(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に所定濃度の薬液を注入する地盤土砂の液状化防止工法を施工するに際し、以下の(a) 〜(e) に記載の各ステップを有する決定法により薬剤の濃度を決定することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（ａ）ある濃度の薬液を用いて、かつ土砂の相対密度や拘束圧を変えて複数のデータを採ることにより、現地の地盤土砂に前記ある濃度の薬液を注入して所定の養生をした後の該薬液注入現地土砂の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ0 の相関関係を求めるステップ。
（ｂ）現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度および同一の拘束圧の条件下でモールドに詰めて供試モールドとし、さらに、該供試モールド内の該サンプリング土砂に、前記(a) で用いたのと同一種の薬液を、薬液濃度の異なる複数種類ごとに複数の供試モールドに注入して、所定の養生をした後の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度ｑｕ1 を、各濃度ごとに求めるステップ。
（ｃ）現地地盤土砂の性質に対応して必要な液状化強度比Ｒａ値を求めるステップ。
（ｄ）前記(a) で求めた相関関係と、前記(c) で求められた必要な液状化強度比Ｒａ値と、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎから、該必要な液状化強度比Ｒａ値に対応した薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａを求めるステップ。
（ｅ）前記(d) で求められた薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定するステップ。
【請求項２】
地盤に所定濃度の薬液を注入する地盤土砂の液状化防止工法を施工するに際し、以下の(A) 〜(E) に記載の各ステップを有する決定法により薬剤の濃度を決定することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（Ａ）現地地盤から採取したサンプリング土砂をモールドに詰めて供試モールドとし、該供試モールドにある濃度の薬液を用いて、かつ土砂の相対密度や拘束圧を変えて複数のデータを採ることにより、前記ある濃度の薬液を注入して、所定の養生をした後の該薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ1 の相関関係を求めるステップ。
（Ｂ）現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度および同一の拘束圧の条件下で供試モールドに詰めて、さらに、該供試モールド内の該サンプリング土砂に、前記(A) で用いたのと同一種の薬液を、薬液濃度の異なる複数種類ごとに複数の供試モールドに注入して、所定の養生をした後の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度ｑｕ1 を、各濃度ごとに求めるステップ。
（Ｃ）現地地盤土砂の性質に対応して必要な液状化強度比Ｒａ値を求めるステップ。
（Ｄ）前記(A) で求めた相関関係と、前記(C) で求められた必要な液状化強度比Ｒａ値と、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎから、該必要な液状化強度比Ｒａ値に対応した薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａを求めるステップ。
（Ｅ）前記(D) で求められた薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定するステップ。
【請求項３】
現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎ値を、同一薬液について蓄積されたデータを用いて定めることを特徴とする請求項１または２記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項４】
現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎ値を、薬液注入をしようとしている現地地盤に薬液を注入し、所定日数の養生後の薬液注入土砂の一軸圧縮強度ｑｕ01と、現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度、同一拘束圧の条件でサンプリング土砂をモールドに詰めて供試モールドとし、現地地盤と同一の薬液、同一薬液濃度の薬液を注入して、所定日数の養生をした後、薬液注入土砂の一軸圧縮強度ｑｕ11 を用いて決定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項５】
薬液を注入しようとする地盤の深度に対応して深度方向に区分けをして、区分けされた深度の地盤土砂ごとに、前記請求項１〜４のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を行うステップを有することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項６】
薬液を注入しようとする地盤の地層種類に対応して深度方向に区分けをして、区分けされた地盤土砂ごとに、前記請求項１〜４のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を行うステップを有することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項７】
薬液を注入しようとする地盤の深度及び地層種類に対応して深度方向に区分けをして、区分けされた地盤土砂ごとに、前記請求項１〜４のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を行うステップを有することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載された薬液注入サンプリング土砂供試体を作るに際して、上部と下部をフランジで固定したモールドの内壁にグリースを塗布し、現地で採取した乾燥砂を目標とする相対密度で計量してそのモールド内に投入し、モールド内を摺動するピストンを所定高さまで下げてフランジ上部を固定し、モールド下部の注入バルブとモールド上部の排出バルブを開き、モールド下部より炭酸ガスを送り込んでモールド内の間隙の空気を炭酸ガスに置換えた後、脱気水が供試体全体に行き渡るように浸透させた後、空気圧で上記ピストンに所定の圧力を加え、モールド下部より薬液を注入し、排液の屈折率を測定することにより間隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド下部の注入バルブを閉め、モールド上部の排出バルブを開いた状態でピストンへの圧力を保持し、恒温室で養生をした後、取り出して作るステップを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項９】
薬液中の有効成分として、活性シリカ、超微粒子シリカ、非アルカリ性溶液型水ガラス、非アルカリ性溶液型シリカゾルおよび非アルカリ性懸濁液型シリカゾルの中の一または複数の成分を含んでなる薬液を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項１０】
薬液として、薬液濃度５〜１０重量％の範囲内にある薬液を、少なくとも用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の薬液濃度の決定方法によって求められた薬液濃度に従って注入薬剤濃度を決定し、改良しようとする地盤土砂に該濃度の薬液注入を行うことを特徴とする薬液注入による地盤土砂の安定化処理工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として砂質からなる地盤の液状化対策として、その砂質地盤を薬液注入により硬化させて、地震発生時等の対策としての強度を高める安定化処理工法において、注入する薬液の濃度を適切に選定するための薬液濃度の決定方法と該濃度決定方法に基づく薬液注入による土砂の安定化処理工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤の液状化対策として薬液を砂質地盤に注入して固めることによって、地震発生時等にも地盤が液状化しないようにする工法が行われているが、薬液の注入に当たっては、その砂質地盤に対してどの程度の濃度の薬液を注入すれば良いかを決める手法は、十分に確立されていなかった。
【０００３】
一方、本発明者らは、薬液注入により改良された地盤の液状化強度と、薬液注入により改良された地盤の一軸圧縮強度との関係を調査し検討を重ねた結果、これら両者の間には高い相関関係があるという知見を得た。
【０００４】
そこで、現地土砂で液状化防止に必要な一軸圧縮強度が得られる注入薬液の濃度を、現地土砂のサンプルの供試体を室内試験で求めることにより、その現地土砂に必要とされる薬液の濃度を決定すること可能である点に着目して、本発明者らは、先に特願２００２−３６５１０６号に記載の発明を薬液濃度の決定方法として提案した。
【０００５】
かかる方法は、拘束圧を一定のものにして薬液濃度を種々変えた薬液注入サンプリング土砂供試体を製作し、その供試体のうちから、所定の一軸圧縮強度を満足する供試体を選んで実際に注入する薬液濃度を決定するというものであった。
【０００６】
しかし、その後の本発明者らの各種知見によれば、拘束圧の変化によって、同一の薬液濃度でも一軸圧縮強度が変化するとの知見を得たものであり、係る知見から、更に、拘束圧を一定のものにして薬液濃度を種々変えただけの供試体に基づいて判断をすることは、必ずしもより妥当なものではないという結果になることがあるという知見を得た。
【０００７】
特に、砂地盤は、深度（地表からの深さ）が大きくなるにつれて拘束圧も高くなるのであり、実際には、地盤の相対密度と拘束圧とを考慮しなければより適切と言える薬液濃度の決定をすることができないのである。
【０００８】
また、供試体を具体的に製造する方法については、上下をフランジで固定したモールドを利用した方法が提案されているが（特許文献１）、該提案においては、具体的な薬液濃度の決定法についてまで検討がなされていなかった。
【特許文献１】特開２００３−１２１４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したような点に鑑み、本発明の目的は、主として砂質地盤に対し、薬液注入による地震時等の液状化防止対策として使用する薬液濃度を容易にかつ適切に決定することが可能な薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法と、さらに薬液注入による土砂の安定化処理工法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、改良せんとする地盤の深度や地層に合わせて、よりきめ細かな薬液濃度の決定ができて、より最適な地盤土砂の液状化防止工法実施することを実現できる薬液濃度の決定方法とさらに該決定方法を用いた薬液注入による土砂の安定化処理工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成する本発明の薬液濃度の決定方法は、以下の(1) 記載の構成からなるものである。
（１）地盤に所定濃度の薬液を注入する地盤土砂の液状化防止工法を施工するに際し、以下の(a) 〜(e) に記載の各ステップを有する決定法により薬剤の濃度を決定することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（ａ）ある濃度の薬液を用いて、かつ土砂の相対密度や拘束圧を変えて複数のデータを採ることにより、現地の地盤土砂に前記ある濃度の薬液を注入して所定の養生をした後の該薬液注入現地土砂の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ0 の相関関係を求めるステップ。
（ｂ）現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度および同一の拘束圧の条件下でモールドに詰めて供試モールドとし、さらに、該供試モールド内の該サンプリング土砂に、前記(a) で用いたのと同一種の薬液を、薬液濃度の異なる複数種類ごとに複数の供試モールドに注入して、所定の養生をした後の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度ｑｕ1 を、各濃度ごとに求めるステップ。
（ｃ）現地地盤土砂の性質に対応して必要な液状化強度比Ｒａ値を求めるステップ。
（ｄ）前記(a) で求めた相関関係と、前記(c) で求められた必要な液状化強度比Ｒａ値と、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎから、該必要な液状化強度比Ｒａ値に対応した薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａを求めるステップ。
（ｅ）前記(d) で求められた薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定するステップ。
【００１２】
あるいはまた、上述した目的を達成する本発明のもう一つの薬液濃度の決定方法は、以下の(2) 記載の構成からなるものである。
（２）地盤に所定濃度の薬液を注入する地盤土砂の液状化防止工法を施工するに際し、以下の(A) 〜(E) に記載の各ステップを有する決定法により薬剤の濃度を決定することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（Ａ）現地地盤から採取したサンプリング土砂をモールドに詰めて供試モールドとし、該供試モールドにある濃度の薬液を用いて、かつ土砂の相対密度や拘束圧を変えて複数のデータを採ることにより、前記ある濃度の薬液を注入して、所定の養生をした後の該薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ1 の相関関係を求めるステップ。
（Ｂ）現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度および同一の拘束圧の条件下で供試モールドに詰めて、さらに、該供試モールド内の該サンプリング土砂に、前記(A) で用いたのと同一種の薬液を、薬液濃度の異なる複数種類ごとに複数の供試モールドに注入して、所定の養生をした後の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度ｑｕ1 を、各濃度ごとに求めるステップ。
（Ｃ）現地地盤土砂の性質に対応して必要な液状化強度比Ｒａ値を求めるステップ。
（Ｄ）前記(A) で求めた相関関係と、前記(C) で求められた必要な液状化強度比Ｒａ値と、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎから、該必要な液状化強度比Ｒａ値に対応した薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａを求めるステップ。
（Ｅ）前記(D) で求められた薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定するステップ。
【００１３】
さらに、上述した２つの本発明にかかる薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法において、具体的に好ましくは、以下の(3) 〜(10) の構成を有するものである。
（３）現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎ値を、同一薬液について蓄積されたデータを用いて定めることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（４）現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎ値を、薬液注入をしようとしている現地地盤に薬液を注入し、所定日数の養生後の薬液注入土砂の一軸圧縮強度ｑｕ01と、現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度、同一拘束圧の条件でサンプリング土砂をモールドに詰めて供試モールドとし、現地地盤と同一の薬液、同一薬液濃度の薬液を注入して、所定日数の養生をした後、薬液注入土砂の一軸圧縮強度ｑｕ11 を用いて決定するものであることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（５）薬液を注入しようとする地盤の深度に対応して深度方向に区分けをして、区分けされた深度の地盤土砂ごとに、上記(1) 〜(4) のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を行うステップを有することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（６）薬液を注入しようとする地盤の地層種類に対応して深度方向に区分けをして、区分けされた地盤土砂ごとに、上記(1) 〜(4) のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を行うステップを有することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（７）薬液を注入しようとする地盤の深度及び地層種類に対応して深度方向に区分けをして、区分けされた地盤土砂ごとに、上記(1) 〜(4) のいずれかに記載のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を行うステップを有することを特徴とする薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（８）上記(1) 〜(7) のいずれかに記載された薬液注入サンプリング土砂供試体を作るに際して、上部と下部をフランジで固定したモールドの内壁にグリースを塗布し、現地で採取した乾燥砂を目標とする相対密度で計量してそのモールド内に投入し、モールド内を摺動するピストンを所定高さまで下げてフランジ上部を固定し、モールド下部の注入バルブとモールド上部の排出バルブを開き、モールド下部より炭酸ガスを送り込んでモールド内の間隙の空気を炭酸ガスに置換えた後、脱気水が供試体全体に行き渡るように浸透させた後、空気圧で上記ピストンに所定の圧力を加え、モールド下部より薬液を注入し、排液の屈折率を測定することにより間隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド下部の注入バルブを閉め、モールド上部の排出バルブを開いた状態でピストンへの圧力を保持し、恒温室で養生をした後、取り出して作るステップを有することを特徴とする上記(1) 〜(7) のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（９）薬液中の有効成分として、活性シリカ、超微粒子シリカ、非アルカリ性溶液型水ガラス、非アルカリ性溶液型シリカゾルおよび非アルカリ性懸濁液型シリカゾルの中の一または複数の成分を含んでなる薬液を用いることを特徴とする上記(1) 〜(8) のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
（１０）薬液として、薬液濃度５〜１０重量％の範囲内にある薬液を、少なくとも用いることを特徴とする上記(1) 〜(9) のいずれかに記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【００１４】
また、本発明にかかる薬液注入による地盤土砂の安定化処理工法は、以下の(11)の構成を有するものである。
（１１）上記(1) 〜(10) のいずれかに記載の薬液濃度の決定方法によって求められた薬液濃度に従って注入薬剤濃度を決定し、改良しようとする地盤土砂に該濃度の薬液注入を行うことを特徴とする薬液注入による地盤土砂の安定化処理工法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法によれば、砂質地盤に対し、薬液注入による地震時の液状化防止対策として使用する薬液濃度を、容易にかつ適切に決定することができる。
【００１６】
すなわち、本発明では、現地の地盤の土砂による所定の試験の他に、さらに、改良しようとする該現地地盤の土砂をサンプル土砂として採取して、これを用いて所定の供試体を作成して所定の試験を試験室内などで行い、その上で使用する薬液濃度を決定するので、現地の地盤土砂の性状・状態に合致した適切な薬液濃度を決定することができる。
【００１７】
従って、本発明では、薬液濃度をより適切に設定することができるので、改良せんとする地盤の深度や地層に合わせて、よりきめ細かく適切な薬液濃度の決定をして、最適な地盤補強をするのに資するものとなり、より効果的な地盤土砂の液状化防止工法を実現する薬液濃度の決定方法を提供できるものである。
【００１８】
本発明の薬液注入による土砂の安定化処理工法によれば、薬液注入による液状化防止が効果的に行われた改良土砂地盤が得られる。
【００１９】
また、本発明の薬液注入による土砂の安定化処理工法によれば、必要以上に薬液濃度が高くなるような地盤強化を行うことも避けることができるので、経済的であり、同一量の薬液内の有効成分量を投入するとしても、深度や地層に合わせて、より効果的・効率的に薬液を投入して使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、さらに詳しく本発明の薬液濃度の決定方法の実施の形態について説明すると、まず、本発明では、第一の発明として、地盤に薬液を注入する地盤土砂の液状化防止工法を施工するに際して、上述した(a) 〜(e) のステップを有する手法により、地盤に注入する薬液の濃度を決定するものである。
【００２１】
ステップ（ａ）は、薬液を、現地の地盤土砂に注入して所定の養生をした後の該薬液注入現地土砂の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ0 の相関関係を求めるステップであるが、ある濃度の薬液を用いて、土砂の相対密度や拘束圧を変えて、複数のデータを採る手法によって、現地の地盤土砂に注入して所定の養生をした後の該薬液注入現地土砂の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ0 の相関関係を求めるものであり、該相関関係を求めるためのデータ採取に際しては、地盤を改良せんとする現地で該地盤そのものに対して薬液を注入して、該現地での所定の養生を行った後に、該現地地盤中から、液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ0 を測定するために、養生後の土砂を乱さないように採取してそれらの土砂を、実際測定試験に供して求めるものである。
【００２２】
このステップ（ａ）における「所定の養生」は、適宜に薬液の注入効果・その養生効果が生じうるだけの養生がなされていればよく、特にその条件が画一的に定められるべきものではないが、本発明者らの各種知見によれば、通常は、「所定の日数」の養生を行えば良く、例えば４週間（２８日）の養生が、一例として推奨できる該「所定の養生」である。
【００２３】
該養生は、現地地盤中での土砂が受ける拘束圧がそのまま負荷される状態下にて行うものである。また、使用する薬液の種類は、その地盤改良に使用せんとしている薬液そのものを使用する。該薬液は、特に限定されるものではないが、通常は、薬液中の有効成分として、活性シリカ、超微粒子シリカ、非アルカリ性溶液型水ガラス、非アルカリ性溶液型シリカゾルおよび非アルカリ性懸濁液型シリカゾルの中の一または複数の成分を含んでなる薬液を用いることが好ましく、原則的に、既に薬液注入工法に用いられている薬液であれば使用することが可能である。
【００２４】
ここで使用される薬液の濃度は、適宜に決められればよく、一律的に定められる必要はないのであるが、最終的に地盤の改良に実際に使用される濃度が、たいていの場合に、５〜１０重量％の範囲内のものとなることから、この５〜１０重量％の範囲内の入るものを用いるのが、精度も高くなり、実際的で良いものである。
【００２５】
また、「液状化強度比Ｒ」の求め方は、現地地盤での薬液注入と養生を終えた後の現地改良土砂を、極力乱さないように採取して（例えば、ＪＧＳ（社団法人地盤工学会基準）１２３１、ＪＧＳ１２２３）、振動三軸試験（ＪＧＳ０５４１）または繰返し中空ねじりせん断試験で求めるものである。
【００２６】
また、「現地地盤での一軸圧縮強度ｑｕ0 」の求め方は、現地地盤での薬液注入と養生を終えた後の現地改良土砂を、極力乱さないように採取して（例えば、ＪＧＳ１２３１、ＪＧＳ１２２３）、一軸圧縮試験（ＪＧＳ０５１１）を行うことにより決定するものである。
【００２７】
さらに、ステップ(b) にかかる試験は、現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度および同一の拘束圧の条件下でモールドに詰めて供試モールドとし、さらに、該供試モールド内の該サンプリング土砂に、ステップ(a) で用いたのと同一種の薬液を、薬液濃度の異なる複数種類ごとに複数の供試モールドに注入して、所定の養生をした後の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度ｑｕ1 を、各濃度ごとに求めるものである。
【００２８】
このステップ(b) にかかる試験は、適宜に試験室内などで行うことができ、現地で実施されるステップ(a) にかかる試験と対比されるものである。
【００２９】
すなわち、このステップ(b) では、現地と同一の土砂、同一の拘束条件下で、試験室内にて供試用モールド（型）に詰めて、所定の養生をした後に、各濃度ごとに、一軸圧縮強度ｑｕ1 を求める。
【００３０】
このステップ(b) での「所定の養生」は、ステップ(a) での「所定の養生条件」と本来は同一であるのがよいのであるが、ステップ(a) での養生は、現地での養生となるために、完全に同一の条件で両ステップ(a) 、(b) の養生を行うことは難しい。ただし、養生は、できる限り管理された条件のもとでなされるべきものなので、ステップ(b) での養生は、恒温室での恒温条件下で行うのが良いものであり、本発明では、このステップ(b) での「所定の養生」は、養生温度は２０℃±３℃とし、養生の日数は、ステップ(a) と同一の、例えば４週間（２８日）の養生が、一例として推奨できる「所定の養生」である。
【００３１】
ステップ(b) で用いるモールド（型）は、ステップ(a) での一軸圧縮強度試験 （ＪＧＳ０５１１）を同様に行うことができるように、成形後直径５ｃｍかつ高さ１０ｃｍの供試体を作成できるだけのものを使用することが重要であり、例えば、直径（内径）５ｃｍかつ高さ１２ｃｍのモールドなどを使用することができ、好ましいものである。すなわち、高さが１２ｃｍの場合、供試体の高さとしては２ｃｍ分を削ることになるものである。
【００３２】
前述した現地地盤からサンプリング採取したサンプリング土砂を、モールドに詰めるに際しては、実質的に現地地盤と同一の土砂の相対密度および同一の土砂拘束圧になる条件下で供試モールドに詰める。土砂の相対密度の求め方は、土の湿潤密度試験（ＪＩＳ  Ａ  １２２５）により湿潤密度ρｔを求め、含水比試験（ＪＩＳ  Ａ  １２０３）により含水比ｗを求め、これらから乾燥密度ρｄを算定する。最大・最小密度試験（ＪＩＳ  Ａ  １２２４）によって求めた最大密度試験による試料の乾燥密度ρｄｍａｘおよび最小密度試験によるρｄｍｉｎと乾燥密度ρｄから、下記算式により相対密度Ｄｒを求めるものである。
【００３３】
相対密度Ｄｒ＝（１／ρｄｍｉｎ−１／ρｄ）／（１／ρｄｍｉｎ−１／ρｄｍａｘ）
また、土砂の拘束圧とは、現地地盤の有効土被り圧値であり、土の密度、地下水位及び地表面からの深度から算出されるものである。
【００３４】
本発明において、土砂の相対密度、土砂の拘束圧について「実質的に同一」との表現を使用しているが、測定の誤差もあり、全く完全に同一でなくても本発明の技術思想に基づく濃度決定は可能であるので「±１０％」程度の相違は、「実質的に同一」とするものである。
【００３５】
また、このステップ(b) で使用する薬液の複数の濃度は、最終的に地盤の改良に実際に使用される濃度が、たいていの場合に、５〜１０重量％の範囲内のものとなることから、少なくとも１種は該５〜１０重量％の範囲内の入るものを用いるがよく、好ましくは複数種が入るようにしてこの(b) のステップを行うのがよい。例えば、６％、７％、８％というように１％刻みで濃度種類を変更して行うことなどが好ましく、さらに細かく設定したいときには、例えば、０．５％きざみなどで濃度を変えてもよいものである。
【００３６】
次に、ステップ（ｃ）にて、現地地盤土砂の性質に対応して必要な液状化強度比Ｒａ値を求めるものであるが、この必要な液状化強度比Ｒａ値の求め方は、以下によるものである。
【００３７】
すなわち、まず、液状化防止のために改良しようとする現地土砂の液状化強度比Ｒを、下記式（１）における液状化に対する抵抗率ＦL が１以上になるような動的せん断強度値に基づいて、該値に対応させて液状化強度比Ｒを設定するものであり、そのＦL 値が１以上となる範囲で、Ｒａの値を適宜のものに設定するものである。従って、一つの値が求まるというものではなく、施工主等の判断などにより、該Ｒａの値は変動することがある性質のものである。
【００３８】
ＦL ＝Ｒ／Ｌ≧１．０  ………式（１）
ここで、Ｌ＝地震時せん断応力比（別途に、地域ごとの地震の大きさに対応して、決められている値（道路橋示方書・同解説Ｖ耐震設計編（日本道路協会発行）、埋立地の液状化対策ハンドブック（改訂版）（沿岸開発技術研究センター発行））。）
Ｒ＝動的せん断強度比（＝液状化強度比）
次に、ステップ(d) として、前記のステップ(a) で求めた相関関係と、前記ステップ(c) で求められた必要な液状化強度比Ｒａ値と、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎから、該必要な液状化強度比Ｒａ値に対応した薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａを求める。
【００３９】
この比ｎを求めることは、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との強度発現状況を、それら値の比として把握するものである。特に限定されるものではないが、通常は、本発明者らの知見によれば、サンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 の方が、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 よりも大きな値となる。この比ｎを求めることは、単なる算式処理により行うことができる。
【００４０】
そして、該一軸圧縮強度ｑｕａは、次の式に従って求める。
ｑｕ0 ＝ｆ（Ｒａ）………式（２）
ｑｕａ＝ｎ×ｑｕ0 ………式（３）
式（２）は、ステップ(a) で求めた相関関係により求めることを意味し、式（３）でのｎは、一定の係数であり、通常は、薬液の種類で定まってくる値である。
【００４１】
ここで、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎは、
ｎ＝（サンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 ）／（現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 ）
で求まるものであるが、通常の場合は、該比ｎの値は、一般の土砂の範囲内であれば粒度分布や相対密度が相違しても、同一の薬液についてはほぼ一定の値として求まってくる値であり、したがって、通常は、比ｎ値は、同一薬液について蓄積された既知の該値のデータを援用して用いればよい。
【００４２】
すなわち、薬液注入による地盤土砂の安定化処理工法を施工するたびごとに、厳密に求める必要は必ずしもなく、既に上記数式の技術思想に従って求められている既知のデータがあればそれを使用しても構わないものである。なお、ちなみに、一般的には、該比ｎの値は、特に限定されるものではないが、本発明者らの各種知見によれば１．５〜３の間に入る値であり、例えば、薬液として活性シリカを用いた場合などではほぼ２である。
【００４３】
また、このように蓄積データを用いるということは、上述の「現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 」に言う「現地」は、ステップ(a) 、(b) で言う「現地」と地理的に完全にイコールである必要はないということであり、地盤工学的に同等かそれに近いレベルであれば、他の土地での蓄積採取データを使用してもよいものである。
【００４４】
なお、また、該蓄積されたデータを用いないときには、実際に、該該比ｎの値を、薬液注入をしようとしている現地地盤に薬液を注入し、所定日数の養生後の薬液注入土砂の一軸圧縮強度ｑｕ01  と、現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度、同一拘束圧の条件でサンプリング土砂をモールドに詰めて供試モールドとし、現地地盤と同一の薬液、同一薬液濃度の薬液を注入して、所定日数の養生をした後、薬液注入土砂の一軸圧縮強度ｑｕ11 を用いて決定するようにしても良い。このように、現実に試験をして求めることが良いケースは、例えば、シラスや珊瑚混じりの砂などの特殊な土砂に薬液を注入するような場合である。
【００４５】
そして、ステップ(e) として上記ステップ(d) で求められた薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定するものである。
【００４６】
本発明の方法において、上述のように、「薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定する」ものであるが、該対応した値は、必ずしも完全にイコールの値にするという意味ではなく、該ｑｕａ値に基づいた上でそれに多少の加減等をして最終濃度値の決定をする場合も含むものである。
【００４７】
すなわち、この濃度決定に当たっては、該ｑｕａ値に対応した濃度値のそのもの使用するものでなくてよく、該対応値を参考にして、適宜に中間的な濃度値を採用してもよいものである。
【００４８】
さらにまた、上述した本発明の第１の発明方法とほとんど思想的には共通するものであるが、手法的に細部は相違する他の方法として、以下に説明する第二の本発明にかかる方法があり、この方法を採用して濃度決定をしても本発明の所期の目的・効果は達成できるものである。
【００４９】
すなわち、以下の(A) 〜(E) に記載の各ステップを有する決定法により薬剤の濃度を決定する方法である。
（Ａ）現地地盤から採取したサンプリング土砂をモールドに詰めて供試モールドとし、該供試モールドにある濃度の薬液を用いて、かつ土砂の相対密度や拘束圧を変えて複数のデータを採ることにより、前記ある濃度の薬液を注入して、所定の養生をした後の該薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ1 の相関関係を求めるステップ。
（Ｂ）現地地盤から採取したサンプリング土砂を、実質的に現地地盤と同一の相対密度および同一の拘束圧の条件下で供試モールドに詰めて、さらに、該供試モールド内の該サンプリング土砂に、前記(A) で用いたのと同一種の薬液を、薬液濃度の異なる複数種類ごとに複数の供試モールドに注入して、所定の養生をした後の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度ｑｕ1 を、各濃度ごとに求めるステップ。
（Ｃ）現地地盤土砂の性質に対応して必要な液状化強度比Ｒａ値を求めるステップ。
（Ｄ）前記(A) で求めた相関関係と、前記(C) で求められた必要な液状化強度比Ｒａ値と、現地薬液注入土砂の一軸圧縮強度Ｑ0 とサンプリング土砂供試体の一軸圧縮強度Ｑ1 との比ｎから、該必要な液状化強度比Ｒａ値に対応した薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａを求めるステップ。
（Ｅ）前記(D) で求められた薬液注入をしたサンプリング土砂供試体が有する一軸圧縮強度ｑｕａ値に対応した薬液濃度値を求め、該濃度値に基づいて、現地土砂に注入する薬液濃度を決定するステップ。
【００５０】
かかる第二の発明の方法は、上述の第一の発明方法と比較し、ステップ(a) とステップ(A) が相違するものであり、この方法では、ある濃度の薬液の注入を現地において該現地の土砂に対して行わず、供試モールドのサンプリング土砂を詰めて試験室内にて、所定の養生をした後の該ある濃度の薬液注入をしたサンプリング土砂供試体の液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ1 の相関関係を求めることをステップ(A) としたことに特徴があるものである。この方法において、該相関関係を求めるには、サンプリング土砂供試体の供試条件を、３種類以上変えて試験に供して、その薬液を使用したときの液状化強度比Ｒと一軸圧縮強度ｑｕ1 が得られればよいので、相対密度、拘束圧のうちのいずれかを変えて該相関関係を求めればよいものである。
【００５１】
かかる第二の本発明方法において、ステップ(B) 以降は、第一の発明方法におけるステップ(b) 以降と同様のものとするものである。また、供試モールドの作成法、各数値の求め方なども同様でよい。
【００５２】
以上が、濃度の求め方の基本的説明であるが、ある程度の深度がある地盤・地層に対して薬液注入による液状化防止工法を行わないと所期の効果を得ることが期待できないので、適宜に改良を行おうとする地盤の深度などに対応した濃度の決定方法を採用することが、より効果的・効率的に改良地盤を得ることができる上で望ましいものである。
【００５３】
すなわち、具体的には、地盤の深度や、地盤を構成する地層の種類などに対応させて深度方向に区分けをし、該区分けされた地盤土砂ごとに上述したステップ(a) 〜(e) 、あるいはステップ(A) 〜(E) に表された薬液濃度の決定方法を行うのが好ましいものである。
【００５４】
この場合、深度方向に対応させて区分けをして求めることになるので、少なくとも拘束圧の値が、該深度の深浅の度合いに応じて相違する値となるものである。
【００５５】
このような区分けをするには、
（１）単純に深度だけに対応させて深度方向に区分けをすること、
（２）単純に地層だけに対応させて深度方向に区分けをすること、
あるいは、
（３）深度と地層の組合せに対応させて深度方向に区分けをすること、
などの手法を、当該地盤などに合わせて適宜に用いることができる。
【００５６】
本発明者らの各種知見によれば、まず、改良しようとする地盤に、異なる地層が複数存在するときには、各地層ごとに本発明の薬液濃度の決定方法を実施するのが良く、もし、均一な単一地層である場合には、深度方向に３分割程度をして、各区分けに対応して土砂をサンプリングして本発明により薬液濃度を決定することが好ましい。
【００５７】
このようにして区分けをする場合、上述のように深度に対応して拘束圧が異なることとなるが、拘束圧による影響について図１に基づいて説明すると、図１は、拘束圧を、３５ｋＰａ、６０ｋＰａ、９０ｋＰａと変更して作製した改良砂供試体の一軸圧縮強度〜薬液シリカ濃度の関係を示した概略グラフである。
【００５８】
薬液は、シリカの非アルカリ性溶液型シリカゾルを使用して、シリカの濃度毎に、６％、７％、７．５％、８％の各濃度を用いた場合で、土砂の相対密度４０％の場合についてプロットしたものである。
【００５９】
図１に示した結果からわかるように、例えば、目標改良強度（必要な一軸圧縮強度）を２５０ｋＰａ（原位置強度：１２５ｋＰａ）とした場合、拘束圧６０ｋＰａの場合の薬液濃度は７．０％となる。また、拘束圧３５ｋＰａの場合の薬液濃度は８．０％となるものである。従って、本発明の手法を用いて、深度（拘束圧）ごとに、より適切な濃度の薬液を把握して使用することができ、より効率的・効果的かつ経済的に地盤の液状化防止工法を施工することができる。
【００６０】
次に、図２に従い、上記の一定薬液濃度条件下でモールド内に詰めた土砂に薬液を注入浸透させ、かつ、養生時にも拘束圧を作用可能にした薬液注入（浸透）供試体を作る装置の具体的な実施形態につき説明する。
【００６１】
すなわち、図２の実施形態の装置は、タイロット２６を介して上部フランジ３と下部フランジ４で上下を固定した筒状のアクリル管等からなるモールド１と、上部フランジ３をピストンロッド２７が貫通し、モールド１内を摺動するピストン１７とからなり、さらにモールド１の下部の注入孔から炭酸ガス、脱気水および薬液をそれぞれ適宜なタイミングで送入可能な注入バルブ６を配設し、かつモールド１上部に上部コック等の排液用排出バルブ５を配設することにより構成されている。
【００６２】
次に、図２に示すこの実施形態の装置による安定化処理土供試体を製造する手順につき説明すると、まず上部フランジ３と下部フランジ４とで固定した上記モールド１の内壁にグリースを塗布の上、図中２５で示している摩擦低減用シートとしてポリエチレン製のシートを設置した後、現地で採取した乾燥砂２を目標とする相対密度で計量してそのモールド１内へ投入し、モールド１内を摺動するピストン１７を、コンプレッサに接続した圧力タンク１４により圧力計１５およびレギュレーター１６を介して所定高さまで下げる。なお、摩擦低減用シートは、ポリエチレン製のオーバープロジェクター用シートだけでなくモールドと供試体の間の摩擦を低減して供試体を容易に取り出すことができるものであればよい。
【００６３】
次に、モールド１下部の注入バルブ６とモールド１上部の排出バルブ５を開き、モールド１下部の注入孔より液化炭酸ガスタンク２２から三方弁のコック２３および切換コック２４を介して炭酸ガスを送り込んでモールド１の試料２内の間隙の空気を、例えば、約１５分かけて炭酸ガスに置換えた後、脱気水タンク８からの脱気水を注入孔からモールド１内の供試体全体に行きわたるように浸透させるが、その場合、例えば、豊浦標準砂で約２０分から３０分程度のゆっくりした時間で浸透させるものとする。
【００６４】
上記の後、上記圧力タンク１４の空気圧によりピストン１７に所定の圧力を加えた状態で、モールド１下部の注入孔より薬液タンク１０からの薬液をコック２３および注入バルブ６を介して注入するが、この薬液の注入圧は、拘束圧＋０．２ｋＰａ程度とする。
【００６５】
次に、排出バルブ５を介してメシシリンダである排液タンク９へ排出された排液の屈折率を測定することによりモールド１内の間隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド１下部の注入バルブ６を閉じるが、試験を繰り返し、空隙に対する薬液の注入割合が把握できれば、この手順は省略できる。
【００６６】
さらに、モールド１の上部の排出バルブ５を開いた状態でピストン１７への圧力を保持し、例えば２０±３℃のもとで２８日間恒温室にて養生の後、供試体（供試モールド）を取り出すことになる。
【００６７】
また、この実施形態においては、上部フランジ３に圧力バルブ２９を追加し、この圧力バルブ２９を閉じることにより１日程度の運搬を可能にしている。なお、図中に１０で示したのは薬液タンクであり、また１８で示したのはフィルター材である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、拘束圧を変更して作製した改良砂供試体の一軸圧縮強度〜薬液シリカ濃度の関係の一例を示した概略グラフである。
【図２】図１の薬液濃度の決定方法における供試体（供試モールド）の作製装置の一実施形態の概略システム図である。
【符号の説明】
【００６９】
１：モールド
３：上部フランジ
４：下部フランジ
５：排出バルブ
６：注入バルブ
１７：ピストン
【図１】
0004625273.tif 000002
【図２】
0004625273.tif 000003