(57)【要約】　　　（修正有）【課題】地盤改良に用いるサンドドレーンに用いる中詰砂や水平排水層に用いる敷砂を系外から搬入すること無く、施工現場に於いて砂層から直接その砂部分を循環的に利用でき、環境負荷の軽減も図れること。【解決手段】中空パイプ６を砂２中に貫入させ、そして吸引装置１０により砂部分を内部に吸引して放出穴１１より放出させて放散沈降させ、水平排水層５を形成し、次いで中空パイプ６を引き上げて砂部分を砂２中に連続して残置させて横方向所定ピッチで間歇的に連続的なサンドドレーン１４を形成する。【選択図】　　　　図８
2004052433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤をプレボーリングして当該地盤の性状を調査し、当該地盤の所定深度に砂層が在ることを確認した後、該地盤の上部から中空パイプにより該砂層中に至るまで削孔を形成し、次いで該砂層から砂を該中空パイプの先端より内部に吸引し、又、該中空パイプの所定レベルに放出穴を形成し、該放出穴から砂を該中空パイプの周辺に放出して放散沈降させるようにして敷砂層を形成し、該砂層上の浮泥層上に水平排水層を連続して形成させるようにすることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
地盤をプレボーリングして当該地盤の性状を調査し、当該地盤の所定深度に砂層が在ることを確認した後、該地盤の上部から中空パイプにより該砂層中に至るまで削孔を形成し、次いで該砂層から砂を該中空パイプの先端より中空パイプ内部に吸引し、次いで該中空パイプを引き上げて引き抜き、該中空パイプの引き抜き穴中に先に中空パイプ内部に吸い上げた砂を放出残置し、この砂によりサンドドレーンを連続的に形成し、鉛直的にサンドドレーンが施工出来るようにすることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
地盤をプレボーリングして当該地盤の性状を調査し、当該地盤の所定深度に砂層が在ることを確認した後、該地盤の上部から中空パイプにより該砂層に至るまで削孔を形成し、又、該中空パイプの所定レベルに放出穴を形成し、該放出穴から砂を該中空パイプの周辺に放出沈降させて敷砂層を形成して浮泥層上に水平排水層を形成させて、次いで該中空パイプを上方に引き抜き、該中空パイプの引き抜き穴中に先に中空パイプ内部に吸い上げた砂を放出残置し、この砂によりサンドドレーンを形成し、先の水平排水層と一体化し、一回の中空パイプによる施工で水平排水層と鉛直的にサンドドレーンが一度に施工出来るようにすることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項４】
上記サンドドレーンを水平横方向に所定ピッチ間隔で連続して形成して行うようにすることを特徴とする請求項２記載の地盤改良工法。
【請求項５】
上記サンドドレーンや水平排水層の敷砂層の施工が、相互独立裡に自在に行われるようにされることを特徴とする請求項２記載の地盤改良工法。
【請求項６】
上記浮泥層表面上に所定厚さに水平排水層を施工するようにすることを特徴する請求項２，３いずれか記載の地盤改良工法。
【請求項７】
中空パイプの先端部に注水ノズルが付設され、而して、該中空パイプの先端部の内側に吸引装置が付設されていることを特徴とする地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、サンドドレーンの砂杭を形成し、又、これとは独立裡に水平排水層の敷砂層を横方向に形成する等して地盤改良を図る施工の技術に於いて、中空パイプの内部に充填する中詰砂等の水平排水層やサンドドレーンを形成する砂を系外から搬入して用いるものではなく、施工現場の砂層から砂を該中空パイプの内部空間に吸引してサンドドレーン等の施工を行い、又、これに併せて、或いは独立裡に横方向に水平排水層の敷砂層を連続的に形成する地盤改良技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から山間林野部が多く、而も、長い海岸線に近接する内陸部が多い特殊な地勢条件の我が国にあっては、農耕牧畜はもちろんのこと、ビルや病院や学校等の生産設備に有効利用出来得る土地の面積は限られており、そのために、土地の有効利用は極めて重要な問題であり、これに対処するにサンドドレーン等や水平排水層等の地盤改良方法が各種開発され、中には実施成績が現れるような工法も開発されてはいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
而しながら、かかる従来技術に基づく地盤等の改良方法等に於いては、サンドドレーン等は歴史的に古く、それなりの有効精度で、而も安価に施工が出来るメリットが有り、経年的に多く利用されてはいる。
【０００４】
而して、該種サンドドレーンや水平排水層等の地盤改良工法においては、施工装置を所定領域に搬入し、該施工装置のバックステーに支持されたリーダーに沿ってシーブを介してのケーシングパイプ等の中空パイプを介設しバケットにより中詰砂を該中空パイプ中に投入し、サンドドレーンを形成していた。地盤に対し中空パイプ等の中空鋼管をその上端に設けた加振機等を用いて貫入し、所定の深度を確保した後に該中空鋼管の内部に中詰砂を充填し、加圧エアを注入し、該中空鋼管を引き抜くことによりサンドドレーン等の形成を達成してきた。
【０００５】
又、別途に敷詰砂を搬入して水平排水層形成を達成してきた。
【０００６】
而しながら、該種従来技術に基づく地盤改良工法技術に於いては、中詰砂や敷詰砂に用いる砂を系外から施行現場まで搬入しなければならず、その分だけ工程が多くなり、作業能率を低下させる欠点が有り、又、それだけコスト高になるという不利点も有った。
【０００７】
又、当該水平排水層の施工にあっては該サンドドレーンに対し、それとは別途に水平排水層の施工が必要であり、それだけ工数も多くなり、コスト的にも高くつくことにもなり、該水平排水層に必要な砂の量が維持出来ないという難点が有った。
【０００８】
このようにコスト高にもなり工期が長くなって施工工数が多くなると共に、環境負荷もそれだけ多くなるというデメリットが有った。
【０００９】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は、上述従来技術に基づく水平排水層やサンドドレーン等の地盤改良工法に基づく、工期が長くコスト的にも高くつき、環境負荷が増大の問題点を省き、水平排水層やサンドドレーンに必要な砂の量を系外から搬入することなく施工現場に於て一括して利用することが出来、而も、施工方法が簡単でコスト的にも安くなるようにして、建設産業における土木技術利用分野に益する優れた地盤改良工法及び該工法に直接使用する装置を提供せんとするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする手段】
上述目的に沿い先述述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、地盤をプレボーリングして当該地盤の性状を調査し、当該地盤の所定深度に砂層が在ることを確認した後、該地盤の上部から中空パイプにより該砂層中に至るまで削孔を形成し、次いで該砂層から砂を該中空パイプの先端部より内側に吸引し、又、該中空パイプの所定レベルに放出穴を形成し、該放出穴から砂を該中空パイプの周辺に内部に吸引した砂を放出して放散沈降させるようにして敷砂層を形成し、該砂層上の浮泥層上に水平排水層を連続して形成させるようにすることを第一の基幹とし、又、地盤をプレボーリングして当該地盤の性状を調査し、当該地盤の所定深度に砂層が在ることを確認した後、該地盤の上部から中空パイプにより該砂層中に至るまで削孔を形成し、次いで該砂層から砂を該中空パイプの先端部より中空パイプ内部に吸引し、次いで該中空パイプを引き上げて引き抜き、該中空パイプの引き抜き穴中に先部から中空パイプ内部に吸い上げた砂を放出残置し、この砂によりサンドドレーンを連続的に形成するようにすることを第２の基幹とし、又、地盤をプレボーリングして当該地盤の性状を調査し、当該地盤の所定深度に砂層が在ることを確認した後、該地盤の上部から中空パイプにより該砂層に至るまで削孔を形成し、又、該中空パイプの所定レベルに放出穴を形成し、該放出穴から砂を該中空パイプの周辺に放出沈降させて敷砂層を形成して該砂層上の浮泥上に水平排出層を形成させて、次いで該中空パイプを引き抜き、該穴中に先に中空パイプ内部に吸い上げた砂を放出残置し、この砂によりサンドドレーンを形成させるようにし、先の水平排水層と一体化し、一回の中空パイプによる施工で水平排水層と鉛直的にサンドドレーン部を一度に施工することを第３の基幹とし、而して、上記サンドドレーンを横方向に所定ピッチ間隔で連続して形成して行うようにし、上記サンドドレーン水平排水層の敷砂層の施工が、陸上施工又は海上施工のいずれかで自在に行われるようにされるようにもし、上記浮泥層表面上にこれを擾乱することなく所定厚さに水平排水層を施工するようにし、中空パイプの先端部に注水ノズルが付設され、而して、地盤表面を可及的に滑らかに該中空パイプの先端部の内側に吸引装置が付設されているようにし、設計によっては上記砂放出穴の内部付近に偏向板が付設されているようにし、必要に応じ上記中空パイプの外側にガイドパイプが配設されるようにし、更に又、中空パイプの先端部に注水ノズル及び吸引装置が付設されているようにもした技術的手段を講じたものである。
【００１１】
【作用】
而して、上述構成に於いて、陸上施工又は、海上施工におけるサンドドレーンや水平排水層施工を介しての地盤改良において、当該地盤の所定エリアに所定数のプレボーリングを介して当該地盤の性状を検出して、所定深度の地層に於ける最下部の地盤からその上層部に砂層を介して粘性土層や浮泥層の存在を確認し、当該砂層の在る地盤エリアまで施工装置を搬入し、該装置のヘッドに設けたリーダーを介して中空パイプをセットして自重又は加振機の打撃力を介して該中空パイプの先端部に配設した注水ノズルを介して該中空パイプを当該砂層に至るまで貫入させ、而して該中空パイプの先端部の内側に設けた吸引装置を介して現場施工に於て砂を中空パイプ先端より内側に吸引し、該中空パイプ内に一種の充填状態を現出させ、又、該中空パイプの所定レベルの中途部位の高さ部位に設けた放出穴より中空パイプ内に充填された砂を偏向板を介して該放出穴の外部において中空パイプの周囲にコーン状に放散沈降させて敷砂層として横方向に水平排水層を連続的に形成させ、又、該横方向の水平排水層の施工に引き続きウインチ等を介して中空パイプを引き抜きし、先に中空パイプ内部に吸い上げた砂を引き抜き穴の内部から放出に残置し、サンドドレーンを形成し、該サンドドレーンと水平排水層の施工を相互独立に施工出来るようにし、このようにすることにより、結果的に中詰砂や敷砂の系外からの搬入を避けて現場における良質の砂を利用することにより無駄な資源の使用をしないで施工現場からの砂分の補給が出来るようにし、環境負荷が無く、コスト的にも安く施工能率が良いようにするものである。
【００１２】
尚、上述作用において、中空パイプ又は必要に応じ用いられるガイドパイプの所定高さ位置に設けた放出穴は、当該中空パイプの内部に該中空パイプ先端部より砂が吸引された部分を補正的に偏向板にガイドされてサンドドレーン形成とそれに独立裡に中空パイプの周囲に連続的にサンドドレーン形成とは独立的に水平排水層として放散沈降して形成するようにしたものである。
【００１３】
【発明が実施しようとする形態】
次ぎに、この出願の発明の実施しようとする形態を実施例の態様として、図面を参照して説明すれば以下の通りである。
【００１４】
まず、所定エリアの海上、海面５の領域に横方向適宜ピッチで所定のプレボーリングを行い、図１に示す様に、当該地盤層上の性状を、その最下端の基板１及びその上面に砂層２が、そして更にその上面に粘性土層３が在り、又該粘性土層３の上面には浮泥層４があり、その上面に海水５が在るようにされており、そして海面５より砂２に至るまでの深度が所定深度にあるような地盤の性状であることが分かるように、即ち、当該地盤改良に現場施工に於ける砂の使用が可能な地盤構造であることを確認し、その際、該プレボーリングにより、そのコアーによって当該性状をデータとして得ることは、この出願の発明の技術レベルにおいて極めて容易である。
【００１５】
そして、図４に示す様な、施工装置としての作業船７を所定エリアに搬入して砂層２の存在が確認された海域の部位まで搬入する。そして該作業船７には操作室の近傍にウインチ９´　が設けられて、又、その前部にはリーダー１５が立設されている。又、図２に示す様に、中空パイプ６の先端部の内側に吸引装置１０を配設すると共に、先端部に削孔形成用の注水ノズル８を有する中空パイプ６が昇降自在に設けられている。
【００１６】
そして、当該プレボーリングの海域部位に搬入された作業船７により、先端部の注水ノズル８による注水を介し、又、補助的に加振器９による加振を行い、砂２を所定に掘削し、貫入を開始し削孔を形成すると共に、該中空パイプ６を地盤に貫入させていく。
【００１７】
そして、所定深度に該中空パイプ６の先端部に配設したノズル８が到達した時点で吸引装置１０を稼働させて該吸引装置１０により、又は、インペラーの吸引作用により先端開口部が砂２が中空パイプ６の内部に貫入されていることにより、該砂２の砂が吸引されて中空パイプ６の内側に充填されていく。
【００１８】
そして、図２に示す様に、該注水ノズル８の近傍に設けられたセンサー１６により、当該砂２の充填量が所定量に達したのを検出されて、操作室８の制御装置によりウインチ９´　を介して図６に示す様に、当該中空パイプ６を所定ストローク引き上げることによりその引き抜き穴に相対的に該中空パイプ６の内側空間に充填されていた砂２の砂が当該中空パイプ６の引き上げと共に一体的に地盤中に放出して残置され、サンドドレーン１４を形成させる。
【００１９】
又、その際、中空パイプ６の砂２に対する貫入の節に形成された盛り上がり凸部２´　もアンダーフローとして下方に流入して砂層２の上面を滑らかにする。
【００２０】
そして、当該敷砂層及びサンドドレーン１４が形成されれば、作業船７を次ぎの位置のスポットまで移動させて上述同様の施工を行って、図７に示す様に、横方向に所定ピッチずつずらして間歇的に連続する敷砂層５、及び、サンドドレーン１４が現場の施工として形成されるものである。当然ながら、敷砂だけ及びドレーンだけでも横方向全ての施工が同じ様に行えるものである。
【００２１】
該中空パイプ６の貫入に伴って該凸部２´　が形成されるが、該凸部２´　に対しては中空パイプ６の引き上げに伴って下方に流出する砂２に対し側部からの砂２がアンダーフロー化して該部凸２´　を経時的に滑らかにしていく。又、その結果、砂２の表面は粘土層３のレベルと施工前のレベルと同一レベルに成し得るものである。
【００２２】
中空パイプ６内を揚昇される砂分２は図２に示す様に、該中空パイプ６の所定レベルの位置に設けられた放出穴１１から該中空パイプ６の周辺部にコーン状に放散沈降されて敷砂として水平排水層５とされる。次いで、中空パイプ６を引き上げて内部の充填砂２を下方に放出させてサンドドレーン１４を形成する。
【００２３】
その場合、前記粘土層３の上面の浮泥層４の上面を擾乱を与えることなく、経時的に穏やかに、図５の（イ），（ロ）に示す様に、コーン状の、即ち、富士山状のコーン形式の形状に放散沈降されて水平排水層５が形成されていく。
【００２４】
上記放出穴１１の内側には、図２に示す様に、偏向板１２が底面に対して所定角度に傾斜して設けられていることにより、図８の（ハ）〜（チ）に示す様に該コーン状の、即ち、富士山状の水平排水層５の好ましくない凹凸形状の形成は避けられるものである。
【００２５】
尚、図８の（ハ）〜（チ）に施工手順を示す。このようにすることにより、水平排水層５とサンドドレーン１４とが相互独立裡に同時並行的な施工として形成させることが出来、能率アップにプラスするものであり、又、結果的にコストダウンが図れ、更に、施工期間も著しく短縮され、又、施工精度も極めて良好に行われるものである。
【００２６】
尚、このように施工作業を行うことにより水平排水層５とサンドドレーン１４の施工が連続して同時並行的にもすることが出来るものである。
【００２７】
そして、中詰砂と敷砂とが系外から搬入する必要が無く、施工現場に於いて環境負荷が少なく砂２の砂を調達出来るのであり、極めて安価につき、又、資源的にも無尽蔵である当該施工形態に於いて、センサー１６は削孔成形時と共に、中空パイプ６の引き上げに伴って吸引する砂部分の性状とその量を検出してウインチ９´　の引き上げ作業に影響するようにすることも出来るものである。
【００２８】
又、水平排水層５の形成とサンドドレーン１４との形成はその施工が独立的に行われ得ることは勿論のことである。
【００２９】
尚、砂層２の存在を確認することは、プレボーリングによらず他のデータから参考として援用することも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、基本的に水平排水層の形成やサンドドレーンによる地盤改良を行うに際し、該水平排水層とサンドドレーンの形成に在来態様の如く系外から中詰砂や敷砂を搬入して使用するような手間が省け、最適な地盤性状を有する地盤に対し、その設定深度に在る砂層の砂を現場利用して循環的に施工に使用することにより作業能率も良く、又、コスト的にも安くつき、また上述砂層の砂を使用するために施工精度が設計通りに均一になり、精度の向上が保て、又、環境負荷も極めて少ないというすぐれた効果が奏される。
【００３１】
又、併せて水平排水層やサンドドレーンも相互独立して施工出来るために、施工能率も良好で、施工効率が良く、施工精度の向上も図ることが出来るという優れた効果が奏される。
【００３２】
又、設計によっては中空パイプ６の内外に図３に示す様にガイドパイプ１３を設けて、該ガイドパイプ１３と中空パイプ６の軸方向のリング状間隙部分を介して注水ノズル８に対する注水や砂からの砂の吸引による揚昇通路として利用することも出来るし、又、中空パイプ６の貫入に際し削孔に対し良好な状態で貫入が出来るということも出来る。
【００３３】
そして、この出願の発明にあっては系外から搬入する中詰砂や敷砂を使用する態様とは異なり、環境負荷が少なくて済み、一種のエコ施工が行えるという優れた効果が奏される。
【００３４】
そして、この出願の発明の実施形態は上述海上施工ばかりでなく、陸上施工に対してもその河川湖沼等に於いて利用出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の施工に最適な地層の断面図である。
【図２】中空パイプの部分断面側面図である。
【図３】中空パイプをガイドパイプを介してのセット状態を示す説明図である。
【図４】施工装置としての作業船に於ける中空パイプの取り合い側面図である。
【図５】水平排水層の砂の上面の浮泥層に対する放散沈降の状態を示すものであり、（イ）はその部分断面図であり、（ロ）はその半断面平面図である。
【図６】中空パイプの引き上げに伴うサンドドレーンの浮泥層中に於ける形成態様の部分断面図である。
【図７】サンドドレーンと水平排水層の同時並行施工の対応の断面図である。
【図８】（ハ）〜（チ）はサンドドレーンの成形と水平排水層の成形の横方向の連続施工手順の断面図である。
【図９】請求項１の発明の概念図である。
【図１０】請求項２の発明の概念図である。
【図１１】請求項３の発明の概念図である。
【符号の説明】
２　　　　　　砂
６　　　　　　中空パイプ
１４　　　　　サンドドレーン
４　　　　　　浮泥層
５　　　　　　水平排水層
８　　　　　　注水ノズル
９　　　　　　吸引装置
１１　　　　　放出穴
１２　　　　　偏向板
【図１】
2004052433.tif 000003
【図２】
2004052433.tif 000004
【図３】
2004052433.tif 000005
【図４】
2004052433.tif 000006
【図５】
2004052433.tif 000007
【図６】
2004052433.tif 000008
【図７】
2004052433.tif 000009
【図８】
2004052433.tif 000010
【図９】
2004052433.tif 000011
【図１０】
2004052433.tif 000012
【図１１】
2004052433.tif 000013