(57)【要約】      （修正有）【課題】短期間で施工可能であり、作業後の現状復旧が容易である地盤改良工法および被覆材を提供する。【解決手段】軟弱地盤である地盤１の表面１５に、冷媒循環用配管７を水平方向に設置する。冷媒循環用配管７は、管軸方向に所定の間隔をおいて設置され、連結配管１３により直列に連結される。次に、冷媒循環用配管７の冷媒循環路１７に水平方向に凍結冷媒を循環させて凍結を開始し、所定の時間が経過した後、地盤１の表層部１９に凍結範囲２１が形成されていることを確認する。その後、冷媒循環用配管７の上面８および地盤１の表面１５を被覆材２３で被覆し、クレーン２５を設置して沈下測定を行い、沈下量が基準値をクリアした場合は改良地盤の供用を開始する。作業が終了すると、供用を終了し、凍結範囲２１を融解させ、被覆材２３および冷媒循環用配管７を撤去して地盤１の表層部１９を元の状態に戻す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の表面付近に、冷媒循環用配管を水平方向に設置する工程ａと、
前記冷媒循環用配管に凍結冷媒を循環させて前記地盤の表層部の凍結範囲を凍結させる工程ｂと、
を具備することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
前記冷媒循環用配管の上面および前記地盤の表面を被覆する被覆材が配置されることを特徴とする請求項１記載の地盤改良工法。
【請求項３】
前記被覆材が板状またはブロック状であり、前記被覆材の所定の箇所に凹部または孔部が設けられ、前記冷媒循環用配管が前記凹部または孔部に脱着可能に配置されることにより、前記被覆材と前記冷媒循環用配管とが一体化されることを特徴とする請求項２記載の地盤改良工法。
【請求項４】
前記被覆材の少なくとも一部が水分を含ませた土砂であり、前記冷媒循環用配管に前記凍結冷媒を循環させて前記土砂を凍結させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の地盤改良工法。
【請求項５】
前記冷媒循環用配管は、冷媒循環路が設けられたアルミ押し出し成型品であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項６】
前記工程ａで、複数の前記冷媒循環用配管を、管軸方向と直交する方向に所定の間隔をおいて配置して直列に連結することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項７】
前記工程ａで、複数の前記冷媒循環用配管を、管軸方向と直交する方向に所定の間隔をおいて配置して並列に連結することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項８】
前記工程ａで、複数の前記冷媒循環用配管を、管軸方向および管軸と直交する方向に所定の間隔をおいて配置することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項９】
前記冷媒循環用配管の上側面に断熱層が形成されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項１０】
前記工程ｂの後、前記冷媒循環用配管に温熱を循環させて、前記凍結範囲の融解を促進させる工程ｃをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項１１】
前記工程ｂで、前記凍結範囲のうち中央から外れた部分に、中央よりも強度の高い凍結部を形成することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項１２】
地盤の表層部を被覆する板状またはブロック状の被覆材であって、
所定の箇所に凹部または孔部が設けられ、前記地盤の表面付近に水平方向に配置される冷媒循環用配管が前記凹部または孔部に脱着可能に配置されることにより、前記冷媒循環用配管と一体化されることを特徴とする被覆材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良工法および被覆材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重機などの重量構造物を軟弱な粘性土の地盤上で用いる場合、地盤上に直接土砂や砕石を敷き均すと、軟弱土が土砂や砕石、重機等の重量を支持できないことがある。そのため、従来は、セメント等の固化材を軟弱土に添加して混合し、セメント改良土によって、地盤の表層部分を強化していた。
【０００３】
地盤の表層を強化する方法として、他に、地盤上に敷設した面状部材上に袋体を格子状に敷設し、袋体に流動性固化材を充填して固化させて、地盤上に剛性補強体を形成する方法があった（例えば、特許文献１参照）。また、地盤に凍結管を鉛直方向に所定の深さまで打ち込んで凍土層を形成し、凍土層の上面に受板を敷設する方法もあった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３１５９６号公報
【特許文献２】特公平７−８８２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、河川敷や借地などのエリアでセメント改良土を用いて地盤の表層部分を強化すると、強化部分の撤去が容易でなく、地盤の現状復旧が困難であった。また、撤去したセメント改良土は、産業廃棄物として処理する必要があった。一方、剛性補強体を形成する方法や、鉛直方向に凍結管を打ち込んで凍土層を形成する方法は、作業後の現状復旧が比較的容易であるため、河川敷や借地などへの適用に適しているが、施工に日数を要していた。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、短期間で施工可能であり、作業後の現状復旧が容易である地盤改良工法および被覆材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための第１の発明は、地盤の表面付近に、冷媒循環用配管を水平方向に設置する工程ａと、前記冷媒循環用配管に凍結冷媒を循環させて前記地盤の表層部の凍結範囲を凍結させる工程ｂと、を具備することを特徴とする地盤改良工法である。
【０００８】
地盤の表面付近に冷媒循環用配管を水平方向に設置して凍結冷媒を水平方向に循環させることにより、地盤の表層部を強化するための凍結範囲を短期間で形成することができる。また、凍結範囲の融解と冷媒循環用配管の撤去により、作業後に容易に現状復旧することができる。
【０００９】
第１の発明では、前記冷媒循環用配管の上面および前記地盤の表面を被覆する被覆材が配置されることが望ましい。
冷媒循環用配管の上面や地盤の表面に、被覆材として敷鉄板等の鋼製の部材を設ければ、被覆材の熱伝導効果により、冷媒循環用配管内の凍結冷媒の冷熱を効率よく地盤に伝達できる。また、被覆材として砕石や土砂を設ければ、被覆材の断熱効果により、凍結冷媒や地盤から冷熱が逃げにくくなる。
【００１０】
前記被覆材が板状またはブロック状であり、前記被覆材の所定の箇所に凹部または孔部が設けられ、前記冷媒循環用配管が前記凹部または孔部に脱着可能に配置されることにより、前記被覆材と前記冷媒循環用配管とが一体化されてもよい。
これにより、被覆材と冷媒循環用配管とを一体化した状態で地盤の表面付近に設置することができる。
【００１１】
前記被覆材の少なくとも一部が水分を含ませた土砂であり、前記冷媒循環用配管に前記凍結冷媒を循環させて前記土砂を凍結させてもよい。
水分を含ませた土砂を下方からの冷熱によって上側が凸となるように凍結させれば、アーチ効果により、上方からの荷重に対して被覆材の支持力を高めることができる。
【００１２】
前記冷媒循環用配管は、冷媒循環路が設けられたアルミ押し出し成型品であることが望ましい。
アルミ押し出し成型品を用いれば、軽量で熱伝導性に優れた冷媒循環用配管を得ることができる。
【００１３】
前記工程ａでは、例えば、複数の前記冷媒循環用配管を、管軸方向と直交する方向に所定の間隔をおいて配置して直列に連結する。
直列に連結した複数の冷媒循環用配管に凍結冷媒を順に循環させることにより、凍結の進行方向を指定することができる。
【００１４】
または、前記工程ａで、複数の前記冷媒循環用配管を、管軸方向と直交する方向に所定の間隔をおいて配置して並列に連結してもよい。
並列に連結した複数の冷媒循環用配管に凍結冷媒を同時に循環させることにより、凍結範囲の全体を短時間で均一に凍結させることができる。
【００１５】
または、前記工程ａで、複数の前記冷媒循環用配管を、管軸方向および管軸と直交する方向に所定の間隔をおいて配置してもよい。
管軸方向および管軸と直交する方向における冷媒循環用配管の設置間隔を適切に設定すれば、冷熱を有効に利用して凍結範囲を凍結させることができる。
【００１６】
前記冷媒循環用配管の上側面に断熱層が形成されてもよい。
冷媒循環用配管の上側面に、地盤と対向する面である下側面よりも熱伝導性の低い断熱層を形成すれば、凍結冷媒の冷熱が上側へ逃げにくくなる。
【００１７】
前記工程ｂの後、前記冷媒循環用配管に温熱を循環させて、前記凍結範囲の融解を促進させる工程ｃをさらに具備してもよい。
これにより、凍結範囲を短期間で融解させ、現状復旧に要する期間をさらに短縮することができる。
【００１８】
前記工程ｂで、前記凍結範囲のうち中央から外れた部分に、中央よりも強度の高い凍結部を形成してもよい。
これにより、クレーン等の重機を凍結範囲上で使用する際に、重機による荷重がかかる部分の強度を高くすることができる。
【００１９】
第２の発明は、地盤の表層部を被覆する板状またはブロック状の被覆材であって、所定の箇所に凹部または孔部が設けられ、前記地盤の表面付近に水平方向に配置される冷媒循環用配管が前記凹部または孔部に脱着可能に配置されることにより、前記冷媒循環用配管と一体化されることを特徴とする被覆材である。
【００２０】
第２の発明の被覆材を用いれば、一体化された被覆材と冷媒循環用配管とを地盤の表面付近に同時に設置したり、撤去したりできる。また、冷媒循環用配管を被覆材に脱着可能とすれば、取り外しての転用が可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、短期間で施工可能であり、作業後の現状復旧が容易である地盤改良工法および被覆材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】地盤改良工法のフローチャートを示す図
【図２】冷媒循環用配管７の設置方法等を示す図
【図３】複数の冷媒循環用配管７を並列に連結した例を示す図
【図４】冷媒循環用配管の他の配置例を示す図
【図５】地盤改良工法のフローチャートを示す図
【図６】冷媒循環用配管７の設置方法等を示す図
【図７】孔部４３を有する被覆材４１を用いた例を示す図
【図８】砕石や土砂を被覆材２７として用いた例を示す図
【図９】中央から外れた部分に、中央よりも強度の高い凍結部を形成した例を示す図
【図１０】冷媒循環用配管を設置した地盤１の断面の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、地盤改良工法のフローチャートを示す図である。図２は、冷媒循環用配管７の設置方法等を示す図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、冷媒循環用配管７の配置を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図である。図２（ｃ）は、冷媒循環用配管７の斜視図、図２（ｄ）は、地盤１を凍結している状態を示す図、図２（ｅ）は、凍結された地盤１を供用している状態を示す図である。
【００２４】
第１の実施の形態では、軟弱地盤におけるクレーンの足場の支持力対策として、地盤の表層を改良する。以下に、第１の実施の形態の地盤改良工法について、図１に示すフローチャートに沿って説明する。
【００２５】
第１の実施の形態の地盤改良工法では、まず、冷媒循環用配管７の設置条件を検討する（Ｓ１０１）。そして、地盤１の表面１５に冷媒循環用配管７を設置する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２では、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、冷媒循環用配管７を、軟弱地盤である地盤１の凍結予定範囲３の表面１５に、水平方向に設置する。冷媒循環用配管７は、管軸方向に所定の間隔をおいて、例えば１ｍ間隔で配置される。凍結予定範囲３は、図２（ｅ）に示すクレーン２５を設置するために地盤１の強度を高める必要がある範囲である。凍結予定範囲３は、例えば、クレーン設置個所５の周囲に１ｍの余裕をもたせて設定される。
【００２６】
冷媒循環用配管７は、連結配管１３により直列に連結される。直列に連結された複数の冷媒循環用配管７の一方の端部には供給配管９が連結され、他方の端部には戻り配管１１が連結される。供給配管９および戻り配管１１は、図示しない冷媒循環機に連結される。
【００２７】
Ｓ１０２の後、冷媒循環用配管７に凍結冷媒を循環させて、凍結を開始する（Ｓ１０３）。図２（ａ）に示すように、凍結冷媒は、図示しない冷媒循環機から矢印Ａ１に示すように供給配管９を介して冷媒循環用配管７に流入する。そして、直列に連結された複数の冷媒循環用配管７と連結配管１３とを通り、矢印Ｂ１に示すように戻り配管１１を介して図示しない冷媒循環機に戻る。
【００２８】
図２（ｃ）に示すように、冷媒循環用配管７は、板状の部材であり、アルミ押し出し成型品である。冷媒循環用配管７は、内部に凍結冷媒の流路である複数の冷媒循環路１７を有する。凍結冷媒は、地盤１の表面１５に水平方向に設置された冷媒循環用配管７の冷媒循環路１７内を、水平方向に循環する。
【００２９】
Ｓ１０３で凍結冷媒の循環を開始してから所定の時間が経過した後、凍結を確認する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４では、図２（ｄ）に示すように、地盤１の表層部１９に凍結範囲２１が形成されていることを確認する。凍結を確認するタイミングは、既存の設計法により凍結完了時間を把握して決定することが望ましい。凍結の確認は、例えば、所定の間隔で配置された冷媒循環用配管７同士の間に温度計を設置して温度を測定する、メチレンブルーを用いた凍結深度計で凍結深度を測定する、供給配管９の入り口と戻り配管１１の出口での凍結冷媒の温度差を測定する、落球探査により弾性係数を測定する、コーン貫入により強度を測定するなどの方法で行う。
【００３０】
Ｓ１０４で凍結を確認した後、被覆材２３を敷設し（Ｓ１０５）、クレーン２５を設置して沈下測定を行う（Ｓ１０６）。Ｓ１０５では、図２（ｅ）に示すように、冷媒循環用配管７の上面８および地盤１の表面１５を被覆材２３で被覆する。被覆材２３は、例えば敷鉄板である。Ｓ１０６では、図２（ｅ）に示すように、Ｓ１０５で敷設した被覆材２３上にクレーン２５を設置して、凍結範囲２１の沈下量を測定する。
【００３１】
Ｓ１０６で測定した沈下量が基準値をクリアしていない場合は、クレーン２５を退避させ、供用を開始せずに凍結冷媒の循環を続行し、再度Ｓ１０６を行う。Ｓ１０６で測定した沈下量が基準値をクリアした場合は、図２（ｅ）に示すように、凍結範囲２１上にクレーン２５を設置して供用を開始する（Ｓ１０７）。
【００３２】
作業が終了すると、クレーン２５を退避させて供用を終了し（Ｓ１０８）、凍結範囲２１を融解させる（Ｓ１０９）。Ｓ１０９では、凍結冷媒の循環を停止して凍結範囲２１を融解させ、被覆材２３および冷媒循環用配管７を撤去して地盤１の表層部１９を元の状態に戻す。
【００３３】
このように、第１の実施の形態では、地盤１の表面１５付近に冷媒循環用配管７を水平方向に設置して凍結冷媒を水平方向に循環させることにより、地盤１の表層部１９を強化するための凍結範囲２１を短期間で形成することができ、地盤１のトラフィカビリティが向上し、重機等の転倒防止のための地耐力が確保できる。また、凍結範囲２１の融解と冷媒循環用配管７および被覆材２３の撤去により、作業後に地盤１を容易に現状復旧することができる。
【００３４】
第１の実施の形態では、軽量なアルミ押し出し成型品を用いるので、冷媒循環用配管７の現地への運搬や地盤１への設置が容易である。また、アルミ押し出し成型品の冷媒循環用配管７は熱伝導性に優れているため、供用中に凍結冷媒の冷熱を効率よく地盤１の表層部１９に伝えることができる。
【００３５】
第１の実施の形態では、図２（ａ）に示すように、複数の冷媒循環用配管７を直列に連結する。直列に連結した複数の冷媒循環用配管７に凍結冷媒を順に循環させれば、凍結範囲２１における凍結の進行方向を指定することができる。そのため、直列での連結は、河岸の軟弱地盤を河岸に遠い側から凍結させる場合などに有用である。
【００３６】
なお、第１の実施の形態では、複数の冷媒循環用配管７を、管軸方向に直交する方向に所定の間隔をおいて配置し、直列に連結したが、冷媒循環用配管の配置や連結方法は、第１の実施の形態で示したものに限らない。以下に示す例では、第１の実施の形態と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００３７】
図３は、複数の冷媒循環用配管７を並列に連結した例を示す図である。図３に示す例では、管軸方向と直交する方向に所定の間隔をおいて配置された複数の冷媒循環用配管７の一端が、供給配管３１から枝分かれした枝管３１ａにそれぞれ連結される。また、他端が、戻り配管３３から枝分かれした枝管３３ａにそれぞれ連結される。これにより、複数の冷媒循環用配管７が並列に連結される。供給配管３１および戻り配管３３は、図示しない冷媒循環機に連結される。
【００３８】
図３に示すように複数の冷媒循環用配管７を並列に連結した場合、Ｓ１０３で、凍結冷媒は、図示しない冷媒循環機から矢印Ａ２に示すように供給配管３１および枝管３１ａを介して冷媒循環用配管７に流入する。そして、矢印Ｂ２に示すように枝管３３ａおよび戻り配管３３を介して図示しない冷媒循環機に戻る。
【００３９】
図３に示すように並列に連結した複数の冷媒循環用配管７に凍結冷媒を同時に循環させれば、凍結範囲の全体を短時間で均一に凍結させることができる。また、枝管３１ａや枝管３３ａと一体となった治具を準備しておけば、広い範囲に多数の冷媒循環用配管７を設置した場合でも、複数の冷媒循環用配管７を供給配管３１や戻り配管３３に同時に接続することが可能となり、設置が容易である。
【００４０】
図４は、冷媒循環用配管の他の配置例を示す図である。図４（ａ）に示す例では、図２（ｃ）に示す冷媒循環用配管７を長さ１ｍ程度にカットした冷媒循環用配管７ａを、管軸方向および管軸と直交する方向に所定の間隔をおいて配置する。そして、全ての冷媒循環用配管７ａを、連結配管１３および連結配管１３ａを用いて直列に連結する。Ｓ１０３では、凍結冷媒は、矢印Ａ３に示すように供給配管９から冷媒循環用配管７ａに流入し、直列に連結された複数の冷媒循環用配管７ａ、連結配管１３および連結配管１３ａを通り、矢印Ｂ３に示すように戻り配管１１に戻る。
【００４１】
図４（ｂ）に示す例では、図２（ａ）に示す冷媒循環用配管７に加えて、複数の冷媒循環用配管７ｂを、冷媒循環用配管７の管軸方向に所定の間隔をおいて配置する。複数の冷媒循環用配管７ｂは、連結配管１３ｂにより直列に連結される。直列に連結された複数の冷媒循環用配管７ｂの一方の端部には供給配管９ｂが連結され、他方の端部には戻り配管１１ｂが連結される。
【００４２】
Ｓ１０３では、凍結冷媒は、矢印Ａ４に示すように供給配管９から流入して直列に連結された複数の冷媒循環用配管７や連結配管１３を通り、矢印Ｂ４に示すように戻り配管１１に戻る。同時に、矢印Ａ５に示すように供給配管９ｂから流入して直列に連結された複数の冷媒循環用配管７ｂや連結配管１３ｂを通り、矢印Ｂ５に示すように戻り配管１１ｂに戻る。
【００４３】
図４の各図に示すように、凍結させたい範囲に応じて、管軸方向および管軸と直交する方向における冷媒循環用配管の設置間隔を適切に設定すれば、冷熱を有効に利用して凍結範囲を凍結させることができる。
【００４４】
図４（ａ）に示す例では、冷媒循環用配管７ａが設置された箇所から地盤１に冷熱を伝え、連結配管１３ａが設置された箇所からは冷熱を伝えないことにより、凍結予定範囲３を部分的に冷却し、少ない熱量で効率的に凍結範囲を凍結させることができる。図２（ａ）や図３に示すように長尺の冷媒循環用配管７を用いる場合においても、管軸方向に所定の間隔をおいて冷媒循環用配管７の全周に断熱材を巻きつけ、断熱材を巻きつけた部分から地盤１に冷熱を伝えないようにすることにより、図４（ａ）に示す例と同様の効果が得られる。
【００４５】
第１の実施の形態の地盤改良方法では、被覆材２３として敷鉄板を用いず、砕石や土砂などを用いてもよい。
【００４６】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００４７】
図５は、地盤改良工法のフローチャートを示す図である。図６は、冷媒循環用配管７の設置方法等を示す図である。図６（ａ）は被覆材３５の斜視図、図６（ｂ）は、冷媒循環用配管７と一体化した被覆材３５の斜視図、図６（ｃ）は冷媒循環用配管７および被覆材３５の配置を示す図、図６（ｄ）は、地盤１を凍結している状態を示す図である。
【００４８】
以下に、第２の実施の形態の地盤改良工法について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。第２の実施の形態の地盤改良工法では、まず、冷媒循環用配管７の設置条件を検討する（Ｓ１０１）。そして、地盤１の表面１５に被覆材３５および冷媒循環用配管７を設置する（Ｓ１１２）。
【００４９】
図６（ａ）に示すように、被覆材３５は鋼製の板状の部材であり、一方の表面に所定の間隔で溝状の凹部３７が設けられる。図２（ｂ）に示すように、被覆材３５の凹部３７には、冷媒循環用配管７が設置される。冷媒循環用配管７は、被覆材３５の凹部３７に脱着可能である。
【００５０】
Ｓ１１２では、図２（ｂ）に示すように冷媒循環用配管７と一体化された被覆材３５を、図２（ｃ）に示すように、軟弱地盤である地盤１の表面１５に設置する。被覆材３５は、凹部３７が形成された側の面が地盤１に接するように、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す状態から上下を反転させて設置され、冷媒循環用配管７の上面８および地盤１の表面１５を被覆する。
【００５１】
冷媒循環用配管７は、図２（ａ）に示すように連結配管により直列に連結してもよいし、図３に示すように枝管により並列に連結してもよい。
【００５２】
Ｓ１１２の後、冷媒循環用配管７に凍結冷媒を循環させて、凍結を開始する（Ｓ１０３）。凍結冷媒は、地盤１の表面１５に水平方向に設置された冷媒循環用配管７の冷媒循環路１７（図２（ｃ））内を、水平方向に循環する。
【００５３】
Ｓ１０３で凍結冷媒の循環を開始してから所定の時間が経過した後、凍結を確認する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４では、図６（ｄ）に示すように、地盤１の表層部１９に凍結範囲２１が形成されていることを確認する。凍結を確認するタイミングや、確認方法は、第１の実施の形態のＳ１０４と同様である。
【００５４】
Ｓ１０４で凍結範囲２１が凍結されていることが確認されなければ、供用を開始せずに凍結冷媒の循環を続行し、再度Ｓ１０４を行う。凍結範囲２１が凍結されていることが確認されれば、供用を開始する（Ｓ１０７）。作業が終了すると、供用を終了し（Ｓ１０８）、凍結範囲２１を融解させる（Ｓ１０９）。Ｓ１０９では、凍結冷媒の循環を停止して凍結範囲２１を融解させ、冷媒循環用配管７および被覆材３５を撤去して地盤１の表層部１９を元の状態に戻す。
【００５５】
このように、第２の実施の形態では、地盤１の表面１５付近に冷媒循環用配管７を水平方向に設置して凍結冷媒を水平方向に循環させることにより、地盤１の表層部１９を強化するための凍結範囲２１を短期間で形成することができ、地盤１のトラフィカビリティが向上し、重機等の転倒防止のための地耐力が確保できる。また、凍結範囲２１の融解と冷媒循環用配管７および被覆材３５の撤去により、作業後に地盤１を容易に現状復旧することができる。
【００５６】
第２の実施の形態では、被覆材３５と冷媒循環用配管７とを一体化することにより、地盤１の表面１５付近に被覆材３５と冷媒循環用配管７とを同時に設置し、撤去できる。また、冷媒循環用配管７を被覆材３５に脱着可能とすれば、使用後に冷媒循環用配管７を取り外して転用することが可能である。さらに、鋼製の被覆材３５の凹部３７に冷媒循環用配管７を配置することにより、被覆材３５の熱伝導効果によって冷媒循環用配管７から被覆材３５を介して地盤１に冷熱を効率よく伝えることができる。
【００５７】
なお、第２の実施の形態では、板状の被覆材３５に設けられた凹部３７に冷媒循環用配管７を配置したが、孔部に冷媒循環用配管７を配置してもよい。図７は、孔部４３を有する被覆材４１を用いた例を示す図である。図７（ａ）は、冷媒循環用配管７と一体化した被覆材４１の斜視図、図７（ｂ）は、地盤１を凍結している状態を示す図である。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、被覆材４１は鋼製の板状の部材であり、厚み４９方向のほぼ中央に、所定の間隔をおいて孔部４３が設けられる。被覆材４１の孔部４３には、冷媒循環用配管７が設置される。すなわち、被覆材４１は、冷媒循環用配管７の外周の全面を被覆する。冷媒循環用配管７は、被覆材４１の孔部４３に脱着可能である。
【００５９】
Ｓ１１２では、図７（ｂ）に示すように、冷媒循環用配管７と一体化された被覆材４１を、軟弱地盤である地盤１の表面１５に設置する。Ｓ１１２では、冷媒循環用配管７が地盤１の表面１５付近に設置され、被覆材４１が地盤１の表面１５を被覆する。冷媒循環用配管７は、図２（ａ）に示すように連結配管により直列に連結してもよいし、図３に示すように枝管により並列に連結してもよい。
【００６０】
図７に示す被覆材４１を用いて冷媒循環用配管７と被覆材４１とを一体化した場合にも、地盤１の表層部１９を強化するための凍結範囲２１を短期間で形成することができる等の、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６１】
第２の実施の形態や図７に示す例では、鋼製の板状材である被覆材３５、被覆材４１に凹部３７や孔部４３を設けたが、ブロック状の被覆材に凹部や孔部を設けて冷媒循環用配管７を脱着可能に配置してもよい。
【００６２】
また、第２の実施の形態の地盤改良方法では、凹部や孔部が設けられた被覆材を用いず、被覆材として第１の実施の形態と同様に敷鉄板を用いてもよいし、砕石や土砂を用いてもよい。
【００６３】
図８は、砕石や土砂を被覆材２７として用いた例を示す図である。図８に示す各図では、Ｓ１１２で、被覆材２７と冷媒循環用配管７を設置する。すなわち、Ｓ１１２で、冷媒循環用配管７を地盤１の表面１５に設置した後、冷媒循環用配管７の上面８および地盤１の表面１５を砕石や土砂等の被覆材２７で被覆する。被覆材２７として砕石や土砂を用いれば、被覆材の断熱効果により、凍結冷媒や地盤１から冷熱が逃げにくくなる。
【００６４】
図８（ｂ）に示す例では、被覆材２７の上に敷鉄板２９が設置される。図８（ｃ）に示す例では、被覆材２７の上に舗装や路盤３９が設置される。敷鉄板２９、舗装や路盤３９は、例えば、Ｓ１０４とＳ１０７との間に設置される。
【００６５】
図８に示す例では、被覆材２７に点線で示す凍結範囲２８を形成してもよい。この場合、被覆材２７の少なくとも一部に水分を含ませた土砂を用いるものとする。被覆材２７の少なくとも一部を水分を含ませた土砂とするには、Ｓ１１２で、予め水分を含ませた土砂を被覆材２７として設置する。または、Ｓ１１２で、土砂を被覆材２７として設置した後、土砂に水を散布して水分を含ませる。これにより、Ｓ１０３で冷媒循環用配管７に凍結冷媒を循環させて凍結を開始すると、水分を含ませた土砂が凍結して、被覆材２７にも凍結範囲２８が形成される。凍結範囲２８は、下方からの冷熱によって、上側が凸のアーチ形状となる。被覆材２７は、凍結範囲２８のアーチ効果によって、上方からの荷重に対する強度が高まる。
【００６６】
第２の実施の形態では、改良地盤の用途を限定していないが、第１の実施の形態と同様に、軟弱地盤におけるクレーンの足場として用いてもよいし、仮設道路等として用いてもよい。例えば、図８（ｃ）に示す例は、仮設道路としての使用に適している。また、舗装や路盤３９の代わりにバラストを設置すれば、仮設の軌道に用いることができる。
【００６７】
第１および第２の実施の形態等では、冷媒循環用配管７の上面８を被覆材で被覆したが、冷媒循環用配管７の上側面に図示しない断熱層を形成し、断熱層の上面を被覆材で被覆してもよい。断熱層は、予め冷媒循環用配管７の一方の面に断熱材が貼付され、第１の実施の形態のＳ１０２や第２の実施の形態のＳ１１２で、断熱材を貼付した面が上面８となり、断熱材が貼り付けられず冷媒循環用配管７が露出する面が下面となるように冷媒循環用配管７を設置する。断熱層は、地盤と対向する面である冷媒循環用配管７の下側面よりも熱伝導性が低い材料を用いて形成される。このため、断熱層を形成することにより、冷媒循環用配管７の上側面から冷熱が逃げにくくなる。
【００６８】
第１および第２の実施の形態のＳ１０９では、凍結冷媒の循環を停止して凍結範囲２１を融解させたが、冷媒循環用配管７に凍結冷媒の代わりに温熱を循環させて、凍結範囲２１の融解を促進させてもよい。これにより、地盤１の表層部１９をさらに短期間で復旧できる。
【００６９】
第１および第２の実施の形態では、凍結範囲２１のほぼ中央の部分の強度を大きくしたが、凍結範囲の強度の分布はこれに限らない。図９は、中央から外れた部分に、中央よりも強度の高い凍結部を形成した例を示す図である。
【００７０】
図９に示す例では、被覆材３５ａに設けられる凹部の位置を、冷媒循環用配管７の設置間隔が中央から外れた部分で狭く、中央部分で広くなるように調整する。これにより、凍結範囲２１ａでは、中央から外れた部分に、中央よりも強度の高い凍結部が形成される。図９に示す例は、重機等を凍結範囲上で使用する際に、重機による荷重がかかる部分の強度を高くすることができるため、凍結範囲２１ａの中央から外れた部分でクレーン２５ａのアウトリガ４５を支持する場合などに適している。
【００７１】
中央から外れた部分に中央よりも強度の高い凍結部を形成する方法は、上述したように冷媒循環用配管７の設置間隔を調整する方法に限らない。中央から外れた部分に配置された冷媒循環用配管７に、中央付近に配置された冷媒循環用配管７よりも低温の冷媒を循環させることにより、中央から外れた部分に中央よりも強度の高い凍結部を形成してもよい。
【００７２】
また、冷媒循環用配管７の設置の向きや、冷媒循環用配管の形状は、第１および第２の実施の形態で示したものに限らない。図１０は、冷媒循環用配管を設置した地盤１の断面の例を示す図である。図１０（ａ）に示す例では、図２（ｃ）に示す冷媒循環用配管７を、地盤１の表面１５付近に、厚み方向が水平方向となるように設置する。図１０（ｂ）に示す例では、断面が円形の冷媒循環用配管４７を、地盤１の表面１５に水平方向に設置する。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す例においても、凍結冷媒を地盤１の表面１５付近で水平方向に循環させることにより、地盤１の表層部を強化するための凍結範囲を短期間で形成することができる。
【００７３】
なお、冷却循環用配管は、地盤１との接触面積が大きいほど、凍結時間を短縮し、凍結範囲の耐力を向上させることが可能となる。したがって、冷却循環用配管の一部が、地盤１に埋設されることが望ましい。また、例えば、断面が円形の冷媒循環用配管４７を用いる場合には、凍結後において、冷却循環用配管４７自体の強度も利用することができる。なお、本発明では、冷却循環用配管の強度を利用せずとも、凍結地盤のみで十分な耐力を有するため、凍結範囲の供用の際には、冷媒循環用配管を撤去してもよい。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７５】
１………地盤
３………凍結予定範囲
５………クレーン設置個所
７、７ａ、７ｂ、４７………冷媒循環用配管
８………上面
９、９ｂ、３１………供給配管
１１、１１ｂ、３３………戻り配管
１３、１３ａ、１３ｂ………連結配管
１５………表面
１７………冷媒循環路
１９………表層部
２１、２１ａ、２８………凍結範囲
２３、２７、３５、３５ａ、４１………被覆材
２５、２５ａ………クレーン
２９………敷鉄板
３１ａ、３３ａ………枝管
３７………凹部
３９………舗装や路盤
４３………孔部
４５………アウトリガ
４９………厚み
【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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