(57)【要約】【課題】軟弱地盤における掘削機械のトラフィカビリティを改善することのできる、軟弱地盤での土工事の方法を提供する。【解決手段】掘削軸１により地盤Ｇを掘削するとともに、この掘削孔Ｈ内の掘削土Ｓ１に固化材２と気泡３とを添加し混合して改良土Ｓ２となすことで地盤改良を行い、次いで、この改良された地盤Ｇを掘削して土工事を行う。掘削軸としては、スクリューを備える削孔ロッドや、この削孔ロッドの先端部に高圧ジェット放出孔を備えたもの等を用いることができる。固化材は、例えばセメントミルクなど、土壌に添加することで土壌の強度を高めるために用いられるものを利用する。掘削孔Ｈ内において直接掘削土Ｓ１に固化材２と気泡３とを添加し混合すると良い。【選択図】  図１
2004285715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削軸により地盤を掘削するとともに、この掘削孔内の掘削土に固化材と気泡とを添加し混合して改良土となすことで地盤改良を行い、
次いで、この改良された地盤を掘削して土工事を行うこと
を特徴とする軟弱地盤での土工事の方法。
【請求項２】
掘削軸により地盤を掘削するとともに、この掘削孔内の掘削土に固化材を添加し混合して改良土となすことで地盤改良を行い、
次いで、この改良された地盤を掘削して土工事を行うこと
を特徴とする軟弱地盤での土工事の方法。
【請求項３】
前記掘削孔内において前記掘削土に前記固化材と気泡とを添加し混合すること
を特徴とする請求項１に記載の軟弱地盤での土工事の方法。
【請求項４】
前記掘削孔内において前記掘削土に前記固化材を添加し混合すること
を特徴とする請求項２に記載の軟弱地盤での土工事の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤における掘削機械のトラフィカビリティを改善するための軟弱地盤での土工事の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤が厚く堆積している敷地における土工事では、掘削機械の重量に対して地盤の強度が不十分なために掘削機械のトラフィカビリティが確保できなくなることがある。このため、地盤の掘削に先立って地盤に処理を施す必要がある。
【０００３】
図４に、従来の軟弱地盤表層処理方法の一例を示す。この種の工法には、表層排水、サンドマット、敷設材工法、表層土安定処理工法などがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１４０５５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらは、図４に示すように、軟弱地盤Ｇの浅い部分Ｇ１（地表面から３ｍ程度まで）の土質を安定させるものであるため、地盤をこれ以上の深さ（約５ｍ以上）掘削する場合の掘削機械のトラフィカビリティを確保することができなかった。
【０００６】
特に、都市部市街地において掘削工事が既設構造物に近接する場所で行われる近接施工となる場合や、工事規模が大きい場合には、敷地周辺の地盤に沈下などの影響を与えないために、この敷地周辺を含めた広範囲の地盤に改良を施す必要が生じることがあり、建設費用の高騰を招く問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、軟弱地盤における掘削機械のトラフィカビリティを改善することのできる、軟弱地盤での土工事の方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明である軟弱地盤での土工事の方法は、例えば図１〜図３に示すように、
掘削軸１により地盤Ｇを掘削するとともに、この掘削孔Ｈ内の掘削土Ｓ１に固化材（セメントミルク）２と気泡３とを添加し混合して改良土Ｓ２となすことで地盤改良を行い、
次いで、この改良された地盤Ｇを掘削して土工事を行うこと
を特徴とする。
ここで、掘削軸とは、スクリューを備える削孔ロッドや、この削孔ロッドの先端部に高圧ジェット放出孔を備えたもの等を用いることができる。
また、固化材とは、例えばセメントミルクや水ガラスをはじめとする薬液など、土壌に添加することで土壌の強度を高めるために用いられるものを指す。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、掘削土に固化材に加えて気泡を添加して改良土となすので、改良土の比重が小さくなり、改良土を掘削孔内に充填する際の重機の負担が小さくなる。また、固化材に加えて気泡を添加して改良土となすことで、改良土の流動性が高まり、改良土をポンプ圧送しやすくなるとともに、改良土の掘削孔への充填性が良くなる。
また、掘削土に発泡ビーズなどを加えて改良土の比重を小さくする方法では、改良土が産業廃棄物になることがあるが、これに代えて気泡を添加するので、環境に与える影響が小さくて済む。
【００１０】
そして、軟弱地盤を強度を改善してから掘削するため、掘削対象となる地盤の安定性が確保され、掘削機械のトラフィカビリティを高めることができる。
これに伴い、周辺地盤の変状や既設の地中構造物の変状をも抑制できる。したがって、既設構造物に近接した条件下における近接施工の場合にも、周辺地盤を含めた大規模な地盤改良などを行う必要が生じない。
また、掘削機械のトラフィカビリティを確保しかつ掘削の作業性を損なうことのないように、固化材の添加量を増減させて改良後の地盤の強度を調整することができる。したがって、改良後の地盤が硬すぎたり柔らかすぎたりしないよう適切な強度にして、施工機械の負担を少なくできる。
また、掘削軸で掘削孔を鉛直方向に削孔することで、軟弱地盤の層厚が厚い場合にも薄い場合にも、その強度を改善できる。
また、軟弱地盤の全体を改良することなく、平面的にあるいは深さ方向に必要な箇所のみを掘削軸で削孔し部分的に地盤改良を施すことができるので、地盤改良のコストダウンを図ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明である軟弱地盤での土工事の方法は、例えば図１〜図３に示すように、
掘削軸１により地盤Ｇを掘削するとともに、この掘削孔Ｈ内の掘削土Ｓ１に固化材（セメントミルク）２を添加し混合して改良土Ｓ２となすことで地盤改良を行い、
次いで、この改良された地盤Ｇを掘削して土工事を行うこと
を特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、軟弱地盤を強度を改善してから掘削するため、掘削対象となる地盤の安定性が確保され、掘削機械のトラフィカビリティを高めることができる。
これに伴い、周辺地盤の変状や既設の地中構造物の変状をも抑制できる。したがって、既設構造物に近接した条件下における近接施工の場合にも、周辺地盤を含めた大規模な地盤改良などを行う必要が生じない。
また、掘削機械のトラフィカビリティを確保しかつ掘削の作業性を損なうことのないように、固化材の添加量を増減させて改良後の地盤の強度を調整することができる。したがって、改良後の地盤が硬すぎたり柔らかすぎたりしないよう適切な強度にして、施工機械の負担を少なくできる。
また、掘削軸で掘削孔を鉛直方向に削孔することで、軟弱地盤の層厚が厚い場合にも薄い場合にも、その強度を改善できる。
また、軟弱地盤の全体を改良することなく、平面的にあるいは深さ方向に必要な箇所のみを掘削軸で削孔し部分的に地盤改良を施すことができるので、地盤改良のコストダウンを図ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１に記載の発明において、
前記掘削孔Ｈ内において前記掘削土Ｓ１に前記固化材２と気泡３とを添加し混合すること
を特徴とする。
ここで、掘削孔内において掘削土に固化材と気泡とを添加し混合するには、例えば先端部に高圧ジェット放出孔を備えた削孔ロッドで地盤を掘削する際、高圧ジェット放出孔からセメントミルクなどの固化材に気泡を混濁させたものを高圧で噴射し、削孔ロッドのスクリューやビットの回転により掘削土と混合させる方法などを採る。また、水平攪拌翼、鉛直回転型攪拌翼、チェーンソウ状の無限軌道型攪拌翼などによって混合することもできる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、掘削軸で地盤を掘削するのと同時に、この掘削孔内において掘削土に固化材と気泡とを添加し混合するので、施工を短時間に省スペースで行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項２に記載の発明において、
前記掘削孔Ｈ内において前記掘削土Ｓ１に前記固化材を添加し混合すること
を特徴とする。
ここで、掘削孔内において掘削土に固化材を添加し混合するには、例えば先端部に高圧ジェット放出孔を備えた削孔ロッドで地盤を掘削する際、高圧ジェット放出孔からセメントミルクなどの固化材を高圧で噴射し、削孔ロッドのスクリューやビットの回転により掘削土と混合させる方法などを採る。また、水平攪拌翼、鉛直回転型攪拌翼、チェーンソウ状の無限軌道型攪拌翼などによって混合することもできる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、掘削軸で地盤を掘削するのと同時に、この掘削孔内において掘削土に固化材を添加し混合するので、施工を短時間に省スペースで行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の軟弱地盤での土工事の方法の実施の形態を具体的に説明する。
各実施の形態の軟弱地盤での土工事の方法は、都市部市街地において掘削工事が既設構造物に近接する場所で行われる近接施工となる条件下や、工事規模が大きい条件下で、土工事の対象となる地盤が軟弱である場合に、土工事での施工機械のトラフィカビリティを改善するとともに、敷地周辺の地盤に沈下などの影響を与えないことを目的として行われるものである。
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
本実施の形態の軟弱地盤での土工事の方法を、図１を参照して説明する。
まず、スクリューを備えた掘削軸１により、この掘削軸１の先端部から側方に高圧ジェット放水を行いつつ、地盤Ｇを掘削していく。
【００１９】
スクリューと高圧ジェット放水によって目標の掘削深さまで到達したら、掘削軸１を引き抜く。このとき同時に、掘削軸芯の管を通じて、掘削土Ｓ１を掘削孔Ｈから地上の混合プラント４へ吸い上げる。
【００２０】
混合プラント４では、吸い上げられた掘削土Ｓ１にセメントミルク（固化材）２、気泡３を添加し混合攪拌することにより改良土Ｓ２とする。
改良土Ｓ２中の単位セメント量は、掘削土Ｓ１中の含水量や気泡３の添加量に応じて調節し、改良土Ｓ２が地盤Ｇで使用する建設機械のトラフィカビリティを確保するために必要かつ十分な強度になるようにする。
また、改良土Ｓ２中に添加された気泡は、この後改良土Ｓ２を掘削孔Ｈへ戻す際にポンプ圧送しやすくするためのものである。改良土Ｓ２の単位体積重量は１．１〜１．２ｔ／ｍ３程度と、粘性土を含む一般の土に比べて軽くなる。
【００２１】
改良土Ｓ２を、図１に示すように、掘削孔Ｈ中へポンプ圧送して打設する。
この作業を繰り返すことにより、地盤Ｇ中からの掘削土Ｓ１を処理して改良土Ｓ２とし、これを打設していく。
この地盤Ｇを上面から見ると、図２に示すような状態となる。このようにして改良された地盤Ｇを掘削機械で掘削していき、地盤Ｇでの土工事を行う。
【００２２】
〔第２の実施の形態〕
本実施の形態の軟弱地盤の土工事の方法は、第１の実施の形態を一部変更して工程の簡略化を図ったものである。第１の実施の形態と共通する点は説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００２３】
本実施の形態の軟弱地盤での土工事の方法を、図３を参照して説明する。
まず、スクリューを備えた掘削軸１により、この掘削軸１の先端部から側方に高圧ジェット孔から、気泡３を混濁させたセメントミルク（固化材）２を放出させながら、地盤Ｇを掘削していく。
【００２４】
地盤Ｇを掘削する過程で、掘削軸１のスクリューとビットが回転することによって、掘削孔Ｈ中の掘削土Ｓ１と、気泡３を混濁させたセメントミルク２とを混合攪拌される。
【００２５】
目標の掘削深さまで到達したら、掘削軸１を引き抜く。これにより図３に示すように、地盤Ｇの掘削孔Ｈ中に改良土Ｓ２が打設される。
この作業を繰り返すことにより、地盤Ｇ中からの掘削土Ｓ１を処理して改良土Ｓ２とし、これを打設していく。
この地盤Ｇを上面から見ると、図２に示すような状態となる。このようにして改良された地盤Ｇを掘削機械で掘削していき、地盤Ｇでの土工事を行う。
【００２６】
上記各実施の形態の軟弱地盤での土工事の方法によれば、掘削土Ｓ１にセメントミルク２に加えて気泡３を添加して改良土Ｓ２となすので、改良土Ｓ２の比重が小さくなり、改良土Ｓ２を掘削孔Ｈ内に充填する際の重機の負担が小さくなる。また、セメントミルク２に加えて気泡３を添加して改良土Ｓ２となすことで、改良土Ｓ２の流動性が高まり、改良土Ｓ２をポンプ圧送しやすくなるとともに、改良土Ｓ２の掘削孔Ｈへの充填性が良くなる。
また、掘削土に発泡ビーズなどを加えて改良土の比重を小さくする方法では、改良土が産業廃棄物になることがあるが、これに代えて気泡３を添加するので、環境に与える影響が小さくて済む。
【００２７】
そして、軟弱地盤Ｇを強度を改善してから掘削するため、掘削対象となる地盤Ｇの安定性が確保され、掘削機械のトラフィカビリティを高めることができる。
これに伴い、周辺地盤の変状や既設の地中構造物の変状をも抑制できる。したがって、既設構造物に近接した条件下における近接施工の場合にも、周辺地盤を含めた大規模な地盤改良などを行う必要が生じない。
また、掘削機械のトラフィカビリティを確保しかつ掘削の作業性を損なうことのないように、改良土Ｓ２中の単位セメント量を増減させて改良後の地盤の強度を調整することができる。したがって、改良後の地盤Ｇが硬すぎたり柔らかすぎたりしないよう適切な強度にして、施工機械の負担を少なくできる。
また、掘削軸１で掘削孔Ｈを鉛直方向に削孔することで、軟弱地盤Ｇの層厚が厚い場合にも薄い場合にも、その強度を改善できる。
また、軟弱地盤Ｇの全体を改良することなく、必要な箇所のみを掘削軸１で削孔し部分的に地盤改良を施すことができるので、地盤改良のコストダウンを図ることができる。
【００２８】
また、第２の実施の形態の軟弱地盤での土工事の方法によれば、掘削軸１で地盤Ｇを掘削するのと同時に、この掘削孔Ｈ内において掘削土Ｓ１にセメントミルク２と気泡３とを添加し混合するので、施工を短時間に省スペースで行うことができる。
【００２９】
なお、本発明の軟弱地盤での土工事の方法は、上記の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内おいて、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、掘削土Ｓ１に界面活性剤などを添加すれば、改良土Ｓ２中の気泡を効果的に発生させることができる。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、掘削土に固化材に加えて気泡を添加して改良土となすので、改良土の比重が小さくなり、改良土を掘削孔内に充填する際の重機の負担が小さくなる。また、固化材に加えて気泡を添加して改良土となすことで、改良土の流動性が高まり、改良土をポンプ圧送しやすくなるとともに、改良土の掘削孔への充填性が良くなる。
また、掘削土に発泡ビーズなどを加えて改良土の比重を小さくする方法では、改良土が産業廃棄物になることがあるが、これに代えて気泡を添加するので、環境に与える影響が小さくて済む。
【００３１】
そして、軟弱地盤を強度を改善してから掘削するため、掘削対象となる地盤の安定性が確保され、掘削機械のトラフィカビリティを高めることができる。
これに伴い、周辺地盤の変状や既設の地中構造物の変状をも抑制できる。したがって、既設構造物に近接した条件下における近接施工の場合にも、周辺地盤を含めた大規模な地盤改良などを行う必要が生じない。
また、掘削機械のトラフィカビリティを確保しかつ掘削の作業性を損なうことのないように、固化材の添加量を増減させて改良後の地盤の強度を調整することができる。したがって、改良後の地盤が硬すぎたり柔らかすぎたりしないよう適切な強度にして、施工機械の負担を少なくできる。
また、掘削軸で掘削孔を鉛直方向に削孔することで、軟弱地盤の層厚が厚い場合にも薄い場合にも、その強度を改善できる。
また、軟弱地盤の全体を改良することなく、平面的にあるいは深さ方向に必要な箇所のみを掘削軸で削孔し部分的に地盤改良を施すことができるので、地盤改良のコストダウンを図ることができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、軟弱地盤を強度を改善してから掘削するため、掘削対象となる地盤の安定性が確保され、掘削機械のトラフィカビリティを高めることができる。
これに伴い、周辺地盤の変状や既設の地中構造物の変状をも抑制できる。したがって、既設構造物に近接した条件下における近接施工の場合にも、周辺地盤を含めた大規模な地盤改良などを行う必要が生じない。
また、掘削機械のトラフィカビリティを確保しかつ掘削の作業性を損なうことのないように、固化材の添加量を増減させて改良後の地盤の強度を調整することができる。したがって、改良後の地盤が硬すぎたり柔らかすぎたりしないよう適切な強度にして、施工機械の負担を少なくできる。
また、掘削軸で掘削孔を鉛直方向に削孔することで、軟弱地盤の層厚が厚い場合にも薄い場合にも、その強度を改善できる。
また、軟弱地盤の全体を改良することなく、平面的にあるいは深さ方向に必要な箇所のみを掘削軸で削孔し部分的に地盤改良を施すことができるので、地盤改良のコストダウンを図ることができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、掘削軸で地盤を掘削するのと同時に、この掘削孔内において掘削土に固化材と気泡とを添加し混合するので、施工を短時間に省スペースで行うことができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、掘削軸で地盤を掘削するのと同時に、この掘削孔内において掘削土に固化材を添加し混合するので、施工を短時間に省スペースで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軟弱地盤での土工事の方法の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る軟弱地盤での土工事の方法の一例による地盤改良の状況を示す上面図である。
【図３】本発明に係る軟弱地盤での土工事の方法の他の一例を示す概略図である。
【図４】従来の従来の軟弱地盤表層処理方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１        掘削軸
２        固化材
３        気泡
Ｇ        地盤
Ｈ        掘削孔
Ｓ１      掘削土
Ｓ２      改良土
【図１】
2004285715.tif 000003
【図２】
2004285715.tif 000004
【図３】
2004285715.tif 000005
【図４】
2004285715.tif 000006