(57)【要約】【課題】  必要かつ十分な強度を保ちながら、工期の短縮及び費用の削減を行うことが可能な地盤改良体の形成方法を提供する。【解決手段】  改良対象地盤中に噴射管を挿入し、当該噴射管の先端部から改良対象地盤中に地盤改良材を噴射することにより、当該改良対象地盤中に地盤改良体１０を形成する方法であって、地盤改良材の噴射到達距離を調節しながら、改良地盤中に挿入した噴射管を回転させることにより、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体１０を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良対象地盤中に噴射管を挿入し、当該噴射管の先端部から前記改良対象地盤中に地盤改良材を噴射することにより、当該改良対象地盤中に地盤改良体を形成する方法であって、
前記地盤改良材の噴射到達距離を調節しながら、前記改良地盤中に挿入した前記噴射管を回転させることにより、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体を形成することを特徴とする地盤改良体の形成方法。
【請求項２】
前記断面略楕円形状の短軸方向における前記噴射管の相対回転速度を最高速度とし、前記断面略楕円形状の長軸方向における前記噴射管の相対回転速度を最低速度として、前記地盤改良材の噴射到達距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良体の形成方法。
【請求項３】
前記噴射管の回転速度は一定とし、前記断面略楕円形状の短軸方向における前記地盤改良材の相対噴射圧力を最低圧力とし、前記断面略楕円形状の長軸方向における前記地盤改良材の相対噴射圧力を最高圧力とすることにより、前記地盤改良材の噴射到達距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良体の形成方法。
【請求項４】
前記改良対象地盤中に挿入した前記噴射管から、前記地盤改良材とともにエアーを噴射し、
前記噴射管の回転速度は一定とし、前記断面略楕円形状の短軸方向における前記エアーの相対噴射圧力を最低圧力とし、前記断面略楕円形状の長軸方向における前記エアーの相対噴射圧力を最高圧力とすることにより、前記地盤改良材の噴射到達距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良体の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体の形成方法に関するものであり、詳しくは、深層混合処理工法による地盤の格子状改良を行う際に、必要かつ十分な強度を保ちながら、工期の短縮及び費用の削減を行うことが可能な地盤改良体を形成するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
埋め立て地をはじめとして、地下水位が高い砂質地盤では、地震の震動により液状化現象が発生し、マンホールや下水管が押し上げられて地表面から突出したり、建造物が傾いたりする被害が発生している。このような液状化現象を未然に防止するためには、液状化が懸念される地盤に対して改良工事を行わなければならない。
【０００３】
従来から行われている液状化対策工法として、深層混合処理工法による地盤の格子状改良が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、地盤に貫入した噴射管の噴射口から、エアーを含む高圧流体ジェットを噴射して地盤を切削しつつ攪拌する工程と、噴射管を上昇させる工程とを行うことにより地盤改良体を形成するものである。
【０００４】
この特許文献１に記載された技術は、任意の形状（格子状、扇状等）の地盤改良体を形成することができる優れた技術である。特に、この深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を利用して既存建造物の地下部分に格子状の地盤改良体を形成することにより、地震時における地盤のせん断変形を抑制して、地盤内の過剰間隙水圧の上昇を抑制することができるので、液状化強度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６２６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を利用した地盤改良工法により、設計上合理的かつ効果的な間隔にて格子状の改良が行える場合には、改良率が最適となるため、液状化対策工法の中でも比較的低コストなものとなる。また、既存構造物が存在しない新規造成地盤であり、かつ施工上の制約が少ない大規模な工事においては、このような最適な格子状改良が可能と言える。
【０００７】
一方で、近年問題となっている既存宅地の液状化対策のように小規模な工事で施工上の制約も多い場合には、既存建造物の床面から削孔して改良ポイントを増設するなどコスト面での優位性が低減してしまい、宅地所有者の費用負担が大きくなってしまうおそれがある。
【０００８】
また、深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を利用した地盤改良工法は、改良対象地盤（液状化が懸念される飽和土壌）中に地盤改良体を形成する工法であり、地盤改良体を基盤層にまで到達させると共に、地盤改良体を所定間隔で形成する必要がある。
【０００９】
すなわち、地盤改良体を形成する間隔が広すぎる場合には、地盤改良体によるせん断変形抑制効果を発揮することができない。一方、地盤改良体を形成する間隔を狭くすれば、地盤改良体によるせん断変形抑制効果を発揮することはできるが、コストが上昇してしまう。特に、既に個人用住宅が建造されている地域において、従来適正と考えられている間隔で地盤改良体を形成するには、個人用住宅の所有者に対して多大な負担を課すことになる。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、既に個人用住宅が建造されている地域等において、深層混合処理工法を利用して地盤改良体を形成する際に、必要かつ十分な強度を保ちながら、工期の短縮及び費用の削減を行うことが可能な地盤改良体の形成方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】
【００１１】
本発明の地盤改良体の形成方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の地盤改良体の形成方法は、改良対象地盤中に噴射管を挿入し、当該噴射管の先端部から改良対象地盤中に地盤改良材を噴射することにより、当該改良対象地盤中に地盤改良体を形成する方法に関するものである。
【００１２】
この地盤改良体の形成方法は、地盤改良材の噴射到達距離を調節しながら、改良地盤中に挿入した噴射管を回転させることにより、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体を形成することを特徴とするものである。地盤改良材の噴射到達距離を調整して、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体を形成するには、以下の方法を用いることができる。
【００１３】
第１の方法として、断面略楕円形状の短軸方向における噴射管の相対回転速度を最高速度とし、断面略楕円形状の長軸方向における噴射管の相対回転速度を最低速度とする。
【００１４】
第２の方法として、噴射管の回転速度は一定とし、断面略楕円形状の短軸方向における地盤改良材の相対噴射圧力を最低圧力とし、断面略楕円形状の長軸方向における地盤改良材の相対噴射圧力を最高圧力とする。
【００１５】
第３の方法として、改良対象地盤中に挿入した噴射管から、地盤改良材とともにエアーを噴射する。そして、噴射管の回転速度は一定とし、断面略楕円形状の短軸方向におけるエアーの相対噴射圧力を最低圧力とし、断面略楕円形状の長軸方向におけるエアーの相対噴射圧力を最高圧力とする。なお、エアーの相対的圧力を変化させると、エアーの相対的噴射量が変化する。したがって、エアーの相対的圧力を変化させることは、エアーの相対的噴射量を変化させることと同義となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の地盤改良体の形成方法によれば、深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を利用して略鉛直方向の地盤改良体を形成するが、当該地盤改良体は長軸方向に連続した断面略楕円形状とすることができる。したがって、既に個人用住宅が建造されている地域等において、深層混合処理工法を利用して地盤改良体を形成する際に、必要かつ十分な強度を保ちながら、工期の短縮及び費用の削減を行うことが可能な地盤改良体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る地盤改良体の一単位の平面図。
【図２】本発明の実施形態に係る地盤改良体の形成方法で形成した断面略角柱状の地盤改良体の平面図。
【図３】本発明の実施形態に係る地盤改良体の形成方法で形成した断面略角柱状の地盤改良体の側面図。
【図４】本発明の実施形態に係る地盤改良体の形成方法で使用する高圧噴射攪拌工法の原理説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る地盤改良体の形成方法の実施形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施形態に係る地盤改良体の形成方法を説明するもので、図１は地盤改良体の一単位の平面図、図２は断面略角柱状の地盤改良体の平面図、図３は断面略角柱状の地盤改良体の側面図、図４は高圧噴射攪拌工法の原理説明図である。
【００１９】
＜地盤改良体の形成方法の概要＞
我が国では、プレート境界型巨大地震の発生により地盤の液状化現象が発生し、これによる大規模な被害が予想されている。実際、東日本大震災では、埋立地、堤防や盛り土、護岸等で液状化現象が発生して、様々な被害をもたらした。このため、近い将来発生すると予測されている大規模地震に備えて、早急に液状化対策を行うことが望まれている。本発明の実施形態に係る地盤改良体の形成方法は、深層混合処理工法を利用して地盤改良体を形成することを基本として、地盤改良材の噴射到達距離を調節しながら、改良地盤中に挿入した噴射管を回転させることにより、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体を形成する方法に関するものである。
【００２０】
一単位の地盤改良体１０は、図１に示すように、断面略楕円形状となっている。そして、図２及び図３に示すように、この断面略楕円形状の地盤改良体１０の数や方向等を適宜組み合わせて長軸方向に連続させることにより、断面略角柱状、断面略円筒状等の地盤改良体１０からなる壁部２０を形成することができる。
【００２１】
断面略楕円形状の地盤改良体１０の大きさは、地盤改良材の噴射圧力や噴射量、改良対象地盤の性状等により異なるが、例えば、長軸方向で５ｍ程度、短軸方向で１．５ｍ程度の地盤改良体１０を形成することができる。また、地盤改良体１０を形成する深度は、噴射管の長さ、改良対象地盤の性状等により異なるが、例えば、１５ｍ程度とすることができる。
【００２２】
＜深層混合処理工法＞
本発明の実施形態に係る地盤改良体１０を形成するには、深層混合処理工法の一種である高圧噴射攪拌工法を用いる。図４を参照して、高圧噴射攪拌工法について説明する。高圧噴射攪拌工法は、図４に示すように、先端部に噴射口５２を有する噴射管５１を改良対象地盤の内部に貫入し、噴射口５２から所定圧力及び所定噴射量で地盤改良材（硬化材）を噴射しながら噴射管５１を回転させる。これにより、土壌を攪拌しながら地盤改良材（硬化材）を混入して、改良対象地盤内に地盤改良体１０を形成する工法である。
【００２３】
このような高圧噴射攪拌工法は、噴射管５１の回転範囲と、地盤改良材（硬化材）の噴射圧力及び噴射量を調整することにより、所望の形状の地盤改良体１０を形成することができる点に特徴があるため、特に本発明の実施形態に係る地盤改良体１０を形成する際に好適に用いることができる。
【００２４】
＜実施例１＞
実施例１の地盤改良体１０の形成方法では、断面略楕円形状の短軸方向における噴射管の相対回転速度を最高速度とし、断面略楕円形状の長軸方向における噴射管の相対回転速度を最低速度とすることにより、断面略楕円形状の地盤改良体１０を形成する。そして、断面略楕円形状の地盤改良体１０を長軸方向に連続させて順次形成することにより、地盤改良を行う。この場合、噴射管の回転は連続したものである必要はなく、所定角度毎に一旦停止させながら、噴射管を回転させてもよい。
【００２５】
＜実施例２＞
実施例２の地盤改良体１０の形成方法では、噴射管の回転速度は一定とし、断面略楕円形状の短軸方向における地盤改良材の相対噴射圧力を最低圧力とし、断面略楕円形状の長軸方向における地盤改良材の相対噴射圧力を最高圧力とすることにより、断面略楕円形状の地盤改良体１０を形成する。そして、断面略楕円形状の地盤改良体１０を長軸方向に連続させて順次形成することにより、地盤改良を行う。上述したように、噴射管の回転は連続したものである必要はなく、所定角度毎に一旦停止させながら、噴射管を回転させてもよい。
【００２６】
＜実施例３＞
実施例３の地盤改良体１０の形成方法では、改良対象地盤中に挿入した噴射管から、地盤改良材とともにエアーを噴射する。そして、噴射管の回転速度は一定とし、断面略楕円形状の短軸方向におけるエアーの相対噴射圧力を最低圧力とし、断面略楕円形状の長軸方向におけるエアーの相対噴射圧力を最高圧力とすることにより、断面略楕円形状の地盤改良体１０を形成する。そして、断面略楕円形状の地盤改良体１０を長軸方向に連続させて順次形成することにより、地盤改良を行う。上述したように、噴射管の回転は連続したものである必要はなく、所定角度毎に一旦停止させながら、噴射管を回転させてもよい。この場合、エアーの相対的圧力を変化させると、エアーの相対的噴射量も変化する。
【００２７】
＜自動制御＞
上述した実施例１、実施例２、実施例３において、噴射管に設けた噴射口の向きを検知する検知手段と、当該検知手段における検知信号に基づいて、噴射管の相対回転速度、地盤改良材又はエアーの相対噴射圧力を制御する制御手段とを設け、噴射管の相対回転速度、地盤改良材又はエアーの相対噴射圧力を自動制御してもよい。
【００２８】
＜各実施例の組合せ＞
また、改良対象地盤の性状等に合わせて、上述した実施例１、実施例２、実施例３を適宜組み合わせて、噴射管の相対回転速度、地盤改良材又はエアーの相対噴射圧力を調整することにより、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体１０を形成してもよい。
【００２９】
＜好適な適用例＞
本発明の地盤改良体１０の形成方法は、改良対象地盤上に既存建造物が存在する場所（例えば個人用住宅地）であって、隣合う既存建造物の間隔が狭い場合に、好適に適用することができる。本発明の地盤改良体１０の形成方法では、長軸方向に連続した断面略楕円形状の地盤改良体１０を形成するので、必要かつ十分な強度を保ちながら、工期の短縮及び費用の削減を行うことが可能であるため、個人用住宅地の所有者に対して多大な負担を課すことなく、地域全体として適切かつ確実に液状化強度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  地盤改良体
２０  壁部
５１  噴射管
５２  噴射口
【図１】
2015161165.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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