(57)【要約】【課題】本発明は、地盤改良工法に関し、施工現場での砕石を利用して沈下特性に優れた地盤改良を行うことが課題である。【解決手段】地盤用の土砂を粉砕機にて粉砕する工程と、その粉砕したものを４０ｍｍと１０ｍｍとのふるいにかけて４０〜１０ｍｍの礫材と、１０ｍｍ以下の砂材とにふるい分ける工程と、前記礫材と前記砂材とを礫材：砂材＝３：７〜礫材：砂材５：５に集積して混合する工程と、前記混合して成る一次混合材にセメント系固化剤及び含水比調整用の水を混合し撹拌して二次混合材である地盤改良土を作る工程と、前記地盤改良土を施工場所に運搬して敷き均し転圧・締め固める工程とからなる地盤改良工法１とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤用の土砂を粉砕機にて粉砕する工程と、
その粉砕したものを４０ｍｍと１０ｍｍとのふるいにかけて４０〜１０ｍｍの礫材と、１０ｍｍ以下の砂材とにふるい分ける工程と、
前記礫材と前記砂材とを礫材：砂材＝３：７〜礫材：砂材５：５に集積して混合する工程と、
前記混合して成る一次混合材にセメント系固化剤及び含水比調整用の水を混合し撹拌して二次混合材である地盤改良土を作る工程と、
前記地盤改良土を施工場所に運搬して敷き均し転圧・締め固める工程と、
からなること、
を特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
セメント系固化剤は、１００〜２００ｋｇ／ｍ３  の割合で添加されること、
を特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項３】
地盤改良土は、施工場所を掘削して玄武岩層を露出させた状態にして敷き均すこと、
をとする請求項１乃至２のいずれかに記載の地盤改良工法。
【請求項４】
含水比は、最適含水比±３％とすること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密生産工場等の建物に必要である、沈下特性の少ない強固な地盤を形成する地盤改良工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤改良工法は、粘性土や砂質土が使用されており、岩盤のような支持力や高い剛性を必要とすることがない。仮に、高い剛性を必要とする地盤を得るには、セメント量を多くして対応するものである。例えば、地盤改良体の下部に引張荷重に対して抵抗力を発揮する形鋼からなる補強部材を配置し、これを格子状に設けると共に、その交差部分を構造物の柱の下方位置に配置し、強固に補強するようにした補強構造などが知られている。
【特許文献１】特開２００３−２７８１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の地盤改良工法では、精密生産工場のような、沈下特性が１０μｍ／ｍ以下にするような厳しい条件が加わると、対応することができないものである。本発明に係る地盤改良工法は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る地盤改良工法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、地盤用の土砂を粉砕機にて粉砕する工程と、その粉砕したものを４０ｍｍと１０ｍｍとのふるいにかけて４０〜１０ｍｍの礫材と、１０ｍｍ以下の砂材とにふるい分ける工程と、前記礫材と前記砂材とを礫材：砂材＝３：７〜礫材：砂材５：５に集積して混合する工程と、前記混合して成る一次混合材にセメント系固化剤及び含水比調整用の水を混合し撹拌して二次混合材である地盤改良土を作る工程と、前記地盤改良土を施工場所に運搬して敷き均し転圧・締め固める工程と、からなることである。
【０００５】
前記セメント系固化剤は、１００〜２００ｋｇ／ｍ３  の割合で添加されることであり、
前記地盤改良土は、施工場所を掘削して玄武岩層を露出させた状態にして敷き均すことであり、
前記含水比は、最適含水比±３％とすることである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の地盤改良工法によれば、固い地盤で沈下特性が例えば１０μｍ／ｍ以下という厳しい条件下において精密生産工場等を構築する場合に適しており、施工場所の現地盤を使用して、その粒度を調整することで、適切な剛性（Ｅ５０  ｔ／ｍ２）を得ることができて、目的を達成できる。礫：砂を１０ｍｍで区分けすることにより、２種類のフルイで礫材の全体を分類できるので、作業が容易になる。その際に、礫材：砂材＝３：７〜礫材：砂材５：５と幅を持たせて混合させるので、現場でのバケットを使った混合作業が容易となり能率が向上する。
また、前記セメント系固化剤は、１００〜２００ｋｇ／ｍ３  の割合で添加されることであり、前記地盤改良土は、施工場所を掘削して玄武岩層を露出させた状態にして敷き均すことであり、前記含水比は、最適含水比に対して±３％とすることで、締め固め硬化とセメントの硬化で大きな強度及び弾性係数の地盤となり、適切な堅い改良地盤を効率的に形成することができる。更に、施工現場の岩石を砕石して使用するので、環境負担の軽減となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に係る地盤改良工法１は、図１乃至図２に示すように、まず、図１（Ａ）にて示す、地盤改良層２をバックホー３等で掘削し、それを小割にした後に、ダンプ４等に積み込んで、一旦、場外の残土仮置場に運搬する工程がある。なお、精密生産工場等の土間コンクリート厚さが、Ｈ＝１２００ｍｍ、Ｈ＝８００ｍｍとする範囲では、火山砂礫層の下の硬い玄武岩層が露出するまで掘削する。
そして、図１（Ｂ）に示すように、必要に応じて前記掘削土５をダンプ等で作業場に運び込んで、地盤用の土砂を粉砕機（クラッシャー）６にて粉砕する工程がある。
【０００８】
この粉砕工程では、粒径の大きい溶岩石を、粒径４０ｍｍ以下に粉砕する。そして更に、粉砕した掘削土を、自走式スクリーン７（２台）にて、４０ｍｍと１０ｍｍとのふるいにかけて４０〜１０ｍｍの礫材８と、１０ｍｍ以下の砂材９とにふるい分ける工程がある。このクラッシャー６にて溶岩石を粉砕するには、図３に示すように、粉砕粒度を調節して良好な粒度分布の礫材を得るものである。
【０００９】
次に、図１（Ｃ）に示すように、前記礫材８と前記砂材９とを、例えば、バックホー３のバケットで掬った回数を目安にして、礫材：砂材＝３：７〜礫材：砂材５：５に集積して混合する工程がある。この場合、なるべく、礫材：砂材＝４：６となるようにすると、良好な礫材が得られる。なお、礫材８の混合割合を、４０％を中心に、±１０％の幅を持たせているので、バケットによる作業でも、能率良く行うこができる。
【００１０】
前記混合して成る一次混合材にセメント系固化剤及び含水比調整用の水を混合し、図１（Ｃ）に示すように、自走式土質改良機１０で撹拌して二次混合材である地盤改良土１１を作る工程がある。前記セメント系固化剤は、１００ｋｇ／ｍ３の割合で添加され、前記水は、最適含水比（今回は、９％であり、以下同じ）±３％となるように投入される。
【００１１】
前記地盤改良土１１は、礫：砂の混合比と、セメント系固化剤の添加量による、強度の違いを、図４に示すように、確認したが、混合割合による明確な差が無く、前記のように、礫材：砂材＝４：６とするものである。また、前記固化剤の添加量については、事前に室内試験を行った。例えば、添加量を、７５ｋｇ／ｍ３、１００ｋｇ／ｍ３、１５０ｋｇ／ｍ３の３種類を設定し、礫材：砂材＝３：７と礫材：砂材５：５の混合で、材例が１週の場合の、固化剤添加量とＥ５０（変形係数）の関係を図５（Ａ）に示し、材例４週の場合を同図（Ｂ）に示す。
【００１２】
上記事前の室内試験では、１週での室内平均Ｅ５０が４００ＭＮ／ｍ２以上となるようにすると、添加量が７５ｋｇ／ｍ３、礫材：砂材＝５：５でＥ５０が４００ＭＮ／ｍ２以下のものがあるので、添加材料は、７５ｋｇ／ｍ３でバラツキが大きく１００ｋｇ／ｍ３以上で安定している。今回の条件では１００ｋｇ／ｍ３で満足しているので、１００ｋｇ／ｍ３とするものである。図６には、実際の施工現場での砕石を使用して固化剤添加量を１００ｋｇ／ｍ３とした場合の結果であり、Ｅ５０が２００ＭＮ／ｍ２よりも大きくなっており、十分な剛性であることが判る。
【００１３】
前記地盤改良土１１においては、定常管理が必要であり、図７（Ａ）に示すように、礫材の一次混合では採石の粒度管理を３施工日につき１回行う。これは、１０ｍｍ〜４０ｍｍの礫分重量が、配合比で３〜５なので、５０％以下であることであり、図よりいずれも満たしている。また、含水比の管理も１施工日につき１回行う。推奨する含水比は最適含水比（９％）に対し±１％の８〜１０％であるが、今回は±３％の６％〜１２％と広い幅にして所定の性能が得られている。
【００１４】
前記地盤改良土１１を、図１（Ｄ）に示すように、施工場所に運搬してブルドーザなどで敷き均し、その後、タイヤローラ若しくは振動ローラなどで転圧・締め固める工程がある。この均しと転圧においては、仕上がり厚さが１層当たり５０ｃｍを越えないように、レベルなどで確認しながら施工する。更に、細部においては、締め堅めが不足することがあるので、コンバインドローラとランマを使用して行う。
【００１５】
前記転圧した地盤改良土１１の品質管理として、例えば、１施工日につき３供試体として４週での強度とする。一例として、原位置で作成した供試体による一軸試験から求めた変形係数Ｅ５０と、一軸強度（圧縮強度ｑｕ）とのばらつきを図８（Ａ），（Ｂ）に示す。設計時の設定した変動係数０．４５よりも小さくなっている。
また、乾燥（締固）密度γは、定常管理として、各層１回または、１施工日につき２回にして試験し、図９に示すように、管理値１．８３ｇ／ｃｍ３（事前配合試験密度の９５％以上、１．９２８×０．９５）以上に対して、それ以上に大きくなっている。
このほか、平板載荷試験で長期許容支持力度３００ｋＮ／ｍ２以上、また、弾性係数８０ＭＮ／ｍ２以上であるかを４週経過後に行う。結果を図１０に示すが、いずれも設計値（８０ＭＮ／ｍ２）を大きく上回っており、一連の地盤改良工法で高剛性改良地盤を作ることができる。これらの定常管理と品質管理は、いずれも、ＪＩＳ  Ａ  １１０２，１２０３，１２１４，１２１６，１２５１の試験方法により行うものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る地盤改良工法１の各工程毎の作業手順を示す説明図（Ａ）〜（Ｄ）である。
【図２】同本発明の地盤改良工法１の作業工程フロー図である。
【図３】採石材の粒径分布の試験結果を示す説明図である。
【図４】礫：砂＝３：７と５：５とにおける固化剤添加量による強度のと剛性の比較を示す説明図である。
【図５】固化剤の添加量における変形係数Ｅ５０の１週と４週との室内配合試験の結果を示す説明図（Ａ），（Ｂ）である。
【図６】砕石を用いた室内試験の強度を示す結果の説明図である。
【図７】粒度管理の様子を示す説明図（Ａ）と、含水比の管理の様子を示す説明図（Ｂ）である。
【図８】実施工時の供試体での一軸圧縮試験結果の変形係数と圧縮強度との説明図（Ａ），（Ｂ）である。
【図９】乾燥密度の試験結果を示す説明図である。
【図１０】平板載荷試験結果例（弾性係数）を一覧にして示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１          地盤改良工法、
２          地盤改良層、
３          バックホー、
４          ダンプ、
５          掘削土、  
６          粉砕機（クラッシャー）、
７          自走式スクリーン、
８          礫材、
９          砂材、
１０        自走式土質改良機、
１１        地盤改良土。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009167651.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009167651.tif 000011
【図１０】
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