(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に設けられた不透水性のキャップ部と、前記キャップ部の上端から延びる可撓性のある排水ホースと、前記キャップ部から下側に延びるドレーン部と、を有するドレーン材を用いる軟弱地盤改良のための盛土併用真空圧密工法であって、
改良対象の地盤に対し前記ドレーン材を前記キャップ部が地盤表面上に位置するようにして縦方向に複数打設する工程と、
地盤表面に配置された複数の集水管に前記排水ホースを接続する工程と、
前記改良対象の地盤全体を両面が保護された両面保護気密シートにより気密に覆う工程と、
前記集水管を介して負圧源から負圧を前記ドレーン材に作用させる工程と、
前記両面保護気密シートの上に盛土をする工程と、を備え、
前記盛土と前記可撓性のある排水ホースとの間に存在する前記両面保護気密シートにより前記盛土の荷重による前記排水ホースの押し潰しを防止し前記排水ホースによる排水を維持するようにした盛土併用真空圧密工法。
【請求項２】
前記両面保護気密シートは、気密シートの両面にネットシートを貼り合わせたものを用いる請求項１に記載の盛土併用真空圧密工法。
【請求項３】
前記負圧作用工程で負圧を所定時間作用させてから前記盛土工程を開始する請求項１または２に記載の盛土併用真空圧密工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤改良のための盛土併用真空圧密工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱粘土地盤の圧密改良工法として真空圧密工法が公知である。この工法は粘土層に負圧を作用させて圧密改良を行うもので、大別すると、図６のようなシート式（たとえば、非特許文献１参照）と、図７のようなキャップ式（たとえば、特許文献１や非特許文献２参照）とがある。シート式工法の施工方法は、プラスチックボードドレーンをドレーン材として地盤内に打設し、その後、多孔管からなる集水管を地盤表面に配置し一端を負圧源Ｐに接続し、集水管を覆うようにしてサンドマットを設置した後に、地盤表面を気密シートで覆うものであり、真空ポンプ等からなる負圧源の負圧作用によって粘土層から排出された水は、サンドマット、集水管を通じて負圧源Ｐまで誘導され、外部へと排出される。
【０００３】
一方、キャップ式工法の施工方法は、図７のようにキャップ付PBDを地盤内に打設し、キャップ付PBDに予め取り付けておいた排水ホースを集水管等を介して負圧源に接続し、粘土層からの排出水はプラスチックボードドレーンから排水ホースを通じて負圧源Ｐまで誘導され、外部へと排出される。図６のシート式工法は地表面を気密シートで覆う必要があることから、陸上(気中)での施工を対象とするのに対し、図７のキャップ式工法は陸上施工とともに沿岸域（水中）での施工も可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-291645号公報
【特許文献２】特開2010-37831号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】高真空N&H工法技術資料（真空圧密技術協会発行）
【非特許文献２】真空圧密ドレーン工法技術資料（真空圧密ドレーン工法研究会発行、平成23年5月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
盛土施工時にキャップ式工法による真空圧密を併用すると、盛土施工時の安定性が大きく向上するとともに盛土の盛りたて速度を20〜30cm／日（真空圧密を併用しない場合は5〜10cm／日程度）に増加させることが可能である（非特許文献２参照）。この理由としては、負圧は内向きの等方圧であるので、改良域の境界部での変位が内向きに改良側へ向かう（安全側）のに対して、盛土荷重による変位は外向きとなり（非安全側）、両変位の方向が相反するが、このように方向が相反する変位が相殺されて変位全体としては小さく抑えられることが挙げられる（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、キャップ式工法における負圧作用の効果的な確保の観点からは、地盤表層部に１ｍ厚程度の透水係数が10-7m/s以下のシルト〜粘土からなる難透水層を気密層として確保する必要がある。通常は、図７のように、改良する粘土層の地表面から１ｍ深さ程度の部分を難透水層ＳＬとして利用している。しかしながら、こうした難透水層が確保できない場合は、地表面に１ｍ厚程度の難透水層を粘土質材料による盛土等で新たに築造する必要があり、このため、こうした条件のもとではキャップ式工法の適用は効率的でなかった。
【０００８】
真空圧密と盛土とを併用する施工において、図６のような気密シートを併用することで、上述のように地盤表層部に難透水層を確保できない場合に対応することが考えられる。しかし、この場合問題となるのは、気密シートの下側にはサンドマットがないため、盛土施工時に盛土の礫等の盛土材料が気密シートに当たり孔を空けてしまうなど気密シート損傷のおそれが生じ、このため気密シートによる気密を保つことができなくなり、真空圧密の効率が低下してしまうことである。
【０００９】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、真空圧密と盛土とを併用する場合、地盤表層部に難透水層を確保できない軟弱地盤においてもキャップ式真空圧密工法を効率的に適用可能な、軟弱地盤改良のための盛土併用真空圧密工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための盛土併用真空圧密工法は、上部に設けられた不透水性のキャップ部と前記キャップ部の上端から延びる可撓性のある排水ホースと前記キャップ部から下側に延びるドレーン部とを有するドレーン材を用いる軟弱地盤改良のための盛土併用真空圧密工法であって、
改良対象の地盤に対し前記ドレーン材を前記キャップ部が地盤表面上に位置するようにして縦方向に複数打設する工程と、
地盤表面に配置された複数の集水管に前記排水ホースを接続する工程と、
前記改良対象の地盤全体を両面が保護された両面保護気密シートにより気密に覆う工程と、
前記集水管を介して負圧源から負圧を前記ドレーン材に作用させる工程と、
前記両面保護気密シートの上に盛土をする工程と、を備え、
前記盛土と前記可撓性のある排水ホースとの間に存在する前記両面保護気密シートにより前記盛土の荷重による前記排水ホースの押し潰しを防止し前記排水ホースによる排水を維持するようにしたものである。
【００１１】
この盛土併用真空圧密工法によれば、改良対象の地盤にドレーン材を打設し、キャップ部が地盤表面上に位置した状態で、地盤全体を両面保護気密シートで覆うことによって真空圧密のときの気密を保つことができるので、地盤表層部に難透水層を確保できない地盤であっても新たな難透水層を構築する必要がなく、真空圧密工法を効率的に適用できる。また、キャップ部が地盤表面上に位置するので、地盤表面直下にドレーン部の上端が位置し、このため、地盤表面直下から真空圧密を実施できる。
【００１２】
また、両面保護気密シートの上に盛土をしても、気密シートの上面が保護されているので、盛土材料の当たりや盛土からの荷重による気密シート損傷のおそれが低下するとともに、地盤表面上にキャップ部や集水管や排水ホース等による凹凸があっても両面保護気密シートの下面が保護されているので、かかる地盤表面上の凹凸による気密シート損傷のおそれが低下する。したがって、気密シートによる気密を保つことができ、真空圧密の効率が低下しない。また、排水ホースが可撓性であるため盛土からの荷重により押し潰されるおそれがあるが、盛土と排水ホースとの間に両面保護気密シートが存在するので、排水ホースの押し潰しを防止でき、排水ホースによる排水を維持することができる。
【００１３】
上記盛土併用真空圧密工法において、前記両面保護気密シートは、気密シートの両面にネットシートを貼り合わせたものを用いることが好ましい。
【００１４】
また、前記負圧作用工程で負圧を所定時間作用させてから前記盛土工程を開始することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、真空圧密と盛土とを併用して、地盤表層部に難透水層を確保できない軟弱地盤においてもキャップ部を有するドレーン材を用いた真空圧密工法を効率的に適用可能な、軟弱地盤改良のための盛土併用真空圧密工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態による盛土併用真空圧密工法の工程Ｓ０１〜Ｓ０９を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１の盛土併用真空圧密工法に用いる両面保護気密シートを示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図３】図１の工程Ｓ０２〜Ｓ０６を説明するための地盤の概略的な縦断面図である。
【図４】図１の工程Ｓ０３〜Ｓ０６を説明するための地盤の概略的な平面図である。
【図５】図１の工程Ｓ０７、Ｓ０８を説明するための地盤の概略的な縦断面図である。
【図６】従来のシート式真空圧密工法を説明するための概略図である。
【図７】従来のキャップ式真空圧密工法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による盛土併用真空圧密工法の各工程Ｓ０１〜Ｓ０９を説明するためのフローチャートである。図２は、図１の盛土併用真空圧密工法に用いる両面保護気密シートを示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図３は、図１の工程Ｓ０２〜Ｓ０６を説明するための地盤の概略的な縦断面図である。図４は、図１の工程Ｓ０３〜Ｓ０６を説明するための地盤の概略的な平面図である。図５は、図１の盛土併用真空圧密工法の工程Ｓ０７、Ｓ０８を説明するための地盤の概略的な縦断面図である。なお、図３，図５において、両面保護気密シート１１の保護ネットシート２，３は強調されて図示されている。
【００１８】
図１を参照して、まず、本実施形態による盛土併用真空圧密工法に用いる両面保護気密シート１１を用意する（Ｓ０１）。両面保護気密シート１１は、たとえば、図２（ａ）（ｂ）のように、気密性の高い気密シート１と、気密シート１の下面および上面に接着剤等により貼り付けられた保護ネットシート２，３と、から構成される。
【００１９】
気密シート１は、たとえば、ポリエチレン製または塩化ビニル製で、厚さは0.5〜2.0mm程度が好ましい。保護ネットシート２，３は、メッシュ状または格子状で、引張強度が29kN/m以上の材料からなることが好ましく、たとえば、アラミド繊維、高強度ポリエステル等から構成できるが、これらに限定されるものではない。両面保護気密シート１１において気密シート１は、その両面で保護ネットシート２，３により保護され補強されることで破損が防止されるようになっている。
【００２０】
次に、図３のように、上部に設けられた不透水性のキャップ部１２ａと、その先端から延びる可撓性のある排水ホース１２ｂと、キャップ部１２ａの下方に延びて地盤内で吸引排水を行うドレーン部１２ｃと、を有するプラスチックボードドレーン１２（以下、「キャップ付ドレーン材１２」という。）を1.0m×1.0mの正方形配置で打設機により改良対象の地盤Ｇ内へ縦方向に打設する（Ｓ０２）。このとき、ドレーン部１２ｃと排水ホース１２ｂとの接続部に相当するキャップ部１２ａは地盤表面Ｓの上に位置する。改良対象の地盤Ｇは、軟弱な粘性土地盤である。
【００２１】
ドレーン部１２ｃは、板状のプラスチックからなる芯材と、芯材の周囲に配置された不織布等からなるフィルタと、から構成される。キャップ付ドレーン材１２の具体例は、たとえば特開2006-241872号公報に記載されている。
【００２２】
次に、図３のように、地盤表面Ｓの上でキャップ付ドレーン材１２の可撓性のある排水ホース１２ｂを、図４のように地盤表面Ｓの上に配置された集水管１３に連結する（Ｓ０３）。集水管１３は、図４のように、中央に配置されたヘッダーパイプ１４を通して真空ポンプ等からなる負圧源Ｐに連結される。
【００２３】
次に、図３，図４のように、地盤全体を両面保護気密シート１１で覆う（Ｓ０４）。次に、図３のように、両面保護気密シート１１の端部１１ａを地盤Ｇ内に埋め込み、この埋め込み部分を粘性土で密封する（Ｓ０５）。この埋め込み深さｄは、たとえば、1.5m程度が好ましい。
【００２４】
上記工程Ｓ０４，Ｓ０５により、地盤表面Ｓの上のキャップ部１２ａ、排水ホース１２ｂおよび集水管１３等を両面保護気密シート１１により覆い、その内部を気密状態にすることができる。なお、図４のように、たとえば、60m×50mの地盤の平面範囲を地盤改良対象とすることができるが、これは一例であって、適宜変更可能である。
【００２５】
次に、図３，図４のように、負圧源Ｐを作動させて地盤Ｇ内に負圧を作用させる（Ｓ０６）。
【００２６】
負圧を所定期間（たとえば、１週間）作用させた後に、図５のように、盛土を開始する（Ｓ０７）。たとえば、盛土の目標高さを5mとし、1日当たり30cm厚／1層とし、礫分20％を混入した山土をブルドーザ（総重量3940kg）で直接まき出すようにして盛土施工を行うことができる。なお、盛土施工中も負圧作用は継続する。
【００２７】
図５のように、盛土１５が目標高さ（たとえば、5m）に達すると、盛土施工が完了し、続いて、負圧と盛土による圧密を所定期間（たとえば、約3ヶ月）続ける（Ｓ０８）。これにより、地盤Ｇ内からの水が負圧源Ｐの外部へと排出されて地盤Ｇの圧密が進行する。
【００２８】
上記負圧と盛土による圧密が終了した後、図４、図５の真空ポンプ等の負圧源Ｐおよびヘッダーパイプ１４の一部を撤去する（Ｓ０９）。
【００２９】
以上のように、本実施形態の盛土併用真空圧密工法によれば、地盤Ｇが地盤表層部に難透水層を確保できない軟弱地盤であっても、両面保護気密シート１１で改良対象の地盤全体を気密に覆うことにより両面保護気密シート１１の内部を気密に保つことで、難透水層を粘土質材料等による盛土で新たに築造する必要がなく、キャップ付ドレーン材１２によるキャップ式真空圧密工法を効率的に適用でき経済的である。
【００３０】
また、従来の図６のシート式工法で必要なサンドマットの施工が不要である。また、キャップ付ドレーン材１２のキャップ部１２ａが地盤表面Ｓの上に位置するので、地盤表面Ｓの直下にドレーン部１２ｃの上端が位置し、このため、地盤表面Ｓの直下から真空圧密を実施できる。
【００３１】
従来、粘性土地盤から圧密によって排出される水は、ドレーン材１本ごとに接続した排水ホースを通じて真空ポンプ室へと誘導されるが、施工中の重機走行や盛土併用時の盛土荷重によって排水ホースが押し潰され、排水ができなくなるおそれがあった。また、気密シートも同様の盛土荷重作用下において破損してしまい、気密シートの内部を気密に保つことができないおそれがあった。
【００３２】
そこで、本実施形態では、図２（ａ）（ｂ）のように気密シート１の上下面に破損防止用の保護ネットシート２，３を貼り付けた両面保護気密シート１１を用いることで、上面からの盛土等の荷重（凹凸）や礫等の盛土材料の当たりに対しては上面の保護ネットシート３で気密シート１を保護することができる。また、地盤表面Ｓの上にキャップ部１２ａや集水管１３や排水ホース１２ｂ等による凹凸があっても下面の保護ネットシート２で気密シート１を保護することができる。
【００３３】
また、両面保護気密シート１１の下側に位置する排水ホース１２ｂは両面保護気密シート１１の保護ネットシート２，３により保護することで、盛土荷重等による排水ホース１２ｂの押し潰しを防止し、排水ホース１２ｂの通水断面積を確保し、排水ホース１２ｂによる排水を維持することができる。
【００３４】
上述のように、上面の盛土荷重や盛土材の当たり、および、下面の地盤表面上の凹凸に対して両面保護気密シート１１により気密シート１の破損を防止し、両面保護気密シート１１の気密シート１の内部を気密に保つことができるので、キャップ付ドレーン材１２による真空圧密工法の効率を保つことができる。
【００３５】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、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。たとえば、図１では負圧作用工程Ｓ０６を盛土工程Ｓ０７に先行して開始したが、本発明はこれに限定されず、両工程Ｓ０６，Ｓ０７をほぼ同時に開始してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、図２（ａ）（ｂ）のように両面保護気密シート１１として気密シート１に保護ネットシート２，３を貼り合わせたものを用いたが、本発明は、これに限定されず、たとえば、気密シートの両面に別種類の保護シートを設けたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の真空圧密と盛土とを併用した盛土併用真空圧密工法によれば、地盤表層部に難透水層を確保できない軟弱地盤においてもキャップ部を有するドレーン材を用いた真空圧密工法を効率的に適用できるので、軟弱地盤改良を効率的に実施できる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 気密シート
２，３ 保護ネットシート
１１ 両面保護気密シート
１１ａ 端部
１２ プラスチックボードドレーン、キャップ付ドレーン材
１２ａ キャップ部
１２ｂ 排水ホース
１２ｃ ドレーン部
１３ 集水管
１５ 盛土
Ｇ 地盤
Ｐ 負圧源
Ｓ 地盤表面
ＳＬ 難透水層
【図１】
0006391150.tif 000002
【図２】
0006391150.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006391150.tif 000007
【図７】
0006391150.tif 000008