(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層部の液状化地盤の全体を、当該液状化地盤の液状化を抑止可能な強度を有する低強度固化地盤に、当該低強度固化地盤の下方にある軟弱地盤の一部を、当該軟弱地盤の沈下を抑止し、前記低強度固化地盤からの荷重を支持可能な強度を有する高強度固化体に、１打設でそれぞれ深度ごとに所要強度に地盤改良する地盤改良工法であって、前記低強度固化地盤と前記高強度固化体との境界部に前記低強度固化地盤からの荷重を前記高強度固化体に均等に分散・伝達させる高強度固化版を前記低強度固化地盤および前記高強度固化体と一体かつ前記高強度固化体と同等またはそれ以上の強度に造成することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
高強度固化体を一方向または二方向に連続する壁状または全体に散在する柱状に造成し、当該高強度固化体間に当該高強度固化体どうしをつなぐ版状、はり状、またはブレース状の連結固化体を造成することを特徴とする請求項１記載の地盤改良工法。
【請求項３】
低強度固化地盤、高強度固化体、連結固化体および高強度固化版は、高圧噴射工法、高圧噴射・機械攪拌併用工法、深層混合処理工法または薬液注入工法により施工することを特徴する請求項１または２記載の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は地盤改良工法に関し、特に砂や火山灰などの液状化を起こしやすい表層部の液状地盤と、その下方にある粘土やシルト等の沈下を起こしやすい軟弱地盤とに対して行われるものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液状化のおそれある砂地盤、長期にわたる圧密沈下を免れない粘性土地盤などの軟弱地盤を構造物の基礎地盤として利用するには、予め安定な地盤に地盤改良する必要がある。
【０００３】
これまで、この種の地盤改良工法としては、例えば地盤中に深部まで石灰・セメントなどの科学的安定材を添加し、掘削土と強制的にかくはん混合する深層混合処理工法などによって軟弱地盤の全体を固結する固結工法、
衝撃または振動を利用して、地盤中に砂杭を打設することにより、よく締まった砂杭群を造成するサンドコンパクションパイル等によって軟弱地盤を締め固める締固め工法、
さらに、地盤中に砂杭などからなるドレーンを複数設置することで、土中水の排水距離を短くして圧密の促進と支持力の向上を図るドレーン工法などが広く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、固結工法は、最も確実な施工は期待できるものの、セメントなどの安定材を大量に消費し、また広範囲にわたって行う必要があるため、コストが相当嵩む等の課題がある。
【０００５】
また、締固め工法は、施工コストは安いものの、レベル２地震のような大地震時には液状化の発生を完全に抑制できないだけでなく、締固め材として自然砂を大量に用いるときは自然環境を保全する上で望ましくない。
【０００６】
そして、ドレーン工法は、対象地盤が透水性の低い粘性土層などの場合、短期間の沈下促進と支持力の向上にも自ずと限界があり、安定な地盤になるまでに相当の期間を要する。また、コスト高、工期の長期化も避けられない。
【０００７】
さらに、わが国の場合、特に臨海部の埋立地や内陸部の地盤は、表層部が砂や火山灰など液状化を引き起こしやすい地盤で、これより下方の深層部が粘性土やシルト等の長期にわたる圧密沈下を免れない軟弱地盤で形成されている場合が多い。
【０００８】
このような地盤に対して、上述したうちの単一の工法で地盤改良をおこなったとしても、一方の地盤に対して有効であっても、他方の地盤に対しては必ずしも有効であるといはいえず、確実で信頼性の高い地盤改良をおこなうことができないという課題があった。
【０００９】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に表層部の液状化地盤とこれより下方の圧密未了の軟弱地盤に対して有効な地盤改良工法を提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の地盤改良工法は、表層部の液状化地盤の全体を、当該液状化地盤の液状化を抑止可能な強度を有する低強度固化地盤に、当該低強度固化地盤の下方にある軟弱地盤の一部を、当該軟弱地盤の沈下を抑止し、前記低強度固化地盤からの荷重を支持可能な強度を有する高強度固化体に、１打設でそれぞれ深度ごとに所要強度に地盤改良する地盤改良工法であって、前記低強度固化地盤と前記高強度固化体との境界部に前記低強度固化地盤からの荷重を前記高強度固化体に均等に分散・伝達させる高強度固化版を前記低強度固化地盤および前記高強度固化体と一体かつ前記高強度固化体と同等またはそれ以上の強度に造成する特徴とするものである。
【００１１】
請求項２記載の地盤改良工法は、請求項１記載の地盤改良工法において、高強度固化体を一方向または二方向に連続する壁状または全体に散在する柱状に造成し、当該高強度固化体間に当該高強度固化体どうしをつなぐ版状、はり状、またはブレース状の連結固化体を造成することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３記載の地盤改良工法は、請求項１または２記載の地盤改良工法において、低強度固化地盤、高強度固化体、連結固化体および高強度固化版は、高圧噴射工法、高圧噴射・機械攪拌併用工法、深層混合処理工法または薬液注入工法により施工することを特徴するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、この発明の一例を示し、図において、地盤改良を行う地盤は表層部に砂や火山灰などの液状化を引き起こしやすい地盤（以下「液状化地盤１」という）を有し、この液状化地盤１より下方の深層部に粘性土やシルト等の長期にわたる圧密を免れない地盤（以下「軟弱地盤２」という）を有し、この軟弱地盤２の下方に支持地盤３がある。
【００１５】
液状化地盤１に対しては、液状化の発生を抑止できる程度の強度（目安として一軸圧縮強度が９．８０６６５×１０4 Ｐａ程度）で、液状化地盤１の全体に対して地盤改良を行う。こうして液状化地盤１を改良してできた地盤を低強度固化地盤４という。
【００１６】
一方、軟弱地盤２に対しては、長期にわたる圧密沈下を抑止でき程度の強度、または低強度固化地盤４から伝わる荷重に耐えうる程度の強度、あるいは長期圧密沈下を抑止し、かつ低強度固化地盤４から伝わる荷重に耐えうる程度の強度を有するように地盤改良を行う。
【００１７】
また、例えば一方向に平行に連続する壁状に（図３，４参照）、または二方向（平面格子状）に平行に連続する壁状に（図１参照）、あるいは全体に均等に散在する柱状に（図５，６参照）、部分的に地盤改良を行う。
【００１８】
さらに下方の支持地盤３に確実に到達するまで（図１，２参照）、または支持地盤３に対して軟弱地盤２から連続して所定深さ（図３，４，５参照）、あるいは支持地盤３と低強度固化地盤４の両方の地盤に対して軟弱地盤２から連続して所定深さ（図６参照）地盤改良を行うことにより、軟弱地盤２の地盤改良部（後述する高強度固化体５）と支持地盤３、または支持地盤３および低強度固化地盤４との一体化を図る。こうして、軟弱地盤２の一部を改良してできた部分を高強度固化体５という。
【００１９】
なお、高強度固化体５の強度、厚さ、径、間隔などの形態については、軟弱地盤２の地質状況などを検討して決定するものとする。
例えば図１と図２は、複数の高強度固化体５が平面格子形の壁状に連続して造成されている例を示し、図３と図４は、複数の高強度固化体５が一方向に平行に壁状に連続し、かつ支持地盤３に対して所定の深さまで、軟弱地盤２から連続して造成されている例を示したものである。
【００２０】
また図５は、高強度固化体５が全体に均等に柱状に散在し、かつ支持地盤３に対して軟弱地盤２から連続して所定の深さまで連続して造成されている例を示したものである。
【００２１】
そして図６は、高強度固化体５が全体に均等に柱状に散在し、かつ支持地盤３と低強度固化地盤４の両方の地盤に対して所定の深さまで、軟弱地盤２から連続して造成されている例を示したものである。
【００２２】
いずれの例においても、高強度固化体５の中間部に隣接する複数の高強度固化体５どうしを一体的につなぐ連結固化体（図省略）を版状、はり状、あるいはブレース状に設けてもよい。
【００２３】
さらに、必要に応じて液状化地盤１と軟弱地盤２との境界部分に低強度固化地盤４からの荷重を高強度固化体５に均等に分散・伝達させる高強度固化版６を低強度固化地盤４および高強度固化体５と一体に造成する。なお、高強度固化版６は高強度固化体５と同等またはそれ以上の強度に形成するものとする。図２（ａ）、（ｂ）はその一例を示したものである。
【００２４】
なお、液状化地盤１を低強度固化地盤４に、軟弱地盤２の一部を高強度固化体５にそれぞれ地盤改良し、また液状化地盤１と軟弱地盤２との境界部に高強度固化盤６を造成する方法としては、高圧噴射工法、高圧噴射・機械攪拌併用工法、深層混合処理工法などによる他に、例えばセメントミルクや水ガラス等の薬液を地中に注入（グラウト）することにより地層を固化させる薬液注入工法などがある。
【００２５】
その際、深層混合処理工法で行う場合は、出現深度ごとに所定の強度に改良できるようにセメント等の添加材（固化材）の添加量を適宜変えて行う。また、柱状改良を適宜ラップさせながら、繰り返し地盤改良を行う。
【００２６】
また特に、高圧噴射・機械攪拌併用工法で行う場合は、例えば図７（ａ）〜（ｅ）に図示するように、噴射水（セメントミルク）の圧力、吐出量、配合、打設速度を変えることにより、あるいは高圧噴射部と機械噴射部のセメントミルクの吐出口の位置、角度などを操作することにより、さらにはセメントミルクの配合を適宜変更することにより、液状化地盤と軟弱地盤の改良に際して、１打設で改良土の径と強度を任意に変更することができ、低コスト施工が可能である。
【００２７】
例えば、図７（ａ）に図示する例では、軟弱地盤２に対して機械攪拌により高強度改良機械攪拌部５ａを形成し、この高強度改良機械攪拌部５ａの外側に高圧噴射により高強度改良高圧噴射部５ｂを形成する。
【００２８】
また、液状化地盤１に対しては、機械攪拌により低強度改良機械攪拌部４ａを高強度改良機械攪拌部５ａから連続して形成し、その外側に高圧噴射により低強度改良高圧噴射部４ｂを形成している。
【００２９】
さらに、液状化地盤１に対して所定の深さまで、高強度改良機械攪拌部５ａから連続して高強度改良機械攪拌部５ｃを形成している。
こうして高強度改良機械攪拌部５ａ，５ｃと高強度高圧噴射部５ｂが１打設ないし数打設、横方向に一体に形成されることで、所定径の柱状をなす高強度固化体５になり、また横方向に連続して形成されることで、所定厚の壁状をなす高強度固化体５になる。
【００３０】
また、低強度改良機械攪拌部４ａと低強度改良高圧噴射部４ｂが四方に連続して形成されることで低強度固化盤４となる。
また、図７（ｂ）に図示する例では、軟弱地盤２に対して機械攪拌により高強度改良機械攪拌部５ａのみを形成し、液状化地盤１に対して低強度改良機械攪拌部４ａと低強度高圧噴射部４ｂを形成し、かつ液状化地盤１に対して所定の深さまで、高強度改良機械攪拌部４ｃを形成している。
【００３１】
さらに図７（ｄ）と図７（ｅ）に図示する例では、液状化地盤１と軟弱地盤２との境部に高圧噴射により高強度改良高圧噴射部６ａを形成し、高強度改良高圧噴射部６ａを四方に連続して形成することで高強度固化版６となる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は以上説明した通りであり、地層の形状・強度を地盤ごとに必要最少限に抑えていることから、低コストで確実に沈下および液状化を防止でき、この点、特に固結方法よりすぐれている。
【００３３】
表層部の液状化地盤に対しては、必要最少限の強度にて全面的に固結させることから、液状化を確実に抑止することができる。
また、改良後の地盤は、表層部の低強度地盤とこれより下方の高強度地盤とからなるため、施工後に発生する軟弱地盤の沈下による液状化地盤あるいはその上に構築される構造物に沈下の心配がなく、この点、特に締固め工法よりすぐれている。
【００３４】
また、固化材ミルクの高圧噴射と攪拌ロッドの回転とにより、固化材ミルクと掘削土とを攪拌・混合する地盤改良を行い、その際、深度ごとに噴射水（セメントミルク）の圧力、吐出量、配合、打設速度などを変え、適宜強度を変えて連続的に改良することにより、施工サイクルが短く、工期の短縮化、経済施工が可能であり、この点、ドレーン工法よりすぐれている。
【００３５】
また、施工後、改良地盤が硬化するまでの所定の養生期間（１週間〜４週間ほど）を経過すれば、供用できて短期間での使用が可能である。
さらに、液状化地盤と軟弱地盤との境界部分に改良土盤を設けることにより、軟弱地盤からの過剰間隙水圧の上昇を確実に遮断できて、低強度地盤の液状化を確実に抑止して、地盤の安定化を図ることができるだけでなく、版状の軟弱地盤を介して複数の高強度体が一体的に剛接合されることで、支持強度のきわめて大きい基礎地盤を提供できる。
【００３６】
特に、わが国の臨海部の埋立地のように、表層部に砂や火山灰などの液状化を起こしやす液状化地盤を、その下方に粘土やシルト等の長期圧密を起こしやすい軟弱地盤を有する地盤の地盤改良に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本工法で改良された地盤を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図２】本工法で改良された地盤を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図３】本工法で改良された地盤を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図４】本工法で改良された地盤を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図５】本工法で改良された地盤を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図６】本工法で改良された地盤を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は施工方法を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  液状化地盤（液状化を引き起こしやすい地盤）
２  軟弱地盤（圧密を免れない地盤）
３  支持地盤
４  低強度固化地盤（液状化地盤を改良してできた地盤）
４ａ  低強度改良機械攪拌部
４ｂ  低強度改良高圧噴射部
５  高強度固化体（軟弱地盤の一部を改良してできた部分）
５ａ  高強度改良機械攪拌部
５ｂ  高強度改良高圧噴射部
５ｃ  高強度改良機械攪拌部
６  高強度固化版
６ａ  高強度改良高圧噴射部
【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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