(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既製杭を用いた軟弱地盤の沈下低減方法であって、
先ず前記軟弱地盤上に沈下のおそれの少ない良質土砂を敷設して盛土を形成し、
前記盛土と前記軟弱地盤とに前記既製杭を打設し、
前記盛土と前記既製杭との上に固化層を形成し、
前記固化層の上に舗装を構築して前記既製杭と前記盛土と前記固化層と前記舗装とを一体化させ、
前記軟弱地盤上にかかる前記盛土と前記固化層と前記舗装とその他車両等との荷重を前記既製杭の周面と先端部とから前記軟弱地盤の深部の地盤に伝達させると共に前記盛土を介して直接軟弱地盤面に伝達させるようにしたことを特徴とする軟弱地盤の沈下低減方法。
【請求項２】
前記既製杭の杭頭部を前記固化層内に貫入させるようにする請求項１記載の軟弱地盤の沈下低減方法。
【請求項３】
前記既製杭の杭頭部を前記固化層内に１０ｃｍ以上貫入させるようにする請求項１記載の軟弱地盤の沈下低減方法。
【請求項４】
前記既製杭の１本の支配面積に対する前記既製杭の断面積の比率である改良率が１０％を超えない請求項１、２又は３記載の軟弱地盤の沈下低減方法。
【請求項５】
前記固化層を前記盛土の上層部分に固化材を混合させることにより構築する請求項１、２、３又は４記載の軟弱地盤の沈下低減方法。
【請求項６】
予め土砂と固化材とを混合しておいたものを前記盛土上に敷設して前記固化層を構築する請求項１、２、３又は４記載の軟弱地盤の沈下低減方法。
【請求項７】
前記軟弱地盤を所定深さまで掘削した掘削面上に前記盛土を形成するようにした請求項１、２、３、４、５又は６記載の軟弱地盤の沈下低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤の沈下低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
泥炭地盤や粘性土地盤等の軟弱地盤の上に盛土して例えば道路や駐車場等を構築する場合、軟弱地盤に木杭やコンクリート杭、鋼製杭等の既製杭などの杭を所要の深さに所定の間隔で多数打ち込んだ後、杭頭部同士をワイヤーやロープ等の連結材で網状に連結し、その上に砂等を敷設してマット体を形成し、さらにその上部に土木用のシートなどを敷設して盛土を行うことにより、軟弱地盤を改良するパイルネット工法が広く採用されている。この工法によれば、杭と連結材とシート材とが一体となり、盛土荷重が軟弱地盤面に直接作用せず深層に作用するため、安定性よく盛土荷重による地盤の沈下を低減することができる。
【０００３】
しかしながら、この工法にあっては、多数の杭の全ての杭頭部を連結材で縦、横、斜め方向に網状に連結しなければならず、非常に手間がかかり、このため工期が遅延する虞があり、施工コストがかかってしまうという問題点を有している。
【０００４】
ところで、特開平１０−３１７３０７号公報では、軟弱地盤に複数本の柱状体を支持層に達しない長さでかつ１０〜５０％の改良率で構築し、複数本の柱状体の上に土砂と固化材とに添加材又は添加剤のいずれか一方又は双方を混合して固化することにより浅層改良土層を敷設し、浅層改良土層の上に道路舗装を構築する道路の構築工法が提案されており、この工法によれば、上述した問題点を回避することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−３１７３０７号公報において提案された工法にあっては、柱状体１本の支配面積に対する柱状体の断面積の比率である改良率が１０〜５０％となっており、これを小さい数字にして杭の打設本数を減少させたり、及び又は杭径を小さくして杭工事にかかる材料費や施工費をさらに削減させたいという要望があるほか、柱状体の構築時に周辺地盤の形状を変形させてしまう虞があるという問題点を有している。また、提案された工法にあっては、軟弱地盤上に最初に柱状体を構築するため、柱状体の構築のための各種大型重機を直接軟弱地盤上に設置して柱状体を構築するものであるが、大型重機を軟弱地盤上に安定して長期間設置しておくのは難しく、柱状体構築における施工の安全性を損なう虞があるという問題点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、従来技術における上述した要望に応えると共に問題点を解決することができる軟弱地盤の沈下低減方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、既製杭を用いた軟弱地盤の沈下低減方法であって、先ず前記軟弱地盤上に沈下のおそれの少ない良質土砂を敷設して盛土を形成し、前記盛土と前記軟弱地盤とに前記既製杭を打設し、前記盛土と前記既製杭との上に固化層を形成し、前記固化層の上に舗装を構築して前記既製杭と前記盛土と前記固化層と前記舗装とを一体化させ、前記軟弱地盤上にかかる前記盛土と前記固化層と前記舗装とその他車両等との荷重を前記既製杭の周面と先端部とから前記軟弱地盤の深部の地盤に伝達させると共に前記盛土を介して直接軟弱地盤面に伝達させるようにしたことを特徴とする軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【０００８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、前記既製杭の杭頭部を前記固化層内に貫入させるようにする軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【０００９】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、前記既製杭の杭頭部を前記固化層内に１０ｃｍ以上貫入させるようにする軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【００１０】
請求項４の発明によれば、請求項１、２又は３の発明において、前記既製杭の１本の支配面積に対する前記既製杭の断面積の比率である改良率が１０％を超えない軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【００１１】
請求項５の発明によれば、請求項１、２、３又は４の発明において、前記固化層を前記盛土の上層部分に固化材を混合させることにより構築する軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【００１２】
請求項６の発明によれば、請求項１、２、３又は４の発明において、予め土砂と固化材とを混合しておいたものを前記盛土上に敷設して前記固化層を構築する軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【００１３】
請求項７の発明によれば、請求項１、２、３、４、５又は６の発明において、前記軟弱地盤を所定深さまで掘削した掘削面上に前記盛土を形成するようにした軟弱地盤の沈下低減方法が提案される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００１５】
図１は、軟弱地盤上に盛土して道路や駐車場等を構築する場合、構築中及び構築後に軟弱地盤が沈下しないようにするため、本発明の方法により軟弱地盤の沈下を低減する実施の形態の一例を説明するための工程説明図である。
【００１６】
先ず軟弱地盤１１上に沈下の虞の少ない良質な土砂を所要の厚さ敷設して盛土１２を形成する（図１（Ａ））。盛土１２は、この後既製杭を打設するための各種大型重機を載置し、打設工事を行っても大型重機が傾いたり転倒したりすることなく、安全に既製杭の打設工事を行うことのできる性質を有している。
【００１７】
次に、木杭やコンクリート杭、鋼管杭等の公知の既製杭２１を所要の数だけ所定の間隔で必要な深さまで打設し、既製杭２１の杭頭部２２の杭頭面２２ａが盛土１２内で所定の深さに埋入されるよう設置する（図１（Ｂ））。ここでは２本の既製杭２１が打設されて示されているが、既製杭２１は何本であっても良く、所要の本数を打設してよい。また、既製杭２１の径や長さ、設置間隔は、構築される道路や駐車場等に要求される許容沈下量により決定される。
【００１８】
続いて盛土１２の上層部分であって既製杭２１の杭頭面２２ａより下方の深さ位置までの厚さ部分に、粉体又はスラリー状のセメント、セメント固化材、生石灰等の固化材を混合し、硬化させて固化層１３を形成する（同図（Ｃ））。盛土１２の含水状態に応じて、混合後に締め固めて固化層１３を形成する場合と、締め固めずに形成する場合とがある。
【００１９】
固化層１３は、その下端面１３ａが各既製杭２１の杭頭面２２ａから１０ｃｍ以上深い位置になるように形成されるのが望ましい。また、固化層１３の強度と厚さ寸法とは、既製杭２１と固化層１３との一体性を確保し、軟弱地盤１１の沈下を低減させるのに必要とされる性能を有するように決定される。
【００２０】
形成された固化層１３の上にクラッシャーラン等の路盤材を敷設しランマー等を用いる等して均し締め固めて路盤層１４ａを形成し、路盤層１４ａ上にアスファルトコンクリート等の舗装材を敷設してロードローラー等を用いるなどして平坦に転圧して舗装層１４ｂを形成して舗装１４を構築し、この結果、既製杭２１、盛土１２、固化層１３、舗装１４が一体化されて構築される（同図（Ｄ））。
【００２１】
本発明の方法によれば、固化層１３内に既製杭２１の杭頭部２２を貫入して構築することにより、既製杭２１、盛土１２、固化層１３、舗装１４をしっかりと一体化することができるため、盛土１２、固化層１３、舗装１４、さらに舗装１４上を通行する車両等の荷重を、既製杭２１の各杭周面の摩擦力と各杭先端の支持力とにより深層地盤に作用させると共に、軟弱地盤１１面にも作用させて軟弱地盤１１の地耐力に支持させているため、各既製杭２１のみに荷重を負担させるのでなく、荷重を分散させて作用させることができるため、既製杭２１に作用する荷重の負担を低減することができる。
【００２２】
このため、杭種として既製杭を使用していることも併せて、１本の既製杭２１の支配面積に対する既製杭２１の断面積の比率である改良率を１０％を超えないようにすることができ、この結果、既製杭２１の打設本数を少なくしたり、既製杭２１の径を小さくすることができる。したがって、既製杭２１の打設時に周辺地盤の形状等を変形させる虞を防止できるほか、既製杭２１の規模を小さくすることができるため、既製杭２１の構築にかかる工期を短縮することができると共に、その施工にかかるコストを削減することができ、軟弱地盤に道路や駐車場等を構築する際に短期間で安価に軟弱地盤の沈下低減を図ることができる。
【００２３】
また、軟弱地盤１１上にまず最初に沈下の虞の少ない良質な土砂から成る盛土１２を形成し、その後既製杭２１を打設するようにしたので、軟弱地盤１１上に既製杭２１を打設するための各種大型重機を直接載置せず、盛土１２上に大型重機を設置して既製杭２１の打設工事を行うことができる。したがって、既製杭２１の打設工事において、大型重機が傾いたり転倒する虞を極めて低くすることができ、安全性の高い施工を行うことができる。
【００２４】
図２には、本発明の方法による他の実施の形態を説明するための工程説明図が示されている。図２に示した場合では、既製杭２１の杭頭部２２が覗く程度の厚さに良質な土砂を敷設して盛土１２Ａを形成する点と、予め固化材と土砂とを混ぜておいたものを盛土１２Ａ上に敷設して固化層１３Ａを形成するようにした点とが図１に示した場合と異なっている。したがって、図２の各部のうち図１の各部に対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２５】
先ず、軟弱地盤１１上に、この後打設する既製杭が所要長さ覗く所定の厚さに沈下の虞の少ない良質な土砂を敷設し、盛土１２Ａを形成する（図２（Ａ））。盛土１２Ａは、この後既製杭を打設するための各種大型重機を載置し、打設工事を行っても大型重機が傾いたり転倒したりすることなく、安全に既製杭の打設工事を行うことのできる性質を有している。
【００２６】
次に盛土１２Ａ及び軟弱地盤１１内に、既製杭２１を所要長さ盛土１２Ａから突出させ、所定の間隔で必要深さまで打設する（図２（Ｂ））。既製杭２１の打設後、粉体又はスラリー状のセメント、セメント固化材、生石灰等の固化材と土砂とを予め混ぜておいたものを盛土１２Ａ及び既製杭２１上に敷設し、硬化させて固化層１３Ａを形成する（図２（Ｃ））。
【００２７】
ここで、固化層１３Ａは、その下端面１３Ａａが既製杭２１の各杭頭面２２ａから１０ｃｍ以上深い位置となるように形成されるのが望ましい。また、固化層１３Ａの強度と厚さ寸法とは、既製杭２１と固化層１３Ａとの一体性を確保し、軟弱地盤１１の沈下を低減させるのに必要とされる性能を有するように決定されている。
【００２８】
固化層１３Ａの形成後は、図１（Ｄ）に示した場合と同様に、固化層１３Ａ上に路盤層１４ａ、舗装層１４ｂを順に敷設して舗装１４を形成し、これにより既製杭２１、盛土１２Ａ、固化層１３Ａ、舗装１４が一体化されて構築される（図２（Ｄ））。
【００２９】
本実施の方法によれば、図１に示した場合と同様の効果を得られるほか、土砂と固化材とを予め混ぜておいたものを盛土１２Ａ上に敷設して固化層１３Ａを形成するようにしたので、施工現場において盛土１２Ａの深さ寸法に注意を払いつつ固化材と土砂とを混ぜる作業を行う必要がなく、固化材と土砂とを容易に充分均等に混ぜることができるので、固化層１３Ａの期待されている性能を向上させることができる上、施工現場での作業を簡便なものとすることができる。
【００３０】
図３には、本発明の方法による別の実施の形態を説明するための工程説明図が示されている。図３に示した場合では、軟弱地盤１１を掘削した掘削面１１ａ上に盛土１２Ｂを形成するようにした点が図１に示した場合と異なっている。したがって、図３の各部のうち図１の各部に対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３１】
先ず最初に、軟弱地盤１１を所要の寸法の深さＬだけ掘削し、掘削面１１ａ上にこの後打設する既製杭が埋設されるように所定の厚さに良質な土砂を敷設して盛土１２Ｂを形成する（図３（Ａ）、同図（Ｂ））。盛土１２Ｂは、この後既製杭を打設するための各種大型重機を載置し、打設工事を行っても大型重機が傾いたり転倒したりすることなく、安全に施工を行うことのできる性質を有している。
【００３２】
次に、盛土１２Ｂ、軟弱地盤１１内に既製杭２１を所定の深さまで所要の間隔で打設する（図３（Ｃ））。このとき既製杭２１の各杭頭面２２ａには盛土１２Ｂ内で所定深さの土砂が被っており杭頭部２２が埋入された状態となっている。
【００３３】
盛土１２Ｂの上層部分であって既製杭２１の杭頭面２２ａより下方の深さ位置までの厚さ部分に、粉体又はスラリー状のセメント、セメント固化材、生石灰等の固化材を混合し、硬化させて固化層１３Ｂを形成する（図３（Ｄ））。盛土１２の含水状態に応じて、混合後に締め固めて固化層１３Ｂを形成する場合と、締め固めずに形成する場合とがある。固化層１３Ｂは、その下端面１３Ｂａが各既製杭２１の杭頭面２２ａから１０ｃｍ以上深い位置となるように形成されるのが望ましい。
【００３４】
固化層１３Ｂを形成した後は、図１（Ｄ）に示した場合と同様、路盤層１４ａ、舗装層１４ｂを敷設して舗装１４を形成し、これにより既製杭２１、盛土１２Ｂ、固化層１３Ｂ、舗装１４が一体化されて構築される。
【００３５】
本実施の方法によれば、図１に示した場合と同様の効果を得られるほか、軟弱地盤１１を最初に所要の深さＬ掘削し、掘削して形成された掘削面１１ａ上に盛土１２Ｂ、固化層１３Ｂ、舗装１４を構築したので、舗装１４の表面のレベル位置ＬＶを軟弱地盤１１の元の表面のレベル位置ＬＶと略同じ高さとなるように仕上げることができる。このため、例えば舗装１４が形成されない隣合う敷地に対し、略同じ高さレベルで段差のないようにして仕上げることができるため、舗装１４が形成された道路と舗装１４が形成されない隣合う敷地とを行き来する人間や車両に対して通行しやすい道路を構築することができる。
【００３６】
また、図３に示した場合では、舗装１４の仕上げのレベル位置を軟弱地盤１１の元の表面のレベル位置と略同じ高さとなるように仕上げているが、深さＬを適宜の深さ寸法とし、舗装１４の表面を所望のレベル位置にして仕上げることもできる。
【００３７】
また、本実施の方法では、軟弱地盤１１上に敷設した盛土１２Ｂの上層部分に固化材を混合して固化層１３Ｂを形成しているが、盛土１２Ｂを既製杭２１の杭頭部２２が所要長さ覗く程度の厚みに構築し、固化材と土砂とを予め混ぜておいたものを盛土１２Ｂの上に敷設して固化層を形成するようにしてもよい。この際にも、固化層の下端面は既製杭２１の杭頭面２２ａより１０ｃｍ以上深い位置となるようにして形成されるのが望ましい。
【００３８】
図４には、本発明の方法によるさらに別の実施の形態を説明するための工程説明図が示されている。図４に示した場合では、既製杭２１の杭頭面２２ａが固化層１３Ｃの下端面１３Ｃａと略同じ高さレベルとなるように構築されている点が図１に示した場合と異なっている。したがって、図４の各部のうち図１の各部に対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３９】
先ず、軟弱地盤１１上に、沈下の虞の少ない良質な土砂を所定の厚みで敷設して盛土１２Ｃを形成する（図４（Ａ））。盛土１２Ｃは、この後既製杭を打設するための各種大型重機を載置し、打設工事を行っても大型重機が傾いたり転倒したりすることなく、安全に施工を行うことのできる性質を有している。
【００４０】
次に、既製杭２１を所要の本数だけ所定の間隔で必要な深さまで打設する（図４（Ｂ））。このとき既製杭２１の杭頭面２２ａには盛土１２Ｃ内で所定深さの土砂が被っており、各杭頭部２２が埋入された状態となっている。
【００４１】
既製杭２１の杭頭面２２ａ上であって盛土１２Ｃの上層部分に、粉体又はスラリー状のセメント、セメント固化材、生石灰等の固化材を混合し、硬化させて固化層１３Ｃを形成する（図４（Ｃ））。既製杭２１の杭頭部２２は丁度盛土１２Ｃ内に隠れて埋設されており、固化層１３Ｃの下端面１３Ｃａが各既製杭２１の杭頭面２２ａと接触して固化層１３Ｃが既製杭２１上に形成される。
【００４２】
固化層１３Ｃを形成した後は、図１（Ｄ）に示した場合と同様、路盤層１４ａ、舗装層１４ｂを敷設して舗装１４を形成し、これにより既製杭２１、盛土１２Ｃ、固化層１３Ｃ、舗装１４が一体化されて構築される（図４（Ｄ））。
【００４３】
本実施の方法によれば、図１に示した場合と略同様の効果を得られるほか、既製杭２１の杭頭部２２が盛土１２Ｃから突出しない状態で盛土１２Ｃに固化材を混ぜることができる、すなわち固化層１３Ｃを形成する際に杭頭部２２を避けずに盛土１２Ｃに固化材を混ぜることができる。このため杭頭部２２を避けるという注意を払わずに済み、固化層１３Ｃを形成する作業にかかる時間を短縮することができ、作業の能率を向上させ、軟弱地盤１１の沈下低減を図るための施工を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、上述のごとく、先ず軟弱地盤上に沈下のおそれの少ない良質土砂を敷設して盛土を形成し、盛土と軟弱地盤との中に既製杭を打設し、既製杭の杭頭部を１０ｃｍ以上挿入するようにして盛土と既製杭との上に固化層を形成し、固化層の上に舗装を構築して既製杭と盛土と固化層と舗装とを一体化させ、軟弱地盤上にかかる盛土と固化層と舗装とその他車両等との荷重を、既製杭の周面と先端部とから軟弱地盤の深部の地盤に伝達させると共に盛土を介して直接軟弱地盤面に伝達させるようにしたので、既製杭のみに荷重を負担させることなく、荷重を分散させて作用させるため、既製杭に作用する荷重の負担を低減することができる。したがって、杭１本の支配面積に対する杭の断面積の比率である改良率を１０％を超えないようにすることができるので、柱状体の構築時に周辺地盤の形状を変形させてしまう虞を防止することができるほか、既製杭の打設本数を減少させたり、及び又は杭径を小さくして施工期間を短縮することができると共に、施工コストを削減させることができる。この結果、軟弱地盤上に道路や駐車場等を構築する際、短期間で安価に軟弱地盤の沈下の低減を図るための施工を行うことができる。
【００４５】
また、軟弱地盤上にまず最初に沈下のおそれの少ない良質土砂を敷設して盛土を形成するため、既製杭の打設のための各種大型重機を直接軟弱地盤上に持ち込まず、良質土砂から成る盛土上に大型重機を設置して既製杭を打設するため、大型重機を安定して安全な姿勢で設置して打設工事を行うことができ、施工の安全性を保持しながら軟弱地盤の沈下低減を図るための工事を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により軟弱地盤の沈下を低減する実施の形態の一例を説明するための工程説明図。
【図２】本発明の方法による他の実施の形態を説明するための工程説明図。
【図３】本発明の方法による別の実施の形態を説明するための工程説明図。
【図４】本発明の方法によるさらに別の実施の形態を説明するための工程説明図。
【符号の説明】
１１  軟弱地盤
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  盛土
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  固化層
１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ、１３Ｃａ  下端面
１４  舗装
２１  既製杭
２２  杭頭部
２２ａ  杭頭面
【図１】
0003881916.tif 000002
【図２】
0003881916.tif 000003
【図３】
0003881916.tif 000004
【図４】
0003881916.tif 000005