(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築物を支持する地盤が、地震時に液状化の発生が予測される地盤及び圧密沈下の発生が予想される軟弱粘性土地盤の、該地盤の地表面から支持地盤に達する鉛直固化杭を、地震発生時にある程度水及び土の揺動抑制可能な所定の間隙を設けて複数列打設して成る鉛直柱列固化杭群を、排土しながら貫入する低変位施工、あるいは排土なしの施工で形成し、鉛直柱列固化杭群と該鉛直柱列固化杭群と一体となす水平固化盤を必要に応じて所定間隙をおいて一段以上設け、該鉛直柱列固化杭群の上端にこれと一体となす水平固化盤を構築し、該水平固化盤と鉛直柱列固化杭群との組み合わせによる地下水を遮断しない構造とし、地盤の液状化と圧密沈下を防止することを特徴とする基礎地盤の改良工法。
【請求項２】
構築物を支持する地盤が、地震時に液状化の発生が予測される地盤及び圧密沈下の発生が予想される軟弱粘性土地盤の、該地盤の地表面から支持地盤に達する鉛直固化杭を、地震発生時にある程度水及び土の揺動抑制可能な所定の間隙を設けて複数列打設して成る鉛直柱列固化杭群を、排土しながら貫入する低変位施工、あるいは排土なしの施工で形成し、鉛直柱列固化杭群と該鉛直柱列固化杭群と一体となす水平固化盤を、液状化地盤層と軟弱粘土層の双方に、必要に応じて所定間隙をおいて各層一段以上設け、該鉛直柱列固化杭群の上端にこれと一体となす水平固化盤を構築し、該水平固化盤と鉛直柱列固化杭群との組み合わせによる地下水を遮断しない構造とし、地盤の液状化と圧密沈下を防止することを特徴とする基礎地盤の改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
液状化のおそれのある砂質土地盤、あるいは圧密沈下をおこす軟弱粘性土地盤などを構築物の基礎地盤として利用する場合、それらの地盤は、予め安定した基礎地盤に改良をする必要がある。
この発明は前記軟弱地盤を安定化した地盤に改良し、構築物の基礎地盤として好適な地盤として利用ができる基礎地盤の改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構築物を支持する地盤が、地震時に液状化するおそれのある砂質地盤、あるいは長期の圧密沈下をおこす軟弱粘性土地盤など不安定な地盤を、構築物の基礎地盤として利用するには、その不安定な地盤を予め安定した基礎地盤に改良する必要がある。
また、わが国の臨海部や内陸部の地盤は、下部に軟弱な粘性土が堆積し、その上部にゆるい砂や火山灰が堆積した地層から構成されている軟弱地盤が多く、このような軟弱地盤の上部堆積層に対しては液状化対策を、また、下部堆積層に対しては圧密沈下対策を講ずる必要がある。
【０００３】
液状化対策または圧密沈下対策としての地盤の改良方法として、例えば、液状化対策としては、液状化のおそれのある地盤中にセメントなどの固化材ミルクを注入し、該注入固化材ミルクと掘削土とを撹拌・混合して、液状化のおそれのある地盤を固化して安定地盤を得る方法が一般的に知られている。
【０００４】
また、液状化のおそれのある地盤中に、鉛直壁を平面格子状に構築して成る連続壁を形成して、地震時における地下水及び土の移動をその連続壁により遮断することにより液状化のおそれのある地盤の安定化を図る方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液状化のおそれのある地盤の全体を、固化材ミルクと掘削土との撹拌・混合により固化する方法は、大量のセメントなどの固化材ミルクを消費しながら全体改良を行うことから非常にコストが嵩むなどの問題がある。
【０００６】
また、鉛直壁からなる平面格子状の連続壁を軟弱地盤中に構築する方法は、液状化を防止するには相当数の改良が必要であり、さらに、上部の砂質土地盤および下部の軟弱粘性土地盤を同時に改良する場合、単一に連続壁を構築することになり、不経済であり、コストが相当に嵩む課題がある。
【０００７】
さらに、地中に連続柱列固化壁を構築する方法は、機能的に遮水壁を構築する必要から、先に構築された固化杭の側面を削りながら次の固化杭を構築するため、撹拌ロッドは抵抗の少ない方向に進みやすく、このため、固化杭は深さ方向に曲がって構築されてしまい、また、工事の遅延などから先に構築された固化杭の側面を削ることすら不可能な場合もあり、連続柱列固化壁からなる不透水壁を構築しにくい課題がある。
【０００８】
上記の様な地盤全体を固化する方法および連続柱列固化壁を構築する方法では、地下水の流れを遮断することになり、周辺環境に多大な悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
また、改良予定地盤中に平面格子状連続壁を構築する方法では、平面格子内に未改良部分を残すことから、地震時に上部構築物が陥没するおそれがある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る基礎地盤の改良工法は、以上の課題を解決するために地震時に液状化の発生が予測される地盤中に、該地盤の地表面から所定の深さに達する鉛直固化杭を、所定の間隙を設けて複数列打設して成る鉛直柱列固化杭群を構築し、該鉛直柱列固化材群の上端にこれと一体となす水平固化盤を構築する基礎地盤の改良工法としたことである。
【００１１】
また、鉛直柱列固化杭群と該鉛直柱列固化杭群と一体となす水平固化盤を必要に応じて所定間隔をおいて一段以上設ける基礎地盤の改良工法としたことである。
【００１２】
この発明に係る基礎地盤の改良工法は液状化のおそれのある地盤内に鉛直固化杭を、地震発生時にある程度水及び土の揺動抑制可能な間隙、すなわち、所定間隔を設けて鉛直固化杭を複数列構築して鉛直柱列固化杭群を形成し、この鉛直柱列固化杭群と一体となる上部水平固化盤を設け、必要に応じて中間水平固化盤を一体的に構築することにしたので、鉛直及び水平荷重の支持力を高めるとともに地震時の上部構築物の陥没を防止することができる。
また、基礎地盤の振動、および揺れを減少でき、液状化の低減を図り、液状化地盤の安定化を行うことができる。
併せて軟弱粘性土地盤に鉛直柱列固化杭群を構築することにより、圧密沈下を防止した安定化地盤を構築できる。
【００１３】
また、この発明は前記のとおりの水平固化盤と、固化杭間に所定間隙を設けて打設して成る鉛直柱列固化杭群との組み合わせを基本とする基礎地盤の改良であるので、地下水を遮断しないことから、周辺環境に優しい基礎地盤が得られる。
【００１４】
また、この発明は、水平固化地盤と鉛直柱列固化杭群とを効率よく構築することにより、全体を固化する方法、及び平面格子状を構築する方法に比べ、液状化の低減及び軟弱粘性土地盤の圧密沈下の防止を効率よく安価に構築できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の基礎地盤の改良工法の一実施例を図により説明すると、図１に示すように、液状化のおそれのある地盤Ａの上部の地表面に近い液状化層地盤Ｂと沈下のおそれのある軟弱粘性土地盤Ｃの下部の硬い支持地盤Ｇに達する鉛直固化杭１を所定の間隙Ｓをおいて複数列打設して、鉛直柱列固化杭群２を形成する。
その各鉛直柱列固化杭群２の上面にこれと一体となる水平固化盤３を打設し、鉛直柱列固化杭群２と水平固化盤３とを構築して液状化地盤層Ｂ及び軟弱粘性土地盤層Ｃの改良を併せて行う。
【００１６】
なお、液状化のおそれのある地盤Ｂ中に構築する前記鉛直柱列固化杭群２と当該鉛直柱列固化材群２の上端に一体に設けた水平固化材盤３とから成る改良基礎地盤の構築は、１段以上の構築とする。
【００１７】
この発明の基礎地盤の改良工法の施工手順を図２により説明すれば、軸身にオーガースクリュー５を、先端に撹拌翼６と高圧噴射ノズルを備えた撹拌ロッド４を、改良予定地盤Ａの施工位置にセットした後、撹拌ロッド４を正回転させながら計画の改良深度下端、すなわち、支持基盤Ｇまで固化材の混入量に見合う土量を排土７しながら貫入する低変位施工を行う。あるいは排土なしの施工を行う。
【００１８】
所定深度まで撹拌ロッド４を貫入後、高圧噴射ノズルを備えた撹拌ロッド４から固化材ミルク８を高圧で噴射しつつ、撹拌ロッド４の撹拌翼６を回転させ、この撹拌翼６と高圧ジェットで、固化材ミルクと原土とを撹拌・混合しながら撹拌ロッド４を徐々に引き抜いて液状化のおそれのある地盤Ａの液状化層Ｂ内に固化材ミルクと原土との撹拌土とから成る鉛直固化杭１を形成し、計画改良天端まで改良した後に、天端処理し空打部を引き抜く。
この作業を順次繰り返して複数の鉛直固化杭１から成る鉛直柱列固化杭群２を液状化地盤層Ｂと軟弱粘性土地盤層Ｃ中に構築するのであるが、鉛直固化杭１の打設に当たり、鉛直固化杭１と鉛直固化杭１は所定の間隙Ｓを設けて打設してある。
【００１９】
この工法により、従来工法では避けられなかった鉛直固化杭１の曲がりなどを防止して鉛直柱列固化杭の鉛直施工を可能にし、さらに必要に応じて噴射ノズル付き撹拌翼６を有するび噴射ロッド４の貫入と引き抜きを繰り返し行って、多数の鉛直柱列固化杭からなる鉛直柱列固化杭群２と上部水平固化盤３及び中間水平固化盤３ａとを一体的に構築するものであるから、液状化地盤層Ｂの改良とともに軟弱粘性土地盤層Ｃも併せて改良するから良好な基礎地盤の造成ができる。
【００２０】
なおこの出願の発明の実施の態様は、上述実施例に限るものではないことは勿論であり、例えば、撹拌装置についてはエアーを併用するなど種々の態様が採用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は上記のとおり、水平固化盤と鉛直柱列固化杭群の効率良い組み合わの構成としたので、液状化を低減させること併せて、軟弱粘性土地盤の圧密沈下を防止することを目的に、また砂地盤の固化改良効果においても、従来の全面改良工法と比較しても遜色がなく、従って、砂地盤の液状化対策だけでなく、軟弱粘性土地盤の圧密沈下対策もより安価に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基礎地盤改良工法における鉛直固化杭と上中水平固化盤の配置を示す一部斜視図である。
【図２】施工手順を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  鉛直固化杭
２  鉛直柱列固化杭群
３  上部水平盤
３ａ  中間水平盤
４  撹拌ロッド
５  オーガースクリュー
６  撹拌翼
７  排土
８  固化材ミルク
Ａ  改良予定地盤
Ｂ  液状化地盤層
Ｃ  軟弱粘性土地盤層
Ｇ  支持地盤
Ｓ  間隙
【図１】
0004365482.tif 000002
【図２】
0004365482.tif 000003