(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細粒土が多く含まれる砂地盤に振動を与えて地盤密度を増大させる振動締固めによる地盤改良工法であって、地盤改良の対象となる地盤中に土粒子間の結合力を弱める分散剤としての界面活性剤を注入して振動締固めを行い、地盤の振動締固め後に、前記界面活性剤の注入により弱まった土粒子間の結合力を強くするための凝集剤を注入することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
地盤中への前記界面活性剤の注入に加え、地盤中の間隙水の排水を行うことを特徴とする請求項１記載の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は振動締固めによる地盤改良工法の改善に関するものであり、特に細粒土が多く含まれる砂地盤の改良等に適し、また液状化対策としても用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
振動締固めによる地盤改良工法としては、代表的な工法として、サンドコンパクションパイル工法やバイブロフローテーション工法等を挙げることができ、これらの締固め工法は、液状化対策工法としても広く用いられている。
【０００３】
ところで、自然地盤で、細粒土が多く含まれる砂地盤の場合には、細粒土に起因して締固め効果が小さく十分な改良効果が得られないことがあり、想定する地震動レベルが大きくなった昨今では、締固め工法の効果をより高めるために、可能な限り最密に締め固めることが重要である。
【０００４】
また、地盤改良工法自体は、種々の原理、方法によるものがあるが、騒音や振動を発生させない工法として、砂地盤中に電極を設け、電気泳動を利用して地盤の改良を行う電気化学的土質安定処理工法があり、特公平８−１４１０３号公報や特公平８−１４１０３号公報には、電気泳動の効率を上げるために電極間で界面活性剤を浸透させる工法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の締固め工法では、現在のように想定する地震動レベルが大きくなった状況下において、自然地盤によく見られる細粒土が多く含まれる砂地盤に関しては、細粒土に起因して十分な締固め改良効果が得られないことがある。
【０００６】
本願発明は、従来の締固め工法における上述のような課題の解決を図ったものであり、細粒土分の多い地盤においても十分な締固め効果を発揮して地盤密度を増大させるとともに、地震時に液状化の発生が懸念される地盤に対しても液状化の発生を抑制し、それに付随した側方流動の発生を防止することができる地盤改良工法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明は、細粒土が多く含まれる砂地盤に振動を与えて地盤密度を増大させる振動締固めによる地盤改良工法であって、地盤改良の対象となる地盤中に土粒子間の結合力を弱める分散剤としての界面活性剤を注入して振動締固めを行い、地盤の振動締固め後に、前記界面活性剤の注入により弱まった土粒子間の結合力を強くするための凝集剤を注入することを特徴とするものである。
【０００８】
本願発明における、土粒子間の結合力を弱める材料としては分散剤を用いる。分散剤は一種の界面活性剤であり、地盤中の土粒子を分散させて凝集を防止する働きを有する。このような分散剤としては、種々の界面活性剤の利用が考えられるが、具体例としては、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム等が挙げられる。
地盤の振動締固め後に、界面活性剤の注入により弱まった土粒子間の結合力を強くための凝集剤の一例としては、ポリアクリルアミド等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【０００９】
本願発明は、土粒子、主として細粒土が混入した砂質土、シルト質砂等の地盤における細粒土の分子間の作用力を、分散剤により低減した上で振動締固めを行うものであり、使用する分散剤の種類、あるいは配合等は、対象とする土質との相性を鑑みて選択すればよい。
また、分散剤で分子間作用力を低減したことにより、一旦、密度増大が図れた地盤では、地盤の粘着力の低下が懸念されることから、本願発明では締固め後、凝集剤を浸透させ、強度の回復が促進されるようにする。
【００１０】
このように土粒子間の結合力を弱める材料を用いて振動締固めを行うことで、細粒土が多く含まれる地盤においても振動締固めによる地盤改良効果が十分に発揮され、また液状化対策としても有効である。
【００１１】
振動締固め手段としては、従来のサンドコンパクションパイル工法やバイブロフローテーション工法等を用いることができるが、これらの施工装置に注入管を付帯させて施工を行うことで、分散剤を施工深度に渡って効率的に注入することができる。この他、振動を与える手段としては、注入管に振動を与える方法もある。なお、分散剤の地盤中への注入手段を、これらの施工装置とは別に設けることも可能である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る地盤改良工法において、地盤中への前記分散剤の注入に加え、地盤中の間隙水の排水を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
このような土粒子間の結合力を弱める材料の使用により遊離した水分等を積極的に排水すれば、締固めの効果をさらに促進することができる。この排水もサンドコンパクションパイル工法やバイブロフローテーション工法に用いる施工装置部分から行うこともできるし、施工装置と別個に設けた吸水手段等により行うこともできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明をバイブロフローテーション工法の形で実施する場合の一実施形態を模式的に示したもので、図１(a) は振動装置の構造概要図である。
【００１８】
本実施形態において、振動装置にはバイブロフロットなどの振動子１と、先端寄りに分散剤吐出部２、その上側に凝集剤注入部４、さらに上方に吸水部３が設けられており、それぞれ注入管６，８または吸入管７などのパイプと連通する複数の小孔が形成されている。
【００１９】
施工例として、貫入時には、図１(b) に示すように、分散剤としての界面活性剤の溶液などを分散剤吐出部２より地盤内に注入するとともに、貫入装置を介して振動を地盤に伝達し、繰り返しせん断に伴う密度増大を図る。
【００２０】
このとき、上部の吸水部３の吸水口より余分な水分を吸い上げて地上に排出することで、締固めを促進する。
【００２１】
また、締固め工法による液状化強度のさらなる増大を図るため、例えば、引き上げ時に、図１(c) に示すように凝集剤注入部４よりポリアクリルアミド等の凝集剤を地盤に注入する。このとき、装置に取り付けたパッカー５を膨らませて孔壁に圧着させることで、凝集剤を効率よく地盤中への浸透させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本願発明では、振動締固めによる地盤改良工法において、分散剤としての界面活性剤の注入を行うことで、主に細粒土の分子間の作用力を低減した状態で地盤中に振動を加えるため、通常の締固め工法より、さらなる密度の増大を図ることができる。その上で、分散剤で分子間作用力を低減したことにより、粘着力の低下が懸念される地盤に対し、締固め後、凝集剤を浸透させることで、強度の回復が促進される。
【００２３】
また、例えば液状化対策に用いる場合には、液状化強度をより増大させることができる。
【００２４】
さらに、請求項２に係る発明では、間隙水の排水や締固め後の凝集剤の使用を併用することにより、締固めの促進や地盤強度の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の一実施形態を模式的に示したもので、(a) は振動装置の構造概要図、(b) は貫入時の様子を示す鉛直断面図、(c) は引抜き時の様子を示す鉛直断面図である。
【符号の説明】
１…振動子、２…分散剤吐出部、３…吸水部、４…凝集剤注入部、５…パッカー
【図１】
0004014403.tif 000002