JPH0814101B2 - 砂質地盤の液状化抑止工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はゆるい砂質地盤の液状化を抑止するための砂
質地盤の液状化抑止工法に関する。

［従来の技術］ 地震時、ゆるい砂質地盤では、地表に砂や水が噴き出
したり、建造物が地中にめり込んだり、傾斜乃至転倒し
たり、あるいは軽い地中埋設物が浮上したりする等の現
象が見られることがある。これを地盤の液状化現象と呼
んでいる。

この液状化現象の原因を簡単に説明すると、以下の通
りである。

地表から浅い所に堆積しているゆるい砂の層において
地下水がその砂の粒子の間隙を満たしている場合、地震
により砂の層が揺すられると、砂の粒子の咬み合せが外
れて砂の粒子は水中に浮遊した状態となり、急激に沈下
しようとするため過剰間隙水圧が上昇し、その結果、一
部の砂は水と共に地表に噴出する。又、このような状態
では地中の砂層は液状を呈し、通常の地盤支持力を失う
ので、上述のような現象として現われ、その結果、種々
の被害が発生することになる。

そこで、かかる砂質地盤に対する液状化対策として従
来、次のような工法が採用されて来ている。

ゆるい砂質地盤を締固めると液状化しにくくなるの
で、砂質地盤の密度を上げる方法である。

軟弱な砂質地盤中に衝撃あるいは振動荷重により砂を
圧入し、直径の大きな強固な砂杭を作ることにより地盤
の強度を増加させる方法で、サンドコンパクションパイ
ルと呼ばれる。また、この方法と同質のバイブロフロー
テーション工法やバイブロコンポーザー工法なども採用
されている。

砂質地盤中の水を除去する方法である。

オーガーなどにより砕石パイルを造成し、砂質地盤中
の水を抜く砕石ドレーン工法であり、地震時に砂層に発
生する過剰間隙水圧を早期に除去する工法である。

砂質地盤中に薬液等を注入して地盤を改良する方法
である。

注入固結工法と呼ばれ、水ガラス、高分子薬液等を地
盤に加圧注入し、地盤の強度増加、止水性向上を目的と
して実施する工法である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし乍ら、これらの工法にはそれぞれ次のような問
題点がある。

すなわち、のサンドコンパクションパイル工法等で
は、振動施工であるため振動による杭の打込みや引抜き
を繰り返すことに伴う震動と騒音が問題となる。また、
の水圧除去工法の場合で、その効果の確実性が懸念さ
れ、振動施工にも問題がある。そして又、の注入固結
工法の場合は、施工に手間が掛る上、薬液による地下水
の汚染に注意しなければならない問題がある。

以上のように、従来の技術では施工時の振動、騒音、
環境汚染、施工の煩雑さ、液状化防止効果等の点で問題
が残る。

本発明は、これらの課題を一挙に解決できる砂質地盤
の液状化抑止工法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本工法は、吸水性、膨張性及び水硬性成分を有する乾
燥状態のセメント系材料によりパイルを砂質地盤中に群
状に適当な間隔に造成するものであって、該セメント系
材料の吸水作用により砂質地盤中の水分を低下させる改
良効果や、該材料の膨張作用により周辺砂質地盤を圧縮
して砂質地盤の強度を増大させる改良効果、あるいは地
下水により水硬し強度を発現したパイルを群状に形成す
ることによる砂質地盤の複合的な改良効果において液状
化を抑止するものである。

ここに、セメント系材料は、主として水和硬化性成
分、及び、膨張性成分を含むものであり、さらに必要に
応じて透水性成分を含有せしめる。水和硬化性成分と
は、吸水性と、ある程度の膨張性と、水硬性を発揮させ
るための成分であり、例えば、石膏、高炉スラグ及び普
通ポルトランドセメントを主材料とし、これらに硬化促
進剤としてハロゲン化合物又は硫酸塩類を必要に応じて
添加し良く混合してなる固化材があり、例えば大阪ESC
（大阪セメント社商品名）として市販されている。この
固化材は、前記主材料である石膏15〜60重量％、高炉ス
ラグ20〜60重量％、普通ポルトランドセメント10〜50重
量％とし、これらを比表面積4500cm²/g以下となるよう
に粉砕し調合するか、又はこれらに硬化促進剤を５重量
％以下添加して粉砕、調合してなるもので、吸水性、膨
張性及び水硬性を有している。また、前記膨張性成分と
しては、例えば、生石灰や膨張セメントがある。この成
分は膨張作用をさらに増大させるためのものである。さ
らに、前記透水性成分としては、例えば、乾燥スラグや
乾燥砂がある。この成分はパイル中芯部までの水和を助
ける作用を営むもので、パイルの径が小さい場合には省
略することも可能である。

しかして、このセメント系材料での砂質地盤中へのパ
イル造成は、次のように行なわれる。

第１図は、施工方法の概要を図示したものであるが、
まず同図（ａ）のように錐状のケーシングチューブ１を
地盤２に螺入させた後、同図（ｂ）のように該ケーシン
グ１内にセメント系材料３を投入する。しかる後、同図
（ｃ）の示すように、前記セメント系材料３を前記ケー
シングチューブ１内の軸心部に配したスクリュー４と圧
縮空気５との力により下方に付勢しつつ、底部1aを開い
た同ケーシングチューブ１を上方に抜き上げることによ
って、同図（ｄ）に示すようにセメント系材料３をパイ
ル状に造成する作業を完了する。

［作用］ このように、本工法によると砂質地盤に対して、無振
動、無騒音に適用でき、また砂質地盤を締め固めて液状
化しにくい地盤に改良すると同時に、強度をもったパイ
ル部と砂の層との複合地盤として地盤強度を確保するも
のだから、間隙水が抜けなくとも液状化に抵抗する大き
な液状化抑止効果を発現し、更に薬液使用に起因する環
境汚染や作業工数の増加を招くこともない。

［実施例］ 以下、実施例を挙げて本工法による地盤改良効果を具
体的に示す。

ある地区内の砂の層を含む軟弱な砂質地盤において、
前記の工法に従ってφ400mmのドライパイルを各々深さ1
3mで1.5mピッチの正三角形状に施工した。改良前後のＮ
値と土質柱状図を第２図に示す。この図から−2.5〜−8
mまでの砂層の改良効果が大きく現われていることが解
る。

また、別の地区の軟弱な砂質地盤において、φ400mm
のドライパイルを各々深さ9.5mで1.0mピッチの正三角形
状に施工した場合での、改良前後のＮ値と土質柱状図を
示したものが第３図である。この結果によると、−5.4
〜−8.9mの砂の層において改良効果が大となっている。

以上の改良効果は、砂質地盤の相対密度が大きくなっ
たことを示しており、このことは建築基礎構造設計基準
で示される液状化の危険性とＮ値に関する相関から、液
状化を起こしにくい地盤に改良されたことを意味してい
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の工法によると、砂質地盤に吸
水成分、膨張成分及び水硬性成分を有する乾燥したセメ
ント系材料のパイルを群状に造成することで、従来工法
の諸問題を解消しつつ砂質地盤を液状化を起こしにくい
複合地盤に改良することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の施工例を示す概略断面
図である。第２図と第３図は、それぞれ実施例による改
良効果を示す土質柱状図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸水成分、膨張成分及び水硬性成分を有す
   る乾燥状態のセメント系材料によりパイルを砂質地盤中
   に適当な間隔で群状に造成することを特徴とする砂質地
   盤の液状化抑止工法。