JPH0726547A

JPH0726547A - 軟弱地盤の改良工法

Info

Publication number: JPH0726547A
Application number: JP5175598A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Asabe; 博巳阿佐部; Nakatomi Kurimoto; 中富栗本; Masafumi Kurimoto; 雅史栗本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】短期間でしかも低コストで施工を行えると共
に、軟弱地盤の施工範囲全体にわたり十分な支持力が得
られる軟弱地盤改良工法を提供すること。【構成】軟弱地盤ＷＧ中に、砂、砂利、砕石等からな
るサンドパイル１１を所要間隔おきに造成すると共に、
これらサンドパイル間に、セメント系固化剤の粉体から
なる膨潤性パイル１２を造成すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤の改良工法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤改良工法には、大別すると、サンド
ドレーン工法やサンドコンパクションパイル工法等の物
理的処理を主とする工法と、深層混合処理工法や薬液注
入工法と言った化学的処理を主とする工法があるが、両
者を比較した場合、後者の化学的処理工法では、コスト
が非常に高くつき、効果においても信頼性に劣る面が多
いことから、前者の物理的処理工法が多く採用されてい
る。

【０００３】図４は、上記物理的処理工法としてのサン
ドドレーン工法を示すもので、軟弱地盤ＷＧ中にケーシ
ングを所定深さまで打ち込み、その中に砂、砂利等を投
入した状態でケーシングを引き抜くことによって、地盤
ＷＧ中にサンドパイル１を所要間隔おきに造成する。こ
の場合、軟弱地盤ＷＧは含水比が高いため、地盤ＷＧ中
にサンドパイル１を造成しただけでは排水が促進され
ず、従ってサンドパイル１を造成した軟弱地盤ＷＧの上
に載荷土Ｐを施し、この載荷土Ｐの鉛直下向き荷重によ
り地盤土粒子間の間隙水をサンドパイル１側に排除し、
このサンドパイル１を通じて地上に排水させ、更にサン
ドマットＭを通じ所定の場所へ排出させる。このような
排水作用により、地盤を圧密して強化するものである。

【０００４】このサンドドレーン工法による地盤の圧密
は、上記のような排水促進によって地盤体積が縮小され
ることを意味するもので、必然的に地盤の沈下を伴う。
しかして、排水促進による沈下を圧密沈下と言うが、こ
の圧密沈下は、軟弱地盤ＷＧにおける排水の進行に従っ
て発生し、最終沈下量に達すると安定する。図４には、
この圧密沈下が最終的に安定した状態を仮想線のＳで図
示している。この安定状態においては、圧密沈下を発生
させた載荷土Ｐの荷重以下の荷重が地盤上に作用して
も、この地盤は沈下を生ずることがなく、従って恒久的
な利用価値のある地盤となる。

【０００５】上述したサンドドレーン工法は、主に排水
促進を目的としているが、排水作用と共に、サンドパイ
ルによる支持力の負担を目的としたものがサンドコンパ
クションパイル工法である。この工法は、ケーシングを
軟弱地盤中に所定深さまで打ち込み、このケーシング内
に投入した砂、砂利等をハンマーやロッド等で突き固め
ながらケーシングを引き上げつつ、その先端から砂等を
押し出すことにより、締め固められたサンドパイルを軟
弱地盤中に造成するものである。このサンドコンパクシ
ョンパイル工法によれば、軟弱地盤に対し十分な支持力
が得られる。

【０００６】また、図５は、化学処理を主とする工法と
しての深層混合処理工法を示すもので、軟弱地盤ＷＧ中
に生石灰系またはセメント系固化剤の粉体からなる膨潤
性パイル２を造成する工法である。この工法によれば、
膨潤性パイル２は、これの造成直後から土壌粒子間の間
隙水を吸収して含水比を低下させ、この吸水時に水と反
応して膨張し（膨張した状態のパイルを２′で示す）、
周辺地盤を圧密して、即時に仮想線図示のような圧密沈
下Ｓを生起せしめ、更に硬化作用によって周囲地盤の強
度を増大させると共に、パイル自体が硬化体２′となっ
て、安定した支持力を維持することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した物
理的処理工法のサンドドレーン工法では、載荷土Ｐによ
る鉛直方向増加応力が軟弱地盤ＷＧの排水を促進して、
圧密沈下を生ぜしめることになるため、この圧密沈下が
最終沈下量（計算により算出可能）に達するまでに、非
常に長大な時間を要し、一般に構造物荷重の負担可能な
圧密沈下を得るには、９０日〜２００日の放置期間が必
要となる。然るに、地盤改良工事に期間的余裕がなく、
改良工事の施工直後から建築物の工事が待ち受けている
ような場合には、コストの高い基礎杭工法（基礎工事
用）や化学処理工法に頼らざるを得ないことになる。

【０００８】また、サンドコンパクションパイル工法で
は、サンドパイルによって軟弱地盤ＷＧに対する支持力
は十分得られるものの、排水作用が弱いため、周囲地盤
の支持力が低下し、施工完了後にいわゆる時後沈下の発
生のおそれがあり、地盤が安定しないという難点があ
る。更に、前述の深層混合処理工法では、膨潤性パイル
を造成する固化剤の材料費がサンドパイルの砂等の材料
費に較べ著しく高価であるため、施工コストが非常に高
くつくという欠点がある。

【０００９】本発明は、上記ような従来工法の課題に鑑
み、工期の大幅な短縮と施工コストの著しい低減を可能
にすると共に、軟弱地盤の施工範囲全体にわたり十分な
支持力が得られる軟弱地盤改良工法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本考案の軟弱地盤改良工法は、軟弱地盤ＷＧ中に、
砂、砂利、砕石等からなるサンドパイル１１を所要間隔
おきに造成すると共に、これらサンドパイル間に、セメ
ント系固化剤の粉体５からなる膨潤性パイル１２を造成
することを特徴とする。

【００１１】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１及び図２に示すように、軟弱地盤ＷＧ中に、砂、砂
利、砕石または鉱滓等からなる複数本のサンドパイル１
１を所要間隔おきに造成すると共に、これらサンドパイ
ル１１の間に、当該サンドパイル１２よりも十分に短い
セメント系固化剤からなる膨潤性パイル１２を造成す
る。この場合、サンドパイル１１と膨潤性パイル１２と
は同時に造成するか、あるいはサンドパイル１１の造成
後に膨潤性パイル１２を造成するとよい。もちろん、膨
潤性パイル１２を造成した後にサンドパイル１１を造成
してもよいが、後述のように膨潤性パイル１２は即時に
作用するため、膨潤性パイル１２の造成後、あまり時間
が経たない間にサンドパイル１１を造成する必要があ
る。

【００１２】上記各サンドパイル１１は、長さが例えば
２０ｍ（軟弱地盤ＷＧ上面から良質地盤Ｔまでの深さに
相当）、外径が例えば５００ｍｍとし、また各膨潤性パ
イル１２は、その長さがサンドパイル１１の半分程度、
例えば１０ｍとし、外径を例えば７００ｍｍとする。ま
た、サンドパイル１１と膨潤性パイル１２との配置関係
は、図１に示すように、１本の膨潤性パイル１２が３〜
４本のサンドパイル１１で取り囲まれるようにし、そし
てサンドパイル１１と膨潤性パイル１２との距離は、１
〜２ｍ程度にするとよい。

【００１３】また、各サンドパイル１１は、例えばサン
ドコンパクションパイル工法によって造成されるもの
で、円筒状ケーシングを軟弱地盤ＷＧ中に岩盤等の良質
地盤Ｔに近接する深さまで打ち込み、このケーシング内
に投入した前記砂等を例えば上下往復するロッドで突き
固めながら、ケーシングを引き上げつつ、その先端から
砂等を押し出すことによって、パイル全体が十分締め固
めされ且つ図２に示すように下端部が良質地盤Ｔに支持
されたサンドパイル１１を形成する。

【００１４】前記膨潤性パイル１２を造成するには、例
えば図３に示すように、底蓋３付きのケーシング４を一
方向に回転しながら軟弱地盤ＷＧ中に貫入し、所要深さ
に達したら、ケーシング４内にセメント系固化剤の粉体
５を投入する。その後、ケーシング４内を圧力エアで加
圧すると共に、このケーシング４を反対方向に回転しな
がら引き抜くことにより、ケーシング４下端の開放され
た底蓋３から上記粉体５を掘孔部内に押し出して、膨潤
性パイル１２を打設形成する。このパイル１２の空打部
６には土砂の埋戻しを行う。この膨潤性パイル１２の造
成に使用されるセメント系固化剤の粉体５は、酸化カル
シウム、二酸化けい素、酸化アルミニウム、三酸化硫黄
等を主要な成分としたものである。

【００１５】上述したような軟弱地盤改良工法によれ
ば、軟弱地盤ＷＧ中にサンドパイル１１を造成すると共
に、これらサンドパイル１１間に、セメント系固化剤の
粉体５からなる膨潤性パイル１２を造成することによ
り、各膨潤性パイル１２は、造成直後から周囲地盤にお
ける土壌粒子間の間隙水を吸収して含水比を低下させる
と共に、この吸水時に水と反応して膨張し、その体積を
パイル造成時の３０〜６０％増大させる。図１及び図２
には、この膨張した膨潤性パイルを１２′で示してい
る。

【００１６】このように膨潤性パイル１２が膨張する
と、その周囲地盤が圧密され、この圧密によって、地盤
強度が増強されると共に、膨潤性パイル１２で未だ吸水
され得なかった土壌粒子間の余剰間隙水が各サンドパイ
ル１１に吸収排除される。その結果、地盤の密度が著し
く増大して、図２の上部側に仮想線で示すような沈下Ｓ
を生起せしめる。そして、一旦膨張した膨潤性パイル１
２は、硬化作用によってそれ自体硬化体となるため収
縮、つまり体積を縮小することがなく、従ってこの膨潤
性パイル１２は、図２に示すように地盤中に宙架された
ままで、周囲地盤の強度を一層増大させると共に、この
周囲地盤を介してサンドパイル１１と一体的に結合され
た状態となる。このため、時後沈下を起こすおそれがな
く、サンドパイル１１及び膨潤性パイル１２の造成され
た範囲内の地盤全体が、長期にわたり安定した支持力を
維持することができることになる。

【００１７】上記の沈下は、膨潤性パイル１２を造成し
た直後から生起し始め、２〜３日で安定する。従って、
地盤改良工事をきわめて短期間で終えることができて、
施工費の著しい低減化を図ることかできる。また、膨潤
性パイル１２を造成するための固化剤の使用量は、砂等
の使用量に対し、体積比で約６分の１程度で済むことに
なる。

【００１８】上述した実施例では、サンドパイルをサン
ドコンパクションパイル工法によって造成したが、この
サンドパイルは、サンドドレーン工法、オーガコンパク
ションパイル工法、その他の工法を利用して造成するこ
とができる。また、サンドパイルと膨潤性パイルとの配
置関係、あるいは長さや外径寸法は、適宜に設定可能で
ある。

【００１９】

【発明の作用及び効果】本発明工法によれば、軟弱地盤
中に砂等からなるサンドパイルを所要間隔おきに造成す
ると共に、これらサンドパイル間に、セメント系固化剤
からなる膨潤性パイルを造成することにより、膨潤性パ
イルは、造成直後から周囲地盤における土壌粒子間の間
隙水を吸収して含水比を低下させ、この吸水時に水と反
応して膨張する。こうして膨潤性パイルが膨張すると、
その周囲地盤が圧密され、この圧密によって、地盤強度
が増強されると共に、膨潤性パイルで未だ吸水されてい
ない土壌粒子間の余剰間隙水が各サンドパイルに吸収排
除される。その結果、地盤は密度が著しく増大して、沈
下を生起せしめる。

【００２０】一旦膨張した膨潤性パイルは、硬化作用に
よってそれ自体硬化体となるため収縮することがない。
従って、この膨潤性パイルは、楔効果により周囲地盤の
剪断強度を一層増大させると共に、この周囲地盤を介し
てサンドパイルと一体的に結合された状態となる。この
ため、時後沈下を起こすおそれがなく、サンドパイル及
び膨潤性パイルの造成された範囲内の地盤全体が、長期
にわたり安定した支持力を維持することができ、地盤の
すべり破壊を確実に防止することができる。

【００２１】上記の沈下は、膨潤性パイルを造成した直
後から生起し始めて、数日で安定するため、工期を大幅
に短縮することができる。また、膨潤性パイルの造成本
数は、サンドパイルの数分の１でよく、しかも膨潤性パ
イルの長さは、サンドパイルと同等にする必要はなく、
例えばサンドパイルの２分の１程度の長さで、地盤中に
宙架した状態に形成しても、上記のように膨張、硬化作
用によって周囲地盤及びサンドパイルと一体結合するこ
とができることから、膨潤性パイルを造成するための固
化剤の使用量は、サンドパイルを造成するための砂等の
使用量に較べ、はるかに少ない量で済むことになり、従
って膨潤性パイルのみによる従来の深層混合処理工法に
較べ、施工コストの著しい低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軟弱地盤改良工法の一実施例を示
す平面図である。

【図２】同上の縦断面図である。

【図３】膨潤性パイルの造成行程を示す説明断面図であ
る。

【図４】従来例としてのサンドドレーン工法を示す断面
説明図である。

【図５】従来としての深層混合処理工法を示す断面説明
図である。

【符号の説明】

４ケーシング５固化剤の粉体１１サンドパイル１２膨潤性パイル１２′ 膨張した状態での膨潤性パイルＷＧ軟弱地盤Ｔ良質地盤

フロントページの続き (72)発明者栗本中富大阪市西淀川区姫島６丁目７−15 (72)発明者栗本雅史大阪市西淀川区姫島６丁目７−15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟弱地盤中に、砂、砂利、砕石等からなる
サンドパイルを所要間隔おきに造成すると共に、これら
サンドパイル間に、セメント系固化剤の粉体からなる膨
潤性パイルを造成することを特徴とする軟弱地盤の改良
工法。