(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層地盤が凍結する寒冷地において、凍結期間を含む工期に軟弱地盤を改良する工法であって、
表層地盤が凍結する前に地盤改良対象範囲の地表面にポンプに連通する第１の通水材を配置し、該通水材の上を第１のシートで気密に覆い、該ポンプにより該シートの下に負圧状態を造り出して地下水を吸い上げ、表層地盤の凍結を防止可能な程度に該地下水を改良対象範囲の表層地盤に供給するようにポンプを稼動させる前処理工程を行い、
該前処理工程の後に、前記第１のシートの上に施工用地盤を造成する工程と、該施工用地盤上で前記第１のシートを貫くドレーン材をほぼ鉛直方向に打設する工程と、該施工用地盤上に第２の通水材を配置する工程と、該第２の通水材の上に第２のシートを気密に敷設する工程と、該第２の通水材に連通するポンプを配置する工程と、該ポンプにより前記ドレーン材及び前記第２の通水材を介して地盤中の水分や気体を排出する工程とを含むことを特徴とする軟弱地盤の改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷期に表層地盤が凍結する寒冷地で、該寒冷期を含む期間に軟弱地盤を改良する工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
埋立て層、ヘドロ層、泥炭層などの軟弱な粘性土地盤を改良する工法として、鉛直ドレーンと真空圧を利用した真空圧密工法が知られている。この工法は、ボード系ドレーン、サンドドレーンなどの鉛直ドレーン材を地盤中に打設し、その上端部に不織布や有孔管などの通水材を配置し、この不織布や有孔管の上部をシートで密閉し、さらに、有孔管は配管を介してポンプに連通させて、ポンプを作動して軟弱粘性土地盤に含まれる水分や気体を鉛直ドレーン材や通水材を介して排出するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、北海道のような寒冷地において、冬季、軟弱地盤の改良工事を行う際には、多くの場合、ボード系ドレーン、サンドドレーンなどの鉛直ドレーン材の打設は行われていない。これは、表層地盤の凍結により、鉛直ドレーン材の打設が困難になるためである。しかしながら、鉛直ドレーン材の打設が、どうしても必要な場合には、凍結した表層地盤が概ね１〜２ｍ程度の深さであるにもかかわらず、アースオーガなどの削孔機を用いてプレボーリングを実施し、凍結地盤に予め縦孔を形成し、この縦孔内に前記鉛直ドレーンを打設している。このため、施工に要する費用が上昇し、施工効率も低下するという問題がある。
【０００４】
本発明は上記従来技術の問題点に着目し、これを解決せんとしたものであり、その課題は、鉛直ドレーン材の打設工程を含む軟弱地盤の改良工法であって、施工効率良く、機器コストも抑制可能な工法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、表層地盤が凍結する寒冷地において、凍結期間を含む工期に軟弱地盤を改良する工法であって、表層地盤が凍結する前に地盤改良対象範囲の地表面にポンプに連通する第１の通水材を配置し、該通水材の上を第１のシートで気密に覆い、該ポンプにより該シートの下に負圧状態を造り出して地下水を吸い上げ、表層地盤の凍結を防止可能な程度に該地下水を改良対象範囲の表層地盤に供給するようにポンプを稼動させる前処理工程を行い、該前処理工程の後に、前記第１のシートの上に施工用地盤を造成する工程と、該施工用地盤上で前記第１のシートを貫くドレーン材をほぼ鉛直方向に打設する工程と、該施工用地盤上に第２の通水材を配置する工程と、該第２の通水材の上に第２のシートを気密に敷設する工程と、該第２の通水材に連通するポンプを配置する工程と、該ポンプにより前記ドレーン材及び前記第２の通水材を介して地盤中の水分や気体を排出する工程とを含むことを特徴とする軟弱地盤の改良工法を提供する。
【０００６】
本発明の軟弱地盤の改良工法においては、土砂、砂又は雪等を前記第１のシートの上に撒き出して施工用地盤を造成することができる。
【０００７】
本発明の軟弱地盤の改良工法において、ポンプにより第１のシートの下に負圧状態を造り出す工程は、夜間の気温が常時０℃以下になる日が、２日以上続くようになったら開始する。ここで、ポンプは常時稼動する必要が無く、表層地盤の凍結を防止可能な程度に、地下水を供給するようにポンプを稼動すれば良く、例えば、気温が０℃以下になったときだけ、ポンプを稼動しても良い。
【０００８】
本発明の軟弱地盤の改良工法において、前記施工用地盤上で第１のシートを貫いて、ほぼ鉛直方向にドレーン材を打設する工程と、前記施工用地盤上に第２の通水材を配置する工程とは、いずれの工程を先に行っても良く、また、両工程を同時に行うこともできる。
【０００９】
本発明の軟弱地盤の改良工法において、前記第１及び第２のシートは気体や水が通過しないものであれば良く、例えば、塩化ビニールシート、ゴムシート、高分子樹脂材料からなるシート、生分解性成形材料からなるシート、繊維基材表面にこれらシート材料の何れかをラミネートしたもの、又はこれらのシートを複数枚積層したもの等を使用することができる。ここで、前記生分解性成形材料とは、土中又は水中に存在する微生物や水分なにより容易に分解される材料をいう。この生分解性成形材料としては、芋類、米麦類、コーン類などの澱粉質、澱粉に酢酸ビニルなどのビニルモノマーを共重合させた澱粉質誘導体、パルプ、セルロースなどの植物繊維又は植物粉末、天然ゴム、アラビアゴムなどの植物性高分子、ガゼイン、ゼラチン、グルテンなどの動物性蛋白質といった天然高分子を主体とするものが好ましい。このように生分解性成形材料で形成されたシートは、地盤改良を行った後、そのまま改良地盤上に放置しても分解されてしまうため、環境への悪影響が無く、しかもシートを撤去する手間が省けるので、工期短縮とコスト削減が可能になる。
【００１０】
本発明の軟弱地盤の改良工法において、前記ドレーン材としては、取り扱いや打設が比較的簡単なため、ボード系ドレーンを用いるのが好ましいが、袋詰めドレーンや市販のドレーン材であっても良い。ここで、ボード系ドレーンには、プラスチクドレーンボード、カードボード、植物繊維ボードなどがあり、いずれを用いてもよい。また前記通水材としては、不織布、有孔管、不織布で巻かれた有孔管、砂あるいは砂利を使用することができる。なお、前記ドレーン材や通水材は、前述した生分解性成形材料により形成しても良い。
【００１１】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の実施例における一工程を示す断面図である。表層地盤が凍結するような寒冷地において、凍結期間の前に、地盤改良対象範囲の軟弱地盤１０上に通水材１２，１３を例えば５ｍ間隔で敷き並べ、この通水材１２，１３が相互に交差して格子状となるように配置する。次に、通水材１２，１３に連通するようにパイプ１６を配置し、このパイプ１６をポンプ１５まで延長する。そして、これらパイプ１６の先端と通水材１２，１３の上を第１のシート１１で気密に覆い、この第１のシート１１の端部１１ａを押さえるために、ここに粘性土を載せて盛土１４を形成する。なお、第１のシート１１としては、材料コストを低廉に抑えるため、厚さが０.５mm程度の塩化ビニール製シートを用いることが好ましい。
【００１２】
以上の工程は、降雪が始まる前に完了する。夜間気温が常時０℃以下の日が、２日以上続くようになったら、ポンプ１５を稼動して第１のシート１１で覆われた範囲に負圧状態を造り出して地下水を吸い上げる。ポンプは常時稼動する必要は無く、例えば、気温が０℃以下になったときだけ、ポンプを稼動しても良い。地下水は、地上の水よりも温度が高いため、地下水を改良対象範囲の表層地盤内に維持すれば、表層地盤の凍結を防止することが可能になる。
【００１３】
なお、地下水を地中深くから吸い上げるためには、図２に示したように、２〜３ｍ程度の短尺なドレーン材１７を、５ｍ2／本程度の低密度でほぼ鉛直方向に打設しても良く、このドレーン材１７としては、短尺なカードボードを用いれば人力により打設することも可能になる。また、発泡スチロールなどの断熱材を第１のシート１１の上下いずれかの面に敷き詰めておけば、凍結防止効果を高めることができる。
【００１４】
上述した前処理工程の後、前記パイプ１６及びポンプ１５を取り除き、第１のシート１１の上に砂又は雪を撒き出し、図３に示したように、ドレーン打設用重機（図示せず）を走行させるための施工用地盤２０を造成する。次いで、図４に示したように、施工用地盤２０から第１のシート１１を貫くドレーン材２８をほぼ鉛直方向に打設する。このドレーン材２８は、ほぼ１ｍ2／本程度の密度で、軟弱層の下端まで打設する。
【００１５】
ドレーン材２８の打設工程の後、図５に示したように、施工用地盤２０上にはドレーン材２８の上端部に接触するように、通水材２３を０．８〜１．２ｍ間隔に配置し、この通水材２３の下に有孔管２７を延設し、有孔管２７を接続管２６によりポンプ２５と連通させ、さらに、第２のシート２１を通水材２３と有孔管２７の上から敷設する。第２のシート２１で覆われた範囲の気密性を高めるため、盛土１４に溝を形成してその中に第２のシート２１の端部２１ａを挿入し、溝を周囲の土砂で埋め戻す。次いで、ポンプ２５を稼動すれば地盤中の水分や気体は排出されて、軟弱地盤１０の圧密沈下が促進されて地盤改良が行われる。所定の地盤沈下量や地盤強度が得られたら、ポンプ２５の運転を停止して地盤改良工事を終了する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の軟弱地盤の改良工法では、表層地盤が凍結する前に、ポンプ、第１の通水材及び第１のシートを配置して地下水を吸い上げ、この地下水を表層地盤内に維持する前処理工程を行うので、夜間気温が０℃以下になっても表層地盤の凍結を防止できる。したがって、寒冷地でも冬季に、削孔機を用いることなく鉛直ドレーン材を打設することが可能になり、複数の重機の錯綜による作業上の危険性を排除できて、さらに、施工に要する重機コストの抑制や、施工効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における一工程を示す断面図である。
【図２】図１とは異なる一工程を示す断面図である。
【図３】図１に続く工程を示す断面図である。
【図４】図３に続く工程を示す断面図である。
【図５】図４に続く工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  改良対象地盤
１１  第１のシート
１２，１３  第１の通水材
１５，２５  ポンプ
２０  施工用地盤
２１  第２のシート
２３  第２の通水材
２８  ドレーン材
【図１】
0004112100.tif 000002
【図２】
0004112100.tif 000003
【図３】
0004112100.tif 000004
【図４】
0004112100.tif 000005
【図５】
0004112100.tif 000006