(57)【要約】【課題】軟弱地盤を締め固める際に振動および吸水を効率的に利用し、改良対象の地盤に細粒分が多い場合でも吸水能力が低下することのない吸水振動締め固め工法を提供する。【解決手段】この吸水振動締め固め工法は、地盤を振動および吸水により締め固める工法であって、対象の地盤を構成する材料よりも粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して円柱状排水部１１を略等間隔で複数造成し、円柱状排水部に棒状の吸水部材１３を挿入し、円柱状排水部の粒径の粗い材料よりも粒径の細かい材料により円柱状排水部の上部にシール層１４を設け、複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心から地盤内へ振動源１２ａを挿入し、振動源の作動により地盤内に振動を与えるとともに負圧発生源Ｐの作動により地盤内から円柱状排水部および吸水部材を通して吸水する。【選択図】図２
2015081480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を振動および吸水により締め固める吸水振動締め固め工法であって、
対象の地盤を構成する材料よりも粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して円柱状排水部を略等間隔で複数造成する工程と、
前記円柱状排水部に棒状の吸水部材を挿入する工程と、
前記粒径の粗い材料よりも粒径の細かい材料により前記円柱状排水部の上部を被覆してシールする工程と、
前記複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心から地盤内へ振動源を挿入する工程と、
前記振動源の作動により前記地盤内に振動を与えるとともに負圧発生源の作動により前記地盤内から前記円柱状排水部および前記吸水部材を通して吸水する工程と、を含む吸水振動締め固め工法。
【請求項２】
地盤を振動および吸水により締め固める吸水振動締め固め工法であって、
対象の地盤を構成する材料よりも粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して円柱状排水部を略等間隔で複数造成する工程と、
前記円柱状排水部に棒状の吸水部材を挿入する工程と、
前記粒径の粗い材料よりも粒径の細かい材料により前記円柱状排水部の上部を被覆してシールする工程と、
前記複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心から地盤内に対しサンドコンパクションパイル施工機械を用いた施工により振動を与えるとともに負圧発生源の作動により前記地盤内から前記円柱状排水部および前記吸水部材を通して吸水する工程と、を含む吸水振動締め固め工法。
【請求項３】
前記サンドコンパクションパイル施工機械を用いて新たな材料を地盤内へ圧入し打設する請求項２に記載の吸水振動締め固め工法。
【請求項４】
前記サンドコンパクションパイル施工機械を用いて地盤内へ材料を圧入せずに振動のみを与える請求項２に記載の吸水振動締め固め工法。
【請求項５】
前記粒径の粗い材料の圧入を前記サンドコンパクションパイル施工機械を用いて行う請求項２乃至４のいずれか１項に記載の吸水振動締め固め工法。
【請求項６】
前記吸水部材を前記円柱状排水部の下端近傍まで挿入し、前記シール工程を省略する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の吸水振動締め固め工法。
【請求項７】
前記地盤の透水性が低い条件において前記粒径の粗い材料の圧入を地盤面まで行わずに途中まで行い、その上部を原地盤材料によるシール層とし、前記シール工程を省略する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の吸水振動締め固め工法。
【請求項８】
前記円柱状排水部の直径を０．５〜１．０ｍの範囲内とし、隣り合う前記複数の円柱状排水部の中心間距離を、０．５ｍ以上、４．０ｍ以下とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の吸水振動締め固め工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を振動および吸水により締め固める吸水振動締め固め工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟弱地盤における液状化対策のための地盤振動締め固め工法として、ロッドの鉛直振動を利用したロッドコンパクションタイプ、ロッド先端の水平振動を利用したバイブロフロットタイプなどが知られている（特許文献１〜４参照）。たとえば、下端部に地盤締固め用の振動機を保持させた振動機支持ロッドを地盤中に挿入し、振動締固め機を作動させて地盤を振動させ、その振動によって発生した過剰間隙水を支持ロッドに沿って配置した排水管を通じて排水させる（特許文献２）。
【０００３】
特許文献５は、軟弱地盤中にドレーンパイプを打ち込んでそのドレーンパイプの下端部を軟弱地盤の深層部に位置させておき、次いでその周辺にコンパクションパイルを造成することによって軟弱地盤を圧縮し、その圧縮力によって軟弱地盤中に含まれる水をドレーンパイプヘ流出させて排出する軟弱地盤改良工法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平05-331832号公報
【特許文献２】特開平09-031959号公報
【特許文献３】特開2001-020270号公報
【特許文献４】特開2001-182047号公報
【特許文献５】特開平02-108720号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の地盤振動締め固め工法では、コスト低減のため、排水のための吸水口を振動ロッドに取り付けており、振動源と吸水口とを一体化している。しかし、このように振動源と吸水口とを一体化すると、改良対象の原地盤が粘土やシルト等の細粒分を多く含む土質の場合は、吸水口に細粒分の粘土やシルト等が塊状に張り付き易く、吸引能力が低下するという問題があった。
【０００６】
また、引用文献５の軟弱地盤改良工法では、ドレーンパイプを軟弱地盤中に直接打ち込むので、改良対象の原地盤が粘土やシルト等の細粒分を多く含む土質の場合、ドレーンパイプの透水孔に細粒分の粘土やシルト等が塊状に張り付き易く、吸引能力が低下するという上記と同様の問題が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、軟弱地盤を締め固める際に振動および吸水を効率的に利用し、改良対象の地盤に細粒分が多い場合でも吸水能力が低下することのない吸水振動締め固め工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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本実施形態による第１の吸水振動締め固め工法は、地盤を振動および吸水により締め固める吸水振動締め固め工法であって、対象の地盤を構成する材料よりも粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して円柱状排水部を略等間隔で複数造成する工程と、前記円柱状排水部に棒状の吸水部材を挿入する工程と、前記粒径の粗い材料よりも粒径の細かい材料により前記円柱状排水部の上部を被覆してシールする工程と、前記複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心から地盤内へ振動源を挿入する工程と、前記振動源の作動により前記地盤内に振動を与えるとともに負圧発生源の作動により前記地盤内から前記円柱状排水部および前記吸水部材を通して吸水する工程と、を含む。
【０００９】
この吸水振動締め固め工法によれば、粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して複数の円柱状排水部を略等間隔で造成し、その各円柱状排水部に棒状の吸水部材を挿入し、複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心（たとえば、複数の円柱状排水部を正方形や長方形の四隅に配置した場合、その対角中心）から地盤内へ振動源を挿入し、次に、振動源を作動させて地盤内に振動を与えるとともに真空ポンプ等の負圧発生源を作動させて地盤内から円柱状排水部および吸水部材を通して吸水するようにしたので、地盤内の振動源と円柱状排水部内の吸水部材とが離れて位置し、地盤内に振動を与えて発生した過剰間隙水圧を円柱状排水部を介して吸水部材から吸水して消散させることができる。このため、粘土やシルト等の細粒分が多い地盤でも、細粒分による吸水部材の目詰まりが発生し難く、吸水能力が低下しない。また、振動源を囲んで複数の円柱状排水部を配置したので、各円柱状排水部とその中に位置する吸水部材とを通して効率的な吸水が可能である。このように、振動源を地盤内で振動させながら吸水を確実に行うので、振動および吸水を効率的に利用しながら軟弱地盤を締め固めることができる。また、円柱状排水部の上部を被覆してシールすることで、吸水効率が向上する。
【００１０】
本実施形態による第２の吸水振動締め固め工法は、地盤を振動および吸水により締め固める吸水振動締め固め工法であって、対象の地盤を構成する材料よりも粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して円柱状排水部を略等間隔で複数造成する工程と、前記円柱状排水部に棒状の吸水部材を挿入する工程と、前記粒径の粗い材料よりも粒径の細かい材料により前記円柱状排水部の上部を被覆してシールする工程と、前記複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心から地盤内に対しサンドコンパクションパイル施工機械を用いた施工により振動を与えるとともに負圧発生源の作動により前記地盤内から前記円柱状排水部および前記吸水部材を通して吸水する工程と、を含む。
【００１１】
この吸水振動締め固め工法によれば、粒径の粗い材料を対象の地盤に圧入して複数の円柱状排水部を略等間隔で造成し、その各円柱状排水部に棒状の吸水部材を挿入し、次に、複数の円柱状排水部によって囲まれる領域の略中心（たとえば、複数の円柱状排水部を正方形や長方形の四隅に配置した場合、その対角中心）から地盤内に対しサンドコンパクションパイル施工機械を用いた施工により振動を与えるとともに真空ポンプ等の負圧発生源を作動させて地盤内から円柱状排水部および吸水部材を通して吸水するようにしたので、サンドコンパクションパイル施工機械により地盤内に振動を与える位置と円柱状排水部内の吸水部材とが離れて位置し、地盤内に振動を与えて発生した過剰間隙水圧を円柱状排水部を介して吸水部材から吸水して消散させることができる。このため、粘土やシルト等の細粒分が多い地盤でも、細粒分による吸水部材の目詰まりが発生し難く、吸水能力が低下しない。また、振動を与える領域を囲んで複数の円柱状排水部を配置したので、各円柱状排水部とその中に位置する吸水部材とを通して効率的な吸水が可能である。このように、地盤内を振動させながら吸水を確実に行うので、振動および吸水を効率的に利用しながら軟弱地盤を締め固めることができる。また、円柱状排水部の上部を被覆してシールすることで、吸水効率が向上する。
【００１２】
第２の吸水振動締め固め工法において前記サンドコンパクションパイル施工機械を用いて新たな材料を地盤内へ圧入し打設することが好ましい。サンドコンパクションパイル施工機械により振動を地盤内に与えながら、処分の必要な処分材料を打設することで、処分材料の効率的な処分が可能となる。
【００１３】
また、前記サンドコンパクションパイル施工機械を用いて地盤内へ材料を圧入せずに振動のみを与えるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記粒径の粗い材料の圧入を前記サンドコンパクションパイル施工機械を用いて行うことで、粒径の粗い材料の圧入およびサンドコンパクションパイル施工機械による振動を同一の施工機械により実施可能で、効率的な施工ができる。
【００１５】
第１および第２の吸水振動締め固め工法において前記吸水部材を前記円柱状排水部の下端近傍まで挿入し、前記シール工程を省略するようにしてもよい。吸水部材を円柱状排水部の下端近傍の深い位置まで挿入することで、シール工程を省略し、施工を簡略化できる。
【００１６】
また、前記地盤の透水性が低い条件（たとえば、細粒分を多く含む砂質やシルト質の地盤のような場合）において前記粒径の粗い材料の圧入を地盤面まで行わずに途中まで行い、その上部を原地盤材料によるシール層とし、前記シール工程を省略するようにしてもよい。
【００１７】
また、前記円柱状排水部の直径を０．５〜１．０ｍの範囲内とし、隣り合う前記複数の円柱状排水部の中心間距離を、０．５ｍ以上、４．０ｍ以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、軟弱地盤を締め固める際に振動および吸水を効率的に利用し、改良対象の地盤に細粒分が多い場合でも吸水能力が低下することのない吸水振動締め固め工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態による吸水振動締め固め工法の各工程Ｓ０１〜Ｓ０６を説明するためのフローチャートである。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１の吸水振動締め固め工法の各工程を示す概略図である。
【図３】図１の円柱状排水部の造成に適用可能なサンドコンパクションパイル施工機械を示す概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は図１の円柱状排水部の造成の工程を説明するための概略図である。
【図５】図１の吸水振動締め固め工法における円柱状排水部と振動棒との配置を概略的に示す平面図である。
【図６】図１の吸水ロッドの挿入工程Ｓ０３を示す図２（ｂ）と同様の図である。
【図７】真空ポンプＰで吸引した場合の排水部縦方向の圧力分布を概略的に示す図であって、（ａ）は吸水ロッド１３を円柱状排水部１１の半分程度まで挿入した場合の圧力分布図であり、（ｂ）は吸水ロッド１３を円柱状排水部１１の下端近傍まで挿入しシール層を省略した場合の圧力分布図である。
【図８】第２の実施形態による吸水振動締め固め工法の各工程Ｓ１１〜Ｓ１５を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８の吸水振動締め固め工法の振動・吸水工程Ｓ１４を示す概略図である。
【図１０】図９の吸水・振工程における円柱状排水部と新たな材料の地盤内への圧入位置との配置を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
〈第１の実施形態〉
図１は第１の実施形態による吸水振動締め固め工法の各工程Ｓ０１〜Ｓ０６を説明するためのフローチャートである。図２（ａ）〜（ｄ）は図１の吸水振動締め固め工法の各工程を示す概略図である。図３は図１の円柱状排水部の造成に適用可能なサンドコンパクションパイル施工機械を示す概略図である。図４（ａ）〜（ｆ）は図１の円柱状排水部の造成の工程を説明するための概略図である。図５は図１の吸水振動締め固め工法における円柱状排水部と振動棒との配置を概略的に示す平面図である。
【００２２】
本実施形態による吸水振動締め固め工法の各工程Ｓ０１〜Ｓ０６について説明する。図２（ａ）のように、地盤改良の対象となる地盤Ｇに対し鉛直方向に所定長さの円柱状排水部１１を造成する（Ｓ０１）。円柱状排水部１１は、改良対象の地盤Ｇを構成する土質よりも粒径の粗い材料を用いて造成する。
【００２３】
たとえば、改良対象の原地盤は、細粒分を多く含む砂質またはシルト質の地盤であり、その透水係数が細粒分の存在により1×10-4cm/s以下である。また、円柱状排水部１１を構成する材料は、たとえば、粒径の大きい砂礫であり、その透水係数が1×10-3cm/s以上である。砂礫に代えて、クリンカアッシュ、鉄鋼スラグなども使用可能である。
【００２４】
図２（ａ）の円柱状排水部１１の造成工程について図３，図４を参照して説明する。図３に示すサンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）施工機械２０は、クローラクレーン２６と、たとえば直径40〜50cm程度のケーシングパイプ２１と、砂を一時的に保管するホッパー２２と、ケーシングパイプ２１を振動機２３ａ（図４）により振動させながら地盤に打ち込むバイブロハンマー２３と、ショックアブソーバ２４と、バイブロハンマー２３などを吊り下げて支持するリーダ２５と、を有する。ＳＣＰ施工機械２０を用いてＳＣＰ（サンドコンパクションパイル）工法の打ち戻し締め固め方式により図４（ａ）〜（ｆ）の各工程を経て円柱状排水部１１を造成することができる。
【００２５】
図３のＳＣＰ施工機械２０をクローラクレーン２６により移動させ、図４（ａ）のように、ケーシングパイプ２１の下端を改良対象の地盤の地面Ｓ上の目的平面位置に位置決めする。次に、図４（ｂ）（ｃ）のように、振動機２３ａを振動させてケーシングパイプ２１を地盤Ｇ内の最深部まで貫入させる。この貫入のとき、ホッパー２２（図３）を通してケーシングパイプ２１に砂礫ＳＡを投入する。
【００２６】
次に、図４（ｄ）のように、ケーシングパイプ２１を所定長さだけ上方に引き抜いて砂礫ＳＡを地盤Ｇ中へ排出する。次に、図４（ｅ）のようにケーシングパイプ２１に砂礫ＳＡを投入しながら、ケーシングパイプ２１を所定長さだけ下方に打ち戻し、地盤Ｇ内の砂礫ＳＡを締め固めて大口径の円柱状にする。図４中の実線ｃは、各工程におけるケーシングパイプ２１の先端の軌跡であるが、この軌跡ｃのように上方への引き抜き、下方への打ち戻しを繰り返し、また適宜砂礫ＳＡを投入し、図４（ｆ）のように、ケーシングパイプ２１よりも大口径の砂礫ＳＡからなり締め固められた円柱状排水部１１を地盤Ｇ内に造成する。
【００２７】
上述のようにして、砂礫からなる円柱状排水部１１を複数（たとえば、図５のように略正方形の四隅に）造成する。次に、図２（ｂ）のように、円筒管からなり先端１３ａ側に吸水口を有する吸水ロッド１３を円柱状排水部１１の略中心から円柱状排水部１１内へ挿入する（Ｓ０２）。なお、吸水ロッド１３は、先端１３ａに小孔を多数設けたものを使用できるが、先端に限らずに円筒管の周囲に多数の小孔を設けたものを使用してもよい。
【００２８】
次に、図２（ｃ）のように、円柱状排水部１１の上部を、粒径の粗い砂礫よりも粒径の細かい材料、たとえば、粘土やシルトにより被覆してシール層１４を形成する（Ｓ０３）。円柱状排水部１１を粒径の粗い砂礫を用いて造成したが、その上部にシール層１４を設けることで、気密性を確保することができる。
【００２９】
次に、図４（ｄ）のように、円柱状排水部１１の間から地盤Ｇ内へ振動源１２ａを先端に有する振動ロッド１２を挿入する（Ｓ０４）。たとえば、図５のように、複数の円柱状排水部１１を略正方形の四隅に造成した場合、その対角中心から地盤Ｇ内に振動ロッド１２を配置する。なお、振動源１２ａは、水平振動および鉛直振動の双方、または、いずれか一方を用いるものであってよい。
【００３０】
図４（ｄ）のように、各円柱状排水部１１内に設けた各吸水ロッド１３を集水管１５に連結し接続し、集水管１５を負圧発生源である真空ポンプＰに接続する。また、振動ロッド１２の先端の振動源１２ａに電源１２ｂを接続する。
【００３１】
次に、振動ロッド１２の振動源１２ａを作動させることで地盤Ｇ内に振動を与えるとともに真空ポンプＰを作動させることで地盤Ｇ内から円柱状排水部１１および吸水ロッド１３を通して吸水する（Ｓ０５）。
【００３２】
上記振動・吸水工程Ｓ０５を所定時間実行し（Ｓ０６）、所定時間経過後に終了とする。たとえば、図５のように、地面Ｓ上の略正方形の四隅に円柱状排水部１１を配置し、その対角中心に振動ロッド１２を配置した区画Ａを本実施形態の吸水振動締め固め工法を適用する一区画とすると、振動・吸水により地盤Ｇの締め固めに要する時間は一区画あたり１時間程度である。ただし、所要時間は、これに限定されるものではなく、諸条件に応じて適宜短縮または延長することが好ましい。
【００３３】
本実施形態の吸水振動締め固め工法によれば、地盤Ｇ内の振動源１２ａと円柱状排水部１１内の吸水ロッド１３とが離れて位置し、地盤Ｇ内に振動を与えて発生した過剰間隙水圧を円柱状排水部１１を介して吸水ロッド１３から吸水して消散させることができ、このため、地盤Ｇに粘土やシルト等の細粒分が多くても、細粒分による吸水ロッド１３の吸水口の目詰まりが発生し難く、吸水能力が低下しない。また、振動源１２ａを囲んで略正方形の四隅に円柱状排水部１１を配置したので、各円柱状排水部１１とその中に位置する吸水ロッド１３とを通して効率的な吸水が可能である。このように、振動源１２ａを地盤Ｇ内で振動させながら吸水を確実に行うので、振動および吸水を効率的に利用しながら軟弱地盤を締め固めることができる。また、円柱状排水部１１の上部を被覆してシール層１４を設けることで、吸水効率が向上する。
【００３４】
次に、実施形態の吸水振動締め固め工法の変形例について図６を参照して説明する。図６は、図１の吸水ロッドの挿入工程Ｓ０３を示す図２（ｂ）と同様の図である。
【００３５】
図２（ｂ）の吸水ロッド１３の挿入工程Ｓ０２では、吸水ロッド１３の先端１３ａを円柱状排水部１１の長さの半分程度の深さ位置まで挿入したが、本例では、図６のように、吸水ロッド１３の先端１３ａを円柱状排水部１１の下端近傍まで挿入する。この場合、吸水ロッド１３は、その吸引口を先端１３ａの周辺に限定して設けたものを用いる。また、図２（ｃ）のシール工程Ｓ０３を省略し、円柱状排水部１１の上部にシール層１４を設けずに、次工程を行うようにできる。
【００３６】
吸水ロッド１３の図２（ｂ）および図６の挿入位置の違いおよびシール層の有無について図７を参照して説明する。図７（ａ）は、吸水ロッド１３を図２（ｂ）のように円柱状排水部１１の半分程度まで挿入し真空ポンプＰで吸引した場合の排水部縦方向の圧力分布を概略的に示す図、図７（ｂ）は、吸水ロッド１３を図６のように円柱状排水部１１の下端近傍まで挿入しシール層を省略し真空ポンプＰで吸引した場合の排水部縦方向の圧力分布を概略的に示す図である。
【００３７】
図７（ａ）のように、たとえば、シール層１４を設け、吸水ロッド１３の先端１３ａの深さ位置を6mとし、吸水ロッド１３を真空ポンプＰにより-60kpaの負圧を作用させて吸引した場合、円柱状排水部１１の全体ｍに真空ポンプＰの負圧が伝わる。その結果、排水部縦方向の圧力分布は、直線ｅの初期の静水圧条件から、直線ｆの圧力分布のように、圧力が低下し、Δp=-60kpaだけ負圧の絶対値が増加する。
【００３８】
また、図７（ｂ）のように、シール層１４を設けず、吸水ロッド１３の先端１３ａを円柱状排水部１１の下端近傍まで挿入し、吸水ロッド１３を真空ポンプＰにより同条件で吸引した場合、円柱状排水部１１の上側の6m程度の範囲ｎにおいて排水部１１内は水が汲み上げられ乾燥状態になり、排水部縦方向の圧力分布は、直線ｅの初期の静水圧条件から、直線ｇの圧力分布のように、Δp=-60kpaだけ負圧の絶対値が増加するが、排水部の上部では圧力が０以下にならない。このように、円柱状排水部１１の上部にシール層１４を設けず、吸水ロッド１３を円柱状排水部１１の下端近傍まで深く挿入した場合、排水部の上部における圧力低下の程度は、図７（ａ）のシール層を設けた場合と比べ小さくなり、その分締め固め効果が小さくなるが、シール層の設置工程を省略できるので、施工性を優先する場合には図６の工程としてもよい。
【００３９】
〈第２の実施形態〉
図８は第２の実施形態による吸水振動締め固め工法の各工程Ｓ１１〜Ｓ１５を説明するためのフローチャートである。図９は図８の吸水振動締め固め工法の振動・吸水工程Ｓ１４を示す概略図である。図１０は図９の吸水・振工程における円柱状排水部と新たな材料の地盤内への圧入位置との配置を概略的に示す平面図である。
【００４０】
本実施形態による吸水振動締め固め工法の各工程Ｓ１１〜Ｓ１５について説明する。図８の工程Ｓ１１〜Ｓ１３は、図１の工程Ｓ０１〜Ｓ０３と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００４１】
図８の工程Ｓ１１〜Ｓ１３の後、図９のように、円柱状排水部１１の間において図３のＳＣＰ施工機械２０を用いて地盤Ｇに対し新たな材料を圧入し打設することで振動を与えるとともに真空ポンプＰを作動させることで地盤Ｇ内から円柱状排水部１１、吸水ロッド１３、集水管１５を通して吸水する（Ｓ１４）。たとえば、図１０のように、複数の円柱状排水部１１を略正方形の四隅に造成した場合、その対角中心位置１８から地盤Ｇ内に新たな材料を圧入し振動を与えながら図４（ａ）〜（ｆ）と同様の工程を経て、新たな材料による杭部１９（図９）を造成する。
【００４２】
上記振動・吸水工程Ｓ１４における新たな材料は、砂等であってよいが、クリンカアッシュ、フライアッシュ等の処分の必要な材料であってもよく、処分材料を圧入して打設することで、処分材料の効率的な処分が可能となる。
【００４３】
なお、フライアッシュとは、微粉砕した石炭をボイラ内で燃焼させ、電気集塵器に捕集された石炭灰で、粒径による土質区分では、シルトに分類され、透水性が1×10-4〜1×10-5cm/sと低いことが特徴である。
【００４４】
また、クリンカアッシュとは、ボイラ内で燃焼によって生じた石炭灰の粒子が凝集し、多孔質な塊となりボイラ底部に堆積したもので、クリンカアッシュの粒子は、粒径による土質区分では、ほとんどが細礫、粗砂の区分となり、透水性が1×10-1〜1×10-2cm/sと高いことが特徴である。このため、上述のように、クリンカアッシュを円柱状排水部１１の材料として使用してもよい。
【００４５】
上記振動・吸水工程Ｓ１４を所定時間実行し（Ｓ１５）、所定時間経過後に終了とする。たとえば、図１０のように、地面Ｓ上の略正方形の四隅に円柱状排水部１１を配置し、その対角中心位置１８でＳＣＰ施工機械２０による圧入・振動を行うようにした区画Ｂを本実施形態の吸水振動締め固め工法を適用する一区画とすると、振動・吸水により地盤Ｇの締め固めに要する時間は一区画あたり１時間程度である。すなわち、サンドコンパクションパイル施工機械で振動を与える場合、ケーシングパイプ２１の下端部のみに振動が与えられ、ケーシングパイプ２１の引き上げとともに、振動の影響範囲が上昇するようになるため、対象地盤の深さ全体の改良には概ね１時間程度の時間を要する。ただし、所要時間は、これに限定されるものではなく、諸条件に応じて適宜短縮または延長することが好ましい。
【００４６】
本実施形態の吸水振動締め固め工法によれば、図３のＳＣＰ施工機械２０により地盤Ｇ内に新たな材料を圧入しながら振動を与える位置と円柱状排水部１１内の吸水ロッド１３とが離れて位置し、地盤Ｇ内に振動を与えて発生した過剰間隙水圧を円柱状排水部１１を介して吸水ロッド１３から吸水して消散させることができ、このため、粘土やシルト等の細粒分が多い地盤でも、細粒分による吸水ロッド１３の目詰まりが発生し難く、吸水能力が低下しない。また、新たな材料を圧入する位置１８を囲んで略正方形の四隅に円柱状排水部１１を配置したので、各円柱状排水部１１とその中に位置する吸水ロッド１３とを通して効率的な吸水が可能である。このように、ＳＣＰ施工機械２０により地盤Ｇ内を振動させながら吸水を確実に行うので、振動および吸水を効率的に利用しながら軟弱地盤を締め固めることができる。また、円柱状排水部１１の上部を被覆してシール層１４を設けることで、吸水効率が向上する。
【００４７】
また、上記振動・吸水工程Ｓ１４において、ＳＣＰ施工機械２０は円柱状排水部の造成工程Ｓ１１において使用したものと同じ機械を使用できるので、効率的な施工が可能となり、また、特別なドレーン打設機は不要である。
【００４８】
なお、上記振動・吸水工程Ｓ１４においてＳＣＰ施工機械２０は、地盤に振動を与えることを主目的として使用するので、特に新たな材料を圧入せずに振動のみを地盤に与えるように使用してもよい。
【００４９】
また、吸水ロッド１３の挿入工程Ｓ１２において、図６と同様に、吸水ロッド１３の先端１３ａを円柱状排水部１１の下端近傍まで挿入し、シール工程Ｓ１３を省略し、円柱状排水部１１の上部にシール層１４を設けずに、次工程を行うようにしてもよい。
【００５０】
第１および第２の実施形態において、図５、図１０に示す円柱状排水部１１の直径ｄは、０．５〜１．０ｍの範囲内であることが好ましく、また、隣り合う円柱状排水部１１の中心間距離ａ，ｂは、０．５ｍ以上、４．０ｍ以下とすることが好ましい。すなわち、円柱状排水部１１の直径ｄは、０．５〜１．０ｍの比較的大口径であることが好ましく、これにより円柱状排水部１１の吸水性が向上し、改良対象の地盤内において振動により生じた過剰隙間圧の消散を速めることができ、このため、吸水の進行が速くなり、施工効率を向上できる。
【００５１】
また、改良対象の地盤の透水性が低い場合には、円柱状排水部１１の造成のための材料圧入を地盤面まで行わずに途中まで行い、その上部を原地盤材料によるシール層としてもよい。これにより、シール工程Ｓ０３，Ｓ１３を省略することができ、施工性が向上する。
【００５２】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、図５，図１０の平面において、円柱状排水部１１を略正方形の四隅に設け、その対角中心位置で振動を与えるようにしたが、本発明はこれに限定されず、各円柱状排水部１１と振動を与える平面位置との関係は互いがほぼ等距離に位置すればよく、たとえば、円柱状排水部１１を略長方形の四隅に設け、その対角中心位置で振動を与えるようにしてもよく、また、円柱状排水部１１を略三角形の各頂点に設け、その三角形の外心位置で振動を与えるようにしてもよい。
【００５３】
本発明は、振動・吸水により軟弱地盤を締め固める吸水振動締め固め工法であるので、見方を変えれば、軟弱地盤を対象とした振動・吸水による地盤改良工法として捉えることができる
【００５４】
また、上述のようにサンドコンパクションパイル施工機械により振動を与えながら圧入する材料としてクリンカアッシュやフライアッシュ等の処分材料を使用できる。すなわち、過去に処分された石炭灰よりなる地盤を締め固め、体積収縮させながら新たな石炭灰の圧入を行うため、処分場の残余容量を減少させることなく、効率的に石炭灰を処分できる。このため、本発明は、見方を変えれば、石炭灰の効率的な処分工法として捉えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の吸水振動締め固め工法によれば、改良対象の地盤に細粒分が多い場合でも吸水能力が低下しないので、振動・吸水により軟弱地盤を効率的に締め固めることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１１ 円柱状排水部
１２ 振動ロッド
１２ａ 振動源
１３ 吸水ロッド
１４ シール層
１８ 対角中心位置
１９ 杭部
２０ サンドコンパクションパイル施工機械、ＳＣＰ施工機械２０
Ｇ 地盤
Ｐ 真空ポンプ（負圧発生源）
ＳＡ 砂礫
【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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