(57)【要約】【課題】  関東ローム層土又は腐植土のような軟弱地盤で、表層や柱状の地盤改良工事をする場合、多量の水硬性硬化剤の添加や、排土を要することなく、高い硬度、強度のでる地盤改良ができるようにする。【解決手段】  関東ローム層土又は腐植土を多量に含む土質の地盤改良で、排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及びセメントを添加し、その掘削土と、添加した土砂及びセメントとを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させる。要すれば、水を添加しながら混合攪拌する。セメントに加えて土砂も添加されているため、比較的少ないセメントの添加で、排土を要することなく、十分な硬度及び強度のある地盤に改良される。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤を添加し、その掘削土と、添加した土砂及び水硬性硬化剤とを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させることを特徴とする地盤改良方法。
【請求項２】
排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤を同時に添加し、その掘削土と、添加した土砂及び水硬性硬化剤とを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させることを特徴とする地盤改良方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、その掘削土と、添加した土砂及び水硬性硬化剤に、適量の水を加えて混合攪拌することを特徴とする地盤改良方法。
【請求項４】
排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤を混合、攪拌してなる水性スラリーを添加し、その掘削土と、添加した水性スラリーとを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させることを特徴とする地盤改良方法。
【請求項５】
前記土砂が微細に分割されているものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の地盤改良方法。
【請求項６】
前記地盤が、関東ローム層土を多量に含む土質である、請求項１〜５のいずれかに記載の地盤改良方法。
【請求項７】
前記地盤が、腐植土を多量に含む土質である、請求項１〜５のいずれかに記載の地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排土することなく地盤を掘削し、掘削した掘削土と、セメントなどの水硬性硬化剤（セメント系又は石灰系の粉体又はスラリー（ミルク又は泥しょう））を混合攪拌して地盤を硬化（固化又は固結）させる地盤改良方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設の基礎工事として軟弱地盤の地盤改良が広く行われている。この地盤改良には、比較的広い面積を浅く地盤改良する表層（平面又は平板）改良と、柱状に比較的深く地盤改良する柱状改良とがある。表層改良は、例えば、バックホーで、表層の地盤を排土することなく掘削し、その掘削土とセメントなどの水硬性硬化剤とを混合攪拌し、所定のエリアについて地盤改良するのである。
【０００３】
また、柱状改良は、例えば、掘削軸の下端部に掘削翼を備えると共にその上に攪拌翼等を備えた地盤改良装置を用い、掘削軸を回転させて掘削翼や攪拌翼で軟弱地盤を柱状に、排土することなく掘削し、その掘削土中に、掘削軸の先端から水硬性硬化剤を含む水性スラリー（以下、単にスラリーともいう）を吐出し、このスラリーと掘削土とを混合、攪拌して地盤を柱状（円柱状）に地盤改良するのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような地盤改良を行っても、関東ローム層に代表される、火山灰や軽石を母材（主体）とする土壌の地盤では、地盤の硬化（固結）硬度が上がらず、強度がでないといった問題があった。これは、関東ローム層土は火山灰を多く含む土壌のためである。また、腐植土のように、堆積した腐植質を多く含む土層をもつ地盤でも、地盤の硬度が上がらず、強度がでないといった問題があった。腐植土は、その成分に由来し、含水率が高く、土質も粗密なためである。
【０００５】
このため、こうした土質（土壌、地質）における軟弱地盤の改良では、必要以上の水硬性硬化剤の添加を行う必要があった。一方、多くの水硬性硬化剤の添加にもかかわらず、その割には、地盤の硬度、強度の向上が図られないのが実情であり、建築基礎としての問題があるとの指摘があった。その上、このような地盤改良では、水硬性硬化剤を多く要するため、施工コストのアップを招いていた。さらに、水硬性硬化剤を多く使用すれば、セメント等に含まれる六価クロム等の汚染物質の土壌への溶出も多くなり、環境問題を招く要因ともなっていた。こうしたことから、腐植土の表層地盤改良においては、改良対象の腐植土を掘削して排土し、そこに別の上質の土砂を入れてから、水硬性硬化剤を添加して、混合を行う場合もあったが、この場合には、排土を要する分、施工コストの著しい増大を招いていた。
【０００６】
本発明は、前記問題点を解消すべくなされたもので、関東ローム層土又は腐植土のような軟弱地盤において、表層や柱状の地盤改良工事をする場合において、多量の水硬性硬化剤の添加や、排土を要することなく、高い硬度、強度のでる地盤改良方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の地盤改良方法は、排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤を添加し、その掘削土と、添加した土砂及び水硬性硬化剤とを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させることを特徴とする地盤改良方法である。
【０００８】
このように、地盤改良をする現場で、掘削土に水硬性硬化剤だけでなく、土砂をも添加して混合攪拌することとしたため、関東ローム層土を多量に含む土質や、腐植土を多量に含む土質の地盤改良でも、水硬性硬化剤のみを多量に添加することや、排土を要することなく、硬度、強度の高い地盤を得ることができる。腐植土のように、硬度及び強度が特にでにくい土壌の地盤改良において効果的である。なお、水硬性硬化剤の添加量は、通常の軟弱地盤において改良対象となすべき地盤の容積に対して一般に添加する量でよく、添加する土砂の量と掘削する掘削土の量を合算したものを改良対象となすべき地盤の容積として設定すればよい。なお、添加する土砂の量は、硬化後における硬度、強度が確保される範囲において施工、工事対象の土質に応じて適宜に設定すればよい。
【０００９】
本発明において、水硬性硬化剤としては、ポルトランド系セメント、ポルトランド系セメントにフライアッシュやシリカを混合したフライアッシュセメント、高炉セメント、或いはシリカセメントのようなセメント（混合セメント）をあげることができる。また、添加する土砂としては、良質土が好ましいが、粘性土、砂質土のいずれであってもよい。ただし、粗い粒、細かい粒の砂、粘土を乾燥させて微細に分割した粗粒、細粒からなる粉体、粒体でもよい。また、砂利、砕石を微細に破砕、粉砕してなるものを用いてもよい。
【００１０】
請求項２の地盤改良方法は、排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤を同時に添加し、その掘削土と、添加した土砂及び水硬性硬化剤とを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させることを特徴とする地盤改良方法である。土砂及び水硬性硬化剤は、別々に添加してもよいが、本発明のように同時に添加することにすれば、その分、施工が容易となり、工事の短時間化が図られる。なお、土砂及び水硬性硬化剤とを含み、該土砂及び該水硬性硬化剤を混合、攪拌してなるもの（地盤改良材）を予め用意しておくことよい。このような地盤改良材によれば、これを改良すべき地盤の現場に持ち込むことで工事が容易に行える。請求項３の地盤改良方法は、請求項１又は２において、その掘削土と、添加した土砂及び水硬性硬化剤に、適量の水を加えて混合攪拌することを特徴とする地盤改良方法である。含水率が高ければ、水をかけることを要しないが、含水率が低ければ、このように別途水を適量添加して混合攪拌する。
【００１１】
請求項４記載の地盤改良方法は、排土することなく地盤を掘削し、その掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤を混合、攪拌してなる水性スラリーを添加し、その掘削土と、添加した水性スラリーとを混合攪拌して掘削した地盤を硬化させることを特徴とする地盤改良方法である。
【００１２】
請求項１〜３において、水硬性硬化剤は粉体として添加するのが好ましい。ただし、請求項４記載に記載のように、土砂と共に水で混合してなる水性スラリーとし、この水性スラリーとして添加することで、より均質に混じりやすくなるため、好ましい硬度が得られる。柱状改良においては掘削土と混合攪拌させ易いため特に効果的である。また、別途、水を混合攪拌することを要しないため、施工の簡易化が図られる。
【００１３】
請求項５記載の地盤改良方法は、前記土砂が微細に分割されているものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の地盤改良方法である。また、請求項６記載の地盤改良方法は、前記地盤が、関東ローム層土を多量に含む土質である、請求項１〜５のいずれかに記載の地盤改良方法である。そして、請求項７記載の地盤改良方法は、前記地盤が、腐植土を多量に含む土質である、請求項１〜５のいずれかに記載の地盤改良方法である。なお、請求項６又は７において「多量」とは、関東ローム層土又は腐植土が、現場における土壌の全体の重量に対し、３０重量％以上含まれている場合をいう。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、関東ローム層土や腐植土を多く含む土壌における表層や柱状の地盤改良においても、多量の水硬性硬化剤の添加や、排土を要することなく、高い硬度、強度のでる地盤改良を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の方法の実施の形態を説明する。例えば、関東ローム層土又は腐植土の地質の表層改良では、改良対象の地盤面（領域）を排土することなくバックホウで掘削する。そして、その掘削土に、上質な土砂及び水硬性硬化剤としてセメント（粉体）を添加し、それらが均質になるように混合攪拌する。このとき、添加する土砂の量は、掘削土の質に応じ、セメントを加えて混合攪拌して硬化させた場合に所望とする硬度、強度が得られるように設定する。関東ローム層土又は腐植土でも、硬度、強度ので易さは現場ごとまちまちであるためである。また、含水率が低ければ、適宜、水をふりかけながら混合、攪拌する。
【００１６】
セメントの量は、通常の土質の場合と同様に、掘削土と添加する土砂の合計量に対して適量に設定すれば良い。例えば、掘削土及び添加土砂の合計１ｍ３に対しセメント粉体８０ｋｇである。また、水は地盤ないし地質の含水状態に応じて適量添加すればよい。
【００１７】
こうして、その掘削土と、添加した土砂及びセメントとを混合攪拌する。ただし、要すれば、地表面を加圧する。そして放置し、掘削、混合攪拌した地盤を硬化（固結）させることで地盤改良がなされる。かくして関東ローム層土や腐植土を多量に含む土質の地盤改良においても、所望とする固結硬度が得られ、高い強度の地盤が得られる。
【００１８】
なお、前記においては、掘削した掘削土に、土砂及び水硬性硬化剤（粉体）を別々に添加して混合攪拌した場合を説明したが、これらは同時に添加してもよい。このように同時に添加する場合には、予め、土砂及び粉体の水硬性硬化剤を所定の比率で混合、攪拌したもの（地盤改良材）として、準備しておき、これをその掘削土に添加して混合攪拌するようにしてもよい。このようにして施工する場合には、土砂とセメントを掘削土に混合するのが容易となり、施工の工程の単純化が図られる。なお、予め、土砂及び水硬性硬化剤（粉体）とを混合、攪拌したものとして準備しておく際のその混合比は、改良現場の地質に応じて適宜に設定しておく。ただし、土砂とセメントの混合比は各種のものを容易しておくとよい。
【００１９】
前記形態では、土砂及び水硬性硬化剤（セメント）を掘削土に添加し、そして混合、攪拌した場合で説明したが、土砂及び水硬性硬化剤を混合、攪拌してなる水性スラリーを掘削土に添加し、その掘削土と、添加した水性スラリーとを混合攪拌し、その後、地盤を硬化させるようにしてもよい。なお水性スラリーは、例えば、セメント粉体１００ｋｇに対し、水８０リットルを加えて攪拌し、これに土砂をセメント比３０％加えたものが例示される。また、前記においては水硬性硬化剤として、セメント（粉体）を用いたが、これに限定されるものではない。
【００２０】
前記においては表層改良の場合で説明したが、地盤改良が柱状改良の場合にも適用できる。ただし、この場合には、土砂及び水硬性硬化剤を混合、攪拌してなる水性スラリーを添加し、掘削土と混合攪拌するのが好ましい。水性スラリーを添加する場合には、深さの深い柱状改良においても、これを掘削土と均質に混合攪拌させ易いためである。
【００２１】
なお、柱状に地盤改良するにあたっては、中空状の掘削軸（回転駆動軸）であり、先端に掘削翼を備えると共にその上に攪拌翼を備えた従来公知の掘削攪拌装置でもって、掘削軸を回転及び下動及び上動して地盤を掘削する。そして、調製した水性スラリーをチューブを介して圧送し、掘削軸の中を通してその先端から、掘削土中に吐出して添加しながら、混合攪拌し、例えば柱状に地盤を硬化させるのである。かくして得られた柱体は、硬度、強度の高いものとなる。
【００２２】
因みにこのようなスラリーは次のようにして製造できる。例えば槽に溜められた一定量の水に、セメントと微細に分割された土砂を適量投入して混合することで調製される。