(57)【要約】【課題】改良後の地盤にドレーン材等の残材が残らずに、また水底下での地盤改良を容易に行うことが可能な軟弱地盤改良工法、及びその軟弱地盤改良工法に適用可能な軟弱地盤改良ユニットを提供する。【解決手段】この軟弱地盤改良工法は、排水機能を有する柱状部材１２と、内面上部に透水機能を有する蓋部材１１とが一体に構成されたユニット１０を柱状部材が地盤７０内にほぼ垂直に位置し蓋部材が地盤表面７１に対向するように設置し、ユニットに連結された真空ポンプ８１によって負圧を蓋部材から地盤表面に作用させることで地盤内の水及び空気を排出し、地盤の改良後にユニットを撤去するものである。【選択図】  図５
2004190374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水機能を有する柱状部材と、内面上部に透水機能を有する蓋部材とが一体に構成されたユニットを前記柱状部材が地盤内にほぼ垂直に位置し前記蓋部材の内面が地盤表面に対向するように設置する工程と、
前記ユニットに連結された真空ポンプによって負圧を前記蓋部材から前記地盤表面に作用させることで前記地盤内の水及び空気を排出する工程と、
前記地盤の改良後に前記ユニットを撤去する工程と、を含むことを特徴とする軟弱地盤改良工法。
【請求項２】
河川、湖沼または海域における水底地盤の近傍に前記真空ポンプの代わりに排水ポンプを設置し、その排水ポンプによる水頭差による圧力が前記蓋部材から前記地盤表面に作用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項３】
真空ポンプを更に設置し、前記真空ポンプによる減圧と大気圧との差圧が前記蓋部材から前記地盤表面に作用するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項４】
前記ユニットを撤去する際に前記ユニットに対し外部から空気を圧入することを特徴とする請求項１，２または３に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項５】
前記柱状部材がドレーン材をその外周面に取り付けた鋼管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項６】
前記柱状部材が集水孔付きの管またはメッシュ構造の管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項７】
前記蓋部材が鉄鋼製の蓋部とスカート部とを備え、前記ユニットの設置時に前記スカート部が前記地盤内に位置することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項８】
前記蓋部材が鉄鋼製の枠部材と前記枠部材に貼り付けられた樹脂系板材または密閉シート材とを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項９】
前記ユニットは前記柱状部材が伸縮できる構造を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項１０】
前記ユニットは前記柱状部材を複数備え、前記複数の柱状部材の前記蓋部材の近傍に水平方向に水平ドレーン材を配置したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【請求項１１】
排水機能を有する柱状部材と、内面上部に透水機能を有する蓋部材とが一体に構成されかつ前記柱状部材が地盤内にほぼ垂直に位置し前記蓋部材の内面が地盤表面に対向するように設置可能であるとともに地盤改良後に一体に撤去可能に構成されたことを特徴とする軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１２】
前記蓋部材が外部の真空ポンプまたは排水ポンプと連結する管と接続可能な吸出口を有することを特徴とする請求項１１に記載の軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１３】
前記柱状部材がドレーン材をその外周面に取り付けた鋼管を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１４】
前記柱状部材が集水孔付きの管またはメッシュ構造の管を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１５】
前記蓋部材が鉄鋼製の蓋部とスカート部とを備えることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１６】
前記蓋部材が鉄鋼製の枠部材と前記枠部材に貼り付けられた樹脂系板材または密閉シート材とを備えることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１７】
前記柱状部材が伸縮できる構造を備えることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良ユニット。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良ユニットを使用することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の軟弱地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱粘性土地盤等の軟弱地盤を改良するための軟弱地盤改良工法及び軟弱地盤改良ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟弱な粘性土地盤の減容化・強度増加を図る場合、地盤に鉛直ドレーン材を打設し、水平排水材等で排水経路を確保した後に盛土による荷重載荷や真空ポンプによる減圧などによって圧密を促進させる工法がよく用いられる。この工法では、ドレーン材としてプラスチックドレーンを用いることが多く、改良後の地盤にドレーン材が残ってしまうことから、後に掘削を行う際の障害となる問題がある。
【０００３】
また、海底、湖底、川底等の水底下の地盤を圧密改良しようとする場合、従来の真空圧密工法、例えば鉛直ドレーン打設後に密封シートで改良域を覆う工法などを適用しているが、水底下においては水平方向の排水経路の確保や密封シートの施工等が非常に困難な作業となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、改良後の地盤にドレーン材等の残材が残らずに、また水底下での地盤改良を容易に行うことが可能な軟弱地盤改良工法、及びその軟弱地盤改良工法に適用可能な軟弱地盤改良ユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による軟弱地盤改良工法は、排水機能を有する柱状部材と、内面上部に透水機能を有する蓋部材とが一体に構成されたユニットを前記柱状部材が地盤内にほぼ垂直に位置し前記蓋部材が地盤表面に対向するように設置する工程と、前記ユニットに連結された真空ポンプによって負圧を前記蓋部材から前記地盤表面に作用させることで前記地盤内の水及び空気を排出する工程と、前記地盤の改良後に前記ユニットを撤去する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
この軟弱地盤改良工法によれば、ユニットが排水機能を有する柱状部材と透水機能を有する蓋部材とを一体に備えているので、この一体化したユニットを改良対象の地盤（陸上及び水底下の地盤）に容易に設置でき、水底下であっても地盤改良を容易に行うことができる。また、一体化したユニットを地盤改良後につり上げ等により撤去するので地盤に残材が一切残らない。
【０００７】
また、河川、湖沼または海域における水底地盤の近傍に前記真空ポンプの代わりに排水ポンプを設置し、その排水ポンプによる水頭差による圧力が前記蓋部材から前記地盤表面に作用するようにできる。これにより、排水ポンプによる水頭差による圧力が地盤表面に作用するので、地盤の圧密を促進でき、また、特に水底下において原位置での地盤改良を容易に行うことが可能となる。
【０００８】
この場合、真空ポンプを更に設置し、前記真空ポンプによる減圧と大気圧との差圧が前記蓋部材から前記地盤表面に作用するようにすることで、地盤の圧密を更に促進することができる。なお、真空ポンプと排水ポンプとを同時に作動させ、また、排水ポンプだけを作動させるように切り換えることで、地盤改良工事の状況等に応じて適宜選択可能となる。
【０００９】
また、前記ユニットを撤去する際に前記ユニットに対し外部から空気を圧入することで、ユニット撤去の実行が容易になる。この場合、外部からの空気をユニットの蓋部材及び柱状部材を通して地盤表面及び地盤内部に圧入する。
【００１０】
また、前記柱状部材がドレーン材を取り付けた鋼管であり、また、前記柱状部材が集水孔付きの管またはメッシュ構造の管とすることができる。
【００１１】
また、前記蓋部材が鉄鋼製の蓋部とスカート部とを備え、前記ユニットの設置時に前記スカート部が前記地盤内に位置するようにして前記ユニットを設置できる。また、前記蓋部材が鉄鋼製の枠部材と前記枠部材に貼り付けられた樹脂系材料または密閉シート材とを備えることで、密封効果のより高い構造にできる。
【００１２】
また、前記柱状部材が伸縮できる構造を備えることが好ましく、これにより、柱状部材が伸縮することで地盤の沈下に追従でき、沈下追従性を高めることができる。また、前記ユニットは前記柱状部材を複数備え、前記複数の柱状部材の前記蓋部材の近傍に水平方向に水平ドレーン材を配置することが好ましい。これにより、水底下においても水平方向の排水経路を容易に確保できる。
【００１３】
本発明による軟弱地盤改良ユニットは、排水機能を有する柱状部材と、内面上部に透水機能を有する蓋部材とが一体に構成されかつ前記柱状部材が地盤内にほぼ垂直に位置し前記蓋部材の内面が地盤表面に対向するように設置可能であるとともに地盤改良後に一体に撤去可能に構成されたことを特徴とする。
【００１４】
この軟弱地盤改良ユニットによれば、柱状部材と蓋部材とが一体に構成されているので、地盤に容易に設置できかつ撤去も容易にできるとともに、地盤改良後にユニットを撤去できるので、地盤に残材が一切残らない。また、撤去後のユニットの再使用も可能であり、ユニットを効率的に使用できる。なお、柱状部材を複数備えることが好ましい。
【００１５】
上記ユニットは、前記蓋部材が外部の真空ポンプまたは排水ポンプと連結する管と接続可能な吸出口を有することが好ましい。吸出口を通して真空ポンプまたは排水ポンプによる減圧・排水を行うことができる。また、上述のようにユニット撤去時の外部からの空気の圧入も吸出口を通して行うことができる。
【００１６】
前記柱状部材がドレーン材をその外周面に取り付けた鋼管を備えることができる。また、前記柱状部材が集水孔付きの管またはメッシュ構造の管を備えることができる。
【００１７】
また、前記蓋部材が鉄鋼製の蓋部とスカート部とを備えることが好ましく、ユニットの設置時には、スカート部が地盤内に位置する。また、前記蓋部材が鉄鋼製の枠部材と前記枠部材に貼り付けられた樹脂系板材または密閉シート材とを備えることで、ユニットの軽量化を図ることができる。また、前記柱状部材が伸縮できる構造を備えることが好ましく、これにより、柱状部材が伸縮することで地盤の沈下に追従でき、沈下追従性を高めることができる。
【００１８】
また、上記軟弱地盤改良ユニットを上述の軟弱地盤改良工法におけるユニットとして使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態による軟弱地盤改良ユニット及びその設置工程について図面を用いて説明する。
【００２０】
〈軟弱地盤改良ユニット〉
【００２１】
図１は本発明の実施の形態による軟弱地盤改良ユニットの側面図であり、図２は図１の軟弱地盤改良ユニットの一部側断面図であり、図３は図１の軟弱地盤改良ユニットの平面図である。図４は図１の鋼管杭の縦断面図（ａ）及び拡大した横断面図（ｂ）である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、軟弱地盤改良ユニット（以下、「ユニット」）１０は、ドレーン材１２ａがその外周面に取り付けられた複数の鋼管杭１２と、各鋼管杭１２が取り付けられて各鋼管杭１２と一体に構成され蓋部材１１と、を備える。
【００２３】
蓋部材１１は、図３のように平面が略正四角形状に構成され、略正四角形状の鉄鋼製の板部材からなる蓋部１３と、蓋部１３の外周から下方に突き出るようにして設けられた鉄鋼製のスカート部１４と、を備え、蓋部１３の上側の部分はＨ型鋼等の構造用鋼から構成されている。蓋部１３には、図３のように、鋼管杭１２が平面的に３列×３列に並ぶようにほぼ等間隔に取り付けられており、また、対角中心近傍には外部の真空ポンプ等に連結する管と接続可能なパイプ状の吸出口１６が設けられている。吸出口１６は蓋部１３を貫通しており蓋部１３の内面１３ａに開口している。
【００２４】
鋼管杭１２は、図４（ａ）（ｂ）のように、長尺で円筒形状の鋼管の外周面に長尺状の板材からなるプラスチックボードドレーン材１２ａが鋼管の長手方向に延びるように複数取り付けられている。複数のプラスチックボードドレーン材１２ａが図４（ｂ）のように鋼管の外周面にほぼ等間隔に貼り付けられている。ユニット１０の地盤への設置が容易となるように各鋼管杭１２の先端１２ｂが円錐形状に尖っている。
【００２５】
また、図１，図２のように、ユニット１０の蓋部１３の内面１３ａに水平ドレーン材として不織布１５が配置されており、複数の鋼管杭１２の各プラスチックボードドレーン材１２ａを上部で水平方向に排水可能なように連結している。
【００２６】
〈陸上におけるユニットの設置及び撤去工程〉
【００２７】
次に、図５により、軟弱地盤改良ユニットを改良対象の陸上の地盤に設置し撤去するまでの工程について図１〜図４を参照して説明する。図５は、陸上の地盤を改良対象とした場合の各工程（ａ）乃至（ｄ）を示す図である。
【００２８】
まず、クレーン８０を用いて上述の図１〜図３のユニット１０（但し、鋼管杭１２の数が増えている。）を持ち上げて地盤改良対象となる軟弱粘性土地盤等の軟弱地盤７０上に移動させてから、ユニット１０の鋼管杭１２を先端からユニット１０の自重で軟弱地盤７０の地盤表面７１に圧入し設置する（ａ）。このようにしてユニット１０を必要な数だけ設置し、各鋼管杭１２が地盤７０内に垂直に位置することで、地盤７０内に垂直方向の排水経路が形成される。なお、このとき、ユニット１０の蓋部１３の内面１３ａが接地した後は、次の工程（ｂ）、（ｃ）を行い、サクションを併用して蓋部材１１の圧入を行ってもよい。また、水平ドレーン材の不織布１５を図１，図２のようにユニット１０側に取り付けているので、ユニット１０の設置で水平方向の排水経路が形成される。
【００２９】
次に、各ユニット１０の蓋部材１１の吸出口１６に配水管８２を接続し、配水管８２を真空ポンプ８１及び排水タンク（図示省略）に連結する（ｂ）。
【００３０】
次に、真空ポンプ８１を稼動すると、各鋼管杭１２のプラスチックボードドレーン材１２ａ及び水平ドレーン材の不織布１５を通してユニット１０の蓋部１３の内面１３ａに排出された地盤７０内の水や空気が各吸出口１６及び配水管８２を介して外部の排水タンクへと排出される。これにより、地盤７０の圧密が促進し、地盤７０における地盤改良を行う（ｃ）。なお、蓋部材１１のスカート部１４が鋼管杭１２の上部と地盤表面７１との間に位置するので、真空吸引による圧密時に周囲の地盤表面から空気を吸引してしまうことを防止できる
【００３１】
この地盤改良後に、クレーン８０を用いてユニット１０をつり上げることで、改良後の地盤７２からユニット１０全体を撤去する（ｄ）。なお、ユニット１０の撤去時に、配水管８２にコンプレッサ（図示省略）等を接続し、各ユニット１０の吸出口１６から蓋部１３の内面１３ａ及びドレーン材１２ａへと空気を圧入することで、ユニット１０の撤去作業を容易に行うことができる。
【００３２】
以上のように、図５の軟弱地盤改良工法によれば、ユニット１０が鋼管杭１２と蓋部材１１とを一体に備えており、鋼管杭と蓋部材とを別々に設置する必要がなく、ユニット１０として一体に設置できるので、密封シートで改良域を覆う必要はなく、改良対象の陸上の地盤７０への設置を容易に行うことができる。また、一体化したユニット１０を地盤改良後につり上げにより撤去し、改良後の地盤７２にドレーン材等の残材が一切残らないので、後に掘削等を行う際に障害となることはない。また、水平ドレーン材（不織布１５）もユニット１０に取り付け一体にできるので、設置が容易であり水平方向の排水経路を容易に確保でき、また撤去も一体にできるので、不織布１５も地盤表面７１に残らない。
【００３３】
〈水低下の地盤におけるユニットの設置及び撤去工程〉
【００３４】
次に、図６により、軟弱地盤改良ユニットを海底、湖底、川底等の水底下の地盤改良対象となる軟弱粘性土地盤等の軟弱地盤に設置し撤去するまでの工程について図１〜図４を参照して説明する。図６は、水底下の地盤を改良対象とした場合の各工程（ａ）乃至（ｄ）を示す図である。
【００３５】
まず、起重機船９０を用いて上述の図１〜図３のユニット１０（但し、鋼管杭１２の数が増えている。）を持ち上げて水７５の中に没し、ユニット１０の鋼管杭１２を先端からユニット１０の自重で軟弱地盤７６の地盤表面７７に圧入し設置する（ａ）。このようにしてユニット１０を必要な数だけ設置し、各鋼管杭１２が地盤７６内に垂直に位置することで、地盤７６内に垂直方向の排水経路が形成される。なお、このとき、ユニット１０の蓋部１３の内面１３ａが接地した後は、次の工程（ｂ）、（ｃ）を行い、サクションを併用して蓋部材１１の圧入を行ってもよい。また、水平ドレーン材の不織布１５を図１，図２のようにユニット１０側に取り付けているので、ユニット１０の設置で水平方向の排水経路が形成される。
【００３６】
上述のようにしてユニット１０を水底下の軟弱地盤７６に設置してから、起重機船９０により水中真空ポンプ８５を設置し、また、潜水作業によって、各ユニット１０の吸出口１６への配水管８６等の設置を行う（ｂ）。
【００３７】
次に、水中真空ポンプ８５を稼動すると、各鋼管杭１２のプラスチックボードドレーン材１２ａ及び水平ドレーン材の不織布１５を通してユニット１０の蓋部１３の内面１３ａに排出された地盤７６内の水や空気が各吸出口１６及び配水管８６を介して排出される。これにより、地盤７６の圧密が促進し、地盤７６における地盤改良を行う（ｃ）。
【００３８】
この地盤改良後に、起重機船９０を用いてユニット１０をつり上げることで、改良後の地盤７８からユニット１０全体を撤去する（ｄ）。なお、ユニット１０の撤去時に、配水管８６にコンプレッサ（図示省略）等を接続し、各ユニット１０の吸出口１６から蓋部１３の内面１３ａ及びドレーン材１２ａへと空気を圧入することで、ユニット１０の撤去作業を容易に行うことができる。
【００３９】
以上のように、図６の軟弱地盤改良工法によれば、ユニット１０が鋼管杭１２と蓋部材１１とを一体に備えており、鋼管杭と蓋部材とを別々に改良対象の水底下の地盤に設置する必要がなく、ユニット１０として一体に設置できるので、密封シートで水底下の改良域を覆う必要はなく、水底下の地盤への設置を容易に行うことができる。また、一体化したユニット１０を地盤改良後につり上げにより撤去し、改良後の地盤７８にドレーン材等の残材が一切残らないので、後に掘削等を行う際に障害となることはない。また、水平ドレーン材（不織布１５）もユニット１０に取り付け一体にできるので、水底下においても設置が容易であり水平方向の排水経路を容易に確保でき、また撤去も一体にできるので、不織布１５も地盤表面７７に残らない。
【００４０】
次に、図７により、水底下の地盤の改良工法の変形例について説明する。図７は、水底下の地盤の改良工程の別の例を説明するための図である。
【００４１】
図７の水底下の地盤の改良工程は、真空ポンプの減圧による大気圧との差圧による圧力及び水位低下による水頭差による圧力の両方が荷重として改良対象の水底下の地盤に作用するようにしたものである。
【００４２】
即ち、図７のように、水底下の地盤表面７７上に密閉タンクから構成された揚水井８７を設置し、各ユニット１０の吸出口１６に接続された配水管８６に連結した水中排水ポンプ７９を揚水井８７の底部に設置するとともに、その頂部に真空ポンプ８８を連結する。揚水井８７の内部の水を水中排水ポンプ７９により配水管８９を通して外部に排出し揚水井８７内の水位を低下させることで、水位低下による水頭差Δｈによる圧力がユニット１０の蓋部１３から地盤７６に加わる。更に、真空ポンプ８８により揚水井８７の内部を減圧することで、大気圧と揚水井８７内の圧力との差圧が蓋部１３から地盤７６に加わる。このように、大気圧との差圧による圧力及び水位低下による水頭差による圧力の両方が地盤７６に荷重として加わることにより、より大きな圧密促進の効果を得ることができる。
【００４３】
また、図７において、揚水井８７の上端８７ａを開放し、水中排水ポンプ７９により揚水井８７内の水位を低下させることで、水位低下による水頭差による圧力だけがユニット１０の蓋部１３から地盤７６に加わるようにしてもよい。この場合、図７のように真空ポンプ８８と排水ポンプ７９とを同時に作動させ、または、上端８７ａを開放し排水ポンプ７９だけを作動させるように切り換える構成にすることで、工事の状況等に応じて適宜２つの作動状態を選択可能になる。
【００４４】
〈鋼管杭の地盤内の伸縮構造〉
【００４５】
次に、地盤に設置されたユニットの鋼管杭が地盤の沈下に追従できるように伸縮可能にした構造について図８，図９により説明する。図８は、図１〜図３のユニットに設けた鋼管杭の伸縮構造を示す部分的な側断面図であり、図９は、図８の伸縮構造を有するユニットの施工及び沈下追従の各工程（ａ）乃至（ｇ）を示す工程図である。
【００４６】
図８に示すように、ユニット１０は、各鋼管杭１２の位置毎に、蓋部１３を貫通するように設置され上部にフランジ１７ａを有するさや管１７と、下端側に外ねじ部を有し上部に盲フランジ１８ａを有するスペーサ管１８と、盲フランジ１９と、を更に備える。この場合、各鋼管杭１２は、さや管１７の内径より小なる外径を有し、上部にスペーサ管１８のねじ部と係合する内ねじ部を有している。
【００４７】
図９により図８のようなユニット１０の設置工程について説明する。まず、鋼管杭１２の上部の内ねじ部にスペーサ管１８をねじ込み、鋼管杭１２をさや管１７に挿入し、３枚のフランジ１７ａ、１８ａ、１９をボルトで止める（ａ）。
【００４８】
上述のような構造のユニット１０を図５または図６と同様にして、鋼管杭１２を地盤表面７１から地盤内に貫入する（ｂ）。
【００４９】
次に、スペーサ管１８を取り除き、さや管１７のフランジ１７ａに盲フランジ１９を取り付ける（ｃ）。
【００５０】
図５乃至図７のようにして地盤表面７１から負圧載荷を開始すると、周辺地盤の沈下にともなってユニット１０は蓋部１３等とともに沈下するが、このとき、鋼管杭１２はスぺーサ管１８の取り除かれたストローク分だけ上方に移動しあたかも縮むようにして動くために、ユニット１０は地盤の沈下に追従でき、沈下追従性が向上する（ｄ）。また、鋼管杭１２はスぺーサ管１８のストローク分だけの移動であるので、引き続いて排水を同様にして行うことができる。
【００５１】
上述の負圧載荷の終了後、盲フランジ１９を取り除き、再びスペーサ管１８を鋼管杭１２の上部にねじ込む（ｅ）。
【００５２】
次に、ユニット１０を撤去するため上方に持ち上げると、鋼管杭１２は、地盤内での周辺抵抗により残置されそうになるが、ユニット１０のさや管１７のフランジ１７ａが鋼管杭１２と一体化したスペーサ管１８のフランジ１８ａと当接し、このフランジ１８ａがストッパになり、ユニット１０と一体化してつり上げられる（ｆ）。
【００５３】
ユニット１０が更につり上げられることで、鋼管杭１２とともに地盤表面７１から離されて回収され撤去が完了する（ｇ）。
【００５４】
〈ユニットの変形例〉
【００５５】
次に、図１０乃至図１３により図１〜図３のユニットの変形例を説明する。図１０は変形例のユニット２０の枠部材等の外観を示す斜視図であり、図１１は平面図、図１２は側面図、図１３は一部断面図である。
【００５６】
図１０〜図１３に示すように、ユニット２０は、骨組み構造を持つ鉄鋼製の枠部材２１を備える。枠部材２１は、Ｉ型鋼等からなる複数のビーム部材２１ａと、複数のビーム部材２１ａに直交するように配置されたＩ型鋼等からなる複数のビーム部材２１ｂと、上部の周囲側面に配置された上枠２１ｃと、下部の周囲側面に配置された下枠２１ｄと、四隅で上枠２１ｃと下枠２１ｄを連結する脚部２１ｅと、を備える。
【００５７】
ユニット２０は、更に、各ビーム２１ａと２１ｂとの交点部分に配置された複数の鋼管杭２３と、枠部材２１の全体を覆うように枠部材２１の内面側に貼り付けられた樹脂系板材２２と、を備える。樹脂系板材２２を貼り付けることで、図１０のような枠部材２１が図１〜図３と同様の蓋部材を構成する。
【００５８】
鋼管杭２３には図１〜図４と同様にプラスチックボードドレーン材２３ａが貼り付けられている。各鋼管杭２３のドレーン材２３ａを水平方向に連結するために水平ドレーン材の不織布１５が図１，図２と同様に配置されている。また、上面側の樹脂系板材２２の一部に樹脂系板材２２の代わりに鋼板２７を取り付けており、この鋼板２７に真空ポンプ等に接続される吸出口２６が設けられている。ユニット２０を改良対象の地盤に設置し吸出口２６から真空吸引等することで同様に地盤の圧密を促進することができる。
【００５９】
図１０のユニット２０によれば、図１〜図３のユニットと同様の効果を得ることができるとともに、枠部材２１に樹脂系板材２２を貼り付けた構造であるから、ユニットをより軽量に構成でき、好ましい。なお、樹脂系板材２２の代わりにシート材を貼り付けるようにしてもよい。また、図１３のように枠部材２１の側面周囲の上枠２１ｃから下枠２１ｄの間に貼り付けられる樹脂系板材またはシート材は、上枠２１ｃと下枠２１ｄの内面側に貼り付けてあるが、外面側に貼り付けてもよい。
【００６０】
〈鋼管杭（ドレーン材）の変形例〉
【００６１】
次に、図４のドレーン機能を有する鋼管杭の変形例を図１４（ａ）、（ｂ）により説明する。図１４（ａ）は多数の集水孔を外周面に形成した鋼管杭を示す図であり、図１４（ｂ）は外周面をメッシュ構造とした鋼管杭を示す図である。
【００６２】
図１４（ａ）の鋼管杭２４は、その外周面の全面に上端から下端に至るまで多数の孔２４ａを形成し、これらの孔２４ａを集水孔として用いるものである。また、図１４（ｂ）の鋼管杭２５は、その外周面の全面を上端から下端までメッシュ構造としたものである。
【００６３】
上記鋼管杭２４及び２５は、地盤内に設置されたときに集水孔またはメッシュを通して導かれた水を更に鋼管の上端まで導くために鋼管内部に、天然繊維を用いたファイバドレーン材、不織布を兼ね合わせた透水機能を有するドレーン材等の公知の排水材を充填している。なお、地盤に設置したときに鋼管杭２４，２５の内部の水位が上昇する場合には、これらの排水材は省略してもよい。
【００６４】
以上のように、本実施の形態の軟弱地盤改良工法によれば、陸上または水底下の軟弱な粘性土地盤等の改良に当たり、排水機能を備えた複数の鋼管杭と、内面上部に透水機能を持つ蓋部材とが一体となったユニットを改良対象の地盤に設置し、真空ポンプによる負圧の作用等により圧密を促進させ、改良後にユニットを撤去することにより、改良後の地盤にドレーン等の残材を一切残さずに、また、水底下でも容易な地盤改良が可能になる。
【００６５】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、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。例えば、図１〜図３のユニット１０、図１０のユニット２０における鋼管杭１２、２３は適宜その数及び配置を変更することができることは勿論である。また、各鋼管杭１２，２３，２４，２５は、断面形状が円形に限らず、四角形等の多角形状であってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、改良後の地盤にドレーン材等の残材が残らずに、また水底下での地盤改良を容易に行うことが可能な軟弱地盤改良工法、及びその軟弱地盤改良工法に適用可能な軟弱地盤改良ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による軟弱地盤改良ユニットの側面図である。
【図２】図１の軟弱地盤改良ユニットの一部側断面図である。
【図３】図１の軟弱地盤改良ユニットの平面図である。
【図４】図１の鋼管杭の縦断面図（ａ）及び拡大した横断面図（ｂ）である。
【図５】本実施の形態による軟弱地盤改良工法において陸上の地盤を改良対象とした場合の各工程（ａ）乃至（ｄ）を示す図である。
【図６】本実施の形態による軟弱地盤改良工法において水底下の地盤を改良対象とした場合の各工程（ａ）乃至（ｄ）を示す図である。
【図７】図６（ｃ）における水底下の地盤改良工程の別の例を説明するための図である。
【図８】図１〜図３のユニットに設けた鋼管杭の伸縮構造を示す部分的な側断面図である。
【図９】図８の伸縮構造を有するユニットの施工及び沈下追従の各工程（ａ）乃至（ｇ）を示す工程図である。
【図１０】図１〜図３の変形例のユニット２０の枠部材等の外観を示す斜視図である。
【図１１】図１０のユニットの平面図である。
【図１２】図１０のユニットの側面図である。
【図１３】図１１の破線で示すXIII-XIII線に沿って切断してみた一部断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は多数の集水孔を外周面に形成した鋼管杭を示す図であり、図１４（ｂ）は外周面をメッシュ構造とした鋼管杭を示す図である。
【符号の説明】
１０，２０          ユニット、軟弱地盤改良ユニット
１１                蓋部材
１２、２３          鋼管杭（柱状部材）
２４，２５          鋼管杭（柱状部材）
１２ａ              ドレーン材
１３                蓋部
１４                スカート部
１５                不織布、水平ドレーン材
１６                吸出口
１７                さや管
１８                スペーサ管
１９                盲フランジ
２１                枠部材
２２                樹脂系板材
２３                鋼管杭
７０、７６          地盤
７１，７７          地盤表面
８１                真空ポンプ
８２                配水管
８５                水中真空ポンプ
８６                配水管
７９                水中排水ポンプ
８７                揚水井
８８                真空ポンプ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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