JPH11217837A

JPH11217837A - 地盤改良工法

Info

Publication number: JPH11217837A
Application number: JP2002898A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Bessho; 友宏別所; Shigeyuki Iwahara; 重之岩原; Yoshiyuki Obara; 由幸小原; Hiromi Tan; 博美丹; Shohei Kato; 正平加藤; Sumio Nitta; 純朗新田; Ryoichi Tatebayashi; 良一館林; Takashi Kimikawa; 俊君川
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Japan Drilling Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Japan Drilling Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】特に既存構造物の支持地盤に対する地盤改良
を効率的に実施する。【解決手段】地表から任意の軌道で地中に削孔を形成
し得るドリル機５を用い、そのドリル機の掘進により改
良対象地盤中にパイロット孔１２を削孔した後、ドリル
機によりパイロット孔を拡径する削孔を行なう。その際
にパイロット孔内に液状固化材を注入して拡径削孔によ
り生じた土砂と液状固化材とを攪拌混合することにより
円柱状の地盤改良体１３を形成し、その地盤改良体を改
良対象地盤全体に所定間隔で多数形成する。既存構造物
の支持地盤に対して適用するに際してはパイロット孔を
ほぼ水平な状態で削孔すれば良い。掘削流体を用いるド
リル機により削孔する場合においてはパイロット孔を拡
径削孔するに際して掘削流体としてセメントミルク等の
液状固化材を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液状化防止対策等と
して実施される地盤改良工法、特に既存構造物の支持地
盤に対して適用して好適な地盤改良工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、地震による地盤の液状化
は大きな被害をもたらすものであり、液状化が生じる懸
念のある地盤に対してはその対策として地盤改良を実施
することが必要である。特に、先の大震災では港湾での
護岸構造物をはじめとして多くの構造物が液状化による
被害を受けたことは記憶に新しく、そのため構造物を新
たに構築する場合のみならず、既存構造物に対する耐震
補強対策としてその支持地盤に対して地盤改良を行なう
ことが早急に必要であるとされている。

【０００３】ところで、液状化防止対策としての地盤改
良工法には、置換工法、締め固め工法、排水工法、固結
工法等、種々のものが実用化されているが、それらはい
ずれも更地の状態の地盤に対して実施することを想定し
ており、したがって構造物を新設するに際して更地の地
盤に対しては支障なく実施できるが、そのような従来一
般の地盤改良工法を既存構造物が既に設けられている地
盤に対してそのまま実施することは通常は困難である。

【０００４】そのため、既存構造物の支持地盤に対して
地盤改良を行なうための工法としては、既存構造物の周
囲に改良対象地盤の深度に達するような立坑を設け、そ
の立坑の底部から対象地盤に向けて水平ボーリングを行
なって薬液注入するといった工法が検討されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の工法で
は、大規模な立坑を必要とすることから工期が長くかか
るとともに工費も嵩むものとなり、また、立坑の設置ス
ペースを確保し得ない場合には当然に実施することがで
きないものである。このため、既存構造物に対する耐震
補強対策としてその支持地盤に対する地盤改良を簡便か
つ安価に、しかも立地条件に制約されることなく実施し
得る有効な工法の開発が急務であるとされていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記事情に鑑み、本発明
の目的は、特に既存構造物の支持地盤に対しても適用し
得る有効な地盤改良工法を提供することにあり、その要
旨は、地表から任意の軌道で地中に削孔を形成し得るド
リル機を用い、該ドリル機による掘進により改良対象地
盤中にパイロット孔を削孔した後、該ドリル機により前
記パイロット孔を拡径する削孔を行なうと同時に該パイ
ロット孔内に液状固化材を注入することにより、拡径削
孔により生じた土砂と液状固化材とを攪拌混合すること
により円柱状の地盤改良体を形成し、該地盤改良体を対
象地盤全域に所定間隔で多数形成することで地盤改良を
行なうことにある。

【０００７】本発明の地盤改良工法を既存構造物の支持
地盤に対して適用するに際しては、前記ドリル機により
既存構造物の近傍からその下方の地盤に向けて掘進する
ことで改良対象地盤中に前記パイロット孔をほぼ水平な
状態で削孔すれば良い。

【０００８】また、前記ドリル機としては掘削流体を用
いて削孔する形式のものを採用し、前記パイロット孔を
拡径削孔するに際しては前記掘削流体として前記液状固
化材を用いることが合理的である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。本実施形態は図１に示すように既
存構造物である護岸構造物１の支持地盤に対する液状化
防止対策としての地盤改良を行なうためのものである。
図示例の護岸構造物１はケーソン３が捨石基礎４上に設
置されて構築されたものであり、本実施形態では捨石基
礎４の直下の地盤を改良対象地盤２としている。

【００１０】本実施形態では、地表から任意の軌道で地
中削孔を行ない得るドリル機５を用いる。このドリル機
５は、地表に設置される本体部６（図１および図２参
照）により長尺のドリルパイプ７（図３参照）を繰り出
しかつ引き戻す構成のものであり、ドリルパイプ７を通
してその先端に設けたビット８に対して水や泥水などの
掘削流体を高圧供給しつつドリルパイプ７を繰り出すこ
とでジェット噴流により地盤を削孔し、あるいはビット
８を回転させて掘進を行ない、もしくはその双方を適宜
併用し、それによって小径（たとえば２００〜３００ｍ
ｍφ程度）の削孔を数百ｍにも及ぶ長距離にわたって行
ない得るものである。なお、掘進に際しては削孔内は掘
削流体が安定液として泥水状態で満たされることで孔壁
の保護がなされ、その泥水が地表に溢れ出すことで削孔
土砂は地表に排出されるようになっている。

【００１１】そして、このドリル機５は、上記のような
掘進を行なうに際して、図示しない制御機構による遠隔
操作によって掘進方向を任意にかつ厳密に制御すること
が可能なものであり、地表より３０゜程度の角度でビッ
ト８を地中に進入させた後は、予め設定した軌道に合致
するように軌道修正を行ないつつ掘進を行なって所望ル
ートの削孔を自由に形成し得るものである。

【００１２】また、図３に示すようにビット８の後部に
は攪拌翼９を収納かつ放射状に展開可能なリーマ１０が
設けられており、そのリーマ１０は（ａ）に示すように
掘進時には攪拌翼９を収納した状態とされているが、掘
進完了後は（ｂ）に示すように攪拌翼９が遠隔操作によ
り展開されるとともにリーマ１０が回転し、その状態で
ドリルパイプ７が引き戻されて削孔内を後退することに
より、掘進時に形成された小径の削孔が攪拌翼９によっ
てより大径（たとえば６００ｍｍφ程度）に拡径され、
かつその際には攪拌翼９によって削孔土砂と掘削流体と
が十分に攪拌混合されるものとなっている。そして、そ
の際に供給される掘削流体としては土砂と攪拌混合され
ることでそれを固化させ得る液状固化材（たとえばセメ
ントミルク）を用いることができるものとされ、拡径削
孔の際にそのような液状固化材を用いることにより、拡
径削孔により生じた土砂と液状固化材とが自ずと攪拌混
合され、拡径された削孔内に円柱状の地盤改良体１３が
自ずと形成されるものとなっている。なお、拡径削孔の
際に土砂と液状固化材とが効率的に攪拌されるように、
拡径削孔の際における液状固化材の吐出口は攪拌翼９よ
りも本体部６側（拡径削孔していく方向の前方側）に設
けておくことが良い。

【００１３】上記のドリル機５を用いて既存構造物であ
る護岸構造物１の支持地盤に対する地盤改良を行なうに
は、図１および図２に示すように護岸構造物１の近傍に
ドリル機５の本体部６を設置し、ドリルパイプ７を通し
てビット８に掘削流体を高圧供給し、図３に示すように
地表に予め設けた進入口１１からドリルパイプ７を３０
゜程度の角度で地中に掘進させていき、２００〜３００
ｍｍφ程度のパイロット孔１２を削孔していく。この際
の掘削流体としては水または孔壁に対する安定液として
機能する泥水を用いれば良く、その水は泥水としてパイ
ロット孔１２内に満たされて孔壁が保護され、かつ進入
口１１から地表に溢れ出すことで土砂が排出される。

【００１４】パイロット孔１２が改良対象地盤２まで達
したら遠隔操作により軌道を修正し、護岸構造物１の長
さ方向に沿う水平方向に向けて掘進を行なうことにより
パイロット孔１２を対象地盤２中にほぼ水平に削孔す
る。予め定めた所定位置までパイロット孔１２を削孔し
たら掘進を停止し、遠隔操作によりリーマ１０に収納さ
れていた攪拌翼９を展開し、今度はドリルパイプ７を引
戻しつつ拡径削孔を行なうが、この際には掘削流体とし
て液状固化材たとえばセメントミルクを用いる。それに
より拡径削孔によって生じた土砂と掘削流体としてのセ
メントミルクが自ずと攪拌混合され、所定時間経過後に
セメントミルクが硬化すれば自ずと円柱状の地盤改良体
１３が形成される。なお、リーマ１０が改良対象地盤２
を外れる位置まで後退した以降は攪拌翼１０を収納して
ドリルパイプ７を引き抜いてしまえば良いが、そのまま
地表まで拡径削孔を継続してパイロット孔１２の全長を
地盤改良体１３として埋め戻すことでも良い。

【００１５】上記作業を繰り返し実施することにより、
あるいは複数のドリル機５による並行作業を実施するこ
とにより、上記の地盤改良体１３を改良対象地盤２全体
にわたるように所定間隔で多数形成する。図示例ではケ
ーソン３のほぼ２基分の長さにわたる地盤改良体１３を
９列３段にわたって形成するようにしているが、その本
数や相互間隔は現状地盤の状況や要求される改良程度に
応じて適宜設定すれば良く、通常は各地盤改良体１３の
体積の総和が改良対象地盤２の体積に対し５０〜６０％
程度となるように設定することが良い。

【００１６】なお、上記の場合、改良対象地盤２に対す
る地盤改良体１３の形成パターンとしては、図２に示し
たものの他、たとえば図４に示すように任意の位置に設
置したドリル機５の本体部６から両側に振り分けるよう
にして地盤改良体１３を形成したり、地盤改良体１３を
護岸構造物１に対して平行な水平方向に設けるのみなら
ず本体部６から放射状に延びるように地盤改良体１３を
設けるようにしても良い。また、上記のように改良対象
地盤２に対して陸地側から作業を行なうことに代えて、
あるいはそれに並行して、図５に示すように海面上に作
業ステージ１４を設けてそこにドリル機５の本体部６を
設置し、海底からパイロット孔１２を削孔して同様に地
盤改良体１３を形成することもできる。この場合、海中
にはドリルパイプ７を案内しかつ泥水や掘削土砂が海中
に拡散することを防止するためのガイドパイプ１５を設
ければ良い。

【００１７】以上の方法によれば、任意の軌道で地中削
孔し得るドリル機５を採用したことにより、地表からの
掘進により既存構造物である護岸構造物１の下方に水平
な地盤改良体１３を形成でき、したがって従来において
は必要とされていた大規模な立坑を設けるような必要が
なく、工期短縮、工費削減に寄与できることはもとよ
り、ドリル機５の本体部６を設置できるだけのわずかな
スペースのみを確保すれば良いから立地条件に制約され
ることも殆どなく、したがって既存構造物の支持地盤に
対する液状化防止対策としての地盤改良を効率的に実施
することが可能である。また、拡径削孔する際の掘削流
体として液状固化材としてのセメントミルクを用いるこ
とにより、拡径削孔と液状固化材の注入および土砂との
混合攪拌とが同時に行なわれることになるからきわめて
合理的である。

【００１８】なお、以上で説明したように、本発明方法
は既存構造物の支持地盤に対して適用することが特に好
適なものではあるが、それに限定されるべきものではな
く、たとえば急傾斜地や専有敷地が限られているような
特殊な立地条件等により従来一般の地盤改良工法がその
ままでは適用し難いような地盤、あるいは単なる更地に
対しても同様に適用し得ることは勿論である。そして、
対象とする地盤の規模や形態、条件に応じて、地盤改良
体１３の形成パターンを任意にかつ最適となるように設
定すれば良く、たとえば地盤改良体１３を縦横に交差す
るように格子状に形成したり、あるいは上下方向に傾斜
させた状態で形成したり、必要であれば鉛直方向に形成
することも妨げるものではない。

【００１９】また、本発明において用いるドリル機５
は、地表より任意の軌道でパイロット孔１２を削孔で
き、かつ、それを拡径しつつ地盤改良体１３を形成し得
るものであれば良く、その限りにおいて種々の形式のも
のが採用可能であり、また作業工程も適宜の変更が考え
られる。たとえば、上記実施形態では掘削流体を用いて
削孔する形式のドリル機５を採用したが、掘削流体を用
いることなく通常の回転ビットにより削孔を行なう形式
のものや、掘削流体のジェット噴射によりビットを回転
させる形式のもの、掘削流体のジェット噴射と回転ビッ
トとを併用する形式のもの等、任意のものが採用可能で
ある。また、上記では拡径削孔の際に液状固化材として
のセメントミルクを掘削流体として用いることとした
が、それに限らず、ドリル機の形式によっては液状固化
材のみを供給したり、液状固化材と掘削流体の双方を供
給しても良い。勿論、液状固化材としてはセメントミル
クに限らず他の薬液を用いることもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明の地盤改良工法
は、地表から任意の軌道で地中削孔を行ない得るドリル
機を用い、そのドリル機により改良対象地盤中にパイロ
ット孔を削孔した後、パイロット孔を拡径しつつ液状固
化材を注入して円柱状の地盤改良体を形成し、そのよう
な地盤改良体を対象地盤全域に所定間隔で多数形成する
ようにしたので、特に既存構造物の支持地盤に対して適
用するに際しては大規模な立坑を設けるような必要がな
いから工期短縮、工費削減に寄与できることはもとよ
り、立坑の設置スペースを確保する必要がないから立地
条件に制約されることも殆どなく、したがって従来一般
の地盤改良工法を適用し得ない既存構造物の支持地盤に
対する地盤改良を実施する際に特に好適である。

【００２１】特に、既存構造物の近傍からその下方の地
盤に向けて掘進することで改良対象地盤中にパイロット
孔をほぼ水平な状態で削孔することとすれば、既存構造
物の支持地盤に対する耐震補強対策としての地盤改良を
効率的かつ確実に実施し得る。

【００２２】また、掘削流体を用いて削孔する形式のド
リル機を採用した場合においては、パイロット孔を拡径
削孔するに際して掘削流体として液状固化材を用いれ
ば、拡径削孔と液状固化材の注入および土砂との混合攪
拌とが同時に行なわれることになるから合理的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を既存の護岸構造物の支持地盤に対し
て適用する場合の一実施形態を示す断面図である。

【図２】同、地盤改良体の形成パターンを示す平面図
である。

【図３】同、地盤改良体の形成工程を示す拡大図であ
る。

【図４】同、地盤改良体の他の形成パターンを示す平
面図である。

【図５】同、他の実施形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１護岸構造物（既存構造物）２改良対象地盤５ドリル機６本体部７ドリルパイプ８ビット９攪拌翼１０リーマ１２パイロット孔１３地盤改良体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小原由幸東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者丹博美東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者加藤正平東京都港区西麻布三丁目20番16号日本海洋掘削株式会社内 (72)発明者新田純朗東京都港区西麻布三丁目20番16号日本海洋掘削株式会社内 (72)発明者館林良一東京都港区西麻布三丁目20番16号日本海洋掘削株式会社内 (72)発明者君川俊東京都港区西麻布三丁目20番16号日本海洋掘削株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地表から任意の軌道で地中に削孔を形成
し得るドリル機を用い、該ドリル機による掘進により改
良対象地盤中にパイロット孔を削孔した後、該ドリル機
により前記パイロット孔を拡径する削孔を行なうと同時
に該パイロット孔内に液状固化材を注入することによ
り、拡径削孔により生じた土砂と液状固化材とを攪拌混
合することにより円柱状の地盤改良体を形成し、該地盤
改良体を改良対象地盤全域に所定間隔で多数形成するこ
とで地盤改良を行なうことを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】請求項１記載の地盤改良工法を既存構造
物の支持地盤に対して適用するに際し、前記ドリル機に
より既存構造物の近傍からその下方の地盤に向けて掘進
することで改良対象地盤中に前記パイロット孔をほぼ水
平な状態で削孔することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】請求項１または２記載の地盤改良工法に
おいて、前記ドリル機として掘削流体を用いて削孔する
形式のものを採用し、前記パイロット孔を拡径削孔する
に際しては該掘削流体として前記液状固化材を用いるこ
とを特徴とする地盤改良工法。