JPH0988058A - 地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 関係法規上で産業廃棄物とされない掘削土を
得ることができるので、該掘削土の再利用を図ることが
できると共に、工事費用に占める排出土砂の処理費を大
幅に低減することができる地盤改良方法を提供する。 【解決手段】 改良する地盤にアースドリル工法により
適宜大きさのガイド穴を安定液を注入しつつ掘削すると
ともに、該ガイド穴を掘削した後に、該ガイド穴の下部
から硬化材を注入しつつ安定液を排出して上記安定液を
硬化材と置換した後、該硬化材が注入されたガイド穴内
に撹拌機の先端撹拌部を臨在させ、該先端撹拌部を回転
させながら地盤の拡張を行ない、上記硬化材と地盤の撹
拌を行ないつつ上記撹拌機の先端撹拌部をガイド穴内で
所定の高さ位置まで上昇させることで、所定の容積の改
良地盤を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地盤改良方法に
関し、特に、硬化材を地盤に混合撹拌する地盤改良方法
に関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】地上等に構築物を構築する際に
は、地盤がその構築物の構築に適応する地耐力を有する
ことが前提とされるが、この地耐力が所定の値を示さな
い場合には、予め地盤改良が行われる。

【０００３】そこで、従来から種々の地盤改良方法が提
案されているが、地中深くに亙る地盤改良には、硬化材
（グラウド材）を改良する地盤に注入する工法が適する
とされており、この硬化材を改良する地盤に注入する代
表的な工法として、ジェットグラウド工法がある。

【０００４】このジェットグラウド工法は、超高圧水を
地中に噴射して所定の深さのガイド穴を穿ち、該ガイド
穴に硬化材を注入しながら該ガイド穴を拡径して地盤を
撹拌し、所定の大きさの、即ち、所定の容積の改良地盤
を形成するものである。

【０００５】因に、硬化材は、ガイド穴内に挿し込まれ
たノズルから水平方向に噴射され、該ノズルは、水平方
向に回転しながらガイド穴内で徐々に上昇される。

【０００６】それ故、このジェットグラウド工法にあっ
ては、内部での崩落を危惧しなくて済む程度の細いガイ
ド穴の開穿が可能になると共に、このガイド穴に沿って
所定の容積の改良地盤を形成することが可能になる。

【０００７】しかしながら、このジェットグラウド工法
による場合には、ガイド穴開穿用の超高圧水を供給する
ためには勿論のこと、超高圧水によって掘削された残土
を地上に吐出させる圧縮空気を供給するためのポンプが
必須になるため、作業が非常に大掛かりとなり、工事コ
ストが嵩む、という問題を有していた。

【０００８】そして、上記ジェットグラウド工法で硬化
材にセメント系のものを選択する場合の最大の問題点と
しては、改良地盤の掘削によってセメント系の硬化材を
含む土砂、即ち、関係法規上で産業廃棄物とされるもの
を多く発生させるため、掘削土の再利用を図ることがで
きないことは勿論、廃棄のための費用が莫大である、と
いう問題を有していた。

【０００９】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、関係法規上で
産業廃棄物とされない掘削土を得ることができるので、
該掘削土の再利用を図ることができると共に、工事費用
に占める排出土砂の処理費を大幅に低減することができ
る地盤改良方法を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る地盤改良方法にあっては、改良する
地盤にアースドリル工法により適宜大きさのガイド穴を
安定液を注入しつつ掘削すると共に、該ガイド穴を掘削
した後に、該ガイド穴の下部から硬化材を注入しつつ安
定液を排出して上記安定液を硬化材と置換した後、該硬
化材が注入されたガイド穴内に撹拌機の先端撹拌部を臨
在させ、該先端撹拌部を回転させながら地盤の拡張を行
ない、上記硬化材と地盤の撹拌を行ないつつ上記撹拌機
の先端撹拌部をガイド穴内で所定の高さ位置まで上昇さ
せることで、所定の容積の改良地盤を形成することを特
徴とするものである。

【００１１】そして、より具体的には、ガイド穴が改良
する土量の３０％乃至５０％の土量を排出して形成さ
れ、撹拌機の先端撹拌部がガイド穴より大径となって、
撹拌機駆動で水平回転する拡径羽根を有して構成されて
いることを特徴とするものである。

【００１２】また、この発明にあっては、上記安定液が
ガイド穴の内周壁の崩壊を防止すると共に、硬化材と分
離され易い材料で構成され、かつ、硬化材が、撹拌機の
先端撹拌部で混合された土砂を沈澱させず、或は、液と
固形物との分離が生じないように、適度な粘性と液自身
の不分離特性が少ない物質を有し、かつ、硬化遅延性に
優れた材料で構成されるのが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態に基づ
いて、この発明を説明するが、この発明の一実施の形態
に係る地盤改良方法は、図１に示す第一の工程と、図２
に示す第二の工程と、図３に示す第三の工程と、からな
り、図４に示すように、改良する地盤Ａに所定の大きさ
の、即ち、所定の容積の改良地盤Ｇを形成するものであ
る。

【００１４】即ち、第一の工程は、基本的には、改良す
る地盤Ａにガイド穴１を穿つことであり、図示する実施
の形態では、該ガイド穴１を開穿する際に同時に該ガイ
ド穴１内に安定液２を収容する。

【００１５】ところで、この発明にあっては、ガイド穴
１は、アースドリル工法により適宜大きさに開穿される
が、図示する実施の形態では、改良する土量の３０％乃
至５０％の土量を排出して形成される。

【００１６】ガイド穴１が、このように、改良する土量
の３０％乃至５０％の土量を排出して形成されるのは、
アースドリル工法に使用する掘削機たるアースドリル掘
削機Ｓの構造によるもので、一般に、該アースドリル掘
削機Ｓにおける掘削部たるトリリングバケットＳ１の大
きさが直径約８００〜２０００ｍｍ程度に設定されてい
ることによる。

【００１７】従って、その限りにおいて、この実施の形
態におけるガイド穴１は、前記した従来例のジェットグ
ラウド工法によるガイド穴に比較して、ガイド穴１の穴
径が最小直径約８００ｍｍ以上と大きく設定される。

【００１８】それ故、この発明のように、アースドリル
工法でガイド穴１を開穿する場合には、後述する第三の
工程でガイド穴１の穴径を大きくするように、撹拌作業
が、上記従来のジェットグラウド工法による場合に比較
して容易になる点で有利である。

【００１９】因に、ガイド穴１がアースドリル工法によ
って形成される、即ち、アースドリル掘削機Ｓによって
形成されるから、該アースドリル掘削機Ｓの使用時に
は、上記した従来のジェットグラウド工法による場合と
比較して、低振動低騒音の工事が可能となる。

【００２０】一方、ガイド穴１内に収容される安定液２
は、ガイド穴１の内周壁の崩壊を防止するのを主眼とす
るもので、ガイド穴１がアースドリル工法によって大径
に形成されることに基づく。

【００２１】それ故、該安定液２は、ガイド穴１を開穿
する際に、同時にガイド穴１内に注入されるのが好まし
いが、改良する地盤Ａが比較的良質である場合、即ち、
ガイド穴１の内周壁を容易に崩壊させない場合には、ガ
イド穴１をある程度深く開穿した後に硬化材３を注入、
即ち、収容させてもよい。

【００２２】また、該安定液２は、後述する第二の工程
を勘案すると、硬化材３と分離され易い材料からなるの
が好ましく、その１ｍ³ 当たりの配合例を示すと、掘削
壁の崩壊防止の効果があるベントナイト１０〜８０ｋｇ
に対し、ガイド穴の掘削壁の崩壊防止（増粘、濾水量の
低減）の効果があるＣＭＣを０．５〜５．０ｋｇ、セメ
ント成分混入や土砂混入による劣化防止効果がある分散
剤を０．５〜５．０ｋｇ配合して生成すればよい。

【００２３】尚、安定液２のガイド穴１内への注入は、
第二の工程において硬化材３を注入する際に利用するポ
ンプＰ（図２参照）を利用しても良いが、この場合に
も、該ポンプＰは超高圧ポンプである必要がない。

【００２４】次に、上記第二の工程は、基本的には、上
記ガイド穴１内に硬化材３を注入する工程であるが、該
ガイド穴１内には、第一の工程で既に安定液２が収容さ
れているから、具体的には、ガイド穴１内の底部から硬
化材３を注入または打設しながら該ガイド穴１内から安
定液２を排出することになる。

【００２５】それ故、上記第二の工程で、ガイド穴１内
に硬化材３を残し、安定液２を排出することから、前記
したように、安定液２に硬化材３に対する分離性がある
ことが好ましい。

【００２６】尚、ガイド穴１内への硬化材３の注入は、
この実施の形態では、前記したようにポンプＰが利用さ
れるが、これに代えて、硬化材３を注入するためだけの
機器類を利用してもよいことは勿論である。

【００２７】また、ガイド穴１内から排出される安定液
２は、産業廃棄物として処理され、また、安定液を使用
して掘削された土砂は、一般土として廃棄される。尚、
上記安定液は、本発明の工程に繰り返し再使用すること
が可能であるため、工事コストの低減も図ることができ
る。即ち、この発明に係る上記掘削安定液２は、安定液
２がセメントスラリーからなる場合と異なり、関係法規
上で産業廃棄物に指定されない点で有利となる。

【００２８】第三の工程は、基本的には、硬化材３が注
入されたガイド穴１を撹拌機４で拡径する工程である
が、具体的には、硬化材３が注入されたガイド穴１内に
撹拌機４の先端撹拌部５を臨在させると共に、該先端撹
拌部５を回転してガイド穴１を拡径する。

【００２９】そして、上記先端撹拌部５は、ガイド穴１
より大径に形成されていると共に、撹拌機４の駆動部６
の駆動により水平回転する拡径羽根７を有し、該拡径羽
根７を回転させながらガイド穴１内で所定の高さ位置ま
で上昇させるように構成されている。

【００３０】因に、拡径羽根７は、地上からガイド穴１
内に挿入されるときには、折り畳まれた状態で挿入さ
れ、ガイド穴１の底部に到達されたとき広げられてガイ
ド穴１より大径になるように設定されている。

【００３１】そして、拡径羽根７は、従来のジェットク
ラウド工法のようにノズルから高圧で硬化材を噴射する
ものでないから、それに伴う諸設備の設置を省略させる
ことことができる。

【００３２】また、地上に配設される撹拌機４は、この
実施の形態にあって、アースドリル工法に使用する掘削
機たるアースドリル掘削機Ｓを利用するように構成され
ているので、上記駆動部６の駆動を低振動低騒音で実行
できる。

【００３３】一方、硬化材３は、撹拌機の先端撹拌部で
混合された土砂を沈澱させず、或は、液と固形物との分
離が生じないように、適度な粘性と液自身の不分離特性
が少ない物質を有し、かつ、硬化遅延性に優れた材料で
構成されるのが望ましい。例えば、上記硬化材３のｌｍ
³ 当たりの配合例を示すと、ミルク粘度の調整に用いら
れ不分離性を有するベントナイト５０〜２００ｋｇに対
し、濾水量の低減効果があるＣＭＣを０．５〜５．０ｋ
ｇ、強度を発現させる各種セメントを１００〜７００ｋ
ｇ、特に粘度土との混合性をよくするための流動化剤を
０〜１０ｋｇ、施工時間を調整するための遅延剤を０〜
１０ｋｇ、夫々混合して生成すればよい。

【００３４】尚、硬化材３が硬化遅延性に優れている場
合には、ガイド穴１を拡開する際の障害にならないのは
勿論のこと、爾後の改良地盤Ｇの掘削の際における作業
性を低下させない効果が得られる。

【００３５】それ故、改良する地盤の性質によって、い
ずれかを優先させた硬化材３が選択され、或いは、複数
の性質を兼ね具えた硬化材３が選択されることになる。

【００３６】以上のようにして硬化材３が充填された改
良地盤Ｇからは、拡径羽根７が折り畳まれた状態で先端
撹拌部５が引き抜かれ、ガイド穴１内から撹拌機４が撤
去される。

【００３７】そして、地盤中に形成された改良地盤Ｇ
は、前記第一から第三の各工程を経て地盤Ａに散点状
に、或いは、選択された間隔で複数箇所に形成され、こ
れによって、改良される地盤Ａが全体的に地盤改良され
ることになり、改良された地盤は、所定の構築物、例え
ば、中高層建築物における地下階を構築するために掘削
されることになる。

【００３８】尚、上記実施の形態では、ガイド穴の土砂
の崩壊を安定液で防止する場合を例にとり説明したが、
この発明にあっては、上記安定液に代えて、水を注入
し、該水の水頭圧を利用してガイド穴の土砂の崩壊を防
止するように構成しても同様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、ア
ースドリル工法によってガイド穴が開穿され、また、該
ガイド穴がアースドリル工法に使用する掘削機であるア
ースドリル掘削機と同様の掘削機を利用して拡径される
ので、地盤改良作業全体を低振動低騒音で実行できる。

【００４０】また、この発明にあっては、最初に開穿さ
れるガイド穴がアースドリル工法によって、従来のジェ
ットグラウド工法による場合に比較して、大径に形成さ
れることになり、爾後のガイド穴の拡径作業が容易とな
る。

【００４１】そして、この発明にあっては、ガイド穴の
開穿時には、ガイド穴内に安定液が収容されるから、ガ
イド穴が大径に形成されても、その内周壁の崩落を有効
に防止することができ、従って、爾後の硬化材の注入作
業及び安定液の排出作業を円滑に実行できると共に、硬
化材自体もガイド穴の内周壁の崩落を有効に防止するこ
とができる。

【００４２】さらに、この発明によれば、必要設備の稼
動に伴う騒音や振動を低く抑えることができると共に、
関係法規上で産業廃棄物とされる土砂ではなく、再利用
が可能な状態で土砂を掘削できると共に、安定液を繰り
返し再使用することができるので、廃棄コストや工事に
占める排出土砂の処理費を大幅に低減することができる
等、幾多の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る地盤改良方法の
第一の工程を示す概略縦断面図である。

【図２】同第二の工程を示す概略縦断面図である。

【図３】同第三の工程を示す概略縦断面図である。

【図４】地盤が改良された状態を示す概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ガイド穴 ２ 安定液 ３ 硬化材 ４ 撹拌機 ５ 先端撹拌部 ６ 駆動部 ７ 拡径羽根 Ａ 改良する地盤 Ｇ 改良地盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 改良する地盤にアースドリル工法により
   適宜大きさのガイド穴を安定液を注入しつつ掘削すると
   共に、該ガイド穴を掘削した後に、該ガイド穴の下部か
   ら硬化材を注入しつつ安定液を排出して上記安定液を硬
   化材と置換した後、該硬化材が注入されたガイド穴内に
   撹拌機の先端撹拌部を臨在させ、該先端撹拌部を回転さ
   せながら地盤の拡張を行ない、上記硬化材と地盤の撹拌
   を行ないつつ上記撹拌機の先端撹拌部をガイド穴内で所
   定の高さ位置まで上昇させることで、所定の容積の改良
   地盤を形成することを特徴とする地盤改良方法。
2. 【請求項２】 前記ガイド穴が、改良する土量の３０％
   乃至５０％の土量を排出して形成されることを特徴とす
   る請求項１の地盤改良方法。
3. 【請求項３】 前記撹拌機の先端撹拌部は、前記ガイド
   穴より大径の状態で水平回転する拡径羽根を有して構成
   されていることを特徴とする請求項１の地盤改良方法。
4. 【請求項４】 前記硬化材は、前記撹拌機の先端撹拌部
   で混合された土砂を沈澱させず、或は、液と固形物との
   分離が生じないように、適度な粘性と液自身の不分離特
   性が少ない物質を有し、かつ、硬化遅延性に優れた材料
   で構成されていることを特徴とする請求項１の地盤改良
   方法。