(57)【要約】【課題】地盤を隆起させることなく、高い強度を実現しながら容易に施工することが可能であるものとする。【解決手段】地盤１に、路盤５から１ｍ超える深さの法面２に、路盤５に対し平行から路盤５より深くなる方向で口径６０ｍｍ〜１００ｍｍの掘削孔７を形成する掘削工程と、掘削孔７よりもやや大きい小径部１０とその小径部１０に対し１．３〜２．０倍の大径部９が軸方向に対して交互に連続して形成された織物からなる地盤補強用袋体３及びこの地盤補強用袋体３内に設置された鋼棒８を前記掘削孔７に挿入する挿入工程と、掘削孔７内に挿入された地盤補強用袋体３内に自硬化性流体１４を加圧注入して、地盤補強用袋体３を膨張させ、この地盤補強用袋体３を硬化させる注入、硬化工程と、を有することを特徴とする。【選択図】        図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面で形成された地盤の、その斜面上部から１ｍを超える深さのところに、水平よりも深くなる方向に口径６０ｍｍ〜１００ｍｍの掘削孔を形成する掘削工程と、
前記掘削孔よりもやや大きい小径部と、その小径部に対し１．３〜２．０倍の大径部が軸方向に対して交互に連続して形成された織物からなる地盤補強用袋体及びこの地盤補強用袋体内に設置された鋼棒を前記掘削孔に挿入する挿入工程と、
前記掘削孔内に挿入された前記地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧注入して、前記地盤補強用袋体を膨張させ、この地盤補強用袋体を硬化させる注入、硬化工程と、を有することを特徴とする地盤補強方法。
【請求項２】
前記織物からなる地盤補強用袋体に、自硬化性流体を加圧注入した後、前記自硬化性流体の水分を脱水させて、水分の少ない自硬化性流体にすることを特徴とする請求項１に記載の地盤補強方法。
【請求項３】
前記地盤補強用袋体は、前記斜面から前記掘削孔に向かって４００ｍｍを超える長さが小径部となるように形成されている請求項１に記載の地盤補強方法。
【請求項４】
前記地盤補強用袋体の大径部の頂点間のピッチが１５０〜３５０ｍｍである請求項３に記載の地盤補強方法。
【請求項５】
前記地盤補強用袋体の大径部間に位置する小径部の長さが５０ｍｍを超える請求項３又は４に記載の地盤補強方法。
【請求項６】
前記鋼棒に、前記地盤補強用袋体に対するスペーサーが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の地盤補強方法。
【請求項７】
前記鋼棒が複数であり、長さ方向に継ぎ足しながら前記掘削孔内に挿入されることを特徴とする請求項６に記載の地盤補強方法。
【請求項８】
前記挿入工程において、前記地盤補強用袋体が前記大径部と小径部とを用いて伸張可能に蛇腹状に折り畳まれており、前記鋼棒により伸張されながら前記掘削孔内に挿入されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の地盤補強方法。
【請求項９】
前記地盤補強用袋体の先端に、前記大径部より大きな径に設定された拡径部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の地盤補強方法。
【請求項１０】
前記地盤補強用袋体は後端部側に嵌合させた筒状体を含んでおり、該筒状体は、前記大径部と小径部とが長手方向全体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至のいずれかに記載の地盤補強方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載された地盤補強方法により形成されたことを特徴とする地盤補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物が設置されている盛土・切土法面又は擁壁等の斜面で形成された地盤の補強方法及びその方法による地盤補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤補強方法として、地盤の安定性を向上させるための各種の補強工法が公知であり、施工場所や施工内容により最適な工法が適宜選択される。例えば、地表面に開口部が出るように地盤中に設置された布製袋体中に引張材が挿入されている状態で布製袋体の開口部よりグラウト材を加圧注入し、布製袋体を拡大膨張させて引張材及び地盤と一体化したアンカー体を作り、構造物を地盤に定着させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
経糸と緯糸とで織製された筒状袋体において、前記経糸が筒長方向に直線状に伸びた状態で織製され、前記緯糸が屈曲した状態で織製された筒状袋体とすることによって、筒状袋体の膨張が、主に筒径方向へ膨張するようにし、表層の隆起を抑えることができる大径地中補強用袋体もある（例えば、特許文献２参照。）。この袋体は、両端部の径が袋体の中央部の径よりも小さく織製されることが好ましいものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−５５２１６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３０６４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上部に家屋などの構造物が設置されている盛土・切土法面又は擁壁等の斜面で形成された地盤を補強する場合、その構造物に影響がでない方法で補強する必要がある。例えば、鉄道線路が敷設されている路盤は、列車の走行上、路盤表面を平らに保つ必要がある。また、鉄道線路下の法面は、その大きさも決まっており、土被りや打設角度を大きくとることができず、特許文献１に示されているような布製袋体を拡大膨張させると路盤の変形を伴うので、大きな引き抜き抵抗力をもったアンカー体を構築することができない。また、盛土、切土の補強工法として法面に複数の小さな孔を掘削し、その中に注入材および補強材となる鉄筋からなるアンカー体を挿入し、地山と一体化させる方法がある。しかし、この方法では、アンカー体１本当たりの引抜き力が小さいため、施工本数が増え、作業が煩雑であり時間がかかるという問題がある。
また、特許文献２に示されているような袋体を用いる場合、地面の垂直方向を掘削する、又は法面などにおいては、その法面上部からかなり深いところを掘削し、その掘削孔内に袋体を挿入して、地山を補強するときには、補強する表層については隆起させることなく大きな引抜き抵抗力を得ることができるが、鉄道線路下に用いた場合、小径部と大径部の差が大きく、かつ緯糸が屈曲した状態となっているので、袋体の拡大膨張時に径方向によく膨張し、地面や法面が隆起することがある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高い引抜き抵抗力を実現しながら容易に施工することが可能である地盤補強方法及びその方法による地盤補強構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の地盤補強方法は、斜面で形成された地盤の、その斜面上部から１ｍを超える深さのところに、水平よりも深くなる方向に口径６０ｍｍ〜１００ｍｍの掘削孔を形成する掘削工程と、前記掘削孔よりもやや大きい小径部と、その小径部に対し１．３〜２．０倍の大径部が軸方向に対して交互に連続して形成された織物からなる地盤補強用袋体及びこの地盤補強用袋体内に設置された鋼棒を前記掘削孔に挿入する挿入工程と、前記掘削孔内に挿入された前記地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧注入して、前記地盤補強用袋体を膨張させ、この地盤補強用袋体を硬化させる注入、硬化工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、斜面上部から１ｍを超える深さのところに、地盤補強用袋体を地山に対し挿入するため、この地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧注入した場合であっても、斜面が盛り上がったり、斜面に亀裂が生じたりすることを抑制できる。
【０００９】
また、斜面上部から１ｍを超える深さのところに、水平より深くなる方向で挿入することによって、地盤のすべり面を地盤補強用袋体が貫通する。
【００１０】
また、地盤補強用袋体に形成する大径部の寸法を、小径部に対し１．３〜２．０倍に設定することによって、自硬化性流体の加圧注入時に地盤表面が盛り上がったり、亀裂が生じたりすることがなく、また、地盤補強用袋体の小径部の緯糸が、膨張時の応力によって、破断することを防止することができる。また、自硬化性流体の硬化後には、十分な引抜き抵抗力を持たせることができる。
【００１１】
また、小径部と大径部を軸方向に対して交互に連続して形成することによって、自硬化性流体の加圧注入により膨張した袋体は、掘削孔の内壁を押し広げると共に表面が凹凸形状となるため、造成される棒状体の外周表面積が大きくなり周面摩擦力・支圧力が増大する。従って、１本当りの引抜き力が高い地盤補強用の棒状体を確実に形成することができ、表面が凹凸形状ではない場合と比べて掘削される掘削孔を短いものとすることができる。また、同時に施工本数も少なくすることができる。
【００１２】
また、鋼棒を挿入することによって、棒状体の一体化が可能となるとともに、地盤補強用袋体を掘削孔に挿入する際に、容易に挿入することが可能となる。また、地盤補強用袋体内に設置された鋼棒に沿わせて大径部と小径部が伸張された状態で挿入されるため、掘削孔は地盤補強用袋体が挿入方向に伸張した状態で挿入可能な径を有していればよく、地盤補強用袋体を伸張させずに掘削孔内に挿入して造成される棒状体と比較して掘削孔を極めて小さい径の掘削孔径とすることができる。従って、造成される棒状体の強度を保持しながら掘削孔径を小さいものとすることができるため、人力や小型機械による掘削が可能となり、且つ掘削土が少量ですむため、高い強度を実現しながら容易に施工することが可能である。
【００１３】
また、掘削孔よりもやや大きい小径部とその小径部に対し１．３〜２．０倍の大径部が軸方向に対して交互に連続して形成された、織物からなる地盤補強用袋体及びこの地盤補強用袋体内に設置された鋼棒を同時に挿入してゆくので、地盤補強用袋体は鋼棒により伸ばされた状態となっており、自硬化性流体が加圧注入され膨張する際、袋体は大径部の半径方向への膨張が主となるので、軸方向への伸びは吸収され、棒状体の造成時に、地盤補強用袋体は軸方向に伸張しない。このため、施工時に地盤の表層面に突出してしまうことがない。更に、地盤補強用袋体の自硬化性流体の注入に伴う伸張は、孔への挿入方向のみで起こるため、自硬化性流体の注入に伴い袋体が押しつぶされるキンク状態を起こすことがない。従って、鋼棒は所定のグラウト被りが確保され、補強効果が確実に得られる。
【００１４】
また、請求項２に記載の地盤補強方法は、請求項１において、前記織物からなる地盤補強用袋体に、自硬化性流体を加圧注入した後、前記自硬化性流体の水分を脱水させて、短時間に水分の少ない自硬化性流体にすることを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、自硬化性流体を加圧注入することによって、織物からの水分の脱水が促進され、自硬化性流体の硬化が早くなる。そのため、硬化物の強度が向上すると共に、強度の発現が早くなる。
【００１６】
また、請求項３に記載の地盤補強方法は、請求項１において、前記地盤補強用袋体は、前記法面から前記掘削孔に向かって４００ｍｍ超える長さが小径部となるように形成されているものである。
【００１７】
上記構成によれば、斜面から掘削孔に向かって４００ｍｍを超える長さ、好ましくは５００ｍｍを超える長さが小径部となるように地盤補強用袋体が形成されているため、この地盤補強用袋体内に自硬化性流体を注入して、膨張、硬化した場合であっても、斜表面に亀裂や、隆起が生じることを抑制できる。
【００１８】
また、請求項４に記載の地盤補強方法は、請求項３において、前記地盤補強用袋体の大径部の頂点間のピッチが１５０〜３５０ｍｍであるものである。
【００１９】
上記構成によれば、地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧、注入する際に、小径部が破断することなく、また、硬化後にも、十分な引抜き抵抗力を持たせることができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の地盤補強方法は、請求項３又は４において、前記地盤補強用袋体の大径部間に位置する小径部の長さが５０ｍｍを超えるものである。
【００２１】
上記構成によれば、地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧、注入する際に、小径部が破断することを抑制できる。
【００２２】
また、請求項６に記載の地盤補強方法は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記鋼棒に、前記地盤補強用袋体に対するスペーサーが設けられていることを特徴とするものである。
【００２３】
上記構成によれば、鋼棒の地盤補強用袋体に対する間隔を保持することができ、形成される棒状体内での鋼棒の被り厚さを確保することができる。
【００２４】
また、請求項７に記載の地盤補強方法は、請求項６において、前記鋼棒が複数であり、長さ方向に継ぎ足しながら前記掘削孔内に挿入されることを特徴とするものである。
【００２５】
上記構成によれば、障害物等の存在により挿入方向の作業空間が掘削孔長よりも短い場合でも、蛇腹状の地盤補強用袋体と継ぎ足される鋼棒とをセットできる作業空間が確保されていれば、掘削孔に対する地盤補強用袋体の挿入を容易に行うことができる。
【００２６】
また、請求項８に記載の地盤補強方法は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記挿入工程において、前記地盤補強用袋体が前記大径部と小径部とを用いて伸張可能に蛇腹状に折り畳まれており、前記鋼棒により伸張されながら前記孔内に挿入されることを特徴とするものである。
【００２７】
上記構成によれば、掘削孔への挿入方向に形成された大径部と小径部とを用いて伸張可能に蛇腹状に折り畳まれているため、高い収納性を得ることができると共に、掘削孔に挿入される先端部を後端部側から視通することができ、この結果、掘削孔の開口に地盤補強用袋体の先端部を位置させるようにセットした後に、鋼棒の先端を地盤補強用袋体の後端部側から先端部に突き当てながら伸張させることにより地盤補強用袋体を掘削孔内に挿入することができる。このような方法によると、掘削孔は地盤補強用袋体が鋼棒により挿入方向に伸張された状態で挿入可能な径を有していればよく、表面が凹凸形状ではない袋体を用いて造成される棒状体と比較して掘削される孔を極めて小さい径の掘削孔径とすることができる。
【００２８】
請求項９に記載の地盤補強方法は、請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記地盤補強用袋体の先端部に、前記大径部よりも大きな径に設定された拡径部が形成されていることを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、更に引抜き力が高い棒状体を確実に造成することができる。そのため、造成される棒状体を更に短くすることができ、同時に施工本数も少なくすることができ、現場での施工が容易となる。
【００３０】
請求項１０に記載の地盤補強方法は、請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記地盤補強用袋体は後端部側に嵌合された筒状体を含んでおり、該筒状体は、前記大径部と小径部とが長手方向全体に設けられていることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、地盤補強用袋体と筒状体とが嵌合した部分を出し入れすることによって長さを調整することができるため、設計変更その他施工上の問題等により削孔長が短くなった場合でも、地盤の表面に必要以上に長さの地盤補強用袋体を出すことがなく自硬化性流体の注入を行うことができる。
【００３２】
また、請求項１１に記載の地盤補強構造は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載された地盤補強方法により形成されたことを特徴とするものである。
【００３３】
上記構成によれば、掘削された孔内に、表面が凹凸形状を有する袋体の中に鋼棒が挿入された状態で自硬化性流体が硬化されるため、地盤の中に凹凸面を有し、その中に鋼棒を有する硬化した自硬化性流体からなる棒状体が設置されることになるため、地盤を補強することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら説明する。本実施形態は、図１に示すように、構造物が設置されている盛土として鉄道線路が設置されている鉄道土構造物を例として挙げ、盛土からなる地盤１を補強するものである。図１において、２は地盤１の法面であり、３は地盤補強用袋体であり、４（４ａ，４ｂ）は鉄道線路であり、５は斜面上部（この場合は路盤）を示している。
【００３５】
また、図１において、Ｌは路盤長を示し、Ｄは斜面上部５から掘削孔入り口までの深さを示し、Ｌ２は地盤１内に挿入されている地盤補強用袋体３の長さを示し、Ｈは地盤の高さを示し、Ｌ１は路盤の底部長さを示している。
【００３６】
図２に示すように、地盤１には、地すべり面６を境に主動領域１ａと抵抗領域１ｂとが存在する。主動領域１ａは地すべりが起こった場合に地すべりに抵抗することができず、崩落する領域であり、抵抗領域１ｂは地滑りに抵抗して残存する領域である。図中のθは、地盤補強用袋体３の斜面上部５に対する傾斜角、即ち、路盤より深くなる方向での俯角を示している。
【００３７】
図１に示すように、地盤１には掘削孔７が、法面２の斜面上部５からの深さＤが１ｍを超えるところに形成されている。そして、この掘削孔７は、口径６０ｍｍ〜１００ｍｍで、掘り下げられている。鉄道線路の盛土などを補強する場合には、路盤長Ｌの半分程度から９割程度にわたる長さで、斜面上部（路盤）に対してやや深くなる方向で掘り下げて行くのがよい。
【００３８】
ここで、１ｍを超える深さＤに掘削孔７を設けることによって、後述する、地盤補強用袋体３を挿入し、その内部にセメントペースト等の自硬化性流体を０．５〜１．５ＭＰａの圧力で注入した場合であっても、斜面上部５の盛り上がりや、斜面上部５の亀裂の発生を防止することができる。
【００３９】
また、掘削孔７の口径が小さすぎると十分な補強効果が得られず、たくさんの数の袋体が必要となる。また、大きすぎると自硬化性流体１４の加圧注入時に斜面上部５が盛り上がってきたり、亀裂が生じたりする。掘削孔７の口径を６０ｍｍ〜１００ｍｍとすることによって、斜面上部５の亀裂等を発生させることなく、かつ十分な補強効果を得ることができ、挿入する地盤補強用袋体３の数も少なくできる。また、掘削廃土も少なくなる。
【００４０】
また、掘削孔７を、路盤長Ｌの半分程度から９割程度に渡る長さで、掘り下げることによって、地すべり面６（図２参照）を貫通することができ、地盤１全体を確実に補強することができる。
【００４１】
この掘削孔７に挿入される地盤補強用袋体３は織物であり、図３にその一例を示すように、軸方向に対して大径部９と小径部１０とが交互に連続して形成され、その内部に鋼棒８が挿入されている。小径部１０の直径Ｒ２が掘削孔７よりも少し大きめに形成されており、大径部９の直径Ｒ１は、その小径部１０に対し１．３〜２．０倍の大きさに形成されている。小径部１０の直径Ｒ２は、掘削孔７の径よりも５〜１０ｍｍ程度大きくしておくことが好ましく、例えば、掘削孔の孔径が６０ｍｍであれば小径部１０の直径Ｒ２は６５〜７０ｍｍ、大径部９の直径Ｒ１は８４．５ｍｍ〜１４０ｍｍに設定したものがよい。小径部１０は、掘削孔７よりも大きめに形成することで、自硬化性流体が注入された場合に、地盤１との間に空間を形成することがなく、確実に地盤１を補強することができる。ここで、大径部９が小径部１０に対し、１．３倍よりも小さい場合は、引抜き抵抗力が大きくならず、十分な地盤補強ができない。これに対し、２．０倍よりも大きい場合は、自硬化性流体の加圧注入時に路盤が盛り上がってきたり、斜面上部（路盤）に亀裂が生じるおそれもあり、好ましくない。また、織物であるため、自硬化性流体を加圧注入することによって、自硬化性流体の水分の脱水を促進させることができ、これによって硬化を早くすることができる。このため、硬化物の強度が向上し、強度の発現が早くなる。
【００４２】
そして、図４に拡大して示すように、大径部９は、その大径部間距離Ｌ３が１５０〜３５０ｍｍとなるように形成されている。また、小径部１０の長さＬ４は、５０ｍｍを超えるように形成されている。
【００４３】
自硬化性流体を袋体の中に加圧注入した場合、図５に示すように、膨張しようとする圧力Ｐは大径部９及び小径部１０に働き、大径部９及び小径部１０において、単位長さ当たりに作用する力はその径の大きさに比例する。すなわち、小径部１０に作用する力Ｆ２は、大径部９に作用する力Ｆ１よりも計算上は小さい。しかしながら、袋体は織物であり、大径部９から小径部１０にわたって経糸が連続しているので、小径部１０の経糸には、その径Ｒ２から計算される引張力Ｆ２よりも大きな、大径部９の径Ｒ１から計算される引張力Ｆ１が作用する。そのため、Ｌ４が５０ｍｍよりも小さい場合、小径部１０では、経糸に作用する力によって緯糸が径方向に引っ張られ、破断することもある。
【００４４】
また、図６に示すように、地盤補強用袋体３に引抜き力Ｆが作用したとき、各々の大径部９，９の間に存在する土塊がこれら大径部によって圧縮された後、土塊が周辺の地盤から切れて袋体３が掘削孔から抜けだすのであるが、大径部９，９間距離Ｌ３が３５０ｍｍ以上となって大径部９，９間に存在する土塊の量Ｖが増えると、土塊が完全に圧縮されるまでの間に袋体３に発生する変位量が大きくなり、結果として同じ引抜き抵抗力が発生するまでの全変位量が大きくなり、好ましくない。
【００４５】
また、この地盤補強用袋体３は、図１、３に示すように、法面２から掘削孔７の深さ方向に向かう長さＬ５が４００ｍｍを超える長さ、好ましくは５００ｍｍ以上となるように形成されている。これによって、法面２から一つ目の大径部９までの間に距離が確保されるので、地盤補強用袋体３内に自硬化性流体を注入して、膨張、硬化させた場合であっても、法面２表面に亀裂や、隆起が生じることを抑制できる。
【００４６】
また、図７に示すように、鋼棒８は、引張り強度を有する補強材であり、掘削孔７長よりもやや長いものとされている。鋼棒８には、地盤補強用袋体３に対するスペーサー１１が設けられている。スペーサー１１は、中央に鋼棒８を貫通させることができ、鋼棒８の地盤補強用袋体３に対する一定の間隔を常に確保する。スペーサー１１は、後述するように自硬化性流体が注入された地盤補強用袋体３内において、鋼棒８の地盤補強用袋体１に対する間隔が全長にわたって保たれるように適宜設けられる。
【００４７】
また、この地盤補強用袋体３は、図８に示すように、筒状体の一端側が縫製部３ａとされ、他端側が開口部３ｂとされ、前述同様に、軸方向に大径部９と小径部１０とを連続して有しており、縫製部３ａ側に大径部９よりも大きな径に設定された拡径部１２が形成されているものを使用することもできる。この大径部９部分は直径Ｒ１、小径部１０部分は直径Ｒ２であり、直径Ｒ１及び直径Ｒ２はいずれも掘削孔７の孔径よりも大きい。そして、拡径部１２の直径Ｒ３は更に大きい。また、この地盤補強用袋体３は、長手方向に長さＬ２を有しており、拡径部１２は長さｌを有している。
【００４８】
尚、本実施形態においては、実施補強用袋体３は１つの筒状体の一端を縫製することにより形成されたものである場合について説明したが、これに限定されるものではない。即ち、図９（ａ）の示すように、地盤補強用袋体３の開口部３ｂ側に嵌合された筒状体３２を含んでおり、該筒状体３２は、大径部９と小径部１０とが長手方向全体に設けられている地山補強用袋体３１であってもよい。これにより、図９（ｂ）に示すように、地盤補強用袋体３と筒状体３２が嵌合している部分を出し入れすることによって長さを調整することができるため、設計変更その他施工上の問題等により削孔長が短くなった場合でも、法面２の表面に必要以上の長さの地山補強用袋体３１を出すことなく自硬化性流体１４の注入を行うことができる。
【００４９】
次いで、以上の構成において、地盤補強構造の造成方法、即ち、本発明に係る鉄道線路下補強方法の一例について説明する。
【００５０】
先ず、図示しない掘削機により、掘削孔７を掘削する（掘削工程）。掘削孔７は、全長に渡って口径６０〜１００ｍｍを有しており、孔長は路盤長Ｌの半分程度から９割程度にわたる長さである。
【００５１】
この掘削孔７内に、軸方向に大径部９と小径部１０とを連続して有する地盤補強用袋体３が、この地盤補強用袋体３内の鋼棒８に沿わされて大径部９と小径部１０が軸方向に伸張された状態で挿入される（挿入工程）。なお、鋼棒８には、スペーサー１１が設けられている。
【００５２】
その後、図１０に示すように、地盤補強用袋体３の開口部に、その先に自硬化性流体注入機構（図示せず）が接続された注入接続口１３及び逆止弁１３ａを接続する。そして、ポンプ（図示せず）により地盤補強用袋体３内に自硬化性流体を１．０ＭＰａの圧力を３回程度加圧注入して地盤補強用袋体３を膨張させ、自硬化性流体の脱水を促進させる（注入、硬化工程）。尚、自硬化性流体１４としては、グラウトやモルタル等が用いられる。
【００５３】
地盤補強用袋体３内に自硬化性流体１４が注入され膨張した後、図１１に示すように注入接続口１３が取り除かれる。この時、逆止弁１３ａを取り付けておくことにより、注入工程において、極めて短時間で注入接続口１３を取外すことが可能である。
【００５４】
その後、法面２から突出した部分の地盤補強用袋体３及び鋼棒８を、法面２に沿って切断する。そして、自硬化性流体１４が完全に硬化した後、必要に応じ支圧板（図示せず）を取り付けると、図１２に示すように地盤補強は完成する。
【００５５】
以上示したように、本実施形態の地盤補強方法は、法面２に掘削孔７を掘削する掘削工程と、掘削孔７内に、軸方向に大径部９と小径部１０とを連続して有する地盤補強用袋体３を、鋼棒８とともに挿入する挿入工程と、掘削孔７内に挿入された地盤補強用袋体３内に自硬化性流体１４を加圧注入して膨張させて棒状体とする注入、硬化工程とを有する。本法によると、地盤補強用袋体３は軸方向に大径部９と小径部１０とを連続して有しているため、自硬化性流体１４の加圧注入により膨張し、掘削孔７の内壁を押し広げると共に表面が凹凸形状となるため、造成される棒状体の外周表面積が大きくなり周面摩擦力・支圧力が増大する。従って、１本当りの引抜き抵抗力が高い棒状体を確実に形成することができ、径の変化がない袋体を用いた場合と比べて削孔される掘削孔７を短いものとすることができる。
【００５６】
また、地盤補強用袋体３内の鋼棒８に沿って大径部９と小径部１０とが伸張された状態で挿入されるため、掘削孔７は地盤補強用袋体３が挿入方向に伸張した状態で挿入可能な径を有していればよく、表面が凹凸形状ではない袋体を用いて造成される棒状体と比較して、削孔される掘削孔７を極めて小さい径の削孔径とすることができ、同時に施工本数も少なくすることができる。
【００５７】
従って、造成される棒状体の強度を保持しながら削孔される掘削孔７を短くて径の小さいものとすることができるため、人力や小型機械による削孔が可能となり、掘削土が少量で済み、高い強度を実現しながら容易に施工することが可能である。
【００５８】
尚、本実施形態においては、地盤補強用袋体３は１つの筒状体の一端を縫製することにより形成されたものである場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００５９】
また、本実施形態においては、地盤補強用袋体３は伸張された状態で用いられる場合について説明しているが、これに限定されるものではない。即ち、図１３に示すように、地盤補強用袋体３は、大径部９と小径部１０とを用いて伸張可能に蛇腹状に折り畳まれて用いられてもよい。
【００６０】
このように、地盤補強用袋体３を蛇腹状に折り畳むことができると、高い収納性を得ることができると共に、掘削孔７に挿入される先端部３ａを開口部３ｂ側から視通することができ、この結果、掘削孔７の開口部３ｂに地盤補強用袋体３の先端部３ａを位置させるようにセットした後に、鋼棒８の先端を地盤補強用袋体３の開口部３ｂ側から先端部３ａに突き当てながら蛇腹状に折り畳まれている地盤補強用袋体３を伸張させることにより、地盤補強用袋体３を掘削孔７内に挿入することができる。このような方法によると、掘削孔７は地盤補強用袋体３が鋼棒８により挿入方向に伸張した状態で挿入可能な径を有していればよく、径の変化がない袋体によって造成される棒状体と比較して、掘削孔７を極めて小さい径の削孔径とすることができる。
【００６１】
また、図１３に示すような蛇腹状に折り畳まれた地盤補強用袋体３を用いる地盤補強方法において、長さ方向に分割した、鋼棒を継ぎ足しながら、その鋼棒により地盤補強用袋体３を伸張させて掘削孔７内に挿入する挿入工程であってもよい。これにより、障害物等の存在により挿入方向の作業空間が掘削孔７長よりも狭い場合でも、蛇腹状に折り畳まれた地盤補強用袋体３と継ぎ足される鋼棒とをセットできる作業空間が確保されていれば、掘削孔７に対する地盤補強用袋体３の挿入を容易に行うことができる。尚、鋼棒８の長さは限定されるものではなく、折り畳まれた地盤補強用袋体３内に設置して掘削孔７内に挿入可能な長さを有していれば、可能な限り短いものであってもよい。この鋼棒の長さにより、必要とされる施工スペースが決定される。
【００６２】
この挿入工程について詳述する。図１４において、鋼棒２２として、それぞれが掘削孔７の孔長を３等分した長さを有する第１鋼棒２２ａ・第２鋼棒２２ｂ・第３鋼棒２２ｃが用意されている。先ず、法面２の掘削孔７の開口部に地盤補強用袋体３の先端部３ａを掘削孔７に対向するように設置し、地盤補強用袋体３内に第１鋼棒２２ａを挿入する。そして、図１５に示すように第１鋼棒２２ａの先端を地盤補強用袋体３の開口部３ｂ側から先端部３ａに突き当てながら、折り畳まれている地盤補強用袋体３を伸張させて掘削孔７内に挿入する。
【００６３】
第１鋼棒２２ａが略後端まで挿入されたら、図１６に示すように、第１鋼棒２２ａの後端と第２鋼棒２２ｂの先端とを連結する。この連結部分の強度は、十分確保されているものとする。そして、この連結部分の周囲には地盤補強用袋体３に対するスペーサー１１が設けられる。これにより、鋼棒２２が地盤補強用袋体３内で中央に保持され、造成される棒状体の鋼棒２２の被り厚さが確保される。
【００６４】
上記のように連結された鋼棒２２が、図１７に示すように、袋体３内に挿入され、第２鋼棒２２ｂの後端が袋体３の開口部３ｂ付近まで挿入されたら、第２鋼棒２２ｂの後端に第３鋼棒２２ｃの先端が連結され、その連結部分にスペーサー７が設けられる。このようにして、第１鋼棒２２ａ、第２鋼棒２２ｂ及び第３鋼棒２２ｃが連結され、地盤補強用袋体３内に完全に挿入される。以降、上述した注入工程が行われ、棒状体が造成される。
【００６５】
【実施例】
以下、具体的な実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
【００６６】
（実施例１）
図１８に示すように、地盤補強用袋体３の形状を、Ｒ１＝１５０（ｍｍ）、Ｒ２＝８０（ｍｍ）、Ｌ３＝２００（ｍｍ）、Ｌ４＝５０（ｍｍ）、Ｌ５＝４００（ｍｍ）とし、長さＬ６を４０００（ｍｍ）とした。そして、鋼棒８としてφ１９（ｍｍ）、長さ４５００（ｍｍ）の鉄筋棒を用い、自硬化性流体にセメント系ミルクを用いて、棒状体の造成を行った。
【００６７】
（比較例１）
図１９に示すように、地盤補強用袋体３の形状を、Ｒ１＝２００（ｍｍ）、Ｒ２＝８０（ｍｍ）、Ｌ３＝３２０（ｍｍ）、Ｌ４＝５０（ｍｍ）、Ｌ５＝４００（ｍｍ）とし、長さＬ６を４０００（ｍｍ）とした。そして、鋼棒８としてφ１９（ｍｍ）、長さ４５００（ｍｍ）の鉄筋棒を用い、自硬化性流体にセメント系ミルクを用いて、棒状体の造成を行った。
【００６８】
（実施例２）
図２０に示すように、地盤補強用袋体３の形状を、Ｒ１＝１５０（ｍｍ）、Ｒ２＝８０（ｍｍ）、Ｌ３＝２７５（ｍｍ）、Ｌ４＝１２５（ｍｍ）、Ｌ５＝７００（ｍｍ）とし、長さＬ６を４０００（ｍｍ）とした。そして、鋼棒８としてφ１９（ｍｍ）、長さ４５００（ｍｍ）の鉄筋棒を用い、自硬化性流体にセメント系ミルクを用いて、棒状体の造成を行った。
【００６９】
（比較例２）
図２１に示すように、地盤補強用袋体３の形状を、Ｒ１＝１５０（ｍｍ）、Ｒ２＝８０（ｍｍ）、Ｌ３＝３８０（ｍｍ）、Ｌ４＝２３０（ｍｍ）、Ｌ５＝７００（ｍｍ）とし、長さＬ６を４０００（ｍｍ）とした。そして、鋼棒８としてφ１９（ｍｍ）、長さ４５００（ｍｍ）の鉄筋棒を用い、自硬化性流体にセメント系ミルクを用いて、棒状体の造成を行った。
【００７０】
実施例１，２及び比較例１，２の棒状体の造成結果について、以下に示す。
【００７１】
比較例１のものは、自硬化性流体を加圧注入したときに、路盤５に亀裂が発生したため、途中で造成を中止した。地盤補強用袋体３の大径部の大きさが小径部の２．５倍となっており、地盤に作用した力が強過ぎたためであると思われる。
【００７２】
また、実施例１，２および比較例２については、セメント系ミルク注入時には特に問題は起こらなかったので、形成された棒状体について、引き抜き耐力と変位との関係を測定した。引き抜き耐力−変位曲線を図２２にまとめて示す。大径部間距離Ｌ３が３５０ｍｍ以上である比較例２は、引き抜き耐力−変位曲線の初期の傾きが実施例１，２よりも小さく、変位が大きくなるに従って、ほぼ同じ傾きで引き抜き耐力は上昇している。比較例２は大径部間距離Ｌ３が大きいため、各々の大径部間における土塊が完全に圧縮されるまでの間に発生する変位量が実施例１，２よりも大きくなっていると思われる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、請求項１の発明によれば、路盤から１ｍを超える深さに地盤補強用袋体を挿入するため、この地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧注入した場合であっても、路盤が盛り上がったり、路盤に亀裂が生じたりすることを抑制できる。
【００７４】
また、鉄道線路下などの法面に地盤補強用袋体を路盤に対し平行から路盤より深くなる方向に挿入することによって、地盤のすべり面を地盤補強用袋体が貫通する。
【００７５】
また、地盤補強用袋体に形成する大径部の寸法を、小径部に対し１．３〜２．０倍に設定することによって、自硬化性流体の加圧注入時に路盤が盛り上がったり、亀裂が生じたりすることがない。また、自硬化性流体の硬化後には、十分な引き抜き抵抗を持たせることができる。
【００７６】
また、地盤補強用袋体は軸方向に大径部と小径部とを交互に連続して有しているため、自硬化性流体の加圧注入によって膨張し、掘削孔の内壁を押し広げると共に表面が凹凸形状となるため、造成される棒状体の外周表面積が大きくなり周面摩擦力・支圧力が増大する。従って、１本当りの引き抜き力が高い地盤補強用の棒状体を確実に形成することができ、表面が凹凸形状ではない場合と比べて掘削される掘削孔を短いものとすることができる。また、同時に地盤補強用袋体の施工本数も少なくすることができる。
【００７７】
また、鋼棒を挿入することによって、棒状体の一体化が可能となるとともに、地盤補強用袋体を掘削孔に挿入する際に、容易に挿入することが可能となる。さらに、地盤補強用袋体内に設置された鋼棒に沿わせて大径部と小径部が伸張された状態で挿入されるため、掘削孔は地盤補強用袋体が挿入方向に伸張した状態で挿入可能な径を有していればよく、地盤補強用袋体のみが膨張して造成される棒状体と比較して掘削孔を極めて小さい径の掘削孔径とすることができる。従って、造成される棒状体の強度を保持しながら掘削孔を短くて径の小さいものとすることができるため、人力や小型機械による掘削が可能となり、且つ掘削土が少量ですむため、高い強度を実現しながら容易に施工することが可能である。
【００７８】
また、自硬化性流体が加圧注入され膨張する際、袋体は大径部の半径方向への膨張が主となり、軸方向への伸びが吸収されるので、棒状体の造成時に、地盤補強用袋体は軸方向に伸張せず、施工時に地盤の表層面に突出してしまうことがない。更に、地盤補強用袋体の自硬化性流体の注入に伴う伸張は、孔への挿入方向のみで起こるため、自硬化性流体の注入に伴いキンクを起こすことがない。従って、鋼棒は所定のグラウト被りが確保され、補強効果が確実に得られる。
【００７９】
また、請求項２によれば、自硬化性流体を加圧注入することによって、織物からの水分の脱水が促進され、自硬化性流体の硬化が早くなる。そのため、硬化物の強度が向上すると共に、強度の発現が早くなる効果が得られる。
【００８０】
また、請求項３によれば、法面から掘削孔に向かって４００ｍｍを超える長さ、好ましくは５００ｍｍ以上が小径部となるように地盤補強用袋体が形成されているため、法面２から一つ目の大径部までの距離が確保され、この地盤補強用袋体内に自硬化性流体を注入して、膨張、硬化した場合であっても、法面表面に亀裂や、隆起が生じることを抑制できる。
【００８１】
また、請求項４によれば、地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧、注入する際に、小径部が破断することなく、また、硬化後にも、十分な引き抜き抵抗を持たせることができる。
【００８２】
また、請求項５によれば、地盤補強用袋体内に自硬化性流体を加圧、注入する際に、小径部が破断することを抑制できる。
【００８３】
また、請求項６によれば、鋼棒の地盤補強用袋体に対する間隔を保持することができ、形成される棒状体内での鋼棒の被り厚さを確保することができる。
【００８４】
また、請求項７によれば、障害物等の存在により挿入方向の作業空間が掘削孔長よりも短い場合でも、蛇腹状の地盤補強用袋体と継ぎ足される鋼棒とをセットできる作業空間が確保されていれば、掘削孔に対する地盤補強用袋体の挿入を高い強度を実現しながら容易に行うことができる。
【００８５】
また、請求項８によれば、掘削孔への挿入方向に形成された大径部と小径部とを用いて伸張可能に蛇腹状に折り畳まれているため、高い収納性を得ることができると共に、掘削孔に挿入される先端部を後端部側から視通することができ、この結果、掘削孔の開口に地盤補強用袋体の先端部を位置させるようにセットした後に、鋼棒の先端を地盤補強用袋体の後端部側から先端部に突き当てながら伸張させることにより地盤補強用袋体を掘削孔内に挿入することができる。このような方法によると、掘削孔は地盤補強用袋体が鋼棒により挿入方向に伸張された状態で挿入可能な径を有していればよく、造成される棒状体と比較して掘削される孔を極めて小さい径の掘削孔径とすることができる。
【００８６】
請求項９の発明によれば、更に引抜き力が高い棒状体を確実に造成することができる。そのため、造成される棒状体を更に短くすることができ、同時に施工本数も少なくすることができ、現場での施工が容易となる。
【００８７】
請求項１０の発明によれが、地盤補強用袋体と筒状体とが嵌合した部分を出し入れすることによって長さを調整することができるため、設計変更その他施工上の問題等により削孔長が短くなった場合でも、地盤の表面に必要以上に長さの地盤補強用袋体を出すことがなく自硬化性流体の注入を行うことができる。
【００８８】
また、請求項１１によれば、掘削された孔内に、鋼棒が配置された表面が凸凹形状の自硬化性流体が効果した棒状体が設置されているため、地盤を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地盤補強方法の一実施形態例を示す概略図である。
【図２】図１における地盤１の主動領域と抵抗領域を説明するための図である。
【図３】本発明に係る地盤補強方法に用いられる地盤補強用袋体の一例を側面視した説明図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【図５】小径部の長さが短い場合における袋体への応力の作用状態を示す図である。
【図６】大径部間距離が長い場合における大径部間に存在する土塊の状態を説明するための図である。
【図７】地盤補強用袋体内に設けられている鋼棒およびスペーサーを説明するための図である。
【図８】本発明に係る地盤補強方法に用いられる地盤補強用袋体の他の形態例を示す図であり、縫製部側に拡径部が形成された袋体の一例を側面視した説明図である。
【図９】別形態例の地山補強用袋体を側面視した断面図であり、（ａ）は筒状体と地山補強用袋体が重ねられた状態、（ｂ）は筒状体が地山補強用袋体から引き出された状態である。
【図１０】本発明に係る地盤補強方法の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明に係る地盤補強方法の一例を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る地盤補強方法による地盤補強構造を示す概略図である。
【図１３】本発明に係る地盤補強方法に用いられる地盤補強用袋体の使用例の一例を示す図である。
【図１４】本発明に係る地盤補強方法、特に、鋼棒の挿入工程の一例を説明するための図である。
【図１５】本発明に係る地盤補強方法、特に、鋼棒の挿入工程の一例を説明するための図である。
【図１６】本発明に係る地盤補強方法、特に、鋼棒の挿入工程における鋼棒の継ぎ足す方法の一例を説明するための図である。
【図１７】本発明に係る地盤補強方法、特に、鋼棒の挿入工程の一例を説明するための図である。
【図１８】本発明に係る実施例１における地盤補強用袋体の側面図を示す図である。
【図１９】本発明に係る比較例１における地盤補強用袋体の側面図を示す図である。
【図２０】本発明に係る実施例２における地盤補強用袋体の側面図を示す図である。
【図２１】本発明に係る比較例２における地盤補強用袋体の側面図を示す図である。
【図２２】実施例及び比較例の地盤補強用袋体の引抜き耐力と変位との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  地盤
２  法面
３  地盤補強用袋体
４  鉄道線路
５  斜面上部（路盤）
６  地すべり面
７  掘削孔
８  鋼棒
９  大径部
１０  小径部
１１  スペーサー
１２  拡径部
１３  注入接続口
１４  自硬化流体
１５  用地境
【図１】
2005016266.tif 000003
【図２】
2005016266.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005016266.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005016266.tif 000014
【図１３】
2005016266.tif 000015
【図１４】
2005016266.tif 000016
【図１５】
2005016266.tif 000017
【図１６】
2005016266.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2005016266.tif 000020
【図１９】
2005016266.tif 000021
【図２０】
2005016266.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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