JPH08165637A

JPH08165637A - 液状化対策工法

Info

Publication number: JPH08165637A
Application number: JP33259694A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kurihara; 和夫栗原; Shiyouji Matsui; 鐘司松井; Toru Watanabe; 徹渡辺; Nobuyuki Koyano; 信幸小谷野
Original assignee: LIFE LINE KOGYO KK; Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: LIFE LINE KOGYO KK; Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JP3494727B2

Abstract

(57)【要約】【目的】砕石等の固体片が相互に弾性を有して接着さ
れ、外圧によっても間隙率が変化しない液状化対策工法
を提供する。【構成】第一工程として、地盤を掘削して孔を設け、
第二工程として、上記孔内に砕石等の固体片の表面に接
着後にゴム状弾性を備えた接着剤を付着したものを投入
して、地中に多数の固体片が相互に接着した固体片製ポ
ーラス体を構築するようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震によって液状化現
象の生ずるおそれのある地盤を改良する液状化対策工法
に関するもので、さらに詳しくは、グラベルドレーン工
法と称されている工法に近似して、地盤中に過剰間隙水
圧を消散するためのグラベル（砕石等の固体片）ドレー
ン体を構築するようになした液状化対策工法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液状化対策工法の一つに、グラベ
ルドレーン工法が知られており、この液状化対策工法は
施工実績も多い。そして、このグラベルドレーン工法
は、ケーシングアースオーガを回転して、掘削・排土し
ながら所定の深さまで該ケーシングアースオーガを貫入
し、この際ケーシングアースオーガ内には水または圧縮
空気を充満させケーシングアースオーガ下端開口よりの
地下水流入を防止する。そして、所定の深さまでケーシ
ングアースオーガを貫入したら該ケーシングアースオー
ガの上部より砕石を投入し、砕石を突固め、あるいは締
め固めながら該ケーシングアースオーガを引き抜き、地
中にグラベルドレーン体を構築するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のグ
ラベルドレーン工法は、ケーシングアースオーガの打設
機は大型で、重量が８０〜１００トンと重く（砕石の締
め固め機を含む）、施工性が悪いという課題を有してい
る。

【０００４】また、従来のグラベルドレーン工法によっ
て構築されたグラベルドレーン杭は、地中に多数の砕石
が柱状（地中壁状も可能）に重なって埋設されただけの
構成となるので、このグラベルドレーン杭は外圧によっ
て変形し、間隙率が局所的に変化したり、最悪な場合は
崩れてしまうこともあるという課題を有している。外圧
としては種々のものが想定できるが、例えば、地盤変形
が生じた場合、従来のグラベルドレーン杭はそれに追従
できなくなり、局所的に間隙率が変化したり、グラベル
ドレーン杭が途中で分断されることがある。また、地震
等の振動でも同様なことが生じ、振動でさらに締め固め
られると間隙率は低減して元に戻ることはなく、ドレー
ン機能が損なわれることもあると言う課題を有してい
る。

【０００５】さらに、従来法で構築された上記グラベル
ドレーン杭は、長期間の経過で侵入した微粒子で目詰ま
りし、初期の機能が発揮されないことがあるという課題
も有するものである。

【０００６】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、砕石等の固体片が相互に弾性を有して接着さ
れ、上記のごとき外圧によっても間隙率が変化しない液
状化対策工法を提供することを目的としたものである。

【０００７】また、本発明のもう一つの目的は施工機械
がコンパクトで、掘削した孔壁の崩壊を防ぐと共に、孔
周りを圧密して軟弱地盤の改良を兼ねる液状化対策工法
を提供することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、第一工程として、地盤を掘削して孔を
設け、第二工程として、上記孔内に砕石等の固体片の表
面に接着後にゴム状弾性を備えた接着剤を付着したもの
を投入して、地中に多数の固体片が相互に接着した固体
片製ポーラス体を構築するようになした技術的手段を講
じたものである。

【０００９】また「請求項２」の発明は、第一工程とし
て、地盤を掘削して孔を設け、第二工程として、上記孔
内に砕石等の固体片の表面に接着後にゴム状弾性を備え
た接着剤を付着したものを予めポーラス体に成型したも
のを挿入するようになした技術的手段を講じたものであ
る。

【００１０】また「請求項３」の発明は、第一工程とし
て、鋼管をセット保持し、この鋼管内に収納あるいは鋼
管端のエアーハンマーが該鋼管を衝撃によって地中に圧
入するエアーハンマー式ボーリングマシーンで地盤を圧
密掘削して孔を設け、第二工程として、上記エアーハン
マーを鋼管内より引き出した後、該鋼管内に砕石等の固
体片の表面に接着後にゴム状弾性を備えた接着剤を付着
したものを投入し、第三工程として、上記鋼管を引き抜
き、地中に多数の固体片が相互に接着したポーラス体を
構築するようになした技術的手段を講じたものである。

【００１２】

【作用】それ故、本発明によって得られるポーラス体
は、固体片の表面に接着後にゴム状弾性を備えた接着剤
を付着したもので構成するため、崩れにくくなる作用を
呈する。

【００１３】また、本発明によって得られるポーラス体
は、重なり合った固体片どうしの間には間隙部が確保さ
れ、接着剤の性状から全体的には弾性と伸縮性とを有す
る作用を呈する。ちなみに「図９」が本発明法によるポ
ーラス体の部分拡大断面図で、固体片１００，１００，
１００・・・の回りに接着剤１１０が付着し、、固体片
１００，１００，１００・・・の非接触部には間隙１２
０，１２０，１２０・・・が確保されるものである。

【００１４】そして、本発明は上記のごときポーラスで
弾性と伸縮性とを有するポーラス体を地盤内に埋入する
ことで、先ずはポーラスであることからドレーンとして
機能する作用を呈するのは従来のグラベルドレーン工法
と同じである。

【００１５】そして、上記ポーラス体は伸縮性を有する
ことから、地盤変形に追従して変形でき、多少の地盤変
形には間隙率をあまり変化させずに対応でき、また、多
少変形しても連続したポーラス体として地中に残り過剰
間隙水圧の消散機能を保持する作用を呈するものであ
る。

【００１５】そして、上記ポーラス体は弾性を有するこ
とから、地盤に振動が加わると、一時的には振動で変形
するが、振動がおさまれば元の形状に戻る作用を呈し、
間隙率が変化するのを防ぐよう作用するものである。

【００１６】なお、上記したように振動が加わると、一
時的には間隙率が変化して元に戻るので、間隙部内に侵
入した微粒子は間隙率の振幅で間隙部の外に押し出され
る場合も生じ、目詰まりの自浄作用も期待できるもので
ある。

【００１７】また「請求項３」の発明は、孔の掘削に際
してエアーハンマーが鋼管を衝撃によって地中に圧入す
るエアーハンマー式ボーリングマシーンで地盤を圧密掘
削するので、孔壁は鋼管で崩壊が防がれ、圧密によって
周辺地盤が改質される作用を呈するものである。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。先ず、本
発明液状化対策工法は、第一工程として、地盤を掘削し
て孔を設ける。この孔の掘削は従来公知な種々の掘削機
・掘削法が使用でき、孔の断面形状も円形に限られるも
のでは無く、従来の連続地中壁用の連続壁状孔であって
もよい。

【００１９】従来公知な種々の孔掘削法の内、「請求項
３」の発明では、鋼管を保持し、この鋼管内に収納しあ
るいは鋼管端のエアーハンマーが該鋼管を衝撃によって
地中に圧入するエアーハンマー式ボーリングマシーンで
地盤を圧密掘削している。

【００２０】エアーハンマー式ボーリングマシーンは、
一般に「グルンドマート」と称され、車両２１に仰伏動
可能にガイド２２を取り付け、このガイド２２に案内さ
れて沈降可能に鋼管３０を保持し、この鋼管３０内には
コンプレッサー２６よりの駆動用圧力空気で衝撃力を発
生する「グルンドマート」と称するマシーン２３（以
下、グルンドマート２３という）を収納し、このグルン
ドマート２３が鋼管３０の先端側縮径部３１に衝撃力を
与え、該鋼管３０を地中に圧入するようになしてある。

【００２１】上記エアーハンマー式ボーリングマシーン
を使用した理由は、第一にボーリングマシーン自体が従
来のアースオーガ等に比較してコンパクトであるので、
施工性がよく、既設建築物や既設構造近くにも搬入容易
で、広い範囲の施工現場に対処できるためである。

【００２２】また、このエアーハンマー式ボーリングマ
シーンは、鋼管３０を地中に圧入して孔を得るため、掘
削土の発生が無く、その搬出・処理に手間を必要としな
いばかりか、孔周りの地盤を圧密して、従来のグラベル
ドレーン工法とは相違して軟弱地盤の改良を兼ねること
ができるものである。なお、液状化対策工法の一つにサ
ンドコンパクッションパイル工法等が提案されており、
地盤を締め固めることで液状化対策に効果があることは
広く認められているものである。

【００２３】そして本発明は、第二工程として、上記孔
内に砕石等の固体片の表面に接着後にゴム状弾性を備え
た接着剤を付着したものを投入して、地中に多数の固体
片が相互に接着したポーラス体を構築するようになして
ある。

【００２４】上記接着剤としては、天然ゴム、合成ゴ
ム、合成樹脂等のラテックスに、加硫剤または硬化剤を
混合し、さらに必要に応じて可塑剤または発泡剤を混入
したもので実現でき、加水量を変更することで硬化時間
を調整でき、また、ラテックス中に懸濁する分子の種類
の選定及び可塑剤または発泡剤の混入量で、硬化した後
の弾性を調整することができるものである。ちなみに、
本実施例では、旭電化工業株式会社製アデカウルトラシ
ールＣ−５０（商標名）を水で溶いて使用した。

【００２５】そして、上記接着剤を固体片の表面に付着
させるには、浸漬法または噴霧法等が利用できる。浸漬
法としての具体例は、接着剤を満たした槽を用意し、固
体片は籠に収納して上記槽内に入れ、これを引き上げる
ようになせばよく、接着剤の付着量はその濃度を変化さ
せることで調整する。また、噴霧法としての実施例は、
回転ドラム中に固体片を入れ、ドラムを回転させながら
接着剤を噴霧すればよく、この場合の接着剤の付着量
は、接着剤の濃度と共に噴霧量を変えることで調整す
る。

【００２６】そして、上記接着剤を付着させた固体片を
孔内に投入して硬化させる。接着剤が硬化すると多数の
固体片が相互に接着してポーラス体となり、ドレーン機
能を発揮する。

【００２７】なお、上記接着剤として前記実施例のよう
な接着強度の大きなものを使用すれば、地上にてポーラ
ス体を成形し、これを搬送、吊り下げることが可能で、
「請求項２」の発明では、掘削した孔に投入する方法に
代え、地上において成型用の型に上記接着剤を付着させ
た固体片を投入して、予めポーラス体に成型したものを
上記孔内に挿入するようになしている。

【００２８】次に、添付図面に基づいて、主に「請求項
３」の発明を具体的に説明する。図中、２０はエアーハ
ンマー式ボーリングマシーンで、このエアーハンマー式
ボーリングマシーン２０は、先にも説明したように、車
両２１に仰伏動可能にガイド２２を取り付け、このガイ
ド２２に案内されて沈降可能に鋼管３０を保持し、この
鋼管３０内にはコンプレッサー２６よりの駆動用圧力空
気で衝撃力を発生するグルンドマート２３を収納し、こ
のグルンドマートが鋼管３０の先端側縮径部３１に衝撃
力を与え、該鋼管３０を地中に圧入するようになしてあ
る。

【００２９】なお、上記の鋼管先端の縮径部３１は「図
４」に示すように、グルンドマート２３が鋼管３０の先
端から抜け出ないようにその先端内径を小さく設定すれ
ばよく、図では鋼管３０の先端を先端側が順次縮径され
るようになし、グルンドマート２３は先端を円錐面とな
し、その先端の一部が鋼管３０の先端より突出するよう
になしてあるが、別の実施例として図示はしていない
が、グルンドマート２３の外周部位にフランジを突設し
鋼管３０の下部内周面にはこのフランジが衝合する内方
突出リングを突設するようになしてもよい。また、グル
ンドマート２３にはコンプレッサー２６が配管２６ａで
連結され、このコンプレッサー２６より圧送される駆動
用圧力空気で図示しない従来公知なハンマー機構（通
常、グルンドマート２３内に収納されている。）を作動
するようになしてある。

【００３０】そして、先ず上記車両２１を施工現場に乗
り入れ、移送姿勢として「図１」に示すように水平状態
となしておいたガイド２２（通常は、「リーダー」と称
している。）を、シリンダー２４を操作して起立させ
る。通常、このガイド２２は鉛直に起立させて使用する
が、「図１１」に示すように既設建物Ａの下部に本発明
によって得られるポーラス体１を斜設するには所定の角
度に傾斜させてもよく、さらには図示はしていないが法
面等より略水平方にポーラス体１を構築するにはこのガ
イド２２の起立は省略されることもある。

【００３１】ガイド２２を「図２」に示したように所定
位置に起立させたら、このガイド２２に鋼管３０を設置
し、この鋼管３０の上方からグルンドマート２３をウイ
ンチ２５で吊り下げ、鋼管３０内に降ろす。そして、こ
のグルンドマート２３はコンプレッサー２６よりの駆動
用圧力空気で衝撃力を発生するようになしてあるので、
グルンドマート２３の先端で地盤に衝撃力を加え圧密掘
削を行なうと同時に、鋼管３０もその先端縮径部で３１
で衝撃力を受けるので地盤中に圧入される。

【００３２】上記のごとくして鋼管３０が所定の深さま
で圧入されたら、すなわち「図３」の状態を経て「図
５」の状態となったら、鋼管３０は地中に残し、ウイン
チ２５でグルンドマート２３を引き上げ、このグルンド
マート２３は鋼管３０の外に取り出し、「図６」状態と
なす。

【００３３】次に、上記この鋼管３０には「請求項３」
の発明の第二工程として、該鋼管３０内に砕石等の固体
片の表面に接着後にゴム状弾性を備えた接着剤を付着し
たものを投入（「図７」参照）する。この投入に際し
て、必要があればバイブレータを使用して投入が全て完
了した、または投入中の固体片を締め固める。このバイ
ブレータは投入式で投入した固体片に振動を加えるも
の、または鋼管３０に振動を加えて鋼管３０から固体片
に振動を加えるもののいずれを使用してもよいが、通常
は掘削した孔の孔壁を損傷しないように、前者の投入式
バイブレータを使用する。

【００３４】次に、「請求項３」の発明の該第三工程と
して、上記鋼管３０を引き抜き、地中に多数の固体片が
相互に接着したポーラス体１を構築する。鋼管３０の引
き抜きは、固体片の投入がすべて終了してから行なって
もよいが、固体片を所定量投入したら鋼管３０を所定量
引き出す操作を繰り返してもよい。本実施例では前者の
方法、すなわち、固体片の投入がすべて終了してから鋼
管３０を「図８」の状態を経て、一気に引き抜くように
なしたので、この方法は、鋼管３０を引き抜いた後で鋼
管３０の厚みに相当する容量分の固体片量が不足するの
で、これを追加投入した。

【００３５】なお、鋼管３０を引き抜く際はバイブレー
タによって振動を与えながら固体片を締め固めるように
なすことが望ましいのは無論である。そして、固体片の
投入がすべて終了してから鋼管３０を一気に引き抜く方
法は、鋼管３０の上端が低くて投入が容易であると言う
利点を有するが、この鋼管３０を引き抜いた孔内に固体
片を密に充填するには固体片を所定量投入したら鋼管３
０を所定量引き出す操作を繰り返し方法の方が有利で、
このいずれを採用するかは固体片の安息角によって適し
たものを選定すればよい。

【００３６】そして、鋼管３０を引き抜いた後は、その
まま放置することで接着剤が硬化し地中に多数の固体片
が相互に接着したポーラス体１を構築されるものであ
る。

【００３７】なお、上記ポーラス体１は、所定間隔で構
築され、「図１１」に示したように予め所定間隔で構築
した地面の上に建築物Ａ等を建築すればよい。しかし、
すでに建築物Ａ等が存在する場合は、その回りの地面Ｆ
からこの既設建築物Ａの地下を囲むように該ポーラス体
１を構築すれば液状化対策に硬化があることが確認され
ている。また、この既設建築物Ａが存在する場合は、斜
設したポーラス体１ａを設けてもよいことは無論であ
る。

【００３８】なお「図４」中，２５ａは牽引ロープを示
すものである

【００３９】

【発明の効果】本発明は上記のごときで、地中に構築さ
れたポーラス体１，１ａは、固体片どうしの接合部に間
隙を有してポーラスとなっているので、従来のグラベル
ドレーン工法と同じくドレーン機能を発揮して液状化現
象に対処できる液状化対策工法を提供できるものであ
る。

【００４０】また、本発明は固体片が相互に接着剤で接
着されているので、このポーラス体１，１ａが崩れにく
く、長期にわたって液状化現象に対処できる液状化対策
工法を提供できるものである。

【００４１】そして、本発明によって得られるポーラス
体１は、接着剤の性状から全体的には弾性と伸縮性とを
有する、地盤変形に追従して変形でき、多少の地盤変形
には間隙率をあまり変化させずに対応でき、また、多少
変形しても連続した杭として地中に残り過剰間隙水圧の
消散機能を長期間保持することができるものである。

【００４２】さらに、本発明は、上記ポーラス体１は弾
性を有することから、地盤に振動が加わると、一時的に
は振動で変形するが、振動がおさまれば元の形状に戻り
間隙率が変化するのを防ぐので信頼性の高い液状化対策
工法を提供できるものである。

【００４３】また、本発明は、振動が加わると、一時的
には間隙率が変化して元に戻るので、間隙部内に侵入し
た微粒子は間隙率の振幅で間隙部の外に押し出される場
合も生じ、目詰まりの自浄作用も期待できる液状化対策
工法を提供できるものである。

【００４４】また「請求項３」の発明は、エアーハンマ
ー式ボーリングマシーンを使用するので、施工装置がコ
ンパクトで施工性よい液状化対策工法を提供でき、さら
に、孔の掘削に際してエアーハンマーが鋼管を衝撃によ
って地中に圧入するので、孔壁は鋼管で崩壊が防がれ、
圧密によって周辺地盤が改質される効率的な液状化対策
工法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に使用されるエアーハンマー
式ボーリングマシーンの側面図である。

【図２】本発明液状化対策工法の施工準備中の状態を示
す側面図である。

【図３】施工途中の状態を示す一部断面側面図である。

【図４】本発明に使用される鋼管の下部断面図である。

【図５】施工途中で鋼管の圧入が終了した状態を示す一
部断面側面図である。

【図６】施工途中で、マシーンを引き上げた状態を示す
一部断面側面図である。

【図７】施工途中で固体片を投入した状態を示す一部断
面側面図である。

【図８】施工途中で鋼管を引き抜く状態を示す一部断面
側面図である。

【図９】本発明法によって構築されたポーラス体の部分
拡大断面図である。

【図１０】本発明施工途例中一部断面側面図である。

【図１１】本発明の別の施工例途中一部断面側面図であ
る。

【符号の説明】

１ポーラス体１ａポーラス体２０エアーハンマー式ボーリングマシーン２１車両２２ガイド２３グルンドマート２６コンプレッサー３０鋼管３１縮径部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松井鐘司神奈川県大和市下鶴間2570−４西松建設株式会社技術研究所内 (72)発明者渡辺徹神奈川県大和市下鶴間2570−４西松建設株式会社技術研究所内 (72)発明者小谷野信幸東京都港区港南一丁目６番34号ライフライン工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一工程として、地盤を掘削して孔を設
け、第二工程として、上記孔内に砕石等の固体片の表面に接
着後にゴム状弾性を備えた接着剤を付着したものを投入
して、地中に多数の固体片が相互に接着した固体片製ポ
ーラス体を構築するようになした液状化対策工法。
【請求項２】第一工程として、地盤を掘削して孔を設
け、第二工程として、上記孔内に砕石等の固体片の表面に接
着後にゴム状弾性を備えた接着剤を付着したものを予め
ポーラス体に成型したものを挿入するようになした液状
化対策工法。
【請求項３】第一工程として、鋼管をセット保持し、
この鋼管内に収納あるいは鋼管端のエアーハンマーが該
鋼管を衝撃によって地中に圧入するエアーハンマー式ボ
ーリングマシーンで地盤を圧密掘削して孔を設け、第二工程として、上記エアーハンマーを鋼管内より引き
出した後、該鋼管内に砕石等の固体片の表面に接着後に
ゴム状弾性を備えた接着剤を付着したものを投入し、第三工程として、上記鋼管を引き抜き、地中に多数の固
体片が相互に接着したポーラス体を構築するようになし
た液状化対策工法。