(57)【要約】【課題】ドレーン材の打設だけで、排水機能の確保に加えて、地盤にせん断強度を付与し、耐震性を高めることが可能なものである。【解決手段】ケーシング建込み用の施工機械を用いてケーシングを地盤に挿入することで削孔を行い、建込んだケーシング内に線状合成樹脂を重ねた中空円筒状のドレーン材を挿入し、その後ケーシングを引き抜いてこのドレーン材を地盤中に残置するドレーン打設工法において、打設するドレーン材１を排水機能に加えて耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいものとし、このドレーン材１を一定の密度で打設する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング建込み用の施工機械を用いてケーシングを地盤に挿入することで削孔を行い、建込んだケーシング内に線状合成樹脂を重ねた中空円筒状のドレーン材を挿入し、その後ケーシングを引き抜いてこのドレーン材を地盤中に残置するドレーン打設工法において、打設するドレーン材を排水機能に加えて耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいものとし、このドレーン材を一定の密度で打設することを特徴としたドレーン打設工法における地盤の耐震補強法。
【請求項２】
排水機能に加えて耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいドレーン材は、熱可塑性素材の合成樹脂を加熱溶融してノズルから一定径の紐状に押し出し、不規則にカールさせた樹脂ストリングを相互接触部分を溶着させて順次積層させ、中央部に所定の空洞を長さ方向に沿って有する中空円筒状に成型する際に一部に他よりも太い線状合成樹脂を混入させてなるドレーン打設工法における地盤の耐震補強法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレーン打設工法における地盤の耐震補強法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
砂質地盤等における液状化の防止方法としては、砂質地盤に一種の井戸を掘り、地震発生時に上昇した地下水圧をその井戸から地表に逃がすことにより、液状化現象を抑制しようとするものとして、従来、例えば直径が１０ｃｍ程度のプラスチック製のパイプに多数の孔を開けたドレーンパイプの外周面に織布からなる薄いシート状のフィルター材を巻き付けたものを、対象とする砂質地盤中に所定間隔をもって縦方向に複数本埋設するドレーンパイプ工法、及び、対象とする砂質地盤に例えば直径５０ｃｍ、深さ２０ｍ程度の穴を所定間隔をもって複数個掘削し、その穴内に砕石を投入し、充填して砕石杭を形成する砕石ドレーン工法が採用されていた。
【０００３】
ドレーンパイプ工法においては、多数の孔を開けたプラスチック製パイプの外周面にシート状のフィルター材を被覆したものであり、多数開けた孔の間隔が広いと急激な地下水圧の上昇による排水ができないばかりでなく、孔の開いている部分に対応するフィルター材が局部的にしか作用せず、フィルター機能が著しく低下する恐れがある。またドレーンパイプの開孔率は２０〜３０％であるため水平方向の間隙水の流入量には限度があり、ドレーン材の透水性能に限界がある。
【０００４】
逆に、多数開けた孔の間隔を狭くすると、集水性は向上するがパイプ自体の強度、即ち土圧に対する耐圧性が劣化し長期埋設及び複数回の小地震によって、パイプが土圧により押し潰されてしまい、必要となった時（気象庁の震度階級で５程度以上の地震が生じた時）その機能が果たせなくなる。
【０００５】
また、砕石ドレーン工法においては、掘削した井戸穴内に砕石を投入、充填して作業を行うため、施工工事が大掛かりとなり作業性が悪く、大型の施工機械の使用が必要となるため特に近接して構造物がある場合や狭隘な場所での施工には向かない。さらに、降雨や地震等により地下水が上昇した時に、造成された砕石の間隙内に砂が入り込んで徐々に間隙を埋めるようになり、やはり必要となった時にその機能が充分果たせなくなるおそれがある。
【０００６】
そこで、前記ドレーンパイプ工法及び砕石ドレーン工法の欠点を解消するものとして、下記の特許公報がある。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５５６８０１  号公報
【０００８】
これは、砂の地質・地盤に所定大きさで所定深さの井戸孔を所定間隔をもって削孔し、これら井戸孔に図７に示すような樹脂ストリング９を不規則にカールさせた状態で中央部に長さ方向に沿って所定の孔４を有する中空円柱状に積層し樹脂ストリング９の接触部を熔着させ、且つ外周面にフィルター材（図示せず）を巻き付けて配設した排水材２を夫々埋設させたものである。
【０００９】
この特許第２５５６８０１  号公報の液状化防止方法によれば、井戸孔に、空隙率８０％以上の排水材が使用されているので、外周面に巻き付けたフィルター材のあらゆる部分から排水材の内部に地下水が侵入するようになり、フィルター材の目詰まり現象がほとんど見られず、長期にわたり充分な排水能力が維持でき、しかも排水材自体は耐圧性に優れているので、長期に渡る井戸孔の形状維持が可能になるとされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許第２５５６８０１  号公報の液状化防止方法では、排水機能は高まるものの、地盤の耐震補強という点では貢献していない。
【００１１】
なお、地震時の地盤の液状化防止と地盤の補強を同時に達成し、資源の有効利用を図るものとして、特開２００１−１１８４８号公報のグラベルドレーンがある。
【００１２】
これは、粒径により選別された材料のうちドレーン材として使用可能な範囲の粒径を有する材料はグラベルドレーン杭として所定の間隔で地盤に造成・配置し、それ以外の範囲の粒径を有する材料は締固め杭として前記グラベルドレーン杭の中心部または該グラベルドレーン杭の周辺に造成・配置した。
【００１３】
例えば、地盤の補強を目的とする締固め杭を核としてその周りに同心状または周辺部に地盤の液状化防止対策用のグラベルドレーン杭を配置する。そして、該グラベルドレーン杭は、広範囲な粒径を有する材料を粒径により選別することにより、ドレーン材として使用に適する範囲の粒径を有する材料を用いて造成し、締固め杭は、それ以外のドレーン材としては使用不適な範囲の粒径を有する材料を用いて造成するので、材料の無駄な部分が少なくなり、地震時の地盤の液状化防止と補強を同時に達成することができるとされる。
【００１４】
この特開２００１−１１８４８号公報のグラベルドレーンにおいても、ドレーン材と締固め杭との両方の構成を組み合わせるものであり、ドレーン材で地盤の耐震補強をなすものではない。
【００１５】
しかも、地震が生じた際には地盤の流動化により、グラベルドレーン杭やドレーン材が切断され、排水機能が確保できなくなるおそれもある。
【００１６】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ドレーン材の打設だけで、排水機能の確保に加えて、地盤にせん断強度を付与し、耐震性を高めることが可能なドレーン打設工法における地盤の耐震補強法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、ケーシング建込み用の施工機械を用いてケーシングを地盤に挿入することで削孔を行い、建込んだケーシング内に線状合成樹脂を重ねた中空円筒状のドレーン材を挿入し、その後ケーシングを引き抜いてこのドレーン材を地盤中に残置するドレーン打設工法において、打設するドレーン材を排水機能に加えて耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいものとし、このドレーン材を一定の密度で打設すること、および、排水機能に加えて耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいドレーン材は、熱可塑性素材の合成樹脂を加熱溶融してノズルから一定径の紐状に押し出し、不規則にカールさせた樹脂ストリングを相互接触部分を溶着させて順次積層させ、中央部に所定の空洞を長さ方向に沿って有する中空円筒状に成型する際に一部に他よりも太い線状合成樹脂を混入させてなることを要旨とするものである。
【００１８】
請求項１記載の本発明によれば、線状合成樹を重ねた円筒状のドレーン材は空隙率８０％以上のものであり、あらゆる部分から排水材の内部に地下水が侵入するようになり、地震時等で地下水圧が急激に上昇した時に、ドレーン材の中央部の孔から地下水を速やかに外部に排水または噴出させるので、周辺地盤に液状化現象を生じさせない。しかも、このような排水機能の確保に加え、耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいドレーン材を密に打設することで地盤にせん断強度を付与し、耐震性を高めることができる。また、ドレーン材は靭性が大きく、柔軟性に富むので、地盤の流動にともなう多少の変形では切断されず、排水機能は確保される。
【００１９】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいドレーン材の例として、線状合成樹脂を重ねた円筒状のドレーン材にこのような性状を持たせるのに、一部に他よりも太い線状合成樹脂を混入させてなることで、簡単にかつ安価に実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のドレーン打設工法における地盤の耐震補強法ドレーン打設工法の１実施形態を示す正面図で、先に打設するドレーン材１についで説明すると、図４に示すように円筒状の排水材２とその周囲に巻き付けるフィルター３からなり、排水材２の基本長さは３〜４ｍ程度であるが、適宜長で切断することで任意の長さに変えられ、専用のジョイント５を用いて継足して所定深度の地盤内まで設置できる長さにする。
【００２１】
排水材２は、例えば、樹脂ストリング、即ちポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステル等の熱可塑性素材の合成樹脂を加熱溶融してノズルから直径約１〜６ｍｍ（標準径２ｍｍ）の一定径の紐状に押し出し、不規則にカールさせた状態で樹脂ストリング９を順次積層させ、中央部に所定の空洞の孔４を長さ方向に沿って有する積層ストリング状ポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステルの相互接触部分が溶着し中空円筒状に成型されたものであり、外径５０ｍｍ〜１５０ｍｍのものを用いる。
【００２２】
前記排水材２は、その中央部に長さ方向に沿って所定の孔４が形成され、実質的にフレキシブルであると共に耐圧性が大きく、その表面開口率が９０〜９５％（密度により変化）、空隙率８５±５％（密度等調節可能）である。
【００２３】
前記熱可塑性素材の合成樹脂を加熱溶融して一定径の紐状に押し出すノズルが例えば、１８個であるとして、そのうちの３個のノズル径を他のノズルよりも太くして、他よりも太い樹脂ストリング９ａを形成できるようにして、排水材２は、図６に示すように一部に他よりも太い線状合成樹脂（樹脂ストリング９ａ）を混入させた。
【００２４】
なお、樹脂ストリング９と他よりも太い樹脂ストリング９ａとであるが、本発明における樹脂ストリング９は図７に示す従来のものが１．５〜２ｍｍだとして、これよりも多少太いのも、例えば、２．５〜３ｍｍのものであり、他よりも太い樹脂ストリング９ａは５〜６ｍｍ程度のものとする。
【００２５】
また、樹脂ストリング９と他よりも太い樹脂ストリング９ａは、前者に対して後者が約１／６程度の量であり、他よりも太い樹脂ストリング９ａはカールしながら、排水材２の長さ方向に連続していくので、いわば、縦材的な存在となる。
【００２６】
排水部材２は、ペットボトル、発泡スチロール、家電製品の廃材および飲料ビンケース等の再生材である熱可塑性素材のポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステルまたはこれら何れかのリサイクル材を用いてもよい。
【００２７】
このように排水部材２にはリサイクル原料を使用すれば、廃棄物の処分量を減らし資源の有効活用に寄与するものであり、環境に優しいものとなる。
【００２８】
ドレーン材１の打設は、図３に示すように、まず、専用小型ボーリングマシン等の施工機械６を用いて先端閉塞ビット７のケーシング８により削孔を行う。この施工機械６は、小型クローラ等の重機１５に比較的短尺なリーダ１３を起伏自在に設け、リーダ１３に沿ってケーシング８の回転駆動装置１４を昇降させるものである。
【００２９】
このようにして施工機械６でケーシング８を回転させながら地盤に建込む。なお、先端閉塞ビット７が所定深度へ達するまでケーシング８は単位ピース体を継ぎ足して、所定の長さとする。
【００３０】
そして、建込んだケーシング８内に前記ドレーン材１を挿入するが、ドレーン材１は排水材２を３〜４ｍ程度のものを順次ジョイント５で継ぎ足しながら挿入していく。このとき、排水材２の外周にはフィルター３が装着されている。
【００３１】
ドレーン材１の挿入後、ドレーン材１とともに先端閉塞ビット７を錘りとして残してケーシング８を引き抜き、表層部の排水処理施設としてグラベルマットや透水マット等の頭部水平ドレーン１０を施し、ドレーン材１をこの頭部水平ドレーン１０に接続する。１１は液状化層、１２は非液状化層である。
【００３２】
前記ドレーン材１はピッチ１ｍ前後で打設するもので、図５の（ａ）に示すように千鳥状ないし三角形の配置、（ｂ）に示すように格子状ないし四角形の配置、その他多角形や円形の配置でもよい。また、斜めに打設したドレーン材１を組み合わせることもできる。
【００３３】
このようにして、ドレーン材１は空隙率８０％以上のものであり、あらゆる部分から排水材の内部に地下水が侵入するようになり、地震時等で地下水圧が急激に上昇した時に、ドレーン材の中央部の孔から地下水を速やかに外部に排水または噴出させるので、周辺地盤に液状化現象を生じさせない。
【００３４】
しかも、このような排水機能の確保に加え、耐圧強度や曲げに対する靭性が大きいドレーン材を密に打設することで地盤にせん断強度を付与し、耐震性を高めることができる。また、ドレーン材１は靭性が大きく、柔軟性に富むので、図２に示すように地盤の流動にともなう多少の変形では切断されず、排水機能は確保される。図中αは排水にともなう沈下分であり、このような沈下により、地盤密度の増加と剛性の増加が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のドレーン打設工法における地盤の耐震補強法は、ドレーン材の打設だけで、排水機能の確保に加えて、地盤にせん断強度を付与し、耐震性を高めることが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドレーン打設工法における地盤の耐震補強法ドレーン打設工法の１実施形態を示す正面図である。
【図２】地震時の変形を示す正面図である。
【図３】ドレーン材の打設工程を示す説明図である。
【図４】ドレーン材の斜視図である。
【図５】ドレーン材の打設配置を示す説明図である。
【図６】ドレーン材のうち、排水材の斜視図である。
【図７】従来のドレーン材の排水材の斜視図である。
【符号の説明】
１…ドレーン材                      ２…排水材
３…フィルター                      ４…孔
５…ジョイント                      ６…施工機械
７…先端閉塞ビット                  ８…ケーシング
９…樹脂ストリング
９ａ…他よりも太い樹脂ストリング
１０…グラベルマット                １１…液状化層
１２…非液状化層                    １３…リーダ
１４…回転駆動装置                  １５…重機
【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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