(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成し、該凹部の内に、凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、前記凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、
次にジオテキスタイル上の凹部内にセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、前記セメント類の固化後に改良体を構築することを特徴とした地盤改良方法。
【請求項２】
軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成して掘削土を排出し、該凹部の内に該凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、
ジオテキスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類の固化後に改良体を構築することを特徴とした地盤改良方法。
【請求項３】
所定の凹部の内に凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、前記凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、ジオテキスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類を固化させて改良体を構築し、
軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成し、該凹部の内に、前記改良体を埋設することを特徴とした地盤改良方法。
【請求項４】
所定の凹部の内に凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、前記凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、ジオテキスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類を固化させて、セメント構造物の６面をジオテキスタイルで被覆してなる地盤改良体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軟弱地盤の改良方法及びこの改良方法に使用する地盤改良体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟弱地盤にフーチング基礎を構築する際には、一の方法として軟弱地盤を所定深さ、所定範囲に亘って掘削して凹部を形成し、該凹部底に金属製その他の網を付設する。然る後、網上に砕石を敷き積め、必要ならば該凹部にセメントミルクを充填して、凹部内のセメントミルクが固化後にフーチング基礎を構築していた。またこの際、凹部の底に樹脂製網（ジオテキスタイル）を敷くことも行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の基礎の場合、砕石の下方は軟弱地盤である為、不均一な荷重によって、固化したセメントミルクがひずみあるいはたわむおそれがあり、あるいは砕石が割れるおそれもあり、固化したセメントミルクの強度を有効に活用できず、軟弱地盤の改良が図れない問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
然るに、この発明は、周囲をジオテキスタイルで被覆した改良体を構築するので、前記問題点を解決した。
【０００５】
即ちこの発明は、軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成し、該凹部の内に、凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、前記凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、次にジオテキスタイル上の凹部内にセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、前記セメント類の固化後に改良体を構築することを特徴とした地盤改良方法である。また、他の発明は、軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成して掘削土を排出し、該凹部の内に該凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、ジオテキスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類の固化後に改良体を構築することを特徴とした地盤改良方法である。
【０００６】
また、他の発明は、所定の凹部の内に凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、前記凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、ジオテキスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類を固化させて改良体を構築し、軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成し、該凹部の内に、前記改良体を埋設することを特徴とした地盤改良方法である。
【０００７】
また、他の発明は、所定の凹部の内に凹部の底面及び側面を覆うことができるジオテキスタイルを内装し、前記凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介装し、ジオテキスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類を固化させて、セメント構造物の６面をジオテキスタイルで被覆してなる地盤改良体である。
【０００８】
前記におけるセメント類とは、各種モルタル、セメントミルク、コンクリート等を指す。また、セメント系の地盤改良材とは、セメントミルク等を指す。
【０００９】
また、前記におけるセメント構造物とは、モルタル、コンクリートなどが固化した構造物であり、必要ならば、内部に補強材を埋設したものをいう。
【００１０】
［実験結果］
次に図１〜図６に基づき、前記構成の改良体を使用した実験結果を示す。
【００１１】
［１］ 現場実験方法
(a) 図１に示すように、縦１２００×横６００×深さ６００mmで、地盤を掘削して凹部を整形する（８か所）。
(b) 掘削排出した粘土にセメント系固化材を添加し、これを混合撹拌して改良材を生成する。
(c) 各凹部内で、開口を除く５面にジオテキスタイルを配置する。
(d) 各凹部内に改良材を流し込む。この時、一軸圧縮試験用の供試体も配置する。
(e) 凹部内で改良材が固化後に、６面がジオテキスタイルで包まれた改良体を構成する（８個。CASE１〜CASE８）。一軸圧縮試験用の供試体は、載荷試験終了後の改良体を使用する。
(f) 各凹部から改良体を取り出し、各改良体を自然含水比のまま、３週間の水中養生する。養生後、改良体の下面のジオテキスタイルに、ひずみゲージ（長辺方向に等間隔で３点Ａ、Ｂ、Ｃ）を取り付ける（図１）。
(g) 再度各改良体を凹部内に戻して、平板載荷試験を行った。
(h) 平板載荷試験は、図２に示すように、改良体上面に３００×６００mmの載荷板を置き、載荷板に５分毎に荷重を増加させ、１分毎に載荷応力、沈下量、ジオテキスタイルのひずみを計測した。
【００１２】
［２］室内実験方法
(a) 図１に示すように、縦１２００×横６００×高さ６００mmで、６面をジオテキスタイルで被覆した改良体２０を形成する。改良体２０は前記現場実験方法と同様の改良材を使用する。改良体２０は、ジオテキスタイルで改良体の６面を被覆した場合（改良体周囲に敷設）、ジオテキスタイルを改良体の内部に埋設した場合（改良体内部に埋設）、ジオテキスタイルを使用しない場合（補強材なし）の３種類を形成する。
(b) 固化した各改良体を自然含水比のまま、３週間の水中養生後、前記現場実験方法と同様に平板載荷試験を行った。
尚、使用したジオテキスタイルの物性を表１に示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
［３］実験結果
(a)  一軸試験等により求めた基礎地盤、改良体の特性を表２に示す。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
(b) 改良体の圧縮強度と引張強度との関係を図３に、載荷圧力と沈下量の関係を図４に、載荷応力とジオテキスタイルのひずみとの関係を図６に夫々示す。
(c) 図４のグラフより改良体の周囲にジオテキスタイルを巻くことは、沈下抑制と支持力の向上に大きく貢献していると言える。ジオテキスタイルによる補強のない場合は沈下曲線が急激に変化しているのに比べ、補強してある場合には極端な変化は無い。現場実験中の状況、実験終了後の様子、一軸圧縮試験結果から判断すると、改良体自体の破壊よりも早く、その周囲の基礎地盤が沈下し、破壊していくと判断できる。
【００１７】
また、別に行った室内模型実験の結果より、改良体の内部にジオテキスタイルを埋設する場合よりも、改良体の周囲にジオテキスタイルを配置する場合の方が効果が高いことが言える（図５）。
【００１８】
［４］数値解析
(a) 改良体の一軸圧縮試験などから求めた値を基に、ＦＥＭ（有限要素法）による弾性解析を行った。解析結果を表３に示す。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
(b) この結果、ジオテキスタイルに加わる引張力は強度よりも小さい。また、改良体に生じる圧縮応力、引張応力も強度よりも小さかった。図４に見られる大きな沈下は、改良体の下の基礎地盤が破壊したことによると考えられる。
【００２１】
【実施の態様】
軟弱地盤を掘削して凹部を形成し、凹部内に、ジオテキスタイルを付設する。凹部内のジオテキスタイル上に、砕石を約半分の深さまで並べ、他のジオテキスタイルを介装して更に、砕石を並べる。続いて、凹部内に、セメントミルクを流し込み、砕石の隙間に充填し、ジオテキスタイルで凹部の開口を覆うように砕石を包む。セメントミルクの固化後に、ジオテキスタイルで周囲を被覆された改良体を構成して地盤の改良を完了させる。
【００２２】
【作用】
前記の実験結果より、この発明の地盤改良方法は、周囲をジオテキスタイルで被覆した改良体を構成するので、改良体の強度を高め、改良体のひずみを防止し、沈下を有効に防止できる。
【００２３】
【実施例１】
図７、図８に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００２４】
軟弱地盤１の基礎形成位置に対応させて、所定深さまで掘削して凹部２を形成する。該凹部２内に、ジオテキスタイル６を付設する。凹部２の深さは、地盤の性質、支持層の有無等により異なるが、基礎が負担すべき垂直耐力が、５ｔ／ｍ２  程度の場合、通常は、１〜３ｍ程度とする。また、前記ジオテキスタイル６は、凹部２の底面３及び側面４を覆うことができる基部７に連設して、凹部２の開口５を覆うことができる蓋部８、８を形成して一体に形成してある（図７（ａ））。
【００２５】
前記におけるジオテキスタイル６は、樹脂網で、網目Ｄは１０〜３０mm程度で形成され（図８（ａ）（ｂ））、例えば、前田工繊株式会社製の「アデム」（登録商標）を使用する。
【００２６】
凹部２内のジオテキスタイル６の基部７上に、砕石９、９を、凹部２の約半分の深さまで並べ、続いて砕石９、９上に他のジオテキスタイル１０を付設する。続いて、ジオテキスタイル１０上に更に、凹部２の開口５まで砕石９、９を並べる（図７（ｂ））。
【００２７】
続いて、凹部２内に、セメントミルクを流し込み、必要ならば所定の振動を与えながら、セメントミルクを砕石９、９の隙間に充填する（図７（ｂ））。続いて、ジオテキスタイル６の蓋部８、８で凹部２の開口５を覆うように砕石９、９を包み（図７（ｃ））、必要ならば、蓋部８、８が埋まるように更にセメントミルクを流し込む。
【００２８】
セメントミルクの固化後に、ジオテキスタイル６で周囲（６面）を被覆された改良体１１を構成すると共に、地盤の改良が完了する。
【００２９】
改良体１１が所定の強度発現後に、改良体１１上にフーチング基礎１２を構築する（図７（ｄ））。
【００３０】
前記実施例において、凹部２に砕石９、９を並べてセメントミルクを充填して改良体を形成したが、砕石に代えて他の骨材とすることもでき、更に他の方法とすることもできる。
【００３１】
また、凹部２を掘削して排出した軟弱地盤の土（粘土）に所定の改良材（例えばセメント系）を入れてこれを改良した後に、再度凹部２内に戻すこともできる。この場合の設計方法としては、「手段」で述べたように、「改良体の強度」「ジオテキスタイルの強度」「基礎地盤の強度」の３点を考慮する。改良体の破壊強度については一軸圧縮試験とＦＥＭ解析とから、ジオテキスタイルの破壊は引張試験とＦＥＭ解析から、基礎地盤の破壊はTerzaghiの公式から導いた支持力と載荷圧力から判断することができる。
【００３２】
また、前記実施例において、凹部２内に上下に層を分けるようにジオテキスタイル６、１０を付設したので、改良体１１の強度を増加させることができるが、ジオテキスタイル６、１０に代え、他の補強材（金網、鉄筋など）を使用することもできる。
【００３３】
また、前記実施例におけるジオテキスタイル６の付設は１つの凹部２で１つの改良体１１を構築するように付設し、あるいは凹部２内に、複数の改良体１１、１１を構成するように付設することもできる（図示していない）。
【００３４】
また、前記実施例において、ジオテキスタイル６、１０を均一な網目状としたが、同程度の網目を有すれば、粗目、密目が混じった不均一な形状とすることもできる（図示していない）。
【００３５】
【発明の効果】
地盤にジオテキスタイルにより周囲を被覆した改良体を構築するので、地盤の不均一による改良地盤の割れやひずみの発生を防止でき、有効な地盤改良ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の比較実験に使用した改良体で、（ａ）は概略した縦断面図、（ｂ）は概略した側面図である。
【図２】同じく積載板位置、沈下量測定位置を示した図で、（ａ）は概略した平面図、（ｂ）は概略した側面図である。
【図３】改良体の引張強度・圧縮強度の関係を示したグラフである。
【図４】（ａ）（ｂ）は異なるセメント添加率の場合で、ジオテキスタイルによる沈下量を表すグラフである。
【図５】補強材位置の違いによる効果の比較で、載荷応力−沈下量関係を表すグラフである。
【図６】ジオテキスタイルに生じるひずみの比較で、載荷応力−ひずみ関係を表すグラフである。
【図７】（ａ）乃至（ｄ）は、この発明の実施例を説明する概略した縦断面図である。
【図８】この発明の実施に使用するジオテキスタイルで、（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大図である。
【符号の説明】
１ 地盤
２ 凹部
３ （凹部の）底面
４ （凹部の）側面
５ （凹部の）開口
６ ジオテキスタイル
７ （ジオテキスタイルの）基部
８ （ジオテキスタイルの）蓋部
９ 砕石
１０ ジオテキスタイル
１１ 改良体
２０ 改良体
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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