JPH03281817A - 粘性土地盤の圧密促進工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粘性土地盤、特に正規圧密状態又は圧密未了の
状態にある沖積粘性土層の改良に関するものであり、更
に詳しくは、このような粘性土地盤においては一般的に
地下水が高いことを利用して載荷盛土をせずに、地盤内
の地下水位を低下させることにより、沖積粘性土層を圧
密して地盤改良を図る工法の改良に関するものである。

（従来の技術） 近年、臨海地域いわゆるウォータフロントと呼ばれる地
域での開発が盛んに行われている。

このような地域の沖積粘性土層地盤は、圧密未了であっ
たり、正規圧密状態であっても軟弱な粘性土層を主体と
して構成されることが多く、ｍ遺物の基礎地盤や宅地と
して利用するためには何らかの地盤改良を必要とする場
合が多い。

従来、このような軟弱な粘性土地盤の圧密対策としては
種々の工法が提案され、実施されているが、比較的経済
的でかつ確実に改良効果が得られる方法として、載荷盛
土等による予圧密工法が知られている。

この工法は構造物荷重に対応する圧密荷重を載荷盛土に
よって、予め軟弱な粘性土地盤に負荷して、構造物基礎
として十分な耐力を付与しようとするものである。

しかしながら、上記の載荷盛土工法においては、盛土材
の運搬及び盛土作業に際して多大な時間と費用を要し、
工事敷地周辺に土砂飛散等の環境問題が発生するという
問題があった。

そこで第６図に示すように地下水位Ｗ（自然水位）を低
下させて粘性土地盤ｎ内の間隙水圧を減少させることに
より５載荷盛土を必要とせずに、粘性土層ｎ１を圧密改
良する地下水位低下工法が提案されている（土質工学会
「軟弱地盤対策工法」−調査・設計から施工まて一１現
場技術者のための土と基礎シリーズ１６、Ｐ６１〜Ｐ６
３参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような地下水位低下工法には、以
下のような問題がある。

（１）地下水位の低下が広い範囲にわたって影響して周
辺地盤に対しても圧密沈下が生じるので、この対策とし
て工事敷地の周囲に遮水壁を下部透水層のかなり深い位
置まで構築する必要がある。

（２）圧密層厚が大きい場合、改良効果を得るのに長期
間を要する。

（３）従来の地下水位低下工法では下部透水層まで揚水
井を掘削１．構築して揚水する必要がある。

本発明は、上記のような（１）、（２＞、（３）の問題
に鑑みてなされたものであり、その目的は、工事敷地の
周辺へ及ぼす悪影響をできるだけ少なくすると共に、粘
性土層の圧密を短期間でかつ経済的に促進させる工法を
提供することにある。

（課題を達成するための手段） 以上の課題を解決するための本発明の手段たる構成は、
粘性土地盤内の地下水位を低下させて、該粘性土地盤内
の粘性土層の土質を圧密改良する工法であって、該粘性
土地盤に前記粘性土層を貫通して下部透水層に到達し、
かつ平面的に連続した格子状の排水溝を形成し、該排水
溝からの強制排水による地下水位の低下に伴って生じる
粘性土層の圧密現象を促進することを特徴とする構成に
することであり、かつ前記格子状の排水溝が格子状に掘
削された薄型溝と、該薄型溝の交差部及び中途部に掘削
された円形孔とによりなり、該排水溝内に透水性材料を
充填して構成することであり、かつ前記格子状の排水溝
における最も外側の排水溝を、その他の排水溝よりも深
く掘削形成すると共に、その全長にわたって遮水材を設
置して構成することであり、かつ前記格子状の排水溝に
おける最も外側の排水溝で囲繞された粘性土地盤の外側
に、復水井を掘削すると共に、該復水井に前記粘性土地
盤内から揚水された地下水を還流することを特徴とする
構成にすることである。

（作用） 而して、上記のような構成によれば、盛土を不要としな
ので、１期の短縮化が図れると共に、工事敷地周辺の環
境を悪化させることなく、施工することができる５丈な
平面的に連続した格子状の排水層を形成しｔ・２：とに
より、別途に揚水井を設けなくても、粘性土層の圧密時
間を短縮することができる。

さらに、前記格子状の排水溝の最も外側の排水溝に遣水
機能を持たせると共に、復水井工法を併用することによ
り、地下水位の低下に伴う影響範囲を著しく小さくする
ことができるので、別途に遮水壁を構築することなく周
辺への悪影響を防ぐことができる、 （実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図及び第２図は本発明の平面図及び断面図であり、
本発明は、先ず初めに粘性土地盤ｎに、第１図に示すよ
うな格子状の排水溝１を薄溝用掘削機Ａで掘削形成する
。

薄溝用掘削機Ａは第３図に示すように、下端にパイロッ
トビット３ａを装備した左右一対のサイドケーシング３
と、該サイドケーシング３に回転可能に軸支された左右
一対のディスクカッタ５と、前記サイドケーシング３の
中間に設けられ、且つ下端にリバースビット４ａを装備
すると共に、土砂排出用リバース管４ｂを内蔵したセン
ターケーシング４と、上記パイロットビット３ａと、デ
ィスクカッタ５と、リバースビット４ａとの回転駆動源
である水中モータ６とから成っている。

また、前記センターケーシング４はサイドケーシング３
とほぼ同径となっており、左右一対のパイロットビット
３ａ及びディスクカッタ５は夫々が逆方向に回転するこ
とにより、互に回転トルクを相殺するようになっている
。

以上の構成からなる薄溝用掘削機Ａを用いて、第４図に
示すような薄型溝１ａ及び円形孔１ｂ、１ｃを粘性土地
盤ｎの粘性土層ｎ□を貫通して下部透水層ｎ２にいたる
まで掘削する。

そして、第５図に示すように、該薄型溝１ａ中央の円形
孔１ｃを中心として、薄溝用掘削機Ａを９０度回転させ
て掘削すると、該円形孔１ｃを中心とする交差した薄型
溝１ａが掘削形成される。

このように、上記の掘削を順次繰り返すことにより、格
子状に掘削された薄型溝１ａと、該薄型溝１ａの交差部
及び中途部に掘削された円形孔１ｂ、１ｃとから成る排
水溝１を掘削形成する。

このとき、該排水溝１の間隔ａは、薄溝用掘削機Ａのデ
ィスクカッタ５の直径φと、パイロットビット３ａ及び
リバースビット４ａの中心間隔孟との組合せを適宜選択
することにより、任意に設定することができる。

従って、粘性土地盤ｎの土質定数（特に圧密係数Ｃｖの
値）や設定工期に応じた排水溝１の間隔ａを適宜選択す
ることがてきる。

尚、前記排水溝１の掘削と共に、該排水溝１の周囲に適
宜数の復水井ｍも掘削しておくとよい。

次に、このように掘削形成された排水溝〕における最も
外側の排水溝ＩＡは第２図に示すように、他の排水溝１
よりも深く掘削形成し、その外側に遣水材７を設置する
。

遣水材７としては鋼材と固結性材料との組合せや薄膜状
遮水材等を利用することができる。

該薄膜状遮水材を利用する場合は、ロール状の薄膜状遮
水材を最も外側の排水溝ＩＡにおける円形孔１ｂ、】Ｃ
に挿入し、該円形孔〕ｂ、ＩＣを起点として排水溝ＩＡ
の外側の壁面に張り付けるようにするとよい。

このようにして、最も外側の排水溝ＩＡに遮水材７を設
置した後、排水溝１における各薄型溝１ａ及び円形孔１
ｂ、ＩＣに砂、礫、砕石等の透水係数の大きな自然材料
や人工材料を主体とする透水性材料２を充填すると共に
、該円形孔１ｂ、ＩＣに吐出管を連結した水中ポンプＰ
を適宜間隔ごとに設置し、該水中ポンプＰにより地下水
を強制的に排水して工事敷地内の地下水位Ｗ（自然水位
）を低下させる。また、図中Ｗ′は低下後の地下水位を
示す。

尚、この時強制排水された地下水は、通常、下水道へ放
流するが、前記した工事敷地周囲の復水井ｍへ還流する
ことが望ましい。

このように、粘性土地盤ｎに掘削形成した排水溝１にお
ける最も外側の排水溝ＩＡの外側に遮水材７を設置する
ことにより、地下水位Ｗ（自然水位）の低下が周辺地盤
へ影響するのを防止して、周辺地盤の圧密沈下を防ぐこ
とができる。

また、粘性土地盤ｎ中の地下水を、円形孔１ｂ、〕Ｃか
ら強制的に排水して地下水位Ｗ（自然水位）を低下させ
ることにより、該粘性土地盤ｎの圧密を進行させろく第
２図）。

さらに、格子状の掘削孔１がドレーン機能を発揮するた
め、前記圧密かさらに促進される。

この時の地下水位低下量Δｈと粘性土地盤ｎ内の応力分
布は、第７図の（ａ＞及び（ｂ）の模式図に示す如く、
有効応力が増加し、それに応じて地盤強度及び密度の増
大を図ることができる。

（発明の効果） 本発明は以上の機な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

■　粘性土地盤に、粘性土層を貫通して下部透水層に到
達し、かつ平面的に連続した格子状の排水溝を形成し、
該排水溝から地下水を強制排水したことにより、載荷盛
土を用いずに水位低下量に対応する圧密をすることがで
きる。

■　格子状の排水層を格子状に掘削された薄型溝と、該
薄型溝の交差部に掘削された円形孔とにより形成し、か
つ該排水溝内に透水性材料を充填したことにより、粘性
土層の圧縮時間を短縮することができ、工期の短縮化を
図ることができる。

また排水溝の間隔を任意に設定することができるので、
土質定数と予定工期に適合した格子状の排水溝の形成が
可能となる ■　格子状の排水溝における最も外側の排水溝全長にわ
たって遮水材を設置し、該排水溝で囲繞された粘性土地
盤の外側に掘削した復水井に粘性土地盤内から揚水され
た地下水を還流したことにより、工事敷地の周辺に別途
に遮水壁を設けなくても、工事敷地周辺の環境を悪化さ
せることなく、当該範囲に限定された地下水位の低下を
可能にすることができるので、周辺地盤の沈下等の問題
を減少することができる。

■　円形孔を揚水井として利用して粘性土地盤の地下水
を低下させることにより、別途に揚水井を設けることな
く、工期の短縮及び工費の節減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排水溝の平面図、第２図は同断面図、
第３図は薄溝用掘削機の正面図、第４図は薄型掘削機に
よって形成される排水溝孔の１エレメントを示す平面図
、第５図は排水溝の掘削方法を示す平面図、第６図は従
来の地下水位低下工法の断面図、第７図の（ａ）は本発
明の粘性土地盤の圧密促進工法による増加有効応力を示
す模式同図の（ｂ） は改良後の地盤強度を示す模式図 である。 また図中、 １　： 排水溝 ｎ　： 粘性土地盤 ｎｌ　二粘性土層 ｎ　２　　： 下部透水層 Ｗ　： 地下水位 （自然水位） を示す。 特許比願人 戸田建設株式会社 第１図 ○ ○ 第５図 第６図 Ｗ：低下前の水位 Ｗ′：低下後の水位 ＨＯ：層圧 ′　　ｊ シミ　く 輸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）粘性土地盤内の地下水位を低下させて、該粘性土
   地盤内の粘性土層の土質を圧密改良する工法であって、
   該粘性土地盤に前記粘性土層を貫通して下部透水層に到
   達し、かつ平面的に連続した格子状の排水溝を形成し、
   該排水溝からの強制排水による地下水位の低下に伴って
   生じる粘性土層の圧密現象を促進することを特徴とする
   粘性土地盤の圧密促進工法。
2. （２）前記格子状の排水溝が格子状に掘削された薄型溝
   と、該薄型溝の交差部及び中途部に掘削された円形孔と
   によりなり、該排水溝内に透水性材料を充填して構成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粘性
   土地盤の圧密促進工法。
3. （３）前記格子状の排水溝における最も外側の排水溝を
   、その他の排水溝よりも深く掘削形成すると共に、その
   全長にわたって遮水材を設置したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の粘性土地盤の圧密促
   進工法。
4. （４）前記格子状の排水溝における最も外側の排水溝で
   囲繞された粘性土地盤の外側に、復水井を掘削すると共
   に、該復水井に前記粘性土地盤内から揚水された地下水
   を還流することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第
   ３項のいずれかに記載の粘性土地盤の圧密促進工法。