(57)【要約】【課題】多数の鉛直ドレーンや水平ドレーンを設ける手間をかけずに、効率よく地盤の圧密を行うことができる地盤圧密工法を提供する。【解決手段】地盤１に地下水位低下装置１０を埋設し、次いで地盤１表面を気密シート２で覆い、その後地下水位低下装置１０により地下水位を低下させることで地下水面と気密シート２との間の気圧を低減させ、地下水面と気密シート２との間の気圧と大気圧との差分の圧力を、気密シート２を介して地盤１に作用させる地盤圧密工法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に地下水位低下装置を埋設し、次いで地盤表面を気密シートで覆い、
その後前記地下水位低下装置により地下水位を低下させることで地下水面と前記気密シートとの間の気圧を低減させ、
地下水面と前記気密シートとの間の気圧と大気圧との差分の圧力を、前記気密シートを介して地盤に作用させることを特徴とする地盤圧密工法。
【請求項２】
前記気密シートの上部にさらに上載荷重を加えることを特徴とする請求項１に記載の地盤圧密工法。
【請求項３】
前記地下水位低下装置は、下端に透水性のストレーナ部を有し地盤に埋設されるストレーナ管と、
前記ストレーナ管の外周に形成されるフィルターと、
前記ストレーナ管内を排気することにより前記フィルターを透過して前記ストレーナ部から前記ストレーナ管内に地下水を流入させる真空ポンプと、
前記ストレーナ管内に配置された排水ポンプにより前記ストレーナ管内に流入した地下水を地上に排水する排水管と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の地盤圧密工法。
【請求項４】
地盤に地下水位低下装置を埋設し、次いで前記地下水位低下装置により地下水位を低下させるとともに、地盤に上載荷重を作用させることで地盤を圧密する地盤圧密工法において、
前記地下水位低下装置は、下端に透水性のストレーナ部を有し地盤に埋設されるストレーナ管と、
前記ストレーナ管の外周に形成されるフィルターと、
前記ストレーナ管内を排気することにより前記フィルターを透過して前記ストレーナ部から前記ストレーナ管内に地下水を流入させる真空ポンプと、
前記ストレーナ管内に配置された排水ポンプにより前記ストレーナ管内に流入した地下水を地上に排水する排水管と、
を備えることを特徴とする地盤圧密工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤圧密工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の地盤圧密工法としては、改良の対象となる地盤に多数の鉛直ドレーンを設け、その上部に水平ドレーンを設け、水平ドレーンの中央部に集水容器を埋設し、集水容器内の水を排水ポンプで排水するドレーン工法がある。この工法では、地盤中の地下水が鉛直ドレーンに浸透し、間隙水圧により上昇し、水平ドレーンを介して集水容器に排水される。このとき水平ドレーン及び集水容器の上部を気密シートで覆い、水平ドレーン及び集水容器の上部と気密シートとの間の空気を真空ポンプで排気することで、大気圧を地盤に上載荷重として作用させることができる。そして、地盤中の地下水の間隙水圧を増大させ、鉛直ドレーンへの排水を促進することで、圧密が促進される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６６２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記工法では、多数の鉛直ドレーンや水平ドレーンを設ける手間がかかるという問題があった。また、地盤中の地下水の排水を均一に行うため、気密シート下の空気を均一に吸い出す必要があった。
【０００４】
本発明の課題は、多数の鉛直ドレーンや水平ドレーンを設ける手間をかけずに、効率よく地盤の圧密を行うことができる地盤圧密工法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、地盤圧密工法であって、地盤に地下水位低下装置を埋設し、次いで地盤表面を気密シートで覆い、その後前記地下水位低下装置により地下水位を低下させることで地下水面と前記気密シートとの間の気圧を低減させ、地下水面と前記気密シートとの間の気圧と大気圧との差分の圧力を、前記気密シートを介して地盤に作用させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地盤圧密工法であって、前記気密シートの上部にさらに上載荷重を加えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の地盤圧密工法であって、前記地下水位低下装置は、下端に透水性のストレーナ部を有し地盤に埋設されるストレーナ管と、前記ストレーナ管の外周に形成されるフィルターと、前記ストレーナ管内を排気することにより前記フィルターを透過して前記ストレーナ部から前記ストレーナ管内に地下水を流入させる真空ポンプと、前記ストレーナ管内に配置された排水ポンプにより前記ストレーナ管内に流入した地下水を地上に排水する排水管と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、地盤に地下水位低下装置を埋設し、次いで前記地下水位低下装置により地下水位を低下させるとともに、地盤に上載荷重を作用させることで地盤を圧密する地盤圧密工法において、前記地下水位低下装置は、下端に透水性のストレーナ部を有し地盤に埋設されるストレーナ管と、前記ストレーナ管の外周に形成されるフィルターと、前記ストレーナ管内を排気することにより前記フィルターを透過して前記ストレーナ部から前記ストレーナ管内に地下水を流入させる真空ポンプと、前記ストレーナ管内に配置された排水ポンプにより前記ストレーナ管内に流入した地下水を地上に排水する排水管と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多数の鉛直ドレーンや水平ドレーンを設ける手間をかけずに、効率よく地盤の圧密を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態の地盤圧密工法が適用される地盤１を示す断面図である。地盤１は気密シート２により覆われている。気密シート２は空気を透過せず、地盤１の表面の圧密変形に追従して変形する。気密シート２としては、例えばビニールシート等の空気を透過しないシートを用いることができる。
【００１２】
なお、本発明の地盤圧密工法が適用される地盤１には、サンドドレーン、ペーパードレーン等の鉛直ドレーンや水平ドレーンを設けていない。その代わりに、地盤１には地下水位低下装置１０が埋設されている。
【００１３】
地下水位低下装置１０は、図１に示すように、フィルター２０と、ストレーナ管３０と、排水管４０と、真空ポンプ（図示せず）等からなる。
フィルター２０はストレーナ管３０の外周部に埋設されており、透水性を有する。フィルター２０としては、砂利や巻線等を用いることができる。フィルター２０内には周囲の地盤１から地下水が浸透する。
【００１４】
ストレーナ管３０は地盤１にほぼ鉛直に埋設されており、周囲にフィルター２０が設けられている。ストレーナ管３０は、例えば、鋼管等の非透水性のものからなり、上端は遮蔽され、下部には外周部に穴を設けて水が通るようにしたストレーナ部３１を有する。フィルター２０内の水はストレーナ部３１からストレーナ管３０内に吸引される。
【００１５】
ストレーナ管３０の上端には、吸引管３２が設けられている。吸引管３２には地上部に設けられた真空ポンプ（図示せず）と接続されている。ストレーナ管３０内部の空気は吸引管３２を介して真空ポンプにより排気される。
また、ストレーナ管３０の上部には、ストレーナ管３０内の圧力を計測する真空ゲージ３３が設けられている。
【００１６】
排水管４０は、ストレーナ管３０の上端を貫通して内部に挿入されており、下端に排水ポンプ４１が設けられている。排水ポンプ４１はストレーナ部３１よりも上方に設けられている。排水ポンプ４１は、例えば、ポンプ本体とモーター部が一体化されたものであり、排水管４０の下端に接続されている。
【００１７】
また、排水管４０には、ストレーナ管３０の上端よりも上方に、逆止弁４２が設けられている。逆止弁４２は、排水管４０内の地下水が地上に向かう方向に流れるときに開き、ストレーナ管３０内に向かって逆流するときに閉じる。
【００１８】
次に、本発明の地盤圧密工法の手順について説明する。
まず、地下水位低下装置１０の真空ポンプの駆動を開始し、ストレーナ管３０内を減圧する。すると、ストレーナ管３０内の気圧とフィルター２０外部の間隙水圧との圧力差により、フィルター２０内の地下水がストレーナ部３１よりストレーナ管３０内に浸透し始めるとともに、地盤１からフィルター２０内に地下水が浸透し始める。ストレーナ管３０内の水位は、ストレーナ管３０内の気圧とフィルター２０外部の間隙水圧との圧力差による圧力水頭に相当する高さまで上昇しようとする。このとき、真空ポンプによりストレーナ管３０内が減圧されている分、ストレーナ管３０内の気圧とフィルター２０外部の間隙水圧との圧力差が大きくなり、圧力水頭が増大するため、地下水が効率的にストレーナ管３０内に流入する。
【００１９】
ストレーナ管３０内の水位が圧力水頭に相当する高さに達する前に、排水ポンプ４１によりストレーナ管３０内に浸透した地下水を排水する。このため、ストレーナ管３０内の水位は常に圧力水頭よりも低い。したがって、地盤１からフィルター２０内に浸透した地下水は常にストレーナ部３１からストレーナ管３０内に流入する。
【００２０】
地下水の排水が継続されると、地盤１内の地下水位が低下する。すると、地盤１の表面が気密シート２によって覆われているため、地下水面と気密シート２との間の空気の容積が増大し、気圧が低下する。
【００２１】
気密シート２の下部の気圧が気密シート２の上部の気圧（大気圧）よりも低下すると、気密シート２は上下の圧力差により下向きに力を受けるため、地盤１は気密シート２より下向きに力を受け、圧密が促進される。
【００２２】
このように、本発明の地盤圧密工法によれば、地下水位低下装置１０により地下水位を低下させることにより、地下水面と気密シート２との間の気圧と大気圧との差分の圧力を地盤１に対する上載荷重として作用させることができ、地盤１の圧密を促進することができる。
【００２３】
なお、地盤１に対してさらに上載荷重を加えるために、図２に示すように、気密シート２の上部に盛土等の荷重材３を設け、地下水位低下装置１０による排水を行ってもよい。荷重材３を設けることにより、大気圧による上載荷重に加えて荷重材３の上載荷重を地盤１に加えることができ、さらに地盤１の圧密を促進することができる。
【００２４】
また、荷重材３のみで地盤１を圧密するのに充分な上載荷重が得られる場合には、図３に示すように、気密シート２を設けずに、地盤１の上に直接、荷重材３を設け、地下水位低下装置１０による排水を行ってもよい。地下水位低下装置１０により排水を行う前は、上載荷重は地盤１の土粒子骨格及び間隙水圧により支持されているが、排水を行うことで、上載荷重を土粒子骨格のみで支持することになるため、上載荷重により土粒子骨格が圧縮され、地盤１が圧密される。
【００２５】
同様に、地盤１の表面の通気性が低い場合（例えば粘性土等）や、荷重材３の通気性が低い場合にも、図３に示すように、気密シート２を設けずに、地盤１の上に直接、荷重材３を設け、地下水位低下装置１０による排水を行ってもよい。地盤１や荷重材３の通気性が低い場合には、地盤１内の気圧と大気圧との差分の圧力を地盤１または荷重材３に対する上載荷重として作用させることができ、地盤１の圧密を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の地盤圧密工法が適用される地盤１を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態の地盤圧密工法が適用される地盤１を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の地盤圧密工法が適用される地盤１を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１     地盤
２     気密シート
３     荷重材
１０   地下水位低下装置
２０   フィルター
３０   ストレーナ管
３１   ストレーナ部
４０   排水管
４１   排水ポンプ
【図１】
2007247184.tif 000003
【図２】
2007247184.tif 000004
【図３】
2007247184.tif 000005