JPH0786218B2 - 軟弱粘性土地盤の圧密促進工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は沖積粘性土地盤や臨海埋め立て地盤等の軟弱粘
性土地盤対策として採用される地盤改良工法に関するも
ので、特に載荷盛土等によって軟弱粘性土地盤を予圧密
するときの圧密促進工法に適用される。

（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、構造物の基礎地盤として利
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、このような軟弱粘性土地盤対策として種々の工法
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等
によって、予め軟弱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。この
場合、軟弱層厚すなわち圧密層厚が大きいと、圧密が終
了して所要の耐力を得るまでの載荷期間が長くなること
から、圧密促進のために透水性材料からなるドレーン材
を当該地盤に設置する、いわゆるバーチカルドレーン工
法を併用することが多い。

バーチカルドレーン工法は、砂杭、袋詰め砂杭、礫杭、
紙製カードボード、プラスチックボードなどを適宜間隔
で軟弱粘性土地盤中に鉛直に設置することにより、排水
距離の短縮を図って圧密を促進するものである。このと
き、圧密に要する時間ｔは、Terzaghiの一次元圧密理論
より下記の式で表され、第５図に示すように、最大排水
距離を短くすることによって圧密促進が図られる。

ここに、 H:バーチカルドレーン工法による最大排水距離 Th:時間係数 Cv:圧密係数 である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のようなバーチカルドレーン工法に
おいては、軟弱粘性土地盤の圧密を促進するためにはド
レーンピッチを短縮する必要があり、そのため、極めて
多数のドレーン材を打設することになるので、工費が嵩
むとともに、原地盤への攪乱現象による圧密進行の遅延
や、既設の構造物に悪影響をおよぼすという問題があっ
た。

また、ドレーン材が平面的に連続していないため、ドレ
ーン材上部にサンドマットを敷設して排水路としての連
続性を確保する必要があった。

さらに、圧密沈下によるドレーン材の切断等が生じない
ように、ドレーン材の鉛直方向の連続性を確保しなけれ
ばならない点や、ドレーン材の打設時の共上り防止対策
等、施工管理上の問題が多々あった。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、軟弱地盤粘性土地盤の圧密を促進させ
ると共に、経済的かつ施工性に優れた圧密促進工法を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するための本発明の手段たる構成は、
軟弱粘性土地盤に載荷盛土を行なって、該軟弱粘性土地
盤の土質を改良する工法において、前記軟弱粘性土地盤
内に適宜間隔をおいて掘削された格子状の薄型溝と、該
薄型溝の交差部に掘削された円形孔とにより格子状の排
水溝を掘削形成し、該格子状の排水溝で囲繞された各区
画の壁面に、薄膜状のドレーン材料を密着して巻き付け
たことを特徴とする構成にすることである。

（作用） 而して、上記のような圧密促進工法によれば、平面的に
連続した格子状の排水溝が形成されるので、排水溝同士
の間隔を従来のドレーンピッチの▲√▼倍としても同
等の圧密促進効果が得られる。また鉛直方向の排水溝の
連続性も確保することができる。

また各区画の壁面に薄膜状のドレーン材料を密着して巻
き付けたことにより、排水溝の溝壁の保護及び目づまり
の防止を図ることができると共に、排水溝の透水性能を
確保することができる。

（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図は排水溝に透水性材料を充填した状態の平面図で
あり、この実施例は、先ず初めに軟弱粘性土地盤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２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３図に
示すような薄型溝1a及び円形孔1b、1cを地中の所定深度
まで掘削する。

このとき、薄型溝1aには泥水を充満させてその溝壁を保
護する。

このような薄型の薄溝用掘削記Ａを使用することによ
り、敷地の狭い場所でも容易に掘削作業をすることがで
きる。

そして、第４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を中心として交差した薄型溝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が掘削形成される。

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ｌ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（第３
図）。

従って、軟弱粘性土地盤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
択することができる。

なお、本発明における排水溝１の間隔ａ′及び最大排水
距離Ｈ′と、従来のバーチカルドレーン工法におけるド
レーンピッチａ及び最大排水距離Ｈとの関係は、第５図
及び第６図に示すように以下のようになる（ドレーンの
半径を考えないものとする）。

ａ′≒ａのとき となるので、本発明の工法のほうが従来工法に比べて圧
密の進行が早くなる。

Ｈ′≒Ｈとするためには となるので、同等の圧密速度を得るのに、排水溝の間隔
ａ′を従来のドレーンピッチａの に長くすることが可能である。

次に、このように掘削形成された排水溝１に透水性材料
２を充填する。

透水性材料２は砂、礫、砕石等の透水係数の大きな自然
材料や人工材料等であるが、従来のドレーン材を適宜選
択することも任意である。

そして、このように透水性材料２が充填された排水溝１
を軟弱粘性土地盤ｎ上に形成した後、所定厚さの盛土を
行う（図示せず）。この盛土により格子状の排水溝１で
囲繞された、各区画の軟弱粘性土地盤n₁内に過剰間隔水
圧が発生し、圧密層中の間隙水が排水溝１の透水性材料
２に排水されて過剰間隙水圧の消散と共に圧密が進行す
る。第７図及び第８図は前記と同様に薄溝用掘削機Ａ
で、薄型溝1aと円形孔1b、1cとによりなる格子状の排水
溝１を掘削した後、該排水溝１で囲繞された各区画の軟
弱粘性土地盤n₁の壁面に、薄膜状ドレーン材７を密着し
て巻き付けるものである。

その巻き付け方法は、第７図に示すようにロール状の薄
膜状ドレーン材７を円形孔1b、又は円形孔1cに挿入し、
該円形孔1b、又は円形孔1cを起点として排水溝１で囲繞
された各区画の壁面に巻き付けるようにする。

そして、該薄膜状ドレーン材７を巻き終わった後、排水
溝１に透水性材料２を充填する。

前記薄膜状ドレーン材７としては、一般に市販されてい
る不織布等の透水性シートを用いることができ、望まし
くは通水路を形成したシート状の透水性材料を用いるの
がよい。

このように、軟弱粘性土地盤ｎの各区画の壁面に薄膜状
ドレーン材７を密着して巻き付けたことにより、排水溝
１の溝壁が保護されると共に、透水性材料の目づまりを
防止することができる。

したがって、排水溝１の排水層としての透水性能及び連
続性を確保することができる。

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

格子状の薄型溝と、その交差部に形成された円形孔
とにより平面的に連続した格子状の排水層が形成される
ので、従来のバーチカルドレーン工法に比べて最大排水
距離の短縮化を図ることができると共に、格子状の排水
溝で囲繞された各区画の軟弱粘性土地盤中に生じた過剰
間隙水圧の消散を促進することができる。

また、土質定数や工期に対応して格子状の排水溝の間隔
を任意に設定することもできる。

格子状の排水溝で囲繞された各区画の壁面に薄膜状
ドレーン材を密着して巻き付けたことにより、排水溝の
溝壁保護及び目づまりの防止を図ることができ、排水層
としての透水性能と連続性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排水溝の平面図、第２図は薄溝用掘削機の正面
図、第３図は薄溝用掘削機によって形成される掘削溝孔
の１エレメントを示す平面図、第４図は排水溝の掘削方
法を示す平面図、第５図の（ａ）は従来の圧密工法にお
ける最大排水距離を示す断面図、同図の（ｂ）は同平面
図、第６図は本発明の圧密促進工法における最大排水距
離を示す平面図、第７図及び第８図は格子状の排水溝で
囲繞された各区画の壁面に薄膜状ドレーン材を巻き付け
た平面図である。 また図中、 1:排水溝 1a:薄型溝、1b、1c:円形孔 2:透水性材料 3:サイドケーシング 3a:パイロットビット 4:センターケーシング 4a:リバースビット 5:ディスクカッタ n:軟弱粘性土地盤 n₁：各区画の軟弱粘性土地盤 を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 雅弘 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 舘川 裕次 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−226913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−21515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−80625（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軟弱粘性土地盤に載荷盛土を行なって、該
   軟弱粘性土地盤の土質を改良する工法において、前記軟
   弱粘性土地盤内に適宜間隔をおいて掘削された格子状の
   薄型溝と、該薄型溝の交差部に掘削された円形孔とによ
   り格子状の排水溝を掘削形成し、該格子状の排水溝で囲
   繞された各区画の壁面に、薄膜状のドレーン材料を密着
   して巻き付けたことを特徴とする軟弱粘性土地盤の圧密
   促進工法。