(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の改良範囲を外周部と中央部に区分けして排水系統を複数設け、
前記外周部の地盤に設けた排水系統を介して外周部の地盤からの排水を開始してこの地盤の圧密を先行させ、
所定時間経過後に前記中央部の地盤に設けた排水系統を介して中央部の地盤からの排水を開始して圧密することにより前記地盤の改良範囲の外周部と中央部がほぼ均一に沈下して前記外周部と中央部の地面の高さが同じ位となるようにし、
前記排水系統の各々に時間当りの排水量を調節できる開度可変バルブ及び時間当りの排水量を検出する流量計を設け、
前記開度可変バルブの開度を、前記流量計により検出した流量が他の排水系統の流量計により検出した流量と同等となるように制御するようにした
ことを特徴とする地盤の改良工法。
【請求項２】
前記外周部の地盤に設けた排水系統のパイプ断面積を前記中央部の地盤に設けた排水系統のパイプ断面積よりも大きくした請求項１に記載の地盤の改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤、浚渫土砂等の地中に含まれる水を地中から排出させて硬質地盤に改良するために行われる地盤の改良工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の地盤の改良工法としては、例えば特許第３１３８９０９号公報に記載されたものがある。この公報の軟弱地盤の改良工法は、軟弱地盤の表面を気密シートで覆い、この気密シートと軟弱地盤の表面との間の水平排水用部材が、地盤上に突出した鉛直排水用部材の上端部と接続し、水平排水用部材に接続された真空ポンプにより地盤中の水を鉛直排水用部材及び水平排水用部材を通って軟弱地盤の外部に排出させる工法である。
【０００３】
すなわち、図５に示すように、地盤Ａに鉛直方向に延びるよう打設された鉛直ドレン材１１の上端部が、地盤Ａの上面から突出して折り曲げられ、この折り曲げ部に地盤Ａの上面に横たわるように配置された水平ドレン材１２を接触させる。この水平ドレン材１２は、図６に示すように地盤の改良範囲Ｍ内に並べて複数配置され、これら複数の水平ドレン材１２の各々の中央部には１本の通水管１３が、水平ドレン材１２から受け取った水を真空ポンプ１５に向けて通すようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の地盤の改良工法においては、図６における改良範囲Ｍの地盤ＡのＣ−Ｃ線断面を示す図７のように、地盤の改良範囲Ｍの幅方向の改良範囲Ｍａにおいては、通水管１３が通っている中央部が排水により沈下が著しく進むのに対し、改良範囲Ｍａの両端部に行くに従って沈下が中央部より遅れる。
【０００５】
これは、改良範囲Ｍａの中央部においては地盤Ａからの排水量に見合うだけの沈下が進むのに対し、改良範囲Ｍａの両端部に行くに従って、排水しても地盤の改良範囲Ｍａの外側に連続している地盤からの水も一緒に引いてしまうので、排水量に見合うだけの沈下が実現できないためである。
【０００６】
このため、このように地盤の改良範囲Ｍの幅方向の改良範囲Ｍａの中央部がその両端部よりも著しく沈下した状態のまま、その上に土砂を積み上げて道路を築造した場合は、地盤の改良範囲Ｍａの両端部が時間の経過と共に後から中心部より遅れて沈下することになり、このため道路の両側も沈下を生じて道路の平面度が失われ、ひどい場合には道路を築造し直さなければならなくなるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、地盤の改良工事の際に地盤の改良範囲の幅方向の中央部のみがその両端部よりも著しく沈下する不都合を防止することができる地盤の改良工法を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明による地盤の改良工法は、
地盤の改良範囲を外周部と中央部に区分けして排水系統を複数設け、
前記外周部の地盤に設けた排水系統を介して外周部の地盤からの排水を開始してこの地盤の圧密を先行させ、
所定時間経過後に前記中央部の地盤に設けた排水系統を介して中央部の地盤からの排水を開始して圧密することにより前記地盤の改良範囲の外周部と中央部がほぼ均一に沈下して前記外周部と中央部の地面の高さが同じ位となるようにし、
前記排水系統の各々に時間当りの排水量を調節できる開度可変バルブ及び時間当りの排水量を検出する流量計を設け、
前記開度可変バルブの開度を、前記流量計により検出した流量が他の排水系統の流量計により検出した流量と同等となるように制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明の地盤の改良工法によれば、地盤の改良範囲の外周部に設けた排水系統を介して外周部の地盤からの排水を開始してこの地盤の圧密を先行させ、所定時間経過後に地盤の改良範囲の中央部に設けた排水系統を介してその中央部の地盤からの排水を開始することにより、地盤の改良範囲全体を均一に改良するようにしたので、その中央部の地盤から排水するときに外周部の地盤からの排水量を調節し、改良範囲の外側に連続している地盤から必要以上の水を一緒に引くことを防止できるため、地盤の改良工事の際に地盤の改良範囲の幅方向の中央部のみがその両端部よりも著しく沈下する不都合を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１ないし図４は、本発明による地盤の改良工法の一実施の形態について説明するために参照する図である。従来と同様の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００１１】
まず図１に示すように、地盤の改良範囲Ｍをその外周部Ｍｏと中央部Ｍｃとに区分する。この地盤の改良範囲Ｍには、前記従来例の説明に記載した鉛直ドレン材１１（図５参照）及び水平ドレン材１２（図２参照）が既に設けられているものとする。
【００１２】
次に、図２に示すように、地盤の改良範囲Ｍの外周部Ｍｏに相当する地盤上の左右に各々、周部に多数の孔が形成され、かつ全体としてコの字状に形成された多孔通水管２３Ａ，２３Ｂが、各水平ドレン材１２の両端部に接触するように配置されている。そして、地盤の改良範囲Ｍの中央部Ｍｃに相当する地盤上の左右には各々、やはり周部に多数の孔が形成された、１本の直線状の多孔通水管２３Ｃ，２３Ｄが、各水平ドレン材１２の中央部に接触するように配置されている。
【００１３】
上記多孔通水管２３Ａ，２３Ｂの、改良範囲Ｍの図中左右両端部側の、図中上下方向の中央部の外側には、真空ポンプ２５に連結された、周部に多数の孔があいていない無孔通水管３０の長い方の第１管部３０Ａ，３０Ｂの先端部が連結されている。
【００１４】
上記多孔通水管２３Ｃ，２３Ｄの長さ中央部には、上記無孔通水管３０の第１管部３０Ａ，３０Ｂより短くて細い方の第２管部３０Ｃ，３０Ｄに連結された第３管部３０Ｅ，３０Ｆが、その両端部の開口から多孔通水管２３Ｃ，２３Ｄからの水を吸引可能に連結されている。
【００１５】
無孔通水管３０の複数の排水系統を構成する第１管部３０Ａ，３０Ｂ及び第２管部３０Ｃ，３０Ｄの途中には、時間当りの排水量を調節できる開度可変バルブ３２、及び時間当りの排水量を検出する流量計３４が設けられている。このような各部材が設けられた後で、気密シート（図示せず）を改良範囲Ｍの上から被せて気密シートの周縁部を気密処理する。
【００１６】
このような設備を用いて実施される地盤の改良工法について、以下に説明する。
まず第１段階として、無孔通水管３０の第２管部３０Ｃ，３０Ｄに設けられた開度可変バルブ３２を閉じて、第１管部３０Ａ，３０Ｂに設けられた開度可変バルブ３２を開いた状態で真空ポンプ２５を作動させることにより、多孔通水管２３Ａ，２３Ｂ、水平ドレン材１２及び鉛直ドレン材１１を介して、地盤の改良範囲Ｍの外周部Ｍｏの地盤Ａｏ（図３参照）中の水分の排水を開始する。
【００１７】
このように地盤の改良範囲Ｍの外周部Ｍｏの地盤Ａｏの排水が開始されてから所定時間が経過すると、図３に示すように地盤Ａｏの地表が沈下すると共に、その地盤Ａｏは硬質化、難透水化して、地盤の改良範囲Ｍの外側の地盤Ａからの水分Ｗが改良範囲Ｍの中央部Ｍｃの地盤Ａｃ内に入るのを遮るように作用するようになる。
【００１８】
それから今度は第２段階として、無孔通水管３０の第２管部３０Ｃ，３０Ｄに設けられた開度可変バルブ３２を開いて、多孔通水管２３Ｃ，２３Ｄ、水平ドレン材１２及び鉛直ドレン材１１を介して、改良範囲Ｍの中央部Ｍｃの地盤Ａｃ中の水分の排水を開始する。このとき地盤Ａｏからの排水量を調節することにより所定時間が経過すると、図４に示すように、中央部Ｍｃの地盤Ａｃが均等に沈下してその地表が外周部Ｍｏの地表と同じくらいの高さになる。
【００１９】
すなわち、多孔通水管２３Ｃ，２３Ｄにより上記中央部Ｍｃの地盤Ａｃの排水を行ったときに、地盤Ａｏの外側の地盤Ａから水分Ｗが地盤Ａｏを通って地盤Ａｃに入り難くなると共に、地盤Ａｏの排水量も制限するので前記従来の図７に示すように改良範囲Ｍａの地盤Ａｃの中央部のみがその両端部よりも著しく沈下するのを防止することができる。
【００２０】
このため、地盤の改良範囲Ｍの外周部Ｍｏ，中央部Ｍｃの地盤Ａｏ，Ａｃから均等に排水を行うことができるので、その改良範囲Ｍの地盤の上に土砂を積み上げて道路を築造した場合に、後で部分的に地盤の排水が進んで道路の平面度が失われたり、道路を築造し直さなければならなくなることを防止することができる。
【００２１】
また、元々の地盤の水分の分布が不均一な場合は、水分の多い所からばかり排水されて他の所からの排水が進まなくなることがある。このため、無孔通水管３０の第１管部３０Ａ，３０Ｂ及び第２管部３０Ｃ，３０Ｄの各流量計３４の検出値を見比べて、極端に検出値が大きい管部の開度可変バルブ３２を絞ったり閉じたりするよう制御することにより、改良範囲Ｍの地盤の水分を均等に排水させて、図４に示すように地盤Ａｏ，Ａｃの地表を均等に沈下させることができる。
【００２２】
また、無孔通水管３０の第２管部３０Ｃ，３０Ｄよりも第１管部３０Ａ，３０Ｂの方のパイプ断面積を大きくすることにより、改良範囲Ｍの外側の地盤Ａと連続している外周部Ｍｏの地盤Ａｏからの排水を効果的に促進させることができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態においては各部材からなる設備の上に気密シートを被せて気密シート内を負圧にすることにより排水を行う地盤改良工法を実施する場合について説明したが、気密シートを用いないで他の気密処理を実施して排水を行うようにしてもよく、その場合は本発明の実施において気密シートは必ずしも必要ではない。
【００２４】
また、上記実施の形態における開度可変バルブ３２を遠隔操作可能とし、流量計３４の検出値を通信回線を介して遠隔地に送信可能とすることにより、遠隔地から流量計３４の検出値を監視して、その検出値に応じて開度可変バルブ３２を遠隔地から開度可変操作できるようにすることもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地盤の改良工法によれば、地盤の改良範囲の外周部に設けた排水系統を介して外周部の地盤からの排水を開始してこの地盤の圧密を先行させ、所定時間経過後に地盤の改良範囲の中央部に設けた排水系統を介してその中央部の地盤からの排水を開始することにより、地盤の改良範囲全体を均一に改良するようにしたので、その中央部の地盤から排水するときに外周部の地盤の難透水化を図ると共に、外周部からの排水量を調節することで改良範囲の外側に連続している地盤からの水を一緒に引くことを低減できるため、地盤の改良工事の際に地盤の改良範囲の幅方向の中央部のみがその両端部よりも著しく沈下する不都合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤の改良範囲Ｍの区分された外周部Ｍｏと中央部Ｍｃを示す平面図である。
【図２】改良範囲Ｍの地盤の改良工法を実施するための各部材を示す平面図である。
【図３】地盤の改良工法の第１段階の実施による地盤Ａｏ，Ａｃを示す図１における改良範囲ＭのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】地盤の改良工法の第２段階の実施による地盤Ａｏ，Ａｃを示す図１における改良範囲ＭのＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来の地盤の改良工法における地盤Ａの断面図である。
【図６】従来の地盤の改良工法を実施するための各部材を示す平面図である。
【図７】従来の地盤の改良工法の実施による地盤Ａの図６における改良範囲ＭのＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１１  鉛直ドレン材
１２  水平ドレン材
１３  通水管
１５  真空ポンプ
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ  多孔通水管
２５  真空ポンプ
３０  無孔通水管
３０Ａ，３０Ｂ  第１管部
３０Ｃ，３０Ｄ  第２管部
３０Ｅ，３０Ｆ  第３管部
３２  開度可変バルブ
３４  流量計
Ａ，Ａｏ，Ａｃ  地盤
Ｍ，Ｍａ  地盤の改良範囲
Ｍｏ  改良範囲の外周部
Ｍｃ  改良範囲の中央部
Ｗ  水分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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