JPH11315535A

JPH11315535A - 地盤内の改良柱体

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Publication number: JPH11315535A
Application number: JP13751598A
Authority: JP
Inventors: Morihide Hashimoto; 守秀橋本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-04
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】亀裂等の発生を防止し得る改良柱体を提供す
る。【解決手段】改良柱体１１の上端面１２寄り部位に、
その上端面１２から下端面１３に向けて直径Ｄ１分の高
さの範囲内に無数のポリビニルアルコール繊維１６を含
ませた。混合攪拌過程で同繊維を含ませて一緒に混合攪
拌し、固結させた。同繊維が含まれている分、これが含
まれていない従来の改良柱体に比べ強度アップが図られ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は土木、建設（建築）
の基礎工事などにおいて、軟弱地盤を円柱状などに掘削
し、その掘削土を混合、攪拌しながら石灰系やセメント
系のスラリー状の固化剤（以下、単に固化剤ともいう）
を吐出し、これらを混合攪拌して固結してなる地盤内の
改良柱体（以下、「改良柱体」若しくは単に「柱体」と
もいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の改良柱体は次のように施
工、形成されていた。すなわち、図７に示したように掘
削軸１０１に掘削翼１０２、共回り防止翼１０３さらに
は攪拌翼１０４が設けられた混合攪拌装置を用い、掘削
軸１０１を回転させて地盤（土壌）Ｊを掘削し、掘削土
ｋを混合、攪拌しながらその掘削軸１０１の先端の固化
剤吐出口１０５から固化剤を吐出させ、掘削土ｋと固化
剤とを攪拌翼１０４などにて混合、攪拌し、掘削軸１０
１を適宜上下動（進退）させる。そして、混合攪拌を十
分に行った後、掘削軸１０１を引抜き、混合攪拌部位を
柱状に固結（固化）させるというものである。しかし
て、軟弱地盤において適数のこのような改良柱体を形成
し、その上端面の上に基礎（底盤）を載置状に施工、形
成し、その上に建造物を築造し、建物ないし地盤の沈下
を防止するようにしている。

【０００３】ところで、前記従来の改良柱体は掘削土と
固化剤とを混合し、その後固結してなるものであるが、
その中身つまり改良柱体を構成しているものは混合され
た掘削土に他ならない。したがって、その強度は固化剤
による掘削土の固結性（力）に依存している。すなわ
ち、前記従来の改良柱体は、固結されていない改良前の
掘削土よりは顕著に強度アップが図られているものの、
掘削土を固化剤で固めたたというに過ぎないものである
ため、必ずしも十分な強度のあるものとはいえない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図８はこうして形成さ
れた従来の改良柱体１００であり、その上に基礎１１０
や建築物が施工、築造されると、同図中に示したように
その上端面寄り部位に亀裂（クラック）Ｃがはいりやす
いといった問題があった。基本的な原因は、前記したよ
うにその構造（構成）に基づくものと考えられる。つま
り、改良柱体の上端面は大きな重力の受圧面であると共
に地震などの振動に起因して過大な応力が作用するが、
前記構成による固結力では強度が不十分なためと考えら
れる。しかして、このような亀裂は改良柱体１００の部
分的破壊であり、建造物の傾きなどを招く原因となる。

【０００５】こうした中、そのような亀裂の発生原因
は、掘削土と固化剤との混合攪拌が不十分なためであ
り、これを十分に行って固結させればそのような問題は
回避できるとの見解もある。しかし、例え十分に混合攪
拌されて固結されたものでも、その強度は掘削土を固化
剤で固めたにすぎないものであることから、根本的な強
度アップは図られない。

【０００６】本発明は、従来の地盤内の改良柱体のもつ
こうした問題点に鑑みて案出したものであって、その目
的とするところは、亀裂等の発生を防止し得る改良柱体
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、少なくともその上端
面寄り部位に繊維を含ませてなることを特徴とする。

【０００８】本発明の改良柱体は、亀裂の入りやすい上
端面寄り部位に繊維を含ませてなるために、その分、改
良柱体の強度が増大しており、したがって、クラックの
発生防止に有効である。ここに「少なくともその上端面
寄り部位」としたのは繊維は改良柱体の全体に含まれて
いても良いことを意味するが、亀裂は本願発明者の調査
によれば、改良柱体の上端面から下端面に向けて、該上
端面の直径の略１．５倍分の高さの範囲内にとくに発生
しやすい。したがって、繊維の投入および撹拌をも考慮
すると、その上端面から下端面に向けて該上端面の直径
の略１．５倍分の高さの範囲内に繊維を含ませてなるこ
とを特徴とするものが、経済性や施工上からして好まし
い。

【０００９】前記繊維は、セメントなどの固化剤との接
着性、耐アルカリ性などに優れるものが好ましいといえ
るが、改良柱体内に含まれている（混在している）こと
でその強度アップに寄与できるものであればよく、とく
に限定されない。軟質の合成樹脂製繊維、例えばポリビ
ニルアルコール、ポリプロピレン、ナイロンなどの合成
樹脂製の繊維、さらに麻、シュロ縄などの天然繊維、針
金状の金属繊維、さらには、炭素繊維、硝子繊維などで
もよい。そして、その繊維は適宜の太さ（例えば０．１
ｍｍ〜５ｍｍ）で、その太さに応じて適宜の長さ（例え
ば３〜５０ｍｍ）に加工されている短繊維が好ましい
が、長繊維であってもよい。

【００１０】そして、本発明の別の手段としては、掘削
土と固化剤とを混合攪拌して固結してなる地盤内の改良
柱体において、少なくともその上端面寄り部位に鉄筋を
配筋してなることを特徴とするものがある。このように
鉄筋が配筋してあれば、亀裂の入りやすい上端面寄り部
位が補強されているために、その分、改良柱体の強度が
増大しており、したがって、クラックの発生防止に有効
である。なお、前記もしたように、亀裂は、改良柱体の
上端面から下端面に向けての該上端面の直径の略１．５
倍分の高さの範囲内にとくに発生しやすいこと、さらに
鉄筋の配筋のし易さ（固結前の柱体への押込み（挿入の
し）易さ）をも考慮すると、改良柱体の上端面から下端
面に向けて該上端面の直径の略１．５倍分の高さの範囲
内に鉄筋を配筋してなるものとするのが好ましい。な
お、この場合、鉄筋は、上下に垂れ下げ状にして適宜の
密度（配筋数）となるように、固結前の柱体へ上端面か
ら押し込むようにすると、その施工も容易であり好まし
い。

【００１１】また、さらに別の手段としては、掘削土と
固化剤とを混合攪拌して固結してなる地盤内の改良柱体
において、少なくともその上端面寄り部位の外周面若し
くは外周面寄り部位を包囲するように、外径が、その改
良柱体の直径と略同一若しくは該改良柱体の直径より小
さく形成されてなる筒状枠体を固着してなることを特徴
とするものである。本手段では、筒状枠体が補強枠の役
割をすることから、改良柱体のクラックの発生を防止に
極めて有効である。

【００１２】なおこの手段においても、改良柱体の上端
面から下端面に向けて該上端面の直径の略１．５倍分の
高さの範囲内の外周面若しくは外周面寄り部位を包囲す
るように、外径が、その改良柱体の直径と略同一若しく
は該改良柱体の直径より小さく形成されてなる筒状枠体
を固着してなるものとするの適切である。この範囲に亀
裂が発生しやすいこと、このような範囲にしておくと、
固結前の柱体においてその外周面（若しくは外周面寄り
部位）に筒状枠体を挿入しやすいためである。なお、筒
状枠体は、改良柱体の平面視形状（横断面形状）に応じ
て、それと同様の円筒状や角筒状とすればよい。なお、
筒状枠体の材質はとくに限定されないが、改良柱体と馴
染みが良く、強度、耐久性のあるステンレス鋼などの金
属から選択するとよい。

【００１３】また、前記いずれの手段においても、上端
面に金属若しくは合成樹脂からなる板を接合しておくと
よい。このようにしておけば、改良柱体の上端面と基礎
との間の摩擦が低下するので、地震等における横揺れ時
にその揺れが吸収されるので、改良柱体の破損防止に有
効である。すなわち、基礎と改良柱体間の摺動を許容す
ることから、これが破損防止に有効に作用する。なお、
前記板は、前記上端面の略全体をカバーする大きさを備
えているのが好ましい。基礎低盤が改良柱体の上端面よ
り小さくても、その上端面に荷重が均等に作用しやすい
ためである。

【００１４】なお、ここに上端面の直径とは、改良柱体
が例えば図７に示したような１掘削軸からなる混合攪拌
装置で形成されたものでは、その１つの柱体の上端面な
いし横断面の直径をいい、改良柱体がこのような柱体を
複数連ならせるようにして形成したもの、つまり複数の
柱体が一部重なるように並立されてなる連続壁状若しく
は太い柱状や筒状のものでは、そのうちの１柱体部位の
上端面部位（又は横断面部位）の直径をいい、１つの柱
体が角柱（平面視又は横断面が、略正方形や略長方形な
ど）のものでは、１つの柱体若しくは連続壁状のもので
は１柱体部位の上端面（又は横断面）の最大径（対角
径）をいい、平面視（又は横断面）が楕円形などの柱体
では最大径をいう。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明（請求項１及び２）に係る
地盤内の改良柱体の実施形態について、図１及び図２を
参照して詳細に説明する。なお以下、図中Ｊは地盤
（土）を示す。すなわちこの実施形態における改良柱体
（円柱体）１１は、その上端面１２から下端面１３に向
けて、その上端面１２の略直径Ｄ１分の大きさＬ１にお
いて、その内部に繊維（例えばポリビニルアルコールか
らなる繊維直径０．１〜２ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍ）
１６が無数略平均に含まれてなるものである。そして、
その上端面１２には、その全体を略カバーする平面を備
えた一定厚さの鉄板（円形鉄板）５０が接合されてい
る。

【００１６】このような改良柱体１１は、図７に示した
ような従来の掘削土の混合攪拌装置にて軟弱地盤を掘削
し、固化剤を吐出させつつその掘削土を混合、攪拌する
際、その固化剤中に繊維１６を適量混在しておいても形
成できるし、混合攪拌過程で上端面１２側に適量の繊維
１６をふりかけつつ一緒に混合攪拌することでも形成で
きる。例えば、固化剤中に繊維１６を混在させる場合に
は、混合攪拌過程の後過程、つまり掘削軸を引抜く少し
前においてスラリーと共に繊維１６を吐出して混合攪拌
し、そして掘削軸を引き抜き、その後固化を待つことで
形成される。なお、上端面１２の鉄板５０は、掘削軸の
引抜き後、柱体の固化前にその上端面に載置し、固化さ
せることで接着させることができる。

【００１７】こうして形成された改良柱体１１は、上端
面１２を含む上端面寄り部位に無数の繊維１６が含まれ
ているため、その分強度が高くなっており、したがって
クラックが入り難くく、基礎低盤及び建築物の築造後で
も破損しにくいのである。なお、本例では、上端面１２
の径Ｄ１と同じ程度の深さＬ１まで繊維１６が含まれる
ようにしたが、支持荷重によっては上端面から５０ｍｍ
〜１００ｍｍ程度の部分のみでもクラックの発生防止効
果がある。もちろん、柱体１１の全体に混在させてもよ
い。

【００１８】また、本例では、鉄板５０がその上端面１
２に接合されているため、その上に基礎を載置状に施
工、形成する際には、改良柱体１１にかかる荷重の分散
化が図られる。また、改良柱体１１の上端面１２つまり
鉄板５０と基礎との界面の摩擦が小さくなるので、振動
や横揺れがあっても横方向の摺動を許容し、振動を吸収
する作用がある。したがって、改良柱体１１の破損を招
きにくい。

【００１９】さて、次に本発明（請求項３及び４）に係
る地盤内の改良柱体の別の実施形態について、図３及び
図４を参照して詳細に説明する。この改良柱体２１はそ
の上端面２２寄り部位に多数の鉄筋２６を適宜のピッチ
で縦に垂れ盛り状に配筋してなるものである。なお、本
例では、改良柱体２１の上端面２２から下端面２３に向
けて上端面２２の略直径Ｄ１分の高さＬ１の範囲内に鉄
筋２６を配筋している。なおこのものでも、その上端面
２２には、その全体を略カバーする平面を備えた一定厚
さの鉄板（円形鉄板）５０が接合されている。

【００２０】しかして、このような改良柱体は、掘削土
に固化剤のみを混合し、攪拌して固結してなる従来の改
良柱体に比べ、上端面寄り部位に配筋されている分、ク
ラックが入り難くく、基礎低盤及び建築物の築造後でも
破損しにくいのである。なお、鉄筋２６は、改良柱体２
１の形成工程で掘削軸を引抜いた後、なるべく早めに、
つまり、固結前の柔らかいときに所定長さの鉄筋（棒
材）２６を縦に押込むのが施工も容易である好ましい。
ただし、予め三次元的に配筋されたものを押込むように
してもよい。なお、鉄筋２６は強度上からすれば、上端
面２２からできるだけ深く（長く）いれるのが好まし
い。

【００２１】さて、次に本発明（請求項５及び６）に係
る地盤内の改良柱体のさらに別の実施形態について、図
５及び図６を参照して詳細に説明する。このものは、円
柱状の改良柱体３１において、その上端面３２寄り部位
の外周面３５を包囲するように、外径が、その改良柱体
３１の直径Ｄ１よりやや小さく形成され、高さＬ１が同
直径Ｄ１と略同寸に形成されてなる円筒状枠体３６を固
着してなるものである。なおこのものでも、その上端面
３２には、その全体を略カバーする平面を備えた一定厚
さの鉄板（円形鉄板）５０が接合されている。

【００２２】しかして、このものでは、円筒状枠体３６
が外周面の補強（保護）枠を成すことから、改良柱体３
１にクラックが発生することを極めて有効に防止する。
なお、円筒状枠体３６は、固結前の改良柱体において、
その上端面３２側から押し込めば、固結後において改良
柱体３１の外周面３５に固着される。すなわち、攪拌
後、掘削軸を引抜いた後、円筒状枠体３６を圧入してな
るものである。なお、円筒状枠体３６は、その外径が掘
削径つまり改良柱体３１の直径Ｄ１よりやや小さめとす
るとよい。圧入施工が容易となるためである。

【００２３】

【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によれば、亀
裂の入りやすい上端面寄り部位に繊維を含ませてなるた
めに、その分、改良柱体の強度が増大しており、したが
って、亀裂の発生防止に有効である。

【００２４】請求項３及び４記載の発明によれば、亀裂
の入りやすい上端面寄り部位が鉄筋で補強されているた
めに、その分、改良柱体の強度が増大しており、したが
って、亀裂の発生防止に有効である。

【００２５】請求項５及び６記載の発明によれば、亀裂
の入りやすい上端面寄り部位に筒状枠体を固着している
ために、その筒状枠体が補強枠の役割をすることから、
改良柱体の亀裂の発生を防止に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の改良柱体の実施形態例の概略構成を示
す縦断面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】本発明の改良柱体の別の実施形態例の概略構成
を示す縦断面図。

【図４】図３の要部拡大図。

【図５】本発明の改良柱体の別の実施形態例の概略構成
を示す縦断面図。

【図６】図５の要部拡大図。

【図７】従来の改良柱体の形成工程を説明する縦断面
図。

【図８】図７において形成された改良柱体の亀裂の発生
状況の説明図。

【符号の説明】

１１，２１，３１改良柱体１２，２２，３２上端面１３，２３，３３下端面１６繊維２６鉄筋３５改良柱体の外周面３６筒状枠体５０鉄板Ｄ１改良柱体（上端面）の直径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、少なくともその上端
面寄り部位に繊維を含ませてなることを特徴とする、地
盤内の改良柱体。
【請求項２】掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、その上端面から下端
面に向けて該上端面の直径の略１．５倍分の高さの範囲
内に繊維を含ませてなることを特徴とする地盤内の改良
柱体。
【請求項３】掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、少なくともその上端
面寄り部位に鉄筋を配筋してなることを特徴とする地盤
内の改良柱体。
【請求項４】掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、その上端面から下端
面に向けて該上端面の直径の略１．５倍分の高さの範囲
内に鉄筋を配筋してなることを特徴とする地盤内の改良
柱体。
【請求項５】掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、少なくともその上端
面寄り部位の外周面若しくは外周面寄り部位を包囲する
ように、外径が、その改良柱体の直径と略同一若しくは
該改良柱体の直径より小さく形成されてなる筒状枠体を
固着してなることを特徴とする地盤内の改良柱体。
【請求項６】掘削土と固化剤とを混合攪拌して固結し
てなる地盤内の改良柱体において、その上端面から下端
面に向けて該上端面の直径の略１．５倍分の高さの範囲
内の外周面若しくは外周面寄り部位を包囲するように、
外径が、その改良柱体の直径と略同一若しくは該改良柱
体の直径より小さく形成されてなる筒状枠体を固着して
なることを特徴とする地盤内の改良柱体。
【請求項７】上端面に金属若しくは合成樹脂からなる
板が接合されてなることを特徴とする、請求項１〜６の
いずれかに記載の地盤内の改良柱体。
【請求項８】前記板が、前記上端面の略全体をカバー
する大きさを備えていることを特徴とする請求項７に記
載の地盤内の改良柱体。