図示）が用いられた場合、平板に比べて強度が高くなり、また、補強部材を地中に挿入する際の抵抗が円筒状や角柱状などに比べて低い。すなわち、２つの柱体２１間の結合力が高くなり、かつ、補強部材を地中に容易に挿入することができる。
【００６３】
[変形例５]
上述の実施形態では、１台の施工機を用いて地盤改良体２０を形成する施工方法５０が説明された。本変形例５では、２台の施工機を用いて地盤改良体２０を形成する施工方法６０が説明される。
【００６４】
本変形例で説明される地盤改良体２０の施工方法６０は、図６（Ｂ）に示されるように、第１施工機を用いて柱体２１を形成する第１工程６１と、第２施工機を用いて補強部材３０を地中に挿入する第２工程６２とを備える。第１工程５１と第２工程５２とは、並行して行われる。
【００６５】
詳しく説明すると、まず、作業者は、第１工程６１において、第１施工機を用いて地盤を掘削しつつ、掘削土に固化剤を注入して撹拌し、柱体２１を形成する。作業者は、柱体２１を連続して形成する。
【００６６】
一方、他の作業者は、第２工程６２において、第２施工機を用いて補強部材３０を地中に挿入する。当該他の作業者は、固化剤が固化する前に、補強部材３０を連続して地中に挿入する。
【００６７】
［変形例５の作用効果］
本変形例の施工方法６０は、２台以上の施工機が搬入可能な敷地（施工現場）において行われる。第１施工機は、柱体２１の形成のみを行い、第２施工機は、補強部材３０の挿入のみを行えばよいから、施工の作業効率が良くなる。
【００６８】
［その他の変形例］
上述の実施形態や変形例では、図３に示されるように、隣り合う２つの柱体２１間の距離を従来よりも大きくして固化剤の使用量を減らす例が説明された。しかしながら、柱体２１の直径を従来よりも小さくして、固化剤の使用量を減らしてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・・基礎構造
１１・・・基礎
２０・・・地盤改良体
２１・・・柱体
２２・・・重複部
２３・・・構造体
３０、３１、３２、３３、３４・・・補強部材
５０、６０・・・地盤改良体の施工方法
５１、６１・・・第１工程
５２、６２・・・第２工程
【図１】
2019065481.tif 000003
【図２】
2019065481.tif 000004
【図３】
2019065481.tif 000005
【図４】
2019065481.tif 000006
【図５】
2019065481.tif 000007
【図６】
2019065481.tif 000008