(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底地盤の設定した置換範囲の軟弱土砂をグラブ浚渫船（１）でバージ（２）に浚渫し、固化処理船（３）でセメントを加えて固化処理し、その固化処理土（７）を、固化処理船（３）の水中打設管（４）を通して原地盤（５）に打設し、置換用の良質な土砂の調達の必要をなくしてなる床掘固化置換工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱な海底地盤において、改良が必要となる地盤を床掘して得た浚渫土に、セメントを混合して固化処理土とし、それを埋め戻して軟弱な海底地盤を改良する工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
海上、陸上を問わず、土砂置換による地盤改良工法は最も古くから用いられてきた地盤改良技術である。これは、軟弱な地盤層を掘削して取除いた後、良質な土砂を使って埋め戻し、地盤の支持力を向上させるやり方である。
【０００３】
この工法の中で、軟弱な海底地盤に岸壁や防波堤等の構造物を建設する場合にも、当該海底地盤の土砂を良質な土砂に置換する手法は一般的に用いられる地盤改良工法の一つである。こうした従来の土砂置換による地盤改良工事では、浚渫土が発生する一方で、置換のための土砂を新たに調達しなければならない。近年環境問題に対する関心が高まっている中、発生した浚渫土の処分ならびに置換用の山砂（または海砂）の確保が困難となってきたため、置換工法の採用は次第にサンドコンパクション工法（ＳＣＰ）に代るようになってきている。
【０００４】
しかし、サンドコンパクション工法は本質的には置換工法の一種であり、比較的高価である上、工事に伴う盛上がり土砂が発生すると共にコンパクションパイル（砂杭）用の良質な砂が必要となる。また、表層部において十分な改良効果が得られ難いことが最近判ってきた。
【０００５】
図１は、「港湾の敷設の技術上の設計基準・同解説（１９８６年版）」に例示されている軟弱地盤上の防波堤の形式である。置換対象となる軟弱土は、浚渫後に場外に搬出し適切な方法で処分する必要がある。同時に、置換用の土砂を新たに調達し現場に搬入して、適切な方法で埋め戻さなければならない。また、地震時の液状化防止のため、置換土砂の締固め状態について慎重に管理しなければならないといった問題がある。図１において、２０は置換砂、２１は基礎捨石、２２は被覆石、２３は根固方塊、１１はケーソン、２４は蓋コンクリート、そして２５は上部コンクリートである。また、１２は港内側であり、１３は港外側である。
【０００６】
なお、深層混合処理工法（ＣＤＭ）という方法があり、これは、比較的成熟した原位置固化処理技術であるが、処理単価が高いことに加え、原位置の土砂の状態を確認できずに施工するので土砂とセメントとの混練精度には限界がある。これを補うためにセメントを必要量の２〜３倍に配合することが一般的に必要となっており、問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は軟弱な海底地盤に港湾構造物を建設するための置換工法の地盤改良工事において、発生する浚渫土を完全に現地で再利用すること、置換用の良質な海砂（または山砂）を必要としないこと、工事区域を広範囲としないことを可能とする、いわゆる床掘固化置換方法を採用した床掘固化置換工法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
図２および図３を参照して説明する。本発明に係る床掘固化置換工法は、海底地盤の設定した置換範囲の軟弱土砂をグラブ浚渫船１でバージ２に浚渫し、固化処理船３でセメントを加えて固化処理し、その固化処理土７を、固化処理船３の水中打設管４を通して原地盤５に打設し、置換用の良質な土砂の調達の必要をなくしてなるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２および図３を参照して、本発明の実施形態を説明する。この床掘固化置換工法は、まず、海底地盤の設定した置換範囲における軟弱土をグラブ浚渫船１によってバージ２に浚渫する。なお、本実施形態においては浚渫に伴う汚濁を防止するためのグラブ枠１５を設けている。図３（ａ）はグラブ２で浚渫する状態を示し、（ｂ）は浚渫後の原地盤５を示す。
【００１０】
次に、浚渫土を積載したバージ２を固化処理船３に接舷し、浚渫土を固化処理船３に移す。続いて、固化処理船３で、浚渫土を選別して異物を取除いた後、適量のセメントを加えて固化処理する。そして、固化処理された固化処理土７を、固化処理船３の水中打設管４を通して原地盤５に打設して埋め戻す。図３（ｃ）は打設する状態を示し、（ｄ）は打設後の改良地盤６を示す。
【００１１】
また、固化処理土７の打設は水中打設管４を使用して行っているので、固化処理土７が打設完了まで海水と接触することがなく、よって、水中打設に伴う汚濁発生が極めて少なく、しかも固化処理土７の品質も良好に維持することができる。
【００１２】
この水中打設管４による水中打設は、当該水中打設管４を海底地盤に着底させて固化処理土７を圧入する方法を採用している。この方法で打設すると、例え浚渫後に海底地盤に若干の浮泥が残存しても、圧入によって浮泥が押し出されるため、浮泥が改良地盤６へ介在してしまう心配は殆どない。なお、固化処理工程において、浚渫土にセメントスラリーが添加されるので、改良地盤６は元の地盤に比べて１〜２割程度の体積膨張となる。
【００１３】
本発明に係る工法を採用する場合、置換範囲などの設計方法は従来の置換工法に準じて行うことができる。構造物の外部荷重が大きく、かつ軟弱地盤層の厚さが特に大きいといった場合は、必要とされる置換範囲は極端に大きくなることもあり得る。この場合、下部の地盤層についてはサンドコンパクション工法もしくは深層混合工法を、上部の地盤層については本発明の工法を併用して行った方が経済的となる場合がある。
【００１４】
ケーソン式混成堤形式の防波堤を用いる場合、高波によって大きな波圧がケーソン１１に作用し港内側１２のケーソン１１底部に大きな端趾圧がもたらされ、支持力不足による地盤破壊が発生する。本発明工法においては、港内側１２の固化処理土７に高圧縮強度部１０を設定することが容易であり、よって、地盤支持力の大幅な向上を図ることができる。１６はケーソン底部の端趾圧である。また、固化処理土７による改良地盤６とマウンド９は不透水であるから、ケーソン１１底部の被覆石にアスファルトマットを用いた止水構造を設けることで波圧時の揚力を有効になくし、ケーソン１１の滑動と転倒に関する安定性をさらに改善することができる。
【００１５】
本発明工法においては、いわゆる床掘施工を施すので、置換範囲は一般に逆台形状になるが、両側の三角部分は余分な改良部分と見るべきではなく、上部構造の伝達荷重の分散特性を考慮する上でこれは合理的な改良範囲の形状と考えるべきである。これにより、不同沈下の発生が抑制される。
【００１６】
本発明工法による改良地盤６において、さらに矢板や杭を設置する必要がある場合、これらを考慮したセメント配合調整が可能である。特に高強度の改良地盤６を必要とするときは、固化処理土７を打設後、早期に矢板や杭を設置して対応することが可能である。
【００１７】
本発明工法による置換完了後、改良地盤６の高さが原地盤５よりわずかに高くなることが予想されるが、ケーソン１１等の構造物を設置するときにマウンド９を必要とする場合は、図５に示す如く、他の場所から発生浚渫土を積極的に使用し、場外浚渫土の固化処理土８を用いてマウンド９の基礎を築くことができる。また、航路のシルテーション対策として潜堤を設けることが一つの有効手段であるが、図５の実施形態は幅を必要に縮小して、潜堤築造に用いることができる。
【００１８】
また、廃棄物処分場１４の護岸を築造する場合、本発明工法による基礎構造は理想的な止水構造となる。図６に示すように、護岸本体も場外浚渫土の固化処理土８だけで築造することができ、この場合、護岸全体はあらかじめ止水性のある構造となっているので、他の止水措置を講ずる際、その施工が容易となる。
【００１９】
なお、本発明工法による改良地盤６においては、地震時における液状化の可能性はない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の効果は次の通りである。（甲）地盤改良の対象となる浚渫土は、混在異物を除きほぼ１００％再利用できるので余分な浚渫土の処分問題が発生しない。（乙）置換用の良質な土砂の調達の必要がなくなり、工事費の削減を図ることができる。（丙）浚渫と固化処理土７の打設を同時に行うことができるので、工事区域が狭くて済み、短期間における大規模な改良工事にも対応できる。（丁）水中打設管４による水中打設を行うので、周辺海域への汚濁が従来の置換工法と比較して少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の砂置換工法を示す説明図である。
【図２】  本発明工法を示す説明図である。
【図３】  本発明工法の工程を示す説明図である。
【図４】  本発明工法を防波堤に用いる説明図である。
【図５】  本発明工法をマウンド又は潜堤に用いる説明図である。
【図６】  本発明工法を廃棄物処分場の護岸に用いる説明図である。
【符号の説明】
１    グラブ浚渫船
２    バージ
３    固化処理船
４    水中打設管
５    原地盤
６    改良地盤
７    固化処理土
８    場外浚渫土の固化処理土
９    マウンド
１０  高圧縮強度部
１１  ケーソン
１２  港内側
１３  港外側
１４  廃棄物処分場
１５  グラブ枠
１６  端趾圧
２０  置換砂
２１  基礎捨石
２２  被覆石
２３  根固方塊
２４  蓋コンクリート
２５  上部コンクリート
【図１】
0004523706.tif 000002
【図２】
0004523706.tif 000003
【図３】
0004523706.tif 000004
【図４】
0004523706.tif 000005
【図５】
0004523706.tif 000006
【図６】
0004523706.tif 000007