(57)【要約】    【課題】地盤への載荷圧力を自由にコントロールできて、軟弱地盤に含まれる水と空気とを効率よく、確実に排出することができる軟弱地盤の改良工法であり、しかも地盤改良後の地盤の支持力増加のための盛土に代わる残留沈下対策としても有効な軟弱地盤の改良工法を提供すること。    【解決手段】シート端末を改良地盤の周辺部Ｂ内に固定した気密シート２１で改良地盤Ａ上面を覆い、該気密シート２１下に真空圧を負荷することで前記改良地盤Ａに改良地盤周辺部Ｂと隔離された減圧領域を造り出し、これにより前記改良地盤Ａ中の間隙水を排水することで、前記改良地盤Ａを硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良工法において、  前記気密シート２１が上側シート２２と下側シート２３とからなる二重構造を有しており、該気密シート２１の上側シート２２の膨出を抑えた状態で前記上側シート２２と下側シート２３との隙間２４内に流体を注入して前記下側シート２３のみを膨出させて前記改良地盤Ａを加圧するようにしたことを特徴とする。  【選択図】図１
2007278008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート端末を改良する軟弱地盤（以下、改良地盤という）の周辺部内に固定した気密シートで改良地盤上面を覆い、該気密シート下に真空圧を負荷することで前記改良地盤に改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出し、これにより前記改良地盤中の間隙水を排水することで、前記改良地盤を硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良工法において、
前記気密シートが上側シートと下側シートとからなる二重構造を有しており、該気密シートの上側シートの膨出を抑えた状態で前記上側シートと下側シートとの隙間内に流体を注入して前記下側シートのみを膨出させて前記改良地盤を加圧するようにしたことを特徴とする軟弱地盤の改良工法。
【請求項２】
気密シートの上側シートに引張抵抗材料を一体化した引張抵抗性シートを用いることで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項３】
改良地盤周辺部に固定したネット、ロープ、および引張抵抗性帯状シートから選ばれる引張抵抗材料を気密シートの上側シート上面に張設することで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項４】
改良地盤内に打設して鉛直供給路を造成する鉛直ドレーンの上端を気密シートの下側シートを貫通し上側シートに接続することで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法。
【請求項５】
流体が空気又は水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軟弱地盤の改良工法。
【請求項６】
気密シートが生分解性材料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば湖沼周囲の埋立造成区域などの軟弱地盤に好適な軟弱地盤の改良工法に関する。詳細には軟弱地盤の改良に伴う改良地盤周辺部の地下水の低下を効果的に抑制できる軟弱地盤の改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟弱地盤の改良工法としては、改良する軟弱地盤（以下改良地盤という）上面を気密シートで被覆して前記改良地盤中に真空圧を負荷して、前記改良地盤中に改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出すと共に、軟弱地盤上に盛土を施して盛土の圧密載荷重を負荷することで、軟弱地盤を硬質地盤へと改良するようにしたものがある。
【０００３】
具体的には、図５に示すように、改良地盤Ａ中に所定の間隔をおいて鉛直ドレーン材１を打設し、次いで、この各鉛直ドレーン材１の上端部１ａに接触するように水平ドレーン２を配置し、次いで、この水平ドレーン材２に真空タンク４を介して真空ポンプ５に繋がる集水管３を接続し、さらに改良地盤Ａ上面を前記鉛直ドレーン材１の上端部１ａ、水平ドレーン材２及び集水管３とともに気密シート７で被覆する。この後、前記集水管３に真空タンク４を介して接続する真空ポンプ５を稼働させるのである。
【０００４】
これにより、真空ポンプ５からの真空圧は、水平ドレーン材２および鉛直ドレーン材１を介して改良地盤Ａへと伝播し、鉛直ドレーン材１を中心にその周囲の地盤を減圧状態の領域（以下減圧領域という）とする。
【０００５】
真空圧は、減圧領域となった鉛直ドレーン材１周りの地盤から、さらに外側周りの地盤へと伝播してゆき、この結果、鉛直ドレーン材１へと向かう地盤加圧（水圧、土圧）が発生する。
【０００６】
この地盤加圧に従って、鉛直ドレーン材１周囲の地盤に含まれる間隙水は鉛直ドレーン材１に向かって吸い出され、鉛直ドレーン材１、水平ドレーン材２及び集水管３を排水経路として排水され、これに伴って鉛直ドレーン材１周囲の地盤のさらに外側周りの地盤も減圧領域となる。
【０００７】
こうして、鉛直ドレーン材１を中心にしてその周囲の地盤に減圧領域が広がり、やがて改良地盤Ａ全域が減圧領域となり、同時に鉛直ドレーン材１を中心にして圧密、強度増加が進行し、改良地盤Ａ全域の圧密、強度増加が行われることになる。
【０００８】
以上の如くして、硬質地盤へと改良がなされる一方で、気密シート７上に盛土６を施すことにより、該盛土６の圧密載荷重によって改良地盤Ａの圧密脱水を行い、前述の圧力差による吸い出しと共働して、改良地盤Ａの圧密沈下が促進されるのである（特許文献１参照）。
【０００９】
こうして改良された後の軟弱地盤上にはビルや工場、或いは道路などの構造物が構築されたりするが、これらの構造物を改良地盤上に構築することで、その構造物の荷重によって改良地盤の沈下が進行することから（残留沈下）、改良地盤には前記構造物の荷重以上の荷重（盛土）を載荷して、該改良地盤の支持力を増加させていた。
【特許文献１】特許第３２７０９６８号掲載公報（請求項１および２、図７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、改良地盤上への荷重を載荷するため盛土を施すためには、載荷の材料となる土砂の持ち込み、持ち出しに伴って多くの労力と費用を必要としていた。また、改良地盤上に構築する構造物の荷重に見合う荷重となる盛土を正確に施すことは難しく、改良地盤上に構築する構造物の荷重を大きく上回る必要以上の荷重となる盛土を施すこともあり、大変に不経済であった。
【００１１】
本発明は、このような技術的課題に鑑みなされたものであり、地盤への載荷圧力を自由にコントロールできて、軟弱地盤に含まれる水と空気とを効率よく、確実に排出することができる軟弱地盤の改良工法であり、しかも地盤改良後の地盤の支持力増加のための盛土に代わる残留沈下対策としても有効な軟弱地盤の改良工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シート端末を改良地盤の周辺部内に固定した気密シートで改良地盤上面を覆い、該気密シート下に真空圧を負荷することで前記改良地盤に改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出し、これにより前記改良地盤中の間隙水を排水することで、前記改良地盤を硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良工法において、
前記気密シートが上側シートと下側シートとからなる二重構造を有しており、該気密シートの上側シートの膨出を抑えた状態で前記上側シートと下側シートとの隙間内に流体を注入して前記下側シートのみを膨出させて前記改良地盤を加圧するようにしたことを特徴とする軟弱地盤の改良工法をその要旨とした。
【００１３】
請求項２記載の発明は、気密シートの上側シートに引張抵抗材料を一体化した引張抵抗性シートを用いることで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の軟弱地盤の改良工法をその要旨とした。
【００１４】
請求項３記載の発明は、改良地盤周辺部に固定したネット、ロープ、および引張抵抗性帯状シートから選ばれる引張抵抗材料を気密シートの上側シート上面に張設することで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法をその要旨とした。
【００１５】
請求項４記載の発明は、改良地盤内に打設されて鉛直供給路を造成する鉛直ドレーンの上端を気密シートの下側シートを貫通し上側シートに接続することで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法をその要旨とした。
【００１６】
請求項５記載の発明は、流体が空気又は水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軟弱地盤の改良工法をその要旨とした。
【００１７】
請求項６記載の発明は、気密シートが生分解性材料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の軟弱地盤の改良工法にあっては、気密シート内への流体を注入によって該気密シートを構成する下側シートを膨出させて改良地盤を加圧し、この下側シートの膨出による載荷圧によって改良地盤の圧密沈下を促進するようになっているので、気密シート内への流体を注入量を適宜調節して注入するだけで、地盤に最適な載荷圧を簡単に付与することができる。このため、従来の土砂の持ち込み、持ち出しといった作業を要する盛土荷重に比べて、地盤への載荷圧のコントロールがきわめて容易であり、軟弱地盤に含まれる水と空気とを効率よく、しかも確実に排出することができる。また、そのために要する労力や費用を大幅に削減することができる。また、この軟弱地盤の改良工法によれば、地盤改良後の地盤の支持力増加のための盛土に代わる残留沈下対策としてきわめて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の軟弱地盤の改良工法を図面に示した一実施の形態に従って説明する。本発明の軟弱地盤の改良工法（以下単に改良工法という）は、軟弱地盤に真空圧を利用して改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出し、前記軟弱地盤中の間隙水を排水することで、前記軟弱地盤を硬質地盤へと改良するものである。
【００２０】
改良地盤中に真空圧を利用して改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出す方法としては特に限定されない。例えば本発明者が提案している特許第３２７０９６８号掲載公報や特開２００３−５５９５１号公報に記載されている改良工法が、従来のサンドマットを用いた従来工法に比べて、より効率的に真空圧を改良地盤中に負荷することができ、より効果的な改良が実現できるという点で好ましい。
【００２１】
特許第３２７０９６８号掲載公報に記載の改良工法は、シート端末を改良地盤の周辺部内に固定した気密シートで改良地盤上面を覆い、該気密シート下に真空圧を負荷することで前記改良地盤に改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出す方法であり、図１に示すように、改良地盤Ａ中に上端部を残して所定の間隔をおいて鉛直ドレーン材１１を打設することにより、改良地盤Ａ中に鉛直排水壁を造成する工程と、真空ポンプＰに連結された水平ドレーン１２を鉛直ドレーン１１の上端部と接触するように水平状に配置する工程と、改良地盤Ａ上を鉛直ドレーン材１１の上端部、水平ドレーン材１２、および集水管１４とともに気密シート２１で覆い、そのシート端末を改良地盤周辺部Ｂ内に固定する工程と、水平ドレーン１２と集水管１４及び真空タンク１５を介して繋がる真空ポンプＰを稼働させて改良地盤Ａ内の鉛直ドレーン１１を中心にその周囲に真空圧の状態（減圧領域）造り出す工程とからなるものである。
【００２２】
真空圧は、減圧領域となった鉛直ドレーン材１１周りの地盤から、さらに外側周りの地盤へと伝播してゆき、この結果、鉛直ドレーン材１１へと向かう地盤加圧（水圧、土圧）が発生する。
【００２３】
この地盤加圧に従って、鉛直ドレーン材１１周囲の地盤に含まれる間隙水は鉛直ドレーン材１１に向かって吸い出され、鉛直ドレーン材１１、水平ドレーン材１２及び集水管１４を排水経路として排水され、これに伴って鉛直ドレーン材１１周囲の地盤のさらに外側周りの地盤も減圧領域となる。
【００２４】
こうして、鉛直ドレーン材１１を中心にしてその周囲の地盤に減圧領域が広がり、やがて改良地盤Ａ全域が減圧領域となり、同時に鉛直ドレーン材１１を中心にして圧密、強度増加が進行し、改良地盤Ａ全域の圧密、強度増加が行われることになる。
【００２５】
また、特開２００３−５５９５１号公報に示すように、地盤改良に際して、真空圧を負荷して改良地盤中に減圧領域を造り出すことにより、改良地盤内から吸い出された間隙水を前記真空圧の伝播経路とは別の排水経路を通じて排出するようにしてもよい。
【００２６】
具体的には、図１に示すように、改良地盤Ａ中に所定の間隔をおいて設置した各鉛直ドレーン材１１に水平ドレーン材１２を介して繋がる集水管１４下側の改良地盤Ａ内に改良地盤Ａ外へと通じる排水タンク１６を配置し、前記集水管１４に集水された間隙水を重力を利用して空気と分離して前記排水タンク１６へと排水するのである。
【００２７】
この場合、図１に示すように、排水タンク１６には排水ポンプ１８内蔵の主排水タンク１９と繋がる排水管１７が接続されており、排水タンク１６内の間隙水はこの排水管１７を通じて主排水タンク１９へと排水され、主排水タンク１９内の排水ポンプ１８によって真空タンク１５へと強制的に排出されるようになっている。
【００２８】
本発明は、上述した改良工法において、従来の改良地盤Ａの圧密沈下を促進する盛土に代わる圧密載荷重となる、新たな地盤の載荷方法を提案するものであり、上側シートと下側シートとからなる二重構造を有する気密シートの上側シートの膨出を抑えた状態で前記上側シートと下側シートとの隙間内に流体を注入して前記下側シートのみを膨出させて前記改良地盤を加圧するようにしたことで特徴づけられたものである。
【００２９】
図１及び図２に示すように、気密シート２１は、本発明の特徴をなすものであり、上述のように、シート端末が改良地盤周辺部Ｂ内に埋設固定された気密シート２１で改良地盤Ａ上面を鉛直ドレーン材１１の上端部、水平ドレーン１２、および集水管１４とともに覆うことで、真空ポンプＰからの真空圧が、集水管１４、水平ドレーン１２、および鉛直ドレーン１１を通じて改良地盤Ａ内に確実に伝播され、これにより高効率な真空圧密が実現できるようになっている。
【００３０】
この気密シート２１は、上側シート２２と下側シート２３とからなる二重構造を有するものである。上側シート２２には、流体注入による気密シート２１内部の圧力がそのまま下側シート２３に伝わり、下側シート２３のみが膨出するようにするため、膨出による引張力に対し十分な抵抗力を有するものが望ましく、具体的には合成樹脂シートに金網、ネット、ワイヤーなどの引張抵抗材料を一体化した引張抵抗性シートが好適である。
【００３１】
一方、下側シート２３には、気密性を有し、かつ流体注入による気密シート２１内部の圧力で伸張する性能を持つシートが望ましく、具体的には合成樹脂シート、或いはこの合成樹脂シート表面に織物や編物、不織布といった繊維基材であって、伸張性を有するものをラミネートしてピンホールの発生を防止した非通気性シートなどが好適である。
【００３２】
また気密シート２１は、図２に示すように、上側シート２２と下側シート２３とが一定の間隔で接着されており、その接着部分２５によって該気密シート２１の膨出形態が造られるようになっている。
【００３３】
そして、この気密シート２１の上側シート２２と下側シート２３との隙間２４にポンプ（図示しない）を介して水または空気などの流体を注入すると、上側シート２２は、流体注入による気密シート２１内部の圧力（膨出力）に対抗して伸張しないか、或いは僅かな伸張に留まって、膨出が抑えられる。
【００３４】
一方、下側シート２３は、流体注入による内部圧力（膨出力）で膨出し、改良地盤Ａを押圧する。この下側シート２３の膨出による載荷圧は改良地盤Ａに伝播し加圧するので、減圧（真空負荷）された改良地盤Ａを加圧し、該改良地盤Ａの圧密沈下を促進すようになる。
【００３５】
尚、上記気密シート２１には、これを地盤改良後、埋め殺しとしたときに、自然に分解するように生分解性プラスチックなどの生分解性材料からなるものを用いるのが望ましい。
【００３６】
次に、本発明の改良工法の別の形態について説明する。図３に示す形態では、上述の図１及び図２に示す気密シート２１を用いている。そして、この気密シート２１の上側シート２２上面に、改良地盤周辺部に固定したネット、ロープ、および引張抵抗性帯状シートから選ばれる引張抵抗材料３０を張設するのである。
【００３７】
これにより、気密シート２１の上側シート２２上面に張設された引張抵抗材料３０の引張抵抗力が流体注入による気密シート２１内部の圧力（膨出力）を押さえ込み、該上側シート２２の膨出が抑えられるようになっている。
【００３８】
尚、図３に示す形態において、気密シート２１の上側シート２２に引張抵抗材料を一体化した引張抵抗性シートからなるものを用いることもできる。この場合、引張抵抗材料３０の引張抵抗力と上側シート２２自身が持つ引張抵抗力とによって流体注入の圧力による膨出がさらに効果的に抑えるられるようになっている。
【００３９】
図３に示す形態における引張抵抗材料３０についても、気密シート２１と同じく生分解性プラスチックなどの生分解性材料からなるものを用いるのが望ましい。
【００４０】
次に、本発明の改良工法のさらに別の形態について説明する。図４に示す形態は、改良地盤Ａ内に打設されて鉛直供給路を造成する鉛直ドレーン１１の上端を気密シート２１の下側シート２３を貫通し、上側シート２２の内面に縫合、接着、熱融着などの方法で接続することで、前記上側シートの膨出を抑えるようにしたものである。
【００４１】
改良地盤Ａ内に打設された鉛直ドレーン１１を上側シート２２の内面に接続し、この状態で気密シート２１の上側シート２２と下側シート２３との隙間２４に水または空気などの流体を注入すると、上側シート２２には流体注入による内部圧力（膨出力）で上側に膨出しようとする力が働く。このため、上側シート２２に接続された鉛直ドレーン１１には、引き抜き力が働くことになる。ところが鉛直ドレーン１１には、周囲の地盤との間に摩擦力が作用することから、上側シート２２に接続された鉛直ドレーン１１がアンカーとしての役割を果たし、上側シート２２の膨出を抑えるようになる。
【００４２】
尚、この形態で用いる鉛直ドレーン１１には、ピアノ線、金網、ネットなどの引張抵抗材料を複合して上記引き抜き力に対抗できるようにするのが望ましい。
【００４３】
尚、図４に示す形態において、気密シート２１の上側シート２２に引張抵抗材料を一体化した引張抵抗性シートからなるものを用いることもできる。この場合、上側シート２２に接続された鉛直ドレーン１１がアンカーとしての役割と、上側シート２２自身が持つ引張抵抗力とによって流体注入の圧力による膨出がさらに効果的に抑えるられるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の改良工法の適用例を示した断面模式図。
【図２】同じく図１の平面図。
【図３】本発明の改良工法の別の形態を示した断面模式図。
【図４】本発明の改良工法のさらに別の形態を示した断面模式図。
【図５】従来の改良工法の適用例を示した模式図。
【符号の説明】
【００４５】
１１  ・・・鉛直ドレーン材
１２  ・・・水平ドレーン材
１４  ・・・集水管
１５  ・・・真空ポンプ
２１  ・・・気密シート
２２  ・・・上側シート
２３  ・・・下側シート
２４  ・・・隙間
３０  ・・・引張抵抗材料
Ａ  ・・・改良地盤
Ｂ  ・・・周辺地盤
【図１】
2007278008.tif 000003
【図２】
2007278008.tif 000004
【図３】
2007278008.tif 000005
【図４】
2007278008.tif 000006
【図５】
2007278008.tif 000007