(57)【要約】【課題】液状化の発生を抑止して地下構造物の耐震性を向上させることができる地盤改良工法、地盤改良構造及び改良地盤を提供する。【解決手段】不飽和化維持工程＃２００では、（Ａ）に示すように、地下構造物Ｓを貫通する貫通孔を形成し、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に薬剤を注入して、この薬剤を硬化させて壁部３ａを構築する。不飽和化処理工程＃３００では、（Ｂ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1から地下水を排出して、液状化層Ｌ1の地下水位GWLを下げて液状化層Ｌ1の土中から水分が除去される。また、不飽和化処理工程＃３００では、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に気体を供給して、液状化層Ｌ1の土中に気体が封入された状態にし、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化処理される。その結果、（Ｃ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中の液状化層を不飽和化させて地盤を改良する地盤改良工法であって、
地下構造物よりも下層の液状化層の地下水位を低下させて、この液状化層を不飽和化させる不飽和化処理工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
請求項１に記載の地盤改良工法において、
前記地下構造物よりも下層の液状化層を不飽和化した状態に維持する不飽和化維持工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
請求項２に記載の地盤改良工法において、
前記不飽和化維持工程は、前記地下構造物から下方又は側方に伸びる壁部を構築する工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項４】
請求項２に記載の地盤改良工法において、
前記不飽和化維持工程は、前記地下構造物と土留工との間の隙間を塞ぐ工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項記載の地盤改良工法において、
前記不飽和化維持工程は、前記地下構造物よりも下層の非液状化層まで土留工を根入れする工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の地盤改良工法において、
前記不飽和化処理工程は、前記地下構造物と土留工との間の隙間からこの地下構造物よりも下層の液状化層の地下水を排出して、この液状化層の地下水位を低下させる工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の地盤改良工法において、
前記不飽和化処理工程は、前記地下構造物の内部からこの地下構造物よりも下層の液状化層の地下水を排出して、この液状化層の地下水位を低下させる工程を含むこと、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の地盤改良工法において、
前記地下構造物は、都市トンネルであること、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項９】
地盤中の液状化層を不飽和化した状態にこの地盤を改良する地盤改良構造であって、
地下構造物よりも下層の液状化層が不飽和化されているときに、この液状化層を不飽和化した状態に維持する不飽和化維持部を備えること、
を特徴とする地盤改良構造。
【請求項１０】
請求項９に記載の地盤改良構造において、
前記不飽和化維持部は、前記地下構造物からこの地下構造物の下方又は側方に伸びる壁部を備えること、
を特徴とする地盤改良構造。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の地盤改良構造において、
前記不飽和化維持部は、前記地下構造物と土留工との間の隙間を塞ぐ塞ぎ部を備えること、
を特徴とする地盤改良構造。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の地盤改良構造において、
前記不飽和化維持部は、前記地下構造物よりも下層の非液状化層まで根入れされている土留工であること、
を特徴とする地盤改良構造。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２までのいずれか１項に記載の地盤改良構造において、
前記地下構造物は、都市トンネルであること、
を特徴とする地盤改良構造。
【請求項１４】
地盤中の液状化層が不飽和化した状態に改良された改良地盤であって、
地下構造物よりも下層の液状化層の地下水位を低下させることによって、この液状化層が不飽和化されていること、
を特徴とする改良地盤。
【請求項１５】
請求項１４に記載の改良地盤において、
前記地下構造物よりも下層の液状化層が不飽和化した状態に維持されていること、
を特徴とする改良地盤。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５に記載の改良地盤において、
前記地下構造物は、都市トンネルであること、
を特徴とする改良地盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤中の液状化層を不飽和化させて地盤を改良する地盤改良工法、地盤中の液状化層を不飽和化した状態にこの地盤を改良する地盤改良構造、及び地盤中の液状化層を不飽和化した状態に改良された改良地盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の液状化対策には、様々な工法が検討され提案されているが、いずれも対策工法として個別に施工することが基本になっている。地盤を不飽和化させる液状化対策としては、これまでに地盤内に空気を注入する方法が検討されている。従来の地盤改良工法は、大気に開放された地盤内の水及び空気を吸引して不飽和領域を形成する工程と、この不飽和領域の空気を吸引してこの不飽和領域を負圧化する工程と、この負圧化領域に空気を送ることによって土粒子に空気をトラップさせる工程と、土粒子に空気をトラップさせた後に地下水位を復元させる工程とを含む。このような従来の地盤改良工法では、大気開放化で地盤の土粒子を真空化により乾燥させ、水位の復元で土粒子に空気を安定してトラップさせて、地震時における地盤の液状化を防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2014-084559号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の地盤改良工法では、不飽和領域の土粒子に空気をトラップさせているが、この不飽和領域の上方の地盤が大気に開放されている。このため、従来の地盤改良工法では、不飽和領域の土粒子に空気をトラップさせた状態を長期間維持することが困難になる問題点がある。
【０００５】
この発明の課題は、液状化の発生を抑止して地下構造物の耐震性を向上させることができる地盤改良工法、地盤改良構造及び改良地盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図２、図３、図５、図７、図８、図１０、図１２、図１４、図１５及び図１６に示すように、地盤（Ｇ）中の液状化層を不飽和化させて地盤を改良する地盤改良工法であって、地下構造物（Ｓ）よりも下層の液状化層（Ｌ1）の地下水位（GWL）を低下させて、この液状化層を不飽和化させる不飽和化処理工程（＃３００；＃５００；＃７００）を含むことを特徴とする地盤改良工法（＃１００）である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の地盤改良工法において、図２、図３、図５、図７、図８、図１０及び図１２に示すように、前記地下構造物よりも下層の液状化層を不飽和化した状態に維持する不飽和化維持工程（＃２００；＃４００，＃６００）を含むことを特徴とする地盤改良工法である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の地盤改良工法において、図３、図５及び図１２に示すように、前記不飽和化維持工程は、前記地下構造物から下方又は側方に伸びる壁部（３ａ；３ｂ；３ｆ）を構築する工程を含むことを特徴とする地盤改良工法である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２に記載の地盤改良工法において、図７、図８及び図１０に示すように、前記不飽和化維持工程（＃４００）は、前記地下構造物と土留工（７）との間の隙間を塞ぐ工程を含むことを特徴とする地盤改良工法である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２から請求項４までのいずれか１項記載の地盤改良工法において、図７、図８及び図１０に示すように、前記不飽和化維持工程（＃４００）は、前記地下構造物よりも下層の非液状化層まで土留工を根入れする工程を含むことを特徴とする地盤改良工法である。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の地盤改良工法において、図１４及び図１５に示すように、前記不飽和化処理工程（＃７００）は、前記地下構造物と土留工との間の隙間（Δ）からこの地下構造物よりも下層の液状化層の地下水を排出して、この液状化層の地下水位を低下させる工程を含むことを特徴とする地盤改良工法である。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の地盤改良工法において、図２、図３、図５、図１２及び図１６に示すように、前記不飽和化処理工程（＃３００；＃７００）は、前記地下構造物の内部からこの地下構造物よりも下層の液状化層の地下水を排出して、この液状化層の地下水位を低下させる工程を含むことを特徴とする地盤改良工法である。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の地盤改良工法において、前記地下構造物は、都市トンネルであることを特徴とする地盤改良工法である。
【００１４】
請求項９の発明は、図１、図４、図６、図９及び図１１、図１３及び図１６に示すように、地盤（Ｇ）中の液状化層を不飽和化した状態にこの地盤を改良する地盤改良構造であって、地下構造物（Ｓ）よりも下層の液状化層（Ｌ1）が不飽和化されているときに、この液状化層を不飽和化した状態に維持する不飽和化維持部（３；７）を備えることを特徴とする地盤改良構造（２）である。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の地盤改良構造において、図１、図４、及び図１１に示すように、前記不飽和化維持部は、前記地下構造物からこの地下構造物の下方又は側方に伸びる壁部（３ａ；３ｂ；３ｆ）を備えることを特徴とする地盤改良構造である。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の地盤改良構造において、図６及び図９に示すように、前記不飽和化維持部は、前記地下構造物と土留工（７）との間の隙間を塞ぐ塞ぎ部（３ｄ；３ｅ）を備えることを特徴とする地盤改良構造である。
【００１７】
請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の地盤改良構造において、図１３〜図１６に示すように、前記不飽和化維持部は、前記地下構造物よりも下層の非液状化層まで根入れされている土留工（７）であることを特徴とする地盤改良構造である。
【００１８】
請求項１３の発明は、請求項９から請求項１２までのいずれか１項に記載の地盤改良構造において、前記地下構造物は、都市トンネルであることを特徴とする地盤改良構造である。
【００１９】
請求項１４の発明は、図１、図４、図６、図９、図１１、図１３及び図１６に示すように、地盤（Ｇ）中の液状化層が不飽和化した状態に改良された改良地盤であって、地下構造物（Ｓ）よりも下層の液状化層（Ｌ1）の地下水位（GWL）を低下させることによって、この液状化層が不飽和化されていることを特徴とする改良地盤（１）である。
【００２０】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の改良地盤において、前記地下構造物よりも下層の液状化層が不飽和化した状態に維持されていることを特徴とする改良地盤である。
【００２１】
請求項１６の発明は、請求項１４又は請求項１５に記載の改良地盤において、
前記地下構造物は、都市トンネルであることを特徴とする改良地盤である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、液状化の発生を抑止して地下構造物の耐震性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤を模式的に示す断面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る地盤改良工法の工程図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）は不飽和化維持工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は不飽和化処理工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は不飽和化処理工程後の改良地盤の断面図である。
【図４】この発明の第２実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤を模式的に示す断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）は不飽和化維持工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は不飽和化処理工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は不飽和化処理工程後の改良地盤の断面図である。
【図６】この発明の第３実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤を模式的に示す断面図である。
【図７】この発明の第３実施形態に係る地盤改良工法の工程図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）は不飽和化維持工程及び不飽和化処理工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は不飽和化維持工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は不飽和化維持工程後の改良地盤の断面図である。
【図９】この発明の第４実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤を模式的に示す断面図である。
【図１０】この発明の第４実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）は不飽和化維持工程及び不飽和化処理工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は不飽和化維持工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は不飽和化維持工程後の改良地盤の断面図である。
【図１１】この発明の第５実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤を模式的に示す断面図である。
【図１２】この発明の第５実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）は不飽和化維持工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は不飽和化処理工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は不飽和化処理工程後の改良地盤の断面図である。
【図１３】この発明の第６実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤を模式的に示す断面図である。
【図１４】この発明の第６実施形態に係る地盤改良工法の工程図である。
【図１５】この発明の第６実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）（Ｂ）は不飽和化処理工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は不飽和化処理工程後の改良地盤の断面図である。
【図１６】この発明の第７実施形態に係る地盤改良工法を説明するための断面図であり、（Ａ）（Ｂ）は不飽和化処理工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１に示す地盤Ｇは、構造物の基礎を支える地面である。地下水位GWLは、地下水の分布する深さである。地下水位GWLは、地盤内の隙間又は割れ目を満たして存在する水の表面にある水圧が大気圧と等しい面であり、地下水面の基準面からの深さである。液状化層Ｌ1は、水分を多く含む土砂が堆積されている層である。液状化層Ｌ1は、例えば、地下水位GWL以下の飽和した緩い砂質地盤である。非液状化層Ｌ2は、液状化が発生しないと判断される層である。非液状化層Ｌ2は、例えば、粘性土層、密な砂質土層又は密な砂礫層などである。不飽和域Ａは、土粒子同士の隙間に気体が残っている領域である。不飽和域Ａは、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化処理して形成される。
【００２５】
地下構造物Ｓは、地表面下に構築されている構造物である。地下構造物Ｓは、例えば、都市部の軟らかい地盤Ｇ中に建設される都市トンネルである。地下構造物Ｓは、土圧に抗する鉄筋コンクリート箱型ラーメン構造物であるボックスカルバートであり、地下鉄軌道部又は地下鉄駅舎部などとして内部空間が利用される。地下構造物Ｓは、この地下構造物Ｓの屋根部を構成する上床板Ｓ1と、この地下構造物Ｓの底部を構成する下床板Ｓ2と、この地下構造物Ｓの側壁部を構成する側板Ｓ3と、上床板Ｓ1と下床板Ｓ2とを繋ぐ中柱Ｓ4とを備えている。
【００２６】
改良地盤１は、地盤Ｇ中の液状化層Ｌ1が不飽和化した状態に改良された地盤である。改良地盤１は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させることによって、この液状化層Ｌ1が不飽和化されている。改良地盤１は、地盤Ｇの強度を増大し地下構造物Ｓの沈下を抑制するために、液状化層Ｌ1の性質の改善を目的として液状化層Ｌ1が不飽和化処理されている。改良地盤１は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化した状態に維持されている。
【００２７】
地盤改良構造２は、地盤Ｇ中の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態にこの地盤Ｇを改良する構造である。地盤改良構造２は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持し、地盤Ｇの強度を増加した状態に維持し地下構造物Ｓの沈下を抑制する。地盤改良構造２は、不飽和化維持部３などを備えている。
【００２８】
不飽和化維持部３は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化されているときに、この液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する部分である。不飽和化維持部３は、地下構造物Ｓからこの地下構造物の下方に伸びる壁部３ａを備えている。壁部３ａは、地下構造物Ｓの下側両縁部から下方に垂直に伸びており、この地下構造物Ｓの長さ方向に連続して隙間なく構築されている。壁部３ａは、例えば、水ガラス系の薬剤、硬化剤及び助剤などの混合物を恒久の薬剤注入工法によって、地下構造物Ｓの内部から地下構造物Ｓの下方に向かって垂直に注入して構築される。壁部３ａは、例えば、この壁部３ａの下端部が非液状化層Ｌ2に所定の深さで根入れされている。
【００２９】
次に、この発明の第１実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤の作用を説明する。
図１に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化されて液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成されていると、この不飽和域Ａ内における土粒子同士の隙間に気体が残っている状態になる。液状化層Ｌ1を不飽和化するために地下水位GWLを一旦低下させた後に地下水位GWLが復位したり、地震時に地下水位GWLが上昇したりしても、液状化層Ｌ1に気体が封入されているため液状化層Ｌ1に地下水が入り難い状態になり、地下構造物Ｓの浮き上がりが抑制される。また、不飽和域Ａ内の土粒子同士の隙間に残った気体が地下構造物Ｓの両縁部から地表に向かって地盤Ｇ内を上昇するのを不飽和化維持部３の壁部３ａが阻止し、液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に維持される。さらに、雨水が地盤Ｇから液状化層Ｌ1に浸透するのを不飽和化維持部３の壁部３ａが阻止し、液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に維持される。
【００３０】
次に、この発明の第１実施形態に係る地盤改良工法を説明する。
図２及び図３に示す地盤改良工法＃１００は、地盤Ｇ中の液状化層Ｌ1を不飽和化させて地盤Ｇを改良する工法である。地盤改良工法＃１００は、地盤Ｇを不飽和化することによる液状化対策であり、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化させることによって、液状化の発生を抑止して地下構造物Ｓの耐震性を向上させる。地盤改良工法＃１００は、既設の地下構造物Ｓに対して実施される地盤Ｇの改良工法であり、図２に示すように不飽和化維持工程＃２００と不飽和化処理工程＃３００などを含む。
【００３１】
図３（Ａ）に示す注入装置４は、地盤Ｇを強化させる薬剤を注入する装置である。注入装置４は、地盤Ｇの透水性を減少させて地盤Ｇの強度を増加させるために、硬化剤及び助剤などの添加材を加えた水ガラス系の薬剤を地盤Ｇ中に注入する薬剤注入装置である。注入装置４は、地下構造物Ｓを貫通し液状化層Ｌ1内に垂直方向に配管されている注入管４ａと、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1内に薬剤をこの注入管４ａを通じて送出する送出ポンプ４ｂなどを備えている。注入装置４は、図３（Ａ）に示すように、地下構造物Ｓの下方に薬剤を注入することによって、この地下構造物Ｓの下方に壁部３ａを構築する。
【００３２】
図３（Ｂ）に示す排水装置５は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1から地下水を排出する装置である。排水装置５は、地下構造物Ｓを貫通し液状化層Ｌ1内に垂直方向に配管されている揚水管５ａと、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1内の地下水をこの揚水管５ａを通じて排出する揚水ポンプ５ｂなどを備えている。排水装置５は、地下構造物Ｓ、左右の壁部３ａ及び非液状化層Ｌ2によって囲まれている液状化層Ｌ1から地下水を排出することによって、この液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させる。
【００３３】
図３（Ｂ）に示す供給装置６は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に気体を供給する装置である。供給装置６は、地下構造物Ｓを貫通し液状化層Ｌ1内に配管されている供給管６ａと、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1内にこの供給管６ａを通じて気体を供給するコンプレッサ６ｂなどを備えている。供給装置６は、空気、気泡又は微細気泡（マイクロバブル）などの気体を液状化層Ｌ1に注入する。供給装置６は、地下構造物Ｓ、左右の壁部３ａ及び非液状化層Ｌ2によって囲まれている液状化層Ｌ1に気体を供給することによって、この液状化層Ｌ1を不飽和化しこの液状化層Ｌ1に不飽和域Ａを形成する。
【００３４】
図２及び図３（Ａ）に示す不飽和化維持工程＃２００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する工程である。不飽和化維持工程＃２００は、地下構造物Ｓから下方に伸びる壁部３ａを構築する工程を含む。不飽和化維持工程＃２００では、図３（Ａ）に示すように、地下構造物Ｓを貫通する貫通孔を形成し、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に注入装置４から薬剤を注入して、この薬剤を硬化させて地下構造物Ｓの下方に壁部３ａを構築する。
【００３５】
図２及び図３（Ｂ）に示す不飽和化処理工程＃３００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させ、この液状化層Ｌ1を不飽和化させる工程である。不飽和化処理工程＃３００では、図３（Ｂ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1から排水装置５によって地下水を排出して、液状化層Ｌ1の地下水位GWLを下げて液状化層Ｌ1の土中から水分が除去される。また、不飽和化処理工程＃３００では、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に供給装置６によって気体を供給して、液状化層Ｌ1の土中に気体が封入された状態にし、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化処理される。このため、図３（Ｃ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。その結果、土粒子の隙間に気体が残っているため、地下水位GWLが復位しても液状化層Ｌ1に地下水が入り難くなり、液状化層Ｌ1が不飽和化した状態になり地盤Ｇが強化される。また、地震時に発生する間隙水圧の上昇を、液状化層Ｌ1内に存在する気体（気泡）がクッションとなり抑制するため、液状化に対する強度が増加する。
【００３６】
この発明の第１実施形態に係る地盤改良工法、地盤改良構造及び改良地盤には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、不飽和化処理工程＃３００において、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させ、この液状化層Ｌ1を不飽和化させる。このため、地下構造物Ｓよりも下層の不飽和化された液状化層Ｌ1をこの地下構造物Ｓによって覆うことができ、この不飽和化された液状化層Ｌ1から気体が抜け出すのを地下構造物Ｓによって防ぐことができる。その結果、液状化の発生を抑止して地下構造物Ｓの耐震性を向上させることができる。
【００３７】
(2) この第１実施形態では、不飽和化維持工程＃２００において、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する。また、この第１実施形態では、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化されているときに、この液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に不飽和化維持部３が維持させる。さらに、この第１実施形態では、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化した状態に維持されている。このため、長期間にわたり液状化の発生を抑止して地下構造物Ｓの耐震性を向上させることができる。
【００３８】
(3) この第１実施形態では、不飽和化維持工程＃２００において、地下構造物Ｓからこの地下構造物Ｓの下方に伸びる壁部３ａを構築する。また、この第１実施形態では、地下構造物Ｓからこの地下構造物Ｓの下方に壁部３ａが伸びている。このため、地下構造物Ｓよりも下層の土粒子の隙間に残った気体が地表面から放出するのを壁部３ａによって阻止することができるとともに、雨水が地盤Ｇから液状化層Ｌ1に浸透するのを不飽和化維持部３の壁部３ａが阻止することができる。その結果、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化された状態に長期間維持することができる。また、従来の地盤改良工法のように地下構造物Ｓの下面から所定の深さまで広範囲に薬剤を注入する場合に比べて、薬剤の注入量を大幅に節減することができ、地盤Ｇを低コストで強化することができる。
【００３９】
(4) この第１実施形態では、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させることによって、この液状化層Ｌ1が不飽和化されている。このため、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを強制的に低下させるだけで、地下構造物Ｓの耐震性を簡単に向上させることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
以下では、図１及び図３に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図４に示す不飽和化維持部３は、図１に示す不飽和化維持部３とは異なり、地下構造物Ｓの両縁部からこの地下構造物の側方に伸びる壁部３ｂを備えている。壁部３ｂは、地下構造物Ｓの下側両縁部から外方向に水平に伸びており、この地下構造物Ｓの長さ方向に連続して構築されている。壁部３ｂは、例えば、水ガラス系の薬剤、硬化剤及び助剤などの混合物を恒久の薬剤注入工法によって、地下構造物Ｓの内部から外部にこの地下構造物Ｓの外方向に向かって水平に注入して構築される。
【００４１】
図５に示す注入装置４は、地下構造物Ｓを貫通し液状化層Ｌ1内に水平方向に配管されている注入管４ａを通じて、液状化層Ｌ1内に送出ポンプ４ｂから薬剤を送出する。図３に示す地盤改良工法＃１００は、既設の地下構造物Ｓに対して実施される地盤Ｇの改良工法である。不飽和化維持工程＃２００では、図５（Ａ）に示すように、地下構造物Ｓを貫通する貫通孔を形成し、地下構造物Ｓの側方の液状化層Ｌ1に注入装置４から薬剤を注入して、この薬剤を硬化させて地下構造物Ｓの側方に壁部を構築する。不飽和化処理工程＃３００では、図５（Ｂ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを下げて液状化層Ｌ1を不飽和化処理する。その結果、図５（Ｃ）に示すように、液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。
【００４２】
この発明の第２実施形態に係る地盤改良工法及び地盤改良構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、不飽和化維持工程＃２００において、地下構造物Ｓからこの地下構造物Ｓの側方に伸びる壁部３ｂを構築する。また、この第２実施形態では、地下構造物Ｓからこの地下構造物Ｓの側方に壁部３ｂが伸びている。このため、地下構造物Ｓよりも下層の土粒子の隙間に残った気体が地表面から放出するのを壁部３ｂによって抑制することができる。また、雨水が地盤Ｇから液状化層Ｌ1に浸透するのを不飽和化維持部３の壁部３ｂによって抑制することができる。さらに、従来の地盤改良工法のように地下構造物Ｓの下面から所定の深さまで広範囲に薬剤を注入する場合に比べて、薬剤の注入量を大幅に節減することができ、地盤Ｇを低コストで強化することができる。
【００４３】
（第３実施形態）
図６に示す地下構造物Ｓは、開削工法によって構築される開削トンネルのような都市トンネルである。不飽和化維持部３は、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを塞ぐ塞ぎ部３ｃ，３ｄを備えている。塞ぎ部３ｃは、地下構造物Ｓの外側側面と土留工７の内側側面との間に充填されており、地下構造物Ｓの長さ方向に隙間なく充填されている。塞ぎ部３ｃは、例えば、建設残土に水及びセメントを混合した流動化処理土などの埋め戻し材を、地下構造物Ｓの両側面と土留工７の側面との間にポンプによって圧送しこれらの間に充填して構築される。塞ぎ部３ｄは、一方の土留工７の内側側面から地下構造物Ｓの底面を通過して他方の土留工７の内側側面まで敷設されており、地下構造物Ｓの長さ方向に沿って連続して敷設されている。塞ぎ部３ｄは、例えば、ブチルゴム系又は塩化ビニル系のゴムシートなどの防水材を地下構造物Ｓの下面に敷設し、この防水材の両縁部を略垂直に上方に折り曲げて土留工７の側面に接着剤によって接着されている。
【００４４】
土留工７は、地盤Ｇの崩壊を防ぐための構造物である。土留工７は、地盤Ｇを掘削して地下構造物Ｓを構築するときに、周囲の地盤Ｇの安定性を確保するために施工される。土留工７は、例えば、鋼矢板工法によって地盤Ｇに打ち込まれている鋼矢板（シートパイル）などである。土留工７は、地下構造物Ｓの外側側面との間に所定の隙間Δをあけてこの地下構造物Ｓの長さ方向に沿って隙間なく構築されている。土留工７は、例えば、この土留工７の下端部が非液状化層Ｌ2に所定の深さで根入れされている。土留工７は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化されているときに、この液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する部分としても機能する。
【００４５】
次に、この発明の第３実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤の作用を説明する。
図６に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化されて液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成されていると、この不飽和域Ａ内における土粒子同士の隙間に気体が残っている状態になる。液状化層Ｌ1を不飽和化するために地下水位GWLを一旦低下させた後に地下水位GWLが復位したり、地震時に地下水位GWLが上昇したりしても、液状化層Ｌ1に気体が封入されているため液状化層Ｌ1に地下水が入り難い状態になり、地下構造物Ｓの浮き上がりが抑制される。また、不飽和域Ａ内の土粒子同士の隙間に残った気体が地下構造物Ｓの両縁部から地表に向かって地盤Ｇ内を上昇するのを不飽和化維持部３の塞ぎ部３ｃ，３ｄ及び土留工７が阻止し、液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に維持される。さらに、雨水が地盤Ｇから液状化層Ｌ1に浸透するのを不飽和化維持部３の塞ぎ部３ｃ，３ｄ及び土留工７が阻止し、液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に維持される。
【００４６】
次に、この発明の第３実施形態に係る地盤改良工法を説明する。
図７及び図８に示す地盤改良工法＃１００は、新設の地下構造物Ｓに対して実施される地盤Ｇの改良工法であり、不飽和化維持工程＃４００と、不飽和化処理工程＃５００と、不飽和化維持工程＃６００などを含む。図７及び図８（Ａ）に示す不飽和化維持工程＃４００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する工程である。不飽和化維持工程＃４００は、地下構造物Ｓよりも下層の非液状化層Ｌ2まで土留工７を根入れする工程を含む。不飽和化維持工程＃２００では、図８（Ａ）に示すように、土留工７を地盤Ｇに打ち込み、土留工７の下端を非液状化層Ｌ2に根入れした後に、地表面から所定の深さまで地盤Ｇを掘削する。掘削面Ｒは、地下構造物Ｓを構築するために地盤Ｇを掘削するときの最終掘削面である。掘削面Ｒは、地下構造物Ｓを支持する支持地盤として機能する。
【００４７】
図７及び図８（Ａ）に示す不飽和化処理工程＃５００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させ、この液状化層Ｌ1を不飽和化させる工程である。不飽和化処理工程＃５００では、図８（Ａ）に示すように、掘削面Ｒよりも下層の液状化層Ｌ1から排水装置５によって地下水を排出して、液状化層Ｌ1の地下水位GWLを下げて液状化層Ｌ1の土中から水分が除去される。また、不飽和化処理工程＃５００では、掘削面Ｒよりも下層の液状化層Ｌ1に供給装置６によって気体を供給して、液状化層Ｌ1の土中に気体が封入された状態にし、掘削面Ｒよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化処理される。
【００４８】
図７及び図８（Ｂ）に示す不飽和化維持工程＃６００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する工程である。不飽和化維持工程＃６００は、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを塞ぐ工程を含む。不飽和化維持工程＃６００では、図８（Ｂ）に示すように、掘削面Ｒ上に塞ぎ部３ｄを敷設しこの塞ぎ部３ｄの両縁部を上方に折り曲げて土留工７の内側側面に接着した状態で、この塞ぎ部３ｄの上面に地下構造物Ｓが構築される。次に、不飽和化維持工程＃６００では、地下構造物Ｓの外側側面と土留工７の内側側面との間、地下構造物Ｓの外側側面と塞ぎ部３ｄの表面との間、及び塞ぎ部３ｄの上面に、流動化処理土を充填して塞ぎ部３ｃが構築される。このため、図８（Ｃ）に示すように、掘削面Ｒよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。その結果、土粒子の隙間に気体が残っているため、地下水位GWLが復位しても液状化層Ｌ1に地下水が入り難くなり、液状化層Ｌ1が不飽和化した状態になり地盤Ｇが強化される。また、地震時に発生する間隙水圧の上昇を、液状化層Ｌ1内に存在する気体（気泡）がクッションとなり抑制するため、液状化に対する強度が増加する。
【００４９】
この発明の第３実施形態に係る地盤改良工法及び地盤改良構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第３実施形態では、不飽和化処理工程＃５００において、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させて、この液状化層Ｌ1を不飽和化させる。このため、地下構造物Ｓを新設するときの施工の一環として実施される地下水位GWLの低下を液状化対策として利用することができる。その結果、工期を短縮することができるとともに経費を圧縮することができ、既存の液状化対策工法に比べて安価に施工することができる。
【００５０】
(2) この第３実施形態では、不飽和化維持工程＃６００において、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間を塞ぐ。また、この第３実施形態では、不飽和化維持工程＃６００において、地下構造物Ｓよりも下層の非液状化層Ｌ2まで土留工７を根入れする。また、この第３実施形態では、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを塞ぎ部３ｃ，３ｄが塞ぐ。さらに、この第３実施形態では、地下構造物Ｓよりも下層の非液状化層Ｌ2まで土留工７が根入れされている。このため、地下構造物Ｓよりも下層の土粒子の隙間に残った気体が地下構造物Ｓと土留工７との間から放出したり、地下構造物Ｓの下方から土留工７の外側に気体が放出したりするのを防ぐことができる。また、雨水が地盤Ｇから液状化層Ｌ1に浸透したり、土留工７の外側から地下構造物Ｓの下方に雨水などが浸入したりするのを防ぐことができる。その結果、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に長期間維持することができる。
【００５１】
（第４実施形態）
図９に示す地下構造物Ｓは、図６及び図８に示す開削工法による都市トンネルとは異なり、非開削工法による都市トンネルである。このような非開削工法では、例えば、非開削で地下構造物Ｓを構築するHEP&JES工法(High Speed Element Pull工法(エレメントけん引工法)及びJointed Element Structure工法(鋼製エレメント継手工法))のような 線路下横断工法(路線下横断工法)によって地下構造物Ｓが構築される。ここで、線路下横断工法とは、到達側に設置したけん引装置によって、掘削装置を有する鋼製エレメントを引っ張りながら線路及び道路下の路盤に挿入し、路盤面下に非開削で箱型ラーメン形式の地下構造物Ｓを構築する工法である。
【００５２】
不飽和化維持部３は、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを塞ぐ塞ぎ部３ｅを備えている。塞ぎ部３ｅは、地下構造物Ｓの外側側面と土留工７の内側側面との間に充填されており、地下構造物Ｓの長さ方向に隙間なく充填されている。塞ぎ部３ｅは、例えば、止水セメントに水を混合した止水性の高いコンクリートを、地下構造物Ｓの両側面と土留工７の側面との間にポンプによって圧送しこれらの間に充填して構築される。
【００５３】
次に、この発明の第４実施形態に係る地盤改良工法によって改良された改良地盤の作用を説明する。
図９に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化されて液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成されていると、この不飽和域Ａ内における土粒子同士の隙間に気体が残っている状態になる。液状化層Ｌ1を不飽和化するために地下水位GWLを一旦低下させた後に地下水位GWLが復位したり、地震時に地下水位GWLが上昇したりしても、液状化層Ｌ1に気体が封入されているため液状化層Ｌ1に地下水が入り難い状態になり、地下構造物Ｓの浮き上がりが抑制される。また、不飽和域Ａ内の土粒子同士の隙間に残った気体が地下構造物Ｓの両縁部から地表に向かって地盤Ｇ内を上昇するのを不飽和化維持部３の塞ぎ部３ｅ及び土留工７が阻止し、液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に維持される。さらに、雨水が地盤Ｇから液状化層Ｌ1に浸透するのを不飽和化維持部３の塞ぎ部３ｅ及び土留工７が阻止し、液状化層Ｌ1が不飽和化された状態に維持される。
【００５４】
次に、この発明の第４実施形態に係る地盤改良工法を説明する。
図１０に示す地盤改良工法＃１００は、新設の地下構造物Ｓに対して実施される地盤Ｇの改良工法であり、不飽和化維持工程＃４００と、不飽和化処理工程＃５００と、不飽和化維持工程＃６００などを含む。図１０（Ａ）に示す不飽和化維持工程＃４００は、図８（Ａ）に示す不飽和化維持工程＃４００と同様の工程であり、不飽和化処理工程＃５００は図８（Ａ）に示す不飽和化処理工程＃５００と同様の工程である。図１０（Ｂ）に示す不飽和化維持工程＃６００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1を不飽和化した状態に維持する工程である。不飽和化維持工程＃６００は、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを塞ぐ工程を含む。不飽和化維持工程＃６００では、掘削面Ｒ上に地下構造物Ｓを構築した後に、地下構造物Ｓの外側側面と土留工７の内側側面との間に止水性の高いコンクリートを充填して塞ぎ部３ｅが構築される。このため、図１０（Ｃ）に示すように、掘削面Ｒよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。その結果、土粒子の隙間に気体が残っているため、地下水位GWLが復位しても液状化層Ｌ1に地下水が入り難くなり、液状化層Ｌ1が不飽和化した状態になり地盤Ｇが強化される。また、地震時に発生する間隙水圧の上昇を、液状化層Ｌ1内に存在する気体（気泡）がクッションとなり抑制するため、液状化に対する強度が増加する。この発明の第４実施形態には、第３実施形態と同様の効果がある。
【００５５】
（第５実施形態）
図１１に示す不飽和化維持部３は、地下構造物Ｓから下方に伸びる壁部３ｆを備えている。壁部３ｆは、地下構造物Ｓの下側両縁部から下方に垂直に伸びており、この地下構造物Ｓの長さ方向に連続して隙間なく構築されている。壁部３ｆは、例えば、セメント又はセメント系固化材のスラリ状の硬化材などを水とともに、地下構造物Ｓから液状化層Ｌ1に向かって垂直軸回りに回転しながら噴射して、噴射物を強制的に撹拌混合する撹拌混合工法によって、地下構造物Ｓの下方に向かって垂直に構築された固化改良体である。壁部３ｆは、例えば、この不飽和化維持部３の下端部が非液状化層Ｌ2に所定の深さで根入れされている。
【００５６】
次に、この発明の第５実施形態に係る地盤改良工法を説明する。
図１２に示す地盤改良工法＃１００は、既設の地下構造物Ｓに対して実施される地盤Ｇの改良工法であり、不飽和化維持工程＃２００と不飽和化処理工程＃３００などを含む。撹拌混合装置８は、地盤Ｇに硬化材を噴射しながら地盤Ｇを撹拌混合する装置である。撹拌混合装置８は、地下構造物Ｓを貫通し液状化層Ｌ1内を垂直軸回りに回転しながら進行し地盤Ｇを撹拌混合する注入管８ａと、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1内にこの注入管８ａを通じて硬化材を送出する送出ポンプ８ｂなどを備えている。
【００５７】
図１２（Ａ）に示す不飽和化維持工程＃２００では、地下構造物Ｓを貫通する貫通孔を形成し、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に撹拌混合装置８から硬化材を注入しながらこの液状化層Ｌ1を撹拌混合して、この硬化材を硬化させて地下構造物Ｓの下方に壁部３ｆを構築する。図１２（Ｂ）に示す不飽和化処理工程＃３００は、図３（Ｂ）に示す不飽和化処理工程＃３００と同様の工程である。このため、図１２（Ｃ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。その結果、土粒子の隙間に気体が残っているため、地下水位GWLが復位しても液状化層Ｌ1に地下水が入り難くなり、液状化層Ｌ1が不飽和化した状態になり地盤Ｇが強化される。また、地震時に発生する間隙水圧の上昇を、液状化層Ｌ1内に存在する気体（気泡）がクッションとなり抑制するため、液状化に対する強度が増加する。この第５実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００５８】
（第６実施形態）
図１３に示す地下構造物Ｓは、開削工法によって構築される開削トンネルのような都市トンネルである。土留工７は、例えば、開削工法によって地下構造物Ｓを構築する際に地盤Ｇ中に残置されている既設の鋼矢板などであり、この土留工７の下端部が非液状化層Ｌ2に所定の深さで根入れされている。
【００５９】
図１５（Ａ）に示す排水装置５は、地盤Ｇの表面から地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを通過して垂直方向に配管されている揚水管５ａを通じて、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1内から揚水ポンプ５ｂによって地下水を排出する。排水装置５は、地下構造物Ｓ、土留工７及び非液状化層Ｌ2によって囲まれている液状化層Ｌ1から地下水を排出することによって、この液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させる。
【００６０】
図１５（Ｂ）に示す供給装置６は、地盤Ｇの表面から地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δを通過して垂直方向に配管されている供給管６ａを通じて、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1内にコンプレッサ６ｂによって気体を供給する。供給装置６は、地下構造物Ｓ、土留工７及び非液状化層Ｌ2によって囲まれている液状化層Ｌ1に気体を供給することによって、この液状化層Ｌ1を不飽和化しこの液状化層Ｌ1に不飽和域Ａを形成する。供給装置６は、地下構造物Ｓの長さ方向に沿って排水装置５と間隔をあけて配置されている。
【００６１】
図１４及び図１５に示す地盤改良工法＃１００は、既設の地下構造物Ｓに対して実施される地盤Ｇの改良工法であり、不飽和化処理工程＃７００などを含む。図１４及び図１５（Ａ）（Ｂ）に示す不飽和化処理工程＃７００は、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させ、この液状化層Ｌ1を不飽和化させる工程である。不飽和化処理工程＃７００は、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δからこの地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水を排出して、この液状化層の地下水位GWLを低下させる工程を含む。不飽和化処理工程＃７００では、図１５（Ａ）に示すように、地下構造物Ｓの両側面と土留工７の側面との間の隙間Δから排水装置５によって地下水を排出して、地下水位GWLを下げて液状化層Ｌ1の土中から水分が除去される。また、不飽和化処理工程＃７００では、図１５（Ｂ）に示すように、地下構造物Ｓの両側面と土留工７の側面との間の隙間Δから供給装置６によって気体を供給して、液状化層Ｌ1の土中に気体が封入された状態にし、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化処理される。このため、図１５（Ｃ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。その結果、土粒子の隙間に気体が残っているため、地下水位GWLが復位しても液状化層Ｌ1に地下水が入り難くなり、液状化層Ｌ1が不飽和化した状態になり地盤Ｇが強化される。また、地震時に発生する間隙水圧の上昇を、液状化層Ｌ1内に存在する気体（気泡）がクッションとなり抑制するため、液状化に対する強度が増加する。
【００６２】
この発明の第６実施形態に係る地盤改良工法には、第３実施形態及び第４実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第６実施形態では、不飽和化処理工程＃７００において、地下構造物Ｓと土留工７との間の隙間Δからこの地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水を排出して、この液状化層Ｌ1の地下水位GWLを低下させる。このため、既存の地下構造物Ｓよりも下層の地下水位GWLを簡単に低下させて低コストで短期間に液状化対策を図ることができる。
【００６３】
（第７実施形態）
図１６に示す地下構造物Ｓは、図１３及び図１５に示す地下構造物Ｓと同様に、開削工法によって構築される開削トンネルのような都市トンネルである。図１６に示す土留工７は、図１３及び図１５に示す土留工７と同様に、開削工法によって地下構造物Ｓを構築する際に地盤Ｇ中に残置されている既設の鋼矢板などである。図１６（Ａ）（Ｂ）に示す不飽和化処理工程＃３００は、図３に示す不飽和化処理工程＃３００と同様の工程である。不飽和化処理工程＃３００では、図１６（Ａ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水をこの地下構造物Ｓの内部から排水装置５によって排出して、地下水位GWLを下げて液状化層Ｌ1の土中から水分が除去される。また、不飽和化処理工程＃３００では、図１６（Ｂ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1にこの地下構造物Ｓの内部から供給装置６によって気体を供給して、液状化層Ｌ1の土中に気体が封入された状態にし、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1が不飽和化処理される。このため、図１６（Ｂ）に示すように、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1に不飽和域Ａが形成される。その結果、土粒子の隙間に気体が残っているため、地下水位GWLが復位しても液状化層Ｌ1に地下水が入り難くなり、液状化層Ｌ1が不飽和化した状態になり地盤Ｇが強化される。また、地震時に発生する間隙水圧の上昇を、液状化層Ｌ1内に存在する気体（気泡）がクッションとなり抑制するため、液状化に対する強度が増加する。
【００６４】
この発明の第７実施形態に係る地盤改良工法には、第３実施形態及び第４実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第７実施形態では、不飽和化処理工程＃３００において、地下構造物Ｓの内部からこの地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水を排出して、この液状化層Ｌ1の地下水位を低下させる。このため、既存の地下構造物Ｓよりも下層の地下水位GWLを簡単に低下させることができるとともに、第６実施形態に比べて揚水管５ａ及び供給管６ａの配管長さが短くなりより一層の低コスト化と工期の短縮化を図ることができる。
【００６５】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、地下構造物Ｓが都市トンネルである場合を例に挙げて説明したが、暗きょ、パイプライン、地下タンク、公共地下商業施設、下水処理設備又は地下発電所などの地下構造物についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、地下構造物Ｓが開削工法によって構築された都市トンネルである場合を例に挙げて説明したが、シールド工法又は都市NATMによって構築された都市トンネルなどについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、供給装置６によって空気を供給する場合を例に挙げて説明したが、空気以外の気体を供給することもできる。
【００６６】
(2) この実施形態では、地下構造物Ｓよりも下層の液状化層Ｌ1の地下水を排水装置５によって排出しながら供給装置６によって気体を供給する場合を例に挙げて説明したが、地下水の排出動作と気体の供給動作とを同時に実施する場合にこの発明を限定するものではない。例えば、排水装置５によって地下水を排出した後に供給装置６によって気体を供給したり、液状化層Ｌ1から地下水を排出した後に液状化層Ｌ1から空気を排出して液状化層Ｌ1を真空にし、その後に液状化層Ｌ1に気体を供給したりすることもできる。また、この第１実施形態、第２実施形態、第５実施形態及び第７実施形態では、液状化層Ｌ1に供給装置６によって空気を供給する場合を例に挙げて説明したが供給装置６を省略することもできる。この場合には、地下構造物Ｓの底部に貫通孔を形成し、排水装置５によって地下水を排出するときに、地下構造物Ｓ内から液状化層Ｌ1に空気を自然流入させることもできる。
【００６７】
(3) この第１実施形態、第２実施形態及び第５実施形態〜第７実施形態では、既設の地下構造物Ｓにこの発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、新設の地下構造物Ｓについてもこの発明を適用することができる。また、この第１実施形態及び第５実施形態では、壁部３ａ，３ｆを非液状化層Ｌ2まで根入れする場合を例に挙げて説明したが、非液状化層Ｌ2まで根入れせずに液状化層Ｌ1に所定の深さまで根入れすることもできる。また、この第３実施形態及び第４実施形態では、新設の地下構造物Ｓにこの発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、既設の地下構造物Ｓについてもこの発明を適用することができる。さらに、この第３実施形態では、地下構造物Ｓの外側側面と土留工７の内側側面との間にのみ流動化処理土を流し込む場合を例に挙げて説明したが、地下構造物Ｓの上面と地表面との間にも流動化処理土を流し込み、掘り下げられた地盤Ｇを流動化処理土によって元の状態に埋め戻すこともできる。
【００６８】
(4) この第３実施形態、第４実施形態、第６実施形態及び第７実施形態では、土留工７を非液状化層Ｌ2まで根入れする場合を例に挙げて説明したが、非液状化層Ｌ2まで根入れせずに液状化層Ｌ1に所定の深さまで根入れすることもできる。また、この第４実施形態では、非開削で地下構造物Ｓを構築する場合を例に挙げて説明したが、開削で地下構造物Ｓを構築する場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この第５実施形態では、地下構造物Ｓの両縁部から下方に壁部３ｆを構築する場合を例に挙げて説明したが、地下構造物Ｓの両縁部及び中央部から下方に壁部３ｆを構築することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  改良地盤
２  地盤改良構造
３  不飽和化維持部
３ａ，３ｂ  壁部
３ｃ〜３ｅ  塞ぎ部
３ｆ  壁部
４  注入装置
４ａ  注入管
４ｂ  送出ポンプ
５  排水装置
５ａ  排水管
５ｂ  揚水ポンプ
６  供給装置
６ａ  供給管
６ｂ  コンプレッサ
７  土留工（不飽和化維持部）
８  撹拌混合装置
８ａ  注入管
８ｂ  送出ポンプ
Ｇ  地盤
GWL  地下水位
Ｌ1  液状化層
Ｌ2  非液状化層
Ａ  不飽和域
Ｓ  地下構造物
Ｓ1  上床板
Ｓ2  下床板
Ｓ3  側部
Ｓ4  中柱
Δ  隙間
Ｒ  掘削面
【図１】
2016205004.tif 000003
【図２】
2016205004.tif 000004
【図３】
2016205004.tif 000005
【図４】
2016205004.tif 000006
【図５】
2016205004.tif 000007
【図６】
2016205004.tif 000008
【図７】
2016205004.tif 000009
【図８】
2016205004.tif 000010
【図９】
2016205004.tif 000011
【図１０】
2016205004.tif 000012
【図１１】
2016205004.tif 000013
【図１２】
2016205004.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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