(57)【要約】【課題】地盤への強固な支持と共に排水ドレーンの機能を併せ持つ地盤液状化防止及び強化方法を提供する。【解決手段】地盤１に、ケーシング１０内に収納されており先端に掘削用のビット１４ｃを備えた閉塞ロッド１４とケーシング１０とを回転圧入して掘孔を形成する。掘孔の形成後、閉塞ロッド１４をケーシング１０から引き抜き、ケーシング１０内に砕石２を投入し、投入した砕石２をケーシング１０に挿入する転圧ロッド１１にて転圧して、ケーシング１０から押し出して根固め部３Aを形成する。そして、筒状のフープ状帯２１をケーシング１０内に挿入して根固め部３Aの上方に設置して、ケーシング１０を掘孔から引き抜き、設置したフープ状帯２１の中空部に砕石２を新たに投入し、フープ状帯２１内の砕石２を転圧ロッド１１により転圧して砕石柱３を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に砕石柱を埋設することで地盤を強化する地盤強化方法であって、
ケーシング内に収納されており先端に掘削用のビットを備えた閉塞ロッドと前記ケーシングとを前記地盤に回転圧入して掘孔を形成する第１の工程と、
前記掘孔の形成後、前記閉塞ロッドを前記ケーシングから引き抜いて、前記ケーシング内に砕石を投入する第２の工程と、
前記ケーシングに転圧ロッドを挿入して、前記第２の工程で投入した前記砕石を前記転圧ロッドにて転圧することで前記ケーシングから押し出して根固め部を形成する第３の工程と、
筒状のせん断補強帯を前記ケーシング内に挿入して前記根固め部の上方に設置する第４の工程と、
前記ケーシングを前記掘孔から引き抜き、設置した前記せん断補強帯の中空部に前記砕石を新たに投入し、前記せん断補強帯内の前記砕石を前記転圧ロッドにて転圧して、前記砕石柱を形成する第５の工程と、
を有する地盤強化方法。
【請求項２】
前記閉塞ロッドは、前記ケーシングの先端開口部を閉塞するプレートを有し、前記プレートの下方に前記ビットを設けていることを特徴とする請求項１に記載の地盤強化方法。
【請求項３】
前記せん断補強帯は、フープ状帯であることを特徴とする請求項１に記載の地盤強化方法。
【請求項４】
前記せん断補強帯の素材は高密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項１に記載の地盤強化方法。
【請求項５】
前記ケーシングと前記閉塞ロッドと前記転圧ロッドの上下移動を駆動する施工機は２通りの駆動軸を有し、前記ケーシングと前記閉塞ロッドとは一方の駆動軸に取り付けられて、前記転圧ロッドは他方の軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の地盤強化方法。
【請求項６】
前記ケーシングと前記閉塞ロッドとは、切り離しが可能な連結部を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載の地盤強化方法。
【請求項７】
前記根固め部は、前記掘孔の径よりも大きく球状に張り出すよう締め固めることを特徴とする請求項１に記載の地盤強化方法。
【請求項８】
前記砕石柱の頭部を形成するために目漬砂利を投入する工程を更に含む請求項１に記載の地盤強化方法。
【請求項９】
前記目漬砂利の投入後、前記掘孔の上部開口面を転圧板にて転圧する工程を更に含む請求項８に記載の地盤強化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物が立つ土地の地盤強化を図るための軟弱地盤の強化方法に関し、特に、戸建住宅の土地地盤強化を低コストで実現すると共に地盤の液状化を低減化するための地盤強化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルディングやマンション等の比較的大規模な鉄筋コンクリート建築物や鉄骨建築物は、立脚する土地の地中深くの強固な地盤基礎層に届く基礎杭構造物を埋設し、当該基礎杭構造物の上に構築される。これらの大規模建築物の基礎杭構造物の施工法としては、鋼管杭、ＰＨＣ杭等の種々の基礎杭材を、土地を切削または打撃や油圧によって地中に埋め込む種々の埋設工法により構築する。
【０００３】
一方、戸建住宅や比較的小規模のアパートメント用住宅等の建設においては、上記のような本格的な基礎杭工事の施工は、多くの場合コストの問題からも困難であり、土地の地盤調査によって一定の基準を満たしていないと判定された軟弱地盤の場合には、土地の表層改良工事（土の置換等）を行いその上に簡単な鉄筋コンクリートの住宅用基礎が施されて住宅建設が行われるのが通常である。
【０００４】
一方、近年頻発する大きな地震や大雨による土砂災害等による家屋地盤の崩壊は、むかし田や河川又は海の埋立地であった軟弱な地盤上や傾斜地に建設された場所に多く発生している。
【０００５】
軟弱地盤の上に住宅を建設する場合、従来から行われてきた土地の表層改良工事による地盤強化策だけでは、一定規模以上の地震によって生じる地盤の陥没や隆起又は液状化に対応できないことが明らかになっている。
【０００６】
傾斜地における地震や大雨によって生じる崖崩れ等に対する補強土壁工法としては、従来から、多数アンカー式補強土壁、テールアルメ工法、ジオテキスタイル補強壁（例えば、特許文献１を参照）等が知られている。
【０００７】
そして、戸建住宅の土地が所定の基準を満たさない軟弱地盤である場合には、土地の表層改良工事（土の置換等）のみならず、低コストの補強土杭工事を施すことも行われるようになり、そのような簡易な補強土杭工法の一例として、切削土、ガラス廃材又は解体ガラス等にセメント系（カルシウム又は石灰系）の吸水によって膨張材を混ぜた中詰材をジオテキスタイル（高分子化学繊維材により構成された通水性シート）で円筒状に密に巻きつけてこれを補強杭とする技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
また、軟弱地盤に造成された太径の砂砂利の外周面をメッシュシートの如き所定の強度と耐久性を有する材料にて包覆してなる地盤改良杭が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−９０５９２号公報
【特許文献２】特開平７−３０５３３４号公報
【特許文献３】特開平６−２９４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、Ｎ値（標準貫入試験で求められる地盤の強さを示す値であり、ボーリング孔を利用し、ロッドｒｏｄ（鋼製の棒）の先に直径５．１センチメートル、長さ８１センチメートルの中空円筒形試料採取器をつけたものを、重さ６３．５キログラムのハンマーで７５センチメートルの高さから自由落下させ、貫入深さ３０センチメートル当りの貫入に要する打撃回数）で４以下の軟弱地盤の場合では、剛性の強い杭又は補強杭工法は、地震により地盤に与えられる変形歪力によって座屈してしまう可能性がある。特に、杭頭部のＮ値が４以下の場合は、座屈の危険性が特に高くなる。従って、戸建住宅の地盤の場合は、ある程度までの変形歪に対しては柔構造を持つことにより地盤の変形に追従しつつ所定の程度を超える変形歪に対しては座屈することなく持ちこたえるフレキシブルな構造を持たなければならない。
【００１１】
また、戸建住宅の地盤の場合、地震動による地盤の液状化を防止又は低減化するためには、地下水位が上昇して地盤内に押し上げられてきた場合には、水を通過させる排水ドレーンの機能を持つ必要がある。
【００１２】
また、セメント系固化剤に含まれる六価クロムが地盤の土質によっては土地の中に溶出する危険性があり、地盤土壌を汚染させてしまう。
【００１３】
しかし、特許文献２に記載の補強土杭及び補強土杭の作製方法は、筒状のジオテキスタイルの中詰部材は、地盤の掘削土、ガラス廃材、又は解体ガラス等を用いて、膨張材にて体積を膨張させるために構成のため排水性が悪く排水ドレーンとしての機能を有していない。
【００１４】
特許文献３に記載の地盤改良杭は排水性を有するものの、施工後の建物荷重により押し固められて沈下と締め固めを繰り返して徐々に強度を上げる工法のために、安定するまでには相当な時間を要し、それまでの沈下量を考えると地盤の強化としては不十分である。
【００１５】
上記点から本発明は、地盤への強固な支持と共に地盤の変形にも追随して座屈しにくい変形性を有する杭による地盤強化方法を提供することを課題としている。
【００１６】
そして、この杭は埋設した周囲の土との密着性を高めることで、杭の沈下量を少なくした地盤強化方法を提供することを課題としている。
【００１７】
また、この杭は排水ドレーンの機能をも併せ持つことで液状化にも対応する地盤強化方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、本発明による地盤強化方法は、地盤に砕石柱を埋設することで地盤を強化する地盤強化方法であって、ケーシング内に収納されており先端に掘削用のビットを備えた閉塞ロッドと前記ケーシングとを前記地盤に回転圧入して掘孔を形成する第１の工程と、前記掘孔の形成後、前記閉塞ロッドを前記ケーシングから引き抜いて、前記ケーシング内に砕石を投入する第２の工程と、前記ケーシングに転圧ロッドを挿入して、前記第２の工程で投入した前記砕石を前記転圧ロッドにて転圧することで前記ケーシングから押し出して根固め部を形成する第３の工程と、筒状のせん断補強帯を前記ケーシング内に挿入して前記根固め部の上方に設置する第４の工程と、前記ケーシングを前記掘孔から引き抜き、設置した前記せん断補強帯の中空部に前記砕石を新たに投入し、前記せん断補強帯内の前記砕石を前記転圧ロッドにて転圧して、前記砕石柱を形成する第５の工程と、を有する地盤強化方法を提供する。
【００１９】
そして、前記せん断補強帯はフープ状帯であることを特徴としている。更に、前記せん断補強帯の素材は、高密度ポリエチレンであることを特徴としている。
【００２０】
また、前記閉塞ロッドは、前記ケーシングの先端開口部を閉塞するプレートを有し、前記プレートの下方に前記ビットを設けていることを特徴としている。
【００２１】
そして、前記ケーシングと前記閉塞ロッドと前記転圧ロッドの上下移動を駆動する施工機は２通りの駆動軸を有し、前記ケーシングと前記閉塞ロッドとは一方の駆動軸に取り付けられて、前記転圧ロッドは他方の軸に取り付けられていることを特徴としている。このとき、前記ケーシングと前記閉塞ロッドとは、切り離しが可能な連結部を介して接続されていることを特徴としている。
【００２２】
また、前記根固め部は、前記掘孔の径よりも大きく球状に張り出すよう締め固めることを特徴としている。
【００２３】
また、前記砕石柱の頭部を形成するために目漬砂利を投入する工程を更に含むことを特徴としている。これに加えて、前記目漬砂利の投入後、前記掘孔の上部開口面を転圧板にて転圧する工程を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
上記のように、本発明は、砕石柱による杭を形成することにより、砕石とせん断補強帯との組み合わせによる座屈しにくい構造の地盤強化方法が提供される。
【００２５】
そして、転圧ロッドによる転圧を加えながら砕石柱を形成することで、砕石がせん断補強帯を掘孔の壁面に押圧するために、砕石柱の周囲の土への密着性が高まり沈下量を少なくすることができる。
【００２６】
また、砕石柱は、砕石が排水のドレーンとして機能するために、地盤の液状化を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による地盤強化方法の工法の例を断面図にて示す。
【図２】図１に続き本発明による地盤強化方法の工法の例を断面図にて示す。
【図３】施工機の構成を正面図にて示す。
【図４】（ａ）部はケーシングと閉塞ロッドの構成を側断面図にて示し、（ｂ）部は閉塞ロッドの先端を平面図にて示し、（ｃ）部はプレートの構成を側断面図にて示す。
【図５】（ａ）部は転圧板の構成を側断面図にて示し、（ｂ）部は転圧板の構成を平面図にて示す。
【図６】せん断補強帯としてのフープ状帯の構成を斜視図にて示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に基づき本発明に係る地盤強化方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
図１及び図２は、本発明の工法を断面にて示す説明図であり、図３に示す施工機５を用いて地盤１に掘孔を形成し、形成した掘孔に挿入した砕石２をせん断補強帯にて拘束して砕石柱３を形成する。この場合、砕石２は同じサイズのものを使用するのが良く、この実施例では、サイズが２０ｍｍ乃至４０ｍｍの範囲内の砕石群か、６０ｍｍ乃至１００ｍｍの範囲内の砕石群の何れかが用いられる。
【００３０】
先ず、施工機５について説明すると、図３に示すように、施工機５は、昇降運動を行う駆動部６と、駆動部６を鉛直方向にガイドする略１０ｍの高さを有するリーダ７とを備えている。駆動部６は、２つの駆動軸６Ａ、６Ｂを有して、駆動軸６Ａには、断面の直径が３５５ｍｍの円筒体であるケーシング１０と閉塞ロッド１４とが取り付けられ、駆動軸６Ｂには転圧ロッド１１が取り付けられている。
【００３１】
駆動部６は、駆動軸６Ａ、６Ｂに対しそれぞれ個別に、上下に往復運動させながら同時に回転力も付与する。そして、駆動部６は、駆動軸６Ａ、６Ｂを水平面上の所定の周回軌道上を動かすことで、地表との水平方向での駆動軸６Ａ、６Ｂの位置を変える。
【００３２】
閉塞ロッド１４は、ケーシング１０の内側に長手方向に沿って配置されており、連結部１５にてケーシング１０と接続される。そして、閉塞ロッド１４は、駆動軸６Ａに接続されて、駆動軸６Ａの回転運動及び上下運動が閉塞ロッド１４に伝達されると、連結部１５を介してケーシング１０にも伝達されて両者が共に駆動する。連結部１５は、閉塞ロッド１４とケーシング１０との接続及び切離しが自在であり、切り離されたときは閉塞ロッド１４のみが駆動する。
【００３３】
ケーシング１０と閉塞ロッド１４の構成を図４にて詳しく説明する。図４の（ａ）部はケーシング１０と閉塞ロッド１４の側断面図を示し、閉塞ロッド１４は断面が角パイプ口（１００ｍｍ×１００ｍｍ）のロッド軸１４ａとロッド軸収容部１４ｂとから構成され、伸縮自在なようロッド軸１４ａとロッド軸収容部１４ｂとを入れ子構造にてつなげている。閉塞ロッド１４のロッド軸１４ａには、先端に円錐形状を有する掘削用のビット１４ｃと、ビット１４ｃの上部に円形のプレート２４とが設けられ、伸縮自在な閉塞ロッド１４は、図４の（ｂ）部に示すように、ケーシング１０の先端開口部をプレート２４で閉塞し、ビット１４ｃがケーシング１０から突出している状態を、ストッパ１９の操作によりロック状態に保持することができる。このときのストッパ１９への操作は、ケーシング１０に設けた操作窓９を通じて行う。そして、ビット１４ｃがケーシング１０から突出している状態でケーシング１０を地盤１内に回転圧入することで掘削が行われる。
【００３４】
ビット１４ｃとプレート２４の構成を説明すると、ビット１４ｃは基部２５を介して閉塞ロッド１４に固定されている。プレート２４は分離自在な２枚の半円板２４ａ、２４ｂにて構成されており、半円板２４ａ、２４ｂの直線部分の縁部には凹部がそれぞれ形成されて、両者を組み合わせてプレート２４を構成したとき、これら凹部にて形成される孔部にビット１４ｃの基部２５が嵌合することで、プレート２４を閉塞ロッド１４に取り付けることができる。
【００３５】
そして、各半円板２４ａ、２４ｂは、それぞれ適当な厚みを備えた半円形のゴム部材２８を上下一対の６．０ｍｍの厚みを有する鉄板２６、２７にて挟持して成り、半円板２４ａ、２４ｂを組み合わせたプレート２４の直径は３４６ｍｍで、ゴム部材２８の周縁部は半円板２４ａ、２４ｂよりもケーシング１０の内周壁に向けて突出している。これにより、プレート２４がケーシング１０内をビット１４ｃと共に長手方向に移動するとき、ケーシング１０の内壁とはゴム部材２８で接して移動することになる。
【００３６】
また、ケーシング１０の側部には圧縮空気送気管３０が取り付けられており、ケーシング１０を地盤１内へ挿入してから引き抜くときに、圧縮空気送気管３０は、バルブ３１を通して導入される圧縮空気を下端の噴出口から噴射する。
【００３７】
図１の説明に戻って施工機５を用いた地盤強化方法の工程について説明する。最初に駆動部６にて駆動軸６Ａを水平移動させて、ケーシング１０及び閉塞ロッド１４を地盤１の対象ポイント上にセットする。このとき、閉塞ロッド１４は、プレート２４がケーシング１０の先端開口部を閉塞し、ビット１４ｃがケーシング１０から突出している状態でストッパ１９にてロックされている。また、閉塞ロッド１４とケーシング１０とは、連結部１５にて連結された状態にある。
【００３８】
この状態で、駆動部６が駆動軸６Ａを回転させながら下方へ移動させると、ケーシング１０と閉塞ロッド１４とは地盤１へ回転圧入して掘孔動作を行う（図1の（ａ）部）。この掘削においてビット１４ｃの回転により削られた土は、ケーシング１０の先端開口部はプレート２４にて閉塞されているために、ケーシング１０内に移動することなくケーシング１０の周囲の方向に押し出されて、回転するケーシング１０の側部により周囲の土に押し固められていく。このように、地盤１へケーシング１０を回転圧入して掘孔を形成するときに、掘削した土を地表に排出するのではなく、この土にてケーシング１０の周囲を締め固めて圧密状態とするために、強固な壁面を有する掘孔が形成される。
【００３９】
図１の（ｂ）部は、ケーシング１０の下端部が地表面から２．５ｍ程度まで達して、掘孔が終了した状態を示している。この状態で、ケーシング１０と閉塞ロッド１４との連結部１５での連結を切り離し、その後、駆動部６が駆動軸６Ａを上方に移動させると、閉塞ロッド１４だけが掘孔の上方に引き上げられて、ケーシング１０は掘孔に取り残される（図１の（ｃ）部）。そして、閉塞ロッド１４をケーシング１０から引き出した状態において、矢印で示すように砕石２を投入する（図１の（ｄ）部）。また、この際、半円板２４ａ、２４ｂを分離して、プレート２４を閉塞ロッド１４から取り外す。
【００４０】
そして、駆動部６にて駆動軸６Ｂを水平移動させて、ケーシング１０が残留している掘孔上に転圧ロッド１１をセットし、砕石２を追加投入しながら駆動軸６Ｂを上下動させて、転圧ロッド１１をケーシング１０内で往復移動させる（図１の（ｅ）部）。これにより、ケーシング１０の下端に保持されている砕石２及び追加投入の砕石２は、ケーシング１０から押し出されて地盤１中に拡散して根固め部３Ａが形成され砕石柱３の根固めが行われる。
【００４１】
転圧ロッド１１による転圧の結果、根固め部３Ａはこの後に形成する砕石柱３の軸部３Ｂの径よりも大きく球状に張り出すまで締め固められることになる。このような根固め部３Ａを形成することで、砕石柱３は、地盤１の地表面に構築される建築物の荷重に対しての先端支持力を確保できる。
【００４２】
根固め部３Ａを形成すると、筒状のせん断補強帯をケーシング１０内に挿入して根固め部３Ａ部の上方に設置する（図１の（ｆ）部）。せん断補強帯としては、Ｒｃ造（鉄筋コンクリート造）の柱筋等において、座屈防止のために従来から用いられているフープ状帯やスパイラル状帯が使用できる。本実施例においてはフープ状帯２１を用いており、図６に示すように、フープ２１ａを、例えば２２ｍｍのピッチ間隔で２ｍの高さまで積層して筒状に構成している。このとき、フープ２１ａは円状に配置した複数の支持体２１ｂにて鉛直方向に支持されている。
【００４３】
フープ状帯２１の素材は、土木用に使用される引張強度が大きい高密度ポリエチレンが使用され、その中でも地盤補強の分野において耐引張り特性や耐クリープ特性に特に優れたテンサー（登録商標）が最適であり、座屈に対する一層の強化が図れる。
【００４４】
フープ状帯２１をケーシング１０内へ挿入後、フープ状帯２１内に砕石２を充填する（図１の（ｇ）部）。そして、駆動部６にて駆動軸６Ａを水平移動させて、プレート２４が取り外されている状態の閉塞ロッド１４を掘孔上に位置するようセットする。
【００４５】
次に、駆動軸６Ａを駆動して、閉塞ロッド１４をフープ状帯２１内に挿入し（図１の（ｈ）部）、ビット１４ｃがフープ状帯２１の下方に達するまで下降させる（図１の（ｉ）部）。
【００４６】
そして、閉塞ロッド１４が連結部１５でケーシング１０と当接した状態で両者を連結部１５で連結し、連結後、駆動部６にて駆動軸６Ａを上方へ移動させて、閉塞ロッド１４とケーシング１０とを共に掘孔から引き上げる（図２の（ｊ）部）。このとき、圧縮空気送気管３０は、バルブ３１を通して導入される圧縮空気を下端の噴出口から噴射する。
【００４７】
閉塞ロッド１４とケーシング１０の掘孔からの引き上げが終了すると、ストッパ１９を操作して閉塞ロッド１４のロック状態を解除して、ロッド軸１４ａをフリーな状態とする。そして、半円板２４ａ、２４ｂを組み合わせ、この組み合わせの際、半円板２４ａ、２４ｂの直線部分の縁部の凹部で基部２５を挟み込むことで、プレート２４を閉塞ロッド１４に取り付ける（図２の（ｋ）部）。このとき、フリーな状態にある閉塞ロッド１４のロッド軸１４ａが自重にて掘孔へ落下するのを阻止するために、遮蔽板２７にて一時的に掘孔の開口部を覆う。
【００４８】
プレート２４の閉塞ロッド１４への取り付け後、再びストッパ１９を操作して、ケーシング１０の先端開口部をプレート２４で閉塞し、ビット１４ｃがケーシング１０から突出している状態に戻してロックする（図２の（ｌ）部）。
【００４９】
続いて、図６で示すような砕石柱３の軸部３Ｂを形成する工程となるが、先ず駆動部６にて駆動軸６Ｂを水移動させて転圧ロッド１１を掘孔上にセットし、駆動軸６Ｂを上下動させて転圧ロッド１１を掘孔内で往復移動させる（図２の（ｍ）部）。このとき転圧ロッド１１は、２５ｋＮの圧力にてフープ状帯２１内の砕石２を転圧する。
【００５０】
そして、フープ状帯２１に砕石２を追加投入しながら転圧ロッド１１を上下移動させて転圧動作を続ける（図２の（ｎ）部）。転圧により、フープ状帯２１は、砕石２にて三角矢印で示すように掘孔の周壁の方向に押し拡げられて密着する。一方、砕石２は、転圧ロッド１１による転圧にて三角矢印方向に広がろうとする動きがフープ状帯２１の張力で制限されることから、砕石柱３の軸部３Ｂの内部摩擦角が大きくなり、上方からの建築物の荷重に対して大きな強度を有し沈下量を少なくすることができる。
【００５１】
フープ状帯２１への砕石２の投入と転圧ロッド１１の上下移動による転圧が終了すると、砕石柱３の頭部３Ｃを形成するための目漬砂利２３を矢印で示すように上方から投入し（図２の（ｏ）部）、続いて、転圧板２０にてフープ状帯２１の上部開口を覆い、その上から転圧ロッド１１にて４５０ｋＮ／ｍ３程度の圧力で転圧する（図２の（ｐ）部）。転圧板２０は、図５で示すように、厚さが２５ｍｍ、上面の直径が３１６ｍｍ、下面の直径が２５０ｍｍの台形の断面形状をした円盤で、設置用ワイヤー２６を備えている。
【００５２】
転圧ロッド１１による転圧板２０を介しての転圧により、目漬砂利２３が砕石２の隙間に食い込み突き固められ、設置用ワイヤー２６を掴み転圧板２２を掘孔から取り出して、根固め部３Ａと軸部３Ｂと頭部３Ｃとから成る砕石柱３が完成する（図２の（ｑ）部）。
【００５３】
砕石柱３は、直径が３５５ｍｍのケーシング１０の地盤１への挿入にて形成される掘孔に対して、砕石２を転圧することでフープ状帯２１の直径は最大３６０ｍｍに程度まで拡張するため、掘孔の壁面にフープ状帯２１が密着して摩擦力が大きくなる。また、フープ状帯２１においては、各フープ２１ａの間から砕石２がはみ出すことでも掘孔の壁面との密着度が高まる。
【００５４】
上記工法にて形成される鉛直方向に細長形状をした砕石柱３を、水平方向へ互いに間隔を置いて縦横方向に地盤１の軟弱度に応じて複数体配することにより、建築物が立つ土地の地盤強化が図れる。すなわち、砕石柱３は、地盤１の上に構築された基礎及び建築物の荷重が伝達されると根固め部３Ａの周面摩擦で支持するが、中詰めの砕石２はせん断強度が大きく、砕石柱３としては、フープ状帯２１で外側から拘束補強されているために砕石柱３はその形状変化を抑えられる。よって、内部圧力を高めてせん断強度を維持することで、上方からの荷重に対して地盤１を確実に支持することができる。さらに、フープ状帯２１は、フープ２１ａを積層した構成であるために地震動による水平力に対する強度も備える。
【００５５】
また、上記したように、砕石柱３は、フープ状帯２１の各フープ２１ａの隙間から砕石２の一部が突出するために砕石柱３と地盤１との摩擦力が大きくなり、この面からも砕石柱３の沈下が抑制される。
【００５６】
そして、砕石柱３は、個々に独立した砕石２をフープ状帯２１にて拘束する構成の柔構造なことから、地盤１の変形に対して追随し得る柔軟性を有しており、砕石柱３の一ヶ所に強い力を受けても、この力を全体に拡散するために中折れすることがなく、優れた耐衝撃性を有する。よって、地震動の力を受けたときは、地盤１と一体となって変形するために座屈することがなく、上からの荷重に対する支持を維持することができる。
【００５７】
例えば、フープ状帯２１の中身部材を膨張材や固化材にて固めて形成した場合には柔構造を有しておらず、地震動の強さによっては破壊されて建築物の荷重に対する地盤１の支持力を一挙に喪失し、建築物に障害を引き起こす恐れがある。
【００５８】
同様に、地震動等で間隙水圧が上昇したときも、砕石柱３は砕石ドレーンとして機能し、間隙水を地盤１の表面に排水するために地盤１の液状化が防止される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、建築物が立つ土地の地盤を強化する地盤強化方法を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６０】
１      地盤
２      砕石
３      砕石柱
３Ａ    根固め部
５      施工機
６      駆動部
６Ａ、６Ｂ  駆動軸
１０    ケーシング
１１    転圧ロッド
１４    閉塞ロッド
１４ｃ  ビット
２０    転圧板
２１    フープ状帯（せん断補強帯）
２３    目漬砂利
【図１】
2013159987.tif 000003
【図２】
2013159987.tif 000004
【図３】
2013159987.tif 000005
【図４】
2013159987.tif 000006
【図５】
2013159987.tif 000007
【図６】
2013159987.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月21日(2012.3.21)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、建築物が立つ土地の地盤強化を図るための軟弱地盤の強化方法に関し、特に、戸建住宅の土地地盤強化を低コストで実現すると共に地盤の液状化を低減化するための地盤液状化防止及び強化方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記点から本発明は、地盤への強固な支持と共に地盤の変形にも追随して座屈しにくい変形性を有する杭による地盤液状化防止及び強化方法を提供することを課題としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
そして、この杭は埋設した周囲の土との密着性を高めることで、杭の沈下量を少なくした地盤液状化防止及び強化方法を提供することを課題としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、この杭は排水ドレーンの機能をも併せ持つことで液状化にも対応する地盤液状化防止及び強化方法を提供することを課題としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記課題を解決するために、本発明による地盤液状化防止及び強化方法は、地盤に砕石柱を埋設することで地盤を強化する地盤強化方法であって、ケーシング内に収納されており先端に掘削用のビットを備えた閉塞ロッドと前記ケーシングとを前記地盤に回転圧入して掘孔を形成する第１の工程と、前記掘孔の形成後、前記閉塞ロッドを前記ケーシングから引き抜いて、前記ケーシング内に砕石を投入する第２の工程と、前記ケーシングに転圧ロッドを挿入して、前記第２の工程で投入した前記砕石を前記転圧ロッドによる転圧にて前記ケーシングから押し出し、前記砕石柱の軸部の径よりも大きく球状に張り出すよう締め固めることで根固め部を形成する第３の工程と、筒状のせん断補強帯を前記ケーシング内に挿入して前記根固め部の上方に設置する第４の工程と、前記ケーシングを前記掘孔から引き抜き、設置した前記せん断補強帯の中空部に前記砕石を新たに投入し、前記せん断補強帯内の前記砕石を前記転圧ロッドにて転圧して、前記砕石柱を形成する第５の工程と、を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記のように、本発明に係る地盤液状化防止及び強化方法は、根固め部を有した砕石柱による杭を形成することにより、根固め部にて先端支持力の強化が図れ、砕石とせん断補強帯との組み合わせによる内部圧力の向上にて、地盤の支持力が増大する。しかも、砕石柱は柔構造のため地盤変動に対して座屈しにくい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に砕石柱を埋設することで地盤を強化する地盤液状化防止及び強化方法であって、
ケーシング内に収納されており先端に掘削用のビットを備えた閉塞ロッドと前記ケーシングとを前記地盤に回転圧入して掘孔を形成する第１の工程と、
前記掘孔の形成後、前記閉塞ロッドを前記ケーシングから引き抜いて、前記ケーシング内に砕石を投入する第２の工程と、
前記ケーシングに転圧ロッドを挿入して、前記第２の工程で投入した前記砕石を前記転圧ロッドによる転圧にて前記ケーシングから押し出し、前記砕石柱の軸部の径よりも大きく球状に張り出すよう締め固めることで根固め部を形成する第３の工程と、
筒状のせん断補強帯を前記ケーシング内に挿入して前記根固め部の上方に設置する第４の工程と、
前記ケーシングを前記掘孔から引き抜き、設置した前記せん断補強帯の中空部に前記砕石を新たに投入し、前記せん断補強帯内の前記砕石を前記転圧ロッドにて転圧して、前記砕石柱を形成する第５の工程と、
を有する地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項２】
前記閉塞ロッドは、前記ケーシングの先端開口部を閉塞するプレートを有し、前記プレートの下方に前記ビットを設けていることを特徴とする請求項１に記載の地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項３】
前記せん断補強帯は、フープ状帯であることを特徴とする請求項１に記載の地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項４】
前記せん断補強帯の素材は高密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項１に記載の地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項５】
前記ケーシングと前記閉塞ロッドと前記転圧ロッドの上下移動を駆動する施工機は２通りの駆動軸を有し、前記ケーシングと前記閉塞ロッドとは一方の駆動軸に取り付けられて、前記転圧ロッドは他方の軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項６】
前記ケーシングと前記閉塞ロッドとは、切り離しが可能な連結部を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載の地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項７】
前記砕石柱の頭部を形成するために目漬砂利を投入する工程を更に含む請求項１に記載の地盤液状化防止及び強化方法。
【請求項８】
前記目漬砂利の投入後、前記掘孔の上部開口面を転圧板にて転圧する工程を更に含む請求項７に記載の地盤液状化防止及び強化方法。