JPH0441811A

JPH0441811A - ドレーン柱の形成方法

Info

Publication number: JPH0441811A
Application number: JP14799290A
Authority: JP
Inventors: Kenji Arakawa; 賢治荒川
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-02-12
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPH07100929B2

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）本発明は軟弱地盤の地盤改良工法である圧密脱水工法に
適用されるドレーン柱とその形成方法に関するものであ
る。

（従来の技術）高含水で流動性の高い軟弱粘性土地盤を改良するには、
軟弱地盤中に適宜間隔毎に鉛直方向のドレーン柱を多数
本、形成して地盤中における水平方向の圧密排水距離を
短縮すると共に、軟弱地盤表面に載荷盛土を施してその
荷重により地盤内の間隙水圧を増大させ、地盤中の間隙
水をドレーン柱を通じて地上に排水させて地盤の圧密を
促進する、所謂、圧密脱水工法が採用されている。

このような圧密脱水工法において、上記ドレーン柱を形
成する方法としては、従来から、サンドドレーン工法や
バックドレーン工法が知られており、サンドドレーン工
法は、中空筒状の鋼製管を地上から軟弱地盤中に所要深
さまで鉛直方向に圧入したのち、該鋼製管内に砂を供給
、充填させながら鋼製管を引き上げることにより、地盤
中に一定径（３００〜６００ｍｍφ）の砂杭を所望間隔
（２゜０〜４．４ｍ）毎に形成する工法であり、バック
ドレーン工法はサンドドレーン工法と同様に砂杭を打設
、形成する工法であるが、地盤の圧密排水に要する時間
を短縮するために砂杭の打設間隔を１〜２ｍと小さくす
ると共にその径も小径（１２０ｍｍ＋程度）とし、該砂
杭全体を不織布で被覆してなるものである。

（発明が解決しようとする課！りしかしながら、上記のような圧密脱水工法によれば、ド
レーン材となる良質砂の入手が困難であるばかりでなく
、砂杭を全長に亘って均質な状態に打設することが難し
く、小径部や大径部が形成されたり、部分的に不連続な
部分が形成されて充分な排水能力を得ることができない
ものであり、その上、地盤の圧密か進行するに伴なって
上記砂杭の変形や不連続性が拡大する慮れがある。

特に、前者のサンドドレーン工法においては、高含水で
流動性の高い軟質地盤では砂杭を自立させることができ
ず、それに加えて砂の重量と周辺地盤の重量との相違に
より砂杭の水平方向の変形が大きく助長されて部分的に
不連続となり、排水作用を発揮させることができない場
合が生じるものである。

本発明はこのような問題点を解消し得るドレーン柱およ
びその形成方法の提供を目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明のドレーン柱は、軟
弱地盤中に所望深さに達する透水性円筒部材が埋設され
、該透水性円筒部材内に互いに表面同士が融着一体化し
てなる多数の発泡樹脂粒状体を粒状体間に間隙を設けた
状態で充填し、柱形状に形成してなることを特徴とする
ものである。

又、このようなドレーン柱の形成方法としては、軟弱地
盤中の所望深さまで透水性円筒部材を埋設したのち、こ
の透水性円筒部材内に発泡によって表面のみ溶融してな
る発泡樹脂粒状体を送給充填し、透水性円筒部材内で発
泡樹脂粒状体の表面同士を融着一体化させると共に接し
ない発泡樹脂粒状体間に間隙を形成することを特徴とす
るものである。

この際、軟弱地盤中に埋設される透水性円筒部材の下端
に浮上抵抗板を装着しておくことが望ましい。

なお、上記透水性円筒部材としては、不織布又は多数本
の延伸細幅偏平糸条を縦横に配してその交差部を溶着し
てなる割り布から形成されたものが使用される。

（作　　用）ドレーン材は砂粒子よりも大径の発泡樹脂粒状体よりな
り、透水性円筒部材内に充填された状態においては隣接
する発泡樹脂粒状体の表面同士が融着一体化して粒状体
間に間隙が形成されているので、その間隙比が砂杭より
も著しく大きく形成されていると共に発泡樹脂粒状体の
粒径が略均−に揃っているから、ドレーン柱の全長に亘
って均一で且つ高い透水性を発揮すると共に鉛直方向の
間隙水移動に伴うドレーンレジスタンス（損失水頭）が
極めて小さくなり、このため、特に、深々度の施工にお
いて問題となる排水効率の低下現象が生じ難くなる。

さらに、地盤中の細土粒が透水性円筒部材を浸透したと
しても、上記のように発泡樹脂粒状体間の間隙比が大き
いため、該間隙に細土粒が充満して透水性の低下を招く
までには極めて長時間を要し、通常の圧密脱水工期内で
は透水性の劣化を招べ震れはない。

又、ドレーン柱の形成方法においては、発泡樹脂粒状体
が砂材に比して軽量であるために、低圧での空気輸送が
可能であり、加熱発泡装置側から簡単な配管によって透
水性円筒部材内への供給が可能となると共に透水性円筒
部材内で発泡樹脂粒状体の接触部を融着一体化させるの
で、円滑且つ精度のよい発泡樹脂粒状体よりなる無数の
空隙を均等に有するドレーン柱を形成することができ、
ドレーン柱の施工性が良好となる。

なお、透水性円筒部材の下端に浮上抵抗板を装着してお
くことによって、ドレーン柱形成時や形成後、ドレーン
材である軽量な発泡樹脂粒状体の浮力によるドレーン柱
の変形成いは浮き上がりを防止することができるもので
ある。

（実　施　例）本発明の実施例を図面について説明すると、第１図及び
第２図において、（１）は地表面から軟弱粘性土地盤（
ａ）の所望深さまで鉛直状態で打設されているドレーン
柱であり、上記軟弱粘性土地盤（ａ）中に埋設された直
径が８０〜１００−一程度の透水性円筒部材（２）内に
ドレーン材として１〜３ｍｓ径の発泡ポリスチレン等の
発泡樹脂粒状体（３）が充填され、且つ隣接する発泡樹
脂粒状体（３）（３）の互いに接する部分はその一次発
泡（予備発泡）又は完全発泡による表面の加熱溶融で一
体的に融着されていて、接していない発泡樹脂粒状体（
３）（３）の表面間に間隙（４）を形成してなるもので
ある。

（５）は透水性円筒部材（２）の下端に装着している浮
上抵抗板で、円筒部材（２）の底面に装着されて該開口
底面を閉止している先端キャップ体（６）の下面から水
平方向に突出して軟弱粘性土地盤（ａ）中に圧入、係止
しているものである。

上記ドレーン材としての無数の発泡樹脂粒状体（３）を
充填させている上記透水性円筒部材（２）は、透水性を
有する不織布を円筒形状の縫成したものや、第２図に示
すように、合成樹脂延伸フィルムをその延伸方向に細か
い割れ目を入れることにより、或いは引き裂くことによ
り形成された多数本の延伸細幅偏平糸条（２ａ）　（２
ａ）を小間隔毎に縦横に配してその交差部を溶着するこ
とにより、縦横に配した延伸細幅偏平糸条（２ａ）　（
２ａ）間に平均メツシュが１．０ｍｍ以下の細かい多数
の矩形状細孔（′７）を設けてなる割り布を円筒状に形
成してなるものが使用される。

なお、このような割り布よりなる透水性円筒部材Ｃ）の
外周面にポリエチレン等の補強条体（８）を−定間隔毎
に螺旋条に巻着しておいてもよい。

次に、上記のようなドレーン柱を軟弱粘性土地盤（ａ）
の所望深さまで鉛直状態に打設、形成する方法について
述べる。

第３図はそのドレーン柱打設形成装置の全体簡略図であ
って、０ωは打設配管００の打設機で、打設配管００を
垂直方向に移動自在に挿通、支持し、且つ該打設配管０
υの圧入、抜取機構０２１を備えているものである。

打設配管００の開口上端には発泡樹脂粒状体（３）の供
給ホース０湯の先端が連結、連通してあり、このホース
（＋３１は発泡樹脂粒状体貯留タンク０４）に連通して
いると共に該タンク（ロ）内の発泡樹脂粒状体（３）は
コンプレッサａつによってホース面に給送されるように
なっている。

又、前記貯留タンク側に発泡樹脂粒状体（３）の養生熟
成タンク０５１、加熱発泡タンク（１７）、ビーズ状の
未発泡樹脂粒状体収容タンク０８）を順次連結、連通さ
せである。

上記打設配管ＧＯは、第４図に示すように、内径が８（
１〜１００ｓｖ程度の外管（ｌｌａ）と内径が４０〜６
０ｍｍ程度の内管（ｌｌｂ）との内外二重管の構造を有
しており、外管（ｌｌａ）の上端部を大径に形成してこ
れらの内外二重管（１１ａ０１１ｂ）（ｌｌｂ）間の上
端部に、内外二重管（ｌｌａ）　（ｌｌｂ）間の下端ま
で配設された透水性円筒部材（２）の上端に連なって、
次の打設時に使用する残余の長尺透水性円筒部材（２）
を長さ方向に収縮させた状態で収納した格納室０９）を
形成しである。

なお、この室側内に透水性円筒部材（２）を収縮させて
収納した状態においては、該透水性円筒部材（２）が外
管（ｌｌａ）の内周面に接する状態となってこの透水性
円筒部材（２）の内周面と内管（ｌｌｂ）との間に発泡
樹脂粒状体（３）の流入可能な間隔が設けられるように
、上記透水性円筒部材（２）の径を設定している。

さらに、内管（ｌｌｂ）の上端にバルブ付排気口（至）
を設けていると共に開口下端に前記発泡樹脂粒状体（３
）の粒径よりも小さい多数の網目を有する逆流防止金網
（２１）を張設しである。

又、透水性円筒部材（２）の開口下端に取付けて該開口
端を閉止している円板形状の先端キャップ体（６）は、
第７．８図に示すように、その下面中央部に回り止めア
ンカー板（２２）を下方に向かって突設していると共に
該アンカー板（２２）の両側における先端キャップ体（
６）の下面に半円形状の前記浮上抵抗板（５）（５）を
配設し、これらの浮上抵抗板（５）（５′）の−端部を
先端キャップ体（６）にビン（２３）によって回動自在
に枢着しである。

（２４）は打設配管θ０の外管（ｌｌａ）の下端両側に
下方に向かって突設した抵抗板回動用ロッド体で、上記
浮上抵抗板（６）の一端に当接、係合させである。

今、打設機０ωに打設配管ＯＤを垂直状態で昇降自在に
保持させ、圧入、抜取機構面によって該打設配管ＯＤを
地表より軟弱粘性土地盤（ａ）の所望深さまで圧入する
。この時、打設配管ＯＤの外管（ｌｌａ）と内管（ｌｌ
ｂ）間の空間を通じて下端まで伸長状態で配設されてい
る透水性円筒部材（２）は、その下端に装着している先
端キャップ体（６）の外周縁上面を打設配管ＯＤの開口
下端面に係止させた状態となっているので、この先端キ
ャップ体（６）によって打設配管００内に土砂が浸入す
るのを阻止しながら、透水性円筒部材（２）を打設配管
０θと一体に軟弱粘性土地盤（ａ）中に圧入できる。

打設配管θ０を軟弱粘性土地盤（ａ）の所望深さまで圧
入、埋設したのち、打設配管ＯＤを人手により或いは機
械的に周方向に回動させると、第９．１０図に示すよう
に、打設配管θθの下端両側部に固着しているロンド体
（２４）によってキャップ体（６）の下面両側部に配設
している半円形状の浮上抵抗板（５）（５）がビン（２
３）を中心として外方に回動し、地盤中に圧入、係止す
る。この際、先端キャップ体（６）の下面中央に突設し
ているアンカー板（２２）が地盤中に突入しているので
、先端キャップ体（６）が共回りすることなく浮上抵抗
板（５）のみが水平方向に開いて地盤中に圧入、係止す
るものである。

こうして、打設配管００を軟弱粘性土地盤（ａ）に打設
したのち、次いで、該打設配管ＯＤ内に配設した透水性
円筒部材（２）内に、貯留タンク０４）内に一旦貯留さ
れている一次発泡状態の発泡樹脂粒状体（３）をコンプ
レーサ面によって給送する。

貯留タンク（ロ）に対しては収容タンク０８）側から発
泡樹脂粒状体（３）が供給される。

即ち、収容タンク側内にビーズ状の発泡性ポリスチレン
等の未発泡の樹脂粒状体を投入すると共に発泡剤を混入
したのち１、加熱発泡タンク０７）に送り込んで該発泡
性樹脂粒状体を発泡させ、しかるのち、養生熟成タンク
０６）を通じて貯留タンク（ロ）に供給するものである
。

この際、発泡性樹脂粒状体は一次発泡によってその表面
のみが溶融状態の単泡粒（粒径１〜３ＩＩ１１）に加熱
発泡されるものであるが、上記のような一連の発泡装置
を使用することなく、別途の発泡装置から完全発泡させ
た単泡粒の発泡樹脂粒状体を貯留タンク０８）に供給し
てもよく、要するに、表面が溶融状態の発泡樹脂粒状体
を単泡粒の状態で、供給ホース側を通じて打設配管０Ｄ
側に給送させるようにすればよい。

こうして、発泡樹脂粒状体（３）を発泡時の高温状態に
保持しながら透水性円筒部材（２）の上端開口部から該
透水性円筒部材（２）内に空気圧送すると、この透水性
円筒部材（２）の先端キャップ体（６）上に集合、堆積
し、発泡樹脂粒状体（３）（３）同士が互いに接した表
面部分を溶着、一体化させると共に溶着しない表面部分
間に間隙（４）が形成されることになる。

この際、透水性円筒部材（２）の内周面に接する発泡樹
脂粒状体（３）はその溶融している表面を該透水性円筒
部材（２）に溶着させる。

一方、発泡樹脂粒状体（３）の投入量に応じて打設配管
０υを徐々に引き上げると、内部に発泡樹脂粒状体（３
）を集積状態で充填された透水性円筒部材（２）はその
下端に設けている浮上抵抗板（５）によって地盤中に固
定されているので、共上がりすることなく、第５図に示
すように、打設配管０υの下端から軟弱粘性土地盤（ａ
）中に引き出されて該地盤（ａ）中に残置する。

発泡樹脂粒状体（３）を打設配管ＯＤＯ内管（ｌｌｂ）
と透水性円筒部材（２）との空間に圧送するコンプレッ
サ０ωからの圧縮空気は、打設配管００の内管（Ｉｌｂ
）の開口下端を通じて該内管（ｌｌｂ）内を上昇し、排
気口（至）から外部に排出される。この時、内管（ｌｌ
ｂ）の開口下端には発泡樹脂粒状体（３）よりも網目の
細かい逆流防止金網（２１）を張設しているので、発泡
樹脂粒状体（３）は内管（ｌｌｂ）内に流入することが
なく、輸送空気と分離して透水性円筒部材（２）内に充
填、堆積する。又、このような透水性円筒部材（２）内
に堆積する発泡樹脂粒状体（３）は圧送空気により押さ
え付けられた状態になると共に該圧送空気は打設配管ａ
Ｏの外管（ｌｌａ）と透水性円筒部材（２）との隙間に
も流通するために、外管内面に対する透水性円筒部材（
２）の摩擦力が小さくなり、打設配管００の引き上げが
円滑に行えるものである。

こうして、打設配管θθを引き上げながら発泡樹脂粒状
体（３）を透水性円筒部材（２）内に集積させて互いに
接する部分を一体に溶着させることにより、接していな
い単泡粒間に多数の間隙（９）を設けたポーラスなドレ
ーン柱（１）を地表部まで形成するものである。

打設配管ＯＤの引き上げが完了すると、該打設配管００
内には次の打設に必要な透水性円筒部材（２）が格納室
０９から引き出された状態となっており、上記ドレーン
柱（１）の上端との連接部である打設配管θυの開口下
端から引き出されている部分を切断してドレーン柱（１
）の上端に上部キャップ体（２５）を装着し、−本のド
レーン柱（１）の施工作業が完了する（第６図参照）。

なお、このドレーン柱（１）の上端は、軟弱粘性土地盤
（ａ）上に敷設したサンドマット（ロ）の上面部に配置
される。

次いで、打設機０ωを次のドレーン柱打設位置に移動さ
せ、再び上記同様にして軟弱粘性土地盤（ａ）中にドレ
ーン柱（１）を施工し、この作業を繰り返し行って、平
面方向に一定間隔毎に多数本のドレーン柱（１）を打設
するものである。

このように改良すべき軟弱粘性土地盤（ａ）中に多数本
のドレーン柱（１）を打設し、その上にサンドマット（
ロ）を介して載荷盛土（図示せず）を施すと、軟弱粘性
土地盤（ａ）中に含まれる間隙水がドレーン柱（１）の
外殻を形成している透水性円筒部材（２）を通過してド
レーン柱（１）を形成している無数の発泡樹脂粒状体（
３）（３）間の間隙（４）内に透水し、地盤（ａ）の圧
密によって上方に流動してサンドマットし）に排出され
る。この時、発泡樹脂粒状体（３）（３）間の間隙（４
）は従来の砂杭よりなるドレーン柱の砂粒間の間隙より
も大きいので、透水性が極めて高く、ドレーンレジスタ
ンス（損失水頭）が小さくなって軟弱粘性土地盤（ａ）
の深い部分においても排水効率の低下現象が生じること
なく円滑に該間隙（４）を通じて排水し得る。

さらに、ドレーン柱（１）は無数の発泡樹脂粒状体（３
）が溶着、一体化して柱状に形成されてなり、且つ透水
性円筒部材（２）によって被覆された形状を有している
から、圧密の進行に伴う地盤の沈下変形によっても従来
の砂杭のように不連続部分が生じることなく、全長に亘
って常に連続性を保持して確実な脱水作用を奏するもの
である。

なお、透水性円筒部材（２）として、不織布製のものを
採用した場合には、不織布は、繊維の絡み合いにより生
じている繊維間の間隙部を通じて濾過作用を行うもので
あるから、目が細かくて泥土の微粒子を通過させること
なく間隙水のみを透過させることができる反面、その厚
みが比較的厚いために水の通過抵抗が大きくなると共に
土粒子がフィルター表層部の繊維間に残留、堆積して目
詰まりが生じる場合があるが、上記割り布より形成した
透水性円筒部材（２）の場合には、厚みが薄くて且つ強
靭であり、その上、延伸フィルムに設けた切目の交差、
重合によって形成される多数の細孔が常に一定の大きさ
、形状を維持して水の通過抵抗が極めて小さくなり、薄
い細孔を通じて素早く容易に透水して円滑な排水を長期
間に亘って奏することができるので好ましい。

（発明の効果）以上のように本発明のドレーン柱によれば、軟弱地盤中
に所望深さに達する透水性円筒部材が埋設され、該透水
性円筒部材内に互いに表面同士が融着一体化してなる多
数の発泡樹脂粒状体を粒状体間に間隙を設けた状態で充
填し、柱形状に形成してなるものであるから、粒径が略
均−に揃っている発泡樹脂粒状体間で形成された間隙は
変形することなく常に一定大きさを保持すると共にその
間隙比が砂杭よりも著しく大きく形成されているので、
ドレーン柱の全長に亘って均一で且つ高い透水性を発揮
することができ、その上、鉛直方向の間隙水移動に伴う
ドレーンレジスタンスが極めて小さくなって、軟弱粘性
土地盤中に深々度のドレーン柱を打設しても、排水効率
の低下現象を生じさせることなく、円滑な脱水作用を奏
するものである。

さらに、地盤中の細土粒が透水性円筒部材を浸透したと
しても、上記のように発泡樹脂粒状体間の間隙比が大き
いため、該間隙に細土粒が充満して透水性の低下を招く
までには極めて長時間を要し、通常の圧密脱水工期内で
は透水性の劣化を招く虞れはなく、そのため、深々度の
ドレーン柱による圧密脱水においても、長期間に亘って
脱水作用を発揮して確実な地盤の改良が行え、しかも、
ドレーン柱は無数の発泡樹脂粒状体が溶着、一体化して
柱状に形成され、且つ透水性円筒部材によって被覆され
た形状を有しているから、圧密の進行に伴う地盤の沈下
変形によっても従来の砂杭のように不連続部分が生じる
ことなく、全長に亘って常に連続性を保持して円滑な脱
水作用を奏するものである。

又、このようなドレーン柱の形成方法としては、軟弱地
盤中の所望深さまで透水性円筒部材を埋設したのち、こ
の透水性円筒部材内に発泡によって表面のみ溶融してな
る発泡樹脂粒状体を送給充填し、透水性円筒部材内で発
泡樹脂粒状体の表面同士を融着一体化させるると共に接
していない発泡樹脂粒状体間で間隙を形成するものであ
るから、発泡樹脂粒状体が砂材に比して軽量であるため
に、低圧での空気輸送が可能であり、加熱発泡装置側か
ら簡単な配管によって透水性円筒部材内への供給が可能
となると共に透水性円筒部材内で発泡樹脂粒状体の接触
部を融着一体化させるので、円滑且つ精度のよい発泡樹
脂粒状体よりなるドレーン柱を確実に形成することがで
き、ドレーン柱の施工性が良好となるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は軟弱粘性
土地盤中に打設したドレーン柱の簡略縦断正面図、第２
図はその一部拡大断面図、第３図はドレーン柱の施工状
態を示す装置全体の簡略側面図、第４図乃至第６図は施
工順序を示す簡略縦断正面図、第７図は打設配管の下端
部におけるドレーン柱の浮き上がり防止手段を示す縦断
正面図、第８図はその横断底面図、第９図は浮上抵抗板
を開放した状態を示す縦断正面図、第１０図はその横断
底面図である。（１）・・・ドレーン柱、（２）・・・透水性円筒部材
、（３）・・・発泡樹脂粒状体、（４）・・・間隙、（
５）・・・浮上抵抗板、（６）・・・先端キャップ体、
０ω・・・打設機、ＯＤ・・・打設配管、（１１ａ）　
（ｌｌｂ）・・・内外管、■・・・格納室、（ａ）・・
・軟弱粘性土地盤。 →べ　１　ハ −ダべＪ逐ヘネベ２べ贋へワハ才べｆハ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、軟弱地盤中に所望深さに達する透水性円筒部材
が埋設され、該透水性円筒部材内に互いに表面同士が融
着一体化してなる多数の発泡樹脂粒状体を粒状体間に間
隙を設けた状態で充填して柱状に形成してなることを特
徴とするドレーン柱。
（２）、上記発泡樹脂粒状体は、発泡性ポリスチレンビ
ーズを一次発泡させたものであることを特徴とする請求
項１記載のドレーン柱。
（３）、透水性円筒部材は、不織布又は多数本の延伸細
幅偏平糸条を縦横に配してその交差部を溶着してなる割
り布から形成されていることを特徴とするドレーン柱。
（４）、軟弱地盤中の所望深さまで透水性円筒部材を埋
設したのち、この透水性円筒部材内に発泡によって表面
のみ溶融してなる発泡樹脂粒状体を送給、充填し、透水
性円筒部材内で発泡樹脂粒状体の表面同士を融着一体化
させると共に接していない発泡樹脂粒状体間に間隙を形
成することを特徴とするドレーン柱の形成方法。
（５）、下端に浮上抵抗板を装着している透水性円筒部
材を軟弱地盤中に埋設することを特徴とする請求項４記
載のドレーン柱の形成方法。