(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の周辺および直下の地盤中に当該地盤を取り囲むように改良地中壁を鉛直方向に螺旋状に形成することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
改良地中壁を鉛直方向に連続して形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】
改良地中壁を構造物の外周に沿って形成することを特徴とする請求項１または２記載の地盤改良工法。
【請求項４】
地中改良壁の外側に地中杭を構造物の外周に沿って形成することを特徴とする請求項１、２または３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、特に既設構造物の下部地盤および周辺地盤の液状化および流動化を防止する目的で施工される地盤改良工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に軟弱な砂地盤においては、地震時に水で飽和した砂が激しく繰り返しせん断されると、間隙水圧が急激に上昇して砂のせん断抵抗力を消失して液状になる液状化現象が発生し、この液状化現象によって地上の構造物が沈下や傾斜するなどの甚大な被害を被ることが知られている。
【０００３】
このような液状化防止対策としては、これまで、（１）ソイルセメントや薬液などの固化材の注入で地盤全体を固化して液状化に対する地盤強度を増大する方法、（２）地上に建つ構造物の周囲または直下の地盤中に平面矩形状または格子状の地中連続壁を施工して地盤のせん断変形を抑制するとともに地下水や液状化土の移動を遮断する方法、（３）地盤中に排水材を配置して液状化の際に発生した水圧を消散させる方法、（４）地下水位を低下させて地盤の有効応力を増大させる方法、さらに、（５）地中に砂ぐい等を多数打設して周辺地盤の密度を増大させる方法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの対策はいずれも工事が大規模化して工事費が嵩み、しかも工期の長期化を免れない等の課題があった。
【０００５】
例えば、固化材の注入により地盤全体を固化する方法としては、例えば地上に建つ構造物の周囲に仮設のトレンチを掘削し、このトレンチ内において構造物直下の地盤中にボーリング孔を水平に削孔し、このボーリング孔から地中に固化材を注入する方法などが知られているが、トレンチの掘削に多大な費用と労力を必要とするだけでなく、広範囲にわたって地盤改良する必要から固化材を大量に消費するため施工コストが相当嵩むなどの課題があり、さらにトレンチの掘削およびトレンチ内での作業は地山の崩落などもあって作業の安全性に課題がある。
【０００６】
一方、地盤中に地中連続壁を施工する方法としては、例えば地中に鋼矢板を多数打ち込む等して構造物の周囲または直下の地盤中に地中連続壁を施工する方法が知られているが、地中に埋設された配管などが邪魔になって地盤を完全に閉め切ることが非常に困難である等の課題がある。
【０００７】
さらに、地震力や液状化時の側方流動に対して地中連続壁が曲げ材として作用するため、地中連続壁が大きな土圧に抵抗するには、地中連続壁を相当厚くしたり、密な格子目状にしたり、あるいは高強度の壁体とする必要があり、やはり施工コストが相当に嵩む等の課題がある。
【０００８】
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、特に既設構造物の周辺および直下の液状化、流動化およびこれによる既設構造物の沈下・不同沈下を抑制できる地盤改良工法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、構造物の周辺および直下の地盤中に当該地盤を取り囲むように改良地中壁を鉛直方向に形成することを特徴とするものである。
【００１０】
この場合の改良地中壁は構造物の外周に沿って形成してもよく、あるいは小径にして地盤全体に所定間隔おきに散在させて形成してもよい。また、改良地中壁をダブルに形成してもよい。
ここで、改良地中壁は螺旋状に改良・造成された地中壁で、相互に離れていてもよく、また離幅が小さく一つの壁体を成してもよい。
【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、改良地中壁を鉛直方向に連続して形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、改良地中壁を構造物の外周に沿って形成することを特徴とするものである。例えば、地上に建つ構造物が平面円形状をなすとき、改良地中壁は平面円形状に形成し、また地上の構造物が平面矩形状をなすとき、改良地中壁は平面矩形状に形成すればよい。
【００１３】
請求項４記載の地盤改良工法は、請求項１、２または３記載の地盤改良工法において、改良地中壁の外側に地中杭を構造物の外周に沿って形成することを特徴とするものである。この場合の地中杭は改良地中壁を外側から補強するために施工されるもので、例えばＲＣ杭、ＰＣ杭、鋼杭などでよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１（ａ），（ｂ）は、この発明に係る地盤改良工法の一例を示し、図において、液状化のおそれのある砂地盤１の上に円筒形の構造物（例えば大型円筒形貯蔵タンク等）２が構築され、この構造物２直下の砂地盤１内に改良地中壁３が形成されている。
【００１５】
改良地中壁３は構造物２の外周に沿って地表から砂地盤１直下の硬質地盤４まで平面円形の螺旋状に連続して形成され、また改良地中壁３にはその連続方向に所定量のプレストレスが導入されている。
【００１６】
また、改良地中壁３の外側に地中杭５が構造物２の外周に沿って所定間隔おきに施工されている。そして、改良地中壁３の上端と下端、さらに必要に応じて中間部分も地中杭５に拘束されている。この場合の地中杭５としてはＲＣ杭、ＰＣ杭、鋼杭などが施工されている。
【００１７】
構造物２直下の砂地盤１内に上述するような改良地中壁３が形成されていることで、地震時に構造物２周辺および直下地盤の間隙水圧が急激に上昇して砂地盤１が液状化し、構造物直下および周辺地盤が側方に流動しそうになっても、構造物２直下の砂地盤１が改良地中壁３によって取り囲まれ、しかも改良地中壁３にその連続方向に所定量のプレストレスが導入され、さらに改良地中壁３の外側に地中杭５が施工されていることで、構造物２直下の砂地盤１の液状化、および液状化時の砂地盤１の側方流動、および地震時のせん断変形を防止することができ、これにより地上に建つ構造物２の沈下および不同沈下も抑制することができる。
【００１８】
改良地中壁３の施工方法としては、例えば孔あきチューブまたはメッシュ状のチューブ３ａに緊張材としてＰＣ鋼線３ｂを挿通し、これを砂地盤１内に構造物２の外形に沿って地表から砂地盤１直下の硬質地盤４まで連続する平面円形の螺旋状に挿入し、かつ地上からチューブ３ａ内にセメント等の固化材３ｃを高圧で注入する方法などがある。
【００１９】
このように施工することで、チューブ３ａ内に注入された固化材３ｃはチューブ３ａ表面の孔または網目から周囲の砂地盤１内に流出し、周囲の砂とともに固化することで所定径の改良地中壁３を形成することができる。
【００２０】
また、ＰＣ鋼線３ｂの先端を硬質地盤４内に定着し、固化材３ｃが固化する前にＰＣ鋼線３ｂを緊張することで改良地中壁３にその連続方向に所定量のプレストレスを導入することができる。
【００２１】
なお、チューブ３ａの断面形状を適当に選択することで改良地中壁３を任意の断面形状に形成することができ、例えば改良地中壁３を矩形断面形とするには、チューブ３ａの断面形状を縦長の矩形断面形にすればよい。
【００２２】
また、砂地盤１の地盤状況に応じて改良地中壁３，３間のピッチＰを自由に設定することができ、またＰＣ鋼線３ｂを複数配置してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおりであり、構造物の周辺および直下の地盤中に鉛直方向に螺旋状に連続する改良地中壁を形成することで、地震時に既設構造物の周辺および直下地盤の間隙水圧が上昇して砂地盤が液状化し、側方に流れ出そうとしても、螺旋状に連続する改良地中壁によってこれを確実に阻止することができるため、構造物直下の砂地盤の液状化、および液状化時の砂地盤の側方流動、および地震時のせん断変形を防止することができ、これにより地上に建つ構造物の沈下および不同沈下も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る地盤改良工法の一例を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるイ部拡大図である。
【符号の説明】
１  砂地盤
２  構造物（例えば大型円筒形貯蔵タンク等）
３  改良地中壁
３ａ  チューブ
３ｂ  ＰＣ鋼線
３ｃ  固化材
４  硬質地盤
５  地中杭
【図１】
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