(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状化対策の対象地盤において地表面下の液状化層の上面から所定の深度の範囲を上下の層に分けて、
下層にコンクリート混和材料として用いられるＡＥ剤（ＡirＥntrainingＡgent：空気連行剤）を含む気泡作用を有する材料を撹拌混合することにより、前記下層中に多数の気泡を作成滞留させて前記下層を不飽和化し、
上層に薬液を注入浸透させて当該上層を固化させる、
ことを特徴とする液状化対策工法。
【請求項２】
下層中の気泡の量は気泡作用を有する材料の添加量により調整する請求項１に記載の液状化対策工法。
【請求項３】
下層の周囲に薬液を注入浸透させ、前記上層とともに前記下層の周囲を固化させる請求項１又は２に記載の液状化対策工法。
【請求項４】
下層を不飽和化する際に当該下層の地下水を揚水する請求項１乃至３のいずれかに記載の液状化対策工法。
【請求項５】
上層にシリカ系の溶液を注入浸透させる請求項１乃至４のいずれかに記載の液状化対策工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂質土地盤などの液状化対策に有用な液状化対策工法に関し、特に、地盤を不飽和化させる（地盤の飽和度を低下させる）液状化対策工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地盤の液状化対策として種々の工法が提案されており、その中でも、液状化対策の対象地盤の液状化層から地下水を引いて地下水位を低下させ、液状化層を不飽和とする地下水低下工法が、液状化層を確実になくすという点で、非常に有効であることが知られている。また、この工法は、他面で、地下水位を常に低く維持するために、地下水を常時引き続けることが必要であり、その施工には多大な費用を要する点で問題がある。
そこで、対象地盤を不飽和化させる新たな液状化対策工法として、マイクロバブル水を用いた液状化対策工法が特許文献１などにより提案されている。この工法は、直径が数マイクロメートルの超微細気泡を含む水（マイクロバブル水）を対象地盤中に注入することにより、当該対象地盤を不飽和化するもので、この工法によれば、注入したマイクロバブル水が対象地盤の液状化層中の間隙を流動する過程で、砂粒子に超微細気泡が吸着されて滞留するようになり、この超微細気泡の砂粒子表面への付着及び気泡同士の結合によって、当該対象地盤の飽和度が低下し、その結果、液状化に対する地盤強度を高めることができる。このマイクロバブル水を用いた対象地盤の不飽和化は、液状化対策として有効であることが室内試験などによっても確認されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１７０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このマイクロバブル水を用いた液状化対策工法では、地表面近くの地盤中の微細気泡がその浮力により地盤中の間隙を通じて地上に抜けたり地下水の横方向の流れによって移動したりして気泡が消散するために、地表面近くの地盤中に有効な不飽和状態（飽和度９０〜９５％程度）を持続的に確保することが難しい、という問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題を解決するもので、液状化対策の対象地盤を不飽和化して、液状化強度を増大させることができ、しかも、対象地盤中にこの対象地盤の不飽和状態（飽和度９０〜９５％程度）を持続的に確保するのに必要な量の気泡を作成、滞留させて、地表面近くの地盤中でも有効な不飽和状態を持続的に確保することのできる液状化対策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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の液状化対策工法は、
液状化対策の対象地盤において地表面下の液状化層の上面から所定の深度の範囲を上下の層に分けて、
下層にコンクリート混和材料として用いられるＡＥ剤（ＡirＥntrainingＡgent：空気連行剤）を含む気泡作用を有する材料を撹拌混合することにより、前記下層中に多数の気泡を作成滞留させて前記下層を不飽和化し、
上層に薬液を注入浸透させて当該上層を固化させる、
ことを要旨とする。
この場合、下層中の気泡の量は気泡作用を有する材料の添加量により調整することが好ましい。
この場合、下層の周囲に薬液を注入浸透させ、前記上層とともに前記下層の周囲を固化させることが好ましい。
この場合、下層を不飽和化する際に当該下層の地下水を揚水することが好ましい。
この場合、上層にシリカ系の溶液を注入浸透させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液状化対策工法によれば、液状化対策の対象地盤において地表面下の液状化層の上面から所定の深度の範囲を上下の層に分けて、下層にコンクリート混和材料として用いられるＡＥ剤（ＡirＥntrainingＡgent：空気連行剤）を含む気泡作用を有する材料を撹拌混合することにより、下層中に多数の気泡を作成滞留させて下層を不飽和化し、上層に薬液を注入浸透させて上層を固化させるので、下層の不飽和化と上層の固結により、対象地盤の液状化強度を増大させることができ、しかも、この場合、下層の上面及び周囲を上層により包囲することで、下層中の微細気泡がその浮力により地盤中の間隙を通じて地上に抜けたり地下水の流れによって移動したりするのを制限して気泡が消散するのを防止することができ、地表面近くの地盤中でも有効な不飽和状態（飽和度９０〜９５％程度）を持続的に確保することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における液状化対策工法の概要を示す図
【図２】同工法による下層中の不飽和状態の持続性試験の結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１に液状化対策の対象地盤を不飽和化し、この対象地盤の液状化による被害を抑制するための液状化対策工法の概要を示している。
図１に示すように、この液状化対策工法では、液状化対策の対象地盤において地表面下の液状化層１の上面（地下水位）から所定の深度の範囲を上下の２層１１、１２に分けて、下層１１に多数の気泡を作成滞留させて下層１１を不飽和化し、上層１２に薬液を注入浸透させて上層１２を固化させる。
【００１０】
この場合、地表面下の液状化層１はこの液状化層の上面から深度およそ数ｍの範囲に亘っていて、この液状化層１の上面側の一部、ここでは液状化層１の上面から深度２ｍの範囲を上下に２分して、液状化層１の上面から深度１ｍの範囲を上層１２とし、この上層１２の下面から深度１ｍの範囲を下層１１とする。
施工の手順は、まず、下層１１に気泡を作成滞留させてこの下層１１を不飽和化し、次に、上層１２に薬液を注入浸透させてこの上層１２を固化させる。
【００１１】
下層１１の施工では、下層１１に気泡作用を有する材料を撹拌混合することにより、下層１１中に気泡を連行する。この場合、下層１１中の気泡の量は気泡作用を有する材料の添加量により調整する。また、この下層１１の施工においては、下層１１に気泡を連行してこの地盤１１を不飽和化するので、下層１１の地下水の揚水を並行して行う。
ここでは、気泡作用を有する材料に、コンクリート混和材料として用いられるＡＥ剤（Air Entraining Agent：空気連行剤）を使用する。ＡＥ剤は、周知のとおり、予めコンクリートに混和させることで、コンクリート中に多数の微細な空気泡を生じさせることができる。この工法では、このＡＥ剤の気泡作用を利用する。
施工機械にはベースマシンとしてバックホーなどの建設機械を用い、このバックホーのアームの先端にトレンチャー式の撹拌混合機を取り付ける。
ＡＥ剤の下層１１への供給は送給ポンプ、ホース、材料注入ノズルなどを使用する。この場合、ＡＥ剤の供給源（貯留容器など）から送給ポンプを介してホースを対象地盤へ延ばし、ホースの先端に材料注入ノズルを接続して、この材料注入ノズルを撹拌混合機又はその近傍に配置する。
そして、この施工では、対象地盤上でバックホーを移動し、予め定めた所定の位置毎にバックホーを停止して、トレンチャー式の撹拌混合機とＡＥ剤の供給設備により、ＡＥ剤と下層１１とを撹拌混合する。この場合、バックホーから延びるアーム先端のトレンチャー式の撹拌混合機を略鉛直姿勢にして上下方向に回転駆動し、対象地盤の地表面から下層１１中に貫入し、これと並行してＡＥ剤の供給源から送給ポンプ、ホースにより送り出されたＡＥ剤を材料注入ノズルから下層１１中に注入しつつ、撹拌混合機でＡＥ剤と下層１１とを空気を取り込みながら撹拌混合して、この撹拌混合により、下層１１中に空気泡を連行する。
このようにしてＡＥ剤、下層１１の土粒子、地下水を空気とともに撹拌混合し、下層１１中に多数の微細な気泡を生成し滞留させる。このとき、連行空気量はＡＥ剤の添加量に比例して増加するので、ＡＥ剤の添加量を増加すれば、空気泡の量は増大し、ＡＥ剤の添加量により、下層１１中の気泡の量を調整することが可能である。なお、このＡＥ剤からなる気泡は破れにくい性質がある。このように下層１１中に気泡が生成滞留されることで、下層１１の飽和度が低下し、下層１１中の不飽和状態が持続的に維持される。なお、ＡＥ剤の性質上、環境への影響は少ない。
【００１２】
参考まで、図２にこの工法による地盤中の不飽和状態の持続性試験の結果を示している。なお、この場合、ＡＥ剤１％溶液を使用した。この試験結果から、この工法が地盤中の不飽和状態（不飽和度が９５％以下）を持続的に確保することが可能であることが認められる。
【００１３】
上層１２の施工では、浅層盤状改良の手法を用い、上層１２に薬液を注入浸透させて地盤を固結する。
ここでは、薬液にシリカ系の溶液を使用する。
施工機械には削孔機などを使用する。
シリカ系の溶液の上層１２への供給は注入管、注入ホースなどを使用する。この場合、シリカ系の溶液の供給源（薬液タンク）から注入ホースを対象地盤へ延ばせるようにしておく。
そして、この施工では、まず、削孔機を対象地盤上の予め定めた所定の位置毎にセットし、地表面から上層１２を削孔して、削孔した孔内に注入管を建て込む。そして、注入ホースを孔の中に通してシリカ系の溶液を注入する。これにより、シリカ系の溶液は上層１２中で土粒子間の間隙に浸透し、間隙から水を押し出して、ゼリー状の物質に置き換えられ、上層１２中に改良体が形成される。この施工を、上層１２から下層１１の周囲までの範囲に行い、上層１２とともに下層１１の周囲を一体的に固化させる。
この浅層盤状改良により、対象地盤の液状化層の上層１２に改良体が構築されるので、上層１２の強度は増大し、また、この改良体が全体として椀状に形成されてその中に不飽和状態の下層１１が保持されるので、下層１１中の微細気泡がその浮力により地盤１１中の間隙を通じて地上に抜けたり地下水の横方向の流れによって移動したりするのを制限して気泡が消散することがなく、この地盤１１の不飽和の状態が長く維持されて、下層１１の強度が増大される。
【００１４】
以上説明したように、この液状化対策工法では、液状化対策の対象地盤において地表面下の液状化層１の上面から所定の深度の範囲を上下の２層１１、１２に分けて、下層１１に多数の気泡を作成滞留させてこの下層１１を不飽和化し、上層１２に薬液を注入浸透させてこの上層１２の地盤を固化させるので、下層１１の不飽和化と上層１２の固結により、対象地盤の液状化強度を増大させることができる。
また、この工法によれば、下層１１中の気泡の量をＡＥ剤の添加量により調整できるので、下層１１中にこの地盤１１の不飽和状態（飽和度９０〜９５％程度）を持続的に確保するのに必要な量の気泡を確実に作成、滞留させて、地表面近くの地盤中でも有効な不飽和状態を持続的に確保することができる。
さらに、この工法によれば、下層１１の上面及び周囲を上層１２の改良体により包囲するので、下層１１中の微細気泡がその浮力により地盤中の間隙を通じて地上に抜けたり地下水の流れによって移動したりするのを制限して気泡が消散するのを防止することができ、この地盤１１の不飽和の状態を長く維持して、対象地盤の強度を長く保持することができる。
【００１５】
なお、この実施の形態では、気泡作用を有する材料にコンクリート混和材料として用いられるＡＥ剤を利用したが、気泡作用を有するものであれば、環境に悪い影響がない限り、他の材料に代えてもよい。
【００１６】
また、この実施の形態では、下層１１に多数の気泡を作成滞留させて、この下層１１を不飽和化したが、下層１１に例えばマイクロバブル水などの微細気泡を含む水を用いて多数の気泡を注入浸透させるようにしてもよい。マイクロバブル水を用いて下層１１を不飽和化する場合、削孔機を対象地盤上の予め定めた所定の位置毎にセットし、地表面から上層１２を削孔した後、各孔内にマイクロバブル発生ノズルを挿入し、マイクロバブルジェネレーターにより生成し供給されるマイクロバブル水を各孔内に注入して各孔からその周囲の地盤中に浸透させればよい。なお、この場合、下層１１の不飽和化と上層１２の固化（浅層盤状改良）は同一の施工機械により施工が可能である。
このマイクロバブル水は、背景技術の欄において既に説明したとおり、下層１１中の間隙を流動する過程で、砂粒子に超微細気泡が吸着され滞留するようになり、この超微細気泡の砂粒子表面への付着及び気泡同士の結合によって、下層１１の飽和度を低下させるので、この下層１１の不飽和化と上層１２の固結により、対象地盤の液状化強度を増大させることができる。
そして、この場合にあっても、下層１１の上面及び周囲を上層１２の改良体で包囲することにより、下層１１中の微細気泡がその浮力により地盤１１中の間隙を通じて地上に抜けたり地下水の（横方向の）流れによって移動したりするのを制限して気泡が消散するのを防止することができ、この下層１１の不飽和の状態を長く維持して、対象地盤の液状化強度を長く保持することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１  液状化層
１１  下層
１２  上層
【図１】
0006416532.tif 000002
【図２】
0006416532.tif 000003