(57)【要約】【課題】軟弱な原地盤に設ける構造物を杭によることなく簡易な人工地盤により安定に支持し、かつ原地盤を安定化して側方流動等の水平変位を防止する。【解決手段】原地盤３上に、構造物１を支持する床版２と、床版２を支持する地盤改良体１０を築造するとともに、地盤改良体の上部を鋼板１２により巻き立てて鋼板の上端部を床版内に突出せしめて定着することにより、鋼板を介して地盤改良体と床版とを連結しかつ鋼板により地盤改良体の上部を外側から拘束する。その施工に際しては、原地盤の地表部に上下両端が開放された枠状の鋼板を配設し、鋼板内を通してその下方の原地盤を地表部から支持層まで地盤改良してその上部が鋼板内に位置する地盤改良杭体を施工した後、地盤改良体の上部に床版を構築して床版内に鋼板の上端部を定着する。【選択図】図１
2008303584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱な原地盤に擁壁や橋台等の構造物を構築するに際して、前記構造物を支持するべく原地盤に設ける人工地盤の構造であって、
前記構造物を支持するべく原地盤上に構築される床版と、該床版を支持するべく原地盤中に造成される地盤改良体からなり、
前記地盤改良体の上部を鋼板により巻き立てて該鋼板の上端部を前記床版内に突出せしめて定着することにより、該鋼板を介して地盤改良体と床版とを結合しかつ該鋼板により地盤改良体の上部を外側から拘束してなることを特徴とする人工地盤の構造。
【請求項２】
軟弱な原地盤に擁壁や橋台等の構造物を構築するに際して、前記構造物を支持するための人工地盤を原地盤に造成するための施工方法であって、
原地盤の地表部に上下両端が開放された枠状の鋼板を配設し、該鋼板内を通してその下方の原地盤を地表部から支持層まで地盤改良してその上部が鋼板内に位置する地盤改良体を施工した後、
該地盤改良体の上部に床版を構築して該床版内に鋼板の上端部を定着することを特徴とする人工地盤の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱な地盤に擁壁や橋台等の構造物を築造する場合、その一方側に盛土等が存在することにより生じる軟弱な地盤の安定化や側方流動などの問題を主に解決する人工地盤の構造、およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に示すように、原地盤３に擁壁や橋台等の構造物１を構築する場合において、その原地盤３が軟弱地盤や液状化地盤である場合には、原地盤３に側方流動が生じて構造物１の側方変位や不同沈下が生じる懸念があることから、通常は杭５を安定な支持層４に達するように設けてそれら杭５により構造物１の基礎１ａを支持することが一般的である。
また、図示しているように構造物１の後方に盛土６を造成する場合（あるいは構造物１の後方に原地盤３をそのまま上載地盤として残すような場合）には、図４に示すように盛土６の下方の原地盤３中に深層混合処理工法等の地盤改良手法による地盤改良体７を築造することにより、盛土６や上載地盤による上載荷重を支持するとともに原地盤３を強化して側方流動の発生を防止することも行われる。
【０００３】
また、特許文献１には、杭に代えて基礎の下に原地盤土と固化材液を攪拌・混合した地盤改良体を構築したり、矢板壁で包囲した領域内に地盤改良体を構築するという直接基礎の構造についての開示がある。
【特許文献１】特開２００７−５１４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３や図４に示すように構造物１を杭５により支持することでは大断面の頑強な杭５を多数必要とするし、また原地盤３中に単に地盤改良体７を築造することでは充分な側方流動防止効果を得るための改良率が徒らに大きくなり、いずれも合理的ではない。
また、特許文献１に示されるような直接基礎の構造では側方流動に対する充分な防止効果が得られない場合がある。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、軟弱な地盤に擁壁や橋台等の構造物を築造する場合、その一方側に盛土等が存在することにより生じる軟弱な地盤の安定化や側方流動などの問題を解決し得る有効適切な人工地盤の構造、およびその施工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】
【０００６】
請求項１記載の発明は、軟弱な原地盤に擁壁や橋台等の構造物を構築するに際して、前記構造物を支持するべく原地盤に設ける人工地盤の構造であって、前記構造物を支持するべく原地盤上に構築される床版と、該床版を支持するべく原地盤中に造成される地盤改良体からなり、前記地盤改良体の上部を鋼板により巻き立てて該鋼板の上端部を前記床版内に突出せしめて定着することにより、該鋼板を介して地盤改良体と床版とを結合しかつ該鋼板により地盤改良体の上部を外側から拘束してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、軟弱な原地盤に擁壁や橋台等の構造物を構築するに際して、前記構造物を支持するための人工地盤を原地盤に造成するための施工方法であって、原地盤の地表部に上下両端が開放された枠状の鋼板を配設し、該鋼板内を通してその下方の原地盤を地表部から支持層まで地盤改良してその上部が鋼板内に位置する地盤改良体を施工した後、該地盤改良体の上部に床版を構築して該床版内に鋼板の上端部を定着することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の人工地盤の構造によれば、地盤改良体の上部を鋼板により巻き立ててその鋼板の上端部を床版に対して定着することにより、床版と地盤改良体とが鋼板を介して構造的に確実に一体化された状態で結合され、したがって床版と地盤改良体による簡易な人工地盤を築造することのみで、構造物を支持するための大断面の杭を多数設けずとも構造物を安定に支持することができるし、原地盤に対する床版の水平滑動を確実に拘束することができる。
特に、地盤改良体の上部に鋼板が巻き立てられることによりその鋼板によって地盤改良体の上部に対する曲げ補強および剪断補強効果が得られ、地盤改良体は充分に高剛性となって側方への変位や曲げ変形が有効に拘束され、したがって地盤改良体のみで水平変位に対して充分に抵抗し得て優れた水平変位防止効果が得られ、側方流動等に起因する構造物の側方変位や不同沈下を確実に防止することができる。
【０００９】
また、その施工に際しては、予め枠状の鋼板を地表部に配設してその内側を通して原地盤を地盤改良し、しかる後に地盤改良体の上部に床版を構築することにより、地盤改良体の上部に鋼板を自ずと巻き立てた状態で容易に施工することができるし、その鋼板の上端部を床版に対して容易に定着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１実施形態を図１に示す。これは図３や図４に示した事例のように、軟弱な原地盤３に擁壁や橋台等の構造物１を構築し、かつ構造物１の後方に原地盤に対する上載地盤としての盛土６を造成する場合の適用例であって、構造物１を支持するための床版２を（通常の基礎１ａに代えて）原地盤３上に設けるとともに、その床版２の下方の原地盤３中に床版２を支持するための地盤改良体１０を安定な支持層４に達するように築造し、それら床版２と地盤改良体１０とにより構成される人工地盤によって構造物１を支持するとともに、原地盤３に側方流動等の水平方向変位が生じることを防止するようにしたものである。
【００１１】
本第１実施形態における地盤改良体１０は、構造物１の前後方向（盛土６の横断方向）および長さ方向（縦断方向）にそれぞれ所定間隔をおいて２列をなすように多数配列され、それら地盤改良体１０の上部に構築される床版２をそれら地盤改良体１０の全体で支持するものである。
地盤改良体１０は深層混合処理工法等の周知の地盤改良工法により築造されるものであって、図示例では円形断面の地盤改良杭１１を４本１組として造成し、その上部には鋼板１２を巻き立ててそれら４本の地盤改良杭１１の上部を一体に連結したものとなっている。
地盤改良体１０の上部に巻き立てられている鋼板１２はその上下両端がいずれも開放された枠状ないし角筒状のもので、その上部は地盤改良体１０の上端よりやや上方に突出して床版２中に差し込まれてそこに定着されており、これにより床版２と地盤改良体１０とはこの鋼板１２を介して強固に結合されたものとなっている。
なお、鋼板１２としては汎用の鋼矢板を所定長さに切断して枠状に組み立てたものが好適に採用可能であるし、あるいは大断面の角形鋼管を所定長さに切断したものを利用することも可能である。
また、地盤改良体１０および床版２に対する鋼板１２の一体化強度を確保するために、鋼板１２の内面にたとえばスタッドや突起等の適宜の定着力増強手段を設けておいても良い。
【００１２】
上記構造の人工地盤を施工するに際しては、予め枠状に組み立てた鋼板１２の上端部を原地盤３上にやや突出させた状態で地表部に配設し、その内部に汎用の深層混合処理装置のロッドを通して地表から支持層４に達する深度まで４本の地盤改良杭１１を順次あるいは同時に築造すれば良い。
その際、各地盤改良杭１１を独立に築造することでも、あるいはそれらの周面どうしを相互にラップさせた状態で一体に形成することでも良いが、少なくとも鋼板１２内においては各地盤改良杭１１を鋼板１２の内面に密着させ、かつ鋼板１２内周面に沿って密に充填する状態で形成することが好ましく、そのためには固化材を周囲に噴射しつつ攪拌する噴射攪拌方式の地盤改良装置を使用することが好ましい。
いずれにしても最終的には各地盤改良杭１１はそれらの上部が鋼板１２により外側から巻き立てられる形態で形成されるから、地盤改良杭１１どうしの構造的な一体化強度は支障なく確保し得る。
そのようにして地盤改良体１０を築造した後、その上部に通常の手法で鉄筋コンクリート造の床版２を構築すれば、鋼板１２の上端部は自ずと床版２の底部に埋設されてそこに定着され、鋼板１２を介して床版２と地盤改良体１０とが構造的に一体に結合される。
【００１３】
本第１実施形態の人工地盤の構造によれば、地盤改良体１０の上部を鋼板１２により巻き立ててその鋼板１２の上端部を床版２に対して定着したことにより、床版２と地盤改良体１０とが鋼板１２を介して構造的に確実に結合され、したがってそれら地盤改良体１０と床版２とによる簡易な人工地盤を築造することのみで、図３〜図４に示したように構造物１を支持するための大断面の杭５を設けずとも構造物１を安定に支持し得るものであるし、原地盤３に対する床版２の水平滑動が確実に拘束されるものとなっている。
特に、地盤改良体１０を構成している４本の地盤改良杭１１の上部が鋼板１２により一体に連結されてその変形が拘束され、しかもその鋼板１２は地盤改良体１０の上部に対する曲げ補強材および剪断補強材としても機能するから、地盤改良体１０の全体は充分に高剛性となって側方への変位や曲げ変形が有効に拘束されるものとなっており、したがってそれら地盤改良体１０の全体で側方流動圧等による水平力に対して確実に抵抗して優れた水平方向変形防止効果が得られ、側方流動等に起因する構造物１の側方変位や不同沈下を確実に防止し得るものとなっている。
【００１４】
なお、上記のように鋼板１２による地盤改良体１０に対する補強効果を有効に得るためには、地盤改良体１０の上部の特に引張応力が顕著に生じる範囲に鋼板１２を装着することが好ましく、具体的には地盤改良体１０の全体を単一の杭と想定してその特性値βを算定し、そのβに基づいて杭頭から下方に１／β〜１．５／βの範囲に鋼板１２を巻き立てると良い（上記のβは杭の特性を表すための周知の指標であって、たとえば日本道路協会編の杭基礎設計便覧等に規定されているものである）。
【００１５】
図２は第２実施形態を示す。本第２実施形態における鋼板１２は、床版２の全長に及ぶ内外の横鋼板１２ａとそれらを所定間隔ごとに連結している縦鋼板１２ｂとにより構成された鋼殻の形態をなすもので、それぞれの鋼板１２ａ、１２ｂで囲まれた内部に多数の地盤改良杭１１が少なくとも鋼板１２ａ、１２ｂの内面に沿って密着して配列されたものとなっている。
したがって本第２実施形態においても第１実施形態と同様に地盤改良体１０の上部に鋼板１２が巻き立てられたものとなっていて、各地盤改良杭１１がその鋼板１２により一体に連結され、かつ鋼板１２の上端部が床版２に一体に定着されることにより第１実施形態と同様の効果が得られるものとなっている。勿論、その施工も第１実施形態と同様の手順で容易に実施できるものである。
なお、先の第１実施形態では多数の地盤改良体１０を床版２の長さ方向に若干の間隔をおいて配列しているので床版２の横断方向の地下水流を遮断することがなく、したがってそのような機能が要求される場合には有利である。それに対し、本第２実施形態では地盤改良体１０を床版２の長さ方向に連続的に隙間無く設けているので、より確実に水平変位防止効果が得られるばかりでなく、床版２の横断方向の地下水流を遮断する効果も得られるから、そのような機能が要求される場合に適用するものとして好適である。
【００１６】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明の要旨は軟弱地盤に設ける構造物を杭によることなく床版と地盤改良体とによる簡易な人工地盤により支持することにあり、そのためには床版を支持する地盤改良体の上部に鋼板を巻き立ててその鋼板の上端部を床版に対して定着すれば良く、その限りにおいて本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な設計的変更や応用が可能であることはいうまでもない。
例えば、床版２は鉄筋コンクリート造ないし無筋コンクリート造とすることが現実的であるが、それ以外にも、必要な強度が得られる範囲内であれば土砂に硬化材を混合攪拌して形成されたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の人工地盤の構造の第１実施形態を示す図である。
【図２】同、第２実施形態を示す図である。
【図３】従来一般の杭基礎の一例を示す図である。
【図４】同、他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  構造物
２  床版
３  原地盤（軟弱地盤）
４  支持層
６  盛土（上載地盤）
１０  地盤改良体（地盤改良体）
１１  地盤改良杭
１２  鋼板
１２ａ  横鋼板
１２ｂ  縦鋼板
【図１】
2008303584.tif 000003
【図２】
2008303584.tif 000004
【図３】
2008303584.tif 000005
【図４】
2008303584.tif 000006