(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、砂質土層を貫通し、下端が粘性土層の途中に止まるようにして、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用することを特徴とする高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法。
【請求項２】
上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、全体として砂質土層と粘性土層を貫通して下端が支持層に達しており、砂質土層を貫通する上方部は高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、前記上方部に続く下方部は砂もしくは砂類似材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭の上方部を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用することを特徴とする高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本件特許出願人らは、先に、急冷高炉滓粗粒と石灰含有物質との混合材料を用いて締固め工法により軟弱地盤中に強度と透水性とを具えた柱状や矢板状の硬化体を形成して軟弱地盤を改良・強化する技術を開発している（特公昭５３−１４８４９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題（本発明の目的）は、高炉水砕スラグを用いた締固め杭で特定構造の軟弱地盤を改良・強化するとともに、この締固め杭を摩擦杭として軟弱地盤上に構築される構造物の支持に利用する高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法（以下、本発明の第１工法という）では、上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、砂質土層を貫通し、下端が粘性土層の途中に止まるようにして、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用するようにしている。
【０００５】
また、本発明の請求項２記載の高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法（以下、本発明の第２工法という）では、上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、全体として砂質土層と粘性土層を貫通して下端が支持層に達しており、砂質土層を貫通する上方杭部は高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、前記上方部に続く下方部は砂もしくは砂類似材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭の上方部を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用するようにしている。
【０００６】
すなわち、本発明の第１工法と第２工法は、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材を添加した混合材料の硬化体がかなりの強度と透水性を兼ね具えていることに着目し、前記混合材料から成る締固め杭を緩い砂質土層と軟弱で厚い粘性土層から成る軟弱地盤に多数造成して、砂質土層の強化と粘性土層の圧密の促進を図るとともに、前記締固め杭を摩擦杭として機能させて軟弱地盤上に構築される構造物の支持に利用するようにしている。
【０００７】
なお、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料は、アルカリ刺激材の添加量が多いほど、また、密度（乾燥単位体積重量）が大きいほど、硬化後の一軸圧縮強度が大きくなる反面、透水係数が小さくなる傾向があるので、本発明の２つの工法の実施に当たっては、アルカリ刺激材の添加量の設定と混合材料の締固め度の管理を適正に行って、混合材料の硬化体に所定の強度と透水性が発現されるようにするのが肝要である。
【０００８】
そして、前記混合材料の硬化体に所定の強度と透水性を発現させる手法としては、例えば、アルカリ刺激材の添加量を一定（例えば、重量比で８％）にして試験して得られる混合材料の密度と一軸圧縮強度との相関、および、混合材料の密度と透水係数との相関を利用して、設計上必要とする強度と透水性を確保するための密度の範囲を求め、混合材料を締め固めた後の密度がこの範囲に収まるように締固め杭造成用のケーシングの打戻し長等を管理することが考えられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の第１工法について説明すると、本発明の第１工法が適用される地盤１は、図１，図２に示すように、上方の緩い砂質土層２と下方の軟弱な粘性土層３と支持層４とから成り、粘性土層３の層厚は大である。
【００１０】
本発明の第１工法では、先ず、地盤１に砂質土層２を貫通し、下端が粘性土層３の途中に止まるようにして（すなわち、支持層４に達しないようにして）、多数の締固め杭５を造成するが、この締固め杭５は高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、その造成は、所定深度（締固め杭５の下端の深度）まで貫入したケーシングの引き抜き工程においてケーシングの引抜きと打戻し（再貫入）を繰り返し、この際、引抜き時にケーシングの下端から前記混合材料を排出してこれを打戻し時にケーシングの下端で締め固めるという態様、すなわち、従来周知の締固め砂杭の造成と同様に行う。
【００１１】
そして、前述の締固め杭５の造成が終わった後、地盤１上にサンドマット６を敷設し、その上にプレロード７を施す。
【００１２】
以上のようにすると、砂質土層２では、締固め杭５の造成で杭間地盤が締め固められてその強度が増大するとともに、締固め杭５が硬化して所定の強度が発現するため、全体的に強化されて、地震時の液状化が確実に防止されるようになり、また、粘性土層３では、プレロード７の作用と締固め杭５の透水性とにより間隙水の排出が円滑に行われてその圧密が促進され、そして、硬化した締固め杭５の全長に亙って周面の摩擦抵抗と水平耐力が増大し、締固め杭５に摩擦杭としての機能が期待できるようになる。
【００１３】
そこで、プレロード７による粘性土層３の圧密沈下が十分に進行した段階で、サンドマット６とプレロード７を撤去し、締固め杭５の上に構造物８の直接基礎９を設ければよく、このようにして、地盤１に構造物８を安定して支持する信頼性に富む基礎をコスト的に有利に形成することができる。
【００１４】
なお、構造物８は、大規模のものでなく、中・低層建築物程度のものが適当であり、また、直接基礎９は、図示の場合はべた基礎であるが、複合フーチング基礎や独立フーチング基礎であっても構わない。
【００１５】
次に、本発明の第２工法について説明すると、本発明の第２工法が適用される地盤１は、図３に示すように本発明の第１工法の場合と同様である。
【００１６】
本発明の第２工法では、最初に、地盤１に、全体として砂質土２と粘性土層３を貫通して先端が支持層４に達する多数の締固め杭１０を造成するが、この締固め杭１０は上方部１１と下方部１２に区分され、砂質土層２を貫通する上方部１１は前記締固め杭５と同様に高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、上方部１１に続く下方部１２は従来の締固め砂杭と同様に砂もしくは高炉水砕スラグ等の砂類似材料から成る。
【００１７】
なお、締固め杭１０の上方部１１の長さは、砂質土層２の層厚に等しくてもよいし、また、図３の場合のように砂質土層２の層厚より大であってもよい。
【００１８】
そして、前述の締固め杭１０の造成が終わった後の施工態様は、本発明の第１工法の場合と同様である。
【００１９】
本発明の第２工法の場合は、摩擦杭としての機能が期待できるのは締固め杭１０の上方部１１であり、下方部１２は専ら、粘性土層３の圧密にのみ役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１工法の実施態様の途中段階を示す断面図である。
【図２】本発明の第１工法の実施態様の最終段階を示す断面図である。
【図３】本発明の第２工法の実施態様の途中段階を示す断面図である。
【符号の説明】
１：地盤、２：砂質土層、３：粘性土層、４：支持層、５：締固め杭、６  サンドマット、７：プレロード、８：構造物、９：直接基礎、１０：締固め杭、１１：上方部、１２：下方部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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