(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法であって、
地盤に地業を構築し、前記地業との相対距離が異なる複数の条件下で地中変位量を計測する計測工程と、
前記計測工程で得られた複数の計測結果に基づいて、前記地業からの離隔距離と前記地中変位量との関係を求める解析工程と、
を備える地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法。
【請求項２】
前記計測工程において計測する前記地中変位量は、前記地業を構築する前を基準とする前記地業を構築した後の地中変位量である請求項１に記載の地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法。
【請求項３】
前記解析工程では、前記地業からの離隔距離の逆数と前記地中変位量との関係を示す式を求める請求項１又は請求項２に記載の地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法。
【請求項４】
前記計測工程では、前記地中変位量として、地中水平変位量を計測し、
前記解析工程では、前記地業からの離隔距離と前記地中水平変位量との関係を求める請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法。
【請求項５】
前記地業工事は、地盤改良工事である請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤改良工事の施工時に、周辺地盤の地表面変位の管理を要する範囲で地表面変位を計測し、周辺地盤の地中変位の管理を要する範囲で地中変位を計測する地盤改良工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の地盤改良工法では、施工位置の周辺の既設構造物に対して有害な影響を及ぼすような地表面変位や地中変位が計測された場合に、これを解消する措置を適時に実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３４８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の地盤改良工法では、施工位置の周辺のどの程度の範囲で地盤の変位を管理しなければならないのか、即ち、施工位置と周辺の既設構造物とがどの程度近接している場合に当該既設構造物に対して有害な影響が及ぶのかを、如何にして判断するのか不明である。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地盤改良工事等の地業工事による周辺地盤への影響を、地業工事の施工位置からの離隔距離の観点から解析する手法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法であって、地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法であって、地盤に地業を構築し、前記地業との相対距離が異なる複数の条件下で地中変位量を計測する計測工程と、前記計測工程で得られた複数の計測結果に基づいて、前記地業からの離隔距離と前記地中変位量との関係を求める解析工程と、を備える。
【０００７】
上記地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法において、前記計測工程において計測する前記地中変位量は、前記地業を構築する前を基準とする前記地業を構築した後の地中変位量であってもよい。
【０００８】
上記地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法において、前記解析工程では、前記地業からの離隔距離の逆数と前記地中変位量との関係を示す式を求めてもよい。
【０００９】
上記地業工事による周辺地盤への影響を解析する方法において、前記計測工程では、前記地中変位量として、地中水平変位量を計測してもよく、前記解析工程では、前記地業からの離隔距離と前記地中水平変位量との関係を求めてもよい。
【００１０】
上記地業による周辺地盤への影響を解析する方法において、前記地業工事は、地盤改良工事であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、地業工事による周辺地盤への影響を、地業工事の施工位置からの離隔距離の観点から解析する手法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する方法を実施する地盤改良工事の現場を示す立面断面図である。
【図２】地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する試験を説明するための平面図である。
【図３】地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する試験を説明するための立面図である。
【図４】高架橋の変位量の計測結果を示す表である。
【図５】地盤の変位量の計測結果を示す表である。
【図６】離隔距離Ｌａ〜Ｌｄと地中水平変位量との関係を示す表である。
【図７】離隔距離Ｌａ〜Ｌｄの逆数と地中水平変位量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する方法を実施する地盤改良工事の現場を示す立面断面図である。この図に示すように、本実施形態の地盤改良工事では高架橋１の基礎杭２の近傍で、機械式攪拌混合工法を用いて柱状の固結体である地盤改良体３Ａ〜Ｄを造成する。この地盤改良体３Ａ〜Ｄは、抑止杭であり、複数の地盤改良体３Ａ〜Ｄが、高架橋１が延びる方向と直交する方向（同図における左右方向）に連なるように造成される。
【００１４】
ここで、機械式攪拌混合工法で用いる装置４は、ロッド先端部分に攪拌翼と吐出口とを有する攪拌軸５を備えており、本工法では、吐出口からセメントや石灰系の固化材を吐出させながら攪拌軸５を回転させ、攪拌翼で固化材と土とを混合させて地盤改良体３を造成する。なお、本実施形態で造成する地盤改良体３Ａ〜Ｄの直径は６００ｍｍ程度、深さは１０ｍ程度である。また、詳細は後述するが、最も高架橋１寄りの地盤改良体３Ａと高架橋１の基礎杭２との離隔距離は、６．７５ｍ程度である。
【００１５】
ところで、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成工事の施工時、地中に注入された固化材は、上方へ逃げるか周辺地盤を押し出すことになる。ここで、地中に注入された固化材は、深くなるに従って、土被り圧が増大したり改良体上部の硬化作用により粘性が増加したりする等の理由で、上方へ逃げ難くなり、周辺地盤を押し出す力を増大させる。このため、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成工事を、高架橋１の基礎杭２の近傍で施工する場合には、固化材が周辺地盤を押し出す力による周辺地盤の変形が、高架橋１に対して有害な影響を及ぼすおそれがある。そこで、地盤改良体３Ａ〜Ｄの施工による周辺地盤への影響を解析するための試験を実施する。
【００１６】
図２は、地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析するための試験を説明するための平面図であり、図３は、当該試験を説明するための立面図である。当該試験は、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成工事の施工時に、高架橋１に対して有害な影響が及ばないような、地盤改良体３Ａ〜Ｄと高架橋１の基礎杭２との離隔距離を確認するためのものであり、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成工事の施工前に、試験的に地盤改良体３Ａ〜Ｄと同形状、同寸法の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成して、周辺地盤への影響を解析するために実施する。
【００１７】
当該試験では、高架橋１の基礎杭２と地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成位置との間に、地中水平変位量を計測するための多段式傾斜計１２と、地中鉛直変位量を計測するための層別沈下計１４と、地表面変位量を計測するための複数の変位計１６とを設置する。多段式傾斜計１２は、最も高架橋１寄りの地盤改良体１０Ａから所定距離（本実施形態では１ｍ）離隔した位置に設置する。この際、所定深さ（本実施形態では６．５ｍ以上）のボーリング孔を掘削してガイド管１８を挿入し、そのガイド管１８内に、多段式傾斜計１２を設置する。ここで、多段式傾斜計１２の計測点を、所定深さおき（本実施形態では２ｍおき）に設定する。
【００１８】
また、層別沈下計１４は、最も高架橋１寄りの地盤改良体１０Ａから所定距離（本実施形態では１ｍ）離隔した位置に設置する。この際、所定深さ（本実施形態では６．５ｍ以上）の孔２０を掘削してその孔２０内に、層別沈下計１４を設置する。ここで、層別沈下計１４の計測点を所定深さおき（本実施形態では２ｍおき）に設定する。
【００１９】
また、変位計１６は、ダイヤルゲージであり、最も高架橋１寄りの地盤改良体１０Ａから所定距離（本実施形態では１．５ｍ、２ｍ）離隔した位置に設置する。この際、当該位置に杭２２を打設してその上端位置に、変位計１６を設置する。この変位計１６により、杭２２の上端の変位を計測する。
【００２０】
そして、地盤改良体１０Ａ〜Ｄを、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成予定地に試験的に造成し、造成前を基準とする造成後の地盤の変位を、多段式傾斜計１２、層別沈下計１４、及び変位計１６で計測する。ここで、地盤改良体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄと多段式傾斜計１２および層別沈下計１４との離隔距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄは、この順序で拡大する。また、離隔距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、所定距離（本実施形態では０．５ｍ）毎に拡大する。なお、離隔距離Ｌａ〜Ｌｄは、地盤改良体１０Ａ〜Ｄの中心と計測器との距離であり、本実施形態では、離隔距離Ｌａ＝１．０ｍ、離隔距離Ｌｂ＝１．５ｍ、離隔距離Ｌｃ＝２．０ｍ、離隔距離Ｌｄ＝３．０ｍである。また、地盤改良体１０Ａから変位計１６までの距離は、１．５ｍ、２ｍであり、高架橋１の基礎杭２から地盤改良体１０Ａまでの距離は６．２５ｍ、各地盤改良体１０Ａ〜Ｄの中心間距離は０．５ｍである。
【００２１】
また、各地盤改良体１０Ａ〜Ｄを試験的に造成する際、及び、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成した後、その間の高架橋１の水平方向及び鉛直方向の変位を、多角測量やＧＰＳ測量や水準測量等により計測する。
【００２２】
図４は、高架橋１の変位量の計測結果を示す表であり、図５は、地盤の変位量の計測結果を示す表である。また、図６は、離隔距離Ｌａ〜Ｌｄと地中水平変位量との関係を示す表である。さらに、図７は、離隔距離Ｌａ〜Ｌｄの逆数と地中水平変位量との関係を示すグラフである。
【００２３】
図４の表には、各地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に生じる高架橋１の鉛直変位および水平変位の最大値と、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に生じる鉛直変位および水平変位の最大値とを示している。この表に示すように、高架橋１の変位量は、４本の地盤改良体１０を造成した場合でも最大０．４ｍｍであり、変位の限界値（例えば、１４．８ｍｍ）と比して格段に小さく、また、日常的な日変動（例えば、０．７ｍｍ）の範囲内である。以上により、地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する際に、高架橋１に対して有害な影響が及ぶことはないことが解った。
【００２４】
図５の表には、各地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に地盤改良体１０Ａから１．５ｍ、２ｍの地点で生じる地表面鉛直変位と、各地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に生じる地中鉛直変位の最大値とその発生深さと、各地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に生じる地中水平変位の最大値とその発生深さとを示している。また、図５の表には、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に地盤改良体１０Ａから１．５ｍ、２ｍの地点で生じる地表面鉛直変位と、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に生じる地中鉛直変位の最大値とその発生深さと、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成する間に生じる地中水平変位の最大値とその発生深さとを示している。
【００２５】
この表に示すように、地表面鉛直変位量は、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成した場合でも最大０．４ｍｍであり、地表面鉛直変位には有害な影響は及ばないことが解った。また、地中鉛直変位量は、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成した場合でも最大−０．７ｍｍであり、地中鉛直変位には有害な影響は及ばないことが解った。
【００２６】
また、地中水平変位量は、４本の中で離隔距離が最小である地盤改良体１０Ａを造成した場合で最大−４．１ｍｍ、４本の地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成した場合で最大−８．３ｍｍと地中鉛直変位量と比して大きいことから、更なる検討が必要であると判断した。
【００２７】
図６の表には、それぞれ、地盤改良体１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｄの各測定深さでの地中水平変位量を示している。また、図７のグラフには、各測定深さでの地中水平変位量と離隔距離の逆数との関係を示している。これらの表やグラフに示すように、地盤改良体１０Ａ〜Ｄの造成による地中水平変位への影響は、離隔距離が大きくなるほど小さくなることが解った。また、深さがＴＰ−４．５０ｍの計測点において、地中水平変位量が最大になることが解った。
【００２８】
ところで、図７のグラフに示すように、深さがＴＰ−４．５０ｍの計測点で得られた地中水平変位量の計測値ｙと離隔距離Ｌとは反比例の関係にあることが解った。そこで、当該深さの計測点で得られた地中水平変位量の計測値ｙと離隔距離Ｌの逆数ｘ（＝１／Ｌ）との関係を示す近似式を求めたところ、下記（１）式に示す一次関数になった。なお、地中水平変位量の計測値ｙと離隔距離Ｌの逆数ｘとの関係式は、地盤の質によって変化し、−４．７３や＋０．５９等の定数が変化するのみならず、変数ｘの指数が変化することもある。
ｙ＝−４．７３ｘ＋０．５９  ・・・（１）
【００２９】
ここで、地盤改良工事において最も高架橋１寄りの地盤改良体３Ａの基礎杭２からの離隔距離は６．７５ｍであるところ、その地盤改良体３Ａを造成する際に基礎杭２の位置で生じる地中水平変位量ｙを、上記（１）式から導出すると、ｙ＝−０．１ｍｍとなる。また、地中水平変位量ｙが０になる離隔距離を、上記（１）式から導出すると、Ｌ＝８．０ｍとなる。
【００３０】
以上により、地盤改良工事において最も高架橋１寄りの地盤改良体３Ａを造成する際に、高架橋１の基礎杭２において生じる地中水平変位の最大値は−０．１ｍｍであり、地中水平変位に有害な影響は及ばないことが解った。また、地盤改良体３Ａ〜Ｄを高架橋１の基礎杭２から８ｍ以上離隔して造成した場合には、高架橋１の基礎杭２において地中水平変位が生じないことが解った。
【００３１】
以上、本実施形態に係る解析方法では、地盤改良工事による周辺地盤への影響を、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成位置からの離隔距離Ｌａ〜Ｌｄの観点から解析した。これによって、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成位置の周辺のどの程度の範囲で地盤の変位を管理しなければならないのか、即ち、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成位置と周辺の既設の高架橋１とがどの程度近接している場合に当該既設の高架橋１に対して有害な影響が及ぶのかを判断できる。
【００３２】
また、本実施形態に係る解析方法では、地盤改良体３Ａ〜Ｄからの離隔距離Ｌａ〜Ｌｄの逆数ｘと地中水平変位量との関係を示す上記（１）式を求めたことにより、高架橋１の基礎杭２の位置における地中水平変位量を求めることができ、また、地中水平変位量が０となるような、地盤改良体３Ａ〜Ｄからの離隔距離Ｌを求めることができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る解析方法では、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成工事による周辺地盤での地中水平変位量が、地表面変位量や地中鉛直変位量よりも大きく、地表面変位や地中変位が高架橋１に対して有害な影響を及ぼすことはないことが解明された。また、地中水平変位量は、地盤改良体３Ａ〜Ｄの造成位置からの離隔距離が拡大するにつれて減衰することが解明された。従って、高架橋１の基礎杭２の位置における地中水平変位量を許容範囲に抑えることができるような、地盤改良体３Ａと基礎杭２との離隔距離を求めることにより、地盤改良体３Ａ〜ｄの造成工事が、高架橋１に対して有害な影響が及ぼすことを防止できる。
【００３４】
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、多段式傾斜計１２等の計測器の位置（測定点）を定点として、複数の地盤改良体１０Ａ〜Ｄの造成位置を変えることにより、地盤改良体１０Ａ〜Ｄと計測器との相対距離を異ならせた。しかし、１個の地盤改良体１０Ａを造成し、その造成位置から距離が異なる複数地点にそれぞれ計測器を設置することにより、地盤改良体１０Ａと計測器との相対距離を異ならせてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態では、地盤改良工事による地表面変位量、地中鉛直変位量に及ぶ影響が小さかったため、地盤改良体１０Ａ〜Ｄからの離隔距離の逆数と地中水平変位量との関係を示す式のみを求めたが、離隔距離と地表面変位量との関係を示す式や、離隔距離と地中鉛直変位量との関係を示す式を求めてもよい。また、離隔距離の逆数と地盤の変位量との関係を示す式を求めることは必須ではなく、離隔距離と地盤の変位量との関係を示す式を求めてもよい。
【００３６】
また、上述の実施形態では、試験的に地盤改良体１０Ａ〜Ｄを造成して多段式傾斜装置１２等の計測器で地中変位や地表面変位を計測したが、本設の地盤改良体３Ａ〜Ｄを造成する際に計測器で地中変位や地表面変位を計測してもよい。また、上述の実施形態では、機械式攪拌混合工法を採用した地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する試験を実施したが、機械式攪拌混合工法と高圧噴射工法とを併用した工事等の他の地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する試験にも、本発明を適用できる。
【００３７】
さらに、上述の実施形態では、地盤改良工事による周辺地盤への影響を解析する試験を実施したが、杭の打設工事や土留めの打設工事等の他の地業工事による周辺地盤への影響を解析する試験にも、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１  高架橋、２  基礎杭、３Ａ〜Ｄ  地盤改良体（地業）、４  装置、５  攪拌軸、１０Ａ〜Ｄ  地盤改良体（地業）、１２  多段式傾斜計、１４  層別沈下計、１６  変位計、１８  ガイド管、２０  ボーリング孔、２２  杭
【図１】
0005652268.tif 000002
【図２】
0005652268.tif 000003
【図３】
0005652268.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005652268.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005652268.tif 000008