(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が道路や線路として使用される幅に対する長さの比率が大きい線状構造物である盛土地盤の基礎であり、掘削土と固化材を攪拌・混合して構築される壁状地盤改良体を平面上、二方向に配列させて構成される格子状地盤改良体を構成する二方向の壁状地盤改良体の内、盛土地盤の幅方向を向く相対的に長い壁状地盤改良体の下端の深度が、直交する相対的に短い壁状地盤改良体の下端の深度より浅い格子状地盤改良体。
【請求項２】
掘削土と固化材を攪拌・混合して盛土地盤の幅方向に深度の深い壁状地盤改良体を構築した後、深い壁状地盤改良体に直交す方向に掘削土と固化材を攪拌・混合して深度の浅い壁状地盤改良体を構築し、請求項１に記載の格子状地盤改良体を構築する格子状地盤改良体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は主として道路や鉄道用の盛土地盤、堤防等、幅に対する長さの比率が大きい線状構造物の基礎として構築される格子状地盤改良体及びその構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
地盤の液状化を防止する、あるいは地盤の剛性や耐力を高める目的で、上部構造の基礎としてその底面下に壁状地盤改良体を格子状に配列させた格子状地盤改良体を構築する場合、格子状地盤改良体によって地盤からの支持力を得る必要から、二方向の壁状地盤改良体は下端の深度が揃うように構築される。
【０００３】
しかしながら、上部構造による地中応力は深度が深くなる程小さくなり、また地震時の水平力は格子状地盤改良体の上層部が多くを負担し、深度が深くなる程負担する水平力も小さくなることから、深度方向に一様に荷重を負担することにはならないため、全深度に亘って二方向に壁状地盤改良体を配列させるとすれば、必要以上に剛性と耐力の高い格子状地盤改良体を構築していることになる。
【０００４】
また上部構造が盛土地盤等のように幅に対する長さの比率が大きい線状構造物で、格子状地盤改良体が一方向に長くなる場合に、壁状地盤改良体の下端より地下水位が高いときには、いずれか一方の、特に相対的に長い壁状地盤改良体が地下水の流れを遮断することになるため、上部構造周辺の環境を変える可能性がある。
【０００５】
地下水の流路が二方向の壁状地盤改良体の内、相対的に長い壁状地盤改良体の長さ方向を向いていれば、地下水は格子状地盤改良体の両側を通過することができるが、長い壁状地盤改良体に交差する方向を向いていれば、その壁状地盤改良体に移動を阻まれるため、格子状地盤改良体の構築によって地下水の自然な循環を分断させることになる。
【０００６】
この発明は上記背景より、地中応力と水平力に対して合理的な形状でありながら、地下水の流れを遮断せず、上部構造周辺の環境を保全し得る格子状地盤改良体とその構築方法を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上面が道路や線路として使用される幅に対する長さの比率が大きい線状構造物である盛土地盤の基礎であり、掘削土と固化材を攪拌・混合して構築される壁状地盤改良体を平面上、二方向に配列させて構成される格子状地盤改良体を構成する二方向の壁状地盤改良体の内、盛土地盤の幅方向を向く相対的に長い壁状地盤改良体の下端の深度が、直交する相対的に短い壁状地盤改良体の下端の深度より浅い格子状地盤改良体であり、盛土地盤の幅方向を向く相対的に長い壁状地盤改良体の下端の深度が、直交する相対的に短い壁状地盤改良体の下端の深度より浅くすることにより、格子状地盤改良体の無駄を省くと共に、地下水の流路を確保し、地下水の流れを遮断することによる周辺環境の変化を回避する。
【０００８】
前記の通り、地中応力と水平力は深度が深くなる程小さくなることから、全深度に亘って格子状に地盤改良体を構築した場合には深度の深い位置では荷重に対して余力を持つことになるが、二方向の内のいずれか一方の壁状地盤改良体の下端の深度を他方より浅くすることで、深度に応じた地中応力と水平力を負担すればよく、合理的で、経済的な形状となり、施工コストの削減が図られる。
【０００９】
また地下水の流路が長い壁状地盤改良体に交差する方向を向いていると地下水の流れが阻止されるが、盛土地盤の幅方向を向く相対的に長い壁状地盤改良体の下端の深度が、直交する相対的に短い壁状地盤改良体の下端の深度より浅くすることで、地下水の流れが確保される。
【００１１】
本発明では二方向の壁状地盤改良体の下端の深度が相違するが、地盤の支持力は深度の深い壁状地盤改良体が確保し、深度の浅い壁状地盤改良体は深い壁状地盤改良体との組み合わせによって格子状地盤改良体としての剛性を確保する。
【００１２】
また地表面寄りで大きい地中応力と水平力に対しては格子状に配列した二方向の壁状地盤改良体が抵抗するため、地中応力と水平力が小さくなる深度の深い部分において一方向にのみ配列した深い壁状地盤改良体に過大な応力が作用することはない。
【００１３】
二方向の壁状地盤改良体の構築の順序は問われないが、請求項２に記載のように深い壁状地盤改良体を構築した後に浅い壁状地盤改良体を構築すれば、構築後の浅い壁状地盤改良体の安定性が向上する。
【００１４】
浅い壁状地盤改良体を構築した後に深い壁状地盤改良体を構築した場合には、浅い壁状地盤改良体が隣接する深い壁状地盤改良体間で分離する形になり、深い壁状地盤改良体に接着面の付着力によって支持されることになるが、深い壁状地盤改良体の構築を先行させることで、浅い壁状地盤改良体が深い壁状地盤改良体上に載る形になり、浅い壁状地盤改良体を反力によって深い壁状地盤改良体に支持させることができ、浅い壁状地盤改良体の安定性が増す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明は、上面が道路や線路として使用される幅に対する長さの比率が大きい線状構造物である盛土地盤の基礎であり、掘削土と固化材を攪拌・混合して構築される壁状地盤改良体を平面上、二方向に配列させて構成され構成される格子状地盤改良体を構成する二方向の壁状地盤改良体の内、盛土地盤の幅方向を向く相対的に長い壁状地盤改良体の下端の深度が、直交する相対的に短い壁状地盤改良体の下端の深度より浅い格子状地盤改良体であり、掘削土と固化材を攪拌・混合して構築される壁状地盤改良体２，３を平面上、二方向に配列させて構成され、いずれか一方の壁状地盤改良体２の下端の深度を他方の壁状地盤改良体３の下端の深度より浅くした格子状地盤改良体１である。
【００１６】
図１，図２に格子状地盤改良体１の上に盛土地盤５が構築される場合の、格子状地盤改良体１の構築例を示す。ここに示すように格子状地盤改良体１は主として盛土地盤５や堤防等のように幅に対する長さの比率が大きい線状構造物の基礎として構築されるが、線状でない構造物の基礎としても利用される。図１は盛土地盤５の幅方向両側に法面を形成した場合、図２は擁壁６，６を配置した場合である。
【００１７】
格子状地盤改良体１は二方向の壁状地盤改良体２，３の内、いずれか一方の壁状地盤改良体２（３）を構築した後、他方の壁状地盤改良体３（２）を構築することにより完成するが、浅い壁状地盤改良体２を安定して深い壁状地盤改良体３に支持させる上では深い壁状地盤改良体３の構築が先行して行われる。
【００１８】
壁状地盤改良体２，３は掘削ビットと攪拌翼を有する掘削ロッドの回転と共に地盤の掘削と固化材との攪拌・混合を行う攪拌混合処理工法を連続的に施工することにより円柱が連続した形に、あるいは図３に示すようにカッターポスト10の外周に切削攪拌爪12を有する無端チェイン11が張架された掘溝装置９を備えた地盤改良機８を無端チェイン11を循環させながら、固化材の吐出と共に水平に移動させることにより壁状に構築される。
【００１９】
後者の地盤改良機８を用いる場合に、掘溝装置９が浅い壁状地盤改良体２の深度に対応した長さである場合、深い壁状地盤改良体３を構築するときには、浅い壁状地盤改良体２を構築するときの掘溝装置９に対してカッターポスト10と無端チェイン11が継ぎ足される。図３に示すように掘溝装置９が深い壁状地盤改良体３の深度に対応した長さである場合にはその必要はない。
【００２０】
図１，図２は浅い壁状地盤改良体２を盛土地盤５の長さ方向に向け、深い壁状地盤改良体３を盛土地盤５の幅方向に向けた場合を示す。
【００２１】
図１，図２の場合は深い壁状地盤改良体３が盛土地盤５の幅方向を向くことで、盛土地盤５の幅方向に地下水の流れが確保される。
【００２３】
盛土地盤５の下の表層地盤に対しては盛土地盤５の自重と上載荷重を分散させて格子状地盤改良体１に負担させるために、場合により図１〜図２に示すように地盤改良が施され、表層地盤改良体７が構築される。
【００２４】
表層地盤改良体７は例えば攪拌翼を有する掘削ロッドの回転等により表層地盤を固化材と共に攪拌・混合することにより構築され、その場合、表層地盤改良体７と格子状地盤改良体１の一体性を確保する上では、図４−(a) に示すように表層地盤改良体７の構築後に、表層地盤改良体７と共にその下方の地盤中に二方向の壁状地盤改良体２，３が構築される。
【００２５】
図４−(a) は図２の場合に、盛土地盤５の上面から、深度の浅い壁状地盤改良体２の下端までの距離を８ｍ以上確保した様子を示す。盛土地盤５の上面が道路や線路として使用される場合、車両の通過時に発生する交通荷重による沈下の影響は盛土地盤５の上面から深度方向に８ｍまでの区間に留まり、それ以深には交通荷重が伝達しないことが実証されていることから、盛土地盤５の上面から、浅い壁状地盤改良体２の下端までの、もしくは深い壁状地盤改良体３の下端までの距離を８ｍ以上確保すれば、格子状地盤改良体１以深の地盤が交通荷重によって沈下することが回避される。
【００２６】
表層地盤改良体７はこの他、図５に示すように表層地盤を掘削・排土しておき、その後に二方向の壁状地盤改良体２，３を構築することで、その施工時に表層地盤部分に溢れ出た掘削土と固化材からなる改良土を排土部分に充填させ、壁状地盤改良体２，３に一体化したＬ形乃至Ｔ形断面に形成する方法によっても構築される。排土部分に充填されて形成された表層地盤改良体７，７間に間隔が空く場合、その間には上記方法によって表層地盤改良体７が構築される。
【００２７】
盛土地盤５下の地盤が粘性土の場合と砂質土の場合のいずれにおいても、図６−(b) に示す盛土地盤５の長さ方向を向く壁状地盤改良体２（３）の深度ｈは地中応力と水平力の影響が到達しない程度の大きさに決められるが、図６−(a) に示すように盛土地盤５の自重によって側方流動を起こす可能性がある粘性土（軟弱）地盤の場合には特に側方流動を拘束できるように深度ｈが決められる。
【００２８】
【発明の効果】
格子状地盤改良体を構成する二方向の壁状地盤改良体の内、いずれか一方の壁状地盤改良体の下端の深度を他方の壁状地盤改良体の下端の深度より浅くするため、深度に応じた地中応力と水平力を負担すればよく、合理的で、経済的な形状となり、施工コストの削減が図られる。
【００２９】
また一方の壁状地盤改良体の下端の深度を他方より浅くすることで地下水の流路を確保することができるため、地下水の流れを遮断することによる周辺環境の変化を回避することができる。
【００３０】
特に相対的に長い壁状地盤改良体２の下端の深度を短い壁状地盤改良体１の下端の深度より浅くするため、地下水の流れを確保することができる。
【００３２】
請求項２では深い壁状地盤改良体を構築した後に浅い壁状地盤改良体を構築するため、浅い壁状地盤改良体を反力によって深い壁状地盤改良体に支持させることができ、浅い壁状地盤改良体の安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  浅い壁状地盤改良体を盛土地盤の長さ方向に向けて格子状地盤改良体を構築した場合を示した斜視図である。
【図２】  図１の変形例を示した斜視図である。
【図３】  掘溝装置を備えた地盤改良機を示した立面図である。
【図４】  (a)は表層地盤改良体と格子状地盤改良体の一体性を確保した場合を示した断面図、(b)
は(a)の格子状地盤改良体部分の横断面図である。
【図５】  表層地盤改良体を壁状地盤改良体に一体化した形に構築した場合を示した断面図である。
【図６】  (a)は地盤が側方流動を起こす様子を示した断面図、(b)は(a)の場合の格子状地盤改良体の構築例を示した断面図である。
【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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